医療機器製造：命を救い、レーザでステントを切断する

胸の鋭い痛みは、多くの場合、前触れもなく起こります。誰かが救急車を呼びます。数分で救急車が到着し、大きなブレーキ音とともに停車します。救急隊員が家の中に駆け込みます。幸いなことに、患者はまだ息をしており、安定していると判断され、ストレッチャーに乗せられます。すぐに救急車に運ばれ、救急車はサイレンを鳴らしてライトを点滅させながら道路を疾走していきます。まるで予算の少ないテレビ番組のワンシーンのようですが、このような出来事がアメリカだけでも毎日何千件も起きています。そのたびに、心筋梗塞（心臓発作）によって命が危険にさらされています。

早速、病院に行ってみましょう。「カテ室」と呼ばれる治療室では、心臓専門医が患者の脚の付け根に局所麻酔薬を投与して精密なカテーテルツールを動脈に挿入し、巧みに操作して心臓の中まで運びます。その様子は、リアルタイムのX線画像で見ることができます。心臓専門医はすぐに閉塞や詰まりを発見し、すばやく仕事に取り掛かります。「ガイドワイヤー」を閉塞部に押し込みます。先端のバルーンを膨らませることで、閉塞した血管を強制的に開き、心臓への適切な血流を回復させます。

多くの場合、バルーンカテーテルと一緒にメッシュチューブ（ステント）を挿入します。ステントはバルーンを膨らませると膨らみます。ステントは、動脈を開いた状態に維持するために残されます。

血液が正常に流れていることをX線モニターで確認した後、カテーテルとガイドワイヤーを取り外し、脚の付け根の動脈をクリップで閉じて小さな挿入部を縫合または接着します。この低侵襲手術はすべてわずか数分で行われました。驚きです。

医療機器のレーザ切断とレーザ溶接がこれを可能に

さて、このタイプの血管形成術については、すでにご存知の方も多いでしょう。あなたもそのような施術を受けたことがあるかもしれません。しかし、それを可能にするために、レーザ切断と溶接が不可欠であることをほとんどの方はご存知ないでしょう。そのとおり、カテーテル、ガイドワイヤー、バルーン、最も重要なステントは、すべてレーザマシンを使って製作されています。

私たちは、ステントが最も重要であると言っています。ステントは、通常、永遠に体内に残される部分だからです。そのため、かなり特殊な条件が求められます。主な課題は、何かで再狭窄を発生させないことです。これは、ステントがきっかけとなって、血栓や新たなプラークの閉塞が発生することで起こります。その後、また最初の状態に戻り、冠動脈が閉塞してしまうのです。

ステントは他の血管の再開通にも広く使われています。ステントのフレームは、通常、医療グレードのステンレススチールか、ニチノールという「形状記憶合金」で作られています。再狭窄のリスクを最小限に抑えるためには、ステントのエッジや表面が粗くならないことが重要であることがわかりました。最近のステントの多くは、さらに一歩進んで、体内でゆっくりと（数週間かけて）溶解する生体吸収性材料でコーティングされています。これによって材料が溶解する際に、血液凝固や瘢痕形成を積極的に阻止する薬剤を放出するため、治療成績が向上します。

ステントやカテーテルの3D切断用に最適化されたレーザマシン

金属を加工する場合、精度や加工端の品質を重視するなら、レーザに勝るものはありません。そのため、ステントやカテーテル挿入器具の多くは、3次元精密レーザ切断によりブランクチューブから製造されています。Coherentでは、このような3D切断用途や関連する医療機器に特化して最適化された「StarCut Tube」という機械を販売しています。

しかし、どのタイプのレーザが最適なのでしょうか？ レーザ切断のルールの1つに、滑らかな端部が必要な場合は、短ければ短いほど良いというルールがあります。レーザの波長（紫外線など）やパルス幅を短くするか、またはその両方を行います。これにより、「コールドアブレーション」と呼ばれる切断加工において、加工端の溶融や歪みを回避することができます。

Monaco産業用フェムト秒レーザがステント切断の状況を変える

レーザ業界では長年にわたり、紫外線を出力するエキシマレーザや、ナノ秒のパルス幅を持つファイバーレーザを搭載した装置でステントの切断に対応してきました。しかし、ここ数年で、フェムト秒のパルス幅と高い平均出力を併せ持つ工業用のウルトラショートパルス（USP）レーザが開発され、金属製ステントの切断に画期的な変化をもたらしました。（フェムト秒とは10億分の1秒の100万分の1のことです）。実際、今日のフェムト秒切断による加工端の品質は非常に優れており、ステントを作成する際に従来の後処理の研磨工程の多くはもはや必要ありません。当社のMonacoは、この新しいタイプの産業用レーザの好例です。

できれば、何らかの理由でステントを挿入する必要がないようにしてください。しかし、もしステント挿入する場合は、そのステントが最新のレーザマシンを用いて最高の基準で作られたものだと確信できるでしょう。

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