医療機器製造：命を救い、レーザーでステントを切断する

胸の鋭い痛みは、多くの場合、何の予兆もなく起こります。誰かが救急車を呼びます。数分後に救急車が到着し、大きなブレーキ音を立てて停車します。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いて、容態は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、ライトを点滅させながら道路を疾走していきます。まるで低予算のテレビ番組の一場面のようですが、このような出来事は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。

さっそく病院へ行ってみましょう。「カテーテル室」と呼ばれる治療室では、心臓専門医が患者の股関節付近に局所麻酔薬を投与し、精密なカテーテル器具を動脈に挿入して、巧みに操作しながら心臓の内部まで運びます。その様子は、リアルタイムのX線画像で確認することができます。心臓専門医はすぐに閉塞や詰まりを発見し、素早く処置に取り掛かります。「ガイドワイヤー」を閉塞部位に押し込みます。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拡張します。ステントは、動脈を開いた状態に保つために体内に残されます。

X線モニターで血液が正常に流れていることを確認した後、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、小さな切開部を縫合または接着しました。この低侵襲手術は、すべてわずか数分で完了しました。驚きです。

医療機器のレーザー切断とレーザー溶接によってこれが可能になった

さて、この種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、レーザー切断と溶接が不可欠であることは、ほとんどの方がご存じないでしょう。その通り、カテーテル、ガイドワイヤー、バルーン、そして最も重要なステントは、すべてレーザーマシンを使用して製造されています。

私たちは、ステントが最も重要であると考えています。なぜなら、ステントは通常、体内に永久に残されるものだからです。そのため、かなり特殊な条件が求められます。主な課題は、何らかの要因によって再狭窄を引き起こさないようにすることです。再狭窄は、ステントをきっかけとして血栓や新たなプラークによる閉塞が生じることで起こります。その結果、再び元の状態に戻り、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用されています。ステントのフレームは、通常、医療用ステンレス鋼、あるいは「形状記憶合金」と呼ばれるニチノールで作られています。再狭窄のリスクを最小限に抑えるためには、ステントの縁や表面が粗くならないことが重要であることが分かっています。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。これにより、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が放出されるため、治療成績が向上します。

ステントやカテーテルの3D切断に最適化されたレーザ加工機

金属を加工する際、精度や加工端面の品質を重視するなら、レーザー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次元精密レーザー切断によってブランクチューブから製造されています。Coherent社では、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」という装置を販売しています。

しかし、どのタイプのレーザーが最適なのでしょうか？ レーザー切断のルールの一つに、滑らかな切断面が必要な場合は、パルス幅が短いほど良いというものがあります。レーザーの波長（紫外線など）やパルス幅を短くするか、あるい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、切断面の溶融や歪みを防ぐことができます。

モナコの産業用フェムト秒レーザーがステント切断の常識を変える

レーザー業界では長年にわたり、紫外線を放出するエキシマレーザーや、ナノ秒のパルス幅を持つファイバーレーザーを搭載した装置を用いてステントの切断を行ってきました。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兼ね備えた工業用超短パルス（USP）レーザーが開発され、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面の品質は非常に優れており、ステントの製造において、従来の後処理である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ーの好例です。

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、もしステントを挿入することになったとしても、そのステントが最新のレーザー加工機を用いて最高水準で製造されたものであると確信していただけるでしょう。

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