医療機器イノベーションを加速する特殊金属

科学がステンレス鋼の代替を開く

ステンレス鋼（304、316、316Lなどの各種グレード）は、医療機器業界の基幹材料です。しかし、その他の金属も重要性を増しています。

科学の進歩は冶金学の境界も押し広げます。その結果、新たな用途の創出と、医療機器コンポーネント向け特殊金属の採用が促進されています。

新たな選択肢をもたらす合金

合金という形での特殊金属の開発により、医療機器業界はステンレス鋼以外の適切な材料を模索できるようになりました。例えば、MP35Nというニッケル・コバルト合金は、その有用な特性によりステンレス鋼の代替としてよく用いられます。

ステンレス鋼の約2倍の強度を持つMP35Nは、より薄肉で薄型のチューブ製造を可能にします。さらに、高モリブデン含有により、耐食性も向上します。

この小型かつ高強度なチューブは、尿路手術などの用途で優位性を発揮します。

科学の進歩が医療機器市場を特殊金属へと導くもう一つの好例は、ニッケルチタン合金、別名ニチノール（NiTi）の採用拡大です。これは優れた形状記憶特性を持ちます。

ニチノールはチューブに加工され、さらに人体内への容易な挿入のために完全に収縮する極小ステントに切り出せます。配置後、ステントはその独自の「元の形状を記憶する」能力に基づき、曲線、U字、その他の形状など、所望の形状に復元します。

ニチノールは内視鏡などのデバイスにも用いられ、高い柔軟性と耐キンク性を付与します。

（MP35N、ニチノール、その他の材料から切り出される精密チューブについて詳しくはこちら。）

難融性特殊金属

ニオブ（Nb）は、現代の医療機器で使用される難融性特殊金属の一つです。非常に不活性で生体適合性が高く、高い熱伝導率と電気伝導率といった貴重な特性を持つため、ペースメーカーの小型部品製造によく使用されます。

非常に多孔質で骨の成長と結合を促す難融金属タンタル（Ta）は、骨の存在下でインプラントに有用です。タンタルは診断用マーカーバンドにも使用されます。ただし、コストと希少性のため、コンポジット材料として使用されることが多いです。

タングステン（W）は、低侵襲腹腔鏡手術や内視鏡手術に用いられるチューブなど、医療機器コンポーネントによく使用されます。機械的強度を提供するだけでなく、主に透視用途で放射線不透過性（ラジオオパシティ）が要求される場面で使用されます。

鉛より高い密度を持つタングステンは、放射線遮蔽材として、鉛の環境に優しい代替材料としても使用できます（詳細は技術論文「医療機器用途におけるタングステン特性の比較分析」をご覧ください）。

人体内に留置される医療機器の開発により、特殊金属加工業者はチタンの新たな用途を見出しました。以下のような発見の恩恵を受けています：

• 非常に不活性な材料として、チタンはインプラント時に人体へのリスクが極めて低い、あるいは皆無。
• 骨が実際にチタンと結合するため、摩耗やその他の理由で機能しなくなった骨を置き換えることが可能。

人工膝関節、股関節、その他類似用途では、チタンとその合金の使用により、おそらく最大の成長を遂げました。これらの材料は、人骨と結合しないステンレス鋼よりも、この目的にははるかに適しています。

貴金属の用途

体内に留置されるデバイスが開発されるにつれ、それらのオブジェクトを慎重に追跡する必要性も生じました。例えば、外科医が体内にステントを配置する際、いわゆるマーカーバンドを頼りに、ステントが正しい位置と形状にあるかを確認します。

放射線不透過性を持つ天然の貴金属である金とプラチナは、マーカーバンドとして重要になりました——医療従事者が人体内でのデバイス位置を視認できるようにするためです。

しかし、今日のマーカーバンドは、従来の90%プラチナ/10%イリジウム以外の、より広範な放射線不透過性金属で作られることがあります。例えば、タングステンは放射線不透過性を持ち、金と同等の密度ながら、はるかに低く予測可能な価格で入手できるため、使用されることがあります。

もちろん、すべての貴金属が金やプラチナのように「高貴」ではありません。例えば、銀は抗菌性で医学的に評価されていますが、慎重なエンジニアリングが必要で、医療機器用途にはほとんど使用されません。

同様に、銅は感染予防や病院滅菌などの用途で抗菌効果を発揮します。しかし、銅には血栓形成の懸念があり、IUD（子宮内避妊器具）に使用されたり、十分にシールドされていればインプラントや診断ツールの信号処理に使用されたりします。

使用されなくなった特殊金属

新たな用途が発見される一方で、医療機器で使用されなくなった特殊金属もあります。

時間の経過とともに、科学はこれらの材料の人体への非適合性、さらには毒性を明らかにしました。その結果、デバイスの外観と性能を向上させるために以前広く使われていた産業プロセスについて、重大な疑問が提起されています。

例えば、クロムめっきはかつて部品を光沢仕上げにするために広く使用されましたが、医療機器用途ではほぼ完全に段階的に廃止されました。クロムは必須微量元素であり、少量は人体に必要ですが、医療機器におけるめっきクロムへの制御不能な曝露は有害です。

もちろん、二度と医療機器に使用されることのない特殊金属もあります。かつて水銀は広く使われていましたが、今ではそれが恐ろしい考えだとわかっています。

悲しいことに、鉛が神経毒性を持つことは、今でも我々に教訓を与え続けています。したがって、放射線遮蔽として——慎重に、かつ遮蔽されて——使用される場合を除き、使用されません。

一方で、「決してない」とは言い切れないかもしれません。放射性物質はほとんどの用途で避けられますが、放射性元素の破壊的特性は、がん治療において今も活用され、有益です。

特殊金属からの精密部品エキスパート

科学と医療技術が進歩し続ける中、メタルカッティング社は、医療機器業界のニーズに応え、特殊金属から作られる精密チューブやその他の部品を提供し続けます。

精密金属加工会社として、当社のエキスパート能力には、医療機器用途向けのあらゆる金属の超高精度切断、研削、ラッピング、研磨が含まれます。二次加工も提供し、タングステン・モリブデン製品（ワイヤー、リボン、ロッドなど）も取り扱っています。

精密部品のご用命はメタルカッティング社まで。なお、医療機器イノベーションの未来については、ホワイトペーパー「21世紀の金属チューブ：誰が必要か？」で詳しくお読みいただけます。