JP2003310759A - Medical ceramic sheathed needle and production method thereof - Google Patents
Medical ceramic sheathed needle and production method thereofInfo
- Publication number
- JP2003310759A JP2003310759A JP2003009367A JP2003009367A JP2003310759A JP 2003310759 A JP2003310759 A JP 2003310759A JP 2003009367 A JP2003009367 A JP 2003009367A JP 2003009367 A JP2003009367 A JP 2003009367A JP 2003310759 A JP2003310759 A JP 2003310759A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- needle
- ceramic
- coated
- coating
- medical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 claims description 59
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 23
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 15
- 230000003902 lesion Effects 0.000 abstract description 15
- 230000002828 effect on organs or tissue Effects 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 36
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000451 tissue damage Effects 0.000 description 6
- 231100000827 tissue damage Toxicity 0.000 description 6
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 206010040844 Skin exfoliation Diseases 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009534 blood test Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000012317 liver biopsy Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 238000001241 arc-discharge method Methods 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011862 kidney biopsy Methods 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主として注射針や
肝生検・腎生検用の穿刺針としての用途に供して好適な
医療用セラミック被覆針およびその製造方法に関するも
のである。そして、本発明の医療用セラミック被覆針
は、その使用に際して従来懸念された生体組織や細胞に
対する悪影響を完全に払拭したものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a medical ceramic-coated needle suitable for use mainly as an injection needle or a puncture needle for liver biopsy / renal biopsy, and a method for producing the same. The medical ceramic-coated needle of the present invention completely eliminates the adverse effects on biological tissues and cells which have been conventionally feared during its use.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年の医療技術の進歩は目ざましく、例
えば肝臓や膵臓等の検査においては、患者の血液検査で
は得られないデータを得るために、エコーを利用した超
音波検査や、ＣＴ（コンピューター断層撮影）検査、強
い磁気と電波を使用して各種臓器の断面像を映し出すＭ
ＲＩ（磁気共鳴画像）検査、細い管（カテーテル）を介
して造影剤を注入し、血管の状態を画像化する血管造影
検査等が広く用いられている。2. Description of the Related Art Recent advances in medical technology have been remarkable. For example, in the examination of the liver, pancreas, etc., in order to obtain data that cannot be obtained by a blood test of a patient, ultrasonic examination using an echo or CT ( Computed tomography) examination, M that projects cross-sectional images of various organs using strong magnetism and radio waves
An RI (magnetic resonance imaging) examination, an angiography examination in which a contrast agent is injected through a thin tube (catheter) to image the state of blood vessels, and the like are widely used.
【０００３】これらの血液検査や各種画像診断によれ
ば、ガン等の病巣の存在は診断できるけれども、確定診
断のためには、肝生検等により病変部の病理組織学的な
検査が必要となる。通常、かような検査においては、特
殊な穿刺針を直接病変部に刺して組織片を採取する方法
が採用されている。Although the presence of lesions such as cancer can be diagnosed by these blood tests and various image diagnoses, a histopathological examination of the lesion site by a liver biopsy or the like is necessary for definitive diagnosis. Become. Usually, in such an examination, a method in which a special puncture needle is directly pierced into the lesion site to collect a tissue piece is adopted.
【０００４】しかしながら、現行の金属製の穿刺針を用
いた場合、針の基材が電気的特性に優れた導体金属（抵
抗率ρ：10-6〜10-8Ω・m)であることから、病変部から
採取した組織片や病変部に刺した穿刺針の周りの細胞に
悪影響を及ぼすことが指摘されている。However, when the current metallic puncture needle is used, the base material of the needle is a conductive metal (resistivity ρ: 10 −6 to 10 −8 Ω · m) having excellent electrical characteristics. , It has been pointed out that it has an adverse effect on the tissue pieces collected from the lesion and the cells around the puncture needle punctured in the lesion.
【０００５】この点、セラミック製の穿刺針（以下、単
にセラミック穿刺針あるいはセラミック針と呼ぶ）を使
用すれば、採取した組織片や病変部に刺した穿刺針の周
りの細胞に悪影響を及ぼさないと考えられる。しかしな
がら、セラミック穿刺針は、非常に脆く、折れ易いた
め、現在では全く使用されていない。In this respect, if a ceramic puncture needle (hereinafter, simply referred to as a ceramic puncture needle or a ceramic needle) is used, it does not adversely affect the collected tissue pieces or cells around the puncture needle punctured in a lesion. it is conceivable that. However, the ceramic puncture needle is not used at all because it is very fragile and easily broken.
【０００６】上記の問題を解決するものとして、発明者
らは、先に「金属製の針の表面の一部または全面に、抵
抗率ρが105 Ω・m 以上の絶縁性のセラミック被膜を有
することを特徴とする医療用セラミック被覆針」を開発
した（例えば特許文献１参照）。上記の技術の開発によ
り、使用中に折損などを生じることがなく、また病変部
に刺した穿刺針の周りの細胞に悪影響を及ぼすことなし
に、組織片を採取することができるようになった。As a solution to the above problem, the inventors have previously stated that "an insulating ceramic coating having a resistivity ρ of 10 5 Ωm or more is formed on a part or the whole surface of a metal needle. Has been developed "(for example, see Patent Document 1). With the development of the above technology, it has become possible to collect a piece of tissue without causing breakage during use and without adversely affecting the cells around the puncture needle that has punctured the lesion. .
【０００７】上記の発明の開発に際し、発明者らは、ま
ず、採取した組織片や病変部に刺した穿刺針のまわりの
細胞に悪影響を及ぼすことのない穿刺針として、通常の
金属製の穿刺針の表面にセラミック被膜を被成すること
を考えた。しかしながら、穿刺針のような極めて細い円
筒体の表面にセラミック被膜を被成したとしても、その
密着性が悪ければ、使用時にセラミック被膜が剥落し
て、所期した目的が達成できない。特に、穿刺針や注射
針などは、その使用に際して、ある程度撓むことが避け
られないので、剥落の危険性は極めて大きい。[0007] In developing the above-mentioned invention, the inventors firstly used a normal metal puncture needle as a puncture needle that does not adversely affect cells around the puncture needle punctured in the collected tissue piece or lesion. It was considered to apply a ceramic coating on the surface of the needle. However, even if a ceramic coating is formed on the surface of an extremely thin cylindrical body such as a puncture needle, if the adhesion is poor, the ceramic coating will peel off during use, and the intended purpose cannot be achieved. In particular, since the puncture needle and the injection needle are inevitably bent to some extent during use, the risk of peeling is extremely great.
【０００８】かようなセラミック被膜の被成に関し、医
療用メスの表面にダイヤモンド膜をコーティングするこ
とによって、切開時の摩擦抵抗を小さくした医療用切開
・圧入器具が提案されている（例えば特許文献２参
照）。しかしながら、上記のダイヤモンド膜は、基板を
500〜1300℃に加熱して形成するものであって、基板と
ダイヤモンド膜との熱膨張差が大きいために、ダイヤモ
ンド膜が剥離し易いという問題があり、本発明で対象と
する穿刺針等には適用することができない。Regarding the formation of such a ceramic coating, there has been proposed a medical incision / press-fitting device in which the surface of a medical knife is coated with a diamond film to reduce frictional resistance at the time of incision (for example, Patent Document 1). 2). However, the above diamond film does not
It is formed by heating to 500 to 1300 ° C., since the difference in thermal expansion between the substrate and the diamond film is large, there is a problem that the diamond film is easily peeled off. Cannot be applied.
【０００９】また、非鉄材料から形成された中空細管の
周囲を、超硬、非電導性、非磁性物質によって被覆した
注射または生検針用の中空針も提案されている（例えば
特許文献３参照）。しかしながら、この特許文献３で
は、中空細管を焼結法によって作成し、かつ超硬、非電
導性、非磁性物質であるジルコニアの被覆層を、該中空
細管の表面にコート、焼成することにより作成してい
て、所詮は焼結体であることから靱性の面で劣り、また
表面粗さが粗いところにも問題を残していた。Further, there has been proposed a hollow needle for injection or biopsy needle in which the periphery of a hollow thin tube made of a non-ferrous material is coated with a superhard, non-conductive, non-magnetic substance (for example, see Patent Document 3). . However, in Patent Document 3, a hollow thin tube is formed by a sintering method, and a coating layer of zirconia, which is a superhard, nonconductive, nonmagnetic substance, is coated on the surface of the hollow thin tube and fired. However, after all, since it is a sintered body, it is inferior in terms of toughness, and there is also a problem in a place where the surface roughness is rough.
【００１０】ところで、最近、発明者らにより、フェラ
イト系ステンレス鋼板上に薄いTiＮセラミック膜をプラ
ズマ・コーティングした後、 180°曲げ変形による塑性
加工を加えた場合において、TiＮセラミック膜はクラッ
ク発生位置で金属のような凹状の独特の形態をして局所
的な伸びを示す新事実が解明された。この現象は、非常
に脆いとされるセラミック被膜についても金属と同様に
塑性加工において伸びが生じて、加工処理が可能である
ことを示唆している。By the way, recently, when a thin TiN ceramic film was plasma-coated on a ferritic stainless steel plate by the present inventors and plastic working was applied by 180 ° bending deformation, the TiN ceramic film was cracked at a crack generation position. A new fact has been clarified that it has a unique concave shape like metal and exhibits local elongation. This phenomenon suggests that the ceramic coating, which is considered to be very brittle, also undergoes elongation in plastic working similarly to metal, and can be processed.
【００１１】そこで、発明者らは、早速、上記した高真
空中・高プラズマ雰囲気中でのセラミックコーティング
法を用いて、ステンレス鋼製の穿刺針の表面にTiＮセラ
ミック膜の被成を試みた。その結果、得られたTiＮセラ
ミック膜は穿刺針に対する密着性が極めて良く、多少の
撓みでは剥離が生じないことが確認された。Therefore, the inventors immediately tried to form a TiN ceramic film on the surface of a puncture needle made of stainless steel by using the above-mentioned ceramic coating method in a high vacuum / high plasma atmosphere. As a result, it was confirmed that the obtained TiN ceramic film had extremely good adhesion to the puncture needle and that peeling did not occur even if it was bent a little.
【００１２】しかしながら、このTiＮセラミック膜を被
覆した穿刺針を用いた場合、従来の金属製穿刺針ほどで
はないにしても、採取した組織片や病変部に刺した穿刺
針のまわりの細胞に対する悪影響を完全に払拭すること
はできなかった。[0012] However, when the puncture needle coated with this TiN ceramic film is used, the tissue around the sample and the cells around the puncture needle punctured in the lesion are adversely affected, though not as much as the conventional metal puncture needle. Could not be completely wiped out.
【００１３】そこで、さらにこの点を解決すべく鋭意検
討を重ねた結果、被覆用セラミックとしては、セラミッ
クであれば何でも良いというわけではなく、抵抗率ρが
大きい絶縁体材料である必要があることが究明された。
かくして、発明者らは、前掲特許文献１に開示した「金
属製の針の表面の一部または全面に、抵抗率ρが105 Ω
・m 以上の絶縁性のセラミック被膜を有することを特徴
とする医療用セラミック被覆針」を開発したのである。Therefore, as a result of extensive studies to solve this point, any ceramic may be used as the coating ceramic as long as it is an insulating material having a large resistivity ρ. Was clarified.
Thus, the inventors of the present invention have disclosed that "the resistivity ρ is 10 5 Ω on part or all of the surface of the metal needle.
・ The Company has developed a medical ceramic coated needle characterized by having an insulating ceramic coating of m or more.
【００１４】上記の発明は、高真空中・高プラズマ雰囲
気中でのセラミックコーティング法を採用することによ
って、細部加工した金属製針と絶縁性を有するセラミッ
ク薄膜との密着性を強固にしたものである。すなわち、
上記の発明は、鉄マトリックスとセラミック膜の混合層
を介して複合構造（傾斜機能性をも含めて）を形成さ
せ、かつそれぞれの持つ性能を巧みに利用したところに
特徴がある。In the above invention, the ceramic coating method in a high vacuum / high plasma atmosphere is used to strengthen the adhesion between the finely processed metal needle and the ceramic thin film having an insulating property. is there. That is,
The above invention is characterized in that a composite structure (including a gradient functionality) is formed through a mixed layer of an iron matrix and a ceramic film, and the respective properties are skillfully utilized.
【００１５】なお、その他にも、少なくとも一部に金属
基材を含み、かつ生体成分接触部を有する器具であっ
て、該金属基材表面の少なくとも一部にセラミックコー
ティング層を有する生体成分接触用器具が知られている
（例えば特許文献４参照）。しかしながら、この特許文
献４では、その実験例において、セラミック被膜として
チタンナイトライド（TiＮ）を用いていることから明ら
かなように、セラミック被覆層の電気伝導性については
何ら考慮が払われていないため、採取した試験片への悪
影響が免れ得ない。In addition, in addition to the above, there is provided a device which includes a metal base material in at least a part thereof and which has a biological component contact portion, and which has a ceramic coating layer on at least a part of the surface of the metal base material. A device is known (for example, refer to Patent Document 4). However, in Patent Document 4, as is clear from the fact that titanium nitride (TiN) is used as the ceramic coating in the experimental example, no consideration is given to the electrical conductivity of the ceramic coating layer. , The adverse effect on the collected test piece cannot be avoided.
【００１６】[0016]
【特許文献１】特願2002−12863 明細書（特許請求の範
囲）[Patent Document 1] Japanese Patent Application No. 2002-12863 (Claims)
【特許文献２】特公平６−20464 号公報（特許請求の範
囲）[Patent Document 2] Japanese Patent Publication No. 6-20464 (Claims)
【特許文献３】特開2002−85413 公報（特許請求の範
囲）[Patent Document 3] Japanese Patent Laid-Open No. 2002-85413 (Claims)
【特許文献４】特開2001−212149公報（特許請求の範
囲）[Patent Document 4] Japanese Patent Laid-Open No. 2001-212149 (Claims)
【００１７】[0017]
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、上記の
セラミック被覆穿刺針を使用した場合であっても、採取
した組織片に悪影響が生じる場合があった。すなわち、
上記の穿刺針の外表面は絶縁性セラミックで被覆されて
いるので、病変部に刺した穿刺針のまわりの細胞につい
ては何ら損傷を受けることはなかったのであるが、上記
穿刺針の内部はかような絶縁性セラミックで必ずしも被
覆されているとは限らないので、採取した組織片が金属
面との接触により、悪影響が生じる場合があったのであ
る。また、被覆したセラミック被膜の表面粗さが粗い場
合には、やはり採取した組織片に及ぼす悪影響が懸念さ
れる。However, even when the above-mentioned ceramic-coated puncture needle is used, the collected tissue piece may be adversely affected. That is,
Since the outer surface of the puncture needle is coated with an insulating ceramic, the cells around the puncture needle punctured in the lesion were not damaged at all, but the inside of the puncture needle was Since it is not always covered with such an insulating ceramic, the collected tissue piece may have a bad influence due to contact with the metal surface. Further, when the surface roughness of the coated ceramic coating is rough, there is a concern that the collected tissue pieces may be adversely affected.
【００１８】本発明は、上記の問題を有利に解決するも
ので、穿刺針の内面側にも確実に絶縁性セラミックを被
覆すると共に、穿刺針の外表面および内表面に被覆する
セラミック被膜の表面粗さを効果的に低減することによ
り、病変部に刺した穿刺針のまわりの細胞については言
うまでもなく、採取した組織片そのものについても何ら
悪影響を及ぼすことのない、画期的な医療用セラミック
被覆針を、その有利な製造方法と共に提案することを目
的とする。[0018] The present invention advantageously solves the above-mentioned problems. The inner surface of the puncture needle is reliably coated with the insulating ceramic, and the surface of the ceramic coating that covers the outer surface and the inner surface of the puncture needle. Revolutionary ceramic coating for medical use that effectively reduces the roughness and does not adversely affect the collected tissue pieces, let alone the cells around the puncture needle that punctures the lesion. The aim is to propose a needle together with its advantageous manufacturing method.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
構成は次のとおりである。
１．金属製針の外表面および内表面のうち、少なくとも
生体組織と接触する部位については、抵抗率ρが105 Ω
・m 以上で、かつ表面粗さが算術平均粗さRaで 1.5μm
以下の絶縁性のセラミック被膜を被覆したことを特徴と
する医療用セラミック被覆針。That is, the gist of the present invention is as follows. 1. Of the outer and inner surfaces of the metal needle, the resistivity ρ is at least 10 5 Ω for at least the part that comes into contact with living tissue.
・ More than m and surface roughness is 1.5μm in arithmetic mean roughness Ra
A medical ceramic-coated needle characterized by being coated with the following insulating ceramic coating.
【００２０】２．上記１において、金属製針の内表面に
おける絶縁性セラミック被膜の被覆領域が、該金属製針
の先端部から１mm以上であることを特徴とする医療用セ
ラミック被覆針。2. 1. In the above-mentioned 1, the medical ceramic-coated needle characterized in that the insulating ceramic coating on the inner surface of the metallic needle is 1 mm or more from the tip of the metallic needle.
【００２１】３．上記１または２において、セラミック
被膜の厚みが0.05〜5.0 μm である医療用セラミック被
覆針。3. The ceramic-coated needle for medical use according to the above 1 or 2, wherein the ceramic coating has a thickness of 0.05 to 5.0 μm.
【００２２】４．上記１，２または３において、セラミ
ック被膜が、Al，ＢおよびSiの窒化物、炭化物または酸
化物のうちから選んだ少なくとも一種からなる医療用セ
ラミック被覆針。4. In 1, 2 or 3 above, a ceramic coated needle for medical use, wherein the ceramic coating is made of at least one selected from Al, B and Si nitrides, carbides or oxides.
【００２３】５．上記１〜４において、セラミック被膜
の抵抗率ρが109 Ω・m 以上で、かつ表面粗さが算術平
均粗さRaで 1.3μm 以下であることを特徴とする医療用
セラミック被覆針。5. 1 to 4, wherein the ceramic coating has a resistivity ρ of 10 9 Ω · m or more and a surface roughness of 1.3 μm or less in terms of arithmetic average roughness Ra.
【００２４】６．上記１〜５のいずれかにおいて、金属
製針の基材金属が、ステンレス鋼や高張力鋼などの鉄系
金属である医療用セラミック被覆針。6. The ceramic-coated needle for medical use according to any one of 1 to 5 above, wherein the base metal of the metallic needle is an iron-based metal such as stainless steel or high-tensile steel.
【００２５】７．上記１〜６のいずれかにおいて、金属
製針の直径が 0.5〜2.5 mmである医療用セラミック被覆
針。7. In any one of 1 to 6 above, a medical ceramic-coated needle having a metal needle diameter of 0.5 to 2.5 mm.
【００２６】８．金属製の針の少なくとも先端部に、ド
ライプレーティング法によってセラミック被膜を被成す
るに際し、該金属製針を、蒸着粒子の進行方向に平行
に、かつ該金属製針の先端部を進行してくる蒸着粒子に
対向して設置することを特徴とする医療用セラミック被
覆針の製造方法。8. When a ceramic coating is formed on at least the tip of the metal needle by the dry plating method, the metal needle is advanced in parallel with the direction of vapor deposition particles and the tip of the metal needle. A method for producing a medical ceramic-coated needle, characterized in that the needle is placed opposite to vapor deposition particles.
【００２７】９．上記８において、ドライプレーティン
グの後半において、コーティング雰囲気中に５〜500 sc
cmのO2を導入することを特徴とする医療用セラミック被
覆針の製造方法。9. In the above 8, in the latter half of the dry plating, 5 to 500 sc in the coating atmosphere
A method for producing a medical ceramic-coated needle, which comprises introducing cm 2 of O 2 .
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。図１に、本発明のセラミック被覆針の製造に用いて
好適なマグネトロン・スパッタ装置を模式で示す。また
図２(a) には、素材である金属製穿刺針の設置姿勢を、
同図(b) には、セラミック膜被覆後の穿刺針の先端部を
拡大断面で示す。図中、番号１は真空槽、２は試料ホル
ダー、そして３が金属製の穿刺針である。また、４はタ
ーゲットであるフェロシリコン、５はマグネット、６は
これらの間に介挿された銅板、７はその水冷管である。
さらに、８は反応ガスの装入口、９はイオン化したSi粒
子、10は穿刺針３の固定治具、そして11, 12が穿刺針３
の外表面および内表面にそれぞれ被成されたセラミック
膜である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. FIG. 1 schematically shows a magnetron sputtering apparatus suitable for manufacturing the ceramic-coated needle of the present invention. In addition, Fig. 2 (a) shows the installation posture of the metallic puncture needle, which is the material.
FIG. 2 (b) shows an enlarged cross-section of the tip of the puncture needle after coating the ceramic film. In the figure, number 1 is a vacuum chamber, 2 is a sample holder, and 3 is a metal puncture needle. Further, 4 is ferrosilicon which is a target, 5 is a magnet, 6 is a copper plate interposed therebetween, and 7 is its water cooling tube.
Further, 8 is a reaction gas inlet, 9 is ionized Si particles, 10 is a jig for fixing the puncture needle 3, and 11 and 12 are puncture needles 3.
The ceramic film is formed on the outer surface and the inner surface of the ceramic film, respectively.
【００２９】図１に示したところにおいて、イオン化し
たSi粒子９は、試料ホルダー２で固定した金属製穿刺針
３に対して直進する間に、反応ガスである窒素ガスと反
応し、 SiNX として穿刺針３の表面に蒸着することにな
る。As shown in FIG. 1, the ionized Si particles 9 react with nitrogen gas, which is a reaction gas, while moving straight with respect to the metal puncture needle 3 fixed by the sample holder 2 to produce SiN x. It will be vapor-deposited on the surface of the puncture needle 3.
【００３０】本発明では、上記したような蒸着粒子すな
わち SiNX セラミックの被成に際し、穿刺針３を、蒸着
粒子の進行方向に平行に、かつこの穿刺針３の先端部を
進行してくる蒸着粒子に対向させて設置するところに特
長がある。このような設置姿勢とすることにより、蒸着
粒子が穿刺針３の内部まで効果的に侵入・付着して、図
２(b) に示したように、外表面についてはもとより、内
表面についても絶縁性のセラミック膜12が効果的に被覆
されるのである。In the present invention, when depositing the above-mentioned vapor deposition particles, that is, SiN x ceramics, the puncture needle 3 is vapor-deposited in parallel with the traveling direction of the vapor deposition particles and at the tip of the puncture needle 3. The feature is that it is installed facing the particles. With such an installation posture, the vapor deposition particles effectively invade and adhere to the inside of the puncture needle 3, and as shown in FIG. 2 (b), not only the outer surface but also the inner surface is insulated. The effective ceramic membrane 12 is effectively coated.
【００３１】ここに、穿刺針の外表面に対するセラミッ
ク被膜の被覆は、必ずしも針の全面に施す必要はなく、
少なくともその使用に際して生体組織と接触する領域が
被覆されていれば良い。この点については、穿刺針の内
表面も同様で、針先端部の傾斜領域の基底部から内部に
わたって（図２(b) にｈで示す領域）少なくとも１mmだ
けセラミック膜で被覆されていれば良い。というのは、
穿刺針の内表面については、少なくとも１mm内部にわた
って絶縁性セラミック膜を被覆しないと、採取した組織
片に悪影響が生じる場合があるからである。好適には、
針先端部の基底部から３〜10mm程度内部にわたってセラ
ミック膜を被覆することが好ましい。Here, the coating of the ceramic coating on the outer surface of the puncture needle does not necessarily have to be applied to the entire surface of the needle.
It suffices that at least the region that comes into contact with the living tissue is covered during its use. In this respect, the inner surface of the puncture needle is also the same, and it is sufficient that at least 1 mm is covered with the ceramic film from the base to the inside of the inclined region of the needle tip (region indicated by h in FIG. 2B). . I mean,
This is because the inner surface of the puncture needle may adversely affect the collected tissue piece unless the insulating ceramic film is covered at least 1 mm inside. Preferably,
It is preferable to coat the ceramic film from the base of the needle tip to the inside of about 3 to 10 mm.
【００３２】また、本発明では、針の表面にセラミック
を被成するので、針の基材としては金属材料であれば何
でも使用可能であるが、特に好ましくはステンレス鋼や
高張力鋼などの鉄系金属である。というのは、鉄系金属
は、精密加工処理が極めて容易だからであり、さらにス
テンレス鋼は表面が錆びないという利点も有しているか
らである。このステンレス鋼の中でもフェライト系ステ
ンレス鋼が有利に適合する。Further, in the present invention, since the surface of the needle is coated with ceramic, any metallic material can be used as the base material of the needle, but particularly preferably iron such as stainless steel or high-tensile steel. It is a system metal. This is because iron-based metals are extremely easy to perform precision processing, and stainless steel also has an advantage that the surface does not rust. Among these stainless steels, ferritic stainless steel is suitable.
【００３３】例えば、ステンレス鋼によって穿刺針の基
体を製造する場合、ステンレス鋼素材を、連続鋳造し、
熱間圧延−冷間圧延−光輝焼鈍を行った後、精密加工に
より外径：0.5 〜2.5 mm、長さ：100 〜250 mm程度の目
的に応じた種々の針形状に加工処理する。なお、この際
の処理工程は、従来技術に従って行えば良い。For example, when a puncture needle substrate is made of stainless steel, a stainless steel material is continuously cast,
After hot rolling-cold rolling-brightness annealing, precision processing is performed to obtain various needle shapes having an outer diameter of 0.5 to 2.5 mm and a length of 100 to 250 mm according to the purpose. The processing steps at this time may be performed according to the conventional technique.
【００３４】ついで、得られた針の表面を、超音波洗浄
や電解研磨等によって清浄にしたのち、上記のようにし
てセラミック被膜を被成するわけであるが、かようなセ
ラミックとしては、抵抗率ρが105 Ω・m 以上の絶縁性
セラミックを用いることが重要である。というのは、抵
抗率ρが105 Ω・m 未満のセラミックでは、採取した組
織片や病変部に刺した穿刺針のまわりの細胞に対する悪
影響を完全に払拭することができないからである。Then, the surface of the obtained needle is cleaned by ultrasonic cleaning, electrolytic polishing, etc., and then the ceramic coating is formed as described above. It is important to use insulating ceramics with a ratio ρ of 10 5 Ω · m or more. This is because a ceramic having a resistivity ρ of less than 10 5 Ω · m cannot completely eliminate the adverse effect on the collected tissue pieces and cells around the puncture needle that has punctured the lesion.
【００３５】図３に、ステンレス製基体の表面に抵抗率
ρが種々に異なるセラミック被膜を被成した穿刺針を用
いた場合に、生体組織に及ぼす影響について調べた結果
を、抵抗率ρと組織損傷度（ＴＤＤ：Texture Damage D
egree ; 顕微鏡観察による病理学的検査) との関係で示
す。なお、この組織損傷度（ＴＤＤ）は、細胞組織写真
から、その切断された組織表面を画像処理して凹凸線を
求め、その算術平均粗さ（Ra）をJIS B 0633（ISO 428
8）に準拠して求め、換算式ＴＤＤ＝0.0563Ra−0.0911
から得られたものである。この換算式は、従来のステン
レス製穿刺針により切断された細胞組織切断面の表面粗
さRaの平均値が10.5μm であり、このときのＴＤＤを
0.5とし、抵抗率ρが∞のセラミック被覆針により切断
された細胞組織切断面の表面粗さRaの最も小さい値が
3.4μm で、このときのＴＤＤが 0.1であるとして定義
した。そして、上記のＴＤＤが0.40以下、好ましくは0.
35以下であれば、生体組織に破壊や引きちぎり等のダメ
ージによる悪影響はないといえる。同図に示したとお
り、被覆用セラミックとして、抵抗率ρが105 Ω・m 以
上のものを用いることにより、ＴＤＤが0.40以下の良好
な結果を得ることができた。なお、図中、抵抗率ρが７
×10-6のものはセラミックの被覆がないステンレス製の
穿刺針、また抵抗率ρが３×104 のものはセラミックと
してTiＮを被覆した穿刺針である。なお、ここでいう抵
抗率は、ASTMD-991 に準拠して、四端子法により求めら
れた体積抵抗率である。FIG. 3 shows the results of examining the effect on living tissue when using a puncture needle in which a ceramic coating having various resistivities ρ on the surface of a stainless steel substrate is used. Damage degree (TDD: Texture Damage D
egree; pathological examination by microscopic observation). The degree of tissue damage (TDD) was obtained by subjecting the cut tissue surface to image processing to obtain uneven lines from a cell tissue photograph, and calculating the arithmetic mean roughness (Ra) thereof according to JIS B 0633 (ISO 428).
Calculated according to 8), conversion formula TDD = 0.0563Ra-0.0911
It was obtained from. In this conversion formula, the average value of the surface roughness Ra of the cut surface of the cell tissue cut by the conventional stainless puncture needle is 10.5 μm, and the TDD at this time is
0.5, the smallest value of the surface roughness Ra of the cut surface of the cell tissue cut by the ceramic-coated needle with resistivity ∞ is ∞
At 3.4 μm, the TDD at this time was defined as 0.1. And, the above TDD is 0.40 or less, preferably 0.
If it is 35 or less, it can be said that there is no adverse effect due to damage such as destruction or tearing of biological tissue. As shown in the figure, by using a coating ceramic having a resistivity ρ of 10 5 Ω · m or more, a good result of TDD of 0.40 or less could be obtained. In the figure, the resistivity ρ is 7
The one with × 10 -6 is a puncture needle made of stainless steel without a ceramic coating, and the one with a resistivity ρ of 3 × 10 4 is a puncture needle coated with TiN as a ceramic. The resistivity here is the volume resistivity obtained by the four-terminal method according to ASTM D-991.
【００３６】ここに、抵抗率ρが105 Ω・m 以上のセラ
ミックとしては、Al，ＢおよびSiの窒化物、炭化物また
は酸化物のうちから選んだ少なくとも一種が有利に適合
する。また、かかるセラミック被膜の被覆厚みについて
は、0.05〜5.0 μm とすることが好ましい。というの
は、セラミック膜厚が0.05μm に満たないと十分な絶縁
性の確保が困難であり、一方セラミック膜厚が 5.0μm
を超えると、セラミック被膜とマトリックスとの密着性
の確保が困難になるだけでなく、コーティングによるコ
ストアップを招くからである。なお、厚みの測定は、触
針式膜厚計Alpha-step 200（Tencor instrument(株)
製）を用いて、別のグラススライド上でのコーティング
した領域とコーティングなしの領域の段差を測定した。Here, as the ceramic having a resistivity ρ of 10 5 Ω · m or more, at least one selected from Al, B and Si nitrides, carbides or oxides is advantageously suitable. The coating thickness of the ceramic coating is preferably 0.05 to 5.0 μm. This is because it is difficult to secure sufficient insulation if the ceramic film thickness is less than 0.05 μm, while the ceramic film thickness is 5.0 μm.
If it exceeds, not only it becomes difficult to secure the adhesion between the ceramic coating and the matrix, but also the cost increases due to the coating. The thickness is measured by the stylus type film thickness meter Alpha-step 200 (Tencor instrument Co., Ltd.).
The difference in level between the coated area and the uncoated area on another glass slide was measured.
【００３７】さらに、上記のようなセラミック被膜はド
ライプレーティング法によって被覆する。かような、ド
ライプレーティング法としては、高イオン化および高速
成膜が可能なマグネトロン・スパッタ法の適用が最適で
あるが、その他ＲＦ（RadioFrequency)や中空陰極放電
法、アーク放電法などの公知のＰＶＤコーティング法、
さらにはＣＶＤコーティング法や高プラズマＣＶＤコー
ティング法を使用することもできる。ここに、マグネト
ロン・スパッタ法による、セラミック被膜の好適被覆条
件は次のとおりである。例えば SiNX コーティングを行
うため、フェロシリコン・ターゲットを使用した場合に
は、投入パワー：５〜10 kW 、真空度：1.06×10-2〜3.
99×10-1 Pa （0.8 ×10-4〜３×10-3Torr）、Arガス：
50〜500 sccm、N2ガス：50〜500 sccmが最適条件であ
る。Further, the ceramic coating as described above is coated by the dry plating method. As such a dry plating method, it is most suitable to use a magnetron sputtering method capable of high ionization and high speed film formation, but other known PVD such as RF (Radio Frequency), hollow cathode discharge method, arc discharge method, etc. Coating method,
Furthermore, a CVD coating method or a high plasma CVD coating method can also be used. Here, the preferable coating conditions of the ceramic coating by the magnetron sputtering method are as follows. For example, when using a ferrosilicon target to perform SiN X coating, input power: 5 to 10 kW, vacuum degree: 1.06 × 10 -2 to 3.
99 × 10 -1 Pa (0.8 × 10 -4 to 3 × 10 -3 Torr), Ar gas:
The optimum conditions are 50 to 500 sccm and N 2 gas: 50 to 500 sccm.
【００３８】また、上記のプラズマコーティング中、特
にその後半において、O2を５〜500sccm程度導入するこ
とにより、抵抗率ρが109 Ω・m 以上の極めて絶縁性の
高いセラミック被膜を被覆することもできる。Also, during the above plasma coating, especially in the latter half thereof, by introducing O 2 in an amount of about 5 to 500 sccm, a ceramic film having a resistivity ρ of 10 9 Ω · m or more and having an extremely high insulating property is coated. You can also
【００３９】図４に、マグネトロン・スパッタ法を用い
てステンレス鋼製針の表面に SiNXを 1.0μm 厚コーテ
ィングした場合における、 SiNX セラミック被覆穿刺針
の抵抗率ρと酸素ガス導入量との関係について調べた結
果を示す。なお、酸素ガスの導入は、マグネトロン・ス
パッタの後半のみ（被膜表層部：0.5 μm 厚相当）とし
た。FIG. 4 shows the relationship between the resistivity ρ of a SiN X ceramic-coated puncture needle and the amount of oxygen gas introduced when SiN X is coated to a thickness of 1.0 μm on the surface of a stainless steel needle by the magnetron sputtering method. The results of the investigation are shown below. The oxygen gas was introduced only in the latter half of the magnetron sputtering (coating surface layer portion: equivalent to 0.5 μm thickness).
【００４０】同図から明らかなように、酸素ガスを導入
することによって抵抗率ρは急激に増大する。特に、酸
素ガス導入量が５sccm以上になると抵抗率ρは109 Ω・
m 以上、また酸素ガス導入量が50sccm以上になると抵抗
率ρは1013Ω・m 以上の極めて高い値を呈するようにな
った。但し、酸素ガス導入量が500 sccmを超えると、抵
抗率ρの改善効果は飽和に達した。As is apparent from the figure, the resistivity ρ rapidly increases by introducing oxygen gas. Especially when the oxygen gas introduction amount is 5 sccm or more, the resistivity ρ is 10 9 Ω ・
When the amount of introduced oxygen gas was 50 sccm or more, the resistivity ρ exhibited a very high value of 10 13 Ω · m or more. However, when the oxygen gas introduction amount exceeded 500 sccm, the effect of improving the resistivity ρ reached saturation.
【００４１】なお、コーティング雰囲気中に酸素ガスを
導入すべきコーティングの後半とは、鉄マトリックスと
セラミックとの混合層中における鉄の割合が20％以下
（好ましくは10％以下）となった段階である。この段階
を、セラミック被膜の膜厚に換算すると、全被膜厚中の
表層部：10〜50％程度に相当する。The latter half of the coating in which oxygen gas should be introduced into the coating atmosphere is the stage when the proportion of iron in the mixed layer of the iron matrix and the ceramic becomes 20% or less (preferably 10% or less). is there. When this stage is converted into the thickness of the ceramic coating, it corresponds to about 10 to 50% of the surface layer portion in the total coating thickness.
【００４２】次に、図５に、 SiNX セラミック被膜のグ
ロー放電分析による膜厚方向のFe，Ｎ，Ｏ，Si成分の分
析結果を示す。同図に示したとおり、各成分は膜厚方向
で変化している。中でもＯは、表面から 0.5μm の範囲
で多い。これは、セラミック被膜が膜厚方向にわたって
傾斜機能を有していることを意味し、これによって密着
性に優れ、かつ絶縁性および耐摩耗性に優れたセラミッ
ク被膜の形成が可能となったのである。Next, FIG. 5 shows the analysis results of the Fe, N, O and Si components in the film thickness direction by glow discharge analysis of the SiN x ceramic coating. As shown in the figure, each component changes in the film thickness direction. Above all, O is large in the range of 0.5 μm from the surface. This means that the ceramic coating has a gradient function in the film thickness direction, which makes it possible to form a ceramic coating having excellent adhesion, insulation, and abrasion resistance. .
【００４３】次に、上述したようなマグネトロン・スパ
ッタ法を用いて、直径が0.7 mmのステンレス鋼製針の外
表面および内表面に厚み：0.7 μm の SiNX セラミック
被膜を被成した時の、針の先端部近傍の外表面および内
表面における SiNX セラミック膜の表面粗さについて調
査した。この調査に際しては、上記のようなセラミック
被膜を被覆する前のステンレス鋼製針の外表面および内
表面についても同様にして調べ、両者を比較することと
した。なお、上記の調査は、ドイツ・ペルティ社製の表
面粗度計を用い、算術平均粗さRaについて測定した。こ
の際、針の内表面については、針径が小さすぎて正確な
表面粗さ測定が難しかったので、別途、直径が1.5 mmの
ステンレス鋼製針に同様な SiNX セラミックコーティン
グを施したものについて測定した。また、測定条件はカ
ットオフ値λC ：５μm 、評価長さｌn ：５mmとした。Next, when the outer and inner surfaces of a stainless steel needle having a diameter of 0.7 mm were coated with a SiN X ceramic coating having a thickness of 0.7 μm by using the magnetron sputtering method as described above, The surface roughness of the SiN X ceramic film on the outer and inner surfaces near the tip of the needle was investigated. In this investigation, the outer surface and the inner surface of the stainless steel needle before being coated with the ceramic coating as described above were also investigated in the same manner, and both were compared. In the above survey, the arithmetic mean roughness Ra was measured using a surface roughness meter manufactured by Pelty, Germany. At this time, for the inner surface of the needle, it was difficult to measure the surface roughness accurately because the needle diameter was too small.Therefore, for a stainless steel needle with a diameter of 1.5 mm, the same SiN X ceramic coating was applied separately. It was measured. The measurement conditions are cutoff value lambda C: 5 [mu] m, evaluation length l n: was 5 mm.
【００４４】図６および図７にそれぞれ、 SiNX セラミ
ックコーティングの前後における針の先端部近傍の外表
面および内表面の表面粗さ（算術平均粗さRa）について
調べた結果を、それぞれ比較して示す。図６，７から明
らかなように、ステンレス鋼製針の表面凹凸は、外表面
および内表面とも算術平均粗さRaで２μm 程度であるの
に対し、かようなステンレス鋼製針の表面に SiNX セラ
ミック膜を被成した場合には、外表面および内表面とも
算術平均粗さRaで 1.2μm 以下まで改善されている。6 and 7 compare the results of examining the surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of the outer surface and the inner surface near the tip of the needle before and after the SiN X ceramic coating, respectively. Show. As is apparent from FIGS. 6 and 7, the surface roughness of the stainless steel needle is about 2 μm in terms of arithmetic average roughness Ra on both the outer surface and the inner surface, whereas the surface of such a stainless steel needle has SiN. When the X- ceramic film is formed, both the outer surface and the inner surface have an arithmetic mean roughness Ra of 1.2 μm or less.
【００４５】このように、セラミック被膜の表面粗さを
低減するには、上述したように、プラズマ処理に後半
に、雰囲気中にO2を導入して、セラミック被膜に対し膜
厚方向に傾斜機能を付与する被覆法を採用することが特
に有効で、この方法によれば、セラミック被膜の表面粗
さRaを 1.3μm 以下まで安定して低減することができ
る。As described above, in order to reduce the surface roughness of the ceramic coating, as described above, O 2 is introduced into the atmosphere in the latter half of the plasma treatment so that the ceramic coating has a gradient function in the film thickness direction. It is particularly effective to employ a coating method for imparting the above, and this method can stably reduce the surface roughness Ra of the ceramic coating to 1.3 μm or less.
【００４６】上述したように、高密度プラズマ雰囲気中
で SiNX セラミックコーティングを行うことによって、
針表面が外表面および内表面とも算術平均粗さRaで 1.5
μm以下に格段に平滑化されるため、その使用に際して
細胞組織の切断面や接触面が途中で引きちぎれるなどの
組織片に及ぼす悪影響を格段に低減することができる。As described above, by performing the SiN X ceramic coating in the high density plasma atmosphere,
The needle surface has an arithmetic mean roughness Ra of 1.5 on both the outer and inner surfaces.
Since it is remarkably smoothed down to μm or less, it is possible to remarkably reduce the adverse effects on the tissue piece such as the cut surface and the contact surface of the cell tissue being torn off during use.
【００４７】なお、本発明で対象とする針は、前述した
穿刺針や注射針に限るものではなく、造影剤注入用の造
影針など、生体に刺して用いる中空の医療用針であれば
いずれもが適合する。The needle used in the present invention is not limited to the puncture needle and the injection needle described above, and any hollow medical needle that is used by piercing a living body, such as a contrast needle for injecting a contrast agent, can be used. Momo fits.
【００４８】[0048]
【実施例】実施例１
ａ）Ｃ：0.03mass％, Si：0.2 mass％, Mn：0.15mass
％, Ｐ：0.010 mass％,Ｓ：0.010 mass％およびCr：18.
8mass％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組
成になるフェライト系ステンレス鋼およびｂ）Ｃ：0.05
mass％, Si：0.3mass％, Mn：0.20mass％, Ｐ：0.012 m
ass％, Ｓ：0.011 mass％, Cr：19.1mass％, Ni：9.1 m
ass％およびMo：0.25mass％を含有し、残部はFeおよび
不可避的不純物の組成になるオーステナイト系ステンレ
ス鋼の素材をそれぞれ、連続鋳造し、熱間圧延−冷間圧
延−光輝焼鈍を行った後、精密加工により外径：0.8 m
m、長さ：200 mmの造影針を作成した。ついで、これら
の造影針を超音波洗浄した後、図１に示したマグネトロ
ン・スパッタ装置を用いて高プラズマ雰囲気中で SiNX
を成膜した。なお、このマグネトロン・スパッタ法によ
る SiNX セラミック膜の成膜に際しては、Ar：100 scc
m、N2：65sccm中で 0.8μm 厚に成膜した。また、 SiNX
セラミック膜の被覆領域は、外表面については針の先
端部から70mm、内表面については針先端部の基底部から
６mmであった。Examples Example 1 a) C: 0.03 mass%, Si: 0.2 mass%, Mn: 0.15 mass
%, P: 0.010 mass%, S: 0.010 mass% and Cr: 18.
Ferritic stainless steel containing 8 mass% and the balance being Fe and inevitable impurities, and b) C: 0.05.
mass%, Si: 0.3mass%, Mn: 0.20mass%, P: 0.012 m
ass%, S: 0.011 mass%, Cr: 19.1 mass%, Ni: 9.1 m
Ass and Mo: 0.25mass%, with the balance being Fe and unavoidable impurities in composition of austenitic stainless steel, respectively, after continuous casting, after hot rolling-cold rolling-bright annealing By precision machining, outer diameter: 0.8 m
A contrast needle having a length of m and a length of 200 mm was prepared. Then, after ultrasonically cleaning these contrasting needles, SiN X was applied in a high plasma atmosphere using the magnetron sputtering apparatus shown in FIG.
Was deposited. When depositing the SiN X ceramic film by this magnetron sputtering method, Ar: 100 scc
m, N 2 : A film having a thickness of 0.8 μm was formed in 65 sccm. Also, SiN X
The coating area of the ceramic membrane was 70 mm from the tip of the needle for the outer surface and 6 mm from the base of the needle tip for the inner surface.
【００４９】かくして得られたセラミック被覆造影針を
用いて採取した組織の組織損傷度（ＴＤＤ）、 SiNX セ
ラミック膜の密着性および表面粗さ（Ra）について調べ
た結果を、表１に示す。ここに、セラミック被膜の密着
性は、別途用意したステンレス鋼板の表面に、同様の方
法でセラミック被膜を成膜したセラミック被覆鋼板を、
種々の径の棒材に巻付け、被膜剥離が生じなかった最小
径で評価し、最小径が20mm以下の場合を密着性良好
（○）、20mm超え、30mm以下の場合をやや良好（△）、
30mm超えの場合を不良（×）とした。なお、表１には、
比較のため、セラミック被膜の被覆がない、上記ａ）の
フェライト系ステンレス鋼製の造影針を用いた場合の調
査結果も併せて示す。Table 1 shows the results of examining the degree of tissue damage (TDD) of the tissue collected using the thus obtained ceramic-coated contrast enhancement needle, the adhesion and surface roughness (Ra) of the SiN x ceramic film. Here, the adhesion of the ceramic coating, the surface of the stainless steel plate prepared separately, the ceramic coating steel film formed by a ceramic coating in the same manner,
Wound on rods of various diameters and evaluated by the minimum diameter that did not cause film peeling. Adhesion is good when the minimum diameter is 20 mm or less (○), somewhat good when it is over 20 mm and 30 mm (△). ,
The case where it exceeds 30 mm was regarded as defective (x). In addition, in Table 1,
For comparison, the results of the investigation in the case of using the ferritic stainless steel contrast needle of the above a) without the coating of the ceramic coating are also shown.
【００５０】[0050]
【表１】 [Table 1]
【００５１】同表に示したとおり、本発明に従い得られ
たセラミック被覆針は、抵抗率ρが109 Ω・m 以上と高
く、また被膜密着性が良好で、表面粗さもRaで1.5 μm
以下と小さく、しかも採取した組織のＴＤＤは0.15以下
と優れた値を示していた。As shown in the table, the ceramic-coated needle obtained according to the present invention has a high resistivity ρ of 10 9 Ω · m or more, good film adhesion, and a surface roughness Ra of 1.5 μm.
The value was as small as or less, and the TDD of the sampled tissue was 0.15 or less, which was an excellent value.
【００５２】実施例２
Ｃ：0.03mass％, Si：0.3 mass％, Mn：0.12mass％,
Ｐ：0.011 mass％, Ｓ：0.009 mass％およびCr：16.9ma
ss％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成に
なるフェライト系ステンレス鋼素材を、連続鋳造し、つ
いで熱間圧延−冷間圧延−光輝焼鈍を行った後、精密加
工により外径：2.1 mm、長さ：170 mmの超音波映像下生
検針を作成した。ついで、この生検針を超音波洗浄した
後、マグネトロン・スパッタ法を用いて（一部ＲＦ法も
使用）、高プラズマ雰囲気中で表２に示す種々のセラミ
ック被膜を成膜した。この際、生検針の設置状態は、図
１の場合と同じにした。かくして得られたセラミック被
覆針を用いて採取した組織の組織損傷度（ＴＤＤ）、各
種セラミック被膜の密着性および表面粗さ（Ra）につい
て調べた結果を、表２に併記する。Example 2 C: 0.03 mass%, Si: 0.3 mass%, Mn: 0.12 mass%,
P: 0.011 mass%, S: 0.009 mass% and Cr: 16.9ma
A ferritic stainless steel material containing ss% and the balance of Fe and inevitable impurities is continuously cast, followed by hot rolling-cold rolling-bright annealing, followed by precision machining to obtain an outer diameter: A biopsy needle under ultrasound imaging with a length of 2.1 mm and a length of 170 mm was prepared. Next, after ultrasonically cleaning the biopsy needle, various ceramic coatings shown in Table 2 were formed in a high plasma atmosphere by using a magnetron sputtering method (a part of the RF method was also used). At this time, the installation state of the biopsy needle was the same as in the case of FIG. Table 2 also shows the results obtained by examining the tissue damage degree (TDD) of the tissue collected using the ceramic-coated needle thus obtained, the adhesion and the surface roughness (Ra) of various ceramic coatings.
【００５３】[0053]
【表２】 [Table 2]
【００５４】同表に示したとおり、本発明に従い得られ
たセラミック被覆針は、抵抗率ρが105 Ω・m 以上と高
く、また被膜密着性が良好で、表面粗さもRaで1.5 μm
以下と小さかった。そして、本発明に従い、抵抗率ρが
105 Ω・m 以上の絶縁性セラミック被膜を被成した場合
は、採取した組織のＴＤＤを0.35以下に低減することが
でき、従ってその使用に際して、病変部に刺した穿刺針
のまわりの細胞については言うまでもなく、採取した組
織片に対する悪影響を完全に払拭できることが分かる。As shown in the table, the ceramic-coated needle obtained according to the present invention has a high resistivity ρ of 10 5 Ω · m or more, good film adhesion, and a surface roughness Ra of 1.5 μm.
It was small as below. Then, according to the present invention, the resistivity ρ is
When an insulating ceramic coating of 10 5 Ω · m or more is applied, the TDD of the collected tissue can be reduced to 0.35 or less, and therefore the cells around the puncture needle punctured in the lesion site can be used. It goes without saying that it is possible to completely eliminate the adverse effects on the collected tissue pieces.
【００５５】実施例３
Ｃ：0.023 mass％, Si：0.26mass％, Mn：0.18mass％,
Ｐ：0.01mass％, Ｓ：0.011 mass％およびCr：17.3mass
％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成にな
るステンレス鋼素材を、熱間圧延−冷間圧延−光輝焼鈍
を行った後、精密加工により種々の外径および内径にな
る金属製針を作成した。ついで、この金属製針を超音波
洗浄した後、図１に示したマグネトロン・スパッタ装置
を用いて高プラズマ雰囲気中で種々のセラミック被膜を
成膜した。なお、この際、プラズマ処理の途中で、雰囲
気中にO2を導入して、膜厚方向に傾斜機能を付与するセ
ラミック被膜とした。かくして得られたセラミック被覆
針におけるセラミック被膜の表面粗さRa、絶縁性（抵抗
率ρ）および組織損傷度（ＴＤＤ) について調べた結果
を、表３に示す。Example 3 C: 0.023 mass%, Si: 0.26 mass%, Mn: 0.18 mass%,
P: 0.01 mass%, S: 0.011 mass% and Cr: 17.3 mass
%, The balance is Fe and the composition of unavoidable impurities Stainless steel material is hot rolled-cold rolled-brightly annealed and then precision machined to various outer and inner diameters It was created. Then, after ultrasonically cleaning the metal needle, various ceramic coatings were formed in a high plasma atmosphere using the magnetron sputtering apparatus shown in FIG. At this time, during the plasma treatment, O 2 was introduced into the atmosphere to form a ceramic coating that imparts a gradient function in the film thickness direction. Table 3 shows the results of examining the surface roughness Ra, the insulating property (resistivity ρ) and the tissue damage degree (TDD) of the ceramic coating in the thus obtained ceramic-coated needle.
【００５６】[0056]
【表３】 [Table 3]
【００５７】同表に示したとおり、本発明に従い得られ
たセラミック被覆針の表面粗さRaは1.2 μm 以下であ
り、またかかるセラミック被覆針は、絶縁性に極めて優
れ、組織損傷度も良好であった。As shown in the table, the surface roughness Ra of the ceramic-coated needle obtained according to the present invention is 1.2 μm or less, and such a ceramic-coated needle has excellent insulation and excellent tissue damage. there were.
【００５８】[0058]
【発明の効果】かくして、本発明によれば、使用中に折
損などが生じることがなく、また採取した組織片や病変
部に刺した穿刺針のまわりの細胞に悪影響を全く及ぼす
ことのない医療用セラミック被覆針を、安定して製造す
ることができる。As described above, according to the present invention, there is no breakage during use, and there is no adverse effect on the collected tissue pieces or cells around the puncture needle puncturing the lesion. The ceramic-coated needle for use can be stably manufactured.
【図１】 本発明のセラミック被覆針の製造に用いて好
適なマグネトロン・スパッタ装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetron sputtering apparatus suitable for use in manufacturing the ceramic-coated needle of the present invention.
【図２】 (a) は、試料ホルダーに対する穿刺針の設置
形態を示した図、(b) は、穿刺針の先端部の拡大断面図
である。FIG. 2 (a) is a diagram showing an installation form of a puncture needle with respect to a sample holder, and FIG. 2 (b) is an enlarged cross-sectional view of a tip portion of the puncture needle.
【図３】 被覆セラミックの抵抗率ρと組織損傷度（Ｔ
ＤＤ）との関係を示した図である。FIG. 3 Resistivity ρ of coated ceramics and degree of tissue damage (T
It is the figure which showed the relationship with DD).
【図４】 抵抗率ρと酸素ガスの導入量との関係を示し
た図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the resistivity ρ and the amount of oxygen gas introduced.
【図５】 ＧＤＳによる表面から膜厚方向の元素分析結
果を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing the results of elemental analysis in the film thickness direction from the surface by GDS.
【図６】 SiNX セラミックコーティングの前後におけ
る針の先端部近傍の外表面の表面粗さ（算術平均粗さR
a）を比較して示した図である。[Fig. 6] Surface roughness of the outer surface near the tip of the needle before and after SiN X ceramic coating (arithmetic mean roughness R
It is the figure which compared and showed a).
【図７】 SiNX セラミックコーティングの前後におけ
る針の先端部近傍の内表面の表面粗さ（算術平均粗さR
a）を比較して示した図である。Fig. 7 Surface roughness of the inner surface near the tip of the needle before and after SiN X ceramic coating (arithmetic mean roughness R
It is the figure which compared and showed a).
１ 真空槽 ２ 試料ホルダー ３ 金属製穿刺針 ４ フェロシリコン・ターゲット ５ マグネット ６ 銅板 ７ 水冷管 ８ 反応ガスの装入口 ９ イオン化したSi粒子 10 穿刺針の固定治具 11 穿刺針の外表面に被成されたセラミック膜 12 穿刺針の内表面に被成されたセラミック膜 1 vacuum tank 2 Sample holder 3 Metal puncture needle 4 Ferrosilicon target 5 magnets 6 Copper plate 7 water cooling tube 8 Reactant gas inlet 9 Ionized Si particles 10 Fixing jig for puncture needle 11 Ceramic membrane coated on outer surface of puncture needle 12 Ceramic membrane coated on inner surface of puncture needle
Claims (9)
少なくとも生体組織と接触する部位については、抵抗率
ρが105 Ω・m 以上で、かつ表面粗さが算術平均粗さRa
で 1.5μm 以下の絶縁性のセラミック被膜を被覆したこ
とを特徴とする医療用セラミック被覆針。1. An outer surface and an inner surface of a metal needle,
At least the part that comes into contact with living tissue has a resistivity ρ of 10 5 Ωm or more and a surface roughness of arithmetic mean roughness Ra.
A medical ceramic-coated needle characterized by being coated with an insulating ceramic coating having a thickness of 1.5 μm or less.
おける絶縁性セラミック被膜の被覆領域が、該金属製針
の先端部から１mm以上であることを特徴とする医療用セ
ラミック被覆針。2. The medical-use ceramic coated needle according to claim 1, wherein the area covered with the insulating ceramic coating on the inner surface of the metallic needle is 1 mm or more from the tip of the metallic needle.
被膜の厚みが0.05〜5.0μm である医療用セラミック被
覆針。3. The medical ceramic-coated needle according to claim 1, wherein the ceramic coating has a thickness of 0.05 to 5.0 μm.
ック被膜が、Al，ＢおよびSiの窒化物、炭化物または酸
化物のうちから選んだ少なくとも一種からなる医療用セ
ラミック被覆針。4. The medical ceramic-coated needle according to claim 1, 2 or 3, wherein the ceramic coating is made of at least one selected from nitrides, carbides or oxides of Al, B and Si.
の抵抗率ρが109 Ω・m以上で、かつ表面粗さが算術平
均粗さRaで 1.3μm 以下であることを特徴とする医療用
セラミック被覆針。5. The medical device according to claim 1, wherein the ceramic coating has a resistivity ρ of 10 9 Ω · m or more and a surface roughness of 1.3 μm or less in terms of arithmetic average roughness Ra. Ceramic coated needle.
製針の基材金属が、ステンレス鋼や高張力鋼などの鉄系
金属である医療用セラミック被覆針。6. The medical ceramic-coated needle according to any one of claims 1 to 5, wherein the base metal of the metallic needle is an iron-based metal such as stainless steel or high-tensile steel.
製針の直径が 0.5〜2.5mmである医療用セラミック被覆
針。7. The medical ceramic-coated needle according to claim 1, wherein the metal needle has a diameter of 0.5 to 2.5 mm.
イプレーティング法によってセラミック被膜を被成する
に際し、該金属製針を、蒸着粒子の進行方向に平行に、
かつ該金属製針の先端部を進行してくる蒸着粒子に対向
して設置することを特徴とする医療用セラミック被覆針
の製造方法。8. When a ceramic coating is formed on at least the tip of a metallic needle by a dry plating method, the metallic needle is parallel to the traveling direction of vapor deposition particles.
A method for producing a medical ceramic-coated needle, characterized in that the tip of the metal needle is installed so as to face the advancing vapor deposition particles.
グの後半において、コーティング雰囲気中に５〜500 sc
cmのO2を導入することを特徴とする医療用セラミック被
覆針の製造方法。9. The method according to claim 8, wherein the latter half of the dry plating is 5 to 500 sc in the coating atmosphere.
A method for producing a medical ceramic-coated needle, which comprises introducing cm 2 of O 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003009367A JP2003310759A (en) | 2002-02-22 | 2003-01-17 | Medical ceramic sheathed needle and production method thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002045894 | 2002-02-22 | ||
| JP2002-45894 | 2002-02-22 | ||
| JP2003009367A JP2003310759A (en) | 2002-02-22 | 2003-01-17 | Medical ceramic sheathed needle and production method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003310759A true JP2003310759A (en) | 2003-11-05 |
Family
ID=29551849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003009367A Pending JP2003310759A (en) | 2002-02-22 | 2003-01-17 | Medical ceramic sheathed needle and production method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003310759A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005270049A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Jfe Steel Kk | Method for cleavage of nucleic acid molecule |
| JP2005295869A (en) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Jfe Steel Kk | Method for cleaving nucleic acid molecule and apparatus therefor |
| WO2013115184A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | テルモ株式会社 | Method for producing hypodermic needle, and hypodermic needle |
| WO2013125430A1 (en) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 永田精機株式会社 | Puncture needle, and method and device for producing same |
-
2003
- 2003-01-17 JP JP2003009367A patent/JP2003310759A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005270049A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Jfe Steel Kk | Method for cleavage of nucleic acid molecule |
| JP2005295869A (en) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Jfe Steel Kk | Method for cleaving nucleic acid molecule and apparatus therefor |
| WO2013115184A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | テルモ株式会社 | Method for producing hypodermic needle, and hypodermic needle |
| JPWO2013115184A1 (en) * | 2012-01-31 | 2015-05-11 | テルモ株式会社 | Manufacturing method of injection needle and injection needle |
| WO2013125430A1 (en) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 永田精機株式会社 | Puncture needle, and method and device for producing same |
| US9265896B2 (en) | 2012-02-23 | 2016-02-23 | Shinmaywa Industries, Ltd. | Method for manufacturing puncture needle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20070123920A1 (en) | Ceramic-coated medical and biopsy appliances and fabrication method therefore | |
| JP2003305121A (en) | Method for manufacturing medical ceramic-coated needle | |
| Gao et al. | Scanning electrochemical microscopy study on the electrochemical behavior of CrN film formed on 304 stainless steel by magnetron sputtering | |
| Wiiala et al. | Improved corrosion resistance of physical vapour deposition coated TiN and ZrN | |
| Xiang et al. | Effects of process parameters on microstructure and wear resistance of TiN coatings deposited on TC11 titanium alloy by electrospark deposition | |
| Chen et al. | The effect of microstructure on corrosion behavior of a novel AlCrTiSiN ceramic coating | |
| KR102646492B1 (en) | Physically deposited electrodes for electrochemical sensors | |
| JP2000353531A (en) | Separator for polymer electrolyte fuel cell and method for producing the same | |
| Yeo et al. | Synthesis of plasma-nitrided Cr coatings on HT9 steel for advanced chemical barrier property in a nuclear cladding application | |
| JP2003310759A (en) | Medical ceramic sheathed needle and production method thereof | |
| JP2004147830A (en) | Ceramic coated needle for genetic control, manufacturing method therefor, and its manufacturing apparatus | |
| Guo et al. | Microstructural evolution and phase-dependent corrosion of Si3N4/316L joints using AgCuTi/Ag composite fiols | |
| JP2004081828A (en) | Medical instrument coated with ceramics and method for manufacturing the same | |
| EP0934798A1 (en) | Hip-bonded body and method of producing the same | |
| JP2008522021A (en) | Coated product and method for producing the same | |
| JP2003250891A (en) | Medical ceramic-coated needle | |
| US20050049632A1 (en) | Ceramic-coated instruments for medical use, ceramic-coated instruments for studying living organisms and process for producing the same | |
| JP2004194516A (en) | Ceramic-coated needle for controlling gene | |
| JP2004358208A (en) | Production method, production equipment, and continuous production equipment for ceramic-coated needle | |
| JP2003210579A (en) | Ceramic coated needle for medical treatment | |
| JP2003305047A (en) | Ceramic-coated medical instrument | |
| Zhitomirsky et al. | Vacuum arc deposition of conductive wear resistant coatings on polymer substrates | |
| CN109825814A (en) | A method for preparing strong adhesion tungsten layer on titanium alloy surface | |
| TWI418801B (en) | Method for manufacturing a tungsten-containing carbon-coated coating on a substrate for a semiconductor inspection device using a probe probe pin | |
| Kim et al. | Mechanical stability of the diamond-like carbon film on nitinol vascular stents under cyclic loading |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040325 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060627 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060825 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061212 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090617 |