JP2005319289A - Catheter balloon - Google Patents

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Takyo Tsukumo
多挙 九十九
Mitsuharu Korogi
光治 興梠
Yoichi Yamaguchi
洋一 山口
Tamotsu Shimada
保 嶋田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flexible catheter balloon with a good adhesiveness which is excellent in dimensional stability and has a high disruptive strength in the catheter balloon. <P>SOLUTION: The catheter balloon which is flexible and dimensionally stable and has the high disruptive strength is provided by forming the biaxially stretched catheter balloon using a polyamide base elastomer tube which is a thermoplastic resin, and by setting a calculated elasticity of the balloon at the pressure during expansion to 1,300 MPa or more. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カテーテルバルーンに関し、さらに詳しくは血管拡張に好適に用いられるカテーテルバルーンに関する。   The present invention relates to a catheter balloon, and more particularly to a catheter balloon suitably used for blood vessel dilation.

血管などの脈管において狭窄あるいは閉塞が生じた場合、脈管の狭窄部位あるいは閉塞部位を拡張して、血管抹消側への血流を改善するために行う脈管形成術(PTA:Percutaneous Transluminal Angioplasty、PTCA:Percutaneous Transluminal Coronary Angioplastyなど)は多くの医療機関において多数の述例があり、この種の症例における手術としては一般的となっている。   When a stenosis or occlusion occurs in a blood vessel such as a blood vessel, an angioplasty (PTA: Percutaneous Transluminal Angioplasty) is performed to improve the blood flow to the blood vessel peripheral side by expanding the stenosis or occlusion site of the vessel. , PTCA: Percutaneous Transiental Coronary Angioplasty, etc.) have many examples in many medical institutions, and it has become common for surgery in this type of case.

バルーンカテーテルは、主に冠状動脈の狭窄部位を拡張するために、ガイドカテーテルとガイドワイヤーとのセットで使用される。このバルーンカテーテルを用いた脈管形成術は、まずガイドカテーテルを大腿動脈、上腕動脈、橈骨動脈等の穿刺部位から挿入して大動脈を経て冠状動脈の入口にガイドカテーテルの先端を位置させた後、バルーンカテーテルを貫通させたガイドワイヤーを冠状動脈の狭窄部位を超えて前進させ、その後バルーンカテーテルをガイドワイヤーに沿って前進させ、バルーンカテーテルのバルーンを狭窄部位に位置させた状態で膨張させて狭窄部位を拡張する手順で行い、そしてバルーンを収縮させて対外に除去する。しかし、バルーンカテーテルは、動脈狭窄の治療だけに限定されず、血管の中への挿入、ならびに種々の体腔への挿入を含む多くの医療的用途に有用である。   Balloon catheters are used in a set of guide catheter and guide wire, mainly to dilate the stenotic site of the coronary artery. Angioplasty using this balloon catheter, after first inserting the guide catheter from the puncture site of the femoral artery, brachial artery, radial artery, etc., after positioning the tip of the guide catheter at the entrance of the coronary artery through the aorta, The guide wire that penetrates the balloon catheter is advanced beyond the stenosis site of the coronary artery, and then the balloon catheter is advanced along the guide wire, and the balloon catheter balloon is inflated with the balloon positioned at the stenosis site, and the stenosis site The procedure is expanded, and the balloon is deflated and removed outward. However, balloon catheters are not limited to treating arterial stenosis and are useful for many medical applications including insertion into blood vessels as well as insertion into various body cavities.

バルーンは、通常シングルルーメンチューブを二軸延伸ブロー成形することにより製造されるものである。バルーン用シングルルーメンチューブは、通常熱可塑性樹脂を押出成形する事により製造されるものである。   The balloon is usually manufactured by biaxially stretching blow molding a single lumen tube. A single lumen tube for a balloon is usually manufactured by extruding a thermoplastic resin.

このバルーン用シングルルーメンチューブは薄くかつ外径と厚みの精度が高いことが求められる。外径と厚みの精度が低いと、チューブから作られるバルーンの諸特性が低下し、かつばらつきが大きくなり、製品の信頼性が損なわれる。また、バルーン用シングルルーメンチューブは引張り破断伸びが高いことが求められる。引張り破断伸びが小さいと、チューブを二軸延伸してバルーンに成形するときに破裂がおこりやすく、また破裂にいたらなくともバルーンに傷が生じやすく、バルーンの収率、すなわちバルーンを検査した後の良品数の全数に対する割合が低下する。   This single lumen tube for balloon is required to be thin and have high accuracy in outer diameter and thickness. If the accuracy of the outer diameter and the thickness is low, the characteristics of the balloon made from the tube are lowered and the variation becomes large, and the reliability of the product is impaired. Moreover, the single lumen tube for balloons is required to have high tensile elongation at break. If the tensile elongation at break is small, the tube tends to be ruptured when it is biaxially stretched to form a balloon, and the balloon is easily damaged even if it does not rupture. The ratio of non-defective products to the total number decreases.

バルーン部分の素材としては、PVC(ポリ塩化ビニル)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、POC(ポリオレフィンコポリマー)、ナイロン、ポリウレタンなどが挙げられる。バルーン素材の選択基準は、その素材の性質のみならず、加工技術に大きく左右されるものである。   Examples of the material for the balloon portion include PVC (polyvinyl chloride), PET (polyethylene terephthalate), POC (polyolefin copolymer), nylon, polyurethane, and the like. The selection criteria for the balloon material greatly depend not only on the properties of the material but also on the processing technology.

近年多くの手技者達がコンプライアントバルーンとノンコンプライアントバルーンの中間に位置するコンプライアンス特性をもつ、所謂セミコンプライアントバルーンの登場を期待し、これに応えるべく採用された素材がナイロンである。そのナイロンの中でも吸湿の影響の少ないナイロン12がセミコンプライアントバルーンやステントデリバリー用のバルーン素材に用いられている。しかし、ナイロンの硬さゆえにカテーテルとしての問題が顕在化し、それに対応する形で登場したのがより疎水性で柔軟性を有したポリアミドエラストマー素材である。   In recent years, many technologists expect the appearance of so-called semi-compliant balloons with a compliance characteristic located between compliant balloons and non-compliant balloons. Nylon is the material used to meet this demand. Among these nylons, nylon 12 which has little influence on moisture absorption is used as a semi-compliant balloon or a balloon material for stent delivery. However, due to the hardness of nylon, the problem as a catheter has become obvious, and a polyamide elastomer material having more hydrophobicity and flexibility has appeared in a corresponding form.

このポリアミドエラストマーは柔軟性に富み、血管内の複雑な経路を通過する性能(追随性)を改善可能とする素材である。さらにカテーテルの手技において、バルーンを拡張し狭窄部位を広げた後、同患部或いは別の狭窄部位を治療するために一旦バルーンを収縮させる操作を行うが、この柔軟な材質のために再折畳み性能(Rewrap性能)に優れたカテーテルバルーンを提供できる。   This polyamide elastomer is rich in flexibility and is a material that can improve the performance (trackability) of passing through a complicated path in a blood vessel. Furthermore, in the catheter procedure, after expanding the balloon and expanding the stenosis site, the balloon is once deflated in order to treat the affected area or another stenosis site. A catheter balloon having excellent rewrap performance can be provided.

しかしながら、心臓に近い血管で高度に狭窄した所謂石灰化病変或いは慢性完全閉塞病変(CTO)を拡張する場合、病変に到達するまでには柔軟性が必要であり、さらに病変を一旦通過させ拡張するにはバルーンが薄肉且つ高耐圧性を有しなければならず、柔軟な素材であるポリアミドエラストマーは、その柔らかさ故に、柔軟性とは正反対の特性である寸法安定性に優れ且つ高い破壊強度を兼ね備えたバルーンを成形する事は困難であった。   However, when expanding a so-called calcified lesion or chronic total occlusion lesion (CTO) that is highly constricted in a blood vessel close to the heart, flexibility is required to reach the lesion, and the lesion is once passed and expanded. The polyamide elastomer, which is a flexible material, must be thin and have high pressure resistance. Due to its softness, the polyamide elastomer has excellent dimensional stability, which is the opposite of flexibility, and high breaking strength. It was difficult to mold a balloon that had both.

また、これまで一度の手技で複数のカテーテルの使用が必要とされてきたが、医療保険の改正から一度で利用できるカテーテルの手技に制限が加えられた。それにより、少ない手技の中で最適な治療をする方法が求められ、柔軟性を有し、さらに寸法安定性に優れ且つ高い破壊強度を兼ね備えたバルーンカテーテルの必要性が高まった。   In addition, it has been necessary to use a plurality of catheters in a single procedure so far, but there has been a restriction on catheter procedures that can be used at a time since the revision of medical insurance. As a result, there has been a demand for a method for optimal treatment with few procedures, and the need for a balloon catheter having flexibility, excellent dimensional stability and high breaking strength has increased.

従って、上記に挙げた特性を兼ね備えたバルーンカテーテルが実現すると高い拡張力が必要となる石灰化病変或いは慢性完全閉塞病変(CTO)に対応可能で、さらには手技に必要とされる時間を短縮出来、手技者及び患者への負担を減らす事が可能となるカテーテルバルーンを提供できる。   Therefore, when a balloon catheter having the above-mentioned characteristics is realized, it can cope with calcified lesions or chronic total occlusion lesions (CTO) that require high expansion force, and can further reduce the time required for the procedure. Thus, it is possible to provide a catheter balloon that can reduce the burden on the operator and the patient.

その要求を満たすため、バルーン膜を薄肉化し且つ高い破壊強度を有するバルーンの開発が考えられたが、実際はバルーン膜を薄肉化すると寸法安定性及び破壊強度が悪化し、さらには使用時に破裂する恐れがあった。   In order to meet these requirements, the development of a balloon with a thin balloon membrane and high breaking strength was considered, but in reality, thinning the balloon membrane deteriorates the dimensional stability and fracture strength, and there is a risk of bursting during use. was there.

これらの課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、高い弾性率を有するバルーンを開発する事で上記に挙げた特性を兼ね備えたバルーンを提供できる事を見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to solve these problems, it has been found that a balloon having the above-mentioned characteristics can be provided by developing a balloon having a high elastic modulus, and the present invention has been achieved.

従来の技術では、高強度、高柔軟性に関する幾多の方法が開示されている。例えば、特許文献1には、PET(ポリエチレンテレフタレート)によるバルーンが開示されている。このバルーンは薄肉化されているものの高強度を実現し、寸法安定性にも優れている。しかし、PET本来の硬さを拭い去る事は出来ず柔軟性に欠け、またバルーンを折り畳むとかどばりを生じ、小さく折り畳みにくい。またピンホール破壊が起こることがデメリットとしてあげられ、特にピンホール破壊は、血管内でバルーンが破壊した場合に血管壁に高い応力が局所的に加わり、血管壁の損傷を招く危険性が極めて高いため好ましくない。   In the prior art, a number of methods relating to high strength and high flexibility have been disclosed. For example, Patent Document 1 discloses a balloon made of PET (polyethylene terephthalate). Although this balloon is thin, it has high strength and excellent dimensional stability. However, the inherent hardness of PET cannot be wiped off, and it lacks flexibility, and when the balloon is folded, it produces a constriction that is small and difficult to fold. In addition, pinhole destruction occurs as a demerit, and pinhole destruction is particularly high when high pressure is locally applied to the blood vessel wall when the balloon breaks in the blood vessel, causing damage to the blood vessel wall. Therefore, it is not preferable.

特許文献2には、芳香族ポリアミドまたは芳香族ポリアミドを一構成成分とするポリアミド系アロイを用いて成形したバルーンが開示されている。また、特許文献3においては、高強度と高柔軟性を兼ね備えたバルーンを提供しているものの、このバルーンはハードセグメントがポリアミド、ソフトセグメントが脂肪族ポリエステルからなるポリエステルアミドブロックコポリマーによって構成したものである。これらは、所謂高耐圧用のバルーンではないため破壊強度に欠け、石灰化病変などで狭窄の激しい部位への挿入には不適当である。   Patent Document 2 discloses a balloon formed using an aromatic polyamide or a polyamide-based alloy containing aromatic polyamide as a constituent component. In Patent Document 3, although a balloon having high strength and high flexibility is provided, this balloon is composed of a polyesteramide block copolymer in which the hard segment is made of polyamide and the soft segment is made of aliphatic polyester. is there. Since these are not so-called high pressure resistant balloons, they do not have sufficient breaking strength and are unsuitable for insertion into sites where stenosis is severe due to calcified lesions.

一方、特許文献4には、ポリアミド系エラストマーから構成されたバルーンが記載されており、成形したバルーンは柔軟性を有しトラッカビリティの要求を満足している。しかしながら、破裂圧力は1.83MPa(18atm)程度であり、破壊強度に欠けるため、石灰化病変などで狭窄の激しい部位への挿入には不適当である。
特開平3−37949号公報 特開平5−95996号公報 特開2001−87375公報 特許3494654号公報
On the other hand, Patent Document 4 describes a balloon made of a polyamide-based elastomer, and the molded balloon is flexible and satisfies the requirement for trackability. However, the bursting pressure is about 1.83 MPa (18 atm) and lacks the fracture strength, so that it is unsuitable for insertion into a site where stenosis is severe due to a calcified lesion or the like.
JP-A-3-37949 Japanese Patent Laid-Open No. 5-95996 JP 2001-87375 A Japanese Patent No. 3494654

血管内壁を損傷することなく狭窄部位へ到達させることが出来るとともに、寸法安定性に優れ且つ高い破壊強度を兼ね備えたカテーテルバルーンを提供する事にある。   An object of the present invention is to provide a catheter balloon that can reach a stenosis site without damaging the inner wall of a blood vessel, and has excellent dimensional stability and high breaking strength.

前記課題を改善するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に係るバルーンカテーテルは、熱可塑性樹脂であるポリアミド系エラストマーから成形されたバルーンであって、そのバルーンの拡張時の圧力における計算弾性率が、1300MPa以上にある事を特徴としたものである。   As a result of intensive studies to improve the above problems, the balloon catheter according to the present invention is a balloon molded from a polyamide-based elastomer that is a thermoplastic resin, and has a calculated elastic modulus at the pressure when the balloon is expanded. It is characterized by being at 1300 MPa or more.

また、本発明に係る前記カテーテルバルーンは、前記材料を二軸延伸ブロー成形して製造されることを特徴としている。本発明において拡張時の圧力とは、規定圧力(Nominal Pressure)から定格破裂圧(Rated Burst Pressure)までの圧力をいう。   Further, the catheter balloon according to the present invention is manufactured by biaxial stretch blow molding of the material. In the present invention, the pressure at the time of expansion refers to a pressure from a specified pressure (Nominal Pressure) to a rated burst pressure (Rated Burst Pressure).

さらに本発明に係る前記ポリアミド系エラストマーは、ハードセグメントがナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン6−12、ナイロン11、ナイロン12等からなる群から選ばれるポリアミドであり、ソフトセグメントがポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、等からなる群から選ばれるグリコールであり、ハードセグメントとソフトセグメントのブロックコポリマーで構成されている。   Furthermore, the polyamide elastomer according to the present invention is a polyamide whose hard segment is selected from the group consisting of nylon 6, nylon 6-6, nylon 6-10, nylon 6-12, nylon 11 and nylon 12, etc. Is a glycol selected from the group consisting of polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and the like, and is composed of a block copolymer of a hard segment and a soft segment.

さらには、本発明に係る前記ブロックコポリマーにおけるハードセグメントの重量パーセントが90パーセント〜99パーセント、ソフトセグメントの重量パーセントが1パーセント〜10パーセントである。   Furthermore, the weight percentage of the hard segment in the block copolymer according to the present invention is 90% to 99%, and the weight percentage of the soft segment is 1% to 10%.

そして、本発明に係るカテーテルバルーンは平均破裂圧が2.53MPa(25atm)以上である事を特徴としたものである。   The catheter balloon according to the present invention is characterized in that the average burst pressure is 2.53 MPa (25 atm) or more.

以上に述べたごとく、本発明によれば、血管内壁を損傷することなく狭窄部位へ到達させることが出来るとともに、寸法安定性及び破壊強度に優れ、高度に石灰化した病変或いは慢性完全閉塞病変(CTO)の血管を高い圧力で拡張でき、手技者及び患者への負担を減らす事の出来るカテーテルバルーンを提供する事が出来る。   As described above, according to the present invention, it is possible to reach a stenosis site without damaging the inner wall of a blood vessel, excellent in dimensional stability and fracture strength, and highly calcified lesion or chronic complete occlusion lesion ( It is possible to provide a catheter balloon that can expand the blood vessel of CTO with high pressure and can reduce the burden on the operator and the patient.

以下に本発明で使用するチューブ素材であるポリアミドエラストマーについて説明するが、本発明はこれにより制限されるものではない。本発明で使用するポリアミドエラストマーとしては、ハードセグメントとソフトセグメントからなるブロック共重合体が用いられ、好適にはポリアミドからなるハードセグメントと、ポリエーテルからなるソフトセグメントを用いたブロック共重合体が用いられる。   The polyamide elastomer, which is a tube material used in the present invention, will be described below, but the present invention is not limited thereby. As the polyamide elastomer used in the present invention, a block copolymer composed of a hard segment and a soft segment is used, and preferably a block copolymer using a hard segment composed of polyamide and a soft segment composed of polyether is used. It is done.

更にこのハードセグメントを構成するポリアミドには、ナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン6−12、ナイロン11、ナイロン12等が使用できるが、特に吸湿性の影響の少ないナイロン12が好ましい。更にソフトセグメントを構成するポリエーテルには、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が使用できるが、特にポリテトラメチレングリコールが好ましい。   Furthermore, nylon 6, nylon 6-6, nylon 6-10, nylon 6-12, nylon 11 and nylon 12 can be used as the polyamide constituting this hard segment, but nylon 12 having a particularly low hygroscopic effect is used. preferable. Furthermore, polyethylene glycol, polypropylene glycol and the like can be used as the polyether constituting the soft segment, and polytetramethylene glycol is particularly preferable.

一方、ポリアミドエラストマーの硬度は、バルーンに要求される柔軟性によりあらゆる硬度のものが用いられるが、好適にはショアD硬度で25から75のものが、更に好適にはショアD硬度で50から72のものが用いられる。   On the other hand, the polyamide elastomer has any hardness depending on the flexibility required of the balloon, but preferably has a Shore D hardness of 25 to 75, more preferably a Shore D hardness of 50 to 72. Is used.

本発明でいう計算弾性率は、以下の式1によって算出される。

P=(4×T0×D0×(D−D0)×E)/(D×D×(D+D0))・・・式1
ここで、
E:計算弾性率(MPa)
P:バルーン加圧時圧力(MPa)
D:バルーン加圧時外径(mm)
0:バルーン初期外径(mm)
0:バルーン初期膜厚(mm)
である。なお、外径および膜厚は、バルーン直菅部中央の値である。
The calculated elastic modulus in the present invention is calculated by the following formula 1.

P = (4 × T 0 × D 0 × (D-D 0) × E) / (D × D × (D + D 0)) ··· Equation 1
here,
E: Calculated elastic modulus (MPa)
P: Balloon pressure (MPa)
D: Outer diameter at the time of balloon pressurization (mm)
D 0 : Initial balloon outer diameter (mm)
T 0 : initial balloon thickness (mm)
It is. The outer diameter and the film thickness are values at the center of the balloon straight section.

式1は、次の考え方に基づいて導出されたものである。一つ目に、バルーンは弾性的挙動を示すものとする。二つ目に、バルーンは等方性材料とし弾性係数は一定であるとする。三つ目に、バルーンは直管部を対象とし薄肉円筒として扱う。四つ目に、バルーンのテーパ部の影響は考慮しないものとする。以上の考え方に基づいて、円周方向強度式、軸方向強度式、バルーン材料体積一定の式を導出し、バルーンに加えた圧力Pが直菅部中央膜厚T0、バルーン初期直菅部中央外径D0、計算弾性率E、バルーン加圧時外径Dの変数となるように置き換えたると、式1が得られる。 Equation 1 is derived based on the following concept. First, the balloon should behave elastically. Second, it is assumed that the balloon is an isotropic material and the elastic modulus is constant. Third, the balloon is treated as a thin cylinder for the straight tube. Fourth, the effect of the balloon taper is not considered. Based on the above concept, a circumferential strength formula, an axial strength formula, and a constant balloon material volume formula are derived, and the pressure P applied to the balloon is the straight film thickness T 0 , When the outer diameter D 0 , the calculated elastic modulus E, and the outer diameter D at the time of balloon pressurization are replaced with each other, Equation 1 is obtained.

具体的な計算弾性率の導出法を以下に示す。   A specific method for deriving the calculated elastic modulus is shown below.

円周方向強度式
((π×D−π×D0)/(π×D0))×E=P×D/(2×T)
((D−D0)/D0)×E=P×D/(2×T)・・・・・(1)
軸方向強度式
((L−L0)/L0)×E=P×D/(4×T)・・・・・(2)
ここでL0は初期軸方向長さ(mm)、Lはバルーン内に加えた圧力Pの時におけるバルーン軸方向長さ(mm)、Tはバルーン内に加えた圧力Pの時におけるバルーンの膜厚である。
Circumferential strength formula ((π × D−π × D 0 ) / (π × D 0 )) × E = P × D / (2 × T)
((D−D 0 ) / D 0 ) × E = P × D / (2 × T) (1)
Axial strength formula ((L−L 0 ) / L 0 ) × E = P × D / (4 × T) (2)
Here, L 0 is the initial axial length (mm), L is the balloon axial length (mm) at the pressure P applied in the balloon, and T is the balloon membrane at the pressure P applied in the balloon. It is thick.

また、バルーン材料体積は一定であるので、
π×D×L×T=π×D0×L0×T0
(D/D0)×(L/L0)×(T/T0)=1・・・・・(3)

(1)、(2)より
L/L0=((D/D0)+1)×(1/2)・・・・・(4)

(3)、(4)より
(D/D0)×(1/2)×((D/D0)+1)×(T/T0)=1
T=(2×T0)×(D0/D)×(D0/(D+D0))・・・・・(5)
(1)、(5)より
((D−D0)/D0)×E
=P×D/((4×T0)×(D0/D)×(D0/(D+D0)))
したがって、下記式1が得られる。
P=(4×T0×D0×(D−D0)×E)/(D×D×(D+D0))・・・式1
本発明のカテーテルバルーンは、アニーリング温度、フープ比、軸方向延伸率を好適に設定することにより得ることが出来る。
Also, since the balloon material volume is constant,
π × D × L × T = π × D 0 × L 0 × T 0
(D / D 0 ) × (L / L 0 ) × (T / T 0 ) = 1 (3)

From (1) and (2), L / L 0 = ((D / D 0 ) +1) × (1/2) (4)

From (3) and (4), (D / D 0 ) × (1/2) × ((D / D 0 ) +1) × (T / T 0 ) = 1
T = (2 × T 0 ) × (D 0 / D) × (D 0 / (D + D 0 )) (5)
From (1) and (5), ((D−D 0 ) / D 0 ) × E
= P × D / ((4 × T 0 ) × (D 0 / D) × (D 0 / (D + D 0 )))
Therefore, the following formula 1 is obtained.
P = (4 × T 0 × D 0 × (D-D 0) × E) / (D × D × (D + D 0)) ··· Equation 1
The catheter balloon of the present invention can be obtained by suitably setting the annealing temperature, the hoop ratio, and the axial stretch ratio.

アニーリングとは、簡単にはバルーン成形における金型内で成形されたバルーンの寸法安定を図るための工程である。このアニーリング温度は、少なくともガラス転移温度以上、再結晶化温度以下の温度に設定することで、より寸法安定性のよいバルーンを成形可能である。   Annealing is a process for achieving dimensional stability of a balloon molded in a mold in balloon molding. By setting the annealing temperature to a temperature at least above the glass transition temperature and below the recrystallization temperature, a balloon with better dimensional stability can be formed.

またフープ比とは、バルーン成形用パリソン(本発明ではポリアミドエラストマー、ショアD硬度72)の内径とバルーン成形用金型の内径との比である。フープ比は大きい方が好ましい。   The hoop ratio is the ratio between the inner diameter of the balloon molding parison (in the present invention, polyamide elastomer, Shore D hardness 72) and the inner diameter of the balloon molding die. A larger hoop ratio is preferable.

次に軸方向延伸率について説明する。バルーンの成形工程において、予めバルーン成形用パリソンを軸方向に延伸させて減径させる。この時の減径させていない部分を金型内に挿入し、加熱、加圧、延伸、冷却によってバルーンを成形する。この減径させていない部分のパリソンの長さと成形したバルーン長さの比を軸方向延伸率という。軸方向延伸率は大きいほうが好ましい。   Next, the axial stretching ratio will be described. In the balloon forming step, the balloon forming parison is previously stretched in the axial direction and reduced in diameter. At this time, the portion not reduced in diameter is inserted into a mold, and a balloon is formed by heating, pressurizing, stretching and cooling. The ratio between the length of the parison of the portion not reduced in diameter and the length of the formed balloon is referred to as the axial stretch ratio. A higher axial stretching ratio is preferred.

計算弾性率の算出は、以下のように行うことができる。   Calculation of the calculated elastic modulus can be performed as follows.

まずバルーン成形直後における直菅部中央膜厚T0を実際に測定する。次にバルーン加圧時におけるバルーンコンプライアンス挙動、即ちバルーンに流体加圧を行った時のバルーン外径の変化を測定しプロットを行う。このバルーン内に加えた圧力1.22MPa(12atm)から2.23MPa(22atm)までの範囲におけるバルーン外径のプロット点群に式1が近似出来るように、最小二乗法より計算弾性率E及びバルーン初期外径D0を求める。 First, the straight part central film thickness T 0 immediately after the balloon molding is actually measured. Next, the balloon compliance behavior at the time of balloon pressurization, that is, the change of the balloon outer diameter when fluid pressurization is performed on the balloon is measured and plotted. The calculated elastic modulus E and the balloon are calculated by the least square method so that the equation 1 can be approximated to a plot point group of the outer diameter of the balloon in the pressure range from 1.22 MPa (12 atm) to 2.23 MPa (22 atm). An initial outer diameter D 0 is obtained.

本発明は、バルーン素材を柔軟性のあるポリアミドエラストマーを使用し、バルーンを薄肉化する事で狭窄部位への到達のし易さを補い、バルーンの計算弾性率を1300MPa以上とする事で寸法安定性に優れ且つ高い破壊強度を有するカテーテルバルーンを提供する。尚、本発明により成形されたカテーテルバルーンは、人体のあらゆる体腔、血管に使用でき、更に好ましくは冠動脈、手足の血管、腎臓、肝臓の血管などに使用できる。   The present invention uses a flexible polyamide elastomer as the balloon material, makes it easy to reach the stenosis by thinning the balloon, and stabilizes the dimensions by making the calculated elastic modulus of the balloon 1300 MPa or more. Provided is a catheter balloon having excellent properties and high breaking strength. The catheter balloon molded according to the present invention can be used for all body cavities and blood vessels of the human body, and more preferably for coronary arteries, limb blood vessels, kidneys, liver blood vessels, and the like.

以下、本発明を実施例、比較例に基づいて詳細に説明するが、これらは本発明を何ら制限するものではない。
(実施例1)
熱可塑性エラストマーであるポリアミド系エラストマー、Pebax7233(elf atochem社製)を用いてバルーン成形用チューブを押出成形により製造し、このチューブを用いて二軸延伸ブロー成形を行った。二軸延伸ブロー成形は、押出成形によって製造されたバルーン成形用チューブを金型内に配置し、チューブ内を加圧状態で加熱、軸方向への延伸時に膨張する事でバルーンが成形される。その後アニーリング、冷却の工程を経て寸法安定性の良いバルーンが成形される。金型の加熱温度は90℃、チューブ内の加圧には窒素を用いて約5.0MPaの圧力をかけ、次いで、軸方向への総延伸率は約230パーセント、フープ比7.14、アニーリング温度を100℃として3.00mm血管拡張用カテーテルバルーンの成形を行った。
(実施例2)
実施例1と同じ素材のバルーン成形用チューブを用い、金型の加熱温度は90℃、チューブ内の加圧には窒素を用いて約5.0MPaの圧力をかけ、次いで、軸方向への総延伸率は約230パーセント、フープ比7.14、アニーリング温度を120℃として3.00mm血管拡張用カテーテルバルーンの成形を行った。
(比較例1)
実施例1と同じ素材のバルーン成形用チューブを用い、金型の加熱温度は90℃、チューブ内の加圧には窒素を用いて約5.0MPaの圧力をかけ、次いで、軸方向への総延伸率は約230パーセント、フープ比7.14、アニーリング温度を140℃として3.00mm血管拡張用カテーテルバルーンの成形を行った。
(比較例2)
実施例1と同じ素材のバルーン成形用チューブを用い、金型の加熱温度は90℃、チューブ内の加圧には窒素を用いて約5.0MPaの圧力をかけ、次いで、軸方向への総延伸率は約200パーセント、フープ比5.88、アニーリング温度を100℃として3.00mm血管拡張用カテーテルバルーンの成形を行った。
(比較例3)
実施例1と同じ素材のバルーン成形用チューブを用い、金型の加熱温度は90℃、チューブ内の加圧には窒素を用いて約5.0MPaの圧力をかけ、次いで、軸方向への総延伸率は約200パーセント、フープ比5.88、アニーリング温度を120℃として3.00mm血管拡張用カテーテルバルーンの成形を行った。
(比較例4)
実施例1と同じ素材のバルーン成形用チューブを用い、金型の加熱温度は90℃、チューブ内の加圧には窒素を用いて約5.0MPaの圧力をかけ、次いで、軸方向への総延伸率は約200パーセント、フープ比5.88、アニーリング温度を140℃として3.00mm血管拡張用カテーテルバルーンの成形を行った。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example and a comparative example, these do not restrict | limit this invention at all.
Example 1
A balloon-forming tube was manufactured by extrusion molding using a polyamide elastomer, Pebax 7233 (manufactured by Elf Atochem), which is a thermoplastic elastomer, and biaxial stretch blow molding was performed using this tube. In biaxial stretch blow molding, a balloon-forming tube manufactured by extrusion molding is placed in a mold, the inside of the tube is heated in a pressurized state, and expanded when stretched in the axial direction to form a balloon. Thereafter, a balloon with good dimensional stability is formed through annealing and cooling processes. The heating temperature of the mold was 90 ° C., nitrogen was applied to pressurize the tube, and a pressure of about 5.0 MPa was applied. A 3.00 mm vasodilator catheter balloon was molded at a temperature of 100 ° C.
(Example 2)
A balloon forming tube made of the same material as in Example 1 was used, the heating temperature of the mold was 90 ° C., and nitrogen was used to pressurize the tube, and a pressure of about 5.0 MPa was applied. A 3.00 mm vasodilator catheter balloon was molded at a stretch rate of about 230 percent, a hoop ratio of 7.14, and an annealing temperature of 120 ° C.
(Comparative Example 1)
A balloon forming tube made of the same material as in Example 1 was used, the heating temperature of the mold was 90 ° C., and nitrogen was used to pressurize the tube, and a pressure of about 5.0 MPa was applied. A 3.00 mm vasodilator catheter balloon was molded at a stretch ratio of about 230 percent, a hoop ratio of 7.14, and an annealing temperature of 140 ° C.
(Comparative Example 2)
A balloon forming tube made of the same material as in Example 1 was used, the heating temperature of the mold was 90 ° C., and nitrogen was used to pressurize the tube, and a pressure of about 5.0 MPa was applied. A 3.00 mm vasodilator catheter balloon was molded at a stretch ratio of about 200 percent, a hoop ratio of 5.88, and an annealing temperature of 100 ° C.
(Comparative Example 3)
A balloon forming tube made of the same material as in Example 1 was used, the heating temperature of the mold was 90 ° C., and nitrogen was used to pressurize the tube, and a pressure of about 5.0 MPa was applied. A 3.00 mm vasodilator catheter balloon was molded at a stretch ratio of about 200 percent, a hoop ratio of 5.88, and an annealing temperature of 120 ° C.
(Comparative Example 4)
A balloon forming tube made of the same material as in Example 1 was used, the heating temperature of the mold was 90 ° C., and nitrogen was used to pressurize the tube, and a pressure of about 5.0 MPa was applied. A 3.00 mm vasodilator catheter balloon was molded at a stretch ratio of about 200 percent, a hoop ratio of 5.88, and an annealing temperature of 140 ° C.

上記実施例1〜2及び上記比較例1〜4で成形したバルーンをリークテスターを用いて37℃生理食塩水中で徐々に加圧し、バルーンの外径を測定した。バルーンの加圧は破裂するまで行い、平均破裂圧を測定した。なお、サンプル数はN=3にて実施した。圧力(atm)と外径(mm)の測定結果を表1に示す。   The balloons molded in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4 were gradually pressurized in 37 ° C. physiological saline using a leak tester, and the outer diameter of the balloon was measured. The balloon was pressurized until bursting, and the average burst pressure was measured. The number of samples was N = 3. Table 1 shows the measurement results of pressure (atm) and outer diameter (mm).

Figure 2005319289
この外径の変化量を記録することで、バルーン内加圧1.22MPa(12atm)から2.23MPa(22atm)までの外径変化率を求めた。さらにマイクロメータを用い直管部中央膜厚を測定し、バルーン内加圧1.22MPa(12atm)から2.23MPa(22atm)までの範囲におけるバルーン加圧時外径のプロット点群が上記式1と近似できるように最小二乗法に基づいてフィッティングを行い、計算弾性率を算出した。算出には、Sma4Winという計算ソフトを使用した。表2に計算弾性率及び外径変化率を示す。
Figure 2005319289
By recording the amount of change in the outer diameter, the rate of change in the outer diameter from 1.22 MPa (12 atm) to 2.23 MPa (22 atm) was determined. Further, the thickness of the central part of the straight pipe portion is measured using a micrometer, and the plotted point group of the outer diameter at the time of balloon pressurization in the range from 1.22 MPa (12 atm) to 2.23 MPa (22 atm) is shown in the above formula 1. Fitting was performed based on the least square method so as to approximate, and the calculated elastic modulus was calculated. For the calculation, a calculation software called Sma4Win was used. Table 2 shows the calculated elastic modulus and the outer diameter change rate.

Figure 2005319289
外径変化率とは、バルーン内加圧1.22MPa(12atm)から2.23MPa(22atm)までの、バルーン外径の変化率のことをいう。所謂石灰化病変或いは慢性完全閉塞病変(CTO)に適したカテーテルはこの変化率が小さい値ほど良い。
Figure 2005319289
The outer diameter change rate refers to the change rate of the balloon outer diameter from the pressure in the balloon of 1.22 MPa (12 atm) to 2.23 MPa (22 atm). For catheters suitable for so-called calcified lesions or chronic total occlusion lesions (CTO), the smaller the rate of change, the better.

表2に示すように、本発明の実施例1〜2で得られたバルーンは、バルーン内加圧1.22MPa(12atm)から2.23MPa(22atm)までの範囲での計算弾性率は1300MPaを超えており、また平均破裂圧も2.53MPa(25atm)以上と十分高く、柔軟性を有し寸法安定性に優れ且つ高い破壊強度を兼ね備えたバルーンである事が確認された。   As shown in Table 2, in the balloons obtained in Examples 1 and 2 of the present invention, the calculated elastic modulus in the range from 1.22 MPa (12 atm) to 2.23 MPa (22 atm) is 1300 MPa. The average burst pressure was sufficiently high at 2.53 MPa (25 atm) or more, and it was confirmed that the balloon had flexibility, excellent dimensional stability, and high fracture strength.

Claims (5)

熱可塑性樹脂であるポリアミド系エラストマーから成形されたバルーンであって、拡張時の圧力における計算弾性率が1300MPa以上にある事を特徴とするカテーテルバルーン。   A catheter balloon characterized in that it is a balloon molded from a polyamide-based elastomer that is a thermoplastic resin and has a calculated elastic modulus at a pressure during expansion of 1300 MPa or more. 前記カテーテルバルーンは、二軸延伸ブロー成形して製造されることを特徴とする請求項1に記載のカテーテルバルーン。   The catheter balloon according to claim 1, wherein the catheter balloon is manufactured by biaxial stretch blow molding. 前記ポリアミド系エラストマーは、ハードセグメントがナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン6−12、ナイロン11、ナイロン12等からなる群から選ばれるポリアミドであり、ソフトセグメントがポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等からなる群から選ばれるグリコールであり、ハードセグメントとソフトセグメントのブロックコポリマーである請求項1に記載のカテーテルバルーン。   The polyamide elastomer is a polyamide whose hard segment is selected from the group consisting of nylon 6, nylon 6-6, nylon 6-10, nylon 6-12, nylon 11 and nylon 12, and the soft segment is polyethylene glycol, polypropylene. The catheter balloon according to claim 1, which is a glycol selected from the group consisting of glycol, polytetramethylene glycol and the like, and is a block copolymer of a hard segment and a soft segment. 前記ブロックコポリマーにおけるハードセグメントの重量パーセントが90パーセント〜99パーセント、ソフトセグメントの重量パーセントが1パーセント〜10パーセントである事を特徴とする請求項3に記載のカテーテルバルーン。   The catheter balloon according to claim 3, wherein a weight percentage of the hard segment in the block copolymer is 90% to 99%, and a weight percentage of the soft segment is 1% to 10%. 平均破裂圧が2.53MPa(25atm)以上である請求項1に記載のカテーテルバルーン。
The catheter balloon according to claim 1, wherein the average burst pressure is 2.53 MPa (25 atm) or more.
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