JP2007061258A - バルーンおよびバルーンカテーテル - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の課題は、同じ膜厚であるが他の構成のバルーンと比較した場合、十分な耐圧強度を有したままで、屈曲した狭窄部位への挿入が容易なバルーンを提供する点にある。本発明の別の課題は、ポリアミドエラストマーを含む、複数の層を備えるバルーンにおいて、バルーンカテーテルの、体内管腔、例えば狭窄部への通過性能がよいバルーンを提供する点にある。
【解決手段】
本発明は、医療用カテーテル用バルーンであって、該バルーンは、ポリアミドエラストマーを含む基材層と、該基材層の内側の、ポリアミドエラストマーを含む内層と、該内層の断面積の、該バルーン全体の断面積に対する比が、０．２５から０．６０であることと、該内層の材料は該基材層の材料よりも柔らかい材料であることと、を備えるバルーンを提供する。
【選択図】 なし

Description

本発明は医療用バルーンおよび該バルーンを備えたバルーンカテーテルに関する。

従来、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、血管末梢側の血流を改善するために行なう脈管成形術（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術例があり、この種の症例における手術としては一般的になっている。
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成形術は、まずガイドカテーテルを大腿動脈から挿入して大動脈を経て冠状動脈の入口に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ない、そしてバルーンを収縮させて体外に除去するのである。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。
カテーテルシャフトの遠位部に設けられたバルーンは血管内の狭窄部を拡張するというその役割から種々の特性が要求される。石灰化した硬い狭窄部位を拡張するために高い耐圧強度が必要である。また屈曲した狭窄部位に位置させるためには高い柔軟性が必要になる。また、狭窄度が９９％といった極めて高い狭窄度を有する狭窄部位に位置させるためには柔軟性のみならず、バルーンが十分に薄いことが要求される。これらの特性を総合すると、バルーンは薄く、膜強度が高く、柔軟性が高いことが要求される。
これまでバルーンの薄肉化や高強度化、拡張時の寸法安定化に関して、幾多の方法が開示されている。例えば、特公平３-３７９４９号公報ではポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によるバルーンが開示されている。このバルーンは薄肉、高強度を実現し寸法安定性にも優れている。しかし、柔軟性に欠けること、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る。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。
特表平０９−５０９８６０には、ブロックコポリマーエラストマーからなるバルーンが提示されている。このバルーンは適度な弾性と柔軟性を兼ね備えるが、十分な寸法安定性を実現しようとした場合にバルーン膜厚を厚くせざるをえず、その結果狭窄部の通過性が損なわれるという欠点がある。
特開平０９−１６４１９１号公報には、筒状部と、カテーテル接合部とを備えるカテーテル用バルーンであって、該バルーンは高強度ポリマーからなる基材層と、該基材層の少なくとも１面に形成された前記高強度ポリマーと破壊点伸びが近く柔軟な柔軟性ポリマーからなる被覆層を有し、前期筒状部の肉厚が２５μｍ以下であるバルーンが開示されている。しかし内層断面積の比が開示されていない。
特公平０３−３７９４９号 特表平０９−５０９８６０号 特開平０９−１６４１９１号

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、同じ膜厚であるが他の構成のバルーンと比較した場合、十分な耐圧強度を有したままで、屈曲した狭窄部位への挿入が容易なバルーンを提供する点にある。本発明の解決しようとする別の課題は、ポリアミドエラストマーを含む、複数の層を備えるバルーンにおいて、バルーンカテーテルの、体内管腔、例えば狭窄部への通過性能がよいバルーンを提供する点にある。

かくして、本発明は：
（１）
医療用カテーテル用バルーンであって、該バルーンは、
ポリアミドエラストマーを含む基材層と、
該基材層の内側の、ポリアミドエラストマーを含む内層と、
該内層の断面積の、該バルーン全体の断面積に対する比が、０．２５から０．６０であることと、
該内層の材料は該基材層の材料よりも柔らかい材料であることと、
を備えるバルーン；
（２）
該内層の材料は該基材層の材料よりも柔らかい材料であることが：
（ａ）該内層の材料の曲げ弾性率は該基材層の材料の曲げ弾性率よりも小さいこと；
（ｂ）該内層の材料の破断伸びは該基材層の材料の破断伸びよりも大きいこと；および
（ｃ）該内層の材料のショアＤ硬度は該基材層の材料のショアＤ硬度よりも小さいこと；
からなる群より選ばれる少なくとも１種以上である（１）記載のバルーン；
（３）
医療用カテーテル用バルーンであって、該バルーンは、
基材層と、
該基材層の材料が、第一のポリエーテルエステルアミドエラストマーであることと、
該基材層の内側の内層と、
該内層の材料が、第二のポリエーテルエステルアミドエラストマーであることと、
該内層の断面積の、該バルーン全体の断面積に対する比が、０．２５から０．６０であることと、
該第一ポリエーテルエステルアミドエラストマーのハードセグメント重量比が、該第二ポリエーテルエステルアミドエラストマーのハードセグメント重量比よりも大きいことと、
を備える、医療用カテーテル用バルーン；および
（４）
（１）〜（３）いずれか記載のバルーンを備えることを特徴とするバルーンカテーテル；
を提供する。

本発明によれば、ポリアミドエラストマーを含む基材層と、該基材層の内側の、ポリアミドエラストマーを含む内層とを備えるバルーンにおいて、該内層の断面積の、該バルーン全体の断面積に対する比が、０．２５から０．６０であることとで、バルーンカテーテルの、体内管腔、例えば狭窄部への通過性能がよいバルーンを提供される。また、該内層の材料が該基材層の材料よりも柔らかい材料であることで、十分な耐圧強度と寸法安定性を有するバルーンが得られる。

本発明のバルーンは、ポリアミドエラストマーを含む基材層と、該基材層の内側の、ポリアミドエラストマーを含む内層と、該内層の断面積の、該バルーン全体の断面積に対する比が、０．２５から０．６０であることと、該内層の材料は該基材層の材料よりも柔らかい材料であることと、を備えるバルーンである。
該基材層の内側に、該基材層の材料よりも柔らかい材料の内層であってポリアミドエラストーを含む内層が存在することが、同じ膜厚であるが他の構成のバルーンと比較した場合、十分な耐圧強度を有したままで、屈曲した狭窄部位への挿入が容易なバルーンを得るために必須である。
ここにいうポリアミドエラストマーとしては、特に限定されないが、ポリエーテルエステルアミドエラストマー、およびポリアミドエーテルエラストマーが挙げられる。降伏強度が高く、バルーンの寸法安定性がより良いという観点から、ポリエーテルエステルアミドエラストマーが好ましい。
該内層のポリアミドエラストマーとしては、バルーンの寸法安定性がより良いという観点からポリエーテルエステルアミドエラストマーが好ましい。
該基材層のポリアミドエラストマーとしては、バルーンの寸法安定性がより良いという観点からポリエーテルエステルアミドエラストマーが好ましい。
前記ポリエーテルエステル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挙げられる。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。更にこのハードセグメントを構成するポリアミドには、ポリアミド６、６-６、６-１０、６-１２、１１、１２等が使用できるが、特にポリアミド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、ポリテトラメチ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。
該基材層および該内層がともに、ポリエーテルエステルアミドエラストマーからなる医療用カテーテル用バルーンである場合、ポリエーテルエステルアミドエラストマー材料のショアＤ硬度は、該ポリエーテルエステルアミドエラストマー材料のハードセグメント重量比に比例するといえる。前記ハードセグメントの重量比は、Ｈ¹−ＮＭＲによってポリアミド部分の重量と、エステル部分の重量と、ポリエーテル部分の重量を測定し、ポリアミド部分の重量／（ポリアミド部分の重量＋エステル部分の重量＋ポリエーテル部分の重量）として得られる。
本発明のバルーンの製造方法については特に限定はないが、弾性率が高いポリアミドエラストマーからなる基材層の内側に基材層よりも弾性率が低く、破断伸びが大きいポリアミドエラストマーからなる内層が存在するチューブ（パリソン）を押出成形により成形し、該パリソンを二軸延伸ブロー成形する方法がある。
本発明のバルーンの内層の断面積の全体の断面積に対する比率は０．２５〜０．６０である。ここでいう断面積とは、バルーン長手軸方向に対して垂直にバルーンを輪切りにしたときの断面積を意味する。
本明細書にいう内層断面積比率は以下のように測定した。すなわち、押出成形により成形されたパリソンを二軸延伸ブロー成形して製造する前に、二軸延伸ブロー成形する前のパリソンを輪切りにした断面を顕微鏡で拡大して観察し、パリソンの内径、外径、外層と内層の間の境界面が形成する中間径を測定し、内円、外円、中間円がそれぞれ真円と仮定して外層、内層の各断面積を内径、外径、中間径から算出して比率を算出し、それをバルーンの内層の断面積比率として算出した。
内層断面積の比率が０．２５より小さいと、同じ膜厚で比較したときの血管狭窄部の通過性能が劣るので好ましくない。内層断面積の比率が０．６０より大きいと、同じ膜厚で比較したときの耐圧強度が劣るので好ましくない。
本発明のバルーンにおいては、基材層の外側に、ポリアミドエラストマーを含む外層が存在していてもよい。該外層の材料は、屈曲した狭窄部への挿入容易性を悪くしない観点から、該基材層の材料よりも柔らかいべきである。
なお、本明細書にいう曲げ弾性率は、ＩＳＯ１７８により測定された値である。本明細書にいう破断伸びは、ＡＳＴＭＤ６３８により測定された値である。本明細書にいうショア硬度は、ＩＳＯ８６８により測定した値である。
本発明のバルーンカテーテルは、公知のカテーテルに本発明のバルーンを備えることで製造される。ここにいうバルーンカテーテルとしては、拡張操作を目的とする医療に使用される折り畳み可能なバルーンを備えたバルーンカテーテルが挙げられる。

（実施例１）
基材層がＰＥＢＡＸ７２３３（エルフ・アトケム製）、内層がＰＥＢＡＸ５５３３でという２層構造であり、内層断面積の全体断面積に対する比率が０．４であるパリソンを押出成形により成形した。ＰＥＢＡＸ７２３３の曲げ弾性率は７３０ＭＰａであり、破断伸びは３６０％である。ＰＥＢＡＸ５５３３の曲げ弾性率は１６０ＭＰａであり、破断伸びは５００％である。様々な成形条件により二軸延伸ブロー成形して厚さ２０．３μｍの膜厚のバルーンを得た。ここでバルーンの膜厚はマイクロメーターにより測定し、バルーンの直管部の中央、右側、左側の３点の厚さを平均したものを膜厚とした。これらのバルーンを３７℃の生理食塩水を満たした水槽中に配置し、生理食塩水を用いて０．２ａｔｍずつ圧力を上昇させた。各圧力で１秒間保持して外径を測定した。バルーンが破壊するまで圧力を上昇させ続けバルーンの破壊圧を測定した。ｎ＝３で測定した平均破壊圧を表１に示す。
内管として高密度ポリエチレンＨＹ５４０(三菱化学製)を押出成形にて内径０．４２ｍｍ、外径０．５６ｍｍのチューブに成形した。また、外管としてポリアミドエラストマーＰＥＢＡＸ６３３３を押出成形にて内径０．７１ｍｍ、外径０．９０ｍｍのチューブに成形した。前記内管と前記外管を同軸二重管状に配置しカテーテルシャフトとした。前記バルーンを前記カテーテルシャフトに２液硬化型ウレタン系接着剤ＵＲ０５３１（Ｈ．Ｂ．Ｆｕｌｌｅｒ社製）を用いて接着し、バルーン部分をラッピング後ＥＯＧ滅菌したものをバルーンカテーテルサンプルとした。
前記バルーンカテーテルサンプルを３７℃の生理食塩水中に配置したＵ字型模擬屈曲狭窄血管プレート（図１参照）内に挿入し、狭窄部を通過する際の抵抗値を測定した結果を表１に示す。結果はｎ＝３の平均値である。
尚、前記Ｕ字型模擬屈曲狭窄血管プレートは図１に示すように、アクリル板１の表面にＵ字型溝を形成し、該Ｕ字型溝内に沿って内径３．００ｍｍのポリエチレン製チューブ２を配設して模擬屈曲血管としたものであり、Ｕ字型模擬屈曲血管の屈曲部は、内径において直径１５０ｍｍの半円を形成している。該Ｕ字型模擬屈曲血管の屈曲部に内径０．９５ｍｍ、外径２．９８ｍｍのポリエチレン製チューブ２を同軸状に固定し模擬屈曲狭窄血管とした。前記バルーンカテーテルサンプルをクランプ６を用いてフォースゲージ５に接続し、スライドテーブル４を使用してフォースゲージ５を１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で前進させ、模擬屈曲狭窄血管を通過する際の最大抵抗値を測定した。測定に際しては、カテーテル内管５の内部にある第１のルーメンから模擬屈曲狭窄血管内部へガイドワイヤー７をあらかじめ挿通しておいた。

（実施例２）
基材層がＰＥＢＡＸ７２３３、内層がＰＥＢＡＸ５５３３という２層構造であり、内層断面積の全体断面積に対する比率が０．５であるパリソンを押出成形により成形した。様々な成形条件により二軸延伸ブロー成形して直径３．０ｍｍ、膜厚２１．３μｍであるバルーンを得た。実施例１と同様の方法でバルーンの破壊圧を測定した。その結果を表１に示す。前記バルーンを実施例１と同じ方法で模擬狭窄血管を通過するときの最大抵抗値を測定した。結果を表１に示す。
（実施例３）
基材層がＰＥＢＡＸ７２３３、内層がＰＥＢＡＸ６３３３という２層構造であり、内層断面積の全体断面積に対する比率が０．５であるパリソンを押出成形により成形した。ＰＥＢＡＸ６３３３の曲げ弾性率は１６０ＭＰａであり、破断伸びは５００％である。様々な成形条件により二軸延伸ブロー成形して直径３．０ｍｍ、膜厚２０．０μｍであるバルーンを得た。実施例１と同様の方法でバルーンの破壊圧を測定した。その結果を表１に示す。前記バルーンを実施例１と同じ方法で模擬狭窄血管を通過するときの最大抵抗値を測定した。結果を表１に示す。

（実施例４）
基材層がＰＥＢＡＸ７２３３、内層がＰＥＢＡＸ５５３３という２層構造であり、内層断面積の全体断面積に対する比率が０．６であるパリソンを押出成形により成形した。様々な条件で二軸延伸ブロー成形して直径３．０ｍｍ、厚さ２２．１μｍのバルーンを得た。実施例１と同様の方法でバルーンの破壊圧と径拡張率を特定して、実施例１と同様の方法でバルーンの破壊圧を測定した。その結果を表１に示す。前記バルーンを実施例１と同じ方法で模擬狭窄血管を通過するときの最大抵抗値を測定した。結果を表１に示す。

（比較例１）
基材層がＰＥＢＡＸ７２３３、内層がＰＥＢＡＸ５５３３という２層構造からなり、内層断面積の全体断面積に対する比率が０．２であるパリソンを押出成形により成形した。様々な条件で二軸延伸ブロー成形して直径３．０ｍｍ、厚さ２１．６μｍのバルーンを得た。実施例１と同様の方法でバルーンの破壊圧を測定した。その結果を表１に示す。前記バルーンを実施例１と同じ方法で模擬狭窄血管を通過するときの最大抵抗値を測定した。結果を表３に示す。

（比較例２）
ＰＥＢＡＸ７０３３からなる単層構造のパリソンを押出成形により成形した。様々な成形条件により二軸延伸ブロー成形して直径３．０ｍｍ、膜厚２０．３μｍであるバルーンを得た。実施例１と同様の方法でバルーンの破壊圧を測定した。その結果を表１に示す。前記バルーンを実施例１と同じ方法で模擬狭窄血管を通過するときの最大抵抗値を測定した。結果を表１に示す。

（比較例３）
基材層がＰＥＢＡＸ７２３３、外層がＰＥＢＡＸ５５３３からなる２層構造であり、外層の断面積比率が０．４であるパリソンを押出成形により成形した。様々な成形条件で二軸延伸ブロー成形して直径３．０ｍｍ、膜厚２１．０μｍのバルーンを得た。実施例１と同様の方法でバルーンの破壊圧を測定した。その結果を表１に示す。前記バルーンを実施例１と同じ方法で模擬狭窄血管を通過するときの最大抵抗値を測定した。結果を表１に示す。

（比較例４）
基材層がＰＥＢＡＸ７２３３、内層がＰＥＢＡＸ５５３３という２層構造であり、内層の断面積比が０．７あるパリソンを押出成形により成形した。様々な成形条件により二軸延伸ブロー成形して直径３．０ｍｍ、膜厚２１．５μｍのバルーンを得た。実施例１と同様の方法でバルーンの破壊圧を測定した。その結果を表１に示す。前記バルーンを実施例１と同じ方法で模擬狭窄血管を通過するときの最大抵抗値を測定した。結果を表１に示す。

Ｕ字型模擬屈曲狭窄血管プレート。

Claims (4)

1. 医療用カテーテル用バルーンであって、該バルーンは、
   ポリアミドエラストマーを含む基材層と、
   該基材層の内側の、ポリアミドエラストマーを含む内層と、
   該内層の断面積の、該バルーン全体の断面積に対する比が、０．２５から０．６０であることと、
   該内層の材料は該基材層の材料よりも柔らかい材料であることと、
   を備えるバルーン。
2. 該内層の材料は該基材層の材料よりも柔らかい材料であることが：
   （ａ）該内層の材料の曲げ弾性率は該基材層の材料の曲げ弾性率よりも小さいこと；
   （ｂ）該内層の材料の破断伸びは該基材層の材料の破断伸びよりも大きいこと；および
   （ｃ）該内層の材料のショアＤ硬度は該基材層の材料のショアＤ硬度よりも小さいこと；
   からなる群より選ばれる少なくとも１種以上である請求項１記載のバルーン。
3. 医療用カテーテル用バルーンであって、該バルーンは、
   基材層と、
   該基材層の材料が、第一のポリエーテルエステルアミドエラストマーであることと、
   該基材層の内側の内層と、
   該内層の材料が、第二のポリエーテルエステルアミドエラストマーであることと、
   該内層の断面積の、該バルーン全体の断面積に対する比が、０．２５から０．６０であることと、
   該第一ポリエーテルエステルアミドエラストマーのハードセグメント重量比が、該第二ポリエーテルエステルアミドエラストマーのハードセグメント重量比よりも大きいことと、
   を備える、医療用カテーテル用バルーン。
4. 請求項１〜３いずれか記載のバルーンを備えることを特徴とするバルーンカテーテル。

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