JP2007516776A - 変化する物理特性を備えた医療装置及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

溶融加工された構成要素が異なる位置にて異なる結晶化特性を有する医療装置。該構成要素は、該構成要素の少なくとも一部を構成する組成物中にポリマー結晶化改質剤を含んだ該ポリマー組成物から形成され、該ポリマー結晶化改質剤の量は、結晶化の特性に関する所望の差に従って該構成要素の異なる位置にて変更される。

Description

本発明は、変化する物理特性を備えた医療装置及びその形成方法に関する。

カテーテル、管、バルーン、ステント等のような種々の医療装置が、面積若しくは長さの特定の地点又は特定の範囲にて変化する物理的な性能を必要とすることは周知である。例えば、カテーテルは一般的には、先端に向かう程、柔軟かつ可撓性であると同時に、その基端から先端チップに向かってトルク及び横断力を効果的に伝達するために基端側に向かうにつれて更に一層剛性でありかつ耐キンク性となることが必要とされる。

カテーテルバルーンを含む医療装置は、血管拡張、ステント送達、薬物送達、センサ及びブレードのような外科的装置の送達及び操作等を含む非常に広範囲にわたる用途にて使用されている。これらの装置にて使用されるバルーンの所望の物理特性プロファイルは特定の用途に応じて変化するが、多くの用途において、高強度の頑強なバルーンが必要であり、かつ良好な柔軟性及び追従特性を備えることが非常に望ましい。

市販のカテーテルバルーンは、ＰＥＴ、ナイロン、ポリウレタン、ポリオレフィン及び種々のブロックコポリマー熱可塑性エラストマーを含む広範囲にわたるポリマー材料から形成されてきた。

レビー（Ｌｅｖｙ）の米国特許第４４９０４２１号明細書及びサーブ（Ｓａａｂ）の米国特許第５２６４２６０号明細書はＰＥＴ製のバルーンを記載している。ピンチュク（Ｐｉｎｃｈｕｋ）らの米国特許第４９０６２４４号明細書及びカネコ（Ｋａｎｅｋｏ）の米国特許第５３２８４６８号明細書はポリアミドバルーンを記載している。ガハラ（Ｇａｈａｒａ）の米国特許第４９５０２３９号明細書及びアンダーソン（Ａｎｄｅｒｓｏｎ）らの米国特許第５５００１８０号明細書はポリウレタンブロックコポリマーから形成されたバルーンを開示している。ワング（Ｗａｎｇ）らの米国特許第５５５６３８３号明細書及びワングらの米国特許第６１４６３５６号明細書はポリエーテル−ブロック−アミドコポリマー及びポリエステル−ブロック−エーテルコポリマーから形成されたバルーンを記載している。シマンバトラ（Ｓｉｍｈａｍｂｈａｔｌａ）らの米国特許第６２７０５２２号明細書は高い曲げ弾性率を有するポリエステル−ブロック−エーテルコポリマーから形成されたバルーンを記載している。カネコの米国特許第５３４４４００号明細書はポリアリーレンスルフィドから形成されたバルーンを記載している。これらのバルーンの全ては、ブロー成形径拡張法によるポリマー材料の押出された管から形成されている。ノブヨシ（Ｎｏｂｕｙｏｓｈｉ）らの米国特許第５２５００６９号明細書、ハミルトン（Ｈａｍｉｌｔｏｎ）らの米国特許第５７９７８７７号明細書及びハムリン（Ｈａｍｌｉｎ）らの米国特許第５２７００８６号明細書はそのようなバルーンを形成するために使用可能である更なる材料を記載している。

ブチレンテレフタレートを高含量含んだポリマーは、押出溶融物から非常に容易に結晶化され、押出成形パリソンからのバルーン形成はたとえ可能であるとしても非常に困難である。ワングらによる米国特許第６４６５０６７号明細書に示唆されたこの問題の解決法は、ポリマー組成物にホウ酸を加えることである。

自己の同時係属する米国特許出願第１０／０５５７４７号において、ポリマー分子量を増大させる鎖延長添加物を含んだ熱可塑性ポリマーから形成された医療装置が記載されている。

本明細書に参照により援用されている２００２年２月２８日に出願された自己の同時係属する米国特許出願第１０／０８７６５３号において、パリソン材料の長手方向における伸張を制限する方法によりパリソン押出を制御することにより改良されたバルーン特性が得られることが開示されている。該出願は、押出ヘッドと冷却浴タンクの間の間隙を減少することは、急冷時間を短縮することによりパリソンの伸張を短くすることを開示している。

２００３年７月１０日に出願された自己の同時係属する米国特許出願第１０／６１７４２８号において、押出時の冷却タンクの間隙を変更することにより、その長さ方向に沿って変更可能な特性を備えたカテーテル管又はバルーンパリソンが得られることが示唆されている。

バルーンカテーテルにおいて、典型的にはレーザ加熱により提供される熱溶接されたバルーンと管との結合は、一般的には高い信頼性により使用されている。しかしながら熱溶接結合は新たな問題を提起しており、結合部の溶融又は軟化された領域は多くの場合比較的ゆっくりと再固化し、結晶化されてしまうために剛性が増大する。バルーンがカテーテルの内管に典型的には結合されているカテーテルの先端において、結合において結晶性が増大することはカテーテルチップに対する所望の柔軟性及び追従性に好ましくない影響を与える。バルーン材料に対してゆっくりと結晶化するポリマーを選択することは、一般的には適切な選択肢ではない。その理由は、バルーン材料の選択及び製造工程は、典型的にはバルーンの壁部の強度を最大化して、高度の結晶化を提供することに指向されるからである。

同時に、バルーンの基端側胴部に結合される部位周辺である、カテーテル先端側の外管は、多くの場合、バルーンが使用後に折り畳まれて、ガイドカテーテル又は保護スリーブ内に後退される場合に非常に高い引張応力にさらされる。幾らかの場合、特により大きなバルーンの場合、バルーンの基端部に非常に近い位置にあるカテーテルシャフトはバルーンが首尾よく後退される前に撓み始めるかもしれない。結果として、カテーテル外管の引張強度は、カテーテルと共に使用され得るガイドカテーテル又はスリーブの最小径を制限する。

本発明は、上記した懸案を鑑みてなされたものである。

本発明は熱可塑性材料又は複数の該材料から形成された医療装置及びその形成方法に関する。より詳細には、溶融加工された構成要素が望ましくは異なる位置にて異なる結晶化特性を有する装置に関する。本発明に従って、該構成要素は、該構成要素の少なくとも一部を構成する組成物中にポリマー結晶化改質剤を含んだポリマー組成物から形成され、該ポリマー結晶化改質剤の量は、結晶化特性における所望の差異に従って該構成要素において変更される。

一実施形態において、カテーテルシャフトは押出管用の組成物が該管の全長に沿って異なる含量の結晶化改質剤を含む技術により製造される。カテーテルシャフトは、管の先端を形成するために押出された組成物が先端部の引張強度を局部的に増大させるために結晶化促進剤を含む外側シャフトであり得る。

別の実施形態において、管状バルーンパリソンは、結晶化抑制剤を局部的に含むことにより、組成物において変更する組成を備えた状態にて押出される。バルーンの先端側胴体部を形成するパリソンの部分は、バルーンをカテーテルの先端側内管に熱溶接することにより高められる剛性を低減するために該抑制剤が供給される。

本発明の更なる態様は、本発明の以下の詳細な説明又は請求の範囲に記載されている。

本願の任意の箇所に記載されている全ての米国特許明細書を含む全ての刊行された文献は、その全体が本明細書中において参照により援用される。本願の任意の箇所に記載されている同時係属する特許出願もまた、その全体が本明細書中において参照により援用される。

本発明が使用される医療装置の構成要素は、管、カニューレ、カテーテルシャフト、バルーン及びそのためのパリソン、ステント、コネクタ、リード、又はそのような任意の装置の構成要素を含む。該構成要素は、装置全体又は個々に形成された部分であり得る。それは、層状物質の層であり得る。

医療装置の構成要素は、溶融加工されたポリマー材料から形成される。ポリマー材料は、熱可塑性ポリマー又はその混合物からなるポリマー材料組成物から形成される。該構成要素の少なくとも一部において、ポリマー組成物は更に結晶化改質剤を含む。独創的な該構成要素の第一の部分から第二の部分まで、該組成物は使用される結晶化改質剤の量が変更される。

本発明は任意の周知の半結晶熱可塑性材料を使用され得る。そのような材料は、オレフィンポリマー及びコポリマー、アクリル酸ポリマー、スチレンポリマー及びビニルポリマー（例えばポリ（塩化ビニル））及びそれらのコポリマー；ポリエーテル；ポリウレタン；ポリエステル及びコポリエステル；ポリカーボネート；熱可塑性エラストマー；シリコン−ポリカーボネートコポリマー；ポリアミド；熱可塑性ポリイミド；液晶ポリマー；ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）；ＡＮＳ（アクリロニトリルスチレン）；Ｄｅｌｒｉｎポリアセタール；ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）を含む。フィルム形成ポリマーが使用され得る。

オレフィンポリマー及びコポリマーは、照射されたポリエチレン、ポリプロピレン、超高分子量ポリオレフィン、低密度ポリエチレン、線形低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレン；ポリプロピレン；ポリ（エチレンビニルアセテート）（ＥＶＡ）；ポリ（エチレンビニルアルコール）（ＥＶＯＨ）及びＥＶＡ／ＥＶＯＨターポリマー；低分子量ポリスチレンと混合されたエチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマーを含み、該ブロックコポリマーは選択的にポリプロピレン、及びエチレン及びブチレンの代わりにブタジエン又はイソプレンを置換する類似の組成物及びオレフィンイオノマー（オレフィンモノマーのコポリマー及び（メタ）アクリル酸、コハク酸、マレイン酸又はフマル酸のようなオレフィン酸の金属塩）と混合される。

延伸可能なポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、カテーテルバルーンを形成するための材料の一つである。適切なＰＥＴポリマーは、少なくとも０．５、例えば０．６乃至１．３の初期固有粘度を有する。ポリ（エチレンナフタレンジカルボキシレート）（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）及びポリ（ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）のようなその他の高強度ポリエステル材料もまた使用可能である。ポリエステルコポリマーもまた使用可能であり、例えば、ワングらによる米国特許第５３３０４２８号に記載されているジメチルテレフタレート、ジメチルイソフタレート及びエチレングリコールから形成されたランダムコポリマーである。

使用可能なポリアミドの例としては、ナイロン６、ナイロン６４、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン４６、ナイロン９、ナイロン１０、ナイロン１１、ナイロン１２及びそれらの混合物が含まれる。

医療装置の製品は、テルミディクス（Ｔｅｒｍｉｄｉｃｓ）社から入手されるＴｅｃｏｔｈａｎｅ（登録商標）のようなポリウレタンから形成され得る。Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ（登録商標）は、メチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）及び１，４ブタンジオール鎖延長剤から合成された熱可塑性芳香族ポリエーテルポリウレタンである。Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ（登録商標）１０６５Ｄ及び１０７５Ｄが代表例である。これまでに使用されてきたその他のポリウレタンは、高強度工学熱可塑性ポリウレタンであるＩｓｏｐｌａｓｔ（登録商標）３０１とＰｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−７５Ｄであり、いずれもダルケミカル社（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から販売されている。ポリウレタンバルーン材料を示す参考文献としては、ガハラの米国特許第４９５０２３９号明細書、アンダーソンらの米国特許第５５００１８０号明細書、ワングらの米国特許第６１４６３５６号明細書及びチャン（Ｚｈａｎｇ）らの米国特許第６５７２８１３号明細書が含まれる。

本発明の製品はまた、ポリアミド／ポリエーテルブロックコポリマーから形成され得る。ポリアミド／ポリエーテルブロックコポリマーは頭字語ＰＥＢＡ（ポリエーテルブロックアミド）として一般的には特定されている。これらのブロックコポリマーのポリアミド及びポリエーテルセグメントはアミド結合にて結合され得るが、最も好ましいのは、エステル結合されたセグメント化ポリマー、即ち、ポリアミド／ポリエーテルポリエステルである。そのようなポリアミド／ポリエーテル／ポリエステルブロックコポリマーは、ジカルボン酸ポリアミドとポリエーテルジオールとの溶融状態重濃縮反応により形成される。ポリアミドとポリエーテルとのブロックから構成される短鎖ポリエステルが得られる。

ポリアミド／ポリエーテルポリエステルは、エルフアトケムノースアメリカ（Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ）社（ペンシルバニア州フィラデルフィア所在）からＰｅｂａｘの登録商標名にて市販されている。適切な市販ポリマーの例としては、ショアＤのスケールで６０以上の硬度を有するＰｅｂａｘ（登録商標）３３シリーズのポリマーがあり、特にＰｅｂａｘ（登録商標）６３３３、７０３３及び７２３３がある。これらのポリマーはナイロン１２セグメントとポリ（テトラメチレンエーテル）セグメントとから構成されている。

ポリエステル／ポリエーテルセグメント化されたブロックコポリマーを使用して同様のバルーン特性を得ることも可能である。そのようなポリマーは少なくとも二つのポリエステルセグメントと、少なくとも二つのポリエーテルセグメントとから形成される。ポリエーテルセグメントは、本発明にて有用なポリアミド／ポリエーテルブロックコポリマーに対して既に記載されたものと同じである。ポリエステルセグメントは、芳香族ジカルボン酸と２乃至４個の炭素ジオールとのポリエステルである。ポリエステル／ポリエーテルセグメント化されたブロックコポリマーのポリエーテルセグメントは、エーテル結合の間に、少なくとも２個の、かつ１０個未満である直鎖状の飽和した脂肪族炭素原子を有する脂肪族ポリエーテルである。より好ましくは、エーテルセグメントは４乃至６個の炭素をエーテル結合間に有し、最も好ましくは、それらはポリ（テトラメチレンエーテル）セグメントである。好ましいテトラメチレンエーテルセグメントの代わりに使用され得るその他のポリエーテルの例としては、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（ペンタメチレンエーテル）及びポリ（ヘキサメチレンエーテル）が含まれる。ポリエーテルの炭化水素部分は選択的に分枝化される。一例は、２−エチルヘキサンジオールのポリエーテルである。一般的にそのような分枝部は二つ以上の炭素原子を含まないであろう。ポリエーテルセグメントの分子量は、約４００乃至２５００であるのが適切であり、好ましくは６５０乃至１０００である。

ポリエステルセグメントは、芳香族ジカルボン酸及び２乃至４個の炭素を有するジオールのポリエステルであり得る。ポリエステル／ポリエーテルブロックコポリマーのポリエステルセグメントを調製するために使用される適切なジカルボン酸は、オルト−、メタ−又はパラ−フタル酸、ナフタレンジカルボン酸又はメタ−テルフェニル−４，４’−ジカルボン酸である。好ましいポリエステル／ポリエーテルブロックコポリマーは、ディエスエムエンジニアリングプラスチックス（ＤＳＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）社から市販されているＡｒｎｉｔｅｌ（登録商標）ＥＭ７４０及びデュポン（ＤｕＰｏｎ）社から市販されているＨｙｔｒｅｌ８２３０等のＨｙｔｒｅｌ（登録商標）ポリマーのようなポリ（ブチレンテレフタレート）−ブロック−ポリ（テトラメチレンオキシド）である。

熱可塑性ポリイミドの例は、ティ．エル．セントクレア（Ｔ．Ｌ．Ｓｔ．Ｃｌａｉｒ）及びエイチ．ディ．バークス（Ｈ．Ｄ．Ｂｕｒｋｓ）の「熱可塑性／溶融加工可能なポリイミド（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ／Ｍｅｌｔ−Ｐｒｏｃｅｓｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ）」、ＮＡＳＡ Ｃｏｎｆ．Ｐｕｂ．第２３３４号（１９８４年）、３３７−３５５頁に記載されている。適切な熱可塑性ポリイミドは米国特許第５０９６８４８号明細書に記載されており、三井東圧化学株式会社（日本国、東京に所在）からＡｕｒｕｍ（登録商標）の名称にて市販されている。

液晶ポリマーの例は、ヘキストセラニーズ社（Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ）のＶｅｃｔｒａ（登録商標）、ユニチカ社のＲｏｄｒｕｎ（登録商標）、デュポン社のＬＸ及びＨＸシリーズのポリマー並びにＺｅｎｉｔｅ（登録商標）ポリマー、住友化学株式会社のＳｕｍｉｋｏｓｕｐｅｒ（登録商標）及びＥｋｏｎｏｌ（登録商標）、グランドモント（Ｇｒａｎｄｍｏｎｔ）社のＧｒａｎｌａｒ（登録商標）及びアモコ（Ａｍｏｃｏ）社のＸｙｄａｒ（登録商標）といった製品を含む。適切には、液晶ポリマー材料は、ＰＥＴ、ナイロン１２又はＰｅｂａｘ（登録商標）７０３３若しくは７２３３又はＡｒｉｎｔｅｌ（登録商標）ＥＭ７４０又はＨｙｔｒｅｌ８２３０等のブロックコポリマーのような別の熱可塑性ポリマーと混合される。幾らかの場合において、液晶ポリマーは、マトリックス内に分散された繊維として混合物中に存在するであろう。

そのような材料の物理的混合物及びコポリマーはまた使用され得る。
結晶化改質剤は、例えばより効果的な核生成部位を提供すること、結晶化速度を増大すること、又はその他の機構により結晶化を容易にすることで知られている。その他の結晶化改質剤は例えば、核生成部位を妨害すること若しくは結晶の成長を止めること、又はその他の機構により結晶化を抑制する。いずれの方法においても、ポリマー改質は、例えば押出、射出などの過程において局所的に導入されるものと本発明は解釈する。

ある種の添加物の結晶化に対する抑制効果は、結晶の表面に吸収された場合に格子の秩序を破壊する添加剤の能力の結果として説明される。典型的には、核生成及び／又は結晶成長の良好な抑制剤は、重要な溶質の官能基と同じ官能基を幾らか保持し、それは該作用物質の重要な物質との水素結合を可能にし、そしてそのような結合は、抑制剤との結合でなければ、通常の結晶化及び核生成加工時にも同様に起こるものであろう。しかしながら、基質と抑制剤との化学的及び幾何学構造的な類似性にも関わらず、典型的な抑制剤は、結晶形成に重要である幾何学的パターンを干渉する更なる官能基を有する。基質の表面に水素結合することにより結晶化が開始すると、抑制剤は続いて起こる結晶化を妨害する。「個々に適した（ｔａｉｌｏｒ−ｍａｄｅ）」抑制剤として形成された幾らかの改質は、立体異性体の使用、又は、例えばアミン、酸をアミドに置換する水酸基のような重要な溶質の類似体の使用を含む。結果は、水素結合に対して異なる幾何学形状が起こり、原子間結合エネルギにおいて全体の損失となる。

配位錯体を形成する強い傾向により特徴付けられる活性に富んだ無機混合物は核生成速度を減少する。これは、中心が活性イオンにより形成されたヘテロクラスタがバルク溶液中にて形成され、過飽和を形成する溶質のこれらのヘテロクラスタへの再分配が起こり、それにより過飽和が効果的に減少されるものと説明される。この現象の良好な例は、ＰＥ添加リチウム［（ビス）トリフルオロメタンスルホネートイミド］である。大きな嵩高いアニオンは結晶化の抑制を担っていると考えられる。

表１は種々のタイプのポリマー及び該ポリマーと共に使用され得る結晶化抑制剤の例を提供する。

例外は発生するが、原則として、有機核生成剤はこれらの特質を備えるべきである：
結晶構造は、ポリマーのそれと類似すべきである。結晶構造の適合性の増大は結晶の成長を促進する；
核生成剤はポリマーに不溶性であるべきである；
核生成剤の融点は、ポリマーの融点より上であるべきである；
核生成剤は非揮発性であり、かつ環境（ポリマー、酸素、湿度、その他の添加剤等）に対して不活性であるべきである；及び
核生成剤はポリマーに十分に分散されているべきである。

表２は種々のタイプのポリマー及び該ポリマーとともに使用され得る結晶化促進剤の例を提供する。

表３は、公開されている文献にて見出されるポリマー材料に対する核生成剤の例の引用例を提供する。

結晶化抑制剤を使用するポリマー系は米国特許第５３０６２４６号明細書（サハジャン（Ｓａｈａｔｊｉａｎ））に記載されており、ＰＥＴ／ポリオレフィン混合物（Ｓｅｌａｒ（登録商標）樹脂）が組成物の２０重量％までの量にてＰＥＴに加えられる。

結晶化抑制剤を使用する別のポリマー系は国際公開第９４／２１７２６号パンフレットに記載されており、単一層の配向性熱収縮可能なフィルムが、エチレン／α−オレフィンコポリマーと、ポリマー性合金（非晶質エチレン／プロピレンコポリマーがホモポリマープロピレンマトリックス中に分散された異相組成物から構成される）及び／又はプロピレンとエチレンとのランダムコポリマーと、結晶化抑制剤とからなるポリマー組成物から得られる。この目的のために、結晶化抑制剤は、一つ以上の脂肪族及び芳香族炭化水素樹脂、例えば、ピペリレン、メチルブテン、イソブテン、ビニルトルエン、インデン、α−メチルスチレン、ポリシクロジエン等のポリマー及びコポリマーのような脂肪族及び芳香族コポリマー；水素添加Ｃ_９樹脂；及びピネン及びロジン樹脂及びテルペン樹脂であり得る。

結晶化促進剤として組成物中に使用され得る核生成剤は、例えば、米国特許出願公開第２００３００５４１６１号明細書、米国特許出願公開第２００３０１４８０５６号明細書及び米国特許第６６１０７６５号明細書から周知である。これらの文献に報告されているように、ポリマーフィルムに対してこれまでに使用されてきた核生成剤は、鉱物性核生成剤及び有機核生成剤である。鉱物性核生成剤の例としては、カーボンブラック、シリカ、カオリン、炭酸水素ナトリウム及びタルクを含む。ポリオレフィンフィルムに有用であるとしてこれまでに提案されてきた有機核生成剤は、脂肪族一塩基酸若しくは二塩基酸又は、コハク酸ナトリウム、ソディウムグルタレート、カプロン酸ナトリウム、４−メチル吉草酸ナトリウム、２−２’−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）リン酸ナトリウム、フェニル酢酸アルミニウム及びケイ皮酸ナトリウムのようなアリールアルキル酸の塩を含む。例えば、安息香酸アルミニウム、安息香酸ナトリウム若しくはカリウム、ソディウムβ−ナフトレート、安息香酸リチウム及びｔｅｒｔ−ブチル安息香酸アルミニウムのような芳香族及び脂環式カルボン酸のアルカリ金属塩及びアルミニウム塩もまた有用な有機核生成剤である。上述の塩の遊離酸もまた適切であろう。ベンゼンスルホンアミド類が有用な核生成剤であることが報告されており、同様に、ビス−（ベンジリデン）及びビス−（アルキルベンジリジン）ソルビトールのような置換されたソルビトール誘導体であって、アルキル基が約４乃至約１８の炭素原子を含むソルビトール誘導体もまた有用な核生成剤であると報告されている。そのような置換ソルビトール誘導体の特定のものは、式Ｉの化合物である：

ここで、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４は各々互いに独立して、水素又はＣ_１−Ｃ_４アルキルであり、かつＣ_１−Ｃ_４アルキルは、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル又はｔｅｒｔ−ブチルのような分枝状又は分枝されていないラジカルである。特定の核生成剤は、以下に示す、式１ａ（Ｉｒｇａｃｌｅａｒ（登録商標）ＤＭ）、１ｂ（Ｉｒｇａｃｌｅａｒ（登録商標）Ｄ）及び１ｃ（Ｍｉｌｌａｄ（登録商標）３９８８）の化合物である。

Ｉｒｇａｃｌｅａｒ（登録商標）ＤＭ及びＩｒｇａｃｌｅａｒ（登録商標）Ｄは、チバスペチアリターテンシェミエアクチェンゲゼルシャフト（Ｃｉｂａ ＳｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉｅＡＧ）の登録商標である。Ｍｉｌｌａｄ（登録商標）３９８８は、ミリケンアンドカンパニー（Ｍｉｌｌｉｋｅｎ＆Ｃａｍｐａｎｙ）の登録商標である。例えば、Ｉｒｇａｃｌｅａｒ（登録商標）ＤＭと安息香酸ナトリウムの混合物のような核生成剤の任意の混合物が使用可能である。使用可能なその他の核生成剤は、旭電化工業（日本）より供給されているＮＡ−１１及びＮＡ−２１のようなリン酸塩エステルベースの製品及びミリケンアンドカンパニーにより供給されているノルボルナンカルボン酸塩ベースの製品ＨＰＮ−６８を含む。

上記核生成剤は典型的には、ポリオレフィン、特にポリプロピレンポリマー及びコポリマーと共に使用されるが、いくらかにおいては、ポリエチレンポリマーまたはコポリマーと共に使用される。類似の核生成剤は、その他の半結晶ポリマーに対して使用され得る。

本発明の処方物に加えられる結晶化改質剤の量は、組成物中にて使用される特定のポリマーの衝突及び所望とする結晶化改質の程度に応じて変更される。幾らかの場合において、特に改質剤が核生成剤である場合には、例えば１００ｐｐｍのようなきわめて微量が適切であり、一方、別の場合、特にポリマー又は樹脂性結晶化抑制剤の場合は、３％を超える量、例えば２０重量％までの量が適切であり、或いは核生成剤の場合には１０重量％までが適切である。幾らかの場合において、所望とする最大量は０．１乃至１重量％の範囲であり得る。

本発明に従って、独創的な本発明の装置の構成要素内の位置により結晶化改質剤の量を変更することは、該構成要素のより効果的に調整された特性の、例えば強度、柔軟性、可撓性、膨張性のような所望の特性に関して局在化された差異を可能にする。該変更は段階的又は連続的であり、かつゼロから幾らかの正の量までの範囲にわたる、或いは正の量の間における範囲にわたる。例えば、改質剤はポリマー組成物の０乃至約２０重量％、０乃至約１０重量％、０．５乃至約５％、１００ｐｐｍ乃至２０００ｐｐｍ又は０乃至約３重量％である。

単一の医療装置の構成要素はまた、一つ以上の結晶化速度改質剤を提供される。例えば、カテーテルの内側シャフトは基端領域においては結晶化速度促進剤を含むポリマー組成物から形成され、該促進剤の量は先端側に向かうに従ってゼロに収束する。そして、先端においては、結晶化速度抑制剤が組成物に加えられる。結晶化促進剤を含むポリマー組成物は、カテーテル外側部を基端領域にて形成するために使用され、該組成物は、中間領域では、該促進剤の量が少ないか、又はゼロであり、かつ、カテーテルの後退時に降伏強度を増大してネッキング（ｎｅｃｋｉｎｇ）に対する抵抗性を高めるために先端のわずかに基端側では再び促進剤が加えられる。

本発明において使用される組成物の変更は、剛性、可撓性及び／又はその他の結晶化に関連した物理特性に関する基端から先端への差異を更に増大するために、押出又は射出パラメータにおける同時に補足する変更と組み合わせることができ、該パラメータは利用可能な結晶化時間又は装置のプロファイルを変更する。例えば、結晶化促進剤は押出溶融物中に加えられ、同時に、タンクの間隙は長手方向の配向を高めるために変更される、及び／又は管の直径又は壁厚は増大される。形成された構成要素の結晶構造は、押出、延伸及びパリソンブロー成形技術のような処理操作から得られるポリマーの配向性を安定化させ、時間の経過とともに起こる、又は使用時の応力の結果として起こるクリープ緩和を低減する。

改質された組成物の所望の局在化が小さい場合、非常に少ない量を用いて一つの組成物から別の組成物へと切り替えることを可能にする押出系及び射出系が好適に使用される。特性が徐々に変化することが望ましい場合、広範囲の組成物供給系が使用され得る。同時射出成形、勾配押出、共押出及び断続的押出成形装置は、使用され得る供給系の例である。

本発明は、バルーンのカテーテルへのレーザ溶接時に結晶化を低減する目的にて、例えば先端及び／又は基端腰部領域に結晶化抑制剤を提供する予め成形されたバルーンパリソンの製造に適用できる。同時又は代替的に、バルーン本体領域を形成するために使用されるパリソンの一部において、クリープ特性を低減するとともに最初に膨張後のバルーンの弾性応答を促進するために結晶化促進剤が使用され得る。

複数層の積層体からなるカテーテル又はバルーンにおいて、結晶化改質剤は一つの層又は複数の層において使用される。これは、例えば二つの層の間における選択された特性の差を増大又は減少するためには望ましい。

図面を参照すると、図１は本発明の一態様に従って製造された押出バルーンパリソン１０を示し、クロスハッチングは、組成物中の変更を示す。セグメントは三つの顕著に異なる領域１、２、３を有し、各々が異なる結晶化のレベルを備えている。領域３はポリマー組成物中に結晶化抑制剤が組み込まれており、カテーテル先端チップへの熱結合によりほとんど結晶化されていないバルーン胴部を形成する。領域２は、領域１における改質されていないポリマー組成物へと組成物が変化する遷移領域である。引き続く加工操作において、領域１はバルーン本体を形成し、領域２は基端円錐部又はその先端部を形成し、かつ領域３はバルーンの胴部を形成する。

円錐領域に幾らかの結晶化抑制剤を含むバルーンは、例えば熱硬化されるバルーンの再膨張サイクルの完全性を改良するために望ましいであろう。ブロー温度以上の温度にて熱硬化すると、バルーンが最初に形成された後にポリマーの結晶化を増大する。熱硬化はバルーンの膨張強度を増大するが、膨張圧までの膨張を不具合もなく繰り返し受けるというバルーンの能力を低減する。円錐領域における不具合がこれまでに観察されている。円錐領域に結晶化抑制剤を用いるとともにバルーン本体部には該抑制剤を用いないと、熱硬化バルーンを形成する場合、熱硬化バルーンの破裂硬度の増強という利点が維持される一方で、再膨張サイクルにて完全性が低減されるという欠点が最小化又は回避される。

より複雑なパターンも利用できる。段差状の移行部が生成され、結晶化改質剤にて、該段差状移行部を徐々に増大若しくは減少するか、又は該段差状移行部の増大と減少との両方とすることができ、移行領域の長さを異なる段差において異なるようにすることもでき、或いは組成物中の変更を連続的にすることもできる。例えば、単一のポリマーを使用することにより、カテーテルシャフトの長尺状の領域にわたってポリマー組成物中の改質剤成分を連続的に変化することにより、異なるポリマーの二つ以上のセグメントからなるシャフトを製造する必要性がなくなる。

複数層の積層体からなるカテーテル又はバルーンにおいて、結晶化改質剤は二つの層の特性の差異を増大させるために使用され得る。図２は層２１、２２、２３及び２４が形成された複数層からなる管２０の断面を示し、該層は同一のポリマーから全て形成することができるが、結晶化抑制剤又は促進剤の存在及び／又は量により異なるポリマー組成物に形成することができる。結晶化度の変化は、管の厚み方向に貫通する際、線形的に増大又は低下し、低結晶化度の層と高結晶化度の層とが交互に配置されることも可能であり、その他のパターンとすることもできる。

図３は例えば、カテーテル管セグメント３２又はバルーンパリソンであり得る管３２を示す。管３２は、選択された領域に断続的に押出すことにより堆積された層３４を含む。層３４はその下側にある管と実質的には同一のポリマー材料であるが、異なる点としては結晶化改質剤が供給されている。例えばカテーテル管の場合、結晶化を低減するためにバルーンのシャフトと結合される領域のような溶融結合部位に結晶化抑制剤を堆積させることができ、溶融結合工程によりその部位に剛性が与えられる。

単に、適量の結晶化抑制剤又は促進剤を添加することにより、改質されていないポリマーに対して４倍ものポリマー率（ｍｏｄｕｌｕｓ）の差が生成される。仮に装置の一つの部分が組成物中に促進剤を加えたものからなり、別の部分が該組成物中に抑制剤を加えたものからなるように遷移させると、更に大きな差が得られる。

カテーテルシャフトの用途において、選択された結晶化及び管壁の低減は、先端シャフトの結合部を必要とすることなく、一つの材料から連続的に先細りしたシャフトを得ることができる。これは、剛性、可撓性及び／又はその他の結晶化に関連した物理特性に関する基端から先端への差異を更に増大するために、同時に補足する押出パラメータの変更と組み合わせることができ、該パラメータは利用可能な結晶化時間を変更する。

上記の開示は例示のためであり、限定的ではない。この実施例及び説明によって、当業者には多くの変形、改変が想起されるであろう。これら全ての改変及び変形は特許請求の範囲内に含まれるものとして考えられ、当該特許請求の範囲において、「含む」という用語が「含むが、これに限定されない」ということを意味する。当業者であれば、本明細書で述べた特定の実施形態の他の等価物も認識することができ、該等価物もまた特許請求の範囲に包含されるものと考えられる。さらに、従属請求項に記載される特定の特徴は、本発明が従属請求項の特徴のその他の考えられる結合を有する他の実施形態も特定的に対象とすることが認識されるように、本発明の範囲内で他の様式にて互いに結合することができる。例えば、請求項の公表の目的で、追従する全ての従属請求項は、そのような複数の従属形式が管轄権の範囲内で認められた形式である場合は、そのような従属請求項で言及される全ての先行詞を有する全ての先行請求項に従属する複数の形式で代替的に記載されているとみなされるべきである（例えば請求項１に直接従属する各請求項は、全ての先行する請求項に従属すると代替的にみなされるべきである）。

このＰＣＴ出願は２００４年２月５日に出願された米国特許出願第１０／７７２４７７号の優先権を主張するものであり、当該出願の全体の内容は、本明細書において参照により援用される。

本発明の一実施形態に従って製造された押出管状バルーンパリソンの概略図である。 本発明の別の実施形態に従って、ポリマー組成物が厚み方向にわたって段階的に変更される管状部材の断面図である。 本発明の更に別の実施形態に従って製造された管状バルーンパリソンの斜視図である。

Claims (43)

1. ポリマー材料組成物から形成される医療装置の構成要素であって、前記ポリマー材料組成物は少なくとも一つの結晶化可能なベースポリマーを含み、かつ前記構成要素の少なくとも一部においては結晶化改質剤を更に含み、
   前記装置の構成要素の第一の部分から前記装置の構成要素の第二の部分まで、前記ポリマー材料組成物は前記少なくとも一つの結晶化可能なベースポリマーの量に対する前記結晶化改質剤の量が変更される医療装置の構成要素。
2. 前記結晶化改質剤の量は、前記ポリマー組成物の０乃至約２０重量％の範囲で変更される請求項１に記載の医療装置の構成要素。
3. 前記構成要素は、管、カニューレ、カテーテルシャフト、バルーン、ステント、コネクタ、リード、ラミネート層及びそれらのいずれかの個々に形成された部分からなる群より選択される請求項１に記載の医療装置の構成要素。
4. 前記結晶化改質剤は、前記ベースポリマーの結晶化を促進する請求項１に記載の医療装置の構成要素。
5. 前記結晶化改質剤は、前記ベースポリマーの結晶化を抑制する請求項１に記載の医療装置の構成要素。
6. 前記結晶化可能なベースポリマーは、オレフィン、アクリル酸、スチレン及びビニルポリマー及びコポリマー；ポリエーテル；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリエステル；ポリウレタン；熱可塑性ポリイミド；液晶ポリマー；ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）；ＡＮＳ（アクリロニトリルスチレン）；ポリアセタール；ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；少なくとも一つのポリオレフィン、ポリアクリル酸、ポリスチレン酸、ポリビニル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリエステル又はポリウレタンブロックからなるブロックコポリマー及び前記ポリマーの任意のものの混合物からなる群より選択される請求項１に記載の医療装置の構成要素。
7. 前記構成要素が膨張バルーンである請求項１に記載の医療装置の構成要素。
8. 前記結晶化改質剤が結晶化抑制剤である請求項７に記載の膨張バルーン。
9. バルーン本体部と基端及び先端胴部を含む請求項８に記載の膨張バルーンにおいて、前記結晶化改質剤は前記装置の先端胴部に存在している膨張バルーン。
10. 前記結晶化改質剤は前記装置のバルーン本体部には存在していない請求項９に記載の膨張バルーン。
11. 前記構成要素はバルーンカテーテル外側シャフトの個々に形成された部分である請求項１に記載の医療装置の構成要素。
12. 前記結晶化改質剤は結晶化促進剤である請求項７に記載のバルーンカテーテル外側シャフト部。
13. 基端と先端とを含む請求項１２に記載のバルーンカテーテル外側シャフト部において、前記先端は膨張バルーンの基端胴部に結合されるように構成され、前記シャフトの結晶化改質剤を更に含む部分は、前記先端のわずかに基端側の領域からなるバルーンカテーテル外側シャフト部。
14. 前記結晶化促進剤は、前記カテーテル外側シャフト部の少なくとも一つの領域には存在していない請求項１３に記載のバルーンカテーテル外側シャフト部。
15. 前記構成要素はバルーンカテーテルの個々に形成された部分である請求項１に記載の医療装置の構成要素。
16. 少なくとも一つの結晶化可能なベースポリマーを含むポリマー材料組成物から形成された押出ポリマー管状セグメントであって、該セグメントの全長に沿って少なくとも二つの領域を有するセグメントにおいて、前記領域の少なくとも第一の領域において、前記ポリマー材料組成物は結晶化改質剤を更に含み、かつ前記ポリマー組成物中の前記結晶化改質剤の量は前記第一の領域に対して第二の領域では異なる押出ポリマー管状セグメント。
17. 前記ポリマー組成物中の結晶化改質剤の量は、前記第二の領域から前記第一の領域まで前記ポリマー組成物の０乃至３０重量％の範囲内にて変化する請求項１６に記載の押出ポリマー管状セグメント。
18. 請求項１６に記載の押出ポリマー管状セグメントにおいて、前記セグメントはその全長に沿った第三の領域を少なくとも有し、前記第三の領域において、前記ポリマーは前記第一及び第二の領域とは異なる量にて前記結晶化改質剤を含む押出ポリマー管状セグメント。
19. 前記ポリマー組成物中の前記結晶化改質剤の量は前記セグメントの全長に沿ってほぼ連続的に変化する請求項１８に記載の押出ポリマー管状セグメント。
20. 前記結晶化可能なベースポリマーは、オレフィン、アクリル酸、スチレン及びビニルポリマー及びコポリマー；ポリエーテル；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリエステル；ポリウレタン；熱可塑性ポリイミド；液晶ポリマー；ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）；ＡＮＳ（アクリロニトリルスチレン）；ポリアセタール；ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；少なくとも一つのポリオレフィン、ポリアクリル酸、ポリスチレン酸、ポリビニル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリエステル又はポリウレタンブロックからなるブロックコポリマー及び前記ポリマーの任意のものの混合物からなる群より選択される請求項１６に記載の押出ポリマー管状セグメント。
21. 医療装置のポリマー構成要素を形成するための方法において、
    溶融したポリマー材料組成物の塊を開口部より通過させて、放出された塊を形成する工程と、
    前記放出された塊を実質的に混合することなく引き続いて冷却する工程と、それにより前記冷却後の放出された塊が、互いに一定の関係にて冷却塊内に配置された材料の少なくとも二つの領域を含むことと、前記固定された関係は、前記各領域を形成するポリマー材料の放出の順序に対応することと、からなり、
    前記方法はさらに、
    前記開口部を通過するポリマー組成物中の結晶化改質剤の量を、前記第一の領域を形成する材料の放出と前記第二の領域を形成する材料の放出との間にて変更させる工程を含み、それにより、前記二つの領域の少なくとも一方は正の量の前記結晶化改質剤が与えられ、かつ前記二つの領域は異なる量の結晶化改質剤が与えられる方法。
22. 前記結晶化改質剤の量は、前記組成物の０乃至約２０重量％の範囲にて変更される請求項２１に記載の方法。
23. 前記通過工程は前記溶融ポリマー組成物をダイヘッドを介して押出す工程を含む請求項２１に記載の方法。
24. 前記通過工程は前記ポリマーの塊を成形型に注入する工程を含む請求項２１に記載の方法。
25. 前記ポリマー組成物は、オレフィン、アクリル酸、スチレン及びビニルポリマー及びコポリマー；ポリエーテル；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリエステル；ポリウレタン；熱可塑性ポリイミド；液晶ポリマー；ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）；ＡＮＳ（アクリロニトリルスチレン）；ポリアセタール；ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；少なくとも一つのポリオレフィン、ポリアクリル酸、ポリスチレン酸、ポリビニル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリエステル又はポリウレタンブロックからなるブロックコポリマー及び前記ポリマーの任意のものの混合物からなる群より選択された結晶化可能なベースポリマーを含む請求項２１に記載の方法。
26. ポリマー材料組成物から形成される医療装置の構成要素において、前記ポリマー材料組成物は少なくとも一つの結晶化可能なベースポリマーを含み、かつ前記構成要素の少なくとも一部においては結晶化改質剤を更に含み、
    前記装置の構成要素の第一の部分から前記装置の構成要素の第二の部分まで、前記ポリマー材料組成物は前記少なくとも一つの結晶化可能なベースポリマーの量に対する前記結晶化改質剤の量が連続的に変更される医療装置の構成要素。
27. 前記結晶化改質剤は結晶化促進剤である請求項２６に記載のバルーンカテーテル外側シャフト部。
28. 前記結晶化改質剤は結晶化抑制剤である請求項２６に記載の膨張バルーン。
29. ポリマー材料組成物から形成される医療装置の構成要素において、前記ポリマー材料組成物は少なくとも一つの結晶化可能なベースポリマーを含み、
    前記構成要素の少なくとも第一の部分において、前記ポリマー材料組成物は結晶化促進剤を更に含み、かつ
    前記構成要素の少なくとも第二の部分において、前記ポリマー材料組成物は結晶化抑制剤を更に含む医療装置の構成要素。
30. ポリマー材料組成物から形成される医療装置の構成要素において、前記ポリマー材料組成物は前記構成要素の少なくとも一部にわたって部分的に結晶化される少なくとも一つの結晶化可能なベースポリマーを含み、前記結晶化可能なベースポリマーの結晶化度は、そのフラクションとみなされる場合、前記部分にわたって変化する医療装置の構成要素。
31. 前記医療装置の構成要素は、カテーテルセグメント又はカテーテルバルーンセグメントであり、前記セグメントは長さ及び厚みの寸法を有し、かつ前記結晶化の程度は、前記少なくとも一つの寸法に沿って連続的に又は段階的に変化する請求項３０に記載の医療装置の構成要素。
32. 前記医療装置の構成要素は、本体部を有するカテーテルバルーンであり、前記本体部は相対向する円錐部の間に配置され、前記円錐部はそれぞれ相対向する胴部の間に配置され、前記胴部により前記バルーンはカテーテルに取り付けられ、かつ前記胴部の結晶化の程度は前記本体部より小さい請求項３０に記載の医療装置の構成要素。
33. 前記円錐部の結晶化の程度は前記本体部より小さく、かつ前記胴部より大きい請求項３２に記載のカテーテルバルーン。
34. 前記結晶化の程度は、前記構成要素の前記一部にわたってその量が変化する少なくとも一つの結晶化改質剤を前記ポリマー材料組成物中に含むことにより制御される請求項３０に記載の医療装置の構成要素。
35. 前記結晶化改質剤は結晶化促進剤を含む請求項３４に記載の医療装置の構成要素。
36. 前記結晶化促進剤は核生成剤である請求項３５に記載の医療装置の構成要素。
37. 前記核生成剤は、カーボンブラック、シリカ、カオリン、炭酸水素ナトリウム、タルク、コハク酸ナトリウム、ソディウムグルタレート、カプロン酸ナトリウム、４−メチル吉草酸ナトリウム、２−２’−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）リン酸ナトリウム、フェニル酢酸アルミニウム、ケイ皮酸ナトリウム、芳香族及び脂環式カルボン酸、安息香酸、ナフトエ酸、ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸のアルカリ金属塩及びアルミニウム塩、ベンゼンスルホンアミド、ビス−（ベンジリデン）ソルビトール、ビス−（アルキルベンジリジン）ソルビトール、リン酸塩エステル、ノルボルナンカルボン酸塩及びそれらの混合物からなる群の要素である請求項３６に記載の医療装置の構成要素。
38. 前記結晶化改質剤は結晶化抑制剤を含む請求項３４に記載の医療装置の構成要素。
39. 前記結晶化抑制剤は核生成部位を妨害するか、又は結晶の成長を止める化合物である請求項３８に記載の医療装置の構成要素。
40. 前記結晶化抑制剤は、ピペリレン、メチルブテン、イソブテン、ビニルトルエン、インデン、α−メチルスチレン又はポリシクロジエンのポリマー及びコポリマー；水素添加Ｃ_９樹脂；ピネン樹脂；ロジン樹脂；テルペン樹脂、リチウム［（ビス）トリフルオロメタンスルホネートイミド］からなる群の要素を含む請求項３８に記載の医療装置の構成要素。
41. 前記結晶化可能なベースポリマーは、オレフィン、アクリル酸、スチレン及びビニルポリマー及びコポリマー；ポリエーテル；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリエステル；ポリウレタン；熱可塑性ポリイミド；液晶ポリマー；ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）；ＡＮＳ（アクリロニトリルスチレン）；ポリアセタール；ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；少なくとも一つのポリオレフィン、ポリアクリル酸、ポリスチレン酸、ポリビニル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリエステル又はポリウレタンブロックからなるブロックコポリマー及び前記ポリマーの任意のものの混合物からなる群より選択される請求項３０に記載の医療装置の構成要素。
42. 前記結晶化可能なベースポリマーは、ポリアミド／ポリエーテルブロックコポリマー、又はポリエステル／ポリエーテルセグメント化ブロックコポリマーを含む請求項４１に記載の医療装置の構成要素。
43. 前記結晶化可能なベースポリマーは液晶ポリマーを含む請求項４１に記載の医療装置の構成要素。

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