JP2010500113A - 膨張性吸収ポリマーデバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、膨張性医療デバイスで使用するのに適した伸縮性材料を提供する。伸縮性材料は、封印材料に吸収されて多孔性マトリックスを形成して上面及び底面を備える少なくとも一つの補強ポリマー層を有し、そして浸潤し、多孔性マトリックスの空隙を実質的に封印し、さらに表面コーティングを形成するために補強ポリマー層を越えて延在する。

Description

本発明は、バルーンカテーテルで使用することに適する特異な材料に関し、特には、所定の圧力の適用において所定の直径に膨張するように構成化されたロープロファイル（low profile)であって非短縮の巻き付けバルーンに関する。本発明の材料の特異な性能によって、巻き付けバルーンは内部のブラッダーを使用しないで作製することが可能である。

バルーンカテーテルは当該技術分野においてよく知られている。そのようなカテーテルは、細い血管の拡張、ステント及び他のインプラントの留置、血管の一時的な閉塞、並びに他の脈管の使用を含む、様々な医療治療で用いられる。

典型的な用途として、バルーンは、脈管システム中の好ましい位置に進む。その後、バルーンは医療治療にしたがって圧力膨張される。その後、圧力がバルーンから抜かれ、バルーンが収縮してカテーテルを除去することが可能となる。先行技術のバルーンは、典型的には直ちに圧力膨張されるエラストマー材料から形成されることが認識され、そして、膨張圧を抜いて直ちに収縮することも認識されている。

エラストマー及び非エラストマーの両方の材料から構成されるいくつかのバルーンカテーテルは従来述べられている。米国特許４７０６６７０号は、エラストマーチューブから作られて、縦方向の非弾性フィラメントで補強されたシャフトで構成された膨張バルーンカテーテルについて述べている。このデバイスは、バルーンが膨張するときに、バルーン部分の長さ縮小化の補正を可能とするためにシャフトの可動部分を組み込んでいる。このタイプのバルーンの主な欠点はバルーンのプロファイルを増大させるブラッダーを必要とすることである。

従来的に、コーティングがバルーンの「液垂れ」様態で結局は明らかになるホールの原因であるマトリックスから引き離れてしまうことを、マトリックスの外側に延在しないコーティングで充填されたフルオロポリマーマトリックスはもたらしてしまう。これは、マトリックス及びコーティングの接触面での応力集中は勿論、それらの間の不充分な接着強度によると考えられている。

バルーンプロファイルに備え加えられる別個の独立したブラッダーを利用することなく、水密状態を今なお維持しながら、膨張時に伸縮しないで、破裂することなく膨張圧変形に耐え得る能力を有するロープロファイル(low profile）の巻き付けバルーンに関する技術が必要である。本発明は、ブラッダーの除去を可能とする優れた材料を提供することによってこの必要性を満たし、また、漏れることがなく加圧下で直ちに膨張するバルーンを可能とする。

本発明は、空隙を有する多孔性マトリックスを有する補強ポリマー、並びに、補強ポリマーに吸収され、実質的に多孔性マトリックス空隙を封印し、及び材料の厚み部を通過するホールが発生をすることなく伸ばされることが可能である表面コーティングを形成するために補強ポリマーマトリックスを超えて延在し、封印材料を含む、伸縮性材料を提供する。好ましい実施態様として、低角度の巻き付けカテーテルバルーンは、主に一つの方向に伸びる材料からなり、その材料と５４．７度未満の角度で形成する。バルーンが作動する直径まで膨張するとき、巻き付け材料は、５４．７度の釣り合いの取れた力の角度に向かって回転する。回転するとき、巻き付け材料も、Ｆがファイナルであり、Ｉがイニシャルである、次の幾何学的な関係（Ｗｉｄｔｈ_F＝Ｗｉｄｔｈ_I(ｃｏｓθ_F／ｃｏｓθ_I）²×（ｔａｎθ_F／ｔａｎθ_I））にしたがって、巻き付け長に垂直に変形する。膨張に対する収縮の直径比率次第で、この変形は、いくつかのバルーンにおいては５００パーセントを越える。本発明は、ホールを含まないか、又は封印コーティングに障害を起こさないでこの変形が発生することを可能とする。その材料は、液体又はガスの不浸透性の適用に適している。

さらに、本発明は、縦軸を有するチューブ状のカテーテルシャフト、並びにそのカテーテルシャフトに備え付けられる膨張性ブラッダーレス巻き付けバルーンを含み、そのバルーンが、多孔性マトリックスを形成し上面と底面を有する少なくとも一つの補強ポリマー層を含み、その多孔性マトリックスが、浸潤し、実質的に多孔性マトリックスの空隙を封印し、そして表面コーティングを形成するために補強ポリマー層を越えて延在する封印材料で吸収される、バルーンカーテルを提供する。表面コーティングは、補強ポリマー層の少なくとも一つの面上に形成される。またさらに、本発明は、膨張のため変形したときに、制御多孔質を可能とするために調節された表面コーティングの厚みを有するバルーンカテーテルを提供する。

図１Ａは、補強ポリマーの横断面図であって、吸収前の補強ポリマーを示す。 図１Ｂは、補強ポリマーの横断面図であって、二つの表面コーティングを備える吸収性補強ポリマーを示す。 図２は、単一の表面コーティングを有する補強ポリマーの横断面図である。 図３は、リリースコーティングされたコアワイヤーに低い角度から巻き付けされたコンポジットフィルムを示す。 図４は、ワイヤーに巻き付けされたバルーン材料層の横断面図である。 図５は、熱処理膨張域を有するブラッダーレスバルーンを示す。 図６は、ハイポチューブにブラッダーレスバルーンを封印する二つの手段を利用して備え付けていることを表す概念図である。 図７は、単一のコーティングされた異方性材料の横断面図を示す。 図８は、高圧下で液デリバリーのためのブラッダーレスバルーンの横断面図を示す。 図９は、バルーン材料層上に巻き付けされた非膨張性封印を示す。 図１０は、バルーン材料層上に巻き付けされた非膨張性封印の横断面図を示す。

弾性ブラッダーと外側の補強材料を使用する先行技術上のバルーンプロファイルの縮小化は、本発明の材料を使って達成することができることを見出した。本発明の材料は、補強マトリックスにエラストマー特性を組み合わせたものである。この特異な組み合わせは、バルーンが別個独立の弾性ブラッダーを必要としないで形成されることを可能とするので、縮小化したプロファイルを提供することができる。本発明は、漏れることなく、一つ以上の方向の変形に耐えることに適する補強ポリマーを提供し、医療デバイス及び膨張デバイスに対して充分に適する。その材料は、血管の中に侵入するために最初の段階で小さなプロファイルを要求するカテーテルバルーンの適用に特に適している。その材料は横方向とは対照的に縦方向により強いことが好ましい。

吸収ポリマー用途に使うのに適する複数の多孔性膜がある。以下の実施例で示されるように、薄さとドレープ性の好ましい特性に基づいて本発明を明示的に説明するために、ｅＰＴＦＥは使用される。異方性の特性を有する補強ポリマーは、カテーテルバルーンのような実施態様に対して好ましいが、等方性の補強ポリマーも、他の吸収材料の実施態様に対して好ましい。

図１Ａと１Ｂで示されるように、補強ポリマー１は、空隙２１を有する少なくとも一つのマトリックス２０を含む。そのマトリックスは上面２５と底面２６を有する。吸収補強ポリマー２を作るために、封印材料３が補強ポリマー１中に吸収される。封印材料３は、多孔性マトリックスの空隙２１を実質的に封印する。そして、封印材料３は、図２で示されるように補強ポリマー１の一つの面又は図１Ａで示されるように吸収補強ポリマー２の両面の表面コーティング４を形成するために、補強ポリマーマトリックス２０を越えて拡がる。補強ポリマーの空隙を封印する目的のためだけでなく、補強ポリマーのマトリックスを越えて拡がり表面コーティング４と連続的な層を形成する目的のために、封印材料３は充分な量でなければならない。表面コーティングは、空孔が存在しないで補強ポリマーのマトリックス後方に拡がる連続的な層を形成する。補強ポリマーは、任意の多孔性ポリマーを含んでよく、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、微孔性ポリオレフィン、又はＵＨＭＷ ポリウレタンを含むが、これらのポリマーに限定されることはない。マトリックスは、ｅＰＴＦＥを含めて、任意の典型的な配向マトリックスの形態のものでよい。

本発明のコンポジットフィルムは、多孔性補強層と連続的なポリマー層を含む。多孔性補強ポリマー層は、シート形態で作製することが可能な薄くて強い多孔性膜であることが好ましい。多孔性補強ポリマーは、以下のポリマーに限定されることはないが、オレフィン、ＰＥＥＫ、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、及びポリテトラフルオロエチレンを含むポリマー群から選択することができる。好ましい実施態様として、多孔性補強ポリマーは、一つの方向に強く配向しているような異方性のポリマーである。ｅＰＴＦＥ膜の一つの方向におけるマトリックス引っ張り強度の値が、６９０メガパスカル超であることが好ましい。９６０メガパスカル超であるとさらに好ましく、１２００メガパスカル超であることが最も好ましい。ｅＰＴＦＥ膜の例外的に高いマトリックス引っ張り強度は、膨張したバルーン形態において、たいへん高いフープ応力に耐えることを可能とする。加えて、ｅＰＴＦＥ膜の高いマトリックス引っ張り強度によって、収縮したバルーンプロファイルを縮小化するたいへん薄い層を使うことを可能とする。小さなプロファイルによって、バルーンが小さな動脈、静脈、又は開口部に配置することが可能となる。バルーンが体内の小さなエリア内で配置する目的のために、バルーンカテーテルは小さい曲げ半径を通過して動かなければならず、さらには薄い壁で囲まれたチューブが、基本的には柔軟で、血管壁にしわを付けたり、損傷を起こしたりしない方法で曲げることが可能でなければならない。

別の好ましい実施態様として、ｅＰＴＦＥ膜は、機械的には比較的に均質な材料である。機械的にバランスしたｅＰＴＦＥ膜は、その膜から作られたコンポジットフィルムが持ちこたえ得る最大のフープ応力を増大させることができる。

本発明の連続したポリマー層は、多孔性補強ポリマーの少なくとも一つの面にコーティングされる。その連続したポリマー層がエラストマーであることが好ましく、例として、コポリマーを含む芳香族系及び脂肪族系のポリウレタン、スチレンブロックコポリマー、シリコーン、好ましくは熱可塑性シリコーン、フルオロ−シリコーン、フルオロエラストマー、ＴＨＶ、及びラテックスが挙げられるが、これらのものに限定はされない。本発明の一つの実施態様として、連続したポリマー層が、多孔性補強ポリマーの一つの面のみにコーティングされる。連続したポリマー層が、多孔性補強ポリマーの両面にコーティングされる。好ましい実施態様として、連続したポリマー層は多孔性補強ポリマー中に吸収され、その吸収ポリマーが多孔性補強ポリマーの多孔部を充填する。

限定されることはないが、従来の様々な方法であって、ラミネート加工、転写ロールコーティング、巻き線型バーコーティング、リバースロールコーティング、及び溶液コーティング、又は溶液浸漬を含む方法を用いて、連続したポリマー層は多孔性補強ポリマーに適用することが可能である。好ましい実施態様として、連続したポリマー層は多孔性補強ポリマーに吸収される溶液である。この実施態様において、連続したポリマー層は、安定な溶媒に溶解され、巻き線型ロッド方法を利用して多孔性補強ポリマー上であって、その全域にコーティングされる。その後、コーティングされた多孔性補強ポリマーは溶媒オーブンの工程を経て、多孔性補強ポリマー上であってその全域にコーティングされた連続的なポリマー層を残存させて、溶媒については取り除く。いくつかの態様として、シリコーンが連続したポリマー層として使われるときのように、コーティングされた多孔性補強ポリマーにとって、溶媒を取り除くことは必要ない場合がある。別の実施態様として、連続的なポリマー層は、多孔性補強ポリマーの少なくとも一つの面上にコーティングされ、その後のキュアを可能とする「グリーン」な状態で維持される。たとえば、紫外光硬化ウレタンが、連続したポリマー層として使われ、多孔性補強ポリマー上にコーティングされてもよい。その後、多孔性補強ポリマー及びＵＶ硬化ウレタンの連続したポリマー層を含むコンポジットフィルムは、バルーンの少なくとも一つの層を形成するために巻き付けすることができて、その後ＵＶ露光してキュアすることができる。パスは巻き付けによって適用される複数の層である。層は、バルーンの周辺に巻き付けされるコンポジットフィルムの単一の層を含んでよい。

補強ポリマーのいくつかの典型的な実施例は、一般的にはＵＳ特許５４７６５８９号及びＵＳ特許出願１１３３４２４３号にて確認することができる。封印材料が圧力を加えられ、膨張し、又は歪む時に、表面コーティングは、水密マトリックスを維持するために充分な厚みを有する。封印材料３は、典型的には、エラストマー、ウレタン、フルオロポリマー、ナイロン、ポリエーテルブロックアミド、ＰＥＢＡのようなエラストマーポリマー若しく粘性流材料であり、または他の安定的な材料である。

一つの実施態様として、直径で７００パーセントまで変更できるカテーテルバルーンが構成されてもよい。直径の増大中、バルーン巻き付けは、約５４．７度の釣り合いのとれた力の角度に向けて回転し、一方、エラストマー吸収補強ポリマーは、４００−５００パーセントまで巻き付け長に垂直な方向で変形するであろう。この局面は独特であり、釣り合いのとれた力の角度に向けて回転することによって引き起こされる垂直な変形により、エラストマーだけから作られたバルーンと比較して、エラストマーより小さな変形で、バルーンがより大きく放射状に伸びることを可能とする。本発明のこの特質によって、従来のバルーンと比較して、良好な回復特性を有し、そして強い強度及び高い破裂圧力を有する改良されたバルーンを提供する。さらに、一旦、釣り合いの取れた力の角度に届くと、エラストマーバルーンの直径は、直径の増大を停止するように形成されてもよい。これはまた、左右対称のバルーン膨張を可能とする。

本発明に従って構成される巻き付け層は、バルーンが膨張した時にその層が横方向に変形することにはならないような釣り合いの取れた力の角度を形成する。巻き付け角度に対して垂直に伸長したり、変形すると、個々の材料層は横方向に変形する傾向がある。この理由により、垂直の方向に変形することを可能とするために、巻き付け角度の方向に高配向した異方性材料が使われる。加えて、バルーンは膨張時に実質的に放射状の対称性を示す。好ましい厚みが得られるまで、お互いの反対方向に層を巻くことによってバルーンは巻き付けされる。バルーン材料パス群は同一材料又は異なる材料から構成されてよい。
材料の厚みが変化してもよいが、血管の使用に対して２マイクロメータ未満の厚みであるバルーン材料を使用することが有利である。

次の式は、本発明のバルーンカテーテルの膨張中に、エラストマー吸収補強ポリマーの横方向の変形の量を予測するのに有用である。

初期幅／最終的な膨張幅＝１／(ｃｏｓα_f／ｃｏｓα_i）²×（ｔａｎα_f／ｔａｎα_i）

式中、αはバルーンの縦軸と巻き付けされたエラストマー吸収補強ポリマー角の間の角度として定義される。

ある適用において、膨張のために変形する時、表面コーティングが、多孔率を制御することを可能とする厚みで形成されることが好ましい。そのような制御された多孔率は、治療量に基づいた液の運搬を可能とする。表面コーティング４と吸収補強ポリマー２の組み合わせはコンポジットフィルム５を提供する。コンポジットフィルム５は、封印材料３又は補強ポリマーのどちらか一方だけよりも、より大きな変形能力を有する表面コーティングを備える。好ましいある実施態様において、補強ポリマー１としてｅＰＴＦＥを使用することは好ましい。好ましい質量と厚みを有する薄くて強い補強ポリマーを作るために、ポリマーは、封印材料３を吸収する前に縦方向と横方向に膨張される。縦方向の膨張の割合は、横方向の膨張の割合より大きい。図３で示されるように、本発明のコンポジットフィルム５は、バルーン材料層８として使用することに適している。コンポジットフィルム５は、リリースコーティング７を備えるか備えないかのコアワイヤー６又はマンドレルで、その周りにコンポジットフィルムを巻き付けるために適する縦方向のストリップ又は細い片にカットしたり、形成することが可能である。巻き付けの角度は、最終結果物のバルーンの好ましい性能次第で変更することできる。異なる巻き付け角度によるいくつかの異なるエリアがバルーン上に存在してもよい。一つの好ましい実施態様において、コンポジットフィルムの巻き付け角度は、バルーンの縦軸に対して２度から５４度の間であり、そして、好ましいのはバルーンの縦軸に対して１０度未満である。コンポジットフィルムは、規定された直径に膨張するように促進する縦軸に対する角度で巻き付けることが可能であり、その後、指向性層を形成する複数のパスのために第一のパスとは反対の角度で逆方向に巻き付けることが可能である。膨張時に、反対方向の層は、互いに対して５４度になるように釣り合いの取れた力の角度を形成する。図４の横断面図で表されるように、端部で封印される時に膨張バルーンとして使用するのに適したチューブ構造を形成するために、コアワイヤー６の周り（又はワイヤー上のリリースコーティング７の周り）の層に、バルーン材料層８は巻き付けることが可能である。チューブ構造は、モールドを利用するか利用しないかに関わらず、ブラッダーレスバルーンを形成すことに対して熱や膨張圧に影響を受けやすいであろう。本発明のバルーンはブラッダーを必要としないが、必要であればブラッダーを備えて構成されてもよい。一つの実施態様において、バルーンは、膨張時に互いに対しておよそ５４度の角度を形成する少なくとも二つの螺旋状に配向した巻き付け層からなる。この角度により、フィラメント圧力容器内で平衡状態になるような力を可能とする。さらに、本発明の膨張バルーンは、膨張する時や収縮しない時に放射状の対称性を示す。収縮しないこととは、定格のバースト圧まで膨張する時に、バルーン長が、１０パーセント超（好ましくは５パーセント超、さらに好ましくは２パーセント超）変化しないことを意味する。図５に示されるように、コンポジットフィルム５は、バルーン材料層８として使用することが可能であり、カテーテルとして利用するのに適したブラッダーレスバルーン９の中に形成することができる。膨張時に、膨張域１０は、所定の形状に膨張する。

図６は、ハイポチューブに備え付けられたブラッダーレスバルーンを有するバルーンカテーテルデバイス９を示す。ブラッダーレスバルーンは、封印又は他の封印手段１３によってハイポチューブ又はカテーテルシャフトに備え付けられる。本発明の材料を封印手段として利用してもよい。本発明の例示として、封印手段は、バルーンが圧力ロスなしで膨張するように、ハイポチューブ１１に接触した状態でバルーン材料層８を保持する。ハイポチューブ１１は、膨張バルーンが備え付けられる周辺に縦方向の軸を有する。さらに、ハイポチューブは、ハイポチューブを包囲するハイポチューブ巻き付け層を含んでもよい。ハイポチューブ巻き付け層が存在する時、バルーン材料は、封印を形成する封印手段によってハイポチューブ巻き付け層に備え付けられる。

図７は、表面コーティング４の二つの層を備える吸収補強ポリマー２を形成するために封印材料３を吸収した補強ポリマー１であって、伸縮性の異方性材料を形成することを示す。一つの面のみが材料を巻き付けをすることに関して、コーティングされることが好ましい時に、単一の表面コーティングは利用されてもよい。表面コーティングは、バルーンの内側の表面又は外側の表面に存在してもよい。

別の実施態様において、図８は、膨張のために変形した時、制御多孔質を可能とする厚みの表面コーティングを備えるブラッダーレスバルーンの横断面図を示す。制御多孔質は、吸収補強ポリマーの一つの面から、もう一方の面に液体１５の運搬を可能とする。制御多孔質は蛇行性軌道であり、それによって、治療液が液垂れすることを可能とする（バルーンの表面上に液滴を形成する。）。別の実施態様においては、制御多孔質を可能とする厚みの表面コーティングを備えるブラッダーレスバルーンは高圧のみで液垂れする。図８で示されように、吸収補強ポリマー２は、封印材料３によって形成される少なくとも一つの表面コーティング４を備える。吸収補強ポリマーは、伸縮異方性材料１４の性能を有するブラッダーレスバルーン９中に形成される。ブラッダーレスバルーンが液によって膨張する時、吸収補強ポリマー２を通過してバルーンの内部側からバルーンの外側へと動くことを可能とする小さな開口が表面コーティングに生じる。治療液薬剤の運搬は、制御多孔質を有する吸収補強ポリマーからなるブラッダーレスを使用して促進することができる。バルーンの内側から外側に液が移動する前は、制御多孔質は、１０ｐ．ｓ．ｉ超の圧力に耐えることができる。

図９は、ブラッダーレスバルーンに好ましい形状を提供するか又は膨張バルーン上に連続的で一体的な封印を提供する少なくとも一つの非拡張層７を含むように、ブラッダーレスバルーンは構成することができることを示す。好ましいバルーン形状を形成するために構成される第一のバルーン材料層８を使用するか又は提供することによって、連続的で一体的な封印は形成することができる。封印材料は、封印材料３を吸収したｅＰＴＦＥ補強ポリマーのようなバルーン材料層８であってよい。その後、膨張時において第一バルーン材料層を封印するために充分な角度で、少なくとも一つの巻き付け層を巻き付けるために巻き付け材料の角度が変化するように、バルーン形態は第一バルーン材料層の周りに巻き付け層で巻き付けられる。その後、必要ならば表面域の封印の結合力を増大させるために、第二バルーン材料層が封印部周辺に巻き付けられてもよい。この方法では、封印は、ブラッダーレスバルーンの緩慢な破損モードを提供するために二つのバルーン材料間に位置する。コンポジット材料は非拡張領域を含むために使用されてもよい。図９で示されるように、コアワイヤー６は、リリースコーティング２５を備えて提供されてもよい。リリースコーティングは、完成したバルーンの好ましい内径をもたらすために好ましい厚みであってもよい。リリースコーティングは、ブラッダーレスバルーンを提供するためにコアワイヤーの周りに巻き付けられ配置されたバルーン材料層を備える。

図１０は、ブラッダーレスバルーンの非拡張封印の横断面図を示す。非拡張封印は、バルーン自身の上部に巻き付けた層と一体である。それは、巻き付けされたコンポジットフィルムの巻き付け角度を調節することによってブラッダーレスバルーンと同時期に巻き付けられてもよい。その後、図９で示されるように、非拡張域を有するブラッダーレバルーンを提供するために、バルーン材料層８は、好ましい領域に非拡張層７とともに巻き付けられる。非拡張域は、一つの方向に位置する巻き付けパスの数が、反対の位置で覆われる方向の巻き付けパスの数と等しくなるように配置された釣り合いの取れた多層の巻き付けた層から構成されるべきである。

次の実施例は、例証目的のためだけに提供され、本発明の教示を制限する意図はない。

実施例１−コンポジットフィルム
コンポジットフィルムを作製するために使用されるｅＰＴＦＥ補強ポリマー１は、ここにおいて引用して援用される、Ｂａｃｉｎｏの米国特許５４７６５８９号で述べられている教示に従って作られる。特に、ｅＰＴＦＥ補強ポリマーは、５５対１の割合で縦方向に延伸され、おおそ２．２５対１の割合で横方向に延伸され、およそ３．５ｇ／ｍ²の質量及びおよそ６．５マイクロメータの厚みを有する、薄くて強い補強ポリマーを作り出した。

コンポジットフィルム３は、巻き線型ロッドコーティング方法を用いることによって作製され、それによって、Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタン（マサチューセッツ州、Ｗｏｂｕｒｎ Ｔｈｅｒｍｅｄｉｃｓ．Ｉｎｃ．社製）及びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）がｅＰＴＦＥ補強ポリマーにコーティングされた。図１Ｂに表されるように、どちらか一方の面で、ｅＰＴＦＥ補強ポリマーの全域にわたって、およそ等量のＴｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタンであって、ポリマーの全質量換算で、完成品のコンポジットフィルムの全質量のおよそ４０−６０パーセントでコンポジットフィルムを作り出すために、質量換算で３−８パーセントのＴｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタンＴＨＦ溶液がｅＰＴＦＥ補強ポリマーにコーティングされた。

実施例２−ブラッダーレスバルーン
本発明のブラッダーレスバルーンは、Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタン（マサチューセッツ州、Ｗｏｂｕｒｎ、Ｔｈｅｒｍｅｄｉｃｓ．Ｉｎｃ．社製）、及びＦＥＰコーティングの銀メッキ銅コアワイヤー（コネチカット州、Ｄａｙｖｉｌｌｅ、Ｐｕｔｎａｍ Ｐｌａｓｔｉｃｓ ＬＬＣ製）上のｅＰＴＦＥ補強ポリマーからなるコンポジットフィルムを巻き付けることによって作製された。その巻き付けられたコアワイヤーは熱処理された。そして、中空のコンポジットバルーンチューブを得るために、センターワイヤーとＦＥＰコーティングは、その後取り除かれた。

コアワイヤーは、フルオロエチレン−プロピレン（ＦＥＰ）５１００コーティングを有する０．２ｍｍ直径の銀メッキ銅ワイヤーであって、完成品のワイヤー直径が０．３９４ｍｍであった。コンポジットフィルムを作るために使用されるｅＰＴＦＥ補強ポリマーは、実施例１に述べられる。特に、ｅＰＴＦＥ補強ポリマーは、５５対１の割合で縦方向に延伸し、おおそ２．２５対１の割合で横方向に延伸して、およそ３．５ｇ／ｍ²の質量及びおよそ６．５マイクロメータの厚みを有する、薄くて強い補強ポリマーを作り出した。

コンポジットフィルムは、巻き線型ロッドコーティング方法を利用することによって作製され、それによって、Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタン（マサチューセッツ州、Ｗｏｂｕｒｎ Ｔｈｅｒｍｅｄｉｃｓ．Ｉｎｃ．社製）及びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）がｅＰＴＦＥ補強ポリマー上にコーティングされた。どちらか一方の面で、ｅＰＴＦＥ補強ポリマーの全域にわたって、およそ等量のＴｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタンであって、ポリマーの全質量換算で、完成品のコンポジットフィルムの全質量のおよそ４０−６０パーセントでコンポジットフィルムを作り出すために、質量換算で３−８パーセントのＴｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタンのＴＨＦ溶液がｅＰＴＦＥ補強ポリマーにコーティングされた。

コンポジットフィルムは、５ｍｍ幅にスリットされ、そして、ワイヤーの縦軸から４〜５°の角度で３０．５ｃｍ長コアの周りを螺旋状に巻き付けられた。その巻き付けられたコアワイヤーは、巻き付けた後におよそ５〜３０秒間１８０℃で熱せられた。その後、コアワイヤーは、ワイヤーの縦軸から４〜５°の角度で反対方向にコンポジットフィルムで巻き付けられ、およそ５〜３０秒間１８０℃でその後に熱せられた。反対の方向にコアワイヤーを巻き付けることや各々のパス後に熱する工程は、巻き付けの全四回のパスが終了するまで繰り返された。オーブン中に置かれておよそ３０分間１５０℃で熱せられる前に、巻き付けられたコアワイヤーは、ピンと各々のピンの周辺の巻き付け部からおよそ１８０°間の約３０ｃｍのスペースを有するピンフレームの周辺に巻き付けられ、端部で結ばれた。

コアワイヤー及びコアワイヤー上のＦＥＰコーティングは、ワイヤー構造上のコンポジットバルーンから取り除かれた。中空のコンポジットバルーンチューブのおよそ２．５４ｃｍ長の切り口部は、ワイヤー構造上のバルーンの３０．５ｃｍ長の切り口部の一方の端部から取り除かれた。曝されたワイヤーの端部は、止血剤を用いてクランプで締められ、ワイヤーがおよそ５ｃｍ伸びるまで手で引っ張られた。その地点でワイヤーはチューブの中心部から取り除かれた。プラスチックのＦＥＰコーティングも同じ方法で取り除かれたが、バルーンから取り除く前に約５０ｃｍ引っ張られた。第一の層が低い巻き付け角度（４〜５度）で材料を巻き付けながら、中空バルーンチューブは作製された。

２７ｍｍ長で、２．８５ｍｍ膨張直径のバルーンが、０．３６ｍｍ直径のステンレス鋼ハイポチューブ（アイルランド、Ｐａｒｋｍｏｒｅ Ｗｅｓｔ Ｇａｌｗａｙ、Ｃｒｅｇａｎａ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ）に取り付けられた。そのハイポチューブは、およそ三つの層であってそのステンレス鋼チューブに面するＥＦＥＰ層を備える延伸ＰＴＦＥ補強ポリマーとＥＦＥＰフルオロプラスチック複合物で螺旋状に巻き付けられたものであった。そのバルーンは、バルーンの周りにおよそ５ｍｍ幅のｅＰＴＦＥ／ｅＦＥＰフィルムをおよそ五回巻き付けることによってカテーテルシャフトに備え付けられ封印された。図６で示されるように、ハイポチューブシャフトとバルーンの両方を接触することによって封印するように、一つのバンドはバルーンの各々の端部に巻き付けられ、バルーンとカテーテルの端部の中心に置かれた。

実施例３−熱膨張技術を利用したブラッダーレスバルーン
本発明のブラッダーレスバルーンは、Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタン（マサチューセッツ州、Ｗｏｂｕｒｎ、Ｔｈｅｒｍｅｄｉｃｓ．Ｉｎｃ．社製）、及びＦＥＰコーティングの銀メッキ銅コアワイヤー（コネチカット州、Ｄａｙｖｉｌｌｅ、Ｐｕｔｎａｍ Ｐｌａｓｔｉｃｓ ＬＬＣ製）上のｅＰＴＦＥ補強ポリマーからなるコンポジットフィルムを巻き付けることによって作製された。その巻き付けられたコアワイヤーは熱処理された。そして、中空のコンポジットバルーンチューブを得るために、センターワイヤーとＦＥＰコーティングは、その後取り除かれた。

コアワイヤーは、フルオロエチレン−プロピレン（ＦＥＰ）５１００コーティングを有する０．２ｍｍ直径の銀メッキ銅ワイヤーであって、完成品のワイヤー直径が０．３９４ｍｍであった。ｅＰＴＦＥ補強ポリマーは、５５対１の割合で縦方向に延伸し、おおそ２．２５対１の割合で横方向に延伸して、およそ３．５ｇ／ｍ²の質量及びおよそ６．５マイクロメータの厚みを有する、薄くて強い補強ポリマーを作り出した。

コンポジットフィルムは、巻き線型ロッドコーティング方法を利用することによって作製され、それによって、Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタン（マサチューセッツ州、Ｗｏｂｕｒｎ Ｔｈｅｒｍｅｄｉｃｓ．Ｉｎｃ．社製）及びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）がｅＰＴＦＥ補強ポリマー上にコーティングされた。どちらか一方の面で、ｅＰＴＦＥ補強ポリマーの全域にわたって、およそ等量のＴｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタンであって、ポリマーの全質量換算で、完成品のコンポジットフィルムの全質量のおよそ４０−６０パーセントでコンポジットフィルムを作り出すために、質量換算で３−８パーセントのＴｅｃｏｔｈａｎｅ^TM ＴＴ−１０８５Ａ ポリウレタンのＴＨＦ溶液がｅＰＴＦＥ補強ポリマーにコーティングされた。

コンポジットフィルムは、５ｍｍ幅にスリットされ、そして、ワイヤーの縦軸から４〜５°の角度で３０．５ｃｍ長コアの周りを螺旋状に巻き付けられた。その巻き付けられたコアワイヤーは、巻き付けた後におよそ５〜３０秒間１８０℃で熱せられた。その後、コアワイヤーは、ワイヤーの縦軸から４〜５°の角度で反対方向にコンポジットフィルムで巻き付けられ、およそ５〜３０秒間１８０℃でその後に熱せられた。反対の方向にコアワイヤーを巻き付けることや各々のパス後に熱する工程は、巻き付けの全四回のパスが終了するまで繰り返された。オーブン中に置かれておよそ３０分間１５０℃で熱せられる前に、巻き付けられたコアワイヤーは、ピンと各々のピンの周辺の巻き付け部からおよそ１８０°間の約３０ｃｍのスペースを有するピンフレームの周辺に巻き付けられ、端部で結ばれた。

コアワイヤー及びコアワイヤー上のＦＥＰコーティングは、ワイヤー構造上のコンポジットバルーンから取り除かれた。中空のコンポジットバルーンチューブのおよそ２．５４ｃｍ長の切り口部は、ワイヤー構造上のバルーンの３０．５ｃｍ長の切り口部の一方の端部から取り除かれた。曝されたワイヤーの端部は、止血剤で締められ、ワイヤーがおよそ５ｃｍ伸びるまで手で引っ張られた。その地点でワイヤーはチューブの中心部から取り除かれた。プラスチックのＦＥＰコーティングも同じ方法で取り除かれたが、バルーンから取り除く前に約５０ｃｍ引っ張られた。第一の層が低い巻き付け角度（４〜５度）で材料を巻き付けながら、中空バルーンチューブは作製された。

中空のコンポジットバルーンチューブの１５．２５長の切り口部は、結節中に結び付けられ、止血剤を用いて一つの端部をクランプで締められた。もう一方の反対の端部は、スピンロックフィッティングを備えたＱｏｓｉｎａの男性用トウヒィ ボースト（ニューヨーク州、Ｅｄｇｅｗｏｏｄ、Ｑｕｏｓｉｎａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、＃８０３４３）でスリップされ、そして、Ａｌｕｍｉｎｕｍルアロックハブを備えるＭｏｎｏｊｅｃｔ平滑末端ニードル（ミズーリ州、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、Ｓｈｅｒｗｏｏｄ Ｍｅｄｉｃａｌ モデル＃８８８１−２０２３８９）がバルーン中におよそ２ｃｍ挿入された。止血弁は、バルーンを封印するために確実に締められ、その後、Ｂａｌｌｏｏｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ ２１０Ａ（カルフォルニア州、Ｃａｍｐｂｅｌｌ、Ｂｅａｈｍ Ｄｅｓｉｇｎｓ、Ｉｎｃ．）に備え付けられた。ノズルのエアフローは、２５−３０ユニットに設定され、温度は１４０℃に設定され、空気圧は２．５８ａｔｍに設定された。空気圧が入れられ、膨張した中心部４０ｍｍ長領域は、約２−３分間、熱の影響を受け、結果として、直径２．８５ｍｍのバルーンとなった。直径は、膨張した状態で、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎ Ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＬＳＭ−３１００（イリノイ州、Ａｕｒｏｒａ、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ Ａｍｅｒｉｃａ Ｃｏｒｐ）を利用して確認された。結果物のバルーンは、直径２．８５ｍｍであって、膨張長２７ｍｍを有した。

Ａｌｕｍｉｎｕｍルアロックハブを備えるＭｏｎｏｊｅｃｔ平滑末端ニードル（ミズーリ州、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、Ｓｈｅｒｗｏｏｄ Ｍｅｄｉｃａｌ モデル＃８８８１−２０２３８９）注入針を使用して、バルーンは、およそ１時間、室温で、５．４４ａｔｍの内部圧の影響を受けた。

２７ｍｍ長で、２．８５ｍｍ膨張直径のバルーンが、０．３６ｍｍ直径のステンレス鋼ハイポチューブ（アイルランド、Ｐａｒｋｍｏｒｅ Ｗｅｓｔ Ｇａｌｗａｙ、Ｃｒｅｇａｎａ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ）に取り付けられた。そのハイポチューブは、およそ三つの層であってそのステンレス鋼チューブに面するＥＦＥＰ層を備える延伸ＰＴＦＥ補強ポリマーとＥＦＥＰフルオロプラスチック複合物で螺旋状に巻き付けられたものであった。そのバルーンは、バルーンの周りにおよそ５ｍｍ幅のｅＰＴＦＥ／ｅＦＥＰフィルムをおよそ五回巻き付けることによってカテーテルシャフトに備え付けられ封印された。ハイポチューブシャフトとバルーンの両方を接触することによって封印するように、一つのバンドはバルーンの各々の端部に巻き付けられ、バルーンとカテーテルの端部の中心に置かれた。

実施例４−材料の性能
全ての実験は、Ｍａｙｅｒ Ｂａｒ コーティング技術及びコーティング表面への直接溶液供給を用いて実行された。

Ｍａｙｅｒ Ｂａｒは、巻き線ワイヤーを備えるメタルバーのみである。

異なるワイヤーサイズの巻き線を備えるバーは、コーティングで好ましい厚みを達成するために使用される。Ｍａｙｅｒ Ｂａｒは、ｅＰＴＦＥ膜にウエットコーティングを適用するために使用される。コーティングは、インラインオーブンを利用して乾燥する。完成したコーティング膜は、膜表面に直接的に第二のコートを受け入れることが可能である。この方法は均一性のあるコーティングを提供し、レイダウンデザインにおける適応力を提供する。

実施例５
コーティングで使われるＴｅｃｏｔｈａｎｅ１０８５（ＴＴ１０８５）エラストマーは、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に直ちに溶媒和される。ＴＨＦは、低い蒸気圧によって特徴付けられ、予想のとおり、速い蒸発速度によって特徴付けられる。この材料を使って、次の結果が得られた。

試験サンプル：
サンプル１ 単面コート（２パス）
サンプル２ 単面コート（４パス）
サンプル３ 二面コート（２パス）
サンプル４ 二面コート（４パス）

結果：室温でのＧｒｏｓｓ試験
サンプル１：３０ａｔｍまで膨張−２分間液垂れなし。
サンプル２：３０ａｔｍまで膨張−３分間液垂れなし。
サンプル３：３０ａｔｍまで膨張−３分間でバーストするまで液垂れは観察されなかった。
サンプル４：３０ａｔｍまで膨張−７分間でバーストするまで液垂れは観察されなかった。

多様な膨張試験：
次の手順はこの試験のために使用された。各々のユニットは、３７℃２分間で前処理された。３７℃で、１８ａｔｍになるまで九回の膨張をして、３０秒間その状態で保たれた。十回目の膨張で、ユニットはバスから取り除かれ、ふき取られ、そして液垂れの検査をした。
サンプル１：１０回目の膨張で液垂れが観察された。
サンプル２：１０回目の膨張で液垂れが観察された。
サンプル３：１０回目の膨張で液垂れは観察されなかった。バルーンは４分間加圧された。
サンプル４：１０回目の膨張で液垂れは観察されなかった。バルーンは４５分間加圧された。

本発明の特定の実施態様が、ここにおいて例証され述べられたが、本発明はそのような例証及び記述に限定されるべきではない。変更例及び変形例が、次の特許請求の範囲内で本発明の一部として組み込まれ、実施態様としてよいことは明白である。

Claims (23)

1. 空隙を有する多孔性マトリックスを有する補強ポリマー、並びに該補強ポリマーに吸収され実質的に該多孔性マトリックス空隙を封印し及び表面コーティングを形成するために該補強ポリマーマトリックスを越えて延在する封印材料、を含む伸縮性材料。
2. 前記表面コーティングが、封印材料より大きな変形機能を有する、請求項１に記載の伸縮性材料。
3. 前記封印材料がエラストマーである、請求項１に記載の伸縮性材料。
4. 前記封印材料がナイロンである、請求項１に記載の伸縮性材料。
5. 前記封印材料がポリエーテルブロックアミドである、請求項１に記載の伸縮性材料。
6. 前記封印材料がフルオロポリマーである、請求項１に記載の伸縮性材料。
7. 前記ポリマーマトリックスが、一つの方向のみに伸びる異方性材料である、請求項１に記載の伸縮性材料。
8. 前記ポリマーマトリックスが等方性である、請求項１に記載の伸縮性材料。
9. 縦軸を有するチューブ状のカテーテルシャフト、及び該カテーテルシャフトに備え付けられる膨張性ブラッダーレス巻き付けバルーンを含み、該バルーンが請求項１に記載の伸縮性材料である、バルーンカテーテル。
10. 表面コーティングが前記補強ポリマー層の両面に形成される、請求項９に記載のバルーンカテーテル。
11. 前記封印材料に圧力を加えたときに、前記表面コーティングが水密マトリックスを維持する、請求項９に記載のバルーンカテーテル。
12. 前記封印材料がエラストマーである、請求項９に記載のバルーンカテーテル。
13. 前記封印材料がウレタンである、請求項９に記載のバルーンカテーテル。
14. 前記封印材料がフルオロポリマーである、請求項９に記載のバルーンカテーテル。
15. 前記封印材料が粘性流材料である、請求項９に記載のバルーンカテーテル。
16. 前記封印材料がナイロンである、請求項９に記載のバルーンカテーテル。
17. 前記封印材料がポリエーテルブロックアミドである、請求項９に記載のバルーンカテーテル。
18. 膨張のため変形したときに制御多孔質を可能とするために、表面コーティングの厚みが制御される、請求項９に記載のバルーンカテーテル。
19. 前記制御多孔質が治療量の液を運搬する、請求項１８に記載のバルーンカテーテル。
20. 前記バルーンが高圧まで膨張したときにのみ前記治療液が液垂れする、請求項１９に記載のバルーンカテーテル。
21. 巻き付け層の変形が膨張時のバルーンの放射状変形よりも小さい、巻き付けバルーン。
22. 前記バルーンが、５４度未満の角度で巻き付けられ、当該巻き付け角度が膨張時に５４度に達する、請求項２１に記載のバルーン。
23. 最終的な直径が前記巻き付け角度と直径間の変化によって決定され、前記巻き付け角度が膨張時に５４度に達する、請求項２１に記載のバルーン。

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