JP2016538947A - テーパー形移植可能装置及びそのような装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

テーパー形移植可能装置は、テーパー長さ部分を有するｅＰＴＦＥ管状部材を含む。テーパー長さ部分はすばやい回復特性を提供する。テーパー長さ部分は、多数の曲がったフィブリルを含むミクロ構造を特徴とすることができる。【選択図】図１

Description

本明細書は、患者内の体腔、臓器、及び脈管内の流体の流れにルーメンを提供するために使用されることがあるテーパー形移植可能装置、及びそのような装置の製造方法に関する。

医療装置は患者の組織を処理するためにしばしば使用される。そのような装置は、組織に永久的又は半永久的に移植して、患者に処理を提供することができる。しばしば、これらの装置は、ステント、グラフト、ステントグラフト、フィルタ、バルブ、オクルダー、マーカー、マッピング装置、治療剤送達装置、人工装具、ポンプ、包帯、並びに他の腔内装置及び移植可能装置を含み、挿入位置において体内に挿入され、処理サイトへと送達される。

装置、例えばグラフト及びステントグラフトは、ヒトの身体の様々な場所で使用され、解剖学的ルーメン、例えば血管、呼吸ダクト、胃腸ダクト等を修繕、支持、及び／又は置換する。そのような装置は、例えば、流体の流れにルーメンを提供することができる。そのような形態において、可撓性及び耐久性のある装置が必要である。

様々な用途、例えば特定の脈管用途において、テーパー長さ部分を有するグラフト又は人工ルーメンを利用することが望ましい。テーパー長さ部分及び／又はグラフトは、直径の異なる個別のグラフト又は管を接続するのに有用であることがある。このように、改善された可撓性及び／又はすばやい回復特性を有するテーパー形移植可能装置、例えばグラフト及び／又はステントグラフトを提供する継続的な必要性がある。そのような装置は、患者の血流の特徴を改善し、血栓症を低減することがある。

第一の一般的な側面において、患者の身体のルーメンを修繕又は置換するためのテーパー形移植可能装置は、テーパー部分を有する管状部材、例えばｅＰＴＦＥ管状部材を含む。テーパー部分は、すばやい回復特性を有する領域を提供する多数の実質的に曲がったフィブリルを含む。

様々な実装例において、本開示に従うテーパー形移植可能装置は、対向するより大きな末端及びより小さな末端と中間テーパー長さセグメントとを有する第一のマンドレル上で、より小さい直径のポリマー管状部材を延伸して、ポリマー管状マンドレル上で第一のテーパー長さ部分を作製することによって形成される。次に管状部材を第二のマンドレル上で長手方向に圧縮して、第一のテーパー長さ部分を、多数の曲がったフィブリルを有する第二のテーパー長さ部分へと変換することによって、テーパー形移植可能装置を形成する。次にテーパー形移植可能装置を第二のマンドレルから除去して、患者の組織内に移植するために調製する。

一つ又は複数の実施形態の詳細を、添付の図面及び下記の説明において説明する。他の構成、目的、及び利点は、記載及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかである。

図１は、本開示によるテーパー形移植可能装置の一部の側面図である。

図２は、本開示によるｅＰＴＦＥ材料のミクロ構造の模式的な代表図である。

図３Ａは、第一のテーパー形マンドレルの側面図である。 図３Ｂは形成ステージのテーパー形移植可能装置の側面図である。

図４Ａは、第二のテーパー形マンドレルの側面図である。 図４Ｂは、他の形成ステージのテーパー形移植可能装置の側面図である。 図４Ｃは、第二のテーパー形マンドレル、及び相補的な雌型ダイの側面図である。

それぞれの図面の引用符号は部材などを示す。本明細書において参照する添付の図面は全て一定比率で描いたものではなく、本開示の様々な側面を例示するために強調されていることがあり、この点において図面は限定的に解釈すべきでないことにも注意すべきである。

本明細書は、解剖学的ルーメンを、例えば修繕、支持、及び／又は置換するのに有用である装置、システム、及び方法を記載する。本明細書はいくつかの移植可能医療装置を記載しており、一般に、特定の装置について記載されている構成はいずれも、本明細書に記載されているあらゆる他の装置で使用してもよい。いくつかの例において、特定の装置について記載されている一つ又は複数の特徴は、他の装置に加えてもよく、又は含まれてもよい。また、本明細書に記載されているあらゆる構成の様々な組合せ又はサブコンビネーションは、一般に、本明細書に記載されているあらゆる装置とともに使用してもよい。

一般に、本明細書に記載されているあらゆる移植可能装置は、様々な低侵襲性外科的技術を使用して、患者の身体内の生体内展開サイトに送達され、そこで展開することができる。同様に、これらの装置は、脈管外科的技術を介して外科的に移植してもよい。

更に、本明細書に記載されているあらゆる移植可能医療装置は、様々な低侵襲性経カテーテル展開技術を使用して、患者の身体内の生体内展開サイトに送達し、そこで展開することができる。

本明細書において述べるあらゆる移植可能医療装置を用いて、体管腔を修繕し、置換し、及び／又は支持を提供することができる。様々な実施形態において、本開示の移植可能医療装置は、循環系及び胃腸系を含む体管腔内で使用することができる。

本明細書で用いる「移植可能」とは、２９日以上の間患者の身体内に移植されることを意味する。

本明細書で用いる「テーパー」又は「テーパー形」は、一般に、装置の一部分から同じ装置の他の部分への移行領域を意味する。最も典型的には、テーパーは、より大きな内径を有する円形の横方向断面を有する管状装置の一部を、より小さな内径を有する円形の横方向断面を有する同じ装置の他の部分へと移行する。領域は、対称的若しくは非対称的な円錐であってよく、又は隆起、反転、若しくは放射形を含むよう形成してもよい。

一貫性及び明確性のために、用語「部分（portion）」は、例えば管状部材の長さを特定するために用いる。期間、「セグメント（segment）」は、例えば第一又は第二のマンドレルの長さを特定するために用いる。これらの用語は限定を意図するものではなく、主に様々な管状部材及びマンドレルの参照の理解を助けるために選択したものである。

図１は、第一の小径長さ部分１０４と、第二の大径長さ部分１０６と、テーパー長さ部分１０８とを有するポリマー管状部材１０２を含む、例示的なテーパー形移植可能装置１００を示す。ポリマー管状部材１０２は、例えば、軸方向に圧縮可能なポリマー材料、例えば長手方向に押出し及び延伸したポリマーを含み、延伸ポリテトラフルオロエチレン（「ｅＰＴＦＥ」）、延伸変性ＰＴＦＥ、ＰＴＦＥの延伸コポリマー、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン類等が挙げられる。様々な実施形態において、ポリマー管状部材１０２は、押出しｅＰＴＦＥ管、例えば米国特許第３，９５３，５６６号明細書、及び米国特許第４，１８７，３９０号明細書に記載されている管が挙げられる。他の実施形態において、ポリマー管状部材１０２は、巻回されたｅＰＴＦＥフィルム管を含む。例えば、部材１０２は、マンドレルの表面上に煙草のように巻回された、又は代替的にマンドレルの表面上に螺旋状に巻回されたｅＰＴＦＥフィルムからできた管を含むことができる。このような種類のｅＰＴＦＥフィルムは、一般に、米国特許第３，９５３，５６６号明細書、及び米国特許第４，１８７，３９０号明細書に教示されているように作ることができる。更に他の実施形態において、部材１０２はポリマー連続気泡材料を含むことができる。しかしながら、あらゆる適切なポリマー管状部材は本開示の範囲内である。

様々な実施形態において、ポリマー管状部材１０２は、フィブリルによって相互接続したノードのミクロ構造を有するｅＰＴＦＥ管を含む。ポリマー管状部材１０２のミクロ構造は、平均フィブリル長さを有する多数のフィブリルを含むことができる。平均フィブリル長さは、例えば、ポリマー管状部材１０２の表面上の顕微鏡写真を調べて、フィブリルによって接続されたノード間の、フィブリルの支配的方向で行った１０個の測定の平均値を取ることによって決定することができる。まず、顕微鏡写真の長さ範囲内に少なくとも５つの連続したフィブリルが写る適切な拡大で、試料表面の代表領域の顕微鏡写真を撮る。顕微鏡写真の表面上にフィブリルの支配的方向に引いた直線に沿って、一連の５つの測定を行い、続いて第一の線と平行に引いた第二の線に沿って第二の一連の５つの測定を行う。測定値は、少なくとも一つのフィブリルで接続された隣接するノード間の距離にあたる。この方法によって得た１０個の測定値を平均して、その領域の平均フィブリル長さを得る。

例えば、図２に図示するように、長さ部分１０２、１０８、及び１０６のいずれか又は全ては、多数の曲がったフィブリル２１４を有することができる。

テーパー長さ部分１０８は、例えば、すばやい回復特性、すなわちバネのような特性を有することができる。本願明細書において定義されるすばやい回復とは、材料の延伸長さと、米国特許第５，０２６，５１３号明細書に一般に記載されているような回復長さに関する回復長さとの間の違いである。延伸長さは引張負荷の下での材料の長さであり、回復長さは材料の長さである。様々な実施形態において、すばやい回復は下式によって定量化することができる：
ＲＲ％＝（ｌｔ−ｌｒ）×１００％
（ｌｒ）
ｌｔは１％の最大引張力の下で軸方向に延伸したときのテーパー長さ部分１０８の長さであり、ｌｒは引張力を解放した５秒後のテーパー部分の長さである。すばやい回復特性を有するテーパー長さ部分１０８は、例えば、改善された曲げ特徴、並びに曲げにおけるキンク、圧縮、及び／又は圧壊に対する改善された耐性を示すことができる。

様々な実施形態において、テーパー長さ部分１０８は均一な円錐台部分を含むことができる。そのような実施形態では、テーパー長さ部分１０８は、第一の小径長さ部分１０４の直径から第二の大径長さ部分１０６の直径まで、均一な円錐台部分の態様で延伸する。

他の実施形態において、テーパー長さ部分１０８は不均一な形状を含む。例えば、テーパー長さ部分１０８は、第一の小径長さ部分１０４の直径から、不均一な態様で、例えば湾曲した形状、非線形形状で、第二の大径長さ部分１０６の直径まで延伸することができる。テーパー長さ部分１０８のあらゆる形状は本開示の範囲内である。

以下、本開示のテーパー形移植可能装置の製造方法を記載する。第一の長いテーパー長さセグメントを有する第一のマンドレル上にポリマー管状部材を適合させて、ポリマー管状部材の長さの一部に沿って第一のテーパー長さ部分を形成する。ポリマー管状部材を第一のマンドレルから除去し、第二の短いテーパー長さセグメントを有する第二のマンドレル上に適合させて軸方向に圧縮し、第一のテーパー長さ部分を第二のテーパー長さ部分へと形成する。任意に雌型ダイを使用して、第二のマンドレル上の、特に第二のテーパー長さ部分上のポリマー管状部材の圧縮を補助することができる。次にポリマー管状部材を第二のマンドレルから除去することができる。

図３Ａ及び３Ｂは、テーパー形移植可能なインプラントを形成する方法の例示的な工程を示す。ポリマー管状部材１０２を第一のマンドレル３３０上に適合する。第一のマンドレル３３０は、図３Ａに示すように、小径長さセグメント３３４と、大径長さセグメント３３６と、第一の長いテーパー長さセグメント３３８とを含む。第一の長いテーパー長さセグメント３３８は、典型的に、小径長さセグメント３３４と大径長さセグメント３３６との間に位置する。

様々な実施形態において、ポリマー管状部材１０２は、小径長さセグメント３３４の直径に等しい又はわずかに小さい、（その長さに沿って一貫した）直径を最初に有する。第一のマンドレル３３０の外面を囲んでポリマー管状部材１０２を配置し、マンドレル上で第一の大径長さセグメント３３６の方向へ引く。様々な実施形態において、ポリマー管状部材１０２を第一のマンドレル３３０上に適合させるにつれて、ポリマー管状部材１０２は第一の長いテーパー長さセグメント３３８上で大径長さセグメント３３６へと延伸され、第二の大径長さ部分１０６と第一の長い長さ３１８を有するテーパー部分とを形成する。

様々な実施形態において、大径長さ部分１０４及び小径長さ部分１０６のそれぞれの長さを選択して、第一の長い長さ３１８を有するテーパー部分を、ポリマー管状部材１０２上の所望の位置に位置づけることができる。例えば、特定の長さの大径と特定の長さの小径とを有するテーパー形移植可能装置が所望されることがある。テーパー形移植可能装置は、装置の対向する末端間で連続的にテーパー形になっていてもよいことが認められる。小径長さ部分１０４と大径長さ部分１０６との間に多数の曲がったフィブリルを有するテーパー部分を配置する方法を提供することによって、少なくとも充分な長さの小径長さ部分１０４と大径長さ部分１０６とを有するテーパー形移植可能装置１００を形成することができる。そのような実施形態において、充分な長さの小径長さ部分１０４及び大径長さ部分１０６が提供されるよう、例えばポリマー管状部材１０２の末端の一方又は両方を切ることによって、テーパー形移植可能装置１００の大きさを設定することができる。

第一のマンドレル３３０からポリマー管状部材１０２を除去する前に、部材１０２を更なる処理工程にさらすことができる。例えば、ポリマー管状部材１０２は、生物学的適合性強化フィルム、例えばｅＰＴＦＥフィルムで包むことができる。ポリマー管状部材１０２を強化することができるあらゆる生体親和性材料は本開示の範囲内である。

例えば、ポリマー管状部材１０２の長さ部分、例えば第一の長い長さ３１８を有するテーパー長さ部分を加熱することができる。更に、第一のマンドレル３３０、及びポリマー管状部材１０２の全体に熱を適用することができる。第一の長い長さ３１８を有するテーパー長さ部分を含む、ポリマー管状部材１０２のあらゆる処理は本開示の範囲内である。

様々な実施形態において、多孔質管状部材１０２の外面をエラストマーで被覆することができる。例えば、米国特許第８，０２９，５６３号明細書に引用されるように、NuSil Silicone Technology社（カーピンテリア、カリフォルニア）からのMED-1137 Adhesive Silicone Type Aのようなシリコーン組成物を、多孔質管状部材１０２の外面に適用することができる。様々な実施形態において、多孔質管状部材１０２を加熱したあとエラストマーを適用する。多孔質管状部材１０２に対するエラストマーの適用はいずれも本開示の範囲内である。

更に、多孔質管状部材１０２は、第一のマンドレル３３０から除去する前に、任意の第二の多孔質管状部材で包むことができる。様々な実施形態において、任意の第二の多孔質管状部材は、多孔質管状部材１０２の外径より大きい内径を有する。任意の第二の多孔質管状部材は、マンドレル３３０上の第一の管状部材１０２の周りに同軸状に配置することができる。

図４Ａに図示するように、第二のマンドレル４４０は、大径長さセグメント４４６と小径長さセグメント４４４と、第二の短いテーパー長さセグメント４４８とを含むことができる。第二の短いテーパー長さセグメント４４８は、典型的に、小径長さセグメント４４４と大径長さセグメント４４６との間に位置する。

図４Ｂを参照すれば、テーパー長さ部分３１８が第二の短いテーパー長さセグメント４４８又はその近くに位置するように、第一の長い長さ３１８を有するテーパー部分を有するポリマー管状部材１０２を、第二の管状マンドレル４４０上に適合させることができる。ポリマー管状部材１０２を第二のマンドレル４４０に沿って大径長さセグメント４４６の方向に長手方向に圧縮して、第一の長い長さ３１８を有するテーパー部分を、第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分へと変換することができる。そのような実施形態において、第二のマンドレル４４０の外面に対して第一の長い長さ３１８を有するテーパー部分のみが圧縮されるので、ポリマー管状部材１０２の小径長さ部分１０４及び大径長さ部分１０６は長さがほとんど変化しない。このように、前述したように、テーパー形移植可能装置１００の所望の寸法は、第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分を形成する前に選択することができる。

圧縮比を用いて、第一の長い長さ３１８を有するテーパー部分に適用された長手方向の圧縮の量を記載することができる。例えば、圧縮比は、第一の長い長さ３１８を有するテーパー部分の長さに対する、第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分の長さの比率を含むことができる。様々な実施形態において、圧縮比は約７５％〜９５％であることができる。その他の実施形態において、圧縮比は約５０％〜７５％であることができる。さらに他の実施形態において、圧縮比は約２５％〜５０％であることができる。圧縮比は約１５％程度に小さい範囲であってよく、圧縮比は選択した多孔質前駆体物質のバルク密度に大きく依存する。

様々な実施形態において、圧縮比は、第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分、及び第一の長い長さ３１８を有するテーパー部分のそれぞれの長さに相関することができる。例えば、マンドレル比率は、第一の長いテーパー長さセグメント３３８の長さに対する、第二の短いテーパー長さセグメント４４８の長さの比率を含むことができる。好ましくは、圧縮比とマンドレル比率とは実質的に同じである。他の実施形態において、マンドレル比率は圧縮比の１０％以内である。さらに他の実施形態において、マンドレル比率は圧縮比の３３％以内である。圧縮比とマンドレル比率との間のあらゆる相関性は本開示の範囲内である。

様々な実施形態において、図４Ｃに図示するように、雌型ダイ４５０を用いて、第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分の形成を補助することができる。例えば、雌型ダイ４５０は、第二の短いテーパー長さセグメント４４８又はその近くで、ポリマー管状部材１０２に対して長手方向に圧縮力を適用して、第一の長い長さ３１８を有するテーパー部分を、第二のマンドレル４４０の第二の短いテーパー長さセグメント４４８へと圧縮させることができる。雌型ダイ４５０は、例えば、第二のマンドレル４４０の第二の短いテーパー長さセグメント４４８に相補的な形状を含むことができる。他の実施形態において、雌型ダイ４５０は、第二の短いテーパー長さセグメント４４８の形状とは異なる形状を含む。そのような実施形態において、雌型ダイ４５０は、第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分を含む、ポリマー管状部材１０２の外面上に所望の形状を提供することを補助することができる。

更に、雌型ダイ４５０は、小径領域１０４及び／又は第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分において、ポリマー管状部材１０２の一貫した厚みを提供することを補助することができる。多孔質管状部材において、第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分の形成を補助する雌型ダイ４５０のあらゆる形態は本開示の範囲内である。

第二のマンドレル４４０からポリマー管状部材１０２を除去する前に、部材１０２を更なる処理工程にさらすことができる。例えば、ポリマー管状部材１０２の一部、例えば第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分を加熱することができる。更に、第二のマンドレル４４０及びポリマー管状部材１０２の全体に熱を適用することができる。第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分を含む、ポリマー管状部材１０２のあらゆる処理は本開示の範囲内である。

第二の短い長さ１０８を有するテーパー部分を形成した後、テーパー形移植可能装置１００を第二のマンドレル４４０から除去して、患者の組織に使用するために調製することができる。様々な実施形態において、テーパー形移植可能装置１００は、医療装置、例えばステントと組み合わせることができる。他の実施形態において、テーパー形移植可能装置１００は、他の医療装置と組合せることなく使用することができる。そのような実施形態において、テーパー形移植可能装置１００はグラフトを含むことができる。特定の実施形態において記載したが、しかしながら、テーパー形移植可能装置１００は、患者の組織内に移植するため、単独で、又はあらゆる適切な医療装置と組み合わせて使用することができる。

以上の記載において、装置及び方法の構造及び機能の詳細とともに様々な代替を含む、いくつかの特徴及び利点を説明した。本開示は説明のみを意図し、したがって網羅的であること又は制限することを意図しない。本明細書に記載されている原則の範囲内で、添付の特許請求の範囲を表現する用語の幅広い一般的な意味によって示される最大限まで、特に構造、材料、部材、部品、形状、サイズ、及び組合せを含む部品の配置の問題において、様々な変形をしてもよいことは当業者にとって明らかである。これらの様々な変形が添付の特許請求の範囲の精神及び範囲から逸脱する程度まで、それらは本願明細書に包含されることを意図する。

Claims (17)

1. テーパー形移植可能物品の製造方法であって：
   第一の長いテーパー長さセグメントを有する第一のマンドレルを用いて、ｅＰＴＦＥ管状部材に、第一の長い長さを有するテーパー部分を形成することと；
   前記第一のマンドレルから前記ｅＰＴＦＥ管状部材を除去することと；
   前記ｅＰＴＦＥ管状部材の前記第一の長い長さを有するテーパー部分を、第二の短いテーパー長さセグメントを有する第二のマンドレル上で、第二の短い長さを有するテーパー部分へと長手方向に圧縮することと；
   前記第二のマンドレルから前記ｅＰＴＦＥ管状部材を除去することと
   を含む、方法。
2. 圧縮比は、前記第一の長い長さを有するテーパー部分に対する前記第二の短い長さを有するテーパー部分の比率を含み、マンドレル比率は、前記第一の長いテーパー長さセグメントの長さに対する前記第二の短いテーパー長さセグメントの長さの比率を含み、前記マンドレル比率が前記圧縮比の３３％以内である、請求項１に記載の方法。
3. 前記マンドレル比率が前記圧縮比の１０％以内である、請求項２に記載の方法。
4. 前記圧縮比と前記マンドレル比率とが実質的に等しい、請求項２に記載の方法。
5. 前記ｅＰＴＦＥ管状部材の前記第一の長い長さを有するテーパー部分を形成する工程は、押出しｅＰＴＦＥ管を前記第一のマンドレル上で引くことを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記ｅＰＴＦＥ管状部材は多数のフィブリルを含み、前記フィブリルの過半数が曲がっている、請求項１に記載の方法。
7. 前記第一の長い長さを有するテーパー部分及び前記第二の短い長さを有するテーパー部分が、直径の等しい横方向断面形状を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記第二の短い長さを有するテーパー部分が均一の円錐台形状を含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記第二の短い長さを有するテーパー部分が不均一な形状を含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記ｅＰＴＦＥ管状部材のテーパー部分を前記第二のマンドレル上で長手方向に圧縮した後に、前記ｅＰＴＦＥ管状部材を加熱する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記第一の長い長さを有するテーパー部分を前記第二のマンドレル上で長手方向に圧縮する工程は、前記第二の短いテーパー長さセグメントの形状に相補的な形状を有する雌型ダイを用いて前記ｅＰＴＦＥ管状部材を圧縮することを更に含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記ｅＰＴＦＥ管状部材が前記第一の長い長さにあるときに、前記ｅＰＴＦＥ管状部材の反管腔側表面の少なくとも一部をフィルムで包む工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
13. 第一の直径を有する第一の長さ部分と、第二の直径を有する第二の長さ部分とを含む、ｅＰＴＦＥ管と；
    前記第一の長さ部分と前記第二の長さ部分との間のテーパー長さ部分であって、多数の実質的に曲がったフィブリルを含む、テーパー長さ部分と
    を含む、移植可能物品。
14. 前記ｅＰＴＦＥ管が多数の曲がったフィブリルを含む、請求項１３に記載の移植可能物品。
15. 前記テーパー長さ部分が不均一な形状を含む、請求項１３に記載の移植可能物品。
16. 前記テーパー長さ部分が均一な円錐台形状を含む、請求項１３に記載の移植可能物品。
17. 小径の第一の末端と大径の第二の末端とを含む、ｅＰＴＦＥ管と；
    前記第一の末端と前記第二の末端との間のテーパー長さ部分であって、多数の実質的に曲がったフィブリルを含む、テーパー長さ部分と
    を含む、移植可能物品。

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