JP3363153B2 - 織目付の多孔性膨張ptfe - Google Patents
織目付の多孔性膨張ptfeInfo
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Description
レン)、特に、所定のテクスチャー(織目)をプリント
する改良に係る方法に関する。
陥のある血管に代替する効果的な技術として、静脈及び
動脈の自己移植(患者の血管の一部をその患者の他の部
分における血管の一部で代替すること)が可能となっ
た。しかしながら、需要は、この技術で処理出来る限度
を超え、その結果、血管系に植え込むための人工的又は
補綴的血管及び動脈の研究が為されることとなった。こ
の需要は、血管及び動脈の代替のみならず、例えば、血
液透析を受ける患者のような繰り返して行われる合成血
管用移植体は、穿刺に耐えることの出来る移植血管にも
及ぶ。
成材料を編み又は織って、又はPTFE(テフロン(登録商
標名))を延伸させ又は膨張させて製造されている。移
植体を製造する方法が異なれば、多孔度の異なる移植体
が製造される。即ち、織ったダクロン移植体は最も多孔
質であり、膨張PTFEの多孔度は最小である。多孔度は、
移植体を固着する容易さ、外科手術中及び手術後の漏洩
量、及び手術後に組織が移植体と一体化する程度又はそ
の速さに影響を与える。
望ましい特性のため、膨張PTFEの多孔度を増すことが、
以前から望まれている。膨張PTFEは、血管の移植体とし
て使用するため、管状又はシート状の形態にて製造され
る。管状の形態のとき、PTFEを使用して、欠陥があり又
は損傷した血管又は動脈を交換する。シート状の形態の
とき、そのシートの一部を所定の寸法に切断し、血管壁
の切開部分を修復し又は閉じるパッチとして、血管又は
動脈に固着される。膨張PTFEのより多孔質の形態は、例
えば、液体又はガスからの粒子のろ過、ガスの分離、ガ
ス又は液体の放出の制御又は全量の放出、包装又は結束
のような多くの追加的な用途がある。
明細書において「ゴア」の特徴と称する)に開示された
ように、膨張PTFEは、典型的に、PTFEのペースト及び漏
洩剤が圧力下にて所定の形状のノズルを通して押し出さ
れる常温押出し法によって製造されている。この押出し
成形によるシートは、そのシートを平滑なローラの間を
通すことによって圧延される。シートは、厚さが薄くな
り且つ延伸し、例えば、0.4乃至0.6mmという所望の厚さ
になるまで、幾つかの組みのローラの間を通る。かかる
圧延の結果、ローラを通って進む方向へのシートの引張
り強度が増し、シートは、通常、ローラを通る間に回転
され、その全方向への引張り強度が増す。次に、シート
は膨張させ、「焼結中」、即ち、シートの温度を略340
℃の略融点まで加熱し、次に、シートが冷却することを
許容することにより、その膨張状態に保たれる。焼結
後、シートはその形状を保持し、使用の準備が整う。PT
FEの多孔度を増す何れの技術もこの方法と適合可能であ
ることが望ましい。
つ通常極めて多孔質ではない節から成る顕微鏡的構造体
を有する。多孔度の一つの測定手段は、例えば、8乃至
10μmという寸法である。その他の殆どのポリマーと異
なり、PTFEにとってこの寸法は、シートにおける穴又は
孔の直径ではなくて、一つの孔を形成する複数の節にお
ける一つの節から別の節までの距離である。節は微細繊
維によって相互に接続されているため、この寸法は、繊
維の長さの測定手段である。
が低く、例えば、包み付けが容易でなく、その他の移植
材料よりも穿刺し難い。
術で得られるものよりも多孔度の大きい膨張PTFEで出来
た血管の移植体を提供することである。
強度の大きい多孔質膨張PTFEを提供することである。
多孔質膨張PTFEを提供することである。
度の大きい多孔質膨張PTFEを提供することである。
が付される、本発明によって達成される。ナーリング加
工及び膨張を組み合わせることにより、引張り強度を低
下させることなく多孔度を大きくすることが出来る。孔
はその他の部分ではなくて、ナーリング加工した複数の
掴み箇所に形成されると考えられる。PTFEシートにおけ
る掴み箇所のパターンは、例えば、ナーリング加工面を
シート内に押し付け、布又は紙のようなテクスチャード
面をシートの表面に押し付け、又はシートに化学線によ
る照射を行い、所定領域における結合を弱体化させる等
の各種の方法で製造することが出来る。シートの片側又
は両側の何れかにパターンを形成することが出来る。シ
ートは、従来技術と同種類、例えば、最初の表面積の15
0−200%、長手方向及び横方向に膨張させ、厚さが異な
り、長く且つ短い微細繊維の双方が製造される。シート
は、焼結中、膨張状態を保ち、次に、所定寸法に切断し
て包装する。
より、本発明をより完全に理解することが可能である。
添付図面において、 図1は、従来技術のPTFEシートの顕微鏡写真、 図2は、本発明により形成されたPTFEシートの顕微鏡
写真、 図3は、図2に示したシートよりも節の配分を狭くし
た、本発明により形成されたPTFEの顕微鏡写真である。
して公知のようなPTFEペーストから押出し成形されたPT
FEシートの顕微鏡写真である。当該技術で公知であるよ
うに、「110」は、混合体中におけるPTFE粒子500g当り
の潤滑剤のグラム数である。このルーベ・レベルは、押
出し成形PTFEシートを製造する当該技術分野で典型的な
ものである。典型的な潤滑剤は、鉱物スピリットであ
る。押出し成形後、シートは乾燥させ、所望の厚さまで
圧延し、次に、膨張及び焼結を行う。図1は、上述のよ
うにして形成されたPTFEシートの100倍拡大写真であ
り、節及び微細繊維が明確に見える。細いレース状の構
造体は、実際の多孔度は小さい。
欠陥を形成し得るようにパターンを付与し、この部分に
孔が形成されるようにする点を除いて上述のようにして
製造される。シートの最後の圧延のため、テクスチャー
ド・ローラを使用することにより、圧延及びパータンの
付与を組み合わせることが出来る。シートの片側又は両
側の何れかにパータンを付与することが出来る。パータ
ンを付与した後、シートを膨張させ且つ焼結させる。
倍拡大写真である。特に、シートは96ピッチの菱形パー
タンを有するナーリング付きローラにて平坦面上で圧延
した。シートは両側部にて異なる方向に何回も圧延し
た。100倍の倍率にて、より多孔質の構造体がはっきり
と分かる。微細繊維の一部は長く、また、短いものもあ
り、厚さが厚いもの及び細いものがある。この構造体は
より開放的、即ち、より多孔質である。図1に示したパ
ッチの節間のより均一ではあるが、より短い距離と比べ
て、節間の距離の配分がかなり幅広である点で、この多
孔度は均一ではない。
トによりも多孔性であり、シートのその他の特性は損な
われていない。以下の表はローレットシート(きざみ付
きシート)と非ローレットシート(きざみ無しシート)
に対する一連の試験結果を示す。データの各項目は複数
の試料の平均値である。LTSはリニヤ引っ張り強度であ
り、またMTSはマトリックス引っ張り強度である。
ットシートの節間距離よりも長い。上記表のデータに示
すように、ローレットPTEFシートの他の特性、すなわち
表の第1欄の項目に掲げられた特性については、非ロー
レットPTEFシートと共通点がある。換言すれば、PTEFの
MST、LST、破裂強度及び縫合保持力は、PTEFを延伸加工
する前に刻印加工しても損なわれていない。
場合、この刻印されたパターンはランダム(無秩序)に
なる。SPI(プラスチック工業協会)パターンMT−11030
のような標準的織物パターンを設けた単一ロールを使用
するのが好ましい。この標準的織物パターンを使用する
と、10μ−50μの節間距離が均一に得られる。これによ
り、模様無しシートから得られるよりもより大きい多孔
率のシートが得られるが、節間距離が2μ−10μの同様
のシートではそうにはならない。
ターンで、その形状、方向及びバンプの高さ、すなわち
厚さは予め設定された制限内においてランダムである。
SPI A−2のような、幾つかのパターンは非常に優れ、
鏡面上にソフトな反射画像を形成する。MT−11100のよ
うな他のパターンは、比較的粗く、60グリットサンドペ
ーパと略同じである。MT−11010、MT−11050のような他
のパターンでも良いが、パターンMT−11030は、中間の
粗さの範囲内にあり、好ましい。
触表面にフォトレジストを塗布し、該レジストにパター
ン画像を露光し、レジストににパターンを形成するため
に該レジストをエッチングし、画像をローラに転写する
ために該ローラをエッチングし、そしてローラから残存
したレジストを除去する写真転写技術を使用してローラ
に形成される。意外にも、無理やりパターンを無秩序に
したにもかかわらず、その結果生じた小孔はシートに均
一に分散される。ローラには他の技術、例えばサンドブ
ラストによってパターンを形成することが可能である。
分拡張量に依存する。血管当て物として使用されるべき
シートとして、150−200%の拡張が典型的である。以下
で詳細に記載するように、PTFEの管状移植片は200−500
%拡張される。フィルタのような他の応用例では異なる
拡張量が必要である。
るPTFE粉とミネラルスピリットとの混合物は、35℃の温
度に保たれたダイを通して押し出されて、厚さ1.3mmの
シートを形成する。押し出されたシートは室温で滑らか
なローラ間でカレンダー加工され、0.8mmの厚さにされ
る。カレンダー加工は反復的な一連のステップを備え、
そのステップにおいて、シートはカレンダー加工されか
つ異なる方向に折り畳まれ、それからカレンダー加工さ
れてあらゆる方向に可能な限り均一なシートを造る。カ
レンダー加工の後、シートは、接触面にSPI MT−11030
パターンを有するローラ間に通され、シートの両面にパ
ターンを押し付ける。シートは60分間の間60℃で乾燥さ
れ、175%拡張され、8分の間380℃で焼結され、空気中
で冷却される。
囲で分布された多孔性表面を有しかつ約8000psiのMTSを
有する。管状のPTFEは、チューブがマンドレルとローラ
との間で形造られるのを除いて、同じ方法で造られ、チ
ューブの内面及び外面にパターンに押し付ける。管状の
PTFEは、シート以上に、特に200−500%以上に拡張され
かつ一方向に拡張されるので、高い多孔性を呈する。
ートの一部の100倍の拡大である。特に、シートは97潤
滑(lube)レベルペーストから押し出されかつ第1の方
向にカレンダー加工されかつ折り畳まれ、その後第1の
方向にカレンダー加工されかつ折り畳まれる。その後、
シートは第1の方向にカレンダー加工されかつ第2の方
向に折り畳まれ、第2の方向にカレンダー加工されかつ
折り畳まれ、第2の方向にカレンダー加工されかつ第1
の方向に折り畳まれ、その後第1の方向にカレンダー加
工される。パターンはシートに押し付けられかつシート
は1時間の間40℃で乾燥される。シートはその後275℃
で150%拡張されかつそれから375℃で7.5分間焼結され
る。
トでは多孔性はより均一である。すなわち、節間距離の
分布は図2に示されるシートの節間距離の分布より狭
い。図2と同様に、節間距離は従来技術のもの(図1)
より大きい。シート又はチューブの押し付けられるパタ
ーンを変えることにより、節間距離の分布は変えられ得
る。他のパラメータ、例えば押し出し機の温度、及び/
又はローラの温度は平均節間距離を変えるために変えら
れ得る。例えば、押し出し又はカレンダー加工中の温度
を上昇すると節間距離が増加する。したがって、人は節
間距離の分布又は範囲を中間の値と同様に制御できる。
これにより、拡張されたPTFEの多孔性を制御するために
非常に融通性のある工具を提供する。
技術が、本発明に従って使用することができる。かかる
技術として例えば、サンドブラストなどで用いられる固
形物や、液体物や、気体物による大きなエネルギ衝撃を
利用したものがある。シートにおけるパターンは、印刷
(inpression)以外の手段によっても得られる。例え
ば、シートを化学放射線(actinic radiation)に晒し
たり、シートに紫外線、X線、原子力粒子などをあてた
りして、伸展する前のシートにおける結合を弱くするこ
とによっても得ることができる。レーザーによる書き込
み技術は特に有用である。なぜなら、レーザービームの
波長および強度如何により、レーザーは、伸展前のシー
トの選択された領域を弱化することによりシートにパタ
ーンを形成したり、伸展前のシートの選択された領域を
焼結(sinter)させ(強化させ)たりすることができる
からである。液体エッチング法によりシートにパターン
を形成してもよく、例えば「Tetra−Etch」の名称で市
販されているエッチング液を利用することができる。ま
た、プラズマ・エッチング法によりシートにパターンを
形成してもよい。プラズマを用いてエッチングするため
の手順は、半導体ウエーハを処理するために用いられる
手順と同様であるが、グリッドがシートの上方に位置付
されてシートが該グリッドを通してエッチングされる点
が異なる。別の方法として、例えば塩化ナトリウム(Na
Cl)のような塩である犠牲充填物(sacrificial fille
r)ないし防食用フィラを伸展前にペーストに加えるこ
ともできる。伸展前にシートを水で洗浄することによ
り、塩は除去される。塩の結晶により占められた箇所
は、伸展の際に細孔を形成する。この最後のプロセスの
変形例として、最終のカレンダ工程の前にシート上に塩
を散布し、それから伸展前に塩を除去するようにしても
よい。
ないし有孔率および撓み性を増大させ、しかも張力、縫
合線強度(suture strength)、破裂強度などの、パッ
チ(patch)の他の特性を損なうことのない、方法が提
供される。パターンを変えるだけで、均一性を上げたり
下げたりすることができる。
発明の範囲内において種々の変形例を構成することがで
きよう。例えば、前にも触れたように、伸展の程度(度
合い)は、節間(internodal)距離に大きな影響を与え
る一方、押し出し機およびカレンダの温度が節間距離に
与える影響は小さい。チューブ状のグラフト(graft)
は、ローラおよびマンドレル以外の装置によってパター
ンを形成されてもよい。例えば、割型およびマンドレ
ル、または円筒型内の拡張マンドレルといった装置を使
用することができる。
Claims (29)
- 【請求項1】多孔性の拡張されたポリテトラフルオロエ
チレンを製造する方法であって、前記方法が、 ポリテトラフルオロエチレンと潤滑剤の混合物を第1の
シートの形状に押出し成形する段階と、 前記第1のシートをカレンダー加工する段階と、 前記カレンダー加工された第1のシートに外力を付与し
て模様を形成する段階と、 前記第1のシートを拡張する段階と、 前記第1のシートを焼結する段階と、 を備えている、多孔性の拡張されたポリテトラフルオロ
エチレンを製造する方法。 - 【請求項2】請求項1に記載の方法において、前記模様
が不規則である、多孔性の拡張されたポリテトラフルオ
ロエチレンを製造する方法。 - 【請求項3】請求項1に記載の方法において、前記模様
が規則的である、多孔性の拡張されたポリテトラフルオ
ロエチレンを製造する方法。 - 【請求項4】請求項1に記載の方法において、前記模様
を形成する段階が一対のローラの間で前記第1のシート
を押付ける段階を含み、前記ローラの少なくとも一つが
前記模様が付与された外面を有している、多孔性の拡張
されたポリテトラフルオロエチレンを製造する方法。 - 【請求項5】請求項1に記載の方法において、前記模様
を形成する段階がローラと表面の間で第1のシートを押
圧する段階を含み、前記ローラと表面の少なくとも一つ
に前記模様が織り込まれている、多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンを製造する方法。 - 【請求項6】請求項1に記載の方法において、前記模様
を形成する段階が一対の表面の間で前記第1のシートを
押圧する段階を含み、前記表面の少なくとも一つが前記
模様の織目を有している、多孔性の拡張されたポリテト
ラフルオロエチレンを製造する方法。 - 【請求項7】請求項1に記載の方法において、前記模様
を形成する段階が、 前記模様の織目を有する第2のシートを供給すること
と、 前記第1のシートの上に前記第2のシートを押圧するこ
とと、 前記第2のシートを取除くことと、 を備えている、多孔性の拡張されたポリテトラフルオロ
エチレンを製造する方法。 - 【請求項8】請求項7記載の方法において、前記第2の
シートが布地である、多孔性の拡張されたポリテトラフ
ルオロエチレンを製造する方法。 - 【請求項9】請求項7記載の方法において、前記第2の
シートが紙である、多孔性の拡張されたポリテトラフル
オロエチレンを製造する方法。 - 【請求項10】請求項1記載の方法において、前記模様
を形成する段階が、 前記混合物に溶加剤を添加する段階と、 前記第1のシートのカレンダー加工後に前記溶加剤を取
除く段階と、 を備えている、多孔性の拡張されたポリテトラフルオロ
エチレンを製造する方法。 - 【請求項11】請求項1記載の方法において、前記模様
を形成する段階が、 前記第1のシートに溶加剤を添加する段階と、 前記第1のシートのカレンダー加工後に前記溶加剤を取
除く段階と、 を備えている、多孔性の拡張されたポリテトラフルオロ
エチレンを製造する方法。 - 【請求項12】多孔性の拡張されたポリテトラフルオロ
エチレンであって、ポリテトラフルオロエチレンと潤滑
剤の混合物を押出してチューブを成形する段階と、前記
チューブに外力を作用することにより模様を形成する段
階と、前記チューブを拡張する段階と、前記チューブを
焼結する段階とを行うことにより製造される、多孔性の
拡張されたポリテトラフルオロエチレン。 - 【請求項13】請求項12記載の多孔性の拡張されたポリ
テトラフルオロエチレンにおいて、前記模様を形成する
段階がマンドレルの上に前記チューブを装着する段階
と、前記チューブをローラとマンドレルの間で押圧する
段階とを含むことにより製造され、前記ローラとマンド
レルの少なくとも一つが前記模様の織目を有している、
多孔性の拡張されたポリテトラフルオロエチレン。 - 【請求項14】多孔性の拡張されたポリテトラフルオロ
エチレンであって、ポリテトラフルオロエチレンと潤滑
剤の混合物を第1のシートの形状に押出し成形する段階
と、前記第1のシートをカレンダー加工する段階と、前
記カレンダー加工された第1のシートに外力を付与して
模様を形成する段階と、前記第1のシートを拡張する段
階と、前記第1のシートを焼結する段階とを行うことに
より製造される、多孔性の拡張されたポリテトラフルオ
ロエチレン。 - 【請求項15】請求項14に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記第1のシート
に外力を付与して模様を形成する段階が、前記第1のシ
ートに外部の模様を押しつけること、固形物で高エネル
ギーの衝撃を与えること、エッチングすること、レーザ
ーを照射すること、又は放射線を照射することにより欠
陥個所を形成する段階を含むことにより製造される、多
孔性の拡張されたポリテトラフルオロエチレン。 - 【請求項16】請求項15に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記第1のシート
を拡張する段階が異なった方向に順に拡張する段階を含
むことにより製造される、多孔性の拡張されたポリテト
ラフルオロエチレン。 - 【請求項17】請求項14ないし16の何れかに記載の多孔
性の拡張されたポリテトラフルオロエチレンにおいて、
前記拡張されたポリテトラフルオロエチレンの節間間隔
が10ないし200ミクロンの範囲にある、多孔性の拡張さ
れたポリテトラフルオロエチレン。 - 【請求項18】請求項17に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記節間間隔が10
ないし50ミクロンの範囲にある、多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレン。 - 【請求項19】請求項18に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記節間間隔が20
ないし40ミクロンの範囲にある、多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレン。 - 【請求項20】多孔性の拡張されたポリテトラフルオロ
エチレンを製造する方法において、 ポリテトラフルオロエチレンと潤滑剤の混合体をシート
の形状に押出し成形する段階と、 前記シートを一連のカレンダー加工工程及び折曲げ工程
に付する段階と、 前記カレンダー加工されかつ折曲げられたシートに外力
を付与することにより模様を形成する段階と、 前記シートを拡張する段階と、 前記シートを焼結する段階と、 を備えている、多孔性の拡張されたポリテトラフルオロ
エチレンを製造する方法。 - 【請求項21】請求項20に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンを製造する方法において、前
記シートを折曲げる工程の前に、前記シートに更に模様
を形成する段階を備えている、多孔性の拡張されたポリ
テトラフルオロエチレンを製造する方法。 - 【請求項22】請求項15に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記第1のシート
に欠陥個所を形成する段階が、前記第1のシートに防食
用フィラを付与し、前記第1のシートを拡張する前に前
記防食用フィラを取り除く段階を含むことにより製造さ
れる、多孔性の拡張されたポリテトラフルオロエチレ
ン。 - 【請求項23】多孔性の拡張されたポリテトラフルオロ
エチレンであって、ポリテトラフルオロエチレンと潤滑
剤の混合体をシートの形状に押出し成形する段階と、前
記シートに外力を付与して模様を形成することにより複
数の欠陥箇所を形成する段階と、前記シートを拡張する
段階と、前記シートを焼結する段階とを行うことにより
製造される、多孔性の拡張されたポリテトラフルオロエ
チレン。 - 【請求項24】請求項23に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記複数の欠陥箇
所を形成する段階が、前記シートの少なくとも一つの面
に織目の付いた表面を当てる段階と、前記織目が付いた
表面を押圧する段階とを含むことにより製造される、多
孔性の拡張されたポリテトラフルオロエチレン。 - 【請求項25】請求項24に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記織目が付いた
表面を押圧する段階がカレンダー加工工程を含むことに
より製造される、多孔性の拡張されたポリテトラフルオ
ロエチレン。 - 【請求項26】請求項23に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記複数の欠陥箇
所を形成する段階が更に、前記シートの少なくとも一つ
の面に向けて外部物質の高エネルギーの衝撃を与える段
階を含むことにより製造される、多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレン。 - 【請求項27】請求項23に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記複数の欠陥箇
所を形成する段階が更に、前記シートをエッチングする
段階を含むことにより製造される、多孔性の拡張された
ポリテトラフルオロエチレン。 - 【請求項28】請求項27に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記エッチングす
る段階が化学的もしくはプラズマエッチング段階を含む
ことにより製造される、多孔性の拡張されたポリテトラ
フルオロエチレン。 - 【請求項29】請求項23に記載の多孔性の拡張されたポ
リテトラフルオロエチレンにおいて、前記複数の欠陥箇
所を形成する段階が更に、前記シートの少なくとも一つ
の面にレーザーもしくは化学的放射線を照射する段階を
含むことにより製造される、多孔性の拡張されたポリテ
トラフルオロエチレン。
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