JP3594971B2 - ポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有する膨脹バルーン - Google Patents
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Description
発明の背景
本発明は、概して、ポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有する膨張バルーンに関するものである。
冠状動脈血管形成術に対してバルーン付きカテーテルを使用することは、従来より公知である。血管形成術においては、部分的に閉塞された血管、すなわち、狭窄を有する血管が、拡張バルーン部材を利用して処置される。拡張バルーン部材は、狭窄を血管壁に対して押し広げる。典型的には、拡張部材すなわちバルーンは、膨張用カテーテルの先端に付着されて携行される。膨張用カテーテルは、例えば狭窄部位を有する冠状動脈内を、所定箇所に向けて血管系を進められる。所望の部位への拡張部材の配置が完了すると、液体がカテーテルの基端部を通して導入され、比較的大きな圧力にまで拡張部材を膨らませる。これにより、血管の開放性が取り戻される。冠状動脈血管形成術およびそのためのデバイスは、Vliestra氏他による"Coronary Balloon Angioplasty"Blackwell Scientific Publications（1994）に詳細に記載されている。
従来より公知の医療用バルーンは、以下の文献に開示されている。すなわち、Sugiyama氏他による米国特許第4 964 853号および第4 994 032号;Pinchuk氏他による米国特許第4 906 244号、米国特許第5 108 415号、米国特許第5 156 612号、米国特許第5 236 659号、米国特許第5 304 197号;Martin氏による米国特許第5 226 880号および米国特許第5 334 148号;Nobuyoshi氏他による米国特許第5 250 069号;Kaneko氏他による米国特許第5 328 468号；欧州特許出願0 566 755号；日本国特開昭58−188463号である（ここで引用されたすべての文献および前段階において引用された文献は、それらの全体が参考のためここに組み込まれる）。
本発明の目的は、少なくとも一部がポリエステルエーテルアミドコポリマーから形成されている、血管形成術用デバイスのためのバルーンを提供することである。
本発明の他の目的および利点は、以下の説明および請求項によって、当業者には明瞭となるであろう。
発明の概要
要約すれば、本発明は、単一ポリマー層を備えた、血管形成術用デバイスのためのバルーンに関するものである。ポリマー層は、約20〜約100重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有するとともに、約０〜約80重量％のポリアミドを含有している。ポリマー層は、エステル結合を実質的に含有していないようなポリエーテルアミドに関しては、実質的にこのようなポリエーテルアミドを含有していない。ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、ブロックコポリマーまたはランダムコポリマーとすることができる。ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、約45Shore Ｄ〜約78Shore Ｄの硬度、好ましくは、約55Shore Ｄ〜約75Shore Ｄの硬度、さらに好ましくは、約63Shore Ｄ〜約72Shore Ｄの硬度、を有することができる。なお一層好ましくは、ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、約63Shore Ｄ、約70Shore Ｄ、あるいは、約72Shore Ｄのいずれかの硬度を有することができる。単一ポリマー層は、少なくとも約２重量％のポリアミドを含有することができる。ポリアミドとしては、例えば、ナイロン12、ナイロン11、ナイロン６、ナイロン6/6、ナイロン4/6、および、これらの組合せが挙げられる。単一ポリマー層は、さらに、ポリエステルコポリマー、ポリウレタンコポリマー、ポリエチレン、および、これらの組合せといったポリマーを、少なくとも約２重量％含有することができる。ポリマー層は、少なくとも約40重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーを、好ましくは、少なくとも約80重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーを、備えることができる。バルーンは、約20〜約80重量％のナイロン12と、約20〜約80重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーと、を具備することができる。好ましくは、約60重量％のナイロン12と、約40重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーと、を具備することができる。これに代えて、バルーンは、約25〜約80重量％のナイロン4/6と、約20〜約75重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーと、を具備することができる。好ましくは、約65重量％のナイロン4/6と、約35重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーと、を具備することができる。
本発明は、また、血管形成術用デバイスのためのバルーンであって、本質的にポリエステルエーテルアミドコポリマーからなる単一ポリマー層を具備しているバルーンに関するものである。ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、ブロックコポリマーまたはランダムコポリマーとすることができる。ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、約45Shore Ｄ〜約78Shore Ｄの硬度、好ましくは、約55Shore Ｄ〜約75Shore Ｄの硬度、さらに好ましくは、約63Shore Ｄ〜約72Shore Ｄの硬度、を有することができる。なお一層好ましくは、ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、約63Shore Ｄ、約70Shore Ｄ、あるいは、約72Shore Ｄのいずれかの硬度を有することができる。バルーンは、ポリエステルエーテルアミドコポリマーからなることができる。
本発明は、また、血管形成術用デバイスのためのバルーンであって、（ａ）少なくとも約91重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有するとともに、（ｂ）約０〜９重量％のポリアミドを含有し、かつ、（ｃ）ポリエステルエーテルアミドおよびポリアミド以外のポリマーを約０〜９重量％含有する、単一ポリマー層を具備するバルーンに関するものである。バルーンは、少なくとも約95重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーを備えることができる。
図面の説明
図１は、カテーテルの先端に取り付けられた、本発明の拡張部材を示す図である。
図２は、本発明の拡張部材を作るために使用されるバルーンフォームを示す断面図である。
図３は、本発明の拡張部材を作るために使用される成型置を概略的に示す図である。
図４は、PEBAX6333バルーンに関して、バルーンの壁厚さに対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図５は、PEBAX6333バルーンに関して、バルーンの破裂圧力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図６は、PEBAX6333バルーンに関して、バルーンのＫ値に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図７は、PEBAX6333バルーンに関して、バルーンのフープ応力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図８は、PEBAX7033バルーンに関して、バルーンの壁厚さに対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図９は、PEBAX7033バルーンに関して、バルーンの破裂圧力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図10は、PEBAX7033バルーンに関して、バルーンのＫ値に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図11は、PEBAX7033バルーンに関して、バルーンのフープ応力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図12は、PEBAX7233バルーンに関して、バルーンの壁厚さに対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図13は、PEBAX7233バルーンに関して、バルーンの破裂圧力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図14は、PEBAX7233バルーンに関して、バルーンのＫ値に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図15は、PEBAX7233バルーンに関して、バルーンのフープ応力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
好ましい実施形態の説明
図１に示すように、拡張部材２は、カテーテルシャフト４の先端部に取り付けられている。拡張部材２、他の言い方をすればバルーンとして知られている拡張部材２は、カテーテルシャフト４を囲む単一ポリマー層６を備えている。図示の拡張部材２は、２ヶ所の結合サイト8a、8bにおいて、熱接着、レーザー接着、接着、あるいは、他の公知方法により、結合されている。
本発明による拡張部材は、ポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有している。このようなポリマーの構造は、堅固なポリアミドブロックとフレキシブルなポリエーテルブロックとからなる規則的な直鎖から構成されている。このようなコポリマーは、次の式で表される。
ここで、PAは、ポリアミドブロックであり、PEは、ポリエーテルブロックである。
ポリエステルエーテルアミドコポリマー材料は、New Jersey,Glan RockのAtochem Inc.によりPEBAXの商標名で市販されている。PEBAXのいくつかのグレードの性質は、「PEBAXポリエーテルブロックアミド」（1987年12月）と題するAtochem社のパンフレットに記載されている。
本発明の拡張部材は、ポリアミドを含有することができる。ポリアミド材料としては、ナイロン12、ナイロン11、ナイロン６、ナイロン6/6、および、ナイロン4/6がある。このような材料は、Dupont社によりZYTELの登録商標で市販されている。
本発明の拡張部材は、さらに、ポリエステルエーテルアミドコポリマーやポリアミド以外にも、例えば、ポリエステルコポリマー、ポリウレタンコポリマー、ポリエチレン、および、これらの組合せといったポリマーを含有することができる。
拡張部材を構成している単一ポリマー層は、適切な材料のブレンドとすることができる。そのようなブレンドは、所望の樹脂を混合し、パリソンを形成するようこれら樹脂を押し出すことにより、形成することができる。単一層は、また、グラフトコポリマーとすることができる。このようなグラフトコポリマーは、例えば、ポリアミド（例えばナイロン12）をポリフェニルエーテルグラフト無水マレイン酸（PPE−グラフト−MA）と反応させることにより形成することができる。いわゆるポリマー合金および類似物は、また、本発明の範囲内に含有される。
本発明の拡張部材は、押出機内において、まずパリソンを生成することにより形成される。パリソンは、典型的には、内径が約0.01〜0.031インチ（0.025〜0.079cm）であり、壁厚さが約0.0035〜0.015インチ（0.0089〜0.038cm）である。
その後、温水式成型装置が、本発明の拡張部材をブロー成型するために使用される。所望のサイズおよび厚さを備えた所望材料製のチューブが、バルーン処理型内に挿入され、約200〜212゜F（93〜100℃）の温度にまで加熱される。所望により、型にウェイトを印加することができる。チューブは、長さ方向張力を受け、380〜500psiの高圧窒素が、型内に配置されたチューブ内に挿入される。型は、約10〜45秒間、好ましくは25秒間といった所定時間にわたって、温水浴中に留まる。その後、型が移動され、約20〜40秒間、好ましくは30秒間といった所定時間にわたって冷却ポット内に配置される。それから、型が、開放され、バルーンが取り出される。
代替可能なプロセスにおいては、バルーンは、バルーンブロー成型装置内で形成される。チューブが型内に挿入され、チューブの端部が型ガスケット内に固定される。その後、チューブは、190〜220゜F（87〜104℃）の温度で、約10〜45秒間、好ましくは25〜30秒間といった時間にわたって加熱される。そして、加熱されたチューブは、長さ方向張力を受け、軸方向に長さが１〜２倍となるように延伸される。延伸されたチューブは、窒素により約350〜500psiの範囲に加圧され、型内において、約250〜280゜F（121〜138℃）の温度で、好ましくは約260〜270゜F（127〜132℃）の温度で、約10〜20秒間にわたって加熱処理される。その後、型が室温にまで冷却され、型内において、約10〜15秒間にわたって圧力をかけて室温硬化される。それから、システムは、圧力が抜かれ、バルーンが、型から取り出される。
実験例
ポリエステルエーテルアミドブロックコポリマーからバルーンが製作され、いくつかの特性を調べるためにテストされた。
実験例１〜180
180個のバルーンが以下の方法によって製作された。
ポリエステルエーテルアミドコポリマー100重量％からなるパリソンが押し出された。パリソンは、内径が約0.015インチ〜約0.023インチであり、壁厚さが約0.006インチ〜約0.010インチであり、長さが約18インチである。
パリソンは、図２および図３に示すような成型装置内に配置された。図２に示すように、バルーンフォーム８は、拡張部材の最終形状に対応した凹所10を備えている。凹所は、基端フォーム24、ボディフォーム26、および、先端フォーム28から構成されている。図３に示すように、パリソンの先端部が、成型装置12の基端14内に挿入され、成型装置の先端部16から突出するまで、基端フォーム24、ボディフォーム26、および、先端フォーム28を通して押し込まれた。そして、キャップ18が、装置12の先端部16上に配置された。これにより、パリソンの先端部が固定され、しかもシールされた。次に、型は、パリソンの基端部がハンドル20から自由に延出するようにして、ハンドル20内に配置された。さらに、ウェイト22が、パリソンの基端部上にわたって型上に配置された。
そして、パリソンの開放基端部が、Touhy Borstクランプを介して加圧窒素供給源に接続された。窒素供給源は、最大1000psiの圧力を得ることができるものである。それから、350〜500psiの程度となるよう窒素供給源が調節され、型は、温水浴（212゜F）中に配置された。温水浴は、パリソンを加熱した。パリソンのうちの自由に延在した基端部は、長さ方向延伸のために型が水中に入って、パリソンの先端部が径方向に膨張するまで（約15〜30秒間）、先端フォーム28近傍だけが浴中に位置するように手で保持された。なおも型を手で保持すると、型は、型が完全に水没して、バルーンの基端部が径方向に拡張するまで（さらに、約１〜10秒間）、水中に入り続けた。
その後、型は、温水浴から移動され、約60〜75゜Fの冷水浴中に、約30秒間にわたって配置された。そして、窒素供給が停止され、バルーンが、型から取り外された。
バルーンは、37℃の水浴中において加圧窒素供給源に対してバルーンを取り付けることにより、テストされた。バルーンは、数段階の所定の窒素圧力（50psi、100psi、150psi、および、破裂圧力）で膨らまされて、バルーンのいくつかの寸法、および、破裂圧力が測定された。寸法は、スナップゲージにより測定された。
以下の表１〜18には、主題をなすバルーンを製作するために使用されたプロセスパラメータ（高温浴温度、冷水浴温度、型荷重ウェイト、および、窒素圧力）が記載されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。Ｋ値（Ｋ−stat）は、次のようにして計算された。すなわち、（破裂圧力）−〔（Ｋ値）（破裂圧力標準偏差）〕。このＫ値は，参考程度のものである。フープ応力は、次のようにして計算された。すなわち、（バルーンの破裂圧力）（バルーン直径）／（２）（バルーン壁厚さ）。
実験例181〜206
26個のバルーンが、実験例１〜180に関して述べたプロセスにより製作された。相違点は、成型装置において、個別のウェイト22を使用するのではなく、予め選択されたウェイトをハンドル20内に組み込んで使用している点のみである。
バルーンは、膨張性、および、破裂強度を測定するためにテストされた。膨張性は、２つのバルーンの直径の比により決定された。このテストにおいては、バルーンは、一連の圧力で膨らまされた。直径は、各圧力において測定された。膨張性とは、最小圧力における直径の最大圧力における直径に対する比である。膨張は、破裂圧力まで、1barずつ圧力を上げることによって行われた。
バルーンをテストするために、バルーンは、まず、温度制御のなされた水浴中に配置された。そして、水中において、最小でも１分間暖められた。その後、バルーンは、気圧式膨張／収縮デバイスに対して取り付けられた。真空引きが行われた。4barの圧力で20秒間保持した状態から開始して、バルーンの直径および長さが測定された。バルーンは収縮され、測定が記録された。圧力を1barずつ上げるごとに、バルーンの直径および長さが測定された。この手続きが、バルーンが破裂するまで、繰り返された。破裂圧力、および、破裂形態のタイプが、記録された。
以下の表19〜21には、拡張部材のテスト結果が示されている。
実験例207〜236
30個のバルーンが、実験例１〜180に関して述べたプロセスにより製作された。相違点は、パリソンの内径が、約0.025インチであり、壁厚さが約0.0065インチである点のみである。
バルーンは、実験例１〜180に関して述べた手続きによりテストされた。相違点は、４〜16気圧において１気圧ずつ増加させて外径が測定され、その後、バルーンが破裂した点である。
以下の表22〜28には、所定のパラメータ（PEBAXグレード、寸法、傾斜角度、評価された破裂圧力、および、型が水中に保持されていた総時間を表す保持時間）が示されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。
実験例237〜266
30個のバルーンが、実験例１〜180に関して述べたプロセスにより製作された。
バルーンは、実験例１〜180に関して述べた手続きによりテストされた。相違点は、４〜16気圧において１気圧ずつ増加させて外径が測定され、その後、バルーンが破裂した点である。
以下の表29〜35には、所定のパラメータ（PEBAXグレード、寸法、傾斜角度、評価された破裂圧力、および、型が水中に保持されていた総時間を表す保持時間）が示されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。
実験例267〜276
10個のバルーンが、実験例１〜180に関して述べたプロセスにより製作された。相違点は、パリソンの内径が、約0.025インチであり、壁厚さが約0.0065インチである点のみである。
バルーンは、実験例１〜180に関して述べた手続きによりテストされた。相違点は、４〜16気圧において１気圧ずつ増加させて外径が測定され、その後、バルーンが破裂した点である。
以下の表36〜38には、所定のパラメータ（PEBAXグレード、寸法、傾斜角度、評価された破裂圧力、および、型が水中に保持されていた総時間を表す保持時間）が示されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。
実験例277〜306
30個のバルーンが、実験例１〜180に関して述べたプロセスにより製作された。相違点は、傾斜角度が26゜であるとともに、パリソンの内径が約0.025インチであり、かつ、壁厚さが約0.0065インチである点のみである。
バルーンは、実験例１〜180に関して述べた手続きによりテストされた。相違点は、４〜16気圧において１気圧ずつ増加させて外径が測定され、その後、バルーンが破裂した点である。
以下の表39〜41には、所定のパラメータ（PEBAXグレード、寸法、傾斜角度、評価された破裂圧力、および、型が水中に保持されていた総時間を表す保持時間）が示されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。
実験例307〜366
30個のバルーンが、以下のプロセスにより製作された。チューブが型内に配置され、所定のバルーンブロー成型温度にまで、15〜30秒間にわたって予備加熱された。チューブが、延伸されるとともに、バルーンを形成するよう膨らまされた。バルーンは、15〜30秒間にわたってバルーンブロー成型温度に維持された。その後、バルーンは、10〜20秒間にわたって、少なくとも結晶化温度にまで加熱された。それから、バルーンが室温にまで冷却され、型から取り出された。
バルーンは、実験例１〜180に関して述べた手続きによりテストされた。
以下の表42〜47には、所定のパラメータ（PEBAXグレード、寸法、結晶化温度、成型温度、左右の延伸寸法、窒素圧力、および、エア流量）が示されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。
図４〜図15は、材料のタイプに応じてデータを集積し、延伸、結晶化温度、および、バルーンブロー成形温度を従属変数とした一連の２次方程式を反映させることにより、作製された。方程式は、ECHIP（登録商標）と称される実験の統計的設計プログラムを使用して、プロットされた。その場合、興味をなす変数がプロットされた。
図４〜図15に示すように、バルーンは、軸方向に、元々の長さの２倍にまで拡張している。
上記説明および図面は、例示の目的のためのものであって、本発明を限定するものではない。
本発明は、概して、ポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有する膨張バルーンに関するものである。
冠状動脈血管形成術に対してバルーン付きカテーテルを使用することは、従来より公知である。血管形成術においては、部分的に閉塞された血管、すなわち、狭窄を有する血管が、拡張バルーン部材を利用して処置される。拡張バルーン部材は、狭窄を血管壁に対して押し広げる。典型的には、拡張部材すなわちバルーンは、膨張用カテーテルの先端に付着されて携行される。膨張用カテーテルは、例えば狭窄部位を有する冠状動脈内を、所定箇所に向けて血管系を進められる。所望の部位への拡張部材の配置が完了すると、液体がカテーテルの基端部を通して導入され、比較的大きな圧力にまで拡張部材を膨らませる。これにより、血管の開放性が取り戻される。冠状動脈血管形成術およびそのためのデバイスは、Vliestra氏他による"Coronary Balloon Angioplasty"Blackwell Scientific Publications（1994）に詳細に記載されている。
従来より公知の医療用バルーンは、以下の文献に開示されている。すなわち、Sugiyama氏他による米国特許第4 964 853号および第4 994 032号;Pinchuk氏他による米国特許第4 906 244号、米国特許第5 108 415号、米国特許第5 156 612号、米国特許第5 236 659号、米国特許第5 304 197号;Martin氏による米国特許第5 226 880号および米国特許第5 334 148号;Nobuyoshi氏他による米国特許第5 250 069号;Kaneko氏他による米国特許第5 328 468号；欧州特許出願0 566 755号；日本国特開昭58−188463号である（ここで引用されたすべての文献および前段階において引用された文献は、それらの全体が参考のためここに組み込まれる）。
本発明の目的は、少なくとも一部がポリエステルエーテルアミドコポリマーから形成されている、血管形成術用デバイスのためのバルーンを提供することである。
本発明の他の目的および利点は、以下の説明および請求項によって、当業者には明瞭となるであろう。
発明の概要
要約すれば、本発明は、単一ポリマー層を備えた、血管形成術用デバイスのためのバルーンに関するものである。ポリマー層は、約20〜約100重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有するとともに、約０〜約80重量％のポリアミドを含有している。ポリマー層は、エステル結合を実質的に含有していないようなポリエーテルアミドに関しては、実質的にこのようなポリエーテルアミドを含有していない。ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、ブロックコポリマーまたはランダムコポリマーとすることができる。ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、約45Shore Ｄ〜約78Shore Ｄの硬度、好ましくは、約55Shore Ｄ〜約75Shore Ｄの硬度、さらに好ましくは、約63Shore Ｄ〜約72Shore Ｄの硬度、を有することができる。なお一層好ましくは、ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、約63Shore Ｄ、約70Shore Ｄ、あるいは、約72Shore Ｄのいずれかの硬度を有することができる。単一ポリマー層は、少なくとも約２重量％のポリアミドを含有することができる。ポリアミドとしては、例えば、ナイロン12、ナイロン11、ナイロン６、ナイロン6/6、ナイロン4/6、および、これらの組合せが挙げられる。単一ポリマー層は、さらに、ポリエステルコポリマー、ポリウレタンコポリマー、ポリエチレン、および、これらの組合せといったポリマーを、少なくとも約２重量％含有することができる。ポリマー層は、少なくとも約40重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーを、好ましくは、少なくとも約80重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーを、備えることができる。バルーンは、約20〜約80重量％のナイロン12と、約20〜約80重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーと、を具備することができる。好ましくは、約60重量％のナイロン12と、約40重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーと、を具備することができる。これに代えて、バルーンは、約25〜約80重量％のナイロン4/6と、約20〜約75重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーと、を具備することができる。好ましくは、約65重量％のナイロン4/6と、約35重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーと、を具備することができる。
本発明は、また、血管形成術用デバイスのためのバルーンであって、本質的にポリエステルエーテルアミドコポリマーからなる単一ポリマー層を具備しているバルーンに関するものである。ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、ブロックコポリマーまたはランダムコポリマーとすることができる。ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、約45Shore Ｄ〜約78Shore Ｄの硬度、好ましくは、約55Shore Ｄ〜約75Shore Ｄの硬度、さらに好ましくは、約63Shore Ｄ〜約72Shore Ｄの硬度、を有することができる。なお一層好ましくは、ポリエステルエーテルアミドコポリマーは、約63Shore Ｄ、約70Shore Ｄ、あるいは、約72Shore Ｄのいずれかの硬度を有することができる。バルーンは、ポリエステルエーテルアミドコポリマーからなることができる。
本発明は、また、血管形成術用デバイスのためのバルーンであって、（ａ）少なくとも約91重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有するとともに、（ｂ）約０〜９重量％のポリアミドを含有し、かつ、（ｃ）ポリエステルエーテルアミドおよびポリアミド以外のポリマーを約０〜９重量％含有する、単一ポリマー層を具備するバルーンに関するものである。バルーンは、少なくとも約95重量％のポリエステルエーテルアミドコポリマーを備えることができる。
図面の説明
図１は、カテーテルの先端に取り付けられた、本発明の拡張部材を示す図である。
図２は、本発明の拡張部材を作るために使用されるバルーンフォームを示す断面図である。
図３は、本発明の拡張部材を作るために使用される成型置を概略的に示す図である。
図４は、PEBAX6333バルーンに関して、バルーンの壁厚さに対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図５は、PEBAX6333バルーンに関して、バルーンの破裂圧力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図６は、PEBAX6333バルーンに関して、バルーンのＫ値に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図７は、PEBAX6333バルーンに関して、バルーンのフープ応力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図８は、PEBAX7033バルーンに関して、バルーンの壁厚さに対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図９は、PEBAX7033バルーンに関して、バルーンの破裂圧力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図10は、PEBAX7033バルーンに関して、バルーンのＫ値に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図11は、PEBAX7033バルーンに関して、バルーンのフープ応力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図12は、PEBAX7233バルーンに関して、バルーンの壁厚さに対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図13は、PEBAX7233バルーンに関して、バルーンの破裂圧力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図14は、PEBAX7233バルーンに関して、バルーンのＫ値に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
図15は、PEBAX7233バルーンに関して、バルーンのフープ応力に対する、プロセス変数および材料選択の効果を示すグラフである。
好ましい実施形態の説明
図１に示すように、拡張部材２は、カテーテルシャフト４の先端部に取り付けられている。拡張部材２、他の言い方をすればバルーンとして知られている拡張部材２は、カテーテルシャフト４を囲む単一ポリマー層６を備えている。図示の拡張部材２は、２ヶ所の結合サイト8a、8bにおいて、熱接着、レーザー接着、接着、あるいは、他の公知方法により、結合されている。
本発明による拡張部材は、ポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有している。このようなポリマーの構造は、堅固なポリアミドブロックとフレキシブルなポリエーテルブロックとからなる規則的な直鎖から構成されている。このようなコポリマーは、次の式で表される。
ポリエステルエーテルアミドコポリマー材料は、New Jersey,Glan RockのAtochem Inc.によりPEBAXの商標名で市販されている。PEBAXのいくつかのグレードの性質は、「PEBAXポリエーテルブロックアミド」（1987年12月）と題するAtochem社のパンフレットに記載されている。
本発明の拡張部材は、ポリアミドを含有することができる。ポリアミド材料としては、ナイロン12、ナイロン11、ナイロン６、ナイロン6/6、および、ナイロン4/6がある。このような材料は、Dupont社によりZYTELの登録商標で市販されている。
本発明の拡張部材は、さらに、ポリエステルエーテルアミドコポリマーやポリアミド以外にも、例えば、ポリエステルコポリマー、ポリウレタンコポリマー、ポリエチレン、および、これらの組合せといったポリマーを含有することができる。
拡張部材を構成している単一ポリマー層は、適切な材料のブレンドとすることができる。そのようなブレンドは、所望の樹脂を混合し、パリソンを形成するようこれら樹脂を押し出すことにより、形成することができる。単一層は、また、グラフトコポリマーとすることができる。このようなグラフトコポリマーは、例えば、ポリアミド（例えばナイロン12）をポリフェニルエーテルグラフト無水マレイン酸（PPE−グラフト−MA）と反応させることにより形成することができる。いわゆるポリマー合金および類似物は、また、本発明の範囲内に含有される。
本発明の拡張部材は、押出機内において、まずパリソンを生成することにより形成される。パリソンは、典型的には、内径が約0.01〜0.031インチ（0.025〜0.079cm）であり、壁厚さが約0.0035〜0.015インチ（0.0089〜0.038cm）である。
その後、温水式成型装置が、本発明の拡張部材をブロー成型するために使用される。所望のサイズおよび厚さを備えた所望材料製のチューブが、バルーン処理型内に挿入され、約200〜212゜F（93〜100℃）の温度にまで加熱される。所望により、型にウェイトを印加することができる。チューブは、長さ方向張力を受け、380〜500psiの高圧窒素が、型内に配置されたチューブ内に挿入される。型は、約10〜45秒間、好ましくは25秒間といった所定時間にわたって、温水浴中に留まる。その後、型が移動され、約20〜40秒間、好ましくは30秒間といった所定時間にわたって冷却ポット内に配置される。それから、型が、開放され、バルーンが取り出される。
代替可能なプロセスにおいては、バルーンは、バルーンブロー成型装置内で形成される。チューブが型内に挿入され、チューブの端部が型ガスケット内に固定される。その後、チューブは、190〜220゜F（87〜104℃）の温度で、約10〜45秒間、好ましくは25〜30秒間といった時間にわたって加熱される。そして、加熱されたチューブは、長さ方向張力を受け、軸方向に長さが１〜２倍となるように延伸される。延伸されたチューブは、窒素により約350〜500psiの範囲に加圧され、型内において、約250〜280゜F（121〜138℃）の温度で、好ましくは約260〜270゜F（127〜132℃）の温度で、約10〜20秒間にわたって加熱処理される。その後、型が室温にまで冷却され、型内において、約10〜15秒間にわたって圧力をかけて室温硬化される。それから、システムは、圧力が抜かれ、バルーンが、型から取り出される。
実験例
ポリエステルエーテルアミドブロックコポリマーからバルーンが製作され、いくつかの特性を調べるためにテストされた。
実験例１〜180
180個のバルーンが以下の方法によって製作された。
ポリエステルエーテルアミドコポリマー100重量％からなるパリソンが押し出された。パリソンは、内径が約0.015インチ〜約0.023インチであり、壁厚さが約0.006インチ〜約0.010インチであり、長さが約18インチである。
パリソンは、図２および図３に示すような成型装置内に配置された。図２に示すように、バルーンフォーム８は、拡張部材の最終形状に対応した凹所10を備えている。凹所は、基端フォーム24、ボディフォーム26、および、先端フォーム28から構成されている。図３に示すように、パリソンの先端部が、成型装置12の基端14内に挿入され、成型装置の先端部16から突出するまで、基端フォーム24、ボディフォーム26、および、先端フォーム28を通して押し込まれた。そして、キャップ18が、装置12の先端部16上に配置された。これにより、パリソンの先端部が固定され、しかもシールされた。次に、型は、パリソンの基端部がハンドル20から自由に延出するようにして、ハンドル20内に配置された。さらに、ウェイト22が、パリソンの基端部上にわたって型上に配置された。
そして、パリソンの開放基端部が、Touhy Borstクランプを介して加圧窒素供給源に接続された。窒素供給源は、最大1000psiの圧力を得ることができるものである。それから、350〜500psiの程度となるよう窒素供給源が調節され、型は、温水浴（212゜F）中に配置された。温水浴は、パリソンを加熱した。パリソンのうちの自由に延在した基端部は、長さ方向延伸のために型が水中に入って、パリソンの先端部が径方向に膨張するまで（約15〜30秒間）、先端フォーム28近傍だけが浴中に位置するように手で保持された。なおも型を手で保持すると、型は、型が完全に水没して、バルーンの基端部が径方向に拡張するまで（さらに、約１〜10秒間）、水中に入り続けた。
その後、型は、温水浴から移動され、約60〜75゜Fの冷水浴中に、約30秒間にわたって配置された。そして、窒素供給が停止され、バルーンが、型から取り外された。
バルーンは、37℃の水浴中において加圧窒素供給源に対してバルーンを取り付けることにより、テストされた。バルーンは、数段階の所定の窒素圧力（50psi、100psi、150psi、および、破裂圧力）で膨らまされて、バルーンのいくつかの寸法、および、破裂圧力が測定された。寸法は、スナップゲージにより測定された。
以下の表１〜18には、主題をなすバルーンを製作するために使用されたプロセスパラメータ（高温浴温度、冷水浴温度、型荷重ウェイト、および、窒素圧力）が記載されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。Ｋ値（Ｋ−stat）は、次のようにして計算された。すなわち、（破裂圧力）−〔（Ｋ値）（破裂圧力標準偏差）〕。このＫ値は，参考程度のものである。フープ応力は、次のようにして計算された。すなわち、（バルーンの破裂圧力）（バルーン直径）／（２）（バルーン壁厚さ）。
26個のバルーンが、実験例１〜180に関して述べたプロセスにより製作された。相違点は、成型装置において、個別のウェイト22を使用するのではなく、予め選択されたウェイトをハンドル20内に組み込んで使用している点のみである。
バルーンは、膨張性、および、破裂強度を測定するためにテストされた。膨張性は、２つのバルーンの直径の比により決定された。このテストにおいては、バルーンは、一連の圧力で膨らまされた。直径は、各圧力において測定された。膨張性とは、最小圧力における直径の最大圧力における直径に対する比である。膨張は、破裂圧力まで、1barずつ圧力を上げることによって行われた。
バルーンをテストするために、バルーンは、まず、温度制御のなされた水浴中に配置された。そして、水中において、最小でも１分間暖められた。その後、バルーンは、気圧式膨張／収縮デバイスに対して取り付けられた。真空引きが行われた。4barの圧力で20秒間保持した状態から開始して、バルーンの直径および長さが測定された。バルーンは収縮され、測定が記録された。圧力を1barずつ上げるごとに、バルーンの直径および長さが測定された。この手続きが、バルーンが破裂するまで、繰り返された。破裂圧力、および、破裂形態のタイプが、記録された。
以下の表19〜21には、拡張部材のテスト結果が示されている。
30個のバルーンが、実験例１〜180に関して述べたプロセスにより製作された。相違点は、パリソンの内径が、約0.025インチであり、壁厚さが約0.0065インチである点のみである。
バルーンは、実験例１〜180に関して述べた手続きによりテストされた。相違点は、４〜16気圧において１気圧ずつ増加させて外径が測定され、その後、バルーンが破裂した点である。
以下の表22〜28には、所定のパラメータ（PEBAXグレード、寸法、傾斜角度、評価された破裂圧力、および、型が水中に保持されていた総時間を表す保持時間）が示されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。
30個のバルーンが、実験例１〜180に関して述べたプロセスにより製作された。
バルーンは、実験例１〜180に関して述べた手続きによりテストされた。相違点は、４〜16気圧において１気圧ずつ増加させて外径が測定され、その後、バルーンが破裂した点である。
以下の表29〜35には、所定のパラメータ（PEBAXグレード、寸法、傾斜角度、評価された破裂圧力、および、型が水中に保持されていた総時間を表す保持時間）が示されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。
10個のバルーンが、実験例１〜180に関して述べたプロセスにより製作された。相違点は、パリソンの内径が、約0.025インチであり、壁厚さが約0.0065インチである点のみである。
バルーンは、実験例１〜180に関して述べた手続きによりテストされた。相違点は、４〜16気圧において１気圧ずつ増加させて外径が測定され、その後、バルーンが破裂した点である。
以下の表36〜38には、所定のパラメータ（PEBAXグレード、寸法、傾斜角度、評価された破裂圧力、および、型が水中に保持されていた総時間を表す保持時間）が示されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。
30個のバルーンが、実験例１〜180に関して述べたプロセスにより製作された。相違点は、傾斜角度が26゜であるとともに、パリソンの内径が約0.025インチであり、かつ、壁厚さが約0.0065インチである点のみである。
バルーンは、実験例１〜180に関して述べた手続きによりテストされた。相違点は、４〜16気圧において１気圧ずつ増加させて外径が測定され、その後、バルーンが破裂した点である。
以下の表39〜41には、所定のパラメータ（PEBAXグレード、寸法、傾斜角度、評価された破裂圧力、および、型が水中に保持されていた総時間を表す保持時間）が示されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。
30個のバルーンが、以下のプロセスにより製作された。チューブが型内に配置され、所定のバルーンブロー成型温度にまで、15〜30秒間にわたって予備加熱された。チューブが、延伸されるとともに、バルーンを形成するよう膨らまされた。バルーンは、15〜30秒間にわたってバルーンブロー成型温度に維持された。その後、バルーンは、10〜20秒間にわたって、少なくとも結晶化温度にまで加熱された。それから、バルーンが室温にまで冷却され、型から取り出された。
バルーンは、実験例１〜180に関して述べた手続きによりテストされた。
以下の表42〜47には、所定のパラメータ（PEBAXグレード、寸法、結晶化温度、成型温度、左右の延伸寸法、窒素圧力、および、エア流量）が示されている。表には、また、拡張部材のテスト結果が示されている。
図４〜図15に示すように、バルーンは、軸方向に、元々の長さの２倍にまで拡張している。
上記説明および図面は、例示の目的のためのものであって、本発明を限定するものではない。
Claims (11)
- 血管形成術用デバイスのためのバルーンであって、
ポリエステルエーテルアミドコポリマーを第Ａグループ とし、ポリアミドポリマーとポリエステルコポリマーと ポリウレタンコポリマーとポリエチレンとこれらの組合 せとからなるグループを第Ｂグループとしたときに、
前記第Ａグループと前記第Ｂグループとのそれぞれから 選択された材料どうしのブレンドからなる単一ポリマー 層を具備してなり、
前記ブレンドの少なくとも20重量％が、前記第Ａグルー プのポリマー材料であり、前記ブレンドの少なくとも２ 重量％が、前記第Ｂグループのポリマー材料であることを特徴とするバルーン。 - 前記第Ａグループをなすポリマー材料が、 ポリエステルエーテルアミドブロックコポリマーである ことを特徴とする請求項１記載のバルーン。
- 前記ポリエステルエーテルアミドブロックコポリマーは、４5Shore Ｄ〜７8Shore Ｄの硬度を有していることを特徴とする請求項２記載のバルーン。
- 前記ポリエステルエーテルアミドブロックコポリマーは、５5Shore Ｄ〜７5Shore Ｄの硬度を有していることを特徴とする請求項３記載のバルーン。
- 前記ポリエステルエーテルアミドブロックコポリマーは、６3Shore Ｄ〜７2Shore Ｄの硬度を有していることを特徴とする請求項４記載のバルーン。
- 前記ブレンドの少なくとも40重量％が、前 記第Ａグループのポリマー材料であることを特徴とする 請求項１記載のバルーン。
- 前記ブレンドの少なくとも80重量％が、前 記第Ａグループのポリマー材料であることを特徴とする 請求項１記載のバルーン。
- 前記ブレンドの少なくとも91重量％が、前 記第Ａグループのポリマー材料であることを特徴とする 請求項１記載のバルーン。
- 前記第Ｂグループをなすポリマー材料がポ リアミドポリマーであり、このポリアミドポリマーは、 前記ブレンドの少なくとも２重量％の量とされているこ とを特徴とする請求項１記載のバルーン。
- 前記ポリアミドは、ナイロン12、ナイロン11、ナイロン６、ナイロン6/6、ナイロン4/6、および、これらの組合せからなるグループの中から選択されることを特徴とする請求項９記載のバルーン。
- 前記第Ｂグループをなすポリマー材料 が、ポリエステルコポリマーとポリウレタンコポリマー とポリエチレンとこれらの組合せとからなるグループの 中から選択され、
この第Ｂグループをなすポリマー材料が、前記ブレンド の少なくとも２重量％の量とされていることを特徴とす る請求項１記載のバルーン。
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