JP4815657B2 - 医療用ポリマーブレンド材料およびこの材料を用いた医療用バルーン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療器具に用いる医療用ポリマーブレンド材料に関し、更に詳しくは、末梢血管成形、冠状動脈成形および弁膜成形などを施す経皮的血管形成術（ＰＴＡ：Percutaneous Transluminal Angioplasty、ＰＴＣＡ：Percutaneous Transluminal Coronary Angioplastyなど）において使用されるバルーンカテーテルのポリマーブレンド材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、バルーンカテーテルを用いた経皮的血管形成術は、血管内腔の狭窄部や閉塞部などを拡張治療し、冠動脈や末梢血管などの血流を改善するのに広く用いられている。一般的なバルーンカテーテルは、カテーテルシャフトの遠位端に、内圧調節により膨張または収縮するバルーンを接合してなるものであり、そのカテーテルシャフトの内部には、ガイドワイヤが挿通される内腔（ガイドワイヤルーメン）と、前記バルーンに供給する圧力流体を通す内腔（インフレーションルーメン）とが長軸方向に沿って設けられている。
【０００３】
この種のバルーンカテーテルを用いたＰＴＣＡの術例は、以下の通りである。先ず、ガイドカテーテルを大腿動脈の穿刺部位から挿入し大動脈を経由させて、冠状動脈の入り口にその先端を配置させる。次に、前記ガイドワイヤルーメンに挿通したガイドワイヤを冠状動脈の狭窄部を越えて前進させ、このガイドワイヤに沿ってバルーンを挿入して狭窄部に一致させ、次いで、注射器などを用いてインフレーションルーメンを通して圧力流体をバルーンに加え、バルーンを膨張させて、当該狭窄部を拡張治療する。当該狭窄部を充分に拡張した後、バルーンを減圧収縮させて折り畳み体外へ抜去することで、ＰＴＣＡを終了する。尚、本術例では、ＰＴＣＡによる冠状動脈狭窄部拡張における使用例について述べたが、バルーンカテーテルは、他の血管内腔や体腔における拡張治療にも広く適用されている。
【０００４】
このようなバルーンには、種々の特性が必要である。ＰＴＣＡバルーンカテーテルを例に挙げると、石灰化狭窄部またはステントが留置された硬い狭窄部を拡張する際に、高い耐圧強度が必要となるが、高耐圧強度材料は、一般に柔軟性に欠ける傾向がある。他方、屈曲した狭い血管内腔を経て当該狭窄部に到達するには、高い柔軟性とバルーンの薄肉さが必要である。また、このバルーンの柔軟性は、狭窄部へバルーンをクロス（通過）または再クロス（再通過）させる際の性能（クロス性能または再クロス性能）と深く関係しており、特にバルーンを再使用する場合、バルーンの柔軟性が維持されないと、再クロス性能が低減する。
【０００５】
更に、硬い狭窄部を拡張する際にバルーンに高圧を加えても、血管壁が過拡張により損傷を受けない特性も必要である。すなわち、バルーンの拡張圧力に対する径方向の伸び率（コンプライアンス特性）の限定が非常に重要となる。コンプライアンス特性は、拡張圧力に対する応答性の違いから以下の３種類に分類・定義される。すなわち、（１）最も伸び率が限定されるタイプのコンプライアンス特性として、拡張圧力が６ａｔｍ〜１２ａｔｍの範囲で変化した場合のバルーン径の変化率が２％〜７％である特性（ノンコンプライアント）と、（２）同拡張圧力の変化に対して、バルーン径の変化率が７％〜１６％である特性（セミコンプライアント）と、（３）同拡張圧力の変化に対して、バルーン径の変化率が１６％〜４０％である特性（コンプライアント）である。
【０００６】
バルーンのコンプライアンス特性は、硬い狭窄部を高圧で拡張する際の血管壁の過拡張を防ぐためには、少なくともセミコンプライアント、更にはノンコンプライアントであることが好ましい。しかしながら、柔軟性に富み、高い耐圧強度と適度な伸び率（コンプライアンス特性）とを兼ね備えたバルーンが理想的ではあるが、これら特性は、バルーン材料の物性の観点からは互いに相反するものでもある。これら相反する特性をバランス良く実現すべく、以下に代表されるポリマーブレンド材料を用いた先行技術が多数開示されている。
【０００７】
ポリマーブレンド材料をバルーンに限定適用した先行技術としては、特表平９−５０６００８号公報記載の「熱可塑性エラストマーから成る医療装置用バルーン」が挙げられる。同公報には、エンジニアリング熱可塑性エラストマーと、非柔軟性の構造体用重合体材料とのブレンド材料を用いたバルーンや、非柔軟性の構造体用重合体層と、柔軟且つ耐摩耗性の熱可塑性エラストマー層との層状バルーンが開示されている。
【０００８】
また、特表平１０−５０６５６２号公報（「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」）には、ポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有し、且つナイロンなどのポリアミドを含有する単一ポリマー層を備え、このポリマー層がポリエーテルアミドを含有する場合には、そのポリエーテルアミドがエステル結合を備えてなる膨張バルーンが開示されている。
【０００９】
更に、特開平８−１２７６７７号公報（「膨張カテーテル用のバルーンとカテーテルを備えた医療用具製造用のポリマーブレンド」）には、ポリエステルおよびポリアミドの群から選択した第１ポリマー成分と、ポリオレフィン、エチレンコポリマー、ポリエステルブロックコポリマーおよびポリアミドブロックコポリマーの群から選択した、Ｄ７５未満のショア硬度を有する第２ポリマー成分とを含む医療用ポリマーブレンド材料が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術は、何れも、柔軟なエラストマーと、高強度を発現させる非エラストマーとのブレンド材料を用いたものである。しかしながら、これら先行技術では、両成分の配合比によりバルーンの柔軟性と強度とが大きく変化するため、配合比の最適化が非常に難しいという問題があった。また、上記特表平９−５０６００８号公報に記載の層状バルーンの場合は、バルーンの原材料となるチューブ状パリソンを作製する際の押出成形工程が煩雑になり、生産コストが高くなる問題があり、加えて作製した層状バルーンの層間剥離が生じる可能性が存在した。
【００１１】
そこで、以上の問題に鑑み本発明が解決しようとするところは、充分な耐圧強度と柔軟性と適度なコンプライアンス特性とをバランス良く兼ね備えた医療用ポリマーブレンド材料およびこの材料を用いた医療用バルーンを容易に提供する点にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明は、何れもハードセグメントとソフトセグメントを有する熱可塑性エラストマーである第１ポリマー成分と第２ポリマー成分とのポリマーブレンド材料であって、前記第１ポリマー成分が前記第２ポリマー成分よりも高いショア硬度を有し、前記第１ポリマー成分のショア硬度がＤ７０以上であり、前記第２ポリマー成分のショア硬度がＤ７０未満であり、且つ前記第１ポリマー成分と前記第２ポリマー成分の双方が同一繰り返し単位構造のハードセグメントであるポリブチレンテレフタレートと同一繰り返し単位構造のソフトセグメントであるポリカプロラクトンを有するポリエステルエラストマーまたは同一繰り返し単位構造のハードセグメントであるナイロン１２と同一繰り返し単位構造のソフトセグメントであるポリテトラメチレングリコールを有するポリアミドエラストマーである熱可塑性エラストマーからなることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで、前記第１ポリマー成分のショア硬度（デュロメータ硬度）がＤ７０以上、且つ前記第２ポリマー成分のショア硬度がＤ７０未満であることが好ましい。更には、前記第１ポリマー成分（Ａ）と第２ポリマー成分（Ｂ）とを、Ａ／Ｂ＝９８／２〜１０／９０の重量割合で配合するのがより好ましい。
【００１４】
そして、本発明の医療用バルーンは、カテーテルシャフトの遠位端に接合され且つ内圧調節により膨張または収縮するバルーンであって、上記医療用ポリマーブレンド材料を用いて作製されることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る医療用ポリマーブレンド材料および医療用バルーンの種々の実施形態について説明する。
【００１６】
本発明に係る医療用ポリマーブレンド材料は、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー及びポリウレタンエラストマーなどのハードセグメントとソフトセグメントを有する熱可塑性エラストマーからなる第１ポリマー成分と第２ポリマー成分とのポリマーブレンド材料であり、前記第１ポリマー成分は第２ポリマー成分よりも高いショア硬度（デュロメーター硬度）を有し、且つ、前記第１ポリマー成分と第２ポリマー成分との双方が同一繰り返し単位構造のハードセグメントと同一繰り返し単位構造のソフトセグメントとを有するものである。高い結晶性を有し強く凝集するハードセグメントは、バルーンの引張り強度に寄与し、低い結晶性や極性基を有しフレキシブルなソフトセグメントは、バルーンのコンプライアンス性に強く寄与するので、両セグメントを含むバルーンは、柔軟性、強靱性および弾性を兼ね備えたものとなる。
【００１７】
尚、ショア硬度（デュロメータ硬度）には、一般にタイプＡとタイプＤの二種類あり、その測定方法がＪＩＳ Ｋ７２１５やＡＳＴＭ−Ｄ２２４０などに示されている。本発明におけるショア硬度とは、タイプＤ硬度である。
【００１８】
また、前記ソフトセグメントの主体には、ＰＴＭＧ（ポリテトラメチレングリコール）に代表されるポリエーテル、ＰＣＬ（ポリカプロラクトン）に代表されるポリエステルなどの１種類または２種類以上、前記ハードセグメントの主体には、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）に代表されるポリエステル、ナイロン１１、ナイロン１２に代表されるポリアミド、ポリウレタンなどの１種類または２種類以上が挙げられる。これらを繰り返し単位に含むブロック共重合体としては、商品名「ハイトレル」（東レ・デュポン株式会社製）や商品名「ペルプレン」（東洋紡株式会社製）、商品名「ヌーベラン」（帝人株式会社製）などのポリエステルエラストマー、商品名「ＰＥＢＡＸ」（ｅｌｆ ａｔｏｃｈｅｍ社製）などのポリアミドエラストマー、商品名「ミラクトラン」（日本ミラクトラン株式会社製）、および商品名「ペレセン」（ダウ・プラスチック社製）などのポリウレタンエラストマーが好適である。
【００１９】
また、前記第１ポリマー成分（Ａ）および第２ポリマー成分（Ｂ）は、前者のショア硬度がＤ７０以上、後者のショア硬度がＤ７０未満に調整されるのが好ましく、更には、両成分を重量比で（Ａ）／（Ｂ）＝９８／２〜１０／９０、特に９５／５〜２０／８０の範囲内に配合するのが好ましい。これは、両成分の配合比が９８／２を越えると、成形品であるバルーンの柔軟性が損なわれて、術者によるバルーンカテーテルの操作性が低下し、配合比が１０／９０未満では、バルーンに要求される耐圧強度を得るのが困難になるからである。例えば、上記の「ハイトレル」には、ショア硬度に応じて複数のグレードがあり、各グレードは、ハードセグメント（ＰＢＴ）とソフトセグメント（ポリエーテル）との重量比に依存するため、相互にグレード（ショア硬度）の異なる２種以上の「ハイトレル」をブレンドすることで、配合比の最適化を容易に達成することができる。尚、上記した「ヌーベラン」などの他のエラストマーもショア硬度に対応した各種グレードをもつことから、「ハイトレル」と同一手法でブレンドすることが可能である。
【００２０】
このように、上記第１ポリマー成分と第２ポリマー成分とは、同種の熱可塑性エラストマー、すなわち、同一繰り返し単位構造のハードセグメントおよび同一繰り返し単位構造のソフトセグメントを有する熱可塑性エラストマーからなり、両者のショア硬度を上記範囲内で変化させることで、その配合比を最適化しつつ両者を容易にブレンドすることができ、柔軟性と高い耐圧強度と適度な伸び率（コンプライアンス特性）とを兼ね備えた医療用バルーンを実現せしめる医療用ポリマーブレンド材料を容易に作製することが可能となる。
【００２１】
尚、上記第１ポリマー成分と第２ポリマー成分とをブレンドする手段には特に制限がなく、機械的に均一混合する液体無しのドライブレンドや、液状材料を混合するウェットブレンドの何れでもよく、また両成分を混練後にペレット化してもよい。
【００２２】
上記医療用ポリマーブレンド材料を用いたバルーンの成形方法は、特に限定されないが、充分な耐圧性能を得るためブロー成形法の採用が好ましい。例を挙げると、先ず、押出成形法などにより任意寸法のチューブ状パリソンを成形し、必要に応じてこのパリソンを所定長さに延伸しプリフォームした後、ブロー成形金型のキャビティに移送し、同金型を閉じて、二軸延伸工程により軸方向と径方向とに延伸した後、アニール処理を施してバルーンを作製する。尚、前記二軸延伸工程は、複数回行われてもよいし、軸方向の延伸については、径方向の延伸と同時にもしくはその前後に行えばよい。また、バルーンの形状寸法を安定化させるべく、バルーンに熱固定処理を施してもよい。
【００２３】
図１に、本発明に係るバルーンを備えたバルーンカテーテルの一実施例を示す。図１は、オーバー・ザ・ワイヤ型バルーンカテーテル１の要部断面を示す概略側面図である。図中において、符号２は、カテーテルシャフト、３は、カテーテルシャフト２の遠位端に接合したバルーン、４は、カテーテルシャフト２の基端に接続したマニフォールドを示す。尚、図示した例では、バルーン構造を明確にすべく、実際よりもバルーンをやや拡大表示している。
【００２４】
前記カテーテルシャフト２は、外側チューブ（外管）５の内腔５ａに長軸方向に沿ったガイドワイヤ通過用チューブ（内管）６を配設した二重管構造を有する、いわゆるコ・アクシアル・タイプ（co-axial type）のチューブ状部材である。このチューブ状部材は、ナイロン１２などのポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリエステル、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリオレフィン、ポリオレフィンエラストマー、ポリイミドおよびポリエーテルイミドなどの１種類または２種類以上の樹脂材料を用いて成形される。また、ガイドワイヤ通過用チューブ６の内面６ａには、ガイドワイヤに対する滑り性を高めるため、フッ素系樹脂材料などからなる高潤滑度のコーティング層を形成してもよい。
【００２５】
また、前記バルーン３には、前記ガイドワイヤ通過用チューブ６が貫通配設されており、遠位側スリーブ部３Ａがガイドワイヤ通過用チューブ６の先端部外周面に接合され、また、近位側スリーブ部３Ｂが外側チューブ５の端部外周面に接合されている。部材同士の接合には、紫外線硬化型接着剤、ウレタン系接着剤およびシアノアクリレート系接着剤などを用いればよいし、もしくは、バルーンと外側チューブまたはガイドワイヤ通過用チューブとが溶着可能な樹脂種の組合せからなる場合は、溶着しても構わない。
【００２６】
以上の例では、ガイドワイヤ通過用チューブ６がカテーテルシャフトの全長に亘るオーバー・ザ・ワイヤ型を示したが、本発明ではこれに限らず、ガイドワイヤ通過用チューブが先端２０〜３０ｃｍの部位のみに配設されるモノレール型でも構わない。
【００２７】
【実施例】
以下に本発明に係るより具体的な実施例と比較例について詳説するが、以下の実施例は本発明を何ら限定するものではない。
【００２８】
（実施例１）
第１ポリマー成分として、ポリエステルエラストマー（商品名「ペルプレン」；型番；Ｓ−６００１；東洋紡株式会社製；ショア硬度Ｄ７２、ハードセグメント：ＰＢＴ、ソフトセグメント：ＰＣＬ）を９０ｗｔ％、第２ポリマー成分として、ポリエステルエラストマー（商品名「ペルプレン」；型番；Ｓ−３００１；東洋紡株式会社製；ショア硬度Ｄ６０、ハードセグメント：ＰＢＴ、ソフトセグメント：ＰＣＬ）を１０ｗｔ％配合してポリマーブレンドを作製し、このポリマーブレンドを用いて押出成形法によりチューブ状パリソン（内径０．４３ｍｍ；外径０．８９ｍｍ）を作製し、次いで、このパリソンを用いて二軸延伸ブロー成形法により、本実施例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１８μｍ）を２０個作製した。
【００２９】
（実施例２）
第１ポリマー成分を７０ｗｔ％、第２ポリマー成分を３０ｗｔ％配合してポリマーブレンドを作製し、バルーンの肉厚を１９μｍにする以外は、前記実施例１と同様にして本実施例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１９μｍ）を２０個作製した。
【００３０】
（実施例３）
第１ポリマー成分を５０ｗｔ％、第２ポリマー成分を５０ｗｔ％配合してポリマーブレンドを作製する以外は、上記実施例１と同様にして本実施例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１８μｍ）を２０個作製した。
【００３１】
（実施例４）
第１ポリマー成分を３０ｗｔ％、第２ポリマー成分を７０ｗｔ％配合してポリマーブレンドを作製し、バルーンの肉厚を１９μｍにする以外は、上記実施例１と同様にして本実施例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１９μｍ）を２０個作製した。
【００３２】
（比較例１）
第１ポリマー成分のみを用い、バルーンの肉厚を２０μｍにする以外は、上記実施例１と同様にして本比較例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約２０μｍ）を２０個作製した。
【００３３】
（比較例２）
第２ポリマー成分のみを用い、バルーンの肉厚を２０μｍにする以外は、上記実施例１と同様にして本比較例２のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ、肉厚約２０μｍ）を２０個作製した。
【００３４】
（実施例５）
第１ポリマー成分として、ポリアミドエラストマー（商品名「ＰＥＢＡＸ」；型番；「７２３３ＳＡ００」；ｅｌｆ ａｔｏｃｈｅｍ社製；ショア硬度Ｄ７２、ハードセグメント：ナイロン１２、ソフトセグメント：ＰＴＭＧ）を５０ｗｔ％、第２ポリマー成分として、ポリアミドエラストマー（商品名「ＰＥＢＡＸ」；型番；「６３３３ＳＡ００」；ｅｌｆ ａｔｏｃｈｅｍ社製；ショア硬度Ｄ６３、ハードセグメント：ナイロン１２、ソフトセグメント：ＰＴＭＧ）を５０ｗｔ％配合してポリマーブレンドを作製し、このポリマーブレンドを用いて押出成形法によりチューブ状パリソン（内径０．４３ｍｍ；外径０．９４ｍｍ）を作製し、次いで、このパリソンを用いて二軸延伸ブロー成形法により、本実施例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１９μｍ）を２０個作製した。
【００３５】
（比較例３）
第１ポリマー成分のみを用い、バルーンの肉厚を２０μｍにする以外は、上記実施例５と同様にして本比較例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約２０μｍ）を２０個作製した。
【００３６】
（比較例４）
第２ポリマー成分のみを用い、バルーンの肉厚を１９μｍにする以外は、上記実施例５と同様にして本比較例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１９μｍ）を２０個作製した。
【００３７】
（コンプライアンス性に関する試験）
上記実施例１〜５、比較例１〜４のバルーンを用いて、コンプライアンス性に関する試験を行った。３７℃の生理食塩水で満たした水槽内に１０個のバルーンを配置し、同生理食塩水を用いて各バルーンの内圧（拡張圧力）を２ａｔｍ〜２０ａｔｍの範囲で０．２ａｔｍずつ上昇させ、各圧力値における状態を１秒間保持した。また、その内圧が１ａｔｍ上昇する毎にバルーン外径をレーザー測定器で測定し、拡張圧力−バルーン外径曲線（コンプライアンスカーブ）を作製した。その結果を、図２（実施例１）、図３（実施例２）、図４（実施例３）、図５（実施例４）、図６（比較例１，比較例２）、図７（実施例５）、図８（比較例３，比較例４）に示す。尚、各図に示す値は、１０個の測定値の平均値である。
【００３８】
同時に、バルーンが破壊するまで内圧を上昇させてその破壊圧を測定した。その結果（「平均破壊圧」）を後記の表１に示す。尚、表に示す値は、１０個の測定値の平均値である。
【００３９】
（バルーンカテーテル）
次に、上記実施例１〜５および比較例１〜４のバルーンを用いたバルーンカテーテルを作製しその性能を調べた。これらバルーンカテーテルには、図１に示したように、外側チューブ（外管）５とガイドワイヤ通過用チューブ（内管）６との二重管構造を有するカテーテルシャフト２の遠位端にバルーン３を接合してなるものを採用した。尚、マニフォールド４は不要なため接続しなかった。
【００４０】
ガイドワイヤ通過用チューブ（内径０．４２ｍｍ；外径０．５６ｍｍ）は、高密度ポリエチレン（商品名「ＨＹ５４０」；三菱化学株式会社製）を用いて押出成形により作製された。また、外側チューブ（内径０．７１ｍｍ；外径０．９０ｍｍ）は、ポリアミドエラストマー「ＰＥＢＡＸ」（型番「７２３３ＳＡ００」；ｅｌｆ ａｔｏｃｈｅｍ社製）を用いて押出成形により作製された。これらチューブを同軸二重管状に配設しカテーテルシャフトを構成した。
【００４１】
そして、図１に示したように、上記実施例および比較例のバルーンと前記カテーテルシャフトとを２液化硬化型ウレタン系接着剤（商品名「ＵＲ０５３１」；Ｈ．Ｂ．Ｆｕｌｌｅｒ社製）を用いて接合し、バルーン部分をラッピングした後、ＥＯＧ減菌したバルーンカテーテルを１０サンプルずつ作製した。
【００４２】
（クロス性能に関する試験）
図９に示すように、バルーンカテーテルを３７℃の生理食塩水中に配置したＵ字型模擬屈曲狭窄血管プレート１０内に挿入したときの抵抗値を測定した。Ｕ字型模擬屈曲狭窄血管プレート１０は、アクリル板１１の表面にＵ字型溝１１ａを形成し、このＵ字型溝１１ａに沿って内径３．００ｍｍのポリエチレン製チューブ１２，１３を配設・固定し、Ｕ字型溝の屈曲部において、内径１．６９ｍｍ，外径２．９８ｍｍのポリエチレン製チューブ１４を直径１５０ｍｍの半円形状となすように同軸状に配設・固定して構成されるものである。
【００４３】
また、カテーテルシャフト２の基端部は、フォースゲージ１５に連結したクランプ１６に把持され、フォースゲージ１５は、Ｕ字型模擬屈曲狭窄血管プレート１０に対して遠近移動自在のスライドテーブル１７に固定されている。
【００４４】
そして、前記ポリエチレン製チューブ１２，１３，１４からなる模擬屈曲狭窄血管の内腔にガイドワイヤ１８を挿通し、スライドテーブル１７を１０ｍｍ／ｓｅｃの速度でプレート側へ移動し、ガイドワイヤ１８に沿ってバルーンカテーテルを進行させ、模擬屈曲狭窄血管を通過させたときの最大抵抗値を「初期クロス時の抵抗値」として記録した。この結果を以下の表１に示す。尚、表に示す値は、１０個のバルーンカテーテルサンプルによる値の平均値である。
【００４５】
また、前記初期クロス時の抵抗値測定後、バルーンカテーテルサンプルを模擬屈曲狭窄血管の入口まで後退させ、バルーン３に生理食塩水を１０ａｔｍの内圧で導入して６０秒間拡張した。この後、速やかにバルーンを減圧収縮させ、陰圧を維持した状態で再び１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で同サンプルを模擬屈曲狭窄血管の中を前進、通過させたときの最大抵抗値を「再クロス時の抵抗値」として記録した。この結果を以下の表１に示す。尚、表に示す値は、１０個のバルーンカテーテルサンプルによる値の平均値である。
【００４６】
【表１】
ところで、バルーンの安全性に関しては、米国ＦＤＡガイドライン（Food and Drug Administration guidelines）により定義される定格破壊圧（ＲＢＰ；Rated Burst Pressure）が以下の式（１）で定められている。
【００４７】
ＲＢＰ＝Ｘ−（Ｋ＋１）Ｄ （１）
【００４８】
ここで、ＲＢＰ：定格破壊圧、Ｘ：平均破壊圧、Ｄ：平均破壊圧の標準偏差、Ｋ：信頼度（Ｃ）と確率（Ｐ）と平均破壊圧を算出するサンプル数（ｎ）とで決まる係数である。係数Ｋは、ＦＤＡガイドラインが提供する表に従い求めることができる。今、Ｃ＝０．９５，Ｐ＝０．９９９，ｎ＝１０であるから、Ｋ＝５．２０３となる。実施例と比較例についての「平均破壊圧の標準偏差」（Ｄ）と「定格破壊圧」（ＲＢＰ）の値を、上記表１に示す。
【００４９】
近年の医療現場で需要の高い公称径３．０ｍｍのバルーンカテーテルの耐圧強度は、病変部位にステントを留置した後、当該ステント留置病変部位を拡張する可能性があるため、少なくとも１４ａｔｍの定格破壊圧（ＲＢＰ）が必要である。よって、上式（１）から、平均破壊圧（Ｘ）が２０ａｔｍ程度必要となる。また、血管狭窄部へのカテーテル侵入時の抵抗値が低い程に当該狭窄部への侵入が容易になり、バルーンカテーテルの通過性・操作性が高くなる、すなわち、「初期クロス時の抵抗値」が低ければ初期クロス性能が良好、「再クロス時の抵抗値」が低ければ再クロス性能が良好といえる。また、バルーンカテーテルを操作する術者は、０．２０Ｎ程度の抵抗値であれば通過性が高いと判断するのが一般的である。
【００５０】
（評 価）
以上の判断基準に基づいて、上記実施例および比較例を評価する。初めに第１ポリマー成分及び第２ポリマー成分がポリエステルエラストマーからなるポリマーブレンド材料を使用した実施例１〜４及び比較例１、比較例２についての評価を以下に示す。
【００５１】
実施例１〜４のサンプルでは、「初期クロス時の抵抗値」と「再クロス時の抵抗値」とが０．１０Ｎ〜０．２５Ｎの範囲内にあり、当該サンプルの通過性・操作性は非常に高いと評価できる。また、実施例１〜４の「平均破壊圧」も１９．１〜２０．４ａｔｍの範囲内に分布しており、定格破壊圧１４ａｔｍを達成可能な値である。
【００５２】
対する比較例１のサンプルでは、「平均破壊圧」は、２２．９ａｔｍで定格破壊圧１４ａｔｍを達成可能な値ではあるものの、「再クロス時の抵抗値」が非常に高く、通過性・操作性は実施例に遠く及ばないことが分かる。また、比較例２のサンプルでは、「初期クロス時の抵抗値」と「再クロス時の抵抗値」が０．２１Ｎ以下であり、通過性・操作性のレベルは高いが、「平均破壊圧」が１４．４ａｔｍと極めて低く、定格破壊圧１４ａｔｍの実現は不可能である。
【００５３】
また、上述のコンプライアンスカーブを見ると、実施例１〜４のサンプルでは、図２〜図５の間に明確な差は観察されないばかりか、図６に示した比較例１ともほとんど差がなく、ノンコンプライアント特性に極めて近いセミコンプライアント特性を維持したまま、充分な耐圧強度と柔軟性とを発現していることが分かる。
【００５４】
対する比較例１のサンプルでは、図６に示したように、ノンコンプライアント特性に近いセミコンプライアント特性が得られるものの、上記の通り、「再クロス時の抵抗値」が非常に高く、充分な柔軟性が示されていない。また、比較例２のサンプルは、コンプライアントに近いセミコンプライアント特性を示しているので、血管壁を過拡張し易いものである。
【００５５】
次に第１ポリマー成分及び第２ポリマー成分がポリアミドエラストマーからなるポリマーブレンド材料を使用した実施例５及び比較例３、比較例４について評価する。
【００５６】
実施例５のサンプルでは、「初期クロス時の抵抗値」と「再クロス時の抵抗値」とが０．０８Ｎ〜０．１８Ｎの範囲内にあり、当該サンプルの通過性・操作性は非常に高いと評価できる。また、「平均破壊圧」も２０．７ａｔｍであり、定格破壊圧１４ａｔｍを達成可能である。
【００５７】
対する比較例３のサンプルでは、「平均破壊圧」は、２３．３ａｔｍで定格破壊圧１４ａｔｍを達成可能な値ではあるものの、「初期クロス時の抵抗値」及び「再クロス時の抵抗値」が非常に高く、通過性・操作性は実施例に遠く及ばないことが明らかである。また、比較例４のサンプルでは、「初期クロス時の抵抗値」と「再クロス時の抵抗値」が０．１６Ｎ以下であり、通過性・操作性のレベルは高いが、「平均破壊圧」が１６．４ａｔｍと低く、定格破壊圧１４ａｔｍの実現は不可能である。
【００５８】
また、上述のコンプライアンスカーブを見ると、実施例５（図７）は、比較例３（図８）とほとんど差がなく、ノンコンプライアント特性に極めて近いセミコンプライアント特性を維持したまま、充分な耐圧強度と柔軟性とを発現していることが分かる。
【００５９】
対する比較例３のサンプルでは、図８に示したように、ノンコンプライアント特性に近いセミコンプライアント特性が得られるものの、上記の通り、「再クロス時の抵抗値」が非常に高く、充分な柔軟性が示されていない。また、比較例４のサンプルは、コンプライアントに近いセミコンプライアント特性を示しているので、血管壁を過拡張し易いものである。
【００６０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の医療用ポリマーブレンド材料によれば、第１ポリマー成分が第２ポリマー成分よりも高いショア硬度を有し、且つ前記第１ポリマー成分と第２ポリマー成分との双方が同一繰り返し単位構造のハードセグメントおよび同一繰り返し単位構造のソフトセグメントを有する熱可塑性エラストマーであるため、従来困難であったブレンド材料の配合比の最適化を容易に達成でき、拡張圧力に対する径方向の伸び率（コンプライアンス特性）がセミコンプライアントからノンコンプライアントに維持されつつも、充分な耐圧強度と柔軟性とを有するバルーンを得ることが可能となり、病変部位の通過性と操作性とに極めて優れ、医療用途に有用なバルーンカテーテルを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバルーンカテーテルの一実施例の要部断面を示す概略側面図である。
【図２】実施例１のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図３】実施例２のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図４】実施例３のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図５】実施例４のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図６】比較例１および比較例２のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図７】実施例５のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図８】比較例３および比較例４のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図９】バルーンカテーテルのクロス性能を調べる実験環境を示す概略図である。
【符号の説明】
１ オーバー・ザ・ワイヤ型バルーンカテーテル
２ カテーテルシャフト
３ バルーン
３ａ バルーン直管部
４ マニフォールド
５ 外側チューブ（外管）
５ａ 外側チューブの内腔
６ ガイドワイヤ通過用チューブ（内管）
６ａ ガイドワイヤ通過用チューブの内面
１０ Ｕ字型模擬屈曲狭窄血管プレート
１１ アクリル板
１１ａ Ｕ字型溝
１２，１３，１４ ポリエチレン製チューブ
１５ フォースゲージ
１６ クランプ
１７ スライドテーブル
１８ ガイドワイヤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療器具に用いる医療用ポリマーブレンド材料に関し、更に詳しくは、末梢血管成形、冠状動脈成形および弁膜成形などを施す経皮的血管形成術（ＰＴＡ：Percutaneous Transluminal Angioplasty、ＰＴＣＡ：Percutaneous Transluminal Coronary Angioplastyなど）において使用されるバルーンカテーテルのポリマーブレンド材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、バルーンカテーテルを用いた経皮的血管形成術は、血管内腔の狭窄部や閉塞部などを拡張治療し、冠動脈や末梢血管などの血流を改善するのに広く用いられている。一般的なバルーンカテーテルは、カテーテルシャフトの遠位端に、内圧調節により膨張または収縮するバルーンを接合してなるものであり、そのカテーテルシャフトの内部には、ガイドワイヤが挿通される内腔（ガイドワイヤルーメン）と、前記バルーンに供給する圧力流体を通す内腔（インフレーションルーメン）とが長軸方向に沿って設けられている。
【０００３】
この種のバルーンカテーテルを用いたＰＴＣＡの術例は、以下の通りである。先ず、ガイドカテーテルを大腿動脈の穿刺部位から挿入し大動脈を経由させて、冠状動脈の入り口にその先端を配置させる。次に、前記ガイドワイヤルーメンに挿通したガイドワイヤを冠状動脈の狭窄部を越えて前進させ、このガイドワイヤに沿ってバルーンを挿入して狭窄部に一致させ、次いで、注射器などを用いてインフレーションルーメンを通して圧力流体をバルーンに加え、バルーンを膨張させて、当該狭窄部を拡張治療する。当該狭窄部を充分に拡張した後、バルーンを減圧収縮させて折り畳み体外へ抜去することで、ＰＴＣＡを終了する。尚、本術例では、ＰＴＣＡによる冠状動脈狭窄部拡張における使用例について述べたが、バルーンカテーテルは、他の血管内腔や体腔における拡張治療にも広く適用されている。
【０００４】
このようなバルーンには、種々の特性が必要である。ＰＴＣＡバルーンカテーテルを例に挙げると、石灰化狭窄部またはステントが留置された硬い狭窄部を拡張する際に、高い耐圧強度が必要となるが、高耐圧強度材料は、一般に柔軟性に欠ける傾向がある。他方、屈曲した狭い血管内腔を経て当該狭窄部に到達するには、高い柔軟性とバルーンの薄肉さが必要である。また、このバルーンの柔軟性は、狭窄部へバルーンをクロス（通過）または再クロス（再通過）させる際の性能（クロス性能または再クロス性能）と深く関係しており、特にバルーンを再使用する場合、バルーンの柔軟性が維持されないと、再クロス性能が低減する。
【０００５】
更に、硬い狭窄部を拡張する際にバルーンに高圧を加えても、血管壁が過拡張により損傷を受けない特性も必要である。すなわち、バルーンの拡張圧力に対する径方向の伸び率（コンプライアンス特性）の限定が非常に重要となる。コンプライアンス特性は、拡張圧力に対する応答性の違いから以下の３種類に分類・定義される。すなわち、（１）最も伸び率が限定されるタイプのコンプライアンス特性として、拡張圧力が６ａｔｍ〜１２ａｔｍの範囲で変化した場合のバルーン径の変化率が２％〜７％である特性（ノンコンプライアント）と、（２）同拡張圧力の変化に対して、バルーン径の変化率が７％〜１６％である特性（セミコンプライアント）と、（３）同拡張圧力の変化に対して、バルーン径の変化率が１６％〜４０％である特性（コンプライアント）である。
【０００６】
バルーンのコンプライアンス特性は、硬い狭窄部を高圧で拡張する際の血管壁の過拡張を防ぐためには、少なくともセミコンプライアント、更にはノンコンプライアントであることが好ましい。しかしながら、柔軟性に富み、高い耐圧強度と適度な伸び率（コンプライアンス特性）とを兼ね備えたバルーンが理想的ではあるが、これら特性は、バルーン材料の物性の観点からは互いに相反するものでもある。これら相反する特性をバランス良く実現すべく、以下に代表されるポリマーブレンド材料を用いた先行技術が多数開示されている。
【０００７】
ポリマーブレンド材料をバルーンに限定適用した先行技術としては、特表平９−５０６００８号公報記載の「熱可塑性エラストマーから成る医療装置用バルーン」が挙げられる。同公報には、エンジニアリング熱可塑性エラストマーと、非柔軟性の構造体用重合体材料とのブレンド材料を用いたバルーンや、非柔軟性の構造体用重合体層と、柔軟且つ耐摩耗性の熱可塑性エラストマー層との層状バルーンが開示されている。
【０００８】
また、特表平１０−５０６５６２号公報（「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」）には、ポリエステルエーテルアミドコポリマーを含有し、且つナイロンなどのポリアミドを含有する単一ポリマー層を備え、このポリマー層がポリエーテルアミドを含有する場合には、そのポリエーテルアミドがエステル結合を備えてなる膨張バルーンが開示されている。
【０００９】
更に、特開平８−１２７６７７号公報（「膨張カテーテル用のバルーンとカテーテルを備えた医療用具製造用のポリマーブレンド」）には、ポリエステルおよびポリアミドの群から選択した第１ポリマー成分と、ポリオレフィン、エチレンコポリマー、ポリエステルブロックコポリマーおよびポリアミドブロックコポリマーの群から選択した、Ｄ７５未満のショア硬度を有する第２ポリマー成分とを含む医療用ポリマーブレンド材料が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術は、何れも、柔軟なエラストマーと、高強度を発現させる非エラストマーとのブレンド材料を用いたものである。しかしながら、これら先行技術では、両成分の配合比によりバルーンの柔軟性と強度とが大きく変化するため、配合比の最適化が非常に難しいという問題があった。また、上記特表平９−５０６００８号公報に記載の層状バルーンの場合は、バルーンの原材料となるチューブ状パリソンを作製する際の押出成形工程が煩雑になり、生産コストが高くなる問題があり、加えて作製した層状バルーンの層間剥離が生じる可能性が存在した。
【００１１】
そこで、以上の問題に鑑み本発明が解決しようとするところは、充分な耐圧強度と柔軟性と適度なコンプライアンス特性とをバランス良く兼ね備えた医療用ポリマーブレンド材料およびこの材料を用いた医療用バルーンを容易に提供する点にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明は、何れもハードセグメントとソフトセグメントを有する熱可塑性エラストマーである第１ポリマー成分と第２ポリマー成分とのポリマーブレンド材料であって、前記第１ポリマー成分が前記第２ポリマー成分よりも高いショア硬度を有し、前記第１ポリマー成分のショア硬度がＤ７０以上であり、前記第２ポリマー成分のショア硬度がＤ７０未満であり、且つ前記第１ポリマー成分と前記第２ポリマー成分の双方が同一繰り返し単位構造のハードセグメントであるポリブチレンテレフタレートと同一繰り返し単位構造のソフトセグメントであるポリカプロラクトンを有するポリエステルエラストマーまたは同一繰り返し単位構造のハードセグメントであるナイロン１２と同一繰り返し単位構造のソフトセグメントであるポリテトラメチレングリコールを有するポリアミドエラストマーである熱可塑性エラストマーからなることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで、前記第１ポリマー成分のショア硬度（デュロメータ硬度）がＤ７０以上、且つ前記第２ポリマー成分のショア硬度がＤ７０未満であることが好ましい。更には、前記第１ポリマー成分（Ａ）と第２ポリマー成分（Ｂ）とを、Ａ／Ｂ＝９８／２〜１０／９０の重量割合で配合するのがより好ましい。
【００１４】
そして、本発明の医療用バルーンは、カテーテルシャフトの遠位端に接合され且つ内圧調節により膨張または収縮するバルーンであって、上記医療用ポリマーブレンド材料を用いて作製されることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る医療用ポリマーブレンド材料および医療用バルーンの種々の実施形態について説明する。
【００１６】
本発明に係る医療用ポリマーブレンド材料は、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー及びポリウレタンエラストマーなどのハードセグメントとソフトセグメントを有する熱可塑性エラストマーからなる第１ポリマー成分と第２ポリマー成分とのポリマーブレンド材料であり、前記第１ポリマー成分は第２ポリマー成分よりも高いショア硬度（デュロメーター硬度）を有し、且つ、前記第１ポリマー成分と第２ポリマー成分との双方が同一繰り返し単位構造のハードセグメントと同一繰り返し単位構造のソフトセグメントとを有するものである。高い結晶性を有し強く凝集するハードセグメントは、バルーンの引張り強度に寄与し、低い結晶性や極性基を有しフレキシブルなソフトセグメントは、バルーンのコンプライアンス性に強く寄与するので、両セグメントを含むバルーンは、柔軟性、強靱性および弾性を兼ね備えたものとなる。
【００１７】
尚、ショア硬度（デュロメータ硬度）には、一般にタイプＡとタイプＤの二種類あり、その測定方法がＪＩＳ Ｋ７２１５やＡＳＴＭ−Ｄ２２４０などに示されている。本発明におけるショア硬度とは、タイプＤ硬度である。
【００１８】
また、前記ソフトセグメントの主体には、ＰＴＭＧ（ポリテトラメチレングリコール）に代表されるポリエーテル、ＰＣＬ（ポリカプロラクトン）に代表されるポリエステルなどの１種類または２種類以上、前記ハードセグメントの主体には、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）に代表されるポリエステル、ナイロン１１、ナイロン１２に代表されるポリアミド、ポリウレタンなどの１種類または２種類以上が挙げられる。これらを繰り返し単位に含むブロック共重合体としては、商品名「ハイトレル」（東レ・デュポン株式会社製）や商品名「ペルプレン」（東洋紡株式会社製）、商品名「ヌーベラン」（帝人株式会社製）などのポリエステルエラストマー、商品名「ＰＥＢＡＸ」（ｅｌｆ ａｔｏｃｈｅｍ社製）などのポリアミドエラストマー、商品名「ミラクトラン」（日本ミラクトラン株式会社製）、および商品名「ペレセン」（ダウ・プラスチック社製）などのポリウレタンエラストマーが好適である。
【００１９】
また、前記第１ポリマー成分（Ａ）および第２ポリマー成分（Ｂ）は、前者のショア硬度がＤ７０以上、後者のショア硬度がＤ７０未満に調整されるのが好ましく、更には、両成分を重量比で（Ａ）／（Ｂ）＝９８／２〜１０／９０、特に９５／５〜２０／８０の範囲内に配合するのが好ましい。これは、両成分の配合比が９８／２を越えると、成形品であるバルーンの柔軟性が損なわれて、術者によるバルーンカテーテルの操作性が低下し、配合比が１０／９０未満では、バルーンに要求される耐圧強度を得るのが困難になるからである。例えば、上記の「ハイトレル」には、ショア硬度に応じて複数のグレードがあり、各グレードは、ハードセグメント（ＰＢＴ）とソフトセグメント（ポリエーテル）との重量比に依存するため、相互にグレード（ショア硬度）の異なる２種以上の「ハイトレル」をブレンドすることで、配合比の最適化を容易に達成することができる。尚、上記した「ヌーベラン」などの他のエラストマーもショア硬度に対応した各種グレードをもつことから、「ハイトレル」と同一手法でブレンドすることが可能である。
【００２０】
このように、上記第１ポリマー成分と第２ポリマー成分とは、同種の熱可塑性エラストマー、すなわち、同一繰り返し単位構造のハードセグメントおよび同一繰り返し単位構造のソフトセグメントを有する熱可塑性エラストマーからなり、両者のショア硬度を上記範囲内で変化させることで、その配合比を最適化しつつ両者を容易にブレンドすることができ、柔軟性と高い耐圧強度と適度な伸び率（コンプライアンス特性）とを兼ね備えた医療用バルーンを実現せしめる医療用ポリマーブレンド材料を容易に作製することが可能となる。
【００２１】
尚、上記第１ポリマー成分と第２ポリマー成分とをブレンドする手段には特に制限がなく、機械的に均一混合する液体無しのドライブレンドや、液状材料を混合するウェットブレンドの何れでもよく、また両成分を混練後にペレット化してもよい。
【００２２】
上記医療用ポリマーブレンド材料を用いたバルーンの成形方法は、特に限定されないが、充分な耐圧性能を得るためブロー成形法の採用が好ましい。例を挙げると、先ず、押出成形法などにより任意寸法のチューブ状パリソンを成形し、必要に応じてこのパリソンを所定長さに延伸しプリフォームした後、ブロー成形金型のキャビティに移送し、同金型を閉じて、二軸延伸工程により軸方向と径方向とに延伸した後、アニール処理を施してバルーンを作製する。尚、前記二軸延伸工程は、複数回行われてもよいし、軸方向の延伸については、径方向の延伸と同時にもしくはその前後に行えばよい。また、バルーンの形状寸法を安定化させるべく、バルーンに熱固定処理を施してもよい。
【００２３】
図１に、本発明に係るバルーンを備えたバルーンカテーテルの一実施例を示す。図１は、オーバー・ザ・ワイヤ型バルーンカテーテル１の要部断面を示す概略側面図である。図中において、符号２は、カテーテルシャフト、３は、カテーテルシャフト２の遠位端に接合したバルーン、４は、カテーテルシャフト２の基端に接続したマニフォールドを示す。尚、図示した例では、バルーン構造を明確にすべく、実際よりもバルーンをやや拡大表示している。
【００２４】
前記カテーテルシャフト２は、外側チューブ（外管）５の内腔５ａに長軸方向に沿ったガイドワイヤ通過用チューブ（内管）６を配設した二重管構造を有する、いわゆるコ・アクシアル・タイプ（co-axial type）のチューブ状部材である。このチューブ状部材は、ナイロン１２などのポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリエステル、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリオレフィン、ポリオレフィンエラストマー、ポリイミドおよびポリエーテルイミドなどの１種類または２種類以上の樹脂材料を用いて成形される。また、ガイドワイヤ通過用チューブ６の内面６ａには、ガイドワイヤに対する滑り性を高めるため、フッ素系樹脂材料などからなる高潤滑度のコーティング層を形成してもよい。
【００２５】
また、前記バルーン３には、前記ガイドワイヤ通過用チューブ６が貫通配設されており、遠位側スリーブ部３Ａがガイドワイヤ通過用チューブ６の先端部外周面に接合され、また、近位側スリーブ部３Ｂが外側チューブ５の端部外周面に接合されている。部材同士の接合には、紫外線硬化型接着剤、ウレタン系接着剤およびシアノアクリレート系接着剤などを用いればよいし、もしくは、バルーンと外側チューブまたはガイドワイヤ通過用チューブとが溶着可能な樹脂種の組合せからなる場合は、溶着しても構わない。
【００２６】
以上の例では、ガイドワイヤ通過用チューブ６がカテーテルシャフトの全長に亘るオーバー・ザ・ワイヤ型を示したが、本発明ではこれに限らず、ガイドワイヤ通過用チューブが先端２０〜３０ｃｍの部位のみに配設されるモノレール型でも構わない。
【００２７】
【実施例】
以下に本発明に係るより具体的な実施例と比較例について詳説するが、以下の実施例は本発明を何ら限定するものではない。
【００２８】
（実施例１）
第１ポリマー成分として、ポリエステルエラストマー（商品名「ペルプレン」；型番；Ｓ−６００１；東洋紡株式会社製；ショア硬度Ｄ７２、ハードセグメント：ＰＢＴ、ソフトセグメント：ＰＣＬ）を９０ｗｔ％、第２ポリマー成分として、ポリエステルエラストマー（商品名「ペルプレン」；型番；Ｓ−３００１；東洋紡株式会社製；ショア硬度Ｄ６０、ハードセグメント：ＰＢＴ、ソフトセグメント：ＰＣＬ）を１０ｗｔ％配合してポリマーブレンドを作製し、このポリマーブレンドを用いて押出成形法によりチューブ状パリソン（内径０．４３ｍｍ；外径０．８９ｍｍ）を作製し、次いで、このパリソンを用いて二軸延伸ブロー成形法により、本実施例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１８μｍ）を２０個作製した。
【００２９】
（実施例２）
第１ポリマー成分を７０ｗｔ％、第２ポリマー成分を３０ｗｔ％配合してポリマーブレンドを作製し、バルーンの肉厚を１９μｍにする以外は、前記実施例１と同様にして本実施例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１９μｍ）を２０個作製した。
【００３０】
（実施例３）
第１ポリマー成分を５０ｗｔ％、第２ポリマー成分を５０ｗｔ％配合してポリマーブレンドを作製する以外は、上記実施例１と同様にして本実施例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１８μｍ）を２０個作製した。
【００３１】
（実施例４）
第１ポリマー成分を３０ｗｔ％、第２ポリマー成分を７０ｗｔ％配合してポリマーブレンドを作製し、バルーンの肉厚を１９μｍにする以外は、上記実施例１と同様にして本実施例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１９μｍ）を２０個作製した。
【００３２】
（比較例１）
第１ポリマー成分のみを用い、バルーンの肉厚を２０μｍにする以外は、上記実施例１と同様にして本比較例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約２０μｍ）を２０個作製した。
【００３３】
（比較例２）
第２ポリマー成分のみを用い、バルーンの肉厚を２０μｍにする以外は、上記実施例１と同様にして本比較例２のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ、肉厚約２０μｍ）を２０個作製した。
【００３４】
（実施例５）
第１ポリマー成分として、ポリアミドエラストマー（商品名「ＰＥＢＡＸ」；型番；「７２３３ＳＡ００」；ｅｌｆ ａｔｏｃｈｅｍ社製；ショア硬度Ｄ７２、ハードセグメント：ナイロン１２、ソフトセグメント：ＰＴＭＧ）を５０ｗｔ％、第２ポリマー成分として、ポリアミドエラストマー（商品名「ＰＥＢＡＸ」；型番；「６３３３ＳＡ００」；ｅｌｆ ａｔｏｃｈｅｍ社製；ショア硬度Ｄ６３、ハードセグメント：ナイロン１２、ソフトセグメント：ＰＴＭＧ）を５０ｗｔ％配合してポリマーブレンドを作製し、このポリマーブレンドを用いて押出成形法によりチューブ状パリソン（内径０．４３ｍｍ；外径０．９４ｍｍ）を作製し、次いで、このパリソンを用いて二軸延伸ブロー成形法により、本実施例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１９μｍ）を２０個作製した。
【００３５】
（比較例３）
第１ポリマー成分のみを用い、バルーンの肉厚を２０μｍにする以外は、上記実施例５と同様にして本比較例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約２０μｍ）を２０個作製した。
【００３６】
（比較例４）
第２ポリマー成分のみを用い、バルーンの肉厚を１９μｍにする以外は、上記実施例５と同様にして本比較例のバルーン（直管部の外径３．０ｍｍ；肉厚約１９μｍ）を２０個作製した。
【００３７】
（コンプライアンス性に関する試験）
上記実施例１〜５、比較例１〜４のバルーンを用いて、コンプライアンス性に関する試験を行った。３７℃の生理食塩水で満たした水槽内に１０個のバルーンを配置し、同生理食塩水を用いて各バルーンの内圧（拡張圧力）を２ａｔｍ〜２０ａｔｍの範囲で０．２ａｔｍずつ上昇させ、各圧力値における状態を１秒間保持した。また、その内圧が１ａｔｍ上昇する毎にバルーン外径をレーザー測定器で測定し、拡張圧力−バルーン外径曲線（コンプライアンスカーブ）を作製した。その結果を、図２（実施例１）、図３（実施例２）、図４（実施例３）、図５（実施例４）、図６（比較例１，比較例２）、図７（実施例５）、図８（比較例３，比較例４）に示す。尚、各図に示す値は、１０個の測定値の平均値である。
【００３８】
同時に、バルーンが破壊するまで内圧を上昇させてその破壊圧を測定した。その結果（「平均破壊圧」）を後記の表１に示す。尚、表に示す値は、１０個の測定値の平均値である。
【００３９】
（バルーンカテーテル）
次に、上記実施例１〜５および比較例１〜４のバルーンを用いたバルーンカテーテルを作製しその性能を調べた。これらバルーンカテーテルには、図１に示したように、外側チューブ（外管）５とガイドワイヤ通過用チューブ（内管）６との二重管構造を有するカテーテルシャフト２の遠位端にバルーン３を接合してなるものを採用した。尚、マニフォールド４は不要なため接続しなかった。
【００４０】
ガイドワイヤ通過用チューブ（内径０．４２ｍｍ；外径０．５６ｍｍ）は、高密度ポリエチレン（商品名「ＨＹ５４０」；三菱化学株式会社製）を用いて押出成形により作製された。また、外側チューブ（内径０．７１ｍｍ；外径０．９０ｍｍ）は、ポリアミドエラストマー「ＰＥＢＡＸ」（型番「７２３３ＳＡ００」；ｅｌｆ ａｔｏｃｈｅｍ社製）を用いて押出成形により作製された。これらチューブを同軸二重管状に配設しカテーテルシャフトを構成した。
【００４１】
そして、図１に示したように、上記実施例および比較例のバルーンと前記カテーテルシャフトとを２液化硬化型ウレタン系接着剤（商品名「ＵＲ０５３１」；Ｈ．Ｂ．Ｆｕｌｌｅｒ社製）を用いて接合し、バルーン部分をラッピングした後、ＥＯＧ減菌したバルーンカテーテルを１０サンプルずつ作製した。
【００４２】
（クロス性能に関する試験）
図９に示すように、バルーンカテーテルを３７℃の生理食塩水中に配置したＵ字型模擬屈曲狭窄血管プレート１０内に挿入したときの抵抗値を測定した。Ｕ字型模擬屈曲狭窄血管プレート１０は、アクリル板１１の表面にＵ字型溝１１ａを形成し、このＵ字型溝１１ａに沿って内径３．００ｍｍのポリエチレン製チューブ１２，１３を配設・固定し、Ｕ字型溝の屈曲部において、内径１．６９ｍｍ，外径２．９８ｍｍのポリエチレン製チューブ１４を直径１５０ｍｍの半円形状となすように同軸状に配設・固定して構成されるものである。
【００４３】
また、カテーテルシャフト２の基端部は、フォースゲージ１５に連結したクランプ１６に把持され、フォースゲージ１５は、Ｕ字型模擬屈曲狭窄血管プレート１０に対して遠近移動自在のスライドテーブル１７に固定されている。
【００４４】
そして、前記ポリエチレン製チューブ１２，１３，１４からなる模擬屈曲狭窄血管の内腔にガイドワイヤ１８を挿通し、スライドテーブル１７を１０ｍｍ／ｓｅｃの速度でプレート側へ移動し、ガイドワイヤ１８に沿ってバルーンカテーテルを進行させ、模擬屈曲狭窄血管を通過させたときの最大抵抗値を「初期クロス時の抵抗値」として記録した。この結果を以下の表１に示す。尚、表に示す値は、１０個のバルーンカテーテルサンプルによる値の平均値である。
【００４５】
また、前記初期クロス時の抵抗値測定後、バルーンカテーテルサンプルを模擬屈曲狭窄血管の入口まで後退させ、バルーン３に生理食塩水を１０ａｔｍの内圧で導入して６０秒間拡張した。この後、速やかにバルーンを減圧収縮させ、陰圧を維持した状態で再び１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で同サンプルを模擬屈曲狭窄血管の中を前進、通過させたときの最大抵抗値を「再クロス時の抵抗値」として記録した。この結果を以下の表１に示す。尚、表に示す値は、１０個のバルーンカテーテルサンプルによる値の平均値である。
【００４６】
【表１】
【００４７】
ＲＢＰ＝Ｘ−（Ｋ＋１）Ｄ （１）
【００４８】
ここで、ＲＢＰ：定格破壊圧、Ｘ：平均破壊圧、Ｄ：平均破壊圧の標準偏差、Ｋ：信頼度（Ｃ）と確率（Ｐ）と平均破壊圧を算出するサンプル数（ｎ）とで決まる係数である。係数Ｋは、ＦＤＡガイドラインが提供する表に従い求めることができる。今、Ｃ＝０．９５，Ｐ＝０．９９９，ｎ＝１０であるから、Ｋ＝５．２０３となる。実施例と比較例についての「平均破壊圧の標準偏差」（Ｄ）と「定格破壊圧」（ＲＢＰ）の値を、上記表１に示す。
【００４９】
近年の医療現場で需要の高い公称径３．０ｍｍのバルーンカテーテルの耐圧強度は、病変部位にステントを留置した後、当該ステント留置病変部位を拡張する可能性があるため、少なくとも１４ａｔｍの定格破壊圧（ＲＢＰ）が必要である。よって、上式（１）から、平均破壊圧（Ｘ）が２０ａｔｍ程度必要となる。また、血管狭窄部へのカテーテル侵入時の抵抗値が低い程に当該狭窄部への侵入が容易になり、バルーンカテーテルの通過性・操作性が高くなる、すなわち、「初期クロス時の抵抗値」が低ければ初期クロス性能が良好、「再クロス時の抵抗値」が低ければ再クロス性能が良好といえる。また、バルーンカテーテルを操作する術者は、０．２０Ｎ程度の抵抗値であれば通過性が高いと判断するのが一般的である。
【００５０】
（評 価）
以上の判断基準に基づいて、上記実施例および比較例を評価する。初めに第１ポリマー成分及び第２ポリマー成分がポリエステルエラストマーからなるポリマーブレンド材料を使用した実施例１〜４及び比較例１、比較例２についての評価を以下に示す。
【００５１】
実施例１〜４のサンプルでは、「初期クロス時の抵抗値」と「再クロス時の抵抗値」とが０．１０Ｎ〜０．２５Ｎの範囲内にあり、当該サンプルの通過性・操作性は非常に高いと評価できる。また、実施例１〜４の「平均破壊圧」も１９．１〜２０．４ａｔｍの範囲内に分布しており、定格破壊圧１４ａｔｍを達成可能な値である。
【００５２】
対する比較例１のサンプルでは、「平均破壊圧」は、２２．９ａｔｍで定格破壊圧１４ａｔｍを達成可能な値ではあるものの、「再クロス時の抵抗値」が非常に高く、通過性・操作性は実施例に遠く及ばないことが分かる。また、比較例２のサンプルでは、「初期クロス時の抵抗値」と「再クロス時の抵抗値」が０．２１Ｎ以下であり、通過性・操作性のレベルは高いが、「平均破壊圧」が１４．４ａｔｍと極めて低く、定格破壊圧１４ａｔｍの実現は不可能である。
【００５３】
また、上述のコンプライアンスカーブを見ると、実施例１〜４のサンプルでは、図２〜図５の間に明確な差は観察されないばかりか、図６に示した比較例１ともほとんど差がなく、ノンコンプライアント特性に極めて近いセミコンプライアント特性を維持したまま、充分な耐圧強度と柔軟性とを発現していることが分かる。
【００５４】
対する比較例１のサンプルでは、図６に示したように、ノンコンプライアント特性に近いセミコンプライアント特性が得られるものの、上記の通り、「再クロス時の抵抗値」が非常に高く、充分な柔軟性が示されていない。また、比較例２のサンプルは、コンプライアントに近いセミコンプライアント特性を示しているので、血管壁を過拡張し易いものである。
【００５５】
次に第１ポリマー成分及び第２ポリマー成分がポリアミドエラストマーからなるポリマーブレンド材料を使用した実施例５及び比較例３、比較例４について評価する。
【００５６】
実施例５のサンプルでは、「初期クロス時の抵抗値」と「再クロス時の抵抗値」とが０．０８Ｎ〜０．１８Ｎの範囲内にあり、当該サンプルの通過性・操作性は非常に高いと評価できる。また、「平均破壊圧」も２０．７ａｔｍであり、定格破壊圧１４ａｔｍを達成可能である。
【００５７】
対する比較例３のサンプルでは、「平均破壊圧」は、２３．３ａｔｍで定格破壊圧１４ａｔｍを達成可能な値ではあるものの、「初期クロス時の抵抗値」及び「再クロス時の抵抗値」が非常に高く、通過性・操作性は実施例に遠く及ばないことが明らかである。また、比較例４のサンプルでは、「初期クロス時の抵抗値」と「再クロス時の抵抗値」が０．１６Ｎ以下であり、通過性・操作性のレベルは高いが、「平均破壊圧」が１６．４ａｔｍと低く、定格破壊圧１４ａｔｍの実現は不可能である。
【００５８】
また、上述のコンプライアンスカーブを見ると、実施例５（図７）は、比較例３（図８）とほとんど差がなく、ノンコンプライアント特性に極めて近いセミコンプライアント特性を維持したまま、充分な耐圧強度と柔軟性とを発現していることが分かる。
【００５９】
対する比較例３のサンプルでは、図８に示したように、ノンコンプライアント特性に近いセミコンプライアント特性が得られるものの、上記の通り、「再クロス時の抵抗値」が非常に高く、充分な柔軟性が示されていない。また、比較例４のサンプルは、コンプライアントに近いセミコンプライアント特性を示しているので、血管壁を過拡張し易いものである。
【００６０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の医療用ポリマーブレンド材料によれば、第１ポリマー成分が第２ポリマー成分よりも高いショア硬度を有し、且つ前記第１ポリマー成分と第２ポリマー成分との双方が同一繰り返し単位構造のハードセグメントおよび同一繰り返し単位構造のソフトセグメントを有する熱可塑性エラストマーであるため、従来困難であったブレンド材料の配合比の最適化を容易に達成でき、拡張圧力に対する径方向の伸び率（コンプライアンス特性）がセミコンプライアントからノンコンプライアントに維持されつつも、充分な耐圧強度と柔軟性とを有するバルーンを得ることが可能となり、病変部位の通過性と操作性とに極めて優れ、医療用途に有用なバルーンカテーテルを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバルーンカテーテルの一実施例の要部断面を示す概略側面図である。
【図２】実施例１のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図３】実施例２のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図４】実施例３のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図５】実施例４のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図６】比較例１および比較例２のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図７】実施例５のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図８】比較例３および比較例４のコンプライアンスカーブを示すグラフである。
【図９】バルーンカテーテルのクロス性能を調べる実験環境を示す概略図である。
【符号の説明】
１ オーバー・ザ・ワイヤ型バルーンカテーテル
２ カテーテルシャフト
３ バルーン
３ａ バルーン直管部
４ マニフォールド
５ 外側チューブ（外管）
５ａ 外側チューブの内腔
６ ガイドワイヤ通過用チューブ（内管）
６ａ ガイドワイヤ通過用チューブの内面
１０ Ｕ字型模擬屈曲狭窄血管プレート
１１ アクリル板
１１ａ Ｕ字型溝
１２，１３，１４ ポリエチレン製チューブ
１５ フォースゲージ
１６ クランプ
１７ スライドテーブル
１８ ガイドワイヤ
Claims (3)
- 何れもハードセグメントとソフトセグメントを有する熱可塑性エラストマーである第１ポリマー成分と第２ポリマー成分とのポリマーブレンド材料であって、
前記第１ポリマー成分が前記第２ポリマー成分よりも高いショア硬度を有し、前記第１ポリマー成分のショア硬度がＤ７０以上であり、前記第２ポリマー成分のショア硬度がＤ７０未満であり、
且つ前記第１ポリマー成分と前記第２ポリマー成分の双方が、同一繰り返し単位構造のハードセグメントであるポリブチレンテレフタレートと同一繰り返し単位構造のソフトセグメントであるポリカプロラクトンを有するポリエステルエラストマーまたは同一繰り返し単位構造のハードセグメントであるナイロン１２と同一繰り返し単位構造のソフトセグメントであるポリテトラメチレングリコールを有するポリアミドエラストマーである熱可塑性エラストマーからなることを特徴とする医療用ポリマーブレンド材料。 - 前記第１ポリマー成分（Ａ）と第２ポリマー成分（Ｂ）とが、（Ａ）／（Ｂ）＝９８／２〜１０／９０の重量割合で配合されてなる請求項１に記載の医療用ポリマーブレンド材料。
- カテーテルシャフトの遠位端に接合され且つ内圧調節により膨張または収縮するバルーンであって、上記請求項１または２に記載の医療用ポリマーブレンド材料からなることを特徴とする医療用バルーン。
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