JP5059753B2 - 医療装置に用いる高いｘ線不透過性を有したポリマ製マーカ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００３年１２月２９日に出願された出願番号第１０／７４８,０１６号の同時係属出願の一部継続出願であり、かつ上記出願番号の出願は２００３年９月２２日に出願されたシリアル番号が第１０／６６７,７１０号である係属中の親出願の一部継続出願であり、その内容の全てがこの参照によって本願明細書に組み込まれるものとする。
本発明は細長い身体内部装置に関し、より詳しくは、ステント配備、経皮経管冠動脈形成術（PTCA）およびそれに類似する手技のための管腔内装置に関する。

経皮経管冠動脈形成術は、虚血性心疾患の治療のために広く用いられる手技である。この手技においては、バルーン膨張カテーテルを患者の冠状動脈内で前進させるとともに、このカテーテル上のバルーンを患者の動脈の狭窄領域の内部で膨張させ、動脈の通路を開いてこの動脈を通過する血流を増大させる。患者の冠状動脈内への膨張カテーテルの前進を容易にするために、まず最初に、予め形作られた遠位端を有する案内カテーテルが、セルジンガー技術によって、腕あるいは大腿の動脈から患者の心臓血管系内に経皮的に導入される。このカテーテルは、大動脈の内部における所望の冠状動脈の小孔に隣接する範囲にその予め形作られた遠位端が配設されるまでその内部を前進する。そしてバルーン膨張カテーテルが、その上のバルーンが患者の動脈の狭窄領域に配設されるまで、案内カテーテルを介しつつ患者の冠状動脈内を前進する。

バルーンは、狭窄の全体にわたって適切に配置されると、比較的高い圧力（例えば、一般的に大気圧の４〜１２倍）のＸ線不透過性の液体によって所定のサイズへと１回若しくは複数回膨らまされ、病んでいる動脈の狭窄領域を拡張させる。膨張の後、バルーンを最終的に収縮させ、拡張させた狭窄領域から膨張カテーテルを取り除くと血流が回復する。

同様に、バルーンカテーテルは、ステントのような内側人工装置を配備するために用いることができる。このステントは、一般的に円柱状に形付けられた血管内装置であり、損傷を受けた動脈の内部に配置されてそれを開いた状態に保持する。この装置は、血管内治療の直後の再狭窄を防止して血管の開存性を維持するために用いることができる。典型的に、圧縮されあるいはその直径が減少したステントは、カテーテルの遠位端上にあるバルーンのような膨張可能部材の周囲に配設され、カテーテルおよびその上のステントが患者の血管系を通って前進する。バルーンを膨張させると血管の内側でステントが拡がる。その後に続くバルーンの収縮がカテーテルの回収を可能とし、かつ拡がったステントを血管の内側に残置させる。

典型的に、バルーンカテーテルあるいは他の経皮デバイスの遠位側の部分には１つ若しくは複数の放射線不透過性マーカがあり、Ｘ線あるいは蛍光Ｘ線透視検査画像診断の際にオペレータがその位置および配向を確認できるようになっている。一般的に、固体の放射線不透過性の金属のバンドあるいはリングが、バルーンカテーテルの内側あるいは外側シャフトの周りに固定されて、放射線不透過性マーカの役割を果たしている。しかしながら、そのような構造はカテーテルシャフトを局所的に強化するとともに、ポリマ製のバルーンカテーテル軸に比較すると固体の金属は相対的に柔軟性がないため、望ましくない不連続性を与えてしまう。加えて金属製のマーカは、製造に比較的費用がかかるばかりでなく、その下に横たわっている装置に確実に固定することが比較的困難である。

従来のマーカの使用に関連する問題の多くは、米国特許第６，５４０，７２１号（Voyles他：この参照によって本願明細書に組み込まれたものとする）に記載されているように、撓まない貴金属製の管材料を、適切な放射線不透過性物質が充填されあるいは添加されたポリマに置き換えることによって克服することができる。そのようなマーカは、タングステン元素のような粉末状のＸ線撮影濃度の高い材料をポリマ樹脂に混合するとともに、そのような混合物を適切な内径および壁厚を有した管状構造物に押出加工することによって形成することができる。この押出成形品は、それから個々の長さに切断され、溶着プロセスを介して意図する部品の上に取り付けられる。

そのようなアプローチについて見出された短所は、高分子マトリックスの望ましい特性を不必要に損なうことなしに首尾よく混合することができ、適切な寸法のマーカに経済的に形付けることができ、かつ部品の上に容易に組立てることができる混合物を生じさせるためには、Ｘ線撮影で濃度の高い材料を適切なポリマに充填する限界が明らかにあるということである。達成可能な充填比率は、Ｘ線不透過性の特定の程度を達成するためにマーカがどれくらい厚くなければならないかを決定する。Pebaxのようなポリマとタングステンの場合、充填比率の限度は約８０重量パーセントであることが見出されている。そのような重量パーセントは約１８体積パーセントに等しく、十分なＸ線不透過性を達成するためには極端に厚いマーカが必要となる。

したがって、従来可能であったものより実質的に高い充填比率のポリマ製マーカが必要とされている。そのようなマーカは、全体的な輪郭を過度に増加させないばかりでなく、その下に横たわっている部品の柔軟性を損なうことがなしに、高度に可視性の装置をもたらす。

本発明は、従来達成可能であったよりも極めて多い量の放射線不透過性物質をポリマに充填あるいは添加できるようにすることにより、先に述べたポリマ製の放射線不透過性マーカの短所を克服する。増大した充填比率は、それにもかかわらず、一様なペレットへの混合および適切な壁厚を有した押出成形品の形成を可能とする。その結果として得られるマーカは、Ｘ線不透過性および柔軟性の先例のない組合せをもたらす。そのようなマーカは、ガイドワイヤばかりでなく冠状動脈用、末梢血管用および案内カテーテルを含むけれどもこれらには限定されない様々な管腔内装置に、放射線不透過性のマーカを付加できるようにする。

本発明のマーカは、ポリマ／放射線不透過性物質の混合物への１つ若しくは複数の添加剤の添加ばかりでなく、予め選択された粒子形状および予め選択された粒径分布を有したＸ線不透過性物質の使用に依拠している。混合および押出加工の間に混合物がさらされる剪断応力を減少させるために、特殊な潤滑剤の形態の加工助剤が混合物に添加される。そのような潤滑剤は、それとの反応を防止するために特定のポリマ系と適合するものが選択され、好ましくは分子量が低いものである。剪断応力の減少は、熱の発生、したがってガス放出および連続するバインダの形成不能に帰着するポリマの劣化を減少させる。そのような潤滑剤は、好ましくは極性ワックスから成り、かつPellethaneのようなポリウレタンと共に用いられるときには、好ましくはエルカ酸アミド（Erucamide：脂肪酸アミド）から成る。使用可能な他の極性ワックスには、他のアミドワックス、モンタン酸エステル、極性ポリエチレンワックス、エチレン酢酸ビニルワックス、およびそれらを鹸化させたものが含まれる。抗酸化剤は、高分子マトリックスが、和らげられているとはいうものの高い温度および剪断応力にさらされるときに、その高分子量を維持するために選択的に追加することができる。

充填比率を増大させる過去の試みは比較的粒径の小さいタングステン粉末を必要としたが、本発明は、そのような目的を達成するために増大されたサイズの粒子の使用に依拠している。粒径の増加は、ポリマが連続するバインダとしてより効果的に機能するようにし、それによって所与の充填比率における延性を増大させ、あるいは増大した充填比率における延性を維持させることが見出された。平均粒度を少なくとも２ミクロンまで抑えるとともに最大粒子サイズを約２０ミクロンに制限するとと、所望の結果をもたらすことが見出された。Pellethaneとタングステンの場合は、約９１重量パーセント（３６．４体積パーセントに相当）の充填比率を容易に達成することができる。

様々な他の実施例においては、ポリマに対する放射線不透過性粒子の充填比率の増加は、最高で約９５重量パーセントまで可能である。９５重量パーセントの充填率を達成可能なポリマには、Pebax、ポリウレタン、ナイロン、ポリエーテルウレタン、ポリエステルコポリマ、オレフィン誘導コポリマ、天然ゴム、合成ゴム、熱可塑性エラストマ、スチレンブタジエンコポリマのようなスチレニックス、および高機能ポリマが含まれる。

ポリマにおけるＸ線不透過性物質の重量パーセントを増大させると、マーカの密度が増加する。より高い密度のマーカは、従来技術に対し、所与のサイズにおいてＸ線不透過性が増大することを含むいくつかの長所からその利益を得る。その結果、より小さい断面サイズに作ることができるというマーカの性能は、断面輪郭を改善しつつも同レベルのＸ線不透過性を維持する。また、Ｘ線不透過性物質のより高い密度は、選択的にマーカのバンドをより短い全長に作ることを可能にし、それによってステント、カテーテル、ガイドワイヤ、あるいはそれが取り付けられる類似の装置の柔軟性に対するあらゆるの影響を最小化する。

加えて、タングステン粉末を産生するプロセスが、個々の粒子の形状ばかりでなく粒径分布にもかなりの影響を及ぼすことが見出された。「押出」プロセスあるいは「噴霧」プロセスによって製造され、次いで機械にかけて成型されて分級されたタングステン粉末は、それぞれより等軸な形状およびサイズを有したばらばらの粒子を提供することが見い出され、したがって「回転」プロセスを用いて製造されたものに対し、より理想的に本発明に適したものとなっている。

本発明のマーカは、最初に、エルカ酸アミド(Erucamide)を含むポリウレタンのようなポリマ樹脂と適合性を有した極性ワックスとを、抗酸化剤と共に縦渦混合し、次いで二軸スクリュ押出機の一次フィーダにこの混合物を導入することによって製造される。この混合物は、制御された質量流量においてフィードされるとともに、その溶融温度よりも高い温度に加熱されつつそのバレル長さにおいて運ばれて混合される。下流位置においては、タングステン粉末が、二次フィーダによって制御された質量流量で混合物に導入される。タングステン粉末および溶融原料は、下流に運ばれながら緊密に混ぜられ、溶融状態の紐として金型から吐出されて水冷され、次いでペレットとされる。マーカは、タングステンが充填されたポリマをポリテトラフルオルエチレンの連続するビーディング上へ押出加工することによって形成され、所望の壁厚を生ずるように押し出される。次いで、この押出成形品は所望の全長に切断されるが、ビーディングは支持を提供するためになお所定の場所にある。ビーディングの残りを除去すると、マーカを付与する医療装置あるいはその部品の上にマーカがスライドし、所定の場所に溶着される。溶着への依拠は、その下に横たわっている装置をマーカが完全に取り囲む必要性をなくす。マーカは、Ｃ字形断面形状の２つのマーカを形成するために、例えば長手方向に半分に分裂させることができる。あるいは、押出加工されたマーカ材料の固形状の紐は、１つ若しくは複数の長手方向の線条あるいは螺旋形のパターンを形成するために、一方の側面に溶着することができる。

その高いＸ線不透過性、柔軟性および溶着性により、本発明のマーカは、例えばバルーンカテーテル、ガイドワイヤの内側部材ばかりでなく、案内カテーテルの先端にさえも容易に取り付けられる。公知の寸法の放射線不透過性マーカのガイドワイヤに対する取り付け、あるいは公知の間隔寸法を有した複数の放射線不透過性マーカのガイドワイヤに対する取り付けは、カテーテルに測定機能を付与し、医師が病変部を迅速かつ容易に測定して適切なステント長を決定できるようにする。

本発明のこれらのおよび他の特徴は、添付の図面とともになされる、本発明の原理を例証として示す以下の好ましい実施例の詳細な説明から明らかとなる。

本発明は、種々の装置に用いるための、可撓性でＸ線不透過性が高く、かつその装置に対する溶着によって容易に取り付け可能なＸ線不透過性のポリマ製マーカを提供する。これらの特性がマーカの厚みを最小とするので、このマーカを取り付ける装置の全体的な輪郭および剛性に及ぼす影響を最小とする。さらに、重量パーセントの高い値は、このマーカのＸ線不透過性を増加させるとともにこのマーカの断面寸法を減少させる。

所望のＸ線不透過性を達成するべく必要な高い充填比率を達成するために、かつポリマ材料の混合性および加工性や極限強さおよび柔軟性を損なうことなくそのようにするために、多くの異なるパラメータが重要であることが見出された。より具体的には、放射線不透過性物質の粒子の形状および寸法の両方を慎重に制御しなければならないが、ポリマの混合物に極性ワックスを含有させることが最も有益であることが見出された。酸化防止剤は、せん断応力および高い加工温度がポリマの特性に対して有する副作用を減少させるために、追加的に含有させることができる。

多くのポリマ材料が、本発明のマーカの製造に適している。これらの材料には、好ましくは、完成したマーカを取り付ける医療用器具の要素の柔軟性を損なうことがないようにするために、マーカの可撓性を充分なものとする低いデュロメータ値のポリマが含まれる。加えてこのポリマは、このマーカを所定の場所に溶着できるようにするために、そのような要素を製造している材料に適合しなければならない。このポリマはまた、その押出加工およびマーカへの成形、それに続く取扱いおよび医療装置への取り付け、および医療用装置を使用する間に湾曲し操作されるときのマーカの完全性の維持を容易にするために、マーカの混合物に充分な強さおよび延性を付与しなければならない。この種のポリマの実施例には、Pellethaneのようなポリエーテルウレタン、Pebaxのようなポリアミド共重合体、Hytrelのようなポリエステル共重合体、オレフィン誘導共重合体、天然ゴムおよびシリコーンやSantopreneのような合成ゴム、Kratonのような熱可塑性エラストマ、EVAのような高機能ポリマ、アイオノマ、およびそれらの混合物が含まれるが、それらには限定されない。さらに許容できるポリマには、ナイロンおよびポリウレタンが含まれる。本発明のマーカの製造に用いる好ましいポリマは、Pellethane 90AEである。

多くの異なる金属は、Ｘ線撮影における濃度が高いことがよく知られており、また蛍光透視的な検査における可視化のために医療器具にマーカを付けるために、純粋な状態であるいは合金の状態で用いることができる。一般的に用いられる金属には、プラチナ、金、イリジウム、パラジウム、レニウムおよびロジウムが含まれるが、これには限定されない。より低コストな放射線不透過性物質にはタングステン、タンタル、銀およびスズが含まれるが、その中でタングステンは本発明のマーカのために最も好ましい。所望の極めて高い充填比率を達成するためには、粒径を制御することが決定的に重要であることが見出された。充填比率を増加させる従来の努力においては、押出加工された壁の厚みに対する粒径の比率を最小化するために小さな平均粒径（１ミクロン以下）が用いられてきたが、幾分大きい粒径を用いて高い充填比率を実現できることが見出された。高い充填比率のコンパウンドの混合には以下の特性を持たせることが望ましい：
１）充填する粒子の一様な分布
２）周囲のポリママトリクスとの連続性
３）固化状態および溶融状態の両方における加工性を付与するためにポリママトリクスが混合物に延性をもたらす充填粒子間の充分な隙間

より大きな平均粒度の使用は、所定の比率で充填された粒子間の隙間をより大きくするので、混合およびそれに続く押出被覆の間の加工性が維持される。平均粒度の上限は、被覆の肉厚および許容できる不均一性（すなわち表面欠陥）の程度によって決定される。平均粒径が少なくとも２ミクロン〜１０ミクロンの範囲にあって最大粒径が約２０ミクロンの粒径分布が、所望の比率を生じさせるとともに、それから成形されたマーカに平滑な表面をもたらすことが見出された。

粒子形状の制御もまた、所望する極めて高い充填比率を達成するために極めて重要であることが見出された。多数の粒子のかたまりを含む異形の個々の粒子は表層にマイナスの影響を与えるので、等軸形状の離散粒子が特に効果的であり、したがって最大充填比率を達成できることが見出された。

また、特定の金属パウダを製造するたるのプロセスが、個々の粒子の形状に重大な影響を有することが見出された。金属製のタングステンの場合、「回転」「押出」あるいは「噴霧」処理のいずれかによる粉末酸化物の減少によってパウダを成形することができる。これらのプロセスの中で、「回転」処理が、最も好ましくない形状および粒径の分布を生じさせることが見出された。部分的な焼結が混合あるいは押出の間に分解しない粗い集塊を成形し、したがってそれから成形されるマーカにマイナスの影響を及ぼすのである。噴霧されたパウダーは、「回転」あるいは「押出」処理されたパウダーの溶融および再凝固による再処理によって概ね等軸な形状の分離した粒子となるので、本発明に適している。「押出」処理されたパウダーは、低コストで分離した一様な形状の粒子であるために好ましい。

マーカ材料の混合および押出の間における剪断応力によって生じる熱の発生を減少させ、それによってポリマ材料の劣化を防止するために、潤滑油の追加が効果的であることが見出された。潤滑油は、それらとの反応を排除するために、特定のポリマ系と適合するように選別されなければならない。加えて、潤滑油は低分子量であることが好ましい。本願明細書に記載されたマーカの用途に用いられる多くのポリマにとって、全般的に極性ワックスが最も効果的であることが判った。実施例には、アミドワックス、モンタン酸エステル、極性ポリエチレンワックス、エチル酢酸ビニルワックス、およびそれらを鹸化させたものが含まれるが、それには限定されない。Pellethane（ポリウレタン）およびエルカ酸アミド（Erucamide：脂肪酸アミドワックス）が、最も好ましい組合せを構成する。そのような添加物の使用は、充填率の高いコンパウンドをうまく製造できるようにする。新しい押出成形が、より少ない空隙構造をもたらし、従って破損しにくくすることが判明した。そのような添加物の使用は、押出成形、引出成形(pushtrusion)およびハイドロコーティングを含む下流の操作を透過することが判った。

マーカの混合物に酸化防止剤を含有させることもまた、有利であることが見出された。Irganox B225のような市販の酸化防止剤がポリママトリックスの劣化（すなわち分子量の減少）を最小化させることが見出された。ポリママトリックスが、混合、押出成形および接合プロセスに関連する多数の熱およびせん断履歴にさらされるからである。

本発明のマーカを製造するために用いる混合物は、ポリマ樹脂および加工助剤、選択的に酸化防止剤を例えば縦渦混合することによって製造され、それから第１のフィーダを介して双軸スクリュー押出機に導入される。送り速度は、その後に放射線不透過性物質と組み合せたときに、正確な充填比率が達成されることを確実なものとするべく、その質量流量が慎重に制御される。押出機を通って運ばれるときに材料が受ける熱がポリマを溶融させ、それによって全ての成分が完全に均質化することを容易にする。上述したようにその一様な粒子形状によって選択されるとともに粒径の分布が制御された放射線不透過性物質のパウダは、それから第２のフィーダを介して溶融流動物に導入され、充填比率の目標値を達成するためにその質量流量が慎重に制御される。固体パウダー、溶融ポリマおよび添加物は、それらが下流に運ばれるときに均質化されるとともに、溶融した紐として型から放出されて水冷されペレットとされる。好ましい押出装置は、２つの独立したフィーダを用いるものである。単一の主要なフィーダを介して全ての成分を導入すると、かなり高い機械的トルクを必要とするばかりでなく、ネジおよびバレルの過大な摩耗に帰着するからである。粉末フィーダは、選択的にサイドフィーダ装置と直列に運転され、密封されたメインバレル開口を介して溶融流動物の内部へと直接に粉末を運ぶ。好ましい混合物は、８．６重量パーセントのPellethane 90AEに対して９１重量パーセントのタングステン（H.C.Starck's Kulite HC600s, HC180s and KMP-103JP）、０．２重量パーセントのエルカ酸アミド(Erucamide)加工助剤、および０．２％のIrganox B225抗酸化剤から構成される。約０．０１重量パーセントと低いレベルのエルカ酸アミド(Erucamide)が効果的であることが見い出されたが、約０．４重量パーセントより高いレベルでは剪断応力のさらなる減少を生じさせることは見出されなかった。

マーカ材料を混合すると、マーカは押出被覆プロセスによって適切な寸法に製造することができる。自由押出成形も可能であるが、この方法は、ポリマ材料の高い充填比率のために問題含みである。連続する長さのビーディング上への押出成形は、溶融状態の押出品の破損を防止するために必要な支持を与えることが見出された。支持ビーディングは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の丸いマンドレル、テフロンで被覆されたステンレス鋼線材、あるいは押出品に容易に付着しない他の耐熱材料といった、使い捨ての形態とすることができる。さらに領域ドローダウン比率(ADDR)を１０:１より下に制限することにより、タングステンが充填された溶融物は押出成形プーラによって首尾良く取り出すことができる。ビーディングは、内径を固定するという追加的な利益をもたらし、最終的に得られるタングステン／ポリマ皮膜の全体的な寸法安定性を改善する。充填率が９１重量パーセントである上述したタングステン／Pellethane混合物の０．０２１５インチの直径のポリテトラフルオロエチレン製ビーディング上への押出成形品は、０．００２５インチの壁厚へと首尾よく押し出されて、例えばバルーンカテーテルの０．０２２インチの直径の内側部材への取付のために適切に寸法決めされたマーカを生じさせる。また、テフロンで被覆された０．００７インチのステンレス鋼線材上の９１％混合物の押出被覆も、ガイドワイヤ被覆を作るための単一の０．００２インチの壁厚へと首尾よく押し出された。

押出成形品が冷却されると、この押出成形品はひげ剃りの刃およびレチクル等を用いて単純に所望の長さ（例えば１〜１．５ミリメートル）の個別のマーカへと切断されるが、好ましくはビーディングは切断の間も所定の位置あって支持を提供する。続いてビーディングの残りが排出されると、マーカは医療装置あるいはその特定の部品の上へとスライドする。マーカは最終的に、好ましくは熱収縮チュービングおよび熱源（熱い空気、レーザー他）を用いて、その下に横たわっている基体に取り付けられる。このとき、熱（１７１〜２１０℃）がマーカを同時に溶融させ、熱収縮チュービングはその下に横たわってる溶融材料上に圧縮力を作用させる。その下に横たわっている部品上にマーカを熱溶着することは、マーカの縁にわずかにテーパを付けるという付随的な利益をもたらし、マーカの縁に引っかかる可能性、および医療装置の組み立てあるいは取り扱いの間におけるマーカあるいは医療装置の傷付きを低減する。

上述したとおりの混合、製造および組立プロセスによって形成される、０．００２５インチ壁厚を有した９１重量パーセント（３６．４体積パーセント）の充填比率のマーカは、商業的に入手可能な８０重量パーセント混合のものよりも劇的に高いＸ線不透過性を有しており、それは０．００１２５インチの厚みの従来のプラチナ／１０％のイリジウムマーカのＸ線不透過性に相当する。

様々な他の実施例において、上述したプロセスに従って形成される約９５重量パーセントの充填比率のポリマ製マーカは、所与のサイズにおいてさらに高いＸ線不透過性を呈した。充填比率は、約９１重量パーセント若しくはそれ以上であって最高で約９５重量パーセントの範囲にあり、それらの間の全ての値を含むことが好ましい。有利なことに、Ｘ線不透過性物質のこのように高い重量パーセントの充填は、マーカをより小さな断面寸法に作れるようにしつつ、より大きなマーカと同レベルのＸ線不透過性を維持する。小さいけれども高度に放射線不透過性のマーカは、断面の輪郭を減少させ、それが取り付けられあるいは装着されるステント、カテーテル、ガイドワイヤあるいは同様の装置の柔軟性に対する影響を最小にする。したがって、その固有の高い弾性係数が例えば従来技術のガイドワイヤの柔軟性に影響を及ぼす放射線不透過性の金属、電気メッキされた金のバンドあるいは放射線不透過性のコイルを、本発明のポリマ製マーカに置き換えることができる。

図１は、バルーンカテーテル１６の内側部材１４に取り付けられた２つの放射線不透過性マーカ１２を示している。これらのマーカは、バルーン１８の内部に内側部材１４を配置して２０に固定される前に、この内側部材に取り付けられる。この装置に対する蛍光透視的な照射は、放射線不透過性マーカの可視性およびバルーンに対するそれらの公知の位置によって、目に見えないバルーンの病変部分に対する位置決めを可能とする。

図２は、測定上の特徴２２を有したガイドワイヤの好ましい実施形態を図示している。このとき、予め選択された間隔距離２６を開けてガイドワイヤ２２に取り付けられている一連の放射線不透過性マーカ２４は、この装置を、病変部分の寸法を測定するための一種の定規として使用できるようにしている。隣接するマーカの間の分離は、その下に横たわっているガイドワイヤに溶着可能な放射線透過性の管状スペーサ２８を使用することによって制御することができる。放射線不透過性マーカおよび放射線透過性のスペーサをガイドワイヤ上に組み付け、充分な長さの熱収縮チュービングをガイドワイヤの全体の上にスライドさせて適切な温度に加熱すると、スペーサばかりでなくマーカもがガイドワイヤに溶着される。

図３は、測定上の特徴３０を有したガイドワイヤの他の好ましい実施形態を図示している。このとき、寸法が異なる一連の放射線不透過性マーカ３２ａ〜３２ｅが等しい間隔を開けてガイイヤ３４に取り付けられていて、この装置を、病変部分の寸法を測定できるものとしている。隣接するマーカ間の分離は、その下に横たわっているガイドワイヤに対して同様に溶着可能な放射線透過性の管状スペーサ３６の使用によって制御することができる。放射線不透過性マーカおよび放射線透過性のスペーサをガイドワイヤ上に組み付け、充分な長さの熱収縮チュービングをガイドワイヤ全体の上にスライドさせて適切な温度に加熱する、スペーサばかりでなくマーカもがガイドワイヤに溶着される。

本発明の放射線不透過性のポリマ製バンドは、プラチナ−イリジウム製のバンドあるいはコイルと同等あるいはより良好なＸ線不透過性を提供する。上述したように、放射線不透過性のポリマは、ポリマと金属との柔軟性の差に起因して金属製のバンドよりも有利である。ポリマの低い弾性率は、干渉あるいは捩れを誘発することなしに、ガイドワイヤが自然な進路に沿って湾曲できるようにする。また重要な利益は、従来の貴金属（すなわち金、プラチナ、その他）製のマーカシステムを使用することに比べて、放射線不透過性のポリマを使用することが低コストであるということである。

上述したガイドワイヤを製造する１つの方法は押出被覆によるものである。特に、放射線不透過性のポリマは、ポリテトラフルオロエチレン製のマンドレルの上に押出被覆される。その結果として生じる放射線不透過性の円筒状のポリマ皮膜は、所望の個別の全長に切断されてマンドレルから取り外される。これらの個々のポリマは切片あるいはバンドの形態であって、ガイドワイヤの上に個別に配置することができ、所望の位置あるいはまた予め定められた間隔を開けてワイヤーコアに溶着される。

次に、ガイドワイヤは選択的に、マーカを覆ってシャフト部分の全長にわたる別個のポリマ被覆を有することができ、これによってより滑らかでその全てがポリマである外径をもたらすことができる。マーカ上に重なるこの外側被覆の壁厚は、約０．００５インチ〜約０．００５インチの間とすることができるが、好ましくは約０．００１インチ〜約０．００２インチの間とすることができる。

ガイドワイヤには、異なる方法で外側被覆を付加することができる。１つの方法は、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、フッ素化エチレンポリマ（FEP）、ヒドロキシ終止ポリエーテル（HTPE）、あるいは他のいくつかの柔軟で熱収縮可能なポリマ製の熱収縮チューブによるものである。この熱収縮チューブは、ワイヤーの一部あるいは全体とマーカの上に配置され、次いで加熱される。他の被覆方法は、例えば米国特許第６，４１９，７４５号（Burkett、その他）に示されているポリマ押出技術によるものである。なお、この特許の内容はこの参照によって本願明細書に組み込まれるものとする。このプロセスにおいては、ガイドワイヤおよびポリマカートリッジが、金型を通って同時に押出加工される。ポリマカートリッジ、ガイドワイヤと共に金型を通って前進する直前に溶融されて、ワイヤーを覆う一様な被覆に帰着する。さらに他の方法は、ガイドワイヤをポリマ製マーカと共に浸漬被覆するものである。ワイヤーコアに対するその付加の後、この外側被覆は、親水性のシリコーンベースの被覆、あるいは他の潤滑タイプの被覆をその上に追加するための下地の役割を果たす。

図４の簡略化された部分側面図に示されている好ましい一実施例においては、ガイドワイヤ４０が、ポリマ皮膜４６あるいはまた他のタイプのポリマのカバーによって覆われた放射線不透過性のポリマ製マーカ４４を有する遠位側部分４８が覆われた状態で示されている。放射線不透過性マーカ４４は、タングステン粉末のようなＸ線撮影において密度の高い要素が添加されたポリマから選択的に作られる。このタングステン粉末は、所望のＸ線不透過性をもたらすために、好ましくは約９１〜９３重量パーセントで添加されているが、約９５重量パーセントと同程度に添加することもできる。図４に示したように、ポリマ被覆の部分は、好ましくはガイドワイヤ４０の遠位側部分４８、ガイドワイヤ４０の遠位端４２から約３〜７ｃｍのあたりに配置される。これらの放射線不透過性のポリマ製マーカ４４は、中空円筒状の形態であり、好ましくは約１〜２ミリメートルの長さであって、予め定められた距離の間隔を開けて配置されている。様々な実施形態において、放射線不透過性のポリマ製マーカ４４は、その長さが約０．５ミリメートル〜約５ミリメートルの範囲にあり、好ましい寸法長さは約２ミリメートルである。放射線不透過性のポリマ製マーカ４４の内径は、約０．００３インチから約０．０１０インチである。マーカ４４の好ましい厚みは、約０．００５インチ〜約０．００８インチである。外径は約０．０１０インチ〜から約０．０１４インチであり、好ましい外径は約０．０１２インチである。

そのような構造（すなわち遠位端から約３〜７ｃｍにあるマーカ）は、充分なＸ線不透過性（約９１〜９３重量パーセントの添加）のマーカ４４をもたらすが、ガイドワイヤ上においてコンパクトな寸法（約１〜２ミリメートルの全長および約０．００５〜０．００８インチの厚み）であり、冠状動脈の解剖学的組織の内部の病変部を測定するために用いることができ、ステント配備、バルーン血管形成術および他の医学的な手技を支援する。さらにまた、そのような寸法は、ポリマ製マーカ４４が充分なＸ線不透過性を有するにもかかわらず、ガイドワイヤの柔軟性、トルク伝達性、あるいは他の性能品質をほとんど妨げないように選択されている。

図４の実施形態において、放射線不透過性のポリマ製マーカ４４は、選択的にコアの表面上に延びて、わずかに平坦でない表面状態を生じさせている。しかしながら、十分に厚い選択的なポリマ皮膜４６が平坦でない表面状態を埋めるので、そのようにすることによって、ポリマ皮膜４６はほぼ滑らかな外径表面状態を残す。このことはガイドワイヤの追従性を改善し、カテーテルあるいは他の装置のワイヤー上における動きの容易さが改善されることを意味する。この外径輪郭は、ワイヤーコアのテーパあるいは形状に追従させることもできるが、図４に示されているように、コアがとがったテーパ状であるのに対して、丸められた形状としてコアの形状に追従しないようにすることもできる。

図５は、他の実施例のガイドワイヤ５０の遠位側部分５２の簡略化された部分断面図である。このワイヤー５０は、先端コイル５４を有している。放射線不透過性のポリマ製マーカ５６のいくつかは、コア６０の表面に形成されている各溝５８の内側に選択的に埋没し、図５に示したように、マーカ５６がコア６０の外側表面に対して比較的に面一となるようにしている。これらの埋没した放射線不透過性のポリマ製マーカ５６は、ほぼ滑らかな外径をもたらして追従性を改善することができる。ポリテトラフルオロエチレン製の熱収縮性スリーブ６２が、ポリマ製マーカ５６の上に付加されているが、この例示的な実施形態における先端コイル５４は覆われずに露出している。

図５に示すとともに上述した実施形態に示すように、放射線不透過性のポリマ製マーカ５６は、例えばガイドワイヤ５０の裸の金属芯上に配置することができる。マーカ５６は、接着、溶着、あるいはマーカを所定の位置に保つための従来技術において周知の任意の方法によってコアに取り付けられる。１つの他の実施形態において、コアは（熱収縮性スリーブ６２に代わる）その表面に付加された液状ポリマを含むが、このポリマは、例えば紫外線あるいは熱によって硬化される。あるいは、液状ポリマは、プールあるいは液状ポリマにコアを浸漬することによって付加することもできるし、ブラッシング、吹付け等の手作業によって付加することもできる。その結果は、マーカを覆う一様で滑らかな外側ポリマ表面であり、マーカはワイヤーコアの表面輪郭と面一とすることもできる面一としないこともできる。放射線不透過性マーカを覆う液体ポリマの皮膜は、好ましくは約０．０００５インチ〜０．００３インチの壁厚に作ることができる。この範囲の厚みは、マーカのための十分な保護をもたらし、滑らかな外側表面を与えるとともに、必要に応じてさらなる上部塗装のための下地の役割を果たすのに十分な容積を有する。

さらなる上部塗装について、ガイドワイヤ５０は、シャフトの全長の少なくとも一部分に重なるとともに液状ポリマの表面を覆って一様でより滑らかな、全てがポリマ製の外径を提供する、別個の外側ポリマ製カバー６４を選択的に有することができる。この外側ポリマ製カバー６４はまた、親水性でシリコーンベースの、あるいは他の潤滑コーティング（図示せず）のための下地として作用することができる。一つの実施例において、この外側ポリマ製カバー６４は、タングステン粉末のような放射線不透過性のあるいはＸ線撮影において密度の高い要素が添加されたウレタンである。プラチナ、金、イリジウム、パラジウム、レニウム、ロジウム、タンタル、銀およびスズのような、他の添加粒子もまた考えられる。そのようなガイドワイヤ５０は、Ｘ線不透過性のポリマ製マーカ５６およびＸ線不透過性の外側ポリマ製カバー６４の両方を有する。外側ポリマ製カバー６４のＸ線不透過性レベルは、もちろん、Ｘ線撮影において濃度の高い要素を添加する量によって調整することができる。Ｘ線撮影において濃度の高い要素のベースポリマに対する充填比率は、数重量パーセントから最高で約９５重量パーセントの範囲とすることができ、その間のすべての値を含む。

要するに、外側ポリマ製カバー６４およびポリマ製マーカ５６の一方あるいは両方を放射線不透過性とすることができる。１つの実施形態において、マーカ５６はバンドあるいはリングの形態とすることができるが、カバー６４はより大きな全長を有して図５に示すように遠位側の先端を覆うことができる。医療装置上へのそのような放射線不透過性のポリマ構造の使用は、金あるいはプラチナといった貴金属から作られる従来のマーカバンドの必要を無くす。設計的な観点から言うと、上述したポリマ製の放射線不透過性の構造は多くの形態を取ることができ、したがって、その製造が困難で費用のかかる貴金属よりも非常に用途が広い。

様々な他の実施形態において、高度に放射線不透過性のポリマ製マーカは、ガイドワイヤ以外の異なる管腔内医療装置にも付加することができる。そのような管腔内医療装置には、バルーン、塞栓物質フィルタ、およびステントが含まれるが、これに限定されるものではない。これらの管腔内医療装置は、少なくとも一つのポリマ製放射線不透過性マーカがその上に配設される担体として機能する。これらの担体にマーカを接続するための手段は、すでに上述したものと同様である。ポリマ製の放射線不透過性マーカは、上述したように、マーカに対して約９１重量パーセントより大きな量の、好ましくは約９１〜９３重量パーセントのタングステン粉末のようなＸ線不透過性の材料あるいは粒子を含む。ポリマ製の被覆は、マーカの上に選択的に重ねることができる。

本発明の特定の形態を記載したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の改良をなしうることは、当業者にとって明らかである。より詳しくは、適切な加工助剤を用いることにより様々に異なるポリマおよび放射線不透物質を混合することができるとともに、異なる形状および寸法のマーカを形成することもできるし、放射線不透過性のマーカの付加によって利益を受ける任意の様々な医療装置にマーカを取り付けることもできる。したがって、本発明が添付の請求の範囲による以外に限定されることは意図されない。

バルーンカテーテルに取り付けられた本発明の放射線不透過性マーカの拡大側面図。 ガイドワイヤに取り付けられた本発明の放射線不透過性マーカの好ましい構成の拡大側面図。 ガイドワイヤに取り付けられた本発明の放射線不透過性マーカの他の好ましい構造の拡大側面図。 ガイドワイヤ上にある本発明の放射線不透過性マーカのさらに他の実施形態の簡略化された側面図。 ガイドワイヤ上にある本発明の放射線不透過性マーカのさらに別の実施例の簡略化された断面図。

Claims (16)

1. 放射線不透過性マーカであって、
   ポリマと、
   前記ポリマの内部に配設された放射線不透過性の粒子と、
   極性ワックスと、
   を含み、
   前記放射線不透過性の粒子が、この放射線不透過性マーカの少なくとも９１重量パーセントを構成していることを特徴とする放射線不透過性マーカ。
2. 前記ポリマがポリウレタンから成ることを特徴とする請求項１に記載した放射線不透過性マーカ。
3. 前記ポリウレタンが、熱可塑性ポリエーテルウレタンから成ることを特徴とする請求項２に記載した放射線不透過性マーカ。
4. 前記極性ワックスがエルカ酸アミドから成ることを特徴とする請求項２に記載した放射線不透過性マーカ。
5. 前記ポリマは、少なくとも８．６重量パーセントのPellethane（登録商標）90AEから成り、
   前記放射線不透過性の粒子が少なくとも９１重量パーセントを構成し、
   前記極性ワックスが０．０１〜０．４重量パーセントのエルカ酸アミドから成ることを特徴とする請求項１に記載した放射線不透過性マーカ。
6. 前記極性ワックスが０．２重量パーセントのエルカ酸アミドから成ることを特徴とする請求項５に記載した放射線不透過性マーカ。
7. 酸化防止剤を更に含んでいることを特徴とする請求項５に記載の放射線不透過性マーカ。
8. 前記酸化防止剤が、０．２重量パーセントのIrganox（登録商標）B225から成ることを特徴とする請求項７に記載した放射線不透過性マーカ。
9. 前記放射線不透過性の粒子が、少なくとも２ミクロンの平均直径および２０ミクロンの最大直径を有していることを特徴とする請求項１に記載した放射線不透過性マーカ。
10. 前記放射線不透過性の粒子がタングステンから成ることを特徴とする請求項９に記載した放射線不透過性マーカ。
11. 前記ポリマが、Pebax（登録商標）、ポリエーテルウレタン、ポリエステルコポリマ、オレフィン誘導コポリマ、天然ゴム、合成ゴム、熱可塑性エラストマ、高機能ポリマ、ポリウレタン、スチレニックスコポリマ、およびナイロンからなる群より選択されることを特徴とする請求項１に記載した放射線不透過性マーカ。
12. 前記放射線不透過性の粒子が、プラチナ、金、イリジウム、パラジウム、レニウム、ロジウム、タングステン、タンタル、銀、およびスズからなる群より選択されることを特徴とする請求項１に記載した放射線不透過性マーカ。
13. 前記極性ワックスは、アミドワックス、モンタン酸エステル、極性ポリエチレンワックス、エチル酢酸ビニルワックス、およびその鹸化されたものから成る群より選択されることを特徴とする請求項１に記載した放射線不透過性マーカ。
14. ８．６重量パーセントのPellethane（登録商標）90AE、
    ９１重量パーセントのタングステン粒子、および
    ０．２重量パーセントエルカ酸アミドを含むことを特徴とする放射線不透過性マーカ。
15. ０．２重量パーセントのIrganox（登録商標）B225を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載した放射線不透過性マーカ。
16. 前記タングステン粒子が、少なくとも２ミクロンの平均直径および２０ミクロンの最大直径を有していることを特徴とする請求項１５に記載した放射線不透過性マーカ。

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