JPH10506291A - 半径方向に膨張可能なポリテトラフルオロエチレン - Google Patents
半径方向に膨張可能なポリテトラフルオロエチレンInfo
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Abstract
(57)【要約】
膨張可能なステント用のライナー及びカバーとして医療分野で使用に適した押出、延伸及び焼結した管状PTFE物質を製造する。このPTFE物質は非常に低いREC(半径方向膨張率)及びRER(半径方向膨張比)を有する。
Description
【発明の詳細な説明】
半径方向に膨張可能なポリテトラフルオロエチレン
本発明は半径方向に膨張したとき、その構造的結着性(integrity)
を保持するポリテトラフルオロエチレン(以後、PTFEという)物質に関する
。
更に詳しくは、本発明は膨張可能なステント用のライナー及びカバーとして医
療分野で使用に適した押出、延伸及び焼結した管状PTFE物質に関する。
大動脈血管を開き、支持する膨張可能な血管内部ステントを使用することは、
この技術分野では周知である。このようなステントは、典型的にはステンレス鋼
から製造され、トロンボゲン形成性であり、血管にステントを通して組織が生長
するため、閉塞する傾向がある。このようなステントの長さもまた、その堅さの
ため制限される。その結果、ステントを保護し、ステントで処理できる解剖学的
構造の長さを延長するため、金属製ステントに使用するライナー及びカバーが求
められてきた。ステントライナー又はカバーは、好ましくは、(1)ステントと
共に膨張しなければならなく、(2)非トロンボゲン形成性でなければならなく
、(3)生体適合性でなければならなく、(4)不活性でなければならなく、(
5)原寸法の約4倍まで膨張する能力を持たなければならなく、(6)患者に障
害を与える危険を回避するために、5〜10atmより低い圧力で膨張しなけれ
ばならなく、(7)膨張後、その物性及び構造的強さを保持しなければならなく
、(8)膨張後、一般的にその長さを変えてはならなく、(9)生理学的圧力で
血液不透過性でなければならなく、(10)膨張したとき宿主解剖学的構造に一
致しなければならなく、(11)体組織の成長に抵抗しなければならなく、(1
2)放射線透視検査の間に位置確認のための放射線不透過性のマークを持つこと
ができなければならないので、受け入れられるステントライナー又はカバーの進
歩はゆっくりであった。
ペースト状の押出し管状PTFE製品は周知であり、その製品を製造するため
のペースト押出及びペースト形成製造方法も同様である。その製造方法の製造の
過程で、PTFE樹脂は液体滑剤と混合される。そして、予備成形された樹脂滑
剤装填材料が製造され、環状のオリフィスを通して押し出され、焼結されていな
いPTFE管を製造する。この押出された管は加熱されて滑剤を除去し、多孔質
の焼結されていないPTFE管を製造する。この管は典型的には1.5〜約1.
75g/ccの密度及びそれに伴う39〜26%の多孔度を有している。もし、
その焼結していない管をその結晶融解温度以上に加熱することにより焼結すると
、非孔質の管を生ずる。米国特許第3,953,566号、第3,962,153号
、第4,110,392号、第4,187,309号、第4,283,448号、第4
,385,093号、第4,478,665号、第4,482,516号、第4,87
7,661号及び第5,026,513号を見よ。
医療分野では、PTFE製品は静脈及び動脈の代替品として使用される。PT
FEは不活性であり、非トロンボゲンであり、ステントカバー及びライナーに望
ましい他の特性を有している。しかしながら、商業ベースで利用されているPT
FE医療用管状製品は、重要な半径方向の強さがなく、容易には膨張しない。従
来のPTFE管は典型的には高い半径方向の強さを有しており、急速にその引張
強さを失い、ほんの少量膨張した後、弱く薄くなる。
従って、容易に膨張し、膨張後体内で使用するのが望ましい引張強さ及び他の
物性を実質的に保持している、改良型PTFE製品を提供することは非常に望ま
しい。
よって、本発明の主目的は、膨張可能なステント用のライナー及びカバーとし
て使用できる改良型PTFE製品を提供することである。
本発明のさらなる目的は、製品が容易に膨張した後、実質的に構造的結着性を
保持する管状改良型PTFE製品を提供することである。
本発明の他の目的は、膨張可能なステントで処理できる解剖学的構造の長さを
延ばすことである。
わたしは新しいPTFE製品並びにそれを製造するための方法及び組成物を発
見した。その新しいPTFE製品は、構造的結着性を保持し、実質的にその引張
強さ及び他の望ましい物性を保持する形状に意義深く膨張できる。下記の実施例
で詳述したように、この新しいPTFE製品は、構造的結着性を失い急速に引張
強さが低下する前に薄肉のPTFE管が約50〜400%膨張するように機能す
る、非常に低いREC(半径方向膨張率)及びRER(半径方向膨張比)を有し
ている。
次の実施例は本発明の現在の好ましい具体例及び実施を記述するものであり、
本発明をそれに限定するものではない。
実施例1
ICIアメリカズ社製のフルオンCD123、100gをNo.10篩にシフ
トさせて通して、室温で25gの溶媒(ISOPAR M、エクソン社製)と混
合して予備成形物を製造した。当該技術分野で周知の他の滑剤は、VM&P N
APHTHA(沸点、118〜130℃)、ISOPAR (エクソン社の登録
商標)、ISOPAR 3 G(沸点、159〜174℃)、ISOPAR H
(沸点、176〜189℃)、Low Odor Paraffin Solv
ent(沸点、191〜246℃)及びSHELLSOL(シェルオイル社の商
標)Kを含む。
その結果得られる予備成形物混合物をNo.10篩に再シフトする前に8時間
を越えて放置させた。滑剤レベル(LL)は、(使用した溶剤の重量)/(使用
した樹脂の重量)の値に等しい。このことは、実施例1で使用した滑剤レベルは
25%であった。本発明の実施における滑剤レベルは通常16〜35%の範囲で
あり、現在、約18〜25%の範囲が好ましい。
予備形成物装填材料10は、予備成形物混合物を200〜400psiで約1
分間、中央シャフトを含むステンレン鋼シリンダー圧縮することによって造られ
た。この中央シャフトは中央線Xに沿って延び、シリンダーと同心であった。そ
の結果得られた予備形成物装填材料10は、図に示すとおり、ドーナッツ形円形
横断面積13を有する中空の円筒本体であった。予備成形物中の円筒中空15は
、中央シャフトによって占められた。予備形成物装填材料は、それからラム押出
機中の円筒バレル中に詰め込まれ、減速比(RR)が125:1で円筒状の薄肉
の管材料11のいくつかの個々の長さに押出された。予備成形物装填材料から製
造された管材料11の全長は約12フィート(3.66m)であった。押出された管
材料はフィブリルによって互いに連結したノードによって特徴づけられる微細構
造を有していた。減速比は、管材料11の壁の横断面積14に対する予備成形物
の横断面積13の比に等しい。本発明の実施では、RRは200又は300:1
よ
り小さく、好ましくは、125:1に等しいか又はそれより小さい。本発明の実
施におけるRRのLLに対する比は好ましくは5より小さい。従来技術の予備成
形物混合物では、RRのLLに対する比は通常5より大きく、典型的には、9以
上である。溶剤は、管を強制空気循環電気炉中で255℃で30分間置くことに
よって押出した管材料から除去された。ここでは、管が押出され255℃に加熱
され、溶剤を除去した後の管の長さを管の“最初の長さ”と称している。
255℃に加熱した後、各管を290℃に5分間加熱して、それから長手方向
に1秒間に約100%の割合で延伸して、管の最初の長さの4倍の長さにした。
望む場合は、各管は1秒間に5〜500%の範囲の割合で延伸でき、管の最初の
長さの2〜6倍の長さに延伸できる。
延伸した多孔質管を、それから約300℃で45〜90秒間焼結した。焼結に
よってPTFEを結晶化させ、多孔質管が長くなった。焼結の間、管の各端部が
管の長手方向の収縮を回避するために抑制された。その結果得られた延伸し、焼
結した多孔質管は高度に結晶質のPTFEポリマーから本質的になり、フィブリ
ルによって互いに連結したノードによって特徴づけられる微細構造を有していた
。フルオン(FLUON)CD 123樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン(
PTFE)の水性分散物の凝固によって製造される白いさらさらした粉末である
。それは、焼結した物品中の不透明度が問題ではない応用に対して、揮発性炭化
水素滑剤とともにペースト押出するために設計される。フルオンCD123は、
比較的高い分子量を有する。焼結していない押出物は良い緑色の強度を示す。
実施例2
25gのISOPAR M溶剤を12gのそれに代え、予備成形物装填材料を
91:1の減速比(RR)で薄肉の円筒状管材料の中に押出された以外は実施例
1を繰り返した。約12フィート(3.66m)の円筒状管材料を製造した。
実施例3
25gのISOPAR M溶剤を18gのそれに代え、予備成形物装填材料を
48:1の減速比(RR)で薄肉の円筒状管材料の中に押出された以外は実施例
1を繰り返した。約10フィート(3.05m)の薄肉の管材料を製造した。
実施例4
25gのISOPAR M溶剤に代えて、18gのISOPAR Mを使用し
て実施例1を繰り返した。100gのCD123代えて、95gのCD123を
使用した。5gのCD509をそのISOPAR M溶剤とそのCD123とに
併用した。そして、その結果得られた予備成形物は減速比(RR)48:1で円
筒状薄肉の管材料の中に押出された。約10フィート(3.05m)の薄肉の管
材料が製造された。
フルオン(FLUON)CD 509樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン(
PTFE)の水性分散物の凝固によって製造される白いさらさらした粉末であ
る。それは、高度の焼結割合が望ましい高い減速比に中ほどでペースト押出する
ために設計される。
実施例5
実施例1で製造した約35cmの長さの3つの管をそれぞれ次のように試験し
た。
ボストンサイエンティフィック社製の適当な大きさの血管形成バルーンカテー
テルを管の内腔に置き、約10psi/秒の速度で標準MONARCHエンドフ
レータ(endoflater)で水で膨張させた。メリットメディカル社はM
ONARCHエンドフレータを製造している。バルーンは約4cmの長さであっ
た。周知であるが、バルーンカテーテルは通常、最初、管中にワイヤを挿入し、
管拡張器をワイヤに沿って管に挿入し、管拡張器を除去し、導入器スリーブをワ
イヤに沿って管に挿入し、バルーンを挿入し、導入器スリーブを除去し、バルー
ンを膨張させ、バルーンをしぼませ、バルーンを取り除き、そして、ワイヤを取
り除くことによって血管に挿入される。このバルーンカテーテルを使用して実施
例1のPTFE管を試験するため同様な手順を行った。
バルーンカテーテルは、それが水で圧力下に膨張するまで、管に対して外側の
膨張力を利用しない。バルーンの膨張(及び膨張圧力の付随的増加)は0.5〜
1の大気圧の所定の圧力で停止して、各管の外径を測定した。各管は破裂するま
で膨張した。
実際の膨張圧はデジタル圧計測器で観察され、記録された。%膨張率は、デジ
タルキャリパーで各圧間隔での管材料外径を測定することによって計算し、次の
式を用いた。
%膨張率=[(Dd−Di)/(Di)]×100
ここで、Di=(0に等しい圧力での最初の管直径)
Dd=測定した膨張管材料直径、
である。
生データから、REC(半径方向膨張率)、REL(半径方向膨張限界)及びR
ER(半径方向膨張比)を計算し、減速比対滑剤レベルの計算比(RR/LL)
とともに記録した。ここで、
Pmax=最大膨張圧
Pburst=破裂膨張圧
%RD=半径方向%膨張率
REC=(Pmax)/(Pmaxでの%RD)
REL=(Pburst)/(Pburstでの%RD)
RER=(REC)/(REL)
管は、管の半径保持しの膨張量が増加する前に管が膨張圧の増加を要求する間
、半径方向に膨張後、その構造的結着性を保持する。もし、膨張圧の量が減少す
るとき、管が膨張を続けるなら、管はその構造的結着性を失う。管のPmaxがそ
の限界を越えるとき、管はその構造的結着性を失う。しかしながら、構造的結着
性の損失は、従来技術のPTFE管で生ずる物性の崩壊よりも非常に少ない物性
の崩壊となる。例えば、表Iで約300%の%膨張率で、管がまだ膨張前の引張
強さの約70〜75%を維持しいてる。また、表Iでは、管No.1は、6.5
atm(Pmax)より大きい膨張圧で、その構造的結着性を失っている。表II及
びIIIでは、管No.2及び3それぞれでも又、6.5atm(Pmax)より大き
い
膨張圧で、その構造的結着性を失っている。
次の結果は、実施例1の3つの管を試験して得られた。管No.1
管No.2
管No.3
実施例6
実施例2で製造した約35cmの長さの3つの管を実施例5に記載された器具
及び方法でそれぞれ試験した。
次の結果は、実施例2の3つの管を試験して得られた。管No.1
管No.2
管No.3
実施例7
実施例3で製造した約35cmの長さの3つの管を実施例5に記載された器具
及び方法でそれぞれ試験した。
次の結果は、その2つの管を試験して得られた。管No.1
管No.2
実施例8
実施例4で製造した約35cmの長さの3つの管を実施例5に記載された器具
及び方法でそれぞれ試験した。
次の結果は、その2つの管を試験して得られた。管No.1
管No.2
実施例9
管が膨張する各圧力間隔で測定を行った後、圧力は管に収縮の機会を与える約
1大気圧(atm)で減少させ、5分後、管の直径を再度測定することを除き、
実施例5を繰り返した。例えば、測定後、表I中のNo.4では、圧力は2大気
圧の減少し、5分後、管の直径を再度測定した。表I中の実施例5の後、圧力は
2.5大気圧に減少し、5分後、管の直径を再度測定した。管の直径を再度測定
した各時刻で、管の直径は、圧力が1大気圧以上であったときになされた測定値
から約10%以下減少する。例えば、測定後、表I中でNo.4(3.05mm
)を取り、水圧を2大気圧に減少し、5分後、管の直径を測定する。管の直径は
2.75mmであった。
実施例10
延伸率が1秒間に100%に代えて、1秒間に10%としたことを除いて実施
例1を繰り返した。
実施例11
延伸率が1秒間に100%に代えて、1秒間に300%としたことを除いて実
施例1を繰り返した。
実施例12
管をその最初の長さの4倍に延伸したことに代えて、最初の長さの3倍に管を
延伸して実施例1を繰り返した。
実施例13
管をその最初の長さの4倍に延伸したことに代えて、最初の長さの6倍に管を
延伸して実施例1を繰り返した。
実施例14
実施例10で製造された管を利用して実施例5を繰り返した。同様の結果が得
られた。
実施例15
実施例11で製造された管を利用して実施例5を繰り返した。同様の結果が得
られた。
実施例16
実施例12で製造された管を利用して実施例5を繰り返した。同様の結果が得
られた。
実施例17
実施例13で製造された管を利用して実施例5を繰り返した。同様の結果が得
られた。
当業者が理解し、本発明を実施できるように発明を記述し、現在までで好まし
い具体例を記載した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多孔 質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、50%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求され、そ して、前記管状インプラントは、2.0未満の半径方向膨張率(REC)を有す る、前記医療用管状インプラント。 2.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多孔 質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、50%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求され、そ して、前記管状インプラントは、1.7未満の半径方向膨張率(REC)を有す る、前記医療用管状インプラント。 3.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多孔 質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、50%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求され、そ して、前記管状インプラントは、1.5未満の半径方向膨張率(REC)を有す る、前記医療用管状インプラント。 4.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多孔 質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、50%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求され、そ して、前記管状インプラントは、1.0未満の半径方向膨張率(REC)を有す る、前記医療用管状インプラント。 5.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多孔 質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、50%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求され、そ して、前記管状インプラントは、30未満の半径方向膨張比(RER)を有する 、前記医療用管状インプラント 6.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多孔 質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、50%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求され、そ して、前記管状インプラントは、20未満の半径方向膨張比(RER)を有する 、前記医療用管状インプラント。 7.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多孔 質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、50%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求され、そ して、前記管状インプラントは、10未満の半径方向膨張比(RER)を有する 、前記医療用管状インプラント。 8.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多孔 質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、50%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求され、そ して、前記管状インプラントは、5未満の半径方向膨張比(RER)を有する、 前記医療用管状インプラント。 9.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多孔 質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、50%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求され、そ して、滑剤に対する減速比(RR)が約5以下であるように製造される、前記医 療用管状インプラント。 10.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多 孔質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、50%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求される、 前記医療用管状インプラント。 11.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多 孔質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、75%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており、 その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求される、 前記医療用管状インプラント。 12.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多 孔質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって半径方向に永久的に膨張可能であり、前記 管状インプラントは、100%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を 有しており、その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が 要求される、前記医療用管状インプラント。 13.高度に結晶質のポリテトラフルオロエチレンポリマーから本質的になる多 孔質物質を含む膨張可能な医療用管状インプラントにおいて、 前記多孔質物質はフィブリルによって互いに連結したノードの微細構造を有し ており、前記管状インプラントは小さい製造された直径から大きな移植又は埋没 直径まで半径方向の力の適用によって永久的に膨張可能であり、前記管状インプ ラントは、150%膨張したときその構造的結着性を維持する特性を有しており 、その結果、さらなる膨張が起こる前に、前記半径方向の力の増加が要求される 、前記医療用管状インプラント。 14.請求項1ないし9記載の、又は血管内部ステントと組み合わせる膨張可能 な管状インプラント。 15.血管内部ステント用ライナーとしての請求項14記載の膨張可能な管状イ ンプラント。 16.約5〜10atmの圧力で膨張可能である請求項1ないし9いずれか記載 の膨張可能な管状インプラント。 17.滑剤レベルが約16〜35%である請求項9記載の膨張可能な管状インプ ラント。 18.滑剤レベルが約18〜25%である請求項9記載の膨張可能な管状インプ ラント。 19.減速比が300:1未満である請求項9記載の膨張可能な管状インプラン ト。 20.減速比が200:1未満である請求項9記載の膨張可能な管状インプラン ト。 21.減速比が125:1以下である請求項9記載の膨張可能な管状インプラン ト。
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