KR20150127127A

KR20150127127A - 이식물에 적합한 내구성 고강도 고분자 복합체 및 이로부터 제조된 물품

Info

Publication number: KR20150127127A
Application number: KR1020157026307A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 씨 브루크만; 폴 디 개슬러; 코디 엘 하르트만; 피터 제이 왈쉬; 찰스 에프 화이트
Original assignee: 더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2015-11-16
Also published as: EP2968674A1; CN105007955B; EP3459498B1; ES2701197T3; JP2016512065A; AU2016269391A1; CA2900656A1; HK1216087A1; CA2900656C; JP2019058722A; JP6449842B2; CN105007955A; ES2801328T3; EP3459498A1; AU2014250034A1; AU2018201999B2; AU2018201999A1; JP6826093B2; EP2968674B1; WO2014163795A1

Abstract

혈류 방향을 조절하기 위한 판막에 사용하는데 적합한 얇은, 생체적합성, 고 강도, 복합 재료를 개시한다. 일 양태에서, 복합 재료는 고 사이클 굴곡 응용 분야에서 가요성을 유지하며, 인공 심장 판막 첨판과 같은 고 굴곡 이식물에 특히 적용가능하게 한다. 복합 재료는 다공성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하며, 여기서 엘라스토머는 실질적으로 모든 다공성 중합체 막 세공을 충전한다.

Description

이식물에 적합한 내구성 고강도 고분자 복합체 및 이로부터 제조된 물품{DURABLE HIGH STRENGTH POLYMER COMPOSITES SUITABLE FOR IMPLANT AND ARTICLES PRODUCED THEREFROM}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2011. 4. 1자 출원된 계류중인 미국특허출원 제13/078,774호의 일부 계속 출원이며, 본원에서 이를 전적으로 참조로서 원용한다.

분야

본 발명은 의료용 이식물에 사용되는 재료에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 인공 심장 판막을 포함하는 고 사이클(high-cycle) 굴곡 응용 분야에서 사용하는데 적합한 생체적합성 재료에 관한 것이다.

인공 심장 판막은 바람직하게는 생체 내에서 적어도 10년간 지속하여야 한다. 그렇게 오래 지속하기 위해, 인공 심장 판막은 적어도 4백만 사이클 이상동안 충분한 내구성을 나타내어야 한다. 판막, 및 더 구체적으로는 심장 판막 첨판(leaflet)은 구멍, 틈 등의 형성을 포함하는 구조적 열화 그 외에 석회화 및 혈전증을 포함하는 불리한 생물학적 예후를 견디어야만 한다.

다양한 고분자 재료가 이전에 인공 심장 판막 첨판으로서 사용되었다. 경화와 구멍 형성으로 인해 이들 첨판의 고장은 이식 2년 내에 일어났다. 첨판을 두텁게 하여 첨판 내구성을 개선하려는 노력은 판막의 용인할 수 없는 혈류역학 성능을 초래하였고, 즉 개방 판막 전체에 걸쳐 압력 강하가 너무 컸다.

이와 같이, 적어도 약 4백만 사이클 이상의 굴곡 동안 충분한 내구성을 나타냄으로써 생체 내에서 10년 넘게 지속하는 생체적합성 인공 심장 판막 디자인을 제공하는 것이 여전히 바람직한 것으로 남아 있다.

일 실시형태에 따라, 혈류 방향을 조절하기 위해 판막이 제공된다. 일 실시형태에서, 판막은 섬유를 포함하는 하나 이상의 합성 중합체 막을 갖는 복합 재료를 포함하는 첨판을 포함하며, 여기서 섬유 대부분은 직경이 1 ㎛ 미만이고, 섬유 사이의 공간은 세공을 한정하며, 엘라스토머(elastomer)는 실질적으로 모든 세공에 배치되어 있다.

또 다른 실시형태에서, 판막은 지지 구조물 및 지지 구조물 위에 지지되고 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에 이동가능한 하나 이상의 첨판을 포함한다. 첨판은 각각 하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 포함한다. 하나 이상의 합성 중합체 막은 섬유 대부분의 직경이 1 ㎛ 미만인 섬유를 포함한다. 섬유 사이의 공간은 세공을 한정한다. 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치된다.

또 다른 실시형태에서, 판막은 지지 구조물 및 지지 구조물 위에 지지되고 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에 이동가능한 하나 이상의 첨판을 포함한다. 첨판은 각각 하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 포함한다. 하나 이상의 합성 중합체 막은 엘라스토머가 실질적으로 모든 세공에 존재하는 세공을 포함한다. 복합 재료는 10 중량% 내지 90 중량% 범위로 합성 중합체 막을 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 판막은 지지 구조물 및 지지 구조물 위에 지지되고 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에 이동가능한 하나 이상의 첨판을 포함한다. 첨판은 각각 하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 포함한다. 하나 이상의 합성 중합체 막은 엘라스토머가 실질적으로 모든 세공에 존재하는, 세공 크기가 5 ㎛ 미만인 세공을 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 인공 심장 판막의 첨판의 형성 방법이 제공된다. 이 방법은 하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 제공하는 단계로서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 섬유를 포함하며, 섬유 대부분은 직경이 1 ㎛ 미만이고, 섬유 사이의 공간은 세공을 한정하며, 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치되는 단계; 1 층 초과의 복합 재료를 추가 층들의 복합 재료와 접촉시키는 단계; 및 복합 재료의 층들을 함께 접착하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 첨판을 포함하는 인공 심장 판막의 형성 방법이 제공된다. 이 방법은 일반적으로 환상의 지지 구조물을 제공하는 단계; 하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 제공하는 단계로서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 섬유를 포함하며, 섬유 대부분은 직경이 1 ㎛ 미만이고, 섬유 사이의 공간은 세공을 한정하며, 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치되는 단계; 복합 재료를 지지 구조물 주위에 감싸서 1 층 초과의 복합 재료를 추가 층들의 복합 재료와 접촉시키는 단계; 및 복합 재료의 층들을 그 자체에 그리고 지지 구조물에 접착하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 인공 심장 판막의 첨판의 형성 방법이 제공된다. 이 방법은 하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 제공하는 단계로서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 섬유를 포함하며, 섬유 사이의 공간은 세공 크기가 5 ㎛ 미만인 세공을 한정하고, 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치되는 단계; 1 층 초과의 복합 재료를 추가 층들의 복합 재료와 접촉시키는 단계; 및 복합 재료의 층들을 함께 접착하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 첨판을 포함하는 인공 심장 판막의 형성 방법이 제공된다. 이 방법은 일반적으로 환상의 지지 구조물을 제공하는 단계; 하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 제공하는 단계로서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 섬유를 포함하며, 섬유 사이의 공간은 세공 크기가 5 ㎛ 미만인 세공을 한정하고, 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치되는 단계; 복합 재료를 지지 구조물 주위에 감싸서 1 층 초과의 복합 재료를 추가 층들의 복합 재료와 접촉시키는 단계; 및 복합 재료의 층들을 그 자체에 그리고 지지 구조물에 접착하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 판막은 제1 단부와 제1 단부 반대 측에 제2 단부를 갖는 일반적으로 환상 형상의 지지 구조물을 포함한다. 제2 단부는 이로부터 종 방향으로 연장되는 다수의 지주(post)를 포함한다. 복합 재료의 시트는 지주마다 연장되며, 여기서 첨판은 지주 사이에 있는 복합 재료에 의해 한정된다. 일 실시형태에서, 쿠션 부재가 지주에 연결되며, 지주와 첨판 사이에 쿠션을 제공하여 첨판이 개방 위치와 폐쇄 위치를 순환할 때 첨판 위의 스트레스와 마모를 최소화한다.

첨부 도면은 본 발명의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 일체화되고, 이의 일부를 구성하며, 본 발명의 실시형태를 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1a, 1b, 1c, 및 1d는 일 실시형태에 따라, 각각 심장 판막 첨판을 형성하기 위한 기구의 정면도, 측면도, 상면도, 및 투시도이며;
도 2a는 일 실시형태에 따라, 첨판 기구 위에 신장하는 쿠션 패드의 투시도이고;
도 2b는 일 실시형태에 따라, 도 2a에서 쿠션 패드가 덮여 있는 첨판 기구 위에 신장하는 박리 층의 투시도이며;
도 3a, 3b 및 3c는 일 실시형태에 따라, 판막 첨판의 형성에서 한 단계를 도시하는, 각각 상면도, 측면도 및 전면도로서, 쿠션 패드와 박리 층(각각 도 2a와 2b에 도시됨)으로 덮여 있는 첨판 기구가 절단과 추가 어셈블리(assembly)를 위한 복합 재료 위에 위치하고;
도 4는 일 실시형태에 따라, 과잉 첨판 재료를 절단하기 전에 삼첨판 어셈블리의 상면도이며;
도 5a는 일 실시형태에 따라, 삼첨판 어셈블리와 베이스 기구의 투시도이고;
도 5b는 일 실시형태에 따라, 베이스 기구 어셈블리를 형성하기 위해 정렬되고, 조립된 삼첨판 어셈블리와 베이스 기구의 투시도이며;
도 6a는 일 실시형태에 따라, 스텐트 프레임(stent frame) 또는 지지 구조물의 평편한 평면도이고;
도 6b는 일 실시형태에 따라, 중합체 코팅으로 피복된 지지 구조물의 평편한 평면도이며;
도 7a, 7b 및 7c는 일 실시형태에 따라, 판막 첨판을 형성하는데 사용된 발포 불소 중합체 막의 주사 전자 현미경 화상이고;
도 8은 일 실시형태에 따라, 판막 어셈블리의 투시도이며;
도 9a 및 9b는 일 실시형태에 따라, 각각 폐쇄 위치와 개방 위치로 예시하여 도시한 도 8의 심장 판막 어셈블리의 상면도이고;
도 10은 실시형태들에 따라 제조된 판막 어셈블리들의 성능을 측정하는데 사용된 심장 플로 펄스(flow pulse) 복사기 시스템으로부터 측정된 출력(output)의 그래프이며;
도 11a 및 11b는 각각 실시형태들에 따라 제조된 판막 어셈블리들의 성능을 측정하는데 사용된 고속 피로 시험기로부터 측정된 출력에 대한 그래프와 데이터 차트이며,
도 12a 및 12b는 실시형태들에 따른 판막 어셈블리들을 각각 제로 사이클에서 그리고 약 2억 7백만 사이클 후에 시험하면서, 취한 심장 플로 펄스 복사기 시스템으로부터 측정된 출력의 그래프이고;
도 13a 및 13b는 실시형태들에 따라 제조된 판막 어셈블리들을 각각 약 7천 9백만 사이클에서 그리고 약 1억 9천 8백만 사이클 후에 시험하면서, 취한 심장 플로 펄스 복사기 시스템으로부터 측정된 출력의 그래프이며;
도 14는 일 실시형태에 따라, 심장 판막 어셈블리를 제조하기 위한 맨드릴(mandrel)의 투시도이고;
도 15는 일 실시형태에 따라, 심장 판막용 판막 프레임의 투시도이며;
도 16은 일 실시형태에 따라, 도 14의 맨드릴과 함께 포갠 도 15의 판막 프레임의 투시도이고;
도 17은 일 실시형태에 따라, 성형 판막의 투시도이며;
도 18은 일 실시형태에 따라, 판막 프레임의 지주와 인접 판막 첨판 사이의 접착을 강화하기 위한 부착 부재를 보여주는 성형 판막의 투시도이고;
도 19는 일 실시형태에 따라, 판막 프레임의 투시도이며;
도 20은 일 실시형태에 따라, 쿠션이 감겨있는 지주를 가진 도 19의 판막 프레임의 투시도이고;
도 21은 일 실시형태에 따라, 스테레오 리소그래피(stereo lithography) 형성 맨드릴의 투시도이며;
도 22는 일 실시형태에 따라, 도 21의 맨드릴 위에 고정된 도 20의 쿠션이 감긴 판막 프레임의 투시도이고;
도 23은 일 실시형태에 따라, 도 20의 쿠션이 감긴 판막 프레임 위에 연결되고, 위에 지지한 판막 첨판이 있는 판막의 투시도이며;
도 24는 일 실시형태에 따라, 판막 프레임의 투시도이고;
도 25는 일 실시형태에 따라, 쿠션 층이 있는 판막 프레임의 투시도이며;
도 26은 일 실시형태에 따라, 맨드릴의 투시도이고;
도 27은 일 실시형태에 따라, 판막 어셈블리의 투시도이며;
도 28은 일 실시형태에 따라, 맨드릴의 투시도이고;
도 29는 일 실시형태에 따라, 판막의 투시도이며;
도 30a는 일 실시형태에 따라, 판막 첨판을 형성하는데 사용된 미소공성 폴리에틸렌 막의 표면에 대한 주사 전자 현미경 화상이고;
도 30b는 일 실시형태에 따라, 도 30a의 다공성 폴리에틸렌 막의 단면에 대한 주사 전자 현미경 화상이며;
도 31a는 일 실시형태에 따라, 판막 첨판을 형성하는데 사용된 신장한 미소공성 폴리에틸렌 막의 주사 전자 현미경 화상이고;
도 31b는 일 실시형태에 따라, 도 31a의 미소공성 폴리에틸렌 막의 단면에 대한 주사 전자 현미경 화상이다.

이제 도면으로 도시한 실시형태 및 이를 설명하는데 사용될 특수 언어에 대해 참고할 것이다. 그럼에도 본 발명이 관련되어 있는 기술에서 당업자에게 통상 일어날 것으로 예상되는 본원에서 예시된 본 발명의 원리에 대한 이러한 추가 적용과 같이, 예시된 방법과 장치에서 이러한 변경과 추가 변형에 의해 본 발명의 범위에 대한 제한이 의도되지 않는다는 사실이 이해될 것이다.

본원에서 사용되는 일부 용어에 대한 정의는 하기에 부록에서 제공된다.

본 개시 내용은 고 사이클 굴곡 이식 응용 분야, 예컨대 심장 판막 첨판의 내구성과 생체적합성을 충족하는 재료에 대한 오랫동안 느껴온 필요성을 다룬다. 다공성 불소 중합체 재료로부터 또는 더 구체적으로는 엘라스토머를 함유하지 않는 ePTFE로부터 형성된 심장 판막 첨판이 고 사이클 굴곡 시험과 동물 이식에서 경화된다고 관찰되었다.

하기에 더 상세히 기재되는 일 실시형태에서, 다공성 중합체 심장 판막 첨판의 굴곡 내구성은 세공에 비교적 높은 퍼센트의 비교적 저 강도 엘라스토머를 첨가함으로써 상당히 증가하였다. 임의로, 추가 층의 엘라스토머가 복합체 층 사이에 추가될 수 있다. 의외로, 다공성 중합체 막이 엘라스토머를 흡수하는 실시형태에서, 엘라스토머의 존재는 첨판의 전체 두께를 증가시켰고, 엘라스토머의 첨가로 인해 얻어진 중합체 부재의 두께 증가는 굴곡 내구성을 방해하거나 줄이지 않았다. 또한, 엘라스토머의 최소 중량%에 도달한 후, 불소 중합체 부재는 특정의 제어된 실험실 조건 하에 석회화의 징후를 나타내지 않을 뿐만 아니라, 체외에서 4천만 사이클을 초과하는 상당히 증가한 사이클 수명을 얻어서, 엘라스토머의 퍼센트 증가에 따라 더 양호하게 실행되었다는 사실이 밝혀졌다.

일 실시형태에 따른 재료는 발포 불소 중합체 막과 탄성(elastomeric) 물질을 포함하는 복합 재료를 포함한다. 다수 형태의 불소 중합체 막과 다수 형태의 탄성 물질이 본 발명의 정신 내에서 조합될 수 있다는 것이 쉽게 이해된다. 또한 탄성 물질은 다수의 엘라스토머, 다수 형태의 비탄성 성분, 예컨대 무기 충전제, 치료제, 방사선 불투과 표지자 등을 본 발명의 정신 내에서 포함할 수 있다는 것이 쉽게 이해된다.

일부 실시형태에서, 복합 재료는 예를 들어 미국특허 제7,306,729호에 일반적으로 기재된 바와 같이, 다공성 ePTFE 막으로부터 제조된 발포 불소 중합체 재료를 포함한다. 일부 다른 실시형태에서, 복합 재료는 다공성 폴리에틸렌 막으로부터 제조된 폴리에틸렌 재료를 포함한다.

실시형태에서 기재한 발포 불소 중합체 재료를 형성하는데 사용되는 발포성(expandable) 불소 중합체는 PTFE 단독 중합체를 포함할 수 있다. 대체 실시형태에서, PTFE, 발포성 개질 PTFE 및/또는 PTFE의 발포 공중합체의 블렌드(blend)가 사용될 수 있다. 적합한 불소 중합체 재료의 비제한적인 예는 예를 들어 브란카(Branca)의 미국특허 제5,708,044호, 베일리(Baillie)의 미국특허 제6,541,589호, 사볼(Sabol) 외 그의 공동 발명자의 미국특허 제7,531,611호, 포드(Ford)의 미국특허 출원 제11/906,877호, 및 슈(Xu) 외 그의 공동 발명자의 미국특허출원 제12/410,050호에 기재되어 있다.

일부 실시형태에 따라 발포 불소 중합체는 원하는 첨판 성능을 달성하기 위해 임의의 적합한 미세구조를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 발포 불소 중합체는 고어(Gore)의 미국특허 제3,953,566호에 기재되어 있는 것과 같은, 피브릴(fibril)에 의해 상호 연결되어 있는 노드(node)의 미세구조를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 발포 불소 중합체 막의 미세구조는 도 7a에서 주사 전자 현미경 화상으로 제시한 바와 같이 피브릴에 의해 상호 연결되는 노드를 포함한다. 피브릴은 노드로부터 다수의 방향으로 연장되며, 막은 일반적으로 균질한 구조를 가진다. 이러한 미세구조가 있는 막은 약 2 미만, 및 가능하게는 약 1.5 미만의 2개 직각 방향에서의 매트릭스 인장 강도 비를 나타낼 수 있다.

또 다른 실시형태에서, 발포 불소 중합체는 바시노(Bacino)의 미국특허 제7,306,729호에 의해 일반적으로 교시되어 있듯이, 실질적으로 피브릴만의 미세구조, 예컨대, 예를 들어, 도 7b와 7c에서 도시되어 있는 미세구조를 가질 수 있다. 도 7c는 도 7b에 도시한 발포 불소 중합체 막의 고 배율이며, 실질적으로 피브릴만이 있는 균질한 미세구조를 더 명백히 보여준다. 도 7b와 7c에 도시한 실질적으로 피브릴만이 있는 발포 불소 중합체 막은 큰 표면적, 예컨대 약 20 ㎡/g보다 큰, 또는 약 25 ㎡/g보다 큰 표면적을 가질 수 있으며, 일부 실시형태에서, 적어도 1.5 x 10⁵ MPa²의 2개 직각 방향에서의 매트릭스 인장 강도의 곱, 및/또는 약 2 미만, 및 가능하게는 약 1.5 미만의 2개 직각 방향에서의 매트릭스 인장 강도 비를 가진 고 균형 강도의 재료를 제공할 수 있다. 발포 불소 중합체 막은 실시형태에 따라, 평균 플로 세공 크기(mean flow pore size)가 약 5 ㎛ 미만, 약 1 ㎛ 미만, 및 약 0.10 ㎛ 미만일 수 있다고 예상된다.

일부 실시형태들에 따른 발포 불소 중합체는 원하는 첨판 성능을 달성하는 임의의 적합한 두께와 질량을 가지도록 조정될 수 있다. 일부 경우에, 두께가 약 1.0 ㎛ 미만인 매우 얇은 발포 불소 중합체 막을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 실시형태들에서, 두께가 약 0.1 ㎛보다 크고, 약 20 ㎛보다 작은 발포 불소 중합체 막을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 발포 불소 중합체 막은 비질량이 약 1 g/㎡보다 작고, 약 50 g/㎡보다 클 수 있다.

일 실시형태에 따른 발포 불소 중합체를 포함하는 막은 매트릭스 인장 강도가 PTFE에 대해 약 2.2 g/㎤의 밀도를 기준으로 약 50 MPa 내지 약 400 MPa 이상의 범위일 수 있다.

추가 재료가 세공에 또는 막의 물질 내에 또는 막의 층들 사이에 혼입되어서 첨판의 원하는 특성을 향상시킬 수 있다. 일 실시형태에 따른 복합체는 두께가 약 500 ㎛에서 약 0.3 ㎛ 미만까지의 범위인 불소 중합체 막을 포함할 수 있다.

엘라스토머와 조합된 발포 불소 중합체 막의 실시형태는 고 사이클 굴곡 이식 응용 분야, 예컨대 심장 판막 첨판에서 사용하는데 필요한 성능 특성을 적어도 몇몇 중요한 방식으로 제공한다. 예를 들어, 엘라스토머의 추가로 ePTFE만의 재료로서 관찰된 경화를 제거하거나 줄임으로써 첨판의 피로 성능을 개선한다. 추가로, 재료가 성능 손상을 초래할 수 있는 영구 변형, 예컨대 주름 또는 구김살을 겪을 가능성을 줄인다. 일 실시형태에서, 엘라스토머는 발포 불소 중합체 막의 다공성 구조물 내 실질적으로 모든 세공 부피 또는 공간을 차지한다. 또 다른 실시형태에서 엘라스토머는 하나 이상의 불소 중합체 층의 실질적으로 모든 세공에 존재한다. 엘라스토머가 세공 부피를 충전하거나 실질적으로 모든 세공에 존재하면 이물질이 복합체로 바람직하지 않게 혼입될 수 있는 공간을 줄인다. 이러한 이물질의 예는 칼슘이다. 예를 들어, 심장 판막 첨판에 사용되는 바와 같이, 칼슘이 복합 재료에 혼입되면, 기계적 손상이 사이클링 중에 일어날 수 있으며, 따라서 첨판에서 구멍의 형성과 혈류역학에서 열화를 유발할 수 있다.

일 실시형태에서, ePTFE와 조합되는 엘라스토머는 미국특허 제7,462,675호에 기재된 것과 같은, 테트라플루오로에틸렌(TFE)과 퍼플루오로메틸 비닐 에테르(PMVE)의 열가소성 공중합체이다. 상기에 설명한 바와 같이, 엘라스토머가 발포 불소 중합체 막 내에 실질적으로 모든 간극 공간 또는 세공을 차지하도록 엘라스토머는 발포 불소 중합체 막과 조합된다. 엘라스토머에 의한 발포 불소 중합체 막의 세공에 대한 이러한 충전은 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 일 실시형태에서, 발포 불소 중합체 막의 세공을 충전하는 방법은 발포 불소 중합체 막의 세공으로 부분적으로 또는 완전히 유입하는데 적절한 점도와 표면 장력을 가진 용액을 생성하는데 적합한 용매에 엘라스토머를 용해시키는 단계 및 용매를 증발시켜, 충전제를 남기는 단계를 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 발포 불소 중합체 막의 세공을 충전하는 방법은 충전제를 현탁액에 의해 전달하여 발포 불소 중합체 막의 세공을 부분적으로 또는 완전히 충전하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 발포 불소 중합체 막의 세공을 충전하는 방법은 다공성 발포 불소 중합체 막을 엘라스토머가 발포 불소 중합체 막의 세공으로 유입하게 하는 열 및/또는 압력의 조건 하에 엘라스토머의 시트와 접촉시키는 단계를 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 발포 불소 중합체 막의 세공을 충전하는 방법은 엘라스토머르 발포 불소 중합체 막의 세공 내에서 중합시키는 단계로서, 처음에 세공을 엘라스토머의 프리폴리머(prepolymer)로 충전한 다음, 엘라스토머를 적어도 부분적으로 경화시키는 단계를 포함한다.

엘라스토머의 최소 중량%에 도달한 후, 불소 중합체 또는 ePTFE로부터 구성된 첨판은 일반적으로 엘라스토머의 퍼센트 증가에 따라 더 양호하게 수행되어, 상당히 증가한 사이클 수명을 얻었다. 일 실시형태에서, ePTFE와 조합된 엘라스토머는 미국특허 제7,462,675호, 및 당업자에게 공지될 다른 참고 문헌에 기재된 것과 같은, 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로메틸 비닐 에테르의 열가소성 공중합체이다. 예를 들어, 실시예 1에서 제시한 또 다른 실시형태에서, 첨판은 ePTFE에 대해 53 중량%의 엘라스토머의 복합체로부터 형성되었고, 사이클 시험하였다. 유체 역학에 대한 영향은 그다지 크지 않을 뿐이지만, 일부 경화가 약 2억 시험 사이클에 관찰되었다. 실시예 2의 실시형태와 같이, 엘라스토머의 중량%를 약 83 중량%로 상승시키면, 약 2억 사이클에서 경화 또는 유체 역학에서 부정적인 변화가 관찰되지 않았다. 비교하여, 비교예 B에서와 같이, 비복합체 첨판, 즉 엘라스토머가 없는 모두 ePTFE로서, 심각한 경화가 4천만 시험 사이클에서 명백하였다. 이들 실시예에서 입증한 바와 같이, 다공성 불소 중합체 부재의 내구성은 불소 중합체 부재의 세공에 비교적 더 낮은 강도의 엘라스토머를 비교적 높은 퍼센트로 첨가함으로써 상당히 증가할 수 있다. 불소 중합체 막의 높은 재료 강도는 또한 특정 구조가 매우 얇게 되게 한다.

사용에 적합할 수 있는 다른 생체적합성 중합체는 우레탄, 실리콘(유기폴리실록산), 실리콘-우레탄의 공중합체, 스티렌/이소부틸렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리에틸렌-co-폴리(비닐 아세테이트), 폴리에스테르 공중합체, 나일론 공중합체, 불소화 탄화수소 중합체 및 공중합체 또는 이들 각각의 혼합물의 군을 포함할 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다.

발포 불소 중합체 외에, 다른 생체적합성 합성 중합체는 다공성 막으로서 사용하는데 적합할 수 있다. 하기에 제공하는 바와 같이, 미소공성 폴리에틸렌을 포함하는 실시형태는 특정 목적에 적합한 생체적합성 중합체로서 제공된다.

미소공성 폴리에틸렌 막의 실시형태는 직경이 약 1 ㎛ 미만인 실질적으로 모든 섬유를 포함하는 물질의 시트를 포함한다. 미소공성 폴리에틸렌 막의 또 다른 실시형태는 직경이 약 1 ㎛ 미만인 실질적으로 모든 섬유를 포함하는 부직물의 시트를 포함한다. 일부 경우에, 두께가 약 10.0 ㎛ 미만인 매우 얇은 미소공성 폴리에틸렌 막을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 실시형태에서, 두께가 약 0.6 ㎛ 미만인 미소공성 폴리에틸렌 막을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

본원에서 제공되는 실시형태에서 개시되는 미소공성 막의 구조는 당연히 재료의 비표면적을 조사함으로써 패브릭, 니트 및 섬유 권취물(winding)과 같은 다른 구조로부터 구별될 수 있다. 본원에서 제공되는 미소공성 막의 실시형태는 비표면적이 약 4.0 ㎡/cc보다 더 크다. 본원에서 제공되는 미소공성 막의 다른 실시형태에 따라, 비표면적은 약 10.0 ㎡/cc보다 더 크다. 본원에서 제공되는 실시형태는 비표면적이 약 60 ㎡/cc 초과까지 약 4.0 ㎡/cc보다 더 큰 막이 첨판 재료로서 사용될 때 적어도(그러나 이에 한정되지 않게) 심장 판막의 내구성과 수명에 대해 상당히 개선된다는 사실이 이해된다.

본원에서 제공되는 실시형태에서 개시되는 미소공성 막은 대안으로 재료의 섬유 직경을 조사함으로써 패브릭, 니트 및 섬유 권취물과 같은 다른 구조로부터 당연히 구분될 수 있다. 본원에서 제공되는 미소공성 막의 실시형태는 직경이 약 1 ㎛ 미만인 섬유 대부분을 함유한다. 본원에서 제공되는 미소공성 막의 다른 실시형태는 직경이 약 0.1 ㎛ 미만인 섬유 대부분을 함유한다. 본원에서 제공되는 실시형태는 섬유 대부분이 약 0.1 ㎛ 미만을 넘어서까지 약 1 ㎛보다 작은 섬유를 포함하는 막이 첨판 재료로서 사용될 때 적어도(그러나 이에 한정되지 않게) 심장 판막의 내구성과 수명에 대해 상당히 개선된다는 사실이 인정된다.

실시형태들의 미소공성 중합체 막은 원하는 첨판 성능을 달성하기 위한 임의의 적합한 미세구조와 중합체를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 미소공성 중합체 막은 실질적으로 섬유만의 미세구조, 예컨대, 예를 들어, 실시예 4에서 포함되는 재료에 대해 도 30a와 30b에 도시되어 있는 미세구조 및 실시예 5에 포함되는 재료에 대해 도 31a와 31b에 도시되어 있는 미세구조를 가진 다공성 폴리에틸렌이다. 도 30에서는 직경이 약 1 ㎛ 미만인 실질적으로 섬유만을 가진 다공성 폴리에틸렌 막의 실질적으로 균질한 미세구조를 보여준다. 다공성 폴리에틸렌 막은 두께 0.010 mm, 다공성 31.7%, 질량/면적 6.42 g/㎡, 및 비표면적 28.7 ㎡/cc이었다.

각각 표면도와 단면도인 도 31a와 31b는 하기 실시예 5에 대해 기재한 공정에 따라 신장한 각각 표면도와 단면도인 도 30a와 30b에 도시한 동일한 다공성 폴리에틸렌 막이다. 신장한 폴리에틸렌 막은 직경이 약 1 ㎛ 미만인 실질적으로 섬유만을 가진 실질적으로 균질한 미세구조를 지닌다. 신장한 폴리에틸렌 막은 두께 0.006 mm, 다공성 44.3%, 질량/면적 3.14 g/㎡, 및 비표면적 18.3 ㎡/cc이었다. 미소공성 폴리에틸렌 막은 실시형태에 따라 평균 플로 세공 크기가 약 5 ㎛ 미만, 약 1 ㎛ 미만, 및 약 0.10 ㎛ 미만일 수 있다고 예상된다.

하기 비제한적인 실시예는 다양한 실시형태를 추가로 예시하기 위해 제공된다.

실시예 1

일 실시형태에 따라, 발포 불소 중합체 막과 탄성 물질을 가진 복합 재료로부터 심장 판막 첨판을 형성하였고, 하기 공정 실시형태에 의해 기재한 바와 같이 금속 발룬(ballon) 확장성 스텐트에 결합하였다:

ePTFE 층을 그 자체 위에 겹쳐서 총 4 층을 만듦으로써 두터운, 희생 툴링(sacrificial tooling) 쿠션 패드 또는 층을 형성하였다. ePTFE 층은 폭이 약 5 cm(2")이었고, 두께가 약 0.5 mm(0.02")이었으며, 압축률이 쿠션 패드를 형성하는 고도의 압축률이었다. 도 1과 2를 참조하면, 쿠션 패드(200)를 게다가 일반적으로 부호(100)로 표시한 첨판 기구 위에 신장시켰다. 첨판 기구(100)에는 첨판부(102), 본체부(104) 및 하단부(106)가 있다. 첨판 기구(100)의 첨판부(102)에는 일반적으로 활 모양의, 볼록한 형상인 단부 표면(103)이 있다. 첨판 기구(100)를 화살표(도 2a)로 도시한 방향으로 힘을 줌으로써 쿠션 패드(200)를 첨판 기구(100)의 첨판부(102)의 단부 표면(103) 위에 신장시켜 반반하게 하였다. 쿠션 패드(200)의 주변 가장자리(202)를 첨판 기구(100)의 하단부(106) 위로 신장시키고, 비틀어서 쿠션 패드(200)를 고정시켰다(도 2b).

도 2b를 참조하면, 박리 층(204)을 게다가 이전 단계에서 쿠션 패드(200)로 덮여 있는 첨판 기구(100)의 첨판부(102) 위에 신장시켰다. 일 실시형태에서, 박리 층(204)을 이의 외부 표면 또는 측면을 따라 배치된 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)의 층이 있는 실질적으로 비다공성 ePTFE로부터 제조하였다. FEP 층이 쿠션 패드(200) 쪽으로 향해 있고, 실질적으로 비다공성 ePTFE가 쿠션 패드(200)로부터 밖으로 또는 멀리 향해 있도록 박리 층(204)을 첨판 기구(100) 위에 신장시켰다. 박리 층은 두께가 약 25 ㎛이었고, 첨판 기구(100)의 하단부(106) 위에 박리 층(204)을 당겨지게 하는데 충분한 길이와 폭이었다. 이전 단계에서 쿠션 패드(200)와 동일하게, 박리 층(204)의 주변 가장자리(206)를 첨판 기구(100)의 하단부(106) 쪽으로 당긴 다음, 첨판 기구(100)의 하단부(106) 위에서 비틀어 박리 층(204)을 지니거나 고정시켰다. 그 후 박리 층(204)의 FEP 층을 점 용융시켰고, 이로써 핫 납땜 인두의 사용에 의해 요구된 바와 같이 쿠션 패드(200)에 단단히 고정시켰다.

단계 1) 및 2)의 공정을 반복하여 각각 박리 층이 덮여 있는 쿠션 패드가 있는 3개의 별도 첨판 기구를 제조하였다.

플루오로엘라스토머로서 흡수된 ePTFE 막을 포함하는 복합 재료로부터 일 실시형태에 따른 첨판 재료를 형성하였다. 폭이 대략 10 cm인 복합 재료 한 조각을 원형 맨드릴 위에 감싸서 튜브를 형성하였다. 복합 재료는 ePTFE의 2 외부 층과 이들 사이에 배치된 플루오로엘라스토머 내부 층의 3 층으로 포함되었다. ePTFE 막을 미국특허 제7,306,729호에 기재된 일반적 교시 내용에 따라 제조하였다. 플루오로엘라스토머를 미국특허 제7,462,675호에 기재된 일반적 교시 내용에 따라 배합하였다. 추가의 플루오로엘라스토머가 적합할 수 있으며, 미국특허출원 공개 제2004/0024448호에 기재되어 있다.

ePTFE 막은 하기 특성이 있었다: 두께 = 약 15 ㎛; 최고 강도 방향에서 MTS = 약 400 MPa; 직각 방향에서 MTS 강도 = 약 250 MPa; 밀도 = 약 0.34 g/㎤; IBP = 약 660 KPa.

공중합체는 실질적으로 약 65 내지 70 중량%의 퍼플루오로메틸 비닐 에테르 및 상보적으로 약 35 내지 30 중량%의 테트라플루오로에틸렌으로 이루어진다.

ePTFE에 대해 플루오로엘라스토머의 중량%는 약 53%이었다.

다층 복합체는 하기 특성이 있었다: 약 40 ㎛의 두께; 약 1.2 g/㎤의 밀도; 최고 강도 방향에서 파단력/폭 = 약 0.953 kg/cm; 최고 강도 방향에서 인장 강도 = 약 23.5 MPa(3,400 psi); 직각 방향에서 파단력/폭 = 약 0.87 kg/cm; 직각 방향에서 인장 강도 = 약 21.4 Mpa(3100 psi), 약 12.3 MPa보다 더 큰 IPA 포점, 약 1,800 초보다 더 큰 걸리(Gurley) 수, 및 질량/면적 = 약 14 g/㎡.

ePTFE 층과 다층 복합체를 특성화하는데 하기 시험 방법을 사용하였다.

일본제 무티토요 스냅 게이즈 앱솔루트(Mutitoyo Snap Gage Absolute), 12.7 mm(0.50") 직경 바닥(foot), 모델 ID-C112E, 시리얼 번호 10299에 의해 두께를 측정하였다. 분석 저울 메틀러(Mettler) PM400(미국 뉴저지주)을 사용하여 중량/부피 산출에 의해 밀도를 측정하였다. 평편한 면이 있는 턱을 가진 인스트론(Instron) 모델 #5500R(미국 매사추세츠주 노우드), 로드 셀(load cell) 50 kg, 게이지 길이 = 25.4 cm, 크로스헤드(crosshead) 속도 = 25 mm/분(변형률 = 분당 100%)을 사용하여 파단력과 인장 강도를 측정하였다. IPA 포점을 램프 속도가 1.38 KPa/s이고, 시험 면적이 3.14 ㎠인 IPA 포점 시험기, 프레저 레귤레이터 인더스트리얼 데이터 시스템즈(Pressure Regulator Industrial Data Systems, 미국 유타주 솔트 레이크 시티) 모델 LG-APOK에 의해 측정하였다. 걸리 시험기, 모델 #4110(미국 뉴욕주 트로이)를 사용하여 수압 124 mm에서 6.45 ㎠ 샘플을 통해 흐르는 공기 100 ㎤에 대해 시간 초로서 걸리 수를 측정하였다.

달리 언급되지 않는 한, 이들 시험 방법은 후속 실시예에서 데이터를 생성하는데 사용되었다.

각각 ePTFE의 2 외부 층 및 그 사이에 배치된 플루오로엘라스토머의 내부 층이 있는 복합 재료의 층들을 직경이 약 28 mm(1.1")인 맨드릴 위에 막의 더 큰 강도 방향이 맨드릴의 축 방향으로 배향되도록 감쌌다. 일 실시형태에서, 4 층의 복합 재료를 비나선식, 일반적으로 원주 방식으로 맨드릴 위에 감쌌다. 복합 재료는 재료가 자체에 부착하게 하는 다소의 점착성이 있었다. 여전히 맨드릴 위에 있는 동안, 일반적으로 맨드릴 장축을 따라 종 방향으로 복합 재료를 잘라내어 약 10 cm(4") x 약 90 mm(3.5")의 시트를 형성하였다.

그 후 얻어진 첨판 재료(또는 단계 4로부터 복합 재료)의 시트를 절단하였고, 박리 층(204)이 덮여 있는 쿠션 패드(200)가 있는 첨판 기구(100) 위에 감쌌다. 더 구체적으로는, 도 3a-3c에 도시한 바와 같이, 첨판 재료(300)를 평편한 절단면 위에 위치시켰다. 그 후 쿠션 패드(200)와 박리 층(204)이 있는 첨판 기구(100)를 도시한 바와 같이 대략 첨판 재료(300) 위에 정렬하였다. 그 후 면도날로 첨판 재료(300)에 4개의 슬릿(302, 304, 306, 308)을 형성하였다. 한 쌍의 슬릿(302, 304)은 첨판 기구(100)의 한 측면에서 연장되고, 첨판 재료(300)의 한 가장자리(300a)에서 끝나며, 다른 쌍의 슬릿(306, 308)은 첨판 기구(100)의 반대 측에서 연장되고, 첨판 재료(300)의 반대 측 가장자리(300b)에서 끝난다. 슬릿(302, 304, 306, 308)을 첨판 기구(100)의 첨판부(102)에서 떨어져서 간격을 두었다. 슬릿(302, 304, 306, 308)은 첨판 기구(100) 밑에 튀어나오지 않았다. 개별 슬릿의 폭은 정확한 축적으로 도시되어 있지 않다는 사실을 이해하여야 한다. 첨판 재료(300)에서 슬릿(302, 304, 306, 308)은 접힘부(310), 한 쌍의 스트랩(312, 314) 및 과잉 재료의 첨판 재료(315)를 형성하였다. 그 후 접힘부(310)를 도 3c에서 화살표(316)로 표시한 일반 방향으로 접었고, 이전 단계에서 쿠션 패드(200)와 박리 층(204)이 덮여 있는 첨판 기구(100) 위에서 반반하게 하였다.

그 후 첨판 재료(315)를 신장시켜 첨판부(102), 특히 첨판 기구(100)의 단부면(103) 위에서 반반하게 하였다. 단계 4) 및 5)를 반복하여 3개의 별도 첨판 어셈블리를 형성하였다. 그 후 도 4에 도시한 바와 같이, 3개의 첨판 어셈블리(402, 404, 406)를 함께 클램핑하여 삼첨판 어셈블리(400)를 형성하였다. 각각 삼첨판 어셈블리(400)의 주변을 넘어서 방사상으로 연장되는 과잉 재료의 첨판 재료(315)가 있는 3개의 별도 첨판 어셈블리(402, 404, 406)가 도시되어 있다.

그 후 삼첨판 어셈블리의 첨판 기구의 단부면을 맞물리고, 과잉 첨판 부분을 다듬어서 삼첨판을 형성하기 위한, 공동이 있는 베이스 기구를 제공하였다. 도 5a를 참조하면, 베이스 기구는 일반적으로 부호(500)로 표시되며, 단부(501)와 반대 측 하단부(503) 사이에 종 방향으로 연장된다. 베이스 기구(500)의 단부(501)에 3개의 오목한 공동(502, 504, 506)이 형성되어 있다. 오목한 공동(502, 504, 506)은 각각 삼첨판 어셈블리(402, 404, 406) 중 하나의 단부면(103)에 맞추거나 포개서 자리를 잡도록 형성되어 있다. 3개의 방사상으로 연장되는 요소(508, 510, 512)는 베이스 기구(500)의 단부로부터 밖으로 연장된다. 요소(508, 510, 512)는 각각 오목한 공동(502, 504, 506)의 인접 쌍 사이에 배치된다.

그 후 첨판 기구를 단계 1과 2에서 제조하는 방법과 유사하게 압축 패드와 박리 층(도시 안 됨)이 있는 베이스 기구(500)를 제조하였다. 단계 1과 2에서 각 첨판 기구에 대해 기재한 바와 같이, 압축 패드와 박리 층을 유사하게 신장시켰고, 베이스 기구(500)에 부착하여 베이스 기구 어셈블리를 형성하였다.

도 5b를 참조하면, 베이스 기구 어셈블리(편리를 위해 쿠션 패드와 박리 층을 도시하지 않은 베이스 기구(500)로서 도시함)와 일반적으로 부호(400)로 표시한 삼천판 어셈블리를 함께 일반적으로 축 방향으로 정렬하여, 각 첨판 기구(100)의 단부면(도시 안 됨)이 일반적으로 부호(500)로 표시한 베이스 기구의 단부(501)에서 오목한 공동(도시 안 됨) 중 하나에 자리를 잡아 연결된 기구 어셈블리를 형성하였다.

그 후 금속 발룬 확장성 스텐트를 조립하였다. 벽 두께가 약 0.5 mm(0.020")이고, 직경이 약 2.5 cm(1.0")인 316 스테인리스강의 튜브를 레이저 절단하였다. 튜브를 패턴에 따라 잘라 환상 절단 스텐트 프레임 또는 지지 구조물을 형성하였고, 이는 일반적으로 부호(600)로 표시되고, 도 6a에 평편한, 평면도로 예시하여 도시되어 있다. 지지 구조물(600)은 다수의 소형 폐쇄 셀(602), 다수의 대형 폐쇄 셀(604), 및 다수의 첨판 폐쇄 셀(606)을 포함한다. 다수의 첨판 폐쇄 셀(606) 중 하나는 평편한 평면도로 인해 도 6a에서 개방 셀로서 보이는 것에 유의한다. 소형 폐쇄 셀(602), 대형 폐쇄 셀(604), 및 첨판 폐쇄 셀(606)은 일반적으로 지지 구조물(600)의 환상 형상을 형성하는 줄을 따라 배열된다.

그 후 고분자 재료를 레이저 절단 스텐트 프레임에 부착하였다. 처음에, ePTFE 막의 희생 압축 층을 직경이 약 2.5 cm(1.0")인 맨드릴(도시 안 됨) 위에 겹치지 않고 감쌌다. ePTFE 막의 희생 압축 층은 두께가 약 0.5 mm(0.02")이었고, 폭이 약 10 cm(4")이었으며, 유연하고, 압축성이 있어서 연질의 희생 압축 층을 제공하였다.

그 후 4 층의 실질적으로 비다공성의, ePTFE 필름을 압축 층 막의 위로 맨드릴 위에 감쌌다. 실질적으로 비다공성의, ePTFE 필름은 두께가 약 25 ㎛(0.001")이었고, 폭이 약 10 cm(4")이었으며, 한 측면에 FEP 층이 있었다. 실질적으로 비다공성의, ePTFE 필름을 FEP가 맨드릴로부터 떨어져서 향하게 감쌌다. 실질적으로 비다공성의, ePTFE 필름은 단계 2)에서 이전에 기재한 박리 층의 특성이 있었다.

용융 압출과 신장을 사용하여 1형(ASTM D3368) FEP의 박막을 구성하였다. 이전에 단계 10에서 압축 층 막 및 단계 11에서 4 층의 실질적으로 비다공성의, ePTFE 필름으로 감싸진 맨드릴에 이러한 추가 10 층의 1형(ASTM D3368) FEP 필름을 추가하였다. 1형(ASTM D3368) FEP 필름은 두께가 약 40 ㎛(0.0016")이었고, 폭이 약 7.7 cm(3")이었다.

그 후 감싼 맨드릴을 약 320℃에서 약 5분간 공기 대류 오븐에서 열처리하고, 냉각시켰다.

그 후 지지 구조물(도 6a에서 부호(600)로 표시됨)을 열처리하고, 감싼 맨드릴 위에 위치시켰다. 그 후 이전에 감싼 맨드릴 위에 위치시킨 지지 구조물 위에 추가 2 층의 1형(ASTM D3368) FEB 필름(단계 12에서 제공됨)을 감쌌다.

그 후 감싼 맨드릴과 그 위에 지지한 지지 구조물을 약 320℃에서 약 10분간 공기 대류 오븐에서 열처리하고, 냉각시켜, 중합체 코팅 지지 구조물을 형성하였다.

그 후 중합체 코팅 지지 구조물을 외과용 메스로 잘라내어 다듬어진 스텐트 프레임을 형성하였고, 이는 일반적으로 부호(700)로 표시되고, 도 6b에서 평편한, 평면도로 예시하여 도시되어 있다. 더 구체적으로는, 일 방식으로, 중합체 코팅을 지지 구조물(600, 도 6a)의 가장자리를 지나 약 2 mm(0.08") 잘라내어 다양한 가장자리 프로파일(708)을 형성하였다. 또 다른 방식으로, 중합체 코팅을 전체 셀에 걸치게 하여 각 셀에서 웨브(web)를 형성시켰다. 각 경우에, 지지 구조물(600)을 중합체 코팅(702) 내에 봉입하여 다듬어진 스텐트 프레임(700)을 형성하였다. 다듬어진 스텐트 프레임(700)은 숫자에서 그리고 일반적으로 형상에서 다수의 첨판 폐쇄 셀(606)(도 6a)에 상응하는 다수의 첨판 개구부(704)를 포함한다. 추가로, 도 6b에 도시한 바와 같이 소형 폐쇄 셀 각각의 중합체 코팅(702)에 슬릿(706)이 형성되어 있다. 구체적으로, 각 슬릿(706)은 선형이며, 환상 지지 구조물(600)의 종 방향 중심 축(도시 안 됨)에 일반적으로 평행하다.

그 후 다듬어진 스텐트 프레임을 단계 8로부터 연결한 기구 어셈블리 위에 위치시켰다. 첨판 기구의 첨판부(102)를 다듬어진 스텐트 프레임에서 첨판 개구부(704, 도 6b에서)에 정렬하였다. 스텐트 프레임의 첨판 개구부를 통해 3개의 과잉 첨판 재료 부분(315, 도 4에서)을 당겼다. 슬릿들(706, 도 6b에서) 중 하나를 통해 3쌍의 스트랩(312, 314, 도 3a에서) 각각을 당겼고, 다듬어진 스텐트 프레임 주위를 감쌌다. 각 쌍의 스트랩을 서로에 대해 반대 방향으로 감쌌다. 그 후 핫 납땜 인두를 사용하여 6개의 스트랩을 다듬어진 스텐트 프레임에 열 고정하였다.

그 후 연결한 기구 어셈블리(단계 8) 및 감싸고, 열 고정한 스트랩이 있는 다듬어진 스텐트 프레임을 회전 척(chuck) 장치에 고정시켰다. 그 후 가벼운, 종 방향 압축 하중을 적용하도록 회전 척 장치를 조정하였다. 그 후 핫 납땜 인두를 사용하여 과잉 첨판 재료 부분(315, 도 4에서)을 베이스 기구(500, 도 5에서)에 열 고정시켰다.

그 후 단계 18의 연결한 기구를 추가 2 층의 1형(ASTM D3368) FEP 필름(단계 12로부터)으로 감쌌다. 그 후 추가 3 층의 복합체(단계 4)를 겉포장하였고, 다듬어진 스텐트 프레임에 임시로 고정시켰다.

최종 열처리를 위한 준비에서, 압축 테이프 및 압축 섬유의 박리 층과 희생 층을 단계 19로부터 어셈블리에 원주로 그리고 종 방향으로 모두 도포하였다. 압축 테이프/섬유는 어셈블리를 후속 열처리 중에 원주로 그리고 종 방향으로 모두 접촉하고, 압축한다. 압축 테이프의 희생 층을 나선 방식으로 단계 19로부터 어셈블리 위에 원주로 감쌌다. 이러한 압축 테이프는 단계 10에서 이전에 기재한 ePTFE의 희생 압축 층의 특성이 있었다. 그 후 ePTFE 압축 섬유를 압축 테이프 위에 단단히 감쌌다. 압축 섬유의 대략 100 회 회전이 밀집한 나선 패턴으로 원주로 적용되었다. ePTFE 압축 섬유는 직경이 약 1 mm(0.04")이었고, 충분히 가열될 때 종 방향으로 수축하도록 구성되었다. 그 후 클램핑된 어셈블리를 회전 척 장치에서 꺼냈다. 그 후 3 층의 희생 압축 테이프를 어셈블리 주위에 종 방향 방식으로 감쌌다. 그 후 대략 20 랩(wrap)의 압축 섬유를 종 방향 압축 테이프 위에 종 방향으로 감쌌다.

21). 그 후 단계 20으로부터 어셈블리를 약 280℃에서 약 90분간 공기 대류 오븐에서 열처리한 다음, 실온 수 냉각시켰다. 이러한 열처리 단계는 단계 4에서 기재한 첨판 재료를 만드는데 사용되는 ePTFE 막의 세공에 열가소성 플루오로엘라스토머의 유입을 용이하게 한다.

그 후 희생 압축 테이프/섬유를 제거하였다. 고분자 재료를 다듬어서 첨판과 베이스 기구를 분리하였다. 그 후 스텐트 중합체 층을 다듬어서 부착된 첨판이 있는 스텐트 프레임을 빼냈다. 그 후 첨판을 다듬고, 도 8에 도시하고, 일반적으로 부호(800)로 표시하는 판막 어셈블리를 얻었다.

얻어진 판막 어셈블리(800)는 일 실시형태에 따라, 다수의 세공을 갖는 하나 이상의 불소 중합체 층과 하나 이상의 불소 중합체 층의 실질적으로 모든 세공에 존재하는 엘라스토머가 있는 복합 재료로부터 형성되는 첨판(802)을 포함한다. 각 첨판(802)은 혈액이 판막 어셈블리를 통과하는 것을 방지하는, 도 9a에 예시하여 도시한 폐쇄 위치, 및 혈액이 판막 어셈블리를 통과하게 허용하는, 도 9b에 예시하여 도시한 개방 위치 사이에 이동가능하다. 따라서 판막 어셈블리(800)의 첨판(802)은 폐쇄 위치와 개방 위치를 순환하여 일반적으로 인간 환자의 혈류 방향을 조절한다.

각 판막 어셈블리에서 판막 첨판의 성능을 전형적인 해부 압력과 판막 전체에 걸쳐 플로를 측정한 실시간 펄스 복사기에서 특성화하였고, 이 특정 판막 어셈블리에 대한 최초 또는 "제로 피로" 세트의 데이터를 생성하였다. 그 후 판막 어셈블리를 고속 피로 시험기로 이동하여, 대략 2억 7백만 사이클로 처리하였다. 약 1억 사이클의 각 블록 후, 게다가 판막을 실시간 펄스 복사기로 복귀시켜, 성능 파라미터를 재측정하였다.

플로 성능을 하기 공정에 의해 특성화하였다:

판막 어셈블리를 실리콘 환상 고리(지지 구조물)에 넣어 이어서 판막 어셈블리가 실시간 펄스 복사기에서 평가되게 허용하였다. 포팅 공정을 펄스 복사기 제조사(비비트로 라보라토리즈사(ViVitro Laboratories Inc., 캐나다 빅토리아 비씨))의 제안에 따라 수행하였다.

그 후 포팅된 판막 어셈블리를 실시간 좌심 플로 펄스 복사기 시스템에 넣었다. 플로 펄스 복사기 시스템은 브이에스아이 비비트로 시스템즈사(VSI Vivitro Systems Inc., 캐나다 빅토리아 비씨)에 의해 공급된 하기 구성 요소를 포함하였다: 수퍼 펌프(Super Pump), 서보 파워 증폭기(Servo Power Amplifier) 파트 번호 SPA 3891; 수퍼 펌프 헤드, 파트 번호 SPH5891B, 38.320 ㎠ 실린더 면적; 판막 스테이션/고정구; 파형 생성기, 트리팩(TriPack) 파트 번호 TP2001; 센서 인터페이스, 파트 번호 VB 2004; 센서 증폭기 구성 요소, 파트 번호 AM 9991; 및 구형파 전자기 유량계, 캐롤라이나 메디칼 일렉트로닉스사(Carolina Medical Electronics Inc., 미국 노스캐롤라이나주 이스트 벤드).

일반적으로, 플로 펄스 복사기 시스템은 정용량형 피스톤 펌프를 사용하여 시험 중인 판막을 통해 원하는 유체 플로를 생성한다.

심장 플로 펄스 복사기 시스템은 원하는 플로, 평균 압력, 및 모의 펄스 속도를 생성하도록 조정된다. 그 후 시험 중인 판막을 약 5 내지 20분간 순환시켰다.

시험기간 동안, 심실 압력, 대동맥 압력, 유량, 및 펌프 피스톤 위치를 포함하여 압력과 플로 데이터를 측정하고, 수집하였다. 도 10은 심장 플로 펄스 복사기 시스템으로부터 데이터의 그래프이다.

판막을 특성화하고, 피로 후 값을 비교하는데 사용되는 파라미터는 전방류의 정압력 부분 중 개방 판막 전체에 걸쳐 압력 강하, 유효 오리피스 면적, 및 역류 분율이다.

특성화 후, 게다가 판막 어셈블리를 플로 펄스 복사기 시스템으로부터 꺼내 고속 피로 시험기에 넣었다. 6 위치 심장 판막 내구성 시험기, 파트 번호 M6은 다이나텍(Dynatek, 미국 미조리주 갈레나)에 의해 공급되었고, 다이나텍 델타 DC 7000 컨트롤러에 의해 구동되었다. 이러한 고속 피로 시험기는 판막 어셈블리를 통해 분당 약 780 사이클의 사이클 속도로 유체를 변위시킨다. 시험 중에, 동조 스트로브 라이트(tuned strobe linght)를 사용하여 판막 어셈블리를 시각적으로 시험할 수 있다. 도 11a와 11b에 표시한 바와 같이 폐쇄 판막 전체에 걸쳐 압력 강하를 또한 검측할 수 있다. 고속 피로 시험기가 일치하는 압력 파형을 나타내고 있다는 사실을 증명하는 데이터 세트가 도 11a와 11b에 제시되어 있다.

판막 어셈블리를 연속으로 순환시켰고, 외관 및 압력 강하 변화에 대해 주기적으로 검측하였다. 대략 2억 사이클 후, 판막 어셈블리를 고속 시험기에서 꺼내 실시간 펄스 복사기로 복귀시켰다. 압력과 플로 테이터를 수집하였고, 수집한 최초 데이터와 비교하였다.

실시간 심장 플로 펄스 복사기 시스템으로부터 측정된 데이터 출력을 표시하는 스크린 숏(screen shot)이 도 12a에 제시되어 있다. 심실 압력, 대동맥 압력 및 유량이 제시된다. 특정 판막에 대한 최초 또는 제로 피로 데이터를 도 12a에 예시하여 제시한다. 동일한 특정 판막에 대해 2억 7백만 사이클 후 동일한 측정치를 취하고, 데이터를 수집하였다. 특정 판막에 대한 2억 7백만 사이클 데이터를 도 12b에 예시하여 제시한다. 측정치의 양쪽 세트를 분당 5 리터의 유량 및 분당 70 사이클의 속도에서 취하였다. 도 12a와 12b를 비교하면, 파형이 실질적으로 유사하며, 약 2억 7백만 사이클 후 판막 첨판 성능에서 실질적인 변화가 없음을 나타낸다는 사실이 쉽게 이해된다. 제로 사이클 및 2억 7백만 사이클에서 측정한, 압력 강하, 유효 오리피스 면적(EOA), 및 역류 분율을 하기 표 1에 요약한다.

사이클 수(백만)	압력 강하(mm Hg)	EOA(㎠)	역류 분율(%)
0	5.7	2.78	12.7
207	7.7	2.38	9.6

일반적으로, 본원에서 기재한 실시형태에 따라 구성된 판막 첨판은 물리적 또는 기계적 열화, 예컨대 틈, 구멍, 영구 변형 등을 2억 7백만 사이클 후 나타내지 않았음이 관찰되었다. 그 결과, 판막 첨판의 심지어 2억 7백만 사이클 후에 폐쇄 구조 및 개방 구조에서 관찰가능한 변화 또는 열화가 없었다.

실시예 2

강성 금속 프레임에 연결한 중합체 첨판이 있는 심장 판막의 일 실시형태를 하기 공정 실시형태에 따라 구성하였다:

도 14에 도시한 형상이 있는, PTFE로부터 맨드릴(900)을 기계 가공하였다. 맨드릴(900)은 제1 단부(902)와 제1 단부(902) 반대 측에 있는 제2 단부(904)가 있고, 이들 사이에서 종 방향으로 연장된다. 맨드릴(900)은 각각 일반적으로 완성된 판막 어셈블리(도시 안 됨)의 첨판(도시 안 됨)을 형성하기 위한 3개(2개가 도시됨)의 일반적으로 활 모양의, 볼록한 로브(lobe)(912)가 있는 외부 표면(910)을 가진다. 외부 표면(910)은 또한 판막 프레임 위에 첨판을 형성하기 전에 볼록한 로브(912)에 대해 판막 프레임(930, 도 15에서)의 위치를 정하기 위한 프레임 좌대 부분(920)을 포함한다.

도 15에 도시한 바와 같이, 외부 직경이 약 25.4 mm이고, 벽 두께가 약 0.5 mm인 316 스테인리스강 튜브의 한 부분으로부터 도 15에 도시한 형상으로 판막 프레임(930)을 레이저 절단하였다. 도시한 실시형태에서, 판막 프레임(930)은 하단부(932) 및 일반적으로 의도한 완성 판막 어셈블리(도시 안 됨)에서 첨판 수에 상응하는, 축 방향으로 연장되는, 일반적으로 첨탑 형상의 다수의 지주(934)에 의해 한정되는, 반대 측 상단부 사이에 축 방향으로 연장된다. 도시한 구체적인 실시형태에서, 3개의 지주(934)가 판막 프레임(930)에 형성되어 있다.

두께 약 4 ㎛의 FEP 필름의 2 층(도시 안 됨)을 판막 프레임(930) 주위에 감싸고, 약 270℃에서 약 30 분간 오븐에서 굽고, 냉각시켰다. 그 후 얻어진 피복 판막 프레임(명확성을 위해, 피복되지 않은 채로 도시하고, 부호(930)로 표시됨)을 맨드릴(900) 위로 미끄러지게 하여, 판막 프레임(930)과 맨드릴(900) 사이에 상보적인 피처(feature)를 도 16에 도시한 바와 같이 함께 포갰다.

그 후 플루오로엘라스토머를 흡수시킨 ePTFE 막이 있는 첨판 재료를 제조하였다. 더 구체적으로는, ePTFE 막을 미국특허 제7,306,729호에 기재된 일반적인 교시 내용에 따라 제조하였다. ePTFE 막을 부록에 기재한 방법에 따라 시험하였다. ePTFE 막은 약 0.57 g/㎡의 면적당 질량, 약 90.4%의 다공성, 약 2.5 ㎛의 두께, 약 458 KPa의 포점, 약 339 MPa의 종 방향에서 최대 인장 강도 및 약 257 MPa의 횡 방향에서 최대 인장 강도를 가졌다. 이 막에 실시예 1에 기재한 바와 같이 동일한 플루오로엘라스토머를 흡수시켰다. 플루오로엘라스토머를 노벡(Novec) HFE7500(3M, 미국 미네아폴리스주 세인트 폴)에 약 2.5% 농도로 용해시켰다. 메이어 바(mayer bar)를 사용하여 용액을 ePTFE 막 위에 코팅하고(폴리프로필렌 박리 필름에 의해 지지하면서), 약 145℃로 설정한 대류 오븐에서 약 30초간 건조시켰다. 2회 코팅 단계 후에, 얻어진 ePTFE/플루오로엘라스토머의 복합 재료는 면적당 질량이 약 3.6 g/㎡이었다.

그 후 복합 재료(도시 안 됨)를 조립한 맨드릴(900)과 판막 프레임(930) 주위에 감쌌다. 일 실시형태에서, 총 20 층의 ePTFE/플루오로엘라스토머 복합체를 사용하였다. 맨드릴(900)의 단부를 넘어서 연장된 임의의 과잉 복합 재료를 비틀어서 맨드릴(900)의 제1 단부(902)와 제2 단부(904)를 향해 가볍게 눌렀다.

그 후 맨드릴(900)의 베이스 또는 제2 단부(904)에서 배기구(906)(도 14)를 대기에 배관시키도록 복합 재료를 감싼 맨드릴을 압력 용기에 고정시켰다. 배기구(906)는 맨드릴(900)을 통해 제2 단부(904)로부터 축 방향으로 연장되고, 맨드릴(900)의 외부 표면(910)을 통해 연장되는 일반적으로 직각 연장 배기구(908)에 연결된다. 필요에 따라 맨드릴에 구비될 수 있는 다른 배기구(도시 안 됨) 외에도, 배기구(906, 908)는 복합 재료와 맨드릴 사이에 갇힌 공기를 성형 공정 중에 빠져나가게 한다.

약 690 KPa(100 psi)의 질소 압력을 압력 용기에 적용시켜, 맨드릴(900)과 판막 프레임(930)을 향해 ePTFE/플루오로엘라스토머 복합체에 힘을 가하였다. 압력 용기에 용기 내부 온도가 약 3 시간 후 약 300℃에 도달할 때까지 열을 가했다. 히터를 끄고, 압력 용기를 밤새 실온으로 냉각시켰다. 이 공정은 ePTFE/플루오로엘라스토머 복합체의 층을 서로 그리고 판막 프레임(930) 위 FEP 코팅에 열 접착하였다. 압력을 해제하고, 맨드릴을 압력 용기로부터 꺼냈다.

첫째 판막 프레임(930)의 하단부(932)에서, 및 둘째 각 지주(934)의 중간점 가까이에 일반적으로 교차하는 원을 따라 판막 프레임(930)의 상단부 가까이에서의 두 장소에서 ePTFE/플루오로엘라스토머 복합체를 원주로 다듬었다. 판막 프레임(930)과 다듬어진 복합 재료로 이루어진 얻어진 판막 어셈블리(940)를 맨드릴로부터 분리하고, 미끄러져 떨어트렸다. 도 17에 도시한 바와 같이, 성형 판막 어셈블리(940)는 판막 프레임(930)과 다듬어진 복합 재료로부터 형성된 다수의 첨판(950)을 포함한다. 일 실시형태에서, 판막 어셈블리(940)는 3개의 첨판을 포함하였다. 또 다른 실시형태에서, 판막 어셈블리(940) 중 각 첨판(950)은 두께가 대략 40 ㎛이었다.

판막 개방 정도의 제어를 돕기 위해, 각 지주 주위의 인접 첨판을 함께 결합하였다. 도 18에 도시한 바와 같이, 인접 첨판(950a, 950b)을 지주(934) 주위에 감싸고, 함께 결합하여 심(seam)(954)을 형성하였다. 심(954)은 지주(934)로부터 적어도 약 2 mm 연장되는 깊이(956)가 있었다. 인접 첨판(950a, 950b) 사이의 결합을 지지하기 위해, 부착 부재(952)를 인접 첨판(950a, 950b)의 내부 표면에 단단히 고정시켰고, 이로써 인접 첨판(950a, 950b) 사이의 심(954)을 메웠다. 도 18에 도시한 바와 같이, 부착 부재(952)는 일반적으로 직사각형이었다. 그러나 부착 부재에 대해 다른 형상이 이용될 수 있다는 사실을 이해하여야 한다. 부착 부재(952)는 첨판(950)을 형성하는데 사용되는 동일 형태의 복합 재료로부터 형성되었다. 이전에 기재한 플루오로엘라스토머 용액을 사용하여 인접 첨판(950a, 950b)의 내부 표면에 부착 부재(952)를 단단히 고정시켰다. 이들 단계를 판막 어셈블리의 다른 쌍의 인접 첨판에 대해 반복하였다.

본 실시예에서 판막 첨판의 성능과 내구성을 실시예 1에 기재한 것과 동일한 방식으로 분석하였다. 판막 어셈블리를 처음에 전형적인 해부 압력과 판막 전체에 걸쳐 플로를 측정한, 실시예 1에서 기재한 것과 동일한 실시간 펄스 복사기에서 특성화하였고, 이 특정 판막 어셈블리에 대한 최초 또는 "제로 피로" 세트의 데이터를 생성하였다. 그 후 판막을 실시예 1에서처럼 가속 시험하였다. 약 7천 9백만 사이클 후, 판막을 고속 피로 시험기에서 꺼내, 실시예 1에서처럼 유체 역학 성능을 다시 특성화하였다. 판막을 끝으로 약 1억 9천 8백만 사이클에서 꺼냈다. 약 7천 9백만 사이클과 약 1억 9천 8백만 사이클에서 측정한 압력 강하, EOA 및 역류 분율을 하기 표 2에 요약한다.

도 13a와 13b는 유사한 판막에 대해 유사한 결과를 나타낸다. 도 13a는 약 7천 9백만 사이클 후 취한 심장 플로 펄스 복사기 시스템으로부터 측정한 데이터 출력의 그래프이다. 동일한 측정을 약 1억 9천 8백만 사이클 후 유사한 판막에 대해 실시하였고, 이 그래프는 도 13b에 예시하여 도시되어 있다. 양쪽 세트의 측정을 분당 약 4 리터의 유량과 분당 약 70 사이클의 속도에서 실시하였다. 도 13a와 13b를 비교하면, 파형이 상당히 유사하고, 약 1억 9천 8백만 사이클 후 판막 첨판 성능에서 실질적인 변화를 나타내지 않는다는 사실을 다시 이해하여야 한다. 0, 약 7천 9백만, 및 약 1억 9천 8백만 사이클에서 측정한, 압력 강하, 유효 오리피스 면적(EOA), 및 역류 분율을 하기 표 2에 요약한다. 이들 데이터는 약 1억 9천 8백만 사이클 후 판막 첨판 성능에서 실질적인 변화를 나타내지 않는다.

사이클 수(백만)	압력 강하(mm Hg)	EOA(㎠)	역류 분율(%)
0	6.8	2.56	7.8
79	5.4	2.58	10.25
198	4.4	2.60	10.1

실시예 3

외부 직경이 약 25.4 mm이고, 벽 두께가 약 0.5 mm인 316 스테인리스강 튜브의 한 부분으로부터 도 19에 도시한 형상으로 판막 지지 구조물 또는 프레임(960)을 레이저 절단하였다. 도시한 실시형태에서, 프레임(960)은 하단부(962) 및 일반적으로 의도한 완성 판막 어셈블리(도시 안 됨)에서 첨판 수에 상응하는, 축 방향으로 연장되는, 일반적으로 첨탑 형상의 다수의 지주(964)에 의해 한정되는, 반대 측 상단부 사이에 축 방향으로 연장된다. 포물선 형상의 상부 가장자리(968)는 인접 지주(964) 사이에 연장된다. 도시한 구체적인 실시형태에서, 3개의 지주(964)와 3개의 상부 가장자리(968)는 프레임(960)의 상단부를 형성한다. 회전 샌더(sander)를 사용하여 첨판 재료와 접촉할 프레임 코너를 둥글게 하였고, 손으로 닦았다. 프레임을 물로 헹군 다음, PT2000P 플라스마 처리 시스템(트리스타 테크놀로지즈(Tri-Star Technoligies, 미국 캘리포니아주 엘 세건도))을 사용하여 플라스마 세정하였다.

일 실시형태에서, 프레임의 적어도 일부 및 첨판의 적어도 일부 사이에 쿠션 부재를 제공하여 프레임과 첨판 사이의 직접 접촉에 관련한 스트레스를 최소화한다. 처음에 ePTFE 막에 실리콘 MED-6215(누실(NuSil), 미국 캘리포니아주 카핀테리아)를 흡수시키고, 이것을 약 25 mm의 폭으로 슬리팅(slitting)하며, 실질적으로 둥근 섬유로 롤링(rolling)함으로써 ePTFE와 실리콘의 복합 섬유를 생성하였다. 이 섬유에서 사용된 ePTFE를 부록에 기재한 방법에 따라 시험하였다. ePTFE 막은 포점이 약 217 KPa이었고, 두께가 약 10 ㎛이었으며, 면적당 질량이 약 5.2 g/㎡이었고, 다공성이 약 78%이었으며, 한 방향에서 최대 인장 강도가 약 96 MPa이었고, 직각 방향에서 최대 인장 강도가 약 55 MPa이었다. 복합 섬유(966)를 도 20에 도시한 바와 같이 프레임(960)의 지주(964) 각각의 주위에 감쌌다.

스테레오리소그래피를 사용하여 도 21에 도시한 형상으로 맨드릴(970)을 형성하였다. 맨드릴(970)은 제1 단부(972)와 반대 측 제2 단부(974)가 있고, 이들 사이에 종 방향으로 연장된다. 맨드릴(970)은 각각 일반적으로 완성된 판막 어셈블리(도시 안 됨)의 첨판(도시 안 됨)을 형성하기 위한 3개(2개가 도시됨)의 일반적으로 활 모양의, 볼록한 로브(982)가 있는 외부 표면(980)을 가진다. 외부 표면(980)은 또한 판막 프레임 위에 첨판을 형성하기 전에 볼록한 로브(982)에 대해 판막 프레임(960, 도 19에서)의 위치를 정하기 위한 프레임 좌대 부분(984)을 포함한다.

그 후 맨드릴(970)을 PTFE 이형제로 분무 코팅하였다. 본 실시예에서 이전에 기재한 4 층의 ePTFE 막을 맨드릴 주위에 감쌌다. MED-6215를 ePTFE 위에 문지르고, ePTFE의 세공에 적시고, 이를 실질적으로 충전시켰다. 과잉의 MED-6215를 닦아내고, 복합 섬유(966)가 감긴 지주(964)가 있는 프레임(960)을 도 22에 도시한 바와 같이 프레임 좌대 부분(984)을 따라 맨드릴(970) 위에 위치시켰다. 실리콘 MED-4720(누실)을 프레임(960)의 상부 가장자리(968)를 따라 그리고 프레임(960)의 지주(964)를 따라 놓아 첨판(도시 안 됨) 내에 장력 완화를 생성하였다. 추가 8 층의 ePTFE를 프레임(960)과 맨드릴(970) 주위에 감쌌다. 추가 MED-6215를 ePTFE 위에 문지르고, ePTFE의 세공에 적시고, 이를 실질적으로 충전하였다. 또 다른 8 층의 ePTFE를 프레임(960)과 맨드릴(970) 주위에 감쌌다. 이들 층은 흡수지를 형성하여 임의의 과잉 실리콘을 성형 공정 중에 흡수하며, 실리콘이 경화한 후 제거되었다.

맨드릴 표면의 반전 형상에 정확히 어울리는 한 표면으로 성형한 실리콘 고무 형태(도시 안 됨)를 3 첨판 형성 피처의 각각에 대해 이전에 조립하였다. 이들 형태를 PTFE 이형제로 분무 코팅한 다음, 맨드릴의 일치하는 피처에 결합하였다. 대략 50 랩의 ePTFE 섬유(도시 안 됨)를 실리콘 형태 주위에 감아 맨드릴을 향해 판막에 일반적으로 방사 압력을 가했다.

그 후 이러한 어셈블리를 약 100℃에서 약 1 시간 동안 오븐에 넣어 실리콘을 경화시켰다. 냉각 후, 섬유와 실리콘 형태를 빼내, 8 층의 흡수지 ePTFE를 벗겨내어 폐기하였고, 얻어진 판막(도시 안 됨)을 맨드릴에서 미끄러져 떨어트렸다. 전선 절단기를 사용하여 지주를 다듬고, 가위를 사용하여 첨판 재료의 과잉 부분과 프레임 베이스에서 재료의 과잉 부분을 조심스럽게 다듬어 완전한 판막 어셈블리를 형성하였고, 이는 도 23에 도시되어 있으며, 일반적으로 부호(990)로 표시되어 있다. 따라서 일 실시형태에서, 프레임(960) 또는 지지 구조물; 프레임(960) 위에 지지하고, 판막 어셈블리(990)을 통해 혈류를 조절하도록 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에 이동가능한 다수의 첨판(992); 및 지지 구조물에 첨판의 결합 및/또는 접근으로 인해 첨판에서 스트레스를 최소화하는, 프레임(960)의 적어도 일부와 각 첨판(992)의 적어도 일부 사이에 위치한 복합 섬유(966)가 감싼 지주(964)를 가진 판막 어셈블리(990)를 형성하였다. 또 다른 실시형태에서, 상기에 기재한 바와 같이, 다수의 세공과 실질적으로 모든 세공에 존재한 엘라스토머를 지닌 하나 이상의 불소 중합체 층이 있는 복합 재료로부터 쿠션 부재를 형성한다.

도면에서 구체적으로 도시한 것이 아닌 지지 구조물이 이용될 수 있다는 사실을 이해하여야 한다. 추가로, 쿠션 부재는 지지 구조물에 첨판의 결합 및/또는 접근으로 인해 첨판에서 스트레스를 최소화하는데 필요한 지지 구조물을 따라 어느 곳에나 이용될 수 있다. 예를 들어, 쿠션 부재(들)를 포물선 형상의 상부 가장자리를 따라 지지 구조물에 결합할 수 있다.

또한 쿠션 부재를 시트로서 형성하여 지지 구조물을 따라 원하는 위치 주위에 감쌀 수 있거나, 다양한 단면 형상과 크기의 섬유로부터 형성할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.

또한 쿠션 부재를 튜브로서 형성하여 지지 구조물의 단부 위에 미끄러지게 할 수 있거나, 종 방향으로 슬리팅하여 지지 구조물을 따라 원하는 위치 주위에 배치할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.

완전 판막 어셈블리의 첨판을 측정하여 각 첨판의 중심에서 평균 두께가 약 120 ㎛로 결정하였다.

그 후 판막 어셈블리를 플로 성능에 대해 특성화하였고, 실시예 1에서처럼 가속 시험 처리하였다. 약 5천만 사이클의 각 블록 후, 고속 피로 시험기에서 판막 어셈블리를 꺼내 실시예 1에서처럼 유체 역학 성능을 다시 특성화하였다. 판막 어셈블리를 끝으로 약 1억 5천만 사이클에서 꺼내 허용가능한 성능과 구멍 무 형성을 증명하였다.

비교예 A

엘라스토머가 혼입되지 않은 것을 제외하고 6개 판막을 실시예 1의 방식으로 구성하였다. ePTFE 물질은 실시예 1에서 기재한 것과 동일하였지만, 플루오로엘라스토머 공중합체를 흡수시키지 않았으며, 대신 열가소성 접착제로서 역할을 한 FEP 공중합체의 불연속 층으로 코팅하였다. 각 첨판이 평균 약 20 ㎛인 최종 첨판 두께를 얻는 3 층의 막을 포함하는 판막을 실시예 1과 같이 구성하였다. 유체 역학 특성화 후, 판막을 실시예 1에 기재한 다이나텍 가속 시험기에 고정시켰다. 약 4천만 사이클 정도에, 첨판에서 가장자리 층간 박리와 구멍 형성이 관찰되었고, 시험을 중단하였다.

비교예 B

2개의 판막을 실시예 1의 방식으로 구성하였지만, 본원에서 제시한 다양한 실시형태의 엘라스토머 부분을 혼입하지 않았다. 사용된 재료는 약 2.43 g/㎡의 면적당 질량, 약 88%의 다공성, 약 4.8 KPa의 IBP, 약 13.8 ㎛의 두께, 약 662 MPa의 한 방향에서 최대 인장 강도, 및 약 1.2 MPa의 직각 방향에서 최대 인장 강도와 유사한 특성을 지닌 얇은 ePTFE 막이었다. ePTFE 막을 부록에 기재한 방법에 따라 시험하였다. 10 층의 막을 교대 방향으로 스택(stack) 위에 놓은 다음, 실시예 1에 기재한 바와 같이 툴링(tooling) 하였다. 그 후 툴링을 대류 공기 오븐에서 약 25분간 약 350℃로 노출하였고, 꺼낸 다음, 수조에서 급랭시켰다. 그 후 3 조각의 툴링을 스텐트 프레임에 삽입하였고, 첨판을 실시예 1에서처럼 FEP가 있는 판막 어셈블리에 결합하였다.

상기에 기재한 바와 같이, 실시간 심장 플로 펄스 복사기 시스템을 사용하여 각 판막을 고속 피로 시험 처리하였다. 한 판막에 대해 약 3천만 사이클 및 또 다른 판막에 대해 약 4천만 사이클 후, 경화와 변형을 포함하여, 시각적 열화가 관찰되었고, 성능에서 측정가능한 감소가 알려졌다. 성능에서 시각적 및 측정가능한 열화 외에, 하기 표 3에서는 약 4천만 사이클 후 측정한, 압력 강하, 유효 오리피스 면적(EOA), 및 역류 분율을 요약한다.

사이클 수	압력 강하(mm Hg)	EOA(㎠)	역류 분율(%)
0	3.9	3.11	8.1
40x10⁶	6.5	2.85	14.1

실시예 4

금속 판막 프레임에 결합한, 상기에 기재한 바와 같이 다공성 폴리에틸렌 막과 탄성 물질을 포함하는 복합 재료를 포함하는 중합체 첨판이 있는 심장 판막의 일 실시형태를 하기 공정 실시형태에 따라 구성하였다:

외부 직경이 26 mm이고, 벽 두께가 0.60 mm인, 풀 하드 템퍼(full hard temper)로서, ASTM F.562에 따라 제조된, 무이음매 MP35N 튜빙(tubing)의 한 부분으로부터 판막 프레임(1000)을 레이저 기계 가공하였다. 도 24의 투시도에 도시한 바와 같이, 지주(1001)를 한정하는 패턴을 튜브로 절단하여 판막 프레임(1000)을 형성하였다.

판막 프레임(1000)을 가볍게 비드 블라스팅하여 가장자리를 둥글게 하였고, 표면을 거칠게 하였다. 판막 프레임(1000)을 물로 헹군 다음, 당업자에게 통상 알려진 방법을 사용하여 플라스마 세정 처리하였다.

그 후 실리콘을 흡수한 이축 확장된 ePTFE의 막이 있는 복합 재료를 제조하였다. 더 구체적으로는, ePTFE의 막을 미국특허 제3,953,566호에 기재된 일반 교시 내용에 따라 제조하였다. ePTFE 막을 이전에 기재한 방법에 따라 시험하였다. 이축 확장된 ePTFE 막을 무정형으로 고정시켰고, 하기 특성이 있었다: 두께 = 0.045 mm, 밀도 = 0.499 g/cc, 최강 방향에서 매트릭스 인장 강도 = 95.6 MPa, 최강 방향에 직각 방향에서 매트릭스 인장 강도 = 31.1 MPa, 최강 방향에서 최대 하중에서의 신장률 = 37%, 및 최강 방향에 직각 방향에서 최대 하중에서의 신장률 = 145%.

처음에 0.102 mm 드로우다운 바(drawdown bar)를 사용하여 실리콘을 PET 필름 위에 코팅함으로써 이러한 ePTFE 막에 실리콘 732 다목적 실란트(다우 코닝(Dow Corning), 미국 미시간주 미들랜드)를 흡수시켰다. 그 후 ePTFE 막을 실리콘 코팅 상단에 놓고, 실리콘을 막에 적시게 하였다. PET 필름으로부터 폭 20 mm의 복합 재료 스트립을 빼내서, 섬유로 롤링하였고, 도 25의 투시도에 도시한 바와 같이, 도 24의 판막 프레임(1000) 위에서 각 지주(1001) 주위에 나선으로 감쌌다. 이와 같이 나선으로 감긴 복합 섬유는 판막 프레임(1000)의 일부와 첨판(1102) 사이에 위치할 쿠션 부재(1030)를 만들어서 도 25의 투시도에 도시한 바와 같이 판막 프레임(1000)과 첨판(1102) 사이의 직접 접촉에 관련한 스트레스를 최소화한다.

맨드릴(1200)을 알루미늄으로부터 도 26의 투시도에 도시한 일반적으로 실린더 형상으로 기계 가공하였다. 맨드릴(1200)은 제1 단부(1202)와 반대 측 제2 단부(1203)를 포함하였다.

맨드릴에는 외부 표면(1204)으로부터 맨드릴(1200)의 중심 내에서 이어지는 중앙 공동(1206)으로 통과하는 12개의 직경 0.5 mm 배기공(1207)이 있었다. 12개의 배기공(1207)은 맨드릴(1200) 주위에 원주로 분포된 2 줄로 위치를 정하였고, 한 줄은 도 26에서 판막 프레임에 의해 가려져서 보이지 않았다. 이들 배기공(1207)은 중앙 공동(1206)과 연통하여, 갇힌 공기를 성형 중에 판막 어셈블리로부터 떨어져서 배기시켰다.

두께가 약 0.004 mm인, ePTFE와 폴리이미드를 포함하는 2 층의 희생 복합 재료를 맨드릴(1200) 주위에 감쌌다.

그 후 실리콘을 흡수시킨 미소공성 폴리에틸렌 막이 있는 복합 재료를 제조하였다. 미소공성 폴리에틸렌 막을 폴사(Pall Corp., 미국 뉴욕주 포트 워싱턴) PE 클린(Kleen) 5 nm 정수 캐트리지 ABD1UG53EJ로부터 얻었고, 이는 소수성 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 막을 포함한다. 미소공성 폴리에틸렌 막을 이전에 기재한 방법에 따라 시험하였고, 하기 특성이 있었다: 두께 = 0.010 mm, 밀도 = 0.642 g/cc, 최강 방향에서 매트릭스 인장 강도 = 214 MPa, 최강 방향에 직각 방향에서 매트릭스 인장 강도 = 174 MPa, 최강 방향에서 최대 하중에서의 신장률 = 62%, 최강 방향에 직각 방향에서 최대 하중에서의 신장률 = 157%, 약 1 ㎛ 미만의 섬유 직경, 0.0919 ㎛의 평균 플로 세공 크기, 및 28.7 ㎡/cc의 비표면적. 미소공성 폴리에틸렌 막은 실시형태들에 따라 평균 플로 세공 크기가 약 5 ㎛ 미만, 약 1 ㎛ 미만, 및 약 0.10 ㎛ 미만일 수 있다고 예상된다.

미소공성 폴리에틸렌 막을 아세톤에 대략 72 시간 동안 적시고, 실온에서 공기 건조시켰다. 0.51 mm 드로우다운 바를 사용하여 732 다목적 실란트의 코팅을 PEF 필름에 도포하였다. 그 후 미소공성 폴리에틸렌 막을 실리콘 코팅의 상단에 놓고, 실리콘을 막에 적시게 하였다. 실리콘과 폴리에틸렌 복합 재료를 PET로부터 빼내 맨드릴(1200)과 희생 PTFE/폴리아미드 복합 재료 주위에 총 2 층을 위해 감쌌다.

쿠션 부재(1030)에 의해 피복된 지주(1001)가 있는 판막 프레임(1000)을 맨드릴(1200) 위에서, 2 층 상단에 미끄러지게 하였다. 배기공 위에 이전에 도포한 층을 찔러서 구멍을 만들었고, 판막 프레임(1000)의 베이스(1003)가 도 26에 도시한 배기공(1207)(숨겨진)의 한 줄을 덮도록 판막 프레임(1000)을 위치시켰다.

5 층의 실리콘/폴리에틸렌 복합 재료를 판막 프레임(1000) 주위에 더 감쌌다.

본 실시예에서 이전에 기재한 8 층의 ePTFE 막을 이전 층의 상단에 감싸서 임의의 과잉 실리콘을 흡수하는 희생 흡수지 층을 만들었다. 두께가 대략 0.004 mm인, ePTFE와 폴리이미드를 포함하는 2 층의 희생 복합 재료를 맨드릴과 이전에 도포한 구성 요소 주위에 감쌌다. ePTFE/폴리이미드 복합체를 맨드릴에 각 단부에서 부착하고, 종 방향 심을 밀봉하는데 접착제 부착 폴리이미드 테이프를 사용하였다.

그 후 맨드릴(1200)의 제1 단부(1202)에서 중앙 공동(1206)과 연통하는 배기구(1211)를 대기에 배관시키도록 이전에 도포한 구성 요소가 있는 맨드릴(1200)을 압력 용기에 고정시켰다. 중앙 공동(1206)은 맨드릴(1200)을 통해 축 방향으로 제1 단부(1202)로부터 연장되고, 12개의 이전에 기재한 배기공(1207)과 연통한다.

약 414 KPa(60 psi)의 헬륨 압력을 압력 용기에 적용시켜, 맨드릴(1200)과 판막 프레임(1000)을 향해 미소공성 폴리에틸렌과 실리콘 복합 재료에 힘을 가하였다. 압력 용기에 맨드릴 내부 온도가 약 28분 후 약 95℃에 도달할 때까지 열을 가했다. 열을 제거하고, 압력 용기를 실온으로 냉각시켰다. 이 공정은 실리콘/폴리에틸렌 복합 재료의 층을 서로 그리고 판막 프레임(1000)에 접착하였다. 압력을 해제하고, 맨드릴(1200)을 압력 용기로부터 꺼냈다. 판막 어셈블리(1010)를 맨드릴(1200)에서 미끄러져 떨어트렸고, 희생 ePTFE/폴리이미드 복합 재료의 외부 층을 도 27의 투시도에 도시한 바와 같이, 제거하였다.

성형 맨드릴(1300)을 알루미늄으로부터 도 28의 투시도에 도시한 일반적으로 실린더 형상으로 기계 가공하였다. 맨드릴(1300)은 제1 단부(1302), 반대 측 제2 단부(1303), 및 이들 사이에 오목한 피처(1309)를 한정하는 중앙부(1305)를 포함하였다.

맨드릴에는 외부 표면(1304)으로부터 맨드릴(1300)의 중심 내에서 이어지는 중앙 공동(1306)으로 통과하는 3개의 직경 0.5 mm 구멍(1307)이 있었다. 구멍(1307)은 성형 맨드릴 제1 단부(1302)에 가장 가까운 오목한 피처의 단부에 위치하고, 중앙 공동(1306)과 연통한다. 이들 구멍(1307)은 갇힌 공기를 성형 중에 판막 어셈블리(1010)로부터 떨어져서 배기시켰다.

판막 어셈블리(1010)를 성형 맨드릴(1300) 위에 미끄러지게 하였고, 판막 프레임(1000)을 도 28에 도시한 바와 같이 맨드릴(1300)의 오목한 피처(1309)에 맞췄다. 희생 층이 있는 복합 재료를 맨드릴(1300)을 향해 눌렀고, 접착제 부착 폴리이미드 테이프를 사용하여 맨드릴(1300)의 양단에 테이핑하였다. 복합 재료의 시트를 23.9 mm 맨드릴 주위에 둘러싸고, 접착제 부착 폴리이미드 테이프로서 축 방향 심을 테이핑함으로써 ePTFE와 폴리이미드를 포함하는 희생 복합 재료의 튜브를 제조하였다. 이 튜브를 성형 맨드릴에 고정시키면서 판막 어셈블리(1010) 위에 미끄러지게 하였고, 접착제 부착 폴리이미드 테이프를 사용하여 성형 맨드릴의 단부들에 테이핑하였다.

그 후 맨드릴(1300)의 제1 단부(1302)에서 중앙 공동(1306)과 연통하는 배기구(1311)를 대기에 배관시키도록 이전에 도포한 구성 요소가 있는 성형 맨드릴(1300)을 압력 용기에 고정시켰다. 중앙 공동(1306)은 맨드릴(1300)을 통해 축 방향으로 제1 단부(1302)로부터 연장되고, 이전에 기재한 배기공(1307)과 연통한다.

약 689 KPa(100 psi)의 헬륨 압력을 압력 용기에 적용시켜, 맨드릴(1300)과 판막 프레임(1000)을 향해 미소공성 폴리에틸렌과 실리콘 복합 재료에 힘을 가하였다. 압력 용기에 맨드릴 내부 온도가 약 13분 후 약 98℃에 도달할 때까지 열을 가했다. 열을 제거하고, 압력 용기를 실온으로 냉각시켰다. 이 공정은 실리콘/폴리에틸렌 복합 재료가 성형 맨드릴(1300)의 형상을 취하도록 강제하였고, 첨판부(1109)가 오목한 피처(1309)의 일부에 들어와서 이의 형상을 취하였다. 판막 어셈블리(1010)를 맨드릴(1300)에서 미끄러져 떨어트렸고, 희생 ePTFE/폴리이미드 복합 재료와 희생 ePTFE 흡수지 재료를 제거하였다.

미소공성 폴리에틸렌과 실리콘 복합체를 다듬어서 도 29에 도시한 바와 같이 복합체의 대략 2 mm가 프레임의 베이스를 넘어서 그리고 프레임 지주의 선단을 넘어서 연장되게 하였다.

첨판(1102)의 두께는 대략 139 ㎛이었고, 복합 재료 내에서 실리콘의 중량%는 약 69%이었다.

이러한 판막 어셈블리에서 판막 첨판의 성능을 전형적인 해부 압력과 판막 전체에 걸쳐 플로를 측정한 실시간 펄스 복사기에서 특성화하였고, 이 특정 판막 어셈블리에 대한 최초 또는 "제로 피로" 세트의 데이터를 생성하였다. 플로 성능은 하기 공정을 특징으로 하였다:

판막 어셈블리를 실리콘 환상 고리(지지 구조물)로 눌렀고, 이어서 판막 어셈블리가 실시간 펄스 복사기에서 평가되게 허용하였다.

그 후 포팅된 판막 어셈블리를 실시간 좌심 플로 펄스 복사기 시스템에 넣었다. 플로 펄스 복사기 시스템은 브이에스아이 비비트로 시스템즈사(캐나다 빅토리아 비씨)에 의해 공급된 하기 구성 요소를 포함하였다: 수퍼 펌프, 서보 파워 증폭기 파트 번호 SPA 3891; 수퍼 펌프 헤드, 파트 번호 SPH5891B, 38.320 ㎠ 실린더 면적; 판막 스테이션/고정구; 파형 생성기, 트리팩 파트 번호 TP2001; 센서 인터페이스, 파트 번호 VB 2004; 센서 증폭기 구성 요소, 파트 번호 AM 9991; 및 구형파 전자기 유량계, 캐롤라이나 메디칼 일렉트로닉스사(미국 노스캐롤라이나주 이스트 벤드).

시험기간 동안, 심실 압력, 대동맥 압력, 유량, 및 펌프 피스톤 위치를 포함하여 압력과 플로 데이터를 측정하고, 수집하였다.

본 실시예에서 판막은 압력 강하가 11.3 mm Hg이었고, EOA가 2.27 ㎠이었으며, 역류 분율이 15.4%이었다.

실시예 5

금속 판막 프레임에 결합한, 상기에 기재한 바와 같이 미소공성 폴리에틸렌 막과 탄성 물질을 포함하는 복합 재료를 포함하는 중합체 첨판이 있는 심장 판막의 또 다른 실시형태를 하기 공정 실시형태에 따라 구성하였다:

판막 프레임(1000)을 실시예 4에서처럼 제조하였다.

실리콘을 흡수시킨 미소공성 폴리에틸렌 막이 있는 복합 재료를 제조하였다. 미소공성 폴리에틸렌 막을 폴사(Pall Corp., 미국 뉴욕주 포트 워싱턴) PE 클린 5 nm 정수 캐트리지 ABD1UG53EJ로부터 얻었고, 이는 소수성 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 막을 포함한다. 미소공성 폴리에틸렌 막을 이축 확장기에서 신장시켰다. 미소공성 폴리에틸렌 막을 핀이 제1 방향에서 70 mm 떨어져 위치하고, 제1 방향에 직각 방향에서 150 mm 떨어져 위치한 확장기의 핀에 고정시켰다. 미소공성 폴리에틸렌 막을 129℃의 웨브 온도에 도달한, 이축 확장기 내 가열 챔버에서 60초간 남아 있게 하였다. 그 후 핀을 제1 방향에서 70 mm로부터 84 mm까지 0.7%/초의 속도에서 병진 운동시켰고, 반면에 제1 방향에 직각 방향에서 핀을 150 mm로부터 420 mm까지 10%/초의 속도에서 병진 운동시켰다. 핀에 의해 제지되면서 막을 가열 챔버로부터 꺼냈고, 실온으로 공랭시켰다.

신장한 미소공성 폴리에틸렌 막을 이전에 기재한 방법에 따라 시험하였고, 하기 특성이 있었다: 두께 = 0.006 mm, 밀도 = 0.524 g/cc, 제1 방향에서 매트릭스 인장 강도 = 156 MPa, 제1 방향에 직각 방향에서 매트릭스 인장 강도 = 474 MPa, 제1 방향에서 최대 하중에서의 신장률 = 167%, 제1 방향에 직각 방향에서 최대 하중에서의 신장률 = 19%, 약 1 ㎛ 미만의 섬유 직경, 0.1011 ㎛의 평균 플로 세공 크기, 및 18.3 ㎡/cc의 비표면적. 미소공성 폴리에틸렌 막은 실시형태들에 따라 평균 플로 세공 크기가 약 5 ㎛ 미만, 약 1 ㎛ 미만, 및 약 0.10 ㎛ 미만일 수 있다고 예상된다.

처음에 0.25 mm 드로우다운 바를 사용하여 실리콘을 PET 필름 위에 코팅함으로써 신장한 미소공성 폴리에틸렌 막에 실리콘 734 유동성 실란트(다우 코닝, 미국 미시간주 미들랜드)를 흡수시켰다. 그 후 폴리에틸렌 막을 실리콘 코팅 상단에 놓고, 실리콘을 막에 적시게 하였다. PET 필름으로부터 폭 20 mm의 복합 재료 스트립을 빼내서, 섬유로 롤링하고/비틀었고, 도 25의 판막 프레임(1000) 위에서 각 지주(1001) 주위에 나선으로 감쌌다. 이와 같이 나선으로 감긴 복합 섬유는 판막 프레임(1000)의 일부와 첨판(1102) 사이에 위치할 쿠션 부재(1030)를 만들어서 도 29에 도시한 바와 같이 판막 프레임(1000)과 첨판(1102) 사이의 직접 접촉에 관련한 스트레스를 최소화한다.

실시예 1에서 기재하고, 도 26에 도시한 맨드릴(1200)을 얻었다. 두께가 대략 0.004 mm인, ePTFE와 폴리이미드를 포함하는 2 층의 희생 복합 재료를 맨드릴(1200) 주위에 감쌌다.

신장한 미소공성 폴리에틸렌 막과 실리콘의 복합 재료를 본 실시예에서 이전에 기재한 바와 같이 제조하였다.

실리콘과 미소공성 폴리에틸렌 막 복합 재료를 맨드릴(1200)과 희생 PTFE/폴리아미드 복합 재료 주위에 총 2 층을 위해 원주로 감쌌다. 신장한 미소공성 폴리에틸렌 막의 제1 방향을 감싸는 동안 맨드릴(1300)의 장축과 맞췄다.

섬유 피복 지주(1001)가 있는 판막 프레임(1000)을 맨드릴(1200) 위에서, 2 층 상단에 미끄러지게 하였다. 배기공 위에 이전에 도포한 층을 찔러서 구멍을 만들었고, 판막 프레임(1000)의 베이스(1003)가 도 26에 도시한 배기공(1207)(숨겨진)의 한 줄을 덮도록 판막 프레임(1000)을 위치시켰다.

소량의 실리콘을 손으로 프레임에 도포하여 프레임과 원주로 감긴 복합 재료 사이에 추가 접착제를 제공하였다.

4 층의 실리콘과 미소공성 폴리에틸렌 막 복합 재료를 판막 프레임(1000) 주위에 더 감쌌다.

실시예 4에서 이전에 기재한 8 층의 ePTFE 막을 이전 층의 상단에 감싸서 임의의 과잉 실리콘을 흡수하는 희생 흡수지 층을 만들었다. 두께가 대략 0.004 mm인, ePTFE와 폴리이미드를 포함하는 2 층의 희생 복합 재료를 맨드릴과 이전에 도포한 구성 요소 주위에 감쌌다. ePTFE/폴리이미드 복합체를 맨드릴에 각 단부에서 부착하고, 종 방향 심을 밀봉하는데 접착제 부착 폴리이미드 테이프를 사용하였다.

약 414 KPa(60 psi)의 헬륨 압력을 압력 용기에 적용시켜, 맨드릴(1200)과 판막 프레임(1000)을 향해 미소공성 폴리에틸렌과 실리콘 복합 재료에 힘을 가하였다. 압력 용기에 맨드릴 내부 온도가 약 20분 후 약 66℃에 도달할 때까지 열을 가했다. 열을 제거하고, 압력 용기를 실온으로 냉각시켰다. 이 공정은 실리콘/폴리에틸렌 복합 재료의 층을 서로 그리고 판막 프레임(1000)에 접착하였다. 압력을 해제하고, 맨드릴(1200)을 압력 용기로부터 꺼냈다. 판막 어셈블리(1010)를 맨드릴(1200)에서 미끄러져 떨어트렸고, 희생 ePTFE/폴리이미드 복합 재료의 외부 층을 도 26의 투시도에 도시한 바와 같이, 제거하였다.

실시예 4에 기재한 성형 맨드릴(1300)을 도 28에 도시한 바와 같이 얻었다. 판막 어셈블리(1010)를 성형 맨드릴(1300) 위에 미끄러지게 하였고, 판막 프레임(1000)을 도 28에 도시한 바와 같이 맨드릴(1300)의 오목한 피처(1309)에 맞췄다. 희생 층이 있는 실리콘과 미소공성 폴리에틸렌 막 복합 재료를 맨드릴(1300)을 향해 눌렀고, 접착제 부착 폴리이미드 테이프를 사용하여 맨드릴(1300)의 양단에 테이핑하였다. 복합 재료의 시트를 23.9 mm 맨드릴 주위에 둘러싸고, 접착제 부착 폴리이미드 테이프로서 축 방향 심을 테이핑함으로써 ePTFE와 폴리이미드를 포함하는 희생 복합 재료의 튜브를 제조하였다. 이 튜브를 성형 맨드릴에 고정시키면서 판막 어셈블리(1010) 위에 미끄러지게 하였고, 접착제 부착 폴리이미드 테이프를 사용하여 성형 맨드릴의 단부들에 테이핑하였다.

그 후 맨드릴(1300)의 제1 단부(1302)에서 배기구(1311)를 대기에 배관시키도록 이전에 도포한 구성 요소가 있는 성형 맨드릴(1300)을 압력 용기에 고정시켰다.

약 551 KPa(80 psi)의 공기 압력을 압력 용기에 적용시켜, 맨드릴(1300)과 판막 프레임(1000)을 향해 미소공성 폴리에틸렌과 실리콘 복합 재료에 힘을 가하였다. 압력 용기에 맨드릴 내부 온도가 약 13분 후 약 95℃에 도달할 때까지 열을 가했다. 열을 제거하고, 압력 용기를 실온으로 냉각시켰다. 이 공정은 실리콘과 미소공성 폴리에틸렌 막 복합 재료의 층이 성형 맨드릴(1300)의 형상을 취하도록 강제하였고, 첨판부(1109)가 오목한 피처(1309)의 일부에 들어와서 이의 형상을 취하였다. 판막 어셈블리(1010)를 맨드릴(1300)에서 미끄러져 떨어트렸고, 희생 ePTFE/폴리이미드 복합 재료와 희생 ePTFE 흡수지 재료를 제거하였다.

폴리에틸렌/실리콘 복합체를 다듬어서 도 29에 도시한 바와 같이 복합체의 대략 2 mm가 프레임의 베이스를 넘어서 그리고 프레임 지주의 선단을 넘어서 연장되게 하였다.

첨판(1102)의 두께는 대략 53 ㎛이었고, 복합 재료 내에서 실리콘의 중량%는 약 65%이었다.

이러한 판막 어셈블리에서 판막 첨판의 성능을 전형적인 해부 압력과 판막 전체에 걸쳐 플로를 측정한 실시간 펄스 복사기에서 특성화하였고, 이 특정 판막 어셈블리에 대한 최초 또는 "제로 피로" 세트의 데이터를 생성하였다. 플로 성능은 실시예 4에 기재한 공정을 특징으로 하였다.

본 실시예에서 판막은 압력 강하가 8.7 mm Hg이었고, EOA가 2.49 ㎠이었으며, 역류 분율이 16.7%이었다.

당업자에게 다양한 변형과 변화가 본 발명의 정신 또는 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명에서 이루어질 수 있다는 사실이 명백할 것이다. 따라서 본 발명은 본 발명의 변형과 변화를 포함한다고 의도되지만, 단 이들은 별첨 청구범위와 이들의 균등물의 범위 내에 있다.

부록

본 개시 내용에서 사용되는 바와 같이, 매트릭스 인장 강도는 규정 조건 하에 다공성 불소 중합체 시편의 인장 강도를 의미한다. 시편의 다공성은 인장 강도를 중합체의 밀도 대 시편의 밀도 비를 곱함으로써 설명된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 막은 발포 불소 중합체와 같으나, 이에 한정되지 않는 단일 조성물을 포함하는 재료의 다공성 시트를 의미한다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 복합 재료는 발포 불소 중합체와 같으나, 이에 한정되지 않은 막, 및 플루오로엘라스토머와 같으나, 이에 한정되지 않는 엘라스토머의 조합을 의미한다. 엘라스토머는 막의 다공성 구조물 내에 흡수될 수 있거나, 막의 한 면 또는 양면에 코팅될 수 있거나, 조합으로 막에 코팅되고, 막 내에 흡수될 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 적층체는 막, 복합 재료, 또는 다른 재료, 예컨대 엘라스토머, 및 이들의 조합의 다층을 의미한다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 흡수하다는 이차 재료로 세공을 적어도 부분적으로 충전하는데 사용되는 임의 공정을 의미한다.

세공을 엘라스토머로 실질적으로 충전한 다공성 막에 대해, 엘라스토머는 원하는 특성을 측정하기 위해 적합한 용매를 사용하여 용해되거나 분해될 수 있고, 헹궈질 수 있다.

용어 "엘라스토머"가 본원에서 사용되는 바와 같이, 이것은 이의 최초 길이에 적어도 1.3배 신장하고, 해제될 때 대략 이의 최초 길이로 신속히 되돌아가는 능력이 있는 중합체 또는 중합체 혼합물을 정의한다. 용어 "탄성"은 반드시 신장 및/또는 회복 정도가 동일하지 않지만, 중합체가 엘라스토머와 유사한 신장과 회복 특성을 나타내는 특성을 설명하는 것으로 의도된다.

용어 "열가소성"이 본원에서 사용되는 바와 같이, 이것은 용융 가공성이 있는 중합체를 정의한다. 열가소성 중합체와 비교하여, "열경화성" 중합체는 이에 의해 경화될 때 비가역적으로 고화되거나 "경화되는" 중합체로서 정의된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "피브릴"과 "섬유"는 상호 교환하여 사용된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "세공"과 "공극"은 상호 교환하여 사용된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 합성 중합체는 생물 조직으로부터 유도되지 않는 중합체를 의미한다.

인공 판막과 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 첨판은 첨판이 압력 차의 영향 하에 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에 이동하도록 조작 가능한 일 방향 판막의 구성 요소를 의미한다. 개방 위치에서, 첨판은 혈액이 판막을 통해 유입하게 허용한다. 폐쇄 위치에서, 첨판은 판막을 통해 역류를 실질적으로 차단한다. 다수의 첨판을 포함하는 실시형태들에서, 각 첨판은 혈액의 역류를 차단하기 위해 하나 이상의 인접 첨판과 협조한다. 본원에서 제공되는 실시형태들에 따라 첨판은 복합체의 1 층 이상을 포함한다.

시험 방법

특정 방법과 설비가 하기에 기재되어 있지만, 당연히 당업자가 적합하다고 결정한 임의의 방법 또는 설비가 대체하여 이용될 수 있다.

유효 오리피스 면적

판막의 품질에 대한 한 측정 수단은 유효 오리피스 면적(EOA)이며, 이는 다음과 같이 산출될 수 있다: EOA(㎠) = Q_rms/(51.6*(ΔP)^1/2), 여기서 Q_rms는 평균 제곱근 수축/확장 유량(㎤/s)이며, ΔP는 평균 수축/확장 압력 강하(mmHg)이다.

단위 질량당 표면적

본원에서 사용되는 바와 같이, ㎡/g의 단위로 표시되는, 단위 질량당 표면적은 콜터(Coulter) SA3100 가스 흡착 분석기(베크만 콜터사(Beckman Coulter Inc.), 미국 캘리포니아주 풀러턴)에서 브루나우어-에메트-텔러(BET, Brunauer-Emmett-Teller) 방법을 사용하여 측정되었다. 측정을 수행하기 위해, 발포 불소 중합체 막의 중심으로부터 샘플을 절단하여 소형 샘플 튜브에 넣었다. 샘플의 질량은 대략 0.1 내지 0.2 g이었다. 튜브를 베크만 콜터사(미국 캘리포니아주 풀러톤)제 콜터 SA-Prep 표면적 가스 방출기(Outgasser)(모델 SA-Prep, P/n 5102014)에 넣었다. 그 후 샘플 튜브를 SA-Prep 가스 방출기로부터 꺼내 계량하였다. 그 후 샘플 튜브를 SA3100 가스 흡착 분석기에 넣고, 기구 설명서에 따라 흡착질 가스로서 질소와 헬륨을 사용하여 BET 표면적 분석을 실행하여 자유 공간을 산출하였다.

포점과 평균 플로 세공 크기

포러스 머티어리얼즈사(Porous Materials, Inc., 미국 뉴욕주 이타카)제 모세관 유동 포로미터(porometer), 모델 CFP 1500AEXL을 사용하여 ASTM F31 6-03의 일반적인 교시 내용에 따라 포점과 평균 플로 세공 크기를 측정하였다. 샘플 막을 샘플 챔버에 넣고, 표면 장력이 약 20.1 다인/cm인 실위크(SilWick) 실리콘 유체(포러스 머티어리얼즈사로부터 입수 가능)로 습윤화하였다. 샘플 챔버의 하부 클램프는 약 2.54 cm 직경의 구멍이 있었다. 이소프로필 알코올을 시험 유체로서 사용하였다. 캡윈(Capwin) 소프트웨어 버전 7.73.012를 사용하여 하기 파라미터를 하기 표에 명시한 바와 같이 설정하였다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 평균 플로 세공 크기와 세공 크기는 상호 교환하여 사용된다.

파라미터	설정 점
맥스플로(Maxflow)(㎤/m)	200000
버브플로(Bubflow)(㎤/m)	100
F/PT(올드 버브타임(old bubtime))	50
민브프레스(Minbpress)(PSI)	0
제로타임(Zerotime)(초)	1
V2incr(cts)	10
Preginc(cts)	1
펄스 지연(초)	2
맥스프레(Maxpre)(PSI)	500
펄스 폭(초)	0.2
미네크타임(Mineqtime)(초)	30
프레스슬류(Presslew)(cts)	10
플로슬류(Flowslew)(cts)	50
에키터(Eqiter)	3
아베이터(Aveiter)	20
맥스프디프(Maxpdif)(PSI)	0.1
맥스프디프(Maxfdif)(PSI)	50
사르트프(Sartp)(PSI)	1
사르트프(Sartf)(㎤/m)	500

세공 내 엘라스토머의 존재

세공 내 엘라스토머의 존재는 본 기술의 당업자에게 알려진 몇몇 방법, 예컨대 표면 및/또는 단면 시각 분석, 또는 다른 분석에 의해 알아낼 수 있다. 이들 분석은 첨판으로부터 엘라스토머의 제거 전 및 후에 수행될 수 있다.

피브릴과 섬유의 직경

다수 피브릴 또는 섬유를 보여주는데 적합한 배율로 있는, 얻어진 주사 전자 현미경사진, 예컨대 도 7a-c, 30 및 31의 주사 전자 현미경법(SEM) 현미경사진을 조사함으로써 피브릴과 섬유의 평균 직경을 평가하였다. 복합 재료의 경우에, 임의의 적합한 수단에 의해 엘라스토머 또는 세공을 충전할 수 있는 다른 재료를 추출하여 피브릴 또는 섬유를 노출하는 것이 필요할 수 있다.

ePTFE 막의 질량, 두께, 및 밀도

캐퍼(Kaefer) FZ1000/30 두께 스냅 게이지(캐퍼 메수렌파브릭사(Kaefer Messuhrenfabrik GmbH, 독일 빌링겐-슈벤닝겐)의 2장의 플레이트 사이에 막을 두어 막 두께를 측정하였다. 3회 측정치의 평균을 기록하였다.

약 2.54 cm x 약 15.24 cm의 직사각형 조각을 형성하도록 막 샘플을 다이 절단하여 중량(메틀러 톨레도 분석 저울 모델 AG204를 사용하여) 및 두께(캐퍼 FZ1000/30 스냅 게이지를 사용하여)를 측정하였다. 이들 데이터를 사용하여, 하기식으로 밀도를 산출하였다: ρ = m/(w*l*t), 여기서 ρ = 밀도(g/㎤), m = 질량(g), w = 폭(cm), l = 길이(cm), 및 t = 두께(cm). 3회 측정치의 평균을 기록하였다.

ePTFE 막의 매트릭스 인장 강도(MTS)

평편 면 그립과 0.445 kN 로드 셀이 구비된 인스트론(INSTRON) 122 인장 시험기를 사용하여 인장 파단 하중을 측정하였다. 게이지 길이는 약 5.08 cm이었고, 크로스헤드 속도는 약 50.8 cm/분이었다. 샘플 치수는 약 2.54 cm x 약 15.24 cm이었다. 최고 강도 측정을 위해, 더 긴 치수의 샘플을 최고 강도 방향으로 배향하였다. 직각 MTS 측정을 위해, 더 큰 치수의 샘플을 최고 강도 방향에 수직으로 배향하였다. 메틀러 톨레도 저울 모델 AG204를 사용하여 각 샘플을 계량한 다음, 캐퍼 FZ1000/30 스냅 게이지를 사용하여 두께를 측정하였고; 대안으로, 두께를 측정하기 위한 임의의 적합한 수단을 사용할 수 있다. 그 후 샘플을 인장 시험기에서 개별적으로 시험하였다. 각 샘플 중 3개의 상이한 조각을 측정하였다. 3개의 최대 하중(즉, 피크 포스) 측정치의 평균을 기록하였다. 하기 등식을 사용하여 종 방향 및 횡 방향 매트릭스 인장 강도(MTS)를 산출하였다: MTS = (최대 하중/단면적)*(PTFE의 벌크 밀도)/(다공성 막의 밀도), 여기서 PTFE의 벌크 밀도는 약 2.2 g/㎤인 것으로 취했다.

폴리에틸렌 막의 질량, 두께, 및 밀도

직경 약 5.0 cm의 원형 조각을 형성하도록 막 샘플을 다이 절단하여 중량(사르토리우스(Sartorius) 분석 저울 모델 MC210P를 사용하여) 및 두께(스타렛(Starrett) 3732XFL-1 마이크로미터를 사용하여)를 측정하였다. 이들 데이터를 사용하여, 하기식으로 밀도를 산출하였다: ρ = m/(w*l*t), 여기서 ρ = 밀도(g/㎤), m = 질량(g), w = 폭(cm), l = 길이(cm), 및 t = 두께(cm). 3회 측정치의 평균을 기록하였다.

폴리에틸렌 막의 매트릭스 인장 강도(MTS)

평편 면 그립과 0.890 kN 로드 셀이 구비된 인스트론 5500R 인장 시험기를 사용하여 인장 파단 하중을 측정하였다. 게이지 길이는 약 2.54 cm이었고, 변형 속도는 대략 1000%/분이었다. 샘플 치수는 약 0.47 cm x 약 3.90 cm이었다. 최고 강도 측정을 위해, 더 긴 치수의 샘플을 최고 강도 방향으로 배향하였다. 직각 MTS 측정을 위해, 더 큰 치수의 샘플을 최고 강도 방향에 수직으로 배향하였다. 스타렛 3732XFL-1 마이크로미터를 사용하여 두께를 측정하였고; 대안으로, 두께를 측정하기 위한 임의의 적합한 수단을 사용할 수 있다. 그 후 샘플을 인장 시험기에서 개별적으로 시험하였다. 각 샘플 중 5개의 상이한 조각을 측정하였다. 5개의 최대 하중(즉, 피크 포스) 측정치의 평균을 기록하였다. 하기 등식을 사용하여 종 방향 및 횡 방향 매트릭스 인장 강도(MTS)를 산출하였다: MTS = (최대 하중/단면적)*(폴리에틸렌의 벌크 밀도)/(다공성 막의 밀도), 여기서 폴리에틸렌의 벌크 밀도는 약 0.94 g/㎤인 것으로 취했다.

ASTM D790에 제시된 일반 과정을 따라 굽힘 강성을 측정하였다. 큰 시험 시편을 이용할 수 없는 한, 시험 시편은 축소되어야 한다. 시험 조건은 다음과 같았다. 서로 약 5.08 mm 수평으로 거리를 둔 예리한 지주를 사용하는 3점 굽힘 시험 장치에서 첨판 시편을 측정하였다. y(아래쪽) 방향에 편향(deflection)을 일으키는데 중량 약 80 mg인 약 1.34 mm 직경의 강철 바를 사용하였고, x 방향에서 시편을 억제하지 않았다. 강철 바를 막 시편의 중앙 점에 천천히 올려놓았다. 약 5분을 기다린 후, y 편향을 측정하였다. 상기와 같이 지지한 탄성 빔의 편향을 d = F*L³/48*EI로 표시할 수 있으며, 여기서 F(뉴톤으로)는 빔 길이, L(미터)의 중앙에 가해진 하중이며, 따라서 L = 서스펜딩(suspending) 지주 사이의 1/2 거리이고, EI는 굽힘 강성(Nm)이다. 이러한 관계로부터 EI의 값을 산출할 수 있다. 직사각형 단면에 대해: I = t³*w/12이며, 여기서 I = 단면 관성 모멘트, t = 시편 두께(미터), w = 시편 폭(미터)이다. 이러한 관계에 의해, 굽힘 편향의 측정 범위에 걸쳐 평균 탄성 계수를 산출할 수 있다.

표면적 측정

콜터 SA3100 가스 흡착 분석기(베크만 콜터사, 미국 캘리포니아주 플러턴) 위에서 브루나우어-에메트-텔러(BET) 방법을 사용하여 ㎡/g의 단위로 표시된, 미소공성 중합체 막의 단위 질량당 표면적(비표면적)을 측정하였다. 미소공성 중합체 막 시트의 중심으로부터 샘플을 절단하여 소형 샘플 튜브에 넣었다. 샘플의 질량은 대략 0.1 내지 0.2 그램이었다. 베크만 콜터사(미국 캘로포니아주 풀러턴)제 콜터 SA-Prep 표면적 가스 방출기(모델 SA-PREP, P/N 5102014)에 튜브를 넣고, 110℃에서 2 시간 헬륨으로 퍼지하였다. 그 후 SA-Prep 가스 방출기로부터 샘플 튜브를 꺼내 계량하였다. 그 후 샘플 튜브를 SA3100 가스 흡착 분석기에 넣고, 흡착질 가스로서 질소와 헬륨을 사용하여 기구 설명서에 따라 BET 표면적 분석을 실행하여 자유 공간을 산출하였다. 단일 측정치를 각 샘플에 대해 기록하였다.

상이한 밀도의 재료에 대한 비표면적을 비교하기 위해 ㎡/g의 단위로 표시된 비표면적을 ㎡/cc의 단위로 표시된 비표면적으로 전환하는 것이 유용하다. 이렇게 하기 위해, ㎡/g로 표시된 비표면적을 g/cc로 표시된 샘플 물질의 밀도로 곱한다. PTFE의 밀도를 2.2 g/cc인 것으로 취했고, 폴리에틸렌의 밀도를 0.98 g/cc인 것으로 취했다.

Claims

지지 구조물, 및
지지 구조물 위에 지지되고 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에 이동가능한 하나 이상의 첨판(leaflet)
을 포함하는 판막으로서, 첨판은 각각 하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머(elastomer)를 포함하는 복합 재료를 포함하며, 하나 이상의 합성 중합체 막은 이들 사이의 공간을 한정하는 섬유를 포함하고, 섬유 대부분의 직경이 1 ㎛ 미만이며, 섬유 사이의 공간은 세공을 한정하고, 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치되는 판막.
제1항에 있어서, 복합 재료는 엘라스토머의 층을 더 포함하는 것인 판막.
제1항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 불소 중합체 막인 판막.
제1항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 다공성 폴리에틸렌 막인 판막.
제1항에 있어서, 엘라스토머는 실리콘인 판막.
제1항에 있어서, 엘라스토머는 플루오로엘라스토머인 판막.
제1항에 있어서, 엘라스토머는 우레탄인 판막.
제1항에 있어서, 엘라스토머는 TFE/PMVE 공중합체인 판막.
제8항에 있어서, TFE/PMVE 공중합체는 실질적으로 40 중량% 내지 80 중량%의 퍼플루오로메틸 비닐 에테르와, 상보적으로 60 중량% 내지 20 중량%의 테트라플루오로에틸렌을 포함하는 것인 판막.
제4항에 있어서, 다공성 폴리에틸렌 막은 적어도 한 방향에서 매트릭스 인장 강도가 150 MPa보다 더 큰 것인 판막.
제1항에 있어서, 첨판은 두께가 350 ㎛ 미만인 판막.
제1항에 있어서, 복합 재료는 적어도 한 층의 합성 중합체 막을 포함하는 것인 판막.
제1항에 있어서, 복합 재료는 2 층 초과의 합성 중합체 막을 포함하는 것인 판막.
제13항에 있어서, 첨판은 복합 재료의 중첩 포장재(overlapping wrapping)를 포함하며, 합성 중합체 막의 층은 복합 재료의 중첩 포장재 수에 의해 한정되는 것인 판막.
제14항에 있어서, 첨판은 첨판 두께(㎛) 대 합성 중합체 막의 층 수 비가 20 미만인 판막.
제1항에 있어서, 지지 구조물은 선택적으로 치료 부위에서 혈관 내 전달과 전개(deployment)를 위해 직경 방향으로 조정가능하며, 판막은 인공 심장 판막이 되도록 조작가능한 것인 판막.
제1항에 있어서, 세공은 세공 크기가 5 ㎛ 미만인 판막.
제1항에 있어서, 세공은 세공 크기가 1 ㎛ 미만인 판막.
제1항에 있어서, 세공은 세공 크기가 0.1 ㎛ 미만인 판막.
제1항에 있어서, 섬유 대부분의 직경이 0.1 ㎛ 미만인 판막.
제1항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 실질적으로 섬유만을 포함하는 것인 판막.
제1항에 있어서, 복합 재료는 엘라스토머를 10 중량% 내지 90 중량% 범위로 포함하는 것인 판막.
제14항에 있어서, 첨판은 첨판 두께(㎛) 대 합성 중합체 막의 층 수 비가 20 미만인 판막.
제14항에 있어서, 첨판은 적어도 10 층을 가지며, 복합 재료는 50 중량% 미만의 합성 폴리에틸렌 막을 포함하는 것인 판막.
제1항에 있어서, 지지 구조물의 적어도 일부와 첨판의 적어도 일부 사이에 위치하는 쿠션 부재를 더 포함하며, 쿠션 부재는 다수의 세공을 갖는 하나 이상의 합성 중합체 막과, 실질적으로 모든 세공에 존재하는 엘라스토머를 갖는 제2 복합 재료를 포함하는 것인 판막.
제25항에 있어서, 쿠션 부재는 다공성 폴리에틸렌 막을 포함하는 것인 판막.
제25항에 있어서, 쿠션 부재는 적어도 부분적으로 지지 구조물의 적어도 일부를 덮어서 지지 구조물의 적어도 일부와 첨판 사이에 쿠션을 제공하는 것인 판막.
제25항에 있어서, 쿠션 부재를 지지 구조물의 적어도 일부 주위에 감싸서 지지 구조물의 적어도 일부와 첨판 사이에 쿠션을 제공하는 것인 판막.
제25항에 있어서, 지지 구조물은 제1 단부와 제1 단부 반대 측 제2 단부를 포함하며, 제2 단부는 이로부터 종 방향으로 연장되는 다수의 지주(post)를 포함하고, 쿠션 부재를 각 지주 주위에 감싸서 지주와 지주의 적어도 일부에 연결되는 첨판 일부 사이에 쿠션을 제공하는 것인 판막.
제1항에 있어서, 복합 재료는 적어도 한 층의 합성 중합체 막을 포함하며, 하나 이상의 합성 중합체 막은 발포 불소 중합체 막이고, 엘라스토머는 TFE/PMVE 공중합체이며, 판막은 인공 심장 판막이 되도록 조작가능한 것인 판막.
제1항에 있어서, 복합 재료는 적어도 한 층의 합성 중합체 막을 포함하며, 하나 이상의 합성 중합체 막은 다공성 폴리에틸렌 막이고, 엘라스토머는 실리콘이며, 판막은 인공 심장 판막이 되도록 조작가능한 것인 판막.
지지 구조물, 및
지지 구조물 위에 지지되고 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에 이동가능한 하나 이상의 첨판
을 포함하는 판막으로서, 첨판은 각각 다수의 세공을 갖는 하나 이상의 합성 중합체 막과, 실질적으로 모든 세공에 존재하는 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 포함하며, 복합 재료는 엘라스토머를 10 중량% 내지 90 중량% 범위로 포함하는 판막.
제32항에 있어서, 복합 재료는 70 중량% 미만의 합성 중합체 막을 포함하는 것인 판막.
제32항에 있어서, 복합 재료는 60 중량% 미만의 합성 중합체 막을 포함하는 것인 판막.
제32항에 있어서, 복합 재료는 50 중량% 미만의 합성 중합체 막을 포함하는 것인 판막.
제32항에 있어서, 복합 재료는 엘라스토머 층을 더 포함하는 것인 판막.
제32항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 불소 중합체 막인 판막.
제32항에 있어서, 합성 중합체 막은 다공성 폴리에틸렌 막인 판막.
제38항에 있어서, 세공은 평균 섬유 직경이 1 ㎛ 미만인 섬유를 포함하는 섬유 구조물에 의해 한정되는 것인 판막.
제38항에 있어서, 세공은 평균 섬유 직경이 0.1 ㎛ 미만인 섬유를 포함하는 섬유 구조물에 의해 한정되는 것인 판막.
제38항에 있어서, 엘라스토머는 실리콘인 판막.
제32항에 있어서, 엘라스토머는 플루오로엘라스토머인 판막.
제32항에 있어서, 엘라스토머는 우레탄인 판막.
제42항에 있어서, 엘라스토머는 TFE/PMVE 공중합체인 판막.
제44항에 있어서, TFE/PMVE 공중합체는 실질적으로 40 중량% 내지 80 중량%의 퍼플루오로메틸 비닐 에테르와, 상보적으로 60 중량% 내지 20 중량%의 테트라플루오로에틸렌을 포함하는 것인 판막.
제38항에 있어서, 다공성 폴리에틸렌 막은 적어도 한 방향에서 매트릭스 인장 강도가 150 MPa보다 더 큰 것인 판막.
제32항에 있어서, 첨판은 두께가 350 ㎛ 미만인 판막.
제32항에 있어서, 복합 재료는 적어도 한 층의 합성 중합체 막을 포함하는 것인 판막.
제32항에 있어서, 복합 재료는 2 층 초과의 합성 중합체 막을 포함하는 것인 판막.
제49항에 있어서, 첨판은 복합 재료의 중첩 포장재를 포함하며, 합성 중합체 막의 층은 복합 재료의 중첩 포장재 수에 의해 한정되는 것인 판막.
제48항에 있어서, 첨판은 첨판 두께(㎛) 대 합성 중합체 막의 층 수 비가 20 미만인 판막.
제38항에 있어서, 첨판은 적어도 10 층의 다공성 폴리에틸렌 막을 가지며, 복합 재료는 50 중량% 미만의 합성 폴리에틸렌 막을 포함하는 것인 판막.
제32항에 있어서, 세공은 세공 크기가 5 ㎛ 미만인 판막.
제32항에 있어서, 세공은 세공 크기가 1 ㎛ 미만인 판막.
제32항에 있어서, 세공은 세공 크기가 0.10 ㎛ 미만인 판막.
제32항에 있어서, 지지 구조물의 적어도 일부와 첨판의 적어도 일부 사이에 위치하는 쿠션 부재를 더 포함하며, 쿠션 부재는 다수의 세공을 갖는 하나 이상의 합성 중합체 막과, 실질적으로 모든 세공에 존재하는 엘라스토머를 갖는 제2 복합 재료를 포함하는 것인 판막.
제56항에 있어서, 쿠션 부재는 다공성 폴리에틸렌 막을 포함하는 것인 판막.
제56항에 있어서, 쿠션 부재는 적어도 부분적으로 지지 구조물의 적어도 일부를 덮어서 지지 구조물의 적어도 일부와 첨판 사이에 쿠션을 제공하는 것인 판막.
제57항에 있어서, 쿠션 부재를 일반적으로 지지 구조물의 적어도 일부 주위에 나선으로 감싸서 지지 구조물의 적어도 일부와 첨판 사이에 쿠션을 제공하는 것인 판막.
제56항에 있어서, 지지 구조물은 제1 단부와 제1 단부 반대 측 제2 단부를 포함하며, 제2 단부는 이로부터 종 방향으로 연장되는 다수의 지주를 포함하고, 쿠션 부재를 각 지주 주위에 감싸서 지주와 지주의 적어도 일부에 연결되는 첨판 일부 사이에 쿠션을 제공하는 것인 판막.
제32항에 있어서, 지지 구조물은 선택적으로 치료 부위에서 혈관 내 전달과 전개를 위해 직경 방향으로 조정가능한 것인 판막.
제32항에 있어서, 복합 재료는 적어도 한 층의 합성 중합체 막을 포함하며, 하나 이상의 합성 중합체 막은 발포 불소 중합체 막이고, 엘라스토머는 TFE/PMVE 공중합체인 판막.
제32항에 있어서, 복합 재료는 적어도 한 층의 합성 중합체 막을 포함하며, 하나 이상의 합성 중합체 막은 다공성 폴리에틸렌 막이고, 엘라스토머는 실리콘인 판막.
지지 구조물, 및
지지 구조물 위에 지지되고 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에 이동가능한 하나 이상의 첨판
을 포함하는 판막으로서, 첨판은 각각 하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 포함하며, 하나 이상의 합성 중합체 막은 이들 사이의 공간을 한정하는 섬유를 포함하고, 섬유 사이의 공간은 세공 크기가 5 ㎛ 미만인 세공을 한정하며, 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치되는 판막.
제64항에 있어서, 복합 재료는 엘라스토머 층을 더 포함하는 것인 판막.
제64항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 불소 중합체 막인 판막.
제64항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 다공성 폴리에틸렌 막인 판막.
제64항에 있어서, 엘라스토머는 실리콘인 판막.
제64항에 있어서, 엘라스토머는 플루오로엘라스토머인 판막.
제64항에 있어서, 엘라스토머는 우레탄인 판막.
제64항에 있어서, 엘라스토머는 TFE/PMVE 공중합체인 판막.
제71항에 있어서, TFE/PMVE 공중합체는 실질적으로 40 중량% 내지 80 중량%의 퍼플루오로메틸 비닐 에테르와, 상보적으로 60 중량% 내지 20 중량%의 테트라플루오로에틸렌을 포함하는 것인 판막.
제67항에 있어서, 다공성 폴리에틸렌 막은 적어도 한 방향에서 매트릭스 인장 강도가 150 MPa보다 더 큰 것인 판막.
제64항에 있어서, 첨판은 두께가 350 ㎛ 미만인 판막.
제64항에 있어서, 복합 재료는 적어도 한 층의 합성 중합체 막을 포함하는 것인 판막.
제64항에 있어서, 복합 재료는 2 층 초과의 합성 중합체 막을 포함하는 것인 판막.
제76항에 있어서, 첨판은 복합 재료의 중첩 포장재를 포함하며, 합성 중합체 막의 층은 복합 재료의 중첩 포장재 수에 의해 한정되는 것인 판막.
제67항에 있어서, 첨판은 첨판 두께(㎛) 대 합성 중합체 막의 층 수 비가 20 미만인 판막.
제64항에 있어서, 지지 구조물은 선택적으로 치료 부위에서 혈관 내 전달과 전개를 위해 직경 방향으로 조정가능하며, 판막은 인공 심장 판막이 되도록 조작가능한 것인 판막.
제64항에 있어서, 섬유 대부분의 직경은 1 ㎛ 미만인 판막.
제64항에 있어서, 섬유 대부분의 직경은 0.1 ㎛ 미만인 판막.
제64항에 있어서, 세공은 세공 크기가 1 ㎛ 미만인 판막.
제64항에 있어서, 세공은 세공 크기가 0.10 ㎛ 미만인 판막.
제64항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 실질적으로 섬유만을 포함하는 것인 판막.
제64항에 있어서, 복합 재료는 엘라스토머를 10 중량% 내지 90 중량% 범위로 포함하는 것인 판막.
제75항에 있어서, 첨판은 첨판 두께(㎛) 대 합성 중합체 막의 층 수 비가 20 미만인 판막.
제75항에 있어서, 첨판은 적어도 10 층의 다공성 폴리에틸렌 막을 가지며, 복합 재료는 50 중량% 미만의 합성 폴리에틸렌 막을 포함하는 것인 판막.
제64항에 있어서, 지지 구조물의 적어도 일부와 첨판의 적어도 일부 사이에 위치하는 쿠션 부재를 더 포함하며, 쿠션 부재는 다수의 세공을 갖는 하나 이상의 합성 중합체 막과, 실질적으로 모든 세공에 존재하는 엘라스토머를 갖는 제2 복합 재료를 포함하는 것인 판막.
제88항에 있어서, 쿠션 부재는 다공성 폴리에틸렌 막을 포함하는 것인 판막.
제88항에 있어서, 쿠션 부재는 적어도 부분적으로 지지 구조물의 적어도 일부를 덮어서 지지 구조물의 적어도 일부와 첨판 사이에 쿠션을 제공하는 것인 판막.
제88항에 있어서, 쿠션 부재를 지지 구조물의 적어도 일부 주위에 감싸서 지지 구조물의 적어도 일부와 첨판 사이에 쿠션을 제공하는 것인 판막.
제88항에 있어서, 지지 구조물은 제1 단부와 제1 단부 반대 측 제2 단부를 포함하며, 제2 단부는 이로부터 종 방향으로 연장되는 다수의 지주를 포함하고, 쿠션 부재를 각 지주 주위에 감싸서 지주와 지주의 적어도 일부에 연결되는 첨판 일부 사이에 쿠션을 제공하는 것인 판막.
제64항에 있어서, 복합 재료는 적어도 한 층의 합성 중합체 막을 포함하며, 하나 이상의 합성 중합체 막은 발포 불소 중합체 막이고, 엘라스토머는 TFE/PMVE 공중합체이며, 판막은 인공 심장 판막이 되도록 조작가능한 것인 판막.
제64항에 있어서, 복합 재료는 적어도 한 층의 합성 중합체 막을 포함하며, 하나 이상의 합성 중합체 막은 다공성 폴리에틸렌 막이고, 엘라스토머는 실리콘이며, 판막은 인공 심장 판막이 되도록 조작가능한 것인 판막.
인공 심장 판막의 첨판의 형성 방법으로서,
하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 제공하는 단계로서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 이들 사이의 공간을 한정하는 섬유를 포함하며, 섬유 대부분의 직경이 1 ㎛ 미만이고, 섬유 사이의 공간은 세공을 한정하며, 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치되는 단계;
1 층 초과의 복합 재료를 추가 층들의 복합 재료와 접촉시키는 단계; 및
복합 재료의 층들을 함께 접착하는 단계
를 포함하는 인공 심장 판막의 첨판의 형성 방법.
제95항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막을 제공하는 단계는 발포 불소 중합체 막을 제공하는 단계를 포함하며, 엘라스토머를 제공하는 단계는 TFE/PMVE 공중합체를 제공하는 단계를 포함하는 것인 인공 심장 판막의 첨판의 형성 방법.
제95항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막을 제공하는 단계는 다공성 폴리에틸렌 막을 제공하는 단계를 포함하며, 엘라스토머를 제공하는 단계는 실리콘을 제공하는 단계를 포함하는 것인 인공 심장 판막의 첨판의 형성 방법.
인공 심장 판막의 형성 방법으로서,
일반적으로 환상의 지지 구조물을 제공하는 단계;
하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 제공하는 단계로서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 이들 사이의 공간을 한정하는 섬유를 포함하며, 섬유 대부분의 직경이 1 ㎛ 미만이고, 섬유 사이의 공간은 세공을 한정하며, 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치되는 단계;
복합 재료를 지지 구조물 주위에 감싸서 1 층 초과의 복합 재료를 추가 층들의 복합 재료와 접촉시키는 단계; 및
첨판을 한정하도록, 복합 재료의 층들을 그 자체에 그리고 지지 구조물에 접착하는 단계
를 포함하는 인공 심장 판막의 형성 방법.
제98항에 있어서, 일반적으로 환상의 지지 구조물을 제공하는 단계는 제1 단부와 제1 단부 반대 측 제2 단부를 갖는 일반적으로 환상의 지지 구조물을 제공하는 단계로서, 제2 단부는 이로부터 종 방향으로 연장되는 다수의 지주를 포함하는 단계를 포함하며,
복합 재료를 지지 구조물 주위에 감싸는 단계는 복합 재료를 지주마다 감싸는 단계로서, 첨판이 지주 사이에 있는 복합 재료에 의해 한정되는 단계를 포함하는 것인 인공 심장 판막의 형성 방법.
제99항에 있어서, 쿠션 부재를 각 지주 주위에 감싸서 지주와 지주의 적어도 일부에 연결되는 첨판의 일부 사이에 쿠션을 제공하는 단계로서, 쿠션 부재는 이들 사이의 공간을 한정하는 섬유를 포함하고, 섬유 대부분의 직경은 1 ㎛ 미만이고, 섬유 사이의 공간은 세공을 한정하는 하나 이상의 합성 중합체 막 및 실질적으로 모든 세공에 존재하는 엘라스토머를 갖는 제2 복합 재료를 포함하는 단계를 더 포함하는 것인 인공 심장 판막의 형성 방법.
제98항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막을 제공하는 단계는 발포 불소 중합체 막을 제공하는 단계를 포함하며, 엘라스토머를 제공하는 단계는 TFE/PMVE 공중합체를 제공하는 단계를 포함하는 것인 인공 심장 판막의 형성 방법.
제98항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막을 제공하는 단계는 다공성 폴리에틸렌 막을 제공하는 단계를 포함하며, 엘라스토머를 제공하는 단계는 실리콘을 제공하는 단계를 포함하는 것인 인공 심장 판막의 형성 방법.
인공 심장 판막의 첨판의 형성 방법으로서,
하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 제공하는 단계로서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 이들 사이의 공간을 한정하는 섬유를 포함하며, 섬유 사이의 공간은 세공 크기가 5 ㎛ 미만인 세공을 한정하며, 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치되는 단계;
1 층 초과의 복합 재료를 추가 층들의 복합 재료와 접촉시키는 단계; 및
복합 재료의 층들을 함께 접착하는 단계
를 포함하는 인공 심장 판막의 첨판의 형성 방법.
제95항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막을 제공하는 단계는 발포 불소 중합체 막을 제공하는 단계를 포함하며, 엘라스토머를 제공하는 단계는 TFE/PMVE 공중합체를 제공하는 단계를 포함하는 것인 인공 심장 판막의 첨판의 형성 방법.
제95항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막을 제공하는 단계는 다공성 폴리에틸렌 막을 제공하는 단계를 포함하며, 엘라스토머를 제공하는 단계는 실리콘을 제공하는 단계를 포함하는 것인 인공 심장 판막의 첨판의 형성 방법.
인공 심장 판막의 형성 방법으로서,
일반적으로 환상의 지지 구조물을 제공하는 단계;
하나 이상의 합성 중합체 막과 엘라스토머를 포함하는 복합 재료를 제공하는 단계로서, 하나 이상의 합성 중합체 막은 이들 사이의 공간을 한정하는 섬유를 포함하며, 섬유 사이의 공간은 세공 크기가 5 ㎛ 미만인 세공을 한정하며, 엘라스토머는 실질적으로 모든 세공에 배치되는 단계;
복합 재료를 지지 구조물 주위에 감싸서 1 층 초과의 복합 재료를 추가 층들의 복합 재료와 접촉시키는 단계; 및
첨판을 한정하도록, 복합 재료의 층들을 그 자체에 그리고 지지 구조물에 접착하는 단계
를 포함하는 인공 심장 판막의 형성 방법.
제98항에 있어서, 일반적으로 환상의 지지 구조물을 제공하는 단계는 제1 단부와 제1 단부 반대 측 제2 단부를 갖는 일반적으로 환상의 지지 구조물을 제공하는 단계로서, 제2 단부는 이로부터 종 방향으로 연장되는 다수의 지주를 포함하는 단계를 포함하며,
복합 재료를 지지 구조물 주위에 감싸는 단계는 복합 재료를 지주마다 감싸는 단계로서, 첨판이 지주 사이에 있는 복합 재료에 의해 한정되는 단계를 포함하는 것인 인공 심장 판막의 형성 방법.
제99항에 있어서, 쿠션 부재를 각 지주 주위에 감싸서 지주와 지주의 적어도 일부에 연결되는 첨판의 일부 사이에 쿠션을 제공하는 단계로서, 쿠션 부재는 이들 사이의 공간을 한정하는 섬유를 포함하고, 섬유 대부분의 직경은 1 ㎛ 미만이고, 섬유 사이의 공간은 세공을 한정하는 하나 이상의 합성 중합체 막 및 실질적으로 모든 세공에 존재하는 엘라스토머를 갖는 제2 복합 재료를 포함하는 단계를 더 포함하는 인공 심장 판막의 형성 방법.
제98항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막을 제공하는 단계는 발포 불소 중합체 막을 제공하는 단계를 포함하며, 엘라스토머를 제공하는 단계는 TFE/PMVE 공중합체를 제공하는 단계를 포함하는 것인 인공 심장 판막의 형성 방법.
제98항에 있어서, 하나 이상의 합성 중합체 막을 제공하는 단계는 다공성 폴리에틸렌 막을 제공하는 단계를 포함하며, 엘라스토머를 제공하는 단계는 실리콘을 제공하는 단계를 포함하는 것인 인공 심장 판막의 형성 방법.