(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用バルーンであって、
炭化された基材ポリマー材料と、架橋した基材ポリマー材料からなる領域とを含む一体的な修飾領域を備えた基材ポリマー系を有するバルーン壁を備える、医療用バルーン。
【請求項２】
炭化された領域はダイヤモンド状材料を含有する、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項３】
炭化された領域は黒鉛材料を含有する、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項４】
前記架橋した領域は、前記炭化された基材ポリマー材料と、ほぼ未修飾の基材ポリマー材料とに直接結合されている、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項５】
酸化した基材ポリマー材料からなる領域を備え、その酸化した領域は、前記基材ポリマー系にさらに結合することなく、前記炭化された基材ポリマー材料に直接結合されている、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項６】
前記修飾領域は、前記基材ポリマー系の露出面から延びている、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項７】
前記基材ポリマー系の弾性率は、修飾領域を含まない該基材ポリマー系の＋／−１０％以内である、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項８】
前記修飾領域の厚さは１０〜２００ｎｍである、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項９】
前記修飾領域は、前記基材ポリマー系の全厚の１％以下である、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項１０】
前記炭化された基材ポリマー材料の硬度係数は、５００ビッカーズ硬度（ｋｇｆ／ｍｍ２）以上である、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項１１】
前記基材ポリマー系は治療薬を保持する、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項１２】
バルーンの直径の変化は、２バール〜１５バールの内部圧力において、バルーンの初期直径の１０パーセント未満である、請求項１に記載の医療用バルーン。
【請求項１３】
医療用バルーンカテーテルであって、
炭化された基材ポリマー材料を含む一体的な修飾領域を備えた基材ポリマー系を有するバルーン壁と、
バルーン上に配置されたステントと、を備える、医療用バルーンカテーテル。
【請求項１４】
医療用バルーンを製造する方法であって、
ポリマー系を提供する工程と、
前記ポリマー系をプラズマ侵入イオン注入によって処理する工程と、
前記処理されたポリマー系を医療用バルーンに用いる工程とを有する、方法。
【請求項１５】
医療用バルーンを製造する方法であって、
ポリマー系を提供する工程と、
前記ポリマー系をイオン注入によって処理して、非ポリマー系材料の実質的な被着を行うことなく、該ポリマー系を修飾する工程と、
前記処理されたポリマー系を医療用バルーンに用いる工程とを有する、方法。
【請求項１６】
医療装置であって、
共押し出しポリマーを含む基材ポリマー系を備え、前記基材ポリマー系は炭化された基材ポリマー系材料の一体的な修飾領域を有し、
前記医療装置は、その周りにステントを備える医療用バルーンである、医療装置。
【請求項１７】
前記修飾領域は、共押し出しポリマーの界面を含む、請求項１６に記載の医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療用バルーンおよび該医療用バルーンを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
身体は、動脈、他の血管および他の体内管腔等の様々な通路を備える。これらの通路は、時に、例えば腫瘍によって閉塞されたり、またはプラークによって制限されたりする。閉塞された体内管を拡張するために、例えば血管形成術において、バルーンカテーテルを用いることができる。
【０００３】
バルーンカテーテルは、長く細いカテーテル本体上に保持された膨縮可能なバルーンを備え得る。バルーンは、体内への挿入を容易にする目的で、バルーンカテーテルの半径方向の外形を縮小するために、最初はカテーテル本体のまわりに折り重ねられている。
【０００４】
使用中、折り重ねられたバルーンは、血管内に配置されたガイドワイヤー上にバルーンカテーテルを通すことによって、血管内の目標位置、例えばプラークによって閉塞された部分に搬送され得る。次に、バルーンは、例えばバルーンの内部に流体を導入することによって膨張させられる。バルーンを膨張させることにより、その血管が血流速度の増大を可能にし得るように、血管を半径方向に容易に拡張することができる。使用後、バルーンは収縮させられて、身体から抜去される。
【０００５】
別の技術において、バルーンカテーテルはまた、ステントまたはステントグラフトのような医療装置を配置して、閉塞した通路を補強および／または開放するために用いられ得る。例えば、ステントは、ステントが標的部位に輸送されるときには圧縮形態または大きさが縮小された形態で、ステントを支持するバルーンカテーテルによって、身体の内側に搬送され得る。前記部位に到達すると、バルーンは、拡張したステントを変形させ、そのステントを管腔壁に接触した状態で所定位置に固定するように膨張させられ得る。次に、バルーンは収縮させられて、カテーテルは抜去される。ステントの搬送は、ヒース（Ｈｅａｔｈ）の特許文献１においてさらに記載されており、前記特許文献の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される。
【０００６】
１つの一般的なバルーンカテーテルの設計は、外側チューブに包囲された内側チューブという同軸的配置を有する。内側チューブは、一般的には、ガイドワイヤー上において装置を搬送するために用いられ得る管腔を備える。膨張流体は内側チューブと外側チューブとの間を通過する。この設計の一例は、アーネイ（Ａｒｎｅｙ）の特許文献２に記載されており、前記特許文献の全容は、参照により余すところなく本願に援用される。
【０００７】
別の一般的な設計において、カテーテルは、並列して配置されたガイドワイヤー管腔および膨張管腔を画定する本体を備える。この配置の例は、ワング（Ｗａｎｇ）の特許文献３に記載されており、前記特許文献の全容は、参照により余すところなく本願に援用される。
【特許文献１】米国特許第６，２９０，７２１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，０４７，０４５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，１９５，９６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、穿刺抵抗（ｐｕｎｃｔｕｒｅ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、耐引掻性、可撓性、破裂強度および薬物放出等の特性を向上させた医療用バルーンおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一態様において、本開示は、炭化された基材ポリマー材料を含む一体的な修飾領域を備えた基材ポリマー系（ｂａｓｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ）を有するバルーン壁を備える医療用バルーンを特徴とする。
【００１０】
別の態様において、本開示は、炭化された基材ポリマー材料を含む一体的な修飾領域を備えた基材ポリマー系を有するバルーン壁を備える医療用バルーンカテーテルを特徴とする。
【００１１】
別の態様において、本開示は、ポリマー系を提供する工程と、前記ポリマー系をプラズマ侵入イオン注入（ｐｌａｓｍａ  ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  ｉｏｎ  ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）によって処理する工程と、処理されたポリマー系を医療用バルーンに用いる工程とを有する医療用バルーンを製造する方法を特徴とする。
【００１２】
別の態様において、本開示は、ポリマー系を提供する工程と、前記ポリマー系をイオン注入によって処理して、非ポリマー系材料の実質的な被着を行うことなく、ポリマー系を修飾する工程と、処理されたポリマー系を医療用バルーンに用いる工程とを有する医療用バルーンを製造する方法を特徴とする。
【００１３】
別の態様において、本開示は、上述の方法のうちのいずれかよって形成された医療用バルーンを特徴とする。
別の態様において、本開示は、共押し出しポリマーを含む基材ポリマー系を含む医療装置を特徴とし、前記基材ポリマー系は炭化された基材ポリマー系材料の一体的な修飾領域を有する。
【００１４】
別の態様において、本開示はラマンスペクトル（Ｒａｍａｎ）においてＤピークおよび／またはＧピークを示す医療用バルーンを特徴とする。
他の態様または実施形態は、上記の態様の特徴および／または下記の１つ以上の特徴の組み合わせを有し得る。炭化された領域はダイヤモンド状の材料を含有し、かつ／または、炭化された領域は黒鉛材料を含有する。修飾領域は、架橋した基材ポリマー材料の領域を備える。架橋した領域は、炭化された基材ポリマー材料およびほぼ未修飾の基材ポリマー材料に直接結合されている。医療用バルーンは、酸化した基材ポリマー材料の領域を含み得る。その酸化した領域は、基材ポリマー系にさらに結合することなく、炭化された材料（ｃａｒｂｏｎｉｚｅｄ  ｍａｔｅｒｉａｌ）に直接結合されている。修飾領域は、基材ポリマー系の露出面から延びている。基材ポリマー系の弾性率（ｍｏｄｕｌｕｓ  ｏｆ  ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ）は、修飾領域を有さない基材ポリマー系の＋／−１０％以内である。修飾領域の厚さは約１０〜約２００ｎｍである。修飾領域は、基材ポリマー系の全厚の約１％以下である。炭化された基材ポリマー材料の硬度係数は、約５００ビッカーズ硬度（ｋｇｆ／ｍｍ２）以上である。バルーンは、約５パーセント以上の表面割れ目密度を有する破面組織を有する。基材ポリマー系は治療薬を保持する。基材ポリマー系は共押し出しポリマー層を備える。バルーンのコンプライアンス（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｙ）は、約２バール〜約１５バールの内部圧力において、バルーンの初期直径の１０パーセント未満である。バルーンカテーテルは、脈管系で使用するための大きさを有する。バルーンカテーテルは、冠動脈で使用するための大きさを有する。バルーンカテーテルは、バルーン上に配置されたステントを備える。イオンエネルギーおよび線量は、ポリマー系に炭化された領域を形成するように制御される。イオンエネルギーは、約１５ｋｅＶ以上の範囲であり、かつ約１×１０１５イオン／ｃｍ２以上の線量である。ステントは医療用バルーンの周りに位置する。ポリマー系の処理は、水素、ヘリウム、ホウ素、ネオン、炭素、酸素、窒素、アルゴン、またはこれらの混合物のうちから選択されるイオンを用いる。修飾領域は、共押し出しポリマーの界面（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を備える。
【００１５】
実施形態は、以下の利点の１つ以上を有し得る。所与の用途に対して、穿刺抵抗（ｐｕｎｃｔｕｒｅ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、耐引掻性、可撓性、破裂強度および薬物放出のような特性が高められたバルーンが提供される。とりわけ、ステントデリバリーバルーンは、高い耐引掻性を備える。バルーンの耐引掻性は、例えばダイヤモンド状材料（例えば、ダイヤモンド状炭素または非晶質ダイヤモンド）を含む、基材ポリマー系に密着した相対的に硬い領域を備えるバルーン壁を備えることによって増強される。
【００１６】
さらなる特徴、実施形態および利点は以下に述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、ステント１０は、カテーテル１４の先端付近に保持されたバルーン１２上に配置されており、例えば冠状動脈のような血管などの管腔１６を通って、バルーンおよびステントを保持している部分が閉塞１８（図１Ａ）の領域に到達するまで案内される。次に、バルーン１２を膨張させることによって、ステント１０は半径方向に拡張され、血管壁に対して押圧され、その結果として、閉塞１８は圧迫され、それを包囲する血管壁は半径方向の拡張を受ける（図１Ｂ）。次に、バルーンから圧力が解放され、カテーテルは血管から抜去される（図１Ｃ）。
【００１８】
図２Ａを参照すると、全厚ＴＷを有するバルーン壁２０は、ステントに晒される外面２２と、バルーン内部において膨張流体に晒される内面２９とを備える。バルーン壁は、未修飾領域２６と、厚さＴＭの硬い修飾領域２８とを備える基材ポリマー系から形成される。未修飾基材ポリマーは、壁の全厚ＴＷと修飾領域の厚さＴＭとの差である厚さＴＢを有する。
【００１９】
図２Ｂを参照すると、修飾領域は、酸化領域３０（例えば、カルボニル基およびアルデヒド基、カルボン酸基および／またはアルコール基を有する）と、炭化領域３２（例えば、増加したｓｐ２結合、特に芳香族炭素−炭素結合および／またはｓｐ３ダイヤモンド状炭素−炭素結合を有する）と、架橋領域３４とを含む一連の小領域を有する。特定の実施形態において、架橋領域３４は、未修飾基材ポリマー系および炭化領域３２に直接結合された、ポリマーの架橋が増進した領域である。炭化領域３２は、一般的には、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）中に存在するような、高レベルのｓｐ３混成炭素原子、例えば、２５パーセント超のｓｐ３、４０パーセント超、５０パーセント超のｓｐ３混成炭素原子を含むバンドである。炭化層３２に結合され、かつ大気に露出した酸化領域３０は、基材ポリマー系に比べて高い酸素含有量を有する。炭化領域の硬い性質、すなわち耐引掻性は、例えばステントの緊縮（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）中に生じ得るピンホールの形成を低減する。例えば、ステントとバルーン外面との間に配置された塵粒は、緊縮中に、バルーンへと押し付けられ、バルーンを貫通して、ピンホールを形成する。修飾領域の段階的に配列された多重領域構造は、未修飾基材ポリマーに対する修飾層の密着性を高め、剥離の可能性を低減する。さらに、構造における段階的配列の性質と、壁の全厚に対して修飾領域の厚さが薄いこととにより、バルーンは未修飾バルーンの機械的性質をほぼ維持することが可能となる。様々な領域、例えば、炭化領域、酸化領域、および架橋領域の存在は、例えば赤外線分光法、ラマン分光法、ＵＶ−ｖｉｓ分光法を用いて、検出することができる。例えば、ラマン分光法測定は並進対称の変化に対して感度が高く、しばしば炭素膜における無秩序さおよび結晶子の形成の検討において有用である。ラマンの検討において、黒鉛は１５８０ｃｍ−１において特徴的なピーク（黒鉛（ｇｒａｐｈｉｔｅ）の「Ｇ」と称される）を示す場合がある。無秩序な黒鉛（Ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ  ｇｒａｐｈｉｔｅ）は、１３５０ｃｍ−１（無秩序（ｄｉｓｏｒｄｅｒ）の「Ｄ」と称される）において第２のピークを有する。該ピークは、材料中に存在するｓｐ３結合の程度に関連していることが報告されている。無秩序な黒鉛におけるＤピークの出現は、構造内における６員環（ｓｉｘ−ｆｏｌｄ  ｒｉｎｇ）およびクラスターの存在を示し、したがって、材料中におけるｓｐ３結合の存在を示し得る。ＸＰＳは、黒鉛および非晶質炭素成分からダイヤモンド相を区別するために用いられてきた別の技術である。スペクトルの解析によって、材料内に存在する結合の種類に関して推論がなされ得る。このアプローチはＤＬＣ材料中におけるｓｐ３／ｓｐ２比を決定するために適用されてきた。（例えば、ラオ（Ｒａｏ）、Ｓｕｒｆａｃｅ  ＆  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  １９７、１５４〜１６０頁、２００５年を参照されたい。前記文献の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される）。
【００２０】
バルーンはプラズマ侵入イオン注入（「ＰＩＩＩ」）を用いて修飾することができる。図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、ＰＩＩＩの間、窒素プラズマのようなプラズマ４０中の荷電種は、名目上の非拡張状態にあり、かつサンプルホルダ４１に配置されたバルーン１３に向かって、高速で加速される。バルーンに向かうプラズマの荷電種の加速は、プラズマとバルーンの下に位置する電極との間の電位差によって駆動される。バルーンと衝突すると、荷電種は、それらの高い速度により、ある距離だけバルーン内に侵入し、バルーンの材料と反応して、上記で検討した領域を形成する。一般に、侵入深さは、少なくともある程度は、プラズマとバルーンの下に位置する電極との間の電位差によって制御される。所望により、例えばサンプルホルダの上方に配置された金属グリッド４３の形態にある付加的な電極を用いることができる。そのような金属グリッドは、高電圧パルス間においてバルーンがｒｆ−プラズマと直接接触することを防止するのに有利であり、バルーン材料の帯電効果を低減することができる。
【００２１】
図３Ｃを参照すると、ＰＩＩＩ処理システム８０の実施形態は、真空ポンプに接続された吸引口（ｖａｃｕｕｍ  ｐｏｒｔ）８４を有する真空チャンバ８２と、プラズマを生成するチャンバ８２に、例えば窒素のようなガスを搬送するためのガス源１３０とを備える。システム８０は、例えばガラス製または石英製である一連の誘電体窓８６を備え、誘電体窓８６はチャンバ８２内の真空を維持するためにｏ−リング９０によって密閉されている。窓８６のうちのいくつかには、ＲＦプラズマ源９２が取り外し可能に取り付けられており、各ＲＦプラズマ源は接地されたシールド９８内に位置するヘリカルアンテナ９６を有する。ＲＦプラズマ源が取り付けられていない窓は、例えばチャンバ８２への観察口として有用である。各アンテナ９６は、ネットワーク１０２および結合コンデンサ１０４を介して、ＲＦ発生器１００と電気的に連絡している。各アンテナ９６はまた、同調コンデンサ１０６とも電気的に連絡している。各同調コンデンサ１０６は，制御装置１１０からの信号Ｄ，Ｄ’，Ｄ”によって制御される。各同調コンデンサ１０６を調整することによって、各ＲＦアンテナ９６からの出力が調整され、生成されるプラズマの均質性を維持する。プラズマからのイオンに直接曝露されるバルーンの領域は、バルーンをバルーンの軸線のまわりに回転させることにより制御することができる。バルーン全体の均質な修飾を高めるために、処理中にバルーンを連続的に回転させることができる。これに代わって、回転は間欠的であってもよいし、または選択された領域をマスクして、それらのマスクされた領域の処理を排除してもよい。ＰＩＩＩの付加的な詳細は、チュー（Ｃｈｕ）の米国特許第６，１２０，２６０号；ブルクナー（Ｂｒｕｋｎｅｒ）、Ｓｕｒｆａｃｅ  ａｎｄ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１０３〜１０４頁および２２７〜２３０頁（１９９８年）；およびクッシェンコ（Ｋｕｔｓｅｎｋｏ）、Ａｃｔａ  Ｍａｔｅｒｉａｌｉａ、５２、４３２９〜４３３５頁（２００４年）によって記載されている。前記文献の各々の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される。
【００２２】
バルーンの修飾は、選択した深さにおいて所望の種類の修飾を生じるように制御される。また修飾の性質および深さは、バルーンの全体的な機械的性質を調整するように制御される。特定の実施形態において、前記修飾は、基材ポリマー系の引張強さ、伸びおよび弾性率のような機械的性質が修飾の存在によって実質的に変更されないように制御される。実施形態において、修飾されたポリマーの引張強さ、伸びおよび弾性率は、未修飾のポリマーのそれらの各値とほぼ同一であるか、またはそれ以上である。さらに、前記修飾は、破裂強度、抜去力、トルクおよび固定性（ｓｅｃｕｒｅｍｅｎｔ）のようなバルーン性能特性が修飾の存在によって実質的に変更されないように、または改善されるように制御される。
【００２３】
修飾の種類および深さは、ＰＩＩＩプロセスにおいて、イオンの種類、イオンエネルギーおよびイオン線量の選択によって制御される。実施形態においては、上記に記載したように、３つの小領域の修飾が提供される。他の実施形態において、ＰＩＩＩプロセス・パラメータの制御によって、あるいは例えば溶媒溶解、または切断もしくは削摩による機械的な層の除去、または熱処理により１つ以上の層を除去する後処理によって、形成された３つより多いか、また少ない小領域が存在してもよい。具体的には、より高いイオンエネルギーおよび線量は、炭化領域、特にＤＬＣ成分または黒鉛成分を有する領域の形成を増進する。実施形態において、イオンエネルギーは、２５ｋｅＶ以上のように約５ｋｅＶ以上であり、例えば、約３０ｋｅＶ以上かつ約７５ｋｅＶ以下である。実施形態におけるイオン線量は、１×１０１６イオン／ｃｍ２以上のような、約１×１０１４以上の範囲にあり、例えば、約５×１０１６イオン／ｃｍ２以上、かつ約１×１０１９イオン／ｃｍ２以下である。酸化領域の特徴付けおよびプロセス条件の変更は、カルボニル基およびヒドロキシル基の吸収に関するＦＴＩＲ  ＡＴＲ分光法の結果に基づいて行うことができる。また、架橋領域は、ＦＴｌＲ  ＡＴＲ分光法、ＵＶ力分光法およびラマン分光法を用いて、Ｃ＝Ｃ基の吸収を解析することにより特徴づけることができ、プロセス条件はその結果に基づいて変更される。さらに、プロセス条件は、架橋領域のゲル分率の分析に基づいて変更することができる。試料のゲル分率は、例えばソックスレー抽出器を使用して、試料をｏ−キシレンのような沸騰させた溶媒中で２４時間にわたって抽出することによって測定することができる。２４時間後、抽出物から溶媒を除去し、次に、試料を、恒量になるまで、５０℃の真空炉中で乾燥させる。ゲル分率とは、試料の初期重量と抽出された試料の乾燥重量との差を、試料の総初期重量で割ったものである。
【００２４】
実施形態において、修飾領域２８の厚さＴＭは、約１５００ｎｍ未満であり、例えば約１０００ｎｍ未満、約７５０ｎｍ未満、約５００ｎｍ未満、約２５０ｎｍ未満、約１５０ｎｍ未満、約１００ｎｍ未満、または約５０ｎｍ未満である。実施形態において、酸化領域３０は、約５ｎｍ未満、例えば約２ｎｍ未満、または約１ｎｍ未満の厚さＴ１を有し得る。実施形態において、炭化領域３２は、約５００ｎｍ未満、例えば約３５０ｎｍ未満、約２５０ｎｍ未満、約１５０ｎｍ未満、または約１００ｎｍ未満の厚さＴ２を有することができ、炭化領域３２は、外面２２から１０ｎｍ未満、例えば５ｎｍ未満、または１ｎｍ未満の深さに存在し得る。実施形態において、架橋領域３４は、約１５００ｎｍ未満、例えば約１０００ｎｍ未満、または約５００ｎｍ未満の厚さＴ３を有し、外面２２から約５００ｎｍ未満、例えば約３５０ｎｍ未満、約２５０ｎｍ未満、または約１００ｎｍ未満の深さに存在し得る。
【００２５】
実施形態において、修飾済みバルーンの破裂強度、抜去力（ｗｉｔｈｄｒａｗａｌ  ｆｏｒｃｅ）、トルクおよび固定性は、未修飾バルーンのそれらの値の±約３５％以下以内、例えば±１５％以内、例えば±５％または±１％以内である。特定の実施形態において、抜去力および固定性は、バルーン壁の修飾によって、約１５％以上、例えば、約２５％以上増大される。バルーンの全体的な機械的性質に対する修飾領域の影響を最小限にするために、修飾の深さは、修飾領域の機械的性質がバルーンの全体的な機械的性質に実質的に影響しないように選択され得る。実施形態において、修飾領域の厚さＴＭは、未修飾基材ポリマー系の厚さＴＢの約１％以下であり、例えば約０．５％以下または約０．０５％以上である。実施形態において、バルーンは、ポリマーの機械的性質またはバルーン性能を変更するために修飾され得る。例えば、相対的に厚い炭化層または架橋層を備えるようにバルーンを修飾することにより、バルーン剛性を高めることができる。実施形態において、修飾層の厚さＴＭは、未修飾基材ポリマー系の全厚ＴＢの約２５％以上であり、例えば５０〜９０％であり得る。実施形態において、前記壁は、約０．００５インチ（約０．１２７ｍｍ）未満、例えば約０．００２５インチ（約０．０６３５ｍｍ）未満、約０．００２インチ（約０．０５０８ｍｍ）未満、約０．００１インチ（約０．０２５４ｍｍ）未満、または約０．０００５インチ（約０．０１２７ｍｍ）未満の全厚を有する。
【００２６】
特定の実施形態において、バルーンは、血管形成術および／またはステント搬送のために、冠動脈のような脈管系で使用するための大きさを有する。バルーンは、約５バール以上、例えば１５バール以上の破裂強度を有する。基材ポリマー系は、例えば、バルーンに所望の特性を与えるポリマー、ポリマーブレンド、またはポリマーの層状構造である。特定の実施形態において、基材ポリマーは低膨張性（ｌｏｗ  ｄｉｓｔｅｎｄｉｂｉｌｉｔｙ）かつ高破裂強度のポリマーを含有する。ポリマーは、二軸配向ポリマー、熱可塑性エラストマー、エンジニアリングサーモプラスチックエラストマー、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレン、ポリアミド（例えばナイロン６６）、ポリエーテルブロックアミド（例えばＰＥＢＡＸ（登録商標））、ポリプロピレン（ＰＰＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、イソプレンゴム（Ｐｌ）、ニトリルゴム、シリコーンゴム、エチレン−プロピレンジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＢＲ）、熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＰＵ）（例えばＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ（登録商標）等のグリコールエーテルおよびイソシアナートに基づくもの）を含む。特定の実施形態において、下記一般式を有するポリ（エーテル−アミド）ブロックコポリマーが用いられる。
【００２７】
【化１】
0005479743.tif 000002
前記式中、ＰＡは、例えばナイロン１２などのポリアミド部分を表し、ＰＥは、例えばポリ（テトラメチレングリコール）などのポリエーテル部分を表わす。そのようなポリマーは、商品名ＰＥＢＡＸ（登録商標）でアトフィナ社（ＡＴＯＦｌＮＡ）から市販されている。
【００２８】
特定の実施形態において、図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、基材ポリマー系は、同一または異なるポリマーの複数のポリマー層を共押し出しすることによって形成される。バルーン６１は、界面６７において接合された第１ポリマー層６３および第２ポリマー層６５を有する壁６９を備える。バルーン６１はＰＩＩＩを用いて修飾されて、修飾バルーン７１を提供することができる。図４Ｂに示した実施形態において、バルーン６１の第１層６３および界面６７はＰＩＩＩによって修飾されて、バルーン７１の修飾層７３および修飾界面７５を生成する。特にこの実施形態において、層６５は実質的に未修飾である。バルーン６１の第１層６３の修飾は、硬いピンホール耐性層を提供するとともに、界面を介した修飾はバルーン７１の隣接した層の間の密着性を高める。このような実施形態においては、結合層を低減または回避することができる。特定の実施形態において、バルーンは、層のすべてまたはいくつかが修飾されている３つ以上の層（例えば５つ、７つ、またはそれ以上の層）を有し得る。共押し出しポリマー層から形成されたバルーンは、ワングの米国特許第５，３６６，４４２号および同第５，１９５，９６９号、ハムリン（Ｈａｍｌｉｎ）の米国特許第５，２７０，０８６号、およびチン（Ｃｈｉｎ）の米国特許第６，９５１，６７５号に記載されている。前記特許文献の各々の全容は、参照により余すところなく本願に援用される。バルーンは例えば、ステントを搬送するために使用することができる。前記ステントは、ＰＩＩＩを用いて処理された生体内分解性ステントのようなステントであり得る。適当なステントは、本願と同時に出願され譲渡された「ＢＩＯＥＲＯＤＩＢＬＥ  ＥＮＤＯＰＲＯＳＴＨＥＳＥＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥ」米国特許出願第          号［代理人整理番号第１０５２７−７３０００１号］に記載されている。前記特許文献の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される。
【００２９】
バルーンはまた、望ましい表面形態を提供するために修飾され得る。図５Ａを参照すると、修飾前のバルーン表面５０は相対的に平坦で、特徴がないポリマープロファイルを備えて示されている（バルーンはＰＲＢＡＸ（登録商標）７０３３から形成されている）。図５Ｂを参照すると、ＰＩＩＩによる修飾の後、表面は複数の亀裂５２を備える。亀裂の大きさおよび密度は表面粗さに影響を与え得る。表面粗さは、ステントとバルーンとの間の摩擦を高めることができ、体内への搬送中におけるステントの保持性を向上する。図５Ｃ参照すると、一部の実施形態において、割れ目密度（ｆｒａｃｔｕｒｅ  ｄｅｎｓｉｔｙ）は、割れ目線５２によって画定される表面の破断されていない「島」５３が、約２０μｍ２以下、例えば約１０μｍ２以下、または約５μｍ２以下であるような状態である。実施形態において、割れ目線は、例えば、幅が１０μｍ未満であり、例えば幅が５未満μｍ、２．５μｍ未満、１μｍ未満、０．５μｍ未満、または０．１未満μｍである。亀裂または割れ目線はまた、抗血栓形成剤、麻酔薬、または抗炎症剤のような治療薬のための貯蔵器として用いられ得る。適当な薬剤はパクリタキセルである。薬剤は、浸漬またはディッピングにより、バルーン表面に塗布され得る。他の薬剤は、米国特許出願公開第２００５／０２１５０７４号に記載されており、前記特許文献の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される。バルーンは、塩、糖または糖誘導体のような保護層または放出層によって被覆され得る。適当な層は米国特許第６，９３９，３２０号に記載されており、前記特許文献の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される。
【００３０】
さらなる実施形態は以下の実施例中に存する。
実施例
材料
試験は、ＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３からなる２ｍｍ径および４ｍｍ径のバルーン上で行なわれる。前記バルーンは、６９のショアＤ硬度を有し、ボストン  サイエンティフィック（マサチューセッツ州ナティック）製である。ＰＩＩＩ処理の前に、バルーンをアルコールで清浄する。試験は、ＰＢＢＡＸ（登録商標）７０３３ペレットを研磨されたＰＴＦＥ板の間において２５０〜３００℃で数分間にわたってプレスすることによって製造された２０×２０×１ｍｍのＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板についても行われる。１ｍｍの厚さを有するシリコン板と同様に、５０ｍｋｍの厚さを有する低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）膜を購入したままで用いる。
【００３１】
方法および装置
ＰＩＩＩにはローゼンドルフ  リサーチ  センター（Ｒｏｓｓｅｎｄｏｒｆ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｅｒ）の大型チャンバを用いる（例えばゲンツェル（Ｇｕｅｎｚｅｌ）、Ｓｕｒｆａｃｅ  ＆  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１３６、４７〜５０頁、２００１年、またはゲンツェル（Ｇｕｅｎｚｅｌ）、Ｊ．Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｔｅｃｈ．Ｂ、１７（２）、８９５〜８９９頁、１９９９年参照のこと。前記各文献の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される）。残気の圧力は１０−３Ｐａであり、ＰＩＩＩ中の窒素の作動圧力は１０−１Ｐａであった。プラズマは、１３．５６ＭＨｚで作動する高周波発生器によって生成される。５μｓ幅、かつ３０、２０、１０および５ｋＶのピーク電圧の高電圧パルスが用いられる。過熱を防止するため、０．２Ｈｚ〜２００Ｈｚのパルス繰り返し周期を用いる。試料のＰＩＩＩ処理は、５−１０１４〜１０１７イオン／ｃｍ２に及ぶ線量で行なわれる。バルーンの位置は、サンプルホルダを用いて固定される。バルーンの外面を均一に処理するために、バルーンは、処理中に３回（各回につき１２０度ずつ）回転される。高電圧パルスの間にｒｆ−プラズマと試料とが直接接触するのを防止し、ポリマー材料が帯電するのを防止するために、金属グリッドの形態の付加的な電極がサンプルホルダの上面に取り付けられる。ＦＴＩＲ  ＡＴＲスペクトルは、ダイヤモンドＡＴＲ結晶を備えたニコレ（Ｎｉｃｏｌｅｔ）２３０、またはＧｅ  ＡＴＲ結晶を備えたニコレ  マグナ（Ｎｉｃｏｌｅｔ  Ｍａｇｎａ）７５０によって記録することができる。走査数は１００であり、分解能は２ｃｍ−１である。スペクトルはニコレＯＭＮＩＣソフトウェアによって解析される。ＵＶ透過性スペクトルは、２００〜７００ｎｍの波長スペクトル領域において１０ｎｍステップで記録され得る。ポリマー表面に沿った線量分布の均質性を判定する定量分析には、光学密度スケールが用いられる。ポリマー表面上における線量分布の均質性の分析には、ｘｙ−座標上でのスペクトルのマッピングの型が用いられる。マッピングの空間分解能は約４×４ｍｍである。マイクロ−ラマンスペクトルは、ラブラム（ＬａｂＲａｍ）分析ソフトウェアを備えたジョバン  イボン（Ｊｏｂｉｎ  Ｙｖｏｎ）ＨＲ８００において、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー照射（２ω、λ＝５３２．１４ｎｍ）によって励起された後方散乱モードにおいて記録される。レーザー光線の焦光およびラマン散乱光の収集のためには、光学顕微鏡が用いられる。レーザー光線の強度は試料の過熱を防止するように制御される。スペクトル分解は４ｃｍ−１である。取得される走査数は１００〜４０００であり、実際の数は試料の信号対雑音に依存する。
【００３２】
引張試験は、ツウィック（Ｚｗｉｃｋ）引張試験機上で行なわれる。３０×２×０．０３ｍｍのＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３細片が用いられる。細片には、２ｍｍの板を介して相互に連結された６枚の刃を備えたマルチブレードナイフを用いてバルーンを切断する。クランプに対して強固に機械的に固定するために、エポキシ接着剤を用いて、細片の端をアルミニウムホイルに接着する。１つの試料分析に５枚の細片が用いられる。試験の荷重方向はバルーンの長手方向軸線に対応する。５ｍｍ／分のクロスヘッド速度が適用される。結果の分析は歪み応力図によって行われる。破壊におけるモジュラス（ｍｏｄｕｌｕｓ）、伸びおよび応力が分析される。モジュラスは、歪み応力曲線の直線部分の初期によって決定される。
【００３３】
引掻試験は、固定された試料を有するテーブルと、１ミクロンの先端を有するダイヤモンド圧子を備えた釣り合い錘（ｂａｌａｎｃｅ）とを備えた試験装置によって行なわれる。前記テーブルは０．１５ｍｍ／秒の速度で移動する。ダイヤモンド圧子は１、２、５、２０および５０グラムの重量で荷重される。引掻試験にはＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板が用いられる。引掻深さおよび幅は光学的形状測定（ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｒｙ）によって測定される。引掻試験装置は、ポリエチレン板、ポリアミド板およびポリテトラフルオロエチレン板について較正される。硬度は、２０ｎｍの直径を有するシリコン先端および８０ｎＮ／ｍｎの定数を有するカンチレバーを用いた接触モードのＡＦＭ法によって測定される。（例えば、プリクリル（Ｐｒｉｋｒｙｌ）、Ｓｕｒｆａｃｅ  ＆  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２００、４６８〜４７１頁、２００５年参照。前記文献の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される）。
【００３４】
ＰＩＩＩによる処理後のＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３試料における構造変化
図６は、３０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に、１８５０ｃｍ−１〜９００ｃｍ−１まで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のＦＴＩＲ  ＡＴＲスペクトルである。最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、５×１０１６および１０１７イオン／ｃｍ２でそれぞれ処理された膜である。ＰＩＩＩ線量による１６３８ｃｍ−１ピークの広がり、および１７２０／１７３７ｃｍ−１のダブレットの出現は、１６５０〜１７５０ｃｍ−１の領域における新たな重複した線によって引き起こされたものと考えられる。これらの新たな線は、炭素−炭素二重結合および炭素−酸素二重結合の振動である。そのような線の出現は、イオン源の作用下におけるＰＥＢＡＸ（登録商標）ポリマーの炭化および酸化に関係する。
【００３５】
図７は、３０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に３７００ｃｍ−１〜２５５０ｃｍ−１まで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のＦＴＩＲ  ＡＴＲスペクトルである。最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、５×１０１６および１０１７イオン／ｃｍ２でそれぞれ処理された膜である。スペクトル中、３６００〜３２００ｃｍ−１領域に新たな線が観察される。この広いピークはヒドロキシル基のＯ−Ｈ振動に対応する。Ｏ−Ｈ基は未処理のＰＥＢＡＸ（登録商標）の巨大分子中に（鎖末端において）存在しているが、それらの濃度はＰＩＩＩ処理後よりもはるかに低い。処理済みの試料のスペクトルにおける強いＯＨ線の出現は、解重合過程に起因する。解重合過程では、壊れたポリマー鎖端が酸素と反応し、試料中のＯ−Ｈ濃度を効果的に増大する。
【００３６】
図８は、２０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に１９００ｃｍ−１〜７７５ｃｍ−１まで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のラマンスペクトルである。最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、および５×１０１６イオン／ｃｍ２でそれぞれ処理された膜である。未処理のＰＥＢＡＸ（登録商標）のスペクトルでは、１６４５、１４４６、１３８１、１３０５、１１２１、１０７４ｃｍ−１の線がポリアミド−ポリエーテル巨大分子（ＰＥＢＡＸ（登録商標））の振動に対応していた。処理済みの試料のスペクトルでは、このような線の強度はＰＩＩＩ線量が増大するにつれて減少し、１５１０ｃｍ−１を中心とした新たな広いピークが出現する。このピークは非晶質炭素の振動に対応する。高線量においては、ＰＥＢＡＸ（登録商標）に本質的に関連する振動は消失し、非晶質ダイヤモンドに関連する広いピークによって置き換わる。ラマンスペクトルにおけるこれらの強い変化は、膜の外側部分のみにおいて観察される。これは膜の外側部分のみが炭化されることを示している。膜のより深い部分に対するレーザー焦点の焦点ぼけまたはずれは、未処理のＰＥＢＡＸ（登録商標）のスペクトルを生ずる。
【００３７】
図９は、３０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に１９００ｃｍ−１〜７７５ｃｍ−１まで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のラマンスペクトルである。最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、５×１０１６および１０１７イオン／ｃｍ２でそれぞれ処理された膜である。３０ｋｅＶエネルギーでのＰＩＩＩ処理の後、相対的に低い線量（５×１０１４〜１×１０１５イオン／ｃｍ２）で処理された試料のラマンスペクトルは、図８に示したものに非常に類似して見える。しかしながら、相対的に高い線量（５×１０１５以上）では、ラマンスペクトルは、１５８０および１３５０ｃｍ−１において２つの比較的鋭いピークを含んでいる。これらの線は黒鉛型構造およびＤＬＣ構造の形態にある炭素に対応する。１５８０ｃｍ−１のピークはＧ−ピークと呼ばれ、１３５０ｃｍ−１のピークはＤピークと呼ばれる。これらの線は、３０ｋｅＶのエネルギーを有するイオンによって処理された試料においてのみ観察される。また、より高線量におけるダイヤモンド状炭素材料のラマンスペクトルは、シャオ（Ｓｈｉａｏ）、Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ、第２８３巻、１４５〜１５０頁（１９９６年）によって記載されており、前記文献の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される。
【００３８】
図１０Ａおよび図１０Ｂを参照すると、ＰＩＩＩの作用下でのＰＥＢＡＸ（登録商標）における構造変化もまた、紫外線領域および可視領域の透過スペクトルによって観察することができる。図１０Ａは、２０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に５００ｎｍ〜２４０ｎｍまで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のＵＶ−Ｖｉｓ透過スペクトルであり、図１０Ｂは３０ｋｅＶでの処理後の一連のものである。双方の図において、最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、５×１０１６および１０１７イオン／ｃｍ２によってそれぞれ処理された膜である。ＰＩＩＩ修飾は、スペクトルにおいて付加的な重複した線の形成をもたらす。これらのスペクトルから、短波長線は長波長線より大きな強度を有しており、吸収の強度は線量の増加に伴って増大していることは明らかである。これらの付加的な線は、縮合芳香族およびポリエン構造を含む不飽和炭素−炭素構造中のπ−電子による光の吸収に起因する。縮合構造の数の増大によって、吸収線の位置はスペクトルの赤方に偏移させられる。これは、長い共役不飽和炭素−炭素基の形成を示す。
【００３９】
図１１Ａおよび図１１Ｂを参照すると、２つの別個の波長における光学密度によって、ＰＲＢＡＸ（登録商標）７０３３膜中の不飽和炭素−炭素構造の定量分析が行われている。そのような分析において、２５０ｎｍは、ｎ＝１に対応し、５５０ｎｍは、ｎ＝４に対応する。ここで、ｎは共役芳香族構造の数である。低線量では、不飽和炭素−炭素構造の収集の率は低い。しかしながら、約１０１５イオン／ｃｍ２の線量から大きな吸収の増大が開始する。ｎ＝１の構造の形成は低線量で開始し、ｎ＝４である高度に共役した炭素−炭素構造はより高線量において出現する。
【００４０】
ここで図１２を参照すると、ＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜のＵＶスペクトルおよびＬＤＰＥのＵＶスペクトルを比較すると、ＰＥＢＡＸ（登録商標）膜は、より低レベルの不飽和炭素−炭素構造を有する。透過スペクトルが、ＰＥＢＡＸ（登録商標）膜およびＬＤＰＥの初期の膜に対する吸収線を含んでいないため、２５０ｎｍにおける光学密度は、修飾されたポリマー領域からのみの吸収として解釈することができる。従って、同一のＰＩＩＩ線量における光学密度の値は、定量的な比較に用いることができる。ＰＥＢＡＸ（登録商標）膜中の不飽和炭素−炭素構造の概算は、ＰＩＩＩのすべての線量について、ＬＤＰＥと比較して、６８±８％を与える。この数は、ＰＥＢＡＸ（登録商標）の約３分の２が炭化層の形成に関与することを意味する。
【００４１】
図１３を参照すると、ＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３の表面形態は、ＰＩＩＩ処理の高い線量において強く変化し、これは顕微鏡写真において観察可能である。処理の低い線量では、表面形態は著しく変化しない。１０１５イオン／ｃｍ２の線量では、表面はいくらかのひび（ｃｒａｃｋｓ）および亀裂（ｆｉｓｓｕｒｅｓ）を含んでいる。しかしながら、より高線量では、ひびおよび亀裂の広範囲な網状組織が観察される。ひびおよび亀裂の網状組織にもかかわらず、バルクポリマーからの炭化領域の剥離は観察されない。
【００４２】
ＰＩＩＩによる処理後のＰＨＢＡＸ（登録商標）膜の機械的性質
図１４を参照すると、ＰＩＩＩ処理済みＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の応力‐歪曲線は、対応する未処理の膜の応力‐歪曲線とほとんど同一である。試験したすべてのＰＥＢＡＸ（登録商標）膜の曲線は、すべての線量およびエネルギーについて類似している。
【００４３】
図１５を参照すると、破壊における強度もまた、ＰＩＩＩ処理後において変化するようには見えない。さらに、図１６および図１７を参照すると、破壊における伸び率および弾性率は、統計的にはＰＩＩＩ処理によって影響されない。
【００４４】
未修飾領域の厚さ（これらの試料に対しては約３０，０００ｎｍと推定される）に対する修飾領域の厚さ（これらの試料については１００ｎｍ未満と推定される）を用いて、ＰＥＢＡＸ（登録商標）膜のＰＩＩＩ修飾が、なぜこれらの膜の試験した機械的特性において著しい変化をもたらさないのかを説明することができる。
【００４５】
ＰＩＩＩ処理後のＰＥＢＡＸ（登録商標）膜の表面硬度および引掻試験
図２１を参照すると、参考にシリコン板の荷重曲線が用いられており、硬い表面上におけるカンチレバーの典型的な変形挙動が示されている。曲線の傾斜が相対的に急勾配であり（高い弾性率を示す）、ヒステリシスが殆どまたは全く生じないことに注目されたい。対照的に、未処理のＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の荷重曲線は同じほど急勾配でなく（低い弾性率を示す）、かなりのヒステリシスを示す。最初は、ＰＥＢＡＸ（登録商標）荷重曲線は、先端荷重の作用下におけるポリマー材料の変形に対応する下方の曲線をたどる。非荷重曲線は先端の引き返し動作に対応し、荷重曲線および非荷重曲線が同一でないため、ヒステリシスが観察される。ヒステリシスは、荷重下の高分子（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）の運動および構造的な遷移（ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ）による機械的エネルギーの損失によって引き起こされる。そのような挙動は相対的に柔軟な材料に典型的なものである。
【００４６】
ここで、１０１６イオン／ｃｍ２の線量および３０ｋｅＶでＰＩＩＩによって処理されたＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板の荷重曲線である図２２を参照する。前記曲線は、図２１に示した未処理の板の曲線よりも概して急勾配であり、ヒステリシスはほとんど消失していることに注目されたい。そのような曲線は、シリコンの基準曲線に類似しており、ＰＥＢＡＸ（登録商標）板が硬い表面を有することを示している。
【００４７】
図２３および図２４を参照すると、相対的に低線量では、処理済みのＰＥＢＡＸ（登録商標）板の荷重曲線は、より複雑である。一般に、これらの荷重曲線には２つの部分が存在する。第１部分は、高いモジュラスに対応する急勾配曲線を有し、一方、第２部分の曲線は、同じほどには急勾配ではなく、低いモジュラスに対応する。観察された荷重曲線の複雑な特徴は、炭化領域内へのＡＦＭ先端の侵入によって引き起こされるものと考えられる。相対的に低い線量では、この層は先端による侵入を止めるのに十分なほど硬くはなく、また厚くはない。
【００４８】
図２５は、上記に記載した荷重曲線の２つの部分の弾性率の依存性を示す。図２５に見られるように、第１部分の弾性率は最初に増大するが、荷重曲線の第２部分の弾性率は、相対的に一定のままである。しかしながら、線量１０１６のイオン／ｃｍ２では、曲線は線形になり、各部分の弾性率は等しくなる。この線量では、炭化層は先端荷重を保持するのに十分なほど硬くなると考えられる。
【００４９】
図１８および図１９を参照すると、引掻試験の結果が示されている。２０ｋｅＶおよび３０ｋｅＶにおいて様々な線量で処理されたＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板に様々な荷重を掛ける。（欄内の線量は１０１５イオン／ｃｍ２の倍数で表わされている）。修飾済みのＰＥＢＡＸ（登録商標）板と未修飾のＰＥＢＡＸ（登録商標）板との間に有意な差は見られない。
【００５０】
ここで、図２０を参照すると、未処理のＰＥＢＡＸ（登録商標）板の硬度係数において、２０ｋｅＶおよび３０ｋｅＶにおいて様々な線量で処理されたＰＥＢＡＸ（登録商標）板と比較した場合、有意な差は見られない。修飾領域の厚さは非常に小さいため、引掻試験装置は修飾領域の変化を測定するのに十分なほど感度が高くない。引掻試験装置のダイヤモンド圧子が薄い修飾領域内に侵入するものと考えられる。
【００５１】
図２６を参照すると、炭化領域の弾性率は侵入するイオンのエネルギーに依存し、エネルギーが高いほどより高いモジュラスをもたらす。特に高いモジュラスは３０ｋｅＶのエネルギーについて観察された。３０ｋｅＶ後のモジュラスの急増は、黒鉛構造およびＤＬＣ構造の形成に関係し得る。
【００５２】
ＰＩＩＩ処理後のＰＥＢＡＸ（登録商標）膜の表面硬度の均質性
上記で検討したように、修飾領域の硬度は、線量およびイオンエネルギーの関数である。表面硬度を均質にするためには、線量は等しく全表面上にわたって分散されなければならない。バルーンは円筒形であるので、図２７に示すように、線量分布は角依存性を有する。ＰＩＩＩ処理中にバルーンを連続的に回転させることによって、最も均質な表面硬度が提供されるであろう。しかしながら、これが可能でない場合、バルーンを３回（各回につき１２０度ずつ）回転させることによって、適当な均質性が提供され、表面硬度においてわずか１０パーセントの偏差を有する。上記に記載したバルーン試料を調製するためには、この３回転法を用いた。
【００５３】
表面硬度の不均質性の別の理由は、処理面付近におけるプラズマの変動および対応するイオン流の変動である。この効果は、高電圧パルスの間において、体積中のプラズマ密度の変動およびポリマー表面の帯電効果によって引き起こされる。この効果は、バルーン試料の上に付加的な電極を配置することによって大幅に低減することができる。この目的のために、サンプルホルダと電気的に連絡した金属グリッドを用いた。この配置は、イオンがバルーン表面への途中でグリッドを介して通過することを可能にする。線量分布は、ＬＤＰＥ膜からのＵＶ−ｖｉｓスペクトルを用いてマップされ得る。そのようなマッピングを図２８に示す。
【００５４】
図２８および図２９に示したように、サンプルホルダの中央部は１０％以上変化しない線量を提供する。中央部の大きさは、付加的な電極の大きさに依存する。付加的な電極が無い場合には、線量分布は制御されない。上記で検討した試料において、均一な線量の領域の直径は約５０ｍｍである。上記で検討したバルーンはすべて、サンプルホルダの中心部において処理される。
【００５５】
未修飾バルーンおよび修飾済みバルーンの抜去、破裂、トルクおよび固定性
下記の表は、未修飾バルーンおよび修飾済みバルーンに対するバルーンの抜去、破裂、トルクおよび固定性に関するデータを提供する。修飾済みバルーンは、上述したように３０ｋｅＶで１０１６イオン／ｃｍ２の線量を用いて、ＰＩＩＩによって処理される。
【００５６】
【表１】
0005479743.tif 000003
バルーン抜去力は、デベンズ（Ｄｅｖｅｎｓ）の米国特許出願公開第２００４／０２１０２１１号によって概説された方法を用いて測定される。前記特許文献の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される。簡潔に述べると、バルーン抜去力は、ポリマーチューブによって画定された曲がりくねった通路からバルーンを取り出すのに必要な力を判定することによって測定される。デベンズ（米国特許出願公開第２００４／０２１０２１１号）によって説明されているように、カテーテルおよびチューブに作用する力は、一連のトランスデューサによって測定することができる。トルクは、バルーン抜去力試験に用いられるのと同一の曲がりくねった通路内においてバルーンを回転させて、回転に対する抵抗力を判定することによって測定される。平均破裂強度は、ワング（Ｗａｎｇ）の米国特許第６，１７１，２７８号およびレヴィー（Ｌｅｖｙ）の米国特許第４，４９０，４２１号に記載されているように、バルーンが２０℃で破裂する膨張圧の判定により測定される。前記特許文献の各々の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される。固定性はＡＳＴＭ  Ｆ２３９３−０４を用いて測定され、前記文献の全開示は、参照により余すところなく本願に援用される。
【００５７】
実施形態において、バルーンは様々な血管または血管外の用途おいて用いることができる。典型的な用途としては、神経系、頚動脈、食道、または尿管が挙げられる。
上述したような処理の後、バルーンはさらに処理されて、例えば、さらなるコーティング、例えば薬剤を含有するヒドロゲルまたはポリマーマトリックスコーティングを備えることができる。実施形態において、バルーンは、薬剤または薬剤を含有するポリマーマトリックスで処理され、続いて、その薬剤、マトリックスおよび／または下方に位置するバルーンを修飾するためにイオンによって処理され得る。そのような処理は、バルーンからの薬剤の放出を増強または遅延させることができる。実施形態において、他の医療装置、例えば共押し出しされたシャフトのような共押し出しされた医療装置が、上述したようにイオンによって処理される。さらなる実施形態は以下の特許請求の範囲内に存する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１Ａ】折り畳んだ状態のステントの搬送を示す部分長手方向断面図。
【図１Ｂ】図１Ａのステントの拡張を示す部分長手方向断面図。
【図１Ｃ】図１Ａおよび図１Ｂのステントの体内管腔内における展開を示す部分長手方向断面図。
【図２Ａ】未修飾基材ポリマー系領域および硬い基材ポリマー修飾領域を示す、バルーンの壁の断面図における横方向の端部を示す図。
【図２Ｂ】図２Ａに示したバルーン壁の一部の構造的構成の概略図。
【図３Ａ】プラズマ侵入イオン注入（「ＰＩＩＩ」）装置の概略断面図。
【図３Ｂ】サンプルホルダ（金属グリッド電極は視界から部分的に外れている）中にある１０個のバルーンの概略平面図。
【図３Ｃ】図３Ａのプラズマ侵入イオン注入装置の詳細断面図。
【図４Ａ】修飾前のバルーン壁を示す、共押し出しバルーンの長手方向断面図。
【図４Ｂ】修飾後のバルーン壁を示す、図４Ａの共押し出バルーンの長手方向断面図。
【図５Ａ】修飾前のバルーン表面の顕微鏡写真。
【図５Ｂ】修飾後のバルーン表面の顕微鏡写真。
【図５Ｃ】亀裂および亀裂によって画定される「島」を示す、修飾後のバルーン表面の概略平面図。
【図６】３０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に１８５０ｃｍ−１〜９００ｃｍ−１まで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のＦＴＩＲ  ＡＴＲスペクトルであり、最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、５×１０１６、および１０１７イオン／ｃｍ２でそれぞれ処理された膜である。
【図７】３０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に３７００ｃｍ−１〜２５５０ｃｍ−１まで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のＦＴＩＲ  ＡＴＲスペクトルであり、最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、５×１０１６、および１０１７イオン／ｃｍ２でそれぞれ処理された膜である。
【図８】２０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に１９００ｃｍ−１〜７７５ｃｍ−１まで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のラマンスペクトルであり、最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、および５×１０１６イオン／ｃｍ２でそれぞれ処理された膜である。
【図９】３０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に１９００ｃｍ−１〜７７５ｃｍ−１まで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のラマンペクトルであり、最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、５×１０１６、および１０１７イオン／ｃｍ２でそれぞれ処理された膜である。
【図１０Ａ】２０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に５００ｎｍ〜２４０ｎｍまで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のＵＶ−Ｖｉｓ透過スペクトルであり、最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、５×１０１６、および１０１７イオン／ｃｍ２でそれぞれ処理された膜である。
【図１０Ｂ】３０ｋｅＶでのＰＩＩＩ処理後に５００ｎｍ〜２４０ｎｍまで取得したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の一連のＵＶ−Ｖｉｓ透過スペクトルであり、最下部のスペクトルは未処理の膜であり、他のスペクトルは、５×１０１４、１０１５、５×１０１５、１０１６、５×１０１６、および１０１７イオン／ｃｍ２でそれぞれ処理された膜である。
【図１１Ａ】２０ｋｅＶおよび３０ｋｅＶにおけるＰＩＩＩ線量の関数として、ＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の２５０ｎｍにおける光学密度を示す図。
【図１１Ｂ】２０ｋｅＶおよび３０ｋｅＶにおけるＰＩＩＩ線量の関数として、ＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の５５０ｎｍにおける光学密度を示す図。
【図１２】５ｋｅＶ、１０ｋｅＶ、２０ｋｅＶおよび３０ｋｅＶにおけるＰＩＩＩ線量の関数として、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）膜の２５０ｎｍにおける光学密度を示す図。
【図１３】３０ｋｅＶにおいて１０１６イオン／ｃｍ２で処理した後のＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３のバルーン表面の顕微鏡写真。
【図１４】ＰＩＩＩで処理したいくつかのＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜に対する応力−歪み曲線を示す図。
【図１５】２０ｋｅＶおよび３０ｋｅＶにおける線量の関数として、ＰＩＩＩで処理したＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の強度を示す図。
【図１６】２０ｋｅＶおよび３０ｋｅＶにおける線量の関数として、ＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の破壊における伸び率を示す図。
【図１７】２０ｋｃＶおよび３０ｋｅＶにおける線量の関数として、ＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３膜の弾性率を示す図。
【図１８】２０ｋｅＶでの様々な線量におけるＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板の引掻試験を示す図（欄内の線量は１０１５イオン／ｃｍ２の倍数で表わされている）。
【図１９】３０ｋｅＶでの様々な線量におけるＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板の引掻試験を示す図（欄内の線量は１０１５イオン／ｃｍ２の倍数で表わされている）。
【図２０】２０ｋｅＶおよび３０ｋｅＶにおける線量の関数として、ＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板の硬度係数を示す図。
【図２１】硬質シリコン板（参照としての）および未処理のＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板について原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて得られた荷重曲線を示す図。
【図２２】１０１６イオン／ｃｍ２の線量および３０ｋｅＶにおいてＰＩＩＩで処理されたＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板についてＡＦＭを用いて得られた荷重曲線を示す図。
【図２３】１０１５イオン／ｃｍ２の線量および３０ｋｅＶにおいてＰＩＩＩで処理されたＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板についてＡＦＭを用いて得られた荷重曲線を示す図。
【図２４】５×１０１４イオン／ｃｍ２の線量および１０ｋｅＶにおいてＰＩＩＩで処理されたＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板についてＡＦＭを用いて得られた荷重曲線を示す図。
【図２５】１０ｋｅＶにおいて様々な線量で処理されたＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板について、荷重曲線の第１部分（モジュール１）および荷重曲線の第２部分（モジュール２）の見掛け硬さ係数を示す図。
【図２６】１０ｋｅＶ、２０ｋｅＶおよび３０ｋｅＶにおける線量の関数として、ＰＥＢＡＸ（登録商標）７０３３板の弾性率を示す図。
【図２７】バルーン角度の関数として、正規化された線量分布を示す図。
【図２８】付加的な電極を有するＰＩＩＩ装置の線量分布を示す図。
【図２９】Ｘ−Ｙ平面における図２８の線量分布。
【図１Ａ】
0005479743.tif 000004
【図１Ｂ】
0005479743.tif 000005
【図１Ｃ】
0005479743.tif 000006
【図２Ａ】
0005479743.tif 000007
【図２Ｂ】
0005479743.tif 000008
【図３Ａ】
0005479743.tif 000009
【図３Ｂ】
0005479743.tif 000010
【図３Ｃ】
0005479743.tif 000011
【図４Ａ】
0005479743.tif 000012
【図４Ｂ】
0005479743.tif 000013
【図５Ａ】
0005479743.tif 000014
【図５Ｂ】
0005479743.tif 000015
【図５Ｃ】
0005479743.tif 000016
【図６】
0005479743.tif 000017
【図７】
0005479743.tif 000018
【図８】
0005479743.tif 000019
【図９】
0005479743.tif 000020
【図１０Ａ】
0005479743.tif 000021
【図１０Ｂ】
0005479743.tif 000022
【図１１Ａ】
0005479743.tif 000023
【図１１Ｂ】
0005479743.tif 000024
【図１２】
0005479743.tif 000025
【図１３】
0005479743.tif 000026
【図１４】
0005479743.tif 000027
【図１５】
0005479743.tif 000028
【図１６】
0005479743.tif 000029
【図１７】
0005479743.tif 000030
【図１８】
0005479743.tif 000031
【図１９】
0005479743.tif 000032
【図２０】
0005479743.tif 000033
【図２１】
0005479743.tif 000034
【図２２】
0005479743.tif 000035
【図２３】
0005479743.tif 000036
【図２４】
0005479743.tif 000037
【図２５】
0005479743.tif 000038
【図２６】
0005479743.tif 000039
【図２７】
0005479743.tif 000040
【図２８】
0005479743.tif 000041
【図２９】
0005479743.tif 000042