(57)【要約】  医療装置は、少なくともその一部にレーザー誘起周期表面構造（ＬＩＰＳＳ）パターンを備える材料を有する。ＬＩＰＳＳパターンは、表面をアブレーション閾値より低いパルス偏光レーザーエネルギーフルエンスに晒すことにより設けられる。ＬＩＰＳＳパターンは、摺動面上の接触面性を低減する、付着に対する総表面積を増大する、材料の一つまたは複数の層に異方性の補強を提供する、および細胞成長を誘導するための多数のチャネルを提供するなどの目的に有用である。
2008522716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の少なくとも一部および材料の２つ以上の層の間における界面のいずれかにおいて、レーザー誘発周期表面構造（ＬＢＰＳＳ）パターンを有する材料の部分を備える医療装置。
【請求項２】
前記材料はポリマー材料である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記ポリマー材料は、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリアミド、ポリスルホン、セルロース系材料、ポリスチレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエポキシド、ポリアクリロニトリル、それらの２種以上の共重合体、およびそれらの２種以上の混合物のうちから選択される、請求項２に記載の医療装置。
【請求項４】
前記ポリマー材料は熱可塑性ポリマーである、請求項２に記載の医療装置。
【請求項５】
前記ポリマー材料は熱硬化性材料である、請求項２に記載の医療装置。
【請求項６】
前記ＬＩＰＳＳパターンは該装置の摺動面上に形成されている、請求項１に記載の医療装置。
【請求項７】
前記摺動面は、カテーテルおよび内視鏡の内部ルーメンの表面、並びにカテーテル管、カテーテルバルーン、内視鏡およびガイドワイヤの外面のいずれかである、請求項６に記載の医療装置。
【請求項８】
該装置は、該装置のＬＩＰＳＳパターンが形成された部分を通る少なくとも１つの孔を有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項９】
該装置はフィルタ膜である、請求項８に記載の医療装置
【請求項１０】
該装置は外面を有する管状ポリマー部分を備え、かつ前記ＬＩＰＳＳパターンは該外面の少なくとも一部に形成されている、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１１】
該装置は内部ルーメンの表面を有する管状ポリマー部分を備え、かつ前記ＬＩＰＳＳパターンは該内部ルーメンの表面の少なくとも一部に形成されている、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記ＬＩＰＳＳパターンは材料の２つ以上の層の間における界面に存在し、該装置は該界面を横断して延びる表面を有し、該ＬＩＰＳＳパターンは該横断表面の間に延びる複数のチャネルを提供する、横請求項１に記載の医療装置。
【請求項１３】
該装置は、該装置のチャネルを通して神経細胞の樹状突起の成長を誘導するためのインプラントである、請求項１２に記載の医療装置。
【請求項１４】
前記ＬＩＰＳＳパターンは環状および多角形のいずれかである、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１５】
前記ＬＩＰＳＳパターンが形成された表面の少なくとも一部に適用される生体機能性材料をさらに備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１６】
使用の際に互いから剥離される２つの対合面を備え、それらの表面の少なくとも一方は、前記ＬＩＰＳＳパターンを有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１７】
前記表面の双方が、それらの対合面上にＬＩＰＳＳパターンを有する、請求項１６に記載の医療装置。
【請求項１８】
前記ＬＩＰＳＳパターンは、前記表面同士が接触している場合、互いに交差する波頭を有する波である、請求項１７に記載の医療装置。
【請求項１９】
該装置は、カテーテル、バルーン、フィルタ、神経細胞成長を誘導するためのインプラント、ステント留置装置、内視鏡およびガイドワイヤのうちから選択される、請求項１に記載の医療装置。
【請求項２０】
前記ＬＩＰＳＳパターンは、同一または異なる高分子材料からなる３つ以上の連続層の間の連続した界面に設けられ、各連続層は先行する層のＬＩＰＳＳパターンを過充填する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項２１】
前記高分子材料は熱硬化性樹脂である、請求項２０に記載の医療装置。
【請求項２２】
少なくとも２つの前記層界面に存在するＬＩＰＳＳパターン同士が交角をなして交差する、請求項２１に記載の医療装置。
【請求項２３】
２つの接触面を有する医療装置であって、該２つの面の少なくとも一方は、その面上にレーザー誘起周期表面構造（ＬＩＰＰＳ）パターンを備える、医療装置。
【請求項２４】
前記接触面の双方が、それらの面上にＬＩＰＳＳパターンを有する、請求項２３に記載の医療装置。
【請求項２５】
血管アクセスおよび外科手術のいずれかのための医療装置であって、該装置は内面および外面を有する管状ポリマーの部分を備え、これらの面の少なくとも一方は、少なくともその一部に形成されたレーザー誘起表面構造（ＬＩＰＳＳ）パターンを有する、医療装置。
【請求項２６】
フィルムの表面上にＬＩＰＳＳ波パターンを有するフィルム状材料から形成されたロール片を備える医療装置であって、該フィルムは、長手方向軸線を有するロールを生じるように巻かれており、該ＬＩＰＳＳ波パターンは該ロール内をほぼ長手方向に延びる複数のチャネルを形成し、該ロール片は、該ロールおよびその長手方向軸線を横断して延びる平面に沿って切断された断片のいずれかからなる、医療装置。
【請求項２７】
前記ロール片は、装置内のフィルタ膜を形成する、請求項２６に記載の医療装置。
【請求項２８】
前記装置は、神経細胞の細胞成長を誘導するためのインプラントである、請求項２６に記載の医療装置。
【請求項２９】
装置に摺動面を提供する工程と、該装置の動作において摺動面は接触面に対して摺動することと、
該摺動面を、その面の材料のアブレーション閾値より低いフルエンスのパルス偏光レーザーエネルギービームによる照射に曝露して、該摺動面にレーザー誘起周期表面構造（ＬＩＰＳＳ）パターンを生じさせる工程とを備える、方法。
【請求項３０】
前記摺動面はポリマー材料から形成される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ポリマー材料は熱可塑性ポリマーである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記ポリマー材料は、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリアミド、ポリスルホン、セルロース系材料、ポリスチレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエポキシド、ポリアクリロニトリル、それらのうちの２種以上の共重合体、およびそれらのうちの２種以上の混合物のうちから選択される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ポリマー材料は熱硬化性材料である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記ＬＩＰＳＳパターンは、熱硬化性材料がゲル化しているが、完全には硬化していない時点で設けられ、該方法は、ＬＢＰＳＳパターンの生成と同時またはそれに連続して、熱硬化性材料を完全に硬化させる工程をさらに備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記装置は、管状およびワイヤ状の内面および外面のいずれかと、長手方向および軸線とを有し、ＬＩＰＳＳパターンは、パルス偏光レーザーエネルギーのビーム中で該装置の内面および外面のいずれかを軸線方向に回転させることによって提供される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３６】
前記内面および外面のいずれかを軸線方向に回転させながら、それらの内面および外面のいずれかを長手方向に並進させる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３７】
前記装置は管状内面を有し、該内面上にＬＩＰＳＳパターンが設けられ、該管状内面は、光ファイバによって該内面に送出されるパルス偏光レーザーエネルギーに曝露される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３８】
前記偏光ビームは円偏光されている、請求項２９に記載の方法。
【請求項３９】
医療用バルーンおよび医療用バルーンプリフォームのいずれかを提供する工程と、
表面をアブレーション閾値より低いフルエンスのパルス偏光レーザーエネルギーによる照射に曝露することにより、医療用バルーンおよび医療用バルーンプリフォームのいずれかにＬＩＰＳＳパターンを生成する工程とを備える、方法。
【請求項４０】
前記バルーンおよびバルーンプリフォームのいずれかは、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドまたはポリイミド材料から形成される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
表面をアブレーション閾値より低いフルエンスのパルス偏光レーザーエネルギーによる照射に曝露することによって、フィルムの表面上にＬＩＰＳＳ波パターンを生成する工程と、
続いて、該フィルムを巻いて、長手方向軸線を有するロール構造を提供する工程とを備え、該ＬＩＰＳＳ波パターンは該ロール内を通ってほぼ長手方向に延びる複数のチャネルを形成することを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザーはアブレーションおよび融着によって高分子材料から構造物を形成するために長く用いられてきた。場合によっては、ＵＶレーザービームへの曝露、またはレーザー誘起による加熱によって、硬化可能な調合物を硬化させることもあった。
【０００３】
最近では、新規なレーザー効果、すなわち、レーザー誘起周期表面構造（ＬＩＰＳＳ）が報告されている。これらの構造は、１９３ｎｍおよび２４８ｎｍでポリ（ブチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）およびポリスチレン（ＰＳ）において最初に報告されたと伝えられているサブマイクロメートルサイズのパターンである。現在までに報告されたパターンとしては、熱可塑性基材の表面をレーザーアブレーション閾値エネルギーフルエンスより低い偏光のフルエンスに晒すことにより形成することが可能である線形波および規則的な点が挙げられる。
【０００４】
ＬＩＰＳＳの手順および得られる構造について記載している論文としては非特許文献１〜６が挙げられ、それらの論文は、参照により本願にその全容が援用される。
述べられてきたＬＩＰＳＳ技術の用途としては、マイクロ電子デバイス、および化学的または生物学的の対象の付加または配向における用途が挙げられる。医療機器構造におけるＬＩＰＳＳの使用が報告されているとは思われない。
【非特許文献１】ティ．リッペルト（Ｔ．Ｌｉｐｐｅｒｔ）およびジェイ．ティ．ディキンソン（Ｊ．Ｔ．Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ）、「ポリマーアブレーションの化学・分光学的態様：特殊な特徴および新規な使用法(Chemical and Spectroscopic Aspects of Polymer Ablation: Special Features and Novel Directions )」Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．、２００３年、１０３、４５３−４８５
【非特許文献２】ダブリュ．ワイ．ワイ．ワン（Ｗ．Ｙ．Ｙ．Ｗｏｎｇ）、ティ．エム．ワン（Ｔ．Ｍ．Ｗｏｎｇ）、エイチ．ヒラオカ（Ｈ．Ｈｉｒａｏｋａ）、「偏光パルスレーザー誘起周期表面構造におけるポリマーセグメント配列(Polymer segmental alignment in polarized pulsed laser-induced periodic surface structures )」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ａ６５、５１９−５２３（１９９７年）
【非特許文献３】エム．セテ（Ｍ．Ｃｓｅｔｅ）、エス．ヒルド（Ｓ．Ｈｉｌｄ）、エイ．プレットル（Ａ．Ｐｌｅｔｔｌ）、ピー．ツィーマン（Ｐ．Ｚｉｅｍａｎｎ）、ゼットエス．ボー（Ｚｓ．Ｂｏｒ）、オー．マルティ（Ｏ．Ｍａｒｔｉ）、「ポリカーボネートフィルム上におけるレーザー誘起周期表面構造形成プロセスにおける素地表面粗さの役割(The Role of Original Surface Roughness In Laser-Induced Periodic Surface Structure Formation Process on Poly-Carbonate Films)」、Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ、４５３−４５４（２００４年）１１４−１２０
【非特許文献４】エム．セテ（Ｍ．Ｃｓｅｔｅ）、ジェイ．コカベクザ（Ｊ．Ｋｏｋａｖｅｃｚａ）、ゼットエス．ボラ（Ｚｓ．Ｂｏｒａ）オー．マルティブ（Ｏ．Ｍａｒｔｉｂ）、「ポリマー表面上における偏光ＵＶレーザー照射によって生成されたサブマイクロメートルの微小機械的修飾の存在(The Existence Of Sub-Micrometer Micromechanical Modulation Generated By Polarized UV Laser Illumination On Polymer Surfaces )」、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｃ  ２３（２００３年）９３９−９４４
【非特許文献５】エム．リ（Ｍ．Ｌｉ）ら、「ポリ（ウレタンイミド）フィルム上において５３２ｎｍ偏光レーザー照射により生じる周期微小構造：アゾベンゼン発色団の配向(Periodic microstructure induced by 532 nm polarized laser illumination on poly(urethane-imide) film: orientation of the azobenzene chromophore)」、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、１９３（２００２年）４６−５１
【非特許文献６】アール．ケムケマー（Ｒ．Ｋｅｍｋｅｍｅｒ）ら、「レーザー生成周期表面構造によるメラノサイトの組織の決定(The determination of the morphology of melanocytes by laser-generated periodic surface structures )」、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｃ  ２３（２００３年）４３７−４４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記したＬＩＰＳＳ技術を用いた医療装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様では、表面の少なくとも一部にＬＩＰＳＳパターンを有する医療装置が提供される。ＬＩＰＳＳパターンは、摺動面における接触面積を低減するため、付着に対する総表面積を増大させるため、一つまたは複数の表層の異方性補強を提供するため、細胞または樹状突起成長を整列させるためなどに有用である。
【０００７】
別の態様において、本発明は、医療装置のポリマー表面にパターン形成する方法を提供する。そのプロセスは、ポリマー表面を、アブレーション閾値より低いフルエンスレベルの偏光パルスレーザー照射に曝露する工程を含む。該プロセスによって入手可能なパターンは、長手方向、斜め方向、または周方向に延びる線形波、並びに拡大中心から広がる環状パターンまたは多角形パターンを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ＬＩＰＳＳ効果は、アブレーション閾値より低いフルエンスレベルの偏光パルスレーザー照射を用いて、ポリマーの表面にナノメータからシングルミクロンの構造を形成する。ポリマーは、典型的にはナノ秒の継続時間を有するパルス照射の間に非常に短期間で溶解される。レーザー光線ビームの電場成分は、ビームの偏光のために単一方向に配向され、その結果、溶融状態の間に、前記ポリマーのポリマー双極子セグメントの数パーセントをその電場に整合させる。反復したレーザーパルシングは、漸増的な効果を与え、最終的には、ポリマー表面に局在し、レーザー照射が中止されても損なわれない波パターンを生成するのに十分なほどポリマーを整列させる。そのような波パターンは、パルス間において試料を回転させることによって、あるいは一連のパルスによって、表面上に波ではなく点のパターンを形成することができる。当然のことながら、基材を回転させる代わりに、光学部品の向きを変更することにより、偏光ベクトルを回転させることができる。
【０００９】
フィルムの両面にＬＩＰＳＳパターンを、それらのパターンが交角を為して、例えば直交して、配向されるように形成することにより、あるいは、上面にＬＩＰＳＳパターンを備えた多数のフィルムを、各パターンが異なる角度で交差するように積層することにより、非常に強いフィルムを形成することができる。
【００１０】
ＬＩＰＳＳパターンを生成するためには、特定のポリマーに高度に吸収されるＵＶ波長が適切に使用される。
ＬＩＰＳＳの周期はサブマイクロメートル範囲にあり、線状形の構造は、偏光の方向と平行である。ＬＩＰＳＳ波の周期は、典型的には、レーザー波長の大きさのオーダーであり、以下で説明する式（Ｉ）に従って照射条件および材料の物理的なパラメータに依存する。
【００１１】
ＬＩＰＳＳフィーチャの生成に有効なフルエンスの範囲は、高分子材料および偏光レーザー光線の波長によって変化する。ＰＥＴの場合には、例えば、前記範囲は、ＰＥＴに対して１９３ｎｍで約３〜５ｍＪ  ｃｍ−２であり得る。構造の間隔は、一般的には、レーザー波長に比例する、例えば、ＰＥＴ上において１９３ｎｍの照射では１５０ｎｍの間隔が得られ、２４８ｎｍの照射では１９０ｎｍの間隔が得られる。ポリカーボネート上にＬＩＰＳＳを生成するためにも同様の条件を用いることができる（例えば、ＡｒＦエキシマレーザー光（１９３ｎｍ）、「ｐ」または「ｓ」偏光、４ｍＪ／ｃｍ２のフルエンス、８００〜１０００パルス、３０°〜４５°の入射角）。ＰＥＴ、ポリイミド、ポリスチレンおよびポリスルホン上におけるＬＩＰＳＳパターンは、１０Ｈｚでレーザー発振を行なうＮｄ：ＹＡＧレーザー（２６６ｎｍ）の第４高調波を約２ｍＪ／ｃｍ２のフルエンスおよび５０°の入射角で用いて得ることができる。１０ｍＪ／ｃｍ２まで、または、それ以上のフルエンスが適当である場合もある。パターンの深さは、適用されるレーザーエネルギーによって決定される。
【００１２】
表面の不均質性によるビーム散乱は、ＬＩＰＳＳ周期およびパターンに影響する場合がある。そのため、一般にほぼ均一な表面が望ましい。しかしながら、特定の例において所望される場合には、ポリマー材料の初期の表面粗さを操作することにより、表面構造における非対称パターンを意図的に得ることができる。
【００１３】
ＬＩＰＳＳパターンは、ビーム走査または基材の運動、あるいはその双方を用いて、表面上に配置され得る。またレーザーエネルギーも、回折要素を用いて、大きな領域に分配することができる。ホログラム回折格子（ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｄｉｆｆｒａｃｔｏｒ）を用いると、ほとんどいかなるエネルギー分布をも確立することができる。基材の運動は、回転または並進、あるいはその双方であり得る。並進は、ｘ方向およびｙ方向の少なくとも一方であり得る。ビームに対する基材の向きを周期的に変更することにより、またはビームの回折パターンを変更することにより、複合パターンを得ることができる。点パターンは、一連のレーザーパルス照射の間に、例えば１０〜１００パルス毎に、基材平面における回転を漸増することにより得ることができる。
【００１４】
レーザー修飾表面の分析には、パルスフォースモードで作動する応用原子間力顕微鏡（ａｐｐｌｉｅｄ  ａｔｏｍｉｃ  ｆｏｒｃｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を使用することができる。また、ＬＩＰＳＳ表面の二色性を検討するために、偏光反射ＦＴ−ＩＲを用いることもできる。
【００１５】
適用されるレーザーフルエンスは、アブレーション閾値をはるかに下回るが、特に試料が照射中に空気または酸素に晒される場合、高分子材料に対して若干の化学変化が生じることがある。表面の酸化が望ましくない場合には、基材を窒素または不活性ガスで覆うか、または基材を真空中に配置した状態で、照射を行なってもよい。
【００１６】
波パターンは、レーザー・ビームの光波長および入射角、並びに材料特性の関数である。所与の材料については、前記関数は式（Ｉ）によって表わされる。
【００１７】
【数１】
2008522716.tif 000003
上記式中、πは周期であり、ｎはビームが表面から反射されるときに遭遇する２つの媒質の間における屈折率であり、λは波長であり、Θは入射角である。前記屈折率は、一般的には、空気と高分子材料との間において得られるが、不活性ガスが提供される場合、またはＬＩＰＳＳパターンが内側面に形成される場合、つまりビームが２つのポリマー層の間の境界から反映することによって形成される場合には、異なることもある。
【００１８】
ＬＩＰＳＳ配向ＰＥＴ表面は、谷よりも著しく堅い波の隆条部を有する。これは一般に、整合した極性領域は隣接する非晶質領域より再溶融に対してより耐性を有するので、半結晶性ポリマーおよびブロック共重合体、および主として非晶質熱可塑性物質を含む様々な熱可塑性高分子材料に当てはまると考えられる。
【００１９】
加えて、ゲル化しているが、完全には硬化していない多くの熱硬化性材料をＬＩＰＳＳ手順によって配向させることができる。熱硬化性材料は、熱の付与により、化学的に異なる成分同士の混合により、または放射線への曝露により、硬化する組成物を含む。ゲル化した熱硬化性層に対して、ＬＩＰＳＳパターン形成を行った後に、熱硬化性ゲルの次に続く上層によって過充填を行い、ＬＩＰＳＳは毎回新たな上層をパターン形成することにより、生じる高分子材料の大部分にわたって多層配向結晶構造が形成される。同時に、一部の層または各層に対してレーザーの偏光が変更される場合、結晶は角度が変更された層によって画定される平面を横断し、材料の全体的な強度をさらに増大させる。
【００２０】
適切には、レーザー・ビームの最も均質な部分を、特異的な波長に対して被覆された薄層偏光子によって線形的に偏光してもよく、そのフルエンスは減衰器モジュールの適用により０．５〜１０ｍＪ／ｃｍ２に調節される。
【００２１】
図１を参照すると、エム．セテ（Ｍ．Ｃｓｅｔｅ）、「ポリカーボネートフィルム上におけるレーザー誘起周期表面構造形成プロセスにおける素地表面粗さの役割(The Role of Original Surface Roughness In Laser-Induced Periodic Surface Structure Formation Process on Poly-Carbonate Films)」、Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ、４５３−４５４（２００４年）、１１５頁に記載されているような、ポリマー表面上にＬＩＰＳＳパターンを生成するための装置１０が示されている。この装置は、例えばＡｒＦレーザーなどのレーザー１２と、角度１５が０〜４５°まで可変である減衰器１４と、例えば５ｍｍのビーム幅を提供する開口１６と、例えば「ｓ」偏光を生じるレーザーオプティック（Ｌａｓｅｒｏｐｔｉｋ）社の薄層偏光子などの偏光子１８とを備える。偏光子角度１９は、例えば、約７０°であってもよい。試料２０は、入射角αを可変にし、試料をｘ方向およびｙ方向の双方に並進させることを可能にするテーブル（図示せず）の上に載置されている。当然のことながら、図１に示したレンズ光学部品構造のうちの一部またはすべての代わりに、等価なミラー光学部品を用いてもよい。
【００２２】
ＬＩＰＳＳ効果が医療装置において有益に利用され得る、多くの有用な用途が存在する。
ＬＩＰＳＳパターンの隆条構造およびその山が比較的硬いことを利用して、２つの摺動ポリマー表面の間における接触領域の摩擦を低減することができる。一例として、この特性は、ガイドワイヤ上のポリマー外装材、カテーテル管および内視鏡の外面および内面、並びにバルーンの外面において有益である。いくつかの利点がここにある。摺動抵抗は実際の接触面積に依存し、ＬＩＰＳＳパターンが生成される場合、表面の総接触面積は隆条部の頂上の面積に低減される。更に、ＬＩＰＳＳパターンにおいて、ポリマーのより硬質な結晶性セグメントは隆条部に集中する。これにより、装置を形成するためには比較的より柔らかく、より可撓性であるバルクポリマーを用いるが、それでもなお接触点はバルク材料より硬質で頑丈である表面を得ることが可能となる。
【００２３】
接触面積を縮小することにより摺動抵抗を低減することに加えて、バルーン外壁に構成されるＬＩＰＳＳの硬質な隆条は、例えば、破裂力をより強直な隆条に沿って分散させることにより、改善された耐破裂性を提供することができる。これは、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドまたはポリイミド材料から形成されたバルーンには特に有益である。
【００２４】
表面が構造化された表面の波または点構造は、滑動に対してより小さい接触面積を生じるが、谷の面積も考慮に入れられる場合には、ＬＩＰＳＳ表面の総面積はより大きくなる。これは、表面が粘着性または生体機能性のコーティングで完全に被覆される場合に、界面の付着を増大させるために利用することができる。また増大した表面積は、活性が装置の巨視的な領域に基づいて考慮される場合に、薄い機能性生体機能コーティングの活性を増大させるためにも利用することができる。
【００２５】
図２には、外面１１４を有するバルーン１１２を備えるバルーンカテーテル１１０の先端部分が示されている。カテーテル１１０は、さらに外面および内面１１８，１２０を有する外側シャフト１１６と、外面および内面１２４，１２６を有する内側シャフト１２２とをそれぞれ備える。内側シャフトはガイドワイヤルーメン１２８を画定する。内側シャフトと外側シャフトとの間の空間は膨張ルーメン１３０を画定する。バルーン１１２は、その基端部において外側シャフト１１６に接合され、その先端側において内側シャフト１２２に接合される。
【００２６】
カテーテル１１０の摺動面は、少なくとも内側シャフト１２２の内面１２６と、外側シャフト１１６の外面１１８と、バルーン外面１１４とを含む。留置の間、内面１２６はガイドワイヤ上を摺動する。留置および抜去のために、外側シャフトの表面１１８およびバルーン外面１１４の一部が体内管腔内を摺動する。場合よっては、内側シャフトおよび外側シャフトが互いに対して移動可能にされ、したがって、外側シャフト表面１１８に対して内側シャフト表面１２６が摺動してもよい。
【００２７】
本発明の幾つかの実施形態において、各層の界面において内部補強を形成するために、ＬＩＰＳＳ表面修飾を連続的に塗布されるポリマーコーティング層において繰り返してもよい。その場合、特に連続層の波パターンは非平行に整列される。
【００２８】
図３は、山１５５および谷１５８を備える、縞状ＬＩＰＳＳパターンを有するポリマー医療装置表面１５０の断片の拡大図を示す。このようなパターンの周期性は、５０〜１０００ナノメータ（例えば１００〜６００ｎｍ）の範囲にある。
【００２９】
装置表面の全体にＬＩＰＳＳによってパターン形成する必要はない。ＬＩＰＳＳパターンは、補強が所望される特定の場所のみに設けられてもよい。図４は、ＬＩＰＳＳパターンが刻みつけられた点領域１６５を有するポリマー医療装置表面１６０の断片を概略的に示す。点領域１６５は表面を通る孔１７０を有する。孔１７０は、同じレーザー装置を用いて、入射角を垂直に変更し、出力をアブレーションレベルに増大することによって提供され得る。その孔が表面１６０を介して物質を通過させるために用いられる場合、ＬＩＰＳＳパターンは、孔の周囲の点領域１６５を強化し、使用中に孔が拡大する傾向を低減する。図示しない実施形態において、交差ＬＩＰＳＳパターンを点領域１６５の裏面に設けてもよい。
【００３０】
ＬＩＰＳＳパターンはレーザー・ビームの偏光と相互に関連するので、ビームの光学的または機械的な操作を用いて、線形波以外の多数の別のパターンを提供することができる。例えば、円偏光を用いて、環状波、例えば円形の装置または孔の周線に対して平行に延びる波を生成することができる。図５は、孔１８５を取り巻く、表面の点領域１８０の構成を示す。点１８０の表面におけるＬＩＰＳＳパターンは環状である。同様に、ビームの分割、曲折、および反射の既知の光学技術によって、多角形パターンを生成することができる。
【００３１】
表面補強を基材の複数の孔の間に施してもよい。図６は、フィルム基材の表面部分１９０を示す。表面部分１９０は、該表面部分１９０を通る多数の孔２００を有し、隣接した孔２０８の間にはＬＩＰＳＳ波パターン２０５が設けられている。図７は、装置の別の表面部分２１０を示す。表面部分２１０は、該表面部分を通る複数の孔２１２有し、それらの孔の間には交差ＬＩＰＳＳパターン２１４，２１６が設けられている。場合によっては、交角をなして配置されるＬＩＰＳＳパターンを、波パターンの連続性を維持するように、フィルム基材の両側に刻みつけてもよい。
【００３２】
ＬＩＰＳＳパターンは、装置の部分によって異なっていてもよい。図８は、カテーテルアテローム切除術のような外科的処置において、血管内に留置して、処置の間に生成または放出される塞栓物質を捕捉する血液フィルタ装置２２０の概略図である。装置２２０はワイヤ２２２を備える。ワイヤ２２２の先端はループ２２４であり、ループ２２４の上には、ＬＩＰＳＳパターンを有する袋体２２５の形態にあるフィルタ膜が取り付けられている。この袋体の部分２３０、すなわちそのループ２２０との重複部の近くにおいては、ＬＩＰＳＳパターンは流動方向に対して長手方向に延びている。袋体の部分２３５には、周方向のＬＩＰＳＳパターンが設けられている。これに代えて、部分２３５の孔の周囲の領域を、図４〜図７に関して説明したいずれの方法によってパターン形成してもよい。
【００３３】
図９は、周方向のＬＩＰＳＳパターンの波２５５を有する管状部材２５０を示す。波２５５は、管の破裂抵抗を増大させるために使用することができる。縞状パターンは環状であってもよいし、螺旋状であってもよい。管の長さに沿って密度または角度を変化させた縞状パターンを設けることによって、管の可撓性をその長さに沿って変更することができる。
【００３４】
ＬＩＰＳＳパターンの山から山の間隔および山から谷の深さは、装置に特定の大きさのチャネルを設けるために利用することができる。図１０は、フィルムをロール状に巻いて層２６５を提供することによって用意された装置２６０を示す。フィルムは波ＬＩＰＳＳパターンを有する。フィルムは、前記パターンとほぼ平行な長手方向軸線に沿って巻かれている。前記ロールは、適切には、該ロールの長手方向軸と交差する平面に沿って切断される。ＬＩＰＳＳパターンの谷は、ろ過に使用可能である緊密に制御された大きさのチャネル２７０を提供する。幾つかの実施形態においては、被覆フィルムの滑らかな面は隣接するＬＩＰＳＳ表面上の山の先端に接着される。接着は、感圧性接着剤層または硬化可能な接着剤層をフィルムの滑らかな面に設けることにより行なうことができる。
【００３５】
図１０に示したタイプのロール片は、ニューロンのような特定種の細胞の樹状突起成長を導くインプラントとしても使用することができる。例として、傷部位の両側に存在する健康な神経組織からの樹状突起成長が、個別のチャネルを通って成長するように誘導されて、健康な組織の個々のニューロン間における伝達の回復を促進する。場合によっては、健康な神経組織間においてより長い範囲の再接続を行なうために、ロール部分同士の間に神経幹細胞を配置することが有効であることもある。樹状突起成長を誘導するために、チャネル内に神経成長因子を提供してもよい。そのようなインプラントの高分子材料は、生分解性であってもよい。本発明のさらなる態様は、装置内のチャネルが健康なニューロン同士の間、または幹細胞と健康なニューロンとの間に延びるように、そのような装置を損傷部位に移植することを含む、神経系の損傷を治療するための外科的方法によって構成される。
【００３６】
ＬＩＰＳＳは、特定のポリマー分子部分の局所的な分子整列を生成する。そのため、分子の極性部分と非極性部分と間に実質的な伝導率の差を有するポリマーにおいて、ＬＩＰＳＳパターンは複数の伝導性部分を同時に配置することができる。従って、フィルム表面の電気的性質を変化させて、異方性伝導性を生成することができる。生物学的活性を支配し得る特定の局所的な電気的性質を有する装置を製造することができる。ＬＩＰＳＳによって提供される伝導性に有意な異方性を有する複数のＬＩＰＳＳパターン層を用いて、電子装置を形成することもできる。
【００３７】
カテーテル管のような装置の内面がＬＩＰＳＳ手順によって改良されることが望まれる場合、光ファイバによってレーザーエネルギーをその表面に送出することも可能である。
本発明は、丈夫で摺動摩擦が低い面が必要とされる任意の管状またはワイヤ状の表面、特に装置の厚み寸法が最小でなければならないそのような表面として用途を有する。ＬＩＰＳＳパターンは、外面にあっても、内側の管状表面上にあってもよく、また、連続していてもよいし、不連続であってもよい。
【００３８】
本願に記載した技術を用いて、任意の医療装置の摺動面を修飾し得る。本発明は、カテーテルアセンブリに対して特定の有用性を提供する。カテーテルアセンブリは広範囲の手技で使用され、例えば、脈管構造（冠状動脈血管系を含む）内、胆管内、尿管内、神経系、生殖系などにおいて、ガイドカテーテルおよびステントデリバリーシステムのような医療装置用デリバリーシステムと同様に用いられる。非限定的な例として、本発明は、カテーテルシャフトの内面または外面、並びにバルーンのそのような表面を修飾するためも使用され得る。ステントスリーブまたは他のステント保護構造も、ＬＩＰＳＳフィーチャを有利に備えてもよい。またガイドワイヤも、ＬＩＰＳＳによって生成された波または点パターンを有するポリマーコーティング材で有利に被覆して、身体における摺動摩擦を低減し、かつカテーテルがワイヤ上を進められるときのルーメンの摩擦を低減するようにしてもよい。
【００３９】
ＬＩＰＳＳパターンはまた、別のものとの接触から引き剥がされなければならない表面において有利に使用することもできる。一部のステントの保護構造はこのように作用する。対向する表面に、それらの表面が対合したときに交差する波パターンを設けた場合、そのような表面の界面における接触による癒着を低減することができる。
【００４０】
一般に、ＬＩＰＳＳパターンは熱可塑性ポリマー材料において生じさせることができる。表面でゲル化しているか、またはそれに非常に近いが、表面においてまだ完全には硬化していない熱硬化性組成物もまた、その上にＬＩＰＳＳパターンを形成するのに適した基材であり得る。場合によっては、組成物の硬化とその上におけるＬＩＰＳＳパターンの形成とを同時に行なうために、レーザー照射を用いてもよい。
【００４１】
本願における使用に適したポリマー材料の例には、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ナイロンを含むポリアミド、ポリスルホン、セルロース系材料、ポリスチレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエポキシド、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、それらのブロック共重合体などの共重合体およびそれらの混合物、並びに本願で特に言及してない様々な他のポリマー材料が含まれるが、これらに限定されるわけではない。本願において用いられるように、用語「共重合体」は、ターポリマーなどを含む、２つ以上のモノマーを用いて形成される任意のポリマーを指す。
【００４２】
適切なポリオレフィンの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、並びにそれらの共重合体が挙げられる。
適切なポリエステル共重合体の例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００４３】
ポリアミド材料の例としては、ナイロン６、ナイロン６／６、ナイロン６／１２、ナイロン９／１２、ナイロン６／１０、ナイロン１０、ナイロン１１、ナイロン１２などが挙げられる。
【００４４】
ポリエーテル共重合体の例としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が挙げられる。
適切なスチレンブロック共重合体の例としては、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレン（ＳＥＰＳ）、スチレン−イソブチレン−スチレン（ＳＩＢ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）などを含むがそれらに限定されないスチレン末端ブロックを有するそれらのブロック共重合体が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００４５】
適切なポリアミドブロック共重合体の例としては、例えば、ポリエーテルブロック−アミドが挙げられる。ポリエステルブロック共重合体の例としては、ポリエステルブロックエステル共重合体、ポリエステルブロックエーテル共重合体などが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。ポリエステルおよびポリアミドのブロック共重合体エラストマーおよびそれらのバルーン材料としての使用は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，４０６，４５７号、同第６，１７１，２７８号、同第６，１４６，３５６号、同第５，９５１，９４１号、同第５，８３０，１８２号、同第５，５５６，３８３号、同第５，１１２，９００号にも記載されている。
【００４６】
医療用バルーンの形成に特に適した適切なポリマー材料の例としては、ポリエステルおよびその共重合体、ポリアミドおよびその共重合体、ペンシルベニア州フィラデルファア所在のアトフィナ  ケミカルズ（Ａｔｏｆｉｎａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されているＰＥＢＡＸ（登録商標）の商品名で入手可能なもの等のポリアミドブロック共重合体、ポリエステルブロック共重合体、ポリウレタンブロック共重合体、ポリオレフィンおよびその共重合体、並びにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。ポリ（エステル−ブロック−エーテル）エラストマーは、デュポン  ド  ヌムール  アンド  カンパニー（ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏ．）からＨＹＴＲＥＬ（登録商標）の商品名で入手可能であり、ポリブチレンテレフタレートの硬質セグメントと、長連鎖ポリエーテルグリコールに基づく軟質セグメントとから成る。また、これらのポリマーはＡＲＮＩＴＥＬ（登録商標）の商品名でＤＳＭ  エンジニアリング  プラスチックス（ＤＳＭ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）からも入手可能である。適切なバルーン材料は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許番号第５，５４９，５５２号、同第５，４４７，４９７号、同第５，３４８，５３８号、同第５，５５０，１８０号、同第５，４０３，３４０号、および同第６，３２８，９２５号にも記載されている。これらの特許文献の各々は参照によりその全容を本願に援用される。
【００４７】
カテーテルシャフトの形成に特に適したポリマー材料としては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ（エーテル−ブロック−アミド）、ポリ（エステル−ブロック−エーテル）、ポリ（エステル−ブロック−エステル）のようなポリオレフィンが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００４８】
熱硬化性材料の例としては、光および／または熱によって活性化される一液型のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエーテルおよびポリチオール／ポリエン系、水分によって活性化されるポリイソシアネートおよびシリコーン、並びにニ液型のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーンおよびポリウレタン系がある。
【００４９】
本願において、同一または異なるポリマー組成物を用いて２つ以上のポリマー層が形成される多層構造を使用してもよく、光エネルギーは２つの層の間の界面に反射するように指向されて、その界面でＬＩＰＳＳパターン形成を生じさせる。
【００５０】
一般に、より高いエネルギー照射によって生じ得る副反応を回避するために、より低エネルギーの、例えば近紫外線または可視領域の光の波長を用いることが好ましい。特定のポリマーに強く吸収されない波長をＬＩＰＳＳパターン形成工程に使用することが望まれる場合、所望の波長の光によって強く吸収される部分を組み込むようにポリマーを修飾してもよい。ポリマー修飾の技術の実例は、エム．リ（Ｍ．Ｌｉ）ら、「ポリ（ウレタンイミド）フィルム上において５３２ｎｍ偏光レーザー照射により生じる周期微小構造：アゾベンゼン発色団の配向(Periodic microstructure induced by 532 run polarized laser illumination on poly(urethane-imide) film: orientation of the azobenzene chromophore )」、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、１９３（２００２年）４６−５１に記載されている。
【００５１】
カテーテルは、当技術分野において詳述されている構成を有する従来の材料から形成され得る。基端側シャフト部分は、ポリオレフィン、ポリアルキレンテレフタレート、ナイロン、ポリ（エーテル−ブロック−アミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような高強度のポリマーを用いて、マルチルーメン押し出しによって製造することができる。同様に、多層構造を形成するために、共押し出しを用いてもよい。
【００５２】
また、編組、織物、編物、粗紡、ランダム状などの形態にある繊維材料を、本発明の医療装置の層内または層間に設けてもよい。
また、ＬＩＰＳＳパターンを、セラミック前駆体として機能する有機金属ポリマー材料内に生じさせてもよい。その後、前駆体のさらなる熱処理により、前駆体のＬＩＰＳＳパターンに由来する波状または他のパターンを表面に有するセラミックスを生成することができる。従って、本発明のさらなる態様は、ポリマー材料前駆体の熱処理によって得られるセラミックス材料の一部を備える医療装置である。前記前駆体は、その表面または材料の２つ以上の層の間の界面の少なくとも一部においてレーザー誘起周期表面構造（ＬＩＰＳＳ）パターンを有する。
【００５３】
上記の例および開示は、例示を意図したものであり、全てを網羅するものではない。これらの例および記載は、当業者に対して、多くの変形例および別例を示唆するであろう。これらの別例および変形例はすべて、特許請求項の範囲内に包含されるものとし、用語「備える」は「それを含むが、それに限定されない」ことを意味する。当業者であれば、本願に記載した特定の実施形態に対する他の均等物を認識し得る。そのような均等物は特許請求の範囲に包含されるものとする。さらに、本発明の範囲内において、従属請求項に示される特定の特徴を他の方法で互いに組み合わせることができ、そのため、本発明は従属請求項における特徴の他の可能な組み合わせを有する他の実施形態にも特定的に関するものと認められるべきである。例えば、請求項の公開を目的として、多数項従属形式が管轄内において許容可能な形式である場合には、任意の後続の従属項は、その代わりとして、そのような従属項において引用される全ての先行項を有するすべての請求項に従属する多数項従属形式で記載されるものと解釈されるべきである。多数項従属請求項の形式が制限される管轄においては、後続の従属請求項は、その代わりとして、そのような従属請求項において列挙された特定の請求項以外の先行項に対する従属関係を形成する各単一項従属請求項で記載されるものと解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】表面上にＬＩＰＳＳパターンを生成するための装置を示す概略図。
【図２】本発明の医療装置の一部の側断面図。
【図３】上部に縞状ＬＩＰＳＳパターンを有するポリマー医療装置表面の断片の拡大図。
【図４】交差ＬＩＰＳＳパターンを刻みつけられた点領域を有するポリマー医療装置表面の断片を示す概略図。
【図５】ＬＩＰＳＳパターンが縞状をなすＬＩＰＳＳパターン化点／孔の他の構成を示す図。
【図６】内部を通る多数の孔を有する表面部分示す図であって、隣接する孔の間に縞状ＬＩＰＳＳパターンが設けられている。
【図７】内部を通る多数の孔を有する装置の表面部分を示す図であって、孔の間に交差ＬＩＰＳＳパターンが設けられている。
【図８】ＬＩＰＳＳパターンを有するフィルタ膜を用いた血管内留置用血液フィルタ装置を示す概略図。
【図９】密度を変化させた周方向のＬＩＰＳＳパターンを有する管状部材を示す図。
【図１０】縞状ＬＩＰＳＳパターンを有するロール状のフィルム材料を切断することにより用意された表面を示す図。
【図１】
2008522716.tif 000004
【図２】
2008522716.tif 000005
【図３】
2008522716.tif 000006
【図４】
2008522716.tif 000007
【図５】
2008522716.tif 000008
【図６】
2008522716.tif 000009
【図７】
2008522716.tif 000010
【図８】
2008522716.tif 000011
【図９】
2008522716.tif 000012
【図１０】
2008522716.tif 000013
【国際調査報告】
2008522716.tif 000014
2008522716.tif 000015