(57)【要約】  バルーンの折畳みを良好にする改質領域を有する医療用バルーンが記載される。
2010504161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用装置であって、
ポリマーから形成されるほぼ筒形状の膨張可能なバルーン壁部を備え、前記バルーン壁部は、ポリマー材料からなる第一の領域と前記ポリマーが炭化ポリマー層を含む第二の領域とを有し、前記第一の領域と前記第二の領域とが、バルーンを三つ以上の葉に折畳むことを容易にさせるパターンに構成される医療用装置。
【請求項２】
前記第二の領域が、前記バルーンの約１０％から約７５％の間の範囲に及ぶ、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項３】
前記第二の領域が、前記バルーンの約３０％から約５０％の間の範囲に及ぶ、請求項２に記載の医療用装置。
【請求項４】
前記パターンは、前記バルーンが折畳まれるときに前記第二の部分が外側に配置されるように構成される、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項５】
前記第二の領域は、前記バルーンの中心軸線に平行に配置される、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項６】
前記第二の領域は、ヘリカルパターンに構成され、該パターンの角度が、前記バルーンの中心軸線に対し０°から４５°の間である、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項７】
前記炭化ポリマー層は、約１から１００ｎｍの間の深さにある、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項８】
前記炭化ポリマー層は、ダイアモンド状材料を含む、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項９】
前記炭化ポリマー層は、グラファイト材料を含む、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項１０】
前記第二の領域のより剛性を有する層は、酸化ポリマー又は架橋ポリマーのうちの一つを更に備える、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項１１】
前記第二の領域は、酸化ポリマー層、前記炭化ポリマー層、及び架橋ポリマー層を含む、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項１２】
前記炭化ポリマー層は、５００以上のビッカース硬度（ｋｇｆ／ｍｍ２）を有する、請求項１１に記載の医療用装置。
【請求項１３】
前記架橋ポリマー層は、約１００から１５００ｎｍの間の深さにある、請求項１１に記載の医療用装置。
【請求項１４】
前記架橋ポリマーは、前記炭化ポリマー層と実質的に未改質のポリマー材料とに直接に結合される、請求項１１に記載の医療用装置。
【請求項１５】
前記所望される形態は、少なくとも三つの羽を有する折畳まれたバルーンである、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項１６】
医療用装置であって、
ポリマーから形成されるほぼ筒形状の膨張可能なバルーン壁部を備え、前記バルーン壁
部は、ポリマー材料からなる第一の領域とポリマーが１５００ｎｍ以下の厚みの酸化、炭化又は架橋ポリマー層を有する第二の領域とを有し、該第二の領域は、バルーン表面の約２０から約５０％の間の範囲に及び、前記第一の領域と前記第二の領域とが、前記バルーンを所望される形態に折畳むパターンに構成される医療用装置。
【請求項１７】
前記酸化、炭化又は架橋ポリマー層は、約１から１００ｎｍの間の厚みを有する、請求項１６に記載の医療用装置。
【請求項１８】
前記第二の領域は、前記炭化ポリマー層を有する、請求項１６に記載の医療用装置。
【請求項１９】
前記第二の領域は、前記架橋ポリマー層を有する、請求項１６に記載の医療用装置。
【請求項２０】
前記第二の領域は、ダイアモンド状材料を含む、請求項１６に記載の医療用装置。
【請求項２１】
前記第二の領域は、グラファイト材料を含む、請求項１６に記載の医療用装置。
【請求項２２】
医療用装置を処理する方法であって
膨張可能なバルーンの部分をイオン源に暴露させるステップを備え、前記部分は、前記バルーン表面の約２０％から約５０％の間の範囲に及ぶ方法。
【請求項２３】
前記暴露させるステップの前に、前記バルーンを所望される折畳み形態に折畳むステップを更に備え、
前記暴露させるステップは、前記バルーンが前記所望される折畳み形態にあるときに、前記バルーンの外側面を前記イオン源に暴露させるステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記バルーンの部分を暴露させるステップは、前記部分の表面上の材料を酸化させるステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記部分を暴露させるステップは、前記酸化された材料に隣接する材料を炭化させるステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記バルーンの部分を暴露させるステップは、前記炭化された材料に隣接する材料を架橋させるステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記バルーンの部分を暴露させるステップは、前記バルーンの長さに沿った直線状領域を暴露させるステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記バルーンの部分を暴露させるステップは、前記バルーンの長さに沿ったヘリカル領域を暴露させるステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
前記バルーンの部分を暴露させるステップは、マスクを通して前記バルーンを暴露させるステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記部分を暴露させる前に前記バルーンを膨張させるステップをさらに備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
前記バルーンの部分をイオン源に暴露させるステップは、前記部分をプラスに帯電したイオンに暴露させるステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記バルーンの部分をイオン源に暴露させるステップは、前記部分を２０ｋｅＶに暴露させるステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療用バルーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体は、動脈、他の血管、及び他の管腔のような各種の通路を含む。これらの通路は、例えば腫瘍によって閉塞したり、又はプラーク（ｐｌａｑｕｅ）によって妨げられたりすることがある。閉塞した血管を拡張させるために、例えば血管形成術においてバルーンカテーテルが使用され得る。
【０００３】
バルーンカテーテルは、長尺で且つ細いカテーテル本体によって搬送される膨張及び収縮可能なバルーンを含み得る。バルーンカテーテルは、人体内に容易に挿入させるためにバルーンカテーテルの半径方向プロファイルを減少させるように、カテーテル本体の周りに当初折畳まれている。
【０００４】
使用時において、折畳まれたバルーンは、血管内に配置された案内ワイヤ上でバルーンカテーテルを進めることによって、例えばプラークによって閉塞した部分に搬送され得る。バルーンは、次に、例えば流体をバルーンの内部に導入することによって膨張される。バルーンの膨張により、血流量が増加するように、血管を半径方向に拡張出来る。使用後、バルーンは収縮され、人体から引き抜かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第１１／３５５，３９２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３６６，４４２号明細書
【特許文献３】米国特許第５，１９５，９６９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，２７０，０８６号明細書
【特許文献５】米国特許第６，９５１，６７５号明細書
【特許文献６】米国特許出願第１１／３５５，３６８号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ラオ、２００５年「表面及びコーティング技術１９７」、１５４−１６０
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様において、本発明は、ポリマーから形成されるほぼ筒形状の膨張可能なバルーン壁部を備える医療用装置を特徴とする。バルーン壁部は、ポリマー材料からなる第一の領域とこのポリマー（材料）が炭化ポリマー層を有する第二の領域とを有する。第一の領域と第二の領域とは、バルーンを三つ以上の葉（ｌｏｂｅ）に折畳むことを容易にするパターンに構成される。一態様において、本発明は、ポリマーから形成されたほぼ筒形状の膨張可能なバルーン壁部を備える医療用装置を特徴とする。バルーン壁部は、ポリマー材料からなる第一の領域とこのポリマーが１，５００ｎｍ以下の厚みを備える酸化、炭化又は架橋ポリマー層を有する第二の領域とを有する。第二の領域は、バルーン表面の約２０から約５０％の間の範囲に及び、且つ第一の領域と第二の領域とが、バルーンを所望される形態に折畳むようなパターンに構成される。
【０００８】
一態様において、本発明は、医療用装置を処理する方法を特徴とし、膨張可能なバルー
ンの各部分をイオン源に暴露させるステップを含み、バルーン表面の約２０％から約５０％の間の範囲に及ぶ。
【０００９】
装置の実施形態は、以下の特徴を一つ以上含み得る。第二の領域は、バルーンの１０％から７５％の間の範囲に及び、例えば、バルーンの約３０％から５０％の間にある又はバルーンの半分以下である。第二の部分は、バルーンが折畳まれたときに外側に配置され得る。医療用装置は、バルーン上に配置されるステントを含み得る。第二の領域は、バルーンの約１／３から約１／２の範囲に及ぶことができ、第二の領域は、バルーンの周囲に沿ってお互いから等距離の所にあるバルーン上に三つの分離した領域とし得る。第二の領域は、バルーンの中心軸線に平行に配置され得る。あるいはまた、第二の領域は、ヘリカルパターンに構成でき、このヘリカルパターンの角度が、バルーンの中心軸線に対し０°から４５°の間となる。炭化ポリマー層は、約１から１００ｎｍの間の深さとし得る。炭化ポリマー層は、ダイアモンド状材料又はグラファイト材料を含み得る。第二の領域のより堅い層は、更に酸化ポリマー又は架橋ポリマーのうちの一つを含み得る。酸化ポリマー層は、炭化ポリマー層に直接結合され得る。第二の領域は、酸化ポリマー層、炭化ポリマー層、及び架橋ポリマー層を含み得る。酸化ポリマー層は、バルーン壁部の外側面上にあり得る。酸化ポリマー層は、炭化ポリマー層に直接に結合され得る。炭化ポリマー層は、５００（ｋｇｆ／ｍｍ２）以上のビッカース硬度を有し得る。架橋ポリマー層は、約１００から１５００ｎｍの間の深さとし得る。架橋ポリマーは、炭化ポリマー層及び実質上未改質ポリマー材料に直接に結合され得る。第二の領域は、バルーン壁部の内径に隣接するポリマー材料を含み得る。所望される形態は、三つ、四つ、五つ以上の羽（ウィング）を含む折畳まれたバルーンとし得る。バルーンは、暴露されるステップの前に所望される折畳み形態に折畳むことができ、この暴露するステップは、バルーンが所望される折畳み形態にあるときに、バルーンの外側面をイオン源に暴露させるステップを含み得る。バルーンを暴露させるステップが、酸化された材料に隣接する炭素化される材料又は炭化材料に隣接する架橋される材料のうちの一つ以上の酸化される材料を各部分の表面上に含み得る。各部分を暴露するステップは、バルーンの内径において材料を変化し得ないこともある。バルーンは、バルーンの長さに沿って直線状又はヘリカルに暴露され得る。バルーンは、マスクを通して暴露され得る。バルーンは、暴露するステップの前に膨張され得る。バルーンは、プラス帯電されたイオンに暴露され得る。バルーンは、約２０ｋｅＶのエネルギーに曝され得る。
【００１０】
本明細書に記載される技術及び装置の利点は、以下の利点のうちいずれも提供しないか、あるいは一つ以上を提供する。選択的に改質された領域を含むバルーンは、所望される形態に折畳むことができ、その所望される形態は改質された領域の位置によって部分的に決定される。管腔内での膨張及び収縮の後で一連の葉に折畳まれるバルーンは、同様な方法で折畳まれない同様のバルーンより小さいプロファイル（外形）を有し得る。より小さいプロファイルを有する折畳まれたバルーンは、従来のバルーンより管腔から容易に除去できる。さらに、折畳まれたバルーンは、患者に合併症をほとんど生じさせることなく、且つ患者の使用に対してより安全とし得る。改質された折畳みバルーンは、使用中に磨耗又は他の損傷に対して耐性を有する表面を提供し得る。
【００１１】
本発明の一つ以上の実施形態の詳細が、添付の図面及び明細書に従い以下に記載される。本発明の他の特徴、目的及び利点は、明細書と図面、及び特許請求の範囲から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】閉塞した血管内で折畳まれた状態にあるバルーンを例示する断面図。
【図１Ａ】血管内のバルーンの端面図。
【図２】拡張された状態のバルーンの例示。
【図２Ａ】拡張された状態のバルーンの例示。
【図３】再び折畳まれた状態のバルーンの例示。
【図３Ａ】再び折畳まれた状態のバルーンの例示。
【図４】改質され、拡張されたバルーンの側面図。
【図５】改質され、拡張されたバルーンの断面図。
【図６】折畳まれる際のバルーンの一部分の断面図。
【図６Ａ】折畳まれる際のバルーンの一部分の断面図。
【図６Ｂ】折畳まれる際のバルーンの一部分の断面図。
【図７】プラズマ浸入イオン注入装置の概略図。
【図８】改質ポリマー領域及び未改質ポリマー領域を示す、バルーンの壁の断面図。
【図９】図８に例示されたバルーン壁部の一部分の構造の構成を例示する概略図。
【図１０】バルーンの表面上の改質領域の例示パターンを示す。
【図１１】バルーン上の改質領域のパターンを形成するためのマスクを示す。
【図１２】バルーン上の代替の改質パターンを示す。
【図１３】バルーン上の代替の改質パターンを示す。
【図１４】バルーン上の代替の改質パターンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
複数の図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。
図１及び図１Ａを参照すると、バルーン１０を搬送するカテーテル８は、バルーン１０が閉塞部１８の領域に届くまで、案内ワイヤ（図示せず）上で、人体の管腔１６、例えば冠状動脈等の血管を通るように方向付けられている。断面プロファイルを減少させるために、バルーン１０は、カテーテル１０の周りに包まれた一連の葉（ｌｏｂｅ）又は羽２０，２２，２４に構成される。図２及び図２Ａを参照すると、バルーンは、次に膨張流体で充填されることにより半径方向に拡張される。バルーン１０を膨張させることにより、バルーンの壁部を管腔１６の血管壁に押し付け、その結果、閉塞部１８が圧迫されて、バルーン１０を取り巻く血管壁が半径方向に拡張される。実施形態において、ステント（図示せず）は、バルーン上に位置決めされ、且つバルーンを膨張させることによって拡張される。図３及び図３Ａを参照すると、圧力がバルーン１０から放出されるときに、バルーンは三つの葉の形状となり、互いの上で丸まってバルーン１０をコンパクトな形状にし、管腔１６から容易に除去出来る。
【００１４】
図４及び図５を参照すると、バルーンは、収縮による葉の形成を容易にする未改質領域４０と改質領域４６とを含むポリマー本体を有する。改質領域４６は、未改質領域４０より剛性を有する。以下に記載されるように、改質領域は好ましくは、この改質領域が、破裂強度のようなバルーン特性に実質的に影響しない、バルーンポリマーの炭化範囲を含むように、プラズマ浸入イオン注入によって形成される。すなわち、炭化範囲は、所望の破裂強度に対する膨張のような、所望の機能をバルーンが果たすことを防げない。改質領域４６は、バルーン表面の約１０％から７５％の間、例えば約３０％から６０％の間又は約２０％から５０％の間のような、バルーン表面の実質的な領域に対応する各位置に設けられ得る。この実施形態に示されるように、改質領域４６は、外側面４８の約１／３の範囲に及ぶ。
【００１５】
特に図５を参照すると、バルーン１０の断面は、ある実施形態において、改質領域４６が外側面４８に対応する領域に配置されるが、内側面５２又はバルーンの内径までの厚みを通って延びていない。すなわち、バルーン１０の内径５２は、主に未改質ポリマーを含み得る。実施形態において、改質領域は、バルーン壁部の厚みに対して約１０％以下の厚み、例えば、約１％以下又は０．１％以下の厚みを有する。
【００１６】
図６を参照すると、収縮された形態は、改質部分４６のパターンによって決定される。
膨張流体が吸引されるとき、未改質部分４０は、未開質部分と改質部分との二つの部分（図６Ａ参照）の間の可撓性の相違により、改質領域４６より先に変形される。未改質領域４０は、フラップ（図６Ｂ参照）の間で谷部６０を形成するように曲げられる。改質領域が、折畳まれたバルーンの外側になるようにフラップが形成される。改質領域が、管腔壁又はバルーンによって搬送されるステントとの摩擦による損傷に対する耐久性をもたらし得るので、剛性を有する改質領域が外側にあることは有利である。しかしながら、ある実施形態において、改質部分４６は、バルーンの内側にある。
【００１７】
改質領域は、二つ以上、好ましくは三つ以上の葉又はウィング等、四つ又は五つ以上の葉を形成するように構成され得る。さらに、バルーンは、上述されたように改質領域及び未改質領域を有し得るが、他の実施形態において、バルーン全体が改質されるが、異なる複数の領域が他の改質領域より剛性を有するように改質される。
【００１８】
図７を参照すると、バルーンは、折畳まれた形態においてイオン注入処理され、改質領域を形成し得る。未改質バルーンは、内径と外径との間で実質的に均一な特性を有するポリマーから形成され得る。バルーンは、プラズマ浸入イオン注入（ＰＩＩＩ）を使用して改質される。ＰＩＩＩの実行時において、約２０ｋｅＶの窒化プラズマのようなプラズマ７０中における帯電注入種は、折畳み状態であり且つ試料ホルダ７２に位置決めされているバルーン１０に向けて高い速度に加速される。バルーンに向けたプラズマの帯電注入種の加速は、プラズマとバルーンの下方の電極との間の電位差によって生じる。バルーンとの衝突によって、帯電注入種はその高い速度により、バルーン内に所定距離だけ入り込んでバルーンの材料と反応し、上述した改質領域を形成する。一般に、注入種の浸入深さは、少なくとも部分的に、プラズマとバルーンの下方の電極との間の電位差及び処理時間によって制御される。バルーンは、ＰＩＩＩの実行中は折畳まれているので、露出された部分、すなわち折畳まれたバルーンの外側の部分のみが、イオン注入種の衝突を受ける。ＰＩＩＩの実行時中にバルーンを折畳んでおくことに代えて、本明細書中において更に記載されるように、マスクが、未処理のままにすべきバルーンの部分を遮蔽するために使用され得る。好ましくは、例えば、試料ホルダの上方に位置する金属グリッド７４の形態をなす追加の電極が利用され得る。上記金属グリッド７４は、高電圧パルス間のＲＦ（高周波）プラズマとバルーンとの直接的な接触を防ぐ利点があり、バルーン材料の帯電の影響を減少出来る。ＰＩＩＩ処理システムは、２００６年２月１６日に出願された「医療用バルーン及びその製作方法」という標題の特許文献１に更に記載され、その内容全体が、参照によってここに組み込まれる。
【００１９】
図８を参照すると、ある実施形態において、バルーンは、外側面４８と内側面５２とを含む全体の厚みＴｗを有する壁部８０を有し、内側面５２はバルーンの内部において膨張流体に曝される。バルーン壁部は、未改質領域４０と厚みＴＭの硬質な改質領域４６とを含むベースポリマー系から形成される。未改質のベースポリマーは、全体の壁部厚みＴＷと改質領域の厚みＴＭとの間の差分となる厚みＴＢを有する。
【００２０】
図９を参照すると、改質領域は、酸化領域８４（例えば、カルボニル基、アルデヒド基、カルボン酸基及び／又はアルコール基を有する）、炭化領域８８（例えば、増大されたｓｐ２結合、特に芳香族炭素−炭素結合及び／又はｓｐ３ダイアモンド状炭素―炭素結合を有する）、及び架橋領域９２を含む、一連のサブ領域を有する。特定の実施形態において、架橋領域９２は、未改質ベースのポリマー系及び炭化領域８８に直接的に結合される、増大したポリマー架橋結合の領域である。炭化領域８８は、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）に存在するような、一般的に高レベルのｓｐ３混成炭素原子、例えば２５％ｓｐ３より大きい、４０％より大きい、又はさらに５０％ｓｐ３より大きい混成炭素原子を含む帯状体である。炭化層８８に結合され且つ大気に曝される酸化領域８４は、ベースポリマー系と比較して高い酸素含有量を含む。炭化領域は、硬質で耐擦傷性を有する。改
質領域の段階的な多重領域構造は、未改質ベースポリマーに対する改質層の接着性を強化し、層間剥離の可能性を減少させる。さらに、この構造の段階的な特性と全体の壁厚みに対する改質領域の小さい厚みとにより、バルーンが未改質バルーンの機械的特性を実質的に維持することを可能とする。
【００２１】
例えば、炭化領域、酸化領域、及び架橋領域の様々な領域の存在は、例えば赤外線、ラマン及び紫外線−可視分光法を使用して検出され得る。例えば、ラマン分光測定法は、並進対称性の変化に感度を有し、炭素フィルムにおける不規則性及び結晶形成の調査に多くの場合有益である。ラマン調査において、グラファイトは、（グラファイトに関して「Ｇ」と分類される）１５８０ｃｍ−１において特徴的なピーク値を示す。不規則なグラファイトは、（不規則性に関して「Ｄ」と分類される）１３５０ｃｍ−１において第二のピーク値を有し、このことは材料内に存在するｓｐ３結合の度合いに関連して報告されている。不規則なグラファイトにおけるＤピークの出現は、六つの折畳みリング及びクラスターの構造における存在を示し、こうして、材料内のｓｐ３結合の存在を示し得る。ＸＰＳは、ダイアモンド相をグラファイト及びアモルファスカーボン要素から区別するために使用される別の技術である。スペクトルをデコンボリュート（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｎｇ）することによって、材料内に存在する結合のタイプを判別するように推測を行うことができる。この手法は、ＤＬＣ材料内のｓｐ３／ｓｐ２の割合を判別するために適用される（例えば非特許文献１を参照されたい。この非特許文献１の全体の開示は参照によってここに組み込まれる）。さらに、処理されたバルーンの特性が、上記の特許文献１に説明されている。
【００２２】
実施形態において、改質領域４６の厚みＴＭは、約１５００ｎｍ以下、例えば、約１０００ｎｍ以下、約７５０ｎｍ以下、約５００ｎｍ以下、約２５０ｎｍ以下、約１５０ｎｍ以下、約１００ｎｍ以下、又は５０ｎｍ以下である。実施形態において、酸化領域８４は、約５ｎｍ以下、例えば、約２ｎｍ以下又は約１ｎｍ以下の厚みＴ１を有し得る。実施形態において、炭化領域８８は、約５００ｎｍ以下、例えば、約３５０ｎｍ以下、約２５０ｎｍ以下、約１５０ｎｍ以下又は約１００ｎｍ以下の厚みＴ２を有し、１０ｎｍ以下、例えば、５ｎｍ以下又は１ｎｍ以下の外側面４８からの深さに生じ得る。実施形態において、架橋領域９２は、約１５００ｎｍ以下、例えば、約１０００ｎｍ以下又は約５００ｎｍ以下の厚みＴ３を有し、約５００ｎｍ以下、例えば約３５０ｎｍ以下、約２５０ｎｍ以下又は約１００ｎｍ以下の外側面２２からの深さに生じ得る。
【００２３】
実施形態において、改質領域の厚みＴＭは、未改質ベースポリマー系の厚みＴＢの約１０％以下、例えば約１％以下、例えば約０．５％以下、又は約０．０５％以上である。実施形態において、バルーンは、ポリマーの機械的特性又はバルーン性能を変化させように改質される。例えば、バルーン剛性は、相対的に厚い炭化層又は架橋層を含むようにバルーンを改質することによって強化し得る。実施形態において、改質層の厚みＴＭは、未改質ベースポリマー系の全体の厚みＴＢの約２５％以上、例えば、５０〜９０％とし得る。実施形態において、壁部は、約０．０１２７ｃｍ（０．００５ｉｎｃｈｅｓ）以下の全体の厚み、例えば、約０．００６３５ｃｍ（０．００２５ｉｎｃｈｅｓ）以下、約０．００５０８ｃｍ（０．００２ｉｎｃｈｅｓ）以下、約０．００２５４ｃｍ（０．００１ｉｎｃｈｅｓ）以下、又は約０．００１２７ｃｍ（０．０００５ｉｎｃｈｅｓ）以下の厚みを有する。
【００２４】
改質のタイプと深さとが、イオンのタイプ、イオンエネルギー及びイオン注入量の選択によって、ＰＩＩＩ処理において制御される。実施形態において、上述のような三つのサブ領域の改質が提供される。他の実施形態において、ＰＩＩＩ処理パラメータを制御することによって、或いは、例えば溶媒溶解、又は切断、剥離又は熱処理による層の機械的な除去により一つ以上の層を除去する後処理を行うことによって、三つより多い又は少ない
サブ領域を提供することもできる。特に、より高イオンエネルギーと高い注入量とは、炭化領域、特にＤＬＣ又はグラファイト要素を有する領域の構造を強化する。実施形態において、イオンエネルギーは、約５ｋｅＶ以上、すなわち、２５ｋｅＶ以上、例えば、約３０ｋｅＶ以上で且つ約７５ｋｅＶ以下といった値となる。実施形態におけるイオン注入量は、約１×１０１４以上の範囲内にあり、１×１０１６イオン／ｃｍ２以上、例えば、約５×１０１６イオン／ｃｍ２以上で且つ約１×１０１９イオン／ｃｍ２以下といった値となる。酸化領域は、ＦＴＩＲ・ＡＴＲ分光法に基づいて改質された処理状態が、カルボニル基と水酸基との吸収の結果によって特徴付けられる。さらに、架橋領域は、Ｃ＝Ｃ基の吸収を分析することによってＦＴＩＲ・ＡＴＲ分光法、紫外線―可視光分光法及びラマン分光法を使用して、上記の結果に基づく改質された処理状態によって特徴付けられる。さらに、この処理状態は、架橋領域のゲル留分の分析に基づいて改質でき、架橋ポリマーが如何なる溶媒にも溶解性を示さないが、未架橋ポリマーは溶媒に可溶解性であるという原理を使用して判別できる。例えば、試料のゲル留分は、その初期の乾燥重量を記録し、次に例えば、ソックスレー抽出器を使用して、２４時間ｏ−キシレンのような沸点溶媒で試料を抽出し、一定重量を得るまで、５０℃の真空オーブンにおいて試料を乾燥することによって判別出来る。２４時間後に、溶媒は不溶性材料から除去され、次に不溶性材料は更に一定重量が得られるまで５０℃の真空オーブン内で乾燥される。ゲル留分は、不溶性材料の乾燥重量を試料の初期の乾燥重量全体で割ることによって判別される。
【００２５】
図１０を参照すると、バルーン１１０は、バルーン本体１２２に沿ってバルーン表面上に改質領域の直線状パターン１１４を有するように処理される。図示されるように、改質領域は、バルーン１１０の円錐部１１８上に延びていない。直線状パターン１１４は、マスク１２４（図１１参照）を使用して形成され得る。バルーン１１０は、マスク１２４内に配置され、膨張される。このマスクは、バルーンがマスク１２４を通じて暴露される開口部１３０を有する。バルーンは、次に、上述されるようなＰＩＩＩで処理される。このマスクは、イオンをマスク１２４内のバルーンの表面の接触から防ぐために適している誘電性材料、プラスチック又は任意の材料から形成され得る。
【００２６】
図１２〜図１４を参照すると、改質領域の追加パターンが、所望される折畳み形態及びバルーンが形成される材料に従って、バルーン上に形成され得る。一実施形態において、改質領域１３２は、バルーン１１０´の本体１２２に沿って且つ円錐部１１８上に延びる（図１２参照）。改質領域１３２は、本体１２２に沿って実質的に直線状１３２となる。一実施形態において、円錐形の改質領域１３６は、バルーン１１０´´の円錐部１１８上にのみ形成される（図１３参照）。さらに別の実施形態において、ヘリカル状の改質領域１４２は、バルーン１１０´´´の本体１２２の周囲を覆う（図１４参照）。ヘリカル又はスパイラル状の改質領域は、約０°から６０°の間、又は約１０°から５０°又は４５°の間の角度のような、バルーン１１０´´´の中心に対して所定角度にある。ヘリカル状の改質領域１４２を有するバルーンが折畳まれるときに、バルーン１１０´´´は捩れる傾向がある。領域１３２、１３６、１４２は、互いから等距離にあり、又は所望された折畳みの形態によって、互いからある距離に変化する。改質領域は、本体の端部において異なる幅を有する、すなわち、本体の中心よりも、円錐部に近接する。この端部における改質領域は、本体の中心に近い改質領域より幅広く又はより狭く出来る。改質領域の任意の組み合わせが、所望された折畳み形態を得るように単一バルーン上で使用され得る。
【００２７】
特定の実施形態において、バルーンは、血管形成術及び／又はステントの搬送に関する冠状動脈のような血管系において使用される大きさである。バルーンは、約５気圧以上、例えば約１５気圧以上の破裂強度を有する。ベースポリマー系は、バルーンに望ましい特性を提供する、例えばポリマー、ポリマーブレンド、又はポリマーの層構造である。特定の実施形態において、ベースポリマーは、低膨張性、高い破裂強度ポリマーを含む。ポリマーは、二軸配向ポリマー、熱可塑性エラストマー、エンジニアリング熱可塑性エラスト
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（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルクロリド（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリメタルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（例えばナイロン１２）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイソプレンゴム（ＰＩ）、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＢＲ）、（例えば、グリコール及びイソシアネートに基づく、ＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ（登録商標）のような）熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ）を含む。特定の実施形態において、ＰＡは、例えばナイロン１２のようなポリアミドセグメントを表し、ＰＥは、例えばポリ―（テトラメチレングリコール）のようなポリエーテルセグメント表す一般構造式を有するポリ（エーテル―アミド）ブロック共重合体が利用される。上記ポリマーは、商標ＰＥＢＡＸ（登録商標）の下でのＡＴＯＦＩＮＡから商業的に購入可能である。
【００２８】
【化１】
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【００２９】
特定の実施形態において、バルーンは、例えば、改質層の全て又はいくつかを有する三つ以上の層、例えば五つ、七つ以上の層を有し得る。ある実施形態において、外側層又は最外層のみが改質される。他の実施形態では、最内層及び内側層のみが改質される。ワングの特許文献２及び特許文献３、ハムリンの特許文献４、及びチンの特許文献５に記載される同時押出しポリマー層から形成されるバルーンは、各々の特許文献の全体の内容が参照によってここに組み込まれる。
【００３０】
バルーン改質は、選択された深さにおいて所望される改質のタイプを生み出すように制御される。イオン照射の深さによって、改質の深さが決定される。改質の性質及び深さは、さらにバルーンの全体の機械的な特性を調節するように制御される。特定の実施形態において、改質は、引張り強度、引張り伸び及びベースポリマー系の弾性係数のような機械的な特性が、改質の存在によって実質的に変化されないように制御される。実施形態において、引張り強度、引張り伸び及び改質ポリマーの弾性係数は、実質的に未改質のポリマーのそれぞれの（機械的な）値より同じ又はより大きい。さらに、改質は、所望される折畳み形態が得られるように制御される。
【００３１】
実施形態において、バルーンは、様々な血管の又は非血管の用途において使用され得る。例示の用途は、神経、動脈、食道、又は血管用途を含む。バルーンは、血管成形術処置に使用され、ステントを搬送及び拡張するように使用され得る。各ステント及びステント搬送は、さらに上記の特許文献１、並びに、２００６年２月１６日に出願された特許文献６「生体内分解性の端部補綴（装置）及びこれを製作する方法」に記載され、全体の内容が本願と一体のものとして参照される。
【００３２】
本明細書中に表された全ての特許、特許出願及び特許公開は、それら全体が本願と一体のものとして参照される。
本発明の多くの実施形態が、記載されている。それでもなお、様々な改良が、本発明の精神と範囲から逸脱すること無しに実施されることが理解されるよう。従って、他の実施形態は、上記の請求項の範囲内にある。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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