(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用途に使用される折り畳み可能なバルーンであって、該バルーンは、押出成形によって成形された引張破壊時伸びが２５０〜４５０％のシングルルーメンチューブを二軸延伸ブロー成形することで成形され、かつ結晶化領域（ハードセグメント）と非結晶化領域（ソフトセグメント）を有するポリアミド系又はポリエステル系エラストマーから構成され、下記の式１で定義する前記バルーンの結晶化度が１０％以上、４０％以下であることを特徴とするバルーン；
式１  結晶化度（％）＝［Ｐｂ／（Ｐ100×（Ｗ／１００））］×１００
Ｐｂ：バルーンの結晶融解熱（ｋＪ／ｍｏｌ）、
Ｐ100：結晶化領域（ハードセグメント）のホモポリマーの結晶融解熱（ｋＪ／ｍｏｌ）、
Ｗ：バルーンにおける結晶化領域（ハードセグメント）の重量比（ｗｔ％）。
【請求項２】
前記シングルルーメンチューブを二軸延伸ブロー成形した後、前記二軸延伸ブロー成形温度より１０℃〜４０℃高い温度で４０秒間〜１２０秒間アニーリング処理することによって製造される請求項１記載のバルーン。
【請求項３】
拡張操作を目的とする医療に使用される折り畳み可能なバルーンを備えたバルーンカテーテルであって、請求項１または２記載のバルーンを備えたバルーンカテーテル。
【請求項４】
カテーテルシャフトの少なくとも遠位部が内管と外管から構成され、該内管はその遠位端が開口した第１のルーメンを有し、該外管はその遠位端が該内管の遠位端よりも近位側に存在しかつ該内管とほぼ同軸状に配置されて該内管との間に第２のルーメンを形成し、該カテーテルシャフトの内管遠位部および外管遠位部に請求項１または２記載のバルーンを接合したバルーンカテーテル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルーンカテーテルに係わり、更に詳しくは末梢血管成形、冠状動脈血管成形及び弁膜成形を含む経皮的内腔手術において血管内狭窄部を拡張治療し、末梢側血流を改善するために使用するバルーンカテーテルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、血管などの脈管において狭窄あるいは閉塞が生じた場合、脈管の狭窄部位あるいは閉塞部位を拡張して、血管末梢側の血流を改善するために行う脈管成形術（ＰＴＡ：Percutaneous Transluminal Angioplasty、ＰＴＣＡ：Percutaneous Transluminal Coronary Angioplastyなど）は、多くの医療機関において多数の術例があり、この種の症例における手術としては一般的になっている。
【０００３】
バルーンカテーテルは、主に冠状動脈の狭窄部位を拡張するために、ガイドカテーテルとガイドワイヤーとのセットで使用される。このバルーンカテーテルを用いた脈管成形術は、まずガイドカテーテルを大腿動脈から挿入して大動脈を経て冠状動脈の入り口に先端を位置させた後、バルーンカテーテルを貫通させたガイドワイヤーを冠状動脈の狭窄部位を越えて前進させ、その後バルーンカテーテルをガイドワイヤーに沿って前進させ、バルーンを狭窄部位に位置させた状態で膨張させて狭窄部位を拡張する手順で行い、そしてバルーンを収縮させて体外に除去するのである。しかし、バルーンカテーテルは、動脈狭窄の治療だけに限定されず、血管の中への挿入、並びに種々の体腔への挿入を含む多くの医療的用途に有用である。
【０００４】
カテーテルシャフトの遠位部に設けられたバルーンは血管内の狭窄部を拡張するというその役割から種々の特性が要求される。石灰化した硬い狭窄部位を拡張するためには高い耐圧強度が必要である。また屈曲した狭窄部位に位置させるためには高い柔軟性が必要となる。また、狭窄度が９９％といった極めて高い狭窄度を有する狭窄部位に位置させるためには柔軟性のみならず、バルーンが十分に薄いことが要求される。これらの特性を総合すると、バルーンは薄く、膜強度が高く、柔軟性が高いことが要求される。
【０００５】
これまでバルーンの薄肉化や高強度化に関して、幾多の方法が開示されている。例えば、特開平３−３７９４９号公報「薄肉、高強度バルーンおよびその製法」ではポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によるバルーンが開示されている。このバルーンは薄肉、高強度を実現し寸法安定性にも優れている。しかし、柔軟性に欠けること、ピンホール破壊が起こることがデメリットとしてあげられる。特にピンホール破壊は、血管内でバルーンが破壊した場合に血管壁に高い応力が局所的に加わり、血管壁の損傷を招く危険性が極めて高いため好ましくない。
【０００６】
また、特開平７−１７８１７４号公報「元チューブおよびバルーンカテーテル」では、元チューブを繊維補強することで薄肉化、高強度化、拡張時の寸法変化を抑えたバルーンが開示されている。しかしながら、この方法では元チューブが三層構造になるため、特に小径のバルーンの元チューブでは薄肉化を実現することが困難であり、その結果として薄肉化バルーンを成形することは困難である。つまり、現在の医療現場で要求されている薄肉化バルーンを実現する方法としては最適であるとは言い難い。付け加えるならば、元チューブの作製方法が煩雑であることも生産面における問題点となる。
【０００７】
薄肉化と高強度を両立させる手段としては、複数の高分子材料によるバルーンの多層化もあり、例えば特開平９−１６４１９１号公報では高強度ポリマーと破壊点伸びが近い柔軟性ポリマーによる多層バルーンが、特表平９−５０６００８号公報では熱可塑性エラストマーと非柔軟性の構造体用重合体材料との組合せによるバルーンがそれぞれ開示されている。これらの多層バルーンでは、柔軟性を保持しつつ高い強度を有するバルーンを実現しているが、それぞれの層間での剥離が懸念される。また、一般に多層チューブは単層チューブに比較して押出作業が煩雑になり、コスト面からも問題になる。
【０００８】
上記の例から明らかなように、これまで開示されている方法はバルーンに優れた特性をもたらすものの、一方で別な問題点を引き起こすため完璧な方法とは言えなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、十分な耐圧強度を有したままで薄肉化が可能で、屈曲した狭窄部位への挿入を容易にする柔軟性を兼ね備えたバルーンを容易に提供する点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を改善するべく鋭意検討を重ねた結果、医療用途に使用される折り畳み可能なバルーンであって、該バルーンは、押出成形によって成形された引張破壊時伸びが２５０〜４５０％のシングルルーメンチューブを二軸延伸ブロー成形することで成形され、かつ結晶化領域（ハードセグメント）と非結晶化領域（ソフトセグメント）を有するポリアミド系又はポリエステル系エラストマーから構成され、下記の式１で定義する前記バルーンの結晶化度が１０％以上、４０％以下であることを特徴とするバルーンを発明するに至った。ここで、
式１  結晶化度（％）＝［Ｐｂ／（Ｐ100×（Ｗ／１００））］×１００
Ｐｂ：バルーンの結晶融解熱（ｋＪ／ｍｏｌ）、
Ｐ100：結晶化領域（ハードセグメント）のホモポリマーの結晶融解熱（ｋＪ／ｍｏｌ）、
Ｗ：バルーンにおける結晶化領域（ハードセグメント）の重量比（ｗｔ％）、
である。
【００１１】
また、拡張操作を目的とする医療に使用される折り畳み可能なバルーンを備えたバルーンカテーテルであって、前記式１で定義するバルーンの結晶化度が１０％以上、４０％以下であることを特徴とするバルーンを備えたバルーンカテーテルを構成した。
【００１２】
さらに、カテーテルシャフトの少なくとも遠位部が内管と外管から構成され、該内管はその遠位端が開口した第１のルーメンを有し、該外管はその遠位端が該内管の遠位端よりも近位側に存在しかつ該内管とほぼ同軸状に配置されて該内管との間に第２のルーメンを形成し、該カテーテルシャフトの内管遠位部および外管遠位部に、前記式１で定義するバルーンの結晶化度が１０％以上、４０％以下であることを特徴とするバルーンを接合したバルーンカテーテルを構成した。
【００１３】
本明細書では、バルーンカテーテルにおいて、バルーンが接合されているカテーテル端を「先端」、接合されていないカテーテル端を「後端」と記載するものとする。また、バルーンカテーテルおよびバルーンカテーテルを構成する構成体において、より先端に近い方向を「遠位側」、より後端に近い方向を「近位側」と記載し、最も先端に近い部分を「遠位端」、最も後端に近い部分を「近位端」と記載するものとする。
前記バルーンは押出成形によって成形された引張破壊時伸びが２５０〜４５０％のシングルルーメンチューブ（パリソン）を二軸延伸ブロー成形した後、前記二軸延伸ブロー成形温度より１０℃〜４０℃高い温度でアニーリング処理することによって製造されることを特徴とするものである。
また、前記アニーリング処理時間は４０秒間〜１２０秒間であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は結晶化領域を有する高分子材料から構成され、結晶化度が１０％以上、４０％以下であることを特徴とするバルーン並びに前記バルーンを接合したバルーンカテーテル及び前記バルーンの製造方法であり、前記高分子材料としては、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマーなどの結晶化領域を有するあらゆる高分子材料が使用可能である。
【００１７】
エラストマーからバルーンが構成される場合にはエラストマー中に結晶化領域（ハードセグメント）と非晶化領域（ソフトセグメント）が存在するため、本発明では式１に従い、結晶化度を定義するものとする。
【００１８】
式１  結晶化度（％）＝Ｐb／（Ｐ100×（Ｗ／１００））
Ｐb：バルーンの物性
Ｐ100：結晶化領域（ハードセグメント）のホモポリマーの物性
Ｗ：バルーンにおける結晶化領域（ハードセグメント）の重量比（ｗｔ％）
結晶化度の測定方法としては種々の方法が公知であり、密度、Ｘ線回折、赤外吸収（ＩＲ）およびラマンスペクトル、核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルなどが挙げられる。これら以外にも光学顕微鏡、特に偏光顕微鏡による観察は球晶などの組織分析や配向度分析に有効である。エネルギー変化に着目した方法としては、示差熱解析（ＤＴＡ）や示差走査熱量分析（ＤＳＣ）などがある。従って、式１に示したバルーンの物性（Ｐｂ）としては、上記の密度、Ｘ線回折強度、赤外吸収スペクトル強度、核磁気共鳴スペクトル強度、ＤＴＡやＤＳＣによる結晶融解熱などを使用することが可能である。
【００１９】
本発明で定義するところの結晶化度は上述のいずれの物性を使用して算出したとしても本発明の効果を阻害することはないが、ＤＴＡ、ＤＳＣによる結晶融解熱を使用するのが測定の簡便さから有益であろう。
【００２０】
結晶融解熱を使用した結晶化度の算出について例を挙げると、結晶化領域（ハードセグメント）がＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、非晶化領域（ソフトセグメント）がＰＴＭＧ（ポリテトラメチレングリコール）からなるエラストマーで成形されたバルーンの場合、式１におけるＰ100はＰＢＴホモポリマーの結晶融解熱を使用することができる。
【００２１】
本発明によるバルーンを接合するカテーテルシャフトは図１に示すように少なくとも遠位部が、遠位端が開口し第１のルーメン１Ｌを有する内管１と、遠位端が前記内管の遠位端よりも近位側に存在し前記内管とほぼ同軸状に配置され、前記内管との間に第２のルーメン２Ｌを有する外管２から構成される構造であれば、前記内管１と前記外管２を構成する材料種は特に限定されない。つまり、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマーなどの既存の材料が使用可能であり、内管１と外管２の材料種の組合せも特に限定されるものではなく、使用目的に応じた物性を有する材料を取捨選択可能である。
【００２２】
また、バルーン３と内管１及び外管２の接合方法にも特に制限はなく、接合部４において熱溶着、接着剤による接着などの公知の手法が採用可能であることは言うまでもない。さらに付け加えるならば、本発明の効果を制限させることなく、バルーン３の内部に存在する内管１にＸ線不透過マーカー５を１個もしくは複数個付与させることができる。
【００２３】
さらに前記バルーンは押出成形によって成形された引張破壊時伸びが２５０〜４５０％のパリソンから二軸延伸ブロー成形されるものである。引張破壊時伸びの調整はパリソンの押出成形時の引き取り速度、ダイ−水槽間距離、引き取り速度などの条件を変更することで実現可能であることはよく知られている。
【００２４】
【実施例】
以下に、本発明に係わるバルーンカテーテルの種々の実施形態を説明する。
【００２５】
（実施例１）
内管として高密度ポリエチレンＨＹ５４０（三菱化学社製）を押出成形にて内径０．４２ｍｍ、外径０．５６ｍｍのチューブに成形した。また、外管としてポリアミドエラストマーＰＥＢＡＸ６３３３ＳＡ００（東レ・デュポン社製）を押出成形にて内径０．７１ｍｍ、外径０．９０ｍｍのチューブに成形した。前記内管１と前記外管２を同軸二重管状に配置しカテーテルシャフトとした。
【００２６】
結晶化領域（ハードセグメント）がＰＢＴ、非晶化領域（ソフトセグメント）がポリカプロラクトンから構成されるポリエステル系エラストマーのペルプレンＳ−６００１（東洋紡社製）を押出成形にて内径０．４３ｍｍ、外径０．９６ｍｍのパリソンに成形した。該パリソンを金型内で二軸延伸ブロー成形することで外径３．０ｍｍ、肉厚約１８μｍのバルーン３を作製した。パリソンの引張破壊時伸びとバルーンの成形条件を表１に示す。
【００２７】
成形したバルーンを示差走査熱量分析より結晶融解熱を測定し、式２から結晶化度を算出した結果を表２に示す。
【００２８】
式２  結晶化度（％）＝Ｈb／（Ｈ100×（Ｗ／１００））
Ｈb：バルーンの結晶融解熱（ｋＪ／ｍｏｌ）
Ｈ100：結晶化領域（ハードセグメント）のホモポリマーの結晶融解熱（ｋＪ／ｍｏｌ）
Ｗ：バルーンにおける結晶化領域（ハードセグメント）の重量比（ｗｔ％）
前記バルーン３を前記カテーテルシャフトに２液硬化型ウレタン系接着剤ＵＲ０５３１（Ｈ．Ｂ．Ｆｕｌｌｅｒ社製）を用いて接着し、バルーン３部分をラッピング後ＥＯＧ滅菌したものをバルーンカテーテルサンプルとした。
【００２９】
前記バルーンカテーテルサンプルを３７℃の生理食塩水中に配置したＵ字型模擬屈曲狭窄血管プレート（図２参照）内に挿入し、狭窄部を通過する際の抵抗値を測定した結果を表３に示した。
【００３０】
尚、前記Ｕ字型模擬屈曲狭窄血管プレートは図２に示すように、アクリル板１０の表面にＵ字型溝を形成し、該Ｕ字型溝内に沿って内径３．００ｍｍのポリエチレン製チューブ１１を配設して模擬屈曲血管としたものであり、Ｕ字型模擬屈曲血管の屈曲部は、内径において直径１５０ｍｍの半円を形成している。該Ｕ字型模擬屈曲血管の屈曲部に内径０．９５ｍｍ、外径２．９８ｍｍのポリエチレン製チューブ１２を同軸状に固定し模擬屈曲狭窄血管とした。前記バルーンカテーテルサンプルをクランプ１５を用いてフォースゲージ１４に接続し、スライドテーブル１３を使用してフォースゲージ１４を１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で前進させ、模擬屈曲狭窄血管を通過する際の最大抵抗値を測定した。測定はｎ＝３で行い、表３の測定値はその平均値である。測定に際しては、内管１の内部にある第１のルーメン１Ｌから模擬屈曲狭窄血管内部へガイドワイヤー１６をあらかじめ挿通しておいた。
【００３１】
また、抵抗値を測定したバルーンカテーテルサンプルとは別のサンプルを３７℃の生理食塩水を満たした水槽中に配置し、生理食塩水を用いて０．２ａｔｍずつ圧力を上昇させた。各圧力で１秒間保持し、バルーン３が破壊するまで圧力を上昇させ続けバルーンの破壊圧を測定した結果を表３に示した。測定値はｎ＝３の平均値である。
【００３２】
（実施例２）実施例１と同一の材質からなるパリソンを用いて同一のサイズのバルーンを作製した。パリソンの引張破壊時伸びとバルーンの成形条件を表１に示す。実施例１と同様に結晶化度を測定した結果を表２に示す。実施例１と同一のカテーテルシャフトを用いてカテーテルサンプルを作製し、模擬屈曲狭窄血管への挿入抵抗値とバルーン破壊圧を測定した結果を表３に示した。
【００３３】
（実施例３）結晶化領域（ハードセグメント）がナイロン１２、非晶化領域（ソフトセグメント）がＰＴＭＧから構成されるポリアミド系エラストマーＰＥＢＡＸ７２３３ＳＡ００（東レ・デュポン社製）を押出成形にて内径０．４３ｍｍ、外径０．９６ｍｍのパリソンに成形した。該パリソンを金型内で二軸延伸ブロー成形することで外径３．０ｍｍ、肉厚約１７μｍのバルーン３を作製した。パリソンの引張破壊時伸びとバルーンの成形条件を表１に示す。実施例１と同様に結晶化度を測定した結果を表２に示す。実施例１と同一のカテーテルシャフトを用いてカテーテルサンプルを作製し、模擬屈曲狭窄血管への挿入抵抗値とバルーン破壊圧を測定した結果を表３に示した。
【００３４】
（実施例４）実施例３と同一の材質からなるパリソンを用いて同一のサイズのバルーンを作製した。パリソンの引張破壊時伸びとバルーンの成形条件を表１に示す。実施例１と同様に結晶化度を測定した結果を表２に示す。実施例１と同一のカテーテルシャフトを用いてカテーテルサンプルを作製し、模擬屈曲狭窄血管への挿入抵抗値とバルーン破壊圧を測定した結果を表３に示した。
【００３５】
（比較例１）実施例３と同一の材質からなるパリソンを用いて同一のサイズのバルーンを作製した。パリソンの引張破壊時伸びとバルーンの成形条件を表１に示す。実施例１と同様に結晶化度を測定した結果を表２に示す。実施例１と同一のカテーテルシャフトを用いてカテーテルサンプルを作製し、模擬屈曲狭窄血管への挿入抵抗値とバルーン破壊圧を測定した結果を表３に示した。
【００３６】
（比較例２）実施例１と同一の材質からなるパリソンを用いて同一のサイズのバルーンを作製した。パリソンの引張破壊時伸びとバルーンの成形条件を表１に示す。実施例１と同様に結晶化度を測定した結果を表２に示す。実施例１と同一のカテーテルシャフトを用いてカテーテルサンプルを作製し、模擬屈曲狭窄血管への挿入抵抗値とバルーン破壊圧を測定した結果を表３に示した。
【００３７】
【表１】
0004489203.tif 000002
【００３８】
【表２】
0004489203.tif 000003
【００３９】
【表３】
0004489203.tif 000004
近年の医療現場で要求される３．０ｍｍバルーンカテーテルの耐圧強度はステントの後拡張での使用頻度が高まっていることから定格破壊圧（ＲＢＰ）で少なくとも１４ａｔｍは必要とされる。ＲＢＰは式３によって計算するのが一般的であり、上記の要求を満たすためには平均破壊圧（ＭＢＰ）は２０ａｔｍ程度が必要となる。また、血管狭窄部へのカテーテル侵入時の抵抗値は低ければ低いほど、狭窄部への侵入が容易であり、通過性が高いことを意味する。手技を実施する医師は２０ｇｆ程度の抵抗値であれば通過性が高いと判断するのが一般的である。
【００４０】
式３  ＲＢＰ＝ＭＢＰ−（Ｋ＋１）×ＳＤ
ＲＢＰ：定格破壊圧
ＭＢＰ：平均破壊圧
ＳＤ：平均破壊圧の標準偏差
Ｋ：信頼度と確率、平均破壊圧を算出するサンプル数で決まる定数
実施例１〜４においては狭窄部通過時の最大抵抗値が１８〜３０ｇｆの範囲内であり、狭窄部の通過性は非常に高いと考えられる。また、平均破壊圧も２０．８〜２３．５ａｔｍの範囲内であり、いずれの場合も要求される定格破壊圧（１４ａｔｍ）の実現が可能であると判断できる。つまり、十分な耐圧強度と柔軟性を兼ね備えた薄肉化バルーンおよびバルーンカテーテルを実現しているのである。
【００４１】
比較例１では狭窄部通過時の最大抵抗値が２２ｇｆということから通過性は非常に高いが、平均破壊圧は１５．８ａｔｍと極めて低く定格破壊圧１４ａｔｍの実現は不可能である。その理由としては、バルーンに十分な延伸が加わっておらず、ひいては配向度が低いことに起因する低い結晶化度が考えられる。
【００４２】
一方、比較例２では平均破壊圧が２３．８ａｔｍと十分であるが、狭窄部通過時の最大荷重が５５ｇｆと極めて高い上に、３例中２例はバルーン部が狭窄部を通過することができず、カテーテルサンプルにキンクが発生した。結晶化度が４３％と高いことから、バルーン材料の持つ柔軟性が失われたことが原因と考えられる。
【００４３】
本発明に係わるバルーンは、屈曲狭窄部を通過する柔軟性と十分な耐圧強度が実現されており、該バルーンを接合したバルーンカテーテルも十分な柔軟性と耐圧強度を有していることは明らかである。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によるバルーンおよび該バルーンを接合したバルーンカテーテルは、バルーンの結晶化度を制御することによりバルーン部分の柔軟性と高い耐圧強度および薄肉化を同時に実現することができ、その結果として屈曲狭窄部へのバルーン部の通過性を高めることが可能になるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバルーンとカテーテルシャフトの接着部分を拡大して示した部分断面図である。
【図２】Ｕ字型模擬屈曲狭窄血管プレートを示す簡略図である。
【符号の説明】
１    内管
１Ｌ  第１のルーメン
２    外管
２Ｌ  第２のルーメン
３    バルーン
４    接合部
５    Ｘ線不透過マーカー
１０  アクリル板
１１  ポリエチレン製チューブ（模擬屈曲血管）
１２  ポリエチレン製チューブ（模擬屈曲血管狭窄部）
１３  スライドテーブル
１４  フォースゲージ
１５  クランプ
１６  ガイドワイヤー
【図１】
0004489203.tif 000005
【図２】
0004489203.tif 000006