(57)【要約】本発明は、湿分により−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を介して架橋されたポリマー素材から形成された拡張バルーンを備えたカテーテル装置、及びそれを作成する方法に関する。そのポリマー素材は、少なくとも１種の有機官能基加水分解性シランを少なくとも１種のポリマーと反応させることにより形成される。その架橋ポリマー構造は、より弾性と耐久性のあるカテーテルバルーンの形成に理想的である。特に、そのカテーテルバルーンは、優れた摩擦抵抗を備えている。
2004518460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿分硬化型素材で形成された医療装置であって、その医療装置は、架橋ポリマー素材から形成された拡張バルーンを含み、前記架橋ポリマー素材は、
Ｉ）少なくとも１種のポリマーと
ＩＩ）以下の一般構造：
【化１】
2004518460.tif 000011
（ＸはＳｉと、前記ポリマーと反応性のある官能基Ｗと、の間にＳｉ−Ｃ結合があることを条件とするＷを少なくとも１個含む一価非加水分解性有機部分であり、Ｙは加水分解性基であり、Ｚは一価炭化水素基であり、ｍは１〜３の整数である）を有する少なくとも１種の加水分解性シランとの反応生成物を含み、
前記反応生成物は、−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を介して架橋されたポリマー素材を生成するべく更に湿分と反応させられている医療装置。
【請求項２】
Ｙは、１〜４個の炭素原子を含むアルコキシ基である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
Ｗは、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルオキシ、カルボキシル、エポキシ、アミノ、ウレイド、イソシアナト、チオシアナト、メルカプト、スチリル、ビニル、アリル、ハロアルキル、酸無水物、アジ化スルホニル、芳香族アルコールのカルボン酸エステル、及びそれらの混合物から選択される請求項１に記載の装置。
【請求項４】
Ｘは、エポキシシクロヘキシル、グリシドキシプロピル、イソシアナトプロピル、ビニル、及びアリルから選択される請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１種の加水分解性シランは、第１級又は第２級アミンと容易に反応し得る有機官能基を備え、前記少なくとも１種のポリマーは、アミノ官能基ポリマーである請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記加水分解性シランは、イソシアナトアルキルアルコキシシラン、グリシドキシアルキルアルコキシシラン、及びエポキシシクロヘキシルアルキルアルコキシシランから選択される請求項１に記載のカテーテル装置。
【請求項７】
前記加水分解性シランは、イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及び２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランから選択される請求項６に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１種の加水分解性シランは、以下の一般構造：
【化２】
2004518460.tif 000012
（Ｒ’は水素原子又は低級Ｃ１〜Ｃ４アルキルであり、ｘが１の場合ｙが１であることを条件に、ｘ及びｙは０又は１であり、ｎは１〜１２、好ましくは１〜４の整数であり、Ｒ基３個のうち１個以下がアルキルであることを条件に、各Ｒは独立して１〜１２個の炭素原子を含むアルコキシ基、アリールオキシ基、アラルコキシ基、１〜１２個の炭素原子を含む脂肪族アシルオキシ基、アミノ基、置換されたアミノ基、又は１〜６個の炭素原子を含む低級アルキル基といった加水分解性有機基である）を有する請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記反応はフリーラジカル機構によって進行する請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記フリーラジカル開始剤は有機過酸化物である請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記加水分解性シランは、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランと、アリルトリメトキシシラン（ａｌｌｙｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、γ−（メタ）アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、及びそれらの混合物から選択される請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
バルーンを含むバルーンカテーテルであって、前記バルーンは、−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を介して架橋された湿分硬化型ポリマー素材を含むバルーンカテーテル。
【請求項１３】
前記湿分硬化型ポリマー素材は、
ａ）少なくとも１種のポリマーと
ｂ）以下の一般構造：
【化３】
2004518460.tif 000013
（ＸはＳｉと、前記ポリマーと反応性のある官能基Ｗと、の間にＳｉ−Ｃ結合があることを条件とするＷを少なくとも１個含む一価非加水分解性有機部分であり、Ｙは加水分解性基であり、Ｚは一価炭化水素基であり、ｍは１〜３の整数である）を有する少なくとも１種の加水分解性シランとの反応生成物である請求項１２に記載のバルーンカテーテル。
【請求項１４】
前記少なくとも１種の加水分解性シランは、第１級又は第２級アミンと容易に反応し得る有機官能基を備え、前記少なくとも１種のポリマーは、アミノ官能基を含む請求項１３に記載のバルーンカテーテル。
【請求項１５】
ＹはＣ１〜Ｃ４のアルコキシである請求項１３に記載のカテーテルバルーン。
【請求項１６】
Ｗは、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルオキシ、カルボキシル、エポキシ、アミノ、ウレイド、イソシアナト、チオシアナト、メルカプト、スチリル、ビニル、アリル、ハロアルキル、酸無水物、アジ化スルホニル、芳香族アルコールのカルボン酸エステル、及びそれらの混合物から選択される請求項１３に記載のカテーテルバルーン。
【請求項１７】
Ｘは、エポキシシクロヘキシル、グリシドキシプロピル、イソシアナトプロピル、ビニル、及びアリルから選択される請求項１３に記載のカテーテルバルーン。
【請求項１８】
前記加水分解性シランは、イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及び２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランから選択される請求項１３に記載のカテーテルバルーン。
【請求項１９】
前記湿分硬化型ポリマー素材は、
ａ）少なくとも１種のポリマーと
ｂ）以下の一般構造：
【化４】
2004518460.tif 000014
（Ｒ’は水素原子又は低級Ｃ１〜Ｃ４アルキルであり、ｘが１の場合ｙが１であることを条件に、ｘ及びｙは０又は１であり、ｎは１〜１２、好ましくは１〜４の整数であり、Ｒ基３個のうち１個以下がアルキルであることを条件に、各Ｒは独立して１〜１２個の炭素原子を含むアルコキシ基（例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ）、アリールオキシ基（例えばフェノキシ）、アラルコキシ基（例えばベンジルオキシ）、１〜１２個の炭素原子を含む脂肪族アシルオキシ基（例えばホルミルオキシ、アセチルオキシ、プロパノイルオキシ）、アミノ基、置換されたアミノ基（アルキルアミノ、アリールアミノ）、又は１〜６個の炭素原子を含む低級アルキル基といった加水分解性有機基である）を有する少なくとも１種の加水分解性シランとの反応生成物である請求項１２に記載のカテーテルバルーン。
【請求項２０】
ａ）少なくとも１種のポリマー素材を溶融温度以上で提供するステップと、
ｂ）少なくとも１種の有機官能基加水分解性シラン化合物を提供するステップと、
ｃ）ａ）とｂ）とが反応する温度で、ａ）及びｂ）を押出して管状プリフォームにするステップと、
ｄ）前記管状プリフォームからバルーンプリフォームを形成するステップと、
ｅ）前記バルーンプリフォームをブローしてバルーンにするステップと、
ｆ）前記バルーン又はバルーンプリフォームを水に暴露するステップとを含み、
前記ａ）とｂ）とが反応して前記シラン上に加水分解性基を備えたポリマー素材を形成し、前記加水分解性基が水への暴露時に架橋して−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を形成するカテーテルバルーンの形成方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１種の有機官能基加水分解性シランは、以下の一般構造：
【化５】
2004518460.tif 000015
（ＸはＳｉと、前記ポリマー素材と反応性のある官能基Ｗと、の間にＳｉ−Ｃ結合があることを条件とするＷを少なくとも１個含む一価非加水分解性有機部分であり、Ｙは加水分解性基であり、Ｚは一価炭化水素基であり、ｍは１〜３の整数である）を有する請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１種の加水分解性シランは、以下の一般構造：
【化６】
2004518460.tif 000016
（Ｒ’は水素原子又は低級Ｃ１〜Ｃ４アルキルであり、ｘが１の場合ｙが１であることを条件に、ｘ及びｙは０又は１であり、ｎは１〜１２、好ましくは１〜４の整数であり、Ｒ基３個のうち１個以下がアルキルであることを条件に、各Ｒは独立して１〜１２個の炭素原子を含むアルコキシ基、アリールオキシ基、アラルコキシ基、１〜１２個の炭素原子を含む脂肪族アシルオキシ基、アミノ基、置換されたアミノ基、又は１〜６個の炭素原子を含む低級アルキル基といった加水分解性有機基である）を有する請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記加水分解性シランは、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、及びγ−（メタ）アクリルオキシプロピルトリメトキシシランから選択される請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
Ｗは、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルオキシ、カルボキシル、エポキシ、アミノ、ウレイド、イソシアナト、チオシアナト、メルカプト、スチリル、ビニル、アリル、ハロアルキル、酸無水物、アジ化スルホニル、芳香族アルコールのカルボン酸エステル、及びそれらの混合物から選択される請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
Ｘは、エポキシシクロヘキシル、グリシドキシプロピル、イソシアナトプロピル、ビニル、及びアリルから選択される請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
ＹはＣ１〜Ｃ４のアルコキシである請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記加水分解性シランは、イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及び２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランから選択される請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記ポリマー素材はアミノ官能基を含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記水への暴露は水浴内で実行される請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
前記ブローのステップにおいて、前記バルーンは軸方向に更に伸張される請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、医療装置内で有用な薄膜の作成に関し、特に湿分への暴露時に−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を介して架橋された耐久性ポリマー組成物から形成された医療用拡張バルーンの製造に関する。特に、そのバルーンは、少なくとも１種の有機官能基加水分解性シランと少なくとも１種のポリマーとの反応生成物を湿分に暴露して架橋させたものから形成される。その架橋構造によって、製造工程と使用時の両方で素材の靭性、摩耗抵抗、耐久性、及び寸法安定性が増大する。
【０００２】
（発明の背景）
バルーンカテーテルは、体腔の狭窄又は閉塞、例えば一般に血管形成術で治療される動脈狭窄の治療に関係する処置で用いられており、血管形成術では、患者の発症した血管へのバルーンカテーテル挿入が必要となる。
【０００３】
バルーンは、カテーテルを挿入する脈管を広げる機能、閉塞した血管をこじ開けて閉塞した血管又はつぶれた血管を開通させる機能、或いはつぶれた血管を開けたまま保持する機能が可能である。バルーンの強度及びサイズの要件は、バルーンの使用目的及びカテーテルを挿入する脈管サイズに応じて大きく異なる。おそらくそのようなバルーンで最も多く求められる適用例は、極度に小さな脈管にカテーテルを長く挿入して、バルーンを膨張させることによって血管の狭窄を広げるバルーン血管形成術にある。
【０００４】
バルーン血管形成術には、極度に薄壁、高強度（即ち高引張強さ）で、膨張特性を予測でき、比較的非弾性のバルーンが必要となる。
薄壁が要求されるのは、バルーンの壁及びくびれ部分の厚さによってカテーテル先端の最小口径が制限され、ひいては血管形成術その方法で治療可能な脈管サイズとカテーテルの血管系通過の容易さとの限界が定められるためである。高強度が要求されるのは、バルーンを用いて狭窄を押し開ける際この作業に必要な高い内圧によってバルーンの薄壁が破裂してはいけないためである。外科医が各病変の治療に応じてバルーン口径を変えられるよう、バルーンには膨張時の口径を制御され得るようにある程度の弾性がなければならないが、口径を容易に制御できるよう弾性は比較的低くなければならない。圧力をわずかに変えただけで口径が大きく変わるようではいけない。
【０００５】
高強度で薄壁の特性を実現するために、カテーテルバルーンは多くの場合、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はナイロン１２などのポリアミド素材から生成される。しかしこれらの素材は、弾性が低く耐久性も低い傾向がある。
【０００６】
バルーンカテーテルは、ポリオレフィン又はポリオレフィン共重合体などのより弾性のある素材で生成されてもよいが、通常は引張強さを高くするためにバルーン壁をより厚くしなければならない。
【０００７】
ＰＥＴなど高強度で薄壁の素材の場合に生じる難題の１つは、それらの素材の引張強さが高いとしても、摩耗などによって穴が開く可能性があることである。そのようなカテーテルバルーンは、粗面に接触させて用いる場合にピンホール及び破裂が起こる可能性がある。それに、バルーンは非常に薄壁であるため、そのようなバルーンの金型内に小さな傷があると破れやすい部分ができる可能性がある。
【０００８】
しかし、これらの二軸延伸性非弾性素材はあまりにも堅く曲げ弾性率が高くなり、結果としてそのようなバルーンは収縮時に適当につぶれず、患者の血管系から容易に抜去できなくなるため、それらの素材の壁厚を増大させるのは通常は実用的でない。
【０００９】
バルーンは、より摩耗抵抗のある素材でコーティングさせることができるが、製造工程にコーティングのステップを加えると、通常は可撓性が低下して壁厚も通常は増大する。
【００１０】
薄壁で耐久性があり摩耗抵抗及び引裂抵抗があるためピンホール形成への抵抗性が改善され、比較的可撓性があり、非弾性であってもバルーンを外側に所定の口径まで膨張させることができ、正常圧では更に膨張しないため過膨張による動脈壁の損傷が回避されるようなバルーンカテーテルが依然として求められている。
【００１１】
（発明の概要）
本発明は、−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を介して架橋された湿分硬化型ポリマー素材を含む拡張バルーンを含むバルーンカテーテルなどの医療装置に関する。
【００１２】
更に本発明は、少なくとも１種のポリマーと、ポリマーの主鎖の部分と容易に反応し得る有機官能基を備えた少なくとも１種の有機官能基加水分解性シランと、の反応生成物を含むカテーテルバルーンに関する。そのシランは、ポリマーの主鎖にグラフトされ、シランの加水分解性基は、湿分によって活性化されて−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を介してその構造を架橋する。
【００１３】
更に本発明は、少なくとも１種のポリマーと以下の一般構造：
【化７】
2004518460.tif 000003
（ＸはＳｉと、前記ポリマーと反応性のある官能基Ｗと、の間にＳｉ−Ｃ結合があることを条件とするＷを少なくとも１個含む一価非加水分解性有機部分であり、Ｙは加水分解性基であり、Ｚは一価炭化水素基であり、ｍは１〜３の整数である）を有する少なくとも１種の加水分解性シランとの反応生成物を含む架橋ポリマー素材から形成された拡張バルーンを含む医療装置に関する。シランの加水分解性シラン基Ｙは、その後湿分によって活性化されて、耐久性があり強靭、高強度で摩耗抵抗が優れた、−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を介して架橋されたポリマー素材を形成する。そのバルーン構造は、製造工程と使用時の両方で寸法安定性も備えている。その高強度の架橋素材によって、比較的薄壁の構造のバルーンを製造することができる。
【００１４】
更に本発明は、少なくとも１種のポリマー素材を溶融温度以上で提供するステップと、少なくとも１種の有機官能基加水分解性シラン化合物を提供するステップと、そのポリマー素材と有機官能基加水分解性シランとが反応する温度で、そのポリマー素材と有機官能基加水分解性シラン化合物とを押出して管状プリフォームにするステップと、その管状プリフォームからバルーンプリフォームを形成するステップと、そのバルーンプリフォームをブローしてバルーンにするステップと、そのバルーン又はバルーンプリフォームを水に暴露するステップとを含むカテーテルバルーンの形成方法に関する。シラン上の加水分解性基が湿分によって活性化されて、−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を介して架橋された耐久性ポリマー素材を形成する。
【００１５】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明は、−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を介して架橋された耐久性ポリマー素材で生成された医療用バルーンに関する。
本発明の医療用バルーンの作成方法は、ポリマーの主鎖に加水分解性シランをグラフトし、その後得られたポリマー構造を湿分硬化させることを含む。シランの加水分解性基は、湿分への暴露時に活性化されて、耐久性のある−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を形成する。
【００１６】
本発明のグラフト／湿分硬化反応を表す一般的反応スキームは、一般に２つのステップの反応工程を含むが、第１のステップは、加水分解性シラン化合物と溶融したそのポリマーとの湿分の非存在下での反応であり、第２のステップはシランの加水分解性基が湿分によって活性化されて、耐久性のある−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を形成する架橋反応である。
【００１７】
この２つのステップの工程は、以下の一般的反応スキームで表すことができる。その図式の第１のステップは、ポリマーと加水分解性シラン化合物との反応を示している。第２及び第３の反応は、−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を形成するためのポリマーの加水分解及び縮合を示している。後者の２つの反応は、基本的には同時に起こるものであり、第２のステップとみなされる。
【化８】
2004518460.tif 000004
【００１８】
本発明において有用なシランは、加水分解性基を備え、その加水分解性基のそれぞれがケイ素原子に結合しており、ポリマーの主鎖に効果的にグラフト及び架橋するものを包含する。加水分解性基としては、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ基が挙げられ、特にメトキシ又はエトキシなどの低級Ｃ１〜Ｃ４アルコキシ基、Ｃ２〜Ｃ４アクリルオキシ、約Ｃ６以下の（ポリ）アルコキシアルコキシ、フェノキシ、オキシム、アミン、そして塩素、フッ素、及び臭素などのハロゲン基などが挙げられる。本発明の特定の実施形態において、アルコキシ、アルコキシアルコキシ、及びアクリルオキシ基などの加水分解性基が用いられる。加水分解性基、例えばアルコキシ基は、湿分によって活性化されて、−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合を介して架橋された耐久性のある構造を形成する。
【００１９】
本発明において有用な有機官能基加水分解性シランは、概して以下の一般構造：
【化９】
2004518460.tif 000005
（ＸはＳｉと、シランがグラフトされるポリマー素材と反応性のある官能基Ｗと、の間にＳｉ−Ｃ結合があることを条件とするＷを少なくとも１個含む一価非加水分解性有機部分であり、Ｙは加水分解性基であり、Ｚは一価炭化水素基であり、ｍは１〜３の整数である）で表すことができる。加水分解性シランは、ポリマー／シラン組成物の約０．０５重量％〜約２０重量％であることが有用である。
【００２０】
Ｗは、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルオキシ、カルボキシル、エポキシ、アミノ、ウレイド、イソシアナト、チオシアナト、メルカプト、ハロアルキル、スチリル、ビニル、アリル、アジ化スルホニル、酸無水物、又は２〜１５個の炭素原子を含む芳香族アルコールのカルボン酸エステル、及びそれらの混合物であってもよいが、それらに限定されるものではない。
【００２１】
特定の実施形態において、Ｘは、エポキシシロヘキシル、グリシドキシプロピル、イソシアナトプロピル、ビニル、又はアリルである。その他のＸの例としては、３−アクリルオキシプロピル、３−メタクリルオキシプロピル、３−グリシドキシプロピル、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル、３−アミノプロピル、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピル、（アミノエチルアミノメチル）フェネチル、３−（１−アミノプロポキシ）−３，３−ジメチル−１−プロペニル、Ｎ−フェニルアミノプロピル、ジエチレントリアミノプロピル、及び３−ウレイドプロピルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。アミノ官能基又はイソシアノ官能基を含む有機官能基部分は、広範囲の異なるポリマー種との反応性又は適合性を備えているため特に用途が多様である。
【００２２】
特定の実施形態において、ＹはＣ１〜Ｃ４のアルコキシであり、ｍは２又は３である。
本発明において有用な上記式ＩＩ）で表される特定の不飽和シランの例を幾つか挙げると、ビニル、アリル、イソプロペニル、ブテニル、シクロヘキセニル、又はγ−（メタ）アクリルオキシアルキル基などのエチレン性不飽和ヒドロカルビル基を含むもの、そして例えばヒドロカルビルオキシ、ヒドロカルボニルオキシ、又はヒドロカルビルアミノ基などの加水分解性基を含むものがあるが、これらに限定されるものではない。加水分解性基の例としては、メトキシ、エトキシ、ホルミルオキシ、アセトキシ、プロピオニルオキシ（ｐｒｏｐｒｉｏｎｙｌｏｘｙ ）、アルキルアミノ、及びアリールアミノ基が挙げられる。
【００２３】
この部類の好ましいシランは、ポリマーにグラフトされ得る不飽和アルコキシシランである。
これらの不飽和シラン及びそれらの調製方法の幾つかが、米国特許第５３１２８６１号及び同第５２６６６２７号内に完全に記載されており、その両者は全体が参考として本明細書に援用される。本発明において使用されるこれらのシランの具体例は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシランなどである。
【００２４】
本発明において有用な加水分解性シランの特定の分類は、以下の一般式：
【化１０】
2004518460.tif 000006
（Ｒ’は水素原子又は低級Ｃ１〜Ｃ４アルキル、特にメチルであり、ｘが１の場合ｙが１であることを条件に、ｘ及びｙは０又は１であり、ｎは１〜１２、好ましくは１〜４の整数であり、Ｒ基３個のうち１個以下がアルキルであることを条件に、各Ｒは独立して１〜１２個の炭素原子を含むアルコキシ基（例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ）、アリールオキシ基（例えばフェノキシ）、アラルコキシ基（例えばベンジルオキシ）、１〜１２個の炭素原子を含む脂肪族アシルオキシ基（例えばホルミルオキシ、アセチルオキシ、プロパノイルオキシ）、アミノ基、置換されたアミノ基（アルキルアミノ、アリールアミノ）、又は１〜６個の炭素原子を含む低級アルキル基といった加水分解性有機基である）で表されるものを包含する。
【００２５】
本発明において有用な別のシランとしては、３−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルトリス（メトキシエトキシ）シラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、（３−グリシドキシプロピル）メチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、（３−アミノプロピル）メチルジエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、（アミノエチルアミノメチル）フェネチルトリメトキシシラン、３−（１−アミノプロポキシ）−３，３−ジメチル−１−プロペニルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、（３−トリメトキシシリルプロピル）ジエチレントリアミン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、３−チオシアナトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、塩酸３−（Ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェネチルトリメトキシシラン、（ｐ−クロロメチル）フェニルトリメトキシシラン、（クロロメチル）フェニルエチルトリメトキシシランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
適切なポリマーとしては、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィン、並びに実質的に直鎖のエチレン及びプロピレンα−オレフィン；アクリルポリマー；オレフィン・アクリル酸エステル共重合体；熱可塑性又は弾性ポリウレタン；熱可塑性又は弾性ポリエステル；ポリアミド；ポリスルホン；ポリビニルなどが挙げられるが、これらの限定されるものではない。
【００２７】
シランをポリアミド、及びポリオレフィンなどの別のポリマーに組込むことは、米国特許第４６３７６４０号及び同第５０５５２４９号で議論されているが、この両者は全体が参考として本明細書に援用される。
【００２８】
本発明の具体的実施形態の幾つかは、以下の反応機序によって表される。具体的実施形態の幾つかにおいて、アミノ官能基ポリマーは、イソシアネート官能基加水分解性シランと反応させられる。側鎖ヒドロキシ基を備えたポリ（メタ）アクリレートポリマーも、イソシアナト官能基アルコキシシランと反応し得る。これらのタイプの反応は、本発明において特定の有用が見出されている。
【００２９】
例えば、イソシアネート官能基シラン化合物であるイソシアナトプロピルトリエトキシシランと、アミン含有ポリマーとの反応の例は、以下の一般的反応スキーム：
【化１１】
2004518460.tif 000007
で表すことができる。
【００３０】
エポキシ官能価を備えたシラン化合物を、アミン官能価を備えたポリマーと反応させる反応の例は、以下の一般的反応スキーム：
【化１２】
2004518460.tif 000008
で表すことができる。
【００３１】
異なるエポキシ官能基シランと、高分子アミン含有化合物との反応の別の例は、以下の一般的反応スキーム：
【化１３】
2004518460.tif 000009
で表すことができる。
【００３２】
不飽和加水分解性シランをポリマーの主鎖にグラフトさせる具体的方法は、有機過酸化物などのフリーラジカル開始剤を用いるフリーラジカル機構によるものである。
【００３３】
以下の反応機序は、過酸化物をフリーラジカル開始剤として用いるフリーラジカル機構によってポリマーの主鎖に反応させた不飽和シラン、即ちこの場合のビニル含有シランを表している。
【化１４】
2004518460.tif 000010
【００３４】
その反応工程の第２の部分は、シランの加水分解性アルコキシ基が、湿分存在下で反応して−−Ｓｉ−−Ｏ−−Ｓｉ−−結合の存在によって架橋されたポリマーを形成するという湿分硬化ステップである。これらの架橋ポリマーによって、非架橋ポリマー素材よりも耐久性、摩擦抵抗、引裂き抵抗、及び滅菌時の寸法安定性が高い構造が提供される。
【００３５】
得られた架橋素材によって、耐久性及び靭性が特に重要とされる医療装置、特に血管形成術用カテーテルバルーンにおける特定の実用性が見出される。
本発明の医療装置の作成において、最初に湿分の非存在下、アミン含有ポリマー素材と官能基シラン化合物とをポリマーの溶融温度を超える温度で緩徐に混合して押出すことにより、管状プリフォームが作成される。管状プリフォームは、当該技術分野で知られるいずれの押出技術を用いて作成されてもよい。
【００３６】
その後、管状プリフォームをバルーンの金型に供給してもよい。その後、本発明の架橋バルーン構造を生成するために、バルーンを何らかの形態の湿分に暴露する。この湿分への暴露は、バルーン形成で通常用いられる温度及び圧力での水浴内で実際にバルーンを形成することによってなされてもよく、或いはバルーン形成の後、例えば既に形成されたバルーンを圧力の有無に関わらず水浴内に入れることによりなされてもよい。
【００３７】
バルーンは通常、ブロー成形技術を用いて形成される。しかしバルーン形成は、従来の押出及びブロー技術を用いたいずれの従来法で実施してもよいが、基本的にその方法には、管状プリフォームを押出すステップと、バルーンをブロー成形するステップと、バルーンをアニーリングするステップとを含む３つの主なステップがある。プリフォームは、ブローの前に軸方向に伸張、及び／又は二軸延伸してもよい。バルーン形成のための一般的技術は、Ｌｅｖｙに付与された米国特許第４，４９０，４２１号、及び１９９４年９月２０日にＷａｎｇ他に発行された米国特許第５，３４８，５３８号で議論されている。図１は、一般に１０で示されるカテーテルバルーンを先端に取り付けた膨張状態の拡張カテーテルの斜視図である。カテーテルバルーン１４は、本発明の架橋ポリマー素材で形成されており、本体部分１２と、円錐部分１４と、くびれ部分１６とを備えた構造は従来通りである。本発明の湿分硬化ポリマー素材が、ポリマー素材で形成され得るいずれのカテーテルバルーン構成でも利用できること、そして本発明の精神及び範囲を逸脱することなくこれらの構造に多数の改変を行えることは、当業者には理解されよう。
【００３８】
シランのアルコキシ基を湿分に暴露させることにより、架橋反応が起こる。形成した後のバルーンを、約６５℃〜約１４５℃の範囲をはじめとする従来の成形温度で所定の時間、圧力及び張力下で温浴内に保持して、架橋工程を確実に完了させてもよい。しかし、架橋されていない残りの官能基は、いずれも時間の経過と共に架橋されることになる。
【００３９】
本発明の改良されたバルーンを製造するために得られた方法は、このように管状プリフォームの作成方法に追加のステップを導入することなく非常に簡単である。
【００４０】
幾つかの先行技術の方法と比較すると、本発明の方法を利用する場合には放射線又は電子ビームが必要とならない。電子ビームの使用で知られる欠点の１つは、鎖の分断を起こさずに完全に硬化させることが困難なことである。更に、電子ビーム工程は、経済的でない。
【００４１】
本明細書に記載された実施形態は、本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく改変を行えることは、当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】膨張状態で示された本発明のカテーテルバルーンを先端に取り付けた拡張カテーテルの斜視図。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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