説明

バルーンカテーテル及びその製造方法

【課題】バルーンカテーテルの先端チップの更なる柔軟性とスリム化を実現し、ガイドワイヤに対する追随性と狭窄部等における通過性とを飛躍的に向上させること等が可能なバルーンカテーテルを提供する。
【解決手段】先端チップ20において先端側バルーン接合部22の最先端付近からカテーテル最先端23に至るまでの先端テーパー部24の肉厚を連続的に薄肉化し、この平均肉厚減少勾配を6〜60μm/mmとし、前記先端側バルーン接合部の最先端からカテーテル最先端までの長さを3〜10mmとすると共に、前記先端テーパー部の最先端のチューブ肉厚を10〜50μmとする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冠状動脈、四肢動脈、腎動脈及び末梢血管などの狭窄部又は閉塞部を拡張治療する経皮的血管形成術(PTA:Percutaneous Translumin Angioplasty、又はPTCA:Percutaneous Translumin Coronary Angioplasty)において使用されるバルーンカテーテル及びその製造方法に関し、更に詳しくは、バルーンを含むカテーテルシャフト先端部の諸特性を改良したバルーンカテーテル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、バルーンカテーテルは、カテーテルシャフトと、該カテーテルシャフトの先端部に設けられた血管拡張用バルーンとから構成される。このようなバルーンカテーテルを用いた血管形成術は、以下の手順で施される。先ず、ガイドワイヤを狭窄部等の病変部位を通過させ、そのガイドワイヤに沿ってバルーンカテーテルを挿入し、バルーンを病変部位に一致させ、インフレーションルーメンに適度に希釈した造影剤等を供給してバルーンを拡張させる。拡張後は、バルーンを減圧、収縮してバルーンカテーテルを体外に除去する。
【0003】
以下、従来のバルーンカテーテルの具体例とその問題点とを説明する。
第5図に、従来のバルーンカテーテルの先端部における断面構造を示す。図中において、符号80はカテーテルシャフト、81は内管、82は外管、83はバルーン、84はX線不透過マーカーを示す。またカテーテルシャフト80の先端部に設けたバルーン83の近位側一端85は外管82の先端部に接合され、バルーン83の遠位側他端86は内管81の先端部付近に接合されている。このようなバルーン83を減圧し収縮させると、第6図に示すように折畳んだ状態となる。このような構造のバルーンカテーテルを難易度の高い病変部位に使用する場合、次のような問題があった。すなわち、術者がバルーンカテーテルの基端部に力を加えて、バルーンを高度の狭窄部に一致させる際、薄肉バルーン83が蛇腹状に変形し(アコーディオン現象と呼ぶ。)、前記基端部に加えた力が十分に先端部に伝達せず、病変部位の通過性が極端に低下し、バルーンを狭窄部に正確に一致させることができないという問題である。その原因は、外管82及び内管81は、カテーテルの基端部において分岐ハブ等に固定されているので強く拘束されており、先端部においては薄肉バルーン83を介してのみ弱く連結されているため、前記先端部と基端部との間の中間部においては、全く拘束されていないためである。
【0004】
この問題を解決するために、第7図に示すような構造のバルーンカテーテルが提案されている(例えば、日本国特開平3−51059号公報、日本国特開平4−2363号公報、及び日本国特開平5−137793号公報を参照)。図中において、符号90はカテーテルシャフト、91は内管、92は外管、93はバルーン、94はX線不透過マーカーを示す。即ち、外管92の先端部付近で内管91が、該外管92の内壁面に接合されており、この接合部95によって外管92と内管91とが強く拘束されているので、狭窄のひどい難病変部位に対してもバルーン93が蛇腹状に変形せず、術者の加えた押込み力が先端部まで伝わるようになった。しかしながら、このようなバルーンカテーテルでは次のような問題がある。
【0005】
つまり、病変部位にバルーンを位置決めし、拡張する際、加圧流体によって加えられた圧力によってバルーンは径方向と長手方向とに伸びるが、バルーン内の内管、即ち外管の先端部付近とバルーンの先端部付近との間に位置する内管は、バルーンの長手方向の伸びとともに延伸されてしまう。次に、狭窄部の拡張が終了し、バルーンを収縮させるとき、バルーン93は耐圧のある材料種で作製しているため寸法は元の値に戻るが、第8図に示すように延伸された内管91は元の長さに戻らず弛んだ状態になってしまう。その理由は、内管は、通常ガイドワイヤとの滑り性を重要視される材料から構成されるため、バルーンのような弾性的な変化を示さず塑性変形をし易いものが多く、延伸され易いからである。このような状態になると、バルーンの折畳み癖に対して内管の位置がずれるため、減圧時のバルーンの再折畳み性(リラップ性)が極端に低下してウィンギングが生じてしまい、再び狭窄部を通過させようとしてもウィングが引っ掛かって通過できなくなる場合が多い。即ち、一度拡張したものは、2回目以降の病変部位の通過性が低下してしまうという問題である。この状況を第9図及び第10図に示して説明する。第9図(a)は、バルーン93を内管91の周囲に互いに逆方向に折畳んだ状態を示し、第9図(b)はその折畳みが不十分でウィング93a,93bが突出した状態を示すものである。また、第10図(a)は、バルーン93を内管91の周囲に同方向に折畳んだ状態を示し、第10図(b)はその折畳みが不十分でウィング93a,93bが突出した状態を示す図である。
【0006】
また、第5図及び第7図に示したバルーンカテーテルの双方に共通する問題として、外管先端部のところで剛性が大きく変化しているので、バルーンカテーテルの取扱い時やガイドワイヤの交換時に、この部分で折れが生じ易いという問題がある。これは、外管先端部より先は、細い内管と薄肉のバルーンしかないため、剛性の不連続が生じているためである。
【0007】
次に、従来のバルーンカテーテル先端部の最遠位部に関する問題点を、第21図〜第26図を参照しつつ説明する。第21図は、バルーンカテーテル先端部の最遠位部を示す拡大断面図である。図中において符号100はバルーン、101は内管を示し、前記内管101はバルーン100の先端部を貫通、突出しており、該バルーンの先端側接着部102と接着剤層103をもって接着している。前記内管101の先端部は該内管のチューブ形状をそのまま有し、最先端部においてエッジ104を有している。しかしながらこのエッジ104は、血管中の病変部位を通過する際や屈曲部を通過する際に引っかかってしまい、病変部位の通過性、屈曲部の通過性を悪くするという問題があった。
【0008】
そこで、内管の最先端のエッジ部分のみを取り除いた従来例が提案されているが、狭窄度の高い病変部位等では、病変部位の通過性及び屈曲部の通過性の問題を満足に解決できなかった。これら通過性を良くするために、バルーンカテーテルの先端チップを柔らかくする従来技術、日本国特開平2−271873号公報や日本国特開平5−253304号公報記載のものが提案されている。何れの公報においても、バルーン110(120)の先端部のスリーブ部分111(121)がガイドワイヤ用ルーメンを形成する内管112(122)より突出している構造が開示されている(先端チップの概略断面を示す第22図及び第23図を参照)。ここで、第22図に示した例は、バルーン110と一体形成されたスリーブ部分111が先端に行くにつれてその外径を段状に減径されたものであり、第23図に示した例は、スリーブ部分121が先端に行くにつれて外径を先細テーパー状に減径されたものである。しかしながら、近年のバルーンには、耐圧強度が要求されるようになってきたため、伸びが少なく比較的硬い素材で作製する必要が出てきた。その結果、前記のスリーブ部分で形成された先端チップの剛性も高いものが必要とされている。
【0009】
更に、通過性を良くするためには先端チップをスリムにする必要もある。そのための従来技術としては、国際公開WO 88/6465号公報等に、先端チップの最先端部を縮径させたバルーンカテーテル等が示されており、これは、バルーン先端部のスリーブをガイドワイヤ用ルーメンを形成するチューブ(内管)に溶着して、チューブ及びスリーブの2層を形成した後、この2層に対して面取りを施す技術である。
【0010】
前記日本国特開平2−271873号公報には、バルーンの先端部のスリーブ部分が内管先端部より突出し、バルーンのスリーブ部がカテーテルの最先端部を形成している構造が開示されている。その奏する効果として、バルーン先端部のスリーブと内管との間の固着距離を少なく且つ固着面積を大きくすることができることにより先端チップが柔軟化されること、また、バルーン先端部のスリーブと内管との固着部分がカテーテルの外表面に露出しないので、カテーテル挿入時にその固着部分においてバルーン先端部が捲れるように剥離するのを防止できることが示されている。しかし、最近では先端チップの柔軟化、小径化を同時に満足することが要求されており、バルーン先端部のスリーブと内管との間の固着距離を少なく且つ固着面積を大きくして柔軟化を図ることは可能であるが、チューブ及びスリーブの2層部分を縮径若しくはテーパー化するのは構造上難しく、どうしても2層部分の径を小さくすることには限界があった。また、2層から1層に変わる箇所で急激な段差ができることになり、これは、バルーンカテーテル先端部を、屈曲し、狭窄度の高い病変部位を通過させる場合大きな障害となった。
【0011】
また、更に難易度の高い病変部位や、屈曲度の高い部分の病変部位、及びステント内等の表面の抵抗が大きい部分における高い通過性が医療現場から求められるようになっている。
【0012】
そのためには更に柔軟性やスリム性の向上が求められてきている。即ち、バルーンカテーテルが、かろうじてガイドワイヤが通る程度の隙間を追随して通ることが可能なスリム性、鋭角に屈曲している病変部位に入っているガイドワイヤへのバルーンカテーテルの高い追随性が必要になってきている(第24図、第25図参照)。ここで、第24図及び第25図中において、符号130はバルーン、131はバルーン130の遠位側スリーブ、132は先端チップ、132aは先端チップの先端部、133はガイドワイヤを示し、140は血管、140aは狭窄部、140bは血管140から分岐した分岐血管である。このように屈曲度の大きい病変部位や急な角度の分岐病変部位に対して、ガイドワイヤへの追随性が十分でない場合、バルーンカテーテルを進める途中でガイドワイヤの折れが発生することがある。また、近年バルーンカテーテルによって拡張された血管径を維持するためにステント141が多く用いられている(第26図参照)。このステント内での再狭窄、及びステントを留置した先端部付近での再狭窄が生じた場合、ステントの中に再びバルーンカテーテルを進めなければならないが、この際、先端チップ132がステント141のコイル状の部分(ストラット)等に衝突し先に進むことができない等の問題が生じる場合がある。
【0013】
次に、従来のカテーテルシャフトとバルーンとの接合に関する問題点を、第27図及び第28図を参照しながら説明する。従来からカテーテルシャフトとバルーンとの接合には熱溶着や接着などの手段が用いられており、各種方法が提供されている。例えば、接着に関しては、日本国特開昭61−92677号公報(バルーン付き医療チューブ)において、材質の異なるチューブとバルーンとを、付加重合型シリコーン組成物からなる接着剤によって接着する技術が開示されている。ここでは異なる材質を接着可能にしたことについてのみ述べられており、接着剤硬化後の物性、特に硬度については言及されていない。接着剤部の硬度がカテーテルシャフトやバルーンに比べて極端に高い場合は、カテーテル全体の剛性が不連続になり、第27図及び第28図に模式的に示すように、血管内の屈曲部をバルーンカテーテルが通過する際に、バルーンカテーテルが屈曲した血管に追随し難くなる。第27図及び第28図において、符号150が硬度の高い接着剤でバルーン151を接着されたカテーテルシャフト、152がガイドワイヤ、153aが冠状動脈等の屈曲部、153bが狭窄部である。
【0014】
このような場合、術者がバルーンカテーテルを前進させる際に抵抗感を受けるだけではなく、ひいては剛性の不連続部分でカテーテルのキンク154a,154bや血管の損傷をもたらす可能性があり、極めて危険である。また、接着剤硬化後の硬度が高い場合には、先端チップも硬くなり、狭窄部153bへのカテーテルの挿入が極めて困難になる。
【0015】
一方、熱溶着による接合は、あらゆる材質のカテーテルシャフトとバルーンとの組み合わせに対して有効ではなく、熱溶融したときの樹脂の相溶性が良好な組み合わせに限定される。従って、一般的にはカテーテルシャフトとバルーンとの材質が同じ場合に用いられる方法であり、異なる材質のカテーテルシャフトとバルーンとの接合には用いられ難い。たとえ相溶性の良好な異なる材質からなるカテーテルシャフトとバルーンとを熱溶着する場合でも、溶着部分はカテーテルシャフトよりも硬くなることが多く、カテーテルシャフトの剛性に不連続を生じさせると同時に、先端チップの柔軟性が失われることも避けられない。
【0016】
次に、従来のバルーンと従来のバルーンが有していた問題点について説明する。一般に、バルーンには、バルーンに圧力を加えたときの破壊に耐えうる強度や、所望の拡張サイズに安全に制御可能であること等が求められる。また、仮に血管内でバルーンが破壊したとき、血管に損傷を与えやすいピンホール状破壊や、破壊後血管内から除去しにくい径方向の亀裂破壊ではなく、比較的危険性の少ない軸方向への亀裂破壊が生じやすいような特性も求められる。また、極端な狭窄部を容易に通過できるように、バルーンの肉厚はなるべく薄いものが望ましく、バルーンの摩擦係数が小さいことが望ましい。また、バルーンは、上述したように、再折り畳みされたときに、ウィングが発生しないような材質からなることも重要である。さらには、血管内の屈曲部における追従性、曲がり易さ等も求められる。
従来のバルーンに使用又は提案されている材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリビニルアセテート、アイオノマー、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーがある。
【0017】
ポリエチレンテレフタレート(PET)材料は強度が強いことから、日本国特公昭63−26655号公報、日本国特公平3−37941号公報に開示されているように、薄膜、高耐圧のバルーンが形成可能であり、低膨張特性を有する材料として代表的なものである。しかし、PETからなるバルーンは、そのガラス転移点が60℃以上であるため室温や体温付近での柔軟性に欠け、よって、拡張に要する時間が長く、高圧で拡張した場合は、病変部位を損傷させる危険性が高い。また折り畳み性が悪く、上述のウィングが発生し易いため、血管を傷つけ易い。さらに、そのガラス転移点が高く、室温や体温付近でバルーンが過度の結晶状態にあることから、皺が発生し易く、この皺の部分でピンホール破壊を起こしやすいという問題があった。
【0018】
また、ポリエチレン、ポリビニルアセテート、アイオノマー、ポリ塩化ビニルおよびそれらの共重合体、混合体から成形されたバルーンは、材料強度が比較的弱いため耐圧性の低いものしか得られない。よって、要求される拡張圧に耐え得るようにするには、バルーンの肉厚を大きくせざるを得ない。その肉厚が増すことで折り畳み性は良くなるが、折り畳み時のバルーン径が大きくなり、嵩張りやすいという欠点がある。
【0019】
また、ポリアミド材料から成形されたバルーンは、PET材料に匹敵するほどの高い耐圧性を有し、ある程度の柔軟性を有するので、PET製バルーンの欠点である折り畳み時のウィングの発生という問題や、ピンホール破壊を起こしやすいという問題は若干改善されている。しかし、ポリアミド材料は引張り強度が高いためバルーンの肉厚は薄くされる。そのためバルーンの折り畳み時の形状保持性が悪くなり、また、再折り畳み時にウィングが発生し易いという問題がある。またポリアミド材料は、比較的大きな摩擦係数を有し、高い吸水性を有するので、特に高湿度環境にあるといえる血管内では、血管壁との摩擦が大きくなるという問題を有している。また、ポリアミド材料を用いたバルーンの製造方法としては、日本国特開平3−57462号公報、日本国特開平3−57463号公報記載のものがある。これら公報記載の製造方法は、プロセスが複雑で制御しにくい上に熱固定工程を含む多工程を経るため、バルーンに延伸ムラが発生しやすく、バルーンの使用時に、周方向の亀裂破壊が生ずる場合があり、血管を損傷させる危険がある。
【0020】
そして、ポリウレタン、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー等のブロックコポリマーからなるバルーンは、充分な強度を有し、かつ柔軟性があるために優れているが、ポリアミドよりも柔らかいので折り畳んだ時の形状保持性が悪い。従って、形状保持性を付与するための熱処理を施す必要があるが、この熱処理は難しく、また、滅菌時の温度上昇によるバルーン径の収縮も激しく、更には、最終のバルーン径の制御が非常に困難であるという欠点がある。また、ポリアミド系熱可塑性エラストマーはポリアミド樹脂の改質に使用され、ポリエステル系熱可塑性エラストマーはポリエステル樹脂の改質に使用されることが多いが、一般にポリアミド系熱可塑性エラストマーとポリエステル系熱可塑性エラストマーとは弾性率が高く、柔軟性を向上させる点での改質性は高くなく、その他の樹脂との相溶性も悪く、よって、上記組み合わせに限られた用途にしか使われないという欠点がある。
【0021】
以上、種々のバルーン材料について説明したが、これらバルーン材料の何れもが、バルーンに要求される膨張特性に満足に対応できないものであった。これは、病変部位に対して望まれるバルーンの膨張特性は一定ではないからである。すなわち、例えば高度に石灰化が進行したような病変部位に対しては、比較的高圧でバルーンを拡張する必要があるので、バルーンは、その拡張圧に耐え得るものでなければならないし、その拡張圧の変化に対してバルーン径の変化が比較的小さい低膨張性のものが望まれる。また、病変部位が大きい場合には、バルーンとしては、拡張時のサイズが病変部位の大きさに対処可能なように高膨張性のものが望まれる。
【0022】
低膨張性及び高膨張性の双方の特性を有するバルーンを、同種の材料を用いて作製することは難しいため、2種類以上の材料を組み合わせて作製する必要があるが、これは、コスト上昇等の点から、工業生産的に極めて不利である。高膨張性を備えたバルーンを作製するには、比較的強度の低い材料を選択せねばならず、その結果、耐圧性を持たせるためにバルーンの肉厚を大きくせざるをえず、折り畳み時のバルーン径が大きいために、バルーンカテーテルの通過性が悪くなる。バルーンの折り畳み時の形状保持性を向上させる観点からは、バルーンの肉厚がある程度大きい方が有利であるが、強度が十分ではない。一方、高強度材料を用いてバルーンの肉厚を薄くした場合は、折り畳み時のバルーンの柔軟性が低くなると共に、バルーンカテーテルの機能を十分果たすことができない。これら相反する二つの特性をバランス良く備えたバルーン材料が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0023】
そこで、本発明が上記の諸問題に鑑みて、解決しようとするところは、以下の(1)〜(4)となる。
【0024】
(1)操作性における従来の諸問題を一挙に解決するバルーンカテーテルを提供する点にある。すなわち、バールン拡張後の内管の弛みを防止してリラップ性を向上させること、外管とバルーンとの接合部分の剛性の不連続を緩和して折れを防止すること、バルーン部分のシャフトの硬さを調整して屈曲した血管内の前進性と狭窄がひどい病変部位の通過性とを高めること、及び、アコーディオン現象を防止して押込み力の伝達性を高めることにより、これら諸特性を有するバルーンカテーテルを提供する。
【0025】
(2)バルーンカテーテルの先端チップの更なる柔軟性とスリム化を実現し、ガイドワイヤに対する追随性と狭窄部等における通過性とを飛躍的に向上させる。
【0026】
(3)従来のカテーテルシャフトとバルーンとの接合方法に対する比較検討を行い、カテーテルシャフトとバルーンとを接合し一体化させた後に十分な強度を有するだけでなく、接着部の硬度によりカテーテルシャフト剛性に不連続さを生じさせずに、屈曲血管に容易に追随し得るとともに、先端チップの柔軟性が硬化した接着剤によって損なわれないバルーンカテーテルを提供する。
【0027】
(4)柔軟性、耐圧性に優れるとともに、折り畳み性、折り畳み時の形状保持性及び拡張後の再折り畳み性の良好なバルーンを備えたバルーンカテーテルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0028】
上記問題点を解決するために、本発明のバルーンカテーテルは、少なくともカテーテルの先端部付近において、ガイドワイヤを挿通させる内管と外管とからなる2重管構造を備え、該内管と該外管との間に圧力流体が通るためのインフレーションルーメンを備えるカテーテルシャフトと、該カテーテルシャフトの先端部に配設されて前記加圧流体によって拡張、収縮及び折り畳み可能とするバルーンと、を有するバルーンカテーテルであって、前記バルーンの近位側一端が前記外管の先端部付近に接合されると共に、前記バルーンの遠位側他端が前記内管の先端部付近に接合されており、前記外管の少なくとも先端部に、該外管の内径よりも小さな外径を有し且つ前記内管の外径よりも大きな内径を有するガイドチューブを、前記外管と2重管となるように配設すると共に、該ガイドチューブ内部を前記内管が固定されずに軸方向に貫通する構造を有するものである。
【0029】
この構造により、バルーンの拡張時に内管が延伸されても、該内管はガイドチューブ内を軸方向へスライドできるので弾性変形の範囲内の延伸となって、バルーンの収縮時には内管は完全に元の状態に復元する。また、ガイドチューブによって外管とバルーンとの接合部分の剛性は連続的となって、その部分での折れを防止できる。
【0030】
ここで、前記ガイドチューブは、外管の内壁面に偏心した状態で接合されることが好ましい。これにより、外管に対するガイドチューブの接合部分の肉厚を小さくすることが可能となるとともに、外管と内管との間のインフレーションルーメンを流れるバルーン拡張用加圧流体の流量を確保できる。
【0031】
また、前記ガイドチューブの先端を、内管に接合したX線不透過マーカーの近位端側に突き当て状態となすこと、あるいは、前記ガイドチューブの先端を、内管に接合したバルーンの接合部に突き当て状態となすことにより、カテーテルシャフトの外管の近位側から加えた押込み力が、外管の先端部に接合したガイドチューブを介して内管の先端部に伝達され易くなる。
【0032】
そして、前記ガイドチューブが先端になるにつれて薄肉化することにより、バルーン部分のシャフトの硬さを、先端になるにつれて連続的に柔らかくなるように調整することが可能となる。
【0033】
また、前記ガイドチューブの先端を、内管とバルーン先端との接合部に突き当て状態となす場合には、前記ガイドチューブの外表面上にX線不透過マーカーを付与するものとする。
【0034】
更に、前記ガイドチューブは、ポリイミドからなること、あるいは少なくとも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、及びポリオレフィンエラストマーのうちの1種以上からなることが好ましい。
【0035】
ここで、前記ガイドチューブにスプリング状のコイルが埋設されていると、このコイルによって、ガイドチューブは伝達する押込み力に対して剛性を高め、且つ曲げに対しては硬さを適度に調整されることが可能となる。この場合、前記スプリング状コイルは、X線不透過の材料からなることも好ましい。
【0036】
また、前記内管がバルーン先端部から突出すると共に該先端部と接合して形成される先端チップを先細テーパー形状となし、前記先端チップにおいて先端側バルーン接合部の最先端付近からカテーテル最先端に至るまでの先端テーパー部の肉厚を連続的に薄肉化し、この平均肉厚減少勾配を6〜60μm/mmとし、前記先端側バルーン接合部の最先端からカテーテル最先端までの長さを3〜10mmとすると共に、前記先端テーパー部の最先端のチューブ肉厚を10〜50μmとすることが、好ましい。
【0037】
ここで、前記先端テーパー部の平均肉厚減少勾配を10〜30μm/mmとし、前記先端側バルーン接合部の最先端からカテーテル最先端までの長さを4〜7mmとするとともに、該先端テーパー部最先端のチューブ肉厚を20〜40μmとすることが、より好ましい。
【0038】
前記先端テーパー部の平均肉厚減少勾配が60μm/mmを越えると、先端から近位側にかけて先端部が急激に硬くなり、先端チップのガイドワイヤへの追随性が悪くなる。また、同平均肉厚減少勾配が6μm/mm未満になるとテーパー部最先端部の肉厚が大きくなり通過性が低下するか、又は先端チップが長くなりすぎて病変部位を通過させる時に摩擦抵抗が大きくなるという問題が生じてくる。従って、平均肉厚減少勾配は6〜60μm/mmとなるように調整することが好ましく、更に10〜30μm/mmに設定することがより好ましい。
【0039】
また、先端側バルーン接合部の最先端からカテーテル最先端までの先端チップの長さについては、先端チップの長さが3mm未満では、平均肉厚減少勾配が6〜60μm/mmの間にあっても、十分な柔軟性と先端部の小径化が得られない。一方、先端の長さが10mmを越えると、先端チップで生じる摩擦抵抗が大きくなり病変部位を通過させるために大きな力が必要になり、先端部の肉厚が小さくなりすぎて術者の押す力で先端部が潰れ易くなるという問題が生ずる。
【0040】
更に、平均肉厚減少勾配が6〜60μm/mm、先端チップの長さが3〜10mmの範囲内にあっても、先端テーパー部最先端のチューブ肉厚が薄過ぎても厚過ぎても好ましくなく、前述の条件を満たしつつ最先端の肉厚は10〜50μmの範囲になるように設定することが好ましい。先端チップ最先端のチューブ肉厚が10μm未満では先端部が柔らか過ぎてガイドワイヤに密着するので、押し込み時に摩擦抵抗が大きくなって蛇腹状に変形する現象が発生して好ましくなく、また肉厚が50μmを越えると、先端チップの十分な柔軟性と先端部の小径化が得られない。
【0041】
また、前記先端側バルーン接合部の最先端と前記内管との間に生じる段差部分に、該段差を無くすように接着剤層を形成し、バルーンカテーテル先端部付近の段差及び剛性の不連続を緩和することがより好ましい。また、前記段差を無くすように、先端側バルーン接合部のスリーブ部分の最先端をテーパー状に形成して、前記段差と剛性の不連続性とを低減しても良い。
【0042】
更に、前記先端チップの最先端に面取りを施すこと、及び、前記内管がHDPE(High−Density PolyEthylene)又はポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂からなることが好ましい。
【0043】
上記先端チップを備えたバルーンカテーテルの製造方法は、バルーンカテーテルの製造方法において、内管の先端テーパー部を形成する部分を局部的に加熱し、当該部分の両端部に引張り力を加えて一定長さだけ延伸することで前記内管を減径し、この減径した部分を所定の長さを残して切断することで先端テーパー部を形成し、該先端テーパー部を有する内管を外管に内挿し、且つ、前記先端テーパー部がバルーン先端部から突出するように該バルーン先端部と内管とを接合することで、先端チップを形成するという工程を含むものである。
【0044】
また上記先端チップを備えたバルーンカテーテルの第2の製造方法は、バルーンカテーテルの製造方法において、先端側バルーン接合部のスリーブ部分を内管に接合した後、該スリーブ部分の最先端を局部的に加熱し、バルーン先端部と加熱した先端側の前記内管とに引張り力を加えて一定長さだけ延伸し、前記スリーブ部分における最先端と内管とを減径し、減径した内管を所定の長さを残して切断して先端テーパー部を形成し、該先端テーパー部を有する内管を外管に内挿し、且つ、前記先端テーパー部がバルーン先端部から突出するように該バルーン先端部と内管とを接合して、先端チップを形成するとういう工程を含むものである。
【0045】
ここで、前記先端チップの小径化及び柔軟化は、ガイドワイヤルーメンを形成する内管をあらかじめ加工した後に、バルーンや他の部品と組み立てても良いし、組上がったバルーンカテーテル先端部を加工するのでも良い。部品の状態で小径化の加工を行い組立を行った方が、組立効率を向上させる観点からは好ましい。
【0046】
また、先端チップの加工方法は、ガイドワイヤ用ルーメンを形成する内管の一部を局部的に加熱し、一定長さだけ延伸することで容易に加工できる。そのときの温度、延伸長さは用いる樹脂の材料によって最適化を行えば良い。この場合、前記ガイドワイヤ用ルーメンを形成する内管の中に芯材を入れた状態で先端テーパー部を形成することが好ましい。また、別な加工方法としてはエキシマレーザーを用いて所望の肉厚減少勾配になるように加工しても良い。この方法を用いると加工時間は長くなるものの、正確な肉厚の調整が可能である。
【0047】
最も容易な加工方法としては、ヤスリを用いた研磨がある。しかしながらこの方法では研磨したものの削りかすが生じてしまい、クリーンルーム内での作業には向かず、加工を行った後の洗浄工程が必要となる。
【0048】
また、前記バルーンの近位側一端を前記外管の先端部付近に接合し、且つ前記バルーンの遠位側他端を前記内管の先端部付近に接合するのに使用される接着剤としては、その硬化状態のデュロメーター硬度が、D硬度でD16以上、D70以下であるものが好ましい。
【0049】
ここで、前記接着剤は2液常温(室温)硬化型接着剤、紫外線(UV)硬化型接着剤、吸水硬化型接着剤の何れかであることが好ましく、前記2液室温(常温)硬化型接着剤はウレタン型、シリコーン型、エポキシ型のいずれかであることが更に好ましく、また前記吸水硬化型接着剤はシアノアクリレート型、ウレタン型であることが更に好ましい。
【0050】
また、本発明に係るバルーンとしては、特にスチレン系熱可塑性エラストマーを構成成分として含むポリマーアロイ材料からなるものが良い。前記ポリマーアロイ材料は、ポリエステル樹脂、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド樹脂、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン及びポリフェニレンエーテルの群から1種以上を構成成分として含むことが好ましい。
【0051】
また、前記ポリマーアロイ材料は、ポリオレフィンを構成成分として含むことがより好ましい。
【0052】
また、前記スチレン系熱可塑性エラストマーの含有量は、1〜30重量%であることが望ましく、このスチレン系熱可塑性エラストマーは、官能基付与型であることが望ましい。更に、前記スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、水素添加型のものであることが望ましい。
【0053】
このように、本発明に係るバルーン材料は、樹脂改質性が大きく、相溶性に優れたスチレン系熱可塑性エラストマーをポリマーブレンドの一つの構成成分とすることにより、成形されたバルーンの性質、特に柔軟性、折り畳み性、折り畳み形状保持性、及び組立加工性等を改善し、さらに大きい膨張特性の制御幅を与えるので、特に高膨張特性を有しながら、薄肉、高耐圧のバルーンを提供することができる。また、このバルーン材料は、従来、非相溶性であった材料を相溶化させ、バルーンとして好ましい性質を有する複数の樹脂同士を組み合わせることを可能とし、その結果既存の材料の弱点が補完された優れたバルーンが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0054】
第1図は、本発明に係るオーバー・ザ・ワイヤ型のバルーンカテーテルの代表例を示す全体側面図である。本実施例のバルーンカテーテルは、カテーテルシャフト1と、該カテーテルシャフトの基端部に分岐ハブ2を接続すると共に、カテーテルシャフト1の先端部にバルーン3を設けた構造を有する。また、前記カテーテルシャフト1は、少なくともその先端部において、外管4の内部に内管5を配設した2重管構造を有し、外管4と内管5との間の空間に、バルーン3に圧力を加えて拡張、収縮及び折り畳みを行わせる圧力流体を通すためのインフレーションルーメン(図示せず)を備えている。このインフレーションルーメンは、前記分岐ハブ2に備わる加圧流体用注入口8と連通している。前記内管5は、基端部において前記分岐ハブ2に備わるガイドワイヤ用導入口9と連通し、先端部においてバルーン3を貫通して開口しており、内管5の先端は、バルーン3の先端部よりも遠位側へ延びている。バルーン3の基端側スリーブ6の内周面は、前記外管4の先端部外周面と同軸状に接合されると共に、バルーン3の遠位側スリーブ7は、前記内管5の外周面と同軸状に接合されている。ここで、バルーン3の遠位側スリーブ7付近よりも遠位側の部分10は、先端チップと呼ばれる。
【0055】
本発明の特徴は、バルーンを含むカテーテル先端部の構造、形状及び材質にあるため、本発明のバルーンカテーテルは、オーバー・ザ・ワイヤ型のものに限らず、カテーテルシャフトの途中部にガイドワイヤ挿入口を設けたモノレール型バルーンカテーテルにも適用することができる。
【0056】
第2図は、本発明に係るバルーンカテーテル先端部を示す拡大断面図である。カテーテルシャフト1の外管4の先端部においては、外径が該外管4の内径よりも小さく、内径が内管5の外径よりも大きいガイドチューブ11が、該外管4と二重管となるように配設されており、該ガイドチューブ11の基端部は、外管4の内壁面に一方向に偏った状態で接合部12にて固定されている。ガイドチューブ11の先端部はバルーン3の内部に延び、また該ガイドチューブ11の内部を前記内管5が固定されず、軸方向へスライド可能に貫通している。また、前記ガイドチューブ11は、先端になるにつれて薄肉化してなるテーパー形状を有しているので、バルーン部分のシャフトの硬さを、先端になるにつれて連続的に柔軟になるように調整している。
【0057】
このように前記ガイドチューブ11と内管5とは摺動状態にあるため、バルーン3が拡張されバルーンの軸方向長さが大きくなっても、バルーン3の遠位側スリーブ7に接合した内管5はガイドチューブ11内をスライドし、バルーン3の内部での内管5の延伸の程度は極めて小さくなる。そして、減圧時にバルーン3が収縮しても内管5がガイドチューブ11内をスライドするので、内管5の弛みや撓みが全く生じない。よって、バルーン3のリラップ性は低下せず、2回目以降の病変部位における通過性も大きく低下することはない。また、ガイドチューブの存在により、バルーン3の近位側スリーブ6と外管4との接合部分における剛性は連続的となり、その部分での折れを防止できる。
【0058】
ここで、前記ガイドチューブ11は、外管4の内壁面に偏った状態で接合部12にて外管4と接合されているので、カテーテルシャフト1の先端部において外管4に対して内管5を偏心させて保持することが可能となった。そのため外管4と内管5との間のインフレーションルーメンの断面形状を、従来のリング状から三日月状にすることができるため、そのインフレーションルーメン内部を流れる加圧流体が流れ易くなる。よって、加圧流体の流れ易さを妨げることなく外管4の先端部の外径を部分的に小さくできるため、この外径を小さくした箇所に近位側スリーブ6を接合することにより、カテーテルシャフト先端部の外径の増加を抑制することができる。
【0059】
また、前記ガイドチューブ11の先端は、バルーン3の内部に位置する内管5に接合したX線不透過マーカー13の近位端に突き当て状態になされており、カテーテルシャフト1の外管4の近位側から加えられた押込み力が、該外管4の先端部に接合したガイドチューブ11を介して内管5の先端部に伝達されるので、上述のアコーディオン現象の発生を防止できるのである。
【0060】
前記ガイドチューブ11の材料としては、バルーン3の折畳み時の外径を小さくする観点からは、ポリイミドが好ましく、特にはその肉厚を10μm〜20μmの薄肉にすることがより好ましい。また、前記ガイドチューブ11の材料として、柔軟性を高める観点からは、少なくとも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、及びポリオレフィンエラストマーのうちの1種以上から構成されるものが好ましい。
【0061】
次に、第3図に、本発明の他の実施形態を示して説明する。本実施例のバルーンカテーテルは、前記と同様の先細テーパー形状のガイドチューブ14を備えるものであるが、該ガイドチューブ14の基端部は、外管4の先端部における内壁面に偏った状態で接合部15にて接合され、該ガイドチューブの先端部は、バルーン3の内部であって内管5の外周面とバルーン3の遠位側スリーブ7との接合部に突き当て状態となされている。この構成により、カテーテルシャフト1の外管4の近位側から加えられた押込み力は、前記ガイドチューブ14を介してバルーン3の先端部及び内管5の先端部に直接伝達されるので、より確実にアコーディオン現象の発生を防止できる。なお、本実施例では、そのガイドチューブ14の外周面上にX線不透過マーカー16が設けられている。その他の構成は、上記実施例と同じなので、同一構成部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【0062】
次に、第4図に、本発明の更に他の実施形態を示して説明する。本実施例のバルーンカテーテルは、スプリング状のコイル17を埋設されたガイドチューブ18を備えるものである。このコイル17は、軸方向に密に巻かれてガイドチューブ18の内部にインサート成形により、あるいはディップ成形により一体的に埋設されている。そして、前記コイル17は、軸方向に圧縮力が作用しても隣設する線材同士の間隔が狭く密接しているため、押し縮められることがなく、よって軸方向に対する剛性が高いものである。これにより、ガイドチューブ18に作用した押込み力を確実に内管5の先端部に伝達させることができる。また前記コイル17は、曲げに対抗するために硬さを適度に調整することができる。更には前記スプリング状コイル17が、X線不透過の材質からなることも好ましい。このように本実施例では、軸方向に対する剛性はコイル17によって確保できるので、曲げ変形に対しては、前記ガイドチューブ18の材料として上述のエラストマーを用いて柔軟性を確保することにより、非常に柔軟で軸方向に対しては非常に剛性が高い特性を得ることもできる。尚、図示しないが、第3図に示した実施例において、ガイドチューブ14の内部に本実施例のコイル17を埋め込んだものも可能であり、そしてコイル17がX線不透過の材質であれば、前記X線不透過マーカー16を省略することが可能である。その他の構成は、上記実施例と同じなので、同一構成部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【0063】
ところで、狭窄部を拡張後に残置するステントが一般的に普及する前は、バルーンの拡張は8atm前後の圧力で行われていた。しかし、ステントを用いる現在は、ステントを拡張するのに、14atm〜18atmの圧力をバルーンに加える必要がある。このとき、8atm程度の圧力に対するバルーン長手方向の伸びは大きな問題にならなかったが、14atm以上の圧力では、上記「背景技術」(第7図〜第10図参照)において説明したように、バルーンの伸びに伴う内管の延伸が問題となる。
【0064】
従って、ステントが普及後のバルーンには、耐圧性が要求され、材質的には、加圧と共にバルーン径が伸びによって若干大きくなる性質を示す熱可塑性エラストマー、例えば、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等が用いられたり、圧力を高くしても径の変動が少ないPET等の材質が用いられたりしている。しかし、このPET等からなるバルーン(一般的にノンコンプライアントバルーンと呼ばれている。)は、良好な耐圧性を有するものの、バルーンを折り畳んだ状態では柔軟性に欠け、また一度拡張された後の折り畳み性(リラップ性)が悪い等の欠点を有する。従って、現在、バルーン材料の主流は、前記の熱可塑性エラストマーになりつつある。
【0065】
前記の熱可塑性エラストマーからなるバルーンは、圧力の上昇と共に径を若干大きくするが、同時に長手方向へも伸びる。熱可塑性エラストマーの種類やバルーンの膜厚により、その長手方向への伸び率は変化するが、通常のバルーンでは、14atmの加圧で3〜8%、18atmの加圧で5〜10%程度の伸び率である。従って、このような熱可塑性エラストマーからなるバルーンは、加圧で長手方向へ伸びるものの、その変形は弾性変形の範囲であり、減圧することでほぼ元の寸法に戻るという性質を有する。
【0066】
例えば、ポリエステルエラストマー製のバルーン(肉厚:20μm、拡張時の外径:2.5mm、長さ:23mm)では、14atmの圧力に対して長さが24.5mm(6.5%の伸び率)となり、18atmの加圧で25mm(約8%の伸び率)となった。
また、前記バルーンと寸法の異なるポリエステルエラストマー製バルーン(肉厚:18μm、拡張時の外径:3.0mm、長さ:25mm)では、14atmの圧力で長さが27mm(約8%の伸び率)となり、18atmの加圧で27.5mm(約10%の伸び率)となった。
【0067】
一方、ガイドワイヤルーメンを構成する内管には、ガイドワイヤの滑り性を重要視して、一般的にHDPE(高密度ポリエチレン)等の材質を用いることが多い。しかしながらHDPEを用いた内管では、弾性変形の範囲が2%前後(大きくても3%程度)にしかならず十分な値にならない。
【0068】
よって、この内管の弾性変形の範囲と、加圧状態にあるバルーンの伸び率との差が、塑性変形による内管の延伸につながる。例えば、第7図に示した従来構造のバルーンカテーテル(バルーン全長:25mm)において、内管の弾性変形の範囲を2%とし、18atmで加圧したバルーンの長手方向の伸び率を10%とした場合、外管の先端とバルーンの先端とで拘束された内管の延伸は、およそ、 (10%−2%)×25mm=2mmとなる。この2mmの内管の伸びが、バルーンのリラップ特性を悪化させている。
【0069】
これに対して、例えば、第2図に示した本発明に係るバルーンカテーテル(カテーテルシャフト全長:1350mm/バルーン全長:25mm)においては、18atmで加圧したバルーンの長手方向の伸び率を10%とした場合(カテーテルシャフトの両端が分岐ハブとバルーンの先端部とで拘束されている)、その内管の伸び率は、 (10%×25mm/1350mm)×100=0.19%となる。この0.19%の伸び率は、内管の弾性変形の範囲内であり、バルーンを拡張後に収縮させると、内管は確実に元の寸法に戻る。
【0070】
ここで、バルーン全長が25mmで、18atmの圧力に対するバルーンの長手方向の伸び率が10%(2.5mmの伸び)の場合、内管が弾性変形の範囲内である拘束長さ(内管が拘束される2点間の長さ)は、125mm(弾性変形の範囲が2%)、83mm(弾性変形の範囲が3%)となる。従って、内管は、先端接合部(第2図等におけるバルーン3の遠位側スリーブ7の基端部)から近位側へ少なくとも125mm、好ましくは余裕を持たせて150mm以上の位置で外管の内壁面に接合されていても良い。換言すれば、内管はカテーテルシャフトの先端部に150mm以上の拘束長さを確保できれば、本発明の目的である、バルーンの伸びに伴う内管の延伸防止を達成できる。
【0071】
以上、本発明に係るバルーンカテーテルにより、以下の(A)〜(D)の効果を奏することができる。(A)バルーン拡張後の内管の弛みを防止し、バルーンのリラップ性を向上させるので、2回目以降の病変部位の通過性の低下を抑制することができる。(B)外管の先端部とバルーンとの接合部付近の剛性の不連続を緩和することができるので、取扱い時やガイドワイヤ交換時に生じ易い外管先端部付近での折れを低減させることができる。(C)ガイドチューブの肉厚や材質を調整することによって、外管先端部の硬さを自由に調整することができる。(D)ガイドチューブと内管とが摺動状態のまま、このガイドチューブ先端をX線不透過マーカー又はバルーンの先端部に突き当てる構造を採用することにより、カテーテルシャフトの近位側から加えた押込み力の先端部への伝達性を高めることができる。
【0072】
次に、本発明に係る先端チップ10の実施形態について詳細に説明する。第11図に本発明に係る先端チップ20の拡大断面図を示す。ガイドワイヤルーメンを構成する内管5の先端は、バルーン3の遠位側スリーブ7から遠位側へ突出して延びており、該遠位側スリーブ7の内周面と内管5とが接着剤21を用いて同軸状に接合されている。また、先端チップ20は先細テーパー形状に形成されている。更に、バルーン3の内管5との接合部22(以下、先端側バルーン接合部と呼ぶ。)の最先端付近から連続的に肉厚が薄肉化してカテーテル最先端に至る間に形成される先端テーパー部24においては、その平均肉厚減少勾配が6〜60μm/mmに設定され、前記先端側バルーン接合部22の先端からカテーテル最先端までの長さが3mm〜10mmに設定されると共に、先端チップ20の最先端部23のチューブ肉厚が10〜50μmに設定されている。また、接合部22と内管5との間に介在させた接着剤層21の一部で前記接合部22の最先端部を覆って段差を無くすことにより、この接合部22の先端部から先端チップ20の最先端部23に至るまで連続した先端テーパー部20が形成されている。尚、前記先端テーパー部20の平均肉厚減少勾配を規定する開始点は、接着剤層21の最外径部分25である。
【0073】
ここで、第11図に示したバルーンカテーテルの製造方法について簡単に説明する。先ず、前記先端テーパー部24を形成するには、内管5の中に芯材を入れた状態で、該内管5を局部的に加熱し、その加熱部分の両端部をクランプして引張り力を加え、一定長さだけ延伸して減径し、次いで、その減径した部分を先端テーパー部24の長さが3〜10mmになるように切断するのである。この先端テーパー部24の外形は、軸方向において単純な直線状のテーパーになるとは限らず、延伸によって加工された場合には通常は指数関数的な凹曲線となるが、逆に先端テーパー部24の基端部と先端部とを結ぶ直線よりも膨らんだ曲線となってもよい。何れの場合にも、先端テーパー部24は基端部から最先端部にかけて連続的に肉厚が減少していることが必要である。そして、先端テーパー部24の最先端部23になる切断面は、ヤスリによる研磨、切削、局部加熱等の適宜な加工手段によって面取りを施す。それから、前述の加工を施した内管5の先端テーパー部24より基端側外周面に先端側バルーン接合部22を接着し、接着剤層21の一部で前記接合部22の先端部を覆い、その外形を先端テーパー部24に連続するように先細テーパー状にする。また、内管5を外管4に内挿し、外管4の先端部を前記バルーン3の近位側接合部6に接着してカテーテルシャフト1を構成する。尚、前記内管5の先端テーパー部24の加工は、内管5とバルーン3とを接着した後に行ってもよい。
【0074】
第12図に別の先端チップ30の実施形態を示す。バルーン3の遠位側スリーブ7の先端部において全周に亘って先細のテーパー部31を形成すると共に、該テーパー部31から先端テーパー部24に至る間の接着剤層21の露出部分を連続的に(滑らかに)形成することにより、先端チップ30から段差を無くしている。
【0075】
この先端チップ30を備えたバルーンカテーテルの製造方法について簡単に説明する。先ず、未加工の内管5をバルーン3の先端側接合部22に挿通し、該接合部22から十分に内管5の先端部を突出させた状態で、内管5と接合部22とを接着し、その後、前記接合部22の先端部分に局部的な研磨を行い、テーパー部31を形成させる。次に、前記接合部22よりも先端側へ突出した内管5の、前記テーパー部31の先端部付近を局所的に加熱し、バルーン3の先端側接合部22の基端部と内管5の先端部とをクランプして引張り力を加え、一定長さだけ延伸して減径し、その減径した内管5の部分を、長さが3〜10mmの先端テーパー部24を形成するように切断する。この延伸によって内管5に前記テーパー部31と連続する先端テーパー部24が形成される。そして、先端テーパー部24の最先端部23となる切断面には、前記と同様に適宜な加工手段によって面取りを施す。尚、前記先端側バルーン接合部22の先端部におけるテーパー部31の加工及び内管5の先端テーパー部24の加工については、バルーン3と内管5とを接着する前に、それぞれ局部的に研磨加工及び局部的加熱によって延伸加工してもよく、その後、内管を適宜な長さに切断して、両者を接着してもよい。
【0076】
前記バルーン3と内管5、及びバルーン3と外管4との接着に用いる接着剤としては、後述する本発明に係る接着剤を用いるのが好ましい。
【0077】
尚、本実施形態では、バルーン3と内管5及び外管4との接合に接着剤を用いた例を示したが、本発明では、接着剤の代わりに溶着手段を用いてもよい。
【0078】
このように作製されるバルーンカテーテルは、第13図に示すように、先端チップ40が先細テーパー形状であることによって、屈曲度の高い血管41の中をガイドワイヤ42に追随して先端テーパー部24からスムーズに進行させることができ、高度の狭窄部43でも、該狭窄部43を貫通させたガイドワイヤ42に案内されて折畳んだ状態のバルーン3を該狭窄部43に位置させることができる。また、本発明のバルーンカテーテルは、第14図に示すように、血管44から大きな角度、例えば90度近い角度で分岐した分岐血管44aへバルーン3を進行させる場合にも、分岐血管44aへ挿通したガイドワイヤ42に追随して先端テーパー部24からスムーズに進行させることができるので効果的である。
【0079】
次に、本発明に係る先端チップのより具体的な実施例を説明し、バルーンカテーテルのガイドワイヤへの追随性及び通過性について説明する。
【0080】
(実施例及び比較例)
実施例及び比較例の基本構成は、以下の通りである。高密度ポリエチレン(HDPE)(「HY540」;三菱化学社製)を用いて、押出成形法により、内径0.40mm、外径0.56mmのガイドワイヤルーメン用チューブ(内管)を形成した。また、「ハイトレル7277」(東レデュポン社製)を用いて、押出成形法により、直径2.5mm、肉厚20μmのバルーン部分と、外径0.76mm程度の遠位側スリーブ及び近位側スリーブとからなるバルーンを形成した。このようなバルーンと内管との接合用接着剤として、2液常温硬化型ウレタン系接着剤(「コロネット4403/ニッポラン4235」;日本ポリウレタン工業社製)を用いた。また、このような内管と、内径0.70mm、外径0.86mmのナイロン12からなる外管とを、上述の2重管構造を形成するように互いに接合し、各部材を第1図に示したように組み上げた。そして、内管の内腔に、外径が約0.40mmのステンレス製の芯材を挿入し、バルーンの遠位側スリーブと内管との接合部付近を約100℃に加熱しつつ一定の長さに延伸した。その後、延伸して薄肉化した部分を所定の長さを残して切断し、先端チップを形成した。そして、バルーン部分をC字型に折り畳み、熱的に折り畳み癖を付けて、実施例及び比較例のサンプルを作製した。
【0081】
実施例1〜実施例3のサンプルは、前記の内管の延伸長さ及び加熱条件を調整することで、下記の表1に示すように先端チップの形状を互いに異なるように作製された。比較例1及び比較例2も同じ方法で作製された。
【0082】
実施例4及び実施例5のサンプルは、第12図に示したように、接合部22の先端部にテーパー部31を形成し、先端チップの形状を互いに異なるように作製された。また、比較例4及び比較例5も同じ方法で作製された。
【0083】
比較例3のサンプルは、バルーンを成形する段階で、遠位側スリーブの外径を0.86mm程度に調整して作製された。
以上の実施例1〜5及び比較例1〜5の先端チップの寸法を以下の表1に示す。
【0084】
【表1】

【0085】
各サンプルについて簡単に説明する。実施例1のサンプルは先端テーパー部の平均肉厚減少勾配が上限値のもの、実施例2のサンプルは平均肉厚減少勾配の好ましい範囲の上限値のもの、実施例3のサンプルは最も好ましい条件の一つであり、実施例4のサンプルは平均肉厚減少勾配の好ましい範囲の下限値のもの、実施例5のサンプルは平均肉厚減少勾配が下限値のものである。また、比較例1のサンプルは平均肉厚減少勾配が上限値で、先端肉厚が薄すぎるもの、比較例2のサンプルは平均肉厚減少勾配が上限値で、先端チップの長さが短すぎるもの、比較例3のサンプルは平均肉厚減少勾配が上限値以上のもの、比較例4のサンプルは平均肉厚減少勾配が下限値で、先端肉厚が厚すぎるもの、比較例5のサンプルは平均肉厚減少勾配が下限値で、先端チップの長さが大きすぎるものである。
【0086】
(試験モデル1)
上記サンプルが受ける最初の試験モデルは、ガイドワイヤへの追随性を評価するものである。第15図に示すように、内径が4mmの硝子管50の側面に穴を開け、該硝子管50に内径が3.5mmのウレタン製のチューブ51を、内部に段差が生じないようにセッティングした(図中の符号には、第13図のバルーンカテーテルと同じものを用いた)。前記硝子管50からチューブ51に渡ってガイドワイヤ42を通し、硝子管50とウレタン製のチューブ51とが成す角度θを変化させながら、どの角度範囲までバルーンカテーテルがガイドワイヤ42へ追随するかを確認した。尚、ガイドワイヤ42には、「アスリートソフト」(日本ライフライン社製)を用いた。その結果を以下の表2に示す。
【0087】
【表2】

【0088】
表2の中で、「△」は先端テーパー部24の最先端部23が若干ラッパ状になったことを示し、「×」はガイドワイヤ42が折れ曲がったことを示し、また「○」は全く問題がなかったことを示している。
【0089】
表2の結果より、平均肉厚減少勾配の大きいサンプルはガイトワイヤへの追随性の点で劣ることが分かった。これは、短い長さの先端チップにおいて剛性が急激に変わるためと考えられる。また、平均肉厚減少勾配の大きいサンプルで、先端部の肉厚が大きいものは、屈曲部分においてガイドワイヤの折れが生じやすいことも分かる。一方、平均肉厚減少勾配の小さいサンプルは、ガイドワイヤへの追随性で良好な評価を得ている。また、最先端部の肉厚が薄いサンプルでは、屈曲部分に追随させようとすると破壊が生じている。
【0090】
(試験モデル2)
上記サンプルが受ける2番目の試験モデルは、先端チップの通過性を評価するものである。第16図に示すような試験モデルを用いた。この試験モデルは、内径が2mm、外径が3mmのシリコンチューブ52を用い、チューブ52内にガイドワイヤ42を通した状態で平らな試験台53に載置し、該チューブ52を上方より直径が16mmの円盤54で700gfの力で押圧して、該チューブ52の一部を潰して疑似的な狭窄部を形成し、この狭窄部にサンプルを通して通過性を評価するものである。尚、ガイドワイヤには、「アスリートソフト」(日本ライフライン社製)の基端側の部分を使用した。ここで、先端チップ部全体が、荷重を受けている部分に入ると通過したものと見なす評価をした。その結果を以下の表3に示す。
【0091】
【表3】

【0092】
表3の結果により、先端チップの長さが大きすぎると先端チップが受ける抵抗が大きくなることが分かる。また、先端チップの最先端部の肉厚が厚くなると引っかかりが生じてしまい、通過性が低下する。更に、加える荷重にもよるが、最先端部の肉厚が薄いものは肉厚の薄い部分で軸方向へのアコーディオン状の潰れが生じることが確認された。従って、ガイドワイヤへの追随性と狭窄部の通過性とを考慮すると、先端チップ部分の平均肉厚減少勾配は6〜60μm/mmで、長さは3〜10mm、最先端部の肉厚は10〜50μmが良好となる。更には、先端チップ部分の平均肉厚減少勾配は10〜30μm/mmで、長さは4〜7mm、最先端部の肉厚は20〜40μmであることが好ましい。
【0093】
以上、本発明に係る先端チップを用いることで、バルーンカテーテル先端部の柔軟化と小径化とを実現でき、難易度の高い病変部位や屈曲度の高い病変部位、ステント内等の表面抵抗が大きい部位への通過性が向上する。
【0094】
次に、上記バルーン3と内管5、及びバルーン3と外管4とを接合するのに好ましい接着剤の実施形態について説明する。その接着剤としては、接着剤の硬化によってカテーテルシャフト先端部の剛性に不連続が生じず、また屈曲血管に対する追随性に要求される柔軟性を備えるとともに、十分な耐圧強度を備えたものが必要となる。好ましい接着剤は、硬化した状態のデュロメーター硬度がD硬度でD16以上、D70以下、好ましくはD30以上、D70以下の特性を有するものである。
【0095】
デュロメーター硬度は、その測定方法の違いに応じてD硬度、A硬度の2種類に大別される。こうしたデュロメーター硬度の測定方法は、JIS K7215、ASTM−D2240などに示されている。D硬度とA硬度は、デュロメーター圧子の形状、試験荷重などが異なるため、単純に換算することは困難であるが、D58がA100に、D30がA80に、D16がA60にほぼ等しいとするのが一般的である。従って、前記接着剤の特性は、硬化後の硬度がD硬度でD16以上、D70以下、好ましくはD30以上、D70以下であるが、上述の関係より、硬化後の硬度がA硬度でA60以上、好ましくはA80以上であることが容易に類推できる。
【0096】
一般的に接着剤を硬化形式で分類すると、1液加熱硬化型、吸水硬化型、2液加熱硬化型、2液常温(室温)硬化型、ラジエーション硬化型などに分類される。また、前記ラジエーション硬化型にはUV硬化型、電子線硬化型が含まれる。
【0097】
本発明に用いる接着剤は、硬化後の硬度がD硬度でD16以上、D70以下、好ましくはD硬度でD30以上、D70以下の範囲を満たしていることが重要であり、その硬化形式は重要でないが、2液常温(室温)硬化型接着剤、UV硬化型接着剤、吸水硬化型接着剤のいずれかであることが好ましい。加熱硬化型接着剤を用いると、硬化に必要な加熱中にカテーテルシャフト及びバルーンに熱が加わることは避けられない。その結果として、バルーン径の収縮、バルーン破壊圧の低下、カテーテルシャフトの熱劣化が起こる可能性が高く、バルーンカテーテルの性能低下を招くため、熱硬化型接着剤の使用は好ましくない。また、電子線硬化型硬化型接着剤を使用する場合は、大規模な電子線照射施設が必要となるためコスト面で問題となる。
【0098】
前記2液常温(室温)硬化型接着剤、UV硬化型接着剤、吸水硬化型接着剤の硬度はD硬度でD16以上、D70以下、好ましくはD硬度でD30以上、D70以下であることが望ましいのは上述のとおりであるが、更に付け加えれば、接着剤の硬度はカテーテルシャフト及びバルーンよりも低いことが望ましい。このような組み合わせの場合、接着剤硬化後にカテーテル全体の剛性に不連続をもたらすことはなく、先端チップの柔軟性も失われることはない。
【0099】
しかし、接着後の耐圧性や強度を保証する上で、若しくは他の状況により接着剤の硬度がカテーテルシャフト及びバルーンの硬度より高くなる場合は、実施可能な範囲内でできるだけ低い硬度の接着剤を選択するのが好ましい。
【0100】
また、前記2液常温(室温)硬化型接着剤、UV硬化型接着剤、吸水硬化型接着剤のいずれもその組成及び化学構造は特に限定されない。即ち、2液室温硬化型接着剤としては、主剤と硬化剤を混合する一般的なウレタン型、エポキシ型、シリコーン型などの接着剤が、吸水硬化型接着剤としてはシアノアクリレート系接着剤、1液硬化型ウレタン接着剤などが使用できる。
【0101】
接着剤の塗布方法に特に制限はないが、接着後のバルーン部分は、第17図、第18図、特には上述の第11図及び第12図のようになっていることが好ましい。第17図においては、4は二重管から構成されるカテーテルシャフト1の外管、5は二重管から構成されるカテーテルシャフト1の内管、3はバルーン、60は外管4と近位側スリーブ6の接合部分に塗布された接着剤、61は内管5と遠位側スリーブ7の接合部分に塗布された接着剤、62はバルーン3の内部であって内管5に付与されたX線不透過マーカーである。第18図は、バルーン3の両スリーブ6,7の端部に接着剤63,64を盛り上げて内管5と外管4とバルーン2との段差及び剛性の不連続さを低減した構造を示す図である。
【0102】
接着剤の塗布方法は、予めカテーテルシャフト1の外管4及び内管5の接合部分に接着剤を適量塗布した後に、カテーテルシャフトとバルーンとを組み合わせる方法でも良く、カテーテルシャフトとバルーンとを組み合わせた後に接着剤をカテーテルシャフト1の外管4及び内管5の接合部分に流し込んでも良い。また、上記以外の方法を用いて接着剤を塗布することは本発明の効果を制限するものではない。
【0103】
以下に、上記接着剤を用いて組み立てられたバルーンカテーテルの好ましい実施例について説明する。
【0104】
(実施例6)
高密度ポリエチレン(「HY540」;三菱化学社製;デュロメーター硬度D70)を用いて、押出成形法により、内径0.42mm、外径0.56mmのチューブ状の内管を形成した。ポリアミド系エラストマー(「PEBAX 6333SA00」;東レ社製;デュロメーター硬度D63)を用いて、押出成形法により、内径0.71mm、外径0.90mmのチューブ状の外管を形成した。そして、これら内管と外管とを同軸二重管状に配置したものをカテーテルシャフトとした。
【0105】
また、ポリエステル系エラストマー(「ハイトレル7277」;東レデュポン社製;デュロメーター硬度D72)を用いて、押出成形法により、内径0.43mm、外径0.96mmのチューブを成形し、該チューブをブロー成形することで、外径3.0mm、肉厚19μmのバルーンを作製した。
【0106】
このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、第17図に示すように、UV硬化型接着剤(「3211」;LOCTITE社製;デュロメーター硬度D51)を用いて接着し、実施例6のサンプルとした。尚、紫外線(UV)は、1W/cm2の条件で照射した。
【0107】
(実施例7)
実施例6と同一のカテーテルシャフト、バルーン及びUV照射装置を用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、UV硬化型接着剤(「9110」;GRACE社製;デュロメーター硬度D55)を用いて接着し、実施例7のサンプルを作製した。
【0108】
(実施例8)
実施例6と同一のカテーテルシャフト及びバルーンを用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、2液常温(室温)硬化型ウレタン系接着剤(「コロネート4403/ニッポラン4235」;日本ポリウレタン工業社製;デュロメーター硬度A97)を用いて接着し、実施例8のサンプルを作製した。
【0109】
(実施例9)
実施例6と同一のカテーテルシャフト及びバルーンを用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、吸水硬化型シアノアクリレート系接着剤(「911P3」;東亜合成社製;デュロメーター硬度D30〜D60)を用いて接着し、実施例9のサンプルを作製した。
【0110】
(実施例10)
実施例6と同一のカテーテルシャフト及びバルーンを用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、2液常温(室温)硬化型エポキシ系接着剤(「アロンマイティーAP−400」;東亜合成社製;デュロメーター硬度D30)を用いて接着し、実施例10のサンプルを作製した。
【0111】
(実施例11)
実施例6と同一のカテーテルシャフト及びバルーンを用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、吸水硬化型シアノアクリレート系接着剤(「901H3」;東亜合成社製;デュロメーター硬度D70)を用いて接着し、実施例11のサンプルを作製した。
【0112】
(実施例12)
実施例6と同一のカテーテルシャフト及びバルーンを用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、2液常温(室温)硬化型ウレタン系接着剤(「UR0531」;H.B.Fuller社製;デュロメーター硬度D60)を用いて接着し、実施例12のサンプルを作製した。
【0113】
(実施例13)
実施例6と同一のカテーテルシャフト、バルーン及びUV照射装置を用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、UV硬化型接着剤(「3341」;LOCTITE社製;デュロメーター硬度D27)を用いて接着し、実施例13のサンプルを作製した。
【0114】
(実施例14)
実施例6と同一のカテーテルシャフト、バルーン及びUV照射装置を用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、UV硬化型接着剤(「202−CTH」;DYMAX社製;デュロメーター硬度A80)を用いて接着し、実施例14のサンプルを作製した。
【0115】
(実施例15)
実施例6と同一のカテーテルシャフト、バルーン及びUV照射装置を用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、UV硬化型接着剤(「3381」;LOCTITE社製;デュロメーター硬度がA72以上)を用いて接着し、実施例15のサンプルを作製した。
【0116】
(比較例6)
実施例6と同一のカテーテルシャフト及びバルーンを用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、2液常温(室温)硬化型シリコーン系接着剤(「RTV8112」;GE Silicones社製;デュロメーター硬度A42)を用いて接着し、比較例6のサンプルを作製した。
【0117】
(比較例7)
実施例6と同一のカテーテルシャフト、バルーン及びUV照射装置を用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、UV硬化型接着剤(「128M」;DYMAX社製;デュロメーター硬度D75)を用いて接着し、比較例7のサンプルを作製した。
【0118】
(比較例8)
実施例6と同一のカテーテルシャフト及びバルーンを用いて、このバルーンと前記カテーテルシャフトとを、吸水硬化型シアノアクリレート系接着剤(「901H2」;東亜合成社製;デュロメーター硬度D80)を用いて接着し、比較例8のサンプルを作製した。
【0119】
(試験モデル3)
上記サンプルは本試験モデルの評価を受けた。本試験モデルの評価は、37℃の生理食塩水中に配置したU字型模擬屈曲血管プレート(第19図参照)内にサンプルを挿入したときに、最屈曲部においてバルーン先端側接着部又はバルーン基端側接着部にキンクが生じるか否かを観察するものである。この結果を表4及び表5に示す。尚、前記U字型模擬屈曲血管プレートは、第19図に示すように、アクリル板70の表面にU字型溝71を形成し、該U字型溝71内に沿ってポリエチレン製チューブ72を配設して模擬屈曲血管としたものである。U字型模擬屈曲血管の屈曲部は、内径において直径15mmの半円を形成している。
【0120】
また、サンプルのバルーン部分に内径3.0mmのステンレス管を被せ、バルーンが破壊しないようにした後、生理食塩水をバルーン内に送液し、1atmずつ圧力を上昇させた。各圧力で10秒間保持し、バルーン先端側接着部及びバルーン基端側接着部から漏れが生じる圧力を測定した。この耐圧性の結果を表4及び表5に示す。
【0121】
【表4】

【0122】
【表5】

【0123】
上記実施例及び比較例で用いた「ハイトレル 7277」からなるバルーンは、22.9±0.41atmの平均破壊圧を有する。カテーテルシャフトとバルーン接着部との耐圧性は、バルーンの平均破壊圧以上が要求されることは言うまでもない。これは、バルーンの破壊よりも低圧でバルーン接着部が破壊すると、血管内へバルーンが残留する可能性があり、極めて危険だからである。表4の結果より、実施例6〜12では、接着部の耐圧性がバルーンの平均破壊圧を上回っており、なおかつ、カテーテルシャフトにキンクが発生していない。つまり、接着部で剛性の不連続を生じさせず、十分な耐圧性を持ち合わせたカテーテルシャフトを得ている。
【0124】
一方、実施例13〜15では、模擬屈曲血管内でキンクが生じないという点では、実施例6〜12と同一であるが、接着部の耐圧性がバルーンの平均破壊圧を下回っている。従って、このような接着剤を用いた場合にはバルーンの破壊以前に接着部の破壊が起こる可能性が極めて高いと言える。しかしながら、本実施例での平均破壊圧16atm程度よりも低い平均破壊圧をもつバルーンを用いた場合には、実施例13〜15で使用している接着剤も十分利用可能である。
【0125】
比較例6のサンプルには、キンクが生じていないが、接着部の耐圧性が極端に低い。この場合には、平均破壊圧が数atmという極めて低い耐圧性のバルーンしか使用することができず、バルーンカテーテルとしての性能を発揮し得ない。
【0126】
比較例7、8においては、十分な耐圧性は得られるものの、模擬屈曲血管内への挿入によってキンクが発生することが分かる。いずれの場合もキンクはバルーン基端側接着部において発生し、その原因として考えられることはバルーン基端側接着部の硬度が、外管の構成材料である「PEBAX6333SA00」(デュロメーター硬度D63)よりも極端に高くなったことが挙げられる。
【0127】
従って、上記実施例のようなバルーンカテーテルは、第20図に示すように屈曲度の高い屈曲血管73をキングが発生することなく通過できる柔軟性を備え、また狭窄部74に進入できるのである。勿論、バルーン接着部分はバルーン3を拡張するのに十分な耐圧性を備えている。
【0128】
以上、上記の如き接着剤を用いた本発明に係るバルーンカテーテルは、接着剤の硬化後のデュロメーター硬度を制御することにより、カテーテルシャフト、バルーン及び先端チップの柔軟性を容易に保持することができ、その結果として屈曲血管へのカテーテルの追随性を高め、また狭窄部へのカテーテルの挿入も容易になる。
【0129】
次に、本発明に係るバルーンの好ましい実施形態について説明する。本バルーンは、樹脂改質性が大きく、相溶性に優れたスチレン系熱可塑性エラストマーを含むポリマーアロイからなる。よって、柔軟性に優れ、良好な折り畳み性及び折り畳み形状保持性を有するバルーンを得ることができる。これはバルーンカテーテルを血管内で操作、使用する際に有利である。尚、ポリマーアロイの用語は、ポリマーブレンド、ブロック、グラフト高分子、及びIPN(Interpenetrating Polymer Network)を包含する概念として用いることとする。
【0130】
前記スチレン系熱可塑性エラストマーは特に制限されないが、特に官能基付与型のスチレン型熱可塑性エラストマーが好適に使用でき、該エラストマーを使用することによりポリマーアロイの接着性、他材料との相溶性が向上し、使用時の安全性に優れたバルーンが得られる。また、被コーティング性にも優れるため、バルーンカテーテルに必要な種々のコーティングも自由に行え、また、その保持能力にも優れている。尚、前記官能基付与型の熱可塑性エラストマーとは、無水マレイン酸あるいはケイ素化合物との反応で極性基を付与または酸変性されたものであり、その酸価は他の材料との相溶性により適宜選択するのが好ましい。
【0131】
また、前記スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、水素添加によりスチレン系熱可塑性エラストマーの物性を変化させた水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーが、温度特性、耐久性に優れているため好ましい。
【0132】
スチレン系熱可塑性エラストマーは他の熱可塑性エラストマーと比較して柔らかく、とりうる物性が極めて低硬度の範囲まで分布しているのでバルーンを構成するポリマーアロイの一構成成分として用いることにより、バルーンの拡張特性に大きな制御幅を与えることができる。特に少量でも効果が大きく、ポリマーアロイの強度を低下させないため、高膨張特性を有しながら、薄肉、高耐圧のバルーンを提供することができる。
【0133】
また、好ましいポリマーアロイとしては、スチレン系熱可塑性エラストマーと、ポリエステル樹脂、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド樹脂、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン、ポリフェニレンエーテル等の比較的堅い、高弾性率を有する高分子材料との組み合わせからなるポリマーアロイが挙げられる。また、スチレン系熱可塑性エラストマーの含有量は特に限定されず、バルーンに求められる膨張特性に応じて適宜選択されるが、ポリマーアロイ中のスチレン系熱可塑性エラストマーの比率が増えるとバルーンの破壊強度が低下するため、好ましくは1〜30重量%、より好ましくは5〜30重量%である。好ましい組み合わせの一例は、スチレン系熱可塑性エラストマーを5〜30重量%を含み、ポリエチレンテレフタレートを95〜70重量%含むポリマーアロイである。
【0134】
また、別の好ましいポリマーアロイとしては、スチレン系熱可塑性エラストマーと、ポリエステル樹脂、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド樹脂、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン、ポリフェニレンエーテル等の比較的堅い、高弾性率を有する高分子材料の2種以上とを含む組み合わせ、又はスチレン系熱可塑性エラストマーと、ポリエステル樹脂、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド樹脂、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン、ポリフェニレンエーテル等の比較的堅い、高弾性率を有する高分子材料の少なくとも1種と、ポリオレフィンとの組み合わせからなるポリマーアロイが挙げられる。この場合もスチレン系熱可塑性エラストマーの含有量は、前記の如く、好ましくは1〜30重量%、より好ましくは5〜30重量%である。
【0135】
例えば、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリエステル樹脂とポリエステル系熱可塑性エラストマーとからなるポリマーアロイ、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリエステル樹脂とポリアミド樹脂又はポリアミド系熱可塑性エラストマーとからなるポリマーアロイ、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリエステル樹脂とポリウレタンとからなるポリマーアロイ、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリエステル系熱可塑性エラストマーとポリアミド樹脂又はポリアミド系熱可塑性エラストマーとからなるポリマーアロイ、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリエステル系熱可塑性エラストマーとポリウレタンとからなるポリマーアロイ、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリアミド樹脂とポリアミド系熱可塑性エラストマーとからなるポリマーアロイ、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリアミド樹脂又はポリアミド系熱可塑性エラストマーとポリウレタンとからなるポリマーアロイ、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリアミド樹脂又はポリアミド系熱可塑性エラストマーとポリフェニレンエーテル等からなるポリマーアロイ、等の例が挙げられる。
【0136】
ポリマーアロイ中のスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィンの比率が増えるとバルーンの破壊強度が低下し、また、ポリオレフィンの割合が増えるとバルーンの折り畳み性、折り畳み形状保持性は向上するが、バルーン肉厚が増す傾向があるので、所望の特性に応じてアロイ比率は選択される。好ましい組み合わせの一例を示すと、スチレン系熱可塑性エラストマーを5〜30重量%を含み、ポリエチレンテレフタレートを50〜80重量%、ポリオレフィンを5〜40重量%含むポリマーアロイである(但し、三者合計で100重量%)。
【0137】
また、上記のようにスチレン系熱可塑性エラストマーは、優れた樹脂改質性を持つほかに他の材料と相溶性が良いため、一般的な相溶化剤としても働き、従来非相溶性であった材料を相溶化させバルーンとして好ましい性質を有する複数の樹脂同士を組み合わせることが容易となる。
【0138】
このようなバルーンは、バルーンに成形されるのに適切な材質、直径、肉厚であるチューブ状パリソンを型内に配置し、ブロー成形して製造される。また、バルーンは、拡張時に加えられる内圧に対して十分な強度を有するように、ブロー延伸加工によって作られるが、ブロー成形の前にチューブの軸方向へ延伸を加えておくのが好ましい。また、軸方向の延伸後にチューブ状パリソンに比較的低温状況下で高内圧を加え、パリソンを径方向へ最終的なバルーン外径よりも小さい径へ膨張変形させておく操作を加えることが好ましいことがある。チューブは軸方向への延伸後にブローされて径方向へ延伸を加えられてバルーンに成形される。またブロー後には、必要に応じて、バルーンの形状と寸法を固定するため又は強度を増すために熱固定処理が行われる。
【0139】
以下の実施例に基づき、本発明に係るバルーンを更に詳細に説明する。
(実施例16)
スチレン系熱可塑性エラストマーを一構成成分とするポリマーアロイ材料として、官能基付与型−水添スチレン−フタジエン−スチレンブロック共重合型(f−SEBS)で比重0.92、MFR(メルトフローレート)2.0g/10minのスチレン系熱可塑性エラストマー(「M1913」;旭化成社製)5重量%と、比重1.34、極限粘度1.17のPET95重量%とからなる混合ペレットを2軸押出機により混合押し出ししてポリマーアロイペレットを作製し、チューブ成形用の押出機により外径0.78mm、内径0.36mmのチューブ状パリソンに成形した。次にパリソンを内径1.5mmの直管部を持つ金型内に挿入、75℃の金型温度中で約0.05MPaの応力を軸方向にかけながらチューブ内に4.6MPaの圧力をかけプリフォームを形成した。該プリフォームを金型より取り外し、直管部内径2.5mmの金型に再配置し、105℃の金型温度中で2.1MPaの圧力をかけ、その後金型温度を120℃まで同時に圧力を3.6MPaまで上昇させた。60秒保持後金型を冷却すると共に圧力を解放し、バルーンを取り出した。
【0140】
(実施例17)
スチレン系熱可塑性エラストマーを一構成成分として含むポリマーアロイ材料として、官能基付与型−水添スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合型(f−SEBS)で比重0.92、MFR(メルトフローレート)2.0g/10minのスチレン系熱可塑性エラストマー(「M1913」;旭化成社製)10重量%と、比重1.34、極限粘度1.17のPET90重量%からなる混合ペレットを用いた以外は実施例16と同様にしてバルーンを製造した。
【0141】
(実施例18)
スチレン系熱可塑性エラストマーを一構成成分とするポリマーアロイ材料として、官能基付与型−水添スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合型(f−SEBS)であって、比重0.92、MFR(メルトフローレート)2.0g/10minのスチレン系熱可塑性エラストマー(「M1913」;旭化成社製)15重量%と、比重1.34、極限粘度1.17のPET85重量%とからなる混合ペレットを2軸押出機により混合押出ししてポリマーアロイペレットを作製し、チューブ成形用の押出機により外径0.78mm、内径0.36mmのチューブ状パリソンに成形した。次にパリソンを内径1.5mmの直管部を持つ金型内に挿入、70℃の金型温度中で約0.04MPaの応力を軸方向にかけながらチューブ内に3.1MPaの圧力をかけプリフォームを形成した。該プリフォームを金型より取り外し、直管部内径2.5mmの金型に再配置し、105℃の金型温度中で2.1MPaの圧力をかけ、その後金型温度を120℃まで同時に圧力を3.6MPaまで上昇させた。60秒保持後金型を冷却すると共に圧力を解放し、バルーンを取り出した。
【0142】
(実施例19)
スチレン系熱可塑性エラストマーを一構成成分とするポリマーアロイ材料として、官能基付与型−水添スチレン−フタジエン−スチレンブロック共重合型(f−SEBS)であって、比重0.92、MFR(メルトフローレート)2.0g/10minのスチレン系熱可塑性エラストマー(「M1913」;旭化成社製)5重量%と、比重1.34、極限粘度1.17のPET70重量%、密度0.96、MFR0.7、オルセン剛性10000のポリエチレン25重量%とからなる混合ペレットを、2軸押出機により混合押出ししてポリマーアロイペレットを作製し、チューブ成形用の押出機により外径0.78mm、内径0.36mmのチューブ状パリソンに成形した。次にパリソンを内径2.5mmの直管部を持つ金型内に挿入し、120℃の金型温度中で約0.02MPaの応力を軸方向にかけながらチューブ内に0.9MPaの圧力をかけバルーンを成形した。
【0143】
上記の実施例16〜19のバルーンと、市販のポリエチレン製のバルーン(比較例9)、市販のポリエチレンテレフタレート(PET)製のバルーン(比較例10)、市販のポリアミド(PA)製のバルーン(比較例11)、市販のポリウレタン熱可塑性エラストマー(PU系TPE)製のバルーン(比較例12)とを、37℃の環境下で内圧を加えて破壊して比較した。その結果を以下の表6に示す。尚、バルーンの計算強度(δ)は、以下に示すバルーンに加わる内圧の方程式より求めた。
δ=PD/2T
P:バルーンに加えられた内圧力(kgf/cm2
D:バルーン初期直径〔2kgf/cm2での径(mm)〕
T:バルーン肉厚(mm)
また、コンプライアンスは、単位圧力(kgf/cm2)あたりのバルーンの直径増加分として定義した。
【0144】
【表6】

【0145】
表6の結果により、本発明の実施例16〜19のバルーンは、コンプライアンスを0.014から0.035までの広い範囲に亘り制御可能であり、かつ充分な破壊強度を有していた。比較例10の市販のPET製のバルーンにおいては、バルーン自体が堅く、拡張の際には血管に対する追随性が悪く、また折り畳み性が悪く、折り畳んだ際にバルーンがカテーテル本体に沿って翼状の形になり、皺の部分でピンホール破壊が生じやすい、という問題が存在した。一方、実施例16〜19のバルーンは、すべて耐圧性と柔軟性との双方を備えることから、このような問題は発生しなかった。
【0146】
また、本発明の実施例16〜19のバルーンは、比較的良好な折り畳み性、拡張後の再折り畳み性、折り畳み形状保持性を示したのに対し、比較例10のPET製バルーン、比較例11のPA製バルーン、比較例12のPU系TPEのバルーンは、折り畳み形状保持性、拡張後の再折り畳み性が悪かった。特に実施例19のバルーンは高圧を加えた後においても折り畳み形状保持性に優れており、比較的折り畳み形状保持性に優れる比較例9のPE製のバルーンにおいても1MPa以上の加圧後には折り畳み形状を失うのに対して、実施例19のバルーンは折り畳み形状を保持していた。
【0147】
更に、実施例16〜19のバルーンは、湿潤時の摩擦の点でも改善されていた。また、比較例12のPU系TPE製バルーンは、折り畳み熱固定、滅菌時の熱収縮が原因と思われる、公称径より約18%もの収縮が観察された例もあったが、実施例16〜19のバルーンは滅菌後の収縮率が2〜3%であり、優れた安定性を有していた。
【0148】
以上、本発明に係るバルーンは、柔軟性、耐圧性に優れ、良好な折り畳み性、拡張後の再折り畳み性、折り畳み形状保持性を有する。また、本発明に係るバルーンは、接着性、他材料との相溶性に優れていることから組立構造上有利であり、また使用時の安全性も大である。また、被コーティング性にも優れるためバルーンカテーテルに必要な種々のコーティングも自由に行え、その保持能力にも優れている。
【産業上の利用可能性】
【0149】
以上のように、本発明に係るバルーンカテーテル及びその製造方法は、冠状動脈、四肢動脈、腎動脈及び末梢血管などの狭窄部又は閉塞部を拡張治療する経皮的血管形成術(PTA:Percutaneous Translumin Angioplasty、又はPTCA:Percutaneous Translumin Coronary Angioplasty)の分野において使用されるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【0150】
【図1】第1図は、本発明に係るバルーンカテーテルの一例を示す全体側面図である。
【図2】第2図は、本発明の一実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図3】第3図は、本発明の別の一実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図4】第4図は、本発明の更に別の実施形態の要部を示す部分縦断面図である。
【図5】第5図は、従来の一般的なバルーンカテーテルの構造を示す部分断面図である。
【図6】第6図は、バルーンを折り畳んだ状態を示す部分側面図である。
【図7】第7図は、従来の改良したバルーンカテーテルの構造を示す部分断面図である。
【図8】第8図は、バルーン拡張後の減圧時の状態を示す部分断面図である。
【図9】第9図は、バルーンを逆方向に巻き付けて折り畳んだ状態を示す断面図であり、(a)は正常な折り畳み状態を示し、(b)はウィンギングが発生した不良な折り畳み状態を示す図である。
【図10】第10図は、バルーンを同方向に巻き付けて折り畳んだ状態を示す断面図であり、(a)は正常な折り畳み状態を示し、(b)はウィンギングが発生した不良な折り畳み状態を示す図である。
【図11】第11図は、本発明に係る先端チップの一実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図12】第12図は、本発明に係る先端チップの他の実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図13】第13図は、本発明に係るバルーンカテーテルの先端部が屈曲度の高い血管中を進行し、狭窄部に進入する様子を示す簡略部分断面図である。
【図14】第14図は、本発明に係るバルーンカテーテルの先端部が分岐血管へ進入する状態を示す簡略部分断面図である。
【図15】第15図は、ガイドワイヤへの追随性の試験モデルを示す簡略断面図である。
【図16】第16図は、狭窄部における通過性の試験モデルを示す簡略断面図である。
【図17】第17図は、本発明に係る接着剤の塗布方法の実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図18】第18図は、本発明に係る接着剤の塗布方法の他の実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図19】第19図は、U字型模擬屈曲血管プレートを示す簡略斜視図である。
【図20】第20図は、本発明に係るバルーンカテーテルが冠動脈屈曲部を通過している様子を説明するための簡略断面図である。
【図21】第21図は、バルーンカテーテルの従来例を示す要部断面図である。
【図22】第22図は、バルーンカテーテルの従来例を示す要部断面図である。
【図23】第23図は、バルーンカテーテルの従来例を示す要部断面図である。
【図24】第24図は、屈曲度の高い血管中における従来のバルーンカテーテルのガイドワイヤへの追随性の悪さを説明するための簡略断面図である。
【図25】第25図は、分岐血管における従来のバルーンカテーテルのガイドワイヤへの追随性の悪さを説明するための簡略断面図である。
【図26】第26図は、ステントが存在する場合の従来のバルーンカテーテルの通過性の悪さを説明するための簡略断面図である。
【図27】第27図は、カテーテルシャフトとバルーンとの接着に硬度の高い接着剤を用いている従来のバルーンカテーテルが、冠動脈屈曲部を通過している際にバルーン基端側接着部でキンクが生じた様子を説明するための簡略断面図である。
【図28】第28図は、カテーテルシャフトとバルーンとの接着に硬度の高い接着剤を用いている従来のバルーンカテーテルが、冠動脈屈曲部を通過している際にバルーン先端側接着部でキンクが生じた様子を説明するための簡略断面図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガイドワイヤルーメンを形成するチューブがバルーン先端部から突出するように互いに接合されて形成される先端チップを先端テーパー形状となしたバルーンカテーテルであって、前記先端チップにおいて先端側バルーン接合部の最先端付近からカテーテル最先端に至るまでの先端テーパー部の肉厚が連続的に薄肉化し、この平均肉厚減少勾配が6〜60μm/mmであり、前記先端側バルーン接合部の最先端からカテーテル最先端までの長さが3mm〜10mmであると共に、前記先端テーパー部の最先端のチューブ肉厚が10〜50μmであるバルーンカテーテル。
【請求項2】
前記先端テーパー部の平均肉厚減少勾配が10〜30μm/mmであり、前記先端側バルーン接合部の最先端からカテーテル最先端までの長さが4mm〜7mmであると共に、該先端テーパー部最先端のチューブ肉厚が20〜40μmである請求項1記載のバルーンカテーテル。
【請求項3】
前記先端側バルーン接合部の最先端と前記チューブとの間に生じる段差部分に、該段差を無くすように接着剤層を形成し、バルーンカテーテル先端部付近の段差及び剛性の不連続を軽減した請求項1又は2記載のバルーンカテーテル。
【請求項4】
前記先端側バルーン接合部の最先端と前記チューブとの間に生じる段差を無くすように、先端側バルーン接合部のスリーブ部分の最先端をテーパー状に形成して、バルーンカテーテル先端部付近の段差及び剛性の不連続を軽減した請求項1又は2記載のバルーンカテーテル。
【請求項5】
前記先端テーパー部の最先端に面取りが施されている請求項1〜4の何れか1項に記載のバルーンカテーテル。
【請求項6】
前記チューブがHDPE(High−Density PolyEthylene)又はポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂からなる請求項1〜5何れかに記載のバルーンカテーテル。
【請求項7】
ガイドワイヤルーメンを形成するチューブをバルーン先端部から突出させると共に該バルーン先端部と接合して先端チップを形成し、該先端チップを先細テーパー形状に形成してなるバルーンカテーテルの製造方法において、
前記チューブの先端テーパー部を形成する部分を局部的に加熱し、当該部分の両端部に引張り力を加えて一定長さだけ延伸することで前記チューブを減径し、この減径した部分を所定の長さを残して切断することで先端テーパー部を形成し、
前記先端テーパー部がバルーン先端部から突出するように該バルーン先端部とチューブとを接合することで、先端チップが形成されるバルーンカテーテルの製造方法。
【請求項8】
ガイドワイヤルーメンを形成するチューブをバルーン先端部から突出させるように該バルーン先端部と接合して先端チップを形成し、該先端チップを先細テーパー形状に形成してなるバルーンカテーテルの製造方法において、
先端側バルーン接合部のスリーブ部分を前記チューブに接合した後、
該スリーブ部分の最先端を局部的に加熱し、
バルーン先端部と加熱した先端側の前記チューブとに引張り力を加えて一定長さだけ延伸し、前記スリーブ部分における最先端と前記チューブとを減径し、減径した該チューブを所定の長さを残して切断して先端テーパー部を形成し、先端チップが形成されるバルーンカテーテルの製造方法。
【請求項9】
前記チューブの中に芯材を入れた状態で先端テーパー部を形成することを特徴とする請求項7又は8記載のバルーンカテーテルの製造方法。
【請求項10】
スチレン系熱可塑性エラストマーを構成成分として含むポリマーアロイ材料からなるバルーン。
【請求項11】
前記ポリマーアロイ材料は、ポリエステル樹脂、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド樹脂、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン及びポリフェニレンエーテルの群から1種以上を構成成分として含む請求項10記載のバルーン。
【請求項12】
前記ポリマーアロイ材料は、ポリオレフィンを構成成分として含む請求項10又は11記載のバルーン。
【請求項13】
前記スチレン系熱可塑性エラストマーの含有量が1〜30重量%である請求項10〜12の何れか1項に記載のバルーン。
【請求項14】
前記スチレン系熱可塑性エラストマーが官能基付与型である請求項10〜13の何れか1項に記載のバルーン。
【請求項15】
前記スチレン系熱可塑性エラストマーが水素添加型である請求項10〜14の何れか1項に記載のバルーン。
【請求項16】
カテーテルシャフトの先端部に折り畳み可能なバルーンを有するバルーンカテーテルであって、前記バルーンの遠位側を前記カテーテルシャフトの先端部付近に接合するのに使用される接着剤の硬化状態のデュロメーター硬度が、D硬度でD16以上、D70以下であるバルーンカテーテル。
【請求項17】
前記接着剤のデュロメーター硬度がD硬度でD30以上、D70以下である請求項16記載のバルーンカテーテル。
【請求項18】
前記接着剤が2液常温(室温)硬化型接着剤である請求項16記載のバルーンカテーテル。
【請求項19】
前記2液常温(室温)硬化型接着剤がウレタン系接着剤である請求項18記載のバルーンカテーテル。
【請求項20】
前記2液常温(室温)硬化型接着剤がシリコーン系接着剤である請求項18記載のバルーンカテーテル。
【請求項21】
前記2液常温(室温)硬化型接着剤がエポキシ系接着剤である請求項18記載のバルーンカテーテル。
【請求項22】
前記接着剤が紫外線硬化型接着剤である請求項16記載のバルーンカテーテル。
【請求項23】
前記接着剤が吸水硬化型接着剤である請求項16記載のバルーンカテーテル。
【請求項24】
前記吸水硬化型接着剤がシアノアクリレート系接着剤である請求項23記載のバルーンカテーテル。
【請求項25】
前記吸水硬化型接着剤がウレタン系接着剤である請求項23記載のバルーンカテーテル。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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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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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図28】
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【公開番号】特開2008−264569(P2008−264569A)
【公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−150596(P2008−150596)
【出願日】平成20年6月9日(2008.6.9)
【分割の表示】特願2000−514698(P2000−514698)の分割
【原出願日】平成10年10月7日(1998.10.7)
【出願人】(000000941)株式会社カネカ (3,932)
【Fターム(参考)】