バルーンカテーテル用バルーンおよびその製造方法
【課題】 肉薄かつ高強度なバルーンを有する、ＰＴＣＡ用途に好適なバルーンカテーテルを提供すること。
【解決手段】 少なくとも一つのバルーン拡張用ルーメンが長手方向に沿って形成してある外チューブと、前記外チューブの遠位端部にバルーン部の近位端部が接合され、前記バルーン拡張用ルーメンと内部が連通するバルーン部と、前記バルーン部の内部に密閉された拡張用空間を形成するように、バルーン部の遠位端部が内チューブの遠位端部に接合され、前記バルーン部の内部と前記外チューブのバルーン拡張用ルーメンの内部とに軸方向に延在する内チューブとを有し、前記バルーンが、結晶性ポリオレフイン系樹脂からなる架橋チューブを用いてブロー成形されたものであり、前記バルーンの膜厚が１０〜４０μｍであり、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることを特徴とするバルーンカテーテル。
【解決手段】 少なくとも一つのバルーン拡張用ルーメンが長手方向に沿って形成してある外チューブと、前記外チューブの遠位端部にバルーン部の近位端部が接合され、前記バルーン拡張用ルーメンと内部が連通するバルーン部と、前記バルーン部の内部に密閉された拡張用空間を形成するように、バルーン部の遠位端部が内チューブの遠位端部に接合され、前記バルーン部の内部と前記外チューブのバルーン拡張用ルーメンの内部とに軸方向に延在する内チューブとを有し、前記バルーンが、結晶性ポリオレフイン系樹脂からなる架橋チューブを用いてブロー成形されたものであり、前記バルーンの膜厚が１０〜４０μｍであり、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることを特徴とする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、肉薄かつ高強度なバルーンを有するバルーンカテーテルに関し、詳しくは、経皮的血管内冠状動脈形成術（Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏμｓ Ｔｒａｎｓｌｕｍｉｎａｌ Ｃｏｒｏｎａｒｙ Ａｎｇｉｏｐｌａｓｔｙ、以下、「ＰＴＣＡ」と記す。）用途に好適なバルーンカテーテルに関する。
【０００２】
【従来の技術】血管の狭窄に由来する疾病には、バルーンカテーテルによって、簡便に処置、回復させるいわゆるＰＴＣＡカテーテルが頻繁に用いられている。
【０００３】ＰＴＣＡカテーテルは、例えば、心臓の冠状動脈の処置では、まず冠状動脈入り口までガイディングカテーテルが挿入され、次に、ガイドワイヤーが狭窄部を超えて挿入され、そして、バルーンカテーテルが狭窄部まで押し込まれ、バルーンを拡張することにより狭窄部を拡張するものである。
【０００４】ＰＴＣＡカテーテルは、その利点を生かして、適用範囲の拡大が図られているが、それにつれて要求特性も高度化している。例えば、末梢の冠動脈狭窄の処置ができること、屈曲血管への挿入が容易であること、強い拡張圧力を有すること、安全に血管拡張ができることなどが要求されている。より具体的には、ＰＴＣＡカテーテルを用いて、従来よりも末梢の冠動脈狭窄の処置ができることが求められている。そのためには、従来以上に肉薄でかつ高強度のバルーンが求められている。
【０００５】しかし、従来より、ＰＴＣＡカテーテルのバルーン用材料として、主として用いられているポリエチレン系樹脂（例えば、特開平８−１９６６２０号公報等）の場合は、一般に電子線を照射して、そのゲル分率が０．９％程度になるまで架橋させることによって、バルーン材料としての延伸特性の向上・破裂圧の向上などを図る手法が採用されている。
【０００６】この場合は、架橋されたポリエチレン系樹脂には０．９％程度のゲルが生成していることから、バルーンの膨張は３００％程度に留まり、また、その厚さが薄くなるほどバルーンの強度は低下し、破裂に至る圧力も低下するために、肉薄で高強度のバルーンを得るには限界があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、肉薄かつ高強度な、ＰＴＣＡ用途に好適なバルーンカテーテル用バルーンを提供することを目的とする。また、本発明の目的は、前記肉薄かつ高強度なポリオレフイン系樹脂製バルーンの製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明の目的は、前記肉薄かつ高強度なポリオレフイン系樹脂製バルーンを有するバルーンカテーテルを提供することを目的とする。
【０００８】そこで、本発明者らは鋭意研究した結果、ポリエチレン樹脂製チューブに、ゲル分率が０．７％程度のゲルが生成するように電子線照射を施して架橋し、続いて該架橋チューブを、前記ポリエチレン系樹脂の融点よりもかなり低温である８０℃の条件でブロー成形したところ、延伸倍率が６００％かつ破壊強度が１１００ｋｇｆ／ｃｍ２ であるバルーンが得られることを見出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かくして本発明によれば、下記（１）、（２）及び（３）が提供される。
（１）ポリオレフイン系樹脂からなる架橋チューブを用いてブロー成形により成形されたバルーンであって、前記バルーンの膜厚が１０〜４０μｍであり、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることを特徴とするバルーンカテーテル用バルーン。
【００１０】（２）ポリオレフイン系樹脂からなるチューブを電子線架橋して、ゲル含量が０．２〜０．８％である架橋チューブを調製する工程と、前記結晶性ポリオレフイン系樹脂の融点よりも１０℃以上低い温度で、前記架橋チューブに１次ブロー圧を負荷し、次いで、前記架橋チューブに前記１次ブロー圧よりも低い圧力である２次ブロー圧を負荷することにより該架橋チューブからバルーンに至る有効延伸倍率が５００〜１０００％となるように、ブロー成形してバルーン部を調製する工程とを有する、前記（１）に記載したバルーンカテーテル用バルーンの製造方法。
【００１１】（３）少なくとも一つのバルーン拡張用ルーメンが長手方向に沿って形成してある外チューブと、前記外チューブの遠位端部にバルーン部の近位端部が接合され、前記バルーン拡張用ルーメンと内部が連通するバルーン部と、前記バルーン部の内部に密閉された拡張用空間を形成するように、バルーン部の遠位端部が内チューブの遠位端部に接合され、前記バルーン部の内部と前記外チューブのバルーン拡張用ルーメンの内部とに軸方向に延在する内チューブとを有し、前記バルーン部が、ポリオレフイン系樹脂からなる架橋チューブを用いてブロー成形により成形されたバルーンであって、前記バルーンの膜厚が１０〜４０μｍであり、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることを特徴とするバルーンカテーテル。
【００１２】本発明のバルーンカテーテル用バルーンの製造方法において、ポリオレフイン系樹脂からなるチューブに５〜４０Ｍｒａｄ、好ましくは１０〜２０Ｍｒａｄの電子線を照射して、前記チューブを電子線架橋して、ゲル含量が０．２〜０．７％である架橋チューブとすることが好ましい。さらに、当該架橋チューブを、少なくとも９０℃で熱処理することが好ましい。
【００１３】前記バルーンの製造方法において、前記架橋チューブをブロー成形する場合は、金型に１次ブロー圧を１５〜２５ｋｇｆ／ｃｍ２ 負荷し、かつ、金型を開く少なくとも１秒前に、５〜８ｋｇｆ／ｃｍ２ の２次ブロー圧を負荷してバルーンを作成することが好ましい。
【００１４】本発明において、ポリオレフイン系樹脂からなるバルーンカテーテル用バルーンの膜厚は、２５〜３５μｍであることが好ましい。
【００１５】本発明において、ポリオレフイン系樹脂からなるバルーンカテーテル用バルーンは、前記架橋チューブからバルーンに至る有効延伸倍率が、５００〜７００％であることが好ましい。さらに、前記バルーンの破断強度が、１０００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることが好ましい。
【００１６】
【作用】本発明のバルーンカテーテル用バルーンは、通常、ポリエチレン樹脂をブロー成形して得られるバルーンと比較して、バルーンの破壊強度が極めて高いことから、バルーン拡張のための高圧力に耐えることができ、例えばＰＴＣＡバルーンカテーテルとして使用した場合は、血管狭窄部分を拡張する際の安全性が極めて優れている。
【００１７】また、本発明のバルーンカテーテル用バルーンは、その膜厚を非常に薄くすることができるので、例えば、ＰＴＣＡカテーテルのバルーンとして使用する場合は、ＰＴＣＡカテーテルを細径化することができ、従来よりも末梢の冠動脈狭窄の処置が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明のバルーンカテーテル用バルーンは、ポリオレフィン系樹脂を用いて調製されたものである。前記ポリオレフイン系樹脂は、炭素数２〜４０のオレフインをモノマーとして使用して、重合反応により製造したものであって、その密度（ＪＩＳ Ｋ−７１１２）は、通常０．９５０ｇ／ｃｍ３以下であり、好ましくは０．８５０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．８８０〜０．９３０ｇ／ｃｍ３である。密度が小さすぎるとバルーン表面のベタつきによるブロッキングなどの不都合を生じやすくなり、大きすぎると透明性が低下するので好ましくない。
【００１９】重合反応によりポリオレフィン系樹脂を得るためのオレフインのモノマーとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ヘプテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン等が挙げられる。これらのモノマーは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２０】ポリオレフィン系樹脂としては、バルーンとしての諸特性の観点から、ポリエチレン及びエチレン・α−オレフィン共重合体が好ましく、エチレン・α−オレフィン共重合体が特に好ましい。エチレン・α−オレフィン共重合体は、メタロセン触媒を用いてエチレンとα−オレフィンとを共重合することにより得ることができる。コモノマーとしては、炭素原子数４〜４０のα−オレフィンを使用することが好ましい。
【００２１】前記α−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ヘプテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテンなどが挙げられる。これらの中でも、炭素原子数が４〜１２のα−オレフィンが好ましく、炭素原子数が４〜１０のα−オレフィンがより好ましい。α−オレフィンの共重合割合は、通常２〜５０重量％、好ましくは５〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％である。
【００２２】前記ポリオレフイン系樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂、エチレンと他のα−オレフィンとの共重合樹脂等が挙げられる。なかでもポリエチレン樹脂が好ましく、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等を用いることが好ましい。
【００２３】前記ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ；ＪＩＳ Ｋ−７２１０）は、通常０．１〜３０．０ｇ／１０分、好ましくは１．０〜２０．０ｇ／１０分、より好ましくは１．０〜１５．０ｇ／１０分、最も好ましくは１．５〜１５．０ｇ／１０分である。ＭＦＲが小さすぎると充分な強度を得ることが困難であり、大きすぎると成型性が低下する。
【００２４】本発明では、ポリオレフィン系樹脂に、本発明の目的を損なわない範囲内において、各種添加剤を配合することができる。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、金属不活性化剤、顔料、染料、結晶核剤等を必要に応じて数種類添加することができる。この場合、要求する性質によるが、添加量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、通常２０重量部以下、好ましくは５重量部以下である。
【００２５】本発明のバルーンカテーテル用バルーンの製造方法について説明する。まず、結晶性ポリオレフイン系樹脂を用いて、予め設計された寸法のブロー成形用元チューブを成形する。成形は、例えば押し出し成形法で行うことができ、押し出し時のダイ温度は、例えば２００〜３００℃である。ダイから吐出直後の押し出しチューブは、例えば水槽（２０〜３０℃）中を通過させて冷却される。
【００２６】次に、前記押し出しチューブに電子線を照射し、ポリオレフイン系樹脂製架橋チューブ（以下、「パリソン」と記す。）を形成する。電子線の照射量は、例えば５〜４０Ｍｒａｄ、好ましくは１０〜２０Ｍｒａｄである。その後、前記架橋チューブは、例えば９０〜１１０℃程度で、３０分〜数時間、熱処理が行われる。この熱処理工程により、押し出し成形による成形ひずみが解消される。
【００２７】前記電子線照射により、架橋されたチューブのゲル分率は、０．８％以下、好ましくは、０．２〜０．７％程度とすることが好ましい。ゲル分率は、架橋サンプルの加熱したキシレン中での不溶解分として測定することができる。具体的には、０．１ｇの架橋サンプルを１２０℃に加熱したキシレン１００ｍｌ中で６時間加熱した後、可溶分を濾別し、残された架橋サンプルの乾燥重量を測定し、処理前の架橋サンプルに対する割合を算出する。
【００２８】上記の工程を経て調製されたパリソンは、例えば、下記の工程を経て、ブロー成形によりバルーン状に賦形される。まず、図３（Ａ）のように、パリソンの上下を固定する。上部チャックでは完全に圧力が漏れないように封止し、下部チャックはブロー圧が加えられるようにルーメンはつぶさないようにする。
【００２９】次に、前記パリソンは、パリソン材料の結晶性ポリオレフイン系樹脂の融点より低い温度でブロー成形される。前記温度は、例えば、結晶性ポリオレフイン形樹脂の融点よりも、少なくとも１０℃以上、好ましくは、３０℃以上低温側の温度であり、さらに好ましくは３０〜６０℃程度低温側の範囲である。前記温度が過度に高温の場合、ブロー成形は容易になるが、バルーンの破壊強度は低下する。一方過度に低温では、バルーンを賦形するためには、非常に高圧なブロー圧が必要となり好ましくない。また、低温側でブロー成形したバルーンは、極端に収縮が起きるので好ましくない。
【００３０】ブロー成形は、具体的には、次の工程による。上下を固定されたパリソンは、本実施形態では、例えば、予め５０〜９０℃前後で、好ましくは７５〜８５℃の範囲で、３０１８０分間、好ましくは１００〜１５０分間加熱された後、上下方向に１５０〜２００％程度延伸される。次に、パリソンが延伸されたのと同時に、両側から２つ割りにされた金型（パリソンと同程度に加熱してある）がパリソンを挟むように閉まり、続いて、第１ブロー圧力が負荷され、１０〜６０秒間、好ましくは２０〜４０秒間程度保持される。次に、第１ブロー圧力の少なくとも２分の１以下好ましくは３分の１以下のブロー圧力（以下、「第２ブロー圧力」と記す。）で０．５〜３秒間保持され、その後、金型が開けられる。
【００３１】パリソン中に導入される気体は、とくに限定されないが、例えば、窒素ガス等を使用することができる。パリソンを膨張させるための第１ブロー圧力は、例えば１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ２ 、好ましくは１５〜２５ｋｇｆ／ｃｍ２ である。第２ブロー圧力は、例えば、３〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２ 、好ましくは５〜８ｋｇｆ／ｃｍ２ である。
【００３２】上述したブロー成形により、バルーンは、例えば図３（Ｂ）に示すように、バルーン本体部分７ｅとバルーンカテーテルと接合するための部分７ｆを有する形状に成形される。
【００３３】ブロー成形により成形されたバルーンの外径は、レーザー外径測定器によって、１ａｔｍまたは６ａｔｍの圧力を加えたときの外径を測定する。バルーンの膜厚は、マイクロゲージにより測定する。
【００３４】ブロー成形により成形されたバルーンの、架橋チューブからバルーンに至る有効延伸倍率（架橋チューブ断面積／バルーン断面積）は、４００〜１５００％、好ましくは、５００〜１０００％であることが必要である。有効延伸倍率が過度に大きい場合は、バルーンの破壊強度が極端に低下するので好ましくない。本発明においては、前記押し出しチューブを、５〜４０Ｍｒａｄの条件で電子線を照射し、ポリエチレン製架橋チューブを形成することにより、前記有効延伸倍率を４００〜１５００％で、かつ、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ 、好ましくは、１０００〜１８００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることが達成される。
【００３５】本発明においては、前記ブロー成形により成形されたバルーンの膜厚は、５〜４０μｍ、好ましくは、２５〜３５μｍである。
【００３６】バルーンの破断強度は、３７℃の水中において、バルーンに１５ｐｓｉ加圧して１５秒間保持し、続いて、更に１５ｐｓｉを追加圧して１５秒間保持し、このステップを、バルーンが破裂するまで繰り返し、破裂したときの圧力を、破断強度として測定する。
【００３７】上述した方法でブロー成形したバルーンの破壊強度を表１に示す。なお、電子線の照射量を、４０Ｍｒａｄ、及び６０Ｍｒａｄで調製し、ゲル含量を従来の架橋チューブと同じ程度に有するものを用いてブロー成形したバルーンの破壊強度を、比較例として表１に示した。表１の結果から、本発明のバルーンカテーテル用バルーンは、有効延伸倍率が５００％以上において、バルーンの膜厚が薄く、かつ破壊強度が大幅に増大していることがわかる。
【００３８】
【表１】
【００３９】次に、本発明のバルーンカテーテル用バルーンを使用したバルーンカテーテルの実施形態を、図面に基づき説明する。図１（Ａ）は本発明の１実施形態に係るバルーンカテーテルの全体構成図、図１（Ｂ）は図１R>１（Ａ）に示すＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）に示すＩＣ−ＩＣ線に沿う断面図、図１（Ｄ）は図１（Ａ）に示すＩＤ−ＩＤ線に沿う断面図、図１（Ｅ）は図１（Ａ）に示すＩＥ−ＩＥ線に沿う断面図を示す。図２は図１（Ａ）に示すバルーンカテーテルの要部縦断面図を示す。
【００４０】図１に示す本実施形態に係るバルーンカテーテル２は、例えば経皮的冠動脈形成術（ＰＴＣＡ）、四肢等の血管の拡張術、上部尿管の拡張術、腎血管拡張術などの方法に用いられ、血管あるいはその他の体腔に形成された狭窄部を拡張するために用いられる。以下の説明では、本実施形態のバルーンカテーテル２をＰＴＣＡに用いる場合を例として説明する。
【００４１】本実施形態の拡張用バルーンカテーテル２は、いわゆるモノレール方式のバルーンカテーテルであり、バルーン部４と、カテーテルチューブとしての外チューブ６と、コネクタ８とを有する。外チューブ６は、比較的柔軟性のある第１外チューブ部材６ａと、当該第１外チューブ部材６ａに接合部９にて接合される比較的剛性が高い第２外チューブ部材６ｂとで構成してある。
【００４２】本実施形態は、内チューブの近位端開口部が、第１外チューブ部材６ａの長手方向の途中に位置するチューブ壁を貫通して外部に開口し、内チューブの近位端開口部と、第１外チューブ部材６ａのチューブ壁とが気密に熱融着してある構造を採用することにより、バルーンカテーテルの遠位端部のみが、いわゆる同軸構造のカテーテルチューブ構造となるものである。
【００４３】本実施形態では、図１（Ｃ）に示すように、第２外チューブ部材６ｂの横断面外形形状は、Ｙ軸方向に細長い楕円形状を有し、外チューブ部材６の断面で、Ｙ軸と垂直なＸ軸方向のカテーテルチューブの最大断面幅ｘｍと、Ｙ軸方向の最大断面幅ｙｍとの比（ｘｍ／ｙｍ）が、０．８〜０．１の範囲にあり、断面半円形の第３ルーメン２４および断面円形の第４ルーメン２６が、前記Ｙ軸方向に沿って分離して形成してある。
【００４４】第３ルーメン２４の半円形の横断面積は、バルーン拡張用圧力流体が流通するために十分な横断面積であれば良く、特に限定されないが、好ましくは０．０８〜０．２０ｍｍ２ である。また、第４ルーメン２６の円形の横断面積は、内部に補強ロッド２８が挿入されるために十分な面積であれば良く、特に限定されないが、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍ２ 、さらに好ましくは０．１〜０．２ｍｍ２ である。
【００４５】本実施形態では、第２外チューブ部材６ｂの断面において、Ｙ軸方向の最大断面幅ｙｍは、０．６〜１．２ｍｍ程度が好ましい。第２外チューブ部材６ｂの遠位端は、断面円形の第１外チューブ部材６ａの近位端に対して接合されるため、その接合部９付近の横断面形状は、第１外チューブ部材６ａとの円形断面形状と一致させるために、接合部９に向けて、異形断面から円形断面に徐々に変化するような断面形状とする。
【００４６】この第２外チューブ部材６ｂの長手方向に沿って形成された第３ルーメン２４は、第１外チューブ部材６ａの第１ルーメン１０と連通し、これらを通して、バルーン部４の拡張用空間に流体の出し入れを行う。第２外チューブ６ｂの第４ルーメン２６は、補強ロッド２８を挿入するためのルーメンであり、第１外チューブ部材６ａの第１ルーメン１０とも連通するが、このルーメン２６の近位端は、コネクタ８の部分で閉じられており、流体の出入りは行わない。コネクタ８には、第２外チューブ部材６ｃの近位端部が連結され、第２外チューブ６ｂの第３ルーメン２４に対して連通するポートが形成してある。ポートは、圧力流体の出入りを行う部分であり、第４ルーメン２６には連通しないようになっている。
【００４７】図１（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｆ）に示す補強ロッド２８は、第２外チューブ部材６ｂの第４ルーメン２６の内部に、全長に亘り挿入され、その遠位端部は、第１外チューブ部材６ａとの接合部９を乗り越えて、第１外チューブ部材６ａの第１ルーメン１０内に飛び出している。補強ロッド２８の近位端部は、断面円形であり、途中から遠位端側に向けてテーパ状に細くなり、さらに遠位端部では、断面平板形状に成るように、その断面形状が徐々に変化している。断面平板状の補強ロッド２８の遠位端部は、図１（Ｄ）および図２に示すように、内チューブ１２の近位端開口部２２をも僅かに（好ましくは１〜１０ｃｍ程度）乗り越えた位置で、第１外チューブ部材６ａの内壁に対して熱融着または接着などの手段で接合してある。
【００４８】なお、補強ロッド２８の最大外径は、第２外チューブ部材６ｂの第４ルーメン２６の内部に挿入可能に決定され、特に限定されないが、好ましくは０．３〜０．６ｍｍである。
【００４９】図１および図２に示すバルーン部４は、両端部が縮径された筒状の膜体で構成され、その膜厚は、１０〜４０μｍ、好ましくは１５〜３５μｍである。バルーン部４は、筒状であれば、特に限定されず、円筒または多角筒形状でも良い。また、拡張時のバルーン部４の外径は、通常１．５〜１０．０ｍｍ程度、好ましくは、３〜７ｍｍである。バルーン部４の軸方向長さは、特に限定されないが、１５〜５０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍである。拡張する前のバルーン部４は、内チューブ１２の周囲に折り畳まれて巻き付けられ、可能な限り外径が小さくなっている。
【００５０】図２に示すように、第１外チューブ部材６ａの遠位端部外周には、バルーン部４の近位端部５が熱融着または接着などの手段で接合してあり、第１外チューブ部材６ａの第１ルーメン１０がバルーン部４の内部拡張用空間と連通するようになっている。バルーン部４の遠位端部７は、内チューブ１４の遠位端部外周に対して熱融着または接着などの手段で接合してあり、バルーン部４の内部拡張用空間は、第１ルーメン１０以外では、外部に対して密封してある。第１外チューブ部材６ａの第１ルーメン１０は、バルーン部４の内部拡張空間に流体を送り込み、バルーン部４を拡張させたり、流体をバルーン部４の拡張空間から抜き取りバルーン部４を収縮させたりするための通路である。
【００５１】図２に示すように、内チューブ１２は、バルーン部４の拡張空間および第１外チューブ部材６ａの遠位端側第１ルーメン１０の内部を同軸状に軸方向に伸び、いわゆる同軸構造のカテーテルチューブ構造となっている。バルーン部４の内部に位置する内チューブ１２の外周には、造影リング１５が装着してあり、バルーンカテーテル２を生体内に挿入する際に、生体の外部からＸ線などで造影リング１５の位置を造影が可能になっている。造影リング１５の材料としては、金、白金、タングステンなどの金属が例示される。
【００５２】内チューブ１２の内部には、第２ルーメン１４が形成してあり、その遠位端開口部２０は、バルーン部４の遠位端部７で開口している。内チューブ１２の近位端開口部２２は、第１外チューブ部材６ａの長手方向の途中に位置するチューブ壁の貫通孔２１を貫通して外部に開口している。内チューブ１２の近位端開口部２２の周縁と、第１外チューブ部材６ａのチューブ壁の貫通孔２１の周縁とは、後述する熱融着方法により気密に接合してある。内チューブ１２の近位端開口部２２の形状は、特に限定されず、円形、楕円形など種々の形状を採り得るが、本実施形態では、図５に示すように、内チューブ１２の開口端部を斜めに切断した楕円形状である。内チューブ１２の第２ルーメン１４は、バルーンカテーテル２を体腔内に案内するための図２に示すガイドワイヤ４２が挿通するガイドワイヤ挿入用ルーメンとなる。
【００５３】内チューブ１２は、第１外チューブ部材６ａと同様な材料の軟質合成樹脂で構成することができるが、第１外チューブ部材６ａよりも硬質の合成樹脂で構成しても良い。内チューブ１２の近位端開口部２２が第１外チューブ部材６ａの外側に開口する位置は、第１外チューブ部材６ａの遠位端から長さＬ１の位置であることが好ましく、長さＬ１は、好ましくは１５０〜３５０ｍｍ、さらに好ましくは２００〜３００ｍｍである。
【００５４】第１外チューブ部材６ａの外径は、特に限定されないが、好ましくは０．５〜５ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜１ｍｍである。第１外チューブ部材６ａの肉厚は、特に限定されないが、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜０．２ｍｍである。
【００５５】内チューブ１２の外径は、第１外チューブ部材６ａとの間に隙間が形成されるように決定され、特に限定されないが、好ましくは０．３〜３ｍｍ、さらに好ましくは０．３〜０．８ｍｍである。内チューブ１２の内径は、ガイドワイヤ４２を挿通できる径であれば特に限定されず、例えば０．１５〜１．０ｍｍ、好ましくは０．２５〜０．６ｍｍである。
【００５６】本実施形態では、開口部２２付近から近位端側の第１外チューブ部材６ａの強度を補強するために、図２に示すように、補強ロッド２８を、開口部２２付近から近位端側の第１外チューブ部材６ａの内部に配置しても良い。この補強ロッド２８の近位端部は、断面円形であり、途中から遠位端側に向けてテーパ状に細くなり、さらに遠位端部では、断面平板形状に成るように、その断面形状が徐々に変化している。断面平板状の補強ロッド２８の遠位端部は、図２に示すように、内チューブ１２の近位端開口部２２を僅かに（好ましくは１〜１０ｃｍ程度）乗り越えた位置で、第１外チューブ部材６ａの内壁に対して熱融着または接着などの手段で接合してある。
【００５７】なお、補強ロッド２８は、ステンレス鋼、銅、銅合金、チタン、チタン合金などの金属材料、あるいはポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂で構成してある。補強ロッド２８の最大外径は、第１外チューブ部材６ａのルーメン１０を塞がないように決定され、特に限定されないが、好ましくは０．３〜０．６ｍｍである。
【００５８】第１外チューブ部材６ａは、例えばバルーン部４と同様な材料で構成されて良いが、可撓性を有する材料で構成されることが好ましい。例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、架橋型エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリイミド、ポリイミドエラストマー、ポリ四フツ化エチレン樹脂、四フツ化エチレン−六フツ化プロピレン共重合樹脂、四フツ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、三フツ化塩化エチレン樹脂、四フツ化エチレン−エチレン共重合樹脂、ポリフツ化ビニリデン樹脂、ポリフツ化ビニル樹脂、シリコーンゴム、天然ゴム等が挙げられる。なかでも、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミドが好ましい。また、当該第１外チューブ部材６ａの硬さは、ＪＩＳ硬度が５０Ａ〜９０Ａ程度のものを用いることができる。
【００５９】第２外チューブ部材６ｂは、前記第１外チューブ部材と同様な材料で構成される。当該第２外チューブ部材６ｂの硬さは、ＪＩＳ硬度が５０Ｄ〜７５Ｄ程度のものを用いることができる。
【００６０】なお、本実施形態では、第１外チューブ部材６ａ及びフツ素樹脂製第２外チューブ部材とから成る外チューブ６の外周には、湿潤状態で潤滑性を持つ親水性高分子物質から成る被覆材が被覆してあることが好ましい。
【００６１】
【発明の効果】かくして本発明によれば、バルーンの膜厚が薄く、かつ、その破壊強度が大幅に向上したバルーンカテーテル用バルーンが提供される。本発明のバルーンカテーテル用バルーンは、通常、結晶性ポリエチレン樹脂の融点近傍（１１０℃）でブロー成形して得られるバルーンと比較して、バルーンの膜厚が薄く、その破壊強度が高いことから、バルーンカテーテルを細径化し、さらに、バルーン拡張のための高圧力に耐えることができ、例えばＰＴＣＡバルーンカテーテルとして使用した場合は、血管狭窄部分を拡張する際の安全性が極めて優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係るバルーンカテーテルの全体構成図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示すＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）に示すＩＣ−ＩＣ線に沿う断面図、図１（Ｄ）は図１（Ａ）に示すＩＤ−ＩＤ線に沿う断面図、図１（Ｅ）は図１（Ａ）に示すＩＥ−ＩＥ線に沿う断面図、図１（Ｆ）はバルーンカテーテルのカテーテルチューブ内に挿入される補強ロッドの側面図である。
【図２】 図２は図１（Ａ）に示すバルーンカテーテルの要部縦断面図である。
【図３】 図３（Ａ）は、ブロー成形機にパリソンを固定したときの要部断面図、図３（ｂ）は、ブロー成形により得られたバルーンの斜視図である。
【符号の説明】
２… バルーンカテーテル
４… バルーン部
６… 外チューブ
６ａ… 第１外チューブ部材
６ｂ… 第２外チューブ部材
８… コネクタ
１０… 第１ルーメン
１２… 内チューブ
１４… 第２ルーメン
２０… 遠位端開口部
２１… 貫通孔
２２… 近位端開口部
２４… 第３ルーメン
２６… 第４ルーメン
２８… 補強ロッド
２８ａ… 補強部材
５４，５６，６０… マンドレル
７ａ… パリソン
７ｂ…上部チャック
７ｃ…下部チャック
７ｄ…加熱ヒーター
７ｅ…バルーン本体
７ｆ…バルーンカテーテル本体との接合部
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、肉薄かつ高強度なバルーンを有するバルーンカテーテルに関し、詳しくは、経皮的血管内冠状動脈形成術（Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏμｓ Ｔｒａｎｓｌｕｍｉｎａｌ Ｃｏｒｏｎａｒｙ Ａｎｇｉｏｐｌａｓｔｙ、以下、「ＰＴＣＡ」と記す。）用途に好適なバルーンカテーテルに関する。
【０００２】
【従来の技術】血管の狭窄に由来する疾病には、バルーンカテーテルによって、簡便に処置、回復させるいわゆるＰＴＣＡカテーテルが頻繁に用いられている。
【０００３】ＰＴＣＡカテーテルは、例えば、心臓の冠状動脈の処置では、まず冠状動脈入り口までガイディングカテーテルが挿入され、次に、ガイドワイヤーが狭窄部を超えて挿入され、そして、バルーンカテーテルが狭窄部まで押し込まれ、バルーンを拡張することにより狭窄部を拡張するものである。
【０００４】ＰＴＣＡカテーテルは、その利点を生かして、適用範囲の拡大が図られているが、それにつれて要求特性も高度化している。例えば、末梢の冠動脈狭窄の処置ができること、屈曲血管への挿入が容易であること、強い拡張圧力を有すること、安全に血管拡張ができることなどが要求されている。より具体的には、ＰＴＣＡカテーテルを用いて、従来よりも末梢の冠動脈狭窄の処置ができることが求められている。そのためには、従来以上に肉薄でかつ高強度のバルーンが求められている。
【０００５】しかし、従来より、ＰＴＣＡカテーテルのバルーン用材料として、主として用いられているポリエチレン系樹脂（例えば、特開平８−１９６６２０号公報等）の場合は、一般に電子線を照射して、そのゲル分率が０．９％程度になるまで架橋させることによって、バルーン材料としての延伸特性の向上・破裂圧の向上などを図る手法が採用されている。
【０００６】この場合は、架橋されたポリエチレン系樹脂には０．９％程度のゲルが生成していることから、バルーンの膨張は３００％程度に留まり、また、その厚さが薄くなるほどバルーンの強度は低下し、破裂に至る圧力も低下するために、肉薄で高強度のバルーンを得るには限界があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、肉薄かつ高強度な、ＰＴＣＡ用途に好適なバルーンカテーテル用バルーンを提供することを目的とする。また、本発明の目的は、前記肉薄かつ高強度なポリオレフイン系樹脂製バルーンの製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明の目的は、前記肉薄かつ高強度なポリオレフイン系樹脂製バルーンを有するバルーンカテーテルを提供することを目的とする。
【０００８】そこで、本発明者らは鋭意研究した結果、ポリエチレン樹脂製チューブに、ゲル分率が０．７％程度のゲルが生成するように電子線照射を施して架橋し、続いて該架橋チューブを、前記ポリエチレン系樹脂の融点よりもかなり低温である８０℃の条件でブロー成形したところ、延伸倍率が６００％かつ破壊強度が１１００ｋｇｆ／ｃｍ２ であるバルーンが得られることを見出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かくして本発明によれば、下記（１）、（２）及び（３）が提供される。
（１）ポリオレフイン系樹脂からなる架橋チューブを用いてブロー成形により成形されたバルーンであって、前記バルーンの膜厚が１０〜４０μｍであり、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることを特徴とするバルーンカテーテル用バルーン。
【００１０】（２）ポリオレフイン系樹脂からなるチューブを電子線架橋して、ゲル含量が０．２〜０．８％である架橋チューブを調製する工程と、前記結晶性ポリオレフイン系樹脂の融点よりも１０℃以上低い温度で、前記架橋チューブに１次ブロー圧を負荷し、次いで、前記架橋チューブに前記１次ブロー圧よりも低い圧力である２次ブロー圧を負荷することにより該架橋チューブからバルーンに至る有効延伸倍率が５００〜１０００％となるように、ブロー成形してバルーン部を調製する工程とを有する、前記（１）に記載したバルーンカテーテル用バルーンの製造方法。
【００１１】（３）少なくとも一つのバルーン拡張用ルーメンが長手方向に沿って形成してある外チューブと、前記外チューブの遠位端部にバルーン部の近位端部が接合され、前記バルーン拡張用ルーメンと内部が連通するバルーン部と、前記バルーン部の内部に密閉された拡張用空間を形成するように、バルーン部の遠位端部が内チューブの遠位端部に接合され、前記バルーン部の内部と前記外チューブのバルーン拡張用ルーメンの内部とに軸方向に延在する内チューブとを有し、前記バルーン部が、ポリオレフイン系樹脂からなる架橋チューブを用いてブロー成形により成形されたバルーンであって、前記バルーンの膜厚が１０〜４０μｍであり、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることを特徴とするバルーンカテーテル。
【００１２】本発明のバルーンカテーテル用バルーンの製造方法において、ポリオレフイン系樹脂からなるチューブに５〜４０Ｍｒａｄ、好ましくは１０〜２０Ｍｒａｄの電子線を照射して、前記チューブを電子線架橋して、ゲル含量が０．２〜０．７％である架橋チューブとすることが好ましい。さらに、当該架橋チューブを、少なくとも９０℃で熱処理することが好ましい。
【００１３】前記バルーンの製造方法において、前記架橋チューブをブロー成形する場合は、金型に１次ブロー圧を１５〜２５ｋｇｆ／ｃｍ２ 負荷し、かつ、金型を開く少なくとも１秒前に、５〜８ｋｇｆ／ｃｍ２ の２次ブロー圧を負荷してバルーンを作成することが好ましい。
【００１４】本発明において、ポリオレフイン系樹脂からなるバルーンカテーテル用バルーンの膜厚は、２５〜３５μｍであることが好ましい。
【００１５】本発明において、ポリオレフイン系樹脂からなるバルーンカテーテル用バルーンは、前記架橋チューブからバルーンに至る有効延伸倍率が、５００〜７００％であることが好ましい。さらに、前記バルーンの破断強度が、１０００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることが好ましい。
【００１６】
【作用】本発明のバルーンカテーテル用バルーンは、通常、ポリエチレン樹脂をブロー成形して得られるバルーンと比較して、バルーンの破壊強度が極めて高いことから、バルーン拡張のための高圧力に耐えることができ、例えばＰＴＣＡバルーンカテーテルとして使用した場合は、血管狭窄部分を拡張する際の安全性が極めて優れている。
【００１７】また、本発明のバルーンカテーテル用バルーンは、その膜厚を非常に薄くすることができるので、例えば、ＰＴＣＡカテーテルのバルーンとして使用する場合は、ＰＴＣＡカテーテルを細径化することができ、従来よりも末梢の冠動脈狭窄の処置が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明のバルーンカテーテル用バルーンは、ポリオレフィン系樹脂を用いて調製されたものである。前記ポリオレフイン系樹脂は、炭素数２〜４０のオレフインをモノマーとして使用して、重合反応により製造したものであって、その密度（ＪＩＳ Ｋ−７１１２）は、通常０．９５０ｇ／ｃｍ３以下であり、好ましくは０．８５０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．８８０〜０．９３０ｇ／ｃｍ３である。密度が小さすぎるとバルーン表面のベタつきによるブロッキングなどの不都合を生じやすくなり、大きすぎると透明性が低下するので好ましくない。
【００１９】重合反応によりポリオレフィン系樹脂を得るためのオレフインのモノマーとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ヘプテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン等が挙げられる。これらのモノマーは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２０】ポリオレフィン系樹脂としては、バルーンとしての諸特性の観点から、ポリエチレン及びエチレン・α−オレフィン共重合体が好ましく、エチレン・α−オレフィン共重合体が特に好ましい。エチレン・α−オレフィン共重合体は、メタロセン触媒を用いてエチレンとα−オレフィンとを共重合することにより得ることができる。コモノマーとしては、炭素原子数４〜４０のα−オレフィンを使用することが好ましい。
【００２１】前記α−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ヘプテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテンなどが挙げられる。これらの中でも、炭素原子数が４〜１２のα−オレフィンが好ましく、炭素原子数が４〜１０のα−オレフィンがより好ましい。α−オレフィンの共重合割合は、通常２〜５０重量％、好ましくは５〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％である。
【００２２】前記ポリオレフイン系樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂、エチレンと他のα−オレフィンとの共重合樹脂等が挙げられる。なかでもポリエチレン樹脂が好ましく、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等を用いることが好ましい。
【００２３】前記ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ；ＪＩＳ Ｋ−７２１０）は、通常０．１〜３０．０ｇ／１０分、好ましくは１．０〜２０．０ｇ／１０分、より好ましくは１．０〜１５．０ｇ／１０分、最も好ましくは１．５〜１５．０ｇ／１０分である。ＭＦＲが小さすぎると充分な強度を得ることが困難であり、大きすぎると成型性が低下する。
【００２４】本発明では、ポリオレフィン系樹脂に、本発明の目的を損なわない範囲内において、各種添加剤を配合することができる。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、金属不活性化剤、顔料、染料、結晶核剤等を必要に応じて数種類添加することができる。この場合、要求する性質によるが、添加量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、通常２０重量部以下、好ましくは５重量部以下である。
【００２５】本発明のバルーンカテーテル用バルーンの製造方法について説明する。まず、結晶性ポリオレフイン系樹脂を用いて、予め設計された寸法のブロー成形用元チューブを成形する。成形は、例えば押し出し成形法で行うことができ、押し出し時のダイ温度は、例えば２００〜３００℃である。ダイから吐出直後の押し出しチューブは、例えば水槽（２０〜３０℃）中を通過させて冷却される。
【００２６】次に、前記押し出しチューブに電子線を照射し、ポリオレフイン系樹脂製架橋チューブ（以下、「パリソン」と記す。）を形成する。電子線の照射量は、例えば５〜４０Ｍｒａｄ、好ましくは１０〜２０Ｍｒａｄである。その後、前記架橋チューブは、例えば９０〜１１０℃程度で、３０分〜数時間、熱処理が行われる。この熱処理工程により、押し出し成形による成形ひずみが解消される。
【００２７】前記電子線照射により、架橋されたチューブのゲル分率は、０．８％以下、好ましくは、０．２〜０．７％程度とすることが好ましい。ゲル分率は、架橋サンプルの加熱したキシレン中での不溶解分として測定することができる。具体的には、０．１ｇの架橋サンプルを１２０℃に加熱したキシレン１００ｍｌ中で６時間加熱した後、可溶分を濾別し、残された架橋サンプルの乾燥重量を測定し、処理前の架橋サンプルに対する割合を算出する。
【００２８】上記の工程を経て調製されたパリソンは、例えば、下記の工程を経て、ブロー成形によりバルーン状に賦形される。まず、図３（Ａ）のように、パリソンの上下を固定する。上部チャックでは完全に圧力が漏れないように封止し、下部チャックはブロー圧が加えられるようにルーメンはつぶさないようにする。
【００２９】次に、前記パリソンは、パリソン材料の結晶性ポリオレフイン系樹脂の融点より低い温度でブロー成形される。前記温度は、例えば、結晶性ポリオレフイン形樹脂の融点よりも、少なくとも１０℃以上、好ましくは、３０℃以上低温側の温度であり、さらに好ましくは３０〜６０℃程度低温側の範囲である。前記温度が過度に高温の場合、ブロー成形は容易になるが、バルーンの破壊強度は低下する。一方過度に低温では、バルーンを賦形するためには、非常に高圧なブロー圧が必要となり好ましくない。また、低温側でブロー成形したバルーンは、極端に収縮が起きるので好ましくない。
【００３０】ブロー成形は、具体的には、次の工程による。上下を固定されたパリソンは、本実施形態では、例えば、予め５０〜９０℃前後で、好ましくは７５〜８５℃の範囲で、３０１８０分間、好ましくは１００〜１５０分間加熱された後、上下方向に１５０〜２００％程度延伸される。次に、パリソンが延伸されたのと同時に、両側から２つ割りにされた金型（パリソンと同程度に加熱してある）がパリソンを挟むように閉まり、続いて、第１ブロー圧力が負荷され、１０〜６０秒間、好ましくは２０〜４０秒間程度保持される。次に、第１ブロー圧力の少なくとも２分の１以下好ましくは３分の１以下のブロー圧力（以下、「第２ブロー圧力」と記す。）で０．５〜３秒間保持され、その後、金型が開けられる。
【００３１】パリソン中に導入される気体は、とくに限定されないが、例えば、窒素ガス等を使用することができる。パリソンを膨張させるための第１ブロー圧力は、例えば１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ２ 、好ましくは１５〜２５ｋｇｆ／ｃｍ２ である。第２ブロー圧力は、例えば、３〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２ 、好ましくは５〜８ｋｇｆ／ｃｍ２ である。
【００３２】上述したブロー成形により、バルーンは、例えば図３（Ｂ）に示すように、バルーン本体部分７ｅとバルーンカテーテルと接合するための部分７ｆを有する形状に成形される。
【００３３】ブロー成形により成形されたバルーンの外径は、レーザー外径測定器によって、１ａｔｍまたは６ａｔｍの圧力を加えたときの外径を測定する。バルーンの膜厚は、マイクロゲージにより測定する。
【００３４】ブロー成形により成形されたバルーンの、架橋チューブからバルーンに至る有効延伸倍率（架橋チューブ断面積／バルーン断面積）は、４００〜１５００％、好ましくは、５００〜１０００％であることが必要である。有効延伸倍率が過度に大きい場合は、バルーンの破壊強度が極端に低下するので好ましくない。本発明においては、前記押し出しチューブを、５〜４０Ｍｒａｄの条件で電子線を照射し、ポリエチレン製架橋チューブを形成することにより、前記有効延伸倍率を４００〜１５００％で、かつ、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ 、好ましくは、１０００〜１８００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることが達成される。
【００３５】本発明においては、前記ブロー成形により成形されたバルーンの膜厚は、５〜４０μｍ、好ましくは、２５〜３５μｍである。
【００３６】バルーンの破断強度は、３７℃の水中において、バルーンに１５ｐｓｉ加圧して１５秒間保持し、続いて、更に１５ｐｓｉを追加圧して１５秒間保持し、このステップを、バルーンが破裂するまで繰り返し、破裂したときの圧力を、破断強度として測定する。
【００３７】上述した方法でブロー成形したバルーンの破壊強度を表１に示す。なお、電子線の照射量を、４０Ｍｒａｄ、及び６０Ｍｒａｄで調製し、ゲル含量を従来の架橋チューブと同じ程度に有するものを用いてブロー成形したバルーンの破壊強度を、比較例として表１に示した。表１の結果から、本発明のバルーンカテーテル用バルーンは、有効延伸倍率が５００％以上において、バルーンの膜厚が薄く、かつ破壊強度が大幅に増大していることがわかる。
【００３８】
【表１】
【００３９】次に、本発明のバルーンカテーテル用バルーンを使用したバルーンカテーテルの実施形態を、図面に基づき説明する。図１（Ａ）は本発明の１実施形態に係るバルーンカテーテルの全体構成図、図１（Ｂ）は図１R>１（Ａ）に示すＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）に示すＩＣ−ＩＣ線に沿う断面図、図１（Ｄ）は図１（Ａ）に示すＩＤ−ＩＤ線に沿う断面図、図１（Ｅ）は図１（Ａ）に示すＩＥ−ＩＥ線に沿う断面図を示す。図２は図１（Ａ）に示すバルーンカテーテルの要部縦断面図を示す。
【００４０】図１に示す本実施形態に係るバルーンカテーテル２は、例えば経皮的冠動脈形成術（ＰＴＣＡ）、四肢等の血管の拡張術、上部尿管の拡張術、腎血管拡張術などの方法に用いられ、血管あるいはその他の体腔に形成された狭窄部を拡張するために用いられる。以下の説明では、本実施形態のバルーンカテーテル２をＰＴＣＡに用いる場合を例として説明する。
【００４１】本実施形態の拡張用バルーンカテーテル２は、いわゆるモノレール方式のバルーンカテーテルであり、バルーン部４と、カテーテルチューブとしての外チューブ６と、コネクタ８とを有する。外チューブ６は、比較的柔軟性のある第１外チューブ部材６ａと、当該第１外チューブ部材６ａに接合部９にて接合される比較的剛性が高い第２外チューブ部材６ｂとで構成してある。
【００４２】本実施形態は、内チューブの近位端開口部が、第１外チューブ部材６ａの長手方向の途中に位置するチューブ壁を貫通して外部に開口し、内チューブの近位端開口部と、第１外チューブ部材６ａのチューブ壁とが気密に熱融着してある構造を採用することにより、バルーンカテーテルの遠位端部のみが、いわゆる同軸構造のカテーテルチューブ構造となるものである。
【００４３】本実施形態では、図１（Ｃ）に示すように、第２外チューブ部材６ｂの横断面外形形状は、Ｙ軸方向に細長い楕円形状を有し、外チューブ部材６の断面で、Ｙ軸と垂直なＸ軸方向のカテーテルチューブの最大断面幅ｘｍと、Ｙ軸方向の最大断面幅ｙｍとの比（ｘｍ／ｙｍ）が、０．８〜０．１の範囲にあり、断面半円形の第３ルーメン２４および断面円形の第４ルーメン２６が、前記Ｙ軸方向に沿って分離して形成してある。
【００４４】第３ルーメン２４の半円形の横断面積は、バルーン拡張用圧力流体が流通するために十分な横断面積であれば良く、特に限定されないが、好ましくは０．０８〜０．２０ｍｍ２ である。また、第４ルーメン２６の円形の横断面積は、内部に補強ロッド２８が挿入されるために十分な面積であれば良く、特に限定されないが、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍ２ 、さらに好ましくは０．１〜０．２ｍｍ２ である。
【００４５】本実施形態では、第２外チューブ部材６ｂの断面において、Ｙ軸方向の最大断面幅ｙｍは、０．６〜１．２ｍｍ程度が好ましい。第２外チューブ部材６ｂの遠位端は、断面円形の第１外チューブ部材６ａの近位端に対して接合されるため、その接合部９付近の横断面形状は、第１外チューブ部材６ａとの円形断面形状と一致させるために、接合部９に向けて、異形断面から円形断面に徐々に変化するような断面形状とする。
【００４６】この第２外チューブ部材６ｂの長手方向に沿って形成された第３ルーメン２４は、第１外チューブ部材６ａの第１ルーメン１０と連通し、これらを通して、バルーン部４の拡張用空間に流体の出し入れを行う。第２外チューブ６ｂの第４ルーメン２６は、補強ロッド２８を挿入するためのルーメンであり、第１外チューブ部材６ａの第１ルーメン１０とも連通するが、このルーメン２６の近位端は、コネクタ８の部分で閉じられており、流体の出入りは行わない。コネクタ８には、第２外チューブ部材６ｃの近位端部が連結され、第２外チューブ６ｂの第３ルーメン２４に対して連通するポートが形成してある。ポートは、圧力流体の出入りを行う部分であり、第４ルーメン２６には連通しないようになっている。
【００４７】図１（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｆ）に示す補強ロッド２８は、第２外チューブ部材６ｂの第４ルーメン２６の内部に、全長に亘り挿入され、その遠位端部は、第１外チューブ部材６ａとの接合部９を乗り越えて、第１外チューブ部材６ａの第１ルーメン１０内に飛び出している。補強ロッド２８の近位端部は、断面円形であり、途中から遠位端側に向けてテーパ状に細くなり、さらに遠位端部では、断面平板形状に成るように、その断面形状が徐々に変化している。断面平板状の補強ロッド２８の遠位端部は、図１（Ｄ）および図２に示すように、内チューブ１２の近位端開口部２２をも僅かに（好ましくは１〜１０ｃｍ程度）乗り越えた位置で、第１外チューブ部材６ａの内壁に対して熱融着または接着などの手段で接合してある。
【００４８】なお、補強ロッド２８の最大外径は、第２外チューブ部材６ｂの第４ルーメン２６の内部に挿入可能に決定され、特に限定されないが、好ましくは０．３〜０．６ｍｍである。
【００４９】図１および図２に示すバルーン部４は、両端部が縮径された筒状の膜体で構成され、その膜厚は、１０〜４０μｍ、好ましくは１５〜３５μｍである。バルーン部４は、筒状であれば、特に限定されず、円筒または多角筒形状でも良い。また、拡張時のバルーン部４の外径は、通常１．５〜１０．０ｍｍ程度、好ましくは、３〜７ｍｍである。バルーン部４の軸方向長さは、特に限定されないが、１５〜５０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍである。拡張する前のバルーン部４は、内チューブ１２の周囲に折り畳まれて巻き付けられ、可能な限り外径が小さくなっている。
【００５０】図２に示すように、第１外チューブ部材６ａの遠位端部外周には、バルーン部４の近位端部５が熱融着または接着などの手段で接合してあり、第１外チューブ部材６ａの第１ルーメン１０がバルーン部４の内部拡張用空間と連通するようになっている。バルーン部４の遠位端部７は、内チューブ１４の遠位端部外周に対して熱融着または接着などの手段で接合してあり、バルーン部４の内部拡張用空間は、第１ルーメン１０以外では、外部に対して密封してある。第１外チューブ部材６ａの第１ルーメン１０は、バルーン部４の内部拡張空間に流体を送り込み、バルーン部４を拡張させたり、流体をバルーン部４の拡張空間から抜き取りバルーン部４を収縮させたりするための通路である。
【００５１】図２に示すように、内チューブ１２は、バルーン部４の拡張空間および第１外チューブ部材６ａの遠位端側第１ルーメン１０の内部を同軸状に軸方向に伸び、いわゆる同軸構造のカテーテルチューブ構造となっている。バルーン部４の内部に位置する内チューブ１２の外周には、造影リング１５が装着してあり、バルーンカテーテル２を生体内に挿入する際に、生体の外部からＸ線などで造影リング１５の位置を造影が可能になっている。造影リング１５の材料としては、金、白金、タングステンなどの金属が例示される。
【００５２】内チューブ１２の内部には、第２ルーメン１４が形成してあり、その遠位端開口部２０は、バルーン部４の遠位端部７で開口している。内チューブ１２の近位端開口部２２は、第１外チューブ部材６ａの長手方向の途中に位置するチューブ壁の貫通孔２１を貫通して外部に開口している。内チューブ１２の近位端開口部２２の周縁と、第１外チューブ部材６ａのチューブ壁の貫通孔２１の周縁とは、後述する熱融着方法により気密に接合してある。内チューブ１２の近位端開口部２２の形状は、特に限定されず、円形、楕円形など種々の形状を採り得るが、本実施形態では、図５に示すように、内チューブ１２の開口端部を斜めに切断した楕円形状である。内チューブ１２の第２ルーメン１４は、バルーンカテーテル２を体腔内に案内するための図２に示すガイドワイヤ４２が挿通するガイドワイヤ挿入用ルーメンとなる。
【００５３】内チューブ１２は、第１外チューブ部材６ａと同様な材料の軟質合成樹脂で構成することができるが、第１外チューブ部材６ａよりも硬質の合成樹脂で構成しても良い。内チューブ１２の近位端開口部２２が第１外チューブ部材６ａの外側に開口する位置は、第１外チューブ部材６ａの遠位端から長さＬ１の位置であることが好ましく、長さＬ１は、好ましくは１５０〜３５０ｍｍ、さらに好ましくは２００〜３００ｍｍである。
【００５４】第１外チューブ部材６ａの外径は、特に限定されないが、好ましくは０．５〜５ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜１ｍｍである。第１外チューブ部材６ａの肉厚は、特に限定されないが、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜０．２ｍｍである。
【００５５】内チューブ１２の外径は、第１外チューブ部材６ａとの間に隙間が形成されるように決定され、特に限定されないが、好ましくは０．３〜３ｍｍ、さらに好ましくは０．３〜０．８ｍｍである。内チューブ１２の内径は、ガイドワイヤ４２を挿通できる径であれば特に限定されず、例えば０．１５〜１．０ｍｍ、好ましくは０．２５〜０．６ｍｍである。
【００５６】本実施形態では、開口部２２付近から近位端側の第１外チューブ部材６ａの強度を補強するために、図２に示すように、補強ロッド２８を、開口部２２付近から近位端側の第１外チューブ部材６ａの内部に配置しても良い。この補強ロッド２８の近位端部は、断面円形であり、途中から遠位端側に向けてテーパ状に細くなり、さらに遠位端部では、断面平板形状に成るように、その断面形状が徐々に変化している。断面平板状の補強ロッド２８の遠位端部は、図２に示すように、内チューブ１２の近位端開口部２２を僅かに（好ましくは１〜１０ｃｍ程度）乗り越えた位置で、第１外チューブ部材６ａの内壁に対して熱融着または接着などの手段で接合してある。
【００５７】なお、補強ロッド２８は、ステンレス鋼、銅、銅合金、チタン、チタン合金などの金属材料、あるいはポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂で構成してある。補強ロッド２８の最大外径は、第１外チューブ部材６ａのルーメン１０を塞がないように決定され、特に限定されないが、好ましくは０．３〜０．６ｍｍである。
【００５８】第１外チューブ部材６ａは、例えばバルーン部４と同様な材料で構成されて良いが、可撓性を有する材料で構成されることが好ましい。例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、架橋型エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリイミド、ポリイミドエラストマー、ポリ四フツ化エチレン樹脂、四フツ化エチレン−六フツ化プロピレン共重合樹脂、四フツ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、三フツ化塩化エチレン樹脂、四フツ化エチレン−エチレン共重合樹脂、ポリフツ化ビニリデン樹脂、ポリフツ化ビニル樹脂、シリコーンゴム、天然ゴム等が挙げられる。なかでも、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミドが好ましい。また、当該第１外チューブ部材６ａの硬さは、ＪＩＳ硬度が５０Ａ〜９０Ａ程度のものを用いることができる。
【００５９】第２外チューブ部材６ｂは、前記第１外チューブ部材と同様な材料で構成される。当該第２外チューブ部材６ｂの硬さは、ＪＩＳ硬度が５０Ｄ〜７５Ｄ程度のものを用いることができる。
【００６０】なお、本実施形態では、第１外チューブ部材６ａ及びフツ素樹脂製第２外チューブ部材とから成る外チューブ６の外周には、湿潤状態で潤滑性を持つ親水性高分子物質から成る被覆材が被覆してあることが好ましい。
【００６１】
【発明の効果】かくして本発明によれば、バルーンの膜厚が薄く、かつ、その破壊強度が大幅に向上したバルーンカテーテル用バルーンが提供される。本発明のバルーンカテーテル用バルーンは、通常、結晶性ポリエチレン樹脂の融点近傍（１１０℃）でブロー成形して得られるバルーンと比較して、バルーンの膜厚が薄く、その破壊強度が高いことから、バルーンカテーテルを細径化し、さらに、バルーン拡張のための高圧力に耐えることができ、例えばＰＴＣＡバルーンカテーテルとして使用した場合は、血管狭窄部分を拡張する際の安全性が極めて優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係るバルーンカテーテルの全体構成図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示すＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）に示すＩＣ−ＩＣ線に沿う断面図、図１（Ｄ）は図１（Ａ）に示すＩＤ−ＩＤ線に沿う断面図、図１（Ｅ）は図１（Ａ）に示すＩＥ−ＩＥ線に沿う断面図、図１（Ｆ）はバルーンカテーテルのカテーテルチューブ内に挿入される補強ロッドの側面図である。
【図２】 図２は図１（Ａ）に示すバルーンカテーテルの要部縦断面図である。
【図３】 図３（Ａ）は、ブロー成形機にパリソンを固定したときの要部断面図、図３（ｂ）は、ブロー成形により得られたバルーンの斜視図である。
【符号の説明】
２… バルーンカテーテル
４… バルーン部
６… 外チューブ
６ａ… 第１外チューブ部材
６ｂ… 第２外チューブ部材
８… コネクタ
１０… 第１ルーメン
１２… 内チューブ
１４… 第２ルーメン
２０… 遠位端開口部
２１… 貫通孔
２２… 近位端開口部
２４… 第３ルーメン
２６… 第４ルーメン
２８… 補強ロッド
２８ａ… 補強部材
５４，５６，６０… マンドレル
７ａ… パリソン
７ｂ…上部チャック
７ｃ…下部チャック
７ｄ…加熱ヒーター
７ｅ…バルーン本体
７ｆ…バルーンカテーテル本体との接合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ポリオレフイン系樹脂からなる架橋チューブを用いてブロー成形により成形されたバルーンであって、前記バルーンの膜厚が１０〜４０μｍであり、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることを特徴とするバルーンカテーテル用バルーン。
【請求項２】 ポリオレフイン系樹脂からなるチューブを電子線架橋して、ゲル含量が０．２〜０．８％である架橋チューブを調製する工程と、前記ポリオレフイン系樹脂の融点よりも１０℃以上低い温度で、前記架橋チューブに１次ブロー圧を負荷し、次いで、前記架橋チューブに前記１次ブロー圧よりも低い圧力である２次ブロー圧を負荷することにより該架橋チューブからバルーンに至る有効延伸倍率が５００〜１０００％となるように、ブロー成形してバルーン部を調製する工程とを有する、請求項１に記載したバルーンカテーテル用バルーンの製造方法。
【請求項３】 少なくとも一つのバルーン拡張用ルーメンが長手方向に沿って形成してある外チューブと、前記外チューブの遠位端部にバルーン部の近位端部が接合され、前記バルーン拡張用ルーメンと内部が連通するバルーン部と、前記バルーン部の内部に密閉された拡張用空間を形成するように、バルーン部の遠位端部が内チューブの遠位端部に接合され、前記バルーン部の内部と前記外チューブのバルーン拡張用ルーメンの内部とに軸方向に延在する内チューブとを有し、前記バルーン部が、ポリオレフイン系樹脂からなる架橋チューブを用いてブロー成形により成形されたバルーンであって、前記バルーンの膜厚が１０〜４０μｍであり、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることを特徴とするバルーンカテーテル。
【請求項１】 ポリオレフイン系樹脂からなる架橋チューブを用いてブロー成形により成形されたバルーンであって、前記バルーンの膜厚が１０〜４０μｍであり、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることを特徴とするバルーンカテーテル用バルーン。
【請求項２】 ポリオレフイン系樹脂からなるチューブを電子線架橋して、ゲル含量が０．２〜０．８％である架橋チューブを調製する工程と、前記ポリオレフイン系樹脂の融点よりも１０℃以上低い温度で、前記架橋チューブに１次ブロー圧を負荷し、次いで、前記架橋チューブに前記１次ブロー圧よりも低い圧力である２次ブロー圧を負荷することにより該架橋チューブからバルーンに至る有効延伸倍率が５００〜１０００％となるように、ブロー成形してバルーン部を調製する工程とを有する、請求項１に記載したバルーンカテーテル用バルーンの製造方法。
【請求項３】 少なくとも一つのバルーン拡張用ルーメンが長手方向に沿って形成してある外チューブと、前記外チューブの遠位端部にバルーン部の近位端部が接合され、前記バルーン拡張用ルーメンと内部が連通するバルーン部と、前記バルーン部の内部に密閉された拡張用空間を形成するように、バルーン部の遠位端部が内チューブの遠位端部に接合され、前記バルーン部の内部と前記外チューブのバルーン拡張用ルーメンの内部とに軸方向に延在する内チューブとを有し、前記バルーン部が、ポリオレフイン系樹脂からなる架橋チューブを用いてブロー成形により成形されたバルーンであって、前記バルーンの膜厚が１０〜４０μｍであり、前記バルーンの破断強度が８００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ であることを特徴とするバルーンカテーテル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００１−２９４４９（Ｐ２００１−２９４４９Ａ）
【公開日】平成１３年２月６日（２００１．２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−２０５０６４
【出願日】平成１１年７月１９日（１９９９．７．１９）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年２月６日（２００１．２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年７月１９日（１９９９．７．１９）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
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