JP4890741B2 - 縫合付き又は縫合なし外科的処置で使用される改良された膜 - Google Patents

Description

本発明は、硬膜形成処置において使用されるもののような移植可能な外科用膜に関するものである。

硬膜は、脳及び脊髄を封入する繊維組織のじょうぶな最外層である。それは、神経組織を保護し隔離するのに役立ち、脳脊髄液（ＣＳＦ）を含有する水不透過膜として供する。硬膜のセグメントの切開又は除去を要する外傷性症状の処置又は神経外科的な処置の結果として、硬膜の回復又は復元が必要であるかもしれない。多くの異なる材料が、患者の身体から又は動物からの種々の組織、及び種々の合成物質を含めて、硬膜の復元のために使用されて来た。これまでに試された種々の生体物質には、コラーゲンのスポンジ及び膜、フィブリン膜、並びに加工真皮が含まれる。

臨床的に使用された合成のシート材料には、金属ホイル、天然ゴム、シリコーンゴム、ウレタン、ポリエステル及びポリエチレンが含まれる。それらのいずれについても、長期治療での成功のために理想的と立証されていない。

理想的な硬膜代用品は、無毒性で、生体適合性や非免疫原性を有し、異物反応や感染を生ぜず、水不透過性で、自己シール可能で、順応性があり、可撓性があり、癒着が無く、使用し易く、そして既に入手可能でなければならない。極わずかのデバイスだけが、これらの特質の全てを提供するものに近づいてきている。グルタルアルデヒド固定のウシ科動物心膜（BioVascular社により「Dura Guard」（登録商標）で市販される材料など）が商業的に生産されており、多くの基準を満たしている。ウシ科動物心膜は一般に好結果で使用されて来ているが、それは癒着を生じ、免疫反応を引起こし得るものであり、患者を感染の恐れに曝すかもしれない。延伸ポリテトラフルオロエチレン（W.L. Gore & Associates社により「PRECLUDE」（登録商標）で市販される材料など）もかなりの好結果で使用されて来ており、それは癒着が無くて感染の危険性の無い利点を有する。これらの材料は臨床での好結果に遭遇して来ているが、それらは液体不透過の閉止を得るために近傍組織に縫合することを要する。

近年、ある神経外科的処置が直接の液体不透過閉止を必要としないことが知られるようになって来ており、外科医が、ある適用における多孔質コラーゲンのスポンジ（Integra NeuroCare社により「DURAGEN」（登録商標）で市販される材料など）を使用してある程度の好結果を示して来ている。特に頭蓋骨の最上部付近では、ＣＳＦ圧力が比較的低く、その圧力がより高い頭蓋骨の低部又は背骨の内部における場合のような漏れが起きにくい。より高い圧力の領域では、患者がＣＳＦ漏洩に続発する頭痛及び感染の可能性に悩まないように、直接の液体不透過閉止を行うことが重要である。神経外科的処置におけるこれらの最近の変化に照らして、硬膜代用品のもう一つの理想的な特質は、外科的処置の要求に応じて縫合付き又は縫合なしで使用され得ることである。

硬膜代用品について上記のリストに挙げられる要求に加えて、縫合付き又は縫合なしで使用され得る硬膜代用品としての使用に受入れられる材料に対する幾つかの要求がある。縫合付きの適用における使用に適するためには、その材料自体が液体不透過であって、高圧における適用での使用を可能にするために縫合を維持するのに不可欠な強度を有さなければならない。このことは、コラーゲンスポンジ類が液体不透過でなくて、一旦ぬらされると構造が保たれなくなるために、コラーゲンスポンジ類を排除する。縫合付きの膜もまた、縫合がその材料を貫通する箇所でシールできるものでなければならない。しわ及びひだの無い縫合線の形成を助長するために、理想的な縫合材料は柔軟性、弾性及び弾力性のあるものでなければならない。縫合なしでの適用にも使用される材料として、近傍組織と選択的に結合され、一方では脳又は脊髄のような神経組織への内方成長又は癒着を防止する能力を有さなければならない。

「PRECLUDE」（登録商標）Dura Substituteのような材料は、硬膜代用品のための多くの要求を満たすが、移動を防ぐ組織の内方成長又は結合を考慮したものでないために、縫合なしでの適用に用いるのには適さない。それはまた限定された弾性を有し、そのために縫合された場合に容易に順応しない。

改良された材料は、その側面での組織内方成長を神経組織から隔離する、「PRECLUDE」（登録商標）Dura Substituteの特質の多くを有するのに加えて、より大きな弾性を有する。縫合なしで使用された場合に、その材料は、神経組織から離れて面する組織内方成長表面を有する天然のままの硬膜端部の下に挟まれる。移植は、硬膜の復元処置又は弁状片の閉止処置の両方において、類似するであろう。縫合付きの適用において使用される場合、その材料は同じ経路に向けられるが、自然のままの硬膜端部に縫合される。

本発明は、硬膜形成処置におけるような、縫合付き及び縫合なしの外科的処置において使用され得る、改良されたポリマーの硬膜代用品である。縫合なしの適用に対して、その改良された硬膜代用品は、神経組織から離れて面した側面において、テクスチャー付けされた、不連続な外側ポリマー層を有する。この表面が、近接組織のすばやい結合を促進し、縫合を要さずに硬膜代用品をつなぎとめる。それ故、縫合なしの適用において、その硬膜代用品と天然組織の間の接触面が、液体不透過のシールを生じ、固定を提供する。不連続の第一層と協同して、第二のエラストマー層が弾性及び弾力性を提供する。神経組織への癒着及び炎症を本質的に排除するために、第三のバリヤー層が提供される。固定する縫合を必要とするそれらの適用において、その第二のエラストマー層がその縫合に対して自己シール（self-seal）して、CSF漏れを本質的に排除する。加えて、本発明の複合構造は、高度の縫合保持強度を有し、高度の生体適合性を有するポリマー製であって、薄くて非常に可撓性である。

本発明のこれらの利点及び他の利点が、以下の記載から理解されるであろう。
本発明の作用は、伴う図面と協力して考察されれば、以下の記載から明らかになるであろう。

図面の詳細な説明
以下の図面と説明が、本発明の種々の態様を表現する。図１には、本発明の改良された外科用膜のアイソメ図が示される。第一の不連続な層３２、エラストマーの第二層３４、及び組織の内方成長を防止するために形成された第三層３６を有する、改良された外科用膜である物品３０が示される。天然の組織に対して移植される場合に、その不連続な第一層３２が、その外科用膜をつなぎとめる素早い組織結合を助長する。第三層３６は、周りの組織への癒着及び刺激を本質的に排除するために構成されるバリヤーを提供する。その第一層３２中に不連続のパターンを形成する幾つかの不連続部３８も示される。線状（linear）パターンの不連続部が示されている。線状パターンは、実質上真っ直ぐで並行な一連の不連続部を含む。不連続部を有する第一のポリマー層は、巨視的に起伏しており、エラストマー層３４によって互いに分離されている近隣ポリマー構造部３９からなる。

本発明の外科用膜についての一つの好適な用途は、硬膜代用品としてそれを展開することである。この用途では、その第一層３２が天然の硬膜への固定を提供する。第三層３６は、周囲の神経組織への癒着の防止を提供する。

図２は、図１に表現されたような改良された外科用膜の断面図である。第一の不連続層３２、第二のエラストマー連続層３４、及び組織の内方成長を防止するために形成された第三層３６を有する、改良された外科用膜である物品３０の断面が表示される。その第一層３２中の幾つかの不連続部３８も示される。下にあるエラストマー層３４を曝す不連続部３８は、そのエラストマー３４で互いに分離されている近隣のポリマー構造部３９を形成する。

図３Ａは、図２に類似する側面及び上面の透視図を示す走査型電子顕微鏡写真（SEM）である。図３Ａには、一連の不連続部３８を備えた第一層３２を有する、本発明の改良された外科用膜である物品３０が示される。図３Bは、エラストマー層３４によって互いに分離されている近隣のポリマー構造部３９を示す、本発明の改良された外科用膜である物品３０のより高い倍率のものである。

図３Cは、第一の不連続層３２を有する、本発明の改良された硬膜代用品である物品３０の上面図を示す走査型電子顕微鏡写真（SEM）である。第一層３２中の幾つかの不連続部３８も示される。下にあるエラストマー層３４を曝す不連続部３８は、そのエラストマー３４で互いに分離されている近隣のポリマー構造部３９を形成する。

この文書全体で使用される語句に関して、以下のような定義が適用される。
「連続層」（continuous layer）は、途切れの無い線が連続層内におけるいかなる２点間においてもその材料を横切って定められるような本質的に途切れない存在によって特徴付けられる層としてここでは定義される。

「不連続層」（discontinuous layer）は、連続する線が全体の層中における与えられたいかなる２点間においてもその材料を横切って定められないように、ギャップで中断される層としてここでは定義される。

「不連続部」（discontinuity）は、不連続部が無ければその層が連続である層内におけるギャップ又は離隔としてここでは定義される。

「不連続部のパターン」（pattern of discontinuities）は、層内において繰り返される一連の似た不連続部又はギャップとしてここでは定義される。

「近隣のポリマー構造部」（adjacent polymeric structures）は、連続経路が第一ポリマー構造部内における点と第二ポリマー構造部内における点の間に定められないように、ポリマー中における一般的な不連続部又はギャップによって分離されている少なくとも２つのポリマーの３次元形状としてここでは定義される。具体的な経路（エラストマー層）によって分離された二つの近隣の構造物（近隣のポリマー構造部）は、類似であっても良い。

「エラストマーによって互いに分離されている近隣のポリマー構造部」は、そのエラストマー内において共通の境界を共有する少なくとも二つの近隣のポリマー構造部としてここでは定義される。具体的な経路（エラストマー層）によって分離された二つの近隣の構造物（近隣のポリマー構造部）は、類似であっても良い。

「巨視的に起伏した」（macroscopically rough）層は、裸眼で観察されるのに充分な大きさの分断、ギャップ、次元の変化又は表面形状を有する層としてここでは定義される。

図４は、頭蓋骨の硬膜形成における本発明の外科用膜の一つの応用を表示する。縫合を使用することなく完結された、標準的な頭蓋骨の硬膜形成処置の実施場所に関する断面図が示される。第一層、第二層及び第三層（前記されたようにそれぞれ３２、３４、３６）を備える本発明の移植された物品３０と共に、骨４０、天然の硬膜４２、神経組織４４、脳脊髄液（CSF)４８が示されている。移植後まもなく、不連続の第一層３２が、内方成長領域４６内において天然の硬膜と結合して固定される。好適な適用では、この内方成長と付着がCSF４８の漏れに対する有効なシールを提供する。物品３０の第三又はバリヤー層３６は、平坦であって、近隣の神経組織４４上での炎症及び癒着を本質的に排除するように形成されている。

図５は、縫合を用いる標準的な頭蓋骨の硬膜形成処置の実施場所に関する断面図である。第一層、第二層及び第三層（前記されたようにそれぞれ３２、３４、３６）を備える本発明の移植された物品３０と共に、骨４０、天然の硬膜４２、神経組織４４、CSF４８、つなぎとめている縫合５０が示されている。その第一層３２（特に図１に示されるような）の可撓性は、その不連続部によって高められている。第二のエラストマー層３４は弾力性を付加するが、可撓性を大きく落とすものではない。移植された物品３０の組合わされた可撓性と弾力性は、CSF漏れを大幅に低減する、しわ又はひだのない縫合線の形成を助長する。第二のエラストマー層３４は、CSF４８の漏れを本質的に除去する縫合５０に対して自己シール性も有する。

図６には、本発明の多層物品を製作するのに使用される加熱された積層プレス機の側面図が示される。上方の加熱された圧盤、上方の補鋼プレート５４、第一の高温ポリマーシート５６、ラミネートされるべき一連のシート５８、第二の高温ポリマーシート６０、下方の補鋼プレート５４、及び下方の加熱された圧盤が示されている。ある時間の間その加熱された圧盤に圧縮荷重６８を適用して、種々のシート材料又はシートの組合せが共にラミネートされて、ラミネートシートを形成することが出来る。

本発明による３層の実施態様が、米国特許第４，４８２，５１６号明細書に従って加工された約１０μmより大きい平均フィブリル長さを有する、厚さが約０．１６ｍｍの延伸されたポリテトラフルオロエチレン（ePTFE）を含む第一のシート層７０が製造され得る。その第一層７０は、好ましくは連続であって、ポリマー構造部を分離するような重要な不連続部が無い。その後の処理の間に、種々のパターンの不連続部がそのラミネート構造に導入され得る。第二のエラストマーシート層３４は、図６中に示されるように位置される。そのエラストマー層は、熱可塑性又は熱硬化性であり得て、好ましくはフルオロポリマーを含むもののような生体適合性のあるエラストマーである。特定の熱硬化性エラストマーが、熱を使用すること無しにラミネートされ、そして最小限の圧力において周囲温度で硬化されても良い。米国特許第４，４８２，５１６号明細書に従って加工された、約５μｍ未満の平均フィブリル長を有する厚さ約０．０５ｍｍのePTFEを含む第三のシート層３６が提供される。その短いフィブリル長と小さな細孔のサイズが、移植後における細胞の内方成長を著しく制止し、それによって近接組織上での癒着を低減又は排除するバリヤーを提供する。

本発明で良好に作用する一つのシート材は、米国特許第４，４８２，５１６号明細書に従って加工された、約１０μｍより大きい平均フィブリル長を有する厚さ約０．１〜０．５ｍｍの延伸ポリテトラフルオロエチレン（ePTFE）の第一シート層を供給することによって構成された３層複合体を含む。第二のフルオロ‐エラストマーシート層は、下記の表１に記載されるような特質を有するテトラフルオロエチレン（TFE）とパーフルオロ（メチルビニルエーテル）（PMVE）の熱可塑性コポリマーから成る。そのクラム状のコポリマーは、上昇された温度（例えば約２５０℃）で圧縮成形されて、厚さが約０．１〜０．５ｍｍのシートを形成しても良い。第三のシート層は、米国特許第４，４８２，５１６号明細書に従って加工された、約５μｍ未満の平均フィブリル長を有する厚さ約０．０１〜０．１ｍｍのePTFEからなる。その３層のシート材料は、図６（品目５８、７０、３４及び３６）に示されるように共に整列されて、高温のプラスチック板とアルミニウム板（品目５４、５６、６０及び６２）の層間に設置される。そのアルミニウム板は要求されるいかなる寸法にも形成され得る。高温のプラスチックシートは、好ましくは約０．０５ｍｍの厚さで、ポリイミドKAPTON（登録商標）（デラウエア州 WilmingtonのE.I. DuPont de Nemours）又は類似の材料を含む。その組立て体は次いで、約０．５MPa（８０ポンド／インチ^２）の圧力において約２００℃で約５分間、図６に記載されるようにラミネートされる。ラミネートされたシートは、次いでレーザー（図７に記載）上に据えられて、そのラミネートシートの第一層中に不連続部と巨視的な起伏のパターンを形成する。ラミネートシートの周囲は、輪になったピン止め（fixture）又は類似の装置によって固定される。そのレーザー装置は、約１４０〜４００Wの出力、相対的に焦点に集められたビーム、及び約１００〜２００ｃｍ／秒の切断送り速度を有するように調整され得る。この工程で形成された妥当な不連続部のパターンが、図１に示される。その不連続部は、要求されるいかなる幅及び中心から中心までの間隔であっても良い。完成された物品は、約０．１ｍｍ未満から１ｍｍより大きいような、その部品部分の結合したいかなる厚さであっても良い。

いろいろなラミネートシートを形成するのに、種々の材料及び形状が適用可能である。例えば、連続した第一層７０は、約０．０５ｍｍから約０．４ｍｍの範囲の厚さを有し得る。例えば、その第一層の厚さが、約０．０５ｍｍ、約０．１ｍｍ、約０．１５ｍｍ、約０．２５ｍｍ、約０．３ｍｍ、約０．３５ｍｍ、又は約０．４ｍｍであり得る。その連続した第一層７０は、約０．１２ｍｍから約０．２２ｍｍの範囲の好ましい範囲を有し得る。例えば、第一層の好ましい厚さは、約０．１４ｍｍ、約０．１６ｍｍ、約０．１８ｍｍ、約０．２ｍｍ、又は約０．２２ｍｍであり得る。その連続した第一層７０は、約０．１７ｍｍの最も好ましい厚さを有し得る。多孔質シートについては、特定の用途の場合に要求されるように、種々の機械的特性又は生体応答性（biological response）を強化するために、その多孔性又は微細構造が変えられ得る。

第二のエラストマーシート層３４は、熱可塑性物質、熱硬化性物質又は他の物質を含み得る。妥当な弾性材料には、オルガノシリコンポリマー類、ポリウレタン類、及び種々のフルオロポリマー類が含まれるが、それらに限定されるわけではない。その第二のエラストマー層３４は、約０．０５ｍｍから約０．４ｍｍの範囲の厚さを有し得る。例えば、第二エラストマー層の厚さが、約０．０５ｍｍ、約０．１ｍｍ、約０．１５ｍｍ、約０．２５ｍｍ、約０．３ｍｍ、約０．３５ｍｍ、又は約０．４ｍｍであり得る。その第二のエラストマー層３４は、約０．１５ｍｍから約０．２５ｍｍの範囲の好ましい範囲を有し得る。例えば、第二エラストマー層の好ましい厚さは、約０．１５ｍｍ、約０．１７ｍｍ、約０．１９ｍｍ、約０．２１ｍｍ、約０．２３ｍｍ又は約０．２５ｍｍであり得る。その第二エラストマー層は、約０．２ｍｍの最も好ましい厚さを有し得る。

第三シート層３６は、約０．０２ｍｍから約０．１６ｍｍの範囲の厚さを有し得る。例えば、第三シート層３６の厚さが、約０．０２ｍｍ、約０．０８ｍｍ、約０．１ｍｍ、約０．１２ｍｍ、約０．１４ｍｍ、又は約０．１６ｍｍであり得る。その第三シート層は、約０．０３ｍｍから約０．０７ｍｍの範囲の好ましい範囲を有し得る。例えば、第三層の好ましい厚さは、約０．０３ｍｍ、約０．０４ｍｍ、約０．０６ｍｍ、又は約０．０７ｍｍであり得る。その第三層３６は、約０．０５ｍｍの最も好ましい厚さを有し得る。

多孔質シートについては、特定の用途の場合に要求されるように、種々の機械的特性又は生体応答性を強化するために、その多孔性又は微細構造が変えられ得る。特定の層として妥当な他の弾性材料には、ポリエチレン、ナイロン、ポリアミド、「DACRON」（登録商標）、ポリ塩化ビニル、ポリグリコール酸、及びポリ乳酸が含まれるが、それらに限定されるわけではない。層類は、開放型網目構造、不織布構造又は多孔構造を有し、種々の材料と組合わされて望まれる物理的特質を呈し得る。

図６に記載されたラミネート加工プロセスは、ラミネートシートを形成する。このラミネートシートは、次いでその外層中に不連続部と巨視的起伏を付与するために改造され得る。図７は、そのラミネートシートの外層中に不連続部と巨視的起伏を付与するために使用される、好ましいレーザー処理を表示する。前に記載されたラミネートプロセスに従って製作された部分的なラミネートシート７２が示される。レーザー７４が、ラミネートシート７２を横切る方向７６に送られて、切断し、その第一層３２中に不連続部３８を形成する。その不連続部は、エラストマー３４によって互いに分離される近隣のポリマー構造部３９を生成する。多数の不連続部を形成することによって、本発明の物品３０（図１に表示）が製作される。その外側の第一層が不連続であって、巨視的に起伏を有する。その第一ポリマー層３２を切断してそこから実質的に材料を除去するために、レーザービーム７４の幅、焦点距離、パルス速度、パルス幅及び送り速度が調節される。エラストマー層３４から、微小の材料が除去される。

不連続部と近隣ポリマー構造部の種々のパターンが、本発明の物品中に導入され得る。不連続部のパターンは、エラストマーによって互いに分離されている近隣ポリマー構造部を生成するために用いられ得る。不連続部の幅は、約０．１ｍｍから４ｍｍを超えるまでの範囲にあり得る。例えば、不連続部の幅が、約０．３ｍｍ、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、あるいは約４ｍｍ又はそれ以上であり得る。好ましくは、不連続部の幅は、約０．４ｍｍ、約０．６ｍｍ、又は約０．８ｍｍであり得る。不連続部の幅は、最も好ましくは約０．５ｍｍである。近隣の不連続部の中心線間の間隔は、約０．５ｍｍから約５ｍｍ又はそれ以上の範囲にあり得る。例えば、近隣の不連続部の中心線間の間隔が、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、あるいは約５ｍｍ又はそれ以上であり得る。好ましくは、近隣の不連続部の中心線間の間隔は、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、又は約２．５ｍｍであり得る。最も好ましくは、その近隣の不連続部の中心線間の間隔が約１．２ｍｍ、約１．３ｍｍ、又は約１．４ｍｍであり得る。

図８から図１１までには、本発明の外科用膜に導入され得る不連続部と近隣ポリマー構造部に関する種々のパターンの例が示される。図８には、本発明のシート物品８０に関する別の形態のアイソメ図が示される。不連続部３８の「曲りくねった」（serpentine）パターンが示されている。エラストマー３４によって分離されている近隣ポリマー構造部３９も示されている。

図９には、本発明のシート物品８２に関する別の形態のアイソメ図が示される。不連続部３８の「ジグザグ」（zigzag）パターンが示されている。エラストマー３４によって分離されている近隣ポリマー構造部３９も示されている。

図１０には、本発明のシート物品８４に関する別の形態のアイソメ図が示される。不連続部３８の「クロスハッチ」（crosshatch）パターンが示されている。エラストマー３４によって分離されている近隣ポリマー構造部３９も示されている。

図１１には、本発明のシート物品８６に関する別の形態のアイソメ図が示される。不連続部３８の「格子組み」（interlocking）パターンが示されている。エラストマー３４によって分離されている近隣ポリマー構造部３９も示されている。

不連続部の他のパターンを有することに加えて、本発明の物品は、ラミネート層の種々の組合せ及び形態を有することが出来て、好適なものが図２のように断面図に示される。図１２には、本発明の物品８８の断面図が示される。第一の不連続層３２、第二のエラストマー層３４、第三の層３６及びその第一層３２中の不連続部３８が示されている。不連続部３８に関する種々の幅９２、９６及び１００も示される。近隣のポリマー構造部３９に関する種々の幅９４及び９８も示される。第一層３２の部分１０２が不連続部内で残留する他の形態も示されている。そのような残留部分１０２を形成するために、その第一層の全体の深さまで除去されないように、レーザー装置のパラメータが調整された。

図１３には、本発明の物品１０４の別の態様に関する断面図が示される。第一層３２、第二のエラストマー層３４、不連続部３８、そのエラストマー層３４によって互いに分離された近隣ポリマー構造部３９を有する２層の形態が示されている。不連続部中に残る第一層の部分１０２も示される。

図１４には、本発明の物品１０６の他の態様に関する断面図が示される。第一層３２、第二のエラストマー層３４、及びその第一層３２に似た形態を有する第三層１０８を有する３層形態が示されている。不連続部３８、及びエラストマー層３４によって互いに分離された近隣ポリマー構造部３９も示される。不連続部中に残留する第一層３２、又は第三層１０８の部分１０２も示される。その第三層は、第一層中のパターンと同様又は異なることが可能な不連続部のパターンを有し得る。

図１５には、本発明の物品１１０の他の態様に関する断面図が示される。第一層３２、第二のエラストマー層３４、及びその第一層３２に似た形態を有する第三層１０８を有する３層形態が示されている。層３２と層１０８における不連続部のパターンは、層３２における不連続部３８が層１０８におけるポリマー構造部３９に大体位置合わせされるようにオフセットされている。

図１６には、本発明の物品１１２の４層態様に関する断面図が示される。第一層３２、第二のエラストマー層３４、第三層３６、及び第四層１１４が示されている。その第四層１１４は、種々のエラストマー又は他の材料からなり得る。その物品１１２に特定の特質を付与するために、第四層１１４の材料の機械的特性が選択され得る。

不連続部の種々のパターン、又は組合せ及びラミネート層の形態を有することに加えて、本発明の物品は広い範囲の異なる物質を組み込み得る。例えば、種々の層が、ポリグリコール酸及びポリ乳酸のような生体再吸収可能なポリマー類からなり得る。本発明の物品に組み込まれる種々の層の材料は、医薬及び薬剤でコート又は充填され得る。

本発明がどのように実施され、試験され得るかは、本発明を限定する意図無しに、次の実施例によって詳述される。尚、実施例２〜４は、本発明の参考例を示すものである。

実施例１
米国特許第４，４８２，５１６号明細書に従って加工された約１０μmより大きい平均フィブリル長さを有する、厚さが約０．１７ｍｍの延伸されたポリテトラフルオロエチレン（ePTFE）を含む第一のシート層を提供することによって、おおよそ７．５ｃｍ（３インチ）×１０ｃｍ（４インチ）の本発明に関する３層の実施態様を構成した。第二のフルオロ‐エラストマーシート層を、以下の表２に記載されるような特質を有するテトラフルオロエチレン（TFE）とパーフルオロ（メチルビニルエーテル）（PMVE）の熱可塑性コポリマーから構成した。そのクラム状のコポリマーを、上昇された温度（例えば約２５０℃）で圧縮成形して、厚さが約０．２ｍｍ（０．００８インチ）のシートを形成した。米国特許第４，４８２，５１６号明細書に従って加工した、約５μｍ未満の平均フィブリル長を有する厚さ約０．０５ｍｍのePTFEからなる第三のシート層を提供した。その３層のシート材料を、図６（品目５８、７０、３４及び３６）に示されるように共に整列させて、高温のプラスチック板とアルミニウム板（品目５４、５６、６０及び６２）の層間に設置した。そのアルミニウム板はおおよそ２３ｃｍ（９インチ）平方であった。約０．０５ｍｍ（０．００２インチ）の厚さの高温プラスチックシートを、ポリイミド「KAPTON」（登録商標）（デラウエア州 WilmingtonのE.I. DuPont de Nemours）から構成した。次いで、約０．５MPa（８０ポンド／インチ^２）の圧力において約２００℃で約５分間、図６に記載されるようにその組立て体をラミネートした。次いでレーザー（図７に記載）上にラミネートシートを据えて、そのラミネートシートの第一層中に不連続部と巨視的な起伏のパターンを形成した。ラミネートシートの周囲を、輪になったピン止めによって固定した。そのレーザーは、Lightening Bolt Control Softwareを備えたLaser Machining社（ウィスコンシン州Somerset）のCO₂ Eagle 500 Laserであった。そのレーザーは、約１６０Wの出力、−０．４１２５のフォーカス、約２００ｃｍ／秒（８０インチ／秒）の切断送り速度を有するように調整した。その不連続部のパターンは、図１に示されるようなものであった。その不連続部は、幅が約０．５ｍｍ（０．０２インチ）で、中心から中心までの間隔がおおよそ０．１３ｍｍ（０．０５インチ）であった。完成した物品は、約０．４ｍｍ（０．０１６インチ）の厚さであった。同じ製造元で同じモデルの２台のレーザーの間でレーザーの設定が変わるかもしれないことは、当業者に理解されるであろう。望ましい結果を達成するためには、設定が的確に調整されねばならないかもしれない。

実施例２
実施例１に従ってePTFEを含む第一シート層及び第三シート層を提供することによって、おおよそ７．５ｃｍ（３インチ）×１０ｃｍ（４インチ）の本発明に関する３層の実施態様を構成した。第二のエラストマーシート層を、Dow Chemical社（ウィスコンシン州 Midland）から「Pellethane」80Aとして入手できる熱可塑性ポリウレタンから構成した。その樹脂を、約２１４℃で約１２時間乾燥した。次いで、約１４ｇのその樹脂を約１９０℃で圧縮成形して、厚さが約０．２ｍｍ（０．００８インチ）で直径が約２０ｃｍ（８インチ）のシートを形成した。次いで、実施例１に従ってラミネートされたシートを形成した。そのラミネートシートを、更に実施例１に従ってレーザー加工した。完成した物品は、約０．４ｍｍ（０．０１６インチ）の厚さであった。

実施例３
実施例１に従ってePTFEを含む第一シート層及び第三シート層を提供することによって、おおよそ７．５ｃｍ（３インチ）×１０ｃｍ（４インチ）の本発明に関する３層の実施態様を構成した。第二のエラストマーシート層を、Polymer Technology Group社（カルフォル二ア州 Berkeley）から「CARBOSIL」（商標）20 90Aとして入手できる熱可塑性シリコーンポリカーボネートウレタンから構成した。その樹脂を、約２１４℃で約１２時間乾燥した。次いで、約１４ｇのその樹脂を約１９０℃で圧縮成形して、厚さが約０．２ｍｍ（０．００８インチ）で直径が約２０ｃｍ（８インチ）のシートを形成した。次いで、実施例１に従ってラミネートされたシートを形成した。そのラミネートシートを、更に実施例１に従ってレーザー加工した。完成した物品は、約０．４ｍｍ（０．０１６インチ）の厚さであった。

実施例４
実施例１に従ってePTFEを含む第一シート層及び第三シート層を提供することによって、おおよそ７．５ｃｍ（３インチ）×１０ｃｍ（４インチ）の本発明に関する３層の実施態様を構成した。第二のエラストマーシート層を、Nusil Technology社（カルフォル二ア州 Carpinteria）から「NUSIL」 R‐1140 RTV Silicone Adhesiveとして入手できる熱硬化性シリコーンから構成した。次いで、ePTFEの第三シート層上にそのシリコーン接着剤の薄い層を展開して、ラミネートされたシートを形成した。更に、ePTFEの第一シート層をその接着剤を塗布された第三層上に置いて位置合わせした。ポリイミド「KAPTON」（登録商標）のシート（実施例１に従う）を、図６に示されるようにその外側シート層上に据えた。おおよそ１５ｃｍ（６インチ）平方で厚さが約６ｍｍ（０．２５インチ）の２枚の鋼板を、その「KAPTON」（登録商標）シート上に据えて、周囲の温度で約４時間の間荷重として使用した。次いで、硬化しラミネートしたシートを、実施例１に従ってレーザー加工した。完成した物品は、約０．４ｍｍ（０．０１６インチ）の厚さであった。

実施例５
実施例１に従って製作された本発明の物品について、縫合孔の漏れ試験を行った。縫合孔の漏れ速度試験の装置は、図１７、１８及び１９に示される。

図１７に示されるように、濾過された脱イオン水１２４を含み、空気に覆われた流体溜め１２２が、一定の５．９KPaで空気１２０を用いることによって加圧される。その水は、一定の４０℃に保たれる。試験サンプルは、特定のパターンを有して特定の数の縫合をそのサンプルに貫通させることによって、準備される。その準備されたサンプル１２６は、次いで漏れ装置（leak fixture）中に配置される。そのサンプル１２６は、締め付け荷重１３０によって固定される締付けリング１２８によって締め付けられる。その試験サンプルの上方表面に加えられる一定の水圧が、事前の縫合によって形成された開口部１３２に水を貫通される。水滴１３４は、収集じょうご１３６によって集められて、目盛を付したシリンダー１３８中に導かれる。特定の時間に渡って、収集された水１４０の容量又は重量が、ｍｌ／分で漏れ速度を算出するのに用いられる。この体外試験は、次のようなサンプル準備手順に従って準備されるサンプルについて、平均の水漏れ速度を規定する。種々のサンプル材料に関するその漏れ速度は、この試験を用いて決定され、そして比較されても良い。試験サンプル１２６は、図１８に従って体外漏れ試験のために準備される。

図１８には、その試験サンプル１２６の上面図が示される。連続した縫合パターンが、二つの直径１４２及び１４４の間に配置される。そのサンプル１２６は、直径１４６及び１４８の間で締め付けられる。直径１４２は大体２．１０ｃｍ（０．０８インチ）であり、直径１４４は大体２．５４ｃｍ（１インチ）であり、直径１４６は大体２．８０ｃｍ（１．１インチ）であり、そして直径１４８は大体４．２０ｃｍ（１．６５インチ）である。図１９に示されるように、一連のマーク１５０がそのサンプル上に印刷される。４０個のマーク１５０が、各直径１４２及び１４４に沿って均等に間隔を空けて印刷される。一対のマークを通ってひかれた線がそのサンプルの大体中心を横切るように、そのマーク１５０は対を成して又は大体放射状に向けられる。次いでそのサンプルは、ＲＢ‐１ニードル（Ethicon Part Number K872H）のシングル３‐０ Braided Silk 縫合糸で縫合される。マーク１５０をガイドとして使用することによって、連続縫合１５２がそのサンプルを貫通し、張力無しで一対のマークを通過する。サンプルを通過して又は残りの全てのマークを通過して、張力が無い状態でその縫合の配置が続けられる。そのパターンの完成の際に、その縫合は４個の平坦で正方形の行程を使用して結ばれる。

実施例１に従って製作され、前記のように試験された本発明の物品は、約３０ｍｌ／分未満の縫合孔漏れ速度を有していた。本発明の物品は、前記の試験によって規定されるような、約２５ｍｌ／分未満、約３０ｍｌ／分未満、約３５ｍｌ／分未満、約４０ｍｌ／分未満、約５０ｍｌ／分未満、約７０ｍｌ／分未満、約１００ｍｌ／分未満、約２００ｍｌ／分未満、約３００ｍｌ／分未満、又は約４００ｍｌ／分未満の縫合孔漏れ速度を有し得る。

実施例６
実施例１で製作された本発明の物品に関して、引張試験を実施した。材料サンプルを、７．６ｃｍ×１．３ｃｍの細長い小片に打ち抜いて、２０ｍｍの参照歪線（reference strain line）でマークし、Instron社（マサチューセッツ州Canton）から入手できた引張試験機Model 5564で評価した。Instron社（マサチューセッツ州Canton）から入手できたソフトウエア「MERLIN」（商標）を備えた伸び計Model 2603‐080と共に、２ｋNの荷重セルを使用した。打ち抜いた材料サンプルを、２．５４ｃｍのゲージ長、１０ｍｍの伸び計ゲージ長にセットして、そして２５０ｍｍ／分の速度で引っ張った。最初のゲージ長の約１００％まで伸ばした後で、その引っ張り荷重を取り除き、そのサンプル長さを事前にマークした参照歪線によって判定した。図２０に示すように、本発明の物品３０は、品目１６０、１６２及び１６４によって規定されるように３本の直交軸を有する。図２１には、軸１６０に沿って応力を加えた、実施例１の物品を表す応力歪プロットが示される。垂直方向の応力（MPa）軸１７０、水平方向の歪（％）軸１７２が示されている。１００％歪１７６での応力１７４が約５MPaであり、残留歪１７８が約１０％であり、約９０％の概略％回復に等しかった。

図２２には、軸１６２に沿って応力を加えた、実施例１の物品を表す応力歪プロットが示される。垂直方向の応力（MPa）軸１７０、水平方向の歪（％）軸１７２が示されている。１００％歪１７６での応力１８０が約１０MPaであり、残留歪１８２が約１０％であり、約９０％の概略％回復に等しかった。

実施例７
ePTFEの第一層、フルオロポリマーエラストマーの第二層及びePTFEの第三層を有するラミネートされた前駆体材料を提供することによって、大体５ｃｍ（２インチ）×６ｃｍ（２．４インチ）の本発明に関する３層の実施態様のものを構成した。その前駆体材料は、W. L. Gore & Associates社（アリゾナ州、Flagstaff）から「PRECLUDE」（登録商標）Dura Substitute、Part Number 1PD×301として商業的に入手可能である。次いで、その前駆体シートをレーザー（図７に記載）上に配置して、そのラミネートシートの第一層中に不連続部と巨視的起伏のパターンを形成した。そのラミネートシートの周囲を、輪になったピン止めによって固定した。そのレーザーは、Lightening Bolt Control Softwareを備えたLaser Machining社（ウィスコンシン州Somerset）のCO₂ Eagle 500 Laserであった。そのレーザーは、約１６０Wの出力、−０．４１２５のフォーカス、約７０ｃｍ／秒（２７インチ／秒）の切断送り速度を有するように調整した。その不連続部のパターンは、図１に示されるようなものであった。その不連続部は、幅が約０．５ｍｍ（０．０２インチ）で、中心から中心までの間隔がおおよそ０．１３ｍｍ（０．０５インチ）であった。完成した物品は、約０．３ｍｍ（０．０１２インチ）の厚さであった。

実施例８
ePTFEの第一層、フルオロポリマーエラストマーの第二層及びePTFEの第三層を有するラミネートされた前駆体材料を提供することによって、大体３ｃｍ（１．２インチ）×６ｃｍ（２．４インチ）の本発明に関する３層の実施態様のものを構成した。その前駆体材料は、W. L. Gore & Associates社（アリゾナ州、Flagstaff）から「GORE‐TEX」（登録商標）「ACUSEAL」（商標）Cardiovascular Patch、Part Number 1CV×101として商業的に入手可能である。次いで、その前駆体シートをレーザー（図７に記載）上に配置して、そのラミネートシートの第一層中に不連続部と巨視的起伏のパターンを形成した。そのラミネートシートの周囲を、輪になったピン止めによって固定した。そのレーザーは、Lightening Bolt Control Softwareを備えたLaser Machining社（ウィスコンシン州Somerset）のCO₂ Eagle 500 Laserであった。そのレーザーは、約１６０Wの出力、−０．４１２５のフォーカス、約７０ｃｍ／秒（２７インチ／秒）の切断送り速度を有するように調整した。その不連続部のパターンは、図１に示されるようなものであった。その不連続部は、幅が約０．５ｍｍ（０．０２インチ）で、中心から中心までの間隔がおおよそ０．１３ｍｍ（０．０５インチ）であった。完成した物品は、約０．5ｍｍ（０．０２インチ）の厚さであった。

本発明の特定の態様がここに記載されて説明されたけれども、本発明はそのような記載及び説明に限定されるべきではない。請求の範囲内における本発明の部分として、変更および修正が加えられて具体化されても良いことは明らかである。

第一層における不連続の線状のパターンを示す、本発明の３層物品のアイソメ図である。

図１に描かれた３層物品の断面図である。

図３Ａが本発明の物品の半横向き透視図を示す、11倍の断面走査型電子顕微鏡写真である。図３Ｂが本発明の物品の半横向き透視図を示す、４０倍の断面走査型電子顕微鏡写真である。図３Ｃが本発明の物品の上面図を示す、1０倍の走査型電子顕微鏡写真である。

標準的な縫合無しでの頭蓋骨の硬膜形成処置で使用されるような、本発明の移植シート物品の断面図を示す。

標準的な縫合付きの頭蓋骨の硬膜形成処置で使用されるような、本発明の移植シート物品の断面図を示す。

本発明の前駆体として、ラミネートされたシートを製造するために用いられる加熱された積層プレス機の側面模式図である。

本発明の好ましい態様を生成する、ラミネートされたシートの第一層中に不連続部と巨視的な起伏を形成するのに用いられるレーザー装置のアイソメ図である。

不連続部の曲りくねったパターンを有する本発明のシート物品に関する他の態様のアイソメ図である。

不連続部のジグザグパターンを有する本発明のシート物品に関する他の態様のアイソメ図である。

不連続部のクロスハッチパターンを有する本発明のシート物品に関する他の態様のアイソメ図である。

不連続部の格子組みパターンを有する本発明のシート物品に関する他の態様のアイソメ図である。

第一層を完全に貫通していない変化する幅と不連続部を有する、変化する幅と不連続部を有する隣接ポリマー構造部を有する巨視的起伏の第一層を示す、本発明の他の３層態様の断面図である。

第一層を完全に貫通していない変化する幅と不連続部を有する、変化する幅と不連続部を有する隣接ポリマー構造部を有する巨視的起伏の第一層を示す、本発明の他の２層態様の断面図である。

第一層又は第三層を完全に貫通していない変化する幅と不連続部を有する、変化する幅と不連続部を有する隣接ポリマー構造部を有する巨視的起伏の第一層及び第三層を示す、本発明の他の３層態様の断面図である。

第一層及び第三層中の千鳥足（staggered）の隣接ポリマー構造部を示す、本発明の他の３層態様の断面図である。

第一層中の隣接ポリマー構造部及び不連続部を示す、本発明の他の４層態様の断面図である。

本発明の種々のシート材料を評価するために改装された縫合孔漏れ試験装置の側断面の模式図である。

縫合孔漏れを評価されるように改装された本発明のシートサンプルの上平面図である。

図１８のシートサンプルにおいて用いられた縫合パターンの部分的な上平面図である。

種々の材料の回復性を評価するのに使用される、引張り方向に関する３直交軸を示す、本発明の物品の斜めアイソメ図である。

第一軸に沿って引っ張られる時の、歪回復の量を表示する、本発明の物品の応力−歪をプロットするグラフである。

第二軸に沿って引っ張られる時の、歪回復の量を表示する、本発明の物品の応力−歪をプロットするグラフである。

Claims (15)

1. １０μｍより大きい平均フィブリル長を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン（ePTFE）ポリマーの第一層、
   テトラフルオロエチレン（TFE）／パーフルオロ（メチルビニルエーテル）（PMVE）のコポリマーの熱可塑性エラストマーの第二層、及び
   ５μｍ未満の平均フィブリル長を有しており細胞の内方成長を制止するePTFEポリマーを含む第三層
   を含む物品であって、そこでは該第一層が不連続であり、該第二層が連続である、物品。
2. 該第一層が不連続部のパターンを有する、請求項１に記載の物品。
3. 該不連続部のパターンが線状パターンである、請求項２に記載の物品。
4. 該不連続部のパターンがクロスハッチパターンである、請求項２に記載の物品。
5. 該物品が移植可能なデバイスである、請求項１に記載の物品。
6. 該デバイスが硬膜代用品である、請求項５に記載の移植可能なデバイス。
7. １０μｍより大きい平均フィブリル長を有する第一のePTFEポリマー層と、第二のTFE／PMVEのコポリマーの熱可塑性エラストマー層と、５μｍ未満の平均フィブリル長を有しており細胞の内方成長を制止する第三のePTFEポリマー層のラミネートを供給する工程、及び
   該第一のePTFEポリマー層をレーザーで処理して、該第一のePTFEポリマー層を貫いて切断し、該第二のTFE／PMVEのコポリマーの熱可塑性エラストマー層を露出させる工程
   を含む、移植可能なデバイスを形成する方法。
8. 該第一のePTFEポリマー層を貫いて切断して、不連続部のパターンを形成する工程を更に含む、請求項７に記載の方法。
9. 該第一のePTFEポリマー層を貫いて切断して、不連続部の線状パターンを形成する工程を更に含む、請求項８に記載の方法。
10. 該第一のePTFEポリマー層を貫いて切断して、不連続部のクロスハッチパターンを形成する工程を更に含む、請求項８に記載の方法。
11. TFE／PMVEのコポリマーの熱可塑性エラストマーの第二層に接合された複数の近隣のePTFEポリマー構造部の第一層と、５μｍ未満の平均フィブリル長を有しており細胞の内方成長を制止するePTFEポリマーの第三層を含む移植可能な物品であって、そこでは該第一層中の該近隣ポリマー構造部が１０μｍより大きい平均フィブリル長を有しており、該エラストマーによって互いに分離されている、移植可能な物品。
12. 巨視的に起伏があり１０μｍより大きい平均フィブリル長を有する第一のePTFEポリマー層、
    少なくとも０．２ｍｍの厚さで該第一のePTFEポリマー層に付着された第二のTFE／PMVEのコポリマーの熱可塑性エラストマー層、及び
    ５μｍ未満の平均フィブリル長を有しており細胞の内方成長を制止するePTFEポリマーを含む第三層
    を含む移植可能なシートであって、そこでは該移植可能なシートが縫合孔での漏れに対して抵抗性を有するものである、移植可能なシート。
13. 該シートが５０ｍｌ／分未満の生体外リーク速度を有する、請求項１２に記載の移植可能なシート。
14. 該シートが１００ｍｌ／分未満の生体外リーク速度を有する、請求項１２に記載の移植可能なシート。
15. 該シートが２００ｍｌ／分未満の生体外リーク速度を有する、請求項１２に記載の移植可能なシート。

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