JP6332922B2 - バルーンカテーテル及びバルーンカテーテルに用いられるバルーンの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、バルーンカテーテル及びバルーンカテーテルに用いられるバルーンの製造方法に関する。

冠動脈血管インターベンション（ＰＣＩ：Percutaneous Coronary Intervention）は、血管などの脈管において狭窄が生じた場合、血管の狭窄部位を拡張して血管末梢側の血流を改善するための安全かつ有効な治療法として、広く行われている。

冠動脈血管インターベンションを行うための医療器具として、バルーンカテーテル（例えば特許文献１参照）が広く用いられている。バルーンカテーテルを用いて施術する場合、先ず、バルーンカテーテルを血管内に挿入してバルーンを狭窄部位に一致させる。次いで、バルーンに加圧流体を注入してバルーンを拡張させることで、狭窄部位を拡張治療する。拡張治療を行った後は、バルーンを減圧収縮させ、バルーンカテーテルを血管内から抜去する。

また、バルーンカテーテルにおいては、一般に、バルーンの基材表面を親水性高分子によって被覆することで、血管内に挿入した際にバルーン表面に湿潤性を持たせる。これにより、バルーンは、血管内で滑り易くなり、狭窄部位までスムーズに挿入できるようになる。

バルーンの基材表面に被着された親水性高分子は、血管面との接触を繰り返すと、バルーン基材表面から剥離してしまう。親水性高分子が剥離すると、潤滑性が低下するので、血管内をバルーンが滑りにくくなる。親水性高分子の隔離を抑制して持続して被覆するためには、バルーン基材表面に親水性高分子を高い密着性をもって被覆することが重要である。

バルーン基材表面に親水性高分子を高密着性で被覆する方法として、１）基材表面をプラズマや紫外線照射によって粗くする方法、２）基材と親水性高分子の間にバインダー樹脂を設ける方法、等がある。

特開平０６−２９６６９３号公報

しかしながら、バルーン基材表面に親水性高分子を高密着性で被覆する従来の方法は、親水性高分子を持続的にバルーン表面に留めておく点において、未だ不十分である。

また、基材表面にプラズマや紫外線照射を行う場合には、これらのプロセスによって活性化された基材表面が活性化状態にある短期間の間に親水性高分子をコーティングする必要があり、緻密な工程が求められる。

また、基材と親水性高分子の間にバインダー樹脂を設ける方法は、基材とバインダー樹脂、親水性高分子とバインダー樹脂、それぞれの密着性を高める必要があるので、製造が困難となり、性能もバラツク可能性が高い。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、バルーン基材表面に持続性の良い親水性高分子を容易な製造プロセスで被膜し得るバルーンの製造方法を提供する。また、狭窄部位まではスムーズに挿入できる一方で、狭窄部位での拡張時には滑りにくい、冠動脈血管インターベンションに好適なバルーンカテーテルを提供する。

本発明のバルーンカテーテルの一つの態様は、
カテーテル本体と、
前記カテーテル本体の遠位部に設けられ、前記カテーテル本体内のルーメンを通じて流体が注入されることにより前記カテーテル本体の遠心方向に拡径するバルーンと、
を有するバルーンカテーテルであって、
前記バルーンは、
第１の凹凸面が形成された第１基材面と、
前記第１の凹凸面とは凹凸形状が異なる第２の凹凸面が形成された第２基材面と、
前記第１及び第２基材面を被膜する親水性高分子膜と、
を有し、
前記第２の凹凸面の凹凸形状は、前記第１の凹凸面の凹凸形状よりも、前記親水性高分子膜が付着しにくい、あるいは、前記親水性高分子膜が剥離し易い形状とされており、
前記バルーンは、
拡張していない状態では前記第２基材面の全て又は一部が表面に表出しないように折り畳まれている。

本発明のバルーンカテーテルに用いられるバルーンの製造方法の一つの態様は、
表面に、第１の凹凸面と、前記第１の凹凸面よりも撥水性が高い凹凸形状を有する第２の凹凸面とを有する凹凸面が形成されたモールドを用い、前記凹凸面に含まれる前記第１及び第２の凹凸面を前記バルーンの表面に転写する工程と、
前記第１及び第２の凹凸面が転写された前記バルーンの表面に親水性高分子膜をコーティングする工程と、
前記第２の凹凸面の全部又は一部が隠れるように、前記バルーンを折り畳む工程と、
を含む。

本発明によれば、バルーンに、親水性高分子膜と親和性の高い第１の凹凸面と、親水性高分子膜と親和性の低い第２の凹凸面とを形成するようにしたので、狭窄部位まではスムーズに挿入できる一方で、狭窄部位での拡張時には滑りにくい、冠動脈血管インターベンションに好適な、バルーンカテーテルを実現できる。また、表面に凹凸面が形成されたモールドから凹凸を転写することで、バルーンの表面に凹凸面を形成したので、バルーン基材表面に持続性の良い親水性高分子を容易な製造プロセスで被膜できるようになる。

実施の形態に係るバルーンカテーテルの全体構成を示す概略図 実施の形態によるバルーンの製造方法の説明に供する図 実施の形態による凹凸面の転写の様子を示す図 図４Ａはバルーンが拡張した状態を示す図であり、図４Ｂはバルーンが折り畳まれた状態を示す図 図５Ａは第１の凹凸面とそれにコーティングされた親水性高分子膜の様子を示す断面図であり、図５Ｂは第２の凹凸面とそれにコーティングされた親水性高分子膜の様子を示す断面図 他の実施の形態のバルーン（拡張した状態）を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係るバルーンカテーテルの構成例を示す図である。バルーンカテーテル１００は、ハブ１１０、バルーン１２０、プロキシマルシャフト１３０、ディスタルシャフト１４０、及びガイドワイヤルーメンチューブ１５０を本体として有する。

ハブ１１０は、血管形成術においてバルーンカテーテル１００を操作する医師の手元に配置される。ハブ１１０は、高圧流体を供給するインフレータ等のような圧力印加装置（図示せず）と接続可能に構成されている。プロキシマルシャフト１３０は、ハブ１１０と流体連通可能に接合され、遠位側に延在し、さらにその遠位側には、ディスタルシャフト１４０が流体連通可能に接合されている。ディスタルシャフト１４０の遠位側にはバルーン１２０が接合されている。プロキシマルシャフト１３０とディスタルシャフト１４０とは、高圧流体をバルーン１２０内部に供給するための流路を形成する。

バルーン１２０の遠位端は、ガイドワイヤルーメンチューブ１５０の外周面を囲繞してその外周面に接合される。これにより、バルーン１２０に供給される高圧流体がバルーン１２０内部に滞留し、バルーン１２０が拡張する。つまり、バルーン１２０は、高圧流体が内部に供給される前には、ディスタルシャフト１４０の外径とほぼ同じ寸法に折り畳まれ、ガイドワイヤルーメンチューブ１５０の遠位側の外周面に密着するように設けられている。バルーン１２０は、高圧流体が内部に供給されると、折り目が展開することで拡張する。なお、図１では、バルーン１２０が拡張した状態を示している。

ガイドワイヤルーメンチューブ１５０は、その内腔（ガイドワイヤルーメン）が上記流路と連通することなくディスタルシャフト１４０とコアキシャル型又はバイアキシャル型の二重管構造を成すようディスタルシャフト１４０を貫通し、さらにバルーン１２０を貫通して設けられている。ガイドワイヤルーメンチューブ１５０の近位側の開口部は、プロキシマルシャフト１３０とディスタルシャフト１４０との接合部近傍に配設され、ガイドワイヤルーメンチューブ１５０の遠位側の開口部は、バルーン１２０の先端部よりもさらに遠位側に配設されている。近位側の開口部は、ガイドワイヤ１６０の挿出口であるガイドワイヤポート１７０として設けられている。

＜バルーン１２０の製造方法＞
図２を用いて、本実施の形態によるバルーン１２０の製造方法について説明する。

先ず、第１工程において、図２Ａに示すように、モールド（型）２００の表面に微細な凹凸面２０１を形成する。この工程は、切削などの機械加工、プレス精密鋳造、エッチング、放電加工、電気メッキなどの既知のプロセスによって行うことができる。

次に、第２工程において、図２Ｂに示すように、バルーン基材３００の表面にモールド２００表面の微細な凹凸面２０１を転写させることで、バルーン基材２００の表面に凹凸面３０１を形成する。バルーン基材３００としては、ある程度の可撓性を有する材料が好ましく、例えば、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマー、シリコーンゴム、合成天然ゴム、天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ポリイソプロピレン、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素系ゴム、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、アイオノマー、フッ素樹脂などの高分子材料、あるいはそれらの組み合わせが挙げられる。

図３は、モールド２００からバルーン基材３００への凹凸面の転写の様子を示したものである。図３Ａに示すように、微細凹凸面２０１が内方を向くように配置されたモールド２００の内側にバルーン基材３００を配置し、８０〜１８０°Ｃの雰囲気中で、バルーン基材３００内に窒素ガスを吹き込んでバルーン基材３００を拡張させることで、バルーン基材３００をモールド２００に押し付けてブロー成形を行う。これにより、モールド２００の微細凹凸面２０１がバルーン基材３００に転写されて凹凸面３０１が形成される。図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ’断面を示す断面図である。因みに、バルーン基材３００の厚みは１０−５０μｍであり、凹凸の高さはこの厚みに対して非常に小さいオーダーである。

次に、第３工程において、図２Ｃに示すように、バルーン基材３００の凹凸面３０１に親水性高分子膜４００をコーティングする。この親水性高分子膜４００は、例えば、無水マレイン酸コポリマーをベースとする。このようにして形成されたバルーンが、図１のバルーン１２０として用いられる。

以上説明したように、本実施の形態の製造方法によれば、モールド２００を用いたブロー成形によってバルーン基材３００の表面に微細凹凸面３０１を形成し、この微細凹凸面３０１に親水性高分子膜４００をコーティングした。

これにより、プラズマや紫外線照射によってバルーン基材の表面を粗くする場合や、バルーン基材と親水性高分子の間にバインダー樹脂を設ける場合と比較して、容易な製造プロセスで、バルーン基材３００の表面に親水性高分子膜４００をコーティングできるようになり、血管内で持続的に滑りの良いバルーンカテーテル１００を容易に製造できるようになる。

つまり、プラズマや紫外線照射によってバルーン基材の表面を粗くする方法においては、これらのプロセスによって活性化された基材表面が活性化状態にある短期間の間に親水性高分子をコーティングする必要があるため、工程上の制約が大きくなるのに対して、本実施の形態の製造方法では、モールド２００から転写された凹凸面３０１は半永久的に形状が維持されるので、親水性高分子膜４００のコーティングを短時間で行う必要がなく、工程上の制約が少ない。さらに、凹凸面３０１は半永久的に形状が維持されるので、親水性高分子膜４００が剥離したとしても、再度、親水性高分子膜４００をコーティングするだけで、バルーン基材３００を何度も繰り返し利用することもできるようになる。さらに、プラズマや紫外線照射よりもバルーン基材３００にダメージを与えにくく、バルーン基材３００が劣化しにくいといった利点もある。

また、バルーン基材と親水性高分子膜の間にバインダー樹脂を設ける場合と比較して、新規材料を追加せずに済み、膜厚が増加せず、工程数が少なく、技術的に簡単である、といった数々の利点がある。また、バルーン基材と親水性高分子膜の間にバインダー樹脂が存在しないので、バルーン基材と親水性高分子膜との間の密着性のバラツキが小さくなり、より長時間使用できるようになることを期待できる。

＜バルーンの詳細構成＞
本実施の形態のバルーン１２０の表面は、図４Ａに示すように、第１基材面１２１と、第２基材面１２２とに分かれている。第１基材面１２１には、第１の凹凸面Ｂ１が形成されている。第２基材面１２２には、第２の凹凸面Ｂ２が形成されている。本実施の形態の場合には、第２の凹凸面Ｂ２は、バルーンカテーテル１００（図１）の長軸方向に亘って形成されている。第１及び第２の凹凸面Ｂ１、Ｂ２は、親水性高分子膜４００（図５Ａ、図５Ｂ）がコーティングされている。

第２の凹凸面Ｂ２の凹凸形状は、第１の凹凸面Ｂ１の凹凸形状よりも親水性高分子膜４００が付着しにくい、あるいは、親水性高分子膜４００が剥離し易い形状とされている。

図５Ａは第１の凹凸面Ｂ１とそれにコーティングされた親水性高分子膜４００の様子を示す断面図であり、図５Ｂは第２の凹凸面Ｂ２とそれにコーティングされた親水性高分子膜４００の様子を示す断面図である。図からも分かるように、第２の凹凸面Ｂ２（図５Ｂ）は、第１の凹凸面Ｂ１（図５Ａ）よりも親水性高分子膜４００が付着しにくい、あるいは、親水性高分子膜４００が剥離し易い形状とされている。

本実施の形態の場合には、図５からも分かるように、凹凸面の凸部の間隔に対する凸部の高さの比率が、第２の凹凸面Ｂ２（図５Ｂ）の方が第１の凹凸面Ｂ１（図５Ａ）よりも大きい。これにより、第１の凹凸面Ｂ１については、親水性高分子膜４００が凹凸の凹部の奥にまで入り込むので親水性高分子膜４００が基材面に付着しやすい、あるいは、親水性高分子膜４００が基材面から剥離しにくくなる。これに対して、第２の凹凸面Ｂ２については、親水性高分子膜４００が凹凸の凹部の奥にまで入り込まないので親水性高分子膜４００が基材面に付着しにくい、あるいは、親水性高分子膜４００が基材面から剥離しやすくなる。

ここで、一般に、凹凸の現れるピッチが同じなら、凹凸の高さの差を大きくするほど撥水性となり（つまり親水性高分子膜４００が付きにくくなり）、凹凸の高さの差を小さくするほど親水性となる（つまり親水性高分子膜４００が付きやすくなる）。また、凹凸の高さの差が同じなら、凹凸の現れるピッチを小さくするほど撥水性となり、凹凸の現れるピッチを大きくするほど親水性となる。本実施の形態では、このことを考慮して、第１及び第２の凹凸面Ｂ１、Ｂ２が形成されている。

第１及び第２の凹凸面Ｂ１、Ｂ２は、上述したモールドを用いたブロー成形によって形成することが好ましい。上述した製造方法を用いることで、複雑な凹凸形状（本実施の形態では２種類の凹凸面がある）を精度良くかつ容易に作成できるようになる。

バルーン基材に第１及び第２の凹凸面Ｂ１、Ｂ２を形成するには、予め、モールド２００（図２Ａ）に、第１の凹凸面Ｂ１に対応する凹凸に加えて、第２の凹凸面Ｂ２に対応する凹凸を形成しておき、これを上述したようなブロー成形によってバルーン基材２００に転写だけでよい。因みに、照射によって凹凸面を形成する方法では、凹凸面の形状がバルーンの加工時の膨らみ具合によって影響を受けたり、マスキングが必要になるので、バルーン表面に、精度良くかつ容易に複雑な凹凸形状を形成するのは困難である。

ここで、図４Ａはバルーン１２０が拡張した状態を示し、図４Ｂはバルーン１２０が拡張していない状態を示す。バルーン１２０は、拡張する前には第２基材面１２２（第２の凹凸面Ｂ２）がバルーン１２０の表面に表出しないように折り畳まれており（図４Ｂ）、拡張したときに第２基材面１２２（第２の凹凸面Ｂ２）がバルーン１２０の表面に表出するようになっている。なお、第２基材面１２２（第２の凹凸面Ｂ２）が完全に隠れるように折り畳むことが好ましいが、図４Ｂに示したように、第２基材面１２２（第２の凹凸面Ｂ２）は完全には隠れずその一部のみが隠れるように折り畳んでもよい。

このようなバルーンの作成は、先ず、モールドを用いて第１及び第２の凹凸面Ｂ１、Ｂ２を有するバルーン基材をブロー成形によって作成し、次に、バルーン基材の全面に一様に親水性高分子膜４００を被膜し、次に、第２の凹凸面Ｂ２が隠れるようにバルーン１２０を折り畳むようにすればよい。バルーンの折り畳み方は、例えば螺旋状に折り畳む等、従来のバルーンカテーテルで提案されている種々の折り畳み方を適用可能であり、要は、第２の凹凸面Ｂ２が隠れるように折り畳まれていればよい。

また、バルーンの表面に薬剤を塗る場合には、薬剤を塗る面は親水性高分子と親和性の高い第１の凹凸面Ｂ１とすることが好ましい。このようにすることで、薬剤がバルーン表面に留まり易くなるので、薬剤を狭窄部位（患部）まで届けることができるようになる。

本実施の形態のバルーン１２０が取り付けられたバルーンカテーテル１００を用いて、狭窄部位の拡張治療を行う場合には、先ず、図４Ｂのような収縮した状態のバルーン１２０を血管内に挿入し、血管内のバルーン１２０を狭窄部位まで移動させる。このとき、バルーン１２０の表面に表出している第１の凹凸面Ｂ１は、親水性高分子膜４００との親和性が高い（つまり親水性高分子膜４００を保持力する力が強い）ので、バルーン１２０は親水性高分子膜４００を間に介して血管内をスムーズに滑りながら狭窄部位に到達する。次に、バルーン１２０内に加圧流体を注入することでバルーンを拡張させる。すると、親水性高分子膜４００との親和性が低い第２の凹凸面Ｂ２が表出して血管の壁面に当接するので、バルーン１２０は血管内で滑りにくい状態で拡張し続ける。この結果、バルーン１２０は、所望の狭窄部位からずれることなく拡張するので、冠動脈血管インターベンションを好適に行うことができる。

高耐圧バルーン（高耐圧バルーンとは、一般的なバルーンが１４気圧までの耐圧なのに対して、２０気圧の耐圧のバルーンである）を用いて、石灰化病変を起こした硬い血管部分を拡張しようとする場合には、その血管部位までバルーンをスムーズに滑らせる技術に加えて、拡張位置で高耐圧バルーンが滑ってしまうことが原因となって、拡張したい血管位置とは異なる血管位置を拡張してしまうことを防止する技術が必要である。従来は、バルーン拡張有効部に塗布する親水性高分子膜のコーティング量をマスキング等によって制御することで、上述したバルーンの滑りと滑り防止とを実現していた。これに対して、本実施の形態では、バルーンに転写させる凹凸の形状をコントロールすることで、バルーン基材表面の親水性高分子に対する親和性をコントロールしているので、マスキング等の手間をかけることなく、バルーン表面のどの位置を滑り易く、どの位置を滑るにくくするかを、容易かつ精度良くコントロールできるようになる。

なお、上述の実施の形態では、図４Ａに示したように、第２の凹凸面Ｂ２（つまり第２基材面１２２）をバルーンカテーテル１００の長軸方向に亘って形成した場合について述べたが、本発明はこれに限らない。図６に示すように、第２の凹凸面Ｂ２（つまり第２基材面１２２）をバルーンカテーテル１００の長軸方向と直交する方向（つまりバルーン１２０の周方向）に亘って形成してもよい。さらに、第２の凹凸面Ｂ２は、螺旋状に形成してもよい。バルーン上のどのような位置に第２の凹凸面Ｂ２を形成するかは、バルーンの折り畳み方に合わせるとよい。つまり、折り畳んだときに隠れる位置に第２の凹凸面Ｂ２を形成するとよい。逆に言えば、第２の凹凸面Ｂ２が形成された面が隠れるようにバルーンを折り畳めばよい。第２の凹凸面Ｂ２が形成された面は、一部のみ隠れるようにしてもよいが、できれば全部隠れた方がよい。

また、上述の実施の形態では、ブロー成形によって、モールド２００の凹凸をバルーン基材３００に転写する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば真空成形によって凹凸の転写を行ってもよい。

上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、バルーンカテーテル及びバルーンカテーテルに用いられるバルーンの製造方法に適用し得る。

１００ バルーンカテーテル
１２０ バルーン
１２１ 第１基材面
１２２ 第２基材面
２００ モールド
２０１、３０１ 凹凸面
３００ バルーン基材
４００ 親水性高分子膜
Ｂ１ 第１の凹凸面
Ｂ２ 第２の凹凸面

Claims (4)

1. カテーテル本体と、
   前記カテーテル本体の遠位部に設けられ、前記カテーテル本体内のルーメンを通じて流体が注入されることにより前記カテーテル本体の遠心方向に拡径するバルーンと、
   を有するバルーンカテーテルであって、
   前記バルーンは、
   第１の凹凸面が形成された第１基材面と、
   前記第１の凹凸面とは凹凸形状が異なる第２の凹凸面が形成された第２基材面と、
   前記第１及び第２基材面を被膜する親水性高分子膜と、
   を有し、
   前記第２の凹凸面の凹凸形状は、前記第１の凹凸面の凹凸形状よりも、前記親水性高分子膜が付着しにくい、あるいは、前記親水性高分子膜が剥離し易い形状とされており、
   前記バルーンは、
   拡張していない状態では前記第２基材面の全て又は一部が表面に表出しないように折り畳まれている、
   バルーンカテーテル。
2. 前記第２基材面は、前記第１基材面よりも撥水性が高い、
   請求項１に記載のバルーンカテーテル。
3. 前記凹凸面の凸部の間隔に対する凸部の高さの比率が、前記第２基材面の前記第２の凹凸面の方が前記第１基材面の前記第１の凹凸面よりも大きい、
   請求項１又は請求項２に記載のバルーンカテーテル。
4. バルーンカテーテルに用いられるバルーンの製造方法であって、
   表面に、第１の凹凸面と、前記第１の凹凸面よりも撥水性が高い凹凸形状を有する第２の凹凸面とを有する凹凸面が形成されたモールドを用い、前記凹凸面に含まれる前記第１及び第２の凹凸面を前記バルーンの表面に転写する工程と、
   前記第１及び第２の凹凸面が転写された前記バルーンの表面に親水性高分子膜をコーティングする工程と、
   前記第２の凹凸面の全部又は一部が隠れるように、前記バルーンを折り畳む工程と、
   を含むバルーンの製造方法。

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