一种包括由聚醚嵌段酰胺共聚物形成的内层和由聚酰胺形成的外层的可扩张的医用球囊以及制造和使用该医用球囊的方法,所述可扩张的医用球囊的爆裂强度大于50000psi。
1.一种制造可扩张的医用球囊的方法,所述可扩张的医用球囊包括由聚醚嵌段酰胺共聚物形成的里层;和由聚酰胺形成的外层;该方法包括:形成管状型胚,该管状型胚包括由聚醚嵌段酰胺共聚物形成的所述里层和由聚酰胺形成的所述外层;以小于4.0的拉伸比例在纵向方向上拉伸所述管状型胚;在球囊模内径向扩张所述管状型胚;以及在小于150°C的温度下对所述球囊进行热固。
2.根据权利要求1的方法,其中所述的聚酰胺由月桂内酰胺形成。
3.根据权利要求1的方法,其中所述的热固温度是约120°C。
4.根据权利要求1的方法,其中所述的拉伸比例是3.5或者更小。
5.根据权利要求1的方法,其进一步包括在所述外层的至少一部分上施加润滑涂层的步骤。
6.根据权利要求5的方法,其中所述润滑涂层通过从浸渍、喷涂、刷涂、海绵涂、或者移印所组成的组中选择的一种方法来涂覆。
7.根据权利要求1的方法,其中所述的球囊模是处在500psi至600psi的压力下。
8.根据权利要求1的方法,其中在所述管状型胚的径向剖面上,所述外层与所述里层之间的材料比例是剖面面积的约70%比剖面面积的约30%。技术领域
本发明涉及的是可扩张医用球囊的领域,特别的是涉及用于扩张和用于输送医用装置的球囊。
背景技术
可扩张的医用球囊应用在包括普通旧球囊血管成形术(POBA)以及用于将医疗装置(诸如支架)输送到治疗位置的各种医疗手术中。在管腔内用于POBA和输送支架之类的医疗应用中,由于血管极细、导管要经过弯弯曲曲的长距离到达治疗位置,需要应用球囊。对于这样的应用,通常是要求球囊的壁部要薄,而保持最常通过爆裂时的压溃强度或者压力测得的高强度,相对而言没有弹性,并具有可预测的膨胀属性。需要没有弹性来使直径容易控制,但是又需要有一定的弹性使外科医生能够依照需要来改变球囊的直径,以治疗个体的病变。适当的是,压力上小的变化不应该造成球囊直径大幅变化。用单一聚合物材料可能会难以达到较好的平衡。因此,多种聚合物混合体和多层聚合物球囊已经研发了许多年。但是,在技术中需要一种具有对物理属性作出较佳平衡的可扩张医用球囊。在不限制本发明范畴的情况下,在下文列出了所要求保护的本发明的实施例的简要总结。本发明总结性的实施例的额外细节和/或本发明其它实施例可以从下文中本发明的具体描述中找到。
发明内容
在一个方面,本发明涉及一种具有由较软的、弹性材料形成的里层和由较硬的、弹性较差的材料形成的外层的至少两层的可扩张医用球囊。在一个方面,本发明涉及一种可扩张的医用球囊,具有由大约25至大约70的肖氏D硬度的聚合物材料形成的里层以及大约60至大约115的洛氏硬度的聚合物材料形成的外层,所述可扩张医用球囊的爆裂强度大于45000psi,更适当地大于47500psi和最适当地大于50000psi。在一个实施例中,本发明涉及一种具有由聚醚嵌段酰胺共聚物形成的里层和由聚酰胺形成的外层的可扩张医用球囊,该可扩张的医用球囊爆裂强度大于45000psi,更适当的是大于47500psi,最适当的是大于50000psi。在另一个方面,本发明涉及一种制造可扩张的医用球囊的方法,该方法包括形成管状型胚,该管状型胚包括由聚醚嵌段酰胺共聚物形成的内层和由聚酰胺形成的外层,以小于4.0的拉伸比例拉伸所述管状型胚,在球囊模内径向扩张所述管状型胚,以及在小于150°C的温度下热固所述球囊。使用根据本发明的双层球囊表现出协同增加了压溃强度(hoopxa0strength)。本领域技术人员在阅读具体描述和权利要求后,会觉得本发明这些及其它方面、实施例和优点是显然的。
附图说明
图1是洛氏硬度标度、肖氏A硬度标度和肖氏D硬度标度的比较表。图2是根据本发明的具有双层涂层的球囊在纵向方向上的剖视图。图3是从图2中的剖面3-3剖开的径向剖视图。图4是配备有根据本发明的球囊的导管组件在纵向方向上的剖视图。图5是中间设置有支架的可扩张医用球囊的侧视图。
具体实施方式
虽然本发明可以以许多不同的形式来实施,在本说明书中详细描述本发明的具体实施例。这样的描述是本发明原理的示例,并不是要将本发明限制在这些具体的实施例中。在这篇专利申请中任何地方提到的所有的公开文献,包括所有的美国专利文件,通过引用它们的全部内容的方式明确地包含在此处。在这篇专利申请中任何地方提到的任何共同未决专利申请也通过引用它们的全部内容的方式明确地包含在此处。本发明涉及一种至少具有两层—较软的、弹性较好的里层和较硬的、弹性较差外层—的可扩张的医用球囊。适当地,所述较软的、弹性较好的里层是由拉伸永久变形度(tensilexa0set)较低的材料形成(参见ASTMxa0D412)。这种形成里层的材料的拉伸永久变形度较低,改善了可再折叠性(refoldability),在手术完成后容易收回。适当的是,所述里层的肖氏D硬度小于大约75D、更为适当的是小于大约70D,范围大约在25D至大约75D之间,更适当的是在大约25D至大约70D之间。在一些实施例中,所述范围是在大约50D至大约75D之间,更适当的是在50D至大于70D之间。适当的是,所述外层比所述里层硬。所述外层的洛氏硬度可在大约60至大约115之间,更适当的是在大约70至大约115之间,最适当的是大约80至大约115之间,虽然这个范围可以变化。所述外层的肖氏D硬度(ASTMxa0D2240)适当地大于大约70D,更适当的是大于大约75D,最适当的是大于大约80D。在图1中比较了肖氏A硬度、肖氏D硬度和洛氏硬度。图1是从http://www.calce.umd.edu/TSFA/Hardness_ad_.htm复制过来的。从其中的标度(scale)可以看出,尼龙具有80或者更大的肖氏D硬度和大于大约95的洛氏硬度。这些数字是从所述标度上估算得到的。在一个实施例中,所述里层是聚醚嵌段酰胺poly(ether-block-amide),所述外层是尼龙。在优选的实施例中,所述外层是尼龙12,由月桂内酰胺(laurolactam)形成。尼龙12可以从北美的Degussa-Hülsxa0AG那里得到,其在北美的商品名是Vestamidntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="27"/>L2101F。Degussa的总部位于德国的杜塞尔多夫(Düsseldorf)。尼龙12可以从各种聚合物制造商那里得到。聚醚嵌段酰胺共聚物可以从Arkema那里得到,其在北美的商品名是Pebaxntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="27"/>。Arkema的总部位于费城。此处用到的Pebaxntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="28"/>的具体等级包括,但不局限于6333和7033,优选的是7033。在优选的实施例中,所述球囊仅由此处所描述的里层和外层形成。所述里层提供所述球囊的爆裂强度(burstxa0strength)的至少10%,在一些实施例中为至少20%。可选的是,可以在所述外层上设置润滑层。润滑涂层不提供所述球囊结构上的完整性。PEBAXntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="27"/>6333、7033和7233的肖氏D硬度值可以从http://www.pebax.com/sites/pebax/en/properties/mechanical_properties1.page中找到,复制在下文表1中。这些测量的标准是与ASTM标准D2240相当的ISO868。表1ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="700"/>其它材料,诸如聚氨酯弹性体,例如,Techothanentent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="27"/>聚氨酯,可从俄亥俄的克利夫兰的Noveon公司得到,用作里层较软的层。具体的例子是Tecothanentent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="27"/>TT-1074A。所产生的球囊适当的是具有大于大约400psi的爆裂压力(burstxa0pressure),更适当的是大于大约450psi,或者是大于45000psi的计算出来的爆裂强度,更适当的是大于47500psi,最适当的是大于50000psi。在本领域内,爆裂强度有时也称作压溃强度(hoopxa0strength)或者径向拉伸强度(radialxa0tensilexa0strength)。所述球囊可以使用本领域内已知的适当的方法来形成。在一些实施例中,所述方法适当地包括形成管状的型胚、拉伸所述型胚、将所述球囊型胚放入球囊模内、通过将所述管状的型胚径向扩张在所述球囊模内形成球囊。然后对所述球囊进行热固。通过拉伸和径向扩张形成球囊在美国专利5,913,816、5,643,279和5,948,345中以及共同受让的美国专利6,946,092和7,1010,597中有披露,这些文件中的每一个都通过全部引用包含在此处。所述管状型胚可以用共挤技术形成。所述管状型胚可以具有包括软的里层和较硬的外层的两层,或者可以具有交替的软层和硬层。例如,1、3和5层(1层是所述球囊最里面的一层)是由弹性的、较软的层形成,而2、4和6层是由较硬的、高强度的聚合物材料形成。可替换的是,所述较软的、弹性较好的里层,可以涂覆在所述球囊型胚上或者在从球囊型胚形成后涂覆在所述球囊上。可以用溶剂或者溶剂混合物来完成涂覆。所述涂层例如可以注入所述管状型胚或者球囊中。在一些实施例中,要求所述球囊凹部仅形成为单层。所述凹部可以用插入的管道来掩盖或者在应用涂覆之后清理掉。适当地,所述管状型胚是使用小于4.0X的拉伸比例来轴向(纵向方向)拉伸,其中,X是所述管状型胚开始时的长度。在一个具体实施例中,所述方法包括以3.50X的比例拉伸所述球囊型胚,其中,X是所述管状型胚开始时的长度。当拉伸比例明显大于该比例时,例如,在4.25的拉伸比例,会发现球囊爆裂压力下降超过了20%,对应的计算出来的爆裂强度的下降大于10%。然后,可以使用任何一种适当的技术,包括模制,从所述管状型胚中形成所述球囊。所述管状型胚可以使用模制技术被放入一个模型中,在径向上扩张。模制压力的范围可以在大约500psi和大约600psi之间。适当的是,所述球囊是在大约150°C或者更低的温度下进行热固的。在一些实施例中,所述热固温度是大约125°C或者更低。在一个具体的实施例中,所述球囊在120°C下进行热固。人们发现,使用比这个高很多的热固温度,会对球囊的极限爆裂强度有不良的影响。例如,在140°C的热固温度下形成的球囊,比在120°C温度下形成的同样的球囊的爆裂压力下降超过15%,在爆裂强度上对应的下降超过了10%。所产生的球囊,例如,用于心血管手术,适当的是,具有大约10微米和大约30微米之间的壁厚,更为适当的是大约10微米至大约20微米。参见附图,图2是根据本发明的球囊10在纵向方向上的剖视示意图。所显示的根据本发明的球囊10具有里层12和外层14双层。图3是沿图2的剖面3-3处的径向剖视图。所述球囊可以进一步包括润滑涂层(图中未示)。所述润滑涂层可以应用在球囊凹部16、18、球囊锥部、17、19和球囊主体21上,或者是它们的任何一部分上。适当地,所应用的润滑涂层的厚度是大约0.1微米至大约5.0微米,更适当的是在大约0.5至大约2.0微米。所述润滑涂层可以使用任何适当的润滑材料。这样的润滑涂层是现有技术中已知的。可以用于润滑涂层的示例的材料包括热塑和热固材料。所述润滑聚合物可以是疏水的或者亲水的。亲水材料经常是优选的,通常它们的生物相容性更好。润滑涂层在共同转让的美国专利5,509,899中有描述,其全部内容通过引用包含在此处。还可以应用互渗聚合物网。这些材料例如在共同转让的美国专利5,693,034中有叙述,其全部内容通过引用包含在此处。还可以选择增加用于受控制地输送治疗剂的涂层。图4是装备有根据本发明的球囊10的导管组件20的纵向剖视图。导管组件20是具有内轴22和外轴24的双腔导管。内轴22具有限定出导线腔26的内表面23。所显示的导线28被放置在腔26内。球囊10的近端凹入部分16被设置在外轴24的末端周围,球囊10的末端凹入部分18被设置在内轴22的末端周围。如图5所示,所述组件可以进一步包括设置在球囊10周围的支架30。在支架输送应用的情况下,可能希望仅在凹入部16、18、锥部17、19或者是所述凹入部和所述锥部的组合处应用润滑涂层。此处所描述的球囊可以应用于各种医疗手术,包括但不局限于血管成形(PTCA)手术、用于输送诸如支架(SDS)之类的医疗设备、生殖-泌尿手术、胆道手术、神经手术、外周血管手术、肾脏手术,等等。下面非限制性的例子进一步图示本发明的某些方面。示例示例1Vestamidxa0L2101F和Pebaxxa07033在轴向上共挤入IDxa00.0196的管道内ODxa00.0348英寸。所述外层是具有70%的剖面面积(材料比例)的Vestamidxa0L2101F,所述里层是具有30%的剖面面积(材料比例)的Pebaxxa07033。所述管道,内部压力为400psi,以3.50的拉伸比例,在45°C的温度下以50毫米/秒的速度进行拉伸。所述拉伸后的管道插入0.1260英寸的球囊模(内径或者ID或者球囊模)中,在95°C下形成球囊,成形后立即在120°C的温度下热固1分钟。所述球囊的成形压力为500psi。平均双壁厚度为0.00114英寸的普通球囊一般在465psi(31.6atm)(爆裂压力)时爆裂。所述球囊在6/16atm范围的平均扩张幅度是5.8%。平均球囊直径是3.3024毫米。使用下述的方程式来计算爆裂强度:强度=P×D/2t其中,P=所述球囊爆裂时的内部压力(kg/cm²)(psi);D是施加6.2kg/cm²(88psi)的压力时所述球囊的外径(mm);t是所述球囊外径较大部分的壁厚。所计算出来的爆裂强度是53033psi。还可以使用下述方程来计算压溃比例:ID(BM)/(OD-ID)×(In(OD/ID))=压溃比例(Hoopxa0Ratio)ID(BM)是所述球囊模的内径,OD和ID分别是管状型胚的外径和内径。对于例1,压溃比例是4.758。比较例A为了比较,使用与上述例子中所描述材料比相同的材料比例,但是材料的布置相反,即,较软的材料在外面。在这个例子中,Vestamidxa0L2101是里层(70%的材料比例),Pebaxxa07033是外层(30%的比例)。挤压出同样尺寸的管道,通过上述例子中描述的球囊形成工艺形成相同尺寸的球囊。所述管道,内部压力为400psi,以3.50的拉伸比例,在45°C的温度下以50mm/s的速度轴向拉伸。所述拉伸比例是基于所述管道X的起始长度。换句话说,所述拉伸比例是3.50X。拉伸后的管道插入0.1260英寸的球囊模中,在95°C的温度下形成球囊,并在成形后立即在120°C下热固1分钟。所述球囊的形成压力为500psi。具有0.00108英寸的平均双壁厚度的球囊在386psi下爆裂(平均26.3atm)(爆裂压力)。所述球囊在6/16atm的范围的扩张幅度为6.7%。所述平均球囊直径为3.360mm。所计算出来的爆裂强度是47280psi。比较例B使用与例1同样的里层和外层,但是应用不同的管道拉伸比例。所述管道,内部压力为400psi,在45°C的温度下,以4.25的拉伸比例,以50mm/sec的速度轴向拉伸。所拉伸的管道插入在0.1260英寸的球囊模内,在95°C下形成球囊,形成之后立即在120°C的温度下热固1分钟。所述球囊的形成压力为600psi。平均的双壁厚度为0.00103英寸的球囊一般是在366psi(24.9atm)时爆裂。所述球囊在6/16atm范围的平均扩张幅度为6.0%。平均的球囊直径为3.3505mm。所计算出来的爆裂强度是46872psi。比较例C使用与示例1相同的外层和里层,但是可以应用不同的热固温度。所述管道,在400psi的内部压力下,以3.50的拉伸比例(与例1相同的拉伸比例),在45°C的温度下以50mm/sec的速度进行拉伸。拉伸后的管道插入0.1260英寸的球囊模内,在95°C下形成球囊,成形之后,立刻在140C下热固1分钟。所述球囊的形成压力是500psi。平均双壁厚度为0.00113英寸的球囊一般是在391psi(26.6atm)(爆裂压力)时爆裂。所述球囊的平均扩张幅度在6/16atm的范围是6.8%。所述平均球囊直径是3.362mm。所计算出来的爆裂强度是45802psi。将热固温度增加到140°C,会发现对爆裂压力有负面的影响,其中,比示例1下降超过15%。在计算出来的爆裂强度上对应的回落比示例1中超过10%。上述的披露旨在用于示例,并不是穷尽的。这篇说明书给本领域技术人员提供了各种变化和替换方式的启示。在各图中所示的和上文描述的各个元件可以依需要来组合或者修改。