特許第6332922号(P6332922)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6332922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
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6332922
(24)【登録日】2018年5月11日
(45)【発行日】2018年5月30日
(54)【発明の名称】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
(51)【国際特許分類】
   A61M 25/10 20130101AFI20180521BHJP
【FI】
   A61M25/10 512
   A61M25/10 502
【請求項の数】4
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2013-159209(P2013-159209)
(22)【出願日】2013年7月31日
(65)【公開番号】特開2015-29562(P2015-29562A)
(43)【公開日】2015年2月16日
【審査請求日】2016年6月3日
(73)【特許権者】
【識別番号】000112602
【氏名又は名称】フクダ電子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105050
【弁理士】
【氏名又は名称】鷲田 公一
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 峰太
【審査官】 鈴木 崇文
(56)【参考文献】
【文献】 特表2002−537894(JP,A)
【文献】 特表平09−501598(JP,A)
【文献】 特開2009−051087(JP,A)
【文献】 特開2003−079739(JP,A)
【文献】 国際公開第2006/109649(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61M 25/10
A61L 29/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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、前記バルーン折り畳む工程と
を含むバルーンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平06−296693号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【課題を解決するための手段】
【0012】
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
【0013】
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、前記バルーン折り畳む工程と
を含む
【発明の効果】
【0014】
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。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】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
図2】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
図3】実施の形態による凹凸面の転写の様子を示す図
図4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5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
図6】他の実施の形態のバルーン(拡張した状態)を示す図
【発明を実施するための形態】
【0016】
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。
【0017】
<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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
<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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
<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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【産業上の利用可能性】
【0045】
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。
【符号の説明】
【0046】
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
図1
図2
図3
図4
図5
図6