(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記長尺体は、前記バルーンの外表面から延在する第2の長尺体および/または前記基層の外表面から面外方向へ延在する第3の長尺体を有する請求項1に記載のバルーンカテーテル。
前記長尺体は、基端部が前記バルーンの外表面から離れ、かつ前記基層の内部に位置する第1の長尺体および/または前記基層の外表面から面外方向へ延在する第3の長尺体を有する請求項3に記載のバルーンカテーテル。
前記水溶性低分子化合物は、セリンエチルエステル、クエン酸エステル、ポリソルベート、糖、アミノ酸エステル、または短鎖モノカルボン酸のグリセロールエステルの少なくとも1つである請求項1〜4のいずれか1項に記載のバルーンカテーテル。
前記水溶性低分子化合物は、セリンエチルエステル、クエン酸エステル、ポリソルベート、糖、アミノ酸エステル、または短鎖モノカルボン酸のグリセロールエステルの少なくとも1つである請求項13に記載のバルーンカテーテルの製造方法。
前記基層に含まれる前記水溶性低分子化合物は、結晶、アモルファス、またはこれらの混合物である請求項13〜15のいずれか1項に記載のバルーンカテーテルの製造方法。
前記長尺体は、基端部が前記バルーンの平滑で非多孔質の外表面から離れ、かつ前記基層の内部に位置する第1の長尺体、前記バルーンの外表面から延在する第2の長尺体、または前記基層の外表面から面外方向へ延在する第3の長尺体の少なくとも1つを有する請求項13〜16のいずれか1項に記載のバルーンカテーテルの製造方法。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
薬剤を溶出するバルーンカテーテルは、治療における効果を高めるため、バルーンの外表面の薬剤の生体組織への送達性が高く、かつ送達性を調節できることが望まれる。
【0007】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、薬剤を生体組織へ効果的に送達でき、かつ送達性を調節できるバルーンカテーテルおよびその製造方法並びに処置方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成する本発明に係るバルーンカテーテルは、独立した長軸を有して延在する水不溶性薬剤の結晶である複数の長尺体がバルーンの外表面に設けられるバルーンカテーテルであって、バルーンの外表面に層状に配置され
、分子量が50〜2000であって5mg/mL以上水に溶け、膨潤せずに水に溶解する水溶性低分子化合物を含む基層を有し、前記長尺体の少なくとも一部は、前記基層の内部に位置
し、前記長尺体は、基端部が前記バルーンの平滑で非多孔質の外表面から離れ、かつ前記基層の内部に位置する第1の長尺体を有する。
【発明の効果】
【0009】
上記のように構成したバルーンカテーテルは、バルーンが拡張することで基層に亀裂が入って溶けやすくなり、基層から薬剤結晶である長尺体が放出されやすくなるため、薬剤を効果的に生体組織へ送達できる。さらに、水溶性低分子化合物を含む基層が徐々にまたは速やかに溶けつつ基層の内部の長尺体が生体へ接触し、薬剤が生体組織へ送達されるため、基層の材料や厚さ、基層に対する長尺体の位置により薬剤の送達性を調節できる。
【0010】
上記目的を達成する本発明に係るバルーンカテーテルの他の態様は、独立した長軸を有して延在する水不溶性薬剤の結晶である複数の長尺体がバルーンの外表面に設けられるバルーンカテーテルであって、バルーンの外表面に層状に配置され、分子量が50〜2000であって5mg/mL以上水に溶け、膨潤せずに水に溶解する水溶性低分子化合物を含む基層を有し、前記長尺体の少なくとも一部は、前記基層の内部に位置し、前記長尺体は、前記バルーンの平滑で非多孔質の外表面から延在する第2の長尺体を有する。
前記長尺体は、基端部が前記バルーンの外表面から離れ、かつ前記基層の内部に位置する第1の長尺体を有してもよい。これにより、第1の長尺体の基端部の位置を基層の内部で調節することで、水溶性低分子化合物を含む基層が溶ける時間を利用して、薬剤の生体組織への送達性を調節できる。
【0011】
前記長尺体は、前記バルーンの外表面から延在する第2の長尺体を有してもよい。これにより、第2の長尺体は、基層が溶けるにつれてゆっくりと基層から溶出し、薬剤を生体組織へゆっくりと送達できる。
【0012】
前記長尺体は、前記基層の外表面から面外方向へ延在する第3の長尺体を有してもよい。これにより、第3の長尺体の全体が即座に生体組織へ接触するため、薬剤を瞬時に生体組織へ送達できる。
【0013】
前記水溶性低分子化合物は、セリンエチルエステル、クエン酸エステル、ポリソルベート、糖、アミノ酸エステル、または短鎖モノカルボン酸のグリセロールエステルの少なくとも1つであってもよい。
前記バルーンは、ポリアミド類により形成されてもよい。
前記基層に含まれる前記水溶性低分子化合物は、結晶、アモルファス、またはこれらの混合物であってもよい。
前記水不溶性薬剤は、ラパマイシン、パクリタキセル、ドセタキセル、またはエベロリムスであってもよい。これにより、少なくとも一部が基層の内部に位置する長尺体により、血管内の狭窄部の再狭窄を良好に抑制できる。
前記基層は、表面に凹凸を有してもよい。
前記
バルーンの外表面は
、前記長尺体が設けられない領域の少なくとも一部に、前記基層に覆われずに外部へ露出
する部位を有してもよい。
隣接する前記長尺体同士は、構造的に離れていてもよい。
複数の前記長尺体のうちの一部の隣接する前記長尺体同士は、接触していてもよい。
【0014】
また、本発明に係るバルーンカテーテルの製造方法は、独立した長軸を有して延在する水不溶性薬剤の結晶である複数の長尺体がバルーンの外表面に設けられるバルーンカテーテルの製造方法であって、薬剤、
分子量が50〜2000であって5mg/mL以上水に溶け、膨潤せずに水に溶解する水溶性低分子化合物、有機溶媒および水を含むコーティング溶液を供給するディスペンシングチューブを前記バルーンの
平滑で非多孔質の外表面に接触させつつ当該ディスペンシングチューブから前記コーティング溶液を供給し、物理的な刺激を与えることで前記水不溶性薬剤の結晶核を形成するステップと、水を残しつつ有機溶媒を揮発させて前記結晶核を基に前記長尺体を成長させるステップと、水を蒸発させて水溶性低分子化合物を含む基層を形成するステップと、を有する。
【0015】
上記のように構成したバルーンカテーテルの製造方法は、水を含む水溶性低分子化合物の層から有機溶媒が揮発することで、結晶核から薬剤結晶が成長して、基層の内部に少なくとも一部が位置する長尺体を形成できる。
【0016】
また、本発明に係る処置方法は、上述のバルーンカテーテルを使用して生体管腔内の病変部に薬剤を送達する処置方法であって、前記バルーンを生体管腔内に挿入して病変部へ到達させるステップと、前記バルーンを拡張させて生体組織に押し付け、前記水溶性低分子化合物を含む基層を溶かしつつ前記長尺体を前記生体組織に接触させるステップと、前記バルーンを収縮させて生体管腔から抜去するステップと、を有する。
【0017】
上記のように構成した処置方法は、バルーンが拡張することで基層に亀裂が入って溶けやすくなり、基層から薬剤結晶である長尺体が放出されやすくなるため、薬剤を効果的に生体組織へ送達できる。さらに、水溶性低分子化合物を含む基層が徐々にまたは速やかに溶けつつ基層の内部の長尺体が生体組織へ接触し、薬剤が生体組織へ送達されるため、基層の材料や厚さ、基層に対する長尺体の基部の位置により薬剤の送達性を調節できる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上、誇張されて実際の比率とは異なる場合がある。
【0020】
本発明の実施形態に係るバルーンカテーテル10は、
図1、2に示すように、バルーン30の外表面に薬剤の結晶が設けられた薬剤溶出型のカテーテルである。なお、本明細書では、バルーンカテーテル10の生体管腔に挿入する側を「先端」若しくは「先端側」、操作する手元側を「基端」若しくは「基端側」と称することとする。
【0021】
まず、バルーンカテーテル10の構造を説明する。バルーンカテーテル10は、長尺なカテーテル本体20と、カテーテル本体20の先端部に設けられるバルーン30と、バルーン30の外表面に設けられる薬剤を含むコート層40と、カテーテル本体20の基端に固着されたハブ26とを有している。コート層40が設けられたバルーン30は、使用されるまで、保護シース15により覆われて保護される。
【0022】
カテーテル本体20は、先端および基端が開口した管体である外管21と、外管21の内部に配置される管体である内管22とを備えている。内管22は、外管21の中空内部に納められており、カテーテル本体20は、先端部において二重管構造となっている。内管22の中空内部は、ガイドワイヤを挿通させるガイドワイヤルーメン24である。また、外管21の中空内部であって、内管22の外側には、バルーン30の拡張用流体を流通させる拡張ルーメン23が形成される。内管22は、開口部25において外部に開口している。内管22は、外管21の先端よりもさらに先端側まで突出している。
【0023】
バルーン30は、基端側端部が外管21の先端部に固定され、先端側端部が内管22の先端部に固定されている。これにより、バルーン30の内部が拡張ルーメン23と連通している。拡張ルーメン23を介してバルーン30に拡張用流体を注入することで、バルーン30を拡張させることができる。拡張用流体は気体でも液体でもよく、例えばヘリウムガス、CO
2ガス、O
2ガス、N
2ガス、Arガス、空気、混合ガス等の気体や、生理食塩水、造影剤等の液体を用いることができる。
【0024】
バルーン30の軸心方向における中央部には、拡張させた際に外径が等しい円筒状のストレート部31(拡張部)が形成され、ストレート部31の軸心方向の両側に、外径が徐々に変化するテーパ部33が形成される。そして、ストレート部31の外表面の全体に、薬剤を含むコート層40が形成される。なお、バルーン30においてコート層40を形成する範囲は、ストレート部31のみに限定されず、ストレート部31に加えてテーパ部33の少なくとも一部が含まれてもよく、または、ストレート部31の一部のみであってもよい。
【0025】
ハブ26は、外管21の拡張ルーメン23と連通して拡張用流体を流入出させるポートとして機能する基端開口部27が形成されている。
【0026】
バルーン30の軸心方向の長さは特に限定されないが、好ましくは5〜500mm、より好ましくは10〜300mm、さらに好ましくは20〜200mmである。
【0027】
バルーン30の拡張時の外径は、特に限定されないが、好ましくは1〜10mm、より好ましくは2〜8mmである。
【0028】
バルーン30のコート層40が形成される前の外表面は、平滑であり、非多孔質である。バルーン30のコート層40が形成される前の外表面は、膜を貫通しない微小な孔があってもよい。または、バルーン30のコート層40が形成される前の外表面は、平滑であって非多孔質である範囲と、膜を貫通しない微小な孔がある範囲の両方を備えてもよい。微小な孔の大きさは、例えば、直径が0.1〜5μm、深さが0.1〜10μmであり、1つの結晶に対して、1つまたは複数の孔を有してもよい。また、微小な孔の大きさは、例えば、直径が5〜500μm、深さが0.1〜50μmであり、1つの孔に対して、1つまたは複数の結晶を有してもよい。
【0029】
バルーン30は、ある程度の柔軟性を有するとともに、血管や組織等に到達した際に拡張されて、その外表面に有するコート層40から薬剤を放出できるようにある程度の硬度を有するものが好ましい。具体的には、金属や、樹脂で構成されるが、コート層40が設けられるバルーン30の少なくとも外表面は、樹脂で構成されていることが好ましい。バルーン30の少なくとも外表面の構成材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、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、アイオノマー、あるいはこれら二種以上の混合物等のポリオレフィンや、軟質ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、ナイロンエラストマー、ポリエステル、ポリエステルエラストマー、ポリウレタン、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂、シリコーンゴム、ラテックスゴム等が使用できる。そのなかでも、好適にはポリアミド類が挙げられる。すなわち、薬剤をコートするバルーン30の外表面の少なくとも一部がポリアミド類である。ポリアミド類としては、アミド結合を有する重合体であれば特に制限されないが、例えば、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリカプロラクタム(ナイロン6)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリウンデカノラクタム(ナイロン11)、ポリドデカノラクタム(ナイロン12)などの単独重合体、カプロラクタム/ラウリルラクタム共重合体(ナイロン6/12)、カプロラクタム/アミノウンデカン酸共重合体(ナイロン6/11)、カプロラクタム/ω−アミノノナン酸共重合体(ナイロン6/9)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン6/ 66)などの共重合体、アジピン酸とメタキシレンジアミンとの共重合体、またはヘキサメチレンジアミンとm,p−フタル酸との共重合体などの芳香族ポリアミドなどが挙げられる。さらに、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12などをハードセグメントとし、ポリアルキレングリコール、ポリエーテル、または脂肪族ポリエステルなどをソフトセグメントとするブロック共重合体であるポリアミドエラストマーも、バルーン30の材料として用いられる。上記ポリアミド類は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。特に、バルーン30はポリアミドの滑らかな表面を有することが好ましい。
【0030】
バルーン30は、その外表面上に、後述する方法によって、直接またはプライマー層等の前処理層を介してコート層40が形成される。コート層40は、
図3、4に示すように、バルーン30の外表面に層状に配置される水溶性低分子化合物を含む添加剤層である基層41(賦形剤)と、独立した長軸を有して延在する水不溶性薬剤の結晶である複数の長尺体42とを有している。長尺体42は、基層41の内部から基層41の外部へ延在する第1の長尺体42Aと、バルーン30の外表面から基層41を貫通して基層41の外部へ延在する第2の長尺体42Bと、基層41の外表面から面外方向へ延在する第3の長尺体42Cと、を有している。すなわち、長尺体42の基部45は、バルーン30の外表面と直接接触してもよいが、直接接触せずに、バルーン30の外表面との間に基層41を構成する賦形剤が存在してもよい。複数の長尺体42は、バルーン30の外表面に規則的に配置されてもよい。または、複数の長尺体42は、バルーン30の外表面に不規則に配置されてもよい。長尺体42A、42B、42Cは、薬剤の生体への送達性が異なるため、薬剤の結晶の基部45の位置を調節することで、薬剤の送達性を任意に調節することが可能となる。バルーン30の表面にはほぼ長尺体42Aのみが存在するよう調製してもよい。バルーン30の表面にほぼ長尺体42Bのみが存在するように調製してもよい。バルーン30の表面にほぼ長尺体42Cが存在するように調製してもよい。また、バルーン30の表面には、複数の長尺体の組み合わせが存在するように調製してもよい。例えば、長尺体42Aと長尺体42Bの組み合わせ、長尺体42Bと長尺体42Cの組み合わせ、長尺体42Cと長尺体42Aの組み合わせ、が挙げられる。バルーン30の表面に、全ての長尺体42A、42B、42Cが存在するように調製してもよい。
【0031】
長尺体42のバルーン30または基層41の外表面に対する傾斜角度αは、特に限定されないが、45度〜135度であり、好ましくは60度〜120度であり、より好ましくは75度〜105度であり、さらに好ましくは略90度である。
【0032】
コート層40に含まれる薬剤量は、特に限定されないが、0.1μg/mm
2〜10μg/mm
2、好ましくは0.5μg/mm
2〜5μg/mm
2の密度で、より好ましくは0.5μg/mm
2〜3.5μg/mm
2、さらに好ましくは1.0μg/mm
2〜3μg/mm
2の密度で含まれる。コート層40の結晶の量は、特に限定されないが、好ましくは5〜500、000[crystal/(10μm
2)](10μm
2当たりの結晶の数)、より好ましくは50〜50、000[crystal/(10μm
2)]、さらに好ましくは500〜5、000[crystal/(10μm
2)]である。
【0033】
結晶が各々独立した長軸を有する複数の長尺体42は、これらが組み合された状態で存在していてもよい。隣接する複数の長尺体42同士が異なる角度を形成した状態で接触して存在してもよい。複数の長尺体42はバルーン表面上で空間(結晶を含まない空間)をおいて位置していてもよい。バルーン30の表面に、組み合された状態の複数の長尺体42と、互いに離れて独立した複数の長尺体42の両方が存在してもよい。複数の長尺体42は、異なる長軸方向を有して円周状にブラシ状として配置されてもよい。各々の前記長尺体42は独立して存在しており、ある長さを有し、その長さ部分の一端(基端)が、基層41またはバルーン30に固定されている。長尺体42は隣接する長尺体42と複合的な構造を形成せず、連結していない。前記結晶の長軸は、ほぼ直線状である。長尺体42はその長軸が交わる基部45が接する表面に対して所定の角度を形成している。
【0034】
長尺体42は、互いに接触せずに独立して立っていることが好ましい。長尺体42の基部45は、バルーン30の基材上で他の基部45と接触していてもよい。または、長尺体42の基部45は、バルーン30の基材上で他の基部45と接触せずに独立していてもよい。
【0035】
長尺体42は、中空である場合と、中実である場合がある。バルーン30の表面に、中空の長尺体42と、中実の長尺体42の両方が存在してもよい。長尺体42は、中空である場合、少なくともその先端付近が中空である。長尺体42の長軸に直角な(垂直な)面における長尺体42の断面は中空を有する。当該中空を有する長尺体42は長軸に直角な(垂直な)面における長尺体42の断面が多角形である。当該多角形は、例えば3角形、4角形、5角形、6角形などである。したがって、長尺体42は先端(または先端面)と基端(または基端面)とを有し、先端(または先端面)と基端(または基端面)との間の側面が複数のほぼ平面で構成された長尺多面体として形成される。また、長尺体42は、針状であってもよい。この結晶形態型(中空長尺体結晶形態型)は基部45が接する表面において、ある平面の全体または少なくとも一部を構成する。
【0036】
長軸を有する長尺体42の長軸方向の長さは5μm〜20μmが好ましく、9μm〜11μmがより好ましく、10μm前後であるのがさらに好ましい。長軸を有する長尺体42の径は、0.01μm〜5μmであるのが好ましく、0.05μm〜4μmであるのがより好ましく、0.1μm〜3μmであるのがさらに好ましい。長軸を有する長尺体42の長軸方向の長さと径の組み合わせの例として、長さが5μm〜20μmのときに径が0.01〜5μmである組み合わせ、長さが5〜20μmのときに径が0.05〜4μmである組み合わせ、長さが5〜20μmのときに径が0.1〜3μmである組み合わせが挙げられる。長軸を有する長尺体42は、長軸方向に直線状であるが、曲線状に湾曲してもよい。バルーン30の表面に、直線状の長尺体42と、曲線状の長尺体42の両方が存在してもよい。
【0037】
上述した長軸を有する結晶を有する結晶形態型は、バルーン30の外表面の薬剤結晶全体に対して50体積%以上、より好ましくは70体積%以上である。長軸を有する結晶粒子である長尺体42は、バルーン30または基層41の外表面に対して寝ておらず立っているように形成される。基層41は、長尺体42がある領域に存在し、長尺体42がない領域にはなくてもよい。
【0038】
基層41は、林立する複数の長尺体42の間の空間に分配されて存在する。コート層40を構成する物質の割合は、水不溶性薬剤の結晶の方が、基層41よりも大きい体積を占めることが好ましい。基層41を構成する賦形剤は、マトリックスを形成しない。マトリックスとは、比較的高分子の物質(ポリマーなど)が連続して構成された層であり、網目状の三次元構造を形成し、その中に微細な空間が存在する。したがって、結晶を構成する水不溶性薬剤はマトリックス物質中に付着していない。結晶を構成する水不溶性薬剤は、マトリックス物質中に埋め込まれてもいない。
【0039】
基層41はバルーン30の外表面で水溶液の状態でコートされた後、乾燥して層として形成される。基層41はアモルファスである。基層41は、結晶粒子であってもよい。基層41は、アモルファスおよび結晶粒子の混合物として存在してもよい。
図4の基層41は、結晶粒子及び/または粒子状アモルファスの状態である。基層41は、水不溶性薬剤を含んだ層として形成されている。または、基層41は、水不溶性薬剤を含まない独立した層として形成されてもよい。基層41の厚みは、0.1〜5μm、好ましくは0.3〜3μm、より好ましくは0.5〜2μmである。
【0040】
長尺体結晶の形態型を含む層は、体内に送達する際に、毒性が低く、狭窄抑制効果が高い。中空長尺体結晶形態を含む水不溶性薬剤は、薬剤が組織に移行した時に結晶の一つの単位が小さくなるために組織への浸透性が良く、かつ、良好な溶解性を有するため、有効に作用して狭窄を抑制できる。また、薬剤が大きな塊として組織に残留することが少ないために毒性が低くなると考えられる。
【0041】
また、長尺体結晶形態型を含む層は、複数の、長軸を有するほぼ均一な長尺体42を有し、かつ基部45が接する表面にほぼ均一に並び立っている形態型である。したがって、組織に移行する結晶の大きさ(長軸方向の長さ)が約10μmと小さい。そのために病変患部に均一に作用し、組織浸透性が高まる。さらに、移行する結晶の寸法が小さいために過剰量の薬剤が、過剰時間、患部に留まることがなくなるために、毒性を発現することなく、高い狭窄抑制効果を示すことが可能であると考える。
【0042】
バルーン30の外表面にコーティングされる薬剤は、非結晶質(アモルファス)型を含んでもよい。結晶や非晶質は、コート層40において規則性を有するように配置されてもよい。または、結晶や非晶質は、不規則に配置されてもよい。
【0043】
保護シース15は、バルーン30からの薬剤の脱落を抑制する部材であり、バルーンカテーテル10を使用する前に取り除かれる。保護シース15は、柔軟な材料により構成され、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、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、アイオノマー、あるいはこれら二種以上の混合物等のポリオレフィンや、軟質ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリエステル、ポリエステルエラストマー、ポリウレタン、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂、シリコーンゴム、ラテックスゴム等が使用できる。
【0044】
次に、バルーン30にコート層40を形成するためのバルーンコーティング装置50について説明する。バルーンコーティング装置50は、
図5、6に示すように、バルーンカテーテル10を回転させる回転機構部60と、バルーンカテーテル10を支持する支持台70とを有する。バルーンコーティング装置50は、さらに、バルーン30の外表面にコーティング溶液を塗布するディスペンシングチューブ94が設けられる塗布機構部90と、ディスペンシングチューブ94をバルーン30に対して移動させるための移動機構部80と、バルーンコーティング装置50を制御する制御部99とを有する。
【0045】
回転機構部60は、バルーンカテーテル10のハブ26を保持し、内蔵されるモータ等の駆動源によってバルーンカテーテル10を、バルーン30の軸心を中心に回転させる。バルーンカテーテル10は、ガイドワイヤルーメン24内に芯材61が挿通されて保持されるとともに、芯材61によってコーティング溶液のガイドワイヤルーメン24内への流入が防止されている。また、バルーンカテーテル10は、拡張ルーメン23への流体の流通を操作するために、ハブ26の基端開口部27に、流路の開閉を操作可能な三方活栓が接続される。
【0046】
支持台70は、カテーテル本体20を内部に収容して回転可能に支持する管状の基端側支持部71と、芯材61を回転可能に支持する先端側支持部72とを備えている。なお、先端側支持部72は、可能であれば、芯材61ではなしにカテーテル本体20の先端部を回転可能に支持してもよい。
【0047】
移動機構部80は、バルーン30の軸心と平行な方向へ直線的に移動可能な移動台81と、ディスペンシングチューブ94が固定されるチューブ固定部83とを備えている。移動台81は、内蔵されるモータ等の駆動源によって、直線的に移動可能である。チューブ固定部83は、ディスペンシングチューブ94の上端を移動台81に対して固定している。したがって、移動台81が移動することで、ディスペンシングチューブ94がバルーン30の軸心と平行な方向へ直線的に移動する。また、移動台81は、塗布機構部90が載置されており、塗布機構部90を軸心に沿う両方向へ直線的に移動させる。
【0048】
塗布機構部90は、バルーン30の外表面にコーティング溶液を塗布する部位である。塗布機構部90は、コーティング溶液を収容する容器92と、任意の送液量でコーティング溶液を送液する送液ポンプ93と、コーティング溶液をバルーン30に塗布するディスペンシングチューブ94とを備えている。
【0049】
送液ポンプ93は、例えばシリンジポンプであり、制御部99によって制御されて、容器92から吸引チューブ91を介してコーティング溶液を吸引し、供給チューブ96を介してディスペンシングチューブ94へコーティング溶液を任意の送液量で供給できる。送液ポンプ93は、移動台81に設置され、移動台81の移動により直線的に移動可能である。なお、送液ポンプ93は、コーティング溶液を送液可能であればシリンジポンプに限定されず、例えばチューブポンプであってもよい。
【0050】
ディスペンシングチューブ94は、供給チューブ96と連通しており、送液ポンプ93から供給チューブ96を介して供給されるコーティング溶液を、バルーン30の外表面へ吐出する部材である。ディスペンシングチューブ94は、可撓性を備えた円管状の部材である。ディスペンシングチューブ94は、チューブ固定部83に上端が固定されており、チューブ固定部83から鉛直方向下方へ延在し、下端である吐出端97に開口部95が形成されている。ディスペンシングチューブ94は、移動台81を移動させることで、移動台81に設置される送液ポンプ93とともに、バルーンカテーテル10の軸心方向に沿う両方向へ直線的に移動可能である。ディスペンシングチューブ94はバルーン30に押し付けられて撓んだ状態で、コーティング溶液をバルーン30の外表面に供給可能である。
【0051】
なお、ディスペンシングチューブ94は、コーティング溶液を供給可能であれば、円管状でなくてもよい。また、ディスペンシングチューブ94は、開口部95からコーティング溶液を吐出可能であれば、鉛直方向に延在していなくてもよい。
【0052】
ディスペンシングチューブ94は、バルーン30への接触負担を低減し、かつバルーン30の回転に伴う接触位置の変化を撓みにより吸収できるように、柔軟な材料であることが好ましい。ディスペンシングチューブ94の構成材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ETFE(テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体)、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体)等のフッ素系樹脂等を適用できるが、可撓性を有して変形可能であれば、特に限定されない。
【0053】
ディスペンシングチューブ94の外径は、特に限定されないが、例えば0.1mm〜5.0mm、好ましくは0.15mm〜3.0mm、より好ましくは0.3mm〜2.5mmである。ディスペンシングチューブ94の内径は、特に限定されないが、例えば0.05mm〜3.0mm、好ましくは0.1mm〜2.0mm、より好ましくは0.15mm〜1.5mmである。ディスペンシングチューブ94の長さは、特に限定されないが、バルーン直径の5倍以内の長さであることがよく、例えば1.0mm〜50mm、好ましくは3mm〜40mm、より好ましくは5mm〜35mmである。
【0054】
制御部99は、例えばコンピュータにより構成され、回転機構部60、移動機構部80および塗布機構部90を統括的に制御する。したがって、制御部99は、バルーン30の回転速度、ディスペンシングチューブ94のバルーン30に対する軸心方向への移動速度、ディスペンシングチューブ94からの薬剤吐出速度等を、統括的に制御できる。
【0055】
ディスペンシングチューブ94によりバルーン30に供給されるコーティング溶液は、コート層40の構成材料を含む溶液または懸濁液であり、水不溶性薬剤、賦形剤、有機溶媒および水を含んでいる。コーティング溶液がバルーン30の外表面に供給された後、有機溶媒および水が揮発することで、バルーン30の外表面に、独立した長軸を有して延在する水不溶性薬剤の結晶である複数の長尺体42を有するコート層40が形成される。
【0056】
コーティング溶液の粘度は、0.5〜1500cP、好ましくは1.0〜500cP、より好ましくは1.5〜100cPである。
【0057】
水不溶性薬剤とは、水に不溶または難溶性である薬剤を意味し、具体的には、水に対する溶解度が、pH5〜8で5mg/mL未満である。その溶解度は、1mg/mL未満、さらに、0.1mg/mL未満でもよい。水不溶性薬剤は脂溶性薬剤を含む。
【0058】
いくつかの好ましい水不溶性薬剤の例は、免疫抑制剤、例えば、シクロスポリンを含むシクロスポリン類、ラパマイシン等の免疫活性剤、パクリタキセル等の抗がん剤、抗ウイルス剤または抗菌剤、抗新生組織剤、鎮痛剤および抗炎症剤、抗生物質、抗てんかん剤、不安緩解剤、抗麻痺剤、拮抗剤、ニューロンブロック剤、抗コリン作動剤およびコリン作動剤、抗ムスカリン剤およびムスカリン剤、抗アドレナリン作用剤、抗不整脈剤、抗高血圧剤、ホルモン剤ならびに栄養剤を含む。
【0059】
水不溶性薬剤は、好ましくは、ラパマイシン、パクリタキセル、ドセタキセル、エベロリムスからなる群から選択される少なくとも1つが好ましい。本明細書においてラパマイシン、パクリタキセル、ドセタキセル、エベロリムスとは、同様の薬効を有する限りそれらの類似体および/またはそれらの誘導体を含む。例えば、パクリタキセルとドセタキセルは類似体の関係にある。ラパマイシンとエベロリムスは誘導体の関係にある。これらのうちでは、パクリタキセルがさらに好ましい。
【0060】
賦形剤は、バルーン30上で基層41を構成する。賦形剤は、水溶性の低分子化合物を含む。水溶性の低分子化合物の分子量は、50〜2000であり、好ましくは50〜1000であり、より好ましくは50〜500であり、さらに好ましくは50〜200である。水溶性の低分子化合物は、水不溶性薬剤100質量部に対して、好ましくは5〜10000質量部、より好ましくは5〜200質量部、さらに好ましくは8〜150質量部である。水溶性の低分子化合物の構成材料は、セリンエチルエステル、クエン酸エステル、ポリソルベート、水溶性ポリマー、糖、造影剤、アミノ酸エステル、短鎖モノカルボン酸のグリセロールエステル、医薬として許容される塩および界面活性剤等、あるいはこれら二種以上の混合物等が使用できる。水溶性の低分子化合物は、親水基と疎水基を有し、水に溶解することを特徴とする。水溶性の低分子化合物は、非膨潤性または難膨潤性であることが好ましい。賦形剤は、バルーン30上でアモルファス(非晶質)であることが好ましい。水溶性の低分子化合物を含む賦形剤は、バルーン30の外表面上で水不溶性薬剤を均一に分散させる効果を有する。基層41となる賦形剤は、ハイドロゲルでないことが好ましい。基層41は低分子化合物であることで、水溶液に接すると膨潤することなく速やかに溶解する。さらに、血管内でのバルーン30の拡張時に基層41が溶解しやすくなることで、バルーン30の外表面上の水不溶性薬剤の結晶粒子を放出しやすくなり、血管への薬剤の結晶粒子の付着量を増加させる効果を有する。基層41がウルトラビスト(Ultravist)(登録商標)のような造影剤からなるマトリクスである場合、結晶粒子がマトリクスに埋め込まれ、バルーン30の基材上からマトリクスの外側に向かって結晶が生成しない。これに対し、本実施形態の長尺体42は、バルーン30の基材の表面から基層41の外側まで延在する。長尺体42の基層41よりも外側に位置する部分の長さは、長尺体42の基層41内に位置する部分の長さより長い。基層41は、結晶である長尺体42の基部45を支持するように形成される。
【0061】
有機溶媒は、特に限定されず、テトラヒドロフラン、アセトン、グリセリン、エタノール、メタノール、ジクロロメタン、ヘキサン、エチルアセテートである。中でも、テトラヒドロフラン、エタノール、アセトンのうち、これらのいくつかの混合溶媒が好ましい。
【0062】
有機溶媒と水の混合例として、例えば、テトラヒドロフランと水、テトラヒドロフランとエタノールと水、テトラヒドロフランとアセトンと水、アセトンとエタノールと水、テトラヒドロフランとアセトンとエタノールと水が挙げられる。
【0063】
次に、上述したバルーンコーティング装置50を用いてバルーン30の外表面に水不溶性薬剤の結晶を形成する方法を説明する。
【0064】
初めに、バルーンカテーテル10の基端開口部27に接続した三方活栓を介して拡張用の流体をバルーン30内に供給する。次に、バルーン30を拡張させた状態で三方活栓を操作して拡張ルーメン23を密封し、バルーン30を拡張させた状態を維持する。バルーン30は、血管内での使用時の圧力(例えば8気圧)よりも低い圧力(例えば4気圧)で拡張される。なお、バルーン30を拡張させずに、バルーン30の外表面にコート層40を形成することもでき、その場合には、拡張用の流体をバルーン30内に供給する必要はない。
【0065】
次に、ディスペンシングチューブ94がバルーン30の外表面と接触しない状態で、バルーンカテーテル10を支持台70に回転可能に設置し、ハブ26を回転機構部60に連結する。
【0066】
次に、移動台81の位置を調節して、ディスペンシングチューブ94を、バルーン30に対して位置決めする。このとき、バルーン30においてコート層40を形成する最も先端側の位置に、ディスペンシングチューブ94を位置決めする。一例として、ディスペンシングチューブ94の延在方向(吐出方向)は、バルーン30の回転方向と逆方向である。したがって、バルーン30は、ディスペンシングチューブ94を接触させた位置において、ディスペンシングチューブ94からのコーティング溶液の吐出方向と逆方向に回転する。これにより、コーティング溶液に物理的な刺激を与え、薬剤結晶の結晶核の形成を促すことができる。そして、ディスペンシングチューブ94の開口部95へ向かう延在方向(吐出方向)が、バルーン30の回転方向と逆方向であることで、バルーン30の外表面に形成される水不溶性薬剤の結晶は、結晶が各々独立した長軸を有する複数の長尺体42を含む形態型(morphological form)を含んで形成されやすい。なお、ディスペンシングチューブ94の延在方向は、バルーン30の回転方向と逆方向でなくてもよく、したがって同方向とすることができ、または垂直とすることもできる。
【0067】
次に、送液ポンプ93により送液量を調節しつつコーティング溶液をディスペンシングチューブ94へ供給し、回転機構部60によりバルーンカテーテル10を回転させるとともに、移動台81を移動させて、ディスペンシングチューブ94をバルーン30の軸心方向に沿って徐々に基端方向へ移動させる。ディスペンシングチューブ94の開口部95から吐出されるコーティング溶液は、ディスペンシングチューブ94がバルーン30に対して相対的に移動することで、バルーン30の外周面に螺旋を描きつつ塗布される。
【0068】
ディスペンシングチューブ94の移動速度は、特に限定されないが、例えば0.01〜2mm/sec、好ましくは0.03〜1.5mm/sec、より好ましくは0.05〜1.0mm/secである。コーティング溶液のディスペンシングチューブ94からの吐出速度は、特に限定されないが、例えば0.01〜1.5μL/sec、好ましくは0.01〜1.0μL/sec、より好ましくは0.03〜0.8μL/secである。バルーン30の回転速度は、特に限定されないが、例えば10〜300rpm、好ましくは30〜250rpm、より好ましくは50〜200rpmである。コーティング溶液を塗布する際のバルーン30の直径は、特に限定されないが、例えば1〜10mm、好ましくは2〜7mmである。
【0069】
この後、バルーン30の外表面に塗布されたコーティング溶液に含まれる有機溶媒が、水よりも先に揮発する。したがって、バルーン30の外表面に、水不溶性薬剤、水溶性低分子化合物および水が残された状態で、有機溶媒が揮発する。このように、水が残された状態で有機溶媒が揮発すると、水不溶性の薬剤が、水を含む水溶性低分子化合物の内部で析出し、結晶核から結晶が徐々に成長して、バルーン30の外表面に、結晶が各々独立した長軸を有する複数の長尺体42を含む形態型(morphological form)の薬剤結晶が形成される。長尺体42の基部45は、バルーン30の外表面、基層41の表面または基層41内部に位置する(
図4を参照)。有機溶媒が揮発して薬剤結晶が複数の長尺体42として析出した後、水が有機溶媒よりもゆっくり蒸発し、水溶性低分子化合物を含む基材41が形成される。水が蒸発する時間は、薬剤の種類、水溶性低分子化合物の種類、有機溶媒の種類、材料の比率、コーティング溶液の塗布量等に応じて適宜設定されるが、例えば、1〜600秒程度である。
【0070】
そして、バルーン30を回転させつつディスペンシングチューブ94を徐々にバルーン30の軸心方向へ移動させることで、バルーン30の外表面に、軸心方向へ向かってコート層40を徐々に形成する。バルーン30のコーティングする範囲の全体に、長尺体42を有するコート層40が形成された後、回転機構部60、移動機構部80および塗布機構部90を停止させる。
【0071】
この後、バルーンカテーテル10をバルーンコーティング装置50から取り外して、バルーン30のコーティングが完了する。この後、バルーン30から拡張用流体を排出し、バルーン30を収縮させて折り畳む。次に、バルーン30を筒状の保護シース15(
図1を参照)で覆って、バルーンカテーテル10の製造が完了する。保護シース15は、バルーン30からの薬剤の脱落を抑制する部材であり、バルーンカテーテル10を使用する前に取り除かれる。
【0072】
次に、本実施形態に係るバルーンカテーテル10の使用方法を、血管内の狭窄部を治療する場合を例として説明する。
【0073】
まず、術者は、セルジンガー法等の公知の方法により、皮膚から血管を穿刺し、イントロデューサ(図示せず)を留置する。次に、バルーンカテーテル10の保護シース15を外し、プライミングを行った後、ガイドワイヤルーメン24内にガイドワイヤ200(
図7を参照)を挿入する。この状態で、ガイドワイヤ200およびバルーンカテーテル10をイントロデューサの内部より血管内へ挿入する。続いて、ガイドワイヤ200を先行させつつバルーンカテーテル10を進行させ、バルーン30を狭窄部へ到達させる。なお、バルーンカテーテル10を狭窄部300まで到達させるために、ガイディングカテーテルを用いてもよい。
【0074】
次に、ハブ26の基端開口部27より、インデフレーターまたはシリンジ等を用いて拡張用流体を所定量注入し、拡張ルーメン23を通じてバルーン30の内部に拡張用流体を送り込む。これにより、
図7に示すように、折り畳まれたバルーン30が拡張し、狭窄部300が、バルーン30によって押し広げられる。このとき、バルーン30の外表面に設けられる薬剤結晶を含むコート層40が、狭窄部300に接触する。
【0075】
バルーン30を拡張させてコート層40を生体組織に押し付けると、コート層40に含まれる水溶性の低分子化合物である基層41が徐々にまたは速やかに溶けつつ、薬剤が生体へ送達される。薬剤の結晶である第1の長尺体42A、第2の長尺体42B、および第3の長尺体42Cは、基層41に対する基部45の位置が異なるため、基層41が徐々にまたは速やかに溶けることで、生体組織への送達性が異なる。また、バルーン30が拡張することで基層41に亀裂が入って溶けやすくなり、基層41から薬剤結晶である長尺体42が放出されやすくなる。このため、長尺体42の基部45の位置を調節して溶出性の異なる第1の長尺体42A、第2の長尺体42B、および第3の長尺体42Cを設けることで、薬剤の送達性を任意に設定することが可能である。
【0076】
この後、拡張用流体をハブ26の基端開口部27より吸引して排出し、バルーン30を収縮させて折り畳まれた状態とする。この後、イントロデューサを介して血管よりガイドワイヤ200およびバルーンカテーテル10を抜去し、手技が終了する。
【0077】
以上のように、本実施形態に係るバルーンカテーテル10は、独立した長軸を有して延在する水不溶性薬剤の結晶である複数の長尺体42がバルーン30の外表面に設けられるカテーテルであって、バルーン30の外表面に層状に配置される水溶性低分子化合物を含む基層41を有し、長尺体42の少なくとも一部が、基層41の内部に位置する。このように構成したバルーンカテーテル10は、バルーン30が拡張することで基層41に亀裂が入って基層41が溶けやすくなり、基層41から薬剤結晶である長尺体42が放出されやすくなるため、薬剤を効果的に生体組織へ送達できる。さらに、水溶性低分子化合物を含む基層41が徐々にまたは速やかに溶けつつ、基層41の内部の長尺体42が生体組織に接触し、薬剤が生体組織へ送達されるため、基層41の材料や厚さ、基層41に対する長尺体42の基部45の位置により、薬剤の送達性を調節できる。
【0078】
また、長尺体42は、基部45がバルーン30の外表面から離れ、かつ基層41の内部に位置する第1の長尺体42Aを有する。これにより、第1の長尺体42Aの基部45の位置を基層41の内部で調節することで、水溶性低分子化合物を含む基層41が溶ける時間を利用して、薬剤の生体組織への送達性を調節できる。
【0079】
また、長尺体42は、バルーン30の外表面から延在する第2の長尺体42Bを有する。このため、バルーン30の外表面から延在する第2の長尺体42Bは、水溶性低分子化合物を含む基層41が溶けるにつれてゆっくりと基層41から溶出し、薬剤を生体組織へゆっくりと送達できる。
【0080】
長尺体42は、基層41の外表面から面外方向へ延在する第3の長尺体42Cを有する。このため、第3の長尺体42Cは、全体が即座に生体組織へ接触し、薬剤を瞬時に生体組織へ送達できる。
【0081】
また、水不溶性薬剤は、ラパマイシン、パクリタキセル、ドセタキセル、またはエベロリムスであってもよい。これにより、長尺体42により、血管内の狭窄部の再狭窄を良好に抑制できる。
【0082】
また、本実施形態に係るバルーンカテーテル10の製造方法は、独立した長軸を有して延在する水不溶性薬剤の結晶である複数の長尺体42をバルーン30の外表面に有するバルーンカテーテル10の製造方法であって、薬剤、水溶性低分子化合物、有機溶媒および水を含むコーティング溶液を供給するディスペンシングチューブ94をバルーン30の外表面に接触させつつ当該ディスペンシングチューブ94からコーティング溶液を供給し、物理的な刺激を与えることで水不溶性薬剤の結晶核を形成するステップと、水を残しつつ有機溶媒を揮発させて結晶核を基に長尺体42を成長させるステップと、水を蒸発させて水溶性低分子化合物を含む基層41を形成するステップと、を有する。上記のように構成したバルーンカテーテル10の製造方法は、水を含む水溶性低分子化合物の層から有機溶媒が揮発することで、結晶核から薬剤結晶が成長して、基層41の内部に少なくとも一部が位置する長尺体42を形成できる。
【0083】
また、本発明は、上述のバルーンカテーテル10を用いて生体管腔内の病変部に薬剤を送達する処置方法(治療)方法をも含む。当該処置方法は、バルーン30を生体管腔内に挿入して病変部へ到達させるステップと、バルーン30を拡張させて生体組織に押し付け、水溶性低分子化合物を含む基層41を溶かしつつ長尺体42を生体組織に接触させるステップと、バルーン30を収縮させて生体管腔から抜去するステップと、を有する。このように構成した処置方法は、バルーン30が拡張することで基層41に亀裂が入って溶けやすくなり、基層41から薬剤結晶である長尺体42が放出されやすくなるため、薬剤を効果的に生体組織へ送達できる。さらに、水溶性低分子化合物を含む基層41が徐々にまたは速やかに溶けつつ、基層41の内部の長尺体42が生体組織へ接触し、薬剤が生体組織へ送達されるため、基層41の材料や厚さ、基層41に対する長尺体42の基部45の位置により薬剤の送達性を調節できる。
【0084】
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、上述の実施形態に係るバルーンカテーテル10は、ラピッドエクスチェンジ型(Rapid exchange type)であるが、オーバーザワイヤ型(Over−the−wire type)であってもよい。
【0085】
前述のように、基層41は、アモルファス、結晶粒子、または、その混合物として存在する。
図4の基層41は、結晶粒子及び/または粒子状アモルファスの状態であるが、
図8に示すように、基層41がフィルム状アモルファスの状態であってもよい。
図9に示すように、第1の長尺体42Aは、基層41の内部から基層41の外部へ延在する。
図10に示すように、第2の長尺体42Bは、バルーン30の外表面から基層41を貫通して基層41の外部へ延在する。
図11に示すように、第3の長尺体42Cは、基層41の外表面から面外方向へ延在する。
【0086】
また、
図12に示すように、添加剤層である基層41は、凹凸を有してもよい。凹凸の高さは、0.1μm〜5μmである。結晶である長尺体42は、基層41の凹凸を形成する凸状部43から突出している。すなわち、基層41の凸状部43が、結晶である長尺体42を支持している。なお、基層41は、長尺体42が突出していない凸状部43を有してもよい。結晶である長尺体42は、基層41の凹凸を形成する凹状部44から突出してもよい。基層41は、長尺体42を支持する凸状部43と、長尺体42を支持しない凸状部43の両方を有してもよい。基層41は、長尺体42を支持する凹状部44と、長尺体42を支持しない凹状部44の両方を有してもよい。また、基層41は、長尺体42を支持する凸状部43と、長尺体42を支持する凹状部44の両方を有してもよい。長尺体42は、バルーン30の外表面に対して傾斜するように、基層41から斜めに突出してもよい。基層41は、バルーン30の外表面に対して略垂直な長尺体42と、バルーン30の外表面に対して傾斜する長尺体42の両方を有してもよい。長尺体42の基部45は、バルーン30の外表面と直接接触してもよい。または、長尺体42の基部45は、バルーン30の外表面と接触せずに、基層41の内部に位置してもよい。基層41は、バルーン30の外表面と直接接触する長尺体42と、バルーン30の外表面と接触しない長尺体42の両方を有してもよい。
【0087】
また、
図13に示すように、結晶は、元々基層41から突出している固定側長尺体46(バルーン基材接触結晶粒子)と、固定側長尺体46から分離した分離側長尺体47(バルーン基材非接触結晶粒子)とを有してもよい。固定側長尺体46の量は、分離側長尺体47よりも多い。分離側長尺体47は、バルーン30を内管22に対し巻き付けるように折り畳む際に、長尺な結晶が折れて、固定側長尺体46から分離して形成される。分離側長尺体47の先端部、基端部、先端部と基端部の間の部位の少なくとも一部は、基層41と接触している。分離側長尺体47の一部は、基層41に埋め込まれてもよい。基層41があることで、固定側長尺体46および分離側長尺体47は、基層41との相互作用により、搬送時にバルーン30から脱落し難い。固定側長尺体46および分離側長尺体47は、バルーン30が拡張して水(血液)と接触することで基層41が溶解し、放出されやすくなる。形態が異なる固定側長尺体46および分離側長尺体47は、放出性に違いがあるため、生体に作用させる上で好ましい。固定側長尺体46は、結晶が折れて形成される場合と、結晶が折れずに形成される場合がある。基層41は、結晶が折れて形成される固定側長尺体46と、結晶が折れずに形成される固定側長尺体46の両方を有してもよい。固定側長尺体46は、基層41から立っている場合と、基層41に沿って寝ている場合がある。基層41は、基層41から立っている固定側長尺体46と、基層41に沿って寝ている固定側長尺体46の両方を有してもよい。
【0088】
折れる前の基層41に固定された結晶の長さは、例えば5μm〜20μmである。折れた結晶の長さは、例えば3μm〜20μmである。折れて形成される固定側長尺体46の長さは、例えば5μm〜20μmである。分離側長尺体47の長さは、例えば3μm〜10μmである。
【0089】
なお、本出願は、2016年3月23日に出願された日本特許出願番号2016−058030号に基づいており、それらの開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。