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JP2002360700A - バルーンカテーテル及びバルーンカテーテル用バルーンの製造方法 - Google Patents

バルーンカテーテル及びバルーンカテーテル用バルーンの製造方法

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JP2002360700A
JP2002360700A JP2001168823A JP2001168823A JP2002360700A JP 2002360700 A JP2002360700 A JP 2002360700A JP 2001168823 A JP2001168823 A JP 2001168823A JP 2001168823 A JP2001168823 A JP 2001168823A JP 2002360700 A JP2002360700 A JP 2002360700A
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JP
Japan
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balloon
mold
balloon catheter
catheter
thin film
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JP2001168823A
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English (en)
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Takashi Kawabata
隆司 川端
Kanehito Shiraki
兼人 白木
Morihide Makino
守秀 牧野
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Japan Lifeline Co Ltd
Original Assignee
Japan Lifeline Co Ltd
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Publication date
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Priority to US10/479,421 priority patent/US20040232589A1/en
Priority to EP02730895A priority patent/EP1393769A4/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルーンが薄膜であり、バルーン
収縮時に小さく折り畳むことができる一方で、薄膜が高
強度を有し、バルーン拡張時における耐圧性に優れ、操
作性、安全性に優れたバルーンカテーテル及びバルーン
カテーテル用バルーンの製造方法を提供する。 【解決手段】 水溶性高分子樹脂により形成され
たバルーン型上に蒸着重合、またはコーティグすること
により、高強度樹脂薄膜を形成した後、前記バルーン型
を除去することを特徴とするバルーンカテーテル用バル
ーンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バルーンカテーテ
ル及びバルーンカテーテル用バルーンの製造方法に関す
る。さらに詳しくは、例えば心臓疾患等を治療する経皮
経管的冠動脈形成術(PTCA)に用いることができる
薄膜でありながら高強度を有するバルーンカテーテル及
びバルーンカテーテル用バルーンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】バルーンカテーテルは、主に狭窄、又は
閉塞した血管に対しての血管形成治療に用いられてい
る。一般的なバルーンカテーテルを図2に示す。バルー
ンカテーテル10は、カテーテル部6の先端付近にバル
ーン部5を有し、カテーテル部6の基端付近にチューブ
類を接続するためのローテーティングアダプタ7、及び
フィメールルアーコネクタ8を備える構造を有する。図
2に示すバルーン部5は、バルーンが拡張した状態であ
り、通常の状態では、バルーンは、折り畳まれている。
治療の際にバルーンカテーテル10のバルーン部5は患
者の動脈を経て狭窄部位中に挿入される。バルーン拡張
液等の圧力流体をバルーン部5内に注入することにより
バルーン部5が拡張し、血管の狭窄または閉塞した部位
を押し広げる。
【0003】バルーンの一般的形状を図3に示す。バル
ーン部5は大径部2、小径部4、及び大径部2と小径部
4との間のテーパー部3とからなる中空体である。小径
部4に、カテーテル部6が接続される。中空体内には、
ガイドワイヤーやバルーン拡張液を送り込むためのチュ
ーブ材が挿入される。大径部2及びテーパー部3は、図
3に示すように折り畳まれる。ポリエチレン、ポリエチ
レンテレフタレート、及びポリオレフィンコポリマー等
の成形性に優れた熱可塑性樹脂がバルーンの素材として
用いられる。バルーンの成形には、素材を押し出し成形
して管状体を成形し、必要に応じて電子線架橋させた
後、大径部にあたる部分を加熱し、加圧することにより
膨らませて成形するブロー法が一般的に用いられてい
る。なお、電子線架橋させない場合には、前記管状体を
所定の型内に配置し、大径部に相当する部分を加熱し、
加圧することにより前記大径部に相当する部分を膨張さ
せて大径部を形成する方法もある。
【0004】バルーンカテーテルは、主に治療対象の体
内通路たとえば狭窄した血管内に挿入され、治療個所例
えば血管の狭窄部に挿入配置されたバルーン部に圧力流
体を圧入することによりバルーン部を拡張させて治療を
行う。したがって、バルーンに求められる機械的性質と
して、圧力を導入した際に破裂しないように充分な強度
を有することが望まれる。バルーンの膜厚を厚くすれば
強度を得ることができるが、バルーンカテーテルの操作
性、人体への影響を考慮した場合、体内への挿入時にで
きるだけバルーンの大径部を小さく折り畳むことがで
き、さらに一旦拡張させたあとも拡張前と同じように再
度小さく折り畳めることが望まれる。バルーンをより小
さく折り畳みやすくするためには、バルーンの膜厚を薄
くすることが望まれる。
【0005】しかし従来は、ポリエチレンに代表される
加工性の良い素材を用いたとしても、バルーンの膜厚は
30μm程度に薄くするのが限界であった。また、この
程度の膜厚にすると、強度が低下して、治療中にバルー
ンが破裂しやすくなるという欠点がある。一方、バルー
ンの強度を高めるために強度の高い素材を用いても、従
来のブロー法では、強度の高い素材は加工性が悪いの
で、膜厚の薄いバルーンを作成することができないとい
う問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、バルーンが薄膜であり、バルーン収縮時に小さく折
り畳むことができる一方で、薄膜が高強度を有し、バル
ーン拡張時における耐圧性に優れ、操作性、安全性に優
れたバルーンカテーテル及びバルーンカテーテル用バル
ーンの製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第1の手段は、高分子樹脂により形成された
バルーン型上に高強度樹脂薄膜を形成した後、前記バル
ーン型を除去することを特徴とするバルーンカテーテル
用バルーンの製造方法であり、さらに本発明の第2の手
段は、前記高分子樹脂が水溶性高分子であることを特徴
とする前記第1の手段に記載のバルーンカテーテル用バ
ルーンの製造方法であり、また本発明の第3の手段は、
前記高強度樹脂薄膜が蒸着重合、又はコーティングによ
って形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載
のバルーンカテーテル用バルーンの製造方法であり、又
本発明の第4の手段は、前記高分子樹脂のガラス転移点
が、前記高強度樹脂薄膜の形成温度より高く、前記高分
子樹脂が、前記高強度樹脂のガラス転移点より低い融点
において溶解、融解、又は分解することを特徴とする前
記第1の手段に記載のバルーンカテーテル用バルーンの
製造方法であり、さらに本発明の第5の手段は、前記高
強度樹脂がポリイミド、ポリアミド、芳香族ポリアミ
ド、ポリ尿素、及びポリパラキシリレン誘導体よりなる
群から選択されるいずれか一つであることを特徴とする
前記第1〜第3のいずれかの手段に記載の医療用バルー
ンの製造方法であり、さらに本発明の第6の手段は、バ
ルーンが拡張した状態の形状を有するバルーン型上に蒸
着重合することを特徴とする前記第1〜第5のいずれか
の手段に記載のバルーンカテーテル用バルーンの製造方
法であり、さらに本発明の第7の手段は、バルーンが収
縮した状態の形状を有するバルーン型上に蒸着重合する
ことを特徴とする前記第1〜第5のいずれかの手段に記
載のバルーンカテーテル用バルーンの製造方法であり、
さらに本発明の第8の手段は、前記第1〜第7のいずれ
かの手段に記載された製造方法で製造されたバルーンを
用いることを特徴とするバルーンカテーテルである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は高分子樹脂により形成さ
れたバルーン型上に蒸着重合等により、高強度樹脂の薄
膜を形成した後、前記高分子樹脂のバルーン型を除去す
ることを特徴とするバルーンカテーテル用バルーンの製
造方法及びこの製造方法で製造されたバルーンを用いた
バルーンカテーテルである。
【0009】上記高分子樹脂としては、前記高強度樹脂
薄膜の形成温度よりガラス転移点が高く、前記高強度樹
脂の融点より低い融点において溶解、融解、又は分解す
る高分子、又は水溶性高分子を用いることができる。バ
ルーン型を、例えば水溶性高分子で形成することによ
り、蒸着重合等により高強度樹脂の薄膜が形成されたバ
ルーン型を水中に浸漬してバルーン型を水に接触させる
だけで、容易にバルーン型のみをバルーンから溶出除去
することが可能となる。また、バルーン型を例えば、蒸
着重合温度よりガラス転移点が高く、前記高強度樹脂の
融点より低い融点において融解する低融点高分子で形成
することにより、蒸着重合により高強度樹脂の薄膜が形
成されたバルーン型を、上記融点以上であって、高強度
樹脂のガラス転移点より低い温度にて加熱することによ
り、バルーン型のみをバルーンから融解除去することが
可能となる。
【0010】前記水溶性高分子は、バルーン型を成形す
ることができるのであればその種類に特に限定されない
が、例えば、セルロース誘導体、例えばカルボキシルメ
チルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルア
ルコール、ポリメタクリル酸、ポリエチレンスルホン酸
ナトリウム、ポリ酸化エチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ
ビニルアルコールとポリエチレンオキサイドとの共重合
体を挙げることができる。中でも、成形性と水溶性の点
において、ポリビニルアルコールとポリエチレンオキサ
イドとの共重合体が好ましい。また、前記水溶性高分子
は、見かけ溶融粘度が5,000〜40,000センチ
ポイズ/100秒の範囲にあるものが好ましい。
【0011】前記低融点高分子は、バルーン型を成形す
ることができ、蒸着重合時に変形することがなく、蒸着
後は融解脱離可能であれば特に限定はないが、例えば、
低分子量ポリエチレン、ワックス等が挙げられる。
【0012】バルーン型は、図1に示すようにバルーン
が拡張した状態と同様の形状であってもよいし、図4に
示すようにバルーンが収縮した状態の形状であってもよ
い。バルーンが収縮した状態の形状のバルーン型を用い
てバルーンを形成する場合は、バルーンを均等に収縮さ
せるための折り畳み線を後から設ける必要がなくなり、
バルーンカテーテルの製造工程を短縮することが可能と
なる。バルーン型は中実形状でも中空形状でも、どちら
でも良いが、重合後のバルーン型の溶出又は融解除去の
しやすさを考慮した場合、中空形状とするのが望まし
い。
【0013】バルーン型は、上記高分子樹脂を射出成形
又は押出成形することにより成形される。高分子樹脂の
溶融粘度が高い場合は、射出成形が適している。溶融粘
度が低い場合は押出成形が適している。射出成形は、加
熱シリンダー中で成形材料を溶融して流動する可塑状態
とし、所定の形状の金型内に高圧で射出し、金型内で冷
却固化することにより行われる。尚、水溶性高分子を成
形材料として用いる場合は、溶融する前に予備乾燥が行
われる。予備乾燥することにより、吸湿した水溶性高分
子が射出成形時に発泡するのを防止することができる。
射出条件は、高分子樹脂の種類によっても異なるが、例
えば、予備乾燥温度120〜150℃で3時間以上、溶
融温度220〜240℃、射出圧力50〜200MP
a、冷却時間5秒以上である。
【0014】蒸着重合は、例えば133.322×10
−2〜133.322×10−6Paの真空中で原料モ
ノマー又はオリゴマーを蒸発させて対象物の表面で重合
反応を行わせて重合体を形成させる手法である。蒸着重
合を行うことにより、従来は、加工性が悪く使用するこ
とができなかった高強度樹脂を用いてバルーンを作るこ
とができる。また蒸着重合の場合は、つきまわりが良い
ため、図4に示すような複雑な形状のバルーン型を用い
ても、隙間部分にも均等に材料が供給されるので均一な
薄膜を形成することが可能となる。
【0015】蒸着重合に用いる高強度樹脂としては、蒸
着重合により薄膜を形成することができる樹脂であれ
ば、特に限定されないが、例えば、ポリイミド、ポリア
ミド、芳香族ポリアミド、ポリ尿素、及びポリパラキシ
リレン誘導体を挙げることができる。これらの高強度樹
脂は、引っ張り強度が少なくとも100MPaであると
いうことで特徴づけることができる。中でも、強度が高
いことから芳香族ポリアミドが好ましい。
【0016】前記高強度樹脂の蒸着重合に使用するモノ
マー及びオリゴマーは、高強度樹脂の蒸着重合体を効率
的に形成可能なモノマーであれば、特に制限はない。例
えば、前記蒸着重合に使用されるモノマーとして、加熱
脱水するとポリイミドを与えるポリアミド酸を得るには
無水ピロメリト酸等の芳香族テトラカルボン酸二無水物
と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジ
アミン類との組み合わせ、ポリ尿素例えば芳香族ポリ尿
素を得るには4,4’‐ジアミノジフェニルメタン等の
芳香族ジアミン類と4,4’−ジフェニルメタンジイソ
シアナート等の芳香族ジイソシアナート類との組み合わ
せ、芳香族ポリアミドを得るには、パラフェニレンジア
ミン等の芳香族ジアミン類とジクロリドテレフタレート
等の芳香族ジカルボン酸二塩化物との組み合わせを挙げ
ることができる。
【0017】本発明の蒸着重合には、アミド結合、イミ
ド結合、尿素結合を形成することのできる官能基を有す
るモノマー及びオリゴマーを使用することができる。例
えばモノマー又はオリゴマーが同一分子内に同種の官能
基をもつ例として、ジアミン誘導体、例えば脂肪族ジア
ミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、及び複素環ジ
アミン、ジカルボン酸誘導体、例えば脂肪族ジカルボン
酸、脂環式ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、及び複
素環ジカルボン酸、及びこれらのカルボン酸エステル、
ジイソシアナート誘導体、例えば、脂肪族ジイソシアナ
ート脂環式ジイソシアナート、芳香族ジイソシアナー
ト、及び複素環ジイソシアナートを挙げることができ
る。また、モノマー又はオリゴマーが同一分子内に異種
の官能基をもつ例として、カルボン酸イソシアナート、
カルボン酸アミン、ヒドロキシカルボン酸を挙げること
ができる。
【0018】蒸着条件は、モノマーの種類により異なる
が、蒸着温度は、少なくともバルーン型が変形すること
のないように、バルーン型を形成する高分子のガラス転
移点よりも低い温度で行われる。蒸着膜厚も形成される
高強度樹脂の種類によっても異なるが、10μm〜50
μmの範囲であることが望ましい。10μmより小さい
場合は、耐圧強度が不足し、50μmを超える場合は、
バルーンを折り畳む時にかさ張って折り畳みにくくなる
からである。
【0019】蒸着膜は、高強度樹脂の単層膜に限られ
ず、必要に応じて多層膜とすることができる。例えば、
バルーン型に蒸着された高強度樹脂膜の上にフッ化ポリ
イミド等の生体適合性のよい膜を蒸着することもでき
る。バルーン表面に生体適合性のよい膜を形成すること
により、バルーンカテーテルの生体組織に対する適合性
が高められるとともに、低摩擦性を有するので人体への
負荷が軽減されるという利点がある。
【0020】蒸着重合によりバルーンの薄膜が形成され
た後は、バルーン型をバルーンから脱離する。バルーン
型が水溶性高分子で形成されている場合は、バルーン型
を水溶液中で溶解することにより脱離させる。水溶性高
分子の除去は、例えば、温度25〜50℃の蒸留水中に
1〜24時間、浸漬することにより行う。バルーン型が
低融点高分子で形成されている場合は、加熱炉におい
て、バルーンの薄膜が形成されたバルーン型を低融点高
分子の融点以上であって、高強度樹脂のガラス転移点よ
り低い温度にて加熱することにより、低融点高分子樹脂
を融解し、除去する。また、蒸着重合法により薄膜を形
成する材料として、ポリパラキシリレンを用いることが
できる。このパラキシリレンポリマーは、式(1)、式
(2)、式(3)、式(4)、式(5)などに示される
パラキシリレンダイマーより得ることができる。なお、
式(4)におけるMeはメチル基を示す。
【化1】
【化2】
【化3】
【化4】
【化5】
【0021】さらに、前記高分子樹脂により形成された
バルーン型の表面に高強度樹脂の薄膜をコーティングに
より形成してもよい。この場合のコーティング材とし
て、芳香族ポリアミドが好適に用いられる。こうして作
成されたバルーンは公知の方法にてバルーンカテーテル
に加工することができる。
【0022】
【実施例】実施例1 蒸着重合によるバルーンの形成 (1−1)バルーン型の作成 150℃で3時間予備乾燥させたポリビニルアルコール
−ポリエチレンオキサイド共重合体を溶融温度220
℃、射出圧力100MPa、冷却時間5秒の条件で射出
成形を行い、小径部の直径0.8mm、大径部の直径
3.0mmの図1に示すようなバルーン型を作成した。
【0023】(1−2)高強度樹脂の蒸着重合 パラフェニレンジアミンとジクロリドテレフタレートと
を原料モノマーとして用い、蒸着時間1時間、蒸着温度
常温、真空度133.322×10−5Paの蒸着条件
にて、芳香族ポリアミド20μmをバルーン型に蒸着重
合した。蒸着時に発生したHClを脱気するために、蒸
着終了後150℃で1時間、熱処理を行った。
【0024】(1−3)バルーン型の除去 表面に蒸着膜が形成されたバルーン型を50℃の蒸留水
中に24時間浸漬させることにより、ポリビニルアルコ
ール−ポリエチレンオキサイド共重合体からなるバルー
ン型を溶解し、除去して、20μmの膜厚を有するバル
ーンを形成した。
【0025】実施例2 パリレンを用いたバルーンの形
成 (2−1)バルーン型の作成 実施例1と同様に行った。
【0026】(2−2)パリレンの蒸着重合 このバルーン型の外面に、式(2)に示すパリレンCを
用いて蒸着重合を4時間行い、肉厚20μmの皮膜を形
成した。このバルーンの耐圧性は、25kg/cm
あった。蒸着重合装置として、気化装置、熱分解炉、蒸
着チャンバー、冷却トラップ、及び真空ポンプを備えた
装置を用いた。気化装置の気化条件は、200℃、13
3.322Pa、熱分解炉の熱分解条件は、680℃、
66.661Pa、蒸着チャンバーにおける蒸着条件
は、25℃、13.3322Paであった。
【0027】
【化6】
【0028】(2−3)バルーン型の除去 実施例1と同様に行った。
【0029】実施例3 コーティングによるバルーンの
形成 (3−1) バルーン型の作成 実施例1と同様に行った。
【0030】(3−2) コーティング溶液の作成 m−フェニレンジアミン(MPD)と、イソフタル酸ク
ロライド(IPC)を溶媒ジメチルアセトアミド中で重
合し、式(6)に示す芳香族ポリアミドを得、これに上
記溶媒を加え、粘度を1000cpsに調整し、コーテ
ィング溶液とした。
【化7】
【0031】(3−3) バルーンの形成 上記コーティング溶液に前記バルーン型を浸漬塗装し、
乾燥膜厚約20μmとした。尚、溶媒は初期80℃にて
除去し、その後減圧して完全に除去した。
【0032】(3−4)バルーン型の除去 実施例1と同様に行った。
【0033】(4)バルーンの加圧試験 こうして得られた実施例1〜3の医療用バルーンについ
て「CrescentDesign社」の加圧試験装置
「hydraulic burst−leak tes
ter−model 1000」を用いて以下の加圧試
験を行った。加圧試験は、バルーンの一端を密栓し、も
う一端から、10kg/cmの水圧で37℃の生理食
塩水を注入し、30秒経過ごとに段階的に1kg/cm
ずつ水圧を上昇させ、バルーンの破裂の有無を調べ
た。同じ試験を10のサンプルについて行った。
【0034】実施例1〜3のバルーンは10サンプルい
ずれも15kg/cmの水圧でも破裂しなかった。
【0035】比較例として、従来のブロー法により作成
された膜厚30μmの市販品(のバルーンについても同
様の加圧試験を行ったところ、15kg/cmの水圧
となるまでに10サンプル中5サンプルが破裂した。本
発明のバルーンは、膜厚が従来品に比べて、2/3であ
るにもかかわらず、耐圧性が高いことが示された。
【0036】
【発明の効果】本発明のバルーンの製造方法により製造
されたバルーンは、薄膜でありながら、高強度を有して
いるので、バルーンの大径部を小さく折り畳むことがで
き、さらに一旦拡張させたあとも拡張前と同じように再
度小さく折り畳むことができ、従来に比べて操作性が高
い上に、使用時に破裂する心配の少ない安全性に優れた
カテーテル用バルーンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明に関わる高分子樹脂により形
成されたバルーン型の全体構成図である。
【図2】 図2は、従来のバルーンカテーテルの全体構
成図である。
【図3】 図3は、従来のバルーンの拡張時と折り畳み
時の状態を示す図である。
【図4】 図4は、本発明に関わる高分子樹脂により形
成されたバルーン型の変形例の全体構成図である。され
たバルーン型の全体構成図である。
【符号の説明】
1 バルーン型 2 大径部 3 テーパー部 4 小径部 5 バルーン部 6 カテーテル部 7 ローティショナダプター 8 フィメールルアーコネクター 10 バルーンカテーテル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白木 兼人 東京都練馬区大泉学園町3−12−14 (72)発明者 牧野 守秀 東京都北区赤羽西3−29−5 Fターム(参考) 4C167 AA06 AA07 BB02 BB06 BB28 CC09 CC19 DD01 FF01 GG02 GG06 GG07 GG09 GG10 HH01 HH08 HH18

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子樹脂により形成されたバルーン型
    上に高強度樹脂薄膜を形成した後、前記バルーン型を除
    去することを特徴とするバルーンカテーテル用バルーン
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記高分子樹脂が水溶性高分子であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のバルーンカテーテル用
    バルーンの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記高強度樹脂薄膜が蒸着重合、又はコ
    ーティングによって形成されることを特徴とする請求項
    1又は2に記載のバルーンカテーテル用バルーンの製造
    方法。
  4. 【請求項4】 前記高分子樹脂のガラス転移点が、前記
    高強度樹脂薄膜の形成温度より高く、前記高分子樹脂
    が、前記高強度樹脂のガラス転移点より低い融点におい
    て溶解、融解、又は分解することを特徴とする請求項1
    に記載のバルーンカテーテル用バルーンの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記高強度樹脂がポリイミド、ポリアミ
    ド、芳香族ポリアミド、ポリ尿素、及びポリパラキシリ
    レン誘導体よりなる群から選択されるいずれか一つであ
    ることを特徴とする前記請求項1〜4のいずれか一項に
    記載の医療用バルーンの製造方法。
  6. 【請求項6】 バルーンが拡張した状態の形状を有する
    バルーン型上に蒸着重合することを特徴とする請求項1
    〜5のいずれか一項に記載のバルーンカテーテル用バル
    ーンの製造方法。
  7. 【請求項7】 バルーンが収縮した状態の形状を有する
    バルーン型上に蒸着重合することを特徴とする請求項1
    〜5のいずれか一項に記載のバルーンカテーテル用バル
    ーンの製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか一項に記載され
    た製造方法で製造されたバルーンを用いることを特徴と
    するバルーンカテーテル。
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