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JP5757532B2 - カテーテル - Google Patents

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Description

本発明は、血管等に挿入されるカテーテルに関する。
血管、消化管、尿管等の管状器官や体内組織に挿入され、使用されるカテーテルは、樹脂からなる内層(基材チューブ)と、内層の外周に形成された樹脂からなる外層と、内層と外層との間に編組体(補強層)からなる構造を有する。この編組体は、カテーテルに要求される性能(押し込み性能、トルク伝達性能、耐圧性能など)の観点から、銅線やステンレスの金属からなる素線を編組することで形成されている(例えば、下記特許文献1参照)。
このような編組体をカテーテルの先端部まで設けた場合、カテーテルの先端部に柔軟性を与えることができないため、編組体の一部を切断することでカテーテルの先端部に柔軟性を与えたものがある(例えば、下記特許文献2参照)。また、カテーテルの先端部に設けられた樹脂からなる先端チップとカテーテル先端部の接着性を向上させるために、カテーテルの先端部に傾斜面を持たせるようにカテーテルの先端部の一部を切断することで、先端チップとカテーテルの先端部との接着面積を増加させたものがある(例えば、下記特許文献3参照)。
しかしながら、上記の構成では、カテーテルの先端部で編組体の一部を完全に切断するため、本来有していた押し込み性能やトルク伝達性能を下げてしまうという問題や、カテーテルの先端部を傾斜に切断しても編組体が存在するために、先端チップは主に外層と接着するに過ぎず、先端チップの引っ張り強度があまり向上しないという問題がある。
また、図7に示したように、従来の編組体の先端部は、レーザ等で切断されるため、カテーテルの周方向に細かな凹凸形状を有する。編組体の先端部に形成された凸部の数が多いために、カテーテルを押し込んだ際に、編組体の先端部が先端チップを突き破るという問題がある。特に、患者の治療による負担低減のためにダウンサイズが要求されるカテーテルでは、先端チップの肉厚や長さを小さくすることが必要となり、この問題は顕著となる。
特開2001−87389号公報 特開2011−72562号公報 米国特許第5509910号公報
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、先端チップの肉厚や長さを小さくした場合においても、編組体の先端部が先端チップを突き破ることなく、かつ、押し込み性能やトルク伝達性能が良く、かつ、先端チップの引っ張り強度が高いカテーテルを提供することを課題とする。
上記課題は、以下に列挙される手段により解決がなされる。
<1>樹脂からなる内層と、前記内層の外周に設けられ、第一素線と第二素線からなる編組体と、前記編組体の外周に設けられた樹脂からなる外層と、前記内層と前記編組体と前記外層との先端に設けられた樹脂からなる先端チップと、からなるカテーテルにおいて、前記編組体の先端部には、前記第一素線の素線幅と前記第一素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第一の一辺及び前記第二素線の素線幅と前記第二素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第一の他辺を有した凹部領域が設けられ、前記先端チップは、前記凹部領域で前記内層の外周面に接着していることを特徴としたカテーテル。
<2>前記編組体の先端部には、前記第一素線の素線幅と前記第一素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第二の一辺及び前記第二素線の素線幅と前記第二素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第二の他辺を有した凸部領域が設けられ、前記第一の一辺と前記第二の一辺とは、前記第一素線によって構成され、前記第一の他辺と前記第二の他辺とは、前記第二素線によって構成されたことを特徴とした態様1に記載のカテーテル。
<3>前記凹部領域と前記凸部領域は、前記編組体の周方向に複数設けられており、前記凹部領域の大きさは、前記凸部領域の大きさと同じであることを特徴とした態様1又は態様2に記載のカテーテル。
<4>前記凸部領域において、前記第一素線と前記第二素線が互いに交わる交点で接合されていることを特徴とした態様1乃至態様3のいずれかに記載のカテーテル。
<1>本発明の態様1のカテーテルは、編組体の先端部に第一素線の素線幅と第一素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第一の一辺及び第二素線の素線幅と第二素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第一の他辺を有した凹部領域が形成されている。樹脂からなる先端チップは凹部領域で内層の外周面に接着しているため、接着面積が飛躍的に向上して、先端チップの引っ張り強度が向上する。また、第一の一辺及び第一の他辺が、それぞれ第一/第二素線の素線幅と第一/第二素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きいため、従来に比べて、編組体の先端部における凸部の数を減らすことができ、カテーテルを押し込んだ際に、編組体の先端部が先端チップを突き破るという問題を低減することができる。そのため、先端チップの肉厚や長さを小さくすることができ、先端チップのダウンサイズ化が可能となる。
<2>本発明の態様2のカテーテルは、編組体の先端部に第一素線の素線幅と第一素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第二の一辺と及び第二素線の素線幅と第二素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第二の他辺を有した凸部領域が形成されている。凹部領域の第一の一辺及び凸部領域の第二の一辺は、ともに第一素線によって形成され、凹部領域の第一の他辺及び凸部領域の第二の他辺は、ともに第二素線によって形成されている。そのため、凹部領域に第一素線及び第二素線が存在しないため、先端チップと内層との接着面積を増加させることができる。
<3>本発明の態様3のカテーテルは、凹部領域と凸部領域が編組体の周方向に複数設けられており、それぞれの凹部領域と凸部領域の大きさが同じになっているため、周方向における編組体の先端部の強度分布(強度差)を均一にすることができ、安定した筒状の編組体が構成できる。これにより、編組体の先端部における金属量をより減らすことができ、カテーテルの先端部をより柔軟にすることができる。
また、周方向に凹部領域で先端チップと内層が接着しているため、カテーテルの先端部が蛇行する血管の内部で屈曲した際に、先端チップがカテーテルの先端部から外れてしまうという問題を低減することができる。特に、先端チップの引っ張り強度が高いため、治療後にカテーテルを体内から取り除く際に、先端チップがカテーテルの先端部から外れてしまうという問題を低減することができる。
<4>本発明の態様4のカテーテルは、凸部領域で第一素線と第二素線が互いに接合しているので、切断による編組体の先端部の広がりを防止でき、かつ、編組体がバラバラにならないので先端チップと内層との接着面積を増やすことができる。また、凸部領域で第一素線と第二素線を接合することで、より先端まで編組体の解れがないため、カテーテルの押し込み性能やトルク伝達性能を向上することができる。
図1は、本実施の形態のカテーテルの全体図である。 図2は、カテーテルの先端部を拡大した図である。但し、説明上、先端チップを除去している。 図3(a)は、切断前における編組体の先端部の平面図である。図3(b)は、切断後における編組体の先端部の平面図である。 図4は、カテーテルの先端部及び先端チップの断面図である。 図5(a)(b)は、切断後における編組体の先端部の他の実施の形態を示した平面図である。 図6(a)(b)は、図3(a)(b)と異なる切断面において、編組体の先端部を切断した他の実施の形態を示した平面図である。 図7は、従来の編組体の先端部の平面図である。
図1〜7を参照しつつ、本実施の形態のカテーテル1を用いた場合を例として説明する。図1、図2、図4において、図示左側が体内に挿入される先端側(遠位側)、右側が医師等の手技者によって操作される後端側(近位側、基端側)である。尚、各図において、以下に示される編組体26の第一素線26a、第二素線26bなど他の部分に比べて小さな部材は、理解を容易にするために、他の部材の寸法との関係でやや誇張して図示されている。
図1に示されるカテーテル1は、全長が約1200mmの管状の医療用機器である。カテーテル1は、主に、可撓性を有するカテーテル本体10と、このカテーテル本体10の先端部11に接着された先端チップ12と、カテーテル本体10の後端部に固定されたコネクタ14とからなる。
カテーテル本体10は、図2の拡大図及び図4の断面図に示す様に、半径方向に内側から順に内層24、補強部材としての編組体26、及び外層28からなる。
内層24は、樹脂から形成され、内部にガイドワイヤや他のカテーテルを挿入するためのルーメン18を構成する。内層24を形成する樹脂材料は、特に限定されるものではないが、本実施の形態では、PTFE(ポリテトラフルオロチレン)が用いられる。
内層24の外周には補強部材としての編組体26が形成されている。編組体26は、図2、3、6に示す様に第一素線26a及び第二素線26bが網目状(メッシュ状)に編み込まれたものである。本実施の形態の場合、8本の第一素線26a及び8本の第二素線26bの合計16本(8本×8本)の素線が交互に編み込まれている。即ち、一方向には第一素線26aが巻回されており、他方向には第二素線26bが巻回されている。
尚、編組体の素線の組み合わせは、このように8本×8本に限られるものではなく、例えば、4本×4本、2本×2本の様な対称の組み合わせだけでなく、4本×8本、2本×4本等の非対称の組み合わせも採用し得る。また、第一素線26aの素線幅と第二素線26bの素線幅は、同じであってもよいし、一方の素線26aを他方の素線26bよりも大きくしてもよい。さらに、図3(a)(b)では、第一素線26a及び第二素線26bの編み込みは、2本毎に(1本おきに)交互に編み込む方法で形成されているが、これに限定されず、1本ずつ交互に編み込む方法で形成してもよい。
第一素線26a及び第二素線26bの材料は、同じ材料であってもよいし、異なる材料を用いてよい。本実施の形態では、タングステンからなる第一素線26aとステンレス鋼(SUS316)からなる第二素線26bを用いたが、金属以外の材料(例えば、強化プラスチック)を用いてもよい。また、第一素線26a及び第二素線26bの断面形状は、本実施の形態の場合、円形でも平形でもよい。
編組体26の外周には樹脂からなる外層28が形成され、内層24及び編組体26を被覆する。外層28を形成する樹脂材料は、特に限定されるものではなく、ポリアミド、ポリアミドエラストマ、ポリエステル、ポリウレタン等が用いられる。
図4の断面図に示されるように、カテーテル本体10の先端開口部15から先端チップ12の長さLを除いた部分が、外層28によって被覆されている。外層28は、カテーテル10の後端側から先端側に向けて柔軟になるように、硬度の異なる樹脂材料を用いた構成となっている。図4の断面図では、編組体26が樹脂からなる中間層29と樹脂からなる外層28により被覆されているが、この構造に限定されない。中間層29を用いずにカテーテル本体10を形成することで、カテーテル1の外径がダウンサイズ化することができる。尚、中間層29は、内層24や外層28を形成する樹脂材料と同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。
尚、図4の断面図では、カテーテル本体10の先端部11では、軸方向で同一の内径を有した形状になっているが、この形状に限定されるものでなく、カテーテル本体10の後端に向けてテーパー状に大径化させることで、カテーテル本体10の先端部11だけを小径化した形状でもよい。
カテーテル本体10の先端には、樹脂からなる先端チップ12が取り付けられている。先端チップ12は、先端開口部15を有する円筒状の部材である。この先端チップ12を形成する樹脂は、特に限定されないが、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマ等からなる。また、先端チップ12には、放射線不透過性の粉末を含有させてもよい。例えば、先端チップ12が約65w%〜約90w%の範囲で放射線不透過性の粉末(例えば、タングステン粉末)を含有することで、冠動脈造影時に医師等の手技者がカテーテルの位置を正確に把握することができる。
次に、編組体26の先端部27について説明する。
図3(a)及び図3(b)に示したように、第一素線26aの素線幅はX1であり、隣接する第一素線間の距離はX2である。一方、第二素線26bの素線幅はY1であり、隣接する第二素線間の距離はY2である。第一素線26a及び第二素線26bを編み込む際、隣接する素線間の距離が場所によって異なることもありうるが、第一素線26aはX2の等間隔で、第二素線26bはY2の等間隔で、各素線が編み込まれていることが好ましい。尚、第一素線26aと同様に、第二素線26bの素線幅をX1に、第二素線26bの隣接する素線間の距離をX2としてもよい。つまり、第一素線26a及び第二素線26bの素線幅や隣接する素線間の距離は、適宜変更することができる。
編組体26の先端部27には、第一素線26aの素線幅X1と第一素線26aの隣接する素線間の距離X2よりも大きい一辺101と、第二素線26bの素線幅Y1と第二素線26bの隣接する素線間の距離Y2よりも大きい他辺102で囲まれた凹部領域100が形成されている。本実施の形態では、一辺101の長さは、(X1+X2)×2となり、他辺102の長さは、(Y1+Y2)×2となる。
凹部領域100の両側には、第一素線26aの素線幅X1と第一素線26aの隣接する素線間の距離X2よりも大きい一辺111と、第二素線26bの素線幅Y1と第二素線26bの隣接する素線間の距離Y2よりも大きい他辺112で囲まれた凸部領域110が形成されている。本実施の形態では、凹部領域100と同様に、一辺111の長さは、(X1+X2)×2となり、他辺112の長さは、(Y1+Y2)×2となる。
図7に示したように、従来の編組体260では細かな凹凸形状からなる先端部270となる。この編組体260の先端部270にも凹部領域200と凸部領域210が形成されている。凹部領域200の一辺201の長さはX1+X2となり、他辺202の長さはY1+Y2となる。同様に、凸部領域210の一辺211の長さはX1+X2となり、他辺212の長さはY1+Y2となる。
従来の編組体260の凹部領域200の面積は、(X1+X2)×(Y1+Y2)/2となる。一方、本実施の形態の凹部領域100の面積は、{(X1+X2)×2}×{(Y1+Y2)×2}/2となる。そのため、従来に比べて、先端チップ12が内層24と接着する面積を4倍とすることができる。このように、素線の素線幅と素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい一辺101及び他辺102を有する凹部領域100を形成することで、先端チップ12と内層24との接着面積を増加させることができる。これにより、先端チップ12の抜け防止につながる。
また、編組体26の凹部領域100において、第一素線26a及び第二素線26bの一部が除去されているために、編組体26の先端部27に柔軟性を与えることができる。
また、図3(b)に示したように、編組体26の先端部27では、周方向の長さZに第一素線26aと第二素線26bからなる凸部30が2個形成されている。一方、図7に示したように、従来の編組体260の先端部270では、周方向の長さZに第一素線26aと第二素線26bからなる凸部31が4個形成されている。このように、素線の素線幅と素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第二の一辺111及び第二の他辺112を有する凸部領域110を形成することで、先端部27における凸部30の数を減らすことができる。これにより、蛇行する血管によってカテーテル本体10の先端部11が湾曲している状態で、医師等の手技者がカテーテル1を押し込んだ際に、編組体26の先端部27が先端チップ12を突き破るという危険性が減少する。
このように、先端チップ12と内層24との接着面積が増加したことと、編組体26の先端部27における凸部30の数が減少したことで、先端チップ12の軸方向の長さを短くすることができるし、先端チップ12の肉厚を薄くすることもできる。
尚、編組体26の先端部27に形成される凹部領域100及び凸部領域110の大きさや形状は、図3(b)に示すものに限定されない。例えば、図5(a)に示したように、凹部領域300の大きさと凸部領域310の大きさを異なるようにしてもよい。また、図5(b)に示したように、凹部領域400と凸部領域410の形状を四角形状にしてもよい。
尚、凹部領域100と同様、凹部領域300の一辺301及び凹部領域400の一辺401の長さは、それぞれ第一素線26aの素線幅X1と第一素線26aの隣接する素線間の距離X2との合計よりも長くなっており、凹部領域300の他辺302及び凹部領域400の他辺402の長さは、それぞれ第二素線26bの素線幅Y1と第二素線26bの隣接する素線間の距離Y2との合計よりも長くなっている。また、凸部領域110と同様、凸部領域310の一辺311及び凸部領域410の一辺411の長さは、それぞれ第一素線26aの素線幅X1と第一素線26aの隣接する素線間の距離X2との合計よりも長くなっており、凸部領域310の他辺312及び凸部領域410の他辺412の長さは、それぞれ第二素線26bの素線幅Y1と第二素線26bの隣接する素線間の距離Y2との合計よりも長くなっている。
図3(b)では、凹部領域100の一辺101及び凸部領域110の一辺111は、ともに第二素線26bによって形成されている。凹部領域100の他辺102及び凸部領域110の他辺112は、ともに第一素線26aによって形成されている。このように、凹部領域100に第一素線26a及び第二素線26bが存在しないため、先端チップ12と内層24との接着面積を増加させることができる。
しかしながら、編組体26の先端部27は、図3(b)の形状に限定されない。図6に示したように、凹部領域1000に第一素線26a及び第二素線26bの先端がはみ出した形状にしてもよい。図6では、図3(b)に比べて、第一素線26aの先端1001及び第二素線26bの先端1002が凹部領域1000に存在するため、先端チップ12と内層24との接着面積は減少するものの、図3(b)同様、編組体26の先端部27における凸部30の数を減らすことができる。そのため、先端チップ12のダウンサイズ化が可能となる。また、後述するように、凹部領域100及び凸部領域110は、編組体26の先端部27にある不要な第一素線26a及び第二素線26bにレーザ光を照射して形成されるので、図3(b)の形状を作製するためには第一素線26a及び第二素線26bに照射するレーザ光の照射条件(例えば、強度や位置など)を最適化する必要がある。それに比べ、図6では、凹部領域1000及び凸部領域1100を形成する際にレーザ光の照射条件を調整する必要がないので、編組体26の先端部27を容易に作製することができる。
また、図2及び図3(b)に示したように、本実施の形態では、凹部領域100と凸部領域110が編組体26の周方向に複数設けられており、それぞれの凹部領域100と凸部領域110の大きさが同じになっている。このため、周方向における編組体26の先端部27の強度分布(強度差)を均一にすることができ、安定した筒状の編組体26を構成できる。
さらに、周方向に凹部領域100で先端チップ12と内層24が均一に接着しているため、カテーテル本体10の先端部11が蛇行する血管の内部で屈曲した際に、先端チップ12がカテーテル本体10の先端部11から外れてしまうという問題が低減される。特に、本実施の形態では、先端チップ12の引っ張り強度が高いため、医師等の手技者が治療後にカテーテル1を体内から取り除く際に、先端チップ12がカテーテル本体10の先端部11から外れてしまうという問題を低減することができる。
次に、編組体26の先端部27を作製する方法を説明する。尚、図3(a)(b)に基づいて説明を行うが、他の実施の形態である図5(a)(b)及び図6(b)で示した編組体26の先端部27を作製する方法も同じであるため、図5(a)(b)及び図6(b)の説明は省略する。
まず、芯金上に内層24及び編組体26を形成する。この状態で、編組体26を構成する第一素線26a及び第二素線26bの交点又はその付近にレーザ光を照射することで、第一素線26a及び第二素線26bを交点又はその付近(図3(a)●で示した場所)で接合する。その後、接合された第一素線26a及び第二素線26bに沿って再度レーザ光を照射することで、不要な第一素線26a及び第二素線26bを切断することができる。これにより、編組体26の先端部27に凹部領域100及び凸部領域110を形成することができる。
尚、第一素線26a及び第二素線26bを接合した後に切断を行ったが、これに限定されない。レーザ光の照射条件を調整することで、接合と切断を同時に行ってもよい。逆に、予め切断する切断位置を設定しておくことで、先に第一素線26a及び第二素線26bを切断した後に、第一素線26a及び第二素線26bの交点又はその付近にレーザ光を照射して両者を接合させてもよい。
この時に用いるレーザ光は特に限定されない。本実施の形態では、YAGパルスレーザ光を用いた。
次に、編組体26の外周に外層28となる樹脂からなるチューブを被せて、所定の温度に加熱することで溶着する。外層28は、編組体26の先端部27を除いた部分に溶着されている。そのため、凹部領域100と凸部領域110には外層28は形成されていない。
次に、編組体26の先端部27に、先端チップ12となる樹脂からなるチューブを被せて、所定の温度に加熱することで溶着する。これにより、先端チップ12は外層28の側面及び編組体26の先端部27に設けられた凹部領域100で内層24の上面と接着される。
その後、芯金を抜き取ることで、カテーテル本体10の先端部11及び先端チップ12を有したカテーテルを作製することができる。
尚、凹部領域100及び凸部領域110を形成した後に外層28を溶着したが、これに限定されない。まず内層24、編組体26、外層28を形成し、次に、編組体26の先端部27に位置する外層28をブラシ研磨等で除去して、その後、露出された編組体26の先端部27にレーザ光を照射することで凹部領域100及び凸部領域110を形成し、最後に先端チップ12を溶着してもよい。
以上で述べたように、本実施の形態では、編組体26の先端部27には、第一素線26aの素線幅X1と第一素線26aの隣接する素線間の距離X2よりも大きい一辺101と、第二素線26bの素線幅Y1と第二素線26bの隣接する素線間の距離Y2よりも大きい他辺102で囲まれた凹部領域100が形成されている。また、編組体26の先端部27には、第一素線26aの素線幅X1と第一素線26aの隣接する素線間の距離X2よりも大きい一辺111と、第二素線26bの素線幅Y1と第二素線26bの隣接する素線間の距離Y2よりも大きい他辺112で囲まれた凸部領域110が形成されている。そのため、先端チップ12と内層24とが接着する面積が増加し、かつ、凸部30の数も減る。これにより、先端チップ12の軸方向の長さを短くすること及び先端チップ12の肉厚を薄くすることができ、先端チップ12のダウンサイズ化が可能となる。
1 カテーテル
10 カテーテル本体
12 先端チップ
14 コネクタ
15 先端開口部
18 ルーメン
24 内層
26、260 編組体
26a、26b 素線
27、270 編組体の先端部
28 外層
29 中間層
30、31 凸部
100、300、400、1000 凹部領域
110、310、410、1100 凸部領域
101、301、311、401、411 一辺
102、302、312、402、412 他辺

Claims (4)

  1. 樹脂からなる内層と、
    前記内層の外周に設けられ、第一素線と第二素線からなる編組体と、
    前記編組体の外周に設けられた樹脂からなる外層と、
    前記内層と前記編組体と前記外層との先端に設けられた樹脂からなる先端チップと、からなるカテーテルにおいて、
    前記編組体の先端部には、前記第一素線の素線幅と前記第一素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第一の一辺及び前記第二素線の素線幅と前記第二素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第一の他辺を有した凹部領域が設けられ、
    前記先端チップは、前記凹部領域で前記内層の外周面に接着していることを特徴としたカテーテル。
  2. 前記編組体の先端部には、前記第一素線の素線幅と前記第一素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第二の一辺及び前記第二素線の素線幅と前記第二素線の隣接する素線間の距離との合計よりも大きい第二の他辺を有した凸部領域が設けられ、
    前記第一の一辺と前記第二の一辺とは、前記第一素線によって構成され、
    前記第一の他辺と前記第二の他辺とは、前記第二素線によって構成されたことを特徴とした請求項1に記載のカテーテル。
  3. 前記凹部領域と前記凸部領域は、前記編組体の周方向に複数設けられており、
    前記凹部領域の大きさは、前記凸部領域の大きさと同じであることを特徴とした請求項1又は請求項2に記載のカテーテル。
  4. 前記凸部領域において、前記第一素線と前記第二素線が互いに交わる交点で接合されていることを特徴とした請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のカテーテル。
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