JP6152676B2 - 医療用機器および医療用機器の製造方法 - Google Patents
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図6(a)は、図4のVI−VI線で示す部分断面図であり、第一のサブチューブ40aの第二長さ領域L2aに関する横断面図である。サブチューブ40に対する補強ワイヤ32の嵌入深さは大きい。図6(b)は図4のVI−VI線で示す部分断面図であり、第二のサブチューブ40bの第一長さ領域L1bに関する横断面図である。サブチューブ40に対する補強ワイヤ32の嵌入深さは図6(a)よりも小さい。
本実施形態のカテーテル100は、補強ワイヤ32が、サブチューブ40の内径側表面に嵌入していることを特徴とする。
内層24の材料は、例えば、フッ素系の熱可塑性ポリマー材料を挙げることができる。このフッ素系の熱可塑性ポリマー材料としては、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)およびペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)を挙げることができる。内層24をこのようなフッ素系ポリマー材料で構成することにより、主管腔20を通じて薬液等を供給する際のデリバリー性が良好となる。また、主管腔20にガイドワイヤーを挿通する場合に、ガイドワイヤーの摺動抵抗が低減される。
外層50には無機フィラーを混合してもよい。無機フィラーとしては、硫酸バリウムや次炭酸ビスマスなどの造影剤を例示することができる。外層50に造影剤を混合することで、体腔内における管状本体10のX線造影性を向上することができる。
ワイヤ補強層30は補強ワイヤ32を巻回してなる。補強ワイヤ32の材料には、タングステン(W)、ステンレス鋼(SUS)、ニッケルチタン系合金、鋼、チタン、銅、チタン合金または銅合金などの金属材料のほか、内層24および第一外層52よりも剪断強度が高いポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)またはポリエチレンテレフタレート(PET)などの樹脂材料を用いることができる。本実施形態では、補強ワイヤ32としてステンレス鋼の細線を挙げる。
ワイヤ延在方向の目開き寸法=単位長さ(1インチ)/メッシュ数−ワイヤの線径 ・・・(1)
ここで、下記の数式(2)で表されるパラメータを、ワイヤ補強層30の周方向の目開き寸法W(図1を参照)と呼称する。
周方向の目開き寸法W=(単位長さ(1インチ)/メッシュ数−補強ワイヤ32の線径)×√2 ・・・(2)
ワイヤ補強層30の周方向の目開き寸法Wは、補強ワイヤ32の延在方向にみたワイヤ補強層30の目開き形状を正方形とみなした場合の対角線の長さである。
補強ワイヤ32がサブチューブ40の周面に嵌入しているとは、少なくとも以下の2つの状態を含む。
第1の状態は、図2(a)〜(c)に示すように、補強ワイヤ32の嵌入部位においてサブチューブ40が局所的に薄肉になっている、本実施形態の状態である。本実施形態のサブチューブ40は、円形の横断面形状を維持したまま、その肉厚が局所的に薄くなっている。
第2の状態は、本実施形態に代えて、サブチューブ40の横断面形状が、全周に亘って肉厚が均一なまま全体的に凹形状となっている状態である。言い換えると、第2の状態は、サブチューブ40の横断面形状が凹欠円形や凹欠楕円形(腎臓形または曲玉形)などの凹形状をなしている。この凹欠部に補強ワイヤ32が嵌合している状態も、補強ワイヤ32がサブチューブ40の周面に嵌入しているという。
補強ワイヤ32の嵌入部位の横断面における、サブチューブ40の外周の仮想表面(仮想外形)から、嵌入している補強ワイヤ32の最深部までの距離を、サブチューブ40の周面に対する保持ワイヤ70の嵌入深さとする。本実施形態における補強ワイヤ32の嵌入深さは、サブチューブ40の肉厚より小さい。
一方、図2(b)に示すように、メッシュの交点から僅かに離れた位置では、補強ワイヤ32は内層24と接するか、または僅かに浮き上がっている。保持ワイヤ70の巻張力を受けたサブチューブ40が補強ワイヤ32に押し当てられる力は、メッシュの交点近傍よりも小さくなり、補強ワイヤ32の嵌入深さは比較的小さくなる。
そして、図2(a)に示すように、メッシュの交点同士の中間位置では、補強ワイヤ32(1本を図示)は内層24の上方に離間している。このため、保持ワイヤ70の巻張力によってサブチューブ40に嵌入する補強ワイヤ32の嵌入深さはもっとも小さくなる。なお、図2(a)〜(c)においては、外層50(第一外層52)は図示省略している。
したがって、サブチューブ40とワイヤ補強層30との微妙な位置関係によっては、サブチューブ40が、メッシュの交点を結ぶように直上に配置されたり、逆にメッシュの交点に全く重ならずに配置されたりする。
すなわち、ワイヤ補強層30のメッシュの交点が管状本体10の軸心方向に一直線上に並んでいる場合、交点とサブチューブ40との微妙な位置関係に起因して、サブチューブ40に対する補強ワイヤ32の嵌入深さが大きく変化してしまう。言い換えると、主管腔20の周方向に関するサブチューブ40の配置位置に起因して、ワイヤ補強層30のアンカー性が大きくばらつくこととなる。
第二補強層80は第二補強ワイヤ82をコイル巻回またはメッシュ状に編組してなる。第二補強ワイヤ82には、ワイヤ補強層30の補強ワイヤ32として例示した上記の材料を用いることができる。第二補強ワイヤ82と補強ワイヤ32とは同種の材料でもよく、または異種の材料でもよい。本実施形態では、第二補強ワイヤ82として、補強ワイヤ32と同種の材料(ステンレス鋼)からなる細線をメッシュ状に編組したブレード層を例示する。
また、ワイヤ補強層30を構成する補強ワイヤ32の条数と、第二補強層80を構成する第二補強ワイヤ82の条数との大小も特に限定されないが、本実施形態では同数とする。図1では、ワイヤ補強層30、第二補強層80ともにそれぞれ16条のワイヤ(補強ワイヤ32、第二補強ワイヤ82)からなるブレード層を図示してある。
サブチューブ40は、外層50よりも曲げ剛性率および引張弾性率が高い材料で構成されている。
操作線60が単線の素線からなる場合は、その単線の直径を操作線60の線径という。操作線60が複数本の素線を互いに撚り合わせた撚り線である場合は、複数本の素線を包含する外接円の直径を操作線60の線径という。
保持ワイヤ70に延性の高い材料を用いることで、サブチューブ40の周囲に保持ワイヤ70をコイル巻回またはメッシュ状に編組(本実施形態ではコイル巻回)した際に、保持ワイヤ70が巻き緩むことなく塑性的に伸長変形してサブチューブ40を固定する。一方、ワイヤ補強層30は後述するように管状本体10のキンクの発生を防止する部材であるため、弾性復元力が高いバネ性の材料を用いることが好ましい。
したがって、一本のサブチューブ40に対して、保持ワイヤ70の嵌入深さが小さい第一長さ領域L1と、より大きい第二長さ領域L2と、が管状本体10の軸心方向に並んで存在していてもよい。
また、第一のサブチューブ40aに対する保持ワイヤ70の嵌入深さが小さい第一長さ領域L1aと、第二のサブチューブ40bに対する保持ワイヤ70の嵌入深さがより大きい第二長さ領域L2bと、が軸心方向における同じ位置に存在していてもよい。そして、第一のサブチューブ40aに対する保持ワイヤ70の嵌入深さが大きい第二長さ領域L2aと、第二のサブチューブ40bに対する保持ワイヤ70の嵌入深さがより小さい第一長さ領域L1bと、が軸心方向における同じ位置に存在していてもよい。
第一マーカー14の内壁面および外周表面と、サブチューブ40との径方向の位置関係は特に限定されない。操作線60を第一マーカー14の外周表面に固定する場合は、図3のように、第一マーカー14の外周表面がサブチューブ40の先端の配設位置の内部に位置するよう、第一マーカー14の外径を設定することができる。このほか、操作線60を第一マーカー14の基端側の端面に固定する場合は、当該端面がサブチューブ40の先端と径方向に重複するとよい。この場合、第一マーカー14の外周表面がサブチューブ40の先端の配設位置よりも外径側に位置してもよい。
第二マーカー16は、第二補強層80の外表面に接触しているか、またはほぼ接触するように配置されている。第二マーカー16の内径は第二補強層80の外径よりも大きい。
主管腔20の直径は400μm〜600μm(上限値および下限値を含む。以下同じ。)、内層24の厚さは5μm〜30μm、外層50の厚さは10μm〜200μmとすることができる。サブチューブ40の肉厚は、内層24よりも薄く、かつ1μm〜10μmとすることができる。ワイヤ補強層30の内径は410μm〜660μm、ワイヤ補強層30の外径は450μm〜740μm、第二補強層80の内径は560μm〜920μm、第二補強層80の外径は600μm〜940μmとすることができる。
第一マーカー14の内径は450μm〜740μm、第一マーカー14の外径は490μm〜820μm、第二マーカー16の内径は600μm〜940μm、第二マーカー16の外径は640μm〜960μmとすることができる。第一マーカー14の幅寸法(管状本体10の長手方向の寸法)は0.3mm〜2.0mm、第二マーカー16の幅寸法は0.3mm〜2.0mmとすることができる。
カテーテル100の軸心からサブチューブ40の中心までの半径(距離)は300μm〜450μm、サブチューブ40の内径(直径)は40μm〜100μm、操作線60の太さは25μm〜60μmとすることができる。
管状本体10の直径は700μm〜980μm、すなわち外径が直径1mm未満であり、腹腔動脈などの血管に挿通可能である。
次に、図8〜図11を参照して、本実施形態のカテーテル100の製造方法について説明する。図8は、主芯線22の周囲に内層24およびワイヤ補強層30を形成した内側構造体26の縦断面図である。図9は、副芯線44の周囲にサブチューブ40を形成した有芯チューブ46の側面図である。図10は、保持ワイヤ70の巻回工程を模式的に示す斜視図である。図11は、サブチューブ40の周囲に第二補強ワイヤ82を巻回した状態を示す側面図である。
内側構造体準備工程は、主芯線22と、この主芯線22の周囲に補強ワイヤ32を巻回したワイヤ補強層30と、を含む内側構造体26を準備する工程である。
サブチューブ保持工程は、樹脂製のサブチューブ40で被覆された副芯線44を主芯線22に沿ってワイヤ補強層30の外周表面に配置し、補強ワイヤ32がサブチューブ40の内径側表面に食い込むように保持ワイヤ70をサブチューブ40の表面に押圧しながらサブチューブ40とワイヤ補強層30とを保持ワイヤ70で共巻きする工程である。
本体形成工程は、共巻きされたサブチューブ40およびワイヤ補強層30ならびに保持ワイヤ70を内包するように管状本体10を形成する工程である。
副芯線抜去工程は、副芯線44を伸張および縮径させてサブチューブ40から剥離させて副管腔42を形成する工程である。
主芯線抜去工程は、主芯線22を管状本体10から抜去して主管腔20を形成する工程である。
つぎに、多条の補強ワイヤ32を内層24の外表面でメッシュ状に編組してワイヤ補強層30を形成する。
図8に示すように、補強ワイヤ32の先端部の周囲に第一マーカー14をカシメ固定したうえで、第一マーカー14の遠位側で補強ワイヤ32を切除する。
以上により内側構造体26が作成される。
ワイヤ補強層30の長手方向の少なくとも一部の長さ領域において、補強ワイヤ32を不均一なピッチ間隔で巻回することにより、サブチューブ40の配置位置に起因するワイヤ補強層30のアンカー性のばらつきを抑制することができる。
このほか、副芯線44の外径よりもサブチューブ40の内径が大径となるようにチューブ状に引き落とし成形したうえで、これ副芯線44の周囲に被覆して有芯チューブ46を作成してもよい。
この状態で内側構造体26を軸心直交方向に強制的に偏心させることで、多条の保持ワイヤ70の巻張力を変化させる。
把持具126が内側構造体26を強制的に偏心させることで、保持ワイヤ70がサブチューブ40に付与する巻張力は、この揺動周期で周期的に変化する。これにより、サブチューブ40に第一長さ領域L1および第二長さ領域L2が形成される(図4を参照)。具体的には、把持具126が内側構造体26を、一方のサブチューブ40(第一のサブチューブ40a)に向かって押しつける方向に偏心させることで、この第一のサブチューブ40aにおける保持ワイヤ70の巻点72にボビンヘッド122が付与する巻張力は増大する。これにより、第一のサブチューブ40aに保持ワイヤ70が強く押圧され、その抗力によりサブチューブ40の内径側表面には補強ワイヤ32が深く嵌入して、第二長さ領域L2aが形成される。このとき、軸心方向の同じ位置において、第二のサブチューブ40bにおける保持ワイヤ70の巻点72に他方のボビンヘッド122が付与する巻張力は小さくなる。これにより、第二のサブチューブ40bには、補強ワイヤ32の嵌入深さが小さい第一長さ領域L1bが形成される。
つぎに、把持具126が周期的に揺動して内側構造体26が第二のサブチューブ40bに向かって偏心すると、逆に第二のサブチューブ40bには補強ワイヤ32の嵌入深さが大きい第二長さ領域L2bが形成される。そして、軸心方向の同じ位置において、第一のサブチューブ40aには補強ワイヤ32の嵌入深さが小さい第一長さ領域L1aが形成される。
さらに、第二補強層80および第二マーカー16を覆うように第二外層54(図1を参照)を形成する。第二外層54は、溶融した樹脂材料を第二補強層80の表面に塗工形成するコーティング押出により形成してもよく、または予め環状や管状に形成された樹脂リングや樹脂管を構造体の周囲に装着したうえで熱賦形してもよい。
(1)主管腔の周囲に補強ワイヤを巻回してなるワイヤ補強層と、前記ワイヤ補強層の外側に配置され前記主管腔よりも小径の副管腔を画定する樹脂製のサブチューブと、前記ワイヤ補強層および前記サブチューブを内包する樹脂製の外層と、を含む長尺の管状本体と、前記副管腔の内部に移動可能に挿通され先端が前記管状本体の遠位部に接続された操作線と、前記操作線を牽引操作して前記管状本体の前記遠位部を屈曲させる操作部と、前記外層に内包され前記サブチューブと前記ワイヤ補強層とを共巻きする保持ワイヤと、を備え、前記補強ワイヤが前記サブチューブの内径側表面に嵌入していることを特徴とする医療用機器。
(2)前記ワイヤ補強層は多条の前記補強ワイヤを編組してなるブレード層であり、前記ブレード層における前記補強ワイヤの一の交点と、前記補強ワイヤに隣接する他の前記補強ワイヤに関する他の交点とが前記管状本体の周方向に僅かにずれた位置にあり、前記管状本体の軸心方向に延在する前記サブチューブの内径側表面に対して、前記一の交点が嵌入し、前記他の交点が嵌入していないことを特徴とする上記(1)に記載の医療用機器。
(3)前記サブチューブの周面に対する前記補強ワイヤの嵌入深さが所定の深さである第一長さ領域と、前記嵌入深さが前記第一長さ領域よりも深い第二長さ領域と、が前記管状本体の軸心方向に並んで存在している上記(1)または(2)に記載の医療用機器。
(4)複数本の前記サブチューブが前記主管腔の周囲に対向して配置されている上記(3)に記載の医療用機器。
(5)互いに対向する第一の前記サブチューブおよび第二の前記サブチューブに前記操作線が挿通されており、第一の前記サブチューブおよび第二の前記サブチューブが、それぞれ前記第一長さ領域と前記第二長さ領域とを有している上記(4)に記載の医療用機器。
(6)第一の前記サブチューブが有する前記第一長さ領域と、第二の前記サブチューブが有する前記第一長さ領域と、が前記軸心方向における異なる位置に存在している上記(5)に記載の医療用機器。
(7)第一の前記サブチューブが有する前記第二長さ領域と、第二の前記サブチューブが有する前記第二長さ領域と、が前記軸心方向における異なる位置に存在している上記(5)または(6)に記載の医療用機器。
(8)第一の前記サブチューブが有する前記第一長さ領域と、第二の前記サブチューブが有する前記第二長さ領域と、が前記軸心方向における同じ位置に存在し、第一の前記サブチューブが有する前記第二長さ領域と、第二の前記サブチューブが有する前記第一長さ領域と、が前記軸心方向における同じ位置に存在している上記(6)または(7)に記載の医療用機器。
(9)前記第一長さ領域と前記第二長さ領域とが前記軸心方向に複数回繰り返して存在している上記(3)から(8)のいずれか一項に記載の医療用機器。
(10)前記保持ワイヤの延性が前記補強ワイヤの延性よりも高い上記(1)から(9)のいずれか一項に記載の医療用機器。
(11)前記主管腔と連通して設けられてシリンジが装着されるハブを更に備えるカテーテルである上記(1)から(10)のいずれか一項に記載の医療用機器。
(12)主芯線と、前記主芯線の周囲に補強ワイヤを巻回したワイヤ補強層と、を含む内側構造体を準備する工程と、樹脂製のサブチューブで被覆された副芯線を前記主芯線に沿って前記ワイヤ補強層の外周表面に配置し、前記補強ワイヤが前記サブチューブの内径側表面に食い込むように保持ワイヤを前記サブチューブの表面に押圧しながら前記サブチューブと前記ワイヤ補強層とを前記保持ワイヤで共巻きする工程と、共巻きされた前記サブチューブおよび前記ワイヤ補強層ならびに前記保持ワイヤを内包するように管状本体を形成する工程と、前記副芯線を伸張および縮径させて前記サブチューブから剥離させて副管腔を形成する工程と、前記主芯線を前記管状本体から抜去して主管腔を形成する工程と、
を含む医療用機器の製造方法。
(13)共巻きする前記工程において、前記内側構造体を前記副芯線に対して径方向に相対的に偏心させながら前記保持ワイヤで共巻きすることを特徴とする上記(12)に記載の医療用機器の製造方法。
14 第一マーカー
16 第二マーカー
20 主管腔
22 主芯線
24 内層
26 内側構造体
30 ワイヤ補強層
32 補強ワイヤ
40,40a,40b サブチューブ
42 副管腔
44 副芯線
46 有芯チューブ
50 外層
52 第一外層
54 第二外層
60 操作線
70 保持ワイヤ
72 巻点
80 第二補強層
82 第二補強ワイヤ
90 操作部
92 ホイール操作部
94 本体ケース
95 凹部
96 ハブ
98 スライダ
99 突起
100 カテーテル
110 挿通治具
112 通孔
114 主通孔
120 ワインダ装置
122 ボビンヘッド
126 把持具
L1,L1a,L1b 第一長さ領域
L2,L2a,L2b 第二長さ領域
DE 遠位部
W 周方向の目開き寸法
Claims (13)
- 主管腔の周囲に補強ワイヤを巻回してなるワイヤ補強層と、前記ワイヤ補強層の外側に配置され前記主管腔よりも小径の副管腔を画定する樹脂製のサブチューブと、前記ワイヤ補強層および前記サブチューブを内包する樹脂製の外層と、を含む長尺の管状本体と、
前記副管腔の内部に移動可能に挿通され先端が前記管状本体の遠位部に接続された操作線と、
前記操作線を牽引操作して前記管状本体の前記遠位部を屈曲させる操作部と、
前記外層に内包され前記サブチューブと前記ワイヤ補強層とを共巻きする保持ワイヤと、を備え、
前記補強ワイヤが前記サブチューブの内径側表面に嵌入していて、
前記補強ワイヤが金属製である
ことを特徴とする医療用機器。 - 前記ワイヤ補強層は多条の前記補強ワイヤを編組してなるブレード層であり、
前記ブレード層における前記補強ワイヤの一の交点と、前記補強ワイヤに隣接する他の前記補強ワイヤに関する他の交点とが前記管状本体の周方向に僅かにずれた位置にあり、
前記管状本体の軸心方向に延在する前記サブチューブの内径側表面に対して、前記一の交点が嵌入し、前記他の交点が嵌入していないことを特徴とする請求項1に記載の医療用機器。 - 前記サブチューブの周面に対する前記補強ワイヤの嵌入深さが所定の深さである第一長さ領域と、前記嵌入深さが前記第一長さ領域よりも深い第二長さ領域と、が前記管状本体の軸心方向に並んで存在している請求項1または2に記載の医療用機器。
- 複数本の前記サブチューブが前記主管腔の周囲に対向して配置されている請求項3に記載の医療用機器。
- 互いに対向する第一の前記サブチューブおよび第二の前記サブチューブに前記操作線が挿通されており、第一の前記サブチューブおよび第二の前記サブチューブが、それぞれ前記第一長さ領域と前記第二長さ領域とを有している請求項4に記載の医療用機器。
- 第一の前記サブチューブが有する前記第一長さ領域と、第二の前記サブチューブが有する前記第一長さ領域と、が前記軸心方向における異なる位置に存在している請求項5に記載の医療用機器。
- 第一の前記サブチューブが有する前記第二長さ領域と、第二の前記サブチューブが有する前記第二長さ領域と、が前記軸心方向における異なる位置に存在している請求項5または6に記載の医療用機器。
- 第一の前記サブチューブが有する前記第一長さ領域と、第二の前記サブチューブが有する前記第二長さ領域と、が前記軸心方向における同じ位置に存在し、
第一の前記サブチューブが有する前記第二長さ領域と、第二の前記サブチューブが有する前記第一長さ領域と、が前記軸心方向における同じ位置に存在している請求項6または7に記載の医療用機器。 - 前記第一長さ領域と前記第二長さ領域とが前記軸心方向に複数回繰り返して存在している請求項3から8のいずれか一項に記載の医療用機器。
- 前記保持ワイヤの延性が前記補強ワイヤの延性よりも高い請求項1から9のいずれか一項に記載の医療用機器。
- 前記主管腔と連通して設けられてシリンジが装着されるハブを更に備えるカテーテルである請求項1から10のいずれか一項に記載の医療用機器。
- 主芯線と、前記主芯線の周囲に金属製の補強ワイヤを巻回したワイヤ補強層と、を含む内側構造体を準備する工程と、
樹脂製のサブチューブで被覆された副芯線を前記主芯線に沿って前記ワイヤ補強層の外周表面に配置し、前記補強ワイヤが前記サブチューブの内径側表面に食い込むように保持ワイヤを前記サブチューブの表面に押圧しながら前記サブチューブと前記ワイヤ補強層とを前記保持ワイヤで共巻きする工程と、
共巻きされた前記サブチューブおよび前記ワイヤ補強層ならびに前記保持ワイヤを内包するように管状本体を形成する工程と、
前記副芯線を伸張および縮径させて前記サブチューブから剥離させて副管腔を形成する工程と、
前記主芯線を前記管状本体から抜去して主管腔を形成する工程と、
を含む医療用機器の製造方法。 - 共巻きする前記工程において、前記内側構造体を前記副芯線に対して径方向に相対的に偏心させながら前記保持ワイヤで共巻きすることを特徴とする請求項12に記載の医療用機器の製造方法。
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