JP2001104487A - 薬剤注入カテーテル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 心筋梗塞や狭心症などの冠動脈の虚血性心疾
患、即ち冠動脈閉塞の治療に関して、閉塞した病変部近
傍の心筋に新たな血管の新生を促すような治療方法、例
えばｂＦＧＦ（塩基性線維芽細胞成長因子）やＶＥＧＦ
（血管内皮細胞増殖因子）、ＨＧＦ（肝細胞増殖因子）
などの遺伝子を導入し、閉塞した病変部の血管近傍に側
副血行路を生成させるような治療に用いられる有効なデ
バイスは現在存在しない状況である。 【解決手段】 カテーテルを構成するシャフトが内管と
外管の２重管からなり、内管が外管に対して摺動する機
能を有すると共に、内管の最先端部に注射針を有し、カ
テーテル手元端に内管を所定長さ外管に対して先端側に
押し進める機構を有することを特長とする薬剤注入カテ
ーテルを用いることにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、経皮的経管的に体
内に導入され、体内の局所部分に対して薬剤を注入する
カテーテルに係わり、さらに詳細には心筋梗塞や狭心症
などの冠動脈の虚血性心疾患、即ち冠動脈の閉塞を治療
することを目的とし、心臓の心室内部から心筋に対して
治療用の遺伝子を含む薬剤を注入するカテーテルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、心筋梗塞や狭心症の原因となる冠
動脈の閉塞に対しては、経皮的経管的に導入されたカテ
ーテルを用いて冠動脈の狭窄部を拡張して治療されるこ
とが一般的である。この様な治療は、経皮的経管的冠動
脈形成術（ＰＴＣＡ：Percutaneous Transluminal Coro
nary Angioplasty）と言われている。そして、冠動脈の
狭窄部を拡張するためのカテーテルとして、先端にバル
ーンが付与されたＰＴＣＡバルーンカテーテルが用いら
れている。さらに、拡張した狭窄部の状態を保持するた
めのステント（血管内膜剥離などが生じた場合の緊急処
置として血流量を確保するため、もしくは、再度の狭窄
発生を防止するために、狭窄部を拡張した後に留置する
金属製のメッシュやコイル）なども近年多く用いられる
ようになってきた。

【０００３】しかしながら、ＰＴＣＡバルーンカテーテ
ルで拡張した狭窄部が再び閉塞してしまう場合も多く、
ステントを用いた場合でも２割〜３割の再狭窄を生じて
しまうのが現状である。特に小血管を対象としたステン
トの留置に関しては再狭窄が生じる率が高く、有効な治
療手段が無いのが現状である。現在、ＰＴＣＡとして
は、小径の血管に対する治療と、ステント内で生じた再
狭窄の治療をどのようにするべきか検討されているとこ
ろである。

【０００４】また、ＰＴＣＡを行っても慢性的に再狭窄
を繰り返すような病変や、もともとＰＴＣＡが困難な難
易度の高い慢性完全閉塞病変に対しては、外科による手
術での治療が一般的になっている。しかし、外科的な手
術は開胸を伴うことが大半で患者にとっての体力的な負
担が大きく、患者が高齢者の場合は大きな危険を伴って
しまう。

【０００５】これらの小径血管の病変に対する治療、ス
テント内狭窄に対する治療、慢性的に再狭窄を繰り返す
病変に対する治療、ＰＴＣＡが困難な慢性完全閉塞病変
に対する治療方法として、現在、放射線による治療や遺
伝子を用いた治療が期待されている。

【０００６】放射線による治療は、経皮的経管的に導入
されたカテーテルを用いて、その内腔を通してβ線源や
γ線源を病変部までデリバリーし、病変部に対して放射
線を照射して血管内皮細胞の増殖を抑制しようとするも
のである。放射線治療に関してはその効果が調べられて
いるところであり、また放射線源の取り扱いや病変部ま
でのデリバリーの仕方などについて検討されている状況
である。

【０００７】一方、遺伝子を用いた治療方法は、閉塞し
た病変部近傍の心筋に新たな血管の新生を促すような遺
伝子を導入することにより、閉塞した病変部の血管近傍
に側副血行路を生成させるような方法が検討されてい
る。血管の新生を促す遺伝子としては、ｂＦＧＦ（塩基
性線維芽細胞成長因子）やＶＥＧＦ（血管内皮細胞増殖
因子）、ＨＧＦ（肝細胞増殖因子）などが用いられて検
討されている。

【０００８】これらの内、放射線治療用のカテーテルに
ついては種々の検討がなされ、治験ができるような状況
になっているが、患者や術者の放射線による被曝を低減
するために、放射線治療を行うための装置は複雑で大が
かりなものになっている。これに対して、遺伝子治療は
比較的簡単なデバイスで治療できるが、現時点で有効な
デバイスは存在しない状況である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、これらの状況
を鑑み本発明が解決しようとするところは、複雑な装置
を用いることなく、さらに患者の体力的な負担を軽減す
るために、外科的な治療を行わずに経皮的経管的に病変
部の治療が出来る遺伝子治療を対象とし、病変部近傍に
新生血管を促すような遺伝子を含む薬剤を局所的に注入
することが出来る薬剤注入カテーテルを提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく、
本発明にかかるカテーテルは、カテーテルを構成するシ
ャフトが内管と外管の２重構造からなり、内管が外管に
対して摺動する機能を有すると共に、内管の最先端部に
注射針を有し、カテーテル手元に内管を所定長さ外管に
対して先端側に押し進める機能を有することを特徴とす
るものである。

【００１１】本発明は大きく分類すると、内管、外管、
注射針、ハブ部分から構成される。内管と外管は２重管
構造であり、内管が外管に対して摺動する機能を有す
る。前記内管の最先端部分には注射針を有しており、前
記注射針は前記外管内の先端部付近に収納でき、前記摺
動機能により、前記注射針を前記外管内に収納した状態
から、飛出した状態にすることが可能である。前記摺動
機能は外管の手元端に固定されたハブの内部に、内管が
接続されたピストン部分を設け、ハブに対してピストン
部分を操作することで可能としている。前記内管により
構成されるルーメン（以下、薬剤注入ルーメンと記載す
る）はハブ中のピストン部分に連通しており、術者が手
元から薬剤を注入することができる。また、前記内管と
前記外管との間に形成されるルーメン（以下、フラッシ
ングルーメン）をハブに連通させることもできる。この
場合、術者は手元から前記フラッシングルーメンにヘパ
リン等の血栓防止剤を注入することが可能であり、前記
内管と前記外管の間に生成しやすい血栓を防止すること
ができる。たとえ先端部分の内管と外管の間に血栓が生
成した場合でも、一旦カテーテルを体外に取り出して、
再度フラッシングすることで、カテーテル先端部分に生
じた血栓を除去することができる。

【００１２】本発明にかかるカテーテルは、前記カテー
テル先端に設けられた注射針を病変部位である体内の局
所的な部分に経皮的経管的に配置することから、屈曲し
た血管内を進む際、血管壁や心室壁などの体内組織を傷
つけないよう安全にデリバリーするためのある程度の柔
軟性と、屈曲した血管や急激に角度が変化する血管内を
進む際に生じる抵抗に反して病変部位へ進めるために、
手元の力を先端へ伝えるためのある程度の弾性が必要で
ある。さらに、カテーテル先端側は屈曲した血管を通っ
て心室内より病変部近傍へ配置されるため、手元側より
も柔軟性が要求され、逆に手元側は先端側へ十分な力を
伝達できる剛性が必要である。従って、本発明にかかる
カテーテルの内管および外管は、先端側に対して手元側
が高弾性の材料からなることが好ましく、さらに、前記
内管と前記外管の長手方向の少なくとも３０％以上の長
さにわたって手元側の曲げ弾性率１．２ＧＰａ以上の高
弾性材料からなることが好ましく、さらに好ましくは、
前記内管と前記外管の長手方向の少なくとも５０％以上
長さにわたって手元側の曲げ弾性率３．０ＧＰａ以上の
高弾性材料からなる。

【００１３】前記内管と前記外管の長手方向の弾性が変
化する箇所は、内管と外管で長手方向に同一箇所でもよ
く、長手方向に異なる箇所でもよい。なお、遺伝子を含
む薬剤を注入する際は、カテーテルを心室壁の心筋に押
しつけて穿針を行うが、カテーテルの弾性が低いと、目
的とする病変部近傍に遺伝子を含む薬剤を注入する際に
安定的に注入できず、注入時に針が心筋より外れてしま
うことがある。この点からもシャフトの少なくとも３０
％以上の曲げ弾性率は１．２ＧＰａ以上の高弾性材料で
あることが求められる。

【００１４】前記内管および前記外管は、例えば、ポリ
イミド、超弾性金属、ステンレス等の高弾性の材料で作
製することが可能であるが、本発明を実現する材料は、
上記材料に限定されるものではなく、所望の弾性を有す
るプラスチック、金属材料等の材料を用いることも可能
であり、またそれらの組み合わせによって形成されるチ
ューブを用いることも可能である。組み合わせによって
形成されるチューブの例としては、金属の編み組線を樹
脂の中に埋め込んだものや、金属からなるコイルを樹脂
中に埋め込んだもの等がある。

【００１５】本発明のカテーテルを目的病変部位まで押
し進める際、屈曲した血管などを通る場合など、カテー
テル先端部分で血管壁を傷つけてしまう場合がある。ま
た、目標とする病変部位に対してカテーテルを押しつけ
た状態で注射針を飛出させて心筋に穿針する際に心室壁
を傷つけてしまうことがある。これらの問題を解決する
ためにカテーテルの最先端部にクッション材を設けるこ
ともできる。クッション材はカテーテル外管と比較して
低弾性率の材料からできており、例えば、カテーテルの
外管最先端部分に管状に設けることが可能である。クッ
ション材としては、ショア硬度で６０Ｄ以下の材質が好
ましく、熱可塑性のエラストマー、例えばポリウレタン
エラストマーやポリアミドエラストマー、ポリオレフィ
ンエラストマーが好ましい。

【００１６】本発明のカテーテルは、目的病変部位に正
確に遺伝子を含む薬剤を注入することが要求される。こ
の問題は、前記カテーテルに設けられた注射針もしくは
カテーテルの先端部付近にＸ線不透過マーカーを付与
し、Ｘ線透視下で位置を確認しながら用いることにより
解決できる。前記Ｘ線不透過マーカーは、前記カテーテ
ルの内管もしくは外管、または内管、外管の両方に付与
することができる。前記Ｘ線不透過マーカーは１個、ま
たは長手方向にわたって複数個付与される。複数個のＸ
線不透過マーカーを長手方向にわたって付与した場合、
前記複数個のＸ線不透過マーカーの並んでいる方向が、
カテーテルの先端部分が向いている方向であることか
ら、前記カテーテルの最先端部分に設けられた注射針を
押し進め目的病変部位を穿針する際に、穿針する方向を
確認することが可能であり、目的病変をより的確に穿針
することが可能である。前記Ｘ線不透過マーカーは、例
えば、金、白金、白金ロジウム合金などを用いることが
できるが、前記材料に限定されるものではない。

【００１７】術者がカテーテル内管の最先端部に設けら
れた注射針を目的病変に穿針する際に、カテーテル先端
部付近がカテーテル長手軸方向に対して一定角度に湾曲
されていると、術者が注射針を所望の角度としてカテー
テルを回転させることにより、正確に目的病変に穿針す
ることが可能となる。最適な湾曲角度および湾曲させる
箇所は目的とする病変部位により異なり、湾曲角度はカ
テーテル軸方向に対して１０度から９０度、湾曲させる
箇所はカテーテル最先端部分より５ｍｍから５０ｍｍが
適しており、更に好ましくはカテーテル最先端部分より
１０ｍｍから３０ｍｍの部分が適している。即ち、この
カテーテル先端部の湾曲角度と湾曲させる箇所は、冠動
脈に狭窄が生じている部位によって求められる値が異な
る。例えば、心室の奥深くにある末梢の血管に対して
は、カテーテル先端を湾曲させる角度は小さく、かつ湾
曲させる箇所も先端から短い方がコントロールしやす
い。一方、心室の上部の血管に対しては、湾曲させる角
度は大きく、湾曲させる箇所も先端から長めの値がコン
トロールしやすい。しかしながら、心臓の大きさにも個
体差があるため、カテーテル先端部の湾曲角度は前述の
通り１０度から９０度、湾曲している箇所はカテーテル
最先端部から５ｍｍから５０ｍｍが適しているが、更に
好ましくはカテーテル最先端部分より１０ｍｍから３０
ｍｍの部分が適している。また、この様にカテーテルを
回転させるためには、術者がカテーテル手元付近やハブ
部分をもって回転を加えるが、先端部分が所望の角度に
回転するためにもシャフト弾性率が重要であり、カテー
テルの回転操作のためにも、前述の通りシャフトの弾性
率は高い値が求められる。

【００１８】本発明のカテーテルは内管が外管に対して
摺動する機能を有しているため、前記内管と前記外管に
クリアランスを有することとなる。このクリアランスを
大きく設けると、手技の際に前記内管と前記外管に形成
されるルーメンに血栓を生じる場合があり、内管の摺動
機能を低下させてしまう場合がある。このような問題を
解決するため、本発明は前記内管と前記外管とから構成
される前記ルーメンをカテーテル手元に配置したハブ内
に連通させたフラッシングポートを設け、術者が手元か
ら前記ルーメンに血栓防止剤を注入することを可能とす
る構造とすることも可能である。

【００１９】本発明の内管の最先端部分に設けられた注
射針の径サイズは、病変部位への損傷と、術者の薬剤注
入時の抵抗、即ち遺伝子を含む薬剤を注入するための時
間を考慮すると、１９ゲージから３２ゲージが好まし
く、さらに好ましくは２２ゲージ３０ゲージ、さらに好
ましくは２５から２８ゲージである。

【００２０】通常、本カテーテルはガイド役を行うガイ
ディングカテーテルに沿って心室内に導入されるが、こ
れらのことにより、先端に配置された注射針等で血管壁
等を傷つけることなく、目的とする病変部位にカテーテ
ル先端を安全に配置することが可能であり、病変部位に
的確に治療用の遺伝子を含む薬剤を注入することが可能
となる。

【００２１】

【実施例】上記実施形態に基づき、より具体的な実施例
について以下に詳説するが、下記実施例のバルーンカテ
ーテルは本発明を何ら限定するものではない。

【００２２】（実施例１）カテーテルシャフト１の材料
に関しては、外管２に曲げ弾性率３．２ＧＰａのポリイ
ミド、内管３の手元側シャフト３ａ（全体の長さの７０
％）に曲げ弾性率１８０ＧＰａのステンレスチューブ
を、先端側シャフト３ｂ（３０％）に高密度ポリエチレ
ンとポリイミドの２層チューブを用いた。内管３の先端
側シャフトの２層チューブは２層の状態で曲げ剛性が
２．５ＧＰａになるように調整した。外管の外径は１．
１ｍｍ、内径は０．９ｍｍ、内管の外径は０．８ｍｍ、
内径は０．５ｍｍで、カテーテルシャフトは全長で１３
５ｃｍになるように調整した。図１に示すように、カテ
ーテル手元端には外管に対して内管を所定量押し出すた
めのピストン構造を有したハブ部分４があり、そのピス
トン５には押し出した内管を元に戻すためのバネ機構６
と内管と外管の間のスペースを血栓防止剤などでフラッ
シングできるポート７を有し、さらにピストンの中央に
は薬剤注入ルーメン８を有する内管が通っており、ピス
トンの部分には薬剤を注入するルーメンと連通するポー
ト９を有している。なお、手元端のハブとピストンの間
に入っているバネ機構は、外管に対して内管を所定量の
み押し出せるような機能も兼ねている。内管の最先端部
には長さ６ｍｍの２６ゲージの注射針１０が取り付けて
あり、心筋に対して注射しやすくなっている。外管の最
先端部にはＸ線不透過マーカー１１を埋め込んだショア
硬度４９Ｄの低密度ポリエチレンからなるクッション材
１２が取り付けられている。また、Ｘ線不透過マーカー
は先端から約３０ｍｍの所にも付与されており、先端側
のマーカーと位置関係で、内管最先端部に取り付けられ
ている注射針がどの方向に向いているか確認できるよう
になっている。Ｘ線不透過マーカーの数が多いほど、カ
テーテルシャフトの向いている方向を確認しやすい。

【００２３】（実施例２）図２は実施例１記載のカテー
テルシャフトを用い、即ち外管に曲げ弾性率３．２ＧＰ
ａのポリイミド、内管の手元側シャフト（全体の長さの
７０％）に曲げ弾性率１８０ＧＰａのステンレスチュー
ブを、先端側シャフト（３０％）に高密度ポリエチレン
とポリイミドの２層チューブを用い、心臓の心室内から
任意の部分に薬剤を注入することが出来るように、カテ
ーテル先端の位置を調整するための曲がり部分をカテー
テルシャフトに設けたものである。カテーテル先端の位
置を調整するためにはカテーテルを回転させるが、それ
でも調整できない部分に対してはカテーテル先端の曲が
りの大きさを変化させたものを数種類用意して使い分け
るようにする。本実施例は、曲がりの部分が先端から４
０ｍｍとなるような構造となっている。

【００２４】（実施例３）カテーテルシャフト３１の材
料に関しては、外管３２の手元側シャフト３２ａ（全体
の長さ７０％）に曲げ弾性率３．２ＧＰａのポリイミド
チューブを、先端側シャフト３２ｂ（全体の長さの３０
％）に曲げ弾性率２ＧＰａのポリアミドチューブを用い
た。また内管３３の手元側シャフト３３ａ（全体の長さ
の６５％）に曲げ弾性率１８０ＧＰａのステンレスチュ
ーブを、先端側シャフト３３ｂ（３５％）に高密度ポリ
エチレンとポリイミドの２層チューブを用いた。内管３
３の先端側２層チューブは２層の状態で曲げ剛性が２．
５ＧＰａになるように調整した。外管の外径は１．１ｍ
ｍ、内径は０．９ｍｍ、内管の外径は０．８ｍｍ、内径
は０．５ｍｍで、カテーテルシャフトは全長で１３５ｃ
ｍになるように調整を行った。

【００２５】（実施例４）実施例４は、実施例２、実施
例３のカテーテルシャフト先端部のＸ線不透過マーカー
を螺旋状のＸ線不透過材料からなるリボンを巻き付ける
ことで形成した例である。

【００２６】

【発明の効果】本発明により、カテーテル先端に配置さ
れた注射針やカテーテル自体で心室壁を傷つけることな
く、目的とする病変部位近傍にカテーテル先端を安全に
配置することが可能であり、病変部位近傍に的確に遺伝
子治療用の薬剤を注入することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に記載の薬剤注入カテーテルの長手方
向の断面を示す。

【図２】実施例２に記載のカテーテルシャフト先端部分
に屈曲部を設けた、薬剤注入カテーテルの長手方向の断
面を示す。

【図３】実施例３に記載の薬剤注入カテーテルの長手方
向の断面を示す。

【図４】実施例４に記載の螺旋状Ｘ線不透過マーカーを
用いた薬剤注入カテーテルの先端拡大図を示す。

【符号の説明】

１ カテーテルシャフト ２ 外管 ３ 内管 ３ａ 手元側内管（近位側） ３ｂ 先端側内管（遠位側） ４ ハブ ５ ピストン ６ バネ ７ フラッシングポート ８ 薬剤注入ルーメン ９ 薬剤注入ポート １０ 注射針 １１ Ｘ線不透過マーカー １２ クッション材 ２１ カテーテル屈曲部 ３１ カテーテルシャフト ３２ 外管 ３２ａ 手元側外管（近位側） ３２ｂ 先端側外管（遠位側） ３３ 内管 ３３ａ 手元側内管（近位側） ３３ｂ 先端側内管（遠位側） ４１ 螺旋状Ｘ線不透過マーカー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カテーテルを構成するシャフトが内管と
   外管の２重管からなり、内管が外管に対して摺動する機
   能を有すると共に、内管の最先端部に注射針を有し、カ
   テーテル手元端に内管を所定長さ外管に対して先端側に
   押し進める機構を有することを特徴とする薬剤注入カテ
   ーテル。
2. 【請求項２】 前記内管もしくは前記外管、または前記
   内管と前記外管の両方の長手方向の少なくとも３０％以
   上が曲げ弾性率１．２ＧＰａ以上の高弾性の材料からな
   ることを特徴とする請求項１記載の薬剤注入カテーテ
   ル。
3. 【請求項３】 前記内管もしくは前記外管、または前記
   内管と前記外管の両方が、ポリイミドチューブ、超弾性
   金属チューブ、ステンレスチューブのいずれかからなる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の薬剤注入カテ
   ーテル。
4. 【請求項４】 前記外管の最先端部分に、体内組織を傷
   つけないようなクッション材を有することを特徴とする
   請求項１〜３の何れか１項に記載の薬剤注入カテーテ
   ル。
5. 【請求項５】 前記カテーテルシャフトの先端部分に、
   Ｘ線不透過マーカーを長手方向に渡って１個または複数
   個付与したを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記
   載の薬剤注入カテーテル。
6. 【請求項６】 前記カテーテルの先端部分が、最先端よ
   り５ｍｍから５０ｍｍの部分で任意の形状に曲げられて
   おり、その最先端部分のカテーテル中心軸方向と、カテ
   ーテルシャフト本体の中心軸とが形成する角度が１０度
   から９０度であることを特徴とする請求項１〜５の何れ
   か１項に記載の薬剤注入カテーテル。
7. 【請求項７】 前記内管と前記外管の間をフラッシング
   する機能を有することを特徴とする請求項１〜６の何れ
   か１項に記載の薬剤注入カテーテル。