JP3403233B2

JP3403233B2 - バルーンカテーテル

Info

Publication number: JP3403233B2
Application number: JP00486794A
Authority: JP
Inventors: 誠人大西; 健次石川
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1994-01-20
Filing date: 1994-01-20
Publication date: 2003-05-06
Anticipated expiration: 2018-05-06
Also published as: JPH07204277A; US5547472A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカテーテルに関する。さ
らに詳しくは、血管またはその他の人体の器官を、薬剤
により治療するカテーテルに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種病気の治療において、人体器官、血
管等の病変部位に高濃度の薬剤を投与して治療すること
が望ましい場合が多い。しかしながら、一般的な経口投
与や静注投与では、病変部位に対して有効な薬剤量を確
保するためには、人体が危険になるほど他の部位に損傷
を与えたり、悪感や苦痛を与えたりするなどの副作用を
伴う薬剤がある。これらの薬剤は、その優れた薬効にも
かかわらず、実際に病変部に対して使用できないことが
多い。

【０００３】近年、内因的血管内狭窄、特に冠状動脈の
狭窄症例において拡張用のバルーンカテーテルを使用す
る血管形成術が普及している。（例えば、グリュンチッ
ヒ（Ｇｒｕｎｔｉｇ）によって、ザ・ニュー・イングラ
ンド・ジャーナル・オブ・メディシン（The New Englan
d Journal of Medicicin )誌、第３０１号、２巻、１９
７９年、６月１２日、６１〜６８頁に紹介されている。
この治療法は、経皮的に挿入したカテーテルについてい
るバルーンを膨張させることによって冠状動脈の狭窄部
分を拡張する方法であり、外科的な手術と比較して低侵
襲であり患者への身体的負担が少ないことが特徴であ
る。この血管形成術の課題として、拡張した血管狭窄部
の再発生率が高いことがある。そのため、病巣部や拡張
した血管内壁に対して、各種の再狭窄防止薬、抗血栓
剤、血栓溶解剤、カルシウム溶解剤、カルシウム沈着防
止剤、ある種のサイトカインや細胞増殖関連薬あるいは
平滑筋細胞の増殖を抑制するための遺伝子（ベクター）
などの投与が検討されはじめてている。

【０００４】医薬注入孔を有するバルーンが、特開平２
−２８３３８０号に記載されている。このバルーンは、
薬液注入孔の大きさを制御できる機構を有していないた
め、所望の条件下で適当量を効果的に病変部に注入する
ことができない。例えば、低い圧力でバルーンを膨らま
した状態で薬液を投与する場合や高い圧力でも薬液投与
が望ましくない場合など、複数の病変のことなる狭窄な
どに対応できなくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、薬剤
を内腔を有する局部的な血管または器官に投与するカテ
ーテルを提供することである。さらに、本発明の目的
は、外部刺激により薬剤注入孔の孔径を変化させ、必要
なときに、必要な場所で、必要な量の薬剤をを投与可能
なカテーテルを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明によって達成される。（１）カテーテルまたはバルーンカテーテルにおいて、
カテーテルチューブまたはバルーンに細孔を有し、該細
孔には刺激により構造変化を生じる高分子化合物が結合
されてなり、該刺激により透過性が制御されることを特
徴とするカテーテル。

【０００７】（２）刺激が、ＰＨ、イオン、溶媒組成、
化学物質、熱、電気のいずれかである（１）のカテーテ
ル。

【０００８】本発明のカテーテルは、血管や生体組織の
病変の治療もしくは予防のために薬剤を投与するカテー
テルであって、心筋梗塞などの虚血性心疾患で見られる
冠状動脈の血管狭窄を例として、本発明の説明を行う
が、本発明における「血管や生体組織の病変」は以下の
例に限定されるものではない。また「カテーテルの形
状」についても以下の例に限定されるものではなく、チ
ューブ状のカテーテルまたは先端にバルーンを有するバ
ルーンカテーテルであっても良い。

【０００９】血管狭窄の予防や治療には、抗血栓療法
（血栓溶解療法、抗凝血療法、抗血小板療法）や狭窄部
をカテーテル先端に取りつけたバルーンにより広げる方
法［経皮的冠状動脈形成術（ＰＴＣＡ）］が行なわれて
いる。本発明のカテーテルは、これらの血管狭窄の治療
に有効に使用することができる。

【００１０】すなわち、図１に示すとおり、バルーンカ
テーテル１は、内管２と外管３からなるカテーテルチュ
ーブとバルーン４により構成されている。内管２は、先
端が開口した第１のルーメン５を有している。第１のル
ーメン５は、ガイドワイヤー（図示せず）を挿通するた
めのルーメンである。外管３は、内部に内管２を挿通
し、先端が内管２の先端よりやや後退した位置に設けら
れている。この外管３の内面と内管２に外面により第２
のルーメン７が形成されている。第２のルーメン７は、
その先端が後述するバルーン４内の後端部と連通し、バ
ルーン４を膨張させるための液体（例えば抗血栓薬およ
び血管造影剤を含有する）が流入される。そして、外管
３の先端部は、第２のルーメン７を閉塞しない状態で、
内管２に固定されている。具体的には、図２に示すよう
に内管２と外管３との間に設けられた充填部材６により
固定され、この充填部材６は部分的欠損部６ａを有して
おり、この欠損部６ａにより第２のルーメン７とバルー
ン４の内部とが連通している。

【００１１】バルーン４は、折り畳み可能なものであ
り、拡張させない状態では、内管２の外周に折り畳まれ
た状態となることができるものである。バルーン４は、
血管の狭窄部を容易に拡張できように少なくとも一部が
略円筒状となっているほぼ同一径の略円筒部４ａを有し
ている。そしてバルーン４は、その後端部９が外管３の
先端部に液密に固着され、先端部８は内管２の先端部に
液密に固着され、バルーン４の内面と内管２の外面との
間に拡張空間１０を形成し、拡張空間１０の後端部では
充填部材６の欠損部６ａを介して第２のルーメン７と連
通している。また、バルーン表面には薬剤投与用の細孔
１２を有し、細孔１２の表面には外部刺激により構造変
化を生じる高分子化合物が結合し、血管狭窄部を拡張す
る場合には細孔１２を小さくした状態で圧力をかけてバ
ルーン４を膨らませ、血管狭窄部に薬剤を投与する場合
には細孔１２を刺激により大きくしてバルーン表面より
薬剤を血管内に放出する。

【００１２】さらに、内管２の外面には補強体１１が設
けられ、補強体１１はコイルスプリングからなり、Ｘ線
透視下でバルーン４の位置が容易に確認できるようにす
るために、バルーン４のセンター付近の内管２の外面
と、バルーン４のテーパー部付近（外管３の先端部付
近）の内管２の外面に位置している。コイルスプリング
の代わりにＸ線不透過性の白金マーカー等も用いられ
る。

【００１３】さらに、図３に示す分岐ハブ１３は、カテ
ーテル１の基端部に位置し、第１のルーメン５と連通し
ガイドワイヤーポートを形成する第１の開口部１４を有
し内管２に固着された内管ハブ１５と、第２のルーメン
７と連通しインジェクションポートを形成する第２の開
口部１６を有し外管３に固着された外管ハブ１７とから
なっている。そして内管ハブ１５と外管ハブ１７は固着
されている。この分岐ハブ１３を形成する材料は、ポリ
カーボネイト、ポリアミド、ポリサルホン、ポリアリレ
ート、メタクリレート−ブチレン−スチレン共重合体等
の熱可塑性樹脂が好適に使用される。

【００１４】本発明に使用される薬剤は、病変部の治療
や予防に使用するものであればよく特に限定されない。
例えば、前述の血管狭窄などでは、ウロキナーゼ、プロ
ウロキナーゼ、ストレプトキナーゼ、プラスミノーゲン
アクチベーターなどの血栓溶解剤をはじめ、ヘパリンや
ワーファリン、アスピリン、平滑筋細胞増殖抑制剤など
が使用され、悪性腫瘍に対しては抗ガン剤が投与され
る。

【００１５】本発明のカテーテルチューブやバルーンの
材質は特に限定されないが、例えば、オレフィン系ポリ
マーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブ
テン、ポリブタジエンやその共重合体、ハロゲン化物、
アイオノマーなどを、縮合系ポリマーとしては、各種の
ポリエステルやポリアミド及びそれらのポリエーテルな
どとの共重合体、ポリウレタンなどを例示できる。高分
子材料に限らず、超弾性合金のバイプや金属よりなるコ
イル状物、メッシュ状物を含んだカテーテルシャフトや
バルーンであってもよい。

【００１６】またカテーテルチューブを構成する内管２
は外径が０．３０〜２．５０ｍｍ、好ましくは０．４０
〜２．４０ｍｍであり、内径が０．２０〜２．３５ｍ
ｍ、好ましくは０．２５〜１．８０ｍｍである。外管３
は外径が０．５０〜４．３０ｍｍ、好ましくは０．６０
〜４．００ｍｍであり、内径が０．４０〜３．８０ｍ
ｍ、好ましくは０．５０〜３．００ｍｍである。バルー
ンは拡張されたときの円周部分の外径が１．００〜３
５．００ｍｍ、好ましくは１．５０〜３０．００ｍｍで
あり、長さが３．００〜８０．００ｍｍ、好ましくは１
０．００〜７５．００ｍｍであり、バルーン４の全体の
長さが５．００〜１２０．００ｍｍ、好ましくは１５．
００〜１００．００ｍｍである。

【００１７】さらにカテーテルチューブの充填材６は、
内管２および外管３と接着性を有する材料が好適に使用
され、例えば、内管２および外管３がポリオレフィン系
材料からなる場合には、ＰＥ（ポリエチレン）やＥＶＡ
（エチレンビニルアセテート）なとが好適に使用され、
充填材６の長さとしては１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜
８ｍｍであり、図２に示すように、全周の１／３以上、
好ましくは１／２以上の肉厚部分を有することが好まし
い。

【００１８】本発明のカテーテルチューブもしくはバル
ーンに設けられた細孔の形は特に限定されるものではな
いが、円形、楕円形、三角形、四角形、五角形、六角
形、星型、スリット型などが適当である。また、薬剤注
入時に要求される細孔の大きさは、使用目的や投与する
部位、薬剤の濃度、粘度等による異なるため、特に限定
されないが、好ましくは、０．１〜１０００μ程度であ
る。

【００１９】またカテーテルチューブもしくはバルーン
に細孔を作る方法は、レーザー加工法、加速粒子加工
法、放電加工法、延伸法、相分離法、湿式再凝固法な
ど、特に限定されない。例えば、エキシマレーザーを用
いると、所望の位置に、孔径制御された細孔を自由に形
成することができる。

【００２０】本発明の刺激により構造変化を生じる高分
子化合物を、細孔部に結合させる方法は、グラフト法、
架橋不溶化法、コーティング法、表面重合法など、材料
の種類によって適宜選択することができる。この高分子
化合物は、細孔部のみに結合させる必要はなく、細孔部
が潤滑時に覆われていれば良く、例えば、細孔を設けた
領域の外表面一帯を覆っていても差し支えない。グラフ
ト法では、材料表面から刺激応答性高分子を重合する方
法や予め刺激応答性高分子を合成した後、材料表面に結
合させる方法などがある。また、高分子間の架橋反応と
伴って材料表面に結合させる方法や予め不溶化した刺激
応答性高分子をコーティングする方法などもある。

【００２１】本発明の細孔部に存在する高分子に構造変
化（膨潤と収縮）を起こさせる刺激としては、ＰＨ、溶
媒組成、化学物質、熱、電気等を例示できる。高分子の
構造変化は、外部刺激により溶媒和した状態から脱溶媒
和した構造に可逆的に変化する特性を利用するものであ
る。

【００２２】例えば、高分子電解質ゲルは、高分子鎖中
の電解質イオンによる浸透圧変化や溶媒との相互作用に
より構造変化を起こすことが知られており、ＰＨ、溶媒
組成、イオン濃度などにより可逆的に伸縮応答させるこ
とが可能である。電気（電位、電圧、電流など）刺激
は、局所的にＰＨやイオン濃度等を変化させることが可
能なため、有効に高分子伸縮応答に利用することができ
る。また、非イオン性高分子においても、ビニルメチル
エーテルやＮ−イソプロピルアクリルアミドの重合体や
共重合体のように熱により親水性−疎水性と変化し、水
系溶媒中で伸縮応答するものがあり、電気抵抗等による
発熱や混合熱などを利用して、細孔の有効孔径を変化さ
せることが可能となる。また、化学物質による刺激と
は、細孔内で膨潤した高分子鎖を、水素結合等を利用し
てコンプレックスを形成させることにより収縮させる方
法であり、例えば、細孔内で膨潤しているポリカルボン
酸系高分子に、ポリエーテルを含む薬剤を接触させる
と、ポリカルボン酸とポリエーテルとが高分子コンップ
レックスを形成して収縮するため、薬剤透過用の細孔が
大きくなる。

【００２３】

【実施例】以下に、実施例を示して本発明をさらに具体
的に説明する。（実施例１）ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製
の４気圧の内圧をかけたときの外径が２．５ｍｍ、肉厚
が２０〜４０μのバルーンを作製し、このバルーンに、
エキシマレーザー装置（住友重機械工業社製ルモニク
ス）を用いて、一辺が３４μの正方形の孔を４００ケ所
開けた。次いで、このＰＥＴ製バルーンの表面にグロー
放電処理によりラジカルを生成させ、メタクリル酸（Ｍ
ＡＡ）の５０％アセトン液中でグラフト重合することに
より、ポリＭＡＡをグラフト結合した細孔付きバルーン
を得た。この細孔付きバルーンを用いて図１に示すよう
なバルーンカテーテルを作製した。

【００２４】続いて、バルーンカテーテル１の通常造影
剤を注入する内管２と外管３の間の第２のルーメン７よ
り、ｐＨ８．０に調整したクエン酸緩衝液を入れ、４気
圧の内圧をかけバルーン４を膨張させた。この時、細孔
からの該緩衝液の流出は目視上観察されなかった。続い
て、該緩衝液を吸引除去し、ｐＨ６．０に調整した薬剤
（ヘパリン添加クエン酸緩衝液）を注入しバルーン４を
膨張させたところ、該薬剤がバルーンの細孔１２よりゆ
っくりとでてきた。

【００２５】（実施例２）実施例１で作製したバルーン
カテーテルにアスピリン添加溶液を注入しバルーンを膨
張させたところ、細孔からの該溶液の流出は目視上観察
されなかった。続いて、該溶液を吸引除去し、該溶液に
ポリエチレングリコール（重量平均分子量（Ｍｗ）２０
００）を０．２％含む薬剤によりバルーンを膨らませた
ところ、該薬剤がバルーンよりゆっくりとでてきた。

【００２６】（実施例３）放射線架橋したポリエチレン
製のバルーン（外径φ２．５ｍｍ）を成形した後、この
バルーンに、エキシマレーザー装置（住友重機械工業社
製ルモニクス）を用いて、一辺が３０μの正方形の孔を
４００ケ所開けた。次いで、このポリエチレンバルーン
の表面にグロー放電処理によりラジカルを生成させた
後、ジエチルアクリルアミドとアクリルアミドの共重合
体を７０％エタノール溶液中でグラフト重合した。この
細孔付きバルーンを用いて図１に示すようなバルーンカ
ーテルを作製した。

【００２７】続いて、実施例１と同様に、生理食塩水を
入れ４気圧の内圧でバルーンを膨張させたところ、細孔
からの生理食塩水の流出は目視上観察されなかった。続
いて、該生理食塩水を吸引除去し、薬剤（アスピリン）
を溶解した生理食塩水とジメチルスルホキシドの（２：
３）の混合溶液を注入したところ、該溶液がバルーンよ
りゆっくりとでてくることを確認した。

【００２８】（実施例４）実施例３で作製したポリエチ
レン製の細孔バルーン（外径φ２．５ｍｍ）に、グロー
放電処理によりラジカルを生成させた後、イソプロピル
メタアクリルアミドとブチルメタクリレート（１４：
１）を７０％エタノール溶液中でグラフト重合した。こ
の細孔付きバルーンを用いて図１に示すようなバルーン
カテーテルを作製した。

【００２９】続いて、実施例１と同様に、バルーン内に
薬剤（３５℃のアスピリンを溶解した生理食塩水）を入
れて４気圧の内圧でバルーンを膨張させたところ、細孔
からの該薬剤の流出は目視上観察されなかった。続い
て、該薬剤を吸引除去し、４２℃に温めた該薬剤を注入
したところ、該薬剤がバルーンの細孔よりゆっくりとで
てきた。

【００３０】

【発明の効果】本発明のカテーテルは、カテーテルから
の薬剤の投与量を制御することができるため、必要なと
きに、必要な場所で、必要な量を投与可能な薬剤投与カ
テーテルとなる。特に、薬剤投与用の細孔をバルーン部
に有するＰＴＣＡ用拡張カテーテル等であると、例え
ば、血管の狭窄部において、低い圧力でバルーンを膨ら
ました状態で薬液を投与する場合や高い圧力でも薬液投
与が望ましくない場合など、複数の異なる病変部位（狭
窄部）への薬剤投与に対応可能となり、血管狭窄部の治
療や予防に極めて有効なカテーテルとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薬剤投与カテーテルの一実施例の先端
部の拡大断面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。

【図３】本発明の薬剤投与カテーテルの一実施例の基端
部を示す図。

【符号の説明】

１カテーテル２カテーテルチューブの内管３カテーテルチューブの外管４バルーン５第１のルーメン６充填材６ａ充填材の欠損部７第２のルーメン８バルーンの先端部９バルーンの後端部１０バルーンの拡張空間１１コイルスプリング１２細孔１３分岐ハブ１４第１の開口部１５内管ハブ１６第２の開口部１７外管ハブ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バルーンと、該バルーン内と連通し、該バ
ルーンを膨張させるための液体が流入するルーメンとを
有するバルーンカテーテルにおいて、該バルーンに細孔
を有し、該細孔には刺激により構造変化を生じる高分子
化合物が結合されてなり、該刺激により薬剤を溶解した
溶液が該バルーンの該細孔からでてくることを特徴とす
るバルーンカテーテル。
【請求項２】前記高分子化合物が、高分子電解質ゲルで
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。
【請求項３】前記高分子化合物が、非イオン性高分子で
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。
【請求項４】前記非イオン性高分子が、ビニルメチルエ
ーテルまたはＮ−イソプロピルアクリルアミドの重合
体、あるいは共重合体であることを特徴とする請求項３
に記載のバルーンカテーテル。
【請求項５】前記高分子化合物が、ポリメタクリル酸、
もしくはジエチルアクリルアミドとアクリルアミドの共
重合体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。
【請求項６】前記刺激が、ＰＨ、イオン、溶媒組成、化
学物質、熱、電気のいずれかであることを特徴とする請
求項１ないし５のいずれかに記載のバルーンカテーテ
ル。