JP5037030B2 - カテーテルチューブ - Google Patents

Description

本発明は、所望の硬度傾斜を容易に得ることができるカテーテルチューブに関するものである。

経皮的に血管内に挿入したカテーテルを脳や心臓、腹部等の臓器に導き、治療薬、塞栓物質、造影剤等を投与、注入、または血栓等の吸引などの医療行為は従来から行われている。近年、医学の進歩により、更に細い末梢血管への治療薬、塞栓物質、造影剤等の注入が必要となり、これらの細い末梢血管に挿入できるカテーテルの開発が要望されている。

これらのカテーテルは、術者の操作によって曲がりくねった細い末梢血管を確実に進んでいく必要があるため、様々な操作性が要求される。この操作性には、術者の押込み力をカテーテルの先端まで確実に伝達する押込み性（プッシャビリティー）、術者により加えられた回転力をカテーテルの先端まで確実に伝達するトルク伝達性、そして血管の屈曲部や湾曲部でもカテーテルが折れ曲がりを生じない耐キンク性などがあげられる。

これらの操作性を実現するために、カテーテルの先端部を柔軟な材料、手元側を硬質な材料で構成し、長手方向に硬度傾斜を付与する手法が取られている。一般的に取られる方法として、以下の方法が挙げられる。まず、押出成形された硬度の異なる中空外層チューブを一定の長さに切断しておく。内層、補強層で構成されたチューブ（以下編組チューブという）に対して、必要な硬度傾斜になるように、上記一定長さの中空外層チューブを継ぎ足して被せる。次に、この編組チューブと中空外層チューブとの組合体を、加熱された金型内を通過させるか、もしくは、その組合体の中空外層チューブの上から更に、加熱により収縮する熱収縮チューブを被せて加熱する事により、硬度傾斜が付与されたカテーテルチューブを得る。この方法では所望の硬度傾斜を比較的容易に得ることができる。また予め一定長さに切断された中空外層チューブを継ぎ足すため、硬度傾斜を自由に比較的正確な割合で付与できる。

しかし、上記方法によって得られるカテーテルでは、特に高度屈曲部を通過する先端側の硬度の異なる外層継目部において急激な硬度変化が否めず、曲げ剛性の急激な低下による押込み性の低下、折れ曲がりにくさを示す耐キンク性の低下がおこりやすいという欠点があった。

そこで、例えば特開平３−１７７６８２号公報（特許文献２）には、軟質樹脂部分と硬質樹脂部分との接合部（結合部）が、軟質樹脂層の肉厚の漸減に応じて硬質樹脂層の肉厚が漸増して重畳する二層構造が開示されている。しかし、この二層構造では、接合する両樹脂の硬度差が大きい場合には硬度変化が大きくなってしまう。また、連続的な硬度傾斜を得る方法として、例えば、特表２００３−５０１１６０号公報（特許公報１）には、２つの材料の組成比が押し出し成形中に変更されることにより、硬度が長手方向に沿って変化する切替押出法が開示されている。この方法では樹脂の硬度傾斜は連続的に得られるが、細径薄肉化が求められるカテーテルにおいては、樹脂の切替遷移部が長くなってしまい必要な切替長が得られない場合がある。また通常は２種類、多くても３種類の樹脂の切替で行われるため、硬度傾斜が限られてしまう。
特表２００３−５０１１６０号公報 特開平３−１７７６８２号公報

本発明の目的は、所望の硬度傾斜を容易に得ることができ、且つ硬度変化部での急激な硬度変化が低減され、マイクロカテーテルをはじめとした種々カテーテルに適用できる、押込み性、耐キンク性に優れたカテーテルチューブを提供することにある。

（１）本発明の１つの特徴は、フッ素系樹脂からなる内層と、当該内層を覆う外層とを含むカテーテルチューブであって、
前記外層は、
（ａ）硬度の異なる少なくとも２つの樹脂を前記カテーテルチューブの長手方向にかけて備える第１外層、および、
（ｂ）硬度の異なる少なくとも２つの樹脂を前記カテーテルチューブの長手方向にかけて備える、前記第１外層（ａ）を覆う第２外層、の少なくとも２層を有し、
前記第１外層（ａ）における硬度の異なる２つの樹脂の接合部と、前記第２外層（ｂ）における硬度の異なる２つの樹脂の接合部とが、前記長手方向にかけて並列しない位置にあり、
前記第１外層における前記接合部は、カテーテルチューブの先端側から１００ｍｍ以上のところに位置することを特徴とするカテーテルチューブである。

上記特徴により、本発明は、所望の硬度傾斜を比較的容易に得ることができ、且つ硬度変化部での急激な硬度変化が低減されたカテーテルチューブを提供することができる。
（２）本発明の別の特徴は、前記内層を覆う補強層が含まれており、
前記第１外層が、前記補強層を覆うことを特徴とするカテーテルチューブである。
（３）本発明の別の特徴は、さらに、前記第１外層（ａ）の２つの樹脂のうちの基端側の樹脂の硬度を、先端側の樹脂の硬度よりも高くし、前記第２外層（ｂ）の２つの樹脂のうちの基端側の樹脂の硬度を、先端側の樹脂の硬度よりも高くしたカテーテルチューブである。

上記特徴により、本発明は、先端側が柔軟で基端側が硬いカテーテルチューブを提供することができる。
なお、本発明の別の特徴は、内層と、当該内層を覆う外層とを含むカテーテルチューブであって、
前記外層は、
（ａ）第１外層と、
（ｂ）当該第１外層を覆う第２外層、
とを含んでおり、
前記第１外層（ａ）は、
前記カテーテルチューブの先端側に位置する先端側樹脂部と、当該先端側樹脂部に接合され、かつ、当該先端側樹脂部よりも高い硬度を有する基端側樹脂部とを含み、
前記第２外層（ｂ）は、
少なくとも１つの樹脂部を含んでおり、当該樹脂部は、前記先端側樹脂部および基端側樹脂部のそれぞれの硬度差による曲げ剛性の変動を低減させるために、前記先端側樹脂部と基端側樹脂部との接合部を覆う位置に備えられていること、
を特徴とするカテーテルチューブである。
（４）本発明の別の特徴は、前記カテーテルチューブが少なくとも１部分に含まれていることを特徴とするカテーテルである。
（５）本発明の別の特徴は、さらに、長手方向においてカテーテルの先端から５００ｍｍまでの領域において、前記カテーテルチューブが含まれているカテーテルである。

上記特徴により、本発明は、特に先端側において耐キンク性及び押込み性に優れたカテーテルを提供することができる。
（６）本発明の別の特徴は、さらに、長手方向において前記カテーテルの先端から５００ｍｍまでの領域において、内層及び第１外層のみからなる部分、もしくは、内層、補強層及び第１外層のみからなる部分の少なくとも１つを有することを特徴とするカテーテルである。

上記特徴により、本発明は、先端が柔軟かつ細径なカテーテルを提供することができる。
（７）本発明の別の特徴は、さらに、前記カテーテルが、マイクロカテーテルである。

上記特徴により、本発明は、先端が柔軟かつ細径で耐キンク性及び押込み性に優れたマイクロカテーテルを提供することができる。

本発明のその他の特徴およびそれらの効果は、以下の説明する実施形態および図面によって明らかにされる。

本発明によれば、所望の硬度傾斜を比較的容易に得ることができ、且つ硬度変化部での急激な硬度変化が低減されたカテーテルチューブを提供することができる。

以下、本発明の実施例としてのカテーテルチューブについて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
１．カテーテルチューブの断面
図１は本発明の実施例としてのカテーテルチューブの断面図（長手方向断面図）を示す。本実施例のカテーテルチューブは、内層１、補強層２、そして少なくとも２層の外層（図示では、２層の第１外層３及び第２外層４）からなる。
２．内層
内層１を構成する樹脂は、内腔の摺動性を高めるために、フッ素系樹脂を用いる。例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体などがあげられる。
３．補強層
補強層２に含まれる素線の材質としては、樹脂もしくは金属が挙げられる。樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン類、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ポリアミドエラストマー等のポリアミド類、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルエラストマー等のポリエステル類、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマー、アラミド、ポリアリレートなどがあげられ、金属の例としてはステンレス鋼、又は放射線不透過性が高い材料、例えばタングステン、白金、イリジウム、金などがあげられ、望ましい機械特性及び放射線不透過性によってこれらの材料を組み合わせてもよい。また補強層の構成はコイル構造、編組構造のどちらでも構わない。図１では編組構造を例示している。
４．外層
外層は上記第１外層３および第２外層の各層とも、例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリアミドエラストマー等のポリアミド類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、変性ポリオレフィン等のオレフィン類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステルエラストマー等のポリエステル類、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマー、あるいはこれらのポリマーブレンド、ポリマーアロイ等があげられる。

なお、上記樹脂材料中には、重合時に使用される重合助剤のほかに造影剤、可塑剤、補強剤、顔料等の各種添加剤が含まれていてもよい。

第１外層３、第２外層４共に、使用する樹脂は限定されないが、両外層間の接着性を良好にするために同一系の樹脂を使用することが望ましい。第１外層３及び第２外層４を構成する樹脂が、ポリエーテルエステルアミドエラストマー、例えばＰＥＢＡＸ（Ａｒｋｅｍａ社から入手可能）である場合、ポリエーテルエステルアミドエラストマー材料のショアＤ硬度は、該ポリエーテルエステルアミドエラストマー材料のハードセグメント重量比に比例するといえる。

前記ハードセグメントの重量比は、Ｈ¹−ＮＭＲによってポリアミド部分の重量と、エステル部分の重量と、ポリエーテル部分の重量とを測定し、計算式：ポリアミド部分の重量／（ポリアミド部分の重量＋エステル部分の重量＋ポリエーテル部分の重量）として得られる。
４−１．第１外層
第１外層３は、カテーテルチューブの長手方向にかけて少なくとも２段階の硬度の異なる樹脂から構成されている。それらの樹脂は「カテーテルチューブの先端側に位置する先端側樹脂部と、当該先端側樹脂部に接合され、かつ、当該先端側樹脂部よりも高い硬度を有する基端側樹脂部」に対応する。

本発明のカテーテルを構成する樹脂には、数種類の樹脂種類もしくは組成の異なる樹脂及び上述した添加剤をブレンドしたものが含まれる。数種類の異なる樹脂及び添加剤をブレンドしたものを予め溶融・混合・成形し、一般的な公差内で均一な力学的特性、熱的特性を示すものを１種類の樹脂とみなせることは、当該技術者には明らかなことであろう。

つまりここでいう「硬度の異なる２つの樹脂（または、２段階の硬度の異なる樹脂）」とは、樹脂がブレンドされているかどうかに関わらず、一般的な公差内で均一な力学的特性および熱的特性を示す樹脂が２つあり、それぞれの樹脂が示す硬度が異なっていることをいう。

図１に示すように、第１外層３の２段階の硬度の異なる樹脂の接合部５の形状は、長手方向に対し垂直に近い形状であってもよいが、漸近的に変化するテーパー状であってもよい。ただし、接合部５は、該第１外層３の外側を構成する第２外層４の接合部６に対して長手方向に並列する位置とは異なる、第２外層４の単一樹脂部分に並列する位置に存在する必要がある。

接合部５、６において、２種類の樹脂が混在する長手方向の長さを短かくすることにより、接合部５、６を長手方向においてより近接した位置にすることが可能となり、硬度変化を長手方向において短い範囲で行うことができる。
４−２．第２外層
第１外層３の外側を構成する第２外層４も、少なくとも２段階の硬度の異なる樹脂から構成されている。それらの樹脂は、「先端側樹脂部および基端側樹脂部のそれぞれの硬度差による曲げ剛性の変動を低減させるために、先端側樹脂部と基端側樹脂部とを接合する接合部を覆う位置に備えられた樹脂部」に対応する。

該第２外層４の接合部５の形状も、該第１外層３の接合部６の形状と同様に、長手方向に対し垂直に近い形状であってもよいが、漸近的に変化するテーパー状であってもよい。また第２外層の接合部６は、該第２外層４に内接する第１外層３の接合部５に対して長手方向に並列する位置とは異なる、第１外層３の単一樹脂部分に並列する位置に存在する必要がある。
４−３．実施形態による効果
このように第１外層３の接合部５、及び第２外層４の接合部６のそれぞれを、長さ方向の位置を異なるように構成することにより、硬度変化部での急激な硬度変化が低減されたカテーテルチューブが提供される。

図２または図３に示すように、各外層に含まれる接合部の数は、１つに限られず、２つ以上であってもよい。各外層に含まれる接合部の数が２以上の場合、急激な硬度変化を抑制する必要がある領域において上記２つの接合部の位置を長手方向に並列しないようにする限り、そのような領域以外では、その他の２つの接合部の位置を並列させてもよい。

第１外層３、第２外層４を構成する樹脂の硬度は特に限定されないが、実施例のカテーテルチューブを適用する多くのカテーテルでは、先端側を柔軟に、基端側を硬い構成にし、先端側の柔軟性と手元側の押込み性を両立させているため、該カテーテルチューブは長さ方向において先端側から基端側へ硬度が高くなるように構成されていることが好ましい。

例えば、第１外層に含まれる各セグメント（樹脂部）のショア硬度は、先端側から２０Ｄ〜４０Ｄ、３０Ｄ〜６５Ｄ、５０Ｄ〜８０Ｄとし、第２外層に含まれる各セグメント（樹脂部）のショア硬度は、先端側から２５Ｄ〜４５Ｄ、３０Ｄ〜７４Ｄ、５０Ｄ〜８０Ｄとする例が挙げられる。

接合部５または接合部６において接合される２つの樹脂の硬度差は、ショアＤ硬度で３０Ｄ以下、更に好ましくは１５Ｄ以下であることが望ましい。長手方向に向けて、部分的には第１外層３を構成する樹脂と第２外層４を構成する樹脂とが同一樹脂となる部分があっても構わないが、上述のように第２外層の接合部６は、第１外層３の接合部５に対して長手方向に並列する位置とは異なる、第１外層３の単一樹脂部分に並列する位置に存在する必要がある。
４−４．外層の厚さ
第１外層３の厚さは特に規定されないが、該第１外層３の外側を構成する第２外層４の成形性から、一定の厚さであることが望ましい。逆に第２外層４の厚さは、硬度傾斜をより効果的に付与するため、先端側で薄く、基端側で厚くあることが望ましい。ただし第２外層４の厚さ変化が局所的になると、局所的な硬度変化を引き起こすため、厚さが連続的に変化するか、同一樹脂内で外径変化部分を有することが望ましい。
５．カテーテルチューブの適用
上記説明した実施例のカテーテルチューブは、長さ方向に硬度傾斜を付与するあらゆるカテーテルに適用できる。図２、図３は、実施例のカテーテルチューブを適用したカテーテル（「カテーテルチューブが少なくとも１部分に含まれている」に対応）の断面概略図を示す。実施例のカテーテルチューブは、特に、細径薄肉化が求められ、樹脂の力学的剛性がカテーテルの操作特性に大きく影響するマイクロカテーテルに適用すると顕著な効果が得られる。

実施例のカテーテルチューブは、カテーテル全長に適用することはもちろん可能であるが、カテーテルの一部分に適用することも可能である。特に末梢血管へ挿入される確率の高い先端側に選択的に適用されることが更に望ましい。少なくとも、カテーテルの先端から、その先端の位置から基端側に向けて５００ｍｍの領域において、実施例のカテーテルチューブが構成されることで、カテーテル先端側の局所的な剛性変化が低減され、屈曲した末梢血管を通過する際にも、折れ曲がることなく良好な押込み性を実現できる。

図２では、カテーテル全長にわたり実施例のカテーテルチューブを適用している。図３では、カテーテル先端側に実施例のカテーテルチューブを適用し、手元側には手元側外層７を適用したカテーテルを例示している。

図４にはカテーテルの断面外略図を示している。カテーテル先端側をより柔軟に細径にするために、カテーテル先端部の一部において、内層及び第１外層のみからなる部分（図４中８）もしくは内層、補強層及び第１外層のみからなる部分（図４中９）を有することができる。

図示はされていないが、上記の各実施例のカテーテルに対して、必要に応じ放射線不透過性が高い材料、例えばタングステン、白金、イリジウム、金などからなるマーカーを取り付けることも可能である。

以下、実施例に従って本発明を更に詳細に説明するが、本発明を以下の実施例に限定するものでない。

（実施例１）
直径０．５２ｍｍの銀メッキ軟銅線に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（「内層」に対応）を０．０２０ｍｍの厚みで被覆させて芯材とした。この芯材に、ステンレス鋼細線（丸線、直径０．０２０ｍｍ）（「補強層」に対応）を２本横に並べた状態で巻き、編組チューブを作製した。

予め押出成形により得られた表１に示す第１外層を構成する樹脂（ポリアミドエラストマー、ＰＥＢＡＸ、Ａｒｋｅｍａ製）で作製された中空チューブを、上記編組チューブに順次被せ、その上からテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）製の熱収縮チューブを被せ、加熱炉に入れて加熱収縮し、第１外層を得た。次に表１に示す第２外層を構成する樹脂で作製された中空チューブを上記第１外層に順次被せ、その上からテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）製の熱収縮チューブを被せ、加熱炉に入れて加熱収縮し、カテーテルチューブを得た。

得られたカテーテルチューブの第１外層、第２外層の外径はそれぞれ０．６９ｍｍ、０．７５ｍｍであった。第１外層の接合部と第２外層の接合部は長さ方向において異なる位置にあり、滑らかな剛性傾斜を達成できた。

（実施例２）
実施例１と同様の方法で表２に示すカテーテルチューブを得た。得られたカテーテルチューブの柔軟な部分を先端側、最も硬い部分を手元側として、先端側にマーカーを取り付け、手元側にハブを取り付けることにより、マイクロカテーテルを作製した。得られたマイクロカテーテルは、耐キンク性、押込み性共に良好であった。

（実施例３）
実施例２で得られたカテーテルチューブの先端側１０ｍｍにおいて、補強層の編組及び第１外層を研磨により除去して内層のみとし、マーカーを取り付けた後、更に実施例２の第１外層と同じ樹脂で内層のみの部分を被覆し、表３に示すカテーテルチューブを得た。手元側にハブを取り付けることにより、マイクロカテーテルを作製した。

得られたマイクロカテーテルは、耐キンク性、押込み性共に良好であり、特に屈曲した細径部の通過性は非常に良好であった。

（比較例１）
実施例１と同様の方法で編組チューブを作製した後、表４に示す外層を被覆して、１層の外層が被覆されたカテーテルチューブを得た。得られたカテーテルチューブの外径は０．７５ｍｍであった。外層の継目部で大きな硬度段差が発生し、耐キンク性が不良であった。

（比較例２）
実施例１と同様の方法で表５に示す外層を被覆して、カテーテルチューブを得た。得られたカテーテルチューブは第１外層及び第２外層からなっているが、それぞれの接合部が長さ方向の同一場所になっていた。得られたカテーテルチューブの柔軟な部分を先端側、最も硬い部分を手元側として、先端側１０ｍｍにおいて補強層の編組及び第１外層を研磨により除去して内層のみとし、マーカーを取り付けた後、更に第１外層と同じ樹脂で内層のみの部分を被覆した。手元側にハブを取り付けることにより、マイクロカテーテルを作製した。

得られたマイクロカテーテルは屈曲した細径部に通過させる際に、押込み性が悪く接合部でキンクが発生した。

本発明の実施例のカテーテルチューブの断面図である。 本発明の実施例のカテーテルの概略断面図である。 本発明の別の実施例のカテーテルの概略断面図である。 本発明の実施例のマイクロカテーテルの概略断面図である。

符号の説明

１ 内層
２ 補強層
３ 第１外層
４ 第２外層
５ 第１外層接合部
６ 第２外層接合部
７ 手元側外層
８ 内層及び第１外層のみ部分
９ 内層、補強層及び第１外層のみ部分

Claims (7)

1. フッ素系樹脂からなる内層と、当該内層を覆う外層とを含むカテーテルチューブであって、
   前記外層は、
   （ａ）硬度の異なる少なくとも２つの樹脂を前記カテーテルチューブの長手方向にかけて備える第１外層、および、
   （ｂ）硬度の異なる少なくとも２つの樹脂を前記カテーテルチューブの長手方向にかけて備える、前記第１外層（ａ）を覆う第２外層、の少なくとも２層を有し、
   前記第１外層（ａ）における硬度の異なる２つの樹脂の接合部と、前記第２外層（ｂ）における硬度の異なる２つの樹脂の接合部とが、前記長手方向にかけて並列しない位置にあり、
   前記第１外層における前記接合部は、カテーテルチューブの先端側から１００ｍｍ以上のところに位置することを特徴とするカテーテルチューブ
2. 前記内層を覆う補強層が含まれており、
   前記第１外層が、前記補強層を覆うことを特徴とする請求項１に記載のカテーテルチューブ。
3. 前記第１外層（ａ）の２つの樹脂のうちの基端側の樹脂の硬度を、先端側の樹脂の硬度よりも高くし、
   前記第２外層（ｂ）の２つの樹脂のうちの基端側の樹脂の硬度を、先端側の樹脂の硬度よりも高くしたこと、
   を特徴とする請求項１または２に記載のカテーテルチューブ。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のカテーテルチューブが少なくとも１部分に含まれていることを特徴とするカテーテル。
5. 長手方向においてカテーテルの先端から５００ｍｍまでの領域において、請求項１から４のいずれかに記載のカテーテルチューブが含まれていることを特徴とするカテーテル。
6. 長手方向において前記カテーテルの先端から５００ｍｍまでの領域において、前記内層及び前記第１外層のみからなる部分、もしくは、前記内層、前記補強層及び前記第１外層のみからなる部分の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項４または５に記載のカテーテル。
7. 前記カテーテルが、マイクロカテーテルであることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のカテーテル。
   

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