JP2003514633A - 楕円横断面形状ワイヤによって補強されたカテーテル - Google Patents
楕円横断面形状ワイヤによって補強されたカテーテルInfo
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Abstract
Description
9年11月26日付で米国特許商標庁に提出された米国特許予備出願第60/1
67,613号の優先権を主張するものである。この予備出願の内容の全体が、
参考のため、ここに組み込まれる。
/または搬送するために使用されるワイヤ補強カテーテルに関するものである。
補強カテーテルは、長尺でフレキシブルなチューブ状ボディから構成され、チュ
ーブ状ボディには、このボディの一端から他端までにわたって延在する中央管腔
が形成されている。中央管腔が、両端においてボディ外部と連通する。よって、
カテーテルの先端が患者の体内に埋設されたときには、中央管腔は、生体に対し
ての材料の導入または生体からの材料の導出のためのコンジットを形成する、あ
るいは、患者の体内からのセンサ情報を伝達するためのコンジットを形成する。
形成され、典型的には、複数層から形成される。ここで特に興味の対象をなす1
つの構成として、巻回補強ワイヤによって内側層を取り囲んだ構造が想定される
。補強ワイヤ上には、外側層が被覆される。これにより、補強ワイヤは、内側層
と外側層との間に介装される。補強ワイヤの巻回ピッチは、カテーテルの長さ方
向における場所によって相違するものとすることができ、これにより、フレキシ
ブルさのプロファイルを所望のものとすることができる。1つまたは複数のワイ
ヤを使用することができ、ワイヤどうしは、互いに同じ向きでもって螺旋状に巻
回することも、また、互いに異なる向きでもって螺旋状に巻回することも、でき
る。また、ワイヤは、カテーテルの長さ方向において、全体にわたって延在する
ことも、また、部分的に延在することも、できる。よって、互いに逆向きに編み
込まれた複数のストランドは、カテーテルの内側層と外側層との間における補強
ワイヤメッシュを形成するものとして捉えることができる。従来技術において使
用されているワイヤは、横断面においては、円形または矩形のいずれかである。
,632号に開示されている。この文献においては、カテーテル(10)は、例
えばポリエチレンといったようなプラスチック材料からなる内側層(30)およ
び外側層(35)を備えている。これら内側層と外側層との間には、編込ガラス
ファイババンド(40,41,42,43,48,49,50,51)からなる
メッシュが配置されている。このメッシュは、内側層(30)の外周面上におい
て互いに逆向きに螺旋状に巻回された複数のストランドを有している。ストラン
ドの厚さは、0.0127mm(0.0005インチ)とされている。層(30
,35)は、ガラスファイバ製メッシュの隙間を通して、互いに熱融着されてい
る。カテーテル(10)の先端部に最大のフレキシブルさを与えるために、最先
端部においては、端部に対してメッシュ無しチューブ(52)が接合されている
。
1)の内側ライナー(12)と外側層(26)との間に、リボン補強層(16)
を配置することが開示されている。リボンは、様々なピッチでもって内側ライナ
ー(12)上に巻回されている。これにより、基端部(12a)と中間部(12
b)と先端部(12c)との各々が互いに相違するフレキシブルさを示すという
、フレキシブルさに関しての特定のプロファイルが得られている。カテーテル(
11)の先端部においては、最大のフレキシブルさを得るために、リボンが配置
されていない。逆向きに巻回されたリボンからなる2つの層(17,18)を使
用することができる。この場合、第2層が、第1層を被覆するものとされる。リ
ボンをなす材料は、好ましくは、ケブラー(登録商標)とされる。
カテーテル(10)は、内側層(12)と外側層(16)との間に配置されたフ
ラットワイヤ編込体(14)を備えている。内側層(12)は、延伸され予配向
されたポリフッ化ビニリデンまたはナイロン(12)から形成されている。外側
層(16)をなす材料は、放射による殺菌に適しているような、ポリオレフィン
ポリマーあるいはエチルビニルアセテートあるいはポリウレタンとすることがで
きる。フレキシブルな先端部は、内側層およびワイヤ製編込体を超えて、外側層
を延出させることによって、もたらされている。そのため、先端部は、外側層だ
けによって形成されており、よりフレキシブルな構造とされている。
ル(10)は、ポリエチレンあるいはナイロンあるいはPVC(ポリ塩化ビニル
)あるいはポリウレタンあるいはシリコーンゴムから形成された内側層(12)
を備えている。内側層(12)は、螺旋状に巻回されたワイヤシース(16)に
よって被覆されている。ワイヤシース(16)は、一対をなす逆回転ワイヤ(1
8,20)を有しており、これらワイヤの相対角度(すなわち、ピッチ)は、様
々な長さ方向部分において所望の捻り特性および長さ方向硬さ特性が得られるよ
うに、変更することができる。長さ方向部分の数は、2つ以上とすることができ
、用途に応じて決定される。長さ方向部分を3つとする場合について、説明され
ている。ワイヤ(18,20)は、編み込むことができる。あるいは、ワイヤ(
18,20)は、一方が他方を覆うように構成することができる。任意の所望の
ワイヤ横断面形状を使用することができ、可能なワイヤ材料には、ステンレスス
チールや、ナイロンや、ニチノール(登録商標)といったような形状記憶合金、
がある。
シース(104)と内側チューブ(401)とから構成されたカテーテル(10
0)を補強するために、螺旋状に巻回されたワイヤ(105)を使用することが
開示されている(図4参照)。ワイヤ(105)がなすコイルは、カテーテルの
先端部においてよりフレキシブルな構造が得られるように、カテーテルの先端部
においては、疎に巻回されている。ワイヤ(105)をなす材料は、硬化された
ステンレススチール、あるいは、“他の金属や合金”である。一方、外側シース
(104)をなす材料は、ポリアミドや、フッ素化ポリマーや、テフロン(登録
商標)や、他のコポリマープラスチック、とすることができる。
テーテル(10)は、先端部(22)の方が、基端部(14)よりもフレキシブ
ルなものとされている。双方の部分において、支持ワイヤが埋設されている。先
端部におけるワイヤ(28)は、好ましくは、矩形横断面形状のものとされ、ス
テンレススチールから形成される。構造的には、ワイヤ(28)は、内側層(2
6)を同軸的に囲み、被覆外側層(24)の中に埋設されている(図4参照)。
内側層(26)は、PTFEから形成される。一方、外側層(24)は、ナイロ
ンから形成される。先端部(22)と基端部(14)との間におけるフレキシブ
ルさの相違は、適切な材料選択によって得られている。特に、先端部における外
側層をなす材料として、基端部における外側層をなす材料よりも、ショアD硬度
値の小さなもの(40という値が、第3カラム第63行目〜第64行目において
言及されている)を選択することによって、得られている。
上述)についての考察があり、Gold特許の概念が拡張されている。Truckai 特許
においては、カテーテル(10)には、内側層(12)が設けられており、この
内側層(12)は、ポリエチレンあるいはナイロンあるいはPVC(ポリ塩化ビ
ニル)あるいはポリウレタンあるいはシリコーンゴムから形成される。内側層(
12)上には、チューブ状編込ワイヤシース(16)が形成されている。編込ワ
イヤシース(16)は、スプリングスチール製のフラットなワイヤからなる一対
をなす逆回転螺旋ストランド(18,20)を有している。また、ニチノール(
登録商標)が、第4カラム第40行目において議論されている。図5に示すよう
に、編込ワイヤシース(16)上には、外側層(22)が配置されており、この
外側層(22)は、シースの隙間を通して内側層(12)に対して接合されてい
る。外側層(22)は、内側層と同じ材料から形成されている。ストランド(1
8,20)がなす角度は、第3カラム第17行目〜第19行目および第4カラム
第21行目〜第23行目において議論されているように、物理的特性が場所によ
って相違するよう、カテーテル(10)の様々な場所において変更することがで
きる。この場合の物理的特性は、硬さ/フレキシブルさである。
,695,483号、および、米国特許明細書第5,876,386号には、カ
テーテルのチューブ状ボディ(270)を補強するためにまたフレキシブルさを
制御するために、1つまたは複数の剛直化リボン(274)が使用されているカ
テーテルが開示されている。剛直化リボンは、カテーテルのフレキシブルさに関
するプロファイルを特定の用途に合わせ得るよう、様々なピッチでもって選択的
に付加されているとともに、向きが変更されている(『片側に設ける』あるいは
『左右非対称とする』)。このカテーテルは、剛直化リボンが、内側チューブ状
ライナー(272)と称される内側チューブ状ポリマー層と、外側チューブ状カ
バー(276)と称される外側チューブ状ポリマー層と、の間に介装されるよう
に構成されている。リボンは、矩形横断面形状のものとして説明されており、厚
さは、0.019mm(0.75ミリインチ)〜0.038mm(1.5ミリイ
ンチ)とされ、幅は、0.064mm(2.5ミリインチ)〜0.20mm(8
.0ミリインチ)とされている。これに代えて、リボンをなす材料によっては、
厚さおよび幅を、それぞれ0.013mm(0.5ミリインチ)〜0.025m
m(1.0ミリインチ)とすることが言及されている。両チューブ状ポリマー層
は、適切な接着剤を使用するかどうかは別として、互いに接合し得るような適合
性を有した材質のものとされている。
を有していることがわかった。すなわち、円形ワイヤを使用した場合には、所望
の硬さ制御が得られないとともに、多くの用途におけるサイズ要求に対して寸法
的に適していない厚さを有したワイヤを使用することとなる。また、矩形横断面
のワイヤは、尖鋭なエッジを有しており、そのため、製造時や使用時に、カテー
テルのチューブ状ボディを損傷する可能性がある。
面形状を有した補強ワイヤを備えたカテーテルを提供する。よって、従来技術に
おける矩形補強ワイヤにおける尖鋭エッジに関する潜在的な問題点が、回避され
る。さらに、ワイヤは、横断面形状において円形ではなく、このため、従来技術
よりも優れた機能的性能および寸法的性能をもたらす。
には、長尺構造の少なくとも一部において、螺旋状に巻回された補強ワイヤが設
けられている。この部分は、最先端部とすることも、あるいは、カテーテルの埋
設可能部分とすることも、あるいは、カテーテルの様々な部分とすることも、あ
るいは、カテーテルの全体にわたるものとすることも、できる。長尺構造(チュ
ーブ状ボディ)は、内側層および外側層を備えており、これら内側層および外側
層は、同じ材料から形成することも、また、異なる材料から形成することも、で
きる。これら内側層および外側層の間に、補強ワイヤが螺旋状に巻回される。補
強ワイヤは、楕円形または長円形の横断面形状を有するように選択されている。
これにより、尖鋭エッジが無いことにより、カテーテルの内側層および外側層を
損傷する可能性が低減する。加えて、楕円形または長円形の横断面形状は、かさ
高くて不適切であるような従来の円形ワイヤと比較して、サイズを低減できると
ともに性能を向上させ得るという利点をもたらす。
キシブルさに関する所望プロファイルに応じて決定され、フレキシブルさを増大
させるには、大きな巻回ピッチが使用される。加えて、フレキシブルさは、補強
ワイヤと内側層と外側層とのそれぞれをなす材料を適切に選択することによって
も、制御することができる。
の多数の利点を明瞭に理解されるであろう。複数の図面にわたって、同様の部材
には、同じ参照符号が付されている。
(10)は、長尺かつ全体的にチューブ状の構造とされており、基端部(12)
と先端部(14)とを有している。全体的に符号(16)によって示された取付
具が、基端部(12)に配置されている。取付具(16)は、カテーテル(10
)と、カテーテルの用途に応じた様々な支持デバイスや搬送デバイスと、の間の
インターフェースとして機能する。カテーテル(10)は、使用時には、患者(
図示せず)の体内へと導入される。その際、例えばガイドワイヤ(図示せず)を
使用することによって、先端部(14)が、例えばターゲット部位への薬剤の局
所的供給といったような必要とされた操作を行うために、体内のターゲット部位
へと案内される。基端部(12)は、患者の外部に位置するものとされ、患者の
体内のターゲット部位に対しての、主管腔(後述)を通してのアクセスをもたら
す。
部分断面図である。セグメント(20)は、カテーテル(10)の中の、例示と
しての一部である。そのため、セグメント(20)の構造は、例えば先端部(1
4)といったような、カテーテルの中の、指示された特定部分とすることができ
る。あるいは、セグメント(20)は、カテーテルの長さ全体にわたっての構造
を例示したものとすることができる。セグメント(20)は、セグメントの長さ
に沿って長さ方向に延在した主管腔(22)を備えている。主管腔(22)は、
内側層(26)および外側層(24)によって規定されている。主管腔(22)
は、先端部(12)から基端部(14)までにわたって実質的にカテーテル(1
0)の長さ全体にわたって延在しているとともに、少なくとも先端部および基端
部においてまたこれらの近傍において、カテーテルの外部と連通している。主管
腔(22)は、カテーテル(10)の基端部(12)と先端部(14)との間に
わたって、材料を搬送するように機能する。限定するものではないが、この場合
の材料は、栄養剤や、薬剤や、液体塞栓剤や、血液や、ガイドワイヤや、例えば
センサやセンサ情報伝達導体といったような他のデバイス、とすることができる
。内側層(26)および外側層(24)は、全体的にチューブ状形状であり、そ
のため、セグメント(20)およびカテーテル(10)を、全体的にチューブ状
としている。
26)を囲んでいるとともに、外側層(24)によってカバーされている。ワイ
ヤ(28)は、好ましくは、図2に概略的に示すように、螺旋パターンで配置さ
れている。図3〜図5に示すように、他のパターンとすることもできる。図3に
おいては、2つのワイヤストランドが使用されており、一方のワイヤストランド
が他方のワイヤストランドの上に位置している。より詳細には、図3においては
、ワイヤ(28)が、内側層(26)上に、また、内側ワイヤ(30)上に、巻
回されている。ワイヤ(28,30)は、図3に示すように逆向きに巻回するこ
とができる。あるいは、ワイヤ(28,30)は、より稠密な織込パターンをも
たらし得るようすなわちより密なピッチをもたらし得るよう一方のワイヤが他方
のワイヤの間に配置されるようにして、互いに同方向にかつ互いに位置をずらせ
て巻回することもできる(図示せず)。図4においては、2つのワイヤ(28,
30)は、互いに逆向きに巻回されているとともに、相互織込されている。これ
により、内側層(26)上において補強メッシュが有効に形成されている。図5
においては、セグメント(20)が、2つのセグメント(32,34)へと分割
されて示されている。各セグメント(32,34)は、内側層(26)上におい
て互いに異なるピッチで巻回されたワイヤ(28)を有している。互いに異なる
ピッチが使用されているのは、カテーテル(10)の様々な部分におけるフレキ
シブルさを選択的に制御するためである。さらに、ある種の構成においては、要
望された特性に応じて、個別のセグメントにおいてまたは同一セグメント内にお
いて、上記いくつかのパターンの様々な組合せを使用することができる。
のような構成においては、補強ワイヤ(28)は、標準的製造技術を使用して、
層(36)内に埋設されている。図2Aは、このような構成を示している。
ッジを排除しつつワイヤのサイズを低減し得るよう、楕円形あるいは長円形が選
択される。図6および図7は、このような形状を示している。円錐曲線という観
点における楕円形の厳密な定義に執着することを意図していないことは、理解さ
れるであろう。厳密な楕円形からのいくらかのズレも想定されている。また、『
ワイヤ』という用語が、電気導体材料あるいは金属材料を指定することを意図し
ていないことも、理解されるであろう。ただし、実際には、ワイヤを金属材料か
ら形成することが好ましい。しかしながら、本発明の範囲を規定するという目的
からは、ワイヤ材料を、適切なポリマー材料あるいは他の非金属材料とすること
も本発明の範囲内であることは、理解されるであろう。
ンチ)〜約0.127mm(約0.005インチ)とすること、および、ワイヤ
の幅(W)を、約0.0381mm(約0.0015インチ)〜約0.381m
m(約0.015インチ)とすること、が想定されている。ワイヤに関しての他
の寸法の組合せにおいては、厚さを約0.0127mm(約0.0005インチ
)としかつ幅を約0.0381mm(約0.0015インチ)とする組合せ、あ
るいは、厚さを約0.0254mm(約0.001インチ)としかつ幅を約0.
0762mm(約0.003インチ)とする組合せ、あるいは、厚さを約0.0
508mm(約0.002インチ)としかつ幅を約0.1524mm(約0.0
06インチ)とする組合せ、あるいは、厚さを約0.127mm(約0.005
インチ)としかつ幅を約0.381mm(約0.015インチ)とする組合せ、
とすることができる。また、他の寸法の組合せを想定することもできる。本発明
は、上記において列挙された数値に限定されるものではない。
る。材料の選択は、特定の用途に応じて決定され、例えば、フレキシブルさに関
する要求やトルク伝達性に関する要求や、患者に対して行われる特定の手術法や
、患者のサイズおよび状態や、患者の体内のターゲット部位へと搬送される材料
といったような観点において検討される。カテーテルを、ある種の最低限の物理
的基準に適合するように構成することが好ましい。より詳細には、多くの用途に
おいて、カテーテルの先端部を、約1.50mm以下という臨界曲げ直径制限に
適合するものとするとともに、Tinius-Olsen社による硬度テスターによって20
°〜30°という曲げ条件で測定したときに約7.378°偏向/kg−cm(
約8.500°偏向/インチ−ポンド)以上の側方硬度を示すものとすることが
好ましい。
るものではない。本発明の精神および範囲を逸脱することなく上記実施形態に対
して変形を加えることができることは、当業者であれば理解されるであろう。
のカテーテルのあるセグメントの部分断面図が図1Aとして与えられている。
2Aは、図1のカテーテルの代替可能な実施形態におけるあるセグメントを示す
部分断面図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 カテーテルであって、 実質的に長尺の構造であるとともに、基端部と先端部とを有し、さらに、これ
ら基端部および先端部の間にわたって延在する主管腔を有し、この主管腔が、少
なくとも前記基端部および前記先端部において前記長尺構造の外部に連通してい
るような、長尺構造と; 該長尺構造の少なくとも1つのセグメントに沿って前記主管腔を囲んでいる、
楕円形または長円形横断面形状の補強ワイヤと; を具備することを特徴とするカテーテル。 - 【請求項2】 請求項1記載のカテーテルにおいて、 前記長尺構造が、前記主管腔を規定する内側層と;該内側層を被覆する外側層
と;を備え、 前記楕円形または長円形補強ワイヤが、前記内側層と前記外側層との間に配置
されていることを特徴とするカテーテル。 - 【請求項3】 請求項1記載のカテーテルにおいて、 前記長尺構造が、単一層を備え、 前記楕円形または長円形補強ワイヤが、前記単一層内に埋設されていることを
特徴とするカテーテル。 - 【請求項4】 請求項1記載のカテーテルにおいて、 前記楕円形または長円形補強ワイヤは、厚さ(t)が0.0127mm〜0.
127mmとされ、かつ、幅(W)が0.0381mm〜0.381mmとされ
ていることを特徴とするカテーテル。 - 【請求項5】 請求項1記載のカテーテルにおいて、 前記楕円形または長円形補強ワイヤが、前記セグメントに沿って前記主管腔回
りに螺旋状に巻回されていることを特徴とするカテーテル。 - 【請求項6】 請求項5記載のカテーテルにおいて、 前記螺旋状巻回のピッチが、場所によって相違するものとされていることを特
徴とするカテーテル。 - 【請求項7】 請求項1記載のカテーテルにおいて、 前記楕円形または長円形補強ワイヤが、2つのワイヤを有していることを特徴
とするカテーテル。 - 【請求項8】 請求項7記載のカテーテルにおいて、 前記2つのワイヤが、前記セグメントに沿って前記主管腔回りに互いに逆向き
に巻回されていることを特徴とするカテーテル。 - 【請求項9】 請求項7記載のカテーテルにおいて、 前記2つのワイヤが、相互織込されていることを特徴とするカテーテル。
- 【請求項10】 請求項1記載のカテーテルにおいて、 前記カテーテルの前記先端部が、1.50mm以下という臨界曲げ直径を示す
ものとされていることを特徴とするカテーテル。 - 【請求項11】 請求項1記載のカテーテルにおいて、 前記カテーテルの前記先端部が、Tinius-Olsen硬度テスターによって20°〜
30°という曲げ条件で測定したときに7,378°偏向/kg−cm(8,5
00°偏向/インチ−ポンド)以上の側方硬度を示すものとされていることを特
徴とするカテーテル。
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