JP2006528030A - 医療器具 - Google Patents

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Abstract

カテーテル等の医療器具であって、形状記憶ポリマーを含む第1の部分を有する管状部材を備える。

Description

本発明は、カテーテル等の医療器具に関する。
体内には動脈等の様々な血管が張り巡らされている。血管の壁部分が引き延ばされて薄くなり、血管が膨隆即ち動脈瘤を形成することがある。動脈瘤は破裂すると血管内で出血を起こすため危険であり、出血により脳卒中(例えば、脳動脈瘤において)を起こしたり、死に至ることがある。
動脈瘤の治療方法の一つは、動脈瘤を充填することである。例えば、血管閉塞器具と呼ばれる螺旋状に巻回されたコイルやブレードで動脈瘤を充填することが可能である。そのような血管閉塞器具は、動脈瘤を充填して封止し、器具の周りに凝血や塊の形成を促す。その結果、血管の弱くなった壁が、血管内の血圧の脈動等に晒されないので、動脈瘤破裂の可能性が減少する。
血管閉塞器具は、ガイドワイヤやカテーテルを使用する血管内治療技術により、動脈瘤内へ搬送される。ガイドワイヤが最初に体内へ進められて動脈瘤へ到達する。次に、カテーテルがガイドワイヤ上を摺動して動脈瘤(例えば、動脈瘤の口部)へと進められると、ガイドワイヤは取り除かれる。さらに、血管閉塞器具が、カテーテルのルーメン内を搬送されて動脈瘤に到達する。
本発明は上記した懸案を鑑みてなされたものである。
本発明は、医療器具に関する。
一態様において、本発明は、形状記憶ポリマーを備えた先端部分等の部分を有するカテーテルを特徴とする。カテーテルは、第1の形状にて目的部位(例えば、動脈瘤付近)へ搬送され、目的部位においてカテーテルの同部分は、第2の異なる形状に変化する。例えば、カテーテルは直線姿勢の先端部分を備えて搬送され、次に、その先端部分は屈曲形状へ変化して、血管閉塞器具を動脈瘤内へ円滑に搬送する。
形状記憶ポリマーからなる部分により、ガイドワイヤに頼らずにカテーテルを直線状に保持できたり、蛇行する血管系により変形されることなく、カテーテルが搬送される。形状を変更した後は、形状記憶ポリマーからなる部分により、血管閉塞器具の搬送に使用される安定した(例えば、滑落しない)経路が提供される。所定の変化した形状に固定されて留まるため、カテーテルは、動脈瘤に応力を及ぼす座屈や他の力が発生する可能性を減少させる。
他の態様においては、本発明は、医療用カテーテルを特徴とし、同カテーテルは形状記憶ポリマーを含む第1の部分を有する管状部材を備える。
実施例は以下の特徴の1つ又は複数を含むことが可能である。第1の部分は、管状部材の先端部分であり、或いは、管状部材の最先端部分である。第1の部分は、さらに磁気効果により加熱され易い材料を有する。管状部材は、形状記憶ポリマーとは異なるポリマーを含む本体を有する。本体の端部は第1の部分の端部に連結される。第1の部分は本体の一部を取り囲む。
形状記憶ポリマーには、例えば、ポリノルボルネン、ポリカプロラクトン、ポリエン、ナイロン、ポリシクロオクテン(polycyclooctene(PCO))、ポリシクロオクテンとスチレンブタジエンゴムとのブレンド、ポリウレタン、ポリウレタンコポリマー、及び/又は、ポリビニルアセテート/ポリビニルイジネフルオライド(polyvinylidinefluoride)が含まれる。
カテーテルは、5フレンチサイズ(約1.67mm)のカテーテル又はそれよりも小径であってもよい。
第1の部分は、放射線不透過性材料、磁気共鳴映像法により観察可能な材料、及び/又は、超音波による造影剤を含んでいてもよい。
他の態様において、本発明は、第1の形状にある先端部分を有するカテーテルを目的部位へ案内する工程と、先端部分を第1の形状から第2の形状へ変化させる工程とを含む方法を特徴とする。
実施例は、以下の特徴の1つ又は複数を含むことが可能である。先端部分を変更する工程には、先端部分を加熱する工程、及び/又は、先端部分に高周波エネルギーを付与する工程が含まれる。また、同方法は、血管閉塞器具等の医療器具にカテーテル内を通過させる工程を含む。
先端部分は、カテーテルの最先端部分であってもよい。目的部位は動脈瘤の基端側である。
他の態様においては、本発明はワイヤを特徴とし、同ワイヤはその先端等の一部を覆う形状記憶ポリマーからなるコーティングを有する。
本発明の他の態様、特徴、効果は、好ましい実施例に関する記載及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
図1において、動脈瘤22を治療する方法20が示される。方法20は、従来の血管内技術(矢印A)を用いて、動脈瘤22へガイドワイヤ24(例えば、操舵可能なガイドワイヤ)を搬送する工程を含む。次に、カテーテル26は、ガイドワイヤ24上を通過して動脈瘤22(矢印B)付近へ進められる。カテーテル26は、本体32と、所定の形状を記憶するように形成された形状記憶ポリマーを含む先端部分28とを備える。カテーテル26を進める際に、先端部分28はほぼ直線形状(例えば、本体32と同一線上において)をなすため、蛇行する血管内をカテーテルは容易に追跡できる。次に、ガイドワイヤ24は取り外される(例えば、矢印Cの基端方向へ後退させられる)。さらに、先端部分28は、直線形状から所定の形状(図示するような屈曲形状)へ変化する。従来の方法により、先端部分28が動脈瘤22内に達すると、血管を閉塞するコイル30がカテーテル26を介して動脈瘤22へ案内される。
カテーテル26は、1つ又は複数のルーメンを有するほぼ長尺状の管材である。図2A,2Bにおいて、カテーテル26は本体32と先端部分28とを備える。本体32は、2001年3月2日付けで出願された米国特許出願第09/798749号明細書(発明の名称:多層からなる医療用バルーン(Multilayer Medical Balloon))等に記載されているような、従来技術による生体適合性を有するポリマーから形成された標準的なカテーテルシャフトであってもよい。図示されるように、先端部分28は、テーパ状部分を有する押出成形された管材である。幾つかの実施例においては、図3A,3Bに示すように、先端部分28は本体32の先端部分上に取り付けられたスリーブである。本体32はテーパ状をなす先端部を有する。先端部分28は、レーザ溶接、エポキシによる接着、溶融接合、熱収縮等により、本体32に装着されてもよい。他の実施例において、先端部分28は、本体32に塗布された形状記憶ポリマーからなるコーティングであってもよく、例えば、本体を形状記憶ポリマーを含む溶液に浸すことにより塗布される。先端部分28は、約6−10インチ(約15.24−25.4cm)の長さであってもよい。
先端部分28は、1つ又は複数の種類の形状記憶ポリマー(SMP)を含む。好適な形状記憶ポリマーには、約40−50°C等の体温よりも高い温度で溶融又はガラス転移を示し、体内で安全に使用されるエラストマーが含まれる。ポリマーの例には、形状記憶ポリウレタン(ミツビシ(Mitsubishi)より販売)、ポリノルボルネン(例えば、商標Norsorex(ミツビシ(Mitsubishi)において販売))、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリ(塩化ビニル)、ポリエチレン(例えば、結晶性ポリエチレン)、ポリイソプレン(例えば、トランス−ポリイソプレン)、スチレン−ブタジエンコポリマー、ゴム、アゾ染料や両性イオン性や他の光架橋性材料を含む光架橋性のポリマー(オオツカ、ウェイマン共著(Otsuka and Wayman)、「形状記憶材料(Shape Memory Materials)」、ケンブリッジ大学出版(Cambridge University Press)、1998年発行(1998)に記載されているような)が含まれる。他の形状記憶ポリマーには、ドイツ国 D−52074 アーへン パウベルストラーセ19に所在するエムネモサイエンス社(MnemoScience GmbH Pauwelsstrasse 19, D−52074 Aachen,Germany)より販売される形状記憶プラスチックが含まれる。熱可塑性ポリウレタンやポリウレタンコポリマー等の他の形状記憶材料は、2003年7月18日付けにて出願された米国特許出願第 号明細書(発明の名称:ナノ構造の硬質セグメントを担持する半結晶性熱可塑性ポリウレタンに基づく形状記憶ポリマー(Shape Memory Polymers Based on Semicrystalline Thermoplastic Polyurethanes Bearing Nanostructured Hard Segments)、ゲ及びマザーによる「ナノ構造の硬質セグメントを担持する熱可塑性ポリウレタンの合成:新しい形状記憶ポリマー」、2002年10月11日付けにて出願された米国特許出願第60/418023号明細書(発明の名称:人工器管(Endoprosthesis))に記載されており、これらの文献に開示された内容は本願においても開示されたものとする。材料は生体吸収性を有していてもそうでなくてもよい。ポリマーからなる形状記憶材料の混合物が使用されてもよい。
幾つかの実施例において、形状記憶ポリマーは架橋性及び/又は結晶性を備えていてもよい。架橋性及び/又は結晶性は、例えば、ポリマーを加熱した後に、過剰クリープや応力緩和に十分抵抗できる程度のものである。また、架橋性は、溶融即ちガラス転移温度や転移温度範囲を調整するために制御されてもよい。幾つかの実施例において、狭い転移温度範囲(例えば、10°C、5°C、或いはそれ未満)が望ましい。架橋性は、電子ビーム(e−beam)、紫外線、ガンマ線、X線等の放射線の照射や、加熱により活性化される化学的架橋技術(例えば、過酸化物による)により行われてもよい。放射線による架橋技術においては、ポリマーは架橋性を得るために十分に加熱される必要はない。
上述したように、形状記憶ポリマーは、形状記憶性を示すことが可能なので、所定の形態や形状へ変化するように記憶させることができる。幾つかの実施例において、形状記憶ポリマーは、架橋において第1の形状(例えば、応力ゼロ(stress free))に形成される。例えば、先端部分28は、屈曲形状において架橋される。次に、ポリマーは、軟化点(例えば、T又はT)まで加熱されたり、変形されたり、軟化点以下に冷却されて、一時的な形状に形成される。ポリマーが軟化点より高温に加熱されると、ポリマーはその第1の形状に復元できる。
ポリマーを一時的な形状からその第1の形状へ移行させるためには、多くの方法が使用できる。カテーテル26は加熱装置を担持することも可能である。例えば、抵抗ヒータや高周波(RF)ヒータは、カテーテルの内側に設けられる。これに代えて、又は、これに加えて、ポリマーは、ヒステリシス効果等の磁気効果により加熱され易い磁性粒子等の材料を含むように合成されてもよい。磁界は、カテーテルや体外における供給源によりステントの本体に付与される。好適な磁性粒子は、米国マサチューセッツ州ケルムズフォードに所在するトリトンシステムズ社(Triton Systems,Inc.,Chelmsford,MA)よりスマートボンドシステム(商標Smartbond)において販売されている。磁気効果による加熱工程は、米国特許第6056844号明細書に記載されている。
通常、カテーテル26の寸法や形状は限定されない。幾つかの実施例において、カテーテル26は、5フレンチ(約1.67mm)又はそれよりも小径(4フレンチ(約1.33mm)、3フレンチ(約1mm)、2フレンチ(約0.67mm)、1フレンチ(約0.33mm))であってもよい。カテーテル26は、約240cm−3.5mの長さを有してもよい。カテーテルの例には、動脈瘤カテーテル、ガイドカテーテル、泌尿器カテーテル、マイクロカテーテル(米国マサチューセッツ州ナティックに所在するボストンサイエンティフィック社より販売(Boston Scientific Corp.,Natick,MA))が含まれる。
また、先端部分28が本体32に対して屈曲する角度が異なっていてもよい。幾つかの実施例においては、先端部分28と本体32とにより画定される角度(φ)は、約20°−180°である(図2B参照)。例えば、角度(φ)は、約20°,40°,60°,80°,100°,120°,140°,或いは160°以上であってもよく、及び/又は、180°,160°,140°,120°,100°,80°,60°,或いは40°以下であってもよい。
幾つかの実施例において、先端部分28は、放射線不透過性材料、磁気共鳴映像法(MRI)により観察可能な材料、及び/又は、超音波造影剤を含む。そのような材料により、カテーテル26は、X線透視法、MRI、超音波映像法等を用いて追跡され、且つモニタされる。放射線不透過性材料の例には、タンタル、タングステン、プラチナ、パラジウム、金が含まれる。粉末状等の放射線不透過性材料は、形状記憶ポリマーと混合されてもよい。これに代えて、又は、これに加えて、バンド状等の放射線不透過性材料は、先端部分28に近接するような選択された位置においてカテーテル26上に配置されてもよい。
MRIにおいて観察可能な材料には、テルビウム−ジスプロシウムやジスプロシウムやガドリニウム等の常磁性体(例えば、ジスプロシウムやガドリニウム)を含む非鉄金属合金、ジスプロシウムやガドリニウム(例えば、Dy又はGd)の酸化物や炭化物の層でコーティングされた非鉄金属バンド、ナノ結晶性FeやCoFeやMnFeやMgFe等の超常磁性材の層でコーティングされた非鉄金属(例えば、銅、銀、プラチナ又は金)、及び遷移金属の酸化物(例えば、鉄、銅、ニッケルの酸化物)のナノ結晶性分子が含まれる。MRIにおいて観察可能な粉末材料は、形状記憶ポリマーと混合されてもよい。
超音波造影剤は、超音波造影法において可視性を強化する材料であってもよい。超音波造影剤には、音波を屈折させる大きさの気泡を捕捉している懸架(suspension)を備えることも可能である。
先端部分28は、薬剤や治療薬を備えていてもよい。例えば、先端部分28は、カテーテル上の凝血塊の形成を抑制するために、ヘパリン等の抗血栓溶解剤を備えていてもよい。薬剤や治療薬の他の例は、2002年8月30日付けで出願された米国特許出願第10/232265号明細書に記載されており、同特許文献に開示された内容は本願においても開示されたものとする。
幾つかの実施例において、カテーテルは、処置時において使用者(医師等)が加熱(蒸気)等により、所望の形状に形成することも可能である。形状記憶性を所望の形状を得るために用いてもよく、使用者が行うことが可能である。所定の形状が適当でない(例えば、上手く形成できなかった)場合、使用者は形状記憶材料からなるカテーテルを体外で加熱して(例えば、蒸気や温水)、第2の所定の形状へ再賦形することもできる。
以下の例は、例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
(例1)
以下の例は、形状記憶ポリマーのブレンドであるポリシクロオクテン/スチレンブタジエンゴムのブレンドを含む部分を有するカテーテルの形成方法を示す。ポリシクロオクテンや形状記憶ポリマーのブレンドは、2003年10月10日付けで出願された、米国特許出願第10/683559号明細書(発明の名称:架橋されたポリシクロオクテン(Crosslinked Polycyclooctene)及び同特許出願第10/683558号明細書(発明の名称:形状記憶性を有する非晶質及び半結晶質ポリマーのブレンド(Blends of Amorphous and Semicrystalline Polymers Having Shape Memory Properties)に記載されている。
ブレンドを形成するためにポリマーが合成された。スチレンブタジエンゴムはウィリーミル内で1−2mmのメッシュ状に切断された。スチレンブタジエンゴムとポリシクロオクテンは、ポリシクロオクテン65重量%、スチレンブタジエンゴム35重量%の割合で混合されて、30分間ドライブレンダーにかけられた。次に、その混合物は、温度100°Cにおいて、20−25RPMで回転する2個のツインスクリューヘッドを備えたブラブレンダー内に置かれた。ブレンドされた混合物は、常温水槽内に置かれてペレット化された。
次に、ペレットが押出成形された。ペレット(約500g)は、供給温度50°C、第2ゾーン65°C、第3ゾーン80°C、ダイヘッド温度80°Cのデービススタンダード押出機(3/4−1インチ(約1.91−2.54cm))内で押出成形された。ペレットは管状のダイから押出され、加圧された空気を用いて押出成形された管材のルーメンの開通性を維持した。押出成形された管材は、常温水槽へ送られて、一定の長さ(例えば、約6インチ(約15.24cm)に切断された。管材は、例えば、0.0305インチ(約0.775mm)の外径と0.027インチ(約0.686mm)の内径を有する。
次に、形状記憶ポリマーからなる管材(例えば、約5cm)がカテーテルの先端部分に配置された。カテーテルはそのルーメン内に配置されたガイドワイヤを備えていた。カテーテルは、移動可能、且つ加熱可能なクランプを備えるスリーブ機に取り付けられた。さらに、熱収縮管材(ゼウス社(Zeus)やターゲット社(Target)により販売)が、形状記憶ポリマーからなる管材上に配置された。クランプが約175°C−200°Cまで加熱され、13.5−17cm/分の速度で移動して熱収縮管を収縮させて、形状記憶ポリマーの管材をカテーテルに固定した。通常、クランプは1回のみ通過させることが必要である。幾つかの実施例においては、ブレンド内のスチレンブタジエンゴムの濃度がより高くなれば、より高い温度が必要となる。例えば、35重量%のスチレンブタジエンが含まれるブレンドは、約195°Cまで加熱された。
次に、カテーテルはスリーブ機から取り外されて、熱収縮管は顕微鏡下でカテーテルからはがされた。
さらに、カテーテルが、湾曲状(例えば、J形状)や直線状に成形された。成形マンドレルはカテーテルのルーメン内に配置された。
カテーテルは、ガンマ線架橋を行うために施設(ステリス アイソメディックス社等)へ送られた。形状記憶ポリマーからなる部分の厚さに応じて、ポリマー部分は、約1−25メガラド(megarad)の範囲で照射された。マイクロカテーテルについては、約1メガラドが照射された。
(例2)
形状記憶ポリマー溶液が、500mlのキシレン内に、15グラムのポリノルボルネン(例えば、商標Norsorex(ミツビシ(Mitsubishi)より販売)と、3グラムのクラトン1650G(商標Kraton(ジーエルエス社(GLS Corp)より販売))とを溶解して用意された。この溶液は70°Cまで加熱され、かくはん板上で低設定(約50rpm)により30分間かくはんされた。
湾曲状のマンドレルがカテーテル(ボストンサイエンティフィック社より販売されている泌尿器用イメージャーカテーテル(Imager catheter)や神経用レネゲイトカテーテル)内へ挿入されて、湾曲形状をなすカテーテルが形成された。湾曲状のカテーテル(約6−10インチ(約15.24−25.4cm))が形状記憶溶液に浸けられた。カテーテルが溶液から回収された速度に応じて、形状記憶ポリマーは、約0.001−0.005インチ(約0.0254−0.127mm)の厚さを有すると考えられる。カテーテルは約20分間空気乾燥された。次に、マンドレルが取り除かれた。
湾曲形状をなすカテーテルは、50°Cの水槽に浸けられて直線状に伸ばされた。
直線状のカテーテルは、体温より高い温度(例えば、45−50°C)に加熱されると、その湾曲形状に戻ることができる。
本明細書において参照された全ての刊行物、出願、参考文献、及び特許は、本願においても開示されたものとする。
他の実施例もまた、特許請求の範囲内にある。
動脈瘤を治療する方法の一実施例を示す図。 ほぼ直線姿勢におけるカテーテルの実施例を示す図。 屈曲姿勢における図2Aのカテーテルを示す図。 ほぼ直線姿勢におけるカテーテルの他の実施例を示す図。 屈曲姿勢における図3Aのカテーテルを示す図。

Claims (24)

  1. 形状記憶ポリマーからなる第1の部分を有する管状部材を備える医療用カテーテル。
  2. 前記第1の部分は前記管状部材の先端部分である請求項1に記載のカテーテル。
  3. 前記第1の部分は前記管状部材の最先端部分である請求項1に記載のカテーテル。
  4. 前記形状記憶ポリマーは、ポリノルボルネン、ポリカプロラクトン、ポリシクロオクテン、ポリシクロオクテン/スチレンブタジエンのブレンド、及びポリビニルアセテート/ポリビニルイジネフルオライドから選択された材料からなる請求項1に記載のカテーテル。
  5. 前記第1の部分は、磁気効果により加熱され易い材料をさらに備える請求項1に記載のカテーテル。
  6. 前記管状部材は、形状記憶ポリマーとは異なるポリマーからなる本体を有する請求項1に記載のカテーテル。
  7. 前記本体の端部は、前記第1の部分の端部に連結される請求項6に記載のカテーテル。
  8. 前記第1の部分は前記本体の一部を取り囲む請求項6に記載のカテーテル。
  9. 5フレンチ(約1.67mm)又はそれよりも小径からなる請求項1に記載のカテーテル。
  10. 前記第1の部分は放射線不透過性材料をさらに備える請求項1に記載のカテーテル。
  11. 前記第1の部分は磁気共鳴映像法により観察できる材料をさらに備える請求項1に記載のカテーテル。
  12. 前記第1の部分は超音波造影剤をさらに備える請求項1に記載のカテーテル。
  13. 第1の形状にある先端部分を有するカテーテルを目的部位へ案内する工程と、
    同先端部分を第1の形状から第2の形状へ変化させる工程とからなる方法。
  14. 前記先端部分を変化させる工程は、同先端部分を加熱する工程を含む請求項13に記載の方法。
  15. 前記先端部分を変化させる工程は、同先端部分に高周波エネルギーを付与する工程を含む請求項13に記載の方法。
  16. 前記先端部分は前記カテーテルの最先端部分である請求項13に記載の方法。
  17. 前記目的部位は動脈瘤の基端側である請求項13に記載の方法。
  18. 医療器具に前記カテーテル内を通過させる工程をさらに含む請求項13に記載の方法。
  19. 前記医療器具は血管閉塞器具である請求項18に記載の方法。
  20. 前記ポリマーは体内で吸収されない請求項1に記載のカテーテル。
  21. 前記ポリマーは体内で吸収される請求項1に記載のカテーテル。
  22. 形状記憶ポリマーを含み、第1の形状にある先端部分を有するカテーテルを、体内へ挿入するに先立って形成する工程と、
    同先端部分を第1の形状から第2の形状へ変化させる工程とからなる方法。
  23. 医師により行われる請求項22に記載の方法。
  24. 前記ポリマーを加熱する工程を含む請求項22に記載の方法。
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