JP2008289586A - バルーン付きカテーテル - Google Patents

Abstract

【課題】２ヶ月以上の長期間、胃内部に留置しても、ピンホール、破裂が発生せず、かつ生体適合性に優れたバルーン付きカテーテルを提供すること。
【解決手段】基端部と先端部を有するカテーテル部材の先端部近傍に、ゴムバルーンを付設したバルーン付きカテーテルにおいて、該ゴムバルーン部分を１０倍以上膨張し、３５〜４５℃、ｐＨ１．２〜２．４の水溶液に３０日浸漬したときに、φ５μm以上の白化部を形成しないことを特徴とするバルーン付きカテーテルであり、好ましくは、前記ゴムバルーンがシリコーンを含み、膨張前の前記ゴムバルーンの厚みが、１００μm〜１５００μmであるバルーン付きカテーテル。
【選択図】図１

Description

本発明は、バルーン付きカテーテルに関する。

バルーン付きカテーテルは、医療用チューブであるカテーテルを経皮的、或いは内視鏡的に血管、消化管、尿道あるいは気管等へ挿入し、血液を遮断したり、目的の部位にて臨床上必要とする期間（通常３０日未満）留置するために、カテーテルに膨張可能なバルーンを付設している。また、経腸栄養チューブのように留置期間が数ヶ月であるバルーン付きカテーテルも存在している。

これらに用いられるカテーテル及びバルーンの材質は、ＮＲラテックス、シリコーンゴム、軟質塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂等種々の合成樹脂が用いられている。
バルーンの大きさにはその使用目的によって異なるが、非使用時にはチューブ本体の外径と同じか若干大きい状態にあり、空気等の気体もしくは滅菌された生理的食塩水等の液体を入れた使用時に充分伸張するような比較的小容量のバルーン、及びあらかじめ伸張時に近い形状又は更に大きい膨張状態を想定して賦形させたタイプの２種がある。大きい伸張率を得るには、ゴム弾性の優れたＮＲラテックス、シリコーンゴムのようなエラストマーが一般的に用いられている。とりわけ、より生体適合性の高い（副作用がない）シリコーンゴムがバルーン部材として最も一般的に用いられる。

しかしながら、シリコーンゴム製のバルーンを胃内部で所定期間以上長期に留置する際、バルーンが胃酸、及び又は酵素によって分解し、破裂またはピンホールが発生することによって、その部分からバルーン充填物（例えば純水）がバルーン外へ抜けてしまい、バルーンが縮むことによって、カテーテルが目的部位から脱落してしまうという虞れがあった。そこで医療従事者の中では、長期に留置できるバルーンが望まれていた。
このような問題を解決するため、シリコーンゴム部材としてトリフルオロプロピル又はフェニル変性ジメチルポリシロキサンエラストマーを用いることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし破裂に関するメカニズムについては触れられておらず、また使用されるシリコーンゴム部材にはトリフルオロプロピル基、フェニル基以外にメチル基も多数存在しており、さらにはシリコーンゴムの厚み、膨張倍率も明記されていない。したがって、特許文献１における記載は、シリコーンの置換基変更だけで、胃酸、及び又は酵素から、シリコーンゴムバルーンの分解、破裂、ピンホールなどの破壊現象を防げるかどうかは不明確である。

特表２００４−５００１７４号公報

本発明の目的は、２ヶ月以上の長期間、胃内部に留置しても、ピンホール、破裂が発生せず、かつ生体適合性に優れたバルーン付きカテーテルを提供することである。

このような目的は、下記（１）〜（５）に記載の本発明により達成される。
（１）基端部と先端部を有するカテーテル部材の先端部近傍に、ゴムバルーンを付設したバルーン付きカテーテルにおいて、該ゴムバルーン部分を１０倍以上膨張し、３５〜４５℃、ｐＨ１．２〜２．４の水溶液に３０日浸漬したときに、φ５μm以上の白化部を形成しないことを特徴とするバルーン付きカテーテル。
（２）前記ゴムバルーンがシリコーンを含む（１）記載のバルーン付きカテーテル。
（３）前記水溶液がペプシンを含む（１）又は（２）記載のバルーン付きカテーテル。
（４）膨張前の前記ゴムバルーンの厚みが、１００μm〜１５００μmである（１）〜（３）いずれか１項に記載のバルーン付きカテーテル。
（５）１０倍以上膨張する部分にφ５０μm以上の異物を含まない（１）〜（４）いずれか１項に記載のバルーン付きカテーテル。

本発明によれば、２ヶ月以上の長期間、胃内部に留置しても、ピンホール、破裂が発生せず、かつ生体適合性に優れたバルーン付きカテーテルを提供できる。

以下、本発明のバルーン付きカテーテルについて好適な実施の形態に基づいて詳細に説明する。
本発明のバルーン付きカテーテルのバルーン部分は１０倍以上膨張し、３５〜４５℃、ｐＨ１．２〜２．４の水溶液に３０日浸漬したときに、φ５μm以上の白化部分を生じないことを特徴とする。

ここで、１０倍以上膨張させるとは、バルーン部分を膨張させたときの厚みが、膨張前の厚みの１／１０以下になっていることを意味する。バルーン部分は、全体が均一に１０倍以上膨張しても良いし、ある一部分が１０倍以上膨張していてもかまわない。厚みを測定する方法としては、例えば図１のような方法が挙げられる。円筒状のゴムバルーン（１ａ）を孔（１ｄ）の空いたチューブ（１ｃ）に装着し、チューブの一方の先端を封じる。次に反対のチューブ先端から液体もしくは気体を導入し、ゴムバルーンを膨張させ、レーザー式厚み測定装置（１ｂ）を用いて膨張部分の厚みを測定する。レーザー光（１ｅ）はゴムバルーン面に対して、ほぼ垂直に入射するようレーザー式厚み測定装置（１ｂ）を配置すると、バルーン表面および裏面からの反射光を正確に捕捉でき、ゴムバルーンの厚みを正確に求めることができる。

また図２のような治具およびシート状のゴムを用いてもよい。すなわちシート状のゴム（２ａ）を円筒容器（２ｃ）と円形状の孔の開いた蓋（２ｄ）で挟み込み、ボルト等で円筒容器（２ｃ）と蓋（２ｄ）を固定する。次に気体または液体を導入口（２ｅ）から導入しゴムシート（２ａ）を所定の倍率に膨張させ、レーザー式厚み測定装置（２ｂ）を用いて膨張部分の厚みを測定する。レーザー光（２ｆ）はゴムバルーン面に対して、ほぼ垂直に入射するようレーザー式厚み測定装置（２ｂ）を配置する。シリコーンゴムのような気体の透過係数が大きいゴムを測定する場合、図１および図２において、ゴムバルーンを膨張させる媒体としては液体が好ましい。さらにゴムバルーンを劣化させない点で純水が好ましい。図２に使用する治具、ボルトの材質は特に限定されないが、耐酸性のあるプラスチック製、特にテフロン（登録商標）製が好ましい。

ゴムバルーンの厚みを測定する装置としては、非接触式厚み測定装置であればいずれの装置でもよく、例えばＬｕｍｅｔｒｉｃｓ社製多層膜厚測定機（ＯＰＴＩＧＡＵＧＥ）、あるいはＫＥＹＥＮＣＥ社製レーザー変位計（ＬＴ−９０１０）などが挙げられる。

また本発明の膨張させたゴムバルーンを浸漬する水溶液の条件としては、人体の体温を考慮して３５〜４５℃、また胃内環境を考慮してｐＨは１．２〜２．４とした。この条件で３０日浸漬したときに、φ５μm以上の白化部を形成するかどうかを観察する。ここでφ５μm以上の白化部分とは、φ５μm以下の微細なボイド／および／またはクレーズ、および／またはフィラーの集合体であってもよい。ボイドおよび／またはクレーズのサイズは、該集合体の断面における最大距離を表す。たとえば透過型光学顕微鏡、ＣＣＤカメラ、ＳＥＭなどで測定できる。ボイドおよびクレーズはゴムバルーンの表面および内部にも発生する。ここでクレーズとは、ゴムバルーンの材質の一部が、フィブリル状に変形している状態をいう。

本発明のゴムバルーンに用いられる材質は、特に限定されず、ＮＲラテックス、シリコーンゴム、軟質塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂等種々の合成樹脂を用いることができる。中でも生体適合性の高い（副作用がない）シリコーンゴムが好ましい。
さらにシリコーンゴムの種類としては、有機過酸化物硬化型、ＳｉＨ結合と脂肪族不飽和結合との白金族金属系触媒等によるハイドロシリレーション反応を利用する付加反応型等、種々の縮合硬化型のものが挙げられる。またシリコーンの一般的な分子構造は、ポリアルキルシロキサン骨格であるが、これの一部のアルキル基が水素、ヘテロ元素、アルケニル基、アリール基、フルオロアルキル基、ハイドロシリル基、などで置換されていてもよい。製造コストを考慮すると、ポリジメチルシロキサン骨格を少なくとも５０％以上含むことが好ましい。

なお、上記のシリコーンゴムは、ＮＲラテックス、軟質塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂等が含まれていてもよい。さらに充填剤を始め、必要に応じて各種の添加剤を配合することが可能である。ここに使用される充填剤は公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、ヒュームドシリカ、沈殿性シリカ、湿式シリカ、疎水化シリカ、二酸化チタン、酸化第二鉄、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、石英粉末、珪藻土、ケイ酸カルシウム、タルク、酸化ジルコニウム等が挙げられる。

本発明のバルーン付きカテーテルは、２ヶ月以上胃内部に留置することを考慮すると上記水溶液には胃内酵素の１つであるペプシンを含むことが好ましい。また胃内環境を考慮すると、上記水溶液は豆腐や肉や魚の蛋白質を含んでいてもよい。

本発明のバルーン付きカテーテルは、バルーン膨張前の前記バルーンゴム部材の厚みが、１００μm〜１５００μmであることが望ましい。該厚みが１００μm未満では、１０倍以上膨張した場合バルーン厚みが１０μm未満となり、異物、表面キズにより容易に割れやすくなる。また該厚みが１５００μmを超えると、バルーンを１０倍以上膨張したときのバルーン内部圧力が大きくなり、バルーンを膨張させることが困難になる。

本発明のバルーン付きカテーテルは、１０倍以上膨張する部分に５０μm以上の異物を含まないことが好ましい。異物が存在する状態でバルーンを膨張させた場合、シリコーンと異物の界面剥離部分が大きくなり、破裂の起点になりやすくなる。また膨張したシリコーン厚みより、異物サイズが大きいため、ピンホールになりやすくなるため、バルーン付きカテーテルの耐久性を損なう。φ５０μm以上の異物とは、異物を任意の点で切ったときの断面において、端から端までの距離の最大が５０μm以上である異物を示す。異物は特に限定されず、例えば、ゲル、シリカ凝集体、繊維、金属、金属酸化物、気泡、など、ゴムバルーン加工前の原料および、加工プロセス時に混入するもの全てを対象とする。

本発明のゴムバルーンは、日本規格協会が定めるＪＩＳＫ６２４９に準拠した方法で測定した引張り強度が４ＭＰａ以上、１３ＭＰａ以下であることが好ましい。引張り強度が４ＭＰａ未満であると、耐引裂き強度が低下し、上記ゴムバルーンを成形する際、あるいはバルーン付きカテーテルとして用いる場合に、傷付きによってバルーンを破裂する危険性がある。引張り強度が１３ＭＰａを超えると、膨張時のバルーン内部圧力が大きくなるため、バルーンを膨張させることが困難になり、好ましくない。

本発明のバルーン付きカテーテルにおけるカテーテル部材は、通常は、バルーンを膨らませるためのルーメンのほか、腸管減圧用のルーメン、栄養剤・薬液注入用のルーメン、圧力測定用のルーメン、電極用のルーメン等使用目的に応じたルーメンを備えることができる。

上記カテーテルチューブ部材に用いられる材料は、一般の医療用チューブに用いることができるものであれば特に限定されない。例えば、ＮＲラテックス、ゴムバルーン、軟質塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂等を用いることができるが、バルーン部材との接合性の観点でバルーン部材と同じ材料が好適に用いることができる。

次に、本発明のバルーンカテーテルの製造方法（以下、単に「製造方法」ということがある）について説明する。
本発明の製造方法におけるバルーン部材の製造方法は、特に制限がなく、公知の方法が用いられる。具体例をあげると、浸漬成形、圧縮成形、浸漬成形、インサート成形、射出成形、ブロー成形等が採用できる。特に薄物成形物が簡便に得られるという観点から浸漬成形、が好適に用いることができる。

本発明のバルーンカテーテルは、バルーン部材を、カテーテル部材の先端部から挿入し、バルーン装着部にはめ合わせ、バルーン部材の両端を接着部において、接着剤等により接着することが好ましい。使用する接着剤には特に制限はないが、接着時間が短く作業性のよいシアノアクリレート系接着剤を使用することが好ましい。また、カテーテル部材にシリコーンゴムが使用された場合にはシリコーン系接着剤も好適に使用することができる。

（実施例１）
φ６．３ｍｍの成形型をシリコーンゴム（信越化学工業社製ＫＥ−１９５０）の２０ｗｔ％トルエン溶液に浸漬して室温で約６０秒後にゆっくりと引き上げ、シリコーンゴムを成形型に付着させ、真空処理にてトルエンを揮発させ乾燥した。この操作を数回繰り返して、厚み０．３ｍｍ程度付着させた。しかる後に、１００℃×６０分にて硬化処理を行い、バルーン成形を回収した。（形状：内径６．０ｍｍ×厚み約０．３ｍｍ×長さ３０ｍｍ）
次に硬度７０のシリコーンゴム材料を用いて、バルーン膨張用ルーメンとさらに別ルーメンを有する外径が６ｍｍのカテーテルを試作し、２４０℃で一次加硫後にライン速度は３．５ｍ/ｍｉｎで試作を行った。２次加硫は２００℃のオーブンで４時間加熱をした。
ここでバルーンをカテーテルに取りつけ幅２０ｍｍでシリコーン系接着剤を用いて接合し、１昼夜養生し、バルーン付きカテーテルとした。このバルーン付きカテーテルに注射機で純水を注入し、最も膨張する部分の厚みが、初期の約１／１２になるよう膨張させた。膨張させたバルーンの厚みは、レーザー変位計（ＫＥＹＥＮＣＥ社製ＬＴ−９０１０）を用いて測定し、最も薄いところは約０．０２５ｍｍであった。またバルーン部分を目視観察したところ、異物は確認できなかった。
このバルーン付バルーンのバルーン部分を、３７℃、ｐＨ２．０の水溶液に３０日浸漬したところ、φ５μm以上の白化部分は発生しなかった。さらに、３０日間浸漬を継続したが、バルーンの破裂は認められなかった。

（実施例２）
シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製ＴＳＥ２６０）１００重量部、および２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン（化薬アクゾ社製ＤＳ−８）１重量部を金枠に流し込み、プレス成形によって厚み約０．６ｍｍのシリコーンゴムシートを作製した。２００℃で１０分一次加硫した後、２００℃で４時間２次加硫を行った。このものを円形に切り抜き、図２に示すテフロン（登録商標）製の治具にセットし、注射機で純水を注入し、最も薄いところの厚みが、初期に比べ約１／１２になるようシートを膨張させた。膨張させたシリコーンゴムバルーンを、３７℃、ｐＨ２．０の水溶液に３０日浸漬したところ、φ５μm以上の白化部分は発生しなかった。
次に、圧縮成形機を用いて、上記シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製ＴＳＥ２６０）の円筒状成形体を作製した（内径６．０ｍｍ×厚み約０．６ｍｍ×長さ３０ｍｍ）。実施例１で作製したカテーテルに、上記円筒状成形体を実施例１と同様に取り付け、バルーン付きカテーテルとした。このバルーン付きカテーテルに注射機で純水を注入し、最も膨張する部分の厚みが、初期の約１／１２になるよう膨張させた。目視観察したところ、バルーン部分に異物は認められなかった。膨張させたバルーン付きカテーテルのバルーン部分を３７℃、ｐＨ２．０の水溶液に６０日間浸漬したところ、バルーンの破裂は認められなかった。

（比較例１）
シリコーンゴム（信越化学工業社製ＫＥ−１９５０）の代わりにシリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製ＬＳＲ４８４０）を用い、実施例１と同様にバルーン付きカテーテルを作製した。（バルーン部形状：内径６．０ｍｍ×厚み約０．３ｍｍ×長さ３０ｍｍ）。
このバルーンに注射機で純水を注入し、膨張させたバルーンの厚みが、最も薄いところで０．０２５ｍｍ、厚みが約１／１２になるよう膨張させた。目視観察したところ、膨張したバルーン部分に異物は認められなかった
このバルーン付バルーンのバルーン部分を、３７℃、ｐＨ２．０の水溶液に浸漬したところ、５日でφ５μm以上の白化部分が発生した。さらに浸漬を継続すると１４日でバルーンが破裂した。

以上の結果から明らかのように、３０日間、白化部を生じないゴムバルーンを用いたバルーン付きカテーテルは、模擬胃内環境下、６０日（２ヶ月）経過後もバルーン部分が破壊が認められないので、長期信頼性に優れたバルーン付きカテーテルを提供できることがわかった。
比較例では５日でφ５μm以上の白化部分が発生し、このものは、２ヶ月どころか、１ヶ月の耐久性もないことがわかった。以上のことから、本発明の条件を満たすゴムバルーンよって製造されたバルーンカテーテルは、長期にわたって破裂損傷のない耐久性を有していることが確認できた。

シリコーン部材の厚み測定方法の概略図 他のシリコーン部材の厚み測定方法の概略図

符号の説明

１ａ：シリコーンゴム部材
１ｂ：レーザー式厚み測定装置
１ｃ：チューブ
１ｄ：孔
１ｅ：レーザー光
２ａ：シリコーンゴムシート
２ｂ：レーザー式厚み測定装置
２ｃ：円筒容器
２ｄ：蓋
２ｅ：導入口
２ｆ：レーザー光

Claims (5)

1. 基端部と先端部を有するカテーテル部材の先端部近傍に、ゴムバルーンを付設したバルーン付きカテーテルにおいて、該ゴムバルーン部分を１０倍以上膨張し、３５〜４５℃、ｐＨ１．２〜２．４の水溶液に３０日浸漬したときに、φ５μm以上の白化部を形成しないことを特徴とするバルーン付きカテーテル。
2. 前記ゴムバルーンがシリコーンを含む請求項１記載のバルーン付きカテーテル。
3. 前記水溶液がペプシンを含む請求項１又は２記載のバルーン付きカテーテル。
4. 膨張前の前記ゴムバルーンの厚みが、１００μm〜１５００μmである請求項１〜３いずれか１項に記載のバルーン付きカテーテル。
5. １０倍以上膨張する部分にφ５０μm以上の異物を含まない請求項１〜４のいずれか１項に記載のバルーン付きカテーテル。

Images