JP2010501266A - ポリカーボネートポリウレタン静脈アクセスデバイス - Google Patents

Abstract

中心静脈アクセスデバイスは、１つ以上の管腔を有する押出しカテーテルシャフトを備え、このカテーテルシャフトは、９０，０００を超える重量平均分子量を有するポリカーボネートポリウレタンを含む。９０，０００を超える分子量を有するポリカーボネートポリウレタンから形成されたＰＩＣＣカテーテルシャフト１００（本明細書では「押出物」とも称される）は、本明細書中の図１Ａに示される。特定の実施形態では、カテーテルシャフトは、その他の値のなかでも、５０Ａ〜１００Ａ、より好ましくは７５Ａ〜８５Ａの範囲のデュロメーターの値を有する。

Description

（発明の背景）
現在の医療実践では、種々の目的のために中心静脈循環（ＣＶＣ）系中にカテーテルを導入することが通常必要である。例えば、カテーテルは、血液、グルコース溶液、薬剤、診断剤などのような流体を脈管構造に送達する目的のために導入され得る。カテーテルはまた、例えば、血液を処理するために、この脈管構造から血液を引き抜く目的のために導入され得、血液に対する診断などを実施する。

（発明の要旨）
中心静脈アクセスデバイスは、１つ以上の管腔を有する押出しカテーテルシャフトを備え、このカテーテルシャフトは、９０，０００を超える分子量を有するポリカーボネートポリウレタンを含む。

図１Ａは、本発明に従うポリカーボネートポリウレタンから形成される、ＰＩＣＣカテーテルの長手方向の図である。 図１Ｂは、図１Ａのカテーテルシャフトの近位端の図である。 図１Ｃは、図１Ａのカテーテルシャフトの近位端の図である。 図２は、ハブ、延長チューブ、および圧力起動安全弁（ＰＡＳＶ）を含むアセンブリと組み合わせた図１Ａ〜１Ｃのカテーテルシャフトの斜視図である。 図３は、サイクルに際し破損する溶媒蒸気およびポリカーボネートポリウレタン分子量の影響を示す。 図４は、サイクルに際し破損する環境条件およびポリカーボネートポリウレタン分子量の影響を示す。 図５は、アルコールへの３時間曝露後の種々のサンプル間の破損するサイクルにおける変動を示す。

（詳細な説明）
本明細書で用いられるとき、「カテーテル」は、１つ（環状シャフト、すなわちチューブを含む）またはそれを超える管腔を含み、そして流体の導入のため、流体の除去のため、またはその両方のために身体中に挿入され得る可撓性のシャフトを含む医療用デバイスである。

カテーテルはさらに、種々のアクセサリー構成要素、例えば、成形された構成要素、オーバーモールドされた（ｏｖｅｒ−ｍｏｌｄｅｄ）サブアセンブリ、ハブのような連結継手、延長チューブなどを含み得る。種々のカテーテル先端部設計が公知であり、とりわけ、階段状先端部、テーパー状先端部、オーバーモールドされた先端部および分割先端部（複数管腔カテーテル用）を含む。

「中心静脈アクセスカテーテル」は、中心静脈循環系へのアクセスを提供するカテーテルである。

中心動脈アクセスは、中心静脈循環系の直接穿刺により、例えば、内頚静脈、鎖骨下静脈または大腿静脈を経由して達成され得る。「中心カテーテル」または「中心静脈カテーテル」として知られるこのタイプのカテーテルは、比較的短く、そして一般に短時間のみの間（例えば、一般に７日未満）その場に残り得る。

末梢血管（例えば、肘前、尺側皮静脈または橈側皮静脈）中に挿入され、そして一般に上大静脈または右心房に位置決めされ、それ故、注入された流体の迅速希釈を可能にする先端部によって中心静脈系にアクセスするよう進行され得るその他のカテーテルがまた開発されている。これらのデバイスは、中心静脈循環系の直接穿刺に付随する困難性を避け、そしてそれらは、患者の血管系への長期間（例えば１８０日以上）および繰り返しアクセスを可能にし、それによって複数注入を避け、そして患者への外傷および痛みを最小にする。

このタイプのカテーテルの特定の例は、いわゆる末梢挿入中心カテーテル（「ＰＩＣＣ」）、正中カテーテル、および末梢カテーテルを含む。代表的なＰＩＣＣ、正中、または末梢カテーテルは、１つ以上の管腔を含み、そしてハブまたはその他の継手のような適切な継手で近位端が終結する細い可撓性シャフトを含む。これら３つのデバイス間の主要な差異は、管材の長さであり、末梢カテーテルが最も短く、そしてＰＩＣＣカテーテルが最も長い。異なる長さの根本的理由は、患者が受ける治療のタイプおよび持続時間により余儀なくされる。

血液透析カテーテルは、中心静脈アクセスカテーテルの別の重要なクラスである。血液透析カテーテルは、一般に、１つの管腔が身体から透析機械に血液を運ぶために用いられ、そして別の管腔が血液を身体に戻す複数管腔カテーテルである。中心静脈アクセスは、内頚静脈、鎖骨下静脈、または大腿静脈を含む種々の主要血管の穿刺によって達成され得る。

中心静脈アクセスはまた、静脈アクセスポートを経由して提供され得る。これらの特化したカテーテルは、代表的には、３つの以下の構成要素を有する：（ａ）カテーテル、（ｂ）代表的には金属またはポリマーから形成され、小量の液体を保持し、そしてカテーテルに連結されるリザーバー、および（ｃ）リザーバーを覆い、そしてニードルの挿入に際しリザーバーへのアクセスを可能にする隔膜。リザーバーおよび覆う隔膜は、胸部または腕の皮膚の下に手術によって配置され、そしてカテーテルは中央静脈内に延びる。

上記に記載のような中心静脈カテーテルのためのカテーテルシャフトは、とりわけ、代表的にはポリマーから作製される。適切なポリマーは、患者に外傷を引き起こすことなく脈管構造を通って経路をとるに十分可撓性である管材に形成され得るものである。管材に形成されるとき、選択されたポリマーはまた、管腔が脈管構造中で折り畳まれないことを確実にするに十分な強度を提供すべきであり、そして繰り返される屈曲に耐えるべきである。ポリウレタンを基礎にしたポリマーは、これらの規準に合致するために通常採用される。

一般に、ポリウレタンは、多官能性イソシアネート（例えば、脂肪族ジイソシアネートおよび芳香族ジイソシアネートの両方を含むジイソシアネート）およびポリオール（また、マクログリコール、例えば、マクロジオールとも称される）から合成されるポリマーのファミリーである。一般に採用されるマクログリコールは、ポリエステルグリコール、ポリエーテルグリコールおよびポリカーボネートグリコールを含む。代表的には、脂肪族ジオールまたは芳香族ジオールもまた、例えば、上記に記載のような有用な物理的性質を与えるために鎖伸長剤として採用される。ジオール鎖伸長剤の例は、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、ベンゼンジメタノール、ヒドラキノンジエタノールおよびエチレングリコールを含む。

ポリウレタンは、一般に、採用されるマクログリコールのタイプに基づき分類され、ポリエステルポリウレタンと称されるポリエステルグリコールを含むもの、ポリエーテルポリウレタンと称されるポリエーテルグリコールを含むもの、およびポリカーボネートポリウレタンと称されるポリカーボネートグリコールを含むものがある。ポリウレタンはまた、それらの式中のジイソシアネート成分の化学的性質を基礎に芳香族または脂肪族と一般に指定される。

本発明の実施のために好ましいポリウレタンは、ポリカーボネートポリウレタンである。例えば、Ｂｅｌｌｉｖｅａｕらによる米国特許出願番号第２００４／０１３１８６３号は、（ａ）ヒドロキシ末端ポリカーボネート、（ｂ）脂肪族ジイソシアネートおよび（ｃ）低級脂肪族鎖伸長剤の反応産物である脂肪族ポリカーボネートポリウレタンを記載している。ヒドロキシ末端ポリカーボネートポリオールは、米国特許第４，１３１，７３１号に開示されるように、グリコールをカーボネートと反応することによって調製され得る。適切な脂肪族ジイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＨＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、およびダイマー酸ジイソシアネート（ＤＤＩ）を含み、ＨＭＤＩが好ましいといわれる。適切な鎖伸長剤は、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールヒドロキノンジ（ヒドロキシエチル）エーテル、ネオペンチルグリコールなどのような約２〜約１０の炭素原子を有する低級脂肪族グリコールを含み、１，４−ブタンジオールが好ましいといわれる。

ポリカーボネートポリウレタンは強力であり、カテーテルシャフトが単一管腔シャフトまたは多管腔シャフトであるか否かにかかわらず、カテーテルがより薄い壁で形成されることを可能にする。次いで、これら材料から作製されたカテーテルは、例えば、シリコーンのようなその他のカテーテル材料と比較したとき、より小さなＯＤを備えて形成され得るか、またはそれらは同じＯＤを有するが、より大きなＩＤを備えて形成され得、そしてそれ故、より大きな流速を有する。ポリカーボネートポリウレタンカテーテルシャフトの壁厚みは適用とともに変動し、そしてその他の厚みのなかでも、例えば、０．００３インチ〜０．００５インチから０．０１インチ〜０．０１５インチの範囲であり得る。

さらに、患者に対する外傷を避けるに十分可撓性である一方、これら材料は、例えば、シリコーンと比較したとき剛直であり、これは、カテーテルの挿入を支援する。

これら材料はまた熱可塑性であり、押出し、成形などのような種々の熱可塑性処理技法が、これら材料からカテーテルを含む医療用デバイスおよび医療用デバイス構成要素を形成するために採用され得る。

捻れ耐性（すなわち、繰り返されて捻られる結果としての破損に対する耐性）はまた、カテーテルシャフト材料の重要な性質である。一般に、ポリカーボネートポリウレタンの捻れ耐性は、カテーテルシャフトの壁が薄くなればなるほど小さくなる。さらに、捻れ耐性はまた、その他の材料のなかでも、アルコール（すなわち、エタノール、イソプロピルアルコールなど）、およびＣｈｌｏｒｏｐｒｅｐ（登録商標）（２％シクロヘキサジングルコネートおよび７０％イソプロピルアルコールを含む皮膚製剤のために一般に用いられる製品）のようなアルコール含有物質のような特定の材料への曝露に際し顕著に小さくなる。これ故、捻れ耐性は、薄いカテーテル壁を有し、そして身体の入口でアルコールへの繰り返し曝露を受けるＰＩＣＣのような中心静脈アクセスデバイスには特に重要である。

本発明者らは、予期せぬことに、９０，０００ｇ／モルを超える重量平均分子量を有するポリカーボネートポリウレタンを含む押出しカテーテルシャフトを採用することにより、実質量のアルコールへの曝露に際し、その優れた捻れ耐性が得られることを見出した。重量平均分子量は、例えば、９０，０００〜９５，０００〜１００，０００〜１０５，０００〜１１０，０００の範囲内、またはそれ以上であり得る。

ｘ線（例えばｘ線蛍光透視）下で見えるために、カテーテルシャフトは、周辺組織より多くのｘ線吸収性を与えられ得る。放射線不透過性作用剤の例は、金属、金属塩、金属酸化物、およびヨウ化化合物を含む。このような造影剤のより詳細な例は、金、タングステン、白金、タンタル、イリジウム、またはその他の密金属、硫酸バリウム、オキシ炭酸ビスマス、三酸化ビスマス、オキシ塩化ビスマス、メトリズアミド、イオパミドール、イオサラメートナトリウム、ヨードミドナトリウム、およびメグルミンを含む。例えば、特定の実施形態では、カテーテルシャフトは、３０〜５０ｗｔ％のバリウム、より好ましくは約４０ｗｔ％のバリウムをさらに含む。

特定の実施形態では、カテーテルシャフトは、その他の値のなかでも、５０Ａ〜１００Ａ、より好ましくは７５Ａ〜８５Ａの範囲のデュロメーターの値を有する。

９０，０００を超える分子量を有するポリカーボネートポリウレタンから形成されたＰＩＣＣカテーテルシャフト１００（本明細書では「押出物」とも称される）は、図１Ａに示される。図１Ｂは、図１Ａのシャフト１００の近位端の図である（左手）。図１Ｃは、シャフト１００の遠位端の図である（右手）。

このシャフト１００は、長さＬ_Ｂｏを有する本体セクション１００_Ｂｏを含む。この本体セクション１００_Ｂｏはまた、その近位端において外径ＯＤ_Ｂｏおよび内径（管腔直径）ＩＤ_Ｂｏを有する。このシャフト１００はさらに、先端部セクション１００_Ｔｉを含む。その遠位端において、この先端部セクション１００_Ｔｉは、外径ＯＤ_Ｔｉおよび内径（管腔直径）ＩＤ_Ｔｉを有する。このシャフト１００はさらに、長さＬ_Ｔａを有するテーパー状セクション１００_Ｔａを有する。Ｌ_Ｔｉは、先端部セクション１００_Ｔｉとテーパー状セクション１００_Ｔａを合わせた長さである。全体長さはＬ_Ｏｖである。これら値のいくつかの代表的な寸法は、以下の表１に提供される。

図２では、図１のカテーテルシャフトが、アセンブリ２００と組み合わせて示され、このアセンブリは、縫合糸ウイング２１０ｗを有するハブ２１０、延長チューブ２２０、および圧力起動安全弁２３０（ＰＡＳＶ）を含む。

図１Ａ−Ｃおよび２に示されるカテーテルシャフトは単一管腔シャフトであるが、複数管腔（例えば、２、３、４、またはなおそれ以上）をもつシャフトが上記に記載のように形成され得る。例えば、２つの管腔のカテーテルシャフトが形成され得、そして２つの延長チューブ、ならびに所望であれば適切なハブおよび弁とともにアセンブリ中に配置される。

カテーテルシャフト（押出物）は、Ｎｏｖｅｏｎ，Ｉｎｃ．，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏからの分子量７６，０００、８７，０００、１０２，０００および１１０，０００ｇ／モルを有するＣａｒｂｏｔｈａｎｅ（登録商標）樹脂の範囲を用いて形成される。

４Ｆｒ．（Ｆｒｅｎｃｈ）〜７Ｆｒ．の範囲のＯＤの押出物を、試験のために長さ約２．７５インチに切断された。この押出物が、図２に記載されるようなアセンブリと組み合わせて試験される場合、この押出物は、縫合糸ウイングから４．５ｃｍ切断され、そして押出物チューブは縫合糸ウイングから１ｃｍ切断される。

サンプルは、シールされたガラスジャー中で、それらを７０％アルコールまたはＣｈｌｏｒｏｐｒｅｐ（登録商標）の溶液の上でアルミニウムブロック上に指定された時間の間置くことにより蒸気に曝す。温度は、このジャーを、３７±２℃で水浴中に半分浸すことにより制御される。

Ａｘｉａｌ Ｃｙｃｌｉｎｇ Ｔｅｓｔｅｒ（企業内構築）が、捻れ耐性試験に用いられる。把持器間の距離は、サンプルが下方位置にあるときに捻れ、そして２５％伸長を受けるように上下位置にセットされる。

押出物がアセンブリと組み合わせて試験される場合、試験の前に縫合糸ウイングで１０の捻れが形成される。また、試験の前に体温で３つの小さな捻れが実施される。

速度コントローラーは必要に応じて調節され、それが２００±５サイクル／分で作動していることを確実にする。この機械は、１０００サイクル毎に停止され、そしてサンプルが、割れもしくは穴の、または任意のその他の破損の徴候の両方の捻れ位置が調べられる。

図３は、押出物について、および押出物と縫合糸ウイング界面について破損までのサイクルに対する溶媒蒸気の影響を示す。観察され得るように、小量の蒸気曝露（１時間）は、破損に対するサンプルの耐性を実際に増加する。しかし、この利益は迅速に失われる。この図からまた観察されるように、すべての事例において、１０２，０００モル重量サンプルは、７６，０００サンプルより性能が優れていた。

これらのデータはまた、図４に棒グラフフォーマットで示される。また示されるのは、サンプルが体温で屈曲される破損データまでのサイクルである。

図５は、１０の１０２，０００モル重量押出物と１０の７６，０００モル重量押出物との間のアルコール（７０％イソプロパノール）への３時間曝露後のサンプル変動を示す。破損への平均サイクルは、７６，０００モル重量サンプルと比較したとき、１０２，０００モル重量サンプルについて３倍以上より高い。

以下の表２は、以下について標準的プロトコールを用いてエチレンオキシド中２回の滅菌の前および後の両方における、破損までの最大サイクル、最小サイクル、および平均サイクルを示す：２１の１０２，０００モル重量押出物、２２の１１０，０００モル重量押出物、および２２の８７，０００モル重量押出物。この表は、捻れ耐性に対する増加する分子量の利点を再び示す。

種々の実施形態が、本明細書中に詳細に示され、そして説明されているが、本発明の改変物および変更物が上記の教示によって包含され、そして本発明の趣旨および意図される範囲から逸脱することなく添付の請求項の範囲内にあることが認識される。

Claims (18)

1. １つ以上の管腔を有する押出しカテーテルシャフトを備える中心静脈アクセスデバイスであって、該カテーテルシャフトが９０，０００を超える重量平均分子量を有するポリカーボネートポリウレタンを備える、中心静脈アクセスデバイス。
2. 前記ポリカーボネートポリウレタンが、脂肪族ポリカーボネートポリウレタンである、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
3. 前記分子量が、９５，０００を超える、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
4. 前記分子量が、１００，０００を超える、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
5. 前記カテーテルシャフトが、単一の管腔を備える、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
6. 前記カテーテルシャフトが、環状の形態である、請求項５に記載の中心静脈アクセスデバイス。
7. 前記カテーテルシャフトが、複数の管腔を備える、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
8. 前記デバイスが、中心カテーテルである、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
9. 前記デバイスが、末梢カテーテルである、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
10. 前記デバイスが、正中カテーテルである、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
11. 前記デバイスが、血液透析カテーテルである、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
12. 前記デバイスが、末梢挿入中心カテーテルである、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
13. 前記カテーテルシャフトが、０．０１５インチ〜０．００３インチの範囲の最小壁厚みを有する、請求項１２に記載の中心静脈アクセスデバイス。
14. 前記デバイスが、静脈アクセスポートである、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
15. 前記カテーテルシャフトが、押出しカテーテルシャフトである、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
16. 前記カテーテルシャフトが、成形カテーテルシャフトである、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
17. 前記カテーテルシャフトが、３０〜５０ｗｔ％のバリウムを含む、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。
18. 前記カテーテルシャフトが、７５Ａ〜８５Ａの範囲のデュロメーターを有する、請求項１に記載の中心静脈アクセスデバイス。

Images