JP4397072B2 - Spiral balloon catheter and method for manufacturing the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は血管、脈管、その他体内の管状組織の治療もしくは診断用に使う螺旋状のバルーンと、螺旋状バルーンを備え付けた医療用カテーテルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
心筋梗塞や狭心症等の原因となる血管内狭窄、特に冠動脈狭窄の治療としては、PTCA(経皮経管的冠動脈血管形成術)バルーンカテーテルと言われる先端にバルーンが配置されたカテーテルを用いて狭窄部を拡張することが主流に行われている。この手技をより詳しく説明すると、まず、ガイディングカテーテルというPTCAバルーンカテーテル誘導用の中腔でφ2mm〜φ3mmカテーテルを大動脈内に誘導し、その先端を冠動脈の入り口部に配置する。その次に、PTCAバルーンカテーテルのガイド役になるガイドワイヤと呼ばれる外径φ0.010インチ〜0.018インチのワイヤをこのガイディングカテーテル内に誘導し、冠動脈狭窄部を通過させる。さらにその次に、先端にバルーンが配置されたPTCAバルーンカテーテルをガイドワイヤに沿わせて冠動脈まで誘導し、同じく狭窄部を通過させ、そのバルーン部を狭窄部に配置させる。そして、高圧の生理食塩水や造影剤等でバルーンを拡張することにより狭窄部を強制的に開けるものである。
【0003】
しかし、このPTCA治療法は治療後、3ヶ月〜6ヶ月という短期間で、再狭窄、つまり繰り返し狭窄が約40%の確率で起こるという大きな問題がある。再狭窄は、バルーンによる血管の強制拡張により血管壁が損傷、その後の治癒過程において平滑筋細胞の過度の増殖により引き起こされることが証明されている。
【0004】
この問題に対して、ステントと呼ばれる金属管をバルーン拡張後に留置することにより再狭窄の発生する割合が20%以下に低減できることが確認されているが、臨床面からこの数字をさらに低減させることが急務となっている。
【0005】
そこで最近、欧米において、再狭窄防止法として血管内放射線照射治療の臨床的応用が進められており、その結果が注目されている。一部の臨床治験においては再狭窄が発生する確率が約7%まで低減できる結果が出ている。この理由はバルーン拡張後に適切な線量の放射線を病変部に照射すれば治癒過程の細胞増殖を抑止することが可能になるためと言われている。
【0006】
現在、この用途に使用されている治療システムとして、血管内放射線照射治療用カテーテルシステムがある。これは、PTCAバルーンカテーテルによる病変部拡張後、もしくはステント留置後に行うものである。より詳しくは、PTCA処置後、PTCAバルーンカテーテルを体外に引き出し、次に、先端が密封された中腔のチューブ状シャフトを有する血管内放射線照射治療カテーテルを病変部まで誘導、到達させる。そして米国特許第5199939号に開示されているように、先端に放射線源を有するワイヤ(放射線ワイヤ)を、先端が密封されたチューブ状シャフトの内腔を通して病変部まで誘導し、到達させ、必要とされる時間、放射線源より放射線を照射する。一般的に20Gray〜30Gray程度の線量が照射される。照射が終わると放射線ワイヤを体外へ引き出し(回収)、そして、血管内放射線照射治療カテーテルも体外に引き出し、治療を終える。放射線ワイヤの誘導、回収は、術者の被爆を防止するためにリモートローダ・アンローダの遠隔自動操作により行われるのが一般的であり、特に癌治療分野ではよく行われている。これらについては、米国特許第5199939号、米国特許第5302168号、米国特許第5213561号、特表平10−507951等に開示されている。
【0007】
最近の臨床応用において、血管壁への均一照射の必要性と、治療中もしくは放射線照射中の近位側から遠位側(抹消側)血管への血流の確保、すなわち灌流機構の必要性が大きく認識されてきた。血管壁への均一照射に関しては、放射線源が血管内の病変部に位置づけされた時、血管断面の中心からずれると、放射線源に近すぎる血管壁は過度に放射線照射を受け、血管の壊死、動脈瘤等を引き起こす結果になる。またその逆に放射線源から遠い血管壁には平滑筋の増殖を抑止するために充分な線量の放射線が届かないことになる。この理由は放射線源から照射される放射線のエネルギーが、放射線源からの距離に従って急激に低下するからである。したがって血管内放射線照射治療用カテーテルシステムには、放射線源が、血管断面での中心、もしくは狭窄部での断面中心に位置付けさせる、いわゆるセンターリング機能を有することにより、血管壁に対して均一に線量を照射できる機構が重要であり、要求されている。
もう1つの要求項目である遠位側(抹消側)血管への血流の確保、すなわち灌流機構の必要性に関しては、使用する放射線がβ線の場合は、必要照射時間が約5分〜10分、γ線の場合は約10分〜30分と長時間に及ぶ。照射時間としてこのように長い時間が必要な場合、もしその照射中に冠動脈の血液が抹消冠動脈血管へ流れないのであれば、抹消部の心筋細胞は虚血の状態となり、アンギーナ等の重大症状を引き起こす。したがって放射線を照射している間、また、照射中のセンタリングをしている間は常に抹消血管へ血液を流せる機構、つまり灌流機構が血管内放射線照射治療カテーテルシステムに必要となる。
【0008】
これに対して、特表平9−507783には、センターリング機能と灌流機能を同時に実現する数種のメカニズムが開示されている。そのセンターリングメカニズムの1つとして螺旋型ローブがあり、これは図1に示すようにカテーテルシャフト用チューブ1の周りにバルーン2を螺旋状に巻き付けて配置したものである。図2に示す様に、放射線源3をこのカテーテルシャフト用チューブの先端まで誘導し、そして螺旋状バルーンを膨らませる(拡張する)ことにより、血管5の断面のほぼ中心に放射線源が位置づけられるものである。また螺旋状バルーンはその螺旋形状であるがゆえに、拡張時にその溝4を通じて血液がバルーンの近位側から遠位側へ供給される。
【0009】
しかし、この螺旋型ローブ(螺旋状のバルーン)の場合は、特殊な工夫をしなければ、下記のような問題や不都合が生じる。
【0010】
第1の問題は、成型後のバルーンの肉厚が周方向で一定であると、バルーンの自然な拡張状態では、バルーンは螺旋形状ではなく、真っ直ぐな形状になる。そのため、そのバルーンを、図1に示すようにカテーテルシャフトの周りに螺旋状に巻き付けて保持し接着剤等で固定しようとする時、このバルーンは自然状態のまっすぐな形状に戻ろうとするため、カテーテルシャフト表面のある位置に固定すること自体が難しく、したがって正確な位置への固定という点で困難であり、再現性に劣る。このことは、特に硬化時間が長い接着剤を使う場合は製造上大きなデメリットになる。また、螺旋状バルーンの正確な位置への固定ができていない、つまり溝の幅が大きすぎるところが存在すると、センターリングの精度が悪くなる傾向があり、このことは臨床においても重大な問題となる。
【0011】
第2の問題は、カテーテルシャフト上に真っ直ぐなバルーンを螺旋状態になるように固定する時には、少し強制的にバルーンをねじる必要性がある。このことは、反作用でシャフトがねじり返されるような応力がバルーンに発生することになる。血管内放射線照射治療カテーテルでは、その内腔を放射線源ワイヤ3が通る(デリバリーされる)ことになり、シャフトがねじれると、シャフト内腔が変形するため、放射線源がカテーテル内腔通過時に抵抗を生じる、あるいは最悪のケースでは通過しないことが生じる。このようになると患者への被爆が増加し、安全性から大問題である。
【0012】
第3の問題は、バルーンが拡張した時に、バルーンに自然状態の真っ直ぐな状態に戻ろうとする応力が強くかかり、拡張圧が高い場合は、その応力のためにバルーンがシャフトから脱落する危険がありえる。これらは臨床上、重大な問題になりえる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の不都合点をなくすための螺旋状バルーン、および螺旋状バルーンを先端に配備するカテーテルを作ることである。つまり、バルーンを拡張させた時に自然に螺旋形状になるようにすることである。これによりバルーンをカテーテルシャフトの周りに螺旋状に巻き付ける必要がなくなる。したがって接着剤、熱溶着方法で正確な位置に固定できるようにし、また螺旋状にバルーンを配置する時、強制的にバルーンをねじる必要がなく、したがって反作用でシャフトがねじられるようなこともなく、いかなる時にも放射線治療用カテーテル内腔を放射線源がスムーズに通るようにすることである。さらに、拡張時でも、バルーンが真っ直ぐな状態に戻ろうとする応力が発生しないので、拡張圧が高い場合でもバルーンがシャフトから脱落する危険性も同時に低減できる。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上述の問題を解決するために、本発明の特徴とするところは、中腔のチューブをブロー成形によりバルーンに成形するもので、成形後の該バルーンの肉厚を意図的に周方向で不均一にし、該バルーンの最大肉厚が、最小肉厚の1.3倍〜8倍にならしめることにより、バルーンの拡張時にバルーンが螺旋形状を示すようにすることである。この値が1.3倍より小さいと、バルーンの拡張時にバルーンが螺旋形状を示しにくく、一方、この値が8倍より大きいと、バルーンの最大肉厚が厚くなりすぎて、バルーン自体が硬くなってしまい、カテーテルの操作性が著しく低下することである。
【0015】
またこの様な周方向で肉厚の異なる螺旋状バルーンを製造する方法として、まず熱可塑性樹脂を、押し出し成形により、周方向での「肉厚の最大値」/「肉厚の最小値」が1.3倍〜8倍に、より好ましくは1.5〜5倍になるような中腔のチューブを作っておき、これを、成形後の外径が該チューブの外径の1.3倍〜8倍に、より好ましくは1.5〜5倍になるように、ブロー成形により、バルーンに成形することである。そしてこのようにして成型したバルーンは拡張状態で、程度の差はあるが、自然に螺旋形状になる。
【0016】
さらに、こうしてできた螺旋状バルーンを、少なくとも1つの先端部付近まで伸びた中腔のシャフトチューブを有している治療用、診断用カテーテルの遠位部に取り付け、そのシャフトチューブを、血管、脈管、その他体内の管状組織の断面の中心、もしくは血管内狭窄部での断面中心に位置付けすることができるようにするものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係わる螺旋状バルーンカテーテルの種々の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0018】
【実施例】
図3、図4、図5は本発明の実施例であり、螺旋状バルーンの材料としてはポリウレタン(日本ミラクトラン社製、ミラクトランE395NAT)を用いた。この樹脂を使い内径/外径がφ0.23mm/φ0.40mmのチューブを押し出し成形した。この押し出し成形の時に、押し出し装置のダイスと内ピンの芯合わせを意図的にずらせ、押し出し成形後のチューブの周方向での肉厚(Tw)の最大値Tw−maxが0.11mm、肉厚の最小値Tw−minが0.06mm、したがって「肉厚の最大値Tw−max」/「肉厚の最小値Tw−min」が1.8倍になるようにした。これを図3−aに示す。このチューブを、特許公開公報昭63−183070に示すようなブロー成形により、成形後のバルーン外径がφ1.00mmになるように、2軸延伸を行った。成型後のバルーンの肉厚(Bw)を測定すると、その肉厚の最大値Bw−maxが0.017mm、肉厚の最小値Bw−minが0.009mmであり、「肉厚最大値Bw−max」/「肉厚の最小値Bw−min」が1.8倍と、元のチューブの時とほぼ同じ値になった。これを図3−cに示す。上述のように、周方向で肉厚を異なるチューブを作り、これを肉薄になるようにブロー成形し、成形後のバルーンの肉厚を周方向で異ならせることにより、バルーンは拡張状態で図3−bに示すように螺旋形状になった。これは肉厚むらが原因となり、螺旋形状になるような応力が働くからである。この時螺旋形状の中心に近い側のバルーンの肉厚が大きくなる。また、「肉厚最大値Bw−max」/「肉厚の最小値Bw−min」の値が大きければ大きいほど、螺旋のピッチが細かくなる。今回成形したバルーンは、6atmで拡張時に、溝の軸方向の幅が1mmに、また螺旋状バルーン内径(ID)である図3−bのB−IDが、螺旋状バルーンの内側シャフト部の外径にほぼ等しくなった。
【0019】
上述のより詳細なブロー成型の条件として、押し出し成型したばかりの、内径/外径が0.23mm/0.40mm、25cm長のチューブを室温で軸方向に約2.5倍にまず延伸した。この後、希望バルーン形状と同じ形状のキャビティをもつ金型内に延伸したチューブをセットし、片端に栓をし、もう片側に高圧エアー源を接続する。この状態で金型の温度を温度50℃にし、8atmのエアーをチューブ内部に加えることによりバルーンを成型した。この後、エアー圧を6atmにし、金型の温度を85℃に上げ2分間、熱処理をした。これをバルーンの寸法安定性を向上させるためである。
【0020】
本実施例では医療用カテーテルとして、血管内放射線照射治療用カテーテルを作った。血管内放射線照射治療用カテーテル構造としてはモノレールタイプのカテーテル4を採用した。これは前述のガイドワイヤがカテーテル6の途中のガイドワイヤ出口部7でカテーテルの外に出るタイプである。これを図4に示す。
【0021】
シャフトの構造は3つの中腔のチューブから構成され、螺旋状バルーン拡張用チューブ8、ガイドワイヤ通過用チューブ9、放射線源通過用チューブ10である。これらを熱収縮チューブ11もしくは被覆用チューブ11により束ねてシャフトとした。
【0022】
図4を用いて、以下にカテーテルの組立方法の詳細を示す。
【0023】
螺旋状バルーン拡張用チューブとしては、外径φ0.46mm、内径φ0.40mmのポリイミド製のチューブを使用した。ポリイミド製チューブはポリイミドのワニスの中に内径φ0.40の芯材を浸し、熱を加えて硬化させた。これをチューブ外径がφ0.46mmになるまでワニスへの浸漬と熱硬化を繰返した。
【0024】
ガイドワイヤ通過用チューブとして外径φ0.54mm、内径φ0.42mmのポリエチレン製チューブを、放射線源通過用チューブとして外径φ0.60mm、内径φ0.42mmの同様にポリエチレン製チューブを押し出し成形により作った。なお、各チューブの長さは、螺旋状バルーン拡張用チューブで128cm、ガイドワイヤ通過用チューブが25cm、放射線源通過用チューブが127.5cmであった。また、これらの樹脂だけでシャフトを構成した場合、シャフトに充分な軸方向の押し込み力の伝達性が得られないため、近位側から遠位側に向かって、φ0.30mmからφ0.18mmへ減径するステンレス製補強ワイヤ14を用いた。これらを束ね、ポリテトラフロオロエチレン製熱収縮チューブを、ガイドワイヤの出口部7の部位を除いて、シャフトの遠位側、近位側シャフトの周りに配置し、熱風を加えることにより、収縮させ、チューブ同士、チューブと補強ワイヤを、固定した。放射線源通過用チューブの最先端部には、栓18をつけ、放射線源がカテーテルから外に出ないように封をしてある。これは密封放射線源という安全面から非常に大切なことである。近位側シャフトを構成する螺旋状バルーン拡張用チューブと放射線源通過用チューブの近位端をY字の形状をしたマニフォールド15のポートへ、気密になるように、Loctite4011等のシアノアクリレート系接着剤で接着した。
【0025】
上述の螺旋状バルーンを図4に示すように、シャフト先端部の外側に配置し、螺旋状バルーン2とシャフト外面とを接着剤16で接着した。螺旋状バルーン遠位端17は気密になるように平らにしシャフト先端チップ付近に、接着剤の盛り等により段差を形成することなく、接着固定した。螺旋状バルーン近位端12は螺旋状バルーン拡張用チューブの遠位端13に、気密になるように、接着もしくは熱溶着されている。接着剤としては上述のLoctite社「4011」を用いたが、UV硬化型接着剤、ウレタン系接着剤も使用可能である。また、上述の接着時には、その直前にバルーン表面、シャフト外面をプラズマ処理をした。シャフトを構成している樹脂がポリエチレンであり、これに接着するのが難しく、プラズマ処理により接着強度を向上させるためである。結局、図5に示す「Dia.」である最終的な螺旋状バルーンの拡張径はφ3.1mmであった。
【0026】
以上、本発明とその実施例について説明したが、上述説明以外にも多くのバリエーション、または他の用途に本発明の技術は応用できる。
【0027】
螺旋状バルーンの材質は実施例ではポリウレタンを使ったが、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィン系樹脂シリコーン、天然ゴム、合成ゴムの中から選ばれた1種の樹脂、もしくは2種以上の樹脂がブレンドされたものであってもよい。
【0028】
またカテーテルにはオーバー・ザ・ワイヤ型、モノレール型等、ガイドワイヤがカテーテル内をどれだけ通過するかにより、数種類の形態があるが、本実施例で示したものは、モノレールタイプであり、その中でもガイドワイヤ出口が螺旋状バルーンとマニフォールドの間に位置しているタイプのものであるが、ガイドワイヤ出口が螺旋状バルーンの遠位側に位置させるものも当然可能である。またモノレール型以外でもオーバー・ザ・ワイヤ型に応用できることは当業者にとっては当然である。
【0029】
実施例では、冠動脈再狭窄防止用の血管内放射線照射治療カテーテルを記載したが、冠動脈以外の末梢血管、透析シャント再狭窄予防としても応用可能であることは当業者にとっては明白である。
【0030】
さらに、血管内放射線照射治療用カテーテルシステムについて、ここでは、そのセンターリング機能、血液の遠位側への灌流を効率良く、都合良く行えるシステムを記載しているが、体内の血管以外の脈管、組織でセンターリング機能、血液灌流機能が必要な医療用デバイスすべてに本発明が応用できるのはいうまでもない。
【0031】
【発明の効果】
本発明のように、バルーンの周方向の肉厚を異ならせることにより、拡張状態で、バルーンが螺旋状になっているので、カテーテルシャフト周囲に成型後のバルーンを、螺旋状に容易に配置でき、また接着、熱溶着方法等で正確な位置付け固定が可能となり、さらに螺旋状バルーンを配置する際、強制的にバルーンをねじる必要がなく、したがって反作用でシャフトがねじられるような応力がバルーンに発生しないようになり、いかなる時も放射線治療用カテーテル内腔を放射線源が抵抗なく通るようになる。さらに高圧拡張時でも、バルーンが真っ直ぐな状態に戻ろうとする応力が発生することなく、バルーンがシャフトから脱落する危険性もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】螺旋状バルーンが、カテーテルシャフト先端に取り付けられた状態を示す図である。
【図2】螺旋状バルーンが拡張し、放射線源が、血管内で断面中心に位置づけ(センターリング)されていることを示す図である。
【図3】螺旋状バルーンの成形する前のもとになるチューブとブロー成形後のバルーンを示す。
図3−a螺旋状バルーンの成形する前のもとになるチューブである。
図3−bブロー成形後のバルーンである。
図3−cブロー成形後のバルーンの拡大断面図である。
【図4】本発明の螺旋状バルーンを応用した血管内放射線照射治療用カテーテルの実施例を示す。
図4−a本発明の螺旋状バルーンを応用した血管内放射線照射治療用カテーテルの軸方向での断面図である。
図4−b図4−aの線A-A'での断面図である。
図4−c図4−aの線B-B'での断面図である。
【図5】本発明の螺旋状バルーンをシャフトに接着した時の血管内放射線照射治療カテーテルの軸方向での断面図(特に肉厚が異なるバルーンの断面も含む)である。
【符号の説明】
1 シャフト
2 螺旋状に巻かれたバルーン
3 放射線源
4 螺旋状バルーンの溝
5 血管
6 血管内放射線照射治療用カテーテル
7 ガイドワイヤ出口
8 螺旋状バルーン拡張用チューブ
9 ガイドワイヤ通過用チューブ
10 放射線源通過用チューブ
11 熱収縮チューブもしくは被覆チューブ
12 螺旋状バルーンの近位端
13 螺旋状バルーン拡張用チューブの遠位端
14 補強用ワイヤ
15 マニフォールド
16 接着剤
1 螺旋状バルーンの遠位端
2 栓
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spiral balloon used for treatment or diagnosis of blood vessels, vascular vessels, and other tubular tissues in the body, and a medical catheter equipped with the spiral balloon.
[0002]
[Prior art]
For the treatment of intravascular stenosis that causes myocardial infarction, angina pectoris, etc., especially coronary artery stenosis, a catheter with a balloon placed at the tip called PTCA (percutaneous transluminal coronary angioplasty) balloon catheter is used. The mainstream is to expand the constriction. This procedure will be described in more detail. First, a φ2 mm to φ3 mm catheter is guided into the aorta through a PTCA balloon catheter guiding lumen called a guiding catheter, and the tip thereof is placed at the entrance of the coronary artery. Next, a wire having an outer diameter of φ0.010 inch to 0.018 inch called a guide wire that serves as a guide for the PTCA balloon catheter is guided into the guiding catheter and passed through the coronary artery stenosis. Next, a PTCA balloon catheter having a balloon disposed at the tip is guided to the coronary artery along the guide wire, and is similarly passed through the stenosis, and the balloon is disposed in the stenosis. Then, the stenosis is forcibly opened by expanding the balloon with high-pressure physiological saline, contrast medium, or the like.
[0003]
However, this PTCA treatment method has a major problem that restenosis, that is, repeated stenosis occurs with a probability of about 40% in a short period of 3 to 6 months after treatment. Restenosis has been proven to be caused by excessive proliferation of smooth muscle cells during the healing process after the vessel wall is damaged by the forced dilatation of the vessel by the balloon.
[0004]
For this problem, it has been confirmed that the rate of restenosis can be reduced to 20% or less by placing a metal tube called a stent after balloon expansion, but this number can be further reduced from a clinical standpoint. It is an urgent need.
[0005]
Therefore, in recent years, clinical application of intravascular radiation therapy as a method for preventing restenosis has been promoted in Europe and the United States, and the results are attracting attention. In some clinical trials, the probability that restenosis will occur can be reduced to about 7%. The reason for this is said to be that cell proliferation during the healing process can be suppressed by irradiating the lesion with an appropriate dose of radiation after balloon expansion.
[0006]
Currently, there is a catheter system for intravascular irradiation treatment as a treatment system used for this purpose. This is performed after the lesion is expanded by the PTCA balloon catheter or after stent placement. More specifically, after the PTCA treatment, the PTCA balloon catheter is pulled out of the body, and then an intravascular radiation treatment catheter having a tubular tube shaft with a lumen sealed at the tip is guided and reached to the lesion. As disclosed in U.S. Pat. No. 5,1999,939, a wire having a radiation source at the tip (radiation wire) is guided to reach the lesion through the lumen of the tubular shaft with the tip sealed, and is necessary. Radiation is applied from the radiation source for a certain period of time. Generally, a dose of about 20 Gray to 30 Gray is irradiated. When irradiation is completed, the radiation wire is pulled out (collected) out of the body, and the intravascular radiation treatment catheter is also pulled out of the body to complete the treatment. In general, the radiation wire is guided and collected by remote automatic operation of a remote loader / unloader in order to prevent an operator from being exposed to radiation, and is often performed particularly in the field of cancer treatment. These are disclosed in U.S. Pat. No. 5,1999,939, U.S. Pat. No. 5,302,168, U.S. Pat.
[0007]
In recent clinical applications, there is a need for uniform irradiation of the blood vessel wall and securing of blood flow from the proximal side to the distal (peripheral) blood vessel during treatment or irradiation, that is, the need for a perfusion mechanism. It has been widely recognized. With regard to uniform irradiation of the blood vessel wall, when the radiation source is positioned at the lesion in the blood vessel, the blood vessel wall that is too close to the radiation source is excessively irradiated when it is displaced from the center of the blood vessel cross-section, necrosis of the blood vessel, This results in an aneurysm. On the other hand, a sufficient dose of radiation does not reach the blood vessel wall far from the radiation source in order to suppress smooth muscle proliferation. The reason for this is that the energy of the radiation emitted from the radiation source rapidly decreases according to the distance from the radiation source. Therefore, the intravascular radiation treatment catheter system has a so-called centering function in which the radiation source is positioned at the center of the blood vessel cross section or the center of the cross section of the stenosis, thereby providing a uniform dose to the blood vessel wall. The mechanism that can irradiate is important and is required.
Regarding another requirement, that is, ensuring the blood flow to the distal (peripheral) blood vessel, that is, the necessity of the perfusion mechanism, if the radiation to be used is β-ray, the necessary irradiation time is about 5 minutes to 10 minutes. In the case of minute and gamma rays, it takes a long time of about 10 to 30 minutes. If such a long time is required as the irradiation time, if the coronary blood does not flow to the peripheral coronary blood vessels during the irradiation, the peripheral cardiomyocytes become ischemic and cause serious symptoms such as angina. cause. Therefore, a mechanism for allowing blood to flow to the peripheral blood vessel at all times during irradiation and during centering during irradiation, that is, a perfusion mechanism, is required for the intravascular irradiation treatment catheter system.
[0008]
On the other hand, JP-A-9-507783 discloses several mechanisms for simultaneously realizing the centering function and the perfusion function. As one of the centering mechanisms, there is a spiral lobe, which is arranged by wrapping a balloon 2 around a catheter shaft tube 1 spirally as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the radiation source 3 is guided to the tip of the tube for the catheter shaft, and the spiral balloon is inflated (expanded) so that the radiation source is positioned at substantially the center of the cross section of the blood vessel 5. It is. Since the spiral balloon has a spiral shape, blood is supplied from the proximal side to the distal side of the balloon through the groove 4 during expansion.
[0009]
However, in the case of this spiral lobe (spiral balloon), the following problems and inconveniences arise unless special measures are taken.
[0010]
The first problem is that if the thickness of the balloon after molding is constant in the circumferential direction, the balloon becomes a straight shape, not a spiral shape, in the natural expanded state of the balloon. Therefore, when the balloon is spirally wound around the catheter shaft as shown in FIG. 1 and held and fixed with an adhesive or the like, the balloon tends to return to a natural straight shape. It is difficult to fix the shaft surface at a certain position, and therefore it is difficult to fix the shaft surface at an accurate position, resulting in poor reproducibility. This is a great disadvantage in manufacturing, particularly when an adhesive having a long curing time is used. In addition, if the spiral balloon is not fixed at the correct position, that is, if there is a place where the width of the groove is too large, the accuracy of the centering tends to deteriorate, which is a serious problem in clinical practice. .
[0011]
The second problem is that when the straight balloon is fixed on the catheter shaft in a spiral state, it is necessary to forcibly twist the balloon a little. This causes stress on the balloon that causes the shaft to twist back due to the reaction. In the intravascular irradiation treatment catheter, the radiation source wire 3 passes (delivered) through the lumen, and when the shaft is twisted, the shaft lumen is deformed, so that the resistance of the radiation source when passing through the catheter lumen is reduced. It happens, or in the worst case it doesn't pass. If this happens, exposure to the patient will increase, which is a serious problem for safety.
[0012]
The third problem is that when the balloon is expanded, the balloon is strongly stressed to return to a natural straight state. When the expansion pressure is high, there is a risk that the balloon may fall off the shaft due to the stress. . These can be serious clinical problems.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is to make a spiral balloon to eliminate the above disadvantages and a catheter that deploys the spiral balloon at the tip. In other words, when the balloon is expanded, it naturally has a spiral shape. This eliminates the need to spiral the balloon around the catheter shaft. Therefore, it is possible to fix it in an accurate position by an adhesive, a heat welding method, and when arranging the balloon in a spiral shape, it is not necessary to forcibly twist the balloon, and thus the shaft is not twisted by reaction, To ensure that the radiation source passes smoothly through the catheter lumen for radiation therapy at any time. Furthermore, since no stress is generated to return the balloon to a straight state even during expansion, the risk of the balloon falling off the shaft can be reduced even when the expansion pressure is high.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that the tube of the inner cavity is formed into a balloon by blow molding, and the thickness of the balloon after molding is intentionally uneven in the circumferential direction. The maximum thickness of the balloon is made 1.3 to 8 times the minimum thickness so that the balloon exhibits a spiral shape when the balloon is expanded. If this value is less than 1.3 times, it is difficult for the balloon to show a spiral shape when the balloon is expanded. On the other hand, if this value is more than 8 times, the maximum thickness of the balloon becomes too thick and the balloon itself becomes stiff. As a result, the operability of the catheter is significantly reduced.
[0015]
In addition, as a method of manufacturing such a spiral balloon having a different thickness in the circumferential direction, first, a thermoplastic resin is extruded to obtain a “maximum thickness value” / “minimum thickness value” in the circumferential direction. A tube having a lumen that is 1.3 to 8 times, more preferably 1.5 to 5 times, is prepared, and the outer diameter after molding is 1.3 times the outer diameter of the tube. It is formed into a balloon by blow molding so as to be ˜8 times, more preferably 1.5 to 5 times. The balloon molded in this way is in an expanded state and naturally has a spiral shape, although there is a difference in degree.
[0016]
Further, the spiral balloon thus formed is attached to the distal portion of a therapeutic / diagnostic catheter having a hollow shaft tube extending to the vicinity of at least one tip, and the shaft tube is attached to a blood vessel, a pulse. The tube can be positioned at the center of the cross section of the tubular tissue in the body or at the center of the cross section at the intravascular stenosis.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, various embodiments of a spiral balloon catheter according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
【Example】
FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5 show examples of the present invention, and polyurethane (Milactran E395 NAT, manufactured by Nippon Milactolan) was used as the material of the spiral balloon. Using this resin, a tube having an inner diameter / outer diameter of φ0.23 mm / φ0.40 mm was extruded. At the time of this extrusion, the die of the extrusion device and the inner pin are intentionally aligned, and the maximum value Tw-max of the wall thickness (Tw) in the circumferential direction of the tube after extrusion is 0.11 mm. The minimum value Tw-min is 0.06 mm, so that the “maximum thickness value Tw-max” / “minimum thickness value Tw-min” is 1.8 times. This is shown in FIG. This tube was biaxially stretched by blow molding as shown in Japanese Patent Publication No. 63-183070 so that the balloon outer diameter after molding was φ1.00 mm. When the thickness (Bw) of the balloon after molding was measured, the maximum value Bw-max of the thickness was 0.017 mm, the minimum value Bw-min of the thickness was 0.009 mm, and the “maximum thickness value Bw− “max” / “minimum wall thickness Bw-min” was 1.8 times, almost the same value as in the original tube. This is shown in FIG. As described above, tubes having different wall thicknesses in the circumferential direction are formed, blow-molded so as to be thin, and the balloon thickness after molding is varied in the circumferential direction so that the balloon is in an expanded state as shown in FIG. It became a spiral shape as shown in -b. This is because the stress that causes a spiral shape is caused due to uneven thickness. At this time, the thickness of the balloon near the center of the spiral shape increases. Further, the greater the value of “maximum thickness Bw-max” / “minimum thickness Bw-min”, the finer the spiral pitch. When the balloon formed this time is expanded at 6 atm, the width of the groove in the axial direction is 1 mm, and the B-ID in FIG. 3B which is the inner diameter (ID) of the spiral balloon is outside the inner shaft portion of the spiral balloon. It became almost equal to the diameter.
[0019]
As a more detailed blow molding condition described above, a tube having an inner diameter / outer diameter of 0.23 mm / 0.40 mm and a length of 25 cm, which has just been extruded, was first stretched about 2.5 times in the axial direction at room temperature. After this, a tube that has been stretched is set in a mold having a cavity having the same shape as the desired balloon shape, a stopper is plugged at one end, and a high-pressure air source is connected to the other side. In this state, the temperature of the mold was set to 50 ° C., and 8 atm of air was added to the inside of the tube to mold a balloon. Thereafter, the air pressure was set to 6 atm, the mold temperature was raised to 85 ° C., and heat treatment was performed for 2 minutes. This is to improve the dimensional stability of the balloon.
[0020]
In this example, an intravascular radiation treatment catheter was made as a medical catheter. A monorail type catheter 4 was adopted as a catheter structure for intravascular radiation irradiation treatment. This is a type in which the above-mentioned guide wire goes out of the catheter at the guide wire outlet portion 7 in the middle of the catheter 6. This is shown in FIG.
[0021]
The structure of the shaft is composed of three hollow tubes, which are a spiral balloon dilating tube 8, a guide wire passing tube 9, and a radiation source passing tube 10. These were bundled with a heat shrinkable tube 11 or a coating tube 11 to form a shaft.
[0022]
The details of the catheter assembly method will be described below with reference to FIG.
[0023]
As the spiral balloon expanding tube, a polyimide tube having an outer diameter of 0.46 mm and an inner diameter of 0.40 mm was used. The polyimide tube was cured by applying heat to a core material having an inner diameter of φ0.40 in a polyimide varnish. This was repeated soaking in the varnish and thermosetting until the outer diameter of the tube was φ0.46 mm.
[0024]
A polyethylene tube having an outer diameter of φ0.54 mm and an inner diameter of φ0.42 mm was used as a guide wire passing tube, and a polyethylene tube having an outer diameter of φ0.60 mm and an inner diameter of φ0.42 mm was similarly made by extrusion molding as a radiation source passing tube. . The length of each tube was 128 cm for the spiral balloon expansion tube, 25 cm for the guide wire passage tube, and 127.5 cm for the radiation source passage tube. In addition, when the shaft is composed only of these resins, sufficient axial push force transferability cannot be obtained from the shaft, so from φ0.30 mm to φ0.18 mm from the proximal side to the distal side. A stainless steel reinforcing wire 14 for reducing the diameter was used. These are bundled, and a heat-shrinkable tube made of polytetrafluoroethylene is arranged around the shaft on the distal and proximal sides of the shaft except for the exit portion 7 of the guide wire, and is shrunk by applying hot air And the tubes and the tube and the reinforcing wire were fixed. A plug 18 is attached to the most distal portion of the radiation source passage tube so as to prevent the radiation source from coming out of the catheter. This is very important in terms of safety as a sealed radiation source. Cyanoacrylate adhesives such as Loctite 4011 so that the proximal ends of the spiral balloon expanding tube and the radiation source passing tube constituting the proximal shaft are hermetically sealed to the Y-shaped manifold 15 port. Glued with.
[0025]
As shown in FIG. 4, the above-described spiral balloon was placed outside the tip of the shaft, and the spiral balloon 2 and the outer surface of the shaft were bonded with an adhesive 16. The spiral balloon distal end 17 was flattened so as to be airtight, and was bonded and fixed in the vicinity of the tip end of the shaft without forming a step due to a pile of adhesive or the like. The proximal end 12 of the spiral balloon is adhered or heat welded to the distal end 13 of the spiral balloon dilation tube so as to be airtight. The above-mentioned Loctite “4011” was used as the adhesive, but UV curable adhesives and urethane adhesives can also be used. Moreover, at the time of the above-mentioned adhesion, the balloon surface and the shaft outer surface were subjected to plasma treatment immediately before that. This is because the resin constituting the shaft is polyethylene, and it is difficult to adhere to this, and the adhesive strength is improved by plasma treatment. Eventually, the expanded diameter of the final spiral balloon “Dia.” Shown in FIG. 5 was φ3.1 mm.
[0026]
Although the present invention and the embodiments thereof have been described above, the technology of the present invention can be applied to many variations or other uses besides the above description.
[0027]
Polyurethane was used as the material of the spiral balloon in the embodiment, but one type of resin selected from polyamide, polyamide elastomer, polyester resin, polyester elastomer, polyolefin resin silicone, natural rubber, synthetic rubber, or 2 It may be a blend of more than one resin.
[0028]
There are several types of catheters depending on how much the guide wire passes through the catheter, such as over-the-wire type, monorail type, etc., but what is shown in this example is a monorail type. Of these, the guide wire outlet is of a type located between the spiral balloon and the manifold, but it is naturally possible for the guide wire outlet to be located on the distal side of the spiral balloon. It is natural for those skilled in the art that other than the monorail type can be applied to the over-the-wire type.
[0029]
In the embodiments, an intravascular irradiation treatment catheter for preventing coronary artery restenosis has been described. However, it is obvious to those skilled in the art that the present invention can also be applied to prevent peripheral blood vessels other than coronary arteries and dialysis shunt restenosis.
[0030]
Further, regarding the catheter system for intravascular irradiation treatment, a system that can efficiently and conveniently perform the centering function and blood perfusion to the distal side is described here. Needless to say, the present invention can be applied to all medical devices that require a centering function and a blood perfusion function in a tissue.
[0031]
【The invention's effect】
As in the present invention, by changing the thickness of the balloon in the circumferential direction, the balloon is spiraled in the expanded state, so that the molded balloon can be easily arranged spirally around the catheter shaft. In addition, accurate positioning and fixing are possible by bonding, heat welding methods, etc. Furthermore, when placing a spiral balloon, there is no need to forcibly twist the balloon, so stress is generated in the balloon that causes the shaft to twist due to reaction At any time, the radiation source will pass through the radiation therapy catheter lumen without resistance. Further, even during high-pressure expansion, there is no risk that the balloon will fall off the shaft without generating stress that tends to return the balloon to a straight state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a state in which a spiral balloon is attached to a distal end of a catheter shaft.
FIG. 2 shows that the spiral balloon is expanded and the radiation source is centered in the cross section within the blood vessel.
FIG. 3 shows a tube before forming a spiral balloon and a balloon after blow molding.
Fig. 3a is the tube before the spiral balloon is formed.
Fig. 3b is a balloon after blow molding.
FIG. 3-c is an enlarged cross-sectional view of the balloon after blow molding.
FIG. 4 shows an embodiment of an intravascular irradiation treatment catheter to which the spiral balloon of the present invention is applied.
FIG. 4-a is a cross-sectional view in the axial direction of a catheter for intravascular radiation irradiation treatment to which the spiral balloon of the present invention is applied.
4B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG.
4c is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 4-a.
FIG. 5 is a cross-sectional view in the axial direction of an intravascular radiation treatment catheter when the spiral balloon of the present invention is bonded to a shaft (particularly including cross-sections of balloons having different wall thicknesses).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft 2 Spiral wound balloon 3 Radiation source 4 Spiral balloon groove 5 Blood vessel 6 Intravascular radiation treatment catheter 7 Guide wire outlet 8 Spiral balloon expansion tube 9 Guide wire passage tube 10 Radiation source passage Tube 11 Heat shrink tube or coated tube 12 Proximal end 13 of helical balloon Distal end 14 of helical balloon expansion tube Reinforcing wire 15 Manifold 16 Adhesive 1 Distal end 2 of helical balloon Plug

Claims (3)

中腔のチューブをブロー成形することにより成形される医療用バルーンで、成形後の該バルーンの肉厚が周方向で不均一であり、該バルーンの最大肉厚が、最小肉厚の1.3倍〜8倍になっており、該バルーンを拡張した時に該バルーンが螺旋形状を示すことを特徴とする医療用バルーン。  A medical balloon formed by blow-molding a tube of a lumen, and the thickness of the balloon after molding is uneven in the circumferential direction, and the maximum thickness of the balloon is 1.3 mm, which is the minimum thickness. A medical balloon characterized in that the balloon has a spiral shape when expanded to 8 to 8 times. 該螺旋状バルーンの材質がポリウレタン、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィン系樹脂、シリコーン、天然ゴム、合成ゴムの中から選ばれた1種の樹脂、もしくは2種以上の樹脂がブレンドされた樹脂であることを特徴とする請求項1記載の医療用バルーン。 The spiral balloon is made of polyurethane, polyamide, polyamide elastomer, polyester resin, polyester elastomer, polyolefin resin, silicone, natural rubber, synthetic rubber, or one or more resins. The medical balloon according to claim 1, wherein the medical balloon is a blended resin . 治療もしくは、診断用カテーテルで、少なくとも1つの先端部付近まで長く伸びた中腔のシャフトチューブを有し、血管、脈管、その他体内の管状組織の断面での中心、もしくは血管内狭窄部での断面中心に、該シャフトチューブを位置付けさせるために、該カテーテルの遠位側の部分に螺旋形状を示す請求項1または2記載のバルーンを配備したことを特徴とする医療用カテーテル。A catheter for treatment or diagnosis, which has a shaft tube with a long lumen extending to the vicinity of at least one distal end, at the center of a cross section of a blood vessel, a blood vessel, or other tubular tissue in the body, or at a stenosis in the blood vessel The medical catheter according to claim 1 or 2, wherein a balloon having a spiral shape is provided in a distal portion of the catheter in order to position the shaft tube at the center of the cross section.
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