JP5014752B2 - バスキュラーアクセスカテーテル - Google Patents

Description

本発明は、血管内留置用バスキュラーアクセスカテーテルに関するものであり、さらに詳しくは、血液浄化療法、輸液・薬液の投与等、医療上の治療の目的で使用されるバスキュラーアクセスカテーテルに関するものである。

従来、腎不全、糖尿病、薬物中毒、全身性炎症反応症候群（SIRS）、急性呼吸促拍症候群（ARDS）、多臓器不全（MOF）、肝炎、膵炎等の疾病のために血液浄化を必要とする患者に対しては、血管内にカテーテルを留置して血液を脱送血するバスキュラーアクセスカテーテルが使用されている（非特許文献１参照）。

このバスキュラーアクセスカテーテルは通常、1本のカテーテルの内腔が２層のルーメンに分かれ、１つのルーメンから血液を吸引して体外に排出し、人工腎臓等を介して浄化された血液が、もう一つのルーメンから体内に戻されるダブルルーメンカテーテルが最も多く使用されている。

カテーテルの形状としては、内腔が１つの隔壁を介してサイドバイサイド状に分かれ、返血ルーメンは先端孔まで通じ、脱血孔はカテーテル外側の壁面に設けられた側孔となっているダブルアクシャル型（非特許文献２）や、アウターカテーテルの内腔に着脱式のインナーカテーテルを挿入したコアクシャル型（非特許文献３参照）、さらには、ダブルアクシャル型の脱血ルーメンが先端孔となり、脱返血側の先端が段差状となるエンドホール型の形状（非特許文献２）が開発され臨床現場で広く普及している。
平沢由平：透析療法マニュアル（改訂第５版），170， 日本メディカルセンター(1999) 阿岸鉄三，天野 泉：ブラッドアクセスインターベンション治療の実際，18，秀潤社(1999) 宮形滋，本郷隆二，松崎章，加藤隆三，小林浩悦，原田忠，土田正義：ダブルルーメン型UKカテーテルの考案，日本透析医会雑誌5(4),220(1990)

上記の３種類のカテーテルは、それぞれの長所と短所を有しているが、共通する最も大きな問題点として、カテーテルの先端部が留置された血管の血管壁に接触して、所謂、血管へばりつき現象を起こし、カテーテル内腔の血液の流量が低下する現象が挙げられる。特に脱血ルーメンの血液を吸引する先端孔または側孔の開口部が血管壁を吸引することが多く、この現象は、脱血ルーメンの開口部がカテーテルの先端方向を向いているコアクシャル型とエンドホール型においても依然として解決されていない現状がある。

血液浄化療法中に、このような血液の流量が低下する現象は、医療従事者、患者双方に肉体的、精神的に多大な負担を強いるものであるばかりでなく、最悪の場合、カテーテルの交換を余儀なくされるなど医療経済上も大きな損失を招くものであった。

本発明は、主に血液浄化療法に使用されるバスキュラーアクセスカテーテルにおいて、安定した血流量を得るために大きな障害となっていたカテーテル先端の“血管へばりつき現象”を回避し得るバスキュラーアクセスカテーテルを提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、エンドホール型ダブルルーメンカテーテルにおいて、返血ルーメンの先端部側壁において脱血孔が位置する側に側孔を設けることにより、意外にも、該側孔より浄化された血液が排出される吐出力により血管壁からカテーテルの脱血孔を離すことができ、カテーテルの脱血孔から生じる血液の吸引力により脱血孔が血管壁に密着する現象（血管へばりつき現象）を防ぐことができることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、１本のカテーテル内を長手方向に仕切って設けた２つのルーメンを通じて血液を脱返血するダブルルーメンカテーテルにおいて、返血ルーメンはカテーテル先端まで貫通してエンドホール型の開口部を介して外部と通じており、脱血ルーメンは返血ルーメンの開口部より基部側に隔てた位置でエンドホール型の開口部を介して外部と通じるとともに、脱血ルーメンの開口部より先端部側においては狭径部を形成し、さらに、該狭径部において脱血ルーメンの開口部が位置する側の側壁に返血ルーメンから外部に通じる側孔を設けたことを特徴とするバスキュラーアクセスカテーテルを要旨とするものであり、好ましくは、狭径部において設けられた側孔が、１つであるものであり、また好ましくは、狭径部において設けられた側孔が、脱血側ルーメンの開口部からカテーテル先端部側の方向へ１１〜１５ｍｍ隔てた位置にあるものであり、また好ましくは、狭径部において設けられた側孔が、直径が０．８〜１．３ｍｍであるものであり、また好ましくは、脱血ルーメンを形成するカテーテルの側壁に、脱血ルーメンから外部に通じる側孔が設けられているものであり、さらに好ましくは、脱血ルーメンの開口部の端面が、カテーテル長手方向に対して２５度以上、９０度未満の角度に傾斜しているものである。

本発明によれば、血管内に留置され、血液を脱返血する１本のエンドホール型ダブルルーメンカテーテルにおいて、狭径部に設けた側孔から浄化された血液が排出される吐出力を利用することで、再循環率に及ぼす問題を生じることなく、血管壁からカテーテルの脱血孔を離すことができ、その結果、カテーテルの脱血孔から生じる血液の吸引力により脱血孔が血管壁に密着する現象（血管へばりつき現象）を防ぎ、安定な流量を得て長期にわたるカテーテルの留置が可能となる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明におけるダブルルーメンカテーテルは、１本のカテーテル内を長手方向に仕切って設けた２つのルーメンを通じて血液を脱返血するカテーテルであって、返血ルーメンはカテーテル先端まで貫通してエンドホール型の開口部を介して外部と通じており、脱血ルーメンは返血ルーメンの開口部より基部側に隔てた位置でエンドホール型の開口部を介して外部と通じるとともに、脱血ルーメンの開口部より先端部側においては狭径部を形成しているものである。ここで、返血ルーメンのエンドホール型の開口部および脱血ルーメンのエンドホール型の開口部の端面は、カテーテルの長手方向に対し約２５度から垂直に開いている形状になっているものである。この形状には、例えば、脱血ルーメンの開口部がカテーテルの長手方向に対し斜めに傾斜しているもの（例えば、特開平８−２０６２１６号公報参照）、あるいは脱血ルーメンの開口部がカテーテルの長さと垂直方向（カテーテルの軸方向）の断面で斜めにカットされている形状のもの（例えば、特開２００１−１０４４８６号公報参照）も含まれる。

本発明のバスキュラーアクセスカテーテルは、上記したダブルルーメンカテーテルに改良を加えたものであり、その特徴は、ダブルルーメンカテーテルの狭径部において、脱血ルーメンの開口部が位置する側の側壁に返血ルーメンから外部に通じる側孔を設けたことにある。

この側孔からの返血の噴射力によりカテーテルが血管壁にへばりつくことを回避する目的から、側孔の数は数個以内にとどめて噴射力を高めることが好ましく、側孔の数は１個から３個が好ましいが、１個が特に好ましい。

また、脱血ルーメンの開口部が位置する側と対向する側の側壁にも側孔を設けることもできるが、側孔からの血液の噴射力を脱血ルーメンの開口部が位置する側の側孔に集中させるためには余り好ましくない。

狭径部に設ける側孔の大きさは、小さくなれば噴射力が強まるが、体外循環を停止している際に血栓等で閉塞しやすくなるため、直径０．５ｍｍ〜１．５ｍｍが好ましく、０．８ｍｍ〜１．３ｍｍが特に好ましい。また、楕円形状であっても良い。

狭径部に設ける側孔の位置は、返血ルーメンの開口部、すなわちカテーテル先端部から脱血ルーメンの開口部までの間にあれば特に制限されないが、体外で浄化された血液が狭径部の側孔から排出された後、再び脱血孔から吸引されるという再循環率の問題と、一定の噴射力でカテーテルの先端部、特に脱血ルーメンの開口部を血管壁から離すことができる効率とを考えあわせると、脱血ルーメンの開口部からカテーテル先端部側の方向へ１０〜４０ｍｍ隔てた位置にあることが好ましく、さらに１０〜２５ｍｍの位置にあることが好ましく、１１〜１５ｍｍの位置にあることが最も好ましい。

本発明のバスキュラーアクセスカテーテルにおいて、脱血ルーメンの開口部以外に設けられる側孔については、無くてもよく、１個以上設けられてもよい。また、大きさはカテーテルの直径よりも大きくなければよいが、通常は１ｍｍ〜２ｍｍの大きさである。脱血ルーメンの側孔の位置は特に定めないものとする。

以下、図面を用いて本発明を説明する。

図１は、本発明のバスキュラーアクセスカテーテル１の全体図を示しており、正面から見た図である。図２は図１のバスキュラーアクセスカテーテルの先端部分を拡大した図であり、図３は図１のカテーテルの先端部分を脱血ルーメンの開口部１２が位置する側３１から見た側面図である。図１〜３で示した本発明のバスキュラーアクセスカテーテル１は、脱血ルーメンの開口部１２がカテーテルの長手方向に対し約３０度の角度で傾斜して開口しているエンドホール型の開口部を有するカテーテルであり、最大の特徴は、脱血ルーメンの開口部１２より先端部側において形成された狭径部１１において、脱血ルーメンの開口部１２が位置する側の側壁に返血ルーメンから外部に通じる側孔１３が設けられていることにある。

本発明のバスキュラーアクセスカテーテル１における前記以外の構成は、図４に示すような従来のエンドホール型のバスキュラーアクセスダブルルーメンカテーテルと同様なものが採用できる。すなわち、カテーテル先端部には、脱血ルーメンの開口部１２がカテーテルの長手方向に対し３０度からほぼ垂直の角度で傾斜して開口しており、その先に狭径部１１が延びて返血ルーメンの開口部１４が先端にある。また、血管壁に接触した際に傷つける等物理的な影響を少なくするために先端の材質をカテーテル本体１の材質よりも柔かくした柔軟部１５を設けていてもよい。さらに脱血ルーメンには吸引圧が開口部１２に集中しないよう、また、万一、開口部１２が閉塞した際の緊急ルートとなるよう開口部１２とは別に側孔１６が脱血ルーメンを形成するカテーテルの側壁に設けられていてもよい。

また、本発明のバスキュラーアクセスカテーテルにおける先端部以外の構成においても、従来のバスキュラーアクセスダブルルーメンカテーテルと同様なものが採用できる。すなわち、カテーテルの本体１の基部側には分岐部２を介して脱血ルーメン側、返血ルーメン側それぞれに枝管３，４が延び、その先には体外循環回路などのラインやシリンジ等を接続するためのハブ５，６が設けられ、また内腔を一時的に遮断するためのクランプ７が備わっている。カテーテル本体には、カテーテルと皮膚とを縫合糸で固定するための糸掛部８を備えている場合もある。

図５は、本発明のバスキュラーアクセスカテーテルの断面図を示している。図１のカテーテル本体のＡ−Ａ’位置の断面図を（ａ）に、狭径部１１のＢ−Ｂ’位置の断面図を（ｂ）、先端柔軟部１５のＣ−Ｃ’断面図を（ｃ）に示す。カテーテル本体の内腔は脱血ルーメン２１と返血ルーメン２２の２層に分かれ、脱血ルーメンの開口部１２から先端部側の狭径部１１は、返血ルーメン２２だけが延び、返血ルーメン２２先端の柔軟部１５ではほぼ真円状になっている。このような断面形状は従来からのエンドホール型カテーテルに多く採用されているものである。

本発明のバスキュラーアクセスカテーテルの材質は、体内、特に血管内に留置して安全な弾性のある材質であれば良く、例えば、ポリウレタン、シリコーン、ポリ塩化ビニル、ポリブタジエン、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられるが、好ましくは体外では硬度を保ち体内で柔軟性をもつ性質をもつポリウレタンが好ましい。

本発明のバスキュラーアクセスカテーテルは、皮膚のカテーテル刺入部から血管の刺入部までの間の皮下組織と密着させる機能を有するカフがカテーテルの表面の１箇所、または２箇所以上取り付けられているものであってもよい。

カフの形状としては、繊維の綿状のもの、スポンジ状のもの、カテーテルの一部が盛り上がったもの等が挙げられ、材質としては、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の合成高分子化合物または綿、絹、キチンなどの天然高分子化合物等が挙げられる。

本発明のバスキュラーアクセスカテーテルは、留置中に血液に接触して血栓が形成されるのを防ぐために、抗血栓性処理が施されていてもよい。

抗血栓性処理には、ウロキナーゼ等のプラスミノーゲンアクチベーターを化学結合法により基材のカテーテル表面に固定化する方法（詳細は、特許第１４０６８３０号参照）、ヘパリン等の抗凝固因子をカテーテル表面にコーティングする方法等様々な方法が開発されているが、特定の方法に限定されるものではない。

また、抗血栓性処理の範囲は血液に接触する部分であればカテーテルの外面、内面またはその両方であってもよい。

本発明のバスキュラーアクセスカテーテルは、カテーテル留置中に細菌や真菌、ウィルスなどに感染することを防止するため、基材のカテーテルの全体または一部の表面に抗菌剤や抗生物質などがコーティングしているもの（例えば、特開２００１−２７６２１０号公報参照）や、抗菌剤が基材に直接混練されているもの（例えば、特開平８−１５７６４１号公報参照）であってもよい。

本発明のバスキュラーアクセスカテーテルは、皮下組織または血管への挿入を容易にするため、基材表面を親水性高分子化合物でコーティングするなどの潤滑性処理が施されているもの（例えば、特開平１０−２４８９１９号公報参照）であってもよい。潤滑性処理する方法は多くの方法が開発されているが、特にどの方法を選択してもよい。また、潤滑性処理の範囲は人体に接触する部分、またはカテーテルを留置する用具等に接触する部分であれば特にどの部分であってもよい。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。

実施例１
図１に示す通り、外径４．０ｍｍ、長さ２００ｍｍのポリウレタン製エンドホール型ダブルルーメンカテーテル１を作製した。なお、脱血ルーメンの開口部１２のカテーテルの長手方向に対する角度は３０度とした。狭径部１１における返血ルーメンの側孔１３は脱血ルーメンの開口部１２からカテーテル先端部側へ１２ｍｍ隔てた位置に１箇所設け、外径は１．２ｍｍとした。

比較例１
図４に示す通り、実施例１のカテーテルにおいて、狭径部１１における返血ルーメンの側孔１３のみを設けない外径４．０ｍｍ、長さ２００ｍｍのポリウレタン製エンドホール型ダブルルーメンカテーテル９を作製した。

試験例１
図６に示すような模擬血液循環モデル装置を作製した。内径７ｍｍのシリコーン製チューブ４５を模擬血管に見立てて実施例１のバスキュラーアクセスカテーテル１および比較例１のダブルルーメンカテーテル９を留置し、チューブ内に３７℃の蒸留水からなる擬似静脈血４２を２００ｍＬ／分の速さで流した。一方、カテーテルの返血ルーメン５に擬似浄化血液としてメチレンブルー溶液４１を流した際に脱血ルーメンの先端開口部１２および側孔１６から吸引されるメチレンブルー溶液４３の濃度を吸光度により算出し、擬似浄化血液の再循環率を求めた。なお、カテーテルの返血および脱血ルーメンの流量は共に２００ｍＬ／分に固定した。

実施例１および比較例１に示すカテーテルにおける擬似浄化血液の再循環率を表１に示したが、実施例１に示した本発明のバスキュラーアクセスカテーテル１は、体外循環で浄化された血液を再び脱血ルーメンに引き込む再循環率に及ぼす影響はほとんど認められず、実用上問題ないものであることが確認された。

試験例２
図７に示すように実施例１のバスキュラーアクセスカテーテル１および比較例１のダブルルーメンカテーテル９を３７℃の蒸留水の入った温浴槽３３に入れ、血管壁に見立てたプラスチック板３４をカテーテルの脱血側ルーメン側に対し平行に当てた。この状態で、脱血ルーメンのコネクター部６と返血ルーメンのコネクター部５を回路に接続し、蒸留水を循環させた時のカテーテル狭径部１１のプラスチック板３４からの距離３２を測定した。

その結果を表２に示したが、実施例１に示した本発明のバスキュラーアクセスカテーテル１の狭径部１１は、返血ルーメンに設けた側孔１３からの噴射力により、カテーテル流量が上昇するに従いプラスチック板から離れることが確認された。一方、比較例１のダブルルーメンカテーテル９はカテーテル流量が上昇してもほとんどプラスチック板から離れることは確認できなかった。

本発明のバスキュラーアクセスカテーテルを正面から見た一例を示す概略図である。 本発明のバスキュラーアクセスカテーテルの先端部を正面から見た一例を示す拡大図である。 図２に示した先端部を脱血ルーメン開口部１２の位置する方向から見た時の拡大図である。 従来のエンドホール型バスキュラーアクセスダブルルーメンカテーテルを正面から見た一例を示す概略図である。 本発明のバスキュラーアクセスカテーテルにおける断面形状を示す概略図である。（ａ）図１におけるＡ−Ａ’部分の断面図である。（ｂ）図２におけるＢ−Ｂ’部分の断面図である。（ｃ）図２におけるＣ−Ｃ’部分の断面図である。 試験例１において用いた模擬血液循環モデル装置を示す図である。 試験例２において用いた血管内でのカテーテル先端の動態を観察する装置を示す図である。

符号の説明

１ 本発明のバスキュラーアクセスカテーテル
２ 分岐部
３ 返血ルーメンの枝管部
４ 脱血ルーメンの枝管部
５ 返血ルーメンのコネクター部
６ 脱血ルーメンのコネクター部
７ クランプ
８ 翼部
９ 従来のエンドホール型バスキュラーアクセスダブルルーメンカテーテル
１１ 狭径部
１２ 脱血ルーメンの開口部
１３ 側孔
１４ 返血ルーメンの開口部
１５ カテーテル先端柔軟部
１６ 側孔
２１ 脱血ルーメン
２２ 返血ルーメン
３１ 脱血ルーメンの開口部が位置する側
３２ 狭径部とプラスチック板との距離
３３ 温浴槽
３４ プラスチック板
３５ 返血ルーメンの血液回路
３６ 脱血ルーメンの血液回路
４１ 擬似浄化血液
４２ 擬似静脈血
４３ カテーテル脱血ルーメンより回収した擬似血液
４４ 擬似血管から排出された擬似血液
４５ 擬似血管
４６ ポンプ
４７ 返血側の血流方向
４８ 脱血側の血流方向

Claims (3)

1. １本のカテーテル内を長手方向に仕切って設けた２つのルーメンを通じて血液を脱返血す
   るダブルルーメンカテーテルにおいて、返血ルーメンはカテーテル先端まで貫通してエン
   ドホール型の開口部を介して外部と通じており、脱血ルーメンは返血ルーメンの開口部よ
   り基部側に隔てた位置でエンドホール型の開口部を介して外部と通じるとともに、脱血ル
   ーメンの開口部より先端部側においては狭径部を形成し、さらに、該狭径部において脱血
   ルーメンの開口部が位置する側の側壁の該脱血側ルーメンの開口部からカテーテル先端部側の方向へ１１〜１５ｍｍ隔てた位置に返血ルーメンから外部に通じる側孔であって、該直径が０．８〜１．３ｍｍである側孔を１つ設けたことを特徴とするバスキュラーアクセスカテーテル。
2. 脱血ルーメンを形成するカテーテルの側壁に、脱血ルーメンから外部に通じる側孔が設け
   られている請求項１記載のバスキュラーアクセスカテーテル。
3. 脱血ルーメンの開口部の端面が、カテーテル長手方向に対して２５度以上、９０度未満の
   角度に傾斜している請求項１又は２記載のバスキュラーアクセスカテーテル。