JP6965579B2 - カテーテル - Google Patents
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特許文献1には、カテーテル本体のテーパー状の部分を、遠位端部に向けて材料となる樹脂の硬度を段階的に小さくし、かつ、直径が細くなるようにして遠位端部に行くほどカテーテル本体の剛性を小さくすることが記載されている。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、軸線方向の材料の硬度を切り替えながら、硬度の不連続性に起因するキンクの発生を防ぐことが可能なカテーテルを提供することを目的とする。
図1は、本発明の一実施形態のカテーテル1を説明するための図である。図2は、図1中に示した矢線II−IIに沿うカテーテル1の横断面図である。図3は、図2中に示した矢線III−IIIに沿うカテーテル1の縦断面図である。なお、本実施形態のカテーテル1は、管状本体10の内部に操作線60が配置されていて、操作部90、屈曲操作部92を操作することで管状本体10の先端Tが屈曲する能動カテーテルである。ただし、本発明のカテーテルは、これに限定されず、操作線60や操作部90を備えていない非能動型のカテーテルであってもよい。
本実施形態のカテーテル1は、管状本体10の基端に設けられた操作部90を有している。また、管状本体10が操作部90と接続されている側の反対の端部を、先端Tとする。操作部90は、操作線60(図2、図3参照)とともに、管状本体10の遠位部DEの屈曲操作を行うための操作機構を構成している。本実施形態の操作部90は、術者が手で把持する本体ケース94と、本体ケース94に対して回転可能に設けられた屈曲操作部92と、を有している。管状本体10の基端は、本体ケース94の内部に導入されている。本体ケース94には、屈曲操作部92に接する位置に凹部95が形成されている。凹部95には、屈曲操作部92に向かって進退自在に摺動するスライダ98が設けられている。
なお、上記第1長さ領域b1、第2長さ領域b2及び接合ラインDについては、後に詳述する。
管状本体10の管状形態に起因する剛性を「連続的」に変化させるため、本実施形態の一例では、管状本体10を、先端から基端に向かって主管腔20の外径を変えずに管状本体10の外径が連続的に拡大(肉厚が厚くなる)するテーパー状とする。このようにすれば、管状本体10の形態に起因する剛性は、先端Tから基端に向けて連続的に大きくなる。
図2、図3に示すように、管状本体10は積層構造を有している。管状本体10は、主管腔20を中心に、内径側から順に内層(メインチューブ)24及び外層50が積層されて構成されている。外層50の外表面には親水層(不図示)が形成されている。内層24及び外層50は可撓性の樹脂材料で形成されていて、それぞれ円管状で周方向に略均一の厚みを有している。
補強ワイヤ32の条数やメッシュ数は特に限定されない。ここで、ワイヤ補強層30のメッシュ数とは、補強ワイヤの延在方向にみた単位長さ(1インチ)あたりの交差本数(目の数)をいう。
ワイヤ補強層30を構成する補強ワイヤ32の条数は特に限定されないが、本実施形態においては16条の補強ワイヤ32により形成されたワイヤ補強層30が図示されている。
2本のサブチューブ40は、主管腔20を取り囲むように、同一の円周上に配置されている。本実施形態に代えて、3本または4本のサブチューブ40を主管腔20の周囲に等間隔で配置してもよい。この場合、総てのサブチューブ40に操作線60を配置してもよく、または一部のサブチューブ40に操作線60を配置してもよい。サブチューブ40には副管腔42が形成され、副管腔42内に操作線60が移動可能に挿入される。
なお、上述したように、本実施形態のカテーテル1は能動型であり、操作線60、操作部90の他、サブチューブ40、保持ワイヤ70を備えている。ただし、本実施形態のカテーテルを非能動型とする場合、このような構成は不要である。
操作線60は、単一の線材により構成されていてもよいが、複数本の細線を互いに撚りあわせることにより構成された撚り線であってもよい。操作線60の一本の撚り線を構成する細線の本数は特に限定されないが、3本以上であることが好ましい。
本実施形態において、管状本体10の第1長さ領域と第2長さ領域の樹脂硬度が異なるとは、管状本体10の主要な肉厚を構成する外層50の樹脂硬度が異なることをいう。ただし、外層50は一層でも多層でもよく、外層50が多層であるときは、複数の層の最も肉厚が大きい層について第1長さ領域と第2長さ領域の樹脂硬度が異なることを指す。
外層50には無機フィラーを混合してもよい。無機フィラーとしては、硫酸バリウムや次炭酸ビスマスなどの造影剤を例示することができる。外層50に造影剤を混合することで、体腔内における管状本体10のX線造影性を向上することができる。
第1長さ領域の樹脂材料と第2長さ領域の樹脂材料とを異ならせて樹脂硬度を切り替える場合、第1長さ領域の樹脂材料と第2長さ領域の樹脂材料は、硬度が異なる同種のものが密着性の点で好ましい。硬度が異なる同種の樹脂材料とは、例えば、樹脂の構造に共通性があって、架橋の程度が異なる、あるいはフィラーやエラストマーの成分や添加量が異なるなどして硬度が異なる樹脂材料をいう。
図4は、管状本体10の遠位部DEを拡大して示した模式的な縦断面図である。図示した遠位部DEは、管状本体10の外径が基端側から先端側に向けて連続的に小さくなるテーパー状の変化部Bと、変化部Bよりも近位側にある近位領域Cと、変化部Bよりも遠位側にある遠位領域Aと、を有している。なお、主管腔20の内周は、変化部Bにおいても一定である。管状本体10の外径の傾斜は、変化部Bの間全てで同じでもよく、途中で傾斜が変化してもよい。主管腔20の外径は、変化部Bにおいても一定であってもよく、あるいは変化部Bの間全てで同じ傾斜でもよく、途中で傾斜が変化してもよい。
変化部Bは、管状本体10において、軸線fの方向の形態に起因する剛性が基端Kの側から先端Tの側に向けて連続的に低くなる部位である。本実施形態では、第1長さ領域b1と第2長さ領域b2の接合ラインDは変化部Bに形成されている。なお、接合ラインDは、変化部Bに設けることに限定されるものでなく、遠位領域A、遠位領域Aと変化部Bとの境界、変化部Bと近位領域Cの境界、近位領域C上のどの位置に設けられるものであってもよい。
このうち図4に示した例においては、遠位領域A、変化部B、近位領域Cにおける外層50にはいずれもナイロンエラストマーを用い、その長さ、主管腔20の直径φ(横断面の面積の指標)、外層50のショア硬度は、例えば以下のようにすることができる。
遠位領域A:長さ15mm、φ0.8mm、ショア硬度25D
変化部B:長さ10mm、φ0.8mmから0.9mm、ショア硬度35D(第1長さ領域b1、長さ5mm)、ショア硬度25D(第2長さ領域b2、長さ5mm)
近位領域C:長さ10mm、φ0.9mm、ショア硬度35D
すなわち上記構成において、第1長さ領域b1および近位領域Cを構成する外層50の樹脂硬度は、それぞれ均一である。
ただし、遠位領域A、変化部B、近位領域Cのサイズや樹脂硬度は、当然のことながら、上記した数値や比に限定されるものではない。各部位のサイズ及び樹脂硬度は、カテーテル1の用途等に応じて決定される。
また、図6(b)は、凸部と凹部との組み合わせが管状本体10の周方向に少なくとも二組ある例の一つを示している。図6(b)に示した例では、凸部63aと凹部63bとの組み合わせ、凸部64aと凹部64bとの組み合わせ及び凸部65aと凹部65bとの組み合わせの三つがあり、凸部63と凹部63bとを一連にした形状、凸部64aと凹部64bとを一連にした形状及び凸部65aと凹部65bとを一連にした形状は、それぞれ異なっている。なお、ここで、凸部と凹部とを一連にした形状とは、この凸部と凹部とを含む一連の曲線を指すものとする。また、本実施形態は、凸部と凹部との組み合わせが少なくとも二つ以上あればよいので、組み合わせが三つに限定されるものでなく、二つ、または三つ以上の任意の数であってもよい。
後述するように、本実施形態では、凹凸を有する接合ラインDを形成するため、一つの例として、第1長さ領域b1となる部材と第2長さ領域b2となる部材の対向する面に予め凹凸を形成しておく。予め形成される凹凸によって凹部と凸部との形状を充分制御できる場合、接合ラインDの凹部と凸部の形状を凡そ同じにすることができる。
上記したように、接合ラインDは、管状本体10の変化部Bの周囲を取り巻く曲線であればよく、凹凸の周期や凹凸の振幅が一定であっても、ランダムであってもよい。
上述したように、管状本体10は、少なくとも内層24と外層50を含む積層構造を有している。本実施形態では、長さdd1、長さdd2は、いずれも管状本体10上の接合ラインDに基づく位置における外層50の肉厚以上(肉厚の1倍)、管状本体10の外径の3倍以下とする。このようにすれば、第1長さ領域b1と第2長さ領域b2との間で硬度の異なる樹脂が他方へ充分入り込み、第1長さ領域b1と第2長さ領域b2との間の硬度の変化を緩やかにすることができる。
本実施形態における「接合ラインDに基づく位置」とは、例えば、接合ラインDの長さdd1、dd2を1/2にする点を含む管状本体10の横断面S1/2の位置であってもよい。このとき、外層の肉厚は、横断面S1/2と交差する位置の管状本体10の外層50の厚さになる。
また、本実施形態では、長さdd1、dd2を、例えば、上記横断面Sの半径以上、あるいは半径以上、半径の3倍以下としてもよい。
次に、図6(a)および(b)に示したカテーテル1の製造方法を簡単に説明する。カテーテル1の管状本体10は、先ず、内層24の形状に合わせた金型に内層24を押し出し被覆成形する。次に、内層24に補強ワイヤ32を巻回してワイヤ補強層30を成形する。補強ワイヤ32の巻回は、専用の装置によって巻回のピッチが一定になるように行われる。次に、本実施形態では、ワイヤ補強層30の外表面と接するように複数のサブチューブ40を配置して保持ワイヤ70を巻回することにより芯材を作成する。この芯材の上に、近位領域C、第1長さ領域b1、第2長さ領域b2及び遠位領域Aに応じた複数の樹脂のチューブを、近位側からこの順に並べて被せる。なお、近位領域C、第1長さ領域b1、第2長さ領域b2及び遠位領域Aに応じた樹脂とは、それぞれの樹脂が近位領域C、変化部B、第1長さ領域b1、第2長さ領域b2及び遠位領域Aの樹脂硬度及び長さに応じていることを示す。
次に、上記内層24、ワイヤ補強層30、サブチューブ40及び樹脂のチューブは、周囲に熱収縮材料が被覆され、加熱される。加熱温度は、外層50(近位領域C、第1長さ領域b1、第2長さ領域b2及び遠位領域A)を構成する樹脂のうち、最も軟化点温度が高いものの当該軟化点温度よりも高温とする。
以上の工程により、近位領域C、第1長さ領域b1、第2長さ領域b2及び遠位領域Aが各境界で溶融一体化して外層50が形成される。その後、外層50の表面に図示しない親水層を形成する、操作線60をサブチューブ40に挿通するといった各種工程が行われる。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図7(a)、図7(b)は、本実施形態の変形例を説明するための図である。図7(a)は、管状本体10の変形例である管状本体11の縦断面図である。図7(a)に示した管状本体11は、先端から基端に向かって管状本体11の外径と主管腔20の外径両方が連続的に拡大するテーパー状の外層51を有している。このとき、管状本体11の変化部B1では、先端から基端に向かって管状本体11の外径と主管腔20の外径の両方が同じ傾斜で拡大(肉厚が変わらない)している。また、遠位領域A1、近位領域C1の肉厚は一定である。
図7(b)は、管状本体10の変形例である管状本体13の縦断面図である。図7(b)に示した管状本体13は、先端から基端に向かって管状本体13の外径と主管腔20の外径両方が連続的に拡大するテーパー状の外層53を有している。ただし、管状本体13の変化部B2では、外層53の先端から基端に向かって主管腔20の外径より管状本体13の外径の方が大きい傾斜で拡大(肉厚が厚くなる)している。また、遠位領域A2、近位領域C2においては、近位領域C2が遠位領域A2よりも肉厚になっているものの、各々の肉厚は一定である。
さらに、本実施形態のカテーテルは、以上説明した構成に限定されるものではない。例えば、本実施形態のカテーテル1の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はない。複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。
(1) 管状本体を備えるカテーテルであって、前記管状本体には第1長さ領域と前記第1長さ領域に隣接し、かつ前記第1長さ領域よりも遠位側にある第2長さ領域とが規定され、前記第1長さ領域の樹脂硬度よりも前記第2長さ領域の樹脂硬度が低く、前記第1長さ領域と前記第2長さ領域の接合ラインは、前記管状本体の軸線方向に垂直な平面からの距離が不均一となっていることを特徴とするカテーテル。
(2) 前記接合ラインは、凹部と凸部の組み合わせが前記管状本体の周方向に少なくとも一組ある(1)のカテーテル。
(3) 前記接合ラインは、凹部と凸部の組み合わせが前記管状本体の周方向に少なくとも二組あり、それぞれの凹部と凸部とを一連にした形状が異なる(1)のカテーテル。
(4) 前記管状本体が少なくとも内層と外層を含む積層構造を有し、前記接合ラインの最も遠位側と最も基端側との軸線方向における距離の差が、前記管状本体の前記接合ラインに基づく位置における前記外層の肉厚以上、前記管状本体の外径の3倍以下である(1)から(3)の何れか1つのカテーテル。
(5) 前記管状本体は軸線方向において管状形態に起因する剛性が基端側から先端側に向けて連続的に低くなる変化部を有し、前記第1長さ領域と前記第2長さ領域の前記接合ラインは前記変化部に形成されている(1)から(4)の何れか1つのカテーテル。
(6) 前記管状形態は、前記管状本体の肉厚、外径、内径のうち少なくとも一つの要素である(5)のカテーテル。
10,11,13・・・管状本体
20・・・主管腔
24・・・内層
30・・・ワイヤ補強層
32・・・補強ワイヤ
40・・・サブチューブ
42・・・副管腔
50,51,53・・・外層
60・・・操作線
70・・・保持ワイヤ
90・・・操作部
92・・・屈曲操作部
94・・・本体ケース
95・・・凹部
96・・・ハブ
98・・・スライダ
A,A1,A2・・・遠位領域
B,B1,B2・・・変化部
C,C1,C2・・・近位領域
D,D1,D2,D3,D4・・・接合ライン
DE・・・遠位部
K・・・基端
T・・・先端
b1・・・第1長さ領域
b2・・・第2長さ領域
d・・・横断面からの接合ラインの距離
f・・・管状本体の軸線
Claims (4)
- 管状本体を備えるカテーテルであって、
前記管状本体には第1長さ領域と前記第1長さ領域に隣接し、かつ前記第1長さ領域よりも遠位側にある第2長さ領域とが規定され、
前記第1長さ領域の樹脂硬度よりも前記第2長さ領域の樹脂硬度が低く、
前記第1長さ領域と前記第2長さ領域の接合ラインは、前記管状本体の軸線方向に垂直な平面からの距離が不均一となっており、
前記接合ラインは、凹部と凸部の組み合わせが前記管状本体の周方向に少なくとも二組あり、それぞれの前記凹部と前記凸部とを一連にした形状が異なり、
前記管状本体の軸線方向において、前記接合ラインの各前記凸部の頂点どうしの位置が互いに異なることを特徴とするカテーテル。 - 前記管状本体が少なくとも内層と外層を含む積層構造を有し、前記接合ラインの最も遠位側と最も基端側との軸線方向における距離の差が、前記管状本体の前記接合ラインに基づく位置における前記外層の肉厚以上、前記管状本体の外径の3倍以下である請求項1に記載のカテーテル。
- 前記管状本体は軸線方向において管状形態に起因する剛性が基端側から先端側に向けて連続的に低くなる変化部を有し、
前記第1長さ領域と前記第2長さ領域の前記接合ラインは前記変化部に形成されている請求項1又は2に記載のカテーテル。 - 前記管状形態は、前記管状本体の肉厚、外径、内径のうち少なくとも一つの要素である請求項3に記載のカテーテル。
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