JP7282754B2 - 可変チューブ - Google Patents

Description

本発明は、口径が調整自在な可変チューブに係るものである。

従来から、用途に応じて形状や素材に技術的な特徴を付加した様々なチューブが開発されている。とりわけ可撓性を有するチューブは汎用性に富み、工業製品や医療製品などに広く用いられている。

特に、医療機器や理化学機器として可撓性チューブの有用性は高く、これらの可撓性チューブには耐久性、耐熱性、耐候性、耐圧性、耐薬品性、柔軟性、摺動性などの一般的な物理的又は化学的特性が求められる。

さらに、対象者の体管腔への挿入に供されるチューブには、ユーザビリティやキンク（潰れ）耐性、細径性、押し込み性、追従性など、使用者における操作性や対象者への低侵襲性も考慮した付加的な特性が要求される。

キンク耐性を向上させるための構成として、チューブ本体の長さ方向に螺旋状に硬質樹脂やワイヤを補強体として巻き付けたチューブが開示されている（例えば特許文献１、２）。また、特許文献３には、拡張又は収縮が可能な複数のルーメンを備える、外径のみ調整が可能な医療用チューブが開示されている。

ところで、医療分野では、呼吸器系の外科的処置を行う際に対象者の呼吸状態を適切に制御及び維持するため、可撓性チューブを用いた気道確保用の医療器具が種々開発されている。具体的には、経口又は経鼻的に挿入される気管内チューブや、ラリンジアルマスクが挙げられる。

これらの器具は、対象者の状態等に応じて適切に選択されるが、概して十分な内径を備える換気性に優れたものが望まれる。

特開２０１８－００３８９５号公報 特表２００５－５１５０４０号公報 国際公開２０１６／１９０３２４号パンフレット

しかし、例えば気管内チューブを対象者に挿入する際、径の大きいチューブは、管腔径の小さい気管又は気管支や声門等が障壁となり、挿管が困難となり得る。一方、径の小さいチューブは、挿管が比較的容易になるというメリットはあるが、換気性に劣る点は否定できない。

また、換気性を向上させるためにチューブ本体の肉厚を薄くして内径を大きくすると、陰圧によりキンクが生じやすくなり、流路の閉塞という換気不能な状態を引き起こす蓋然性が高い。

その他、挿管困難時にラリンジアルマスクを用いた気道確保をした後、長時間にわたる処置の目的で気管内チューブに置き換えるような場合が生じ得る。

他方、気管内チューブを用いて気道確保を行った後に、血圧上昇や出血を抑える目的でラリンジアルマスクに置き換える場合も生じ得る。このように、処置前及び処置後の状況に応じて気管内チューブとラリンジアルマスクを交換する必要性が想定される中、置き換えを容易にするため、最初に使用した気管内チューブやラリンジアルマスクを留置したままにする事が考えられる。しかしながらこの方法は、最初に使用したチューブの内径により、置き換えをするチューブの外径が限定され、換気抵抗の大きな細いチューブを使用せざるを得ない場合が多く望ましくない。

このような実情に鑑み、本発明は、チューブの外径及び／又は内径を調整自在とし、１つのチューブを異なる態様へと容易に変形させ、該チューブの使い分けを可能とするとともに、挿管の容易性、十分な換気性、及びチューブ間の置換容易性を両立する可変チューブを提供することを課題とする。

また、本発明は、キンク耐性、細径性、押し込み性、及び追従性を同時に備える可変チューブを提供することも課題とする。

上記課題を解決する本発明は、筒状のチューブ本体と、前記チューブ本体に設けられる外径及び／又は内径調整用の中空部と、を備え、前記中空部は、チューブ本体の内周面と外周面との間に設けられ、チューブ本体の長さ方向に延びていることを特徴とする。

本発明によれば、チューブ本体の内周面と外周面との間に設けられ、チューブ本体の長さ方向に延びている外径調整用の中空部を拡張又は収縮することで、チューブ本体の外径及び／又は内径を調整することが可能となる。

本発明の好ましい形態では、前記中空部は、チューブ本体の周方向に間隔をおいて複数設けられていることを特徴とする。

このような構成とすることで、チューブ本体の外径及び／又は内径をより大きく調整することができる。

本発明の好ましい形態では、前記中空部は、チューブ本体の周方向に巻回しながらチューブ本体の長さ方向に延びる螺旋状であることを特徴とする。

このような構成の可変チューブは、外径調整用の中空部がチューブ本体を周方向に螺旋状に取り巻いているため、チューブ本体の潰れやキンク耐性に優れる。

本発明の好ましい形態では、前記中空部には気体の出し入れ口が設けられていることを特徴とする。

このような構成とすることで、気体の出し入れ口を介して外径調整用の中空部に気体を充填し、又は排出することができる。

本発明の好ましい形態では、前記チューブ本体は、その内周面と外周面との間の間隔が大きい肉厚に形成されていることを特徴とする。

このような構成とすることで、チューブ本体の内周面と外周面との間に中空部を設けることが可能となる。また、チューブ本体を肉厚とした本発明に係る可変チューブは、強度、耐久性及び押し込み性に優れ、陰圧によるキンクを防止することができる。

本発明の好ましい形態では、前記中空部を形成する内面部分のうち、チューブ本体の外周面側の内面部分が、チューブ本体の内周面側の内面部分よりも大きい面積に形成されていることを特徴とする。

このような構成とすることで、チューブ本体の外径と内径を一定の比率で同時に調整することができる。

本発明の好ましい形態では、前記チューブ本体が可撓性を有していることを特徴とする。

このような構成とすることで、可変チューブを挿入する管腔に対して追従性を備える柔軟なチューブを提供することができる。

本発明によれば、チューブの外径及び／又は内径が調整自在である可変チューブを提供することができる。

本発明に係る可変チューブの斜視図である。（ａ）チューブ拡径時、（ｂ）チューブ縮径時 本発明に係る可変チューブの断面図である。（ａ）チューブ拡径時、（ｂ）チューブ縮径時 本発明に係る可変チューブの中空部が５つの実施例を示す断面図である。 本発明に係る可変チューブの楕円形の変形例を示す図面である。（ａ）可変チューブの斜視図、（ｂ）可変チューブの断面図 本発明に係る可変チューブの中空部への気体の充填方法を示す図面である。

以下、図１～図５を用いて、本発明の実施形態に係る可変チューブについて説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。
なお、これらの図において、符号１は、本実施形態に係る可変チューブを示す。

可変チューブ１は、チューブ本体１１と、チューブ本体１１の外周面１２と、チューブ本体１１の内周面１３と、外周面１２と内周面１３の間隙を構成する肉厚部１４と、肉厚部１４に設けられた中空部１５と、を備えている（図１ａ）。図１ａは、中空部１５に気体が充填され、可変チューブ１が拡径した状態を表すものである。
なお、チューブ本体１１内部における形状は、点線で示している。

図１では、中空部１５は、チューブ本体１１を周方向に螺旋状に取り巻きながら、長さ方向に延びている。また、図示はしないが、中空部１５はチューブ本体１１の長さ方向に直線状に延びていても構わない。チューブ本体１１の潰れやキンク耐性の観点からは、螺旋状の形態が好ましい。

図１ｂは、中空部１５から気体が排出され、可変チューブ１が縮径した状態を表す。この状態において、肉厚部１４の厚さは可変チューブ１の拡径時（図１ａ）と変わらない。

肉厚部１４の厚さは、特に限定されるものではないが、中空部１５の開閉によるチューブ本体１１の拡径及び／又は縮径というメリットを活かす観点から、外周面１２と内周面１３との間隔を大きくし、チューブ本体１１を肉厚に形成することが好ましい。具体的には、可変チューブ１を気管内チューブやラリンジアルマスク用のチューブとする場合、肉厚部１４の厚さはチューブ本体１１の内径の５～３５％であることが好ましく、より好ましくは１５～２５％である。また、可変チューブ１をカテーテルとする場合、肉厚部１４の厚さはチューブ本体１１の内径の５～７０％であることが好ましく、より好ましくは１５～６０％である。

チューブ本体１１の開口端部は、中空部１５への気体の出し入れ口１６として用いられる（図１ａ）。気体の出し入れ口１６は、チューブ本体１１の一端に設けられてもよいし、両端に設けられてもよい。使用性の観点からは、チューブ本体１１の一端に設けられることが好ましい。

また、チューブ本体１１の開口端部に、中空部１５とは機能を異にする細孔１７を設ける形態とすることもできる（図５）。詳細な図面は省略するが、肉厚部１４に細孔１７を設け、この細孔１７をカフ内に気体を供給する気体流出入用の経路とすることで、可変チューブ１を後述するカフ付きの気管内チューブとしての使用に供することが可能となる。この使用形態において、細孔１７は、中空部１５と重複しなければ肉厚部１４に何れの位置に設けてもよい。

チューブ本体１１及び中空部１５の材質は特に限定されないが、例えば、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０等のポリアミド樹脂またはポリアミドエラストマー、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエチレンエラストマー、ポリプロピレンエラストマー等のオレフィン系エラストマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、軟質ポリ塩化ビニル、ポリウレタンおよびポリウレタンエラストマー、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂およびフッ素樹脂系エラストマー、ポリイミド、エチレン－酢酸ビニル共重合体、シリコーンゴム等の、可撓性を有する高分子材料が好適に用いられる。また、これらの内１種または２種以上を組み合せて用いることもできる。

このような材質で形成されることにより、チューブ本体１１は、適宜な柔軟性と自立保持性を有することとなる。なお、本発明の可変チューブ１は、中空部１５がチューブ本体１１の長さ方向に対して直線状に形成されたチューブ本体１１を、押出成形など公知の方法により成形し、その後に当該チューブ本体１１を熱加工により螺旋状の形態へと加工して製造することができる。

また、中空部１５は、フィルム状に形成されることが好ましい。このように形成されることにより、チューブ本体１１を縮径した際に、中空部１５を構成する部材がチューブ本体１１に収まらず、外部に突出することを防止することができる。特に、可変チューブ１を体管腔への挿入に用いる場合、縮径したチューブ本体１１の外周面から中空部１５を構成する部材が突き出ることによって、管腔組織を損傷する危険性がある。これを防止する意味で、中空部１５を上述のようにフィルム状とする形態が好ましく例示される。

さらに、中空部１５の外周面側の内面部分ｂ１は、チューブ本体１１の円周に沿った形状でなく、チューブ本体１１の内側に窪むよう湾曲させて形成されることが好ましい（図示せず）。このように形成されることにより、チューブ本体１１を縮径する際に中空部１５が自然と内側に向かって閉じ、外部に突出することを防止することができる。

中空部１５の数は、１つ以上であれば特に限定されないが、好ましくは３つ、また後述するように、より好ましくは５つである。チューブ本体１１の潰れやキンク耐性の観点から、中空部１５を奇数個設ける形態が好ましい。

また、中空部１５は、チューブ本体１１の周方向に間隔をおいて配置される。図面では、中空部１５は略等間隔に設けられているが、配置方法はこれに限定されるものではない。

図２は、可変チューブ１の拡径時（図２ａ）及び縮径時（図２ｂ）におけるチューブ本体１１の断面図である。中空部１５は、チューブ本体１１の中心Ｏと外周面１２とを結ぶ半径方向の線分ａ１及びａ２、並びに外周面１２側の内面部分ｂ１及び内周面１３側の内面部分ｂ２によって画される、肉厚部１４上の領域に形成される（図２ａ）。

図２ａに示されるように、肉厚部１４は、中空部１５によって完全に隔てられておらず、中空部１５と外周面１２及び内周面１３の間には変形自在な可撓性薄肉部１４ａ及び１４ｂが形成されている。これにより、肉厚部１４は可撓性薄肉部１４ａ及び１４ｂを介して連続性を維持した状態で存在する。したがって、中空部１５の半径方向の長さは、肉厚部１４の厚さと完全に一致するものではない。

チューブ本体１１の外径と内径を同じ比率で調整するため、内面部分ｂ１及びｂ２の長さは、線分ａ１及びａ２で挟まれたチューブ本体１１の中心角θ、及び中心Ｏから外周面１２又は内周面１３までの半径に基づいて定めることが好ましい。このように設計することで、外周面１２側の内面部分ｂ１と内周面１３側の内面部分ｂ２の長さは、中心Ｏからの半径の差分（つまり肉厚部１４の厚さ）に比例して、一定の割合で内面部分ｂ１の方が内面部分ｂ２より長くなる（図２ａ）。

中空部１５の形状として、チューブ本体１１の中心角θ及び中心Ｏからの半径に基づいた扇台形が好適に例示されるが、中空部１５の形状はこれに限定されるものではない。中空部１５は、チューブ本体１１の外径及び／又は内径が調整可能な形状であればよい。

また、中空部１５の断面積は、図面に表された大きさに限定されるものではなく、所望のチューブ本体１１の外径及び／又は内径の変化率に応じて適宜に設計することができる。

図２ｂに示されるように、チューブ本体の中心角θが０°となることで、中空部１５が完全に閉じ、可変チューブ１の外径及び／又は内径が縮径された状態となる。図１に示された実施例の可変チューブ１では、中空部１５がチューブ本体１１の長さ方向に螺旋状に延びているため、チューブ本体１１を捻じることで、可変チューブ１を縮径することが可能となる。これにより、使用者は、可変チューブ１を担持した状況で拡径した状態から縮径した状態へと容易に変形させ、可変チューブ１を簡易かつ迅速に使い分けることができる。また、チューブ本体１１の縮径時には挿管が容易となり、チューブ本体１１の拡径時には十分な換気性を保持することが可能となる。

図３は、中空部１５を５つに増設した実施例における、チューブ本体１１の断面図である。前述と同様に、中空部１５は略等間隔に設けられているが、配置方法はこれに限定されるものではない。

このように、チューブ本体１１の強度ないし耐久性が使用に耐えない程度にまで減弱されない限り、中空部１５の数を増設することができる。中空部１５の数及び形状を適宜設計することで、チューブ本体１１の外径及び／又は内径の変化率を自在に変更することができる。

図４は、チューブ本体１１の断面の形状を楕円形とした変形例における、可変チューブ１の斜視図（図４ａ）及びチューブ本体１１の断面図（図４ｂ）である。チューブ本体１１の断面を楕円形とすることで、扁平な管腔にも容易に可変チューブ１を挿入することができる。

なお、図示は省略するが、チューブ本体１１の断面の形状は、三角形であってもよいし、四角形であってもよい。用途に応じて適宜に設計して構わない。

図３及び図４の実施例においても、上述した方法を援用して中空部１５の形状を設計することが好ましい。

中空部１５へ気体を充填する方法としては、シリンジ５１や気体充填用チューブ５２などで構成される逆止弁５３付きの気体充填用ユニット５を用いる方法が好ましい（図５）。この場合において、気体充填用チューブ５２端部の形状を、中空部１５の形状と略一致させることが好ましい。

使用者は、チューブ本体１１を担持して予め指で中空部１５の開口端部を広げ、気体充填用チューブ５２の端部と係合させることで、中空部１５に気体を充填することができる。

なお、中空部１５の開口端部と気体充填用チューブ５２端部を係合させる方法はこれに限定されず、公知の何れの方法を用いても構わない。また、中空部１５への気体の充填方法も、図５に示される方法に限定されるものではない。

例えば、中空部１５への気体の充填又は排出を個別に制御することが可能な機構を採用することもできる（図示せず）。この場合、複数備わる中空部１５の１つ又は複数（全てではない）を選択的に拡張或いは収縮させることで、チューブ本体１１を湾曲させ、進行方向を使用者において意図的に決定することが可能となる。このような可変チューブ１は、操作性がより向上する。

チューブ本体１１の拡径状態を維持するため、チューブ本体１１の端部には蓋体を設けることが好ましい。蓋体の形状は特に限定されないが、拡径時のチューブ本体の外径と略一致する開口リングや、中空部１５を各別に封鎖するものが好ましく例示される（図示せず）。

可変チューブ１は、特定の分野に限らず様々な分野に応用することができる。本発明に係る可変チューブの使用例として、医療分野における使用の態様を例示する（図示せず）。

医療の分野において、本発明は、例えば気道確保用の医療器具の一部として用いることができる。より具体的には、ラリンジアルマスク用のチューブや気管内チューブとして使用することができる。

ラリンジアルマスク用のチューブとして使用される場合には、咽頭部にあてがわれるカフに、拡径した可変チューブの末端を接続することにより、ラリンジアルマスクとして対象者の気道確保に用いることが可能となる。

気管内チューブとして使用される場合には、縮径した可変チューブの外周面に円環状のカフを取り付け、細孔１７を介してカフを膨張又は収縮させることにより、気管ないし気管支へ直接挿入する気管内チューブとして対象者の気道確保に用いることが可能となる。

本発明は、その外径及び／又は内径を可逆的に変化させることが可能であるため、使用者が対象者の状態等に応じて適宜にラリンジアルマスク又は気管内チューブのいずれの態様で可変チューブを使用するかを選択することができる。

また、ラリンジアルマスク及び気管内チューブを構成する他の部材（カフ等）との適合サイズの範囲内において、可変チューブをラリンジアルマスク用のチューブから気管内チューブへ置換し、或いは気管内チューブからラリンジアルマスク用のチューブへ置換することが容易となる。

さらに、本発明によれば、チューブ本体を縮径した状態では対象者への挿入が容易になるとともに、チューブ本体を拡径した状態では内径が大きく確保され、十分な換気性が保持される。加えて、拡径した状態においては、気管支ファイバースコープなどの付随的な器具をチューブ内に挿入することも可能となることから、本発明は円滑な処置の進行にも資する。

その他、本発明は、対象者への外科的処置を行う際に用いる、全てのチューブに適用可能である。即ち、本発明は、気道や気管・気管支に限らず、血管、胆管、食道、尿道その他の臓器などの生体管腔、又は体腔の治療に使用される全てのチューブに適用可能である。

本発明は、外径及び／又は内径が調整自在である可変チューブに応用することができる、産業上の利用可能性が極めて高いものである。

１ 可変チューブ
１１ チューブ本体
１２ チューブ本体の外周面
１３ チューブ本体の内周面
１４ 肉厚部
１４ａ、１４ｂ 可撓性薄肉部
１５ 中空部
１６ 気体の出し入れ口
１７ 細孔
５ 気体充填用ユニット
５１ シリンジ
５２ 気体充填用チューブ
５３ 逆止弁
ａ１、ａ２ チューブ本体の中心と外周面とを結ぶ半径方向の線分
ｂ１ 中空部の外周面側の内面部分
ｂ２ 中空部の内周面側の内面部分
Ｏ チューブ本体の中心
θ ａ１及びａ２で挟まれたチューブ本体の中心角

Claims (6)

1. 可撓性を有する筒状のチューブ本体と、前記チューブ本体の内周面と外周面の間隙を構成する肉厚部と、前記肉厚部に設けられる外径及び内径調整用の中空部と、を備え、
   前記中空部は、前記チューブ本体の内周面と外周面との間に設けられ、チューブ本体の長さ方向に延び、
   前記肉厚部の径方向の厚さは、前記中空部の径方向の厚さよりも大きく構成され、
   前記中空部には、気体の出し入れ口が設けられ、
   前記中空部と前記外周面及び前記内周面の間それぞれには、変形自在な可撓性薄肉部が形成され、
   前記チューブ本体の外径及び内径は、前記中空部が、前記気体の出し入れ口を介した気体の充填又は排出により拡張又は収縮することで、可逆的に変化する、可変チューブ。
2. 前記中空部と別体に構成され、前記チューブ本体の長さ方向に延びる細孔と、前記細孔を介して内部に気体が供給されるカフと、を備え、
   前記細孔は、前記チューブ本体の開口端部に、気体の出し入れ口が設けられている、請求項１に記載の可変チューブ。
3. 前記中空部は、チューブ本体の周方向に間隔をおいて複数設けられている、請求項１又は２に記載の可変チューブ。
4. 前記中空部は、チューブ本体の周方向に巻回しながらチューブ本体の長さ方向に延びる螺旋状である、請求項１～３の何れかに記載の可変チューブ。
5. 前記チューブ本体の内周面と外周面との間の間隔は、前記チューブ本体の内径の５～７０％である、請求項１～４の何れかに記載の可変チューブ。
6. 前記中空部を形成する内面部分のうち、チューブ本体の外周面側の内面部分が、チューブ本体の内周面側の内面部分よりも大きい面積に形成されている、請求項１～５の何れかに記載の可変チューブ。

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