JP7693160B2 - 連結組子部品 - Google Patents

Description

本発明は、２つ以上子部品を組み合わせて形成する連結組子部品に関するものである。

カテーテルなど体内に挿入して治療を施すための医療具の中には、ガイドワイヤーや様々な術具を出し入れするためなどの中空管状や操作などのためのワイヤー状を有する部品を有しているものがある。様々な種類の治療に応じて中空管やワイヤー状の部品に求められる性能も多岐にわたるため、一つの中空管やワイヤー状の部品であっても先端部、中央部、末端部等の位置によって求められる性能や機能が異なることがある。そこで従来から、異なる材料の子部品を溶接やろう付け、接着などで接合することで、連結部品を得る技術が知られている。しかしながら、医療用具に用いられる細径の部品を、複数の子部品を接合することで得ようとする場合、子部品同士の接合に用いる断面積が不足して十分な接合強度を得ることが難しい。そこで、例えば、子部品同士の接合に用いる面積を大きくとるために螺旋状の切り込みを設けた子部品を用いる技術（特許文献１参照）が知られている。

特開２００７－２６０４０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるような連結部品では、医療具を操作するために押し引きしたり回転させたりすると、子部品同士の連結部分に滑ってズレが発生する方向に力が働くため、接着やろう付けによる固定がなかったり不十分であったりすると管径や長さが変化してしまうという課題や、大きく変形しようとする力に耐えられずに接着やろう付けが破損してしまうという課題がある。治療のために医療具を操作している際に連結部品が変形してしまうと、医療具の位置や姿勢が狙いから外れてしまったり、変形した連結部品によって血管や消化管が圧迫されてしまったりするなどして、治療部周辺を傷つけてしまう恐れがある。また、管状連結部品の内径が細くなると、内径を通すべき治療具や薬液が目詰まりを起こしたり、採取すべき検体を吸引できなくなったりするなどして、治療目的を果たせない恐れもある。そして、大きな変形応力を受けることで接合部が破損してしまうと、破損片が被治療者の体内に残ってしまうなどの重大な事故につながる恐れがある。

そこで、本発明は、操作時に押し引きや回転などの力を受けた際に、部分的に過大な力が集中して大きく変形したり破損したりするリスクを低減することで、操作性に優れ、破損した破片による周辺環境の汚染懸念を小さくすることができる連結組子部品を提供することを目的とする。

本発明は、以下の構成を有する連結組子部品を提供する。
［１］複数の子部品が連結されてなる組子部品であり、少なくとも一対の子部品同士の連結が、対となる子部品同士が１つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造によって連結されてなる連結組子構造をもつことを特徴とする連結組子部品。
［２］１つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造によって連結される対になる子部品が、それぞれ組成の異なる金属材料からなることを特徴とする［１］に記載の連結組子部品。
［３］螺旋状の噛み合わせ構造が樹脂によって被覆されていることを特徴とする［１］または［２］に記載の連結組子部品。

本発明によれば、操作時に押し引きや回転などの力を受けた際にも、変形や部品内外の寸法変化を抑制することができるため、操作性や信頼性に優れた連結組子部品を提供することが可能となる。

連結組子部品の形態例を示す模式図である。 交互に配列された四角状の歯止め形状を有する噛み合わせ構造をもつ連結組子構造の形態例を示す模式図である。 図２の連結組子構造を構成する子部品Ａの形態例を示す模式図である 図３の子部品Ａと対になる子部品Ｂの形態例を示す模式図である 図３の子部品Ａの展開平面模式図である 図４の子部品Ｂの展開平面模式図である 円弧状の歯止め形状を有する子部品Ａの形態例を示す展開平面模式図である 円弧状の歯止め形状を有する子部品Ｂの形態例を示す展開平面模式図である 対となる子部品の噛み合わせ構造の形態例を示す展開図である 対となる子部品の噛み合わせ構造の形態例を示す展開図である 対となる子部品の噛み合わせ構造の形態例を示す展開図である 漸進的に面積比が変化する対となる子部品の噛み合わせ構造の形態例を示す展開図である 段階的に面積比が変化する対となる子部品の噛み合わせ構造の形態例を示す展開図である 螺旋状の噛み合わせ構造を形成する子部品部分の形態例を示す展開図である 螺旋状の噛み合わせ構造を形成する子部品部分の形態例を示す展開図である 子部品の面積比が漸進的に変化する噛み合わせ構造を形成する一方の子部品の形態例を示す展開図である 子部品の面積比が段階的に変化する噛み合わせ構造を形成する一方の子部品の形態例を示す展開図である 連結組子部品における各寸法を示す模式図である 連結組子部品における各寸法を示す子部品の模式図である 連結組子部品における各寸法を示す子部品の模式図である

以下に本発明を実施するための形態について説明する。
本発明の連結組子部品は、複数の子部品が連結されてなる中空管やワイヤー状の部品であり、少なくとも一対の子部品同士の連結が、対となる子部品同士が１つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造によって連結されてなる連結組子構造をもつ。

本発明の連結組子部品は、１つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造で対となる子部品同士が連結されていることによって、押し引きや回転などの力を受けた際に子部品同士の連結部分にズレが生じて連結組子部品内外の寸法が変化する現象や、その変形に伴う接合部の破損を抑制することができる連結組子部品を提供するものである。歯止め形状とは、お互いに対となる子部品の噛み合わせ位置がズレないように制限するために設けるものであり、連結組子部品の用途やサイズなどに合わせて歯止めの形状や大きさ、その設置頻度、およびそれらの組み合わせを適宜設定することができる。歯止めの形状やその設置頻度によって噛み合わせ構造の拘束性を調整することができることから、例えば、連結組子部品に剛性を持たせたい部分では歯止めの設置頻度を上げ、柔軟性を持たせたい部分では歯止めの設置頻度を落とすなどすることができる。連結組子部品に剛性を付与するためには、螺旋状の噛み合わせ構造によって連結されてなる連結組子構造の長さLの１００ｍｍ長あたりに対して、１個以上の歯止め形状を有していることは好ましく、５個以上の歯止め形状を有していることはより好ましく、１０個以上の歯止め形状を有していることはさらに好ましい態様である。

歯止め形状としては、多角形、円弧、不定形やそれらを組み合わせて用いることができる。歯止め形状が四角形など鋭角を有する場合には、歯止め形状による噛み合わせ構造の拘束性を強めることができることから、連結組子部品に剛性をもたせる上で好ましい態様である。一方、歯止め形状が三角形であるとその頂点に応力が集中することで破断やズレを誘発しやすくなることから、多角形が四角形以上であることは好ましい態様である。また、歯止め形状が円弧や鈍角を有する多角形であると、歯止め形状による噛み合わせ構造の拘束性を緩めることができることから、連結組子部品に柔軟性をもたせる上で好ましい態様である。したがって、歯止め形状を選択することでも、一つの連結組子部品の中で剛性の高い部分と柔軟性の高い部分を設けることが可能である。歯止め構造を組み付ける際の位置合わせとその修正を容易にする上で、噛み合わせ構造の少なくとも片側の末端に、内角９０°以上の鈍角からなる多角形状または円弧状である歯止め形状を設けることは好ましい態様であり、噛み合わせ構造の両末端に内角９０°以上の鈍角からなる多角形状または円弧状である歯止め形状を設けることはさらに好ましい態様である。噛み合わせ構造の末端に多角形の歯止め形状を有する場合、多角形状の内角が１００°以上であることはより好ましく、１２０°以上であることはさらに好ましい。

本発明の連結組子部品は、位置によって求められる性能が異なる中空管やワイヤー状の部品を実現するために、１つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造で対になる子部品が、それぞれ異なる材質からなることは好ましい態様である。例えば、異なる特性を得るために、異なる組成の金属からなることや、金属と樹脂からなること、異なる組成の樹脂からなることができる。金属としては、Ｆｅ－１８Ｃｒ－８ＮｉやＦｅ－１８Ｃｒ－１２Ｎｉ－２．５Ｍｏなどの汎用性の高いステンレススチール、Ｎｉ－４４Ｔｉのように超弾性特性を示す形状記憶合金、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖのようなα+βチタン合金、Ｔｉ－１２Ｍｏ－Ｚｒ－２ＦｅやＴｉ－１３Ｎｂ－１３Ｚｒ、Ｔｉ－１５Ｍｏ－２．５Ｎｂ－０．２Ｓｉ、Ｔｉ－１６Ｎｂ－９．５Ｈｆ、Ｔｉ－１５Ｍｏなどのβチタン合金、Ｃｏ－２０Ｃｒ－１５Ｎｉ－７ＭｏやＣｏ－２０Ｃｒ－１５Ｗ－１０Ｎｉ、Ｎｉ－３５Ｃｏ－２０Ｃｒ－１０Ｍｏなどのコバルトやニッケルの合金を組み合わせて用いることができる。１つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造で対になる子部品が、超弾性特性や形状記憶性を有するＮｉ－４４Ｔｉと汎用性の高いＦｅ－１８Ｃｒ－８Ｎｉとの組み合わせであることは好ましい態様の一つである。また、１つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造で対になる子部品が異なる組成の金属からなる場合、異種金属腐食を抑制するためには、少なくとも一方の子部品表面が酸化被膜および／または窒化被膜で覆われていることは好ましい態様である。

本発明の連結組子部品は、１つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造で対になる子部品同士が連結されているが、噛み合わせ構造を形成する対となる子部品の面積比を調整することで、操作時に押し引きや回転などの力を受けた際の変形を制御することができる。例えば、噛み合わせ構造両端部の変形を抑えるためには、対となる子部品の噛み合わせ構造を形成する部分において、先端側に比べて根本側を太くとる構造は好ましいことから、螺旋部先端の歯止め形状を除いた螺旋部の幅Ｗｔと、螺旋部末端の歯止め形状を除いた螺旋部の幅Ｗｅが、Ｗｔ＜Ｗｅであることは好ましい態様である。変形を滑らかにするためには、子部品の面積比を漸進的に変化させることは好ましい態様であり、変形を明確に制御するためには、子部品の面積比を段階的に変化させることは好ましい態様である。

本発明の連結組子部品において、噛み合わせ構造に使用する螺旋部の幅は、連結組子部品に求められる特性に合わせて設計することができる。例えば、噛み合わせ構造に使用する螺旋部の幅が狭いと連結組子部品が破断しやすくなることから、歯止め形状を除いた螺旋部の幅Ｗは、連結組子部品の外径Ｄに対して０．１Ｄ以上であることは好ましく、０．５Ｄ以上であることはより好ましく、１Ｄ以上であることはさらに好ましい。また、同様の理由により、歯止め形状を含む最も狭い位置の幅Ｗｎが、０．１Ｄ以上であることは好ましく、０．３Ｄ以上であることはより好ましく、０．５Ｄ以上であることはさらに好ましい。一方、噛み合わせ構造に使用する螺旋部の幅が連結組子部品の外径に対して大き過ぎると噛み合わせ構造に力が掛かった場合にゆがみ易くなり中空管やワイヤー状の構造を維持するのが難しくなることから、歯止め形状を除いた螺旋部の幅Ｗは、連結組子部品の外径Ｄに対して３Ｄ以下であることは好ましく、２Ｄ以下であることはさらに好ましい。

本発明の連結組子部品において、連結組子部品の長さ方向に対して子部品に交互に配列されており、連結組子部品の長さ方向に対する子部品の幅は、連結組子部品に求められる特性に合わせて設計することができる。例えば、連結組子部品の変形と強度のバランスを考慮した場合、連結組子部品の長さ方向に対する子部品の幅Ｚは、連結組子部品の外径Ｄに対して０．１Ｄ以上１０Ｄ以下であることは好ましく、０．５Ｄ以上５Ｄ以下であることはより好ましい。また、子部品Ａと子部品Ｂからなる連結組子部品を考えると、連結組子部品の長さ方向に対する子部品Ａの幅ＺＡと子部品Ｂの幅ＺＢの比率ＺＡ／ＺＢを変化させることで連結組子構造の物性を調整することができる。例えば、連結組子構造の両端に応力が集中して変形や破損が起こるのを抑制するためには、子部品Ａ側の連結組子構造がＺＡ＞ＺＢとなっており、連結組子構造の子部品Ｂ側がＺＡ＜ＺＢとすることは好ましい態様である。

本発明の連結組子部品において、噛み合わせ構造に使用する歯止め形状の高さは、連結組子部品に求められる特性に合わせて設計することができる。例えば、歯止め形状の高さが小さすぎると連結組子部品に力が加わった際に変形しやすいことから、歯止め形状の高さＨは、歯止め形状を除いた螺旋部の幅Ｗに対して０．１Ｗ以上であることは好ましく、０．３Ｗ以上であることはさらに好ましい。一方、歯止め形状の高さが噛み合わせ構造に使用する螺旋部の幅に対して大きすぎると連結組子部品が破断しやすくなることから、歯止め形状の高さＨは、歯止め形状を除いた螺旋部の幅Ｗに対して１Ｗ以下であることは好ましく、０．５Ｗ以下であることはより好ましい。

本発明の連結組子部品は、１つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造で対になる子部品同士が連結されていることにより、押し引きや回転などの力を受けた際に子部品同士の連結部分にズレが生じて連結組子部品の管径や長さが変化する現象を抑制することが可能であり、ろう付けや溶接、接着を施すことなく使用することができる。そのような使用方法においては、連結組子部品を使用する際に、接合部分のろうや接着剤などが破損によって脱落することがないことから好ましい態様の一つである。一方、連結組子部品をより強固にするためには、噛み合わせ構造の一部もしくは全部にろう付けや溶接、接着を施すことができる。本発明の連結組子部品は、噛み合わせ構造に１つ以上の歯止め形状を有することから、噛み合わせ構造のズレや変形が抑制されるため、ろう付けや溶接、接着をほどこしても接合部分に破損が生じにくい。

本発明の連結組子部品が中空の管状部品であることは、管状構造が変形や破断による機能不全になることを抑制できることから好ましい態様である。また、本発明の連結組子部品は、子部品同士が形成する中空の噛み合わせ構造に芯材を組み合わせることや、子部品の一方が芯材と一体化した噛み合わせ構造を有することで、ワイヤー状の部品を形成することができる。

本発明の連結組子部品において、押し引きや回転などの力が加わった際に螺旋状の噛み合わせ構造の一部に応力が集中して変形／破損するのを抑制するためには、螺旋状の噛み合わせ構造が樹脂によって被覆されていることは好ましい態様である。また、中空の連結組子部品を用いて治療を行う際、体液が連結組子部品内部に侵入するのを防いだり、連結組子部品内部で運搬される薬液や検体液が漏れるのを防いだりするために、対になる子部品同士の少なくとも連結部分がＰＶＤＦやＦＥＰ、ＰＥ、ＰＥＢＡ、ＰＴＦＥなどを含む樹脂チューブで被覆されていることは好ましい態様である。

本発明の連結組子部品は、例えば、検体採取や薬液注入、針先検知のために先端部に精緻な針先加工を施すなどした短尺のＮｉ－４４Ｔｉ製子部品Ａと、適度な柔軟性を持たせるために複雑なスリットパターン加工を施すなどした長尺のＦｅ－１８Ｃｒ－８Ｎｉ製子部品Ｂを、螺旋状の噛み合わせ構造で連結して得られる連結部品のような形や組み合わせとすることなどで、血管や消化管などの中を通して体内疾患の治療を行うカテーテルや内視鏡に好適に用いることができる。連結組子部品の構成や構造、各子部品の材質や構造は用途に合わせて適宜設計することができる。上記用途に用いられる際に想定される連結組子部品の外径Ｄは０．０１ｍｍ～３０ｍｍであり、０．１ｍｍ～５ｍｍの範囲で用いられることが多い。また、当該用途における螺旋状の噛み合わせ構造を被覆する樹脂被膜の厚みＴは０．００１ｍｍ～３ｍｍの範囲で用いられることが多い。

以下に、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明の連結組子部品の形態例を説明する模式図である。子部品Ａと子部品Ｂが噛み合わせ構造によって連結されており、樹脂チューブによって被覆されている。

図２は、図３に示す噛み合わせ構造に使用する歯止め形状を除いた幅が０．７７ｍｍの螺旋部を有する外径φ０．５ｍｍ内径φ０．４ｍｍのＮｉ－４４Ｔｉ製子部品Ａと図４に示す噛み合わせ構造に使用する歯止め形状を除いた幅が０．７７ｍｍの螺旋部を有する外径φ０．５ｍｍ内径φ０．４ｍｍのＦｅ－１８Ｃｒ－８Ｎｉ製子部品Ｂを連結させて得られる、幅０．６１ｍｍ高さ０．２４ｍｍの四角状の歯止め形状を１１個有する長さ３０ｍｍの噛み合わせ構造をもつ連結組子構造１０を示す模式図である。連結組子部品の長さ方向に対して、子部品Ａと子部品Ｂが歯止め形状を除いて１ｍｍ幅ごとに交互に配列されている。図５は図３の子部品Ａの展開平面模式図、図６は図４の子部品Ｂの展開平面模式図である。図７、図８は、円弧状の歯止め形状を有する子部品Ａと子部品Ｂの形態例を示す展開平面模式図である。本発明の連結組子部品は、子部品の形状、材質に合わせた工程を踏むことで得ることができる。例えば、上記子部品Ａと子部品Ｂを使用した工程例を以下に説明する。まず、子部品Ｂの内径にＮｉ－４４Ｔｉ製の芯金を通したのち、子部品Ａの螺旋部先端を子部品Ｂの螺旋部末端に位置合わせし、子部品Ａを子部品Ｂに巻きつけて螺旋部同士を組み付けて噛み合わせ構造を有する連結組子構造を形成し、芯金を抜き取ることで中空の連結組子部品を得ることができた。また、洗浄した連結組子部品の内径に芯金を通し、最小内径０．９ｍｍの極薄ＰＴＦＥ熱収縮チューブを被せて加熱収縮させた後、芯金を抜き取ることによって、樹脂被膜の厚みＴが０．０３ｍｍである樹脂チューブで被覆した連結組子部品を得ることができた。

図９～図１１は、対となる子部品の噛み合わせ構造の形態例を示す展開図である。子部品Ａと子部品Ｂが歯止め形状によって噛み合わされることで、様々な方向から力を受けた際にも大きく変形するのを防ぐことができる。図１２は、漸進的に面積比が変化する対となる子部品の噛み合わせ構造の形態例を示す展開図であり、図１３は、段階的に面積比が変化する対となる子部品の噛み合わせ構造の形態例を示す展開図である。図１４～図１５は、螺旋状の噛み合わせ構造を形成する子部品部分の形態例を示す展開図であり、図１６は子部品の面積比が漸進的に変化する噛み合わせ構造を形成する一方の子部品の形態例を示す展開図、図１７は子部品の面積比が段階的に変化する噛み合わせ構造を形成する一方の子部品の形態例を示す展開図である。

本発明の連結組子部品は、押し引き回転などの力を受けた際にも、部品内外の寸法変化を抑制することができることから操作性にも優れ、血管や消化管などの中を通して体内疾患の治療を行う、カテーテルや内視鏡などに好適に用いることができる。

１ ： 連結組子部品
１０ ： 連結組子構造
１１ ： 噛み合わせ構造
１００ ： 歯止め形状
１０１ ： 子部品Ａ
１０２ ： 子部品Ｂ
１０３ ： 樹脂チューブ
２０１ ： 連結組子構造の長さL
２０２ ： 連結組子部品の外径Ｄ
２０３ ： 連結組子部品の長さ方向に対する子部品Ａの幅ＺＡ
２０４ ： 歯止め形状を除いた螺旋部の幅Ｗ
２０５ ： 歯止め形状を含む最も狭い位置の幅Ｗｎ
２０６ ： 歯止め形状の高さＨ

Claims (5)

1. 複数の子部品が連結されてなる組子部品であり、少なくとも一対の子部品同士の連結が、
   対になる子部品同士が１つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造によって連
   結されてなる連結組子構造をもち、連結組子部品の外径Ｄは０．０１ｍｍ～３０ｍｍであり、子部品の幅Ｚは、連結組子部品の外径Ｄに対して０．１Ｄ以上１０Ｄ以下であることを特徴とする連結組子部品。
2. １つ以上の歯止め形状を有する螺旋状の噛み合わせ構造によって連結される対になる子部
   品が、それぞれ組成の異なる金属材料からなることを特徴とする請求項１に記載の連結組
   子部品。
3. 螺旋状の噛み合わせ構造が樹脂によって被覆されていることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の連結組子部品。
4. 歯止め形状の高さＨは、歯止め形状を除いた螺旋部の幅Ｗに対して０．１Ｗ以上１Ｗ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の連結組子部品。
5. 噛み合わせ構造の少なくとも片側の末端にある歯止め形状が、内角９０°以上の鈍角からなる多角形状または円弧状である歯止め形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の連結組子部品。

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