JPH0710762Y2

JPH0710762Y2 - 管状器官の拡張具

Info

Publication number: JPH0710762Y2
Application number: JP1989084366U
Authority: JP
Inventors: 勉加藤
Original assignee: 加藤発条株式会社
Priority date: 1989-07-18
Filing date: 1989-07-18
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2004-07-18
Also published as: JPH0324145U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」本考案は、例えば血管、尿管、胆管、気管、食道などの
人体の管状器官を拡張するための管状器官の拡張具に関
する。

「従来の技術」人体の管状器官の治療に際して、管状器官を外科的に拡
張させることが有効な場合がある。

例えば、粥状動脈硬化症などにおいて、外科的な手段に
よって血管の狭窄部を拡張する治療が行なわれている。

また、腎結石を衝撃波で破壊する治療においては、破壊
後の石を取り出しやすくするために尿管を拡張してい
る。

更に、小児の気管支軟化症などにおいて、気管支が閉塞
され、呼吸障害を起こすことが知られており、このよう
な場合にも外科的な手段によって気管支を拡張させる治
療が行なわれている。

このような管状器官の拡張方法として、管状器官内に合
成樹脂、金属などからなる拡張具を挿入し、強制的に管
状器官を拡張する方法が知られている。

この方法は、管状器官にカテーテルなどのガイドチュー
ブを挿入し、このチューブを通して拡張具を挿入するだ
けでよく、患部を切り開くなどの大がかりな手術を必要
としないため、手術が容易で患者に与える負担が少ない
という利点を有している。

上記のような管状器官の拡張具としては、カテーテルな
どのガイドチューブに挿入することができ、しかもガイ
ドチューブから押し出された後、管状器官を効果的に拡
張できるように拡径されるものが好ましい。

このような拡張具の一例として、ステンレス等からなる
線材をコイル状に成形して一次コイルとし、この一次コ
イルを更にコイル状に成形して二次コイルとしたものが
知られている。

第７図には、上記拡張具の管状器官（血管）への挿入状
態が示されている。

血管31内に予めカテーテル21が挿入される。カテーテル
21の先端は、血管31の狭窄部32の手前に配置される。上
記拡張具41は、二次コイルを伸ばして一次コイルのみか
らなる直線状にして、筒状のカートリッジ23に入れ、こ
のカートリッジ23がカテーテル21内に挿入される。

カテーテル21の先端部内周にはストッパー22が設けられ
ており、カートリッジ23の後部外周には突出部24が設け
られている。カートリッジ23をカテーテル21に挿入する
と、上記突出部24がストッパー22に突き当たって係止す
る。この状態で、押し棒25でカートリッジ23内の拡張具
41を後方から押し、拡張具41を血管31内の狭窄部32に押
し出す。

血管31内に押し出された拡張具41は、その弾性力により
二次コイルが復帰し、より大きな拡張した形状となり、
その結果、狭窄部32を拡張させることができる。

「考案が解決しようとする課題」しかしながら、上記拡張具41においては、二次コイルを
引き伸ばして一次コイルだけが直線的に伸びた状態にし
ても、外力を除去すると弾性力によって自然に二次コイ
ルに復帰しようとするため、上記の引き伸ばした状態で
カテーテル21に直接挿入すると、カテーテル21の内径に
規制される範囲で二次コイルが復帰して屈曲した状態と
なるため、拡張具41とカテーテル21内壁との摩擦抵抗が
非常に大きくなり、拡張具41を挿入することが困難であ
る。

このため、拡張具41は、二次コイルを引き伸ばした状態
でカートリッジ23内に入れて直線状態を保持し、このカ
ートリッジ23を通して血管31内に押し出す必要がある。
しかし、この場合には、カートリッジ23がカテーテル21
から押し出されてしまわないようにするため、前述した
ストッパー22及び突出部24を設けて係止させる必要があ
り、この係止力を確実にするためには、ストッパー22及
び突出部24の長さを十分にとる必要がある。しかも、カ
ートリッジ23は、拡張具41の滑りを良好にするため、で
きるだけ直線的なものが望まれる。

このように、かなりの長さを有する直線的なカートリッ
ジ23は、曲折した複雑な経路をなす血管等の管状器官に
入れることは困難であり、極めて限られた箇所にしか適
用できないという問題があった。

また、上記の拡張具41は、血管31内に押し出されたと
き、臨時に二次コイルが復帰して拡張してしまうため、
配置位置を修正する間もなく拡張具41の位置が固定され
てしまい、挿入ミスを生じやすいという問題も有してい
た。

従って、本考案の目的は、曲がった管状器官にも挿入し
やすく、管状器官内に挿入した後、配置位置を修正でき
るようにした拡張具を提供することにある。

「課題を解決するための手段」上記目的を達成するため、本考案の管状器官の拡張具
は、金属の線材をコイル状に成形して一次コイルとし、
この一次コイルを更にコイル状に成形して二次コイルと
した金属コイルと、前記一次コイルの内部に挿入され
た、体温より低い温度のガラス転移点をもつ形状記憶樹
脂の線材とからなることを特徴とする。

以下、本考案について更に詳細に説明する。

本考案においては、金属の線材をコイル状に成形して一
次コイルとし、この一次コイルを更にコイル状に成形し
て二次コイルとする。一次コイルの外径は、カテーテル
等を通して血管等の管状器官に挿入できる程度の径とす
る。また、二次コイルの外径は、管状器官内に挿入され
て形状復帰したとき、管状器官の閉塞部等を効果的に拡
張できる径とする。このコイルの線材は、ステンレス等
の通常の金属線材であってもよいが、TiNi合金などの形
状記憶合金からなる線材であることがより好ましい。ま
た、線材の形状は、丸線、角線、フラットワイヤーのい
ずれでもよい。

形状記憶合金の線材をコイルにする場合、上記のような
一次コイル及び二次コイルの形状に成形した後、この形
状を保持したまま400〜500℃程度で所定時間、拘束時効
処理することによりその形状を記憶させることができ、
低温時において変形させた後、変態点を超えて高温にな
ると、記憶された形状に復帰する性質を付与することが
できる。なお、この変態点は、管状器官内に配置された
ときに十分に形状復帰するように、体温よりも低くする
ことが好ましい。上記変態点は、室温での作業時には塑
性変形しやすく、管状器官内に挿入されると体温によっ
て確実に形状復帰するような温度に設定することがより
好ましい。しかし、室温において完全に形状復帰するよ
うな温度に設定された場合でも、形状記憶合金は超弾性
を有しているので、通常の金属に比べると、挿入操作は
ずっと容易であり、管状器官内での形状復帰力も優れて
いる。

本考案の拡張具は、この金属コイルの一時コイルの内部
に形状記憶樹脂からなる線材を挿入したものからなる。
形状記憶樹脂からなる線材は、金属コイルの一時コイル
の内径に遊嵌又は適合する丸線であることが好ましい。
また、形状記憶樹脂からなる線材の端部は、後述する実
施例に示すように、金属コイルの端部を覆うように固着
させることが好ましく、これによって管状器官を傷付け
ることなく挿入することができる。

ここで、形状記憶樹脂は、おおまかに言うと、常温で樹
脂、常温を少し越えた温度でゴムに変化するような物質
であり、ガラス転移点（Tg）が常温より少し高いところ
にある。そして、ガラス転移点以下の温度では、樹脂の
ように塑性変形する性質を示し、ガラス転移点を超える
とゴムのように記憶された形状に戻る性質を有してい
る。形状記憶樹脂としては、トリノルボルネン（日本ゼ
オン（株）製）、スチレンブタジエン共重合体（旭化成
工業（株）製）、ポリウレタン（三菱重工業（株）製）
などが知られており、本考案においては、これらのうち
体温より低い温度のガラス転移点をもつものが使用可能
である。

また、この形状記憶樹脂からなる線材は、ガラス転移点
以下の温度では線状であり、ガラス転移点を超えると金
属コイルの二次コイルに沿った形状にもどるように記憶
させたものを用いることがより好ましい。

「作用」形状記憶樹脂は、ガラス転移点より低い温度において、
樹脂のように塑性変形し、しかも剛性が高い。一方、ガ
ラス転移点を超えると、剛性が低下してゴムのように記
憶された形状に戻る性質を有している。

本考案の拡張具は、金属コイルの一次コイル内に体温よ
り低い温度のガラス転移点をもつ形状記憶樹脂の線材が
挿入されているので、常温においては形状記憶樹脂の線
材が高い剛性をもって塑性変形する。

このため、常温においては、形状記憶樹脂の線材の剛性
を利用して、金属コイルの二次コイルを引き伸ばし、一
次コイルが直線的に伸びた形状に維持させることができ
る。

そのような形状に維持すれば、カテーテルに挿入したと
きの滑り抵抗が極めて小さくなるので、カテーテルに直
接拡張具を挿入して管状器官内部に押し出すことがで
き、前述したカートリッジ等を用いる必要がなくなる。

カテーテルは、比較的自由に屈曲できるので、血管等の
細い管状器官の曲折した部分にも入りやすい。従って、
本考案の拡張具を用いれば、血管等の細い管状器官の曲
折した部分にも、カテーテルを通して自由に挿入でき、
適用箇所を大幅に広げることができる。

本考案の拡張具を、二次コイルを引き伸ばし、一次コイ
ルが直線的に伸びた形状にして管状器官内部に挿入する
と、体温によって形状記憶樹脂からなる線材の剛性が低
下する。その結果、金属コイルの弾性力によって二次コ
イルが復元され、その形状が大幅に拡径されて、管状器
官の狭窄部等を効果的に拡張することができる。

金属コイルが形状記憶合金からなる場合には、形状記憶
合金の形状復帰力及び超弾性により、上記二次コイルの
復元が良好になされる。また、形状記憶樹脂の線材が予
め二次コイルに沿った形状に記憶処理されていれば、形
状記憶樹脂の形状復帰力も二次コイルの復元に寄与す
る。

なお、形状記憶樹脂の線材は、熱伝導率が低いので、管
状器官内部に配置されても、直ちに温度上昇することは
なく、その剛性の低下及び形状復帰は、比較的ゆっくり
となされる。このことは、拡張具の二次コイルをある程
度遅らせることに寄与し、挿入した後に拡張具の配置位
置を修正しやすくなるという利点も得られる。このこと
は、形状記憶合金と形状記憶樹脂の組み合わせとした場
合に更に効果的となる。

すなわち、第３図には、形状記憶合金と形状記憶樹脂の
温度と荷重との関係が示されている。図においてＭは形
状記憶合金の特性を示し、Ｐは形状記憶樹脂の特性を示
している。このように、形状記憶合金は、低温では剛性
が低く、変態点を超えて高温になると剛性が急速に高ま
るという特徴がある。また、形状記憶樹脂は、低温では
剛性が高く、ガラス転移点を超えて高温になると剛性が
低くなるという特徴がある。

第４図は形状記憶合金と形状記憶樹脂をある高温雰囲
気、例えば体内に配置した場合における温度上昇を経時
的に示したものである。図においてＭは形状記憶合金、
Ｐは形状記憶樹脂を示す。このように、形状記憶合金と
形状記憶樹脂では熱伝導が違うため、同一温度下に配置
しても形状記憶樹脂の温度上昇の方が遅くなる。

第５図は形状記憶合金と形状記憶樹脂を組み合わせた場
合の発生荷重を示している。図においてＭ＋Ｐは形状記
憶合金と形状記憶樹脂を組み合わせた場合の発生荷重、
Ｍは形状記憶合金単独の場合の発生荷重を表わしてい
る。このように、形状記憶合金単独の場合（Ｍ）は、直
ちに荷重が発生して極めて短い時間t₁で形状復帰する。
しかし、形状記憶合金と形状記憶樹脂を組み合わせた場
合（Ｍ＋Ｐ）は、時間t₁より遅れた時間t₂から荷重が発
生し、更に遅れた時間t₃において形状復帰する。

このように、形状記憶合金と形状記憶樹脂を組み合わせ
た場合（Ｍ＋Ｐ）の形状が復帰するまでの時間t₃は、形
状記憶合金を単独で用いた場合（Ｍ）の時間t₁に比べて
大幅に遅れることとなり、拡張部材がその間縮小された
形状に維持されるため、位置の修正がしやすくなる。

「実施例」第１図及び第２図（ａ），（ｂ）には本考案による拡張
具の一実施例が示されている。

この拡張具11は、形状記憶合金からなる線材12を用いて
一次コイル12aに成形し、この一次コイル12aを更に二次
コイル12bに成形した、二重のコイル形状をなしてい
る。一次コイル12aの径は、後述するカテーテル等のガ
イドチューブに容易に挿入される径とし、二次コイル12
bの径は、管状器官の閉塞部等を効果的に拡張できる径
とされる。そして、コイル状に成形された線材12は、こ
の形状を保持したまま400〜500℃程度で所定時間、拘束
時効処理することにより、形状記憶処理されている。な
お、変態点は、体温よりも低い温度、好ましくは０〜20
℃程度とされる。

更に、第２図（ａ）に示すように、上記コイル状の線材
12の一次コイル12aの内部に、体温よりも低い温度、好
ましくは０〜20℃程度のガラス転移点をもつ形状記憶樹
脂からなる線材13が挿入されている。この実施例では、
線材13は一次コイル12aの内径に適合する丸線とされて
いる。そして、第２図（ｂ）に示すように、線材13の両
端部は、一次コイル12aの端部から突出し、コイル12aの
端部を丸く覆っている。これにより、線材13は、コイル
12aに固着されるとともに、コイル12aの端部によって管
状器官の組織を損傷しないようにすることができる。な
お、形状記憶樹脂からなる線材13は、上記の状態でガラ
ス転移点以上に加熱し、そのまま冷却することにより、
二次コイル12bの形状に沿った螺旋形状に記憶処理する
ことが好ましい。

第６図は、第１図に示した本考案の拡張具11を用いて、
血管31の狭窄部32を拡張する方法を示している。

公知の作業手順により、血管31の狭窄部32の近くまでカ
テーテル21を挿入し、カテーテル21内に拡張具11を挿入
し、押し棒25で狭窄部32に押し出す。なお、拡張具11を
カテーテル21に挿入する前は室温の雰囲気にあるため、
形状記憶樹脂からなる線材13は、比較的強い剛性をもっ
て塑性変形する。このため、第１図に示した二次コイル
12aを引き伸ばして、一次コイル12aのみが直線的に伸び
た形状にし、その形状を形状記憶樹脂からなる線材13の
剛性によって維持することができる。したがって、拡張
具11を直線状態にしてカテーテル21内に挿入でき、拡張
具11の滑り抵抗が少なくなり、容易に挿入することがで
きる。

拡張具11が血管31の狭窄部32に押し出されると、形状記
憶樹脂からなる線材13は、徐々に昇温してその剛性が次
第に弱まり、予め螺旋状に形状記憶されている場合に
は、その形状に復帰しようとする。また、形状記憶合金
からなるコイル状の線材12は、逆変態及び／又は超弾性
による形状復帰力により、第１図に示した形状に復帰し
ようとする。したがって、拡張具11は、第１図に示した
二次コイル12bを有する形状に復元され、狭窄部32を効
果的に拡張する。なお、前述したような理由により、拡
張具11が血管31内に押し出された後の形状復帰は、比較
的ゆっくりとなされるので、この間に内視鏡等によって
位置を確認しつつ、拡張具11を移動させて正確に位置決
めすることができる。

「考案の効果」以上説明したように、本考案の拡張具によれば、挿入に
際して室温状態で二次コイルを引き伸ばして一次コイル
が直線状に伸びた状態に維持できるので、カテーテル等
のガイドチューブに直接挿入して管状器官内に挿入で
き、カートリッジ等の補助具を用いなくてもすむため、
曲折した細い血管等の管状器官内にも容易に挿入でき、
適用箇所を大幅に広げることができる。また、管状器官
内に挿入されると、形状記憶樹脂の線材の剛性が弱ま
り、金属コイルが二次コイル形状に復帰するため、管状
器官の狭窄部等を効果的に拡張することができる。更
に、形状記憶樹脂の熱伝導率が低いので、管状器官内に
配置された後の形状復帰をゆっくりと行なわせることが
でき、その間に内視鏡等によって位置を確認しつつ拡張
具を移動させて正確に位置ぎめすることもできる。した
がって、挿入操作が容易で、適用対象の広い、実用的な
拡張具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の拡張具の斜視図、第２図（ａ）はコイ
ル形状の形状記憶合金線材の内部に形状記憶樹脂の線材
を挿入した状態を示す中間部の部分断面図、第２図
（ｂ）はコイル形状の形状記憶合金線材の内部に形状記
憶樹脂の線材を挿入した状態を示す先端部の部分断面
図、第３図は形状記憶合金と形状記憶樹脂の温度と荷重
との関係を示す図、第４図は形状記憶合金と形状記憶樹
脂を所定の温度雰囲気下に配置した場合における温度上
昇を経時的に示す図、第５図は形状記憶合金と形状記憶
樹脂を組み合わせた場合の発生荷重を経時的に示す図、
第６図は本考案の拡張具を用いて血管の狭窄部を拡張す
る方法を示す図、第７図は従来の拡張具を用いて血管の
狭窄部を拡張する方法を示す図である。図中11は拡張具、12は形状記憶合金からなる線材、12a
は一次コイル、12bは二次コイル、13は形状記憶樹脂の
線材、21はカテーテル、25は押し棒、31は血管、32は血
管の狭窄部である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】金属の線材をコイル状に成形して一次コイ
ルとし、この一次コイルを更にコイル状に成形して二次
コイルとした金属コイルと、前記一次コイルの内部に挿
入された、体温より低い温度のガラス転移点をもつ形状
記憶樹脂の線材とからなることを特徴とする管状器官の
拡張具。
【請求項２】前記金属コイルが体温より低い温度の変態
点をもつ形状記憶合金からなる請求項１記載の管状器官
の拡張具。
【請求項３】前記形状記憶樹脂が前記金属コイルの二次
コイル形状に沿った形状に記憶処理されている請求項１
又は２記載の環状器官の拡張具。