JPH0810336A - 医療用チューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 手元側からの操作を容易かつ確実に先端部に
伝えて、先端部の誘導性能を向上させるとともに、小型
化、細径化が可能で、しかも応答性に優れたものを提供
する。 【構成】 チューブ本体２の先端部の目的部位への導入
部となる湾曲部に、筒状のイオン交換樹脂成形品４と該
イオン交換樹脂成形品の内周面及び外周面の前記イオン
交換樹脂成形品を挟んだ位置に形成した少なくとも２対
の電極５ａ，５ｂ、１５ａ，１５ｂとを有し、この各対
となった電極に電圧を印加することによって前記イオン
交換樹脂成形品が変形するように構成した高分子アクチ
ュエータ３を配置するとともに、この高分子アクチュエ
ータの各電極と該アクチュエータの操作制御部７とを前
記チューブ本体２の長さ方向に沿って延びるリード線６
ａ，６ｂ、１６ａ，１６ｂで電気的に接続したことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血管挿入用カテーテル
や内視鏡の導入部等に使用して最適な医療用チューブに
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、前記血管挿入用カテーテルにあ
っては、ある程度柔らかい熱可塑性樹脂製チューブで形
成され、更に必要に応じてその外周面に金属線（一般に
はステンレス線）を巻き付けて剛性を高めたものが一般
に知られている。

【０００３】そして、これを細い末梢血管等に挿入する
場合には、この内部にガイドワイヤを挿通させ、このガ
イドワイヤを案内として、またはカテーテル自体の剛性
を利用して、これを目的部位に導くことが広く行われて
いる。

【０００４】前記ガイドワイヤを案内として（またはカ
テーテル自体の剛性を利用して）これを血管内へ挿入す
る挿入作業は、手元側の操作部で、ガイドワイヤ（また
はカテーテル）を押し引いたり、回転トルクを伝達する
ことにより、ガイドワイヤ（またはカテーテル）の先端
の位置を手作業で操作しつつ、複雑に入り組んだり、或
いは分岐した細部にガイドワイヤ（またはカテーテル）
を挿入し、このガイドワイヤを案内として（またはカテ
ーテル自体）を目的部位に導くことによって行われてい
た。

【０００５】ここに、形状記憶合金製チューブをカテー
テルの芯材として用いることによって、カテーテル自体
にこの挿入に必要な腰の強さと屈曲性を持たせるように
したもの（例えば、特開平４−２８３７５号公報、特開
昭６１−１９３６７０号公報等参照）や、先端の導入部
となる湾曲部内にメカノケミカル物質を設け、外部から
の操作によって前記メカノケミカル物質に収縮と膨張を
行わせることにより、前記導入部を任意に湾曲させるよ
うにしたもの（例えば、特開平１−３２００６８号公報
等参照）が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のガイドワイヤやカテーテル自体の剛性を利用して
カテーテルを目的部位に導くようにした場合、この手元
側での押し引きや、回転トルクの伝達による操作では、
押し込み伝達力の不足や、回転トルクの伝達力の不足に
より、ガイドワイヤやカテーテルの先端部の操作性が著
しく劣ってしまい、複雑に入り組んだり、或いは分岐し
た細部の目的部位への挿入がかなり困難となって時間を
要し、また操作者の熟練を必要とするといった問題点が
あった。

【０００７】また、形状記憶合金製チューブを芯材とし
て使用したものは、先端部のみを積極的に湾曲させるよ
うにしたものではなく、このため、前記と同様な操作が
必要となるばかりでなく、先端の湾曲部のみに形状記憶
合金を配置すると、ここを湾曲させるためには、加熱や
冷却を施す必要があって、この操作がかなり困難で、し
かも応答性に欠けると考えられる。

【０００８】一方、先端の湾曲部にメカノケミカル物質
を設けたものは、このメカノケミカル物質自体が収縮と
膨張を行うため、これをチューブの内部に収縮及び膨張
自在に収納し、しかもこの収縮及び膨張に伴ってチュー
ブが湾曲するように構成する必要があり、このため、構
造的に複雑となって、小型化・細径化に一定の限界があ
ると考えられる。

【０００９】本発明は上記に鑑み、手元側からの操作を
容易かつ確実に先端部に伝えて、先端部の誘導性能を向
上させるとともに、小型化、細径化が可能で、しかも応
答性に優れたものを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る医療用チューブは、チューブ本体の先
端部の目的部位への導入部となる湾曲部に、筒状のイオ
ン交換樹脂成形品と該イオン交換樹脂成形品の内周面及
び外周面の前記イオン交換樹脂成形品を挟んだ位置に形
成した少なくとも２対の電極とを有し、この各対となっ
た電極に電圧を印加することによって前記イオン交換樹
脂成形品が変形するように構成した高分子アクチュエー
タを配置するとともに、この高分子アクチュエータの各
電極と該アクチュエータの操作制御部とを前記チューブ
本体の長さ方向に沿って延びるリード線で電気的に接続
したことを特徴とするものである。

【００１１】ここに、前記チューブ本体及び高分子アク
チュエータの外径を、５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以
下にすることもできる。

【００１２】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、筒状の
イオン交換樹脂成形品と該イオン交換樹脂成形品の内周
面及び外周面に形成した電極とで高分子アクチュエータ
を構成することにより、このイオン交換樹脂成形品をチ
ューブの一部となして、この小型化・細径化を図るとと
もに、操作制御部を手元側に配置しておき、この操作制
御部の操作により、チューブ本体の先端部に配置した高
分子アクチュエータを任意かつ積極的に変形させて誘導
性能を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１及び図２は、本発明の第１の実施例を示すも
ので、この実施例において、医療用チューブ１は、例え
ばカテーテルや内視鏡の外被となるものであり、例えば
合成樹脂やステンレス製のチューブ本体２と、このチュ
ーブ本体２の先端部の目的部位への導入部となる湾曲部
に配置した高分子アクチュエータ３とから主に構成され
ている。

【００１４】前記高分子アクチュエータ３は、円筒状の
イオン交換樹脂成形品４の内周面及び外周面の該イオン
交換性樹脂４を挟んで対向する位置に、互いに絶縁され
た２対（４個）の電極５ａ，５ｂ、１５ａ，１５ｂを形
成した構成で、この各一対の電極５ａ，５ｂ、１５ａ，
１５ｂに電圧を印加することにより、イオン交換樹脂成
形品４が２方向に湾曲変形（屈曲）するようになってい
る。

【００１５】そして、この前記各電極５ａ，５ｂ、１５
ａ，１５ｂには、リード線６ａ，６ｂ、１６ａ，１６ｂ
の一端がそれぞれ電気的に接続されているとともに、こ
の各リード線６ａ，６ｂ、１６ａ，１６ｂは、チューブ
本体２の内部に位置して該チューブ本体２の全長に亘っ
て延び、各リード線６ａ，６ｂ、１６ａ，１６ｂの他端
は、操作制御部７に接続されている。

【００１６】この操作制御部７には、切換え操作可能な
操作レバー８が備えられ、この操作レバー８の操作に伴
って、前記操作制御部７の内部に内蔵された２極双投ス
イッチ９を介して、電源１０から前記一対のリード線６
ａ，６ｂ、１６ａ，１６ｂに流れる電流の電極が切り替
えられるようになっている。

【００１７】即ち、図２において、２極双投スイッチ９
が実線で示す位置にある時には、リード線６ａ，１６ｂ
が＋の電極に、リード線６ｂ，１６ａが−の電極にそれ
ぞれ接続され、２極双投スイッチ９が操作制御部７の操
作レバー８の操作に伴って、中立位置から二点鎖線で示
すように切り替えられると、今度は逆に、リード線６
ａ，１６ｂが−の電極に、他方のリード線６ｂ，１６ａ
に＋の電極にそれぞれ接続されるようになっている。

【００１８】なお、このように、各一対のリード線６
ａ，６ｂ、１６ａ，１６ｂのうちの上側同士及び下側同
士が同じ電極となるようにしたのは、イオン交換樹脂成
形品４が下記のように陽極側が収縮するように湾曲する
ため、この湾曲する方向が互いに打ち消し合ってしまう
ことがないようにするためである。

【００１９】次に、前記高分子アクチュエータ３につい
て説明すると、このアクチュエータ３は、小型化が容易
で、応答性も速く、小電力で作動するアクチュエータ素
子として開発されたものである（特開平４−２７５０７
８号公報参照）。

【００２０】即ち、この高分子アクチュエータ３のイオ
ン交換樹脂成形品４としては、陽イオン交換樹脂膜、陰
イオン交換樹脂膜のいずれも使用することができ、例え
ば陽イオン交換樹脂膜としては、ポリスチレンスルホン
酸膜や、スルホン基やカルボキシル基を持つフッ素樹脂
系イオン交換樹脂膜を挙げることができる。

【００２１】また、イオン交換樹脂成形品４の両面に接
合する電極５ａ，５ｂ、１５ａ，１５ｂとしては、白
金、イリジウム、パラジウム、ルテニウム等の貴金属が
好ましいが、その他導電性高分子や黒鉛等の導電性と耐
蝕性とを併せ持つ物質も利用できる。

【００２２】電極５ａ，５ｂ、１５ａ，１５ｂのイオン
交換樹脂成形品４への接合には、化学メッキ、電気メッ
キ、真空蒸着、スパッタリング、塗布、圧着、溶着等の
電極材料を高分子膜に付着させる既知の方法を使用する
ことができる。また、リード線６ａ，６ｂ、１６ａ，１
６ｂの電極５ａ，５ｂ、１５ａ，１５ｂへの接続は、導
電性接着剤、金属溶接、嵌め込み、カシメ、接着剤等の
一般的な方法によって行うことができる。

【００２３】リード線６ａ，６ｂ、１６ａ，１６ｂの材
質としては、銅、鉄、アルミニウム等の一般的な導電性
の材料が利用でき、必要な場合には、メッキまたは絶縁
被覆を施すことができる。更に、前記リード線６ａ，６
ｂ、１６ａ，１６ｂをチューブ本体２の外側に配置した
り、チューブ本体２の内周面または外周面に導電性イン
クを印刷して、これをリード線として使用することもで
きる。

【００２４】ここに、この実施例において、イオン交換
樹脂成形品４として、例えば内径６００μｍ、外径８０
０μｍで長さ１５ｍｍのフッ素樹脂系イオン交換膜 Naf
ion（登録商標，ディポン社製）を使用し、この内周面
及び外周面に３ｍｍ／ｃｍ²づつの白金を一様に化学メ
ッキし、更に、イオン交換樹脂成形品４を２分割する長
さ方向に沿った内周面及び外周面の各２箇所に白金メッ
キ除去部からなる絶縁部２０を設けて、この白金メッキ
を電極５ａ，５ｂ、１５ａ，１５ｂとした高分子アクチ
ュエータ３を構成するとともに、電源１０として、３Ｖ
の直流電源を使用している。

【００２５】この高分子アクチュエータ３の作動原理
は、必ずしも明確ではないが、イオン交換樹脂成形品４
の表裏に電位差がかかることで、イオン交換樹脂成形品
４中の正イオンが陰極側に移動し、このイオンに伴われ
て水分子がイオン交換樹脂成形品４で移動するため、陽
極側と陰極側で水分量に差ができ、含水率が高まれば膨
潤し、含水率が低下すれば収縮することによって、イオ
ン交換樹脂成形品４が湾曲すると考えられる。

【００２６】即ち、操作制御部７の操作レバー８の操作
により、２極双投スイッチ９を介して、図２に実線で示
すように、リード線６ａ，１６ｂを電源１０の＋側に、
リード線６ｂ，１６ａを同じく−側に同時に接続すれ
ば、このリード線６ａ，１６ｂに接続された電極５ａ，
１５ｂは陽極に、リード線６ｂ，１６ａに接続された電
極５ｂ，１５ａは陰極になり、この結果、イオン交換樹
脂成形品４は、図面に実線で示す直線状の中立位置か
ら、同図点線で示すように上方に湾曲する。

【００２７】そして、操作制御部７における操作レバー
８を操作して、同図二点鎖線で示すように、リード線６
ａ，１６ｂを電源１０の−側に、リード線６ｂ，１６ａ
を同じく＋側に同時に接続すれば、このリード線６ａ，
１６ｂに接続された電極５ａ，１５ｂは陰極に、他方の
リード線６ｂ，１６ａに接続された電極５ｂ，１５ｂは
陽極になり、この結果、イオン交換樹脂成形品４は、図
面二点鎖線に示すように下方に湾曲することになる。

【００２８】このようにして、操作制御部７を手元側に
置いておき、この操作制御部７の操作レバー８の操作に
より、チューブ本体２の先端部に接合した高分子アクチ
ュエータ３を任意かつ積極的に変形させて、医療用チュ
ーブ１としての誘導性能を向上させることができる。

【００２９】上記実施例において、医療用チューブ１の
血管等の細管内への挿入作業は、チューブ本体２の先端
部に配置した高分子アクチュエータ３を操作制御部７の
操作により任意に変形させつつ、複雑に入り組んだり、
或いは分岐した細部に医療用チューブ１を挿入して、こ
れを目的部位に導くことによって行われる。

【００３０】図３乃至図５は、第２の実施例を示すもの
で、この実施例における医療用チューブ１１は、内管１
２ａと外管１２ｂとからなる二重チューブをチューブ本
体１２として使用し、このチューブ本体１２の先端に円
筒状の高分子アクチュエータ１３を接合したものであ
る。

【００３１】即ち、前記高分子アクチュエータ１３は、
例えば内径６００μｍ、外径８００μｍで長さ１５ｍｍ
の円筒状のイオン交換樹脂成形品１４と、このイオン交
換樹脂成形品１４の内周面及び外周面の互いに対向する
位置に形成した４対（８個）の電極２５ａ，２５ｂ、３
５ａ，３５ｂ、４５ａ，４５ｂ及び５５ａ，５５ｂとか
ら主に構成され、この各電極２５ａ，２５ｂ、３５ａ，
３５ｂ、４５ａ，４５ｂ及び５５ａ，５５ｂに、例えば
絶縁被覆された３０μｍの鉄線からなるリード線２６
ａ，２６ｂ、３６ａ，３６ｂ、４６ａ，４６ｂ及び５６
ａ，５６ｂの一端をそれぞれ錫半田等を介して電気的に
接続し、イオン交換樹脂成形品１４を挟んで互いに対向
する電極２５ａ，２５ｂ、３５ａ，３５ｂ、４５ａ，４
５ｂ及び５５ａ，５５ｂに電圧を印加することにより、
４方向に湾曲するようにしたものである。

【００３２】この場合、湾曲する方向が互いに打ち消し
合わないようにするため、互いに対面する側に位置する
電極、即ち電極２５ａ，２５ｂと電極４５ａ，４５ｂ、
電極３５ａ，３５ｂと電極５５ａ，５５ｂとに動く方向
が同じであるように電圧を印可する必要がある。

【００３３】また、電極２５ａ，２５ｂ、３５ａ，３５
ｂ、４５ａ，４５ｂ及び５５ａ，５５ｂは、イオン交換
樹脂成形品１４の外周面及び内周面に白金メッキを一様
に施した後、この外周面及び内周面の長さ方向に沿った
互いに対向する各４箇所に、白金メッキ除去部からなる
絶縁部２０を設けることによって形成されている。

【００３４】このように、４方向に任意に湾曲できるよ
うに構成することにより、この湾曲の方向を組み合わせ
ることで、回転できるようになっている。そして、この
実施例の場合、合計８本のリード線２６ａ，２６ｂ、３
６ａ，３６ｂ、４６ａ，４６ｂ及び５６ａ，５６ｂがチ
ューブ本体１２に沿って走るようになるため、図５に示
すように、このリード線２６ａ，２６ｂ、３６ａ，３６
ｂ、４６ａ，４６ｂ及び５６ａ，５６ｂを内管１２ａと
外管１２ｂの接合界面に配置し、これによって、これら
のリード線２６ａ，２６ｂ、３６ａ，３６ｂ、４６ａ，
４６ｂ及び５６ａ，５６ｂが邪魔とならないようになっ
ている。

【００３５】この場合、例えば外管１２ｂを熱収縮性樹
脂として二重チューブを構成することにより、内管１２
ａと外管１２ｂとの間に配置したリード線２６ａ，２６
ｂ、３６ａ，３６ｂ、４６ａ，４６ｂ及び５６ａ，５６
ｂを移動不能に挟持保持することができる。

【００３６】なお、チューブ本体として、ステンレスコ
イルとステンレスチューブとからなる複合チューブを使
用し、更にこのステンレスコイルとステンレスチューブ
とを１本のリード線として使用することもできる。

【００３７】また、チューブ本体及びイオン交換樹脂成
形品の外径は、５ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下が更
に好ましい。更に、電極に印加する電圧は、例えば１０
Ｖ以下であり、電極の材質の種類によりガスが発生する
場合には、２Ｖ程度が好ましい。

【００３８】

【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
チューブ本体の先端部に接合した高分子アクチュエータ
を、この操作制御部による操作によって、任意かつ積極
的に湾曲させてこの誘導性能を向上させ、これによっ
て、目的部位への挿入を熟練を要することなく、迅速か
つ容易に行うことができる。

【００３９】しかも、イオン交換樹脂成形品と電極とで
前記高分子アクチュエータを構成することにより、イオ
ン交換樹脂成形品をチューブの一部となして、この小型
化・細径化を図るとともに、応答性に優れたものにする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す概要図。

【図２】同じく、図１の要部を拡大して示す模式図。

【図３】第２の実施例を示す要部拡大斜視図。

【図４】同じく、図３のＡ−Ａ線拡大断面図。

【図５】同じく、図３のＢ−Ｂ線拡大断面図。

【符号の説明】

１，１１ 医療用チューブ ２，１２ チューブ本体 ３，１３ 高分子アクチュエータ ４，１４ イオン交換樹脂成形品 ５ａ，５ｂ，１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂ，３５
ａ，３５ｂ，４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ 電極 ６ａ，６ｂ，１６ａ，１６ｂ，２６ａ，２６ｂ，３６
ａ，３６ｂ，４６ａ，４６ｂ，５６ａ，５６ｂ リード
線 ７ 操作制御部 ２０ 絶縁部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安 積 欣 志 大阪府池田市緑丘１丁目８番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 瀬 和 信 吾 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口2806−４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チューブ本体の先端部の目的部位への導入
   部となる湾曲部に、筒状のイオン交換樹脂成形品と該イ
   オン交換樹脂成形品の内周面及び外周面の前記イオン交
   換樹脂成形品を挟んだ位置に形成した少なくとも２対の
   電極とを有し、この各対となった電極に電圧を印加する
   ことによって前記イオン交換樹脂成形品が変形するよう
   に構成した高分子アクチュエータを配置するとともに、
   この高分子アクチュエータの各電極と該アクチュエータ
   の操作制御部とを前記チューブ本体の長さ方向に沿って
   延びるリード線で電気的に接続したことを特徴とする医
   療用チューブ。
2. 【請求項２】前記チューブ本体及び高分子アクチュエー
   タの外径を、５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下にした
   ことを特徴とする請求項１記載の医療用チューブ。