JPWO2018180976A1 - カテーテル - Google Patents

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Abstract

【課題】生産性および耐久性を向上する。【解決手段】遠位端および近位端を有する内管30と、内管30に沿って延在する光ファイバ33と、内管30の軸方向の一部の周囲を取り囲むように存在し、光ファイバ33を内管30に沿って支持する支持部515を有する一次成形部材51と、支持部515の周囲を含む一次成形部材51の一部または全部に密着して覆うように配置された二次成形部材52とを有する。【選択図】図3

Description

本発明は、カテーテルに係り、さらに詳しくは、たとえば大動脈内バルーンポンピング法などの用途に用いられるカテーテルに関する。
近年、医療分野においては、カテーテルが種々の治療や検査に多用されている。たとえば、心機能低下時の治療として、大動脈内にバルーンカテーテルを挿入し、心臓の拍動に合わせてバルーンを膨張および収縮させて心機能の補助を行う大動脈内バルーンポンピング法(IABP法)が行われている。
このIABP法に用いられる大動脈内バルーンカテーテルとしては、カテーテルの遠位端部に光を利用して圧力を検出するセンサを取り付け、検出された血圧の信号を光ファイバを介してカテーテルの近位端に伝達するようにしたカテーテルが提案されている(たとえば特許文献1参照)。
特許文献1に記載のカテーテルでは、樹脂成形部材かるなる先端チップの軸方向に形成されたワイヤ挿通孔に略平行に、その先端から形成された略円柱状の孔(センサ収容孔)内にセンサを配置してある。また、センサ収容孔の底面から先端チップの基端部側を貫通して形成された細孔内に該光ファイバを挿通し、センサおよび光ファイバを接着剤により先端チップに固定した構造となっている。
しかしながら、このような従来のカテーテルでは、光ファイバを先端チップに形成された細孔内に挿通し、接着剤で固定する作業が煩雑であり生産性を向上できない場合があるとともに、接着剤による密着が不十分となって耐久性が低下する場合があるという問題がった。
特開2010−233883号公報
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、光ファイバを備えるカテーテルにおいて、生産性および耐久性を向上することである。
上記目的を達成するために、本発明に係るカテーテルは、
遠位端および近位端を有するカテーテル管と、
前記カテーテル管に沿って延在する光ファイバと、
前記カテーテル管の軸方向の一部の周囲を取り囲むように存在し、該光ファイバを該カテーテル管に沿って支持する支持部を有する第1部材と、
前記支持部の周囲を含む前記第1部材の一部または全部に密着して覆うように配置された第2部材と、を有する。
本発明に係るカテーテルによると、光ファイバをカテーテル管に沿って支持する第1部材の一部または全部に密着して覆うように第2部材を配置しており、光ファイバは第1部材と第2部材とによって固定されている。このため、接着剤による固定を不要とする、または従来よりも接着剤により固定する箇所を少なくすることができ、生産性を向上することができる。また、第2部材によって光ファイバが固定されているため、密着性が良好であり、耐久性を向上することができる。
本発明において、前記支持部を、前記光ファイバを前記軸方向の複数箇所で支持するように、該軸方向に離間して複数設けることができる。このように構成することによって、光ファイバは、支持部の部分では該支持部と第2部材とにより、支持部と支持部の間の部分では第2部材により固定されるため、密着性および耐久性を向上することができる。
また、本発明に係るカテーテルの製造方法は、
遠位端および近位端を有するカテーテル管と、該カテーテル管に沿って延在する光ファイバと、を有するカテーテルの製造方法であって、
前記カテーテル管の軸方向の一部の周囲を取り囲むように存在し、前記光ファイバを該カテーテル管に沿って支持するための支持部を有する一次成形部材を形成する工程と、
前記光ファイバが前記支持部に支持されるように前記一次成形部材に前記光ファイバを載置する工程と、
前記支持部の周囲を含む前記一次成形部材の一部または全部に密着して覆うように二次成形部材を形成する工程と、を含む。
本発明に係るカテーテルの製造方法によると、光ファイバを支持した一次成形部材の一部または全部に密着して覆うように二次成形部材を形成するようにしてある。このため、光ファイバは、二次成形部材の成形と同時に、一次成形部材と二次成形部材とによって固定される。したがって、光ファイバを接着剤によって固定する作業を省略でき、生産性を向上することができる。また、一次成形部材および二次成形部材によって光ファイバが固定されるため、密着性が良好であり、耐久性が高いカテーテルを製造することができる。
本発明の一実施形態に係るバルーンカテーテルの概略断面図である。 図1に示すバルーンカテーテルの先端チップ部の斜視図である。 図2に示すバルーンカテーテルの先端チップ部の断面図である。 図3に示すバルーンカテーテルの一次成形部材の拡大斜視図である。 図4に示すバルーンカテーテルの一次成形部材の拡大断面図である。 図5のVI−VI線に沿った断面図である。 図5に示す一次成形部材に組み込まれる圧力センサが収容されたパイプ部材の拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るバルーンカテーテルの製造工程を示す図である。
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1に示す本発明のカテーテルの一実施形態に係るバルーンカテーテル20は、大動脈内バルーンポンピング法に用いるバルーンカテーテルであり、心臓の拍動に合わせて膨張および収縮するバルーン部22を有する。バルーン部22は、膜厚50〜150μm程度の薄膜で構成される。薄膜の材質は、特に限定されないが、耐屈曲疲労特性に優れた材質であることが好ましく、たとえばポリウレタンなどにより構成される。
バルーン部22の外径および長さは、心機能の補助効果に大きく影響するバルーン部22の内容積と、動脈血管の内径などに応じて決定される。バルーン部22の内容積は、特に限定されないが、20〜50ccであり、バルーン部22の外径は、膨張時で12〜16mmが好ましく、長さは、150〜250mmが好ましい。
このバルーン部22の遠位端部22aは、先端チップ部25の外周に熱融着ないしは接着などの手段で取り付けてある。この先端チップ部25には、軸方向に連通するワイヤ挿通孔23が形成してあり、その近位端側に、本実施形態におけるカテーテル管である内管30の遠位端部が入り込み、熱融着ないしは接着などの手段で、内管30の内部のワイヤ通路31とワイヤ挿通孔23が連通するように、内管30の遠位端が先端チップ部25の近位端に接続してある。なお、先端チップ部25の詳細構成および製造方法については、後に詳述する。
図1に示すように、バルーン部22の近位端部22bは、金属チューブ等からなる造影マーカー50を介してまたは直接に、外管24の遠位端部外周に接続してある。この外管24の内部に形成された圧力流体導通路29を通じて、バルーン部22の内部に、圧力流体が導入および導出され、バルーン部22が膨張および収縮するようになっている。バルーン部22と外管24との接続は、熱融着あるいは接着剤による接着により行われる。
内管30は、バルーン部22および外管24の内部を軸方向に延在し、その内部には、バルーン部22の内部および外管24内に形成された圧力流体導通路29とは連通しないワイヤ通路31が形成してあり、後述する分岐部26の二次ポート32に連通している。
バルーン部22内に位置する内管30は、バルーンカテーテル20を動脈内に挿入する際に、収縮した状態のバルーン部22が巻きつけられ、ワイヤ通路31は、バルーン部22を都合良く動脈内に差し込むために用いるガイドワイヤを挿通する管腔として用いられる。
外管24の近位端部には、分岐部26が連結してある。分岐部26は、外管24と別体に成形され、熱融着あるいは接着などの手段で外管24と連結される。分岐部26には、外管24内の圧力流体導通路29およびバルーン部22内に圧力流体を導入および導出するための一次ポート28が形成される一次通路45と、内管30内のワイヤ通路31に連通する二次ポート32が形成される二次通路47とが形成してある。
一次ポート28は、図示省略してあるポンプ装置に接続され、このポンプ装置により、圧力流体がバルーン部22内に導入および導出されるようになっている。圧力流体としては、特に限定されないが、ポンプ装置の駆動に応じて素早くバルーン部22が膨張および収縮するように、粘性および質量の小さいヘリウムガスなどが用いられる。
分岐部26には、一次ポート28および二次ポート32以外に、三次ポート49が形成してある。三次ポート49からは、光ファイバ33の近位端側が引き出されるようになっている。三次ポート49における光ファイバ33の引き出し口は、一次通路45および二次通路47の内部の流体が外部には漏れないようになっている。
光ファイバ33の近位端には、光コネクタ42が接続してある。光ファイバ33の遠位端には、後に詳述するが、血圧を測定するための圧力センサ40が接続してある。光コネクタ42には、図示省略してある血圧測定装置が接続される。この血圧測定装置で測定した血圧の変動に基づき、心臓の拍動に応じてポンプ装置を制御し、0.4〜1秒の短周期でバルーン部22を膨張および収縮させるようになっている。
外管24の内周面と内管30の外周面とは、接着剤により固着してある。このように外管24と内管30とを固着することで、外管24内の圧力流体導通路29の流路抵抗が低くなり、バルーン部22の応答性が向上する。固着に用いる接着剤としては、特に限定されず、シアノアクリレート系接着剤、エポキシ系接着剤等の接着剤を用いることができ、シアノアクリレート系接着剤を用いることが特に好ましい。
本実施形態のバルーンカテーテル20では、内管30の外径は、特に限定されないが、好ましくは、0.5〜1.5mmであり、外管24の内径の30〜60%が好ましい。この内管30の外径は、本実施形態では、軸方向に沿って略同じである。内管30は、たとえば、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の合成樹脂チューブ、あるいはニッケルチタン合金細管、ステンレス鋼細管等で構成される。また、内管30を合成樹脂チューブで構成する場合は、ステンレス鋼線等を埋設してもよい。
外管24は、特に限定されないが、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等の合成樹脂で構成され、ステンレス鋼線等を埋設してもよい。外管24の内径および肉厚は、特に限定されないが、内径は、好ましくは、1.5〜4.0mmであり、肉厚は、好ましくは、0.05〜0.4mmである。外管24の長さは、好ましくは300〜800mmである。
次に、先端チップ部25の詳細構成および製造方法について詳述する。先端チップ部25には、後述する圧力センサ40がその内部に収容されたパイプ部材37が埋め込まれている。先端チップ部25は、図2および図3に示すように、一次成形部材(第1部材)51および該一次成形部材51の外側の一部を覆うように配置された二次成形部材(第2部材)52を備えている。
図4および図5に示すように、一次成形部材51には、その遠位端から近位端側に向かって、凹状に陥没する略円柱状のセンサ収容孔36が形成されている。センサ収容孔36は、一次成形部材51の長手方向に平行に形成され、後述するパイプ部材37を挿入配置するための空間である。
一次成形部材51には、その側方(図4および図5において上側)からセンサ収容孔36に至って貫通する通孔511が形成されており、センサ収容孔36の近位端側の部分およびこれに隣接する部分に、その側方(図4および図5において上側)からワイヤ挿通孔23の一部を構成する挿通孔512には至らない切欠部513が形成されている。切欠部513は、センサ収容孔36に連通してあり、切欠部513からセンサ収容孔36へ後述するパイプ部材37を挿入可能になっている。切欠部513には、光ファイバ33が通してある。
一次成形部材51の近位端側の部分には、内管30が挿入される挿通孔514が成形されている。挿通孔514は、挿通孔512と同軸上に連通して配置されており、該挿通孔512の径よりも僅かに大きい(内管30の肉厚に相当する寸法だけ大きい)径を有している。
挿通孔514の側方(図4および図5において上側)には、複数(本実施形態では、3つ)の支持部515が間欠的に配置されている。これらの支持部515は、図6に示すように、略V字状の溝516をそれぞれ有しており、この溝516内に後述する光ファイバ33を配置することにより、挿通孔514の軸方向に略平行するように、該光ファイバ33を複数箇所で懸架(支持)するようになっている。なお、本実施形態では、支持部515の溝は略V字状としたが、略U字状や凹状であってもよい。
一次成形部材51の各支持部515の間の部分は、光ファイバ33の周囲に、後述する二次成形部材52を射出成形により形成する際に樹脂材料が回り込み得るように切欠部517となっている。一次成形部材51の近位端には、環状に形成された後端部518が形成されており、後端部518に形成された通孔519を貫通して、光ファイバ33が配置されている。
一次成形部材51の形成方法は、特に限定されないが、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等の合成樹脂材料を用いて、たとえば射出成形法により製造することができる。
一次成形部材51のセンサ収容孔36内には、パイプ部材37が挿入配置されている。パイプ部材37の内部には、図7に拡大して示すように、栓部材35が接着または融着などの手段で固定してある。栓部材35には、その中央部に通孔35aが形成してあり、その通孔35aを通して、光ファイバ33がパイプ部材37の近位端側に引き出されている。
光ファイバ33のパイプ部材37内に存在する遠位端には、圧力センサ40が接続してあり、光ファイバ33の遠位側の一部は、熱融着、接着、かしめなどの手段で、高剛性の後端隔壁としての栓部材35に固定してある。これにより、圧力センサ40がパイプ部材37内に、その周囲に空間Sが配置された状態で収容されている。パイプ部材37の側部(図7において、上側)には、内外に貫通する貫通孔37aが形成されている。パイプ部材37の遠位端は、蓋部材39が接着等の手段を用いて取り付けられることにより、閉塞されている。但し、蓋部材39は省略してもよい。
圧力センサ40は、光ファイバ33を通して伝達する光の行路差などを利用して、パイプ部材37内の空間S内の圧力(血圧)を検出するセンサである。圧力センサ40としては、特表2008−524606号公報、特開2000−35369号公報などに記載されたものを用いることができる。
パイプ部材37としては、たとえば、直径(外径)が0.1〜2.0mm、長手方向の寸法が0.1〜15mm、肉厚が0.01〜0.8mmのものを用いることができる。
パイプ部材37、栓部材35および蓋部材39は、たとえば金属あるいはセラミックスなどのような高剛性材料で構成することができる。高剛性材料としては、ステンレス、鉄、アルミニウム、ニッケルチタン、ガラスなどが例示される。パイプ部材37としては、金属を用いることが好ましく、特にステンレスを用いることが好ましい。ステンレスとしては、SUS304、SUS316、SUS440などが例示される。
なお、パイプ部材37内において圧力センサ40の周囲に画成された空間S内は、中空であってもよいが、たとえばシリコーンゲル、ポリアクリルアミドゲル、ポリエチレンオキサイドゲルなどのゲル状物質、シリコーンオイルなどのオイル状物質などの圧力伝達充填物質を充填してもよい。
圧力センサ40が収容されたパイプ部材37の一次成形部材51に対する組み込み(取り付け)は、次のようにして行う。すなわち、図4および図5に示すように、圧力センサ40をその内部に収容したパイプ部材37をセンサ収容孔36の遠位端の開口から挿入して、該センサ収容孔36の底部に当接するまで押し込む。このとき、パイプ部材37に形成された通孔37aと一次成形部材51に形成された通孔511とが対応するように、パイプ部材37の姿勢を適宜に合わせながら行う。
また、圧力センサ40に接続され、栓部材35の通孔35aから突き出して延在する光ファイバ33の近位端側は、パイプ部材37のセンサ収容孔36への挿入に先行して挿入しておき、切欠部513、各支持部515の溝516、各切欠部517、および後端部518の通孔519を通過するように、一次成形部材51に載置する。この状態で、光ファイバ33は、挿通孔514の軸方向に略平行して、一次成形部材51の各支持部515によって懸架(支持)される。
なお、上記の説明では、一次成形部材51は全体が一体として形成されているものとしたが、一対の半割部材の組合せであってもよい。半割部材は、挿通孔512および挿通孔514の中心軸とセンサ収容孔36の中心軸の双方を含む平面で一次成形部材51を分断した形状を有する。半割部材のセンサ収容孔36となるべき部分にセンサ40が収容されたパイプ部材37を内側(横)から配置(挿入)するとともに、光ファイバ33を上記と同じように配置しつつ、半割部材を一体化するようにしてもよい。
センサ40が収容されたパイプ部材37を一次成形部材51に埋め込んだ後、これを二次成形部材51に対応する内面形状を備えた金型内にセットして、図8に示すように、挿通孔512にこれと略同径のコアピンP1を挿入するとともに、挿通孔514にこれと略同径のコアピンP2を挿入する。また、一次成形部材51の通孔511(およびパイプ部材37の通孔37a)にコアピンP3を挿入する。なお、本実施形態では、金型内において、一次成形部材51を一次成形部材51に挿入されるコアピンP1〜P3のみで支持するようにしてあるが、一次成形部材51に複数の突出部を設け、その突出部を金型に係止また接触させることにより金型内で一次成形部材51を支持してもよい。
このようにセンサ40が収容されたパイプ部材37を埋め込んだ一次成形部材51を収容した金型に対して、合成樹脂などの材料を射出することによって、すなわち封止成形法(インサート成形法)によって、センサ40が収容されたパイプ部材37を埋め込んだ一次成形部材51の周囲に二次成形部材52(図8中、一点鎖線で描画)を形成する。このとき、一次成形部材51の切欠部513,517および支持部515の溝516内に二次成形部材52を構成する材料が入り込むことにより、光ファイバ33が固定された状態で、一次成形部材51の周囲に二次成形部材52が形成される。
二次成形部材52を形成する材料は、特に限定されないが、一次成形部材51と同様に、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等の合成樹脂を用いることができる。
その後、コアピンP1〜P3を引き抜く。コアピンP1の引き抜きにより、一次成形部材51の挿通孔512に連通する挿通孔が二次成形部材52に形成され、これらによりワイヤ挿通孔23が構成される。
また、コアピンP3の引き抜きにより、図2および図3に示すように、二次成形部材52には、一次成形部材51の通孔511およびパイプ部材37の通孔37aに連通する通孔521が形成される。これらの通孔37a,511および521を介して、先端チップ部25の血圧を測定すべき外部と圧力センサ40が連通された状態となり、先端チップ部25の周囲の圧力がセンサ40により検出される。なお、パイプ部材37内に圧力伝達充填物質が充填されている場合には、該圧力伝達充填物質を介して、先端チップ部25の血圧を測定すべき外部の圧力が伝達され、これが圧力センサ40により検出される。
これにより、図2および図3に示したような先端チップ部25が製造される。先端チップ部25では、一次成形部材51は、通孔511、挿通孔512、挿通孔514および後端部518以外は、二次成形部材52で覆われることになる。このようにして製造された先端チップ部25の挿通孔512に内管30の遠位端側を挿入して接続固定し、バルーン部22の遠位端側を先端チップ部25の近位端側部分の外側に固定することにより、図1に示すバルーンカテーテル20が製造される。
なお、圧力センサ40に接続された光ファイバ33は、先端チップ部25の一次成形部材51の後端部518の通孔519を貫通して、バルーン部22の内部に引き出され、バルーン部22および外管24の内部では内管30に沿って延在して、図1に示すように、分岐部26の三次ポート49まで引き出されて、コネクタ42に接続される。
本実施形態のバルーンカテーテル20では、一次成形部材51は、内管30の軸方向の一部(本実施形態では、遠位端部)の周囲を取り囲むように存在しており、光ファイバ33は、内管30から離間して、該内管30に沿って複数の支持部515により間欠的に支持されている。そして、支持部515の周囲を含む一次成形部材51の一部(後端部518よりも遠位端側の部分)に密着してこれらを覆うように二次成形部材52が形成されている。すなわち、光ファイバ33は、支持部515の部分では該支持部515に支持された状態でその周囲に二次成形部材52が密着して存在することにより固定され、支持部515とこれに隣接する支持部515との間の切欠部517の部分では二次成形部材52が密着してその周囲に存在することにより固定されている。
その結果、従来技術よりも接着剤による接着箇所を少なくことができ、生産性を向上することができる。また、二次成形部材52の形成にあたり、封止成形(インサート成形)を適用することによって、圧力センサ40が収容されたパイプ部材37および光ファイバ33が固定されるため、密着性が良好であり、耐久性の高いカテーテルを製造することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。たとえば、上述した実施形態では、二次成形部材52は、一次成形部材51の一部(すなわち、後端部518よりも遠位端側の部分)の外周面を覆うように構成してあるが、一次成形部材52の後端部518を含む全部を覆うようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、圧力センサ40が内管30(カテーテル管)の遠位端に接続された先端チップ部25に設けられている場合を説明したが、センサはカテーテル管の遠位端に加えてまたはこれとは別に、カテーテル管の中央部等に設けられる場合もあり、この場合には、当該中央部等に設けられるセンサを収容する部材と一体的に、上述した光ファイバ33の一次成形部材51および二次成形部材52による固定構造と同様の構造を設けてもよい。
さらに、上述した実施形態では、光ファイバ33の遠位端部を内管30(カテーテル管)に固定する場合について説明したが、光ファイバの中間部分をカテーテル管の中間部分に固定する場合に、上述した光ファイバ33の一次成形部材51および二次成形部材52による固定構造と同様の構造を用いてもよい。すなわち、上述した実施形態では、光ファイバ33の中間部分は、熱収縮チューブ34により内管30の外周部に固定しているが、これの一部または全部に代えて、上述した光ファイバ33の一次成形部材51および二次成形部材52による固定構造と同様の構造を用いてもよい。この場合において、カテーテル管の延在方向に沿って、上述した光ファイバ33の一次成形部材51および二次成形部材52による固定構造と同様の構造を間欠的に複数箇所に設けてもよい。
また、本発明のカテーテルは、IABPカテーテル以外に、血圧測定用カテーテル、脳圧測定用カテーテル、あるいはその他のカテーテルとして用いることができる。
20…バルーンカテーテル
22…バルーン部
24…外管
25…先端チップ部
30…内管(カテーテル管)
31…ワイヤ通路
33…光ファイバ
35…栓部材
36…センサ収容孔
37…パイプ部材
40…圧力センサ
51…一次成形部材(第1部材)
511…通孔
512,514…挿通孔
513,517…切欠部
515…支持部
516…溝
52…二次成形部材(第2部材)
521…通孔
P1〜P3…コアピン
S…空間

Claims (3)

  1. 遠位端および近位端を有するカテーテル管と、
    前記カテーテル管に沿って延在する光ファイバと、
    前記カテーテル管の軸方向の一部の周囲を取り囲むように存在し、該光ファイバを該カテーテル管に沿って支持する支持部を有する第1部材と、
    前記支持部の周囲を含む前記第1部材の一部または全部に密着して覆うように配置された第2部材と、を有するカテーテル。
  2. 前記支持部を、前記光ファイバを前記軸方向の複数箇所で支持するように、該軸方向に離間して複数設けた請求項1に記載のカテーテル。
  3. 遠位端および近位端を有するカテーテル管と、該カテーテル管に沿って延在する光ファイバと、を有するカテーテルの製造方法であって、
    前記カテーテル管の軸方向の一部の周囲を取り囲むように存在し、前記光ファイバを該カテーテル管に沿って支持するための支持部を有する一次成形部材を形成する工程と、
    前記光ファイバが前記支持部に支持されるように前記一次成形部材に前記光ファイバを載置する工程と、
    前記支持部の周囲を含む前記一次成形部材の一部または全部に密着して覆うように二次成形部材を形成する工程と、を含むカテーテルの製造方法。
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