DE1965487C3

DE1965487C3 - Katheter

Info

Publication number: DE1965487C3
Application number: DE1965487A
Authority: DE
Inventors: William Lawrence Wayne N.J. Greyson
Original assignee: Chemplast Inc Wayne Nj Us
Current assignee: Chemplast Inc Wayne Nj Us
Priority date: 1968-12-31
Filing date: 1969-12-30
Publication date: 1983-05-19
Also published as: US3608555A; DE1965487A1; CA929105A; DE1965487B2; GB1295873A

Description

Die Erfindung geht aus von einem Katheter, bestehend aus einer langgestreckten, elastischen Röhre aus «> einem Fluoridkohlenstoffkunstharz, in welchem in gleichmäßiger Verteilung wenigstens ein für Röntgenstrahlen undurchlässiges Material dispergiert ist.

Solche Katheter dienen ft;, die Herzgefäßdiagnostik, für die Entnahme von Herzblut, zum Messen des Jj Herzblutdruckes, für die könt^ -.noskopie der Aorta, der Arterien und Venen, zur Probeentnahme vor. Harn aus den Nieren, der Harnröhre und der Harnblase, zur Anwendung bei Röntgendurchleuchtung des Harnweges, der Nebennieren und anderer Drüsen ■»> sowie zur Anwendung bei Röntgendurchleuchtung anderer Körperstellen.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Katheter aus Zellulose und anderen Kunststoffen herzustellen, wobei der Katheter entlang ihrer Gesamt- 4 länge ganz oder teilweise für Röntgenstrahlen undurchlässig gemacht oder mit für Röntgenstrahlen undurchlässigen Gradteilungen in Abständen entlang ihrer Längsausdehnung versehen sind. Solche Katheter sind auf die verschiedenste Art und Weise aus ver- ;o schiedenen Werkstoffen hergestellt worden, wie aus der britischen Patentschrift 726706, der US-Patentschrift 2212334 and der US-Patentschrift 2857915 hervorgeht.

Aus der US-Patentschrift 2857915 sind Katheter v> bekannt, die für Röntgenstrahlen undurchlässig und doch lichtdurchlässig sein sollen. Hierbei soll die durch den Katheter strömende Flüssigkeit mit dem bloßen Auge ohne weiteres sichtbar sein. Der bekannte Katheter enthält einen Streifen aus Kunstharz mit für Röntgenstrahlen undurchlässigem Material in einer Kunststoffröhre eingebettet, so daß auf diese Weise glatte Innen- und Außenoberflächen des Katheters gebildet werden. Dadurch wird ein für Röntgenstrahlen undurchlässiger Streifen entlang der ganzen μ Längsausdehnung des Katheters gebildet, während der restliche Teil des Katheters aus lichtdurchlässigem Material besteht. Bei vielen Anwendungen ist es jedoch erwünscht, daß der gesamte Katheter bei gleichzeitiger guter Lichtdurchlässigkejt für Röntgenstrahlen undurchlässig ist. Ferner läßt sich der bekannte Katheter nur nach einem relativ aufwendigen Verfahren herstellen.

hx der US-PS 2237218 ist ein Katheter auf Zellulosebasis beschrieben, worin für Röntgenstrahlen undurchlässige Substanzen, wie Wisrautsalze, Bleisulfat, Bariumtitanat oder Bariumsulfat eingearbeitet sind. Nach diesem Stand der Technik werden hohe Anteile für Röntgenstrahlen undurchlässigen Materials, beispielsweise 100 bis ISO Teile Bleisulfat auf 100 Teile Zellulosekunststoff verwendet, so daß einerseits die Lichtdurchlässigkeit der bekannten Katheter stark beeinträchtigt ist und andererseits Innen- und Außenoberflächen des bekannten Katheters nicht befriedigend glatt ausgebildet werden können.

Schließlich ist aus der US-PS 3 228 894 ein Katheter bekannt, der aus einem Fluoridkohlenstcffkunstharz besteht, in welchem ein für Röntgenstrahlen undurchlässiges Material gleichmäßig dispergiert ist. Als für Röntgenstrahlen undurchlässiges Material wird metallisches Wolfram in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 20 Gew.-%, verwendet. Dieser bekannte Katheter ist jedoch für sichtbares Licht undurchlässig.

Die gute Lichtdurchlässigkeit bei gleichzeitiger RöntgenstrahleRandurchlässigkeit ist wichtig, da Katheter zum Zuführen von Medikamenten und anderen Flüssigkeiten in die Durchgänge oder Organe und zur Entnahme von Blutproben oder von Proben anderer zu überprüfender Flüssigkeiten verwendet werden. Ferner sollten die Innen- und Außenwände der Katheter möglichst glatt und durchgehend sein. Selbst winzige Unebenheiten der Innen- und Außenoberflächen des Katheters, die mit dem bloßen Auge nicht wahrnehmbar sind, können eine wirksame Verwendung der Katheter als Sonden außerordentlich erschweren. Darüber hinaus lösen sie beim Patienten Unbehagen aus, da sie in einem räumlich wie zeitlich ausgedehnten körperlichen Kontakt mit äußerst empfindlichen Körperteilen stehen Dieses Merkmal der Katheter ist nicht nur in bezug auf die Stelle, an welcher der Katheter eingeführt wird, sondern auch in bezug auf die gesamte Außenfläche des Katheters von Bedeutung, da er durch Arterien, Venen und andere Durchgangsorgane des Körpers vorgeschoben werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen für Röntgenstrahlen gleichmäßig undurchlässigen Katheter zu schaffen, der gleichmäßig lichtdurchlässig ist und dessen Wandung innen wie außen glatt verläuft.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit dem Katheter nach der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die durch die für Röntgenstrahlen undurchlässigen Substanzen hervorgerufene übliche Lichtundurchlässigkeit auf ein Minimum herabgesetzt und der Katheter zumindest in einem Maße lichtdurchlässig oder durchscheinend ist, um die Sichtkontrolle der durch ihn strömenden Flüssigkeiten und insbesondere farbigen Flüssigkeiten zu ermöglichen. Zusätzlich zur Erzielung optimaler optischer Eigenschaften des Katheters weist der erfindungsgemäße Katheter eine glatte ununterbrochene Oberfläche sowohl an seiner Innenseite als auch seiner Außenseite auf. Die Kristallbildung des Katheters aus

Fluoridkohlenstoffkunstharz wie polytetrafluorethylen oder Perfluorkohlenstoffharz ist auf ein Minimum herabgesetzt. Der Kunststoff kann auch ein Homopolymerisat von Polytetrafluorethylen sein.

Hierdurch erreicht man gleichzeitig auf einfachste Weise eine gute Lichtdurchlässigkeit zur Sichtkontrolle der Flüssigkeitsströmung in den Kathetern und eine glatte durchgehende Innen- sowie Außenoberfläche des sonst für Röntgenstrahlen undurchlässigen Katheters.

Um den erfindungsgemäßen Katheter herzustellen, wird so verfahren, daß ein homogenes Gemisch aus 98 bis 88 Gew.-% Huoridkohlenstoffkunstharz, z. B. einem Perfluorkohlenstoffharz, und 2 bis 12 Gew.-% zumindest eines für Röntgenstrahlen undurchlässigen Materials gebildet wird, dessen Brechungsindex im wesentlichen im Lichtbrechungsindexbereich der Kunstharze liegt, worauf das homogene Gemisch zu einem Katheter mit glatter, kontinuierlicher Innen- und Außenfläche geformt wird.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katheters wird dadurch erhalten, daß er während einer verhältnismäßig kurzen Zeit einer ^Wärmebehandlung unterworfen und dann zur raschen Abkühlung abgeschreckt wird.

Das Fluoridkohlenstoffkunstharz hat einen Lichtbrechungsindex zwischen 1,3 und 1,9. Das für Röntgenstrahlen undurchlässige Material kann Bariumsulfat sein oder auch aus Wismutoxid bestehen. Das für Röntgenstrahlen undurchlässige Material kann ferner aus Wismutoxid und Bariumsulfat in solchem Verhältnis zusammengesetzt sein, daß der gewünschte Brechungsindex erzielt wird.

Der erfindungsgemäße Katheter wird in der folgenden Beschreibung und der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemc'Oen Katheters,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht im Horizontalschnitt des H der Fig. 1 dargestellten Katheters, teilweise weggebrochen, und

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2.

Der in der Zeichnung dargestellte Katheter 10 stellt eine nahtlose nichtfaserige Röhre mit einem im wesentlichen gleichmäßigen, kreisförmigen Querschnitt dar, die aus einem Fluoridkohlenstoffharz hergestellt ist. Als Fluoridkohlenstoffkunstharze seien Tetrafluoiäthylen-Homopolymerisate und deren Mischpolymerisate, wie fluorides Äthylenpropylen (FÄP.), genannt.

Die für Röntgenstrahlen undurchlässigen Materialien enthalten wärmebeständige unlösliche Verbindungen oder Elemente mit hohen Atomzahlen, wie Bariumsulfat, Wi&mutoxid oder ein Wismutsalz, die sich mit den Fluoridkohlenstoffharzen bei keiner der für die Herstellung des Katheters verwendeten Temperaturen umsetzen.

Aus den Fig. 2 und 3 kann man ersehen, daß das im allgemeinen mit 11 bezeichnete für Röntgenstrahlen undurchlässige Material im Kunststoff gleichmäßig und homogen feinverteilt ist. Der erfindungsgemäße Katheter kann je nach Art des verwendeten Kunstharzes auf verschiedene Weise hergestellt werden, z. B. in einer kontinuierlich arbeitenden Spritzgußmaschine oder in einer Preßform.

Je näher der Lichtbrrrhungsindex des für Röntgenstrahlen undurchlässigen Materials jenem des Kunstharzps ist, aus welchem die Katheterwandung hergestellt ist, desto größer ist der Grad der Lichtdurchlnssigkeit des Katheters, Der Lichtbrechungsindex eines > der verwendbaren bekannten Kunstharze, etwa Polytetrafluorethylen, ist 1,33, Die Lichtbrechungsindices anderer bekannter Kunstharze und Polymerisate sind wie folgt: fluoriertes Äthylenpropylen (FÄP.) 1,338; Polychlortrifluoräthylen 1,425.

"> Die Lichtbrechungsindizes zweier der bekannteren Zusätze, welche die Wandung des Katheters für Röntgenstrahlen undurchlässig machen, betragen 1,91 für Wismutoxid und 1,64 für Bariumsulfat.

Es ist ferner bekannt, daß die Lichtdurchlässigkeit

i' erhöht ist, wenn aus Perfluorkohlenstoffharzen geformte Gebilde während ihrer Bildung schnell abgeschreckt werden. Daher werden die für den erfindungsgemäßen Katheter verwendeten Kunstharze während der Formgebung rasch abgekühlt, indem der

-ⁿ erhitzte Formkörper in ein geeignetes Kühlbad eingetaucht wird. Das auf diese Weis*» erfolgende Abschrecken des Formkörpers wirkt bjch in einer auf ein Minimum herabgesetzten Kristallisierung und in einer maximal erhöhten Amorphie des erzeugten Gebildes

-5 aus, wobei der amorphe Zustand des Kunsthanres den Formkörper optisch durchlässiger bzw. optisch durchscheinender macht, als das im kristallinen Zustand des Kunstharzes der Fall ist.

Demgemäß besteht das Verfahren zur Herstellung

i" der erfindungsgemäßen Katheter aus den folgenden Verfahrensschritten:

1. Man wählt ein biologisch indifferentes Fluoridkohlenstoffkunstharz aus, z. B. Perfluorkohlenstoffharz, das eine verhältnismäßig glatte, im we-

r> sentlichen reibungsfreie Innen- und Außenfläche

des aus dem Harz hergestellten Katheters ergibt.

2. Vor der Formgebung des Katheterkörpers vermischt man gleichmäßig mit dem ausgewählten Kunstharz ein für Röntgenstrahlen undurchläs-

·"> siges Material, das einen Lichtbrechungsindex

hat, der dem Lichtbrechungsindex des zuvor ausgewählten Kunstharzes möglichst nahekommt.

3. Man stellt den Katheterformkörper nach einem beliebigen, geeigneten Verfahren mit dem ge-

Jj wünschten Innen- und Außendurchrresser her.

4. Der Katheterformkörper wird soweit und solange erforderlich einer Wärmebehandlung bei einer geeigneten Temperatur unterworfen.

5. Sofern dies bei dem ausgewählten Kunstharz, z. B. Polytetrafluorethylen anwendbar ist, wird

der Formkörper schnell abgeschreckt.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Katheter nach der Erfindung.

Beispie! 1

Polytetrafluoräthylenharz (PTFÄ-Harz) und ein Teil Wismutoxid in Form von Teilchen dei' Siebgröße 200 wurden in einem Verhältnis von 98 Gew.-% PTFÄ-Harz zu 2 Gew.-% Wismutoxid innig ver-

»o mischt.

Dieses Gemisch wurde mit einem Naphthaschmiermittel im Verhältnis von 81,5 Gew.-% Gemisch zu 18,5 Gew.-% Schmiermittel vermischt. Die gefettete Paste wurde zu einem Block vorgeformt, dann in dcri

h5 Zylinder eines hydraulischen Extruders oder einer Schneckenpresse beliebiger herkömmlicher Bauart eingeführt und aus dem Extruder unter geeignetem Druck und mit geeigneter Geschwindigkeit durch eine

zum Formen einer langen Röhre mit einem Außendurchmesser von 0,864 mm und einer Wanddicke von etwa 0,254 mm geeignete Preßform gepreßt.

Die aus der Preßform des Extruders austretende Röhre durchlief geeignet; Heizeinrichtungen in zwei Erhitzungszonen. Die erste Erhitzungszone von 230° C wurde zum Entfernen des Naphthaschmiermitteis verwendet. Die zweite Erhitzungszone von 400° C diente zum Sintern des PTFÄ-Harzgemisches, aus welchem die Röhre hergestellt wurde, wozu die Röhre 1 min lang im Ofen belassen wurde. Die Röhre wurde dann schnell abgeschreckt, indem sie einem wäßrigen Spriihbad bei einer Temperatur von 10° C unterworfen wurde.

Der so erhaltene Katheter hatte eine glatte Innenoberfläche und eine sehr glatte Außenoberfläche. Die Versuche zeigten, daß der Katheter für Röntgenstrahlen undurchlässig, jedoch ausreichend optisch durchscheinend war, so daß man die durch den Katheter

StrÖmenHtMl FlÜQcioWfMipn klar cphpn knuntp - .. _o — -.-.- —........

Beispiel 2

PTFÄ-Harz und ein Teil Wismutoxid in Form von Teilchen der Siebgröße 200 wurden in einem Verhältnis von 92 Gew.-% ΡΤΓΑ-Harz und 8 Gew.-% Wismutoxid innig vermischt, und aus diesem Gemisch wurde ein Katheter nach der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt.

Es wurde gefunden, daß auch der Katheter mit dieser Konzentration von Wismutoxid für Röntgenstrahllen undurchlässig, jedoch genügend optisch durchlässig war, um durch den Katheter strömende farbige Flüssigkeiten beobachten zu können.

Beispiel 3 _}

PTFÄ-Harz und ein Teil Bariumsulfat in Form von Kristallen der Siebgröße 200 wurden in einem Verhältnis von 92 Gp.w.-% PTFÄ-Harz zu 8 Gew.-% Bariumsulfat innig vermischt, und aus diesem Gemisch wurde ein Katheter nach der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt.

Der so erhaltene Katheter mit einer Konzentration von 8% Bariumsulfat wurde getestet und es zeigte sich, daß er für Röntgenstrahlen undurchlässig, jedoch optisch durchscheinend war, so daß die durch den Ka- > theter strömenden Flüssigkeiten klar sichtbar waren.

getestet und es zeigte sich, daß er für Röntgenstrahlen undurchlässig und ausreichend optisch durchlässig war, um die im Innern des Katheters strömenden, farbigen Flüssigkeiten beobachten zu können.

Beispiel 5

PTFÄ-Harz, Wismutoxid und Bariumsulfat wurden in einem Verhältnis von 92 Gew.-% PTFÄ-Harz, 4 Gew.-% Wismutoxid und 4 Gew.-% Bariumsulfat 1» innig vermischt. Aus diesem PTFÄ-Harzgemisch wurde ein Katheter nach der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt.

Die Versuch'¹ zeigten, daß der aus dem Gemisch mit einer Konzentration von 4 Gcw.-% Wismutoxid ' ·■ und 4 Gew.-% Bariumsulfat hergestellte Katheter für Röntgenstrahlen undurchlässig und optisch genügend durchscheinend war, um die durch den Katheter strömenden Flüssigkeiten beobachten zu können.

Es wurde bei jedem der obigen Beispiele gefunden,

'" daß Hiif^Tüfid deS 2Ü^C" «»VV'»^¹*'*" ^iiflrlknrinf «~«-.

lieh Perfluorkohlcnstoffhar/.es - die Innen- und Außenoberflächen der Röhrenwandung glatt und im wesentlichen reibungsfrei und folglich für den Verwendungszweck der Röhre geeignet waren.

■ Während die obigen Beispiele nur anhand von PTFÄ-Homopolymerisaten erläutert wurden, ist einleuchtend, daß auch Mischpolymerisate von PTFÄ und anderen ähnlichen fluorierten Polymerisaten für den Mitheter nach der vorliegenden Erfindung ver-

i) wendbar sind.

Vcrgleichsbeispiel A

Als für Röntgenstrahlen undurchlässiges Material wurde Bariumtitanat mit dem Lichtbrechungsindex > von 2,4 in Form von Kristallen der Siebgröße 200 verwendet. PTFÄ-Harz und ein Teil des Bariumtitanats wurden in einem Verhältnis von 98 Gew.-% PTFÄ-Harz zu 2 Gew.-% Bariumtitanat innig vermischt. Aus diesem PTFÄ-Gemisch wurde ein Katheter nach der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt.

Der aus dem Gemisch mit einer Konzentration von nur 2 Gew.-% Bariumtitanat erhaltene Katheter war für Röntgenstrahlen undurchlässig und auch lichtundurchlässig.

Beispiel 4

PTFÄ-Harz und ein Teil von Bariumsulfat der Siebgröße 200 wurde in einem Verhältnis von Gew.-% PTFÄ-Harz und 12 Gew.-% Bariumsulfat innic vermischt. Aus diesem Gemisch wurde ein Katheter der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt.

Der aus dem Gemisch mit einer Konzentration von Gew.-% Bariumsulfat erhaltene Katheter wurde

Vergleichsbeispiel B

PTFÄ-Harz, Wismutoxid und Bariumtitanat wurden in einem Verhältnis von 98 Gew.-% PTFÄ-Harz, 1 Gew.-% Wismutoxid und 1 Gew.-% Bariumtitanat

in innig vermischt. Aus diesem Gemisch wurde ein Katheter nach der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt.

Der aus dem Gemisch mit einer Konzentration von 1 Gew.-% Wismutoxid und 1 Gew.-% Bariumtitanat hergestellte Katheter wurde getestet und es zeigte sich, daß er hn wesentlichen Hchtundurchlässig war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Katheter, bestehend aus einer langgestreckten, elastischen Röhre aus einem Fluoridkohlenstoffkunstharz, in welchem ia gleichmäßiger Verteilung wenigstens ein für Röntgenstrahlen undurchlässiges Material dispergiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Katheter als für Röntgenstrahlen undurchlässiges Material solche Stoffe enthält, deren Lichtbrechungsindex im wesentlichen im Lichtbrechungsindexbereich der Fluoridkohlenstoffkunstharze liegt, wobei das für Röntgenstrahlen undurchlässige Material in einer Menge von 2 bis 12 Gew.-% und das Kunstharz in einer Menge von 98 bis 88 Gew.-% vorliegt und wobei das Kunstharz im wesentlichen frei von Kristallen ist.
2. Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für Röntgenstrahlen undurchlässige Material aus Bariumsulfat und/oder Wismutoxid besteht.