JP2004321827A

JP2004321827A - 超弾性複合型ガイドワイヤ

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Publication number: JP2004321827A
Application number: JP2004210542A
Authority: JP
Inventors: Thomas J Palermo; ジェイ．パレルモトーマス; Gene Samson; ジーン　サムソン; Gregory E Mirigian; イー．ミリギアングレゴリー; Uriel Hiram Chee; ヒラムチーウリエル; Erik T Engelson; ティー．エンゲルソンエリック; Edward J Snyder; ジェイ．スナイダーエドワード
Original assignee: Target Therapeutics Inc
Current assignee: Target Therapeutics Inc
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2004-11-18
Also published as: NO962134D0; JP2002078805A; NO962134L; CA2177426A1; EP0744186A1; DE69600950T2; AU5454696A; KR960040320A; ATE173170T1; DE69600950D1; CA2177426C; EP0744186B1; AU695270B2; JPH0999092A

Abstract

【課題】本発明は、操作性に問題のあった従来のガイドワイヤを改良して、従来の問題点を取り除き、潤滑性の向上したガイドワイヤを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、カテーテルを体内管腔内で誘導するのに適したガイドワイヤセクションであって、少なくとも１つの近位および遠位セクションを有する細長い可撓性のある金属ワイヤコア、および上記遠位セクションの少なくとも一部分を被覆する超弾性合金の管状編組みを備える、ガイドワイヤセクションに関する
【選択図】なし

Description

本発明は、外科用器具に関する。これは、カテーテル内で使用するための複合型ガイドワイヤであり、そして被験体の体内の管腔系の標的部位に到達させるために使用される。このガイドワイヤコアまたはガイドワイヤセクションは、ステンレス鋼、または好ましくは特定の物理的パラメータをも有する高弾性金属合金、好ましくはＮｉ−Ｔｉ合金からなる。この複合型ガイドワイヤアセンブリは、末梢または軟組織の標的部に到達させるのに特に有用である。本発明の変形例としては、中間セクションまたは遠位セクションに沿って（少なくとも）超弾性遠位部分と超弾性編組み補強材とを有する多重セクションガイドワイヤアセンブリが挙げられる。本発明のガイドワイヤの変形例は、カテーテル内および血管管腔内部での使用への適性を高めるために、ワイヤを結合層でコーティングし、次いで１種またはそれ以上の潤滑性ポリマーでコーティングすることを含む。

体内の種々の管腔系、特に血管系を通って到達し得るヒト体内の内的部位へ診断用および治療用の薬剤を送達する手段として、カテーテルはますます使用される。カテーテルガイドワイヤは、体内で血管を形成する、屈曲部、ループ部および分枝部を通してカテーテルを誘導するために用いられる。これらの管腔系の曲がりくねった経路を通ってカテーテルを導くためにガイドワイヤを用いるある方法は、大腿動脈などの人体のアクセス点から標的部位を含む組織領域まで１つのユニットとして導かれるトルク伝達可能なガイドワイヤを使用することを含む。ガイドワイヤは、代表的には、その遠位端で曲げられ、そして小さな血管経路に沿ってガイドワイヤを交互に回転させ前進させることにより、所望の標的まで誘導され得る。代表的には、ガイドワイヤおよびカテーテルは、以下のことを交互に行うことによって、前進させられる。すなわち、血管経路内のある距離に沿ってガイドワイヤを動かし、ガイドワイヤを適所に保持し、次いで既に体内のさらに奥に進んでいるガイドワイヤの一部分にカテーテルが到達するまで、ガイドワイヤの軸に沿ってカテーテルを前進させる。

体内の遠隔領域、すなわち末梢部または脳や肝臓などの体内の軟組織に到達させるのが困難であることは明白である。カテーテルおよびそれに付随するガイドワイヤは、この組合せが組織内を通る複雑な経路について行き得るように共に可撓性を有していなければならず、しかも医師がカテーテル遠位端を外部アクセス部位から操作し得るのに十分に堅くなければならない。カテーテルは、通常、１メートルまたはそれ以上の長さである。

ヒトの血管系を通ってカテーテルを誘導するのに用いられるカテーテルガイドワイヤは、多数の様々な可撓性構造を有する。例えば、米国特許第３，７８９，８４１号（特許文献１）、第４，５４５，３９０号（特許文献２）および第４，６１９，２７４号（特許文献３）は、ガイドワイヤの遠隔領域において高い可撓性を可能にするために、ワイヤの遠位端セクションを長手方向に沿ってテーパー形状にした（ｔａｐｅｒｅｄ）ガイドワイヤを示している。遠位領域は最も鋭い曲がりに出会うところであるので、このワイヤはそのように構成されている。ワイヤのテーパー状セクション（ｔａｐｅｒｅｄｓｅｃｔｉｏｎ）は、ワイヤコイル、代表的にはプラチナ製コイル内にしばしば封入され、その結果、その領域内の可撓性を有意に損なうことなくテーパー形状のワイヤセクションの支柱強度（ｃｏｌｕｍｎｓｔｒｅｎｇｔｈ）を増大させ、そしてさらに、血管系を通ってガイドワイヤを微妙に操作し得るようにガイドワイヤの半径方向の能力を増大させる。

別の有効なガイドワイヤの設計は、少なくとも２つのセクションを有するガイドワイヤを示している米国特許第５，０９５，９１５号（特許文献４）に見られる。その遠位部分は、伸長されるポリマースリーブに包まれており、そのスリーブには、スリーブの曲げ可撓性を増大させるために、軸方向に間隔をおいた溝が設けられている。

その他にも、上記の機能面での要求のいくらかを成し遂げるために、種々の超弾性合金から作られたガイドワイヤの使用が示唆されている。

Ｓａｋａｍｏｔｏらの米国特許第４，９２５，４４５号（特許文献５）は、比較的堅い本体部分と比較的可撓性のある遠位端部分とを有する、２つの部分からなるガイドワイヤの使用を示唆している。本体部分と遠位端部分のうち少なくとも一方の部分は、超弾性金属材料から形成される。４９〜５８％（原子（ａｔｍ））のニッケルを含むＮｉ−Ｔｉ合金などの多数の材料が示唆されているが、この特許では、オーステナイトとマルテンサイトの間の相転移が１０℃以下で完結するＮｉ−Ｔｉ合金が非常に好ましいとされている。その理由について、「ガイドワイヤの温度は、ガイドワイヤが体内で使用可能であるためには、低体温時における感覚喪失のため１０℃から２０℃でなくてはならない」と述べているが、人体の体温は通常約３７℃である。

Ｎｉ−Ｔｉ超弾性合金と同一組成を有する金属合金を用いたガイドワイヤを開示する別の文献としては、WO91/15152号（Sahatjianら、BostonScientific Corp.所有：特許文献６）がある。その開示は、Ｎｉ−Ｔｉ弾性合金に対する前駆体から作られたガイドワイヤを示唆している。このタイプの超弾性合金は、代表的には、前駆体合金のインゴットを加熱しながら同時にそれを引き延ばすことによって製造される。室温での無応力状態では、そのような超弾性材料はオーステナイト結晶相において生じ、そしてこの材料は、応力が与えられると、非線形の弾性作用を生じる応力誘発オーステナイト−マルテンサイト（ＳＩＭ）結晶変態を呈する。他方では、この公開された出願に記載されたガイドワイヤは、引き延ばし工程の間に加熱を受けないとされている。ワイヤは低温で引き延ばされ、多大な労力をかけて、その製造の各段階の間、合金を１４９℃（３００°Ｆ）よりも十分低温に維持することを確実にする。この温度制御は、ガイドワイヤを研削して種々のテーパー状セクションを形成する工程の間、維持される。

米国特許第４，６６５，９０６号（特許文献７）は、種々の異なる医療用具における構成要素として、応力誘発マルテンサイト（ＳＩＭ）合金の使用を示唆している。そのような用具は、カテーテルおよびカニューレを包含するとされている。

Ｓｕｇｉｔａらの米国特許第４，９６９，８９０号（特許文献８）は、形状記憶合金部材を取り付けた本体を有し、そして加温した液体を供給して、その流体により加温されると形状記憶合金部材が元の形状に回復し得るための液体注入手段を有するカテーテルの製造を示唆している。

Ｓｔｉｃｅの米国特許第４，９８４，５８１号（特許文献９）は、形状記憶合金のコアを有するガイドワイヤを示唆している。このガイドワイヤは、合金の二方向記憶特性を用いて、制御された熱刺激に反応してガイドワイヤが先端部偏向運動と回転運動の両方を起こすようにしている。この場合の制御された熱刺激は、高周波（ＲＦ）交流電流の適用を通じて行われる。選択された合金は、３６℃と４５℃との間の転移温度を有する合金である。３６℃という温度は、人間の体温であることから選定された。４５℃は、それより高温での操作では、体内組織、特にある種の体内タンパク質を破壊し得たので選定された。

Amplatzらの米国特許第4,991,602号（特許文献１０）は、ニチノール（登録商標）として知られるニッケル−チタン合金などの形状記憶合金から作られた可撓性のあるガイドワイヤを示唆している。このガイドワイヤは、その中間経路を通じて直径が単一であり、両端に向かってテーパー形状になっており、そしてそれら端部の各々にビーズまたはボールを有する。ビーズまたはボールは、カテーテルを通って血管系内へ容易に動かし得るように選ばれる。医師がガイドワイヤのどちらの端をカテーテル内に挿入するか決める際に間違った選択をし得ないように、ガイドワイヤは対称形である。この特許は、ガイドワイヤ先端部に巻かれたワイヤコイルは望ましくないことを示唆している。さらに、この特許は、ポリマーコーティング（PTFE）および抗凝固剤の使用を示唆している。この特許は、特定のタイプの形状記憶合金、またはこれら合金の特定の化学的、もしくは物理的な変形例がある方法では有利であることを全く示唆していない。

Ｎｉ−Ｔｉ合金を用いた、別のカテーテルガイドワイヤが、Ｙａｍａｕｃｈｉらの米国特許第５，０６９，２２６号（特許文献１１）に記載されている。Ｙａｍａｕｃｈｉらは、ある量の鉄をさらに含有するＮｉ−Ｔｉ合金を用いたカテーテルガイドワイヤを記載している。しかし、この合金は、代表的には、約３７℃の温度での疑似弾性と、約８０℃未満での可塑性を示す端部セクションを与えるように、約４００℃から５００℃の温度で熱処理される。変形例では、末端部分のみが８０℃未満の温度で可塑性を有する点である。

Ｓａｇａｅらの米国特許第５，１７１，３８３号（特許文献１２）は、超弾性合金から製造され、次いで、近位部分から遠位端部分へ連続的に可撓性が増大するように熱処理されるガイドワイヤを示す。熱可塑性コーティングまたはコイルスプリングが、ワイヤ材料の遠位部分上に配置され得る。一般的に言えば、ガイドワイヤの近位端部分は、比較的高い剛性を維持し、そして最遠位端部分は非常に可撓性に富む。請求の範囲では、近位端セクションは約５〜７ｋｇ／ｍｍ²の降伏応力（ｙｉｅｌｄｓｔｒｅｓｓ）を有し、ガイドワイヤの中間部分は約１１〜１２ｋｇ／ｍｍ²の降伏応力を有する。

欧州特許公開公報第０，５１５，２０１−Ａ１号（特許文献１３）もまた、少なくとも一部分が超弾性合金から製造されたガイドワイヤを開示している。この公報には、外科的手技に使用する直前に、医師が最遠位部分を所望の形状に屈曲またはカーブさせ得るガイドワイヤが記載される。ガイドワイヤのガイド先端部の近位部は、超弾性合金からなっている。その開示で示されたクラスでは、ニッケル−チタン合金が最も望ましいとされるが、それらの合金の物理的な記載が、別の合金より特に望ましいことは開示されていない。

欧州特許公開公報第0,519,604-A2号（特許文献１４）も同様に、ニチノール（登録商標）のような超弾性合金から製造され得るガイドワイヤを開示している。ガイドワイヤコアはプラスチックの皮膜物(jacket)でコーティングされ、その一部分は親水性であり得、そして他の一部分は親水性ではない。

Ｎｉ−Ｔｉ合金の例は、米国特許第３，１７４，８５１号（特許文献１５）、第３，３５１，４６３号（特許文献１６）、および第３，７５３，７００号（特許文献１７）に開示されている。
米国特許第３，７８９，８４１号米国特許第４，５４５，３９０号米国特許第４，６１９，２７４号米国特許第５，０９５，９１５号米国特許第４，９２５，４４５号ＷＯ９１／１５１５２号米国特許第４，６６５，９０６号米国特許第４，９６９，８９０号米国特許第４，９８４，５８１号米国特許第４，９９１，６０２号米国特許第５，０６９，２２６号米国特許第５，１７１，３８３号欧州特許公開公報第０，５１５，２０１−Ａ１号欧州特許公開公報第０，５１９，６０４−Ａ２号米国特許第３，１７４，８５１号米国特許第３，３５１，４６３号米国特許第３，７５３，７００号

上記のこれらの開示は、いずれも、下記のような本発明のガイドワイヤの構成または形状を示唆していない。

従来のガイドワイヤは、その大きさおよび操作性に問題があった。さらに、ガイドワイヤがカテーテル管腔内を通過する際の摩擦も問題になっており、カテーテル管腔を通り抜ける能力を高めるために、潤滑性の向上したガイドワイヤが求められていた。

本発明は、操作性に問題のあった従来のガイドワイヤを改良して、上記のような問題点を取り除き、潤滑性の向上したガイドワイヤを提供することを目的とする。

本発明は、カテーテルを体内管腔内で誘導するのに適したガイドワイヤセクションであって、少なくとも１つの近位および遠位セクションを有する細長い可撓性のある金属ワイヤコア、および上記遠位セクションの少なくとも一部分を被覆する超弾性合金の管状編組みを備える、ガイドワイヤセクションに関する。

好適な実施態様においては、上記編組みの超弾性合金はニッケルおよびチタンを含む。

好適な実施態様においては、上記編組みの超弾性合金はニチノールを含む。

好適な実施態様においては、上記編組みの超弾性合金は、５３００±７００ｋｇ／ｃｍ²（７５ksi±１０ksi）のＵＰ、３％ひずみで測定された１８００±５３０ｋｇ／ｃｍ²（２５±７.５ksi）のＬＰ、および６％ひずみまで応力−ひずみ試験において測定された場合０.２５％未満のＲＳを有する。

好適な実施態様においては、上記遠位セクションはステンレス鋼を含む。

好適な実施態様においては、上記遠位セクションは超弾性合金を含む。

好適な実施態様においては、上記遠位セクションはニッケルおよびチタンの超弾性合金を含む。

好適な実施態様においては、上記遠位セクションはニチノール超弾性合金を含む。

好適な実施態様においては、上記遠位セクションは、５３００±７００ｋｇ／ｃｍ²（７５ksi±１０ksi）のＵＰ、３％ひずみで測定された１８００±５３０ｋｇ／ｃｍ²（２５±７.５ksi）のＬＰ、および６％ひずみまで応力−ひずみ試験において測定された場合０.２５％未満のＲＳを有する超弾性合金を含む。

好適な実施態様においては、上記ガイドワイヤセクションは、上記遠位セクション上の上記編組みの少なくとも一部分の外側に位置するポリマー性結合層をさらに含む。

好適な実施態様においては、上記結合層は、ナイロン（登録商標）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、およびポリエチレンテレフタレートのうち少なくとも１つを含む。

好適な実施態様においては、上記結合層は、ポリエチレンテレフタレートまたはポリウレタンを含む。

好適な実施態様においては、上記結合層は、ポリウレタンであり、そして遠位方向に向かって変化する硬度を有する。

好適な実施態様においては、上記ポリマー性結合層の少なくとも一部分は、潤滑性ポリマー材料でコーティングされている。

好適な実施態様においては、上記潤滑性ポリマー材料は、エチレンオキシド；２−ビニルピリジン；Ｎ−ビニルピロリドン；モノメトキシトリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、モノメトキシテトラエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートを包含するモノアルコキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートなどのポリエチレングリコールアクリレート；２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセリルメタクリレートなどの他の親水性アクリレート；アクリル酸およびその塩；アクリルアミドおよびアクリロニトリル；アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸およびその塩から選択されるモノマーから生成されるポリマー、セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、シアノエチルセルロース、セルロースアセテートなどのセルロース誘導体、アミロース、ペクチン、アミロペクチン、アルギン酸、および架橋ヘパリンなどのポリサッカライドを包含する。

好適な実施態様においては、上記潤滑性ポリマー材料は、ポリビニルピロリドンとポリアクリルアミドとの混合物を含む。

好適な実施態様においては、上記結合層は、硫酸バリウム、三酸化ビスマス、炭酸ビスマス、タングステン、およびタンタルから選択される放射線不透過性材料をさらに含む。

好適な実施態様においては、上記ガイドワイヤセクションは、カテーテルシース（ｓｈｅａｔｈ）をさらに含む。

本発明は、ガイドワイヤに関し、好ましくは、脳の血管系内に導入するのに適したガイドワイヤおよびその使用方法に関する。ガイドワイヤの少なくとも１つの遠位部分は、好ましくは、特定の物理的特性を有するＮｉ−Ｔｉ合金である超弾性合金から作られ得る。すなわち、その特定の物理的特性は、例えば、応力−ひずみの関係が６％のひずみまで測定されたとき、一方の応力−ひずみのプラトーが約５３００±７００ｋｇ／ｃｍ²（７５±１０ksi）であり、もう一方の応力−ひずみのプラトーが１８００±５３０ｋｇ／ｃｍ²（２５±７.５ksi）（各々３％のひずみで測定）である。

本発明のガイドワイヤの高度に望ましい変形例は、近位セクション、中間セクションおよび遠位セクションを有する長いワイヤを備えている。このガイドワイヤはさらに、１±１０^-4の偏心率を有し得る。遠位端セクションは、代表的には、最も可撓性のあるセクションであり、そしてその長さは少なくとも約３ｃｍである。望ましくは、可撓性のある遠位端セクションは、部分的にテーパー形状になり、そしてコイルアセンブリによって覆われている。このコイルアセンブリは、ガイドワイヤの遠位端にその遠位先端部にて連結されている。このコイルアセンブリは、おそらく、金などの展性またはハンダ付け可能な金属で遠位端セクションをめっきまたはコーティングした後、ハンダ付けによって遠位先端に取り付けられ得る。

カテーテル管腔を通り抜ける能力を高めるために、ガイドワイヤは、超弾性金属のものもそうでないものも、ポリマーまたは他の材料でコーティングされ得る。潤滑性ポリマーは、コアワイヤまたは「結合（ｔｉｅ）」層の上に直接配置され得る。結合層は、収縮被覆されたチューブまたはプラズマ堆積物であり得るか、もしくは、適切な材料の浸漬コーティング、スプレーコーティングまたは融着スプレーコーティングであり得る。結合層もまた、放射線不透過性であり得る。

本発明のガイドワイヤは、コアの遠位部分が下記のようなタイプの超弾性合金であり、そしてそのより近位方向の１つまたは複数のセクションが、例えば、ステンレス鋼のワイヤまたはロッド、ステンレス鋼のハイポチューブ、超弾性合金のチューブ、炭素繊維のチューブなどの別の材料または形状からなるような複合体からなり得る。

本発明のガイドワイヤは、コアの遠位部分が、ステンレス鋼または超弾性合金であり、そして研削されているかまたはテーパー状になっているが、超弾性合金リボンの細いコイルまたは編組みで被覆されているような複合体からなり得る。これにより、遠位セクションにおいてテーパー形状化のため高い可撓性を有し、かつ超弾性編組みの存在のため高い支柱強度を有するガイドワイヤアセンブリが提供される。

理想的には、ガイドワイヤ上に、例えば、その遠位先端部に、および潜在的には中間セクションの長手方向に沿って、１つまたはそれ以上の放射線不透過性マーカーが配置される。これらのマーカーは、ガイドワイヤの放射線不透過性を高めること、および、所望の可撓性を維持したままで、近位端から遠位端へのトルク伝達能力を高めることの両方の目的で使用され得る。

本発明はまた、ガイドワイヤコアと、所望の部位への配置のためにガイドワイヤに沿って血管系を通って前進するように設計された、壁の薄いカテーテルとから形成されるカテーテル装置を包含する。

本発明の複合型ガイドワイヤは、好ましくは、脳の血管系内に導入するのに適している。本発明の複合型ガイドワイヤにおいて、その遠位部分が超弾性合金の編組みで被覆されているため、高い可撓性を有する遠位セクションに対して高い支柱強度を与える。従って、本発明の複合型ガイドワイヤを用いることにより、従来のガイドワイヤの有していた操作性の問題点が解消され得る。

図１は、本発明により作られたガイドワイヤの拡大側面図である。ガイドワイヤ（１００）は、下記の合金の、可撓性のあるトルク可能なワイヤフィラメント材料から形成されるワイヤコアからなり、そしてその全長は、代表的には約５０cmと３００cmとの間である。近位セクション（１０２）は、好ましくは、均一な直径（その長手方向に沿って）を有し、その直径は、約０．０２５ｃｍ（０.０１０インチ）から０．０６４ｃｍ（０.０２５インチ）であり、好ましくは０．０２５ｃｍ（０.０１０インチ）から０．０４６ｃｍ（０.０１８インチ）である。比較的より可撓性のある遠位セクション（１０４）が、ガイドワイヤ（１００）の遠位端の３cmから３０cm以上にわたって伸びる。中間セクション（１０６）が存在し得る。この中間セクションの直径は、この中間セクションに隣接するワイヤの２つの部分の直径の間の中間である。中間セクション（１０６）は、連続的にテーパー形状になり得るか、多数のテーパー状セクションもしくは直径の異なるセクションを有するか、あるいは、その長手方向に沿って均一な直径から構成され得る。中間セクション（１０６）が一般に均一な直径からなる場合、ガイドワイヤコアは、（１０８）に見られるように直径が狭められる。ガイドワイヤ（１００）の遠位セクション（１０４）は、代表的には、端部キャップ（１１０）、細いワイヤコイル（１１２）、およびハンダ付け接合部（１１４）を有する。細いワイヤコイル（１１２）は、放射線不透過性であり得、そしてそれに限定されるわけではないが、プラチナおよびその合金を含む材料から作られる。端部キャップ（１１０）は、放射線不透過性であり得、その結果、血管系を通じてカテーテルを挿入し、そしてガイドワイヤを通らせる工程の間にコイル（１１２）の位置を知り得る。ガイドワイヤの可撓性または形状性に不利に影響することなくその潤滑性を改善するために、ガイドワイヤの近位セクション（１０２）、中間セクション（１０６）および遠位セクション（１０４）の全部または一部は、ポリマー材料の薄い層（１１６）でコーティングされ得る。本発明は、上記ガイドワイヤの部分(portion)またはセクション(section)を有し、このガイドワイヤは、その上に下記の注目のポリマー結合層、および滑りやすい、例えば、親水性のポリマーコーティングを有する。

図２は、本発明による複合体であるガイドワイヤの一変形例を示す。例えば、ガイドワイヤコアの遠位部分が特定の合金から作られ、そして複合体は別の材料または形状からなる。特に、複合型ガイドワイヤ（１４０）は、例えば、適切なステンレス鋼、またはポリイミドのような高性能ポリマー、または本明細書中の別の箇所で説明される合金のような高弾性合金からなる小直径のチューブのセクションである近位セクション（１４２）から形成される。ポリマー性被覆（ｃｏｖｅｒｉｎｇｓ）とおそらくポリマー性内部とを有する超弾性合金リボン管状編組み（ｂｒａｉｄ）のような管状複合体もまた望ましい。管状の近位セクション（１４２）は、ハンダ付けまたはニカワ付けもしくは接合部（１４４）にて含まれる材料に適した他の接合方法によって、複合型ガイドワイヤアセンブリ（１４０）の遠位端へ伸びて行く遠位セクション（１４６）に取り付けられる。近位セクション（１４２）は、その代わりに、ステンレス鋼のような材料からなる単一（ｓｏｌｉｄ）ロッド、または繊維性炭素複合体であり得る。カテーテルアセンブリ（１４０）の遠位先端部（１４８）は、本明細書中で他に記載された形状と同じ形状からなり得る。カテーテルアセンブリは、所望ならば、ポリマー材料でコーティングされ得る（１５０）。

図３は、遠位セクション（１０４）および中間セクション（１０６）の遠位端の一実施態様を示す部分切取図である。金属性ガイドワイヤコアは、ポリマー（１１６）で部分的にコーティングされ、そして遠位先端部のテーパー部分上には展性金属コーティング（１１８）がなされることが示される。可鍛性金属は、金などの適切な放射線不透過性材料、または銀、プラチナ、パラジウム、ロジウム、およびそれらの合金などその他のハンダ付けし易い材料から選ばれ得る。先端部もまた、放射線不透過性コイル（１１２）を有する。このコイルは、ハンダ付け接合部（１１４）によりその近位端を限られ、そして（１１０）において、ガイドワイヤの端部に接合される。放射線不透過性コイル（１１２）は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、銀、金、および、それらの合金のような公知の適切な材料から作られ得る。好適には、プラチナと少量のタングステンを含有する合金である。コイル（１１２）の近位端および遠位端は、ハンダ付けによってコアワイヤに固定され得る。

図４は、本発明のガイドワイヤの遠位セクション（１０４）の別の実施態様を示す部分切取図である。この実施態様においては、金属ガイドワイヤコアは、ハンダ接合部（１１４）によって２つのセクションに分かれている近位テーパー部分（１２０）と遠位テーパー部分（１２２）、および均一直径先端部（１２４）を有する。この遠位先端部（１２４）の均一直径は、代表的には約０．００５ｃｍ（０.００２インチ）と０．０１ｃｍ（０.００５インチ）との間であり、好ましくは約０．００８ｃｍ（０.００３インチ）であり得る。この遠位先端部（１２４）の長さは、好ましくは約１cmと５cmとの間であり、より好ましくは約２cmである。しかし、均一直径部分は、ハンダ接合部（１２８）とハンダ接合部（１１４）との間の距離の少なくとも約２５％にわたって伸びる。この均一直径部分は、制御性を高めるために、遠位先端部アセンブリの端を堅くしている。遠位セクション（１０４）全体の長さは、望ましくは約２０cmと５０cmとの間であり、好ましくは約２５cmである。ガイドワイヤコアの近位テーパー部分（１２０）の最大径は、代表的には、約０．０１ｃｍ（０.００５インチ）と０．０５１ｃｍ（０.０２０インチ）との間であり、好ましくは、約０．０２５ｃｍ（０.０１０インチ）である。遠位テーパー部分（１２２）および遠位先端部（１２４）はまた、展性金属コーティング（１１８）と共に図示される。この展性金属コーティング（１１８）は、医師の形成による曲がり具合を遠位テーパー部分（１２２）および遠位先端部（１２４）が維持するように設けられている。この実施態様においては、細いワイヤコイル（１１２）は、ハンダ接合部（１１４）でその近位端を限られ、そして端部キャップ（１１０）でその遠位端を限られる。端部キャップ（１１０）は、金属性リボン（１２６）によって、ガイドワイヤに連結される。リボン（１２６）は、ステンレス鋼、プラチナ、パラジウム、ロジウム、銀、金、タングステン、およびそれらの合金、あるいは可塑性であり容易にハンダ付けされる他の材料から作られ得る。リボン（１２６）は、端部キャップ（１１０）が細いワイヤコイル（１１２）に対して固定されるようにして、細いワイヤコイル（１１２）およびガイドワイヤの遠位セクション（１０４）の遠位先端部（１２４）にハンダ接合部（１２８）においてハンダ付けされる。

図５Ａおよび５Ｂは、ガイドワイヤ（１００）の遠位セクション（１０４）の、さらに別の本発明の実施態様を示す。図５Ａは、本発明のガイドワイヤの部分切取側面図である。細いワイヤコイル（１１２）は、コイル（１１２）をコアワイヤおよび端部キャップ（１１０）に接合するポリマー接着体（１３６）で限られ得、そしてさらに、ハンダ接合部（１２８）によってガイドワイヤコアに固定される。この実施態様においては、ガイドワイヤの遠位セクション（１０４）は、さらに、ポリマー接着体（１３６）に対して近位方向にあるテーパー部分（１２０）と、ポリマー接着体（１３６）に対して遠位方向にあるテーパー部分（１２２）とを有する。遠位セクション（１０４）はまた、必要に応じて、内部コイル（１３２）によって囲まれ得る小径部分（１３０）または「ネック部」を有する。内部コイル（１３２）は、好ましくはハンダ付けしやすく、好ましくは放射線不透過性である適切な金属性材料から作られ得る。これは、好ましくは、プラチナまたはステンレス鋼である。ネック部（１３０）を作るための１つの方法は、ネック部に対して遠位方向にあるガイドワイヤ（１３４）の遠位部分を平坦化し、その結果得られるスペード（１３４）がもはや円形断面ではなく、むしろ長方形の形状になるようにすることである。これは、図５Ｂにおいて、より見やすくされている。なぜなら、この図は、図５Ａに示されるガイドワイヤの切取頂面図だからである。上記の実施態様にあるように、端部キャップ（１１０）は、金属性リボン（１２６）によってガイドワイヤに固定される。ハンダ接合部（１２８）は、ガイドワイヤコアを内部らせん状コイル（１３２）に固定する。そのコイル（１３２）は、リボン（１２６）を介して端部キャップ（１１０）を固定し、そしてさらに、外部の細いワイヤコイル（１１２）を固定する。この形状は、容易にはハンダ付けできないガイドワイヤ材料により使用した場合、特に有益である。ハンダ接合部は、ガイドワイヤに密着する必要はない。しかし、内部コイル（１３２）、リボン（１２６）および外部の細いワイヤコイル（１１２）はすべて、単一の一体化ユニットとして維持され、そしてガイドワイヤアセンブリ上で近位方向または遠位方向に滑る可能性は全くない。

図５Ａおよび５Ｂに関して記載される実施態様は、高弾性合金から作られるガイドワイヤについて一般的に述べたものであるが、ステンレス鋼、プラチナ、パラジウム、ロジウムなどの、ガイドワイヤおよびリボンの材料は、その実施態様に適している。

図６Ａおよび６Ｂは、本発明のカテーテルアセンブリの変形例の遠位セクション（１７０）および中間セクション（１７２）の部分の部分断面図を示す。図６Ａおよび６Ｂで示される変形例において、コアは、より小さい直径に研摩されてこれら領域でより高い程度の可撓性を達成する。さらなる支柱強度およびトルク可能性を提供するために、平坦化された巻きリボン（１７６）（図６Ａ）またはコイル（１７８）（図６Ｂ）がコア上に配置される。さらに、コア（１７４）を構成する超弾性合金の多くは、特に放射線不透過性ではないので、医師がガイドワイヤアセンブリの位置をより多くの場合観察できるように、リボン（１７６）またはコイル（１７８）に対して放射線不透過性材料を使用することがしばしば望ましい。実際、リボン（１７６）またはコイル（１７８）が、カテーテルアセンブリの遠位先端部から２５〜３５ｃｍ伸びるように（コイル（１１２）と一緒に）伸びることは希なことではない。また、遠位コイル（１１２）それ自身が、１０ｃｍかそこらまでの長さであることも希ではない。最後に、より近位のコイル（１７８）において、遠位コイル（１１２）よりも小さな直径を使用して、放射線不透過性画像、およびより少ない全体重量でガイドワイヤベルトに対して増大した支柱強度を提供することが望ましい。

あるいは、リボンは、本明細書中の別の箇所で説明したように超弾性合金からなり得る。超弾性合金リボンは、（より放射線不透過性である材料と比較して）重量を少なくして支柱強度を向上させるように求められる。リボンが超弾性合金である場合、そのリボンは、望ましくは、厚さが０．００１ｃｍ（０.０００５インチ）と０．００５ｃｍ（０.００２インチ）との間であり、そして幅が０．００５ｃｍ（０.００２インチ）と０．０３０ｃｍ（０.０１２インチ）との間であるサイズからなっている。製造を簡単にするために、リボンは、厚さが０．００１９ｃｍ（０.０００７５インチ）から０．００３ｃｍ（０.００１インチ）であり得、そして幅が０．００８ｃｍ（０.００３インチ）から０．０１ｃｍ（０.００５インチ）であり得る。

さらに、本発明者らは、ガイドワイヤコアの全部または一部を、ポリフルオロカーボンのような潤滑性コーティング材料を用い、または親水性ポリマーを用いてコーティングすることが（以下により詳細に考察されるように）望ましいことを見い出した。以下に考察されるように、コーティング材料として親水性ポリマーを使用する場合、ガイドワイヤコア上に結合層を使用することがしばしば望ましい。このような結合層の組成もまた、以下で考察される。しかし、図６Ａおよび６Ｂで示される変形例においては、結合層と親水性ポリマー（１８０）との組み合わせは、中間セクション補強材（１７６）および（１７８）を覆って配置されるとして示される。

図７は、フィラメントコア（ｆｉｌａｍｅｎｔａｒｙｃｏｒｅ）（１７５）が、そのより遠位の領域においてテーパー状にまで研削されている本発明の変形例を示す。この局面では、このコアは、上記で説明した他の変形例とほぼ同様なものである。本変形例におけるコア（１７５）は、ステンレス鋼からなっていてもよいし、または本明細書中の別の箇所で述べた高弾性合金のうちの１つからなっていてもよい。次いで、コア（１７５）は、管状金属性編組み（１７７）で少なくとも部分的に被覆されており、この管状金属性編組み（１７７）は、好ましくは、コア（１７５）に沿って間隔をあけて、または編組みの一端から他端まで連続的にのいずれかで、接着剤またはハンダにより、あるいは溶接により、コア（１７５）に結合する。最も望ましい編組み（１７７）は、図７に示され、そして単一サイズのリボンを有するが、この編組みはそのように限定される必要はない：所望な場合、複数のサイズのリボンが用いられ得る。主に制限されるのは、単に、最終的に構築された編組み全体のサイズ（例えば、直径）、およびガイドワイヤに加えられるべき所望に加える剛直性である。

本発明において代表的に有用な編組みは、偶数個のリボンを含む：リボンの一方の半分は一方向に巻き付けられており（すなわち、時計回り）、そして残りの半分は別方向に巻き付けられている。代表的な編組みは、８個から１６個のリボンからなり得る。編組みは、単一のピッチを有し得、構成要素であるリボンの角度は編組みの軸に対して測定されており、あるいは編組みは、編組みの軸に沿って変化するピッチを有し得る。編組みは、ガイドワイヤコアと同様のサイズのマンドレルを覆って巻き付けられ得、そして編組みの形状を保持し、コアワイヤ上へのその後の取り付けの間に編組みがほどけるのを防ぐために、そのマンドレル上で３４０℃（６５０°Ｆ）から４００℃（７５０°Ｆ）の温度で１時間未満(a
portion of an hour)穏やかに熱処理され得る。編組みはまた、所望であれば、コア上に直接巻き付けられ得る。

編組み（１７７）は、被覆されないかまたはさらに加工処理されなければ、通常は触わるとざらざらしている。ローリング（ｒｏｌｌｉｎｇ）、サンディング（ｓａｎｄｉｎｇ）、またはグラインディング（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）のような手法が、所望であれば、編組みの表面を滑らかにするために用いられ得る。いかなる生成微粒子の除去も、もちろん必要である。編組み（１７７）の外表面が滑らかにされていようとなかろうと、編組みの外側に潤滑性ポリマーの外部層を配置することが非常に望ましい。図７に示される変形例は、本明細書中の別の箇所で説明した結合層（１７９）を用いており、そして結合層（１７９）の外側に配置された親水性ポリマー層の薄層を有する。親水性ポリマー層は、この層が代表的には薄すぎて見えないので、図面上には示されていない。結合層（１７９）およびその関連の親水性ポリマー層は、より近位のセクション上の層（１８１）と同じ構成からなり得る（が、同じである必要はない）。

図８は、本発明のガイドワイヤにおける中間セクション接合部の部分側面図である。本発明のガイドワイヤの多くの変形例に関して、コアの種々のセクションが（１９０）で見られるようなテーパー状セクションにより接合されている。これは、ガイドワイヤコアが、テーパー接合部（１９０）の近位端において有意により堅くなっていることを意味する。その連結部におけるガイドワイヤの全体的な堅さを低減し、しかも支柱強度を保持するために、その近位端に溝（１９２）を設けることが望ましい場合があることが分かった。

（ガイドワイヤコア）
このガイドワイヤは、代表的には、近位端および遠位端を有する細長い管状部材から作られるカテーテルにおいて使用される。カテーテルの長さは、（さらに）約５０ｃｍから３００ｃｍであり、代表的には、約１００ｃｍと２００ｃｍとの間である。しばしば、カテーテルの管状部材は、カテーテルの長手方向の主要部分に沿って伸びる比較的堅い近位セクションと、１つまたはそれ以上の比較的可撓性のある遠位セクションとを有する。この遠位セクションを設けることにより、カテーテルが血管系内に見られる曲がりくねった経路を通って進められるときに出会う鋭い屈曲部や曲がり目を通ってガイドワイヤを追跡するカテーテルの能力が非常に高められる。長手方向に沿って異なる可撓性を有する適切なカテーテルアセンブリの構造が、米国特許第４，７３９，７６８号に記載されている。

ある種の合金、特にＮｉ−Ｔｉ合金は、血管系内を通り抜ける間、それらの超弾性特性が保持され、しかも十分に曲げ易いことが見い出された。そのため、ガイドワイヤを使用する医師は、「感触（ｆｅｅｌ）」またはフィードバックが高められ、しかも使用中に「はねる（ｗｈｉｐ）」ことがない。すなわち、ガイドワイヤは、回されると、１ひねりの間エネルギーを蓄えて、そして「はねる」ことで急激にエネルギーを放出して蓄えた応力を素早く回復する。好適な合金は、その使用中に回復しないひずみをあまり受けない。もしワイヤの偏心、すなわち、ガイドワイヤ断面の「丸み（ｒｏｕｎｄｎｅｓｓ）」（特に中間セクション）からの逸脱が非常に低い値に維持される場合は、ガイドワイヤは血管系を前進させ、または方向付けさせるのが極めて容易なこともまた見い出された。

本発明のガイドワイヤに使用される材料は、超弾性／疑似弾性の形状回復特性を示す形状記憶合金からなる。これらの合金は公知である。例えば、米国特許第３，１７４，８５１号、第３，３５１，４６３号および第３，７５３，７００号を参照のこと。しかし、米国特許第３，７５３，７００号は、鉄の含有量の増量に起因する材料の高モジュラスのゆえに、あまり望ましくない材料を記載している。これらの金属は、オーステナイト結晶構造から応力誘発マルテンサイト（ＳＩＭ）構造へ一定の温度で転移され、そして、応力が除かれたときに弾性的にオーステナイト構造に戻るという能力により特徴付けられる。これらの交互の結晶構造は、合金に超弾性特性を与える。そのような周知の合金の一つであるニチノールは、ニッケル−チタン合金である。それは、すでに市販されており、そして−２０℃と３０℃との間の様々な温度範囲において、オーステナイト−ＳＩＭ−オーステナイトの変態を受ける。

これらの合金は、一旦応力が取り除かれると、ほとんど完全に初期の形状に弾性的に回復する能力を有するため、特に適している。代表的には、たとえ比較的高度のひずみにおいてさえも、ほとんど塑性変形がない。このため、ガイドワイヤは、人体の血管系を通る際に実質的に曲げられるようになり、しかも、一旦屈曲部を通り抜けると、ねじれ（ｋｉｎｋ）またはたわみの暗示を全く受けずに元の形状に戻り得る。しかし、図示されている先端部はしばしば十分に可塑性を有するので、初期の先端部の形成は保持される。それにも関わらず、類似のステンレス鋼ガイドワイヤに比べると、血管内の所望の経路に沿って本発明のガイドワイヤを変形させるために、血管内壁に対して働かす力はあまり必要としない。そのため、血管の内部に対する外傷を減らし、そして同軸上のカテーテルに対する摩擦を軽減する。

ガイドワイヤは、標的部位に向かって血管系を通過する間に、数多くたわんだり、湾曲したりし得る。たわんだ遠位先端部を血管系の所望の分岐部に入れ得るために、ガイドワイヤのねじり易さを促進することは、誇張ではなく、望ましい。そのような使いやすさ、すなわちガイドワイヤの制御性を高める主要な要因は、ガイドワイヤの中間部分の断面の偏心を制御することにあることが見い出された。ガイドワイヤの中間部分（図１の１０６）を偏心率１±１０^-4に維持することで、ガイドワイヤは、この範囲外の率のものに比べて非常に制御しやすくなることが見い出された。「偏心」とは、ガイドワイヤに沿った任意の点において、その断面でのワイヤの最大直径と最小直径の比率を意味する。

担当医が使用中のフィードバックを可能にする面でさえ、高い強度と向上した制御性のこれらの結果を達成するためには、合金の以下の物理的パラメータが重要であることがわかった。図９の応力−ひずみ図に示されるような応力−ひずみ試験において、上方プラトー(upperplateau)(ＵＰ)（例えば、試験の終点が約６％ひずみである場合、約３％ひずみのところで測定される）の中間点において見られる応力は、５３００ｋｇ／ｃｍ²（７５ksi）（１平方インチ当り１０００ポンド）±７００ｋｇ／ｃｍ²（１０ksi）の範囲、より好ましくは、５３００ｋｇ／ｃｍ²（７５ksi）±４００ｋｇ／ｃｍ²（５ksi）の範囲にあるべきである。さらに、この材料は、下方プラトー(lowerplateau)(ＬＰ)の中間点において測定された、１８００±５３０ｋｇ／ｃｍ²（２５±７.５ksi）、より好ましくは、１４００±１８０ｋｇ／ｃｍ²（２０±２.５ksi）の下方プラトーを示すべきである。この材料は、好ましくは約０.２５％以下の残留ひずみ（ＲＳ）を有し、（６％ひずみまで応力をかけ、戻した場合）、より好ましくは約０.１５％以下の残留ひずみを有する。

この好適な材料は、基準としては、５０．６％±０．２％のＮｉと、残りはＴｉである。合金は、Ｏ、Ｃ、またはＮのいずれかの１００万個当り約５００部以下を含有するべきである。代表的には、そのような市販の材料は、連続して混合、鋳造、成形され、そして別々に３０−４０％まで鍛えられ、焼きなまされ（ａｎｎｅａｌｅｄ）、引き伸ばされる。

さらに説明すると、図９は、上記の種々のパラメータを示す定式化された応力−ひずみ図と、その図におけるそれらの測定値を示している。応力が初期に材料のサンプルに加えられる場合、オーステナイトからマルテンサイトへの相変化が（ｂ）のところで始まるまで、ひずみは最初は、（ａ）において比例している。上方プラトー（ＵＰ）では、応力が加わると共に導入されたエネルギーは、準安定マルテンサイト相または応力誘発−マルテンサイト（ＳＩＭ）の形成の間に蓄えられる。相変化が実質的に完了すると、応力−ひずみの関係は（ｃ）において再び比例関係に近づく。ひずみが６％に達すると、応力はもはや加えられない。測定値（ＵＰ）は、０％ひずみと６％ひずみとの間の中間点、すなわち３％ひずみのところで見られる。ひずみの別の最終状態が選ばれる場合、例えば、７％とした場合、（ＵＰ）および（ＬＰ）の測定値は、３．５％になることがわかる。

ＵＰ値の高い材料は、非常に強度があり、そして例外的に優れたトルク伝達を可能にするガイドワイヤを作り出すが、得られたガイドワイヤの「真直性（ｓｔｒａｉｇｈｔｎｅｓｓ）」については、妥協的なものになる。高いＬＰ値と共に高いＵＰ値を有するガイドワイヤは真直とはならないことが分かる。これらのガイドワイヤは、回されると、「はねる」傾向があるために使いにくい。さらに、すなわち、ガイドワイヤは、回されると、１ひねりの間エネルギーを蓄えて、そしてそれを素早く放出する。そのようなはねるガイドワイヤを使用する難しさは明白である。上記のようなＵＰ値を有する材料がガイドワイヤとして適している。

さらに、その上高いＬＰ値を有する材料は真直とはならない。ＬＰ値を下げることにより、ガイドワイヤのトルク伝達能力は低下するが、真直なガイドワイヤは改善されて製造されやすくなる。しかし、ＬＰ値を下げ過ぎると、丸みはあるが触覚反応（ｔａｃｔｉｌｅｒｅｓｐｏｎｓｅ）に乏しいガイドワイヤになってしまう。それは、使用中に、やや「漠然（ｖａｇｕｅ）」とした「スープのような（ｓｏｕｐｙ）」感触を与える。上記で与えられるＬＰ値では、優れたトルク伝達性、真直性、および有用な触覚反応が得られる。

上記の残留ひずみの値は、ガイドワイヤとして使用される際に、応力が加わった後に、ねじれないような、さもなければ「配置（ｓｅｔ）」または形状を保持するような材料を定義している。

どの場合も、以下の表に示されたデータを得る際に、以下の手法を用いた。基準の組成が、Ｎｉ５０.６％と残りがＴｉ、そして直径が０．３３ｃｍ（０.１３インチ）、０．４１ｃｍ（０.１６インチ）または０．４６ｃｍ（０.１８インチ）である市販のＮｉ−Ｔｉ合金ワイヤに、室温で応力をかけた。どの場合も、転移温度、ＲＳ、ＵＰおよびＬＰの値を測定した。さらに、上記ワイヤの数本をＵ字形状のTygon（登録商標）チューブ内に導入し、そしてワイヤの丸みおよび触覚反応の定性的な評価を可能にするためにそれをスピンさせた。その反応に対するコメントもまた以下の表に見られる。

これらのデータは、本発明により作られたガイドワイヤと、比較のガイドワイヤの両方を記載している。さらに、それらは、代表的なステンレス鋼合金から作られたガイドワイヤが上記の定性試験を用いて回転させるのが非常に難しいことを示す。

（ガイドワイヤコアコーティング）
上記のように、ガイドワイヤコアの全てまたは一部は、ポリマー性材料の１つまたはそれ以上の層で被覆またはコーティングされ得る。コーティングは、代表的には、ガイドワイヤコアがカテーテル管腔または血管壁を通る際の潤滑性を向上させるために付与される。

（コーティング材料）
上記のように、ガイドワイヤコアの少なくとも一部分は、ポリスルホン；ポリフルオロカーボン（TEFLONなど）；ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル（ナイロン(NYLON)（登録商標）類などのポリアミドを含む）、およびポリウレタン；それらのブレンドならびにポリエーテルブロックアミド（例えば、PEBAX）などのそれらのコポリマー、などの材料で、浸漬法またはスプレー法により、あるいは同様の方法により簡単にコーティングされ得る。

ガイドワイヤの近位部分で上記のようなコーティングを用い、そしてさらに遠位セクションで下記のようなコーティングを用いることが、しばしば望ましい。ガイドワイヤ上に様々に置かれたコーティングのあらゆる混合物が、手作業に対して選択する上で受容可能である。

ガイドワイヤコアはまた、エチレンオキサイドおよびそのより高級な同族体；２−ビニルピリジン；Ｎ−ビニルピロリドン；モノメトキシトリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、モノメトキシテトラエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートを包含するモノアルコキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートなどのポリエチレングリコールアクリレート；２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセリルメタクリレートなどの他の親水性アクリレート；アクリル酸およびその塩；アクリルアミドおよびアクリロニトリル；アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸およびその塩などのモノマーから生成されるポリマー、セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、シアノエチルセルロース、セルロースアセテートなどのセルロース誘導体、アミロース、ペクチン、アミロペクチン、アルギン酸、および架橋ヘパリンなどのポリサッカライド；無水マレイン酸などのモノマーから生成されるポリマー；アルデヒドなどのモノマーから生成されるポリマー、を包含する他の親水性ポリマーで少なくとも部分的に被覆され得る。これらのモノマーは、ホモポリマーまたはブロックコポリマーもしくはランダムコポリマーに形成され得る。あるいは、これらのモノマーのオリゴマーをガイドワイヤのコーティングに用いてさらに重合させてもよい。好ましい前駆体としては、エチレンオキサイド；２−ビニルピリジン；Ｎ−ビニルピロリドンならびにアクリル酸およびその塩；アクリルアミドおよびアクリロニトリルが挙げられ、それらは、ホモポリマーに、またはランダムコポリマーもしくはブロックコポリマーに（実質的な架橋で、または架橋なしで）重合される。

さらに、得られたコポリマーの親水性が、実質的に相殺されない場合には、疎水性モノマーは、得られるコポリマーの約３０重量％までの量でコーティングポリマー材料に含まれ得る。適切なモノマーとしては、エチレン、プロピレン、スチレン、スチレン誘導体、アルキルメタクリレート、ビニルクロライド、ビニリデンクロライド、メタクリロニトリル、およびビニルアセテートが挙げられる。エチレン、プロピレン、スチレン、およびスチレン誘導体が好ましい。

ポリマーコーティングは、種々の技術を用いて、例えば、紫外線などの光、熱、もしくは電離放射線により、または過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイルなどの過酸化物またはアゾ化合物により架橋され得る。ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトールジ−（またはトリ−もしくはテトラ−）メタクリレート、ジエチレングリコール、またはポリエチレングリコールジメタクリレートなどの多官能性モノマー、およびモノマーと上記のポリマーとを結合し得る同様の多重官能性モノマー。

下記の手順を用いて適用されるポリマーまたはオリゴマーは、光学活性基または放射活性基によって活性化または官能化されて、ポリマーまたはオリゴマーと、基礎となるポリマー性表面とを反応させる。適切な活性化基としては、ベンゾフェノン、チオキサントンなど；アセトフェノンおよび以下のように特定されるその誘導体が挙げられる：

ここで、Ｒ¹はＨであり、Ｒ²はＯＨであり、Ｒ³はＰｈであり；または
Ｒ¹はＨであり、Ｒ²は−ＯＣＨ₃、−ＯＣ₂Ｈ₃を包含するアルコキシ基であり、Ｒ³はＰｈであり；または
Ｒ¹＝Ｒ²＝アルコキシ基であり、Ｒ³はＰｈであり；または
Ｒ¹＝Ｒ²＝アルコキシ基であり、Ｒ³はＨであり；または
Ｒ¹＝Ｒ²＝Ｃｌであり、Ｒ³はＨまたはＣｌである。

他の公知の活性化剤も適切である。

次に、ポリマーコーティングは、選択された活性化剤に基づいて選択される公知かつ適切な技術を用いて、例えば、紫外線、熱または電離放射線により基材に結合され得る。ここで挙げたポリマーまたはオリゴマーとの架橋は、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイルなどの過酸化物またはアゾ化合物を用いることによって成し遂げられ得る。ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトールジ−（またはトリ−もしくはテトラ−）メタクリレート、ジエチレングリコール、またはポリエチレングリコールジメタクリレートなどの多官能性モノマー、および上記のポリマーおよびオリゴマーを結合し得る同様の多重官能性モノマーもまた本発明に適切である。

ポリマーコーティングは、任意の種々の方法、例えば、ポリマーまたは、モノマーのオリゴマーの溶液もしくは懸濁液をガイドワイヤコア上にスプレーすることにより、またはガイドワイヤコアをこのような溶液または懸濁液に浸漬させることにより、ガイドワイヤに付与され得る。開始剤は、溶液中に含有させ得るか、個別の工程において添加され得る。ポリマーまたはオリゴマーをガイドワイヤに付与し、架橋させた後、ガイドワイヤは、連続してまたは同時に乾燥され、溶媒が除去され得る。

ポリマーの非常に薄い層のみが付与されるべきなので、溶液または懸濁液は、非常に希釈であるべきである。溶媒に対して０．２５％と５．０％（重量（ｗｔ））との間、好ましくは０．５から２．０％（重量）の量のオリゴマーまたはポリマーが、薄くて完全な被覆を有するポリマーを得るのに優れていることが見い出された。好ましいポリマーおよび手法を用いる場合に、この手法に対して好ましい溶媒は、水、低分子量アルコール、およびエーテルであり、特に、メタノール、プロパノール、イソプロパノール、エタノール、およびそれらの混合物である。他の水混和性溶媒、例えば、テトラヒドロフラン、メチレンジクロライド、メチルエチルケトン、ジメチルアセテート、エチルアセテートなどが、ここに挙げたポリマーに適切であり、そしてポリマーの特徴に応じて選択されなければならない。また、ポリマーおよびオリゴマーが親水性を有するのでこれらの溶媒は極性であるべきであるが、これらの材料の末端基が反応性を有するために、酸素、水酸基などにより引き起こされる公知のクエンチング効果は、ポリマーおよび溶媒系を選ぶ際に、このプロセスを実施する使用者によって認識されなければならない。

本明細書中に考察されたガイドワイヤコアのコーティングとして特に好ましいのは、ポリエチレンオキサイド；ポリ２−ビニルピリジン；ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、およびポリアクリロニトリルのうち少なくとも１つのホモオリゴマーの物理的混合物である。カテーテル本体または基材は、好ましくは、スプレーまたは浸漬され、乾燥され、そして照射されて、重合および架橋された上記のオリゴマーのポリマー性皮膜が形成される。

潤滑性親水性コーティングは、好ましくは、溶媒除去と架橋操作とをほぼ同時に用いることによって形成される。コーティングは、溶液が「シート状になり」得るような速度で、例えば、「たるみ（runs）」がなく、肉眼で見て滑らかな層が形成されるような速度で適用される。下記のものを含む大抵のポリマー性基材に用いられる浸漬操作において、最適なコーティング速度は、０．６４ｃｍ／秒（０.２５インチ／秒）と５．１ｃｍ／秒（２.０インチ／秒）との間、好ましくは１ｃｍ／秒（０.５インチ／秒）と２．５ｃｍ／秒（１.０インチ／秒）との間の線形性除去速度であることがわかる。

溶媒の蒸発操作は、２５℃と、基礎となる基材のガラス転移温度（Ｔ_g）との間の温度で表面を維持するのに適切な加熱チャンバーを用いて行われ得る。好ましい温度は、５０℃から１２５℃である。上記の好ましい溶媒系に対して最も好ましいのは、７５℃から１１０℃の範囲である。

ポリマー前駆体を基材上に架橋させるために、紫外線源が用いられ得る。５０〜３００mW/cm²（好ましくは、１５０〜２５０mW/cm²）の照射密度を有する、９０〜３７５nm（好ましくは、３００〜３５０nm）の紫外線源を有する照射チャンバー中を３から７秒間移動させることが、望ましい。８から２０ｃｍ（３から９インチ）の長さを有するチャンバーにおいて、ガイドワイヤコアを０．６４から５．１ｃｍ／秒（１から２．５ｃｍ／秒）（０.２５から２.０インチ／秒（０.５から１.０インチ／秒））の速度でチャンバー中を通過させるのが適切である。電離放射線を用いる場合は、１から１００kRads/cm²（好ましくは、２０から５０kRads/cm²）の放射密度が、ポリマー性基材上の溶液または懸濁液に適用され得る。

得られたコーティングの優れた耐久性は、浸漬／溶媒除去／照射の工程を５回まで繰り返すことによって生じる。２から４回繰り返すのが好ましい。

（結合層）
外部ポリマー表面とガイドワイヤコアとの間にコーティングとして「結合（ｔｉｅ）」層を設けて、外部ポリマー表面とコアとの全体的な接着性を高めることがしばしば望ましいことが見い出された。もちろん、これらの材料は、他の製造工程の間、ガイドワイヤおよびその構成要素に用いられる種々の他の溶媒、洗浄剤、滅菌手法などに耐えられなければならない。

図１０は、金属コア(２０２)、ポリマー結合層(２０４)、および潤滑性コーティング(２０６)を備えた、代表的なガイドワイヤコアセクション(２００)を示す。このような結合層の材料の選択は、それらの機能性によって決定される。特に、材料は、外部ポリマーの潤滑性または親水性のコーティングに対する親和性またはテナシティに対して選択される。明らかに、結合層材料が可撓性と強度を有していなければならない。結合層は、種々の方法でガイドワイヤコア上に装着され得る。ポリマー性材料は、押出し成形可能であり得、加熱によってガイドワイヤ上に取り付ける収縮可能なチューブに成形され得る。結合層は、浸漬、スプレー、ポリマー性チューブの収縮被覆、または他の手法によって、ガイドワイヤコア上に装着され得る。非常に望ましい１つの手法は、融着可能なポリマー（例えば、ポリウレタン）のポリマー性チューブをガイドワイヤコア上に装着し、そして次に、ポリエチレンのような熱収縮チューブで被覆する工程を包含する。外側のチューブは収縮し、そして内側のチューブがガイドワイヤコア上に融着して、結合層を形成する。結合層は好ましくは、０．００１ｃｍ（０.０００４インチ）から０．００８ｃｍ（０.００３インチ）の厚みである。結合層ポリマーの溶融温度は、望ましくは、外側のチューブの熱収縮温度で融着するように適切に選択される。次いで、外側の収縮チューブは容易に剥離され、潤滑性コーティングによる処理のために露出された結合層が残される。

種々のナイロン類、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が、優れた結合層を形成することが見い出された。好ましくは、ポリウレタン（Ｓｈｏｒｅ８０Ａ−５５Ｄ）およびＰＥＴである。最も好ましくは、ポリウレタンである。異なる硬度を有する多数のポリウレタンのセクションを用いることもまた望ましい。例えば、遠位セクションは、Ｓｈｏｒｅ８０Ａポリウレタンの結合層を有し得、近位シャフトはＳｈｏｒｅＤ５５ポリウレタンであり得る。これらの材料は、硫酸バリウム、三酸化ビスマス、炭酸ビスマス、タングステン、タンタルなどの放射線不透過性材料を含有するように配合またはブレンドされ得る。

上記のように、結合層を付与する別の方法は、ガイドワイヤ上にチューブを熱収縮させることである。ガイドワイヤコアは、適切なサイズのチューブ内に容易に挿入される。このチューブは、いずれか一方の端部に少量の「コーキング（caulking）」をしばしば有し、流体または非滅菌の材料がチューブの下より浸入することからチューブを密閉する。チューブは、切断され、そしてサイズが十分な小ささになるまで加熱される。得られたチューブ結合層は、望ましくは、厚さが約０．００１ｃｍ（０.０００５インチ）と０．０３８ｃｍ（０.０１５インチ）との間である。より薄い層は、代表的には、ポリウレタンまたはPETから製造される。次に、潤滑性ポリマーの層は、収縮したチューブの外表面上に付与される。

ポリマー、好ましくは潤滑性、生体適合性、および親水性のポリマーをその後コーティングする前にガイドワイヤを調製または前処理するための別の手法は、プラズマ流を用いて炭化水素またはフルオロカーボン残基を堆積（ｄｅｐｏｓｉｔ）させることである。この手法は、以下のように行われる。すなわち、ガイドワイヤコアは、プラズマチャンバー内に配置し、そして酸素プラズマエッチングで洗浄する。次に、ガイドワイヤコアを、炭化水素プラズマに曝し、プラズマ重合された結合層をガイドワイヤコア上に堆積させて前処理を完了する。炭化水素プラズマは、メタン、エタン、プロパン、イソブタン、ブタンなどの低分子量（または気体の）アルカン；エテン、プロペン、イソブテン、ブテンなどの低分子量アルケン；テトラフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、トリフルオロクロロメタン、テトラフルオロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレンなどの気体状フルオロカーボンおよび他の同様な材料を包含し得る。これらの材料の混合物もまた受容可能である。結合層は、明らかに、外部親水性ポリマーコーティングに対するその後の共有結合のためのＣ−Ｃ結合を提供する。炭化水素のプラズマチャンバーへの好ましい流速は、５００ｃ．ｃ．／分から２０００ｃ．ｃ．／分の範囲であり、そしてチャンバー内にガイドワイヤを保持する時間は、選択された炭化水素およびプラズマチャンバー動作パラメータに応じて、１〜２０分の範囲である。プラズマチャンバーの電力は、２００Ｗから１５００Ｗの範囲に設定されるのが好ましい。

１０オングストロームオーダーの厚みを有するプラズマ生成炭化水素残基の結合層は、コアとコーティングとの間に堆積される。この工程では、代表的には、厚さが約１０００オングストローム未満、そしてより代表的には約１００オングストローム未満の炭化水素残基の層が形成される。結合層は、ガイドワイヤの大きさをほんの少ししか増加させずに、外部層をガイドワイヤコアへ効果的に結合させる。従って、本発明によって形成されるガイドワイヤでは、従来技術のガイドワイヤの有していた大きさおよび操作性の問題が解消される。

前処理されたガイドワイヤは、上記のような手法を用いてポリマーによりコーティングされ得る。例えば、前処理されたガイドワイヤは、光学活性親水性ポリマーシステム、すなわち、親水性ポリマーに共有結合した潜在性光反応性結合基の溶液中に浸漬され得る。乾燥後、コーティングされたガイドワイヤは、ＵＶ光に露光させることによって硬化される。ＵＶ光は、光学活性ポリマーシステム内の潜在性反応性基を活性化して、炭化水素残基の結合層内の架橋Ｃ−Ｃ結合と共有結合を形成する。浸漬および硬化の工程は、好ましくは何度も十分に繰り返し、代表的には２回繰り返して、適切な厚みの親水性コーティング層が達成される。

本発明の特に好ましい変形例の１つは、好ましくは直径０．０２５ｃｍ（０.０１０インチ）から０．０６４ｃｍ（０.０２５インチ）のステンレス鋼またはニチノール（登録商標）で形成された金属コアを有するガイドワイヤを伴う。ガイドワイヤの外表面は、光学活性結合剤に結合したポリアクリアミド／ポリビニルピロリドン混合物の生体適合性コーティングである。好ましいコーティングは、以下の実施例に記載のBio-MetricSystems PA03およびPV05（またはPV01）結合系の混合物から形成される。

この好ましい実施態様の光学活性親水性ポリマーシステムは、Ｂｉｏ−ＭｅｔｒｉｃＳｙｓｔｅｍｓＰＡ０３ポリアクリルアミド／結合剤システムと、Ｂｉｏ−ＭｅｔｒｉｃＳｙｓｔｅｍｓＰＶ０５ポリビニルピロリドンシステムとの混合物である。ポリアクリルアミドシステムは潤滑性を与え、そしてポリビニルピロリドンシステムは、潤滑性および耐久性のための結合を与える。２つのシステムの正確な割合はその適用に適するように変化し得る。しかし、これに代わるものとして、親水性生体適合性コーティングは、ポリアクリルアミド単独、ポリビニルピロリドン単独、ポリエチレンオキサイド、または当該分野において公知の任意の適切なコーティングであり得る。さらに、ヘパリン、アルブミン、または他のタンパク質のコーティングが、当該分野において公知の方法で、親水性コーティングを覆って堆積され、さらに生体適合性の特徴を与え得る。

ガイドワイヤまたは他の用具は、酸素プラズマエッチングの代わりにアルゴンプラズマエッチングを用いて洗浄され得る。プラズマ重合された結合層の厚さはまた、本発明の範囲を逸脱しない程度に様々であり得る。

以下の実施例は、本発明の物品および方法をさらに例示するものである。本発明はこれらの実施例に限定されない。

直径０．０４１ｃｍ（０.０１６インチ）のニチノール（登録商標）ガイドワイヤをPlasma Etch MK IIプラズマチャンバー内に配置し、そして酸素プラズマで１０分間洗浄した。２０００c.c.／分の速度で流れるメタンをチャンバー内に入れ、そして４００Wの電力設定で２分間チャンバーを作動して、炭化水素残基をワイヤの表面上に堆積させた。ワイヤの約２０ｃｍ（６インチ）を除くすべてを、６７％のBSIPV01および３３％のBSI PA03の混合物のポリビニルピロリドン／ポリアクリルアミド（PVP/PA）光架橋性溶液中に浸漬した。次に、コーティングしたガイドワイヤを乾燥し、そして、紫外線（３２５nm）に８秒間露光させた。浸漬、乾燥、および露光の工程を２回繰り返した。得られたワイヤは、湿ると潤滑性を帯び、０．０４６ｃｍ（０.０１８インチ）のＩＤカテーテルを通して引っ張るのに、コーティングされていないワイヤよりも少量の力しか必要としなかった。

直径０．０４１ｃｍ（０.０１６インチ）のニチノール（登録商標）ガイドワイヤをPlasma Etch MK IIプラズマチャンバー内に配置し、そして酸素プラズマで１０分間洗浄した。１５００c.c.／分の速度で流れるメタンをチャンバー内に入れ、そして６００Wの電力設定で５分間チャンバーを作動して、ワイヤの表面上の炭化水素残基内にメタンをプラズマ処理した。ワイヤの約２０ｃｍ（６インチ）を除くすべてを、５０％のBSIPV01および５０％のBSI PA03の混合物から本質的になるポリビニルピロリドン／ポリアクリルアミド（PVP/PA）光架橋性溶液中に浸漬した。次に、コーティングしたガイドワイヤを乾燥し、そして紫外線（３２５nm）に８秒間露光させた。浸漬、乾燥、および露光の工程を繰り返した。得られたワイヤは、湿ると潤滑性を帯び、０．０４６ｃｍ（０.０１８インチ）のＩＤカテーテルを通して引っ張るにコーティングされていないワイヤよりも少量の力しか必要としなかった。

直径０．０４１ｃｍ（０.０１６インチ）のニチノール（登録商標）ガイドワイヤをPlasma Etch MK IIプラズマチャンバー内に配置し、そして酸素プラズマで１０分間洗浄した。９００c.c.／分の速度で流れるエタンをチャンバー内に入れ、そして６００Wの電力設定で10分間チャンバーを作動して、炭化水素残基をワイヤの表面上に堆積させた。ワイヤの約２０ｃｍ（６インチ）を除くすべてを、３３％のBSIPV01および６７％のBSI PA03の混合物のポリビニルピロリドン／ポリアクリルアミド（PVP/PA）光架橋性溶液中に浸漬した。次に、コーティングしたガイドワイヤを乾燥し、そして紫外線（３２５nm）に８秒間露光した。浸漬、乾燥、および露光の工程を２回繰り返した。得られたワイヤは、湿ると潤滑性を帯び、０．０４６ｃｍ（０.０１８インチ）のＩＤカテーテルを通して引っ張るのにコーティングされていないワイヤよりも少量の力しか必要としなかった。

直径０．０３３ｃｍ（０.０１３インチ）のニチノール（登録商標）ガイドワイヤコアを洗浄し、そして壁厚０.００１５インチのポリウレタンチューブ(Shore80Aデュロメータ硬度）内に導入した。次いで、この組合せを熱収縮性ポリエチレンチューブ内に導入した。次いで、この２層チューブを１８０℃（３５０°Ｆ）から２００℃（４００°Ｆ）まで加熱し、そのためにポリエチレンチューブが収縮し、そしてポリウレタンチューブがワイヤコアに融着した。次いで、ポリエチレンチューブを剥離した。

次に、このポリウレタン−金属コアを上記のBio-Metric Systems PAO3/PAO5材料の８層でコーティングした。次いで、コーティングされたガイドワイヤに、潤滑性の喪失について反復試験を行った。試験は、水浴内に設置した０．０７１ｃｍ（０.０２８インチ）のＩＤカテーテル(長さ１５０cm）内にガイドワイヤを導入することを伴った。このカテーテルの遠位端は、血管網に似せたガラスの迷路に連結した。

次に、ガイドワイヤを距離２．５ｃｍ（１インチ）で特定の回数（この場合３０ストローク）往復させ、そして摩擦を測定した。このカテーテルの測定された摩擦を図１１に示す。摩擦の絶対値は示さない。摩擦が増大しないという事実が図１１からわかる。このことは、外部潤滑性層が試験の間に劣化されなかったことを示す。

本発明の好ましい実施態様を説明したが、様々な変更、適応、および改変が、本発明の精神および以下の請求の範囲から逸脱せずに行われ得ることが理解されるべきである。

本発明は、外科用器具に関する。これは、カテーテル内で使用するための複合型ガイドワイヤであり、そして被験体の体内の管腔系の標的部位に到達させために使用される。

本発明のガイドワイヤの主要な構成要素を示す略側面図（縮尺は一定せず）である。本発明による、高弾性合金の遠位部分を有する複合型ガイドワイヤの部分切取側面図である。図１の器具の遠位先端部の一実施態様を示す、部分切取側面図である。図１の器具の遠位先端部の第二の実施態様を示す、部分切取側面図である。Ａは、図１の器具の遠位先端部の第三の実施態様を示す、部分切取側面図である。

Ｂは、Ａに示す実施態様の部分切取頂面図である。
ＡおよびＢは、本発明のガイドワイヤの中間セクションの変形例を示す部分断面図である。編組み補強材を有するガイドワイヤを示す部分側面図である。本発明のガイドワイヤの中間セクションの接合部を示す部分側面図である。本発明のガイドワイヤに使用する合金の客観的選定基準を示す、Ｎｉ−Ｔｉ合金の代表的な応力−ひずみ図である。ガイドワイヤセクションの部分断面図である。本発明によって作製されたガイドワイヤの試験における摩擦を示すグラフである。

符号の説明

１００ガイドワイヤ
１０２、１４２近位セクション
１０４、１４６、１７０遠位セクション
１０６、１７２中間セクション
１０８、１７４、１７５コア
１１０端部キャップ
１１２ワイヤコイル
１１４、１２８ハンダ接合部
１１６、１５０、１８０ポリマー
１１８展性金属コーティング
１２０近位テーパー部分
１２２遠位テーパー部分
１２４遠位先端部
１２６金属性リボン
１３２内部コイル
１３６ポリマー接着体
１４０複合型ガイドワイヤ
１４４接合部
１４８遠位先端部
１７６、１７８中間セクション補強材
１７７編組み
１７９結合層
１９０テーパー接合部
１９２溝

Claims

カテーテルを体内管腔内で誘導するのに適したガイドワイヤであって、少なくとも近位セクションおよびテーパー状の遠位セクションを有する細長い可撓性のある金属ワイヤコア、および該テーパー状の遠位セクションの少なくとも一部分を被覆し、そして該コアに結合されている超弾性合金の管状編組みを備える、ガイドワイヤ。