JP2004526529A - 改良された先端チップ及び移行部を有するマイクロカテーテル - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
(発明の分野)
本発明は、概して、医療処置用の血管内カテーテルに関する。詳細には、本発明は、改良されたシャフト及び先端チップの設計を有する血管内カテーテルに関する。
【背景技術】
【0002】
(発明の背景)
血管内カテーテルは、非侵襲性を要する様々な医療処置において使用される。このような血管内カテーテルは、診断目的又は治療目的で使用することができる。通常は、挿入しやすく、その後に目指す目的部位へカテーテルを進めることができるような位置において、患者の血管系へカテーテルを挿入することにより、医師は、血管内カテーテルを使用して、遠隔的に医療処置を行うことができる。この方法により、冠状血管、脳血管、末梢血管を含む、患者の血管系におけるほぼすべての目的部位へ、遠隔的に到達させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
通常、カテーテルは、頸部や鼠径部近傍の血管等、好適な位置において、患者の血管系に挿入される。カテーテルの先端部が患者の血管内に挿入されると、医師は、カテーテルの基端部に長手方向への力を付与することにより、先端チップを前方へ付勢することができる。カテーテルが血管内を進む際の管路は蛇行していることが多いため、カテーテルは、方向転換を余儀なくされることが多い。場合によっては、カテーテルは90度以上曲がることが求められることもある。カテーテルに患者の蛇行する血管系を進ませるためには、血管内カテーテルは、特に先端部近傍が、可撓性に富んでいることが望ましい。
【0004】
挿入部位と目的部位の間の距離は、100cmを越えることが多い。また、挿入部位における血管の内径は、2cm未満であることが多く、目的部位の血管の内径は0.5cm未満であることが多い。従って、血管内カテーテルは、比較的長く、かつ、細くなければならない。さらに、患者の蛇行する血管系を進むためには、血管内カテーテルが可撓性に富んでいなければならない。また、血管組織に損傷を与える可能性を最小限にするためには、血管内カテーテルは、比較的柔らかいことも求められる。
【0005】
血管内カテーテルは、通常、放射線不透過性の部分を有しており、X線透視を行いつつ、患者の血管系内を案内される。このように、医師は、カテーテル基端部を操作して、その操作に対応するカテーテル先端部の動きを、X線透視を用いて監視することができる。従って、カテーテルが血管の挿入部位から目的部位へ進む際に、医師がカテーテルの進み具合をはっきりと監視できるように、血管内カテーテルは、その全長にわたって、特にその先端部の放射線透過度が十分に低くなっていることが望ましい。
【0006】
血管内カテーテルが患者の血管系内を進んで、その先端部が目的部位に近づくと、カテーテルを様々な診断目的及び/又は治療目的のために使用することができる。診断技術及び治療技術では、カテーテルを介して流体を注入しなければならないことが多い。例えば、診断目的で、放射線透視による視認性をより高めるために、カテーテルを介して放射線不透過性の造影剤を注入したり、治療目的で、薬剤の溶液(即ち、薬物)を目的部位に注入することが求められる。
【0007】
また、脳内の血管は、その内径が3mm未満であることが多い。従って、これらの血管内で使用される血管内カテーテルは、カテーテルが容易に血管内に収まるような外径を有していることが望ましい。脳内血管の管路は蛇行状態が激しく、かつこれらの血管は比較的脆弱である。従って、カテーテルの先端部は、神経系の血管に合う大きさを有し、外傷を与えないことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0008】
(発明の要約)
本発明は、複数の改良を施したシャフト及び先端チップを組み込んだ独特の血管内カテーテルからなる。本発明の好ましい実施例においては、カテーテルは、基端部と先端部とルーメンとを有するシャフトを備える。通常、基端部にはハブが設けられ、先端部には先端チップが設けられる。シャフトは、インナーライナ、第2の層、第3の層、第4の層を含む、複数の層からなるようにしてもよい。
【0009】
第2の層は、シャフト基端部から先端側の末端部までのインナーライナ上に配置してもよい。先端側の末端部は、先端部から約4mmの部分としてもよい。先端側の末端部とシャフト先端部の間に第2の層が存在しないことにより、カテーテルの材質の性質が向上する。例えば、シャフトは、先端部近傍において、より可撓性を有するように、又は、概してより柔らかくなるようにしてもよく、熱形成がより容易となるようにしてもよい。
【0010】
第3の層は、第2の層上に配置してもよく、好ましくは、第2の層上に巻回され、コイル状をなす。このコイル状の層には、シャフト先端部近傍において、単一巻線領域を設けてもよい。単一巻線領域とは、長さ方向の軸にそって第2の層の周囲に巻回される一重の層として理解されたい。コイル状の層は、さらに、シャフト基端部近傍において、複数巻線領域を有し、この領域においては、長さ方向の軸に沿って第2の層の周囲に複数回、巻回される。
【0011】
第4の層は、第3の層上に配置され、テーパ部を備えてもよい。好ましくは、テーパ部により、シャフトの先端部近傍において、シャフトの径が縮小される。径の縮小は、カテーテルの用途に合った大きさに縮小することができる。例えば、比較的細い血管の治療等に使用される場合には、概ね小径の先端チップを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
(好ましい実施例の詳細な説明)
以下の説明は、図面を参照して読まれるべきである。なお、各図面においては、類似する要素については、類似する符号を付す。詳細な説明及び図面は、選択された実施例を説明するものであり、本発明をそれらに限定するものではない。
【0013】
図1は、本発明の好ましい実施例における、改良されたシャフトと、先端チップと、改良された移行部とを有する血管内カテーテル10の平面図を示す。血管内カテーテル10は、基端部14及び先端部16を有するシャフト12を備える。シャフト12の基端部14には、通常、ハブ18が配置され、シャフト12の先端部16には、形状が変化し得る延伸部分を有する先端チップ20が配置される。シャフト12は、図2において最もよく示されるように、ルーメン22をさらに備える。ルーメン22は、ガイドワイヤルーメン及び/又は輸液ルーメンとしてもよい。ルーメン22は、外径が約0.010〜0.014インチ(約0.254〜0.3556mm)であるガイドワイヤルーメンに合うような径を有するようにしてもよい。
【0014】
シャフト12は、インナーライナ24を含む複数の層からなる。好ましくは、インナーライナ24は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる。他の装置や流体がカテーテル10中を通る通路としての、滑らかで低摩擦の表面を形成することができることから、ポリテトラフルオロエチレンは、好ましい材料であるといえる。別例においては、インナーライナ24は、熱可塑性プラスチック、高性能エンジニアリング樹脂、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、ポリマー、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリスルホン、ナイロン、パーフルオロプロピルビニルエーテル(PFA)等の材料からなるようにしてもよいが、材料はこれらに限定されるものではない。
【0015】
インナーライナ24は、マンドレル上に押出成形により形成してもよい。押出成形により、インナーライナ24は約135〜200cmの長さにわたって厚さが約0.0005〜0.00125インチ(約0.0127〜0.03175mm)、直径が約0.0175〜0.019インチ(約0.4445〜0.4826mm)となるようにしてもよい。別例においては、インナーライナ24は、マンドレル上に積層成形により形成してもよい。例えば、マンドレルは、ニチノールからなり、直径が約0.0165インチ(約0.4191mm)であってもよい。当業者にとっては、本発明の複数の実施例において、インナーライナ24を形成するのに、種々の方法や適した装置を選択できることが理解されるであろう。
【0016】
第2の層26は、インナーライナ24上に配置される。第2の層26は、ポリエーテルブロックアミド(PEBA)からなる。ポリエーテルブロックアミドとしては、米国ペンシルバニア州バーズボロ(Birdsboro) のアトケムポリマーズ社(Atochem Polymers)製のPEBAX(登録商標)として販売されるものがある。第2の層26は、PEBAX55で形成し、直径が約0.0185〜0.022インチ(約0.4699〜0.5588mm)、長さが約132〜200cmとなるようにしてもよい。
【0017】
第2の層26は、シャフト12の基端部14から先端側の末端部28に延びる。先端側の末端部28は、先端チップ20の形状が変化し得る延伸部分と等しい距離又はそれより長い距離分だけ、先端部16の後方に配置される。例えば、先端側の末端部28は、求められる可撓性や形状が変化し得る延伸部分に応じて、先端部16から4mm〜3cmのところに位置するようにしてもよい。先端側の末端部28とシャフト12の先端部16との間に第2の層26が存在しないことによって、カテーテル10の材質の性質が向上する。例えば、シャフト12は、先端部16の近傍がより可撓性を有するように、又は概ね柔らかくしたり、及び/又は熱成形技術により、より形状が変化し易くなるようにしたりしてもよい。
【0018】
第2の層26は、外層26をシャフト12の先端部16近傍に固定し、シャフト12の基端部14まで積層して形成してもよい。あるいは、押出成形により、第2の層26をインナーライナ24上に配置してもよい。
【0019】
第3の層30は、第2の層26上に配置される。第3の層30は、ステンレス鋼、金属、ニッケル合金、ニッケルチタン合金、ポリマー、ラウンドワイヤ、フラットワイヤ、磁気共鳴映像法に適した金属、これらの組み合わせ等の材料で形成されるコイルからなるようにしてもよい。なお、形成材料はこれらに限定されるものではない。磁気共鳴映像法に適した金属とは、非磁性あるいは非鉄の金属を意味する。
【0020】
第3の層30は、さらに、単一巻線領域32を先端部16近傍に備える。コイルは、その長さ方向ほぼ全体にわたって、第2の層26の周囲に巻回されてもよい。単一巻線領域42とは、第2の層26の周囲において、その長さ方向の軸に沿って、コイル状に巻回されて単一の層を形成するものとして理解されるべきである(例えば、外径が0.0125インチ(約0.3175mm)となるステンレス鋼のラウンドワイヤ)。第3の層30は、さらに、複数巻線領域42をシャフト12の基端部14近傍に備えてもよい。複数巻線領域42では、コイルは、第2の層26の周囲において、その長さ方向の軸に沿ったある特定の点において、複数回、巻回される。
【0021】
単一巻線領域32は、さらに、第1のピッチ領域34と第2のピッチ領域36を備える。第1のピッチ領域34は、1巻回あたり約0.050〜0.004インチ(約1.27〜0.1016mm)のピッチを有する。第2のピッチ領域36は、1巻回あたり約0.020〜0.002インチ(約0.508〜0.0508mm)のピッチを有する。なお、本発明の精神及び範囲内において、第1のピッチ領域34及び第2のピッチ領域36のピッチの値を変更することは可能である。例えば、第1のピッチ領域34及び第2のピッチ領域36におけるピッチの値はほぼ等しくてもよい。
【0022】
第3の層30の先端部38は、放射線不透過性のマーカ40に固定してもよい。放射線不透過性のマーカ40は、医療処置中において、透視モニタ上に明るく画像が映し出されることが好ましい。明るい画像が映し出されることにより、カテーテル10の使用者は、シャフト12の先端部16の位置を判断しやすくなる。放射線不透過性のマーカ40は、金、プラチナ、放射線不透過性の充填剤を組み込んだプラスチック材料等の多くの放射線不透過性の材料で形成することができる。なお、形成材料はそれらに限定されるものではない。カテーテル10は、さらに、別の放射線不透過性のマーカを備えるようにしてもよい。
【0023】
第4の層44は、第3の層30上に配置され、ポリエーテルブロックアミド(PEBA)からなる。あるいは、第4の層44は、ポリマー及び金属を含む、上述したのと同様の材料からなるようにしてもよい。第4の層44は、約135〜200cmの長さを有するようにしてもよい。
【0024】
第4の層はさらに、基端部46と、先端部48と、第1の中央部49と、第2の中央部50とを備える。第4の層44の各部は、ポリエーテルブロックアミドからなるようにしてもよい。各部のデュロメータ硬度は、異なっていてもよい。先端部48においては、柔らかく、かつ外傷を与えないようなチップを維持するために、デュロメータ硬度の低いポリマー(例えばPEBAX2533)が材料として好ましい。基端部46においては、押圧性が必要であるため、デュロメータ硬度の高いポリマー(例えばPEBAX7233)が材料として好ましい。第1の中央部49及び第2の中央部50は、基端部46から先端部48への移行をスムーズにする。例えば、第1の中央部49をPEBAX4033で、第2の中央部50をPEBX5533で形成してもよい。一般的に、デュロメータ硬度は、基端部46から先端部48に向かって低くなる。あるいは、第4の層を、対向する端部においてデュロメータ硬度が異なるような、単一の部分により構成されるようにしてもよい。
【0025】
第4の層44は、テーパ部52をさらに備える。テーパ部52により、シャフト12はその直径が先端部16近傍において縮小される。テーパ部52により、シャフト12の直径を様々な度合いに縮小することができる。第4の層44の外径は、基端部46の近傍においては約0.026〜0.035インチ(約0.6604〜0.889mm)、先端部48においては約0.021〜0.026インチ(約0.5334〜0.6604mm)となるようにしてもよい。テーパ部52から先端部16にかけてのシャフト12の外径は、概して細い血管への挿入に適切な大きさであることが好ましい。例えば、先端部16は、シャフト12を冠状血管や末梢血管、神経系の血管へ容易に挿入できるような大きさとすることができる。
【0026】
第4の層44は、熱融着を用いて第3の層30上に配置され、押出成形により、異なるチューブ部分46,48,49,50を有するようにしてもよい。あるいは、第4の層44は、積層成形により、第3の層30上に配置してもよい。
【0027】
シャフト12の先端部16における層の組み合わせにより、患者の血管を損傷しないようなレベルの可撓性が備えられる。本実施例においては、先端チップ20は外傷を与えなく、かつ形状変化が可能なチップからなる。さらには、先端チップ20の形状が変化し得る延伸部分は、例えばスチームによる、ヒートセットを用いて形成してもよい。
【0028】
図3は、基本的にはシャフト12に類似するが、第2の層26に改良を加えた、別例のシャフト112の拡大図を示す。第2の層126は、シャフト112の基端部14から先端側の末端部128に向けて延びる。第2の層126は、第2の部分56をさらに備える。好ましくは、第1の部分54は、シャフト112の基端部14から先端側の末端部128に向けて延びており、図2に示す第2の層26とほぼ類似している。第2の部分56は、先端側の末端部128からシャフト12の先端部16に向けて延びていることが好ましい。先端側の末端部128は、先端チップ20の形状が変化し得る延伸部分と等しい距離もしくはそれよりも長い距離分だけ、シャフト112の先端部16から後方に配置される。なお、第1の部分54及び第2の部分56のデュロメータ硬度は異なる。例えば、第1の部分54(例えばPEBAX5533Dからなる)は、第2の部分56(例えばPEBAX2533Dからなる)よりも、概して高いデュロメータ硬度を有する。
【0029】
シャフト112は、上述されたシャフト12とほぼ同様に製造することができる。当業者にとっては、本発明の複数の実施例において、他の製造方法が選択可能であることが理解されるであろう。
【0030】
図4は、基本的にはシャフト12に類似するが、第4の層44に改良を加えた、別例のシャフト212の拡大図を示す。第4の層144は、第3の層30上に配置される。第4の層144は、基端部146と先端部148とをさらに備える。好ましくは、第4の層144は、対向する端部が異なるデュロメータ硬度を有する、PEBAの単一層からなる。例えば、基端部146のデュロメータ硬度は、先端部148のデュロメータ硬度よりも高い。第4の層144は、斜状に押出成形することにより、第3の層30上に配置することができる。傾斜押出成形については、センテル(Centell) らによる米国特許出願第09/430,327号に記載されている。要約すると、傾斜押出成形とは、材質の性質(例えばデュロメータ硬度)がスムーズに移行するように、異なるデュロメータ硬度のポリマーを対象物上に配置する技術である。例えば、第4の層144を斜状に拡散させることにより、基端部146(例えばPEBAX7233からなる)近傍においてはデュロメータ硬度が概して高く、先端部148(例えばPEBAX2533からなる)近傍においてはデュロメータ硬度が概して低くなるようにしてもよい。加えて、第4の層144を斜状に拡散させるによって、基端部146から先端部148にかけて、デュロメータ硬度がほぼ漸次的に低くなることになる。
【0031】
好ましい実施例においては、シャフト212は、上述されたシャフト12とほぼ同様に製造することができる。当業者にとっては、本発明の複数の実施例において、他の製造方法を選択可能であることが理解されるであろう。
【0032】
本明細書に記載された発明の数々の効果については、前記説明に記載されている。しかしながら、本願に開示されている事項は、多くの点において、単に例示的なものであることは理解されるべきである。構成に変更を加えることは可能であり、特に、形状、大きさ、工程の配置については、本発明の範囲内において、変更可能である。本発明の範囲は、当然ながら、請求項に記載された文言において定義される。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の好ましい実施例における、改良されたシャフトと、先端チップと、移行部とを有する血管内カテーテルの平面図。
【図2】図1に示す血管内カテーテルのシャフトを示す拡大断面図。
【図3】図1に示す血管内カテーテルの別例におけるシャフトを示す拡大断面図。
【図4】図1に示す血管内カテーテルの、他の別例におけるシャフトを示す拡大断面図。
Claims (41)
- 基端部と、先端部と、先端チップとを有する長尺状をなすシャフトを備える血管内カテーテルにおいて、
前記長尺状のシャフトが、
インナーライナと、
前記インナーライナ上に配置され、シャフトの基端部から先端側の末端部に向けて延びる第2の層と、
第2の層上に配置される第3の層と、
第3の層上に配置され、基端部及び先端部を有する第4の層とを備える血管内カテーテル。 - 前記先端チップが形状変化が可能な延伸部分を有し、先端側の末端部が、その形状変化可能な延伸部分と等しい距離又はそれよりも長い距離分だけ、シャフトの先端部から後方に配置される請求項1に記載のカテーテル。
- 前記先端側の末端部がシャフトの先端部から約4mmの位置に配置される請求項2に記載のカテーテル。
- 前記先端チップの形状がヒートセットにより形成される請求項3に記載のカテーテル。
- 前記先端チップの形状がスチームによるヒートセットを用いて形成される請求項4に記載のカテーテル。
- 前記インナーライナがポリテトラフルオロエチレンからなる請求項3に記載のカテーテル。
- 前記第2の層がポリエーテルブロックアミドからなる請求項3に記載のカテーテル。
- 前記第3の層がコイルからなる請求項3に記載のカテーテル。
- 前記コイルがステンレス鋼からなる請求項8に記載のカテーテル。
- 前記コイルがニッケル合金からなる請求項8に記載のカテーテル。
- 前記コイルが非鉄金属からなる請求項8に記載のカテーテル。
- 前記第4の層がポリエーテルブロックアミドからなる請求項3に記載のカテーテル。
- 前記シャフトの先端部が、その基端部の外径よりも小さい外径を有する請求項3に記載のカテーテル。
- 前記シャフトの先端部が、その基端部のデュロメータ硬度よりも低いデュロメータ硬度を有する請求項3に記載のカテーテル。
- 放射線不透過性のマーカをさらに備える請求項3に記載のカテーテル。
- 前記第3の層の先端部が、放射線不透過性のマーカにより固定される請求項15に記載のカテーテル。
- 前記第2の層がさらに第2の部分を備える請求項3に記載のカテーテル。
- 前記第2の部分が、先端側の末端部とシャフトの先端部との間におけるインナーライナに配置される請求項17に記載のカテーテル。
- 基端部と、先端部と、形状変化可能な延伸部分の先端チップとを有する長尺状をなすシャフトを備える血管内カテーテルにおいて、
前記長尺状のシャフトが、
インナーライナと、
前記インナーライナ上に配置される第2の層と、同第2の層はシャフトの基端部から先端側の末端部に延び、同先端側の末端部は、先端チップの形状変化可能な延伸部分と等しい距離又はそれよりも長い距離の分だけ、シャフトの先端部から後方に配置されることと、
第2の層上に配置され、シャフト先端部近傍に単一巻線領域を有し、シャフト基端部近傍に複数巻線領域を有する第3の層と、
第3の層上に配置され、基端部及び先端部を有し、基端部におけるデュロメータ硬度が、先端部におけるデュロメータ硬度よりも高い第4の層とを備える血管内カテーテル。 - 前記先端側の末端部がシャフトの先端部から約4mmの位置に配置される請求項19に記載のカテーテル。
- 前記先端チップの形状がヒートセットにより形成される請求項20に記載のカテーテル。
- 前記先端チップの形状がスチームによるヒートセットを用いて形成される請求項21に記載のカテーテル。
- 前記インナーライナがポリテトラフルオロエチレンからなる請求項21に記載のカテーテル。
- 前記第2の層がポリエーテルブロックアミドからなる請求項21に記載のカテーテル。
- 前記第3の層がコイルからなる請求項21に記載のカテーテル。
- 前記コイルがステンレス鋼からなる請求項25に記載のカテーテル。
- 前記コイルがニッケル合金からなる請求項25に記載のカテーテル。
- 前記第3の層が非鉄金属からなる請求項25に記載のカテーテル。
- 前記第4の層がポリエーテルブロックアミドからなる請求項21に記載のカテーテル。
- 前記シャフトの先端部が、その基端部の外径よりも小さい外径を有する請求項21に記載のカテーテル。
- 放射線不透過性のマーカをさらに備える請求項21に記載のカテーテル。
- 前記第3の層の先端部が、放射線不透過性のマーカにより固定される請求項31に記載のカテーテル。
- 前記第2の層がさらに第2の部分を備える請求項21に記載のカテーテル。
- 前記第2の部分が、先端側の末端部とシャフトの先端部との間におけるインナーライナに配置される請求項33に記載のカテーテル。
- マンドレルを準備する工程と、
インナーライナをマンドレル上に押出成形する工程と、前記インナーライナにより、シャフトに基端部、先端部、形状変化可能な先端チップが設けられることと、
前記インナーライナ上に、先端側の末端部から基端部にかけて第2の層を積層する工程と、同先端側の末端部は、先端チップの形状変化可能な延伸部分と等しい距離又はそれよりも大きい距離分だけ、シャフトの先端部から後方に配置されることと、
第3の層を第2の層上に配置する工程と、
第4の層を第3の層上に押出成形する工程と、同第4の層は基端部及び先端部を有し、基端部におけるデュロメータ硬度は第2の端部におけるデュロメータ硬度よりも高いことと、
マンドレルを除去する工程とからなるカテーテルの製造方法。 - 第2の層をインナーライナ上に配置する工程が、インナーライナ上に第2の部分を配置することをさらに含む請求項35に記載の方法。
- 第4の層を第3の層上に押出成形する工程が、第4の層にテーパ部を形成し、シャフト先端部の外径が、シャフト基端部の外径よりも小さくなることをさらに含む請求項35に記載の方法。
- 第4の層を第3の層上に押出成形する工程が、傾斜押出成形を用いる請求項35に記載の方法。
- 前記第3の層の先端部が、放射線不透過性のマーカにより固定される請求項35に記載の方法。
- インナーライナに第2の層を積層する工程が、先端側の末端部とシャフトの先端部との間において、インナーライナ上に第2の部分を配置することをさらに含む請求項35に記載の方法。
- 基端部と、先端部と、先端チップとを有する長尺状をなすシャフトを備える血管内カテーテルにおいて、
同長尺状をなすシャフトが、
インナーライナと、
インナーライナ上に配置され、シャフト基端部から先端側の末端部に延びる第2の層と、
先端側の末端部から基端部へ延びる第2の部分と、
第2の層上に配置される第3の層と、
第3の層上に配置され、基端部及び先端部を有する第4の層とを備える血管内カテーテル。
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