JP2023149728A

JP2023149728A - カテーテル

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Publication number: JP2023149728A
Application number: JP2022058465A
Authority: JP
Inventors: 智往村田; Tomoyuki Murata; 健一堀場; Kenichi Horiba
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2023-10-13

Abstract

【課題】引張伸び性および引張強度を両立させることができるとともに、肉厚がより薄いＰＴＦＥチューブを内層に備える、カテーテルを提供する。【解決手段】カテーテル６０は、肉厚が０．００５～０．０４ｍｍであって、内径が０．３～２．５ｍｍであって、３５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブを内層に備える。【選択図】図２

Description

本発明は、カテーテルに関する。

従来から、生体管腔内の治療等を行うためにカテーテルが用いられている。このカテーテルは、経皮的に体内に挿入して、血管を経由して病変箇所まで到達させる。カテーテル内部には、ガイドワイヤが通過したりや薬液が注入されたりするため、内径は大きく、患者への侵襲性の低下のため、外径は小さくすることが求められている。換言すれば、カテーテルを構成する各層の肉厚は、できるだけ小さくすることが望ましい。

一般的に、カテーテルは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブからなる内層と、内層の外周に設けられ樹脂層からなる外層と、を有する。このようなカテーテルは、銅線などの芯線にＰＴＦＥを被覆して、その上に外層を形成した後に、芯線を引き抜くことによって、製造される。具体的には、芯線上をＰＴＦＥチューブで覆って被覆する方法があるが、ＰＴＦＥチューブは、芯線を挿通された状態で延伸されることで縮径されて芯線に密着する。このため、ＰＴＦＥチューブには、延伸するための伸び性と延伸に耐える引張強度が必要となる。

例えば下記の特許文献１には、薄肉で引張強度が大きいチューブを得るために、ペースト押出成形後に、チューブ長手方向に延伸して薄肉化する方法が開示されているが、特許文献１の方法では、ＰＴＦＥチューブの引張強度が大きくなる代わりに、引張伸び性が低下する。

また、特許文献２には、引張伸び性および引張強度を両立させることを目的としたＰＴＦＥチューブが開示されている。

特開２００４－３４０３６４号公報特許第６２４４４９０号

本発明者らは、上述した特許文献２に記載のＰＴＦＥチューブよりも肉厚の薄いＰＴＦＥチューブを得るべく鋭意検討した結果、本発明に至った。

すなわち、本発明は、引張伸び性および引張強度を両立させることができるとともに、肉厚がより薄いＰＴＦＥチューブを内層に備える、カテーテルを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係るカテーテルは、肉厚が０．００５～０．０４ｍｍであって、内径が０．３～２．５ｍｍであって、３５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブを内層に備える。

また、上記目的を達成する本発明に係るカテーテルは、肉厚が０．００５～０．０４ｍｍであって、内径が０．３～２．５ｍｍであって、４５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレンチューブを内層に備える。

上記のように構成したカテーテルによれば、引張伸び性および引張強度を両立させることができるとともに、肉厚がより薄いＰＴＦＥチューブを内層に備える、カテーテルを提供することができる。

本実施形態に係るカテーテルを示す概略図である。本実施形態に係るカテーテルの先端部分を拡大して示す軸方向断面図である。肝動脈化学塞栓術において、カテーテルおよびガイドワイヤを進めている様子を模式的に示す図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１、図２を参照して、本実施形態に係るカテーテル６０の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るカテーテル６０を示す概略図である。図２は、本実施形態に係るカテーテル６０の先端部分を拡大して示す軸方向断面図である。

本明細書の説明では、カテーテル６０のシャフト部７０が延伸する長手方向（図１中の左右方向）を軸方向と定義し、各図において矢印Ｘで示す。軸方向に直交する方向を径方向と定義し、図２において矢印Ｒで示す。カテーテル６０において生体内（血管内）に挿入される側を先端側（遠位側、図１中の左側）と定義し、各図において矢印Ｘ１で示し、先端側と反対側に位置する手元での操作がなされる側を基端側（近位側、図１中の右側）と定義し、各図において矢印Ｘ２で示す。本明細書において先端部とは、先端（最先端）から軸方向における一定の範囲を含む部分を意味し、基端部とは、基端（最基端）から軸方向における一定の範囲を含む部分を意味するものとする。

カテーテル６０は、図１、図２に示すように、内腔７１を有するシャフト部７０と、シャフト部７０の基端部に取り付けられたカテーテルハブ１１０と、シャフト部７０およびカテーテルハブ１１０の連結部付近に設けられる耐キンクプロテクタ（ストレインリリーフ）１１５と、を有する。なお、カテーテル６０は、図１の形態に限定されず、耐キンクプロテクタ１１５を備えていなくてもよい。

例えば、図３に示すように、肝動脈化学塞栓術（ＴＡＣＥ：Ｔｒａｎｃｅｃａｔｈｅｔｅｒａｒｔｅｒｉａｌｃｈｅｍｏｅｍｂｏｌｉｚａｔｉｏｎ）は、肝臓９０の動脈９１からさらに腫瘍９２の近くまでカテーテル６０を進め、抗がん剤や塞栓物質を注入して腫瘍を選択的に壊死させる治療方法である。この肝動脈化学塞栓術において、カテーテル６０はガイドワイヤ１０と一体化されて使用される。

シャフト部７０は、図１に示すように、略円形の断面を備え、生体内に導入可能な長尺状に構成される。

シャフト部７０は、図２に示すように、軸方向に延在する内腔７１が形成された可撓性を有する管状の部材として構成している。シャフト部７０の長さは、適用する血管の位置、太さ等の症例によってもその好ましい値は異なるが、例えば、７００ｍｍ～２０００ｍｍ程度に設定され、好ましくは、１０００ｍｍ～１５００ｍｍ程度に設定される。シャフト部７０の外径（太さ）は、適用する血管の位置、太さ等の症例によってもその好ましい値は異なるが、例えば、０．４ｍｍ～３．０ｍｍ程度に設定され、好ましくは、０．５ｍｍ～１．１ｍｍ程度に設定され、さらに好ましくは、０．８５ｍｍ～０．９９ｍｍ程度に設定される。

シャフト部７０は、図２に示すように、管状の内層７２と、内層７２の外表面を被覆するように配置された外層７３と、を有する。シャフト部７０の先端部の一部には、内層７２と外層７３との間にＸ線不透過性を有する材料によって形成された造影部７４が配置されている。シャフト部７０の先端に柔軟性を付加するための先端チップ（不図示）が設けられていてもよい。シャフト部７０は、造影部７４が形成された部分よりも基端側に線材を編組して形成された補強体７５が設けられている。

内層７２は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブから構成される。この構成によれば、内面の摩擦抵抗を小さくすることが可能になるため、カテーテル６０の使用時にシャフト部７０の内腔７１に挿入されるガイドワイヤ１０の操作性を向上させることができる。

本実施形態では、ＰＴＦＥチューブの肉厚は、０．００５～０．０４ｍｍであり、好ましくは、０．０１０～０．０２０ｍｍである。また、本実施形態では、ＰＴＦＥチューブの内径は、挿入するガイドワイヤ１０の太さ、適用する血管の位置、太さ等の症例によってもその好ましい値は異なるが、例えば、０．３ｍｍ～２．５ｍｍ程度に設定され、好ましくは、０．４ｍｍ～０．８ｍｍ程度に設定され、さらに好ましくは、０．６８ｍｍ～０．７２ｍｍ程度に設定される。

また、本実施形態のＰＴＦＥチューブでは、肉厚が外径に対して５％～１０％である。カテーテル６０の層の一部として使用したときに、肉厚が薄いことで、カテーテル６０の機能を妨げることなくカテーテルの細径化に貢献できる。

本発明のＰＴＦＥチューブは、３５０％以上の引張破断伸びを示す。より好ましくは４５０％以上の引張破断伸びを示すものである。引張破断伸びとは、２３℃±２℃の周囲環境下において、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで測定したときの、破断するまでのチューブの伸びを意味する。

本発明のＰＴＦＥチューブは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上である。３７０℃±５℃の融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上のチューブにすることでチューブ変位量が１０ｍｍのときの引張強度が５０Ｎ／ｍｍ^２以上、またはチューブ変位量が２０ｍｍのときの引張強度が７０Ｎ／ｍｍ^２のチューブを得ることができる。

本発明でいう引張強度とは、引張試験において、引張初期の、チューブ変位量（伸び量）が１０ｍｍのとき、または２０ｍｍのときの引張強度のことを指す。

以下、本発明の実施形態のＰＴＦＥチューブの構成について詳しく述べる。

成形用のＰＴＦＥパウダーは、ファインパウダーとモールディングパウダーの二種類がある。本実施形態で使用するのは、乳化重合によって得られるファインパウダーである。ファインパウダーは、せん断応力をかけるとフィブリル化を伴って変形する性質を持っており、この性質を利用したのがペースト押出成形である。ペースト押出成形は、一般に助剤（潤滑剤）と呼ばれる有機溶剤と混合して圧縮し、予備成形体を作成して、それを押出機を用いて成形温度７０℃以下で押出して成形する方法である。フィルム、チューブ、電線被覆材料などの成形に用いられる。

本実施形態で使用するＰＴＦＥは、テトラフルオロエチレン（以下、「ＴＦＥ」と言う）のホモポリマーであっても良いし、変性ＰＴＦＥであっても良い。変性ＰＴＦＥは、ＴＦＥと少量のＴＦＥ以外の単量体とを重合させたものである。少量のＴＦＥ以外の単量体は、例えば、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）などが挙げられる。変性ＰＴＦＥを用いることで、成形品の耐熱性や、耐摩耗性、耐屈曲性などを変えることができるが、これに限られない。

ＰＴＦＥファインパウダーは、平均粒径が０．２～０．５μｍの一次粒子が凝集して平均粒径４００～７００μｍの二次粒子を形成しているものが一般的である。本発明の実施形態では、平均二次粒径４００～６００μｍのファインパウダーを使用する。

助剤は、ＰＴＦＥファインパウダーに添加することによりペースト化して押出すことを可能にするもので、本実施形態で使用する助剤は、潤滑性が高い有機溶剤を用いることが好ましい。ＰＴＦＥファインパウダーに助剤を添加した後、押出機で金型を通してチューブに成形するが、成形中に助剤が揮発すると安定した成形が困難になり好ましくない。本発明の実施形態で使用する助剤は初留点（ＩＢＰ）が１５０℃以上のものが好ましい。ＰＴＦＥファインパウダーと助剤をチューブに成形後、チューブを焼成する前に、助剤を揮発させて除去する。このとき助剤を確実に除去できるように、助剤のＩＢＰは２５０℃以下であることが好ましい。潤滑性が高く、ＩＢＰが１５０～２５０℃の有機溶剤として、石油系溶剤が特に好ましく用いられる。

従来のペースト押出しで用いられる助剤は、ＰＴＦＥの界面張力と助剤の界面張力の差が小さいものが用いられてきた。しかし、本発明の実施形態で使用する助剤は、界面張力が、ＰＴＦＥの界面張力１８．５ｍＮ／ｍよりも４ｍＮ／ｍ以上高いことが好ましい。助剤の界面張力が高いことでＰＴＦＥ粒子間を移動しにくく、粒子表面に留まり易くなると考えられる。ＰＴＦＥペースト押出では、押出時にＰＴＦＥ粒子同士が金型内で摺れる際に、粒子表面がフィブリル化し、そのフィブリル同士が絡み合うことで、変形しにくくなり押出圧力が上昇する。このとき、粒子間に助剤が存在することによって、ＰＴＦＥ粒子間の絡み合いを抑え、押出圧力の上昇が抑えられる。

ＰＴＦＥチューブの肉厚を０．００５～０．０４ｍｍ、または、肉厚が外径に対して５％～１０％のチューブにするためには、金型内の樹脂が流れる流路が極めて狭く、高ＲｅｄｕｃｔｉｏｎＲａｔｉｏ（リダクション比とも呼ばれる。以下、「ＲＲ」と言う。）の条件で行うことになる。高ＲＲの条件では、ＰＴＦＥ粒子と金型の内壁およびＰＴＦＥ粒子間に生じるせん断力が大きくなる。ＰＴＦＥ粒子に急激に大きなせん断応力がかかると、ＰＴＦＥ粒子の大部分が一気にフィブリル化し、押出圧力が高くなる。ダイ内部では乱流状態になり、オーバーシェアとなる。オーバーシェアの状態で成形されたチューブには、表面荒れ、チューブ内部の歪み、キズなどが発生する。さらに、押出圧力が高くなりすぎ、押出機の能力範囲を超えると、押出不可能となる。本発明の実施形態では、助剤がＰＴＦＥ粒子間に留まることで、ＰＴＦＥ粒子間およびＰＴＦＥ粒子と金型の内壁との間のせん断力を低減させる効果が高く、ＰＴＦＥの急激過ぎるフィブリル化と押出圧力の上昇を抑えることが可能になる。そのため、成形品内外部の欠陥が少ないチューブを得ることが可能であり、３５０％以上の引張破断伸びを有するにも関わらず、引張強度が大きいチューブが得られる。また、引張破断伸びは４５０％以上のものがより好ましい。

本発明の実施形態のチューブは、フィラーまたはその他の樹脂を含むものであっても良い。フィラーとして、例えば、カーボン、アルミナなどの金属酸化物、樹脂フィラーなどが挙げられる。上記フィラーのうち、１種または複数種をＰＴＦＥに混合して用いることが出来る。

外層７３の構成材料としては、例えば、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、或いはこれら二種以上の混合物等）、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマー、ポリイミド、フッ素系樹脂等の高分子材料或いはこれらの混合物を挙げることができる。外層７３は、異なる樹脂材料を積層して構成された多層構造を有していてもよい。また、外層７３の外表面に親水性高分子からなる材料を被覆して親水性コート層などを形成することも可能である。

造影部７４は、内層７２および外層７３よりも高いＸ線不透過性を有する金属材料あるいは樹脂材料によって構成されている。Ｘ線不透過性を有する金属材料は、例えば、白金、金、銀、タングステン、イリジウムまたはこれらの合金によって構成することが可能である。またＸ線不透過性を有する樹脂材料は、Ｘ線不透過性を備えない樹脂材料等にＸ線造影物質を被覆や含有することによって構成することが可能である。Ｘ線造影物質としては、タングステン、硫酸バリウム、酸化ビスマス等の粉末状の無機材料が挙げられる。造影部７４は金コイルあるいは白金－イリジウム合金のパイプ状でもよい。

カテーテルハブ１１０は、接着剤や固定具（図示せず）などによって、シャフト部７０の基端部に液密に取り付けられている。カテーテルハブ１１０は、図１に示すように、内腔を有する本体部１１１と、本体部１１１の側部に突出して形成された一対のウイング部１１２と、を有する。カテーテルハブ１１０は、シャフト部７０の内腔７１へのガイドワイヤ１０の挿入口および造影剤、薬液、塞栓物質等の注入口等として機能する。カテーテルハブ１１０は、カテーテル６０を操作する際の把持部として機能する。本体部１１１の基端部には、内側がルアーテーパーとなっている雄ネジ部１１３が形成されている。

カテーテルハブ１１０の構成材料は、例えば、ポリカーボネート、ポリオレフィン、スチレン系樹脂、ポリアミド、ポリエステルなどの合成樹脂あるいはポリアミド系エラストマー、ポリエステルポリエステル系エラストマーであり、ポリオレフィンは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレンコポリマーである。

耐キンクプロテクタ１１５は、シャフト部７０の基端部の一部を囲むように設けられる弾性材料により構成することができる。耐キンクプロテクタ１１５の構成材料としては、例えば、天然ゴム、シリコーン樹脂等、ポリカーボネート、ポリオレフィン、スチレン系樹脂、ポリアミド、ポリエステルなどの合成樹脂あるいはポリアミド系エラストマー、ポリエステルポリエステル系エラストマーであり、ポリオレフィンは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレンコポリマーを使用することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るカテーテル６０は、肉厚が０．００５ｍｍ～０．０４ｍｍであって、内径が０．３～２．５ｍｍであって、３５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブを内層７２に備える。このように構成されたカテーテル６０によれば、引張伸び性および引張強度を両立させることができるとともに、肉厚がより薄いＰＴＦＥチューブを内層７２に備える、カテーテル６０を提供することができる。本実施形態では内径が０．７ｍｍ、外径が０．８ｍｍから０．９５ｍｍであり、先端から少しずつ外径が大きくなり、また先端より基部の外層樹脂のショア硬度が硬いものを使用してもよい。

また、以上説明したように、本実施形態に係るカテーテル６０は、肉厚が０．００５ｍｍ～０．０４ｍｍであって、内径が０．３～２．５ｍｍであって、４５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブを内層７２に備える。このように構成されたカテーテル６０によれば、引張伸び性および引張強度を両立させることができるとともに、肉厚がより薄いＰＴＦＥチューブを内層７２に備える、カテーテル６０を提供することができる。

また、以上説明したように、本実施形態に係るカテーテル６０は、肉厚が外径に対して５％～１０％であって、３５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブを内層７２に備える。このように構成されたカテーテル６０によれば、引張伸び性および引張強度を両立させることができるとともに、肉厚がより薄いＰＴＦＥチューブを内層７２に備える、カテーテル６０を提供することができる。

また、以上説明したように、本実施形態に係るカテーテル６０は、肉厚が外径に対して５％～１０％であって、４５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブを内層７２に備える。このように構成されたカテーテル６０によれば、引張伸び性および引張強度を両立させることができるとともに、肉厚がより薄いＰＴＦＥチューブを内層７２に備える、カテーテル６０を提供することができる。

以上、実施形態を通じて本発明に係るカテーテル６０を説明したが、本発明は明細書内で説明した各構成のみに限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。

例えば、肝動脈化学塞栓術に用いるカテーテル６０を例に挙げたが、本発明のカテーテル６０は他の手技に用いることができることは言うまでもない。カテーテル６０は、適用する手技に応じた適切な長さを有するようにすればよい。

１０ガイドワイヤ、
６０カテーテル、
７０シャフト部、
７１内腔、
７２内層、
７３外層、
７４造影部、
７５補強体、
９０肝臓、
１１０カテーテルハブ、
１１１本体部、
１１２ウイング部、
１１３雄ネジ部。

Claims

肉厚が０．００５ｍｍ～０．０４ｍｍであって、内径が０．３～２．５ｍｍであって、３５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブを内層に備える、カテーテル。
肉厚が０．００５ｍｍ～０．０４ｍｍであって、内径が０．３～２．５ｍｍであって、４５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブを内層に備える、カテーテル。
肉厚が外径に対して５％～１０％であって、３５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブを内層に備える、カテーテル。
肉厚が外径に対して５％～１０％であって、４５０％以上の引張破断伸びを有し、かつ示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の昇温過程において、３７０℃±５℃の吸熱ピークから算出される融解エネルギーが０．６Ｊ／ｇ以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブを内層に備える、カテーテル。