(57)【要約】  放射線不透過性ナノ粒子が組み込まれたバルーンを有するマイクロカテーテルを提供する。任意選択的に、シャフト内に分散された炭素ナノチューブが電気刺激に反応し、それによってマイクロカテーテルの操縦可能な遠位端領域が提供されるように構成することができる。上記のマイクロカテーテルの製造方法も提供する。【選択図】図１Ａ、図１Ｂ
2009514596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近位端及び遠位端並びにその間の管腔を有する細長いシャフトと、
前記遠位端付近で前記細長いシャフトに固定されたバルーンとを備え、前記バルーンが多数の放射線不透過性ナノ粒子が分散されたポリマーを含む、カテーテル。
【請求項２】
前記放射線不透過性ナノ粒子が、金、白金、銀、パラジウム、タングステン、及びタンタルからなるグループから選択される、請求項1記載の装置。
【請求項３】
前記細長いシャフトが、前記カテーテルの押し込み性を向上させるために多数の炭素ナノチューブが中に配置されたポリマーをさらに含む、請求項1記載の装置。
【請求項４】
前記細長いシャフトの本体内に配置され、かつ電気刺激に応答するように構成された帯電ナノチューブをさらに含む、請求項3記載の装置。
【請求項５】
電気刺激源をさらに含む、請求項4記載の装置。
【請求項６】
前記細長いシャフトが、正に帯電されたナノチューブを含む第1の部分、及び負に帯電されたナノチューブを含む第2の部分をさらに含む、請求項5記載の装置。
【請求項７】
前記第1の部分と前記第2の部分の間に配置された絶縁体をさらに含む、請求項6記載の装置。
【請求項８】
前記第1の部分が、前記細長いシャフトの前記遠位端に近い接合部で前記第2の部分と連通する、請求項6記載の装置。
【請求項９】
前記電気刺激源が、前記第1の部分及び前記第2の部分とワイヤを介して連通する、請求項8記載の装置。
【請求項１０】
前記電気刺激源が電池である、請求項9記載の装置。
【請求項１１】
前記カテーテルが、前記細長いシャフトの前記バルーンと前記近位端の間に結合されたバルーン膨張管腔をさらに含む、請求項1記載の装置。
【請求項１２】
前記膨張管腔に結合された圧縮ガス容器をさらに含む、請求項11記載の装置。
【請求項１３】
近位端及び遠位端並びにその間の管腔を有する細長いシャフトと、
内部を有し前記細長いシャフトの遠位端に固定されたバルーンとを備え、
前記バルーンが、ポリエステル、ポリオレフィン、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ウレタン、及びポリエチレンテレフタレートからなるグループから選択されるポリマー並びに前記ポリマー内に配置された多数のナノ粒子を含む、バルーンカテーテル。
【請求項１４】
遠位端及び近位端を有する膨張管腔をさらに含み、前記遠位端が前記バルーンの内部と流体連通し、かつ前記近位端が前記シャフトの前記近位端に実質的に近い位置に配置される、請求項13記載の装置。
【請求項１５】
前記膨張管腔の前記近位端に配置された膨張ポートをさらに含む、請求項14記載の装置。
【請求項１６】
前記シャフトの横壁内に配置された迅速交換ポートをさらに含む、請求項13記載の装置。
【請求項１７】
前記シャフトが、前記シャフトの本体内に配置されたナノチューブをさらに含む、請求項13記載の装置。
【請求項１８】
前記ナノチューブが、正に帯電されたナノチューブ及び負に帯電されたナノチューブを含む、請求項17記載の装置。
【請求項１９】
前記カテーテルが電気刺激に応答して操縦可能である、請求項18記載の装置。
【請求項２０】
カテーテル構成要素の形成方法であって：
複数のナノ粒子又はナノチューブ及びある融点を有するポリマーを提供すること；
前記ポリマーをその融点を超える温度に加熱すること；
前記複数のナノ粒子又はナノチューブを前記ポリマーに加えること；
前記複数のナノ粒子又はナノチューブを前記ポリマー内に分散させること；
前記ポリマーを冷却すること;及び
前記ポリマーをカテーテル構成要素に形成すること；
を含む、前記方法。
【請求項２１】
前記複数のナノ粒子又はナノチューブを前記ポリマー内に分散させることが、前記ポリマーを撹拌することを含む、請求項20記載の方法。
【請求項２２】
前記複数のナノ粒子又はナノチューブを前記ポリマー内に分散させることが、超音波ホモジナイザーを使用することを含む、請求項21記載の方法。
【請求項２３】
前記複数のナノ粒子又はナノチューブを前記ポリマー内に分散させる間、前記ポリマーをその融点を超える温度に維持することをさらに含む、請求項21記載の方法。
【請求項２４】
前記ナノ粒子が放射線不透過性であり、かつ前記カテーテル構成要素がバルーンを含む、請求項20記載の方法。
【請求項２５】
前記ナノチューブが炭素ナノチューブであり、かつ前記カテーテル構成要素がカテーテルシャフトを含む、請求項20記載の方法。
【請求項２６】
前記炭素ナノチューブが第1及び第2の電荷を有し、かつ前記カテーテル構成要素の形成がさらに：
前記第1の電荷を有する炭素ナノチューブを含むポリマーから内側層を押し出すこと、
電気絶縁体の層を前記内側層の外側に付着すること；及び
前記電気絶縁体の層の上に、前記第2の電荷を有する炭素ナノチューブを含むポリマーから外側層を押し出すこと；を含む、請求項25記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
(発明の分野)
本発明は、一般に、微細血管におけるステント留置術などのインターベンション処置を行うためのマイクロカテーテルに関する。本発明は、より詳細には、ナノテクノロジーを使用して製造されるマイクロカテーテルに関する。
【背景技術】
【０００２】
(発明の背景)
ステント留置術及び血管形成術などの診断及び治療法を行うためにカテーテルが使用されるインターベンション技術が開発されてきた。医療分野の進歩に従って、精密な機器及びデバイスの必要性が高まっている。特に脳血管及び抹消冠動脈系などで表される比較的小さい血管に接近することができないために、診断及び治療様式の範囲が制限されている。
【０００３】
特にバルーンカテーテルのバルーンの膨張に通常使用される造影剤は比較的粘性である。カテーテルのサイズが比較的小さい場合、非常に小さい膨張管腔を通してこうした造影剤でカテーテルのバルーンを膨張させる際に、高い水圧の抵抗による問題が起こる。それには非常に高い圧力を使用する必要があるが、そうするとバルーンが破裂する恐れがあり、又はガスを使用してバルーンを膨張させると、バルーンをうまく拡張させることができるが、膨張から放射性不透過性が得られない。通常、バルーンの位置の決定によって大抵のインターベンション処置の成功が左右されるため、従来の周知の設計の欠点を回避した放射線不透過性バルーンを有するマイクロカテーテルが求められている。
【０００４】
上記の欠点を認識して、Musbachらの米国特許第6,786,889号には、バルーンの表面にテクスチャを付け、又はバルーンの外面或いは内面に放射線不透過性インクを塗布することによって、放射線不透過性を向上させたバルーンが記載されている。この特許に記載された設計の一欠点は、バルーンのサイズが小さくなるに従って、テクスチャの変化があまり観察できなくなくなることである。また、使用されるインクによって、バルーンが生体親和性の問題を示すことがある。
【０００５】
さらに、壁の厚さを薄くすることによってカテーテルを細くしようとする試みでは、カテーテルの「押し込み性」が失われることになる。すなわち、近位端から押し込まれるときにカテーテルがガイドワイヤ上で前進するための剛性が不十分になる。小さい管腔を使用する場合にバルーンの膨張に必要な高圧力が加えられると、膨張中に、厚さを薄くした壁が破裂する危険性もある。
【０００６】
小さい径のカテーテルを製造する際のサイズの制限によっても、操縦性など幾つかの特徴を使用することができなくなる。操縦性は、例えば動脈瘤の治療のために頭蓋内塞栓用コイルを配置する際に特に有用であり得る。従来の周知の市販の操縦可能なカテーテルは、制御ワイヤ又は他の操縦要素が存在するために比較的大きい径を有し、従って比較的小さい血管で使用するのに不適切である。故に頭蓋内血管などの小さい血管にアクセスすることができる操縦可能なカテーテルが求められている。
【０００７】
上記を考慮すると、マイクロカテーテルにおいて使用される放射線不透過性バルーンをバルーンの膨張に液体造影剤を使用せずに、提供することが望ましい。
さらに、比較的低圧力の不活性ガスで膨張させることができ、それによってバルーンが破裂する危険性が回避される放射線不透過性バルーンを有するマイクロカテーテルを提供することも望ましい。
【０００８】
また、マイクロカテーテルの壁を強化して、押し込み性を向上させ、壁の厚さを薄くした場合の破裂の危険性を最小限に抑え、しかもデバイスの長手方向の可撓性が維持されることも望ましい。
また、操縦可能であって、比較的小さい血管で使用するのに適し、操縦機構によってカテーテルの径が実質的に大きくならないカテーテルを提供することも望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
(発明の要旨)
上記を考慮して、本発明の目的は、マイクロカテーテルで使用される放射線不透過性バルーンを、バルーンの膨張に液体造影剤を使用せずに提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、比較的低圧力の不活性ガスで膨張させることができ、それによってバルーンが破裂する危険性が回避される、放射線不透過性バルーンを有するマイクロカテーテルを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、押し込み性が向上するように強化された壁を有し、壁の厚さを薄くした場合の破裂の危険性を最小限に抑え、しかもデバイスの長手方向の可撓性が維持されるマイクロカテーテルを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、操縦可能であって比較的小さい血管で使用するのに適し、操縦機構によってカテーテルの径が実質的に大きくならないカテーテルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の上記その他の目的は、バルーンが放射線不透過性ナノ粒子を含む材料を使用して製造されるバルーンカテーテルを提供することによって達成される。本明細書で使用されるように、ナノ粒子は、平均径が約500ナノメートル未満の粒子であり、ポリマーの機械的特性に実質的に影響を与えずにポリマーのマトリクスに組み込まれ分散されることができる。好ましくは、ナノ粒子は、金、白金、タンタル、パラジウム、タングステン、又はその合金であり、X線を吸収することができ、従ってX線透視装置で見たときに見えるものである。
【００１４】
有利には、平均径500ナノメートルの粒子は、2倍の大きさであり得る1μm径のタングステン粉末、又はほぼ20倍の大きさであり得る9μm径の三酸化ビスマスなど、市販の金属粒子よりも実質的に小さい。こうした比較的大きい粒子は薄い壁構造の完全性を損なう恐れがあるため、幾つかの医療用途で使用されるバルーンの放射線不透過性をもたらすには不適切である。
【００１５】
さらに、本発明のカテーテルは、炭素ナノチューブで強化されたカテーテルシャフトを好ましく備え、それによってカテーテルの押し込み性を維持しながら壁の厚さを薄くすることができる。本明細書で使用されるように、ナノチューブは、単一壁のナノチューブ、複数壁のナノチューブ、ナノロープ、ナノファイバ、又はナノテクノロジーの分野で周知の同様の組成物でもよい。
【００１６】
一代替実施形態では、炭素ナノチューブをカテーテルの遠位部分の壁内に層に配置して、電位の印加に応答してカテーテルの形状が変わるようにすることができる。こうすると、従来の周知の操縦可能なカテーテルで見られるワイヤ又は他の機構を必要とせずに、カテーテルを操縦することができる。従って、本発明のバルーンカテーテルは、例えば2.5フレンチ未満の非常に小さい形状に製造することができるため、非常に小さい血管で使用するのに適している。
本発明のカテーテルの製造方法も提供する。好ましくは、放射線不透過性ナノ粒子が得られ、融点を超える温度に加熱されたポリマーに加えられる。次いで、この混合物を撹拌してナノ粒子を均一に分散させる。次いで、ポリマーを周知のバルーン成形技法で加工することができる。
【００１７】
本発明のカテーテルで使用するのに適した放射線不透過性ナノ粒子は、高エネルギ粒子を原料のインゴットに衝突させてナノ粒子を放出させることによって生成することができる。次いでナノ粒子を収集し、特定用途に関して、例えばサイズで特徴付けることができる。別法として、ナノ粒子を適切なバルーン材料に直接埋め込むことができる。例えば、バルーン材料をチャンバの内部に配置することができる。次いで、適切な放射線不透過性原料のインゴットに高エネルギ粒子を衝突させてナノ粒子を放出させ、そのナノ粒子がバルーン材料に付着し、又は埋め込まれて、バルーン材料が放射線不透過性になるようにすることができる。
【００１８】
予め形成された炭素ナノチューブをカテーテルのポリマー内で混合し、次いで、得られた混合物を周知の技法を使用して押し出すことによって、カテーテルシャフトを形成することができる。さらに、カテーテルシャフトの壁を、電気刺激に応答して遠位端部分の形状が変わるように配置された介在層を有するように、複数の通路で同時に押し出すことができる。具体的には、カテーテルを、ポリマーの少なくとも一部が電気絶縁体によって分離された逆帯電されたナノチューブを含むように形成することができる。この部分を同心状に配置し、又はカテーテルの別個の半分として形成し、次いで電気絶縁シームに沿って接合することができる。
【００１９】
本発明の原理を使用し、ナノ粒子の放射線不透過性の特質を用いて、カテーテルに取り付けられ患者の体内に配置されたバルーンの正確な位置を得ることができる。さらに、ナノ粒子を含んだバルーンと併せてナノチューブを有するように形成されたカテーテルを使用すると、頭蓋内で使用するのに適した非常に小さいバルーンマイクロカテーテルが可能になる。
本発明のカテーテルの形成方法も提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
(発明の詳細な説明)
図1A及び1Bを参照すると、本発明の原理によって構築されたマイクロカテーテルが示されている。マイクロカテーテル10は、シャフト11、近位端12、遠位端13、膨張ポート14、マニホルド15、ガイドワイヤ16、流体源17、膨張管腔18、及びバルーン19を備える。
流体源17は、好ましくは、二酸化炭素(ＣＯ２)、ヘリウム、空気、又は他の流体などの加圧ガスであって、膨張ポート14に直接取り付けることができ、又は別法として、先ず調整デバイスを通過して介して、圧力、流量、又は他の流体特性を制御することができる。流体源17は、膨張管腔18を通してバルーン19と流体連通している。流体源17は、好ましくは、膨張ポート64を介してバルーン19の膨張を制御するための調整器を有するＣＯ２タンクを備える。
【００２１】
図1Bでは、バルーン19は、シャフト11に付着された可撓性部材20を備える。膨張管腔18はシャフト11の壁21を通過して、膨張管腔18の遠位端が、シャフト11の外面と可撓性部材20の内面との間に画定された空間と連通するようになされている。膨張管腔18の近位端は膨張ポート14に結合される。
バルーン19は、可撓性層20にナノ粒子が埋め込まれ、又は配置されていることによって、従来の周知のバルーンとは異なるものである。ナノ粒子は好ましくは、以下でさらに詳細に論じるように、可撓性層20中に実質的に均一に配置される。X線吸収ナノ粒子の存在により、X線透視撮像技法を使用してバルーンを可視化することができる。
【００２２】
マイクロカテーテル10は、壁21内に配置された炭素ナノチューブを備えることもできる。ナノチューブは軸方向強度及び押し込み性を向上させるため、カテーテルシャフトの壁の厚さを薄くしたときに起こる、よじれ、屈曲、又は同様の問題の可能性が低減される。理解されるように、マイクロカテーテル10は、この図ではワイヤ上の設計として示されているが、迅速交換構成で製造することもできる。
図2で20'で示したバルーン20の一代替実施形態では、膨張管腔18'がシャフト11'の壁21'に接触するように配置されている。ポート22'が可撓性部材20'内に存在し、膨張管腔18'はポート22'を通過してバルーン19'内で終端することができる。別法として、膨張管腔18'の遠位端を、ポート22'を通って連通するように可撓性部材20'に固定することができる。
【００２３】
次に図3を参照すると、内部にナノ粒子が配置されたバルーンの好ましい形成方法が記載されている。ステップ31で、ナノ粒子を市販の供給源から入手し、又は研究室のセッティングで生成することができる。適切なナノ粒子の一生成方法では、一片の原料が収集チャンバ内に配置される。原料は、金、白金、銀、パラジウム、タングステン、又は他の当技術分野で周知のインゴットでもよい。次いで、原料をレーザ又は他のエネルギ源に曝して、原料のナノ粒子を放出させ、それが収集チャンバの内部に付着する。収集チャンバを冷却した後、収集チャンバの内部をかき落とすことによってナノ粒子が収集される。
【００２４】
次にステップ32で、バルーンのポリマーが融点を超える温度に加熱される。適切なバルーンのポリマーには、ポリエステル(PET)、ナイロン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、又は生体親和性でありバルーンとして使用するのに適した他のポリマーが含まれる。
【００２５】
ステップ33で、ナノ粒子が溶融したバルーンのポリマーに混合されるが、ポリマーはその融点を超える温度に維持される。ステップ34で、混合物が機械的に撹拌されて、ナノ粒子がポリマー中に完全に分配されるようにする。これは超音波ホモジナイザーを使用して行うことができるが、材料混合器を使用して、カテーテルのポリマー/ナノ粒子溶液を含む容器を動かし、カテーテルのポリマー/ナノ粒子溶液を撹拌し、又はカテーテルのポリマー/ナノ粒子溶液を融点を超える温度で長時間維持することによって行うこともできる。
【００２６】
ナノ粒子が十分に分配された後、ステップ35でバルーンのポリマー/ナノ粒子溶液を冷却することができる。最後にステップ36で、バルーンが従来のバルーン成形技法を使用して形成される。バルーンの形成前に、ポリマー/ナノ粒子溶液を任意選択的に周知の技法で造粒し、再び押し出し、又は形成することができることは理解されるべきである。
【００２７】
次に図4を参照すると、放射線不透過性バルーンの代替製造方法40が記載されている。この方法では、ステップ41で、収集チャンバの内部にバルーンの材料が内張りされる。例えば、ポリエステル(PET)、ナイロン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、又は生体親和性でありバルーンとして使用するのに適した他のポリマーなどの、バルーン材料のシートを、チャンバ内部に配置することができる。
【００２８】
ステップ42で、1片の原料が収集チャンバ内に配置される。原料は、金、白金、銀、パラジウム、タングステン、又は他の放射線不透過性材料でもよい。次いで、原料がエネルギ源に曝されて、粒子がバルーン材料上に直接放出される。エネルギ源には、レーザ、プラズマ蒸着、又はイオンビーム蒸着が含まれる。エネルギ源への露出によって、ステップ43で、ナノ粒子が原料から放出され、好ましくはポリマーのシート上に蒸着され、又はその中に埋め込まれる。次いでステップ44で、エネルギ源の動作を停止し、バルーン材料を除去することができる。ステップ45で、従来のバルーン成形技法を使用してバルーンが形成される。
【００２９】
図5は、本発明による図1のマイクロカテーテルの製造方法50を示す。ステップ51で、炭素ナノチューブが市販の供給源から入手され、又は周知の技法を使用して生成される。本明細書で使用されるように、ナノチューブは、単一壁のナノチューブ、複数壁の炭素ナノチューブ、ナノロープ、ナノファイバでもよい。
【００３０】
ステップ52で、カテーテルのポリマーが融点を超える温度に加熱される。適切なカテーテルのポリマーには、ポリエステル(PET)、ポリオレフィン、フッ素樹脂(PTFE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン、ウレタン、及びポリエチレンテレフタレート(PET)が含まれる。ステップ53で、ナノチューブが溶融したカテーテルのポリマーに混合されるが、ポリマーはその融点を超える温度に維持されることが好ましい。
【００３１】
ステップ54で、ナノチューブが、例えば混合物の撹拌によってポリマー内に分散される。これは超音波ホモジナイザーを使用して行うことができるが、材料混合器を使用して、カテーテルのポリマー/ナノチューブ溶液を保持する容器を動かし、カテーテルのポリマー/ナノチューブ溶液を撹拌し、又はカテーテルのポリマー/ナノチューブ溶液を融点を超える温度に長時間維持することによって行うこともできる。溶媒又は他の添加物の使用も、ディップ成形又は他の処置に適し得ることは理解されるべきである。
ステップ55で、カテーテルのポリマー/ナノチューブ混合物をカテーテルの押出しが容易になる温度に冷却することができる。ステップ56で、カテーテルが周知の技法を使用して押し出される。カテーテルの形成前に、ポリマー/ナノチューブ溶液を任意選択的に周知の技法で造粒し、再び押し出し、又は形成することができることは理解されるべきである。
【００３２】
図6A、6B、6C、及び6Dに関して、操縦可能なマイクロカテーテル60が記載されている。マイクロカテーテル60は迅速交換設計を有するが、本発明の原理はワイヤ上の設計にも等しく適用されることは理解されるべきである。マイクロカテーテル60には、シャフト61、近位端62、遠位端63、膨張ポート64、マニホルド65、ガイドワイヤ66、流体源67、膨張管腔68、バルーン69、及びスカイブ70などの、迅速交換カテーテルの多くの通常の特徴が組み込まれている。
【００３３】
流体源67は上記の流体源17に類似しており、従って膨張管腔68を通してバルーン69と流体連通している。流体源67は、膨張ポート64を通してバルーンの膨張を制御するための調整器を有するＣＯ２タンク67を好ましく備える。
マイクロカテーテル60は電源71も備える。電源71はカテーテルシステムの内部又は外部でもよく、ワイヤ72を介して直流電流を供給する。好ましい一実施形態では、電源71は外部電池であり、カップラによってワイヤ72に結合される。ワイヤ72は電気的に絶縁されて、DC電流又は電圧を伝達することができることが好ましい。ワイヤ72は、マイクロカテーテル60の帯電された部分に取り付けられて、以下で記載するように操縦可能になされる。
【００３４】
マイクロカテーテル60の操縦性は、様々な固有の帯電を有するマイクロカテーテル60の部分を介して電位を与えることによってもたらされる。正及び負に帯電された部分を有する平坦な部材の屈曲及び伸張が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、Ray H.Baughmanらの文献、『炭素ナノチューブアクチュエータ』、SCIENCE、1999年5月21日、1340〜1344頁に記載されている。図6では、マイクロカテーテル60の帯電部分が同心の環として構成され、遠位端63で半円筒形部分が接合されて管腔73が画定される。図6Dで示したように、逆帯電されたマイクロカテーテル60の部分が遠位端63で互いに接触するが、他の点では互いに絶縁される。従って以下に記載するように、電気刺激に応答するマイクロカテーテル60の運動は、主に遠位端63付近で発生する。
【００３５】
より具体的には、図6Bは図6Aの線B-Bに沿って切り取られたマイクロカテーテル60の断面図であり、図6Cは図6Aの線C-Cに沿って切り取られた断面図である。好ましい一実施形態では、図6B及び6Cで示した断面からの移行がバルーン69の遠位で起こる。図6Dは、方向Dで見た観察者の観点から逆帯電されたポリマー部分の接合部を示す。
図6Bでは、帯電ポリマーの同心の層が示されている。この図では、内側層74は、帯電ナノチューブで処理されたカテーテルのポリマーを含む。絶縁体75が内側層74を取り囲むように配置され、絶縁体75は、好ましくは薄い生体親和性かつたわみ性の他の材料のポリマーの非導電性コーティングを含んでもよい。外側層76は絶縁体75を取り囲み、内側層74で使用される帯電ナノチューブと逆に帯電されたナノチューブで処理されたカテーテルのポリマーを含む。管腔73は、マイクロカテーテル60の中心を通過する。ガイドワイヤ66、膨張管腔68、及び他の詳細は図を見やすくするために省略してある。
【００３６】
図6Cでは、マイクロカテーテル60の遠位部分は、半円筒形の形状を有し、かつ電気刺激に応答して偏倚する帯電部分を備える。好ましくは、帯電ポリマーは、カテーテルの遠位端に近い比較的短い距離だけ半円筒形である。対照的に、図6Bの同心の環の断面を有するカテーテルの長さに沿って、屈曲又は伸張しないことが望ましい。正に帯電されたポリマー77は、絶縁体79によって負に帯電されたポリマー78から分離される。管腔73は、マイクロカテーテル60の中心を通過する。ガイドワイヤ66、及び他の詳細は図を見やすくするために省略されている。
【００３７】
次に図6Dを参照すると、正に帯電されたポリマー77は、接合部80で負に帯電されたポリマー78と連通する。従ってこの位置で、電流は、電源から正に帯電されたポリマー77を通って接合部80及び負に帯電されたポリマー78に通過することができる。電源71は正に帯電されたポリマー77及び負に帯電されたポリマー78にワイヤ72によって接続されて、こうした素子が接合部80を含む回路の一部を含むようになされる。
【００３８】
好ましくは、バルーン69は、操縦可能な遠位セクションの近位に配置される。例えば、マイクロカテーテル60の操縦可能な部分は、好ましくはバルーン69の遠位の図6Cで示した断面を有し、バルーン69は好ましくは図6Bで示した断面を有する場所でシャフト61に固定される。こうした位置付けにより、操縦可能なセクションが移動するときに、バルーン69が移動又は取り外される可能性が低減される。しかし用途によっては、可撓性セクションの遠位に、又は可撓性セクションに沿ってバルーンを有するカテーテルが有益なこともあり、こうした実施形態も本発明の範囲内であると認識される。
【００３９】
次に図7を参照すると、操縦可能なカテーテル60の製造方法が記載されている。ステップ91で、正に帯電されたナノチューブが得られる。このナノチューブは、周知の技法を使用して生成することができ、又は市販の供給源から入手することもできる。Ray H.Baughmanらの文献『炭素ナノチューブアクチュエータ』、SCIENCE、1999年5月21日、1340〜1344頁に記載された電荷注入を行うことによって、ナノチューブを帯電させることができる。こうした方法を使用して、正に帯電されたナノチューブ及び負に帯電されたナノチューブを用意することができる。
【００４０】
以下の記載で、正に帯電された内側層及び負に帯電された外側層を有するカテーテルの製造方法を説明する。当然理解されるように、この方法は負に帯電された内側層及び正に帯電された外側層を有するカテーテルにも等しく適用される。
ステップ92で、カテーテルのポリマーが融点を超えて加熱される。適切なカテーテルのポリマーには、例えば、ポリエステル(PET)、ポリオレフィン、フッ素樹脂(PTFE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン、ウレタン、及びポリエチレンテレフタレート(PET)が含まれる。ステップ93で、正に帯電されたナノチューブが溶融したカテーテルのポリマーに混合されるが、ポリマーはその融点を超える温度に維持される。
【００４１】
ステップ94で、混合物が撹拌されて、正に帯電されたナノチューブが内側カテーテルのポリマー内に分散される。このステップを本明細書で上述したような装置を使用して実行することができる。
ステップ95で、カテーテルのポリマー/ナノチューブ溶液を、カテーテルの押出しが容易になる温度に冷却することができる。次いでステップ96で、カテーテルの内側層が、カテーテル構築の技術分野で周知の技法を使用して押し出される。
押し出された後、ステップ97で、絶縁障壁又はコーティングが内側カテーテル層に塗布される。この障壁は、好ましくは薄い生体親和性かつたわみ性の他の材料のポリマーの非導電性コーティングでもよい。
【００４２】
ステップ98で、負に帯電されたナノチューブが得られる。ステップ99で、外側カテーテル層用のポリマーがその融点を超えて加熱され、ステップ100で、負に帯電されたナノチューブが溶融した外側カテーテルのポリマーに混合される。ステップ101で、ステップ94で上述した技法を使用して、混合物が撹拌されて、負に帯電されたナノチューブの均一な分配が促進される。
【００４３】
ステップ102で、カテーテルのポリマー/ナノチューブ溶液を、カテーテルの押出しが容易になる温度に冷却することができる。ステップ103で、カテーテルの外側層が絶縁された内側層を覆うように押し出されて、同心の被覆が形成される。
最後にステップ104で、遠位セクションが成形され、積層カテーテルの一部に取り付けられる。遠位セクションの一方の側ではカテーテルのポリマーが負に帯電されたナノチューブで処理され、遠位セクションの他方の側ではポリマーが負に帯電されたナノチューブで処理される。上記で接合部80と呼ばれた最遠位端の連通領域を除いて、この2つの側が互いに絶縁される。さらに、2つの側は、同様に帯電されたカテーテルの内側層及び外側層と電気的に連通する。
【００４４】
理解されるように、逆帯電されたナノチューブを得る必要なく、カテーテルのポリマーにナノチューブを加えることによって、強度及び押し込み性が向上したカテーテルを形成することができることは理解されるべきである。このタイプの非操縦性カテーテルは、上記及び図1で示したマイクロカテーテル10の設計で使用するのに適しており、ステップ91から96で記載したのと同様の方法で、帯電、又は内側/外側カテーテルの部分を全く参照せずに、形成することができる。
本発明の好ましい例示的実施形態を上記に記載したが、当業者には明らかなように、本発明から逸脱することなく様々な変更及び修正を加えることができる。添付の特許請求の範囲では、本発明の真の精神及び範囲内にあるこうした変更及び修正すべてを包含することが企図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
本発明の上記その他の目的及び利点は、添付の図面と併せて、上記の詳細な説明を考慮すれば明らかになるであろう。図面では、全体を通じて同様の参照符号は同様の部分を指す。
【図１Ａ】本発明の例示的バルーンカテーテルを示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の例示のバルーンカテーテルを示す側断面図である。
【００４６】
【図２】本発明のカテーテルの一代替実施形態で使用されるバルーンを示す側断面図である。
【図３】放射線不透過性ナノ粒子を含むバルーンのポリマーを形成するステップを示す流れ図である。
【図４】本発明による放射線不透過性バルーンを形成するための代替ステップを示す流れ図である。
【図５】炭素ナノチューブを使用して強化されたカテーテルシャフトを形成するステップを示す流れ図である。
【００４７】
【図６Ａ】本発明のバルーンカテーテルの一代替実施形態を示す斜視図である。
【図６Ｂ】本発明のバルーンカテーテルの一代替実施形態を示す断面図である。
【図６Ｃ】本発明のバルーンカテーテルの一代替実施形態を示す別の断面図である。
【図６Ｄ】本発明のバルーンカテーテルの一代替実施形態を示す拡大斜視図である。
【図７】本発明によるナノチューブを使用する、図6の操縦可能なマイクロカテーテルを形成するためのステップを示す流れ図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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