(57)【要約】【課題】医療用ガイドワイヤーの製造において、金属芯線をウレタン樹脂で被覆する工程は、手作業で行われている為生産効率が低い問題点がある。更に、ウレタン被覆を手作業で行う場合、ガイドワイヤー先端部を接着剤で固定化する必要がある為、先端の柔軟性を損なわれる欠点がある。【解決手段】医療用ガイドワイヤーの製造において、金属芯線をウレタン樹脂で被覆する工程を、押出し成型機を応用することにより生産効率を向上させる。この方法では、ガイドワイヤー先端部を接着剤で固定化する必要が無いので、先端の柔軟性が損なわれることが無い。更に、先端曲線部の一部を扁平状にすることにより、更に、柔軟性を向上させることが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端をテーパー加工した金属線を連続線にかしめた後、ガイドワイヤー先端部となる部分を、金属線が超弾性になる所定温度で形状付けし、該金属線表面を主成分がプラスチック組成物で押出し成型機を用いて連続的に被覆する医療用ガイドワイヤー基線の製造方法。
【請求項２】
両端をテーパー加工した金属線でガイドワイヤー先端部となる部分を、金属線が超弾性になる所定温度で形状付けし連続線にかしめた後、該金属線表面を主成分がプラスチック組成物で押出し成型機を用いて連続的に被覆する医療用ガイドワイヤー基線の製造方法。
【請求項３】
上記金属線がＮｉ−Ｔｉ系合金である請求項１又は２項記載の医療用ガイドワイヤー基線の製造方法。
【請求項４】
先端形状付け温度が１００〜９００℃である請求項１、２又は３項記載の医療用ガイドワイヤー基線の製造方法。
【請求項５】
両端をテーパー加工した金属線で、ガイドワイヤー先端の曲線部又は曲線部の一部が扁平形状である請求項１，２，３又は４項記載の医療用ガイドワイヤー基線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は治療もしくは検査用として用いるカテーテル又はイントロデューサーキットを血管の目的部位に導入する為に用いられる医療用ガイドワイヤー基線の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療用ガイドワイヤーは診断、治療などを行う際、カテーテル又はイントロデューサーキットを血管内に導入し患部に留置する為に用いられる。従って、医療用ガイドワイヤーは分岐や蛇行する血管内を血管に損傷を与える事なく、血管形状に追随して押し込む事が可能な先端形状付けが必要となる。近年、カテーテルの血管への導入口がフェモラル（大腿部）からブラキアル（上腕）又はラジアル（手首）に移行しつつあり、益々この要望が強くなってきている。先端部の力学的特性は、ラジアル又はブラキアルにより治療が行われる場合に用いられるＪ型ワイヤーにおいて特に重要になってくる。
【０００３】
医療用ガイドワイヤーの従来の製造工程について以下に述べる。ガイドワイヤーを構成する金属芯線は、柔軟性を付与するために基線部から先端部方向に約７０〜１２００ｍｍがテーパー加工されている。この直線状の金属芯線を、硫酸バリウム又はタングステン等のＸ線造影剤を含有するウレタン等の体温付近で柔軟な物性を有する樹脂に混練りした組成物からなるチューブ内に押しみ、医療用ガイドワイヤー基線が得られる。このとき、ワイヤー先端部において金属芯線とチューブを固定する目的で接着剤が使用されるが、この接着剤によりガイドワイヤー最先端の曲線部の柔軟性が損なわれる傾向がある。又、ガイドワイヤーのチューブへの押し込みは手作業で行う必要があり、生産効率が低く生産方法の改善が必要である。更に、先端形状付けは金属芯線をプラスチック組成物で被覆したガイドワイヤー基線をプラスチック組成物の軟化以下の温度で加熱して行われる。このとき、アングル型の形状については、問題なく容易に形状付けが可能であるが、Ｊ型のような大きな角度付けをする場合には安定な形状付けをすることが困難になる。
医療用ガイドワイヤーの製造方法に関連する先行技術文献は見当たらない。本方法に関するものは、製造ノウハウとして各社公開にはしていない状況である。発明者も現行製造方法はノウハウとして特許出願等により公開をしていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
金属芯線をＸ線造影剤含有プラスチックチューブ中へ手作業で挿入する非連続な低効率の現行製造工程は、生産性が低く経済性に劣る問題点がある。又、現行製造工程では、ガイドワイヤー先端部において金属芯線とプラスチックチューブを接着剤により接着固定化する必要がある。この接着剤の硬化後の剛直な物性の影響により、ガイドワイヤーの操作性を左右する最先端部の柔軟性が損なわれる傾向にある。更に、ラジアル部から治療する際に用いられる先端がＪ型に形状付けされたガイドワイヤーを製造する場合、特に先端の幅が小さいＪ型ガイドワイヤーを現行の方法で安定な先端形状付けをする事が困難である問題点がある。
【０００５】
【問題を解決する為の手段】
両端テーパー加工の直線状又は先端を形状付けしたガイドワイヤーをかしめ機により連続線にし、これを押出し成型機を用いて連続的にプラスチックコートすることにより得られる医療用ガイドワイヤー基線の製造方法に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明はガイドワイヤー両端をテーパー加工後、先端を直線状又は曲線状に形状付けしたものの両端をかしめ機で連続化し、更に、この外表面を押出し成型機で１〜３０ｍ／ｍｉｎ、好ましくは２〜１５ｍ／ｍｉｎ、更に好ましくは３〜１０ｍ／ｍｉｎの引き取り速度で、連続的にプラスチック被覆して得られる、性能及び経済性に優れた医療用ガイドワイヤーの製造法に関する。
【０００７】
かしめる前の両端がテーパー加工されたガイドワイヤーの全長は７０ｍｍ〜５００ｍｍで、用途によりその長さが決定される。両端がテーパー加工された中心部の直径は０．４６ｍｍ〜１．０２ｍｍ、好ましくは０．５６ｍｍ〜１．０２ｍ、更に好ましくは０．６４ｍｍ〜１．０２ｍｍの円形、両最先端部の形状が０．０１ｍｍ〜０．２０ｍｍ、好ましくは０．０３ｍｍ〜０．１５ｍｍ、更に好ましくは０．０４ｍｍ〜０．１２ｍｍ、最も好ましくは０．０５ｍｍ〜０．１０ｍｍの円形、又は、短軸方向の長さが０．００５ｍｍ〜０．１５ｍｍ、好ましくは０．０２ｍｍ〜０．１２ｍｍ、更に好ましくは０．０３〜０．１０ｍｍ、最も好ましくは０．０４〜０．０９ｍｍの長方形又は扁平状の形状を有している。長方形又は扁平形状付けされるのは、物性制御又は連結線に加工しやすくするためである。実用時最終製品の先端テーパー加工部の長さは１５〜１００ｍｍ、好ましくは１５〜６０ｍｍ、更に好ましくは２０ｍｍ〜５０ｍｍ、最も好ましくは２５〜４５ｍｍである。従って、かしめる前のテーパー加工部の長さはこの長さにかしめ部分の長さがプラスされた長さになる。
【０００８】
上記の両端がテーパー加工されたガイドワイヤー同士を、内径０．２ｍｍ、外径０．４ｍｍ、長さ１５ｍｍのステンレスチューブに挿入した後、圧力５Ｋｇｆ／ｃｍ２で５秒間かしめた。かしめ部分の引っ張り強度は２．０Ｋｇｆ以上であった。
テーパー加工された連続線状ガイドワイヤーの形状付け（アングル型、Ｊ型等）を１００〜９００℃、好ましくは２００〜８００℃、更に好ましくは３００〜６００℃、最も好ましくは３５０〜５５０℃加熱下に行った。この形状付けは、場合によっては連続線にする前に行っても良い。
【０００９】
以上の方法により作製された連続線を、押出し成型機を用いて連続コート後に巻き取ることが可能であった。プラスチックコートした連続線の接合部及び接合間の中心を切断し、切断面を溶着してガイドワイヤーを得た。この表面に潤滑性を付与して完成品になるが、この工程を押出し成型機で樹脂被覆後、連続、又は、不連続で行うことが可能である。前者は、大量・少品種、後者は少量・多品種の製造に好適である。
【００１０】
更に、本発明に用いられるガイドワイヤーの樹脂層を含む直径は、０．４６〜１．０２ｍｍ（０．０１８〜０．０４０インチ）、好ましくは０．５６ｍｍ〜１．０２ｍｍ（０．０２２〜０．０４０インチ）、更に好ましくは０．６４ｍｍ〜１．０２ｍｍ（０．０２５〜０．０４０インチ）、最も好ましくは０．８９ｍｍ〜１．０２ｍｍ（０．０３５〜０．０４０インチ）である。
本発明の医療用ガイドワイヤーにおいては、金属芯線がＮｉ−Ｔｉ系合金であることが望ましい。
本発明のガイドワイヤーを構成する金属芯線の先端部は、先細状にテーパー加工されているものや、金属芯線の先端部が断面扁平状に加工されているものが望ましく採用される。
【００１１】
ガイドワイヤー先端曲線部におけるガイドワイヤーの柔軟性を示す曲げ荷重（支点間長さ１４ｍｍの中点を０．８ｍｍ押し込んだときの曲げ荷重）は、０．０５Ｋｇ〜０．００１Ｋｇ、好ましくは０．０４Ｋｇ〜０．００３Ｋｇ、更に好ましくは０．０３Ｋｇ〜０．００５Ｋｇ、一番好ましくは０．０２Ｋｇ〜０．００７Ｋｇである。
【００１２】
上述の如く、ガイドワイヤーの柔軟性は樹脂層を含む直径により大きく影響されることはいうまでもないが、その芯線に用いられている金属の直径及び先端形状加工（金属芯線の直径を先端に向けて次第に小とするテーパー形状、熱加工における温度制御など）等の要因により更に正確に制御が可能である。更に詳しく説明すると、ガイドワイヤー先端の必要物理的特性として、血管内での迅速な形状変化（伸びた状態からの戻り速度）、加工性（目標とする形状通り形状付けがし易い）、押し込み性等の点で先端曲線部のバネ剛性を最適化すること、及び、先端部は血管壁を損傷しない程度の柔軟性を有することが望まれる。従って、ガイドワイヤーの先端形状について、金属芯線先端のテーパー加工法と先端形状付けの熱処理条件の設定が樹脂層を含むガイドワイヤー形状と共に重要になる。
【００１３】
曲線部のテーパー加工は、１段、２段または３段などの連続的または段階的なテーパー構造でよい。曲線部のどの位置でテーパーの段階を設けるかは、実験により決定される。最先端部の金属芯線の直径は０．０１〜０．２０ｍｍ、好ましくは０．０３〜０．１５ｍｍ、更に好ましくは０．０４〜０．１２ｍｍ、一番好ましくは０．０５〜０．１０ｍｍである。血管壁への損傷を軽減するためには、最先端部の金属芯線の直径を細くすることによって、剛性を小さくすることが望ましい。
【００１４】
最先端部に柔軟性を付与するには、最先端部の金属芯線の直径を細くすることにより可能であるが、この場合、最終製品への加工性が困難になる欠点が指摘される。この解決策としてガイドワイヤーの応力が小さくなるように、最先端の直線部分を扁平状（断面長方形若しくは長円形）に変形した構造が好ましい。最先端部６ｍｍが０．１ｍｍの直径の真円ガイドワイヤーを断面扁平状に加工することにより、弾性率を自由に制御（真円ワイヤーの１０〜９０％）することが可能であった。
【００１５】
図１及び図２は、先端曲線部を扁平加工した場合の例を示す部分拡大図であり、図３（ａ）（ｂ）は図１及び図２におけるＸ−Ｘ線及びＹ−Ｙ線断面図を示す。図１は、曲線部Ｌ全体を扁平加工したものであり、断面が真円で直径０．１ｍｍの金属芯線１を図３（ａ）の状態から図３（ｂ）のように一方向にプレスして、断面が厚み０．０４５〜０．０９ｍｍの扁平状にしたものである。また、図２は曲線部Ｌの一部を上記と同様に扁平加工したものである。このように、扁平加工を施すことにより、ガイドワイヤー先端部の柔軟性及び加工性が向上する。
【００１６】
先端曲線部の剛性（柔軟性）は、上述のようにガイドワイヤー先端部の直径の制御のほかに、芯線金属がニッケルチタン系合金の場合には、先端形状付け時の熱処理温度によっても可能であることは既に公知である。即ち、ガイドワイヤー先端形状付け時の温度を４００〜５５０度で所定時間行うことにより、目的の角度の設定及び剛性制御が容易に可能になる。前述の条件で先端曲線部を形状付けすると、ニッケルチタン系合金の場合には加工硬化型、伸線加工型、冷却伸線加工型等にかかわらず、全て超弾性の機能が付与されその部分は相対的に剛性が大きくなる傾向にある。
【００１７】
従って、先端部の芯線直径が０．１ｍｍ以下の細いワイヤーや、曲線部のＲが４ｍｍ以下の小さいワイヤーでは先端形状付けが困難であるので、上記熱処理による形状付けが好ましい。従って、ガイドワイヤー先端部の金属芯線の形状（先端部の直径、テーパー加工、扁平加工）と熱処理条件の組み合わせにより、ガイドワイヤーの先端部の性能が決定されることになる。
【００１８】
ガイドワイヤーの芯線の金属として、ニッケルチタン系合金、銅系合金、アルミ系合金又はステンレス等が用いられるが、分岐・蛇行血管内に血管に損傷を与えることなく血管形状に順応してガイドワイヤーを押し込むためには、柔軟性と形状復元性が要求される。近年、カテーテルが末梢血管に押し込められるようになり、益々その要求が増してきている。従来、ガイドワイヤー芯材として主としてステンレス鋼線材が用いられてきたが、蛇行した血管内を通過させると永久変形を起こして変形したままになってしまい、末梢血管に押し込めなくなり、又、再挿入もできない問題点があった。
【００１９】
芯線の金属を被覆する材料としては、被覆の容易さと更に潤滑性機能を付与する必要性から、ポリウレタン、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、又は、フッ素系等或いはこれらの高分子を主成分とするポリマーアロイ等の柔軟な高分子が用いられる。高分子被覆材は樹脂等の芯材金属の湾曲の妨げにならない程度に柔軟で、外表面は実質的に凹凸の無い滑らかな表面となっている。高分子被覆材の中には、タングステン、ビスマス、バリウム等の微粉末をＸ線造影物質として混合することも可能である。
【００２０】
芯線の金属を被覆する高分子の表面は、カテーテル内表面や血管との摩擦抵抗を減少させ、良好な摺動性を発現させるために親水性高分子によりコーティングが施されている。親水性高分子としては、水酸基、アミド基、アミノ基、カルボン酸基、カルボン酸塩基、スルフォン酸基、スルフォン酸塩基、及び又はピロリドン基等の親水性基を有しているものが好ましい。具体的には、ビニルエーテル〜無水マレイン酸共重合体、ビニルエーテル〜無水マレイン酸共重合体塩、ビニルエーテル〜無水マレイン酸共重合体エステル、ポリエーテル、ポリアクリル酸塩又はポリビニルピロリドン等が用いられる。
【００２１】
実施例１
直径０．５ｍｍの真円、長さ３１００ｍｍで両端をテーパー加工した両最先端が０．１ｍｍのＮｉＴｉ系超弾性ガイドワイヤーを作製した。ガイドワイヤーの最先端部を内径０．２ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、長さ２０ｍｍのステンレス製チューブに両側から挿入し、圧力５Ｋｇｆ／ｃｍ２で５秒間かしめ、接合部の引っ張り強度が２．０Ｋｇｆ以上の連続線を作製した後、先端部を４２０℃でＪ型に形状付けをした。
連続線をドラムに巻き取り、下記の条件で押出し成型機を用いて連続的に３５％タングステン入りウレタン樹脂を被覆した。
巻き取り速度：３．５ｍ／ｍｉｎ、温度：１１０〜１８２℃、圧力：５．１ＭＰｓ、金型：０．５ｘ０．９ｍｍ
得られたガイドワイヤーの形状は以下の均一なものが得られている事を確認した。
先端部平均径：０．８０ｍｍ、基部平均径：０．８６ｍｍ
最終製品の長さが１５００ｍｍである１０００本のガイドワイヤーをタングステン混練りウレタン樹脂被覆するのに約９時間要した。
ガイドワイヤー先端曲線部におけるガイドワイヤーの柔軟性を示す曲げ荷重（支点間長さ１４ｍｍの中点を０．８ｍｍ押し込んだときの曲げ荷重）は、０．０１５Ｋｇであった。
【００２２】
比較例１
直径０．５ｍｍの真円、長さ１５５０ｍｍで先端をテーパー加工した先端が０．１ｍｍのＮｉＴｉ系超弾性ガイドワイヤーを作製し、このガイドワイヤーをタングステン混練りウレタンチューブに挿入・先端樹脂接着する為に約１７時間要した。更に、ウレタンチューブを膨潤させる為に用いた有機溶剤を除去するために３時間要した。
従って、ガイドワイヤーをウレタン被覆するのに要する時間は、合計２０時間で、実施例１に比較して効率は１／２以下であった。
更に、先端を樹脂で固定化したため、ガイドワイヤー先端曲線部におけるガイドワイヤーの柔軟性を示す曲げ荷重（支点間長さ１４ｍｍの中点を０．８ｍｍ押し込んだときの曲げ荷重）は、０．０２１Ｋｇで、実施例１のものに比較して柔軟性が劣る傾向にあった。
【００２３】
実施例２
直径０．５ｍｍの真円、長さ３１００ｍｍで両端をテーパー加工した両最先端が０．１ｍｍで先端曲線部の一部を０．０８ｍｍの扁平状にしたＮｉＴｉ系超弾性ガイドワイヤーを作製した。このものを実施例１と同じ方法でタングステン混練りウレタン樹脂被覆した。製造効率、形状は実施例１とほぼ同等であったが、柔軟性を示す曲げ荷重は０．０１２Ｋｇで改良される傾向にあった。
【００２４】
【発明の効果】
押出し成型機を用いてカーボンブラック混練りウレタンを連続的にガイドワイヤーに被覆する本発明の製造方法は、非連続的に手作業でウレタンチューブに挿入する方法に比較して、製造効率が２倍以上であった。更に、先端部に接着剤を使用する必要が無いため、医療用ガイドワイヤーとして重要な先端の柔軟性が向上する傾向にあった。更に、先端曲線部の一部を扁平状にすることにより、柔軟性が更に向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】先端曲線部を扁平加工した場合の例を示す部分拡大図である。
【図２】別例の同様図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はそれぞれ図１及び図２におけるＸ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ線断面図である。
【符号の説明】
１：ガイドワイヤー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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