(57)【要約】直径が１ｍｍ以下であり、永久的に移植し得る心臓ペーシング案内体の分野で通常使用される材料より実質的に硬質な絶縁材料を用いる医療用案内体を開示する。Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−７５Ｄなどの、ヤング率が少なくとも１７６０ｋｇ／ｃｍ２である材料又はこれより更に硬質なポリマーを用いて、心臓の鼓動による動きに呼応してムチのように動作することのない案内体本体を提供する。案内体本体の剛性を高めることで、その遠位案内体先端部が心臓組織を穿孔しやすくなることがないように、案内体には、表面積を狭めないままの遠位表面を設けて、遠位案内体先端部が身体組織に行使する圧力を０．２５ｋｇ／ｃｍ２以下に抑える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径が１ｍｍ以下であり、少なくとも１７６０ｋｇ／ｃｍ２のヤング率を有する生体適合性材料で形成される案内体本体と、
案内体本体に支持される導体と、
導体の遠位端に電気的に連結される電極と、
を含む医療用電気案内体。
【請求項２】
前記生体適合性材料はＰｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−７５Ｄである請求項１の医療用電気案内体。
【請求項３】
前記生体適合性材料はポリウレタンである請求項１の医療用電気案内体。
【請求項４】
前記生体適合性材料はポリイミドである請求項１の医療用電気案内体。
【請求項５】
前記案内体本体の公称外径が１／３ｍｍである請求項１乃至３のいずれか１項の医療用電気案内体。
【請求項６】
前記案内体本体の遠位端が前記電極を支持するため約６ｍｍ２の表面積を有する請求項１乃至３のいずれか１項の医療用電気案内体。
【請求項７】
前記拡大された表面積は医療用電気案内体の配置時に接触表面に０．２５ｋｇ／ｃｍ２以下の圧力が作用するような表面積を有する請求項６の医療用電気案内体。
【請求項８】
前記案内体本体の遠位端に連結される固着具を更に含む請求項１乃至３のいずれか１項の医療用電気案内体。
【請求項９】
生体適合性材料の案内体本体は導体上に押出し成形される請求項１乃至３のいずれか１項の医療用電気案内体。
【請求項１０】
生体適合性材料の案内体本体は別個に形成された導体を取り囲むチューブである請求項１乃至３のいずれか１項の医療用電気案内体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は概して、移植可能な心臓用案内体（ｃａｒｄｉａｃ ｌｅａｄｓ）に関し、特に、直径が小さな案内体本体を有する心臓内案内体に関する。
【０００２】
ここ数年にわたり、心臓内ペーシング、カルディオバージョン及び細動除去用案内体の直径を縮小するようにかなりの努力がなされてきた。案内体本体の直径を縮小できれば、複数本の案内体を１本の血管内に配置できる上、案内体を右心室内に埋込む場合に案内体本体と三尖弁との間に発生する干渉を最小限に抑えることができる。また、案内体本体のサイズを縮小すると一般に、案内体本体の曲げ剛性や曲げモーメントも低下していた。案内体本体の曲げ剛性を低下させることは一般に、案内体の遠位先端部が心臓組織を穿孔してしまう危険性が減るという点で、１つの利点であると考えられてきた。
【０００３】
案内体のサイズを縮小し、その曲げ剛性を低下させようとすることの背景となる考察は、Ｗｉｌｌｉａｍｓ等に発行された米国特許第５，２４６，０１４号に論じられており、この特許では、直径が１〜２フレンチである案内体が開示されている。同じくＷｉｌｌｉａｍｓ等に発行された米国特許第５，８７１，５３０号には、直径の小さな細動除去用案内体が開示されている。
【０００４】
可撓性に富む案内体本体を具備した、直径の小さなペーシング案内体であれば、穿孔の危険性は減り、複数本の案内体を橈側皮静脈や鎖骨下静脈などの同じ血管内に通過されられるようになるが、案内体が極めて柔軟で、その直径が小さい案内体は、心臓チャンバ内にて「ムチのように」素早く動作しがちであることから、心臓内でかなりの損傷を引き起こす傾向にあることがわかっている。こうした損傷が起こると、より硬質な案内体による場合よりも、心臓壁及び弁膜上に形成される大腸菌増殖（繊維化小結節）の量は実質的に多くなる可能性がある。
【０００５】
本発明の案内体は、直径の小さな案内体本体の利点を生かしつつ、案内体本体が心臓チャンバ内でムチのように動作することによる損傷を回避するものである。本発明は、この結果を、永久移植の可能な心臓ペーシング案内体の分野で通常使用されている材料よりヤング率（引張剛性）が実質的に高い絶縁材料を案内体本体に使用することにより得るものである。
【０００６】
本発明による案内体構造の特性を、繊維やチューブの曲げ剛性又は曲げモーメントが引張弾性率及び直径の４乗に比例して変化するという原理を用いて考察することができる。すなわち、チューブに関する曲げモーメント又は曲げ剛性は、
（ヤング率）×（ＯＤ４−ＩＤ４）／６４
として決定される。このとき、ＯＤ及びＩＤは、それぞれチューブの外径及び内径を表しており、ヤング率は、チューブの製造に使用した材料の引張剛性を示す１基準である。
【０００７】
本発明によれば、ガラスや炭素などの大変硬質でありながら脆い性質もある材料を微細ファイバの形態として用いて可撓性布帛を製造することができる。このような材料で、従来技術による直径の大きな案内体本体とほぼ同じ曲げモーメントを備えながら、所望通りに直径を小さくした案内体本体を得ることができる。本発明による案内体の曲げモーメントは比較的変化が少ないため、従来の電極アセンブリを用いる案内体本体を能動的に固定（尖叉）しても、その遠位先端部で心臓組織を穿孔する可能性が高くなることはない。
【０００８】
従って、この遠位先端部が心内膜に印可する可能性のある圧力（単位はポンド／インチ２）は、現在移植されている、本発明より直径の大きな案内体の場合と同様である。別法として、その遠位先端部を、心臓組織内に挿入されても穿孔しない螺旋形としてもよい。電極は通常、その表面積を約１．５〜６ｍｍ２として、心臓の脱分極を感知し、心臓を拍動させるように、案内体に望ましい電気特性を持たせる。
【０００９】
１実施形態において、本発明による案内体の外径は１ｍｍ（３．０フレンチ）より小さく、１／３ｍｍ（１．０フレンチ）まで縮小することができる。案内体本体の絶縁体を、Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−５５Ｄ、７５Ｄ、又はこれより更に硬質な、Ｇｅｎｙｍｅｒｅ（登録商標）ポリイミド（Ｖｉｒｇｉｎｉａ ｐｏｗｅｒ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）などのポリマーで形成する。この材料は、要件となるチューブの直径に応じて、選択することができる。
【００１０】
２本のチューブが必要である双極型同軸案内体を含めて、直径がより大きなペーシング用案内体の場合でこの材料を用いると、永久移植用としては剛体になりすぎて、心筋層を穿孔し、致死的となり得るタンポン挿入様急性心臓圧迫を起こす危険がある。しかし、外径が３フレンチ以下の案内体であれば、絶縁体の断面直径を最小としつつ、絶縁材料としてシリコーンゴムやそれより軟らかいポリウレタンを使用して直径をより大きくしていた従来型案内体の場合と同じ曲げモーメント特性を総合的に有する案内体本体が得られる。
【００１１】
本発明の一態様によれば、案内体本体の遠位端を、案内体本体が同様の曲げモーメントを有する従来技術による直径のより大きな案内体の場合と同じ断面積となるように設計することができる。その先端部に、表面積が類似であるペーシング電極を配置することができる。ペーシング電極は、例えば、デキサメタゾンやべクロメタゾンなどのグルココルチコステロイドを溶離できる多孔性焼結電極とすることができる。これと同様の電極は、Ｓｔｏｋｅｓ等に発行された米国特許第５，２８２，８４４号に記載されており、この特許内容全体を参照として本明細書内に引用したものとする。
【００１２】
別法として、ペーシング／センシング電極を、案内体本体の遠位部分外周部を取り囲んで延在する「リング先端部」電極として配置してもよい。これに類似の電極が、Ｍｅｈｒａに発行された米国特許第５，３４２，４１４号に開示されており、この特許内容全体を参照として本明細書内に引用したものとする。案内体本体の遠位先端部上に配置する複数の小型電極及び／又は活性固定化電極の使用を含めて、電極を他の方式で構成してもよい。
【００１３】
【好ましい実施形態の詳細な説明】
図１は、本発明による案内体（ｌｅａｄ）を示す平面図である。この案内体には、その長手方向に延在する１本又は複数本の導体を支持する細長い絶縁案内体本体が具備される。案内体本体の付け根端部には、コネクタピン１８及びコネクタリング２０を含むコネクタアセンブリ１２が配置される。単極型案内体の場合、コネクタピン１８が案内体本体１０内の単一導体と導通し、双極型実施形態の場合、コネクタリング２０が、案内体本体１０内に支持される第２の導体と連結する。シールリング１４及び１６は、案内体を挿入するパルスジェネレータのコネクタブロック内でのコネクタピン１８とコネクタリング２０との間における電気漏れを防止するものである。
【００１４】
案内体本体の遠位端には電極ヘッドアセンブリ２６が具備されており、ここから、電極２２が遠位方向に突出している。電極ヘッドアセンブリ２６は、案内体を心臓組織に固着させるための受動型固着具２４を含む。この実施形態では、固着具として尖叉構造が図示されている。別法として、Ｍｅｈｒａに発行された上記特許で論じられているように、金属コイル構造を設けて、心臓組織にねじ込んでもよい。
【００１５】
本発明によれば、案内体本体の直径は１ｍｍ（３フレンチ）以下であり、理想的には１／３ｍｍ（１フレンチ）以下である。この設計では、ヤング率がおよそ１７６０〜４６４０ｋｇ／ｃｍ２（２５，０００〜６６０，０００ｐｓｉ）である材料を用いる。こうした材料を、直径が実質的に本発明より大きい案内体本体を有する従来技術による案内体に用いると、仕上る構造が硬質すぎて心臓への穿孔を防止しきれない。（このように直径の大きな案内体設計では通常、ヤング率が４２．２〜１７６ｋｇ／ｃｍ２（６００〜２５００ポンド／インチ２）の材料を用いることに留意されたい。）しかし、本発明による構造によれば、以下に詳述するように、材料がこのように剛性であっても、心臓の損傷を防止できることが実際わかっている。
【００１６】
本発明の１実施形態によれば、案内体本体は、ヤング率が約１７６０ｋｇ／ｃｍ２（２５０００ｐｓｉ）である、ポリウレタン絶縁体Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−５５Ｄを含む。この本体の外径（ＯＤ）は、１．１ｍｍ（０．０４２インチ又は約３．２フレンチ）であり、内径（ＩＤ）は０．８ｍｍ（０．０３２インチ）である。
【００１７】
上述した原理を用いて、曲げモーメントを、
曲げモーメント＝（ヤング率）×（ＯＤ４−ＩＤ４）／６４
として決定することができる。導体を、可撓性に富み、案内体の曲げモーメントにほとんど寄与しない細線コイルとして想定すると、この案内体構造の曲げモーメントは８×１０−４となる。
【００１８】
本発明による案内体構造を、従来技術による設計で用いられていたより軟質なポリウレタン材料で製造した直径の小さな案内体の場合と比較すると、本発明の利点が明白にわかる。例えば、ＯＤが０．３ｍｍ（０．０１３インチ）、ＩＤが０．２ｍｍ（０．００８インチ）の絶縁チューブを有し、エチレン・テトラフルオロエチレン（ｅＴＦＥ、Ｔｅｆｚｅｌ（登録商標））で製造した１フレンチ寸法の案内体について考察しよう。ｅＴＦＥのヤング率は、約８４００ｋｇ／ｃｍ２（１２００００ポンド／インチ２（ｐｓｉ））である。
【００１９】
従って、このチューブの曲げモーメントは、約３２×１０−７ｋｇ／ｃｍ２（４．６×１０−５ポンド／インチ２）ということになる。この案内体を、複数本の細線（曲げモーメントにほとんど寄与しない）で構成された極めて可撓性の高いケーブル導体を含む経静脈案内体の絶縁に使用すると、この案内体は、おびただしい大腸菌増殖などの心臓損傷を発生させることで周知の「ムチのような」動作をする。これに対して、前段落で説明したようにＰｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−５５Ｄを用いた同様の案内体構造の場合、その曲げモーメントは、ｅＴＦＥ製チューブで構成した案内体の場合より１８倍も高くなる。このように、本発明で得られる曲げ剛性が高くなり、ムチのような動作及びそれに伴う心臓の損傷を防止することができる。
【００２０】
心筋層穿孔による心臓損傷の危険性を更に低下させるために、現在の直径の大きな案内体で用いられている案内体遠位表面積を利用することができる。案内体の設置時に組織に行使する圧力が０．２５ｋｇ／ｃｍ２（３．６ポンド／インチ２）以下となるように、案内体遠位表面積を選択する。遠位先端部にかかる圧力は、そこから１０ｃｍ近位側の案内体を把持し、わずかな角度をつけて案内体をプレートに押付けることにより測定する。５％の圧縮に必要だった力（心臓内に移植し、通常案内体を留めるところを超えた地点で見られるおよその圧縮量）を遠位先端部の突出面積で割ると、その圧力（ｋｇ／ｃｍ２（ポンド／インチ２））が算出される。
【００２１】
従って、所与の案内体剛性程度がどのようであっても、遠位先端部の面積が非常に狭ければ、穿孔の危険性は高まる。先端部面積が大変広ければ、その危険性は低くなるが、挿入後の案内体を除去することが非常に難しくなる。本明細書に説明する曲げモーメントを有する案内体の場合、面積を５〜８ｍｍ２とする遠位先端部を有する案内体が一般に最適と考えられる。例えば、電極ヘッドアセンブリ２６は、案内体配置時の表面圧力を０．２５ｋｇ／ｃｍ２（３．６ポンド／インチ２）以下まで低減するように選択したサイズの遠位表面２８を有するものとして図示されている。
【００２２】
図１に示すように、案内体本体は電極を支持することができ、この電極を、コネクタピン１８に連結する。双極型実施形態の場合、第２の電極を設けて、コネクタリング１４に連結されている導体に連結する。ペーシング電極を、例えば、デキサメタゾンリン酸ナトリウムやべクラメタゾンなどのグルココルチコステロイドを溶離できる多孔質焼結電極にしてもよい。これに類似する、図１に示した例などの電極は、Ｓｔｏｋｅｓ等に発行された米国特許第５，２８２，８４４号に記載されており、この特許内容全体を参照として本明細書内に引用したものとする。
【００２３】
図２に、「リング先端部」電極３０を組み入れた電極ヘッドアセンブリである別の実施形態を例示する。この実施形態では、電極が、案内体本体の遠位部分外周部を取り囲んで延在している。こうした電極は、Ｍｅｈｒａに発行された米国特許第５，３４２，４１４号に開示されている電極に類似のものである。この特許内容全体を参照として本明細書内に引用したものとする。上述したように、双極構造では、第２の電極３２をコネクタリング１４に連結することができる。
【００２４】
図３は、電極ヘッドアセンブリ内埋込み式電極３４を組み入れた電極ヘッドアセンブリを例示す。図４は更に、固定装置としても電極としても使用可能な活性固定コイル３６を例示する。この固定コイルを、案内体本体の外側に永久的に配置することができる。この案内体及びコイルを案内カテーテル内に配置することにより、コイル及び組織を移植時の損傷から保護することができる。案内カテーテルを、コイルを回転させて心筋層内に挿入するように設計することができる。図２〜図４に例示したいずれの実施形態においても、双極型装置を移植するように第２の電極を追加できることを理解されたい。
【００２５】
図５は、面積を拡大した遠位先端部表面上に複数の小型電極３６及び３８を配置した、更に別の電極ヘッドアセンブリを例示している。図６は、図１に示した案内体の遠位部分を示す、外面の一部を切除して内部が見えるようにした図である。この実施形態において、案内体本体１０は、７本の撚り線４０〜５２を含む導体６０を支持している。この撚り線は、Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−７５Ｄ又はそれより更に硬いポリマーで形成したチューブ６１でカバーされている。更に、１本又は複数本の撚り線それぞれに絶縁処理を施して、別々の電極につなぐための複数本の電気的絶縁導体を形成してもよい。
【００２６】
この導体設計は、Ｗｉｌｌｉａｍｓ等に発行された米国特許第５，２４６，０１４号に開示されている設計に相当する。この特許内容全体を参照として本明細書内に引用したものとする。別法として、絶縁処理を施していない撚り線を使用することもできる。無論、これ以外の導体も使用可能であり、Ａｌｔｍａｎ等に発行された米国特許第５，８４５，３９６号に記載されている２０本の撚り線ケーブルもその例である。この特許内容全体を参照として本明細書内に引用したものとする。更に別の実施形態において、個々の導体を単に、案内体本体の芯部材の周囲に巻いた細線コイルとすることもできる。
【００２７】
図７は、図６に示した案内体本体の断面図である。この図は、撚り線である導体６０全体をカバーしたポリウレタン製チューブを示す。図８は、図６に示した案内体の断面図であり、案内体本体が、別製造によるチューブ６２である。図９は、同軸双極型案内体構造を用いた、本発明の更に別の実施形態を示す断面図である。この設計は、内側絶縁チューブ７０と外側絶縁チューブ７２とを有し、どちらも、ヤング率が約１７６０ｋｇ／ｃｍ２（２５，０００ｐｓｉ）であるＰｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−５５Ｄで製造されている。内側絶縁チューブの内径を約０．７５ｍｍ（約０．０３０インチ）、外径を約１．５ｍｍ（約０．０４０インチ）、また、外側チューブの内径を約１．５ｍｍ（約０．０６０インチ）、外径を約１．７５ｍｍ（約０．０７０インチ）にすることができる。
【００２８】
この２本のチューブの曲げモーメントを合わせて、１．７×１０−３ｋｇ／ｃｍ２（０．０２４ポンド／インチ２）である案内体の合計曲げモーメントを得てもよい。導体コイル７４及び７６を、可撓性を重視して設計されているために曲げモーメントへの寄与は無視できる程度である複数本の細線で構成することができる。この案内体構造の遠位先端部は、好ましくは、従来技術による設計に比較して面積が縮小されておらず、面積を約５．８ｍｍ２とすることのできる遠位先端部である。
【００２９】
本発明の実施形態である更に別の例として、外径が２．９フレンチ（０．９５ｍｍ（０．０３８インチ））である案内体が考えられる。この案内体本体を形成している管状構造の内径は０．７ｍｍ（０．０２８インチ）である。この管状案内体構造をＰｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−５５Ｄを使用して形成すると、その剛性は０．４×１０−４ｋｇ／ｃｍ２（５．７×１０−４ｐｓｉ）となる。従って、この案内体は、上述した種類のｅＴＦＥ製チューブで形成した１フレンチ型案内体より１３倍硬いことになる。動物実験から、硬さの少ない材料を用いた小型本体案内体の場合と異なり、この電流案内体による異常な損傷が心臓内に生じることはないことがわかっている。
【００３０】
同様の実施形態によれば、上述した寸法の案内体本体を、ヤング率が１０３３０ｋｇ／ｃｍ２（１４７，０００ｐｓｉ）であるＰｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−７５Ｄを用いて製造することができる。この案内体では、曲げモーメントが３．４×１０−３まで上昇する。この曲げモーメントは、ｅＴＦＥ製１フレンチ寸法案内体の７４倍である。
【００３１】
外径が２フレンチ（０．６５ｍｍ（０．０２６インチ））、内径が０．４ｍｍ（０．０１６インチ）である更に細い案内体を用いた別の実施形態を、上述したようにヤング率１０３３０ｋｇ／ｃｍ２（１４７，０００ｐｓｉ）のＰｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）２３６３−７５Ｄで製造することができる。この案内体構造では、曲げモーメントが０．６３×１０−４ｋｇ／ｃｍ２（９×１０−４ポンド／インチ２）となる。上述の例と同様に、この例でも、案内体が支持している導体のいずれも案内体本体の曲げモーメントを上昇させることはないと想定しており、この想定は大半の実施形態に当てはまるものである。
【００３２】
ヤング率が４６４００ｋｇ／ｃｍ２（６６０，０００ｐｓｉ）であるポリマーを用いて、更に小型の実施形態を製造し、外径が１．２フレンチ（０．４ｍｍ（０．０１６インチ））、内径が０．１６ｍｍ（０．００７インチ）の案内体構造を形成することができる。この案内体の曲げモーメントはおよそ０．４６×１０−４ｋｇ／ｃｍ２（６．５×１０−４ｐｓｉ）となり、これは、許容範囲内の性能を有することがわかっている、上述した２．９フレンチ型実施形態の場合より１２％高いものである。このようなポリマーの１例は、加水分解的に安定であり、生体適合性を有するＶｉｒｇｉｎｉａ ｐｏｗｅｒ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製Ｇｅｎｙｍｅｒｅポリイミドである。
【００３３】
上記の例ではいずれの場合も、案内体技術で通常使用されているものよりヤング率が大幅に高い材料を用いて、心臓が鼓動して動くために生じるムチ状動作による心臓組織の損傷を最小限に抑える構造が得られる。
上述の関係を表１にまとめる。この表は、０．１３ｍｍ（０．００５インチ）である一定の壁部厚さに対するチューブの直径の関数として、チューブの曲げモーメントを常に７０．３×１０−６ｋｇ／ｃｍ２（０．００１ポンド／インチ２）に維持するために必要な弾性係数を例示している。さまざまな係数値に対応するポリマーも併記している。
【００３４】
【表１】
2004510508.tif 000003
【００３５】
上記教示内容に関して、本発明にさまざまな修正及び変更を加えることができる。例えば、案内体本体は１つ又は複数の生物学的センサを具備することができる。従って、添付した請求の範囲内であれば、本発明を具体的に説明した以外の方法で実施してもよいことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による案内体の平面図。
【図２】
図１の案内体の遠位部分における切除図。
【図３】
埋込型電極を組み入れた電極ヘッドアセンブリの平面図。
【図４】
活性固定コイルを組み入れた電極ヘッドの平面図。
【図５】
遠位先端部表面を横切って配置される複数の小型電極を有する電極ヘッドアセンブリの平面図。
【図６】
図１の案内体の遠位部分における切除図。
【図７】
図６の案内体本体の横断面図。
【図８】
案内体本体が別製造されたチューブである図６の案内体の断面図。
【図９】
同軸型双極案内体構造を用いた、本発明の更に別の実施形態を示す断面図である。
【国際公開パンフレット】
2004510508.tif 000004
2004510508.tif 000005
2004510508.tif 000006
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2004510508.tif 000012
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2004510508.tif 000015
2004510508.tif 000016
2004510508.tif 000017
2004510508.tif 000018
2004510508.tif 000019
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004510508.tif 000020
【国際調査報告】
2004510508.tif 000021
2004510508.tif 000022
2004510508.tif 000023