(57)【要約】この発明は、外径を小さくしても内径が確保され、必要とされる強度を有し、液体の注入が容易で、操作性、安全性の高い管状医療用具及びその製造方法を提供することを目的とし、外径が大きくとも３ｍｍであり、かつ肉厚が大きくとも２００μｍである管状体であり、この管状体は、引張強度が小さくとも２．９ＧＰａであり、かつ引張弾性率が小さくとも１９６．１ＧＰａである合成樹脂の条体と高分子材料とで形成されてなり、前記条体は高分子材料に埋設されてなることを特徴とする管状医療用具であり、マンドレル上に第１の高分子材料被膜を形成する工程と、引張強度が小さくとも２．９ＧＰａ、及び引張弾性率が小さくとも１９６．１ＧＰａである合成樹脂の条体を前記第１の高分子材料被膜上にブレーディングする工程と、前記合成樹脂繊維の条体を巻回した第１の高分子材料被膜上に、第２の高分子材料被膜を形成する工程とで製造されることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径が大きくとも３ｍｍであり、かつ肉厚が大きくとも２００μｍである管状体であり、この管状体は、引張強度が小さくとも２．９ＧＰａであり、かつ引張弾性率が小さくとも１９６．１ＧＰａである合成樹脂の条体と高分子材料とで形成されてなり、前記条体は高分子材料に埋設されてなることを特徴とする管状医療用具。
【請求項２】
前記高分子材料が、蒸着重合により形成される蒸着重合体であり、又は高分子材料含有液を塗工し、溶媒を除去することにより形成される塗工重合体である前記請求項１に記載の管状医療用具。
【請求項３】
前記蒸着重合体がポリイミド、ポリ尿素、ポリウレタン、及びポリエステルよりなる群から選択される少なくとも一種の高分子である前記請求項２に記載の管状医療用具。
【請求項４】
前記条体は、２．９ＧＰａ以上である引張強度及び１９６．１ＧＰａ以上の引張弾性率を有する有機繊維である前記請求項１に記載の管状医療用具。
【請求項５】
前記条体を形成する合成樹脂は、その融点又は分解温度が低くても３５０℃である前記請求項１に記載の管状医療用具。
【請求項６】
前記条体は、らせん状に巻回されてなる前記請求項１に記載の管状医療用具。
【請求項７】
前記蒸着重合体は、フッ素を含有する重合体である前記請求項１に記載の管状医療用具。
【請求項８】
マンドレル上に第１の高分子材料被膜を形成する工程と、引張強度が小さくとも２．９ＧＰａ、及び引張弾性率が小さくとも１９６．１ＧＰａである合成樹脂の条体を前記第１の高分子材料被膜上にブレーディングする工程と、前記合成樹脂繊維の条体を巻回した第１の高分子材料被膜上に、第２の高分子材料被膜を形成する工程とからなることを特徴とする管状医療用具の製造方法。
【請求項９】
前記第１の高分子材料被膜が、蒸着重合により形成された蒸着重合体被膜又はコーティングにより形成された塗工重合体被膜である前記請求項８に記載の管状医療用具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、管状医療用具及びその製造方法に関し、詳しくは、（１）従来の管状医療用具におけるのと同じ内径であるときには肉薄にして外径を小さくすることができ、その結果、生体管状組織内に挿入するに際し患者に対する侵襲を小さくすることができ、（２）従来の管状医療用具におけるのと同様に細くなっているにもかかわらず適切な「腰」を備え、（３）従来の管状医療用具におけるのと同じ外径であっても液体を円滑に流通させることができる、強靭な管状医療用具及びその製造方法に関する。
背景技術
管状医療用具は、血管等に挿入して使用される医療用具であり、例えば血管造影用又はガイドワイヤー導入用等のカテーテル、ＰＴＣＡカテーテル、ＩＡＢＰカテーテル、医療用チューブ等がある。
例えば、肝臓等の瘤の治療においては、管状医療用具を例えば血管内に挿入してその先端部を患部にまで到達させ、管状医療用具を通じて薬液を注入して患部の瘤に薬液を浸透させる。
従来の管状医療用具は、スチール製のワイヤーをブレーディングして管状体を形成し、その外周面と内周面とを合成樹脂膜で被覆して形成されている。合成樹脂被膜は、電線被覆の要領で、スチール製のワイヤーで形成された管状体を合成樹脂材料と一緒に押出成形することにより、被覆されている。
管状医療用具は、患者の体内に挿入して使用するので、人体に負担を与えないように、できるだけ外径を小さくすることが望まれている。また、その管状医療用具内にステント、バルーン等を挿通させて医療処置を行うので、その内径が可能な限り大きいことが好ましく、したがって肉薄であることが期待されている。特に脳の細かい血管中に挿入されるマイクロカテーテルでは、小さいものが望まれる。
しかし、従来の一般的な管状医療用具は、その用途により外径及び内径は区々となる。例えばガイディングカテーテルを例に取ると、その内径は１．３〜３ｍｍであり、肉厚が１００μｍ〜５００μｍである。そのような管状医療用具につき、外径を小さくすると、内径も小さくなり、薬液の注入が困難になるという問題がある。また、内径が小さくなると、薬液を注入する時の注入圧力が高まり、管状医療用具が破損したり、先端に力が加わり異常運動が生じる可能性もある。
さらに、肉薄にするためにスチールワイヤーのブレーディング部分を薄くすると、或いはブレーディングするスチールワイヤーの巻回ピッチを大きくすると、管状医療用具の強度が低下し、操作性が悪化したり、安全性が低下する等の問題が生じる。特に、脳神経系で用いるカテーテルでは危険性が大きい。操作性の悪化とは、具体的には、管状医療用具を回転させて操作する場合にねじれが生じ、手元の操作部分は回転しても、患部近傍における先端部分が回転しにくくなることである。また、安全性の低下とは、具体的には、薬液を注入する時の注入圧力によって管状医療用具が変形、破損する等である。
さらに、通常、合成樹脂被覆は押出成形により被覆されるので、合成樹脂被覆の厚みを小さくするのが困難であった。
この発明は、上記問題を解決することを目的とする。すなわち、この発明の目的は、従来の管状医療用具における外径よりも小さな外径寸法を有しながら、従来の管状医療用具以上に液体の注入が容易であり、操作性及び安全性の高い管状医療用具及びその製造方法を提供することにある。
さらに、この発明の目的は、生体適合性に優れた管状医療用具及びその製造方法を提供することを目的とする。
発明の開示
前記目的を解決するためのこの発明は、外径が大きくとも３ｍｍであり、かつ肉厚が大きくとも２００μｍである管状体であり、この管状体は、引張強度が小さくとも２．９ＧＰａであり、かつ引張弾性率が小さくとも１９６．１ＧＰａである合成樹脂の条体と高分子材料とで形成されてなり、前記条体は高分子材料に埋設されてなることを特徴とする管状医療用具である。
この発明に係る管状医療用具の好適な態様においては、前記高分子材料が、蒸着重合により形成される蒸着重合体であり、又は高分子材料含有液を塗工し、溶媒を除去することにより形成される塗工重合体であり、
この発明に係る管状医療用具のある好適な態様においては、前記蒸着重合体がポリイミド、ポリ尿素、ポリウレタン、及びポリエステルよりなる群から選択される少なくとも一種の高分子であり、
この発明に係る管状医療用具のある好適な態様においては、前記条体は、２．９ＧＰａ以上である引張強度及び１９６．１ＧＰａ以上の引張弾性率を有する有機繊維であり、
この発明に係る管状医療用具のある好適な態様においては、前記条体を形成する合成樹脂は、その融点又は分解温度が低くても３５０℃であり、
この発明に係る管状医療用具のある好適な態様においては、前記条体は、らせん状に巻回されてなり、
この発明に係る管状医療用具のある好適な態様においては、前記蒸着重合体は、フッ素を含有する重合体である。
前記課題を解決するための他の発明は、マンドレル上に第１の高分子材料被膜を形成する工程と、引張強度が小さくとも２．９ＧＰａ、及び引張弾性率が小さくとも１９６．１ＧＰａである合成樹脂の条体を前記第１の高分子材料被膜上にブレーディングする工程と、前記合成樹脂繊維の条体を巻回した第１の高分子材料被膜上に、第２の高分子材料被膜を形成する工程とからなることを特徴とする管状医療用具の製造方法であり、
前記管状医療用具の好適な製造方法においては、前記第１の高分子材料被膜が、蒸着重合により形成された蒸着重合体被膜又はコーティングにより形成された塗工重合体被膜である。
発明を実施するための最良の形態
図１に示されるように、この発明に係る管状医療用具１は、管状体２であり、この管状体２は、筒状に形成された高分子材料３とこの高分子材料の内部に埋設された特定の合成樹脂の条体４とで形成される。
この管状医療用具は、用途に応じて、体内の管状組織例えば血管中に挿入され、かつ身体の特定部位から要治療部位にまで挿入されていくのであるから、その用途に応じた適宜の長さ寸法を有し、図２に示されるように大きくとも３ｍｍの外径Φ、好ましくは０．５〜２．５ｍｍの外径Φを有する。
前記管状体は、この管状医療用具の本体ともなる部材である。前記条体が埋設された状態での管状体は、その外径が管状医療用具の外径と実質的に同じである。また、管状体の内径は、管状医療用具の内径と実質的に同じであり、管状体の肉厚すなわち管状医療用具の肉厚が大きくとも２００μｍ、好ましくは１００〜１０μｍである。管状体の肉厚が上記の範囲であると、この管状体内を流通させる液体の流れに支障を来すことがない。
この管状体の主形状は、高分子材料で形成され、具体的には、例えば、蒸着によって重合した高分子すなわち蒸着重合体又はコーティングにより形成された塗工重合体で形成される。蒸着重合体及び塗工重合体のいずれであっても、採用されることのできる高分子としては、例えば、ポリイミド、ポリ尿素、ポリウレタン、及びポリエステル、及びフッ素原子を置換したこれら重合体等を挙げることができる。この中で特にポリイミド、フッ化ポリイミド、ポリ尿素等が好適であり、これらの中でもフッ化ポリイミドが特に好適である。管状体がこれらの高分子で形成されていると、低摩擦性であり、血液等の生体成分及び生体組織に対する適合性が高いという利点がある。フッ素が高分子材料中に含まれていると、生体適合性が更に良好である。ここで、生体適合性とは、生体において血液凝固反応が起こりにくいこと、すなわち抗血栓性があることを言う。フッ素含有の高分子材料としてはフッ素化ポリイミドが好ましい。
フッ素含有ポリイミド膜は、例えばフッ化芳香族ジアミンとフッ化芳香族ジカルボン酸無水物とを蒸着重合させることにより、又はフッ素含有ポリイミドの溶液をマンドレルの外周面に塗工し、溶媒を揮発させることにより、得ることができる。
前記管状体を形成する高分子材料中におけるフッ素の含有量としては、２０〜５０重量％であることが好ましい。フッ素の含有量が前記範囲内であると、前記の利点が効果的に得られる。
この管状体は、一種の高分子材料で形成されていても良く、又二種の高分子材料で形成されていても良い。管状体の主形状を形成する高分子材料がその内側から外側まで一種類の高分子材料で形成されていても良く、また管状体を二種類の高分子材料で形成する場合には、高分子材料で形成された内側管状体と、この内側管状体の高分子材料とは相違する高分子材料で形成された外側管状体とで管状体を形成することができる。この場合、内側管状体と外側管状体との間に合成樹脂の条体が挟み込まれた状態となって管状医療用具が形成される。
前記合成樹脂の条体は、長尺状であって前記管状体内に埋設可能な形態を有する。この条体は、フィラメント糸、及び紡績糸等の糸、これらの糸で形成された紐、長尺状のシート、網状体、モノフィラメント等のいずれの形態であっても良い。条体がいずれの形態を取るにしても、筒状体内に埋設されつつ巻回される条体の太さ乃至厚みは、管状医療用具の外径である大きくとも３ｍｍと言う条件を満たすように、適宜に決定される。
前記条体は、その引張強度が小さくとも２．９ＧＰａ（３００Ｋｇ／ｍｍ２を換算した値）、及び引張弾性率が小さくとも１９６．１ＧＰａ（２０ｔ／ｍｍ２を換算した値）である。この条体の引張強度及び引張弾性率が上記の値を有することにより管状医療用具の肉厚を薄くすることができる。
好適な条体としては、その耐熱温度が低くとも３５０℃である。３５０℃よりも低い耐熱温度を有する条体では、ポリイミドの蒸着重合体を形成する場合に、特にイミド化反応を行うときに、条体が軟化し、又は劣化し、又は分解したりするので、この発明の目的を達成することができない。
前記条体を形成する合成樹脂繊維としては、炭素繊維、及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ）等が挙げられる。引張強度及び引張弾性率がより大きく、従来のスチールワイヤーに比べて肉厚を薄くすることができる点で、特にポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維が好ましい。
ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維は、下記式で示される剛直で極めて直線性の高い分子構造を持つポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールを液晶紡糸することにより得られる。
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このポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維は、東洋紡（株）のザイロン（登録商標）として、フィラメント、チョップドファイバー、ステープルファイバーおよび紡績糸として市販されている。
この条体は、管状体内で、螺旋状に巻回され、又は組み紐状に巻回されてなる。この条体は、管状体内に埋設されることにより、管状医療用具の機械的強度向上の助けとなっている。
ここで、埋設とは、管状体となっている管状医療器具の内部に合成樹脂製の条体が埋め込まれていること、および内側管状体と外側管状体との間に合成樹脂の条体が介在されていることも含む。
この発明に係る管状医療用具は、マンドレル上に第１の高分子材料被膜を形成し、特定の引張強度及び特定の引張弾性率を有する合成樹脂の条体を、前記第１の高分子材料被膜上にブレーディングし、ブレーディングにより前記合成樹脂の条体を巻回した第１の高分子材料被膜上に、第２の高分子材料被膜を形成することにより、製造することができる。
高分子材料被膜を蒸着操作により形成する場合につき、以下に説明する。
具体的には、先ず、管状体の内部空間を形成するために芯型例えば所定の直径を有するマンドレルを用意する。芯型は、蒸着重合をするためには加熱を伴うので、加熱温度に耐える材料例えば金属で形成されることが、望ましい。
このマンドレルの外部形状は、この発明に係る管状医療用具の管状内壁面を映し出すのであるから、管状医療用具の管状内壁に倣う外周面を有するように、形成される。通常、このマンドレルは管状医療用具の内径と実質的に同じ外径を有する長尺状の線材である。このマンドレルとしては、ステンレスワイヤ、銅線、表面に銀をメッキした銅線、ポリテトラフルオロエチレンをコーティングした金属線等を好適例として挙げることができる。このようなマンドレルが形成されていると、管状医療用具が製造された後にマンドレルの軸方向にマンドレルを延伸することによりその内径を容易に小さくすることができ、内径の小さくなったマンドレルは管状医療用具から引き抜いて容易に除去することができる。
蒸着重合は、例えば真空中でモノマーを蒸発させて対象物の表面で重合反応を行わせて重合体を形成させる手法である。具体的には、この発明において、マンドレルを配置した減圧室内に所定温度に加熱された少なくとも二種のモノマーを別々に導入し、蒸発したモノマーをマンドレルの表面で接触させてモノマーの重合が行われ、第１の蒸着重合体被膜が形成される。
前記蒸着重合に使用するモノマーとしては、前記蒸着重合体を効率的に形成可能なモノマーであれば、特に制限はない。例えば、前記蒸着重合に使用されるモノマーとして、加熱脱水するとポリイミドを与えるポリアミド酸を得るには無水ピロメリト酸等の芳香族テトラカルボン酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミン類との組み合わせ、ポリ尿素例えば芳香族ポリ尿素を得るには４，４’−ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ジアミン類と４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート等の芳香族ジイソシアナート類との組み合わせ、ポリウレタンを得るには４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート等のポリイソシアネート類とヒドロキノン等のポリオール類との組み合わせ、ポリエステルを得るにはヒドロキノン等のジオール類とテレフタル酸ジクロリド、４，４’−ビフェニルジ酸クロリド等のジ酸クロリド化合物との組み合わせを挙げることができる。
蒸着重合において、モノマーを蒸発させる加熱温度は通常、室温〜２００℃の範囲内であり、モノマーの種類に応じて適宜に決定することができる。例えばポリイミドの蒸着重合被膜を形成する場合に、モノマーとして無水ピロメリット酸を採用するときにはこれを１８０〜２００℃に加熱し、モノマーとして４，４’−ジアミノジフェニルエーテルを採用するときにはこれを１８０〜２００℃に加熱する。なお、これら二種のモノマーを用いるとまず、ポリアミド酸膜が形成し、次いで２５０〜３００℃に加熱すると、脱水閉環反応が生じてポリイミド膜が形成される。
かくして形成される第１蒸着重合体被膜は、通常その厚みが０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜２μｍである。
第１の蒸着重合体被膜を形成した後の条体のブレーディングは、マンドレル上の第１の蒸着重合体被膜の外周面上に前記条体を巻回する操作により行われる。ここで、巻回した態様とは、条体を交互螺旋状、二重螺旋状、又は組み紐状等の螺旋状に巻き廻す態様、条体で形成した編織物を第１の蒸着重合体被膜の周面に巻き廻す態様を含む。条体を螺旋状に巻き廻す場合、螺旋のピッチは適宜に決定することができ、また幾重にも巻き廻しても構わない。
条体を巻き廻した後に、更に蒸着重合によって、条体を巻き廻した第１の蒸着重合体被膜の表面に、第２の蒸着重合体被膜を形成する。
第２の蒸着重合体被膜を形成するためのモノマーは、第１の蒸着重合体被膜を形成するのに使用されるモノマーと同様であっても、相違していても良い。蒸着操作を簡便に行うと言う観点からすると、第１の蒸着重合体被膜を形成するのに使用されるモノマーと第２の蒸着重合体被膜を形成するのに使用されるモノマーとは同種類であるのが、良い。
なお、第１の蒸着重合体及び第２の蒸着重合体が同種類である場合、いずれも、ポリイミド、ポリ尿素、ポリウレタン、及びポリエステル等のいずれかであるのが好ましい。
第２の蒸着重合体被膜は、通常その厚みが０．１〜１０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍである。
第２の蒸着重合体被膜を形成した後に、マンドレルが引き抜かれ、ディスタル側末端には、先端チップ等が取りつけられ、プロキシマル側末端には、ルアーコネクタ等が取りつけられ管状医療用具が形成される。
高分子材料被膜として蒸着重合体被膜の代わりに塗工重合体被膜を採用することができる。塗工重合体被膜は、前述の高分子材料を適宜の溶媒に溶解し、得られる高分子材料溶液をマンドレルの表面に塗工乃至塗布することにより形成することができる。
実施例
外径０．８ｍｍのマンドレルに以下の条件で蒸着重合を行い、フッ素化ポリアミド酸被膜２μｍを形成した。
１、３−トリフルオロプロピル−２，２−ビス無水フタル酸と２，２−ビス（ｐ−アミノフェノキシフェニル）１，３−トリフルオロプロパンとを、蒸着重合装置（日本真空技術（株）製）に装填し、前記各モノマーを２００℃に加熱して、蒸着重合装置に装填した外径０．８ｍｍのマンドレルの外周面で蒸着重合を３０分間行い。該マンドレルの外周面に厚み２μｍのフッ素化ポリイミドの第１蒸着重合被膜を形成した。
蒸着重合装置から第１蒸着重合被膜を外周面に有するマンドレルを取り出し、第１蒸着重合被膜の外周面に、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（東洋紡（株）製、ザイロン（登録商標）、ハイモジュラスタイプ（フィラメントの径：７μｍ、１６本撚り）、引張強度５．８ＧＰａ、引張弾性率２７０ＧＰａ）をピッチ０．５ｍｍの間隔で螺旋状に巻回した。
次いで、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維を巻回した状態のままマンドレルを前記蒸着重合装置に装填し、前記と同様の条件にて第１蒸着重合被膜の表面に、フッ素化ポリイミドの第２蒸着重合被膜を、３μｍの厚みで蒸着重合により形成した。蒸着重合後に更に３００℃で２時間加熱することによりイミド化反応を完結させた。
蒸着重合装置から、表面に管状医療用具を形成したマンドレルを取り出した。マンドレルの両端を把持してこれを引き延ばし、管状医療用具からマンドレルを引き抜いて、マンドレルから分離した管状医療用具を得た。
得られた管状医療用具のプロキシマル側にはルアーコネクターを取りつけ、ディスタル側末端には、ポリウレタンからなる先端チップを取りつけることにより、カテーテルとした。なお、管状医療用具における肉厚は約３０μｍであり、内径は０．８ｍｍであり、外径は０．８６ｍｍであった。
得られたカテーテルは、３０μｍ程度の薄肉であるにもかかわらず２ｋｇの荷重を吊り下げても、１時間以上に亘って切れることがなかった。なお、比較例として、内径０．８ｍｍ及び肉厚１００μｍのポリエチレン製のマイクロカテーテル（管状医療用具）を作成し、前記実施例と同様に２ｋｇの荷重をマイクロカテーテルの一端につり下げたところ１０例とも１分以内に切断してしまった。
産業上の利用分野
この発明に係る管状医療用具は、（１）従来の管状医療用具と比較した場合、同じ内径であるときには、肉薄で外径の小さな管状医療用具であり、生体管状組織内に挿入するに際し患者に対する侵襲が小さく、（２）細くても適切な腰（剛性）を有するので、生体管状組織内に挿入するのが容易であり、（３）従来の管状医療用具と比較した場合、同じ外径であるときには、内径の大きな管状医療用具となって液体を円滑に抵抗なく流通させることができる内部流通路を備える。この発明は、このように優れた管状医療用具を簡単に製造する方法をも提供することができる。
さらに、この発明によると、生体適合性に優れた管状医療用具及びその製造方法を提供することができる。この発明に係る管状医療用具は、血管造影用カテーテル、ガイドワイヤ挿入用カテーテル、ＰＴＣＡカテーテル、ＩＡＢＰカテーテル、ＰＴＣＡカテーテルのシャフト、ＩＡＢＰのインナーチューブ等として活用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明に係る管状医療用具の一部を切欠した部分斜視図であり、図２は前記管状医療用具の断面を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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