(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照して、本発明の医療用チューブの一実施形態について説明する。
【0016】
図1及び
図2に示すように、この実施形態における医療用チューブ10は、内層チューブ20と、この内層チューブ20の外周に装着された補強材30と、前記内層チューブ20の外側に、前記補強材30を埋設するように被覆された外層チューブ40とを備えており、その基端部にはガイドワイヤ等を挿入するためのハブ50が接続された構造となっている。
【0017】
前記内層チューブ20は、例えば、ポリエーテル系ポリウレタンや、ポリエステル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタン、ポリカブロラクトン系ポリウレタン等のポリウレタンから形成されている。
【0018】
この内層チューブ20は、JIS K 6253に規定される、デュロメータで計測した硬度が、60A〜90Dであることが好ましく、74A〜75Dであることがより好ましい。
【0019】
更に、内層チューブ20に、タングステン酸ビスマス、粉末状タングステン、粉末状タンタル、硫酸バリウム、三酸化ビスマス、次炭酸ビスマス、塩基性炭酸ビスマス、或いは、これらを組み合わせたもの等を含有させて、X線不透過性としてもよい。また、白金、白金−イリジウム系合金、白金−タングステン系合金、白金−ニッケル系合金、金、銀などのX線不透過性金属からなる線材を、内層チューブ20に巻き付けたり、前記X線不透過性金属からなる管を、内層チューブ20の外周に装着したり、更には、前記X線不透過性金属からなる板をリング状にして、内層チューブ20の外周に装着したりして、これらをX線不透過性マーカーとしてもよい。なお、上記X線不透過性マーカーは、後述する補強材30の外周や、外層チューブ40の外周に装着してもよい。
【0020】
図2(a)に示すように、上記内層チューブ20は、その内径が、0.27〜4.08mmであることが好ましく、0.45〜1.90mmであることがより好ましく、外径が、0.28〜4.29mmであることが好ましく、0.47〜2.00mmであることがより好ましく、厚さT1(
図2(a)参照)が、0.01〜0.21mmであることが好ましく、0.02〜0.10mmであることがより好ましい。
【0021】
また、内層チューブ20の内周に、ウロキナーゼ等の線溶活性を有する生理活性物質や、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)ポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体等の親水性樹脂をコーティングしてもよく、抗菌剤、顔料・染料(着色料)等をコーティングしてもよい。更に、内層チューブ20の一部又は全部を着色したり、デプスマーク等のマークを印字しておき、その外周の補強材30や外層チューブ40を透明色や視認可能な色として、医療用チューブ10の外部から視認可能な構造としてもよい。
【0022】
一方、補強材30は、ポリエチレンテレフタレート及び/又はポリアミドを含む材料で形成された線材31(
図2参照)から構成されている。前記ポリアミドとしては、例えば、ナイロン6、ナイロン9、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン64、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612や、これらを可塑剤等で軟質化したもの、又は、これらの混合物であってもよく、更には、異なる材料からなる線材31を2種類以上組み合わせて形成してもよい。
【0023】
この実施形態の補強材30は、内層チューブ20の外周上において、線材31が所定ピッチで螺旋状に編まれて、内層チューブ20の周方向に線材31がほぼ均等に配置されるように(
図2(a)参照)、複数の網目が形成された筒状をなして、内層チューブ20の外周に装着されている。
【0024】
なお、補強材30としては、線材31を編んで筒状に形成しておき、これを内層チューブ20の外周に接着剤等を介して装着したり、更には、内層チューブ20の外周上に、複数本の線材31を所定配置パターンで接着剤等を介して装着したりしてもよく、特に限定されるものではない。
【0025】
また、線材31を編むとは、編む以外にも、線材31を織ったり、組んだり、絡ませたり、線材31どうしを単に交差させたり等といったものを含む意味であり、更に、線材31どうしの交差部分どうしは結合してもよく、結合せずに自由に動くようにしてもよい。
【0026】
図2に示すように、この実施形態における線材31は、円形断面をなしているが、角形断面をなしていてもよい。また、線材31の線径は、0.01〜0.20mmであることが好ましく、0.03〜0.15mmであることがより好ましい。更に、補強材30が筒状に形成されている場合、その外径は、0.29〜4.69mmであることが好ましく、0.50〜2.30mmであることがより好ましい。
【0027】
なお、線材31に、タングステン酸ビスマス、粉末状タングステン、粉末状タンタル、硫酸バリウム、三酸化ビスマス、次炭酸ビスマス、塩基性炭酸ビスマス、或いは、これらを組み合わせたもの等を含有させて、X線不透過性としてもよい。
【0028】
また、補強材30は、その一部又は全部を着色したり、デプスマーク等のマークを印字しておき、外層チューブ40を透明色や補強材30を視認可能な色として、医療用チューブ10の外部から補強材30や、補強材30に施された模様等を視認可能な構造としてもよい。
【0029】
前記外層チューブ40は、例えば、ポリエーテル系ポリウレタンや、ポリエステル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタン、ポリカブロラクトン系ポリウレタン等のポリウレタンから形成されている。また、この外層チューブ40は、補強材30の網目に入り込んで前記内層チューブ20の外周に被着されて、補強材30を埋設するように内層チューブ20の外側に被覆されている。
【0030】
この外層チューブ40は、JIS K 6253に規定される、デュロメータで計測した硬度が、60A〜90Dであることが好ましく、74A〜75Dであることがより好ましい。また、外層チューブ40は、前記内層チューブ20よりも柔らかいものであることが好ましい。
【0031】
更に
図1に示すように、この実施形態では、外層チューブ40の外周には、その軸方向に沿って所定間隔を設けて、複数のマーク41が印字されており、医療用チューブ10の挿入深さの目安とされるデプスマークが構成されている。ただし、前述したように、このようなマーク41を補強材30に施しておき、外層チューブ40を通して視認できるようにしてもよい。また、外層チューブ40の一部又は全部を着色してもよい。
【0032】
更に、外層チューブ40は、タングステン酸ビスマス、粉末状タングステン、粉末状タンタル、硫酸バリウム、三酸化ビスマス、次炭酸ビスマス、塩基性炭酸ビスマス、或いは、これらを組み合わせたもの等を含有させて、X線不透過性としてもよい。また、前述したX線不透過性金属で形成された線材や管、リング状にした板などからなるX線不透過性マーカーを、外層チューブ40の外周に装着してもよい。
【0033】
更に、外層チューブ40は、その内径が、0.28〜4.29mmであることが好ましく、0.47〜2.00mmであることがより好ましく、外径が、0.41〜6.18mmであることが好ましく、0.69〜2.88mmであることがより好ましい。更に、外層チューブ40の厚さT2(
図2(a)参照)は、0.06〜0.84mmであることが好ましく、0.09〜0.39mmであることがより好ましい。
【0034】
なお、外層チューブ40の厚さT2は、前記内層チューブ20の厚さT1に対して、2〜6倍であることが好ましく、3〜5倍であることがより好ましい。上記厚さT2が厚さT1の2倍未満だと、補強材30を埋設するのに必要な外層チューブ40の厚さT2を確保しにくく、外層チューブ40に対して補強材30をしっかりと埋設させにくくなり(補強材30が外層チューブ40から飛び出る場合がある)、上記厚さT2が厚さT1の6倍を超えると、医療用チューブ10全体の外径が大きくなる。
【0035】
また、外層チューブ40の外周には、ウロキナーゼ等の線溶活性を有する生理活性物質や、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)ポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体等の親水性樹脂をコーティングしてもよく、抗菌剤、顔料・染料(着色料)等をコーティングしてもよい。
【0036】
そして、この医療用チューブ10においては、その軸方向に直交する切断面において、内層チューブ20及び外層チューブ40の断面積に対する補強材30の断面積の比率(内層チューブ20及び外層チューブ40の断面積を100%としたときの比率)が5〜43%とされている(
図2(a)参照)。前記比率が5%未満だと、耐キンク性を十分に得ることができず、前記比率が43%を超えると、補強材30と、内層チューブ20及び外層チューブ40との接合面積が少なくなり、補強材30が剥離しやすくなって、屈曲させたときの耐久性に欠ける。
【0037】
また、内層チューブ20及び外層チューブ40を同一厚さとしたとき、ISO 37に規定される引張応力は、外層チューブ40の引張応力を1としたとき、内層チューブ20の引張応力が1〜6倍であることが好ましく、3〜5倍であることがより好ましい。
【0038】
更に、この実施形態の医療用チューブ10の先端部52(
図1参照)は、開口した形状をなしている。また、先端部52としては、その先端が壁部で閉塞されていると共に、この先端壁に図示しない開閉可能な切込みが形成されており、医療用チューブ10の先端側及び基端側の両方から、医療用チューブ10内に図示しないガイドワイヤを挿入可能となっていてもよい。更に、医療用チューブ10の先端部52の、先端から所定長さ離れた位置に、薬液等を排出可能な開閉可能なスリットを設けても良い。
【0039】
以上説明した医療用チューブ10における内層チューブ20は、
図2(a)に示すように、円形断面のルーメン(内腔)を1つだけ有する構造をなしているが、
図3に示すように、複数のルーメンを有する構造としてもよい。例えば、
図3(a)に示す医療用チューブ10aは、その内層チューブ20が、円形ルーメン、及び、略半月状をなしたルーメンの2つのルーメンを有する構造をなしている。また、
図3(b)に示す医療用チューブ10bの内層チューブ20は、円形ルーメンと、略楕円形状をなした一対のルーメンとの、3つのルーメンを有する構造をなしている。更に、
図3(c)に示す医療用チューブ10cの内層チューブ20は、大きさの異なる略半円形をなした一対のルーメンが、対向して配置された構造をなしている。
【0040】
なお、この実施形態における医療用チューブ10は、血管等の管状器官内に留置されて、薬液等を投与するための、体内留置用カテーテルとして用いられるが(
図5参照)、例えば、脳室に溜まった水を腹腔へと排出するシャントチューブ、更には胆管等に挿入されて胆汁等を排出するドレナージチューブや、ステント搬送用のカテーテル、透析用カテーテル等として用いても良い。
【0041】
上記構造の医療用チューブ10は、例えば、次のようにして製造することができる。
【0042】
すなわち、まず、金属棒等からなる芯棒の外周に、内層チューブ用の樹脂材料を押出し成形等で被覆して、内層チューブ20を形成するか、或いは、内層チューブ用の樹脂材料を押出し成形して内層チューブ20を形成し、その内周に前記芯棒を挿入する。次に、内層チューブ20の外周上で線材31を編んで筒状の補強材30を形成するか、或いは、予め筒状に成形された線材31からなる補強材30を内層チューブ20の外周に装着する。更に、補強材30の外周に、外層チューブ用の樹脂材料を押出し成形等により、補強材30の網目に入り込むように被せて、補強材30を埋設させて、外層チューブ40を形成する。なお、先端部52が、切込みを有する先端壁を設けたものである場合には、上記工程で得られたチューブの先端に、別体で形成された先端部52を接合することで、医療用チューブ10が製造されるようになっている。
【0043】
なお、医療用チューブ10の製造方法は、上記方法に限定されるものではなく、例えば、外層チューブ40を熱収縮性チューブとして、補強材30の外周に熱収縮させることで、補強材30を埋設するように被覆させてもよい。
【0044】
図4に示すように、上記医療用チューブ10は、その基端部に薬液注入ポート60を接続して、体内留置カテーテル装置15として用いてもよい。この体内留置カテーテル装置15は、血管等の人体の管状器官1内に継続的又は一時的に留置されて(
図5参照)、必要に応じて制癌剤や栄養剤等の投与などを行うものである。
【0045】
また、本発明の医療用チューブ10は、その先端部を体内の管状器官の所定箇所に挿入した後、無理のない経路を通って薬液注入ポート60に接続できるように、医療用チューブ10の基端部側を切断して最適な長さに調整され、その切断した端部に薬液注入ポート60が接続されるようになっている。薬液注入ポート60は、注射針等を差し込むことが可能なゴム膜61を有しており、体外から図示しない注射針を挿入し、上記ゴム膜61を通して薬液等を薬液注入ポート60に供給可能となっている。
【0046】
次に、上記構造からなる医療用チューブ10及び同医療用チューブ10を用いた体内留置カテーテル装置の使用方法の一例について説明する。
【0047】
まず、周知のセルジンガー法により、図示しない穿刺針を所定の管状器官に穿刺し、同穿刺針の基端側から図示しないガイドワイヤを導入して管状器官1内に挿入した後、穿刺針を引き抜くと共に、ガイドワイヤに沿って図示しない鞘状のシースを管状器官1内に挿入する。次いで、ガイドワイヤの基端を、医療用チューブ10の先端部52の開口から挿入して、医療用チューブ10内にガイドワイヤを挿入する。
【0048】
そして、ガイドワイヤの先端を管状器官1内の目的箇所まで進行させると共に、このガイドワイヤの外周に沿ってシース内に医療用チューブ10を挿入していき、その先端部を管状器官1内の目的箇所に到達させる。次いで、ガイドワイヤを医療用チューブ10内から引き抜くと共にシースを管状器官1から引き抜き、適用箇所や患者の体型等に合わせて、医療用チューブ10の、ハブ50が接続された基端部側を切断して、その切断した基端部に薬液注入ポート60を接続する。その後、皮膚を切開して薬液注入ポート60を皮下に埋め込む(
図5参照)。
【0049】
こうして薬液注入ポート60を患者の体内に埋設し、薬液注入ポート60のゴム膜61に、図示しない注射器の注射針を差し込んで制癌剤等の流体を注入することによって、医療用チューブ10内に制癌剤等の流体が注入されて、医療用チューブ10の先端部52の開口から排出され、管状器官1の目的箇所に流体を投与することができる。
【0050】
そして、この医療用チューブ10によれば、ポリウレタンからなる内層チューブ20及び外層チューブ40の間に、ポリエチレンテレフタレート及び/又はポリアミドを含む材料で形成された線材31で構成された補強材30が埋設され、
図2(a)に示すように、軸方向に直交する切断面において、内層チューブ20及び外層チューブ40の断面積に対する補強材30の断面積の比率が5〜43%とされているので、補強材30を内層チューブ20及び外層チューブ40にしっかりと接合させて、柔軟性を損なうことなく、十分な耐キンク性及び破断強度を得ることができる。
【0051】
このため、
図5に示すように、曲がりが大きかったり複雑に屈曲した管状器官1内に、医療用チューブ10を留置する場合であっても、優れた耐キンク性及び破断強度により、医療用チューブ10の内腔の閉塞や破断等を抑制できると共に、優れた柔軟性によって、長期に亘って屈曲した状態で留置しても、医療用チューブ10の曲げ疲労等を抑制することができ、医療用チューブ10の破損等の不具合を抑制することができる。
【0052】
また、外層チューブ40の厚さT2を、内層チューブ20の厚さT1の2〜6倍としたことにより(
図2(a)参照)、外層チューブ40は補強材30を埋設するに必要な厚さT2を確保しつつ、内層チューブ20の厚さT1をできるだけ薄くすることができるので、内層チューブ20及び外層チューブ40と補強材30との接着性を維持しつつ、医療用チューブ10の壁厚をできるだけ薄くすることができ、医療用チューブ10の内径を確保しつつ、医療用チューブ10の外径を比較的小さくすることができる。
【0053】
一方、上記医療用チューブ10を用いた体内留置カテーテル装置15によれば、内層チューブ20及び外層チューブ40の間に配置された補強材30が、ポリエチレンテレフタレート及び/又はポリアミドを含む材料で形成された線材31で構成されているので、手術中に、医療用チューブ10の長さを、適用箇所や患者の体型に合わせて調整するため切断したとき、ステンレス等の金属線材を切断したときのように、その端面から補強材30が飛び出すことを防止でき、また、その切断端面が潰れることを防止できるため、薬液注入ポート60にスムーズに接続することができ、薬液注入ポート60の接続作業を安全かつ迅速に行うことができる。
【実施例】
【0054】
図2に示した構造の医療用チューブについて、耐キンク性、曲げ応力を繰り返し付加させたときの耐久性(屈曲耐久性)、及び、破断強度について試験した。
【0055】
(1)試料の作製
下記表1に示す条件で実施例1〜9、及び、比較例1〜4を製造した。
【0056】
(2)耐キンク性試験
図6に示すように、各試料の一端部を金属チューブ3に挿入して固定し、他端部を別の金属チューブ4に固定して、各金属チューブ3,4から挿出された中間部分をループ状に屈曲させて一定速度で引張って、ループの外径が8mmとなったときに、キンクするかどうかを試験した。その結果を表1に示す。表1中、○がキンクしなかった場合で、×がキンクした場合である。
【0057】
(3)屈曲耐久性試験
図7に示すように、各試料を半径2mmの支持棒5に上方に載置して図示しない固定具で固定し、各試料の上部を押付けローラ6で下方に押下げて、支持棒5の外周に沿って屈曲させ(想像線参照)、その後、押付けローラ6を上昇させて初期位置に復帰させ、各試料が弾性復帰してストレート状態に戻った後、再度押付けローラ6で押し下げて屈曲させるという動作を、温度が37℃とされた重炭酸リンゲル液内で浸漬された状態で、72万回繰り返した。
【0058】
なお、各試料の先端部の外周には、上下動する枠状の押上げ具7が配置され、押付けローラ6による屈曲後に、上昇して各試料を強制的に初期のストレート状態に戻すようになっており、各試料が屈曲した後、弾性復帰して戻るまでのタイムラグがないように構成されている。
【0059】
そして、上記のように、押付けローラ6で各試料を72万回押し曲げた後、試料を支持棒5から取外して、各試料を触ると共に視認して耐久性に問題がないかを確認した。その結果を表1に示す。表1中、○が屈曲耐久性に問題がない場合、×が問題がある場合である。
【0060】
(4)破断強度試験
各試料を引張試験機にセットし、一定の引張速度で引張って15Nに達したときに、破断するかどうかを試験した。その結果を表1に示す。表1中、○は破断しなかったこと、×は破断したことを意味する。また、表1中、PAはポリアミド、PETはポリエチレンテレフタートを意味する。
【0061】
【表1】
【0062】
(5)試験結果
上記表1に示すように、比較例1,2は耐キンク性が不足し、比較例3,4は屈曲耐久性に問題があるのに対して、実施例1〜9は、十分な耐キンク性及び屈曲耐久性を具備すると共に、破断強度も問題がないことを確認できた。