JPH0349743A - 形状記憶アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、たとえば生体管路の拡張やカテーテルの湾
曲に使用される形状記憶アクチュエータに関する。

［従来の技術］ 生体管路の狭窄部を拡張する拡張具として形状記憶アク
チュエータが使用されている。

この形状記憶アクチュエータは、一般に形状記憶合金（
ＳＭＡ）によって形成されており、たとえば生体管路の
狭窄部を拡張する拡張具には、従来、たとえば特開昭６
４−４６４７７号公報、特開昭６４−１７６５８号公報
、特開昭６３−２６４０７７号公報および特開昭６３−
１２２４５０号公報が知られている。

前記特開昭６４−４６４７７号公報および特開昭６３−
２６４０７７号公報は、カテーテルの先端の小径部に螺
旋状に成形した形状記憶合金からなる拡張具を嵌合し、
カテーテルを拡張具とともに、生体管路の狭窄部に挿入
した後、拡張具を径方向に拡張して管路の内径を確保す
るようにしたものである。

特開昭６４−１７６５８号公報は、カテーテル本体に形
状記憶合金コイルを設けるとともに、シースを嵌合し、
カテーテルを生体管路の狭窄部に挿入した後、形状記憶
合金コイルを径方向に拡張してカテーテル本体とシース
との間に液体が流通する間隙を形成したものである。

さらに、前記特開昭６３−１２２４５０号公報は、形状
記憶合金からなるコイル状の芯材の外周に可撓性材料か
らなるシース層を被覆した人工補綴材であって、生体血
管を径方向に拡張して血管の内径を確保するようにした
ものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前述した形状記憶アクチュエータは、形状記
憶合金を加温して形状変化、たとえば径方向に拡張させ
た場合は剛性があるが、低温時（こは柔らかくなり、外
力によって変形してしまうという問題があった。すなわ
ち、前記拡張具は、加温によって形状回復温度以上に加
熱したのち、体温で冷却されることで回復温度以下とな
り、拡張具が軟化する。したがって、拡張した拡張具が
狭窄部からの反力により再び狭窄してしまうという不都
合がある。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、高温側の記憶形状に変化させたの
ち、回復温度以下になっても外力によって容易に変形し
ない形状記憶アクチュエータを提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用］この発明は、前
記目的を達成するために、形状記憶合金に接触して形状
記憶樹脂を設け、この形状記憶樹脂の形状回復温度を、
前記形状記憶合金の形状回復温度以下にし、形状記憶合
金の形状回復温度以下になっても形状記憶樹脂によって
形状を保つようにしたことにある。

［実施例］ 以下、この発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は第１の実施例を示すもので、１は形状
記憶アクチュエータとしての拡張具であって、生体の胆
管、すい管、血管または食道などの管路２の狭窄部３に
挿入し、狭窄部３を拡張するものである。拡張具１は、
形状記憶合金からなる線材を螺旋状に成形したコイル４
と、このコイル４を被覆する形状記憶樹脂５からなる。

そして、前記拡張具１のコイル４の記憶形状は、第２図
に示すように、径方向に拡張した形状であり、形状回復
温度は体温以上、たとえば４０℃に設定し、形状記憶樹
脂５の形状回復温度も体温以上の４０℃に設定する。

前述のように構成された拡張具１の作用について説明す
る。まず、体外にて、しかも形状記憶樹脂５の形状回復
温度４０℃以上の温水または温風下で、拡張具１を前記
管路２の狭窄部３に挿入可能な径に縮小させるようコイ
ル状に成形する。つぎに、第１図に示すように、拡張具
１を内視鏡、カテーテルまたは外科的処置により管路２
の狭窄部３に挿入する。ついで、前記管路２の狭窄部３
に内視鏡またはカテーテルにより加温した生食水を注入
し、拡張具１を加温する。拡張具１が加温されると、初
期の記憶形状である径に拡張し、狭窄部３を内側から押
し広げる。拡張具１が拡張した後、加温を終了すると、
拡張具１は体温まで温度が下がり、拡張具１のコイル４
は高温側のオーステナイト相から低温側のマルテンサイ
ト相に変態し、コイル４が軟化する。つまり、拡張具１
が狭窄部３からの反力で変形し、また狭窄してし、まう
。ところが、この拡張具１は、形状記憶合金のコイル４
に被覆されている形状記憶樹脂５は拡張状態で形状回復
温度以下に温度が下がるため、高温側のゴム状態から低
温側のプラスチック状態となり硬度が増し、その拡張状
態を維持する。したがって、拡張具１が体温まで温度が
下がっても、第２図に示すように、狭窄部３を拡張した
状態に保持する。

なお、体外での拡張具１の変形作業を効率的に行うため
には、形状記憶合金からなるコイル４の形状回復温度を
４５℃とし、形状記憶樹脂５を４０℃とすれば、４０℃
の温水、温風下での変形が容易となり、作業性が向上す
る。

第４図および第５図は第２の実施例を示すもので、６は
形状記憶アクチュエータとしての拡張具であって、生体
の胆管、すい管、血管または食道などの管路２の狭窄部
３に挿入し、狭窄部３を拡張するものである。拡張具６
は、形状記憶合金からなる線材を螺旋状に成形したコイ
ル７と、このコイル７の外周を被覆する形状記憶樹脂か
らなるシート８を巻装したものであり、作用は第１の実
施例と同一であるため説明を省略する。

第６図〜第８図は第３の実施例を示すもので、９は形状
記憶アクチュエータとしてのカテーテルである。このカ
テーテル９は形状記憶樹脂からなり、中央にチャンネル
１０を有するチューブ１１と、このチューブ１１の内部
に対称的に配置した形状記憶合金からなる２本のワイヤ
１２．１３とから構成されている。また、この２本のワ
イヤ１２．１３の両端はリード線１４を介して電源１５
と切替えスイッチ１６に接続されている。

前記ワイヤ１２．１３の記憶形状は、第７図に示したよ
うに、外側に湾曲する弓型に曲げた形状であり、チュー
ブ１１の記憶形状は第６図に示すように、直管形状であ
る。さらに、前記ワイヤ１２．１３の形状回復温度は体
温以上、たとえば４５℃に設定してあり、チューブ１１
の形状回復温度は４０℃に設定しである。

したがって、切替えスイッチ１６を操作してワイヤ１３
に通電加熱を行うと、このワイヤ１．３は外側に湾曲し
ようとする。ワイヤ１３が通電加熱このため、カテーテ
ル９は第７図に示すように、下側に弓状に湾曲する。こ
のときの温度は、ワイヤ１３の加熱温度４５℃、チュー
ブ１１は４０℃としである。つぎに、前記切替えスイッ
チ１６を中立点とし、ワイヤ１３の通電加熱をとめると
、ワイヤ１３は体温によって冷却され、ワイヤ１３が軟
化状態となるが、チューブ１１はプラスチック状態に硬
化し、この湾曲状態を維持する。

また、カテーテル９を逆の方向に湾曲させるためには、
切替えスイッチ１６を操作してワイヤ１２に通電加熱を
行うと、ワイヤ１２は内側に湾曲するとともに、チュー
ブ１１が加熱されて軟化する。このため、カテーテル９
は第７図と逆方向、つまり上側に弓状に湾曲してその湾
曲状態を維持する。カテーテル９を直管形状に戻したい
場合には、両方のワイヤ１２．１３に同時に通電加熱を
行えばよい。

第９図〜第１１図は第４の実施例を示すもので、１４は
形状記憶アクチュエータとしてのスタイレットである。

このスタイレット１４は形状記憶樹脂からなるスタイレ
ット本体１５と、このスタイレット本体１５の内部に軸
方向に亘って埋設された形状記憶合金からなる１本のワ
イヤ１６とから構成されている。また、このワイヤ１６
の両端はリード線１７を介して可変抵抗１８とスイッチ
１９に接続されている。

前記スタイレット本体１５の記憶形状は、第９図に示し
たように、全体がストレート形状であり、ワイヤ１６の
記憶形状は、第１１図に示すように、先端側が鉤状に湾
曲し、基端側かストレート形状であり、形状回復温度は
、ワイヤ１６が４５℃〉スタイレット本体１５が４０℃
としである。

つぎに、前述のように構成されたスタイレット１４の作
用について説明する。第１０図および第１１図に示すよ
うに、大腸２０にスタイレット１４を挿入し、まず可変
抵抗１８を調節して４５”Ｃ＞Ｔ＞４０℃とし、スタイ
レット本体１５を軟化させて大腸２０に挿入するが、こ
の挿入には内視鏡（図示しない）のチャンネルをガイド
とすることによって容易に挿入できる。スタイレット本
体１５の先端部が横行結腸入り口に到達したところで、
Ｔ〉４５℃とし、第１１図に示すように、ワイヤ１６を
回復形状に復元させる。ワイヤ１６が記憶形状に復元す
ると、スタイレット本体１５が鉤状に湾曲し、つぎにワ
イヤ１６への通電加熱を止めると、ワイヤ１６が軟化す
るが、低温になってもスタイレット本体１５が硬化して
この形状を維持する。また、スタイレット１４を大腸２
０から抜き取るときには、前記可変抵抗１８を調節して
４５℃＞Ｔ＞４０℃とすることにより、スタイレット本
体１５を軟化させることができ容易に抜き取ることがで
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、形状記憶合金
に接触して形状記憶樹脂を設け、この形状記憶樹脂の形
状回復温度を、前記形状記憶合金の形状回復温度以下に
し、形状記憶合金の形状回復温度以下になっても形状記
憶樹脂によって形状を保つようにしたから、外力によっ
て容易に変形することはなく、形状を維持するため、生
体管路の狭窄部を拡張する拡張具やカテーテル等に好適
する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の第１の実施例を示す拡張具
で、第１図は生体管路の狭窄部に挿入した状態の斜視図
、第２図は狭窄部を拡張した状態の斜視図、第３図はコ
イルの断面図、第４図および第５図はこの発明の第２の
実施例を示すもので、第４図は生体管路の狭窄部に挿入
した状態の斜視図、第５図は狭窄部を拡張した状態の斜
視図、第６図〜第８図はこの発明の第３の実施例を示す
もので、第６図はカテーテルを真直ぐにした状態の斜視
図、第７図はカテーテルを湾曲した状態の斜視図、第８
図はカテーテルの縦断側面図、第９図〜第１１図はこの
発明の第４の実施例を示すもので、第９図〜第１１図は
この発明の第５の実施例を示すもので、第９図はスタイ
レットの縦断側面圀、第１０図および第１１図はスタイ
レットの作用説明図である。 ４・・・コイル （形状記憶合金） ５・・・形状記憶樹 脂。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低温時の第１の形状と、高温側の記憶形状である第２の
   形状に加熱により変化させる形状記憶アクチュエータに
   おいて、形状記憶合金に接触して形状記憶樹脂を設け、
   この形状記憶樹脂の形状回復温度を、前記形状記憶合金
   の形状回復温度以下にしたことを特徴とする形状記憶ア
   クチュエータ。