JPH042273B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、医科用器具であるカテーテルガイド
ワイヤの芯材用の素材と、該素材を用いたカテー
テルガイドワイヤの芯材及び該芯材を用いたカテ
ーテルガイドワイヤに関する。 ［従来の技術］ 一般に、カテーテルガイドワイヤは、血管部位
から穿刺したセルデインガー針により血管内に導
入された後、セルデインガー針をガイドワイヤか
ら取外して、ガイドワイヤの後端にカテーテルを
取付けて、生体の脈管、特に血管内の目的部位ま
でカテーテルに先行してカテーテルを案内する医
科用器具である。 このため、カテーテルガイドワイヤの芯材は、
生体温度（約37℃）において、血管への導入・移
動時に発生する捻りを含む変形応力の荷重・除去
に伴う可逆的なエネルギーの吸収・放出及び可逆
的な形状の変形・回復が可能な弾性特性を有する
ことが必要とされることから、一般的に、18−８
ステンレス鋼を基本素材としている。 しかし、単なる弾性特性を有するTi・Ni系合
金加工素材を芯材として用いた場合、伸び変形等
の増加と共に、その変形に必要な荷重がほぼ直線
的に増加してしまうため、血管内への導入作業等
が一定応力で行え得ず、医者や患者の双方にとつ
て生理的苦痛等を与えてしまう問題があつた。 そこで、従来では、Ti・Ni系合金を焼鈍して
改良した焼鈍合金を用いることにより、体内（約
37℃）において、一定応力によつても伸び変形等
の増加を示し（以下、超弾性特性という）、可逆
的なエネルギーの吸収・放出及び可逆的な形状の
変形・回復を行えるカテーテルガイドワイヤの芯
材を得ていた（特開昭63−171570号公報）。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のカテーテルガイドワイヤ
の素材として用いられるTi・Ni系合金の焼鈍合
金は、単なる超弾性特性を有するに過ぎないこと
から、却つて、ガイドワイヤの先端部を目的部位
に応じて所用の形状に冷間曲げすることが困難で
あるという欠点があつた。 また、係るTi・Ni系合金の焼鈍合金を用いて
所望形状に固定するためには、焼鈍合金に、再
度、400℃以上の高い温度で熱処理を施して、形
状を付加する必要がある。このため、臨床に即応
した先端部の形状付けが困難となり、わざわざ何
種類かの先端形状を持つカテーテルガイドワイヤ
の芯材を予め準備しなければならなかつた。 そこで、本発明の第１の技術的課題は、上記欠
点に鑑み、所望形状のカテーテルガイドワイヤの
芯材を得るために、冷間加工性に優れたカテーテ
ルガイドワイヤの芯材用素材及びそれを備えたカ
テーテルガイドワイヤを提供することである。 また、本発明の第２の技術的課題は、実質的
に、37℃で超弾性特性を示すと共に、80℃以下に
おける形状変形に対しても優れた可塑性を有する
カテーテルガイドワイヤの芯材及びそれを備えた
カテーテルガイドワイヤを提供することである。 また、本発明の第３の技術的課題は、上記カテ
ーテルガイドワイヤの芯材用素材を有効に利用し
て、ガイドワイヤの先端部を目的部位に応じて所
用の形状に冷間曲げすることができるカテーテル
ガイドワイヤの芯材及びそれを備えたカテーテル
ガイドワイヤを提供することである。 ［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、原子パーセントで、Ni45.0〜
51.0at％、Fe0.5〜5.0at％、残部Tiを含むTi・
Ni・Fe系合金を有する冷間加工性に優れたカテ
ーテルガイドワイヤの芯材用素材が得られる。 また、本発明によれば、カテーテルガイドワイ
ヤの芯材用素材に、実質的に、400〜1000℃の熱
処理（好ましくは、400〜500℃）を施して生成し
た超弾性合金材を有し、実質的に、37℃で超弾性
特性を示すと共に、80℃以下における形状変形に
対しても可塑性を有することを特徴とするカテー
テルガイドワイヤの芯材が得られる。 また、本発明によれば、カテーテルガイドワイ
ヤの芯材の少なくとも先端部は、前記超弾性合金
材であることを特徴とするカテーテルガイドワイ
ヤの芯材が得られる。 また、本発明によれば、前記芯材に合成樹脂を
被覆してなることを特徴とするカテーテルガイド
ワイヤが得られる。 ［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。 実施例 １ まず、表−１に掲げるように、本発明の実施例
に係わる組成（Ti・Ni・Fe系合金組成）からな
る本発明合金No.３〜５、No.９〜11と、従来の
Ti・Ni系合金組成からなる従来合金No.１、比較
例としての比較合金No.２、７、８とを、高周波真
空溶解法により生成した。なお、アーク溶解法、
電子ビーム溶解法、或は粉末治金法によつても構
わない。 係る組成の各合金No.１〜11を、900〜1000℃で
溶体化処理後、約900℃で熱間鍛造、熱間圧延し、
その後、冷間加工により0.7mmφまで線引きし、
約900℃でひずみ取り焼鈍を施して、0.5mmφのサ
イズに加工した。

【表】

【表】 （加工性試験） ここで、上記熱間加工及び冷間加工の際に観察
された各合金No.１〜11における熱間加工性及び冷
間加工性を表−１に示す。 その結果、本発明合金No.３〜５、No.９〜11及び
比較合金No.２の方が、従来合金No.１に比べて、全
般的に、冷間加工性に優れていることが分かる。
また、比較合金No.７、８から分かるように、Fe
の添加量が5.0at％を超える場合は、熱間加工性
が悪くなるだけでなく、0.7mmφから0.5mmφへの
最終冷間加工が不可能であつた。 すなわち、Feを0.25〜5.0at％の範囲内で、
Ti・Niに添加した本発明合金No.３〜５、No.９〜
11及び比較合金No.２の方が、従来及び比較合金No.
１、７、８に比べて、全般的に、熱間加工性及び
冷間加工性が向上していることが分かる。 （超弾性特性試験） 次に、0.5mmφのサイズに加工された各合金No.
１〜11に、おのおの900℃、700℃、600℃、500
℃、400℃及び、300℃で１時間熱処理（焼鈍）を
施した後、室温（20℃）及び体温（37℃）におい
て引張り試験（３％ひずみ）を行い、各応力−ひ
ずみ曲線を測定した。なお、比較合金No.７、８の
合金は冷間加工が不可能であつたため、引張り試
験は行つていない。 第１図に、引張り時の応力下の室温（20℃）で
測定された結果のうちの従来合金No.１及び本発明
合金No.４における加工上り材（未焼鈍合金）と
500℃焼鈍合金とについて、その応力−ひずみ曲
線を示した。なお、市販されている18−18ステン
レス鋼ワイヤの例も併せて示した。 その結果、本発明合金No.４の焼鈍合金は、従来
合金No.１の焼鈍合金と同様に、超弾性合金とし
て、ゴムのようにしなやかな超弾性特性を保持し
ており、伸び変化に対して応力が一定となる降伏
応力を認めることができた。 表−２に、引張り時の応力下の体温（37℃）で
測定された異なる熱処理温度毎の各合金No.１〜11
の焼鈍合金について、その応力−ひずみ曲線を示
した。

【表】 その結果、従来合金及び本発明合金No.１〜11の
焼鈍合金とも、冷間加工上り材では、荷重除去と
同時にひずみは解消されるが、明確な降伏点は認
められなかつた。 一方、明確な降伏を示す超弾性特性が得られた
のは、ほぼ400℃以上の熱処理材からであつた。
また、良好な超弾性特性が得られるのは、従来合
金及び発明合金No.１〜11の焼鈍合金ともに、400
〜500℃であつた。600℃を越えると、降伏応力レ
ベルは400〜500℃の焼鈍合金に比べて約半分にな
るが、逆に超弾性特性が悪くなり、特に引張り試
験の繰り返し運動に対しては、極端な劣化を示し
た。 よつて、カテーテルガイドワイヤの素材とし
て、生体温度（約37℃）において、血管への導
入・移動時に発生する捻りを含む変形応力の荷
重・除去に伴う可逆的なエネルギーの吸収・放出
及び可逆的な形状の変形・回復が可能な超弾性特
性を有する超弾性合金が必要であることから、従
来合金及び発明合金No.１〜11ともに400〜500℃の
熱処理が適当であることが分かる。 なお、必ずしも繰り返し運動を必要としない場
合であれば、600℃以上の熱処理を施すことによ
り、低応力レベル下で、エネルギーの吸収・放出
及び可逆的な形状の変形・回復を行う超弾性合金
を得ることもできる。 （可塑性試験） 次に、従来合金及び本発明合金No.１〜11のうち
の500℃の焼鈍合金材について、37℃で90度に折
曲げた後における、曲げ応力解放時の残留ひずみ
の度合いと、80℃の加熱による残留ひずみの度合
いとを測定し、表−３に示した。

【表】

【表】 その結果、従来合金No.１は、超弾性効果が大き
いため、室温で応力解放と同時に、ほぼもとの形
状に戻つてしまい、塑性加工が困難であることが
分かる。なお、80℃に加熱すると、わずかな残留
歪みも解消してしまつた。このため、従来合金の
焼鈍合金を特定形状に固定するためには、変形拘
束下で、いちいち、400〜500℃に加熱する必要が
ある。 また、比較合金No.２には、Feが0.25at％添加さ
れているが、残留歪みはほとんど認められず、従
来合金No.１と同様の結果であつた。 一方、Fe0.5at％添加の本発明合金No.３には、
添加効果が認められ、37℃で50％程度の残留ひず
みを得た。また80℃に加熱しても、10％程度のひ
ずみが残留した。Fe1.0at％以上添加の本発明合
金No.４〜６、９〜11では、37℃でほぼ100％残留
し、80℃に加熱しても90％以上残留が認められ
た。 従つて、Fe0.5at％以上添加の本発明合金No.３
〜６、９〜11は、従来のように400〜500℃に極め
て特定された温度の熱処理を必要とすること無
く、変形形状を固定するための可塑性を得ること
ができた。しかも、臨床上で使用される熱湯等の
80℃の環境下においても、90％以上の変形形状を
維持できる可塑性をることもできた。 次に、第２図に示すように、本発明合金No.５の
500℃の焼鈍合金材について、20℃、40℃、60℃、
及び80℃の温度下における応力−ひずみ曲線を、
さらに詳細に観察した。その結果、40℃において
も、ひずみが若干残留していることが認められた
ことから、90℃の曲げに対して、40℃の加熱によ
つても変形形状を固定することが可能であり、可
塑性に優れたカテーテルガイドワイヤ用素材であ
ることが分かる。これは、40℃における残留ひず
みは５％程度もあり、また、カテーテルガイドワ
イヤの使用中に印加されるひずみは、せいぜい１
〜２％程度に止まることから、変形の繰り返しに
対しても問題はないからである。 また、更に安定した塑性変形を得るためには、
60℃又は80℃に加熱した状態で変形すれば良いこ
とも、第２図から容易に理解できる。 以上の試験結果から、Fe0.5at％以上添加した
Ti・Ni・Fe系合金を400〜500℃で熱処理（焼
鈍）した焼鈍合金である超弾性合金を、カテーテ
ルガイドワイヤの芯材として用いることにより、
体温（37℃）における完全な超弾性特性を失うこ
と無く、冷間曲げ（形状変形）させることがで
き、臨床上の有効な使用温度（80℃以下）でも安
定した形状変形を維持する可塑性を与えることが
できる。なお、焼鈍温度が500℃を越える場合は、
室温及び体温下での超弾性特性は劣化し、逆に可
塑性は高くなるため、変形応力が小さい場合や、
変形形状の安定性をさらに求める場合には、500
℃を越えた焼鈍温度が有効となる。 実施例 ２ 実施例１で示した本発明合金No.４と従来合金No.
１とを、0.7mmφで突合わせ接合して、約900℃の
温度で歪み取り焼鈍を施し、0.5mmφに加工した。 得られた複合合金線に400℃で１時間の熱処理
（焼鈍）を施した後、各合金部毎の曲げ試験を行
つた。その結果、第１実施例の表−３に示した結
果と同様であつた。これにより、カテーテルガイ
ドワイヤの芯材の先端部を本発明合金No.４とし、
従来合金No.１を、その基質部とすることが可能で
あることが分かる。すなわち、芯材の先端部を、
80℃以下の状態で、所望の形状に容易に変形させ
ることができ、且つ、基質部が容易には変形しな
い超弾性特性を示す芯材を構成することにより、
臨床に即応したカテーテルガイドワイヤの芯材を
得ることができる。なお、係る複合合金線は、先
端部のみをテーパリングされ、その後、全長をウ
レタン等のポリマーでコートされる。 但し、本実施例における複合合金線を、従来の
ステンレス線又はピアノ線等と接合して、カテー
テルガイドワイヤとする場合には、接合強度を高
める必要性から、かしめ等の機械的に拘束するこ
とが好ましい。 実施例 ３ 合成樹脂被膜４は、第３図に示すように、先端
部を含めてほぼ均一の外径を有している。特に、
この合成樹脂被膜４は、ほぼ均一の外径となつて
いる。合成樹脂被膜４としては、ポリエチレン、
ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、
フツ素樹脂、シリコンゴムもしくは各々エラスト
マーおよび複合材料等が好適に使用される。そし
て、合成樹脂被膜４は、内芯２の湾曲の妨げにな
らない程度に柔軟であり、外表面は凹凸のない滑
らかな表面となつていることが好ましい。また、
合成樹脂被膜４には、ヘパリン、ウロキナーゼ等
の抗凝固剤もしくはシリコーンゴム、ウレタンと
シリコーンのブロツク共重合体（登録商標アブコ
サン）、ヒドロキシエチルメタクリレート−スチ
レン共重合体等の抗血柱材料をコーテイングして
もよい。また、合成樹脂被膜４をフツ素樹脂等の
低摩擦表面を有する樹脂により形成すること、ま
た合成樹脂被膜４の外表面にシリコーンオイル等
潤滑液塗布によつて、ガイドワイヤー１の摩擦性
を低下させてもよい。さらに、合成樹脂被膜４を
形成する合成樹脂中に、Ba、Ｗ、Bi、Pb等の金
属単体もしくは化合物による微粉末状のＸ線造影
性物質を混入することが好ましく、このようにす
ることにより血管内に導入中のガイドワイヤー１
の全体の位置確認が容易となる。合成樹脂被膜４
は、上述のように、ほぼ均一の外径を有してい
る。ほぼ均一とは、完全に均一なものに限らず若
干先端部が細径となつていてもよい。このよう
に、先端部までをほぼ均一とすることにより、ガ
イドワイヤーの先端が血管内壁に与える虞れのあ
る損傷を少なくすることができる。 合成樹脂被膜の外径は、0.25〜1.04mm、好まし
くは0.30〜0.64mm、芯材２の本体部２ａ上での肉
厚は、0.03〜0.30mm、好ましくは0.05〜0.20mmで
ある。 また、合成樹脂被膜４は、合成樹脂により、内
芯２に対し、密着状態に被着され、内芯２の先端
部および基端部においても、固着されていること
が好ましい。また、合成樹脂被膜４を中空管で形
成し、内芯２の先端部および基端部または、内芯
の適当な部分で、内芯２と接着もしくは溶融成形
により固定してもよい。そして、ガイドワイヤー
１の先端（合成樹脂被膜４の先端）は、血管壁の
損傷の防止、さらにガイドワイヤー１の操作性向
上のために、第３図に示すように半球状等の曲面
となつていることが好ましい。 さらに、合成樹脂被膜４の表面に潤滑性物質が
固定されていることが好ましい。潤滑性物質と
は、湿潤時に潤滑性を有する物質をいう。具体的
には、水溶性高分子物質またはその誘導体があ
る。 即ち、本実施例のガイドワイヤーの芯剤２とし
て、全長が1800mm、先端の直径が0.06mm、後端の
直径が0.25mmで、先端から120mmが先端に向かつ
てテーパー状に縮径しているものを作成した。 さらに芯材全体の外面に、タングステン微粉末
（粒径約３〜4μｍ）を45重量％含有するポリウレ
タンを全体外径がほぼ均一になるように被覆し、
合成樹脂被膜を形成させた。そして、テトラヒド
ロフランに5.0重量％となるように無水マレイン
酸エチルエステル共重合体を溶解した溶液を、上
記のポリウレタンにより形成された合成樹脂被膜
の表面に塗布し、無水マレイン酸エチルエステル
共重合体を固定し、潤滑性表面を形成させた。 このガイドワイヤーは、全体の長さが約1800
mm、全体の直径が0.36mmである。 ［発明の効果］ 以上の説明から分かるように、本発明によれ
ば、所定の量のFeを添加したTi・Ni・Fe系合金
を用いるから、冷間加工性に優れたカテーテルガ
イドワイヤの芯材用素材を提供することができ
る。 そのTi・Ni・Fe系合金を焼鈍して得られた超
弾性合金を用いたから、実質的に、37℃で超弾性
特性を示すと共に、80℃以下における変形形状に
対しても可塑性を示す加工性に優れたカテーテル
ガイドワイヤの芯材を提供することができる。 また、カテーテルガイドワイヤの芯材の少なく
とも先端部を、上記カテーテルガイドワイヤ素材
により構成したから、ガイドワイヤの先端部を目
的部位に応じて所用の形状に冷間曲げすることが
できるカテーテルガイドワイヤの芯材を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、引張り時の応力下の室温（20℃）で
測定された結果のうちの従来合金No.１及び本発明
合金No.４における加工上り材（未焼鈍合金）と
500℃焼鈍合金とについて、その応力−ひずみ曲
線を示す図、第２図は、本発明合金No.5Fの500℃
の焼鈍合金材について、20℃、40℃、60℃、及び
80℃の温度下における応力−ひずみ曲線を示す
図、第３図は本発明に係る合成樹脂で被覆された
カテーテルガイドワイヤの側面図である。 １……ガイドワイヤー、２……内芯、２ａ……
内芯本体部、４……合成樹脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子パーセントで、Ni45.0〜51.0at％、
   Fe0.5〜5.0at％、残部Tiを含むTi・Ni・Fe系合
   金を有する冷間加工性に優れたカテーテルガイド
   ワイヤの芯材用素材。 ２ 第１請求項記載の前記合金において、実質的
   に、37℃で超弾性特性を示すと共に、80℃以下に
   おける形状変形に対しても可塑性を有することを
   特徴とするカテーテルガイドワイヤの芯材。 ３ カテーテルガイドワイヤの芯材の少なくとも
   先端部は、第２請求項記載の超弾性合金材である
   ことを特徴とするカテーテルガイドワイヤの芯
   材。 ４ 第１〜第３請求項記載のいずれかの前記芯材
   に、合成樹脂を被覆してなることを特徴とするカ
   テーテルガイドワイヤ。