JPH05220215A

JPH05220215A - カテーテル

Info

Publication number: JPH05220215A
Application number: JP4307761A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Kidokoro; 広人木所; Shinichi Miyata; 伸一宮田; Tatsuo Kinebuchi; 達夫杵渕; Mitsuji Higashide; 充志東出; Hiroshi Kuki; 博久木; Masaru Okawa; 勝大川
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】【目的】拡張時のバルーン形状に偏りが極めて少な
く、また、収縮時におけるたるみの発生が極めて少な
い、機能性に優れた医療用バルーン付きカテーテルを提
供すること。【構成】医療用バルーン付きカテーテルにおいて、該
バルーンが弾性材料で形成された５００％モデュラスが
２８〜５０ｋｇ／ｃｍ²の範囲のフィルムからなること
を特徴とするカテーテル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カテーテルに関し、さ
らに詳しくは、バルーンの拡張時における形状に偏りが
極めて少なく、また、バルーン収縮に際して、たるみの
極めて少ない医療用バルーン付きカテーテルに関する。

【０００２】

【従来の技術】カテーテル遠位端部（尖端部）の近傍に
バルーンが設けられている医療用バルーン付きカテーテ
ルとしては、例えば、血管内留置用カテーテルや胆道結
石・腎尿管結石除去用カテーテルなど各種のものが知ら
れている。血管内留置用のカテーテルとしては、例え
ば、バルーン付きペーシングカテーテルがある。心臓に
不整脈、心不全等の障害が起こった場合、体外ペースメ
ーキングのための経静脈カテーテル電極が挿入され、緊
急ペーシングまたは一時的ペーシングにより心臓の活動
を正常に保たせる。この場合、通常はカテーテル法にし
たがってバルーン付きペーシングカテーテルを用い、経
静脈的に心臓まで挿入してペーシングを行う。

【０００３】すなわち、ペーシングカテーテルの施術方
法では、通常、シース・イントロデューサにより皮膚の
切開部から抹消静脈、例えば大腿静脈や鎖骨下静脈など
を刺針し、このイントロデューサを通してペーシングカ
テーテルを体内に挿入する。次いで、バルーンを炭酸ガ
スまたは空気によりふくらませると、ペーシングカテー
テルを血管および心臓内の血流に乗せて、静脈、右心房
および三尖弁を経由してその遠位端電極を目的部位であ
る右心室心尖部まで挿入し、そこに留置することができ
る。ペーシングカテーテルの遠位端電極は、ステンレス
鋼、白金等の硬質金属によって作製されているため、挿
入時に該遠位端電極による心臓および血管への傷害、あ
るいは無理に挿入しようとした場合の穿孔の危険性を防
ぐため、バルーン拡張（膨張）時に遠位端部がバルーン
により覆われて突出することのないようにしたカテーテ
ルも知られている。

【０００４】血管内留置用のカテーテルの他の例とし
て、サーモダイリューションカテーテルがある。心臓の
働きを示す指標となる心拍量の測定法には、酸素消費量
と動脈血酸素較差から計算するＦｉｃｋ法と、静脈の抹
消で注入した指示薬が中枢の静脈でどれだけ薄まったか
で測定する指示薬希釈法がある。サーモダイリューショ
ン法（熱希釈法）では、指示薬である冷水がどれだけ暖
まるかを測定する。サーモダイリューションカテーテル
を挿入する場合、該カテーテルを例えば左肘静脈から挿
入して、鎖骨下静脈から上大静脈まで進め、ここで先端
のバルーンをふくらませて、ゆっくりと進めるとバルー
ンが血流に乗って右心室、肺動脈へと容易に挿入され
る。バルーンの気体を抜くと肺動脈圧になるので、この
部位にカテーテルを固定する。

【０００５】胆道結石・腎尿管結石除去用カテーテルの
例としては、バルーン付のフォガティカテーテルが挙げ
られる。該カテーテルは、総胆管切開部より総肝管、さ
らには肝内胆管にまで挿入し、バルーンを蒸留水や食塩
水などでふくらませて、カテーテルをゆっくり引き抜く
ことにより、総胆管結石や肝内結石、胆砂などを除去す
る。胆管内造影を行う場合には、バルーンを拡張させた
まま、カテーテルの遠位端孔と連通した内腔を介して、
造影剤の注入が行われる。このため、バルーンの外径は
大きく、均一に拡張することが好ましい。

【０００６】これらのカテーテルに設けられているバル
ーンは、弾性材料で形成されたフィルム（膜）からなる
ものであり、圧感受性、機械的物性および抗血栓性に優
れていることが望ましい。弾性材料の材質としては、例
えば、シリコンゴム、ポリウレタン、天然ゴム等があ
る。これらの弾性材料を用いてバルーンを製造するに
は、通常、弾性材料の有機溶剤溶液に型を浸漬して製膜
するディッピング法が採用されている。

【０００７】図３に示すように、バルーンカテーテル
（３）は、通常、その尖端である遠位端部（１）の近傍
にバルーン（２）が取りつけられている。カテーテルの
用途に応じて、遠位端部（１）には、尖端孔、電極また
はサーミスターなどが設けられている。バルーン（２）
を拡張させると、遠位端部（１）を覆ってその突出を防
ぐようにしたものもある。

【０００８】ところが、従来のバルーンは、均一に拡張
しない場合が多く、形状に偏りが生じ易い。具体的に
は、図２に示すように、遠位端部（１）に対して、拡張
したバルーン（２）の中心位置がずれて偏心する。ま
た、従来のバルーンは、バルーンの収縮に際して、たる
みを生じ易く、そのため、該たるみの部分で血栓を生じ
易かった。

【０００９】拡張したバルーン形状に偏りが生じると、
例えば、血管内留置用カテーテルの場合には、バルーン
が遠位端部を覆うことが困難となり、硬質金属製の遠位
端電極によって心臓および血管内壁へ傷害を与えるおそ
れがある。また、遠位端部による心臓内壁への刺激によ
り不整脈を発生させる危険性がある。胆道結石・腎尿管
結石除去用カテーテルに関しては、バルーン形状に偏り
が生じ不均一になると、結石等の除去を十分に行うこと
が困難となる。また、胆管内へ造影剤を注入する操作も
難しくなる。しかしながら、従来、このようなバルーン
形状の偏りについては十分な注意が払われておらず、そ
れを防止するための効果的な方法も提案されていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、拡張
時のバルーン形状に偏りが極めて少なく、また、収縮時
におけるたるみの発生が極めて少ない、機能性に優れた
医療用バルーン付きカテーテルを提供することにある。
本発明者らは、カテーテルのバルーン形状の偏り発生の
原因、及びたるみの発生の原因について研究を行った結
果、従来のバルーンは、引張応力が比較的小さく、それ
がバルーンをふくらませた場合に、バルーン形状に偏り
を与え、かつ、たるみを生じさせる原因であることを見
出した。

【００１１】すなわち、本発明者らは、各種弾性材料を
使用して、スリーブ径、肉厚、膨潤度、引張応力などの
異なるバルーンを作成し、バルーン形状の偏りの原因に
ついて検討したところ、引張応力（５００％モデュラ
ス）の高いフィルム（膜）からなるバルーンが拡張時に
偏りのない形状を示すことを見いだした。また、たるみ
の少ないバルーンとするには、永久ひずみが２０％以下
の弾性材料であることが好ましいことも見いだした。

【００１２】従来、バルーンをふくらませ易くし、大き
な形状に拡張させるために、比較的引張応力の低いフィ
ルムでバルーンを形成していた。措置時には、一定量の
送気によりバルーンをふくらませるが、その場合、十分
にふくらませきらないで、いわば拡張途中の段階で使用
するため、従来の引張応力の低いバルーンの場合には、
均一に拡張せずに偏りが生じ易く、収縮によってもたる
みを生じ易い。また、引張応力が低いほど、一定量の送
気によってバルーン外径が大きくなり易い。これらが、
拡張時にバルーン外径に偏りが生じる原因であると推定
できる。

【００１３】これに対し、引張応力の高いフィルムを与
える弾性材料でバルーンを作製し、拡張時のバルーン形
状評価を行ったところ、５００％モデュラスが２８ｋｇ
／ｃｍ²以上のフィルムからなるバルーンが通常の使用
条件下において、均一にふくらみ、バルーン形状の偏り
が顕著に改善されることを見いだした。さらに、永久ひ
ずみが２０％以下の弾性材料を用いることにより、たる
みの発生が極めて低いことも見いだした。本発明は、こ
れらの知見に基づいて完成するに至ったものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、医療用バルーン付きカテーテルにおいて、該バルー
ンが弾性材料で形成された５００％モデュラスが２８〜
５０ｋｇ／ｃｍ²のフィルムからなることを特徴とする
カテーテルが提供される。

【００１５】以下、本発明について詳述する。本発明の
バルーン付きカテーテルにおいて、バルーンを形成する
材料は、弾性体であって、かつ、圧感受性、機械的物性
および抗血栓性に優れていることが好ましい。このよう
な弾性材料としては、例えば、シリコンゴム、ポリウレ
タン、天然ゴム等、バルーン用材料として知られている
各種弾性材料が好適に使用できる。

【００１６】ポリウレタンとしては、ポリウレタンのみ
ならず、ポリウレタンウレア、ポリウレタン・シリコー
ンブロック共重合体、フッ素化ポリウレタン、フッ素化
ポリウレタンウレアなどのポリウレタン系ポリマーを含
む。また、ポリウレタンとポリジメチルシロキサンとの
ブレンドなど、ポリウレタンと異種ポリマーとのブレン
ド物を含む。なかでも、永久ひずみが２０％以下のバル
ーンとするには、架橋ポリウレタンが好ましい。

【００１７】ポリウレタン系ポリマーとしては、例え
ば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（Ｍ
ＤＩ）や水添ＭＤＩ、ヘキサメチレンジイソシアネート
などのジイソシアネートと１．４−ブタンジオールやエ
チレングリコールなどの短鎖ジオールからなるウレタン
またはウレア結合をハードセグメントとし、ポリオキシ
テトラメチレングリコールやポリオキシプロピレングリ
コールなどのポリエーテル、エチレンアジペートやブチ
レンアジペートなどのアジピン酸エステル、ポリカプロ
ラクトンやポリカーボネートなどの脂肪族ポリエステル
等をソフトセグメントとするポリウレタンが挙げられ
る。鎖延長剤としては１．４−ブタンジオールやエチレ
ングリコールなどの短鎖ジオールあるいはエチレンジア
ミンなどのジアミンが使用される。

【００１８】ポリウレタン系ポリマーは、プレポリマー
法、ワンショット法、その他の方法により合成すること
ができる。ポリウレタン系ポリマーの架橋には、アロフ
ァネート架橋やビュレット架橋など種々の架橋がある。
本発明においては、ポリウレタン系ポリマーを架橋する
場合には、所定形状に製膜した後、架橋する。

【００１９】ポリウレタン系ポリマーを所定形状に製膜
した後架橋するには、例えば、分子鎖末端や分子鎖中に
活性なイソシアネート基が残存する不完全ポリウレタン
を用いる方法がある。不完全ポリウレタンは、ポリウレ
タンのハードセグメントを形成するジイソシアネートを
ポリオール化合物に対して化学量論的に過剰に仕込んで
重合することにより得ることができる。この不完全ポリ
ウレタンを用いて所定のバルーン形状に製膜した後、加
熱すると残存イソシアネート基によるアロファネート架
橋が生じる。架橋のための加熱処理は、通常、８０〜１
５０℃で、数１０分から数時間加熱することにより行
う。

【００２０】また、ポリウレタンに、硬化剤や有機過酸
化物などを加えたものを使用し、製膜後、加熱して架橋
させる方法がある。湿気硬化型ポリウレタンの場合に
は、製膜後、空気中に放置することで架橋させることが
できる。

【００２１】他の架橋方法としては、単分子ポリイソシ
アネートを用いて架橋する方法が挙げられる。ポリウレ
タン系ポリマーを所定形状に製膜した後、ポリイソシア
ネートを含む溶媒中に浸漬処理し、しかる後、加熱して
架橋する。例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソ
シアネートを溶解したテトラヒドロフラン溶液に、所定
形状に製膜したフィルムを数秒から数１０秒間浸漬し、
引き上げた後、８０〜１５０℃で、数１０分から数時間
加熱すると、アロファネート架橋及び／またはビューレ
ット架橋が生じ、架橋フィルムを得ることができる。

【００２２】弾性材料を用いてバルーンを製造するに
は、各種製膜法が採用可能であるが、一般にディッピン
グ成形法が好ましい。ディッピング成形法では、弾性材
料と必要に応じて各種添加剤を有機溶剤に溶解して溶液
とし、この溶液に型を浸漬して製膜する。溶液中に型を
浸漬させて型の表面に溶液を塗布し、溶剤を蒸発させて
型表面に被膜を形成させる。浸漬と乾燥を繰り返すこと
により所望厚みのフィルム（膜）を積層形成することが
できる。弾性材料が天然ゴムや架橋型ポリウレタンなど
の場合、製膜後、加硫または架橋する。

【００２３】本発明のバルーンを形成する弾性材料フィ
ルムは、５００％モデュラスが２８〜５０ｋｇ／ｃｍ²
の範囲であることが必要であり、好ましくは３０〜４５
ｋｇ／ｃｍ²である。２８ｋｇ／ｃｍ²未満では、作製さ
れたバルーンの外径は一定量の送気により比較的大きく
なるものの、形状に偏りが生じ易い。５００％モデュラ
スの上限は、拡張時にバルーンがカテーテル遠位端部を
覆うことが可能であること、拡張時に必要とされるバル
ーン形状の大きさを確保できること、すなわち膨張がし
難くならないこと等からみて、５０ｋｇ／ｃｍ²以下で
あり、好ましくは４５ｋｇ／ｃｍ²程度までとすること
が望ましい。

【００２４】本発明において、５００％モデュラスの値
は、ＪＩＳＫ−６３０１にしたがって、引張試験機
（ＴＯＹＯＢＡＬＤＷＩＮＣｏ．ＬＴＤ社製）で、
クロスヘッド速度５００ｍｍ／分、温度２３℃、湿度６
５％の条件にて測定し、算出した値である。

【００２５】また、本発明のカテーテルにおけるバルー
ンは、後述する測定法により測定した偏り発生率が１０
以下であることが好ましい。本発明のカテーテルにおけ
るバルーンは、たるみの発生を防ぐために、永久ひずみ
（測定法は後述）が２０％以下の材料で形成されたもの
であることが好ましい。永久ひずみが２０％を越える
と、バルーンの収縮時にたるみが発生し易く、血管内に
留置した場合に、バルーンのたるみ付近で血液の滞留が
起こり、その結果、血栓の生成率が急激に上昇するもの
と推定される。

【００２６】弾性材料で形成されたフィルムの５００％
モデュラスを２８ｋｇ／ｃｍ²以上とするには、例え
ば、天然ゴムを使用する場合には、加硫剤の種類や添加
量を変化させるなど配合処方を適宜選択する方法、シリ
コンゴムやポリウレタンの場合には、構成成分や分子量
を調整する方法などがあり、特に限定されない。また、
前述した永久ひずみが２０％以下のフィルムを得るに
は、前記したような架橋ポリウレタンが好ましい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明について、実施例及び比較例を
挙げて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例
のみに限定されるものではない。

【００２８】なお、物性の測定方法は、以下のとおりで
ある。＜５００％モデュラス＞引張試験機により求めた。測定
条件は、ＪＩＳＫ−６３０１に準じて以下の方法で測
定し、算出した。引張試験機：ＴＯＹＯＢＡＬＤＷＩＮＣｏ．ＬＴＤ
社製温度：２３℃ 湿度：６５％クロスヘッド速度：５００ｍｍ／分

【００２９】＜永久ひずみ＞２ｍｍ厚にプレスした試料
を３号形ダンベル（ＪＩＳＫ−６３０１）に打ち抜
き、マークした２ｃｍの評線間を５００％までの伸長
と収縮を３回繰り返す、１０分間伸長保持した後、
除力して、１０分間放置した後、評線間の長さを測
定し、残留永久ひずみの測定を行った。永久ひずみは、
伸びの元の長さ（２ｃｍ）に対する比（％）で表した。

【００３０】＜バルーン形状外径測定＞カテーテルチュ
ーブに装着されたバルーンに、規定量の空気（０．８ｃ
ｃ）を注入し、レーザー外径測定器（キーエンス社製、
ＬＳ−３１００）によりバルーン形状の測定を行った。
測定されたバルーン外径の最大値を、バルーン外径とし
た。

【００３１】＜バルーン形状偏り度、偏り発生率＞図１
および図２に示すように、バルーン外径をカテーテル遠
位端の中心線から長さａ、ｂに分け、その比率を偏り度
とし、各試料において測定した全数の平均を示した。ま
た、カテーテル遠位端部の露出の有無および見栄えの点
から、偏り度が１．８以上を偏り発生とし、各試料にお
ける偏り発生の割合を、偏り発生率として表示した。試
料全数は１００個とした。

【００３２】＜カテーテル遠位端部露出度測定＞血管内
留置カテーテルにおいて、バルーン拡張時に遠位端部が
露出している場合、心臓および血管内壁へ傷害を与える
おそれがあり、また、遠位端部による心臓内壁への刺激
により不整脈を発生させる危険性があるため、遠位端部
の露出は２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、さらに好
ましくは露出のないことが望ましい。そこで、拡張した
バルーンより露出しているカテーテル遠位端部の長さを
測定し、全数の平均値で表示した。試料全数は１００個
とした。

【００３３】＜たるみ発生率＞バルーンを拡張した後収
縮させ、その際の形状を目視で判定し、明らかにたるみ
の発生が見られる場合を「たるみの発生」と評価した。
そして、１００個の試料について、たるみの発生の個数
を判定し、発生率（％）を求めた。

【００３４】＜抗血栓性＞バルーンの抗血栓性につい
て、次の３段階で評価した。：バルーン内に３０分以上血流を流しても血栓を生じな
い。 △：３０分を過ぎた頃より一部に血栓が認められた。 ×：３０分までに血栓を生じた。

【００３５】［実施例１〜４、比較例１］天然ゴムラテ
ックスに、水酸化カリウム溶液、ラウリン酸カリウム溶
液、加硫剤として硫黄分散体、酸化亜鉛分散体、および
加硫促進剤としてジブチルジチオカルバミン酸亜鉛分散
体を加えた配合処方で、加硫剤の量を変えたもの５種類
を調製し、それぞれを弾性材料として用い、ディッピン
グ成形法により製膜した後、加硫して厚さ０．２ｍｍの
天然ゴムバルーン材料（膜状）を作製した。かくして得
られた各バルーン材料について、５００％モデュラスを
測定した。次に、外径が１．６ｍｍのポリウレタン製カ
テーテルチューブの遠位端部に、各バルーン材料を長さ
６．０ｍｍにカットしたものを公知の方法にて装着し、
バルーン部分およびペーシングカテーテル尖端部を作製
した。作製試料数は１００個とし、バルーン外径、偏り
度、偏り発生率、遠位端部露出度を測定した。結果を表
１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から明らかなように、５００％モデュ
ラスが低い従来のバルーン材料を用いた場合（比較例
１）には、偏り度および偏り発生率が極めて高い。これ
に対して、バルーン材料の５００％モデュラスが２８〜
５０ｋｇ／ｃｍ²の場合には、拡張時のバルーン形状の
偏りが顕著に減少することがわかる。

【００３８】［実施例５〜８、比較例２〜４］表２に示
す各材料を用いて、ディッピング成形法により膜厚０．
２ｍｍのバルーンを作成し、評価した。

【００３９】表２中、各材料と架橋（硬化）条件は、次
のとおりである。（１）ＰＵ（ａ）：トルエンジイソシアネート−ポリテ
トラメチレングリコール系プレポリマー（ユニロイヤル
社製、Ｌ−４２）１００重量部にメチレンジアニリン系
硬化剤（ユニロイヤル社製、ケイチャー２１）１０重量
部等を加えた２液硬化型ポリウレタンであり、製膜後、
８５℃で１時間加熱して架橋させた。（２）ＰＵ（ｂ）：ポリエーテル系ミラブルポリウレタ
ン（ユニロイヤル社製、アジプレンＥ、分子量２〜３
万）１００重量部にジクミルパーオキサイド０．３重量
部等を加えたものであって、製膜後、１６０℃で３０分
加熱して架橋させた。（３）ＰＵ（ｃ）：湿気硬化型ポリウレタン（三井東圧
化学工業社製、オレスターＭ５４−８０Ａ）であり、製
膜後、室内で１週間放置して硬化させた。

【００４０】（４）ＰＵ（ｄ）：ポリエステル系ポリオ
ール（日本ポリウレタン社製、ニッポラン５０１８、粘
度４７０〜６２０）１００重量部に４，４′−ジフェニ
ルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）（日本ポリウレタ
ン社製、ミリオネートＭＴ）１０重量部等を加えた２液
型ポリウレタンであり、製膜後、１００℃で２時間加熱
して硬化させた。（５）ＰＵ（ｅ）：熱可塑性ポリウレタン（ダウケミカ
ル社製、ペレセン８０ＡＥ）１００重量部に対してＭＤ
Ｉを３重量部加えた溶液から製膜し、１８０℃で１時間
加熱して架橋させた。（６）熱可塑性ＰＵ：ダウケミカル社製（ペレセン８０
ＡＥ）の熱可塑性ポリウレタンである。（７）加硫ＮＢＲ：アクリロニトリル含有率４５％のア
クリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムであり、製膜
後、加硫した。結果を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、バルーン形状の偏りが
顕著に防止され、たるみの発生も抑制され、機能性に優
れたバルーン付きカテーテルが提供される。本発明のカ
テーテルは、そのバルーン部分がその機能を問題なく発
揮することができるため、各種のバルーンカテーテルと
して好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】拡張後の偏りの無いバルーン形状を示す正面図

【図２】拡張後の偏りの有るバルーン形状を示す正面図

【図３】バルーン付きカテーテルの模式図

【符号の説明】

１カテーテル遠位端部２バルーン３バルーン付きカテーテルａカテーテル中心線からバルーン外径までの最長部分
の長さｂカテーテル中心線からバルーン外径までの最短部分
の長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久木博神奈川県横須賀市湘南鷹取４−25−７ (72)発明者大川勝神奈川県横浜市港北区篠原西町17−13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】医療用バルーン付きカテーテルにおい
て、該バルーンが弾性材料で形成された５００％モデュ
ラスが２８〜５０ｋｇ／ｃｍ²の範囲のフィルムからな
ることを特徴とするカテーテル。
【請求項２】弾性材料が、シリコンゴム、ポリウレタ
ン及び天然ゴムからなる群より選ばれる少なくとも１種
である請求項１記載のカテーテル。
【請求項３】前記フィルムが、ポリウレタンを所定形
状に製膜した後、架橋した架橋ポリウレタンフィルムで
ある請求項２記載のカテーテル。
【請求項４】弾性材料の永久ひずみが２０％以下であ
る請求項１ないし３のいずれか１項記載のカテーテル。
【請求項５】弾性材料が抗血栓性に優れたものである
請求項１ないし４のいずれか１項記載のカテーテル。