JPH08196619A

JPH08196619A - カテーテル用チューブ状部材

Info

Publication number: JPH08196619A
Application number: JP7046091A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakai; 浩一中井; Taichi Kawahara; 太一川原
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1996-08-06

Abstract

(57)【要約】【構成】熱可塑性ポリイミド樹脂を主成分としたシーム
レス状のチューブ体からなるカテーテル用チューブ状部
材に関するものである。【効果】体内への挿入距離が長くても、極めてスムース
に、痛みを伴うようなこともなく、迅速に挿入すること
ができ、引抜くときもスムースに迅速に行えるので、挿
入や引抜き操作中に、屈折して医療がストップするよう
なトラブルが生ずることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は適度の柔軟性、強度、剛
性等を有するカテーテル用チューブ状部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】カテーテルは腔、管、血管等に挿入する
中空状の医療器具であり、液体の注入、吸入、通路の確
保等に用いられているもので、通常細いチューブ体から
なっている。このようなカテーテル用チューブは適度に
柔軟性を有していることが基本であるが、挿入、引き出
し、位置の調整等に際して折れないために機械的強度と
適度の剛性も要求されている。従来はこれらの要求を考
慮し、その素材としては各種エラストマー、熱可塑性ポ
リウレタン、フッ素系ポリマー等多くのものが用いられ
ている。従来よりカテーテルを用いて体内への液体の注
入、吸引等を行う場合、通常迅速に行なわれることが望
まれ、その解決のために一般にチューブの内径を大とす
ることが行れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】カテーテル用の素材は
各々の目的・用途において満足されて便用されている
が、最近の医療技術の進歩に対し、追従できない状況も
見受けられる。例えば、脳のＸ線撮影を行うに際し、股
の静脈からマイクロカテーテルを挿入し、脳に造影剤を
注入する場合、その距離は約２ｍに及ぶので、このカテ
ーテル用チューブの素材としては、従来では前記したよ
うにポリエチレン等のオレフィン系のエラストマー、熱
可塑性ポリウレタン等が使用されているが、こうした材
質のカテーテルは身体内への押し込み時に曲がってしま
い、入りにくい状況で、しかも抜き取る時に切れるとい
ったトラブルがあって、安心して使用できない状況にあ
る。これは素材自身の特性にもよるが、極めて細いチュ
ーブを使用する必要があることと、チューブの先端部分
は細く、つまりテーパ状のチューブが使用されることに
もよる。この問題の解決は、可能な限り、細く、柔軟性
もあることが基本にはなるが、機械的強度と適当な剛性
を有するチューブによって行われることが、より効果的
である。

【０００４】カテーテルによる液体の体内への注入又は
吸引、排出の迅速性を目的としたチューブ状部材の内径
の拡大策は、次のような問題点がある。即ち、従来の素
材では、内径を大きくしようするならば、必然的に外径
を大きくせざるを得ない。これは適当な強度と剛性とを
付与するためである。外径が大きくなれば、体内に挿入
する場合の刺通抵抗、逆に取り出す時の引抜抵抗、更に
は体内での位置調整（移動）の場合の抵抗において、こ
れが大きくなるので、このような場合、痛さ、違和感が
大きくなり、肉体的、精神的な苦痛につながることにな
る。従って、内径をより大きくして、外径はより小さ
く、しかも適当な柔軟性、強度、剛性を有するチューブ
体がカテーテル用として強く求められるところである。

【０００５】そこで本発明者らは、前記課題に対して、
従来のチューブ素材をベースにして、ブレンド等による
改質、硬度の変更（適当に硬く）について検討したが、
いずれもすべてを満足するものは見出せなかった。しか
し乍らここでの検討の過程で硬質の樹脂でもチューブの
肉厚を薄くする等の方策を講ずることで、従来のものよ
りも優れた品質のカテーテルを提供することが可能と判
ったので、更に検討を進めた結果、ついに本発明に到達
した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は熱可塑性ポ
リイミド樹脂を主成分としたシームレス状のチューブ体
からなるカテーテル用チューブ状部材を提供するもので
あり、更に該ポリイミド樹脂９５〜５５重量％とポリエ
ーテルエーテルケトン５〜４５重量％とを含有するシー
ムレス状のチューブ体をカテーテル用チューブ状部材と
して提供するものである。以下に本発明の構成について
より詳細に説明する。

【０００７】まず本発明においてカテーテルは、前記す
るように体内に血液、薬液等を注入したり、逆に体内か
ら分泌液、血液等を吸引したり排出したりする用途に有
用で、更には内視機能を持たせて使用することもでき
る。その上、人体に限らず動物用の各種カテーテルとし
ても使用可能であり、更には工業用の内視カテーテル用
等にも使用でき、その用途はあらゆる分野に広範に及
ぶ。

【０００８】本発明で用いられる熱可塑性ポリイミド樹
脂とは、一般にテトラカルボン酸二無水物と有機ジアミ
ンとをジメチルアセトアミド等の有機極性溶媒中で重縮
合反応して、ポリアミック酸を経由し、最後に閉環イミ
ド化して得られるポリイミドの中で、加熱によって軟化
又は溶融する性質を有し、かつ押出成形の可能なポリマ
ーを言う。従って押出成形、即ち加熱による溶融成形の
不可能なポリイミドは本発明から除外される。

【０００９】ポリイミドに前記する熱可塑性が付与され
るのは、出発物質であるテトラカルボン酸二無水物又は
／および有機ジアミンの種類による。つまり酸無水基又
はアミノ基が結合する基（芳香族系）が脂肪族炭化水
素、酸素原子、カルボニル基等で結合され、長い直鎖構
造を持つ場合に、熱可塑性ポリイミド樹脂が得られやす
い。具体的には、例えばピロメリット酸二無水物と４、
４′−ビス（３−アミノフェノキシ）ビスフェニルとの
組合せ、３、３′、４、４′−ビスフェニルテトラカル
ボン酸二無水物とビス［４−｛３−（４−アミノフェノ
キシ）ベンゾイル・｝フェニル］エーテルとの組合せ、
３、３′、４、４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物と３、３′−ジアミノベンゾフェノンとの組合
せ、更にはイソプロピリデンビス−（４−フェニレンオ
キシ−４−フタル酸）二無水物と２、２′−フェニレン
ジアミンとの組合せ等によって得られる熱可塑性ポリイ
ミドが例示でき、これらは通常では４００℃前後で、加
熱することによって、軟化又は溶融するので、押出成形
が可能である。より具体的には熱可塑性ポリイミド樹脂
として上市されている、例えば、ＧＥ社のＵＬＴＥＭ１
０００、Ｄｕ・Ｐｏｎｔ社のＫ−ＰＯＬＹＭＥＲ、三井
東圧化学（株）のＡＵＲＵＭ又はＬＡＲＣ−ＴＰＩ等を
あげることができる。中でも押出成形性において、より
優れているものとしてＡＵＲＵＭ（Ｎｅｗ−ＴＰＩとも
呼称される）を挙げることができ、ある種のグレードの
ものはガラス転移点が２５０℃、融点が３８８℃であ
る。

【００１０】かかる熱可塑性ポリイミド樹脂はシームレ
ス状のチューブ体としてカテーテル用に供されるが、こ
のような継目のないチューブ体は通常行われる例えば環
状ダイスからの押出成形によって製造することができ
る。例えば１軸又は多軸等のスクリユー式押出機から軟
化又は溶融状態で環状ダイスから押出し、冷却しつつそ
のまま引き取る方法、張力をかけつつ引き取る方法等を
例示できる。本発明によるチューブ体は内径をより大き
く外径をより小さく、つまり肉厚をより薄くすることが
できるが、このためにはインサイドマンドレル等により
寸法規制を行いつつ引き取る方法、押出、引き取り後、
延伸を行う方法等が採られる。いづれにしろ押出に際し
ては、環状ダイスの中心からエアーを送気し、エアー圧
によって寸法規制を行う方法がより好ましい。これはよ
り小さいチューブ、つまり内径の小さいチューブを成形
するのに有効である。尚、この方法は、前記した方法に
付随して行うこともできる。しかしながらその製法は特
に制限を受けるものでない。

【００１１】この際延伸によってもチューブの肉厚を薄
くすることができるが、その延伸は例えば約２５０〜３
５０℃の温度で適宜の倍率、好ましくは２倍程度まで軸
方向及び／又は円周方向に延伸できるので、延伸する場
合は肉厚、柔軟性、剛性等を考慮して倍率を決めればよ
い。

【００１２】以上に説明する成形方法によると、肉厚、
内外径は広い範囲で、種々製造できる。例えば、肉厚約
１０μｍ程度まで、外径約１００μｍ程度までのチュー
ブを容易に製造することができる。肉厚についてはチュ
ーブの外径にもよるので特に制限はないが、一般には１
０００〜１０μｍ、好ましくは５００〜２０μｍ程度を
好適な範囲とすることができる。またチューブの適度な
柔軟性と適度な剛性の一応の目安となるヤング率につい
ては１０，０００〜５０，０００ｋｇ／ｃｍ^２、好まし
くは１８，０００〜５０，０００ｋｇ／ｃｍ^２程度を例
示できるが、この範囲を超えても差し支えないことは勿
論である。

【００１３】熱可塑性ポリイミドチューブ体は適度な柔
軟性と耐屈曲性、剛性、強靭性においていかなる他の樹
脂よりも、卓越しているが、若干耐屈曲性、つまり曲折
しながら、体内に押し込んだり、取り出したりする使い
方で、使用頻度が多くなるにつれて、折れが発生する危
険性がある。この危険性を完全に解消することも極めて
重要である。そのために本発明では、特にポリエーテル
エーテルケトンを選択し、これを樹脂成分に対して５〜
４５重量％、好ましくは１０〜４０重量％ブレンドし、
これを前記同様に押出成形して得たチューブ体としてカ
テーテルに使用することで達成できる。この際、熱可塑
性ポリイミド樹脂の混合量は樹脂成分に対して９５〜５
５重量％、好ましくは９０〜６０重量％である。

【００１４】ここでポリエーテルエーテルケトンはＩＣ
Ｉ社で開発された４．４′−フェニレンジオールと４．
４′−シフルオロベンゾフェノンとの重合反応によって
得られた融点３３４℃の結晶性のポリマーを例示でき
る。従って熱可塑性ポリイミドと同様に押出成形が可能
である。機能性の高い多くの樹脂のある中で、特にポリ
エーテルエーテルケトンが選択されるのは熱可塑性ポリ
イミドとの相溶性に極めて優れ、チューブ体への押出成
形も良好であることは勿論、得られたチューブ体の特に
耐屈曲性が改良されるからである。耐屈曲性のより改良
の理由は定かでないが、熱可塑性ポリイミドとの相溶性
が良く、ポリエーテルエーテルケトンの分子構造に起因
する耐屈曲特性が付与されるためと考えられる。

【００１５】そしてこの耐屈曲性の改良もポリエーテル
エーテルケトンの混合量が前記の通り５〜４５重量％、
好ましくは１０〜４０重量％で最も効果的に行われる。
つまり５重量％未満では実質的な改良効果は顕著でな
く、又４５重量％を超えると剛性を欠き、逆に屈曲しや
すくなり使用中に折れる危険性があって好ましくない。

【００１６】ポリエーテルエーテルケトンを混合した場
合の押出成形条件は、熱可塑性ポリイミドの場合と全く
同じで良い。これは物性的、熱的な点で両者類似してい
ることによる。そして得られるチューブ体の大きさ、形
状も該ポリイミドによるチューブ体と同様のものを得る
ことができる。本発明にかかるチューブ体は熱可塑性ポ
リイミド樹脂は、前記したポリエーテルエーテルケトン
の他に、チューブ体の性質を著しく悪化させない範囲で
必要ならば各種の熱可塑性樹脂や、各種の添加剤等の第
三成分を加えることはいっこうに差し支えない。

【００１７】カテーテル用チューブ状部材は多くの場合
一定の内外径を有するが、マイクロカテーテルと呼ばれ
るカテーテルは体内への刺通抵抗をより小さくして、挿
入しやすい性質も要求されるので、そのために特に挿入
先端部分をテーパー状にして、より細く成形された形状
のものが使用される場合が多い。一般に従来から使用さ
れているテーパー状カテーテルでは、逆に挿入が困難に
なる場合が多々見られるが、これは強度と剛性に欠ける
ことによるものと考えられる。ところが本発明の熱可塑
性ポリイミド樹脂を用いたものは、テーパー状のチュー
ブ体であっても、より容易に小さな刺通抵抗で体内に、
奥深く挿入することができる。この原因は外径が小さく
かつ肉厚がより薄くても、適当な強度と剛性を有すると
共に、肉厚をより薄くすることで適度の柔軟性を付与せ
しめることができるからである。

【００１８】前記テーパー状のチューブ体は、基端から
先端部へテーパー状をした構成であっても良いが、全体
がテーパー状であることは必ずしも必要ではない。少な
くとも先端部分（例えば約３００ｍｍ以内）において、
最先端が細くなるようにテーパー状であれば良い。従っ
て、他の部分は内外径とも同じであっても良い。

【００１９】このようなテーパー状のチューブ体の製造
方法は特定されるものはないが、例示するならば次のと
おりである。前記した環状ダイスを用い、連続的に行う
方法としては、テーパ状にしたいチューブの長さを予め
決めておき、その長さの間で吐出されるチューブを連続
的に加速しつつ引取る。次に、その長さの間で、逆に連
続的に初速に向かって、減速しつつ引取る。これを１サ
イクルとして以後同様に加速、減速を繰り返す。ここで
得られるチューブの内径、テーパー角度は主に、加速と
減速の速度加減によって決まる。より具体的には後述す
る実施例にて説明する。

【００２０】一方、バッチ的に製造することもできる。
これは前記する方法で予め成形して得られた同径のチュ
ーブを、テーパー状に作られた所定長の型枠（金属製
等）に嵌挿し、全体を約２５０〜３５０℃に加熱する。
この場合用いるチューブが延伸されていると、加熱する
のみで良い。これは加熱によって収縮せしめることによ
って、テーパー状に変形するためである。又、無延伸で
ある場合には、嵌挿したチューブの基端部分は固定し
て、先端部分を積極的に引張る。引張る際の加熱温度は
約２５０〜３５０℃程度で行うが、先端部分に向かって
徐々に温度を高くするように温度勾配つけることが望ま
しい。

【００２１】前記の通り構成されるチューブ体によるカ
テーテルは、股の静脈から脳までの長い挿入距離であっ
てもスムースに挿入される。従って痛みとか違和感も大
きく軽減される。これはチューブ体がより小さく、かつ
より薄い肉厚で成形されていて、しかも適当な強度と剛
性を保持しているからである。かかる機能は逆に引抜く
場合にも、スムースに快適に行われ、勿論これらの操作
中に屈折して医療が中断するような心配もない。

【００２２】また液体を注入又は吸引する場合も迅速に
行えるが、これはチューブ体の肉厚をより薄くして内径
をより大きくすることもできるからである。

【００２３】痛みに関しては、剛性に依存するところも
大きいと云われ、本発明による熱可塑性ポリイミド樹脂
は、他の熱可塑性樹脂よりかなり剛性があるので、痛み
を伴い易いと思われるが、しかし乍ら本発明チューブ体
は従来の熱可塑性エラストマーによるチューブ体と同様
にほとんど痛みも少ない。この原因は本発明ではチュー
ブ体の肉厚を極簿にすることができるためであり、要す
るに薄くなると、見掛上の剛性がより小さくなって、こ
の分、ふにゃふにゃにならない程度の適度の柔軟性が付
与され、挿入、取り出しが容易となって痛みが少ないも
の考えられる。

【００２４】

【実施例】以下に、本発明を比較例と共に実施例によっ
て、更に詳述する。

【００２５】実施例１吐出先端部分に環状ダイスを取付けた１軸スクリュー式
押出機を準備し、これを使って、熱可塑性ポリイミド樹
脂（三井東圧化学株式会社．ＡＵＲＵＭ）を押出成形し
チューブ体を得た。この成形では、押出機のバレル温度
を３８０〜４１０℃、環状ダイスの温度を３９５℃、環
状ノズルのスリット間隔を０．４５ｍｍ（外径４．６ｍ
ｍ、内径３．７ｍｍ）とし、ダイスの中心からエアーを
送気した。この際、引取速度は２３ｍ／ｍｍに設定し
た。かくして得られたチューブは外径０．８ｍｍ、肉厚
１２５μｍであった。

【００２６】比較例１実施例１の熱可塑性ポリイミド樹脂にかえて、エチレン
−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）とプロピレンとの共重合
体を用い、同様にしてチューブ体を押出成形した。この
際、押出機のバレル温度は１９０〜２２０℃、ダイス温
度は２２０℃とした。得られたチューブの外径は０．８
５ｍｍ、肉厚は１１０μｍであった。

【００２７】次に得られた夫々のチューブ体を５００ｍ
ｍの長さにカットし、挿入の容易性を比較した。比較試
験は犬を使い、前足の静脈に中空針を差し、その中にチ
ューブを通して静脈中を脳に向かってどこまで挿入でき
るかを比較する挿入テストによって行った。この際、挿
入は該チューブの先端から３００ｍｍの位置で、親指と
人差し指とで把持して押し込んだ。その結果、比較例１
のものでは約３０ｍｍ挿入時点で、挿入困難となり、つ
いに該チューブが屈曲して完全に挿入できなくなったの
で抜取った。一方、実施例１のものではスムースに挿入
でき、４００ｍｍ入った時点でストップし抜取った。以
上の結果によると、本発明のカテーテル用チューブ状部
材は、一般のカテーテル用チューブに比較して、挿入、
抜き取り操作が容易で、刺通抵抗も小さく、このことか
らも、より大きな刺通抵抗がかかっても、操作し易いこ
とが理解できる。

【００２８】実施例２実施例１の熱可塑性ポリイミドの粉末６０重量％とポリ
エーテルエーテルケトン粉末４０重量％とを混合し、更
にこれを二軸の押出機（バレル温度３８０〜４１０℃）
で混練りしてペレット化した。この得られたペレットを
用いて、実施例１と同様に、チューブ状に押出成形し
た。得られたチューブ体の外径は０．７５ｍｍ、肉厚は
１３０μｍであった。

【００２９】実施例１及び２の夫々のチューブをループ
状に折曲げを繰り返して、折曲げ時の抵抗を官能的に比
較したところ、実施例２の方がその抵抗は小さく、折曲
げ易いことが分かった。又、ルーブ状態で手を放すと両
者共、同じように元の位置に復帰し、良好な弾性を有し
ていることが分かった。

【００３０】また、前記と同様に犬の足の静脈から脳の
方向に該チューブ体を挿入したが、スムースに挿入さ
れ、また抜取る時も抵抗はなく、実施例１とほとんど差
はなかった。

【００３１】この際、これら実施例１、２と比較例１の
ヤング率を比べると、実施例１から順に２４，０００ｋ
ｇ／ｃｍ^２、２８，０００ｋｇ／ｃｍ^２、３，０００ｋ
ｇ／ｃｍ^２であり、このことからも本発明のカテーテル
用チューブ状部材は適度の柔軟性と適度の剛性を備えた
ものであると言うことができる。

【００３２】実施例３環状ダイスのスリット巾を０．８ｍｍ（外径３．９ｍ
ｍ、内径２．３ｍｍ）にする以外、実施例１と同様にし
てチューブ体を押出成形した。但し本例では吐出量を４
００ｇ／時間とし、該ダイスの中心からエアーを送気し
つつ押出成形を開始し、チューブの成形が順調に行わ
れ、引取速度が２．６８ｍ／分に調整されたことを確認
したら、次に引取速度を２．６８ｍ／分から２０ｍ／分
に連続的に加速して引取た。この際１０．６秒を要して
２０ｍ／分に到達するように調整した。これによって引
取られたチューブは長さ２ｍであり、ここで１０．６秒
程過ぎた時点で、引取速度が２０ｍ／分に到達したら、
次には初期速度の２．６８ｍ／分に、１０．６秒を要し
て連続的に減速した。これによって引取られたチューブ
の長さは２ｍであった。以上を１サイクルとして合計１
０回繰返して４０ｍ成形して終了した。

【００３３】得られたチューブは、１０．６秒を要し引
取速度が２０ｍ／分に到達した押出位置で最小の内外径
を有するテーパー状チューブであることが確認された。
このようにして得られたチューブを長さ２ｍづつにカッ
トし、テーパー状チューブ体を２０本得た。かかる２ｍ
のチューブ体の最先端と最基端の内外径を測定したとこ
ろ、最先端の外径は０．３５ｍｍ、内径は０．３０ｍｍ
（肉厚は５０μｍ）で最基端の外径は０．９５ｍｍ、内
径は０．８１ｍｍ（肉厚１４０μｍ）であった。

【００３４】このテーパー状チューブの先端部分は実施
例１の同形状チューブよりも柔軟であり、基端部分は実
施例１と同じような硬さであった。そしてこれを比較例
１で行ったと同様に犬を使って、挿入テストをしたとこ
ろ、実施例１に比較して挿入がよりし易く、また抜取り
もよりし易かった。

【００３５】

【発明の効果】本発明のカテーテル用チューブ状部材は
前記のとおり構成されているので、次のような効果を奏
する。即ち、体内への挿入距離が長くても、極めてスム
ースに、痛みを伴うようなこともなく、迅速に挿入する
ことができ、引抜くときもスムースに迅速に行える。従
って挿入や引抜き操作中に、屈折して医療がストップす
るようなトラブルはない。

【００３６】また、本発明はチューブ体の基端部分から
先端部分に向かって、チューブの肉厚を徐々に薄く形成
することも可能で、かつ外径がテーパー状になっている
チューブも得ることができるので、体内への挿入がより
スムースとなり、痛みや違和感はより軽減される。特に
先端部分の適度な柔軟性による痛みの軽減効果は大き
い。尚、違和感については一般に体内で先端部分の位置
を変える時に感じるが、本発明では先端部分の適度の柔
軟性のためにこうした違和感をあまり感じないことが確
認された。

【００３７】更に本発明ではチューブ体全体の径を小さ
くして、かつ内径を大きくすることができるので、体内
への液体の注入、逆に分泌物、血液等の体外への排出、
吸引もより迅速に短時間で終了する。即ち、本発明は肉
厚を極めて薄くすることにより、前記の如く内径を大き
くすることができ、このために適度な強度と剛性が保持
されるのである。従って、肉厚と剛性とを調整すること
により種々のタイプのカテーテル用チューブ状部材を得
ることができる等の格別な効果を奏し、人間を始めとし
てその他の動物用としても有効に使用できる。更に本発
明は内視のための照明用ファイバー、イメージガイド、
フラッシュ孔等として、また適宜の工業用としての用途
も考えられる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性ポリイミド樹脂を主成分としたシ
ームレス状のチューブ体からなるカテーテル用チューブ
状部材。
【請求項２】熱可塑性ポリイミド樹脂５５〜９５重量％
及びポリエーテルエーテルケトン樹脂４５〜５５重量％
を含有するシームレス状のチューブ体からなるカテーテ
ル用チューブ状部材。
【請求項３】チューブ体が、少なくとも先端部分に向っ
て最先端が細くなるようにテーパー状の形状を有してな
る請求項１又は２に記載のカテーテル用チューブ状部
材。
【請求項４】チューブ体が、ヤング率１０，０００〜５
０，０００ｋｇ／ｃｍ^２の範囲にある請求項１から３の
いづれかに記載のカテーテル用チューブ状部材。