JPH08507470A - ２相性材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 微孔を有する有微孔疎水性物質の層を有する２相性材料であり、上記微孔が、水和したときにゲルを形成して水の結合したイオンの通路を提供する親水性物質でみたされている。また複数パラメータカテーテル（１）が上記２相性材料からできているシース内に覆われたセンサ（７，８，９，１０）を有する。また装置がカテーテルと患者の血管内へカテーテルを導入するための装置（６０）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 ２相性材料 本発明は疎水性と親水性の両方の特徴を示す材料に関し、以下の説明ではこれ を“２相性”材料と定義する。更に特に、本発明は平坦なあるいは管状の膜の形 態の２相性材料に関し、以下の説明ではこれを２相性膜と記述する。また本発明 は複数パラメータのセンサを有するカテーテルに関し、ここではこのセンサを少 なくとも一部が２相性膜でできている外壁を有する複数パラメータカテーテルを 示している。更に本発明は、そのようなカテーテルとともに、患者の血管内へ該 カテーテルを導入するための装置および所望の空間内へ液体を導入するための真 空リグ装置が組合わさった装置に関する。 体液内の種々の検体の濃度、特に血液中の酸素と二酸化炭素のようなガス濃度 を測定するための侵入型センサが従来技術として提案されている。 アメリカ特許第３，９０５，８８８号は、可撓性プラスチック管を有する生物 媒体内の酸素分圧を測定するための電気的センサであって、上記プラスチック管 が酸素透過性で、電解質によって囲まれている一対の電極を収容したものを開示 している。 通常、ｐＨ（水素分圧）およびｐＣＯ₂を測定するためのセンサは、調査する パラメータ用の適当なインジケータに関する１またはそれ以上の光学ファイバを 有する。 アメリカ特許第４，２００，１００号は、一対の光学ファイバの端部を取り囲 むイオン透過膜の覆いを有するファイバ光学プローブを開示している。プローブ の作用はｐＨ検出染料の色の変化の光学的検出による。アメリカ特許第４，９４ ３，３６４号は、ファイバの先端を覆っている膜の中に覆われた重炭酸塩溶液と 接触している加水分解した染料／ゲル ポリマーを有する媒体内の二酸化炭素の 分圧を測定するためのファイバ光学プローブを開示している。 アメリカ再発行特許第Ｒｅ３１，８７９号は、ガス透過膜付きのあるいはガス 透過膜なしの光学ファイバに取り付けられた蛍光インジケータの色の特徴の変化 の測定と関係するサンプル内の検体の濃度を測定するための方法を開示している 。 同じ譲渡人に譲渡されたアメリカ特許第４，８８９，４０７号は、媒体内の検 体を測定するための光学導波管センサを開示しており、該センサは導波管の断面 領域を実質的にカバーする列をなして配列された複数のセルを有する導波管を有 し、各セルは検体に感受性を有するインジケータを含む。 上記従来技術で開示されたようなプローブを体内へ侵入させて使用するとき、 通常は、プローブ自体を保護し、汚染を避け、無菌状態を維持し、また導入を容 易にするために導入管の助けを借りて、プローブを体内管腔、例えば血管内へ導 入する。プローブは通常長く延びた管状カテーテル内に収容されている。 上掲の従来特許は単一の検体を測定するようになっているセンサを開示してい る。しかし多くの血液パラメータ、例えばｐＨ，ｐＯ₂，ｐＣＯ₂および温度を測 定し、監視することができ、しかも血管内へ挿入できるのに十分小さな径寸法を 有する単一の装置が従来必要とされていた。 特許第４，７２７，７３０号は、各々蛍光染料を使用する３つの染料溜めに応 答する単一のファイバプローブを有する血圧監視装置を開示している。血圧は回 折格子の助けを借りて監視される。 特許第４，８５４，３２１号は、血液中のガスを監視するための複数の染料溜 めを有する単一のプローブを開示している。 アメリカ特許第４，２７９，７９５号は、親水性ポリマーと疎水性高分子化合 物を形成できるフリーラジカル重合性ビニルモノマーの共重合体により形成され る親水性−疎水性グラフト共重合体を開示している。 本明細書に記載され、特許を請求した２相性膜を使用することにより、患者の 血管内へ安全に挿入できるように十分細くなっている単一の複数パラメータカテ ーテル内に、ｐＨ，ｐＯ₂，ｐＣＯ₂および温度を測定し監視するためのセンサを 組み込むことができる。 患者の血管内へカテーテルを導入するときに汚染を防止し、作業者が直接接触 することを避けることが重要であるから、本発明はまた上記挿入用の装置すなわ ち導入装置を提供する。 特許第４，９０６，２３２号は、密封手段、インナスリーブを有する供給アセ ンブリおよびストップ手段を有する脈管内の供給装置を開示している。 特許第４，９６０，４１２号は、カテーテル導入装置用のバルブアセンブリを 開示している。 カテーテルの管壁すなわち外側シースの少なくとも一部をここに開示した２相 性膜で作ることにより、最適な結果が複数パラメータカテーテルから得られたこ とがわかった。 本発明によれば、微孔を有する有微孔性の疎水性物質の層を有し、前記微孔は 、水和したときにゲルを形成し、水が結合したイオンの通路を提供する親水性物 質で満たされている２相性材料を提供する。 好ましい実施例では、有微孔性の疎水性物質の層が、例えばポリエチレンなど の疎水性ポリマーからできている平坦なあるいは管状の膜である。 上記有微孔性の疎水性物質がガスの通路を提供するが、疎水性であるために、 液体の水に水和した分子またはイオンの通路は提供できない。水素イオンは液体 の水分子を移動のために必要であるから、膜も水素イオンに対して不透過性であ る。水素イオンが透過できる微孔を有する膜を作るため、０．１ミクロンの典型 的サイズの微孔を親水性物質、例えばポリアクリルアミドで満たし、水和したと きにゲルを形成して水の結合したイオンの通路を提供する。このように膜は２相 性すなわち疎水性と親水性とを有する。 これらが高含水率であるため、多くのヒドロゲルあ本質的に生物的に両立でき る。またヒドロゲルは低分子量の分子、イオンおよびガスを透過できる媒体を提 供するが、センサの性能を妨げる高分子量血液成分の移動を防止する。この特性 の結合により、侵入型センサ、特にｐＨ（水素分圧）センサの使用に満足なヒド ロゲルとなる。しかし一般にはヒドロゲルは機械的強度が弱い。この不利な点を 本発明では、侵入型カテーテルの外側シースすなわち壁として使用される所望の 機械的強度を有する物質の有微孔層に好ましいヒドロゲルを組み込むことによっ て解消する。ヒドロゲルは有微孔層の微孔を満たしている。 有微孔層用の好ましい物質は、疎水性物質である高密度ポリエチレンである。 有微孔層用として使用できる他の物質はポリプロピレンである。 本発明の２相性膜の好ましい使用としては、以下述べる複数パラメータセンサ を有するカテーテルの外壁での適用である。 従って本発明は、先端を有する先端中空チャンバを有する長く延びる管を有す る患者の血液中の複数のパラメータを生体内で測定するための複数パラメータカ テーテルであり、前記チャンバ内の壁は少なくとも一部が２相性膜によって画成 され、該２相性膜は親水性物質で充たされた微孔を有する有微孔性の疎水性物質 の層から成り、前記親水性物質は水和したときに水和イオンの通路を提供するゲ ルを形成し、また前記チャンバは、親水性媒体内で前記先端から順次取り付けら れた複数のセンサを有する複数パラメータカテーテルを提供する。 カテーテルの好ましい実施例では、上記順次取り付けられたセンサは、前記チ ャンバの先端から連続して光学ファイバｐＨセンサ、光学ファイバｐＣＯ₂セン サ、サーモカップル温度センサおよびｐＯ₂センサを有する。 好ましくは、前記２相性膜はポリアクリルアミドヒドロゲルで充たされた微孔 を有する有微孔性のポリエチレン管であり、前記親水性媒体中には前記センサが 取り付けられ、該親水性媒体はポリアクリルアミドヒドロゲルであり、前記チャ ンバの先端は熱可塑性ポリマー製の固形のプラグによって密封されている。 また本発明は、上記カテーテルと患者の血管内へ前記カテーテルを導入するた めの装置との組み合わせを有する患者の血液内の複数のパラメータを生体内で測 定するための装置であって、該装置が先端、基端および前記先端で収束する先端 部分を有する第１の長く延びた可撓性中空管と、前記第１の管の先端部分内に同 心的に設けられ、前記第１の管の先端から入れ子式に伸び、前記第１の管内に引 っ込むことができる第２の長く延びた延長管とを有し、該延長管を十分に伸ばし たとき前記カテーテルを完全に覆い、該延長管を引っ込めたとき前記カテーテル が露出するようになっており、また前記装置は前記第２管を所望の伸びた位置ま たは引っ込んだ位置で固定するためのロッキング手段と、前記第２管内に殺菌液 を導入して該管内でカテーテルの周りを取り巻くようにするための手段とを有す る上記装置を提供する。 上記装置では導入装置がその基端にコネクタを有し、該コネクタがカテーテル の各センサからの導線に取り付けられることが好ましい。コネクタは、センサの 調査の下でパラメータを監視するための適切なモニタに取り付けられた他のコネ クタに接続するようになっている。コネクタにより形成される接続は、共同に譲 渡されたアメリカ特許第５，２３０，０３１号に記載され、特許請求されたバリ ヤによって保護される。 本発明は更に、成形品によって画成される空間内へ液体を導入するための真空 リグ装置であって、該装置が真空ラインにポートを介して取り付けられた一連の 連続した容器群を有し、該容器群が第２容器に接続された第１容器を有し、該第 ２容器は前記成形品を保持するようになっており、且つ基端と先端とを有する中 空管であり、前記先端は第３容器によって画成された空間内に突出する開放した 先端を有するＵ字管と一体であり、前記第３容器は液体のリザーバであり且つ第 １ポートになっている先端と第２ポートとを有し、前記第１ポートは所望により 栓で塞ぎあるいは開放できるようになったドレーンを提供し、前記第２ポートは 第４容器に接続され、該第４容器は第１と第２の密封可能なポート、前記装置を 真空ラインに接続するための第３ポートおよびその基端に隣接するポートから前 記第２容器を第４容器に接続する管状導管を有し、前記導管、第２容器、Ｕ字管 、第３容器および第４容器が閉鎖した周回路を形成し、また前記装置が前記第２ 容器の中位を中心にして傾けることができ、これにより真空を装置内へ供給する ときに、初めにＵ字管の前記先端より低いレベルにある前記リザーバ内の液体が 、Ｕ字管内を通して第２容器内へ流れ、これにより液体が前記成形品を取り巻い て成形品内の空間を満たす、真空リグ装置を提供する。 好ましくは、前記第１容器と第２容器との間の接続は、第１容器のポートから 第２容器の基端でのポートにかけての離脱可能な液漏れしない接続を提供する管 状導管によってなされる。 上記真空リグ装置の容器は、ガラスまたは透明なプラスチックでできた透明な 壁を有する。 上記装置の好ましい実施例では、前記管状の第２容器は前記第３容器に対して 垂直であり、該第３容器も管形状であることが好ましく、上記第２容器を第４容 器に接続する上記管状導管が、前記第３容器に対して斜めである。 真空リグ装置は、親水性媒体で複数パラメータカテーテルのチャンバを満たす ために使用でき、この場合「成形品」はカテーテルのセンサを収容する管状のチ ャンバである。またこのとき、画成された空間はセンサの回りの空間であり、リ ザーバ内の液体はヒドロゲル形成液体である。また上記装置は光学ファイバｐＨ センサあるいは光学ファイバｐＣＯ₂センサ内のセルを満たし、および電気化学 的なｐＯ₂センサ内に電解質を導入するためにも使用できる。 更に真空リグ装置は、親水性物質を有微孔性物質の微孔内に導入して、本発明 の２相性膜を形成するために使用できる。 更にまた本発明は、成形品によって画成される空間内の液体を挿入するための 方法を提供し、該方法は容器に垂直な液体リザーバを有する真空リグ装置の一部 である該容器内に上記成形品を配置する工程と、上記リザーバ内に液体を導入す る工程と、ガスを空間から抜き取るために容器内に真空を供給する工程と、装置 を傾けてリザーバから容器内へ液体を入れて上記空間を満たす工程とを有する。 本発明は添付図面に記載された好ましい実施例に関して、より詳細に記述され る。 図１は、本発明の２相性材料から成る２相性膜を具現化した外側シースを有す る複数パラメータカテーテルの一部破断側面図である。 図２は、図１のカテーテル内に含まれるｐＨセンサの拡大側面図である。 図３は、図１のカテーテル内に含まれるｐＣＯ₂センサの拡大側面図である。 図４は、図１のカテーテル内に含まれる電気化学的ｐＯ₂センサの拡大側面図 である。 図５は、図１のカテーテル内に含まれるサーモカップルの拡大側面図である。 図６は、患者の血管内へ図１のカテーテルを導入するための好ましい装置の側 面図である。 図６Ａ〜６Ｄは、図６の装置のより詳細な特徴を示す図６の装置の拡大図であ る。 図７は、真空リグ装置の概観図である。 図８は、傾けた位置にある真空リグ装置の一部を示す図である。 本発明に関する２相性の膜を利用した特に好ましい実施例は、患者の血液中の パラメータを決定するためのシステムである。パラメータは、患者の血流中に挿 入することができる単一のカテーテル内に組み込まれた種々のセンサ装置によっ て測定され、ここでは便宜上、システムは複数のパラメータカテーテルシステム として設計されている。本発明の２相性膜を、カテーテル内のセンサを被う管状 壁すなわち外側シースの少なくとも一部を形成するために使用する。患者の血管 内へカテーテルを導入するための装置も説明する。 上記同じ譲渡人に譲渡された特許第４，８８９，４９０７号は、例えば血液等 の媒体内の検体を決定するための光学導波管センサについて説明し、特許請求し ており、該センサは上記媒体と接触をもたらす部分を有する光学導波管、好まし くは光ファイバを有し、上記媒体と接触をもたらす部分はファイバの断面領域を ほぼカバーする整列した複数のセルを有し、これらセルの各々が検体に対して感 度のよいインジケータを含んでいる。このセンサは血液中のｐＨ（水素分圧）と ｐＣＯ₂（二酸化炭素分圧）の測定に特に適しており、好ましくは特許第４，８ ８９，４０７号に記載されているセンサが、本発明の２相性膜を利用した複数パ ラメータカテーテルシステムに組み込まれている。 添付した図面の図１は、先端３で収束する先端部シース２により画成される中 空管を有する複数パラメータカテーテル１を示し、先端３は熱可塑性ポリマー製 のプラグ４によりシールされ、閉鎖したチャンバ５を形成している。熱可塑性ポ リマー製のプラグ４で管をシールするための好ましい方法と、その管状のアセン ブリは、同じ譲渡人に譲渡されたアメリカ特許第５，２８０，１３０号に記載さ れている。管の基部壁６は例えばポリエチレン管などの固い無孔性の合成樹脂管 でできており、その先端はシース２と突き合わせ接合している。 シース２は、微孔を有する疎水性物質の層を有する２相性膜であり、その微孔 は親水性のヒドロゲルで充たされている。カテーテルのシース部分は体液、特に 血液に接触するから、カテーテルを使用するときは、ヘパリンをカテーテル外面 に共有結合状態で結合して血液が固まることを阻止することが好ましい。 上記微孔を有する物質は高密度ポリエチレンであることが好ましく、上記シー スは、内径ほぼ４２５から４７５ミクロン、最大外径ほぼ５００ミクロンおよび 多孔率（porosity）ほぼ４０％である、微孔を有するポリエチレン中空ファイバ （ＭＰＨＦ）であることが好ましい。ＭＰＨＦの微孔を充たす好ましい親水性物 質は、ポリアクリルアミドヒドロゲルである。このヒドロゲルで微孔を充たす方 法について以下説明する。 ４つのセンサ、すなわちｐＨ（水素分圧）センサ７、ｐＣＯ₂（二酸化炭素分 圧）センサ８、温度センサ９およびｐＯ₂センサ１０が、管内に先端側から続い て設けられている。これらセンサは所望のずれた関係で設けられ、この結果カテ ーテルの外径が小さくなっている。これは各センサの先端が、図示の大きさでは 直ちに明らかではないが、フレアになっていることに基づくためであり、もし隣 り合って並んで配置すれば、センサの先端部分が管内に受入不可能な大きな径に なってしまうからである。またｐＨセンサ７とｐＣＯ₂センサ８の場合、光学フ ァイバ内のセルの位置をずらして信号の混信を避けることが望ましい。 図１には、センサの好ましいずれた配列を示すが、作動可能なセンサの他の配 列でも可能である。 チャンバ５内では、センサは親水性の媒体、好ましくはフェノールレッド指示 薬を含むポリアクリレート（polyacrylate）ヒドロゲルによって囲まれている。 同類のポリアクリレート／フェノールレッドヒドロゲルをｐＨセンサのセル内に 滲み込ませる。 所望であれば、センサを接着プラグ（図示せず）によってカテーテル内に固定 することができる。 外部の放射からの混信やノイズを減らすため、カテーテルの基部に例えばカー ボンブラックなどの放射不透過性のコーティング１２を内側から施し、不透明な コーティングの先端を固形のポリエチレン管６の先端に隣接させる。シリコーン にカーボンブラックを懸濁させたものであって、予め従来知られた方法でシリン ジを用いてガス抜きしたものを使用して、カテーテルをコートすることが好まし い。４０°Ｃのオーブンで２時間加熱して、コーティングを固める。まずセンサ の端部でコーティングを固めて、センサ内のカーボンブラックの跡を防止する。 コーティングは、カーボンブラックを含む紫外線硬化シリコーンゴムでもよく、 適当な紫外線強度で硬化させる。 センサを有する部分の基端側のカテーテル部分が、ポリエチレン管１３ででき た外側シースを有する。 個々のセンサを図２〜５の拡大図により詳細に示す。 図２は光学ファイバ１４を有する好ましいｐＨ（水素分圧）センサ７を示し、 この光学ファイバ１４は、該ファイバの断面領域を実質的にカバーするセル１５ のヘリカル列を有する。整列したセルの個数はどんなに多くしてもよい。本発明 のｐＨセンサは５つのセルを含むことが好ましい。各セルは、ｐＨ（水素分圧） 感度のあるインジケータ、好ましくはゲル状フェノールレッドを含む。セルの充 填は、本明細書で説明するように真空リグ装置を使用してなされる。このタイプ のセンサは、アメリカ特許第４，８９９，４０７号に記載されている。ファイバ で送られた光放射線は、ファイバの先端１７に近接して嵌め込まれたミラー１６ により反射され、発せられた信号がインジケータを含むセルを通ってファイバで 適切なモニタに戻される。このモニタは上記信号を読み、カテーテルの先端部の 周りの媒体のｐＨの指示を与える。はめ込まれたミラーを有する光学ファイバセ ンサは、同じ譲渡人に譲渡されたアメリカ特許第５，２５７，３３８号に記述さ れている。 図３はセル１９の列を有する光学ファイバ１８を有する好ましいｐＣＯ₂セン サ８を示し、上記セル1９の列はファイバの断面領域と先端２１に近接して嵌め 込まれたミラー２０とにほぼ及んでいる。これらの特徴は上記ｐＨセンサのもの と同様である。しかしｐＣＯ₂センサ内のセルの数は３つが好ましく、これらセ ルの各々が、炭酸水素イオン源である溶液内にある好ましくはフェノールレッド などの適切なインジケータで充たされている。溶液は、温置後、炭酸水素塩に変 換される炭酸ナトリウムであることが好ましい。このセンサは、好ましくはポリ エチレンなどの炭酸透過性ポリマーの管状膜２２により覆われている。 図４は、２つの長く延びた絶縁された導線２３，２４を有する電気化学的なｐ Ｏ₂センサ１０を示し、各導線は先端が剥ぎ取られており、露出した金属部分が 各々アノード２５とカソード２６を形成する活性面を提供する。アノードはカソ ードより長い活性面を有することが好ましい。図４に示した実施例では、アノー ドを形成する絶縁された導線は、アノードの先端面がカソードの先端面に面する ようにＵ字形状２７に曲げられている。この形状にすることにより、従来技術の 電気化学セルで度々起こる問題であった、電極先端よりも他の電極の活性面から 絶縁されていない金属の消費を減らしあるいは除くことができるという利点があ る。図４に示すような電気化学ｐＯ₂センサが、同じ譲渡人に譲渡されたアメリ カ特許第５，２６２，０３７号に記載されている。上記問題を解決するための図 示されていない他の実施例には、電極が互いにほぼ平行に並んで整合し、アノー ドの活性面がカソードの活性面より長く、導線の絶縁部分を絶縁体の付加層で被 いあるいはコートした化学電気セルがある。この二重の絶縁により、元の（単一 層）絶縁体のピンホールや他の傷によって生じる短絡を防止することができる。 好ましい実施例では、アノードとカソードは銀製の電線でできている。プラチ ナのような他の材料の電線も使用できる。 アノードとカソードとを、酸素を拡散できる酸素ガス透過性膜２９によって画 成される区画２８の中に入れる。区画の先端は、熱可塑性ポリマーから成る栓３ ０で塞がっている。アノードとカソードとの間隙３１と電極を取り巻く区画の残 余部分とは、例えば緩衝塩化カリウム水溶液のような電解液で満たされている。 アノードとカソードと電解液とによって形成された電気化学セルが酸素センサで あり、それにより例えば血液等の周囲の媒体中の酸素濃度を間隙３１を流れる電 流の変化により測定する。電流は電線の基端同士の間に接続される図示しない電 源で発生し、この電源を有する回路内の電流測定装置により、電流変化が測定さ れる。 図５は温度センサ９を示し、該温度センサは２つの絶縁された金属電線３３、 ３４の剥離した先端部３２から形成されたサーモカップルを有する。各電線の先 端部分は互いに溶接され、溶接端を形成している。電線は０．０５ｍｍの銅線、 ０．０５ｍｍの銅／ニッケル合金線であることが好ましく、また両ワイヤはポリ ウレタンコーティング３６で絶縁されていることが好ましい。電線の剥離部分は プラスチック製のスリーブ３７によって被われている。サーモカップル温度セン サは当業界の従来の装置である。 上記の図１に示された複数パラメータカテーテルは、予め血管内に挿入されて いるカニューレを介して患者の血管内に導入されるようになっており、これは図 ６に示すような導入装置の助けを借りて行われる。 図６はカテーテル１と導入装置６０とが結合した装置を示す。導入装置は、先 端６２と基端６３とを有する第１の細長い可撓性中空管６１と、第２の細長い延 長管６４とを有する。第２の延長管６４は第１の中空管６１の内径と同じか、こ れより僅かに小さい外径を有しており、第２の延長管６４は第１の中空管６１の 先端部分の中に、中心を同じくして取り付けられ、これにより入れ子式に第１の 中空管６１の先端から伸びたり、第１の中空管６１の先端内に引っ込んだりでき る。カテーテルに対する延長管６４の種々の位置態様が、図６Ａ〜図６Ｄに示さ れている。 また導入装置の先端には、回転可能なロッキングカラー６６と共働する雄型ル アー（ｌｕｅｒ）ノズル６５を有する。このルアーノズルは、導入装置の先端を 図示しないトノメータ（ｔｏｎｏｍｅｔｅｒ）に接続できるようになっており、 このトノメータ内にはカテーテルのセンサを含んでいる先端部が置かれ、使用前 に較正される。カラー６６を締めることにより導入装置をトノメータに固定し、 またカラー６６を緩めることによりトノメータから導入装置を外す。 更に導入装置は延長管６４に取り付けられた摺動可能な羽根６７を有する。摺 動可能な羽根により、カテーテルを血管内に適切に導入した後に、好ましくはテ ーピングによって装置を患者の体に固定して取り付けることができる。固定ある いは摺動可能のどちらでも可能な同様な羽根６８が、同様な目的で第１の中空管 ６１に設けられる。 第２の管すなわち延長管６４に沿って位置決めされ、そこに同心的に固定され たＹ字接合管６９を有し、このＹ字接合管は、末端に閉塞具７１を有する傾斜ポ ートすなわち外側へ延びるアーム７０を有する。閉塞具７１は供給源に接続して おり、この供給源からは無菌液が第２の管すなわち延長管６４内へ導入され、管 内にあるときカテーテルを取り巻く。無菌液を導入してシステムを洗浄し、気泡 を取り除く。また傾斜ポートを利用して血液サンプルを採取したり血圧を監視し たりすることができる。このように延長管６４とこれに接続するＹ字接合管６９ により、挿入部位から離れていてもカテーテルの基部へのアクセスがより容易に なる。カニューレが血管内、通常は撓骨または大腿骨の動脈内へのカテーテルの 入口部位を保護する。またＯ−リング７３（図６Ｄ参照）を通る第２の管の回り にＹ字接合管を螺合して締めるクランプナット７２が、第１の管に対して第２の 管を固定するための固定手段として作用する。クランプナットは、第２の管が第 １の管に対して入れ子式に動くことができるように緩めることができる。 第２の管すなわち延長管６４が、例えば図６、図６Ａ，６Ｂ，６Ｄに示すよう に、第１の管すなわち中空管６１に対して十分に伸びあるいは部分的に伸びた位 置にあるとき、クランプナットと第１の管の先端６２との間の第２の管の部分７ ４は露出されている。そしてこの露出した部分が、好ましくは１ｃｍ毎に段階的 に変化でき、これによりカテーテルを患者の血管内に挿入しているときに作業者 が貫通の深さを決定することができることが好ましい。また取り外し可能なスト ップ７５が第２の管の露出部分に設けられ、該ストップ７５は、カテーテルが患 者の撓骨動脈内に挿入されているときに、カテーテルの位置決めを容易にするこ とができる。図６Ｄの断面図に示すように、カテーテル内のセンサからの導線７ ６、即ち光学ファイバと金属導線とが、コネクタ７８内の端子７７、即ちソケッ トと金環に接続されている。コネクタ７８により形成された接合と、センサで調 査するパラメータを決定するためのモニタに通じる共働コネクタ（図示せず）と が、アメリカ特許第５，２３０，０３１号に記載されている。 図６及び図６Ｄは、カテーテルがまだ図示しないトノメータ内にあるときの導 入装置６４及びカテーテル１の関連した部分を示す。カテーテルは、使用前に無 菌パッケージ内に入れられたトノメータ内で無菌環境に維持される。このような 無菌パッケージはアメリカ特許第５，２４６，１０９号に記載されている。カテ ーテルを使用するに当たり、トノメータ内に維持されている間に、まず較正がな される。較正後、カラー６６とクランプナットとを緩めて、トノメータを外し、 第２の管を図６Ａに示す位置でカテーテルの先端部分を被うように前方へ延ばす 。閉塞具７１と管７０を通って導入された無菌液が、トノメータの溶液を外へ流 し出し、気泡を除き、カテーテルの周囲を無菌環境に維持し、大気中の汚染菌か らの汚染を防止する。またヘパリンで凝血防止した生理食塩水溶液を、装置を使 用する直前に導入して、凝固組成物を防止する。クランプナット７２を締めるこ とによってカテーテルが導入装置内に引っ込んだ状態で、この位置で装置をロッ クする。カテーテルを患者の血管内に導入するにあたり、ノズルを、血管内に予 め挿入しておいたカニューレ内に入れ、クランプナットを緩めて第２の管を第１ の管内に引っ込めることにより、カテーテルをカニューレ内に通すようにする。 取り外し可能なストップ７５を第２の管の所定の距離のところにおくとき、図６ Ｂに示すようにストップが第１の管の先端に対して止まるような深さまで、カテ ーテルを挿入する。これは一般には、撓骨動脈位置のための適切な深さである。 ストップを外し、第２の管を引っ込めて、クランプナット７２の端部が図６Ｃに 示すように第１の管の先端に止まるようにする。これは一般には大腿動脈位置で ある。あるいは、患者の大きさは異なるから、作業者は第２の管の段階的変化７ ４を使用して適切な挿入深さを決定してもよい。カテーテルを適切な位置まで挿 入するとき、クランプナットを締めてカテーテル、第２の管および第１の管を固 定し、装置を羽根６７、６８を使用して、患者の腕か足に絆創膏で張り付ける。 要約すれば、カテーテルと導入装置の組み合わせを有する装置が、物理的接触 による汚染を最小にしながら、カニューレを通してのカテーテルの血管内への導 入を容易にする。導入装置の主要な部品は、 （１）種々の臨床管付属品の固定がカニューレ挿入部位から先端になるようにす る延長管（第２の管）。 （２）カテーテル周囲の正逆方向の密封したシールのできるＹ字接合管圧縮付属 品。またＹ字接合管は、圧力管、血液サンプリング管の付属物および他の付属品 を含む。 （３）同心的な第１と第２の管により、カテーテルが完全に覆われ続けている間 に、カテーテルに取り付けられた第２の管が第１の管に対してスライドしてカテ ーテルの進行を許容する。このようにして進行した位置にあるときには、外側の 汚染菌と物理的に接触することにより汚染される本体と接触するカテーテル部分 はない。 装置内に設けられる複数パラメータカテーテルは、上記の種々の特徴と構成要 素を有している。特に少なくとも外壁の一部またはカテーテルのシースは、本発 明の２相性膜によって規定されており、カテーテル内のセンサの周りの空間は親 水性の媒体で充たされており、また光学ファイバセンサ内のセルはインジケータ を含む媒体で充たされている。２相性膜の微孔の充填およびここで述べた他の充 填操作は、図７と図８に示される真空リグ装置の助けを借りて達成される。 図７に示す装置は第１容器８０を有し、該容器８０は本実施例ではガラスある いは透明なプラスチック製の球形の瓶形であり、第２容器８２に接続できるため の出口ポート８１を有する。好ましい実施例では、第１容器と第２容器との接続 は、弓形の外形とテーパ付きの端部８４，８５とを有する管状導管８３により行 われ、テーパ付きの端部８４，８５は、各々が第１容器の雌形のポート８１と第 ２容器の雌形のポート８１と流体が漏れないように堅く結合されている。第２容 器は、ポート８６で終わる基端と先端８７とを有する中空管であり、先端８７は 、第３容器９０により画成される空間内に突出している開放端８９を有するＵ字 管８８と一体になっている。好ましい実施例では、第３容器は管状の第２容器に 直角の方向を向いたほぼ管形状をしている。管状の第３容器は液体のリザーバで あり、装置を後述するように使用するとき、液体９１をＵ字管８８の先端８９の 直下のレベルまでリザーバ内へ導入する。リザーバ（第３容器）の先端は第１ポ ート９２を有し、該第１ポートはドレーンとして機能するとともに、装置使用中 には液漏れ防止プラグ９３で密閉される。またリザーバは第２ポート９４を有し 、該第２ポート９４を介して第４容器９５に接続される。第４容器は第１ポート ９６、第２ポート９８および第３ポート１００を有する。第１ポート９６は追加 のドレーンとして機能するとともにプラグ９７で密封することができ、第２ポー トは液体がその中を通って装置へ導入されるとともにプラグ９９で密封され、更 に第３ポート１００は真空を装置に導入できる真空ライン１０１に接続されるよ うになっている。フック形状のトラップ１０２が入口ポート９８の下端に形成さ れる。このトラップは、真空が導入されるときに、液体が真空ライン内へ吸い込 まれることを防止する。導管１０３は第２容器８２を第４容器９５に接続し、真 空が装置内に導入されるときの抜け口として作用する。 真空リグ装置は成形品により画成される空間内へ液体を導入するために使用す る。ここで特に重要な成形品は、その全てを本発明の真空リグ装置によって所望 の液媒体で満たすことができるものであり、これら成形品は上述した複数パラメ ータカテーテルで使用された光学ファイバｐＨセンサと光学ファイバｐＣＯ₂セ ンサ（これらは液媒体がゲル溶液でありインジケータである）および電気化学的 なｐＯ₂センサ（これは液媒体が電解質溶液である）であり、また本発明のカテ ーテル自体および本発明の２相性膜である。実例を示す目的のため、真空リグ装 置の操作を、本発明の２相性膜を形成するために使用される微孔中空ファイバ（ ＭＰＨＦ）に関して述べる。例えば中空率４０％の有微孔ポリエチレンなどのＭ ＰＨＦの束を、図７に示すような直立位置にした装置の第１容器８０内に配置し 、図８に示すように、液体で満たされるべき微孔を有する先端２が第２容器８２ の内部まで延び、第２容器８２内で宙に浮いた位置にあるようにする。ポート９ ２とポート９６とはそれぞれプラグ９３とプラグ９７で密封され、リザーバ９０ はポート９８を介して、例えばポリアクリルアミド、インジケータ及びゲル化し た薬剤を含むゲル化した溶液などの所望の液体９１で、Ｕ字管の先端８９の直下 のレベルまで満たされる。そして入口ポート９８をプラグ９９で密封し、装置を まっすぐにした状態で真空をライン１０１およびポート１００を介して装置に導 入する。液体を十分にガス抜きし、ＭＰＨＦ内の微孔から空気が抜けるまで通常 約１５〜２０分間、真空を維持する。そしてリグを図８に示す位置まで傾けると 、リザーバから液体９１がＵ字管の先端８９に入り込み、管８８内を下って第２ 容器８２内へ入り込む。液体はファイバの周りを取り巻いて脱気された微孔内へ 拡散し、これにより疎水性基質内に親水性基盤を提供する。 以下の実用見本が、本発明の親水性ゲルで充填した中空ファイバの製法を詳細 に示す。実施例 （Ａ）エタノール／水の真空充填 エタノールと超高純度（ＵＨＰ）水との６０／４０（ｖ／ｖ）溶液を、１００ ｍｌメスシリンダに６０ｍｌのエタノールと４０ｍｌの水を混合することにより 準備した。この溶液を上記真空リグのリザーバ内へ流し込んだ。ポリテトラフロ ロエチレン（ＰＴＦＥ）テープで結束したセンサ（約５０）の束を真空リグの中 へ入れ、センサの先端をセンサ保持容器８２の中へ延ばした。真空リグの入口ポ ートを密封し、真空ラインを真空ポートへ接続した。真空ラインを開き、一方で ニードルバルブの入口を確実に閉め、０〜１０ミリバールの真空に達するまで真 空を吸引した。液体が十分に脱気されるまで、約１５〜２０分間、溶液を真空下 に保持した。 そして真空リグを図８に示すように傾けて、溶液をセンサ保持容器内へ注ぎ込 み、溶液が全てのセンサのＭＰＨＦの全長を、管６とシース２（図１）の間の突 き合わせ接合の上方約１０〜２０ｍｍ上回るように十分に覆った。そしてリグを 立てた位置に戻し、センサを更に５分間エタノール中に浸した。真空ラインを閉 じ、入口バルブを十分に開けてリグの内部を大気圧にした。 （Ｂ）ゲル溶液（拡散充填（DiffusionFi1l）） この工程で使用された溶液は有害な性質を有するため、器具を扱う人はグロー ブ、ゴーグル、フェイスマスクを含む保護衣類を身につけるべきである。 ２５０ｍｌフラスコを、１５％ｗ／ｗアクリルアミドモノマー、２．６５％ｗ ／ｗメチレンビスアクリルアミド クロスリンケージ剤、７．６５％ｗ／ｗ過硫 酸アンモニウム開始剤および、塩酸でｐＨ３に調節された燐酸緩衝水溶液１２％ ｗ／ｗ内のインジケータ（例えばフェノールレッド）を含むゲル溶液で満たし、 溶液を超音波撹拌器で撹拌した。上記工程（Ａ）で処理したセンサを真空リグか ら移した。エタノール／水の混合液は揮発性であり、センサはすぐに乾いてしま うから、センサをＵＨＰ水を含む容器へ移した。センサをＭＰＨＦの全長が浸水 するようにゲル溶液に浸し、センサを２時間ゲル溶液内に保持した。 （Ｃ）ゲルのセット ここでも器具を扱う人は保護衣類を着用すべきである。 温度を温度計で確認し、加熱された水槽を４０°±１°Ｃになるまで、電源を 入れた状態にした。多数のテスト管をＴＭＥＤ（Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメ チルエチレンジアミン）の溶液で充たし、水槽内のホルダの中に置いた。 センサをゲル溶液から個々に取り外し、各センサをＴＭＥＤ溶液を含む個別の テスト管の中に４分間浸し、センサのＭＰＨＦ部分がＴＭＥＤ溶液に十分浸かる ようにした。そして各センサをＴＭＥＤ溶液から取り出し、これをｐＨ４．５で 約１７％ｗ／ｖオルト燐酸２水素ナトリウムの酸性条件溶液中に直接移し、約３ ０分間溶液中に保持する。センサのゲル化した部分の全てが固形の黄色になった とき、それらを硬化槽に移すための準備ができた。 （Ｄ）硬化 センサを酸性条件溶液から個々に取り出した。ハンガーを各センサの先端に取 り付け、センサを、ＭＰＨＦ部分がトノメータ溶液、即ち１２ミリモル溶液の炭 酸ナトリウムと硫酸ナトリウム内に十分に浸かった状態で並べた。この作業の間 、循環システムが定常的に作動するため、硬化槽の微生物学的に汚染されないこ とが保証される。 硬化槽の温度は５０〜５５°Ｃにセットされ、少なくとも２時間この温度に維 持された。 硬化したセンサをトノメータに取り付け、このトノメータを殺菌された容器内 に密封し、使用するまで貯蔵した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 71/56 9538−4Ｄ (72)発明者 ヘンドリー，スチュアート・ピー イギリス国バッキンガムシャー エイチピ ー20・２エックスビー，アイルスバリー, ビアートン，ホワイト・ビュー １ (72)発明者 アービン，マイケル・ピー イギリス国オックスフォードシャー オー エックス９・５エルエル，ワットリント ン，ビーチ・クローズ 25 (72)発明者 マークル，デービッド・アール アメリカ合衆国ペンシルバニア州19301, パオリ，モード・サークル ２ (72)発明者 パターソン，ウィリアム イギリス国バッキンガムシャー エイチピ ー13・７ビーエス，ハイ・ワイコム，ラウ ドウォーター，クリアーブルック・クロー ズ 96

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 微孔を有する有微孔性の疎水性物質の層を有し、前記微孔は、水和し たときに水が結合したイオンの通路を提供するゲルを形成する親水性物質で充た されていることを特徴とする２相性材料。 ２． 前記有微孔性の疎水性物質の層が疎水性ポリマーからできている膜で あることを特徴とする請求の範囲第１項記載の材料。 ３． 前記膜は微孔を有するポリエチレンでできた管の形態であることを特 徴とする請求の範囲第２項記載の材料。 ４． 前記膜は微孔を有するポリエチレン管であり、前記微孔はポリアクリ ルアミドヒドロゲルで充たされていることを特徴とする請求の範囲第３項記載の 材料。 ５． 先端３を有する先端中空チャンバ５を有する長く延びる管を有する患 者の血液中の複数のパラメータを生体内で測定するための複数パラメータカテー テル１であり、 前記チャンバ内の壁は少なくとも一部が２相性膜２によって画成され、該２相 性膜は親水性物質で充たされた微孔を有する有微孔性の疎水性物質の層から成り 、前記親水性物質は水和したときに水が結合したイオンの通路を提供するゲルを 形成し、また前記チャンバは、親水性媒体内で前記先端から順次取り付けられた 複数のセンサ７、８、９、１０を有することを特徴とする前記複数パラメータカ テーテル。 ６． 前記順次取り付けられたセンサは、前記チャンバの先端から連続して 光学ファイバｐＨセンサ７、光学ファイバｐＣＯ₂センサ８、サーモカップル温 度センサ９およびｐＯ₂センサ１０を有することを特徴とする請求の範囲第５項 記載のカテーテル。 ７． 前記２相性膜はポリアクリルアミドヒドロゲルで充たされた微孔を有 する有微孔性のポリエチレン管であり、前記親水性媒体中には前記センサが取り 付けられ、該親水性媒体はポリアクリルアミドヒドロゲルであり、前記チャンバ の先端は熱可塑性ポリマー製の固形のプラグ４によって密封されていることを特 徴とする請求の範囲第６項記載のカテーテル。 ８． 前記２相性膜２の基端は突き合わせ接合を形成し、該突き合わせ接合 は、前記カテーテルの基端部分を覆う孔のないポリマー製の管６のシースを有す ることを特徴とする請求の範囲第７項記載のカテーテル。 ９． 前記カテーテルの基端部分は、孔のないポリマー製の管６上に放射不 透過性のコーティング１２が内側から施されていることを特徴とする請求の範囲 第８項記載のカテーテル。 １０． 請求の範囲第５項記載のカテーテルと患者の血管内へ前記カテーテル を導入するための装置６０との組み合わせを有する患者の血液内の複数のパラメ ータを生体内で測定するための装置であって、 該装置が先端６２、基端６３および前記先端で収束する先端部分を有する第１ の長く延びた可撓性中空管６１と、 前記第１の管の先端部分内に同心的に設けられ、前記第１の管の先端から入れ 子式に伸び、前記第１の管内に引っ込むことができる第２の長く延びた延長管６ ４とを有し、 該延長管６４を十分に伸ばしたとき前記カテーテルを完全に覆い、該延長管６ ４を引っ込めたとき前記カテーテルが露出するようになっており、 また前記装置は前記第２管を所望の伸びた位置または引っ込んだ位置で固定す るためのロッキング手段７２と、前記第２管内に殺菌液を導入して該管内でカテ ーテルの周りを取り巻くようにするための手段６９、７０とを有することを特徴 とする装置。 １１． 前記導入装置は、その基端にコネクタ７８を有し、該コネクタを前記 カテーテルの各センサから導くように取り付けることを特徴とする請求の範囲第 １０項記載の装置。 １２． 前記センサを含むカテーテルを使用前に貯蔵し、較正するためのトノ メータを有し、該トノメータが雄型ルアーロックを介して回転可能なカラー６６ によって前記導入装置の先端に取り付けられ、前記カテーテルは前記トノメータ 内に適合するために前記導入装置の第２管の先端から伸びた位置にあることを特 徴とする請求の範囲第１０項記載の装置。 １３． 前記第２管内に殺菌した液を導入するための手段は、前記カテーテル が十分に引っ込んでいるときにカテーテルの基端に隣接する位置において前記第 ２管に取り付けられたＹ字接合管６９であり、 該Ｙ字接合管６９が、前記第２管から外側へ延び且つ前記第２管内へ殺菌した 液を導入するための供給源に取り付けることができるようになっている雄型ルア ーロック閉塞具７１を端部に有するＹの字の一方のアーム７０および、前記第２ 管と同軸的であり、回転可能なクランプナット７２を基端に有し、該クランプナ ットが前記第１管に対して所望の位置に第２管を固定し且つ前記カテーテルの周 りで前記第２管を密封するためのロッキング手段を提供するＹの字の他方のアー ムから成ることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の装置。 １４． 前記患者の体に対してカテーテルを固定するための手段６７、６８を 有することを特徴とする請求の範囲第１０項記載の装置。 １５． 成形品によって画成される空間内へ液体を導入するための真空リグ装 置であって、 該装置が真空ラインにポートを介して取り付けられた一連の連続した容器群を 有し、該容器群が第２容器８２に接続された第１容器８０を有し、該第２容器は 前記成形品を保持するようになっており、且つ基端８６と先端８７とを有する中 空管であり、 前記先端８７は第３容器９０によって画成された空間内に突出する開放した先 端８９を有するＵ字管８８と一体であり、 前記第３容器９０は、液体９１のリザーバであり且つ第１ポート９２になって いる先端と第２ポート９４とを有し、前記第１ポート９２は所望により栓で塞ぎ あるいは開放できるようになったドレーンを提供し、前記第２ポート９４は第４ 容器９５に接続され、該第４容器９５は第１と第２の密封可能なポート９６，９ ８、前記装置を真空ライン１０１に接続するための第３ポート１００およびその 基端に隣接するポートから前記第２容器を第４容器９５に接続する管状導管１０ ３を有し、 前記導管、第２容器、Ｕ字管、第３容器および第４容器が閉鎖した周回路を形 成し、 また前記装置が前記第２容器８２の中位を中心にして傾けることができ、これ により真空を装置内へ供給するときに、初めにＵ字管８８の前記先端より低いレ ベルにある前記リザーバ内の液体が、Ｕ字管８８内を通して第２容器８２内へ流 れ、これにより液体が前記成形品を取り巻いて成形品内の空間を満たすことを特 徴とする真空リグ装置。 １６． 前記第１容器８０と第２容器８２との間の接続は、第１容器のポート ８１から第２容器の基端でのポート８６にかけての離脱可能な液漏れしない接続 を提供する管状導管８３によってなされることを特徴とする請求の範囲第１５項 記載の真空リグ装置。 １７． 前記管状の第２容器８２は前記第３容器９０に対して垂直であり、前 記第２容器を前記第４容器に接続する前記管状導管１０３は、前記第３容器に対 して斜めであることを特徴とする請求の範囲第１５項記載の真空リグ装置。 １８． 請求の範囲第１５項記載の真空リグ装置のリザーバ９０内へ液体９１ を導入する工程と、 前記装置のポートを閉じて装置内へ真空を引き込んで前記液体からガス抜きす る工程と、 前記装置の前記第２容器８２内に成形品を配置する工程と、 成形品内の空間を液体で満たすために真空を引き込んで空にする工程と、 前記装置を傾けて、前記第２容器内へリザーバから液体を流し込み、前記成形 品を液体で取り巻き、これにより前記空間を液体で満たす工程と を有することを特徴とする成形品によって画成される空間内に液体を導入する 方法。 １９． 前記成形品は微孔を有する疎水性ポリマーの膜２であり、前記液体は 親水性の液体であり、前記空間は２相性膜を提供するように満たされる前記膜の 微孔であることを特徴とする請求の範囲第１８項記載の方法。