WO2021199831A1 - ガイドワイヤ - Google Patents

Abstract

接合強度が向上したガイドワイヤを提供する。第１ワイヤと第２ワイヤとを固相接合させたガイドワイヤであって、第１ワイヤおよび第２ワイヤはＮｉ－Ｔｉ系合金からなり、第１ワイヤと第２ワイヤとの接合面の金属組織の結晶粒の個数基準粒径分布において、結晶粒径の区間を１μｍとしたとき、最頻粒径を有する結晶粒の頻度は２５％以上であり、代表径が（最頻粒径（μｍ）－１μｍ）以上（最頻粒径（μｍ）＋１μｍ）以下の結晶粒径を有する結晶粒の頻度は６０％以上である、ガイドワイヤ。

Description

ガイドワイヤ

　本発明は、ガイドワイヤに関する。

　ガイドワイヤは、血管内治療を行うためのカテーテルやステントを目的の位置まで誘導するために血管内に挿入する長尺状の医療器具である。

　ガイドワイヤは、血管の複雑な湾曲部や分岐部を進み、狭窄部を通過する必要がある。そのため、ガイドワイヤは、血管内に挿入される側（先端側）では血管選択性や安全性の向上のために曲げ剛性が低く、術者が操作する側（基端側）では押し込み性やトルク伝達性の確保のために曲げ剛性が高いことが求められる。そこで、先端側と基端側とが異なる特性を有するように、太さや材料特性が異なる金属からなるワイヤ同士を接合して１本のコアワイヤを形成したガイドワイヤが知られている（例えば、特許文献１）。

国際公開第２０１３／１０００４５号

　ガイドワイヤは、血管内を進む際には血管の形状に合わせて湾曲し、狭窄部通過の際には術者による押し引き操作や回転操作を受ける。そのため、金属からなるワイヤを接合したガイドワイヤは、接合部において十分な接合強度を有する必要がある。接合強度が不十分であると、ガイドワイヤは、血管内で使用中に、接合部において折れ曲がったりするリスクがある。

　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、接合強度が向上したガイドワイヤを提供することを目的とする。

　本発明は、第１ワイヤと第２ワイヤとを固相接合させたガイドワイヤであって、第１ワイヤおよび第２ワイヤはＮｉ－Ｔｉ系合金からなり、第１ワイヤと第２ワイヤとの接合面の金属組織の結晶粒の個数基準粒径分布において、結晶粒径の区間を１μｍとしたとき、最頻粒径の頻度は２５％以上であり、代表径が（最頻粒径（μｍ）－１μｍ）以上（最頻粒径（μｍ）＋１μｍ）以下の頻度は６０％以上である、ガイドワイヤである。

　本発明によれば、第１ワイヤと第２ワイヤとを接合した接合部を有するガイドワイヤにおいて、接合部の接合強度が向上する。そのため、ガイドワイヤは、血管内において折れ曲がったりするリスクを低減できる。

ガイドワイヤ１０を示す部分縦断面図（ガイドワイヤ１０の長軸方向に沿う断面図）である。 実施例１の粒径分布を示す図である。 実施例２の粒径分布を示す図である。 比較例１の粒径分布を示す図である。 比較例２の粒径分布を示す図である。

　以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

　本明細書の説明では、自然状態（外力を付加せず、真っ直ぐな状態）でガイドワイヤが延びている方向を「長軸方向」とする。ガイドワイヤの長軸方向を基準軸としたガイドワイヤの横断面（軸直交断面）において、ガイドワイヤに対して離間または接近する方向を「径方向」とする。ガイドワイヤの長軸方向を基準軸にした回転方向を「周方向」とする。また、ガイドワイヤにおいて血管内に挿入される側を先端側とし、先端側と反対の端部側を基端側とする。また、先端（最先端）から長軸方向における一定の範囲を含む部分を「先端部」とし、基端（最基端）から長軸方向における一定の範囲を含む部分を「基端部」とする。

　本明細書において、範囲を示す「Ｘ～Ｙ」は、ＸおよびＹを含み、「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。

　＜ガイドワイヤ＞
　図１は、ガイドワイヤ１０の縦断面図である。

　ガイドワイヤ１０は、血管内に挿入されて、治療用または診断用のカテーテルの内腔（ガイドワイヤルーメン）に挿通された状態で、当該カテーテルを血管内の目的部位へ導くために用いられる。図１に示すように、第１実施形態に係るガイドワイヤ１０は、軸方向に延伸するコアワイヤ２０と、コアワイヤ２０の先端部に配置されたコイル３０および先端側被覆層（樹脂被覆層に相当）４１と、先端側被覆層４１の基端側に配置された筒状部材５０と、コアワイヤ２０の基端部に配置された基端側被覆層６０とを備えている。

　ガイドワイヤ１０の長軸方向に沿う長さは、特に限定されないが、例えば、２００～５０００ｍｍとすることができる。

　（コアワイヤ）
　図１に示すように、コアワイヤ２０は、長軸方向において先端側に配置された第１ワイヤ２１と、第１ワイヤ２１の基端側に配置された第２ワイヤ２２と、を有する。第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２とは、接合部３７において接合面ｄ１を介して固相接合されてなる。接合部３７は、コアワイヤ２０の外表面から径方向外側に向かって突出した突出部７０を有する。

　第１ワイヤ２１は、第１ワイヤ２１の先端側に配置された先端部３６と、先端部３６の基端側に配置された第１外径一定部３４と、先端部３６と第１外径一定部３４との間に配置された第１テーパー部３５と、を有する。先端部３６は、第１ワイヤ２１の先端から第１テーパー部３５の先端まで延び、長軸方向に沿ってほぼ一定の外径を有する。第１テーパー部３５は、先端部３６の基端から第１外径一定部３４の先端まで延び、長軸方向に沿って外径が漸増している。第１外径一定部３４は、第１テーパー部３５の基端から突出部７０の先端まで延び、長軸方向に沿ってほぼ一定の外径を有する。第１外径一定部３４の外径は、０．６ｍｍ～０．８ｍｍである。

　第２ワイヤ２２は、第２ワイヤ２２の先端側に配置された第２外径一定部３８と、第２外径一定部３８の基端側に配置された第３外径一定部４０と、第２外径一定部３８と第３外径一定部４０との間に配置された第２テーパー部３９と、を有する。第２外径一定部３８は、突出部７０の基端から第２テーパー部３９の先端まで延び、長軸方向に沿ってほぼ一定の外径を有する。第２外径一定部３８の外径は、第１ワイヤ２１の第１外径一定部３４の外径とほぼ等しく、０．６ｍｍ～０．８ｍｍである。第２テーパー部３９は、第２外径一定部３８の基端から第３外径一定部４０の先端まで延び、長軸方向に沿って外径が漸増している。第３外径一定部４０は、第２テーパー部３９の基端から第２ワイヤ２２の基端まで延び、長軸方向に沿ってほぼ一定の外径を有する。

　コアワイヤ２０は、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２とを固相接合して形成される。第１ワイヤ２１および第２ワイヤ２２は、一定の外径を有する金属製のワイヤをそれぞれ研削することで形成できる。研削前の第２ワイヤ２２の外径は、研削前の第１ワイヤ２１の外径よりも大きい。コアワイヤ２０は、外径の異なる２本のワイヤを研削した後に接合して形成することにより、１本のワイヤを研削して形成した場合と比較して、研削が必要な長さが短くなる。したがって、外径の異なる２本のワイヤを接合することによって、先端側の曲げ剛性が低い部分と基端側の曲げ剛性が高い部分とを備えたコアワイヤ２０を容易に製造できる。コアワイヤ２０において、接合面ｄ１から基端側に１５０ｍｍの位置における外径（ｍｍ）は、接合面ｄ１から先端側に１５０ｍｍにおける外径（ｍｍ）の例えば１１５％以上である。

　第１ワイヤ２１および第２ワイヤ２２は、いずれもほぼ円形の横断面形状を有する。なお、第１ワイヤ２１および第２ワイヤ２２の形状はこれに限定されない。例えば、第１ワイヤ２１および第２ワイヤ２２は、第１ワイヤ２１の先端部３６と第１外径一定部３４との間、第２ワイヤ２２の第２外径一定部３８と第３外径一定部４０との間に、他のテーパー部や外径一定部を有してもよい。また、第１ワイヤの先端部３６の横断面形状は、矩形としてもよい。

　第１ワイヤ２１および第２ワイヤ２２は、Ｎｉ－Ｔｉ系合金で形成される。Ｎｉ－Ｔｉ系合金は、超弾性を有するため、応力が負荷されて塑性変形領域まで変形した場合でも、応力を除荷した後に元の形状に復元しやすい。これにより、ガイドワイヤ１０は、使用中に、塑性変形して折れ曲がった状態となって操作性が低下することが抑制される。また、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２とが同種素材であると、コアワイヤ２０は、接合部３７を含む第１ワイヤ２１から第２ワイヤ２２にかけての物性の変化が緩やかとなるため、接合部３７の接合強度が得られやすい。また、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２の物性が類似しているため、固相接合時の塑性変形が第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２とで類似し、接合部３７の形状が接合面を対称面としてほぼ対称になる。これにより、ガイドワイヤ１０は、強い曲げ変形を受けた際、第１ワイヤ２１または第２ワイヤ２２のいずれか一方への応力集中が緩和されるため、曲げ変形に対する接合強度が向上する。

　Ｎｉ－Ｔｉ系合金としては、例えば、下記式（１）：

　前記式（１）において、Ａは、不可避不純物であり、
　ｘ、ｙおよびａは、重量％の値を表し、この際、３０≦ｘ≦７０、３０≦ｙ≦７０および０≦ａ≦１であり、ｘ＋ｙ＋ａ＝１００である；で表される合金である。より好ましくは、式（１）において、４０≦ｘ≦６０、４０≦ｙ≦６０および０≦ａ≦１であり、ｘ＋ｙ＋ａ＝１００である。

　接合部３７は、コアワイヤ２０のうち、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接合面ｄ１および接合面ｄ１の近傍を含む部分である。接合部３７は、第１ワイヤ２１を形成するワイヤの基端面と第２ワイヤ２２を形成するワイヤの先端面とを固相接合することによって形成される。

　固相接合は、２つの金属材料を直接的に接合する方法のひとつである。固相接合では、母材金属は、溶融せずに塑性流動により接合する。固相接合は、融点以下の温度で行われ、接合面にナゲットと呼ばれる溶融部が形成されることがない。そのため、接合面近傍の材料特性が母材の材料特性と大きく異なることを抑制できる。すなわち、コアワイヤ２０は、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２とを固相接合することで、長軸方向に沿ってみたときの接合部３７近傍での材料特性の変化が小さくなる。２つの金属を直接的に接合する他の方法としては、溶融接合がある。溶融接合は、母材金属の加熱溶融・凝固により複数の母材金属を接合するため、接合面にナゲットが形成される。ナゲットおよび接合面近傍の金属は、溶融熱によって母材から変性が生じる。このため、接合面近傍の材料特性は、母材の材料特性と大きく異なってしまうことがある。固相接合と溶融接合とは、走査電子顕微鏡で２つの金属の接合面のナゲットの有無を確認することによって判別可能である。

　第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２とを固相接合する方法は、特に限定されないが、例えば、摩擦接合、常温圧力接合、高温圧力接合、爆発接合、電磁パルス接合などが挙げられる。特に、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２のように、外径の小さな金属製ワイヤ同士の接合方法としては、摩擦接合や高温圧力接合を用いることが好ましい。これらの接合方法は、第１ワイヤ２１の基端面と第２ワイヤ２２の先端面とを軸方向に突き合わせた状態で加圧接触させ、両ワイヤの接触部に入熱する。これにより、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２は、接触部近傍の温度が上昇して軟化すると同時に長軸方向に圧縮され、塑性変形する。このとき、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接触部近傍の金属材料は、圧縮により径方向外側に押し出され、塑性変形時の変形量に応じた量のバリを接合面ｄ１に形成する。接触部が適切な温度まで上昇した後、入熱を止めると、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２は、接触部近傍の温度が低下し、固相接合が達成される。第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２の接触部に入熱する方法としては、例えば、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２のうちいずれか一方を、中心軸が回転軸となるように回転させて、摩擦熱を発生させる方法がある。あるいは、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接触部に通電し、ジュール熱を発生させる方法がある。入熱量は、圧力、回転速度、電流、およびそれらを加える時間などの接合条件を調整することによって制御できる。一般に、接合強度を向上させるためには、接合初期段階での十分な入熱量を必要とする。しかし、入熱量が大きくなりすぎると、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接触部は、熱影響により強度が低下したり、溶融したりすることがある。入熱量が小さくなりすぎると、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接触部は、軟化が不十分となって塑性変形が十分に起こらないため、接合強度が低下する。

　接合工程に供する第１ワイヤ２１の基端部と第２ワイヤ２２の先端部は、研削する等の加工により、外径をほぼ等しくすることが好ましい。第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２とを突き合せた際、接合面ｄ１で両ワイヤの位置がずれにくくなることにより、コアワイヤ２０の中心軸（コアワイヤ２０の横断面のほぼ中心を通り、長軸方向に延びる軸）がほぼ真っ直ぐとなる。なお、コアワイヤ２０の中心軸は、ガイドワイヤ１０の中心軸とほぼ一致する。

　接合工程に供する第１ワイヤ２１の基端面は、第１ワイヤ２１の中心軸にほぼ垂直である。接合工程に供する第２ワイヤ２２の先端面は、第２ワイヤ２２の中心軸にほぼ垂直である。これにより、第１ワイヤ２１の基端面および第２ワイヤ２２の先端面の形成が容易である。なお、接合工程に供する第１ワイヤ２１の基端面および第２ワイヤ２２の先端面は、それぞれのワイヤの中心軸に垂直な面に対して傾斜していてもよく、凹面または凸面であってもよい。

　第１ワイヤ２１の基端面と第２ワイヤ２２の先端面は、接合工程を行う前に、各端面に存在する付着物や酸化被膜を除去する処理を施すことが好ましい。処理の方法としては、研磨、酸処理などが挙げられる。

　接合部３７は、固相接合により、接合部３７に隣接する第１ワイヤ２１の第１外径一定部３４や第２ワイヤ２２の第２外径一定部３８とは異なる金属組織を有する。一般に、接合前の第１ワイヤ２１および第２ワイヤ２２で観察される金属組織は、各ワイヤの長軸方向に平行な繊維状（各ワイヤの長軸方向を長軸とする楕円形状）である。第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２とを固相接合すると、接合面ｄ１近傍の金属組織は、接合時に加えられる熱や圧力によって著しく微細化し、その周囲に熱影響部が観察される。そして、繊維状の金属組織は、接合面ｄ１近傍においてバリの押し出される方向（径方向外側）に沿う向きに変化するか、あるいは消滅する。本明細書では、コアワイヤ２０の中心軸を含む縦断面を走査電子顕微鏡で巨視的観察（倍率１０００倍程度）した際に、繊維状の金属組織の向きが、第１ワイヤ２１または第２ワイヤ２２の長軸方向に平行な向きから変化している部分を接合部３７とする。接合部３７の長軸方向に沿う長さは、熱影響部の長軸方向に沿う長さと等しい。

　接合面ｄ１は、第１ワイヤ２１の基端面と第２ワイヤ２２の先端面とが接触した面である。本明細書では、コアワイヤ２０の縦断面の走査電子顕微鏡による金属組織の観察において、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２とが接触した位置が明確に識別可能な場合には、その位置を接合面ｄ１とする。固相接合によって繊維状の金属組織が消失し、接合面ｄ１が明確に識別できない場合には、コアワイヤ２０の長軸方向において、接合部３７の中央の位置を接合面ｄ１とする。

　固相接合によって形成された接合面ｄ１は、コアワイヤ２０の中心軸にほぼ垂直である。また、ガイドワイヤ１０の接合面ｄ１において、第１ワイヤ２１の中心軸と第２ワイヤ２２の中心軸とは、ほぼ一致することが好ましい。なお、接合面ｄ１は、コアワイヤ２０の中心軸に垂直な面に対して傾斜していてもよく、凹面または凸面であってもよい。

　接合面ｄ１およびその近傍の金属組織は、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接合強度に大きく影響する。第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接合強度を向上させるためには、接合面ｄ１近傍の金属組織は、均一であることが好ましい。金属組織の結晶粒の大きさは、金属の硬度と相関関係があり、結晶粒が小さいほど硬度は高くなる。したがって、金属組織の均一性が低いと、接合面ｄ１は、硬度の違いによる局所的な応力集中が生じやすくなり、接合強度が低下する。また、固相接合されたコアワイヤ２０は、機械研磨により、接合部３７に生じたバリの高さを調整することがある。このとき、接合面ｄ１近傍の金属組織の均一性が低いコアワイヤ２０は、接合面ｄ１の硬度分布が不均一となっているため、機械研磨後の外表面に意図しない凹凸が生じやすくなる。このような外表面の凹凸は、局所的な応力集中を招くため、接合面ｄ１の接合強度の低下の要因となる。特に、ガイドワイヤ１０のような外径の小さい金属製ワイヤ同士の接合面ｄ１では、外表面の凹凸が接合強度に与える影響は大きい。

　金属組織の均一性は、金属組織の結晶粒の粒径分布によって評価できる。金属組織の結晶粒の粒径分布は、任意の面積（測定対象領域）に存在する結晶粒について、最大径から最小径の間をいくつかの区間に分け、各区間に含まれる結晶粒の数や面積を測定することで求められる。本明細書では、接合面ｄ１近傍の粒径分布は、コアワイヤ２０の中心軸と接合面ｄ１との交点を含む縦断面を、走査電子顕微鏡を用いて微視的観察（倍率５０００倍程度）し、得られた画像の測定対象領域に存在する結晶粒の結晶粒径を個数基準の頻度分布として表す。結晶粒径は、結晶方位・粒界微細組織自動解析装置（ＯＩＭ）を用いて結晶粒の粒界を示す画像から各結晶粒の面積を算出し、各結晶粒を真球、すなわち２次元平面状で正円であると仮定した場合の直径として算出する。粒径分布の測定対象領域は、コアワイヤ２０の中心軸と接合面ｄ１との交点を中心として、０．０７５ｍｍ×０．０７５ｍｍである。粒径分布における結晶粒径の区間は、１．００μｍとする。また、各区間の中央値に相当する結晶粒径を当該区間の代表径とする。すなわち、粒径分布において、代表径０．０５μｍの結晶粒の頻度は、測定対象領域において、結晶粒径の測定値が０μｍを越え１．００μｍ以下である結晶粒の数が全結晶粒の数に対して占める割合を示す。

　金属組織の結晶粒の大きさは、硬度と相関関係がある。したがって、金属組織の均一性は、硬度分布によっても評価できる。接合強度を高めるためには、接合面ｄ１近傍の金属の硬度は、均一であることが好ましい。本明細書において、硬度は、圧子押し込み時の試験力と押し込み深さを測定し、負荷除荷曲線から求めた押込み硬さをビッカース硬度換算値に変換した値を用いる。接合面ｄ１における硬度は、コアワイヤ２０の中心軸と接合面ｄ１との交点を含む縦断面に対し、当該交点、および交点から接合面ｄ１に沿って径方向外側に０．０６２５ｍｍの位置の２点、０．１２５ｍｍの位置の２点で測定した５点の平均値とする。なお、硬度は、小数点第２位まで求めるものとする。

　第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接合強度を向上させるためには、コアワイヤ２０は、第１ワイヤ２１の第１外径一定部３４から第２ワイヤ２２の第２外径一定部３８にかけて、長軸方向に沿う硬度の変化が小さいことが好ましい。したがって、接合面ｄ１近傍の金属組織は、適度に大きい結晶粒径を有することが好ましい。接合面ｄ１近傍の金属組織は、固相接合時の熱や圧力によって再結晶が生じて微細化する。同時に、接合面ｄ１の周囲に位置する接合部３７の硬度は、熱影響により、固相接合される前の第１ワイヤ２１や第２ワイヤ２２の硬度よりも低くなる。したがって、接合面ｄ１に含まれる微細な結晶粒の割合が大きいと、接合部３７は、接合面ｄ１近傍で硬度の変化が大きくなり、接合面ｄ１や硬度変化の境界点に局所的な応力集中が生じやすくなる。その結果、コアワイヤ２０は、第１ワイヤ２１の第１外径一定部３４から第２ワイヤ２２の第２外径一定部３８にかけての長軸方向に沿う硬度の変化が大きくなり、引張試験において接合強度が向上しにくくなる。

　接合面ｄ１の金属組織の結晶粒の個数基準粒径分布において、結晶粒径の区間を１μｍとしたときの最頻粒径の頻度は、２５％以上であり、より好ましくは、２８％以上である。最頻粒径とは、粒径分布において最も頻度が高い区間の代表径（モード径）である。最頻粒径を有する結晶粒を２５％以上含むことにより、接合面ｄ１は、金属組織の均一性が高くなる。これにより、接合面ｄ１は、物性の違いによる局所的な応力集中が生じにくくなり、接合強度が向上する。また、接合面ｄ１の金属組織の結晶粒の個数基準粒径分布において、最頻粒径の頻度の上限は、１００％以下であるが、通常は４０％以下である。

　接合面ｄ１の金属組織の結晶粒の個数基準粒径分布において、結晶粒径の区間を１μｍとしたとき、代表径が（最頻粒径（μｍ）－１μｍ）以上（最頻粒径（μｍ）＋１μｍ）以下の頻度は、６０％以上であることが好ましく、６２％以上であることがより好ましい。すなわち、最頻粒径の区間の頻度と、最頻粒径の区間に隣接する２つの区間の頻度とを合計した頻度は、６０％以上であることが好ましく、６２％以上であることがより好ましい。このような粒径分布を有する接合面ｄ１は、金属組織の均一性がより高い。したがって、接合面ｄ１は、物性の違いによる局所的な応力集中がさらに生じにくくなり、接合強度の向上効果がより大きくなる。また、接合面ｄ１近傍の金属組織の結晶粒の個数基準粒径分布において、最頻粒径の頻度の上限は、１００％以下であるが、通常は７５％以下である。

　接合面ｄ１の金属組織の結晶粒の個数基準粒径分布において、結晶粒径の区間を１μｍとしたときの最頻粒径は、２．５０μｍ以上であることが好ましい。接合面ｄ１に含まれる微細な結晶粒の割合を小さくすることにより、接合部３７は、接合面ｄ１近傍における硬度の変化を小さくすることができる。その結果、コアワイヤ２０は、第１ワイヤ２１の第１外径一定部３４から第２ワイヤ２２の第２外径一定部３８にかけての長軸方向に沿う硬度の変化が小さくなり、引張試験において接合強度が一層向上する。また、最頻粒径の上限は、５．５０μｍ以下であることが好ましく、３．５０μｍ以下であることがより好ましい。接合面ｄ１に含まれる粗大な結晶粒の割合を小さくすることにより接合面ｄ１の硬度が大幅に低くなることがないため、接合面ｄ１は、高い接合強度が得られる。

　接合面ｄ１における硬度の標準偏差は、１０．００以下であることが好ましく、９．００以下であることがより好ましい。なお、硬度の標準偏差とは、接合面ｄ１において測定した５点を標本とした不偏標準偏差であり、小数点第２位まで求める。硬度の標準偏差が１０．００以下であることにより、接合面ｄ１は、金属組織の均一性が高くなる。これにより、接合面ｄ１は、物性の違いによる局所的な応力集中が生じにくくなり、接合強度が向上する。また、接合面ｄ１は、機械研磨時の加工性が向上する。接合面ｄ１における硬度の標準偏差の下限は、０であるが、通常、４．００以上となる。

　上述のような接合面ｄ１の金属組織は、固相接合を行う際の第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接触部における入熱量、放熱量、変形量を適切に制御することによって得ることができる。入熱量や放熱量は、接合面ｄ１近傍の結晶粒の再結晶や成長の程度に影響を与える。塑性変形時の変形量は、固相接合によって生じる微細化した結晶粒が接合面ｄ１近傍に残留する程度に影響を与える。入熱量、放熱量、変形量は、固相接合の各種条件を調整することにより制御できる。

　固相接合において、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２の接触部への入熱にジュール熱を用いる場合、ジュール熱が抵抗、電流値、通電時間の関数であることから、入熱量、放熱量、変形量は、電流値および通電時間によって制御できる。特に、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２のような、外径の小さい金属製ワイヤ同士の固相接合において、接合面ｄ１の接合強度が高い金属組織を得るためには、通電開始から変形開始前の一定時間における電流値を制御することが重要である。通電を開始すると、第１ワイヤ２１の基端面および第２ワイヤ２２の先端面に存在する微細な凹凸による高い接触抵抗によって、接触部にジュール熱が発生する。発生したジュール熱によって第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２が変形を開始すると、微細な凹凸が潰れて第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接触面積が増加し接触抵抗が減少するため、ジュール熱の発生量は減少する。同時に、変形が起こることにより、接合装置と第１ワイヤ２１または第２ワイヤ２２との接触面積が増加するため、接触部からの放熱量が増加する。接合の初期段階における高い電流を短時間で印加した場合、入熱量は、通電開始直後に急速に増大するが、変形が高速に進むため、その後急速に減少する。同時に、変形による放熱量の急激な増加も起こる。その結果、接触部における温度上昇が短時間で停止するため、変形量は小さくなる。一方、低い電流を長時間で印加した場合、通電による入熱量が小さいため、変形量は、小さくなる。このように、通電開始から変形開始前の一定時間における電流値は、入熱量と放熱量の両方に影響を与え、その結果として変形量に影響を与える。変形量の推移から、最高温度に達する時間は、通電開始から５ｍｓ時点と推定できた。具体的な電流値は、第１ワイヤおよび第２ワイヤの外径、組成等を考慮して適宜設定されるが、通電開始から５ｍｓ時点での電流値は、１０Ａ～１０００Ａであることが好ましく、７５Ａを超え３００Ａ未満であることが好ましい。これにより、コアワイヤ２０は、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接合面ｄ１の接合強度が高い金属組織を得ることができる。

　第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２の接触部に入熱する方法としてジュール熱を用いる場合、第１ワイヤ２１の基端面と第２ワイヤ２２の先端面とを加圧接触する際の圧力は、例えば、５０ＭＰａ～１０００ＭＰａである。なお、圧力は、必要に応じて接合工程中に増減してもよい。

　上述のような接合面ｄ１の金属組織を得るにあたり、変形量は、０．８０ｍｍ以上であることが好ましく、１．００ｍｍ以上であることがより好ましい。変形量の上限は、特に限定されるものではないが、例えば１．５０ｍｍ以下である。なお、変形量は、固相接合前後における第１ワイヤ２１および第２ワイヤ２２の長軸方向の長さの変位量である。変形量が小さいと、接合面ｄ１は、固相接合により発生した著しく微細な結晶粒の接合面ｄ１への残留による局所的な硬度の上昇が起こりやすい。一方、変形量を大きくするために熱量を増加させると、接合部３７は、熱影響による硬度の低下が起こりやすい。

　（突出部）
　図１の形態では、コアワイヤ２０は、接合部３７に、接合面ｄ１に生じたバリを機械研磨して形成した突出部７０を有する。突出部７０は、コアワイヤ２０の外表面から径方向外側に向かって突出している。すなわち、突出部７０の外径は、接合部３７の近傍に配置されている第１ワイヤ２１の第１外径一定部３４の外径および第２ワイヤ２２の第２外径一定部３８の外径より大きい。第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２は、両ワイヤの接合部３７に突出部７０が形成されることにより接合面ｄ１の面積が大きくなるため、接合強度が向上する。また、突出部７０の外径が大きくなることにより、先端部と基端部の両方から同時に力を受けた際に接合部３７でガイドワイヤ１０が局所的に折れ曲がることを防止できる。ガイドワイヤ１０の曲げ剛性は、ヤング率と断面二次モーメントで表すことができる。接合部３７では、固相接合により、接合部３７の近傍に配置されている第１ワイヤ２１の第１外径一定部および第２ワイヤ２２の第２外径一定部よりも硬度が低くなっている。硬度とヤング率が正比例関係にあると仮定すると、接合部３７の外径が第１外径一定部３４および第２ワイヤ２２の第２外径一定部３８とほぼ等しい場合、ガイドワイヤ１０は、接合部３７で曲げ剛性が低下する。そのため、ガイドワイヤ１０は、長軸方向に圧縮力を受けた際、接合部３７のみが変形しやすくなる。突出部７０を設けることにより、接合部３７は、第１外径一定部３４および第２ワイヤ２２の第２外径一定部３８よりも外径が大きくなり、断面二次モーメントが大きくなる。これにより、突出部７０を有するガイドワイヤ１０は、接合部３７における曲げ剛性の低下が抑制され、接合部３７のみが変形することを防止することができる。これにより、ガイドワイヤ１０は、術者によって第２ワイヤ２２の基端部に加えられたトルクや押し込み力を、第１ワイヤ２１に効率的に伝えることができる。

　突出部７０の外形は、ガイドワイヤ１０の縦断面視において、ほぼ台形である。また、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接合面ｄ１は、台形の上底のほぼ中心に位置する。すなわち、第１ワイヤ２１と第２ワイヤ２２との接合面ｄ１は、突出部７０の最大外径部に位置する。なお、ガイドワイヤ１０の縦断面視における突出部７０の外形は、台形に限定されず、円弧状や多角形でもよい。また、ガイドワイヤ１０の縦断面視において観察される突出部７０の台形の上底は、直線に限定されず、曲線でもよい。

　突出部７０の高さは、突出部の最大外径部と第１ワイヤ２１の第１外径一定部３４または第２ワイヤ２２の第２外径一定部３８の外表面との距離である。ガイドワイヤ１０の縦断面視における突出部７０の外形が台形である場合、突出部７０の高さは、台形の上底と台形の上底に平行な第１ワイヤ２１または第２ワイヤ２２の外表面との距離であり、好ましくは０．００１ｍｍ～０．２００ｍｍ、より好ましくは０．０２０ｍｍ～０．１００ｍｍである。

　突出部７０を除いた第１ワイヤ２１の最大外径（ｍｍ）は、突出部７０の最大外径（ｍｍ）の９０％～１００％であり、突出部７０を除いた第２ワイヤ２２の最大外径（ｍｍ）は、突出部７０の最大外径（ｍｍ）の１００％～１２０％である。

　（コイル）
　コイル３０は、第１ワイヤ２１の先端部の一定の範囲を覆うように配置されている。コイル３０は、第１ワイヤ２１を中心として、第１ワイヤ２１の周方向に沿ってワイヤを螺旋状に巻回して形成される。コイル３０と第１ワイヤ２１の外表面とは、密着していることが好ましい。また、コイル３０は、外力を付与しない状態で、隣接する巻回同士の間に隙間を有するように形成されていることが好ましい。なお、コイル３０は、外力を付与しない状態で、隣接する巻回同士の間に隙間を有さないように形成されていてもよい。

　コイル３０を形成するワイヤは、Ｘ線不透過性を有する材料で形成されていることが好ましい。Ｘ線不透過性を有する材料としては、例えば、金、白金、タングステン等の貴金属またはこれらを含む合金などの金属材料が挙げられる。

　コイル３０の先端は、固定部材３１により第１ワイヤ２１の先端部に固定されている。コイル３０の基端は、固定部材３２により第１ワイヤ２１の第１テーパー部３５に固定されている。固定部材を形成する材料は、例えば、接着剤、ろう材、はんだなどが挙げられる。

　（先端側被覆層）
　先端側被覆層４１は、樹脂材料によって構成され、コイル３０を含むコアワイヤ２０の先端部を覆うように形成されている。先端側被覆層４１の先端部は、血管壁に損傷を与えないように、丸みを帯びた形状であることが好ましい。また、先端側被覆層４１の基端部は、コアワイヤ２０（第１ワイヤ２１）の第１外径一定部３４に位置している。

　先端側被覆層４１は、柔軟性の高い樹脂材料で形成されていることが好ましい。これにより、ガイドワイヤ１０は、先端側が柔軟となり、血管内壁に損傷を与えることを防止できる。先端側被覆層４１を形成する樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＢＴ等）、ポリアミド、ポリイミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＦＡ等）、ウレタン系樹脂、またはこれらの複合材料や、ラテックスゴム、シリコーンゴム等の各種ゴム材料、またはこれらのうちに２以上を組み合わせた複合材料が挙げられる。上記材料の中でも、ウレタン系樹脂を使用することがより好ましい。

　先端側被覆層４１の厚さは、特に限定されないが、例えば、５μｍ～５００μｍであるのが好ましい。なお、先端側被覆層４１は、一層構造に限定されず、複数の層を積層して構成してもよい。

　先端側被覆層４１は、図示しない親水性被覆層に覆われていることが好ましい。これにより、ガイドワイヤ１０は、ガイドワイヤ１０が挿入される血管壁やカテーテル内壁との摩擦抵抗が低減するため、操作性が向上する。

　親水性被覆層を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、セルロース系高分子物質、ポリエチレンオキサイド系高分子物質、無水マレイン酸系高分子物質（例えば、メチルビニルエーテル－無水マレイン酸共重合体のような無水マレイン酸共重合体）、アクリルアミド系高分子物質（例えば、ポリアクリルアミド、ポリグリシジルメタクリレート－ジメチルアクリルアミド（ＰＧＭＡ－ＤＭＡＡ）のブロック共重合体）、水溶性ナイロン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等からなる公知の親水性物質が挙げられる。

　親水性被覆層の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ～１００μｍであるのが好ましい。

　（筒状部材）
　筒状部材５０は、第１ワイヤ２１の第１外径一定部３４に配置された管状の部材である。筒状部材の先端部は、先端側被覆層４１の基端部と接触しており、先端側被覆層４１の基端が筒状部材５０の内腔に入り込んでいる。筒状部材５０の基端部は、固定部材５１によって第１ワイヤ２１と固定されている。筒状部材５０の基端部は、基端側へ向かって外径が漸減するテーパー部５２を有する。筒状部材５０の基端よりも基端側に位置する固定部材５１は、筒状部材５０のテーパー部５２に連続するようにテーパーに形成されている。

　筒状部材５０は、金属で形成されることが好ましい。筒状部材５０を形成する金属は、ステンレス鋼、超弾性合金、コバルト系合金や、金、白金、タングステンなどの貴金属またはこれらを含む合金（白金－イリジウム合金）などが挙げられる。

　（基端側被覆層）
　図１に示すように、基端被覆層６０は、第２ワイヤ２２の外表面の少なくとも一部を覆うように形成されている。基端被覆層６０は、第２ワイヤ２２の外表面を覆う内層６１と、内層の外表面を覆う外層６２と、外層６２の外表面に螺旋状に巻回された線条体６３と、を有する。

　内層６１および外層６２を形成する材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やテトラフルオロエチレン－エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などのフッ素系樹脂が挙げられる。また、内層６１および外層６２は、顔料を含んでもよい。

　なお、基端側被覆層６０は、上述した構成に限定されず、例えば、一層から構成されていてもよい。

　線条体６３は、第２ワイヤ２２の周方向に沿って螺旋状に巻回され、外層６２の外表面から径方向外側に向かって凸形状を有する部材である。線条体６３は、隣接する巻回同士の間が離間するように形成されている。このような線条体６３により、第２ワイヤ２２の外表面は、複数の凸部と、隣接する凸部同士の間に形成された凹部とを有する。

　線条体６３は、樹脂により形成されることが好ましい。線条体６３を形成する樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのフッ素系樹脂を用いることができる。また、線条体６３は、顔料を含んでもよい。

　線条体６３を外層６２の外表面に螺旋状に巻回する方法は、ディッピングやスポッティングが挙げられる。ディッピング法は、外層６２上の凹部を形成したい箇所にマスキングテープを螺旋状に巻回した第２ワイヤ２２を、線条体６３を形成する樹脂を含む溶液に浸漬して乾燥した後、マスキングテープを取り外す方法である。また、スポッティング法は、回転しながら長軸方向に移動する第２ワイヤ２２の外層６２の外表面に、溶媒に溶解した状態あるいは溶融状態とした線条体６３を形成する樹脂を線状に押し出す方法である。線条体６３は、外層６２の外表面に巻回された後、線条体６３の融点温度近傍まで加熱することにより、外層６２の外表面と固定されてもよい。これらの方法により、第２ワイヤ２２は、外層６２の外表面に螺旋状に樹脂が塗布され、外層６２の外表面から径方向外側に向かう凸部である線状体６３が形成される。第２ワイヤ２２の縦断面視において、各凸部は、凸部のうち径方向外側に最も突出した位置である頂部と、頂部より先端側に位置する先端側端部と、頂部より基端側に位置する基端側端部とを有し、凸部の外表面の輪郭は、先端側端部、頂部、基端側端部とを繋ぐ滑らかな円弧状である。なお、第２ワイヤ２２の縦断面視における凸部の外表面の輪郭は、円弧に限定されず、楕円の弧、三角形、矩形でもよい。

　凸部の高さは、０．００１ｍｍ～０．１００ｍｍであることが好ましい。なお、凸部の高さとは、第２ワイヤ２２の縦断面視において、凸部の頂部から外層６２の外表面に下した垂線の長さをいう。

　本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。特記しない限り、各操作は、室温（１５～２９℃）で行った。

　（実施例１）
　（試験片の作製）
　外径０．６８～０．７２ｍｍのＮｉ－Ｔｉ合金製ワイヤ２本を用意し、各ワイヤの端部同士を固相接合した。Ｎｉ－Ｔｉ合金の組成は、Ｎｉが５５～５６重量％、残部がＴｉであった。２本のワイヤを軸方向に整列させた状態で接合装置に配置し、それぞれのワイヤをクランプで挟んで固定した。次いで、２本のワイヤの端面同士を加圧接触させ、接合装置に通電した。２本のワイヤは、両ワイヤの接触部で発生する熱により軟化して塑性変形することにより、固相接合された。接合されたワイヤは、圧縮による塑性変形によって、両ワイヤが接触した位置でワイヤの径方向外側に突出したバリが形成された。バリを機械研磨し、突出部の外径が０．６２ｍｍ～０．７２ｍｍであるワイヤを得た。外径は、シックネスゲージを用いて測定した。得られたワイヤは、以下の評価の試験片として用いた。実施例１において、通電開始から５ｍｓ時点での電流値は２００Ａであった。

　なお、本実施例および比較例において、通電開始から５ｍｓ時点での電流値は、７５～３００Ａであった。

　（実施例２）
　外径０．６８～０．７２ｍｍのＮｉ－Ｔｉ合金製ワイヤ２本を用意し、各ワイヤの端部同士を固相接合した。Ｎｉ－Ｔｉ合金の組成は、Ｎｉが５５～５６重量％、残部がＴｉであった。２本のワイヤを軸方向に整列させた状態で接合装置に配置し、それぞれのワイヤをクランプで挟んで固定した。次いで、２本のワイヤの端面同士を加圧接触させ、接合装置に通電した。２本のワイヤは、両ワイヤの接触部で発生する熱により軟化して塑性変形することにより、固相接合された。接合されたワイヤは、圧縮による塑性変形によって、両ワイヤが接触した位置でワイヤの径方向外側に突出したバリが形成された。バリを機械研磨し、突出部の外径が０．６２ｍｍ～０．７２ｍｍであるワイヤを得た。外径は、シックネスゲージを用いて測定した。得られたワイヤは、以下の評価の試験片として用いた。実施例２において、通電開始から５ｍｓ時点での電流値は１００Ａであった。

　（比較例１）
　外径０．６８～０．７２ｍｍのＮｉ－Ｔｉ合金製ワイヤ２本を用意し、各ワイヤの端部同士を固相接合した。Ｎｉ－Ｔｉ合金の組成は、Ｎｉが５５～５６重量％、残部がＴｉであった。２本のワイヤを軸方向に整列させた状態で接合装置に配置し、それぞれのワイヤをクランプで挟んで固定した。次いで、２本のワイヤの端面同士を加圧接触させ、接合装置に通電した。２本のワイヤは、両ワイヤの接触部で発生する熱により軟化して塑性変形することにより、固相接合された。接合されたワイヤは、圧縮による塑性変形によって、両ワイヤが接触した位置でワイヤの径方向外側に突出したバリが形成された。バリを機械研磨し、突出部の外径が０．６２ｍｍ～０．７２ｍｍであるワイヤを得た。外径は、シックネスゲージを用いて測定した。得られたワイヤは、以下の評価の試験片として用いた。比較例１において、通電開始から５ｍｓ時点での電流値は３００Ａであった。

　（比較例２）
　外径０．６８～０．７２ｍｍのＮｉ－Ｔｉ合金製ワイヤ２本を用意し、各ワイヤの端部同士を固相接合した。Ｎｉ－Ｔｉ合金の組成は、Ｎｉが５５～５６重量％、残部がＴｉであった。２本のワイヤを軸方向に整列させた状態で接合装置に配置し、それぞれのワイヤをクランプで挟んで固定した。次いで、２本のワイヤの端面同士を加圧接触させ、接合装置に通電した。２本のワイヤは、両ワイヤの接触部で発生する熱により軟化して塑性変形することにより、固相接合された。接合されたワイヤは、圧縮による塑性変形によって、両ワイヤが接触した位置でワイヤの径方向外側に突出したバリが形成された。バリを機械研磨し、突出部の外径が０．６２ｍｍ～０．７２ｍｍであるワイヤを得た。外径は、シックネスゲージを用いて測定した。得られたワイヤは、以下の評価の試験片として用いた。比較例２において、通電開始から５ｍｓ時点での電流値は７５Ａであった。

　［試験例］
　（変形量）
　固相接合前後において、ワイヤを固定する２つのクランプ間の長軸方向の距離を記録した。固相接合前後におけるクランプ間の距離の差を変形量とした。

　（接合強度の測定）
　接合部を含む試験片の接合強度は、オートグラフ（島津製作所社製）を用いた引張試験により求めた。試験片は、接合部がチャック間の中央に位置するように上下でチャックに固定した。試験片上部を引っ張り、試験片が破断するまでの最大試験力を試験片の接合強度とした。チャック間距離（原標点距離）は８ｍｍ、試験速度は５ｍｍ／ｍｉｎとした。

　（硬度の測定）
　試験片の硬度は、国際規格ＩＳＯ１４５７７－１に定められた微小押し込み試験により求めた。試験片の接合面およびその近傍を含む部分を樹脂包埋した後、切断研磨し、試験片の中心軸または中心軸の近傍を含む縦断面を露出させた。ダイナミック超微小硬度計（島津製作所社製、ＤＵＨ－２１１Ｓ）を用いて、ＩＳＯ１４５７７－１（計装化押込み硬さ試験）に従って、縦断面の所定の位置に試験力が６５μＮとなるまで圧子を押し込み、５秒保持後に圧子を引き上げた際の変位－試験力を記録し、負荷除荷曲線から得られる押込み硬さ（Ｎ／ｍｍ^２）を０．０９２４倍してビッカース硬度換算値（ＨＶ＊）に変換した値を算出した。なお、測定には三角すい圧子（稜間角１１５度、ベルコビッチタイプ）を使用した。接合面における硬度は、試験片の中心軸と接合面との交点を含む縦断面に対し、当該交点、および交点から接合面ｄ１に沿って径方向外側に０．０６２５ｍｍの位置の２点、０．１２５ｍｍの位置の２点で測定した５点の平均値および不偏標準偏差を小数点第２位まで求めた。

　（粒径分布の測定）
　試験片を樹脂包埋した後、切断研磨し、試験片の中心軸または中心軸の近傍を含む縦断面を露出させた。試験片の縦断面において、試験片の中心軸と接合面との交点を中心として０．０７５ｍｍ×０．０７５ｍｍの測定対象領域を、走査電子顕微鏡を用いて倍率５０００倍で観察し、結晶方位・粒界微細組織自動解析装置（ＯＩＭ）を用いて結晶粒の粒界を示す画像を得た。測定対象領域内に存在する結晶粒の面積を算出し、各結晶粒が真球と仮定して結晶粒径を算出した。なお、測定対象領域の境界をまたいで存在する結晶粒は、含めて算出した。得られた結晶粒径をもとに、結晶粒径の区間を１μｍとして個数基準粒径分布を作成した。

　表１は、実施例１、２および比較例１、２の変形量、接合強度、最頻粒径、最頻粒径を有する結晶粒の頻度、代表径が（最頻粒径（μｍ）－１μｍ）以上（最頻粒径（μｍ）＋１μｍ）以下の結晶粒径を有する結晶粒の頻度、硬度、硬度の標準偏差を示したものである。図２～図５は、それぞれ実施例１、２および比較例１、２の個数基準粒径分布である。粒径分布における結晶粒径の区間は、１μｍとし、横軸に各区間の中央値に相当する結晶粒径の代表径を記した。

　表１で示されるように、実施例１および２においては、比較例１および２と比較して、接合強度が顕著に向上するものとなった。また、最頻粒径が２．５０μｍ以上である、および接合面における硬度の標準偏差が１０．００以下である、実施例１は、接合強度がさらに向上する結果となった。

　以上のように、本発明のガイドワイヤによれば、接合強度が高いものとなる。また、トルク伝達性の向上、応力集中緩和による疲労強度の向上も見込まれる。

　本出願は、２０２０年３月３０日に出願された日本特許出願番号２０２０－０６１４０４に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。

１０　　ガイドワイヤ、
２０　　コアワイヤ、
２１　　第１ワイヤ、
２２　　第２ワイヤ、
３０　　コイル、
３１、３２、５１　　固定部材、
３４　　第１外径一定部、
３５　　第１テーパー部、
３６　　先端部、
３７　　接合部、
３８　　第２外径一定部、
３９　　第２テーパー部、
４０　　第３外径一定部、
４１　　先端側被覆層、
５０　　筒状部材、
５２　　テーパー部、
６０　　基端側被覆層、
６１　　内層、
６２　　外層、
６３　　線条体、
７０　　突出部。

Claims (3)

1. 　第１ワイヤと第２ワイヤとを固相接合させたガイドワイヤであって、
   　第１ワイヤおよび第２ワイヤは、Ｎｉ－Ｔｉ系合金からなり、
   　第１ワイヤと第２ワイヤとの接合面の金属組織の結晶粒の個数基準粒径分布において、結晶粒径の区間を１μｍとしたとき、最頻粒径の頻度は２５％以上であり、代表径が（最頻粒径（μｍ）－１μｍ）以上（最頻粒径（μｍ）＋１μｍ）以下の頻度は６０％以上である、ガイドワイヤ。
2. 　前記最頻粒径が２．５０μｍ以上である、請求項１に記載のガイドワイヤ。
3. 　前記接合面における硬度の標準偏差が１０．００以下である、請求項１または２に記載のガイドワイヤ。

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