JP4863683B2

JP4863683B2 - カテーテルの製造方法

Info

Publication number: JP4863683B2
Application number: JP2005302350A
Authority: JP
Inventors: 直久大串; 賢一志村; 啓村山
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2025-10-17
Also published as: JP2007111066A; US20070087148A1

Description

本発明は、医療用のカテーテルの製造方法に関する。

外科的手術が困難な部位の治療、または人体への低侵襲を目的とした治療には、カテーテルが用いられる。

一般に、カテーテルの本体は、可撓性を有する管体で構成されている。例えば、血管病変の治療に際しては、カテーテルの先端を治療目的部位まで挿通させ、カテーテル内を通じて治療のためのデバイスや薬剤を治療目的部位まで到達させて治療を行う。

このようなカテーテルには、細く複雑なパターンの血管系に迅速かつ確実な選択性をもって挿入し得るような優れた操作性が要求される。

この操作性として、より具体的には、
１）血管内を前進させるために術者の押し込む力がカテーテルの基端側から先端側に確実に伝達され得るいわゆる押し込み性（プッシャビリティー）と、
２）カテーテルの基端側にて加えられた回転力が先端側に確実に伝達され得るトルク伝達性と、
３）曲がった血管内を先行するガイドワイヤに沿って円滑かつ確実に進み得る追随性（以下「追従性」という）と、
４）目的部位までカテーテル先端が到達し、ガイドワイヤを引き抜いた後でも、血管の湾曲、屈曲した部位でカテーテルに折れ曲がりが生じない耐キンク性とが要求される。

また、カテーテルには、その先端で血管内壁を損傷したりすることがないような安全性も要求される。

さらに、カテーテル挿入部位の選択の幅を広げること、患者の負担軽減、挿入操作等の容易性向上の観点から、カテーテルの細径化（小径化）を図ること、特に、一定の内径を確保しつつ外径をできるだけ小さくすること（すなわち薄肉化すること）が要求される。

前述したような操作性および安全性の要求を満たすことを目的とするものとして、従来では、カテーテルを比較的硬質な材料で構成するとともに、カテーテルの先端部を多孔質とし、先端部以外の部分を緻密質としたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようなカテーテルの先端部以外の部分は、硬質な材料でかつ緻密質で構成されているため、押し込み性やトルク伝達性に優れる。また、カテーテルの先端部は、硬質な材料で構成されていても、多孔質とすることにより、柔軟性が付与され、追従性や安全性に優れる。

また、このような優れた特性を有しつつ、特許文献１のカテーテルは、カテーテルの構成材料としてＰＴＦＥを用いることにより、カテーテルの小径化および薄肉化を図っている。

しかしながら、ＰＴＦＥは融点が高いため、成形温度が高くなり、高温に耐え得るようにするために成形装置等が高価となる。また、カテーテルを電子線滅菌により滅菌した場合、電子ビーム照射により劣化しやすい。

また、カテーテルの内面には、デバイスや薬液が通るため、滑性・耐磨耗性・耐薬品性も要求されるが、特許文献１には、このような要求を満足する構成が開示されていない。

特許第３５７３５３１号公報

本発明の目的は、優れた操作性および安全性を有しつつ、カテーテルの小径化および薄肉化を図るともに、カテーテルの内面の滑性・耐摩耗性・耐薬品性に優れた安価なカテーテルの製造方法を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（４）の本発明により達成される。

（１）芯線の外周に超高分子量ポリオレフィンで構成された層を形成する工程と、
超臨界流体の存在下で、前記超高分子量ポリオレフィンで構成された層の少なくとも一部を前記芯線ごと長手方向に延伸する工程と、
前記超高分子量ポリオレフィンの層の少なくとも前記延伸された部位における内周面を加熱、溶融して、実質的に気泡を含有しない緻密質な領域を形成する工程と、
前記芯線を除去する工程とを有することを特徴とするカテーテルの製造方法。

（２）前記加熱は、前記芯線を前記超高分子量ポリオレフィンの融点以上の温度に加熱することにより行われる上記（１）に記載のカテーテルの製造方法。

（３）前記超高分子量ポリオレフィンで構成された層の外周面に接触する前記超臨界流体の温度および圧力は、それぞれ、３０℃以上、２ＭＰａ以上である上記（１）または（２）に記載のカテーテルの製造方法。

（４）前記延伸は、その延伸倍率を少なくとも１回変更するかまたは連続的に変更する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のカテーテルの製造方法。

本発明によれば、超高分子量ポリオレフィンで構成された層を超臨界流体の存在下で延伸するので、高い機械的強度を有しつつ、柔軟性に富んだカテーテルが得られ、また、延伸する部位を適宜設定することで、カテーテルに所望の特性を付与して、操作性および安全性を向上させることができる。

また、超高分子量ポリオレフィンは高い機械的強度を有するので、高分子量ポリオレフィンで構成された層を超臨界流体の存在下で延伸することにより、極めて小径かつ薄肉なカテーテルを得ることができる。

また、超高分子量ポリオレフィンで構成された層を超臨界流体の存在下で延伸することは比較的安価な装置を用いて行うことが可能である。

また、超高分子量ポリオレフィンで構成された層はカテーテル基材の最も内側に位置し、かつ、その延伸された部位におけるカテーテル基材の内周面付近に実質的に気泡を含有しない緻密質な領域を有するので、カテーテルの内面の滑性・耐摩耗性・耐薬品性が極めて優れている。

以下、本発明のカテーテルの製造方法を、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜カテーテル＞
まず、本発明のカテーテルの一例を図１および図２に基づいて説明する。

図１は、本発明のカテーテルの一実施形態を好適に示す斜視図、図２は、図１に示すカテーテルの備えられたカテーテル本体（カテーテルチューブ）を示す横断面図である。

図１に示すカテーテル１６０は、可撓性を有するカテーテル本体１７０と、カテーテル本体１７０の基端に接続されたハブ１８０とで構成されている。

カテーテル本体１７０は、管状をなすカテーテル基材で構成され、その長手方向での少なくとも一部に超臨界流体の存在下で延伸された部位を有し、この部位は、図２に示すように、内周側にて緻密質で構成された第１の層１７１と、外周側にて多孔質で構成された第２の層１７２とを有している。

このような第１の層１７１および第２の層１７２は、それぞれ、超高分子量ポリオレフィンで構成され、第１の層１７１と第２の層１７２とは、一体的に形成されている。なお、図２では、説明の便宜上、第１の層１７１と第２の層１７２との間にこれらの界面を図示しているが、第１の層１７１と第２の層１７２との間にはこれらの界面が実質的に存在しなくてもよい。

このように超高分子量ポリオレフィンで構成された第１の層１７１および第２の層１７２は、超高分子量ポリオレフィンで構成された層（後に詳述するカテーテル基材１００）を超臨界流体の存在下で延伸することにより得られたものである。このようなカテーテル本体１７０は、柔軟性に富んだものとなり、また、延伸する部位を適宜設定することで、カテーテル１６０に所望の特性を付与して、操作性および安全性を向上させることができる。

超高分子量ポリオレフィンは、高い機械的強度を有する材料であるが、柔軟性に乏しい材料であり、また、従来の成形技術では、カテーテル本体１７０（カテーテル基材）の小径化および薄肉化が困難であった。しかし、本発明は、超高分子量ポリオレフィンを超臨界流体のもとで延伸加工することにより、超高分子量ポリオレフィンの高い機械的強度を発揮させつつ柔軟性を付与し、カテーテル本体１７０の小径化および薄肉化を図ることができる。

第１の層１７１は、実質的に気泡を含有しない緻密質で構成されている。すなわち、カテーテル本体１７０は、実質的に気泡を含有しない緻密質な領域を有する。これにより、カテーテル本体１７０の内面の滑性・耐摩耗性・耐薬品性を向上させることができる。

第２の層１７２は、超臨界流体の存在下での延伸により、分子レベルでの微細な空孔を多数有する多孔質体で構成されている。より具体的には、第２の層１７２を構成する超高分子量ポリオレフィンのフィブリル次元および／またはラメラ晶次元に微細な空孔が形成されている。

より具体的には、第２の層１７２内の空孔の平均径は、１０〜１００ｎｍであり、好ましくは２０〜４０ｎｍである。

前述した第１の層１７１および第２の層１７２、すなわち前述したように超臨界流体のもとで延伸された部位は、カテーテル１６０の先端部に位置するのが好ましい。超臨界流体のもとで延伸された部位、より具体的には第２の層１７２が多孔質体で構成され、柔軟性に優れているため、カテーテル１６０を追従性および安全性に優れたものとすることができる。

また、前記延伸された部位は、第１の延伸部位と、該第１の延伸部位よりカテーテル基材の長手方向の延伸倍率が大きい第２の延伸部位とを有するのが好ましい。これにより、カテーテル本体１７０における第１の延伸部位と第２の延伸部位とで柔軟性を異ならせ、カテーテル本体１７０に所望の特性を付与することができる。

また、前記第１の延伸部位と前記第２の延伸部位とがカテーテル本体１７０（カテーテル基材）の長手方向に隣接しているのが好ましい。これにより、カテーテル本体１７０の延伸された部位の曲がりやすさをその長手方向で段階的に変化させることができる。

また、カテーテル本体１７０の厚さ（後述するカテーテル基材１００の厚さ）は、５０〜５００μｍであるのが好ましく、７０〜３００μｍであるのがより好ましい。これにより、カテーテル本体１７０に必要な機械的強度を確保しつつ、カテーテル本体１７０の小径化および薄肉化を確実に図ることができる。

また、カテーテル本体１７０の厚さ（すなわち、超高分子量ポリオレフィンで構成された層）の厚さをｔ０、第１の層１７１の厚さ（すなわち、緻密質な領域の厚さ）をｔ１としたとき、ｔ１／ｔ０が０．０１〜０．９９であるのが好ましく、ｔ１／ｔ０が０．０５〜０．３０であるのがより好ましい。これにより、カテーテル本体１７０の柔軟性を優れたものとしつつ、カテーテル本体１７０の内面の滑性・耐摩耗性・耐薬品性をより確実に向上させることができる。

このようなカテーテル本体１７０の内部空間は、ガイドワイヤ等を挿通したり液体を供給・排出したりするためのルーメンとして機能する。

このようなカテーテル本体１７０の基端に接続されたハブ１８０は、ポート１８１を有しており、このポート１８１は前述したカテーテル本体１７０の内部空間（ルーメン）に連通している。

カテーテル本体１７０の先端付近を治療目的部位にもたらした状態で、ポート１８１を介してカテーテル本体１７０の内部空間に、ガイドワイヤ等を挿通したり液体を供給・排出したりすることにより、治療目的部位に治療を行うことができる。

カテーテル本体１７０の外表面、特にカテーテル本体１７０の少なくとも先端部の外表面には、親水性材料がコーティングされているのが好ましい。これにより、親水性材料が湿潤して潤滑性を生じ、カテーテル本体１７０の外表面の摩擦（摺動抵抗）が低減し、血管等の体腔内や、シース、ガイディングカテーテル等の器具内でカテーテル本体１７０の摺動性が向上する。従って、カテーテル１６０の進退や回転等の操作の際の操作性が向上する。

親水性材料としては、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が挙げられる。

このような親水性材料は、多くの場合、湿潤（吸水）により潤滑性を発揮し、カテーテル本体１７０を挿入する血管等の体腔や前記器具の内壁面との摩擦抵抗（摺動抵抗）を低減する。これにより、カテーテル本体１７０の摺動性が向上し、カテーテル１６０の操作性がより良好なものとなる。

本発明によるカテーテルは、カテーテルの全長または一部（例えば先端部）の外表面にこのような親水性材料によるコーティングが施されているのが好ましいが、前述したように、カテーテルの外表面は、多数の微細孔を有する材料（超高分子量ポリオレフィン）で構成されているため、親水性材料の密着性が高まり、離脱のおそれが減少するので、好ましい。

＜カテーテルの製造方法＞
ここで、図３ないし図７に基づいて、カテーテルの製造方法を詳細に説明する。なお、本発明のカテーテルの製造方法を前述したカテーテル１６０の製造方法を一例に説明する。

図３は、本発明のカテーテルの製造方法に用いるカテーテルチューブ製造装置の概略構成を示す模式図、図４は、図３の製造装置に備えられた延伸装置の構成例を示す縦断面図、図５は、図４に示す延伸装置に備えられた延伸機構を示す斜視図、図６は、図５に示す延伸機構の延伸動作を説明するための図、図７は、図４に示す延伸装置の延伸によるカテーテル基材の変化を示す図である。

カテーテル１６０の製造方法は、カテーテル本体１７０（カテーテルチューブ）を製造する工程を有し、この工程に主な特徴を有している。また、カテーテル１６０の製造に際し、カテーテル本体１７０以外の部分における製造方法に関しては、公知技術を用いることができる。したがって、以下、カテーテル本体１７０に用いるカテーテルチューブの製造方法について説明する。

かかる製造方法には、例えば、図３に示すようなカテーテルチューブ製造装置を用いる。ここで、図３に基づいて、かかるカテーテルチューブ製造装置の全体構成を簡単に説明する。

図３に示すカテーテルチューブ製造装置は、カテーテル基材１００を芯線１０１の外周に形成した状態のまま超臨界流体の存在下で延伸する延伸装置１を有する。この延伸装置１には、温度・圧力調整機１１を介して、超臨界流体となるべき流体の供給源１２が接続されている。なお、延伸装置１については、後に詳述する。

前述したカテーテル基材１００は、単層（１層）で構成されているもの、または複数の層の積層体で構成されているものが挙げられる。以下、単層で構成されているカテーテル基材１００について代表的に説明し、積層体の場合については、後に説明する。

また、この延伸装置１には、その導入側（図３にて左側）から、カテーテル基材１００が供給され、排出側（図３にて右側）から、延伸後のカテーテル基材１００（すなわち、カテーテル本体１７０に用いるカテーテルチューブ）が排出される。なお、図３にて、カテーテル基材１００は、左から右へ搬送される。

延伸装置１に対しカテーテル基材１００の搬送方向にて上流側（以下、単に「上流側」という）および下流側（以下、単に「下流側」という）には、延伸装置１に供されるカテーテル基材１００および芯線１０１の張力を調整する張力調整機２、３が設けられている。

また、カテーテル基材１００を搬送するために、張力調整機２の上流側には、引き取り機４が設けられ、張力調整機３の下流側には、引き取り機５が設けられている。

引き取り機４の上流側には、冷却槽６を介して、芯線１０１の外周に超高分子量ポリオレフィンの層を形成してカテーテル基材１００を製造するエクストルーダー７が設けられている。このエクストルーダー７のダイ７１には、ボビン８から芯線１０１が供給されるようになっている。

一方、引き取り機５の下流側には、張力調整機９を介して、形成されたカテーテル本体１７０を巻き取るためのボビン１０が設けられている。張力調整機９は、ボビン１０へのカテーテル本体１７０の巻取り速度および巻取り張力を調整する機能を有する。

ここで、このようなカテーテルチューブ製造装置の動作を説明する。
まず、エクストルーダー７から高分子量ポリオレフィンを押し出すとともに、ボビン８から芯線１０１をエクストルーダー７のダイ７１へ送出する。これにより、高分子量ポリオレフィンで構成された層が芯線１０１上に形成される。すなわち、芯線１０１上に管状をなすカテーテル基材１００が形成される。このとき、カテーテル基材１００は、芯線１０１とともに引き取り機４によってエクストルーダー７のダイ７１から引き出される。

このように芯線１０１上に形成されたカテーテル基材１００は、冷却槽３で冷却された後に、延伸装置１により超臨界流体の存在下で延伸され、カテーテル本体１７０に用いるカテーテルチューブ１００Ａが形成される。このとき、カテーテル基材１００および芯線１０１の張力が張力調整機２、３により調整されている。そして、形成されたカテーテルチューブ１００Ａ（カテーテル本体１７０）は、ボビン１０に巻き取られる。このとき、ボビン１０へのカテーテルチューブ１００Ａの巻取り速度および巻取り張力が張力調整機９により調整される。

ここで、図４ないし７に基づいて、延伸装置１を詳細に説明する。
延伸装置１は、図４に示すように、供給源１２から超臨界流体または超臨界流体となるべき流体を受けるとともにカテーテル基材１００を延伸するための空間１３１を有する筒状のハウジング１３と、ハウジング１３内でカテーテル基材１００を延伸する延伸機構１４と、ハウジング１３の外周に設置されたヒータ１５と、ヒータ１５の外周に設置された冷却管１６とを有している。

ハウジング１３は、筒状をなし、その内部に、カテーテル基材１００が挿通されるようになっており、カテーテル基材１００を延伸するための空間１３１が形成されている。この空間１３１の両側には、空間１３１の内径よりも小さくかつカテーテル基材１００の外径よりも大きい空間１３２、１３３が形成されている。

この小径の空間１３２、１３３のそれぞれへ露出するように、シール部材１３４、１３５が設置されている。カテーテル基材１００を装着した際、シール部材１３４、１３５がカテーテル基材１００の外周面に密着し、カテーテル基材１００とハウジング１３の内面との間に注入された超臨界流体の漏れを防止する。また、ハウジング１３内を流体の臨界圧力以上に保つことができる。シール部材１３４、１３５としては、例えば各種ゴム材料のような弾性体で構成されたものが好ましい。

また、この小径の空間１３２には、流路１３６を介して、超臨界流体となるべき流体を注入するための注入ポート１３７が接続され、また、空間１３３には、流路１３８を介して、超臨界流体となった流体を排出するための排出ポート１３９が接続されている。

注入ポート１３７および排出ポート１３９には、それぞれ、これらのポートを開閉するバルブ（図示せず）が設置されている。また、注入ポート１３７は、前述した温度・圧力調整機１１を介して供給源１２が接続されている（図３参照）。

ハウジング１３は、金属材料（例えば、鉄または鉄系合金、銅または銅系合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金）で構成されているのが好ましい。これにより、優れた熱伝導性が得られる。

ヒータ１５は、前述したハウジング１３内の流体を加熱する機能を有する。これにより、ハウジング１３内を流体の臨界温度以上に保つことができる。

このヒータ１５としては、例えば面状ヒータを用いることができるが、これに限定されるものではない。

また、冷却管１６は、ヒータ１５の外周に螺旋状に巻きつけられている。冷却管１６の一端部１６１より冷媒（例えば、水等の液体または空気、その他冷却ガス）を供給すると、この冷媒が冷却管１６内を流れ、冷却管１６の他端部１６２より排出される。これにより、ヒータ１５等を介してハウジング１３内を冷却して、ハウジング１３内の過昇温を防止することができる。

ここで、前述したハウジング１３の空間１３１内に設置された延伸機構１４を図５ないし図７に基づいて詳細に説明する。

延伸機構１４は、図５に示すように、前述したハウジング１３に固定された基台１４１と、基台１４１上をカテーテル基材１００の長手方向に移動自在に設けられ、移動カテーテル基材１００の両端部をそれぞれ把持するチャック（把持手段）１４２、１４３と、チャック１４２、１４３を駆動する駆動機構１４４、１４５とを有している。

基台１４１は、板状をなし、カテーテル基材１００の長手方向に沿うように設置され、基台１４１上には、基台１４１の長手方向に延びるガイドレール１４１Ａ、１４１Ｂが設けられている。ガイドレール１４１Ａ上には、チャック１４２がガイドレール１４１Ａに沿って移動自在に設けられ、また、ガイドレール１４１Ｂ上には、チャック１４３がガイドレール１４１Ｂに沿って移動自在に設けられている。

チャック１４２は、互いに対向する１対の板状部材１４２Ａを有し、この１対の板状部材１４２Ａは、図示しない機構により、開閉するようになっている。このような１対の板状部材１４２Ａは、その閉状態時には、カテーテル基材１００を芯線１０１ごと挟持・支持し、開状態時には、カテーテル基材１００の移動を許容する。

１対の板状部材１４２Ａを開閉するための前記機構は、流体（空気、水など）の圧力を用いて駆動するものであり、その駆動のための流体の供給を導入ポート１４２Ｂから受け、また、その排出を排出ポート１４２Ｃから行うようになっている。導入ポート１４２Ｂは、可撓性を有するチューブ（図示せず）を介して、ハウジング１３内に設けられた導入孔（図示せず）に接続されている。これと同様に、排出ポート１４２Ｃは、可撓性を有するチューブ（図示せず）を介して、ハウジング１３内に設けられた排出孔（図示せず）に接続されている。これらのチューブの長さおよびハウジング１３との取り付け位置は、チャック１４２の移動を許容するように設計されている。

チャック１４３も、チャック１４２と同様に構成されている。すなわち、チャック１４３は、互いに対向する１対の板状部材１４３Ａを有し、この１対の板状部材１４３Ａは、図示しない機構により、開閉するようになっている。このような１対の板状部材１４３Ａは、その閉状態時には、カテーテル基材１００を芯線１０１ごと挟持・支持し、開状態時には、カテーテル基材１００の移動を許容する。

１対の板状部材１４３Ａを開閉するための前記機構は、流体（空気、水など）の圧力を用いて駆動するものであり、その駆動のための流体の供給を導入ポート１４３Ｂから受け、また、その排出を排出ポート１４３Ｃから行うようになっている。導入ポート１４３Ｂは、可撓性を有するチューブ（図示せず）を介して、ハウジング１３内に設けられた導入孔（図示せず）に接続されている。これと同様に、排出ポート１４３Ｃは、可撓性を有するチューブ（図示せず）を介して、ハウジング１３内に設けられた排出孔（図示せず）に接続されている。これらのチューブの長さおよびハウジング１３との取り付け位置は、チャック１４３の移動を許容するように設計されている。

このようなチャック１４２を駆動する駆動機構１４４は、チャック１４２に固定されたモータ（図示せず）と、このモータの駆動により回転するスクリュー軸１４４Ａとを有している。スクリュー軸１４４Ａは、基台１４１上に固定された固定部１４４Ｂに螺合しており、スクリュー軸１４４Ａの回転により、チャック１４２をガイドレール１４１Ａに沿って移動させる。

これと同様に、チャック１４３を駆動する駆動機構１４５は、チャック１４３に固定されたモータ（図示せず）と、このモータの駆動により回転するスクリュー軸１４５Ａとを有している。スクリュー軸１４５Ａは、基台１４１上に固定された固定部１４５Ｂに螺合しており、スクリュー軸１４５Ａの回転により、チャック１４３をガイドレール１４１Ｂに沿って移動させる。

このような駆動機構１４４、１４５は、チャック１４２とチャック１４３とが互いに接離するように動作する。

ここで、以上説明したような延伸装置１の動作の一例を説明する。
まず、ハウジング１３内にカテーテル基材１００を挿通し、カテーテル基材１００の両端部をそれぞれチャック１４２、１４３により把持する。このとき、必要に応じて、ヒータ１５を作動させて、ハウジング１３を加熱しておく。

次に、排出ポート１３９のバルブを開状態とし、注入ポート１３７から流体を注入する。これにより、ハウジング１３内の空気が注入ポート１３７からの流体に置換される。

その後、排出ポート１３９のバルブを閉状態とし、注入ポート１３７からさらに流体を注入し、ハウジング１３内の圧力を流体の臨界圧力以上まで上昇させるとともに、ヒータ１５の作動により、ハウジング１３内の温度を流体の臨界温度以上に上昇させる。これにより、ハウジング１３内の流体が超臨界状態、すなわち超臨界流体となる。

ここで、超臨界流体は、臨界温度（Ｔｃ）以上および臨界圧力（Ｐｃ）以上に維持された流体であり、気体の性質と液体の性質との両方の性質を示し、気体のように拡散し易くかつ液体の溶解性を示す。本発明で使用し得る超臨界流体は、カテーテル基材１００の構成材料等に応じて適宜選択されるが、通常は、炭酸ガス（Ｔｃ＝３１．１℃、Ｐｃ＝７．３８ＭＰａ）またはこれを主とするガスが好ましい。また、その他の例として、亜酸化窒素（Ｔｃ＝３６．５℃、Ｐｃ＝７．２６ＭＰａ）、エタン（Ｔｃ＝３２．３℃、Ｐｃ＝４．８８ＭＰａ）、ヘリウム（Ｔｃ＝−２６７．９℃、Ｐｃ＝２．２６ＭＰａ）、水素（Ｔｃ＝−２３９．９℃、Ｐｃ＝１２．８ＭＰａ）、窒素（Ｔｃ＝−１４７．１、Ｐｃ＝３３．５ＭＰａ）等を用いることもできる。

特に炭酸ガスは、超高分子量ポリオレフィンに対する超臨界状態での溶解性、膨潤性が適度であり、安全性が高いので好ましい。

超臨界流体の温度および圧力は、諸条件に応じて適宜決定されるが、通常は、使用する超臨界流体の臨界温度（Ｔｃ）以上と臨界圧力（Ｐｃ）以上、好ましくはＴｃ〜Ｔｃ＋１００℃の範囲の温度、Ｐｃ〜Ｐｃ＋３０ＭＰａの範囲の圧力で使用される。また、ＴｃまたはＰｃのいずれか一方を若干下回る亜臨界状態であってもよい。

ハウジング１３の空間１３１における超臨界流体の温度および圧力は、それぞれ、３０℃以上、２ＭＰａ以上であるのが好ましく、１４０〜１７０℃、８〜１５ＭＰａであるのがより好ましい。これにより、超臨界流体がカテーテル基材１００により浸透しやすくなるため、カテーテル基材１００の可塑化に要する時間を短縮することができる。

このような超臨界流体の存在下、図６に示すように、チャック１４２とチャック１４３とを離間するように駆動する。これにより、カテーテル基材１００は、芯線１０１ごと、その長手方向に延伸される。

カテーテル基材１００の長手方向の延伸倍率および延伸速度は、駆動機構１４４、１４５のモータの回転量および回転速度により設定することができる。

また、カテーテル基材１００の長手方向の延伸倍率は、特に限定されないが、１．５〜１２倍であるのが好ましく、２〜８倍であるのがより好ましい。この延伸倍率が低すぎると、カテーテル基材１００の薄肉化が難しく、その結果、得られるカテーテルチューブ１００Ａの柔軟性が劣るものとなり（硬くなる）、また、高すぎると、カテーテル基材１００が薄くなりすぎ、十分な強度が確保できず、破損または破裂し易くなるおそれがある。

また、カテーテル基材１００の長手方向の延伸速度は、特に限定されないが、１〜１００ｍｍ／秒程度が好ましく、５〜３０ｍｍ／秒程度がより好ましい。延伸速度が速すぎると、カテーテル基材１００の層厚が不均一となるおそれがあり、また、遅すぎると製造時間が長くなる。

以上の操作により、カテーテル基材１００は、その外周面が超臨界流体と接触しつつ芯線１０１とともに延伸（長手方向に延伸）され、改質される。このとき、図７に示すように、カテーテル基材１００の外径が前記延伸によりＤ１からＤ２へ収縮する。また、カテーテル基材１００の内径、すなわち芯線１０１の外径が前記延伸によりｄ１からｄ２へ収縮する。

カテーテル基材１００を構成する超高分子量ポリオレフィンは、ラメラ構造（縞状の層）をなしており、ラメラ層間に非晶質領域が存在するが、超高分子量ポリオレフィン中の主に非晶質領域中に超臨界流体（例えば炭酸ガス）が浸透し、後述する冷却によって多数の微小な気泡が形成され、可塑化（軟質化）される。これにより、延伸と相まって、超高分子量ポリオレフィンに柔軟性が付与される。

芯線１０１の構成材料は、特に限定されないが、銅、鉄、ステンレス、スズ、銀などの金属を好適に用いることができる。より具体的には、芯線１０１は、銅、鉄、ステンレス、銀などの金属で構成された線材、また、スズメッキ銅線、銀メッキ銅線のような線材を用いることができる。

また、前述したような超臨界流体の存在下での延伸時には、カテーテル基材１００の内周面は、芯線１０１の外周に押し付けられるように接触するため、構成材料である超高分子量ポリオレフィンが緻密化する。

このとき、芯線１０１がカテーテル基材１００の構成材料（超高分子量ポリオレフィン）の融点以上の温度に加熱されているのが好ましい。これにより、カテーテル基材１００の内周面が芯線１０１の外周面に接触して加熱され、当該内周面付近は、構成材料（超高分子量ポリオレフィン）が溶融、固化され、より確実に緻密化する。その結果、得られたカテーテル本体１７０の内周面は、緻密化した薄層が形成されたものとなり、滑性・耐摩耗性・耐薬品性が向上する。

この場合、芯線１０１の加熱は、特に限定されないが、例えば、芯線１０１が金属で構成されている場合には、ハウジング１３内の芯線１０１の両端に電圧を印加することにより行うことができ、また、誘導加熱により行うこともできる。また、芯線１０１の加熱は、カテーテル基材１００の延伸と同時に行ってもよいし、カテーテル基材１００の延伸後に行ってもよい。また、芯線１０１の加熱は、カテーテル基材１００の延伸後に行う場合は、ハウジング１３内で行ってよいし、ハウジング１３の外部で行ってもよい。

また、カテーテル本体１７０の内周面が緻密化されることにより、カテーテル本体１７０を透過する気体の透過率が下がる。そのため、例えば、カテーテル本体１７０をバルーンカテーテルに用いた場合、バルーンの内圧を上昇させたとき、カテーテル本体１７０を透過して外部へ漏れ出す気体の量を低減することができるという効果もある。また、カテーテル本体１７０内に薬液などの液体を導入したときに、液体がカテーテル本体１７０に染み込むのを防止することができる。また、カテーテル本体１７０の内周面にフッ素樹脂等のコーティングを施すことなく、ガイドワイヤなどをカテーテル本体１７０内に挿通したときの挿通抵抗を低減することができる。そのため、カテーテル本体１７０の外径を小径化しつつ内径をできるだけ大きくすることができる（すなわち薄肉化を図ることができる）。

前述したような延伸動作の後、冷却管１６の一端部１６１より冷媒を供給し、冷却管１６内を流通させた後、他端部１６２より排出して、ヒータ１５等を介してハウジング１３を例えば常温付近まで冷却する。また、これとほぼ同時に、排出ポート１３９のバルブを開き、ハウジング１３の空間１３１を大気圧に復帰させる。

このような操作により、カテーテル基材１００が冷却され、構成材料中に浸透していた超臨界流体による多数の微小な気泡が形成される。これにより、柔軟性が得られる。また、前述したように、カテーテル基材１００の内表層は、緻密化されている。

冷却後、チャック１４２、１４３を開状態とし、延伸されたカテーテルチューブ１００Ａ（すなわちカテーテル本体１７０）および芯線１０１を下流側へ送り、次の動作に備える。

一方、延伸装置１から排出されたカテーテルチューブ１００Ａは、その後、芯線１０１が除去されて、カテーテル本体１７０として用いられる。

芯線１０１の除去方法としては、特に限定されないが、芯線１０１のみを延伸させてその外径を収縮させると、芯線１０１を容易に除去することができる。芯線１０１の外径の収縮は、ボビン１０に巻き取られる前でも後でもよい。

以上説明したような動作を繰り返すことにより、連続的にカテーテル基材１００を延伸して、カテーテル本体１７０に用いるカテーテルチューブを製造することができる。

カテーテル基材１００は、超高分子量ポリオレフィンで構成されているため、カテーテル本体１７０に成形した際、耐衝撃性に優れ、また表面の自己潤滑性にも優れる他、耐薬品性も優れている。本来、超高分子量ポリオレフィン自体は、高強度ではあるが柔軟性に乏しい材料である。しかし、本発明では、この超高分子量ポリオレフィンに超臨界流体を接触させて改質させつつ所定方向に延伸することにより、カテーテルの機械的強度を損なうことなく優れた柔軟性を付与することができ、適度な非伸展性（コンプライアンス）を持たせることができる。

また、超高分子量ポリオレフィンは、比較的融点（軟化点）が低く、高温の加熱を行うことなく容易に成形できるという利点がある。すなわち、超高分子量ポリオレフィンで構成された層（カテーテル基材１００）を超臨界流体の存在下で延伸することは比較的安価な装置を用いて行うことが可能である。

本発明に用いることができる超高分子量ポリオレフィンは、平均分子量１００万以上のポリオレフィンである。このような超高分子量ポリオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテンなどのモノオレフィン炭化水素化合物、また、１，３−ブタジエン、２−メチル−２，４−ペンタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２，４−ヘキサジエン、３−メチル−２，４−ヘキサジエン、１，３−ペンタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエンなどの共役ジエン系炭化水素化合物、さらに、１，４−ペンタジエン、１，５−ヘキサジエン、１，６−ヘプタジエン、１，７−オクタジエン、２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、５−メチル−１，４−ヘキサジエン、４−エチル−１，４−ヘキサジエン、４，５−ジメチル−１，４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘプタジエン、４−エチル−１，４−ヘプタジエン、５−メチル−１，４−ヘプタジエン、４−エチル−１，４−オクタジエン、４−ｎ−プロピル−１，４−デカジエンなどの非共役ジエン系炭化水素化合物、また、１，３，５−ヘキサトリエン、１，３，５，７−オクタテトラエン、２−ビニル−１，３−ブタジエンなどの共役ポリエン系炭化水素化合物、さらに、スクアレンなどの非共役ポリエン系炭化水素化合物、また、その他、ジビニルベンゼン、ビニルノルボルネンなどのように分子内に少なくとも２個の不飽和結合（好ましくは二重結合）を有する炭化水素化合物の単独重合体あるいは共重合体が挙げられる。この中でも、特に、超高分子量ポリオレフィンとしては、超高分子量ポリエチレンが好ましい。

そして、この超高分子量ポリエチレンとしては、平均分子量２００万〜１０００万程度のものが好ましく、平均分子量２５０万〜６００万程度のものがより好ましい。このような超高分子量ポリエチレンを用いることにより、耐衝撃性および加工性がより向上する。

また、カテーテル基材１００の構成材料の上記以外のものとしては、例えば、フッ素系樹脂、ポリウレタンなどが挙げられる。これらの高分子材料のうちの少なくとも１種と、前述した超高分子量ポリオレフィンとの共重合体や、ポリマーブレンド、ポリマーアロイも、カテーテル基材１００の構成材料として用いることができる。

また、カテーテル基材１００の内周面の乾式動摩擦係数は０．０１〜０．４であるのが好ましく、０．０７〜０．２２であるのがより好ましい。これにより、ガイドワイヤの滑りが向上する。

以上のような製造方法によれば、柔軟性に富み、厚さが薄くても高強度で耐衝撃性に優れており、また、自己潤滑性を有し、寸法安定性に優れたカテーテルが得られる。特に、カテーテル基材１００を超臨界流体の存在下で延伸することにより、カテーテル基材１００の構成材料に劣化、分解、破壊等の悪影響を与えるような厳しい条件で加工をすることなく、比較的低温（カテーテル基材の構成材料の融点付近の温度で）、低圧で成形することができるため、カテーテル基材１００の構成材料が本来持っている特性を生かしたカテーテルを得ることができる。そして、低温、低圧での成形が可能であるということは、延伸装置（成形装置）の構成を簡素化したり、延伸条件（成形条件）を緩和したりすることに寄与するので、カテーテルをより容易に、短時間で製造することができ、製造コストも安価となるという利点がある。

また、カテーテル基材１００の内周面を芯線１０１の外周面に接触させながら延伸を行うことにより、得られるカテーテル本体１７０の内周面付近は超臨界流体との接触による改質で発生した気泡を消失または減少させた緻密層を成形することができ、その結果、カテーテル基材１００の構成材料自体が本来持っている特性（特に、自己潤滑性）が十分に発揮され、カテーテルの内面における滑性・耐摩耗性・耐薬品性を極めて優れたものとする。さらに、カテーテル本体１７０の気体透過性も低減し、例えば、カテーテル本体１７０をバルーンカテーテルとして用いた場合、バルーンを拡張するための気体の透過による漏れもより確実に防止される。

また、本発明により製造されたカテーテル本体１７０は、柔軟性を有しつつも、高強度で耐衝撃性に優れており、極めて小径および薄肉なものとすることができる。そのため、カテーテルの適用範囲（症例）が広がるという利点がある。

なお、前述した実施形態では、カテーテル基材１００が単層で構成されているものについて説明したが、カテーテル基材１００は複数の層の積層体で構成することもできる。

ここで、カテーテル基材１００として、複数の層の積層体を用いる場合を説明する。このような場合、例えば、次のようなものが挙げられる。

１．２層積層体
内層として超高分子量ポリオレフィン、外層として、他の高分子材料を用いたもの。あるいは、外層として超高分子量ポリオレフィン、内層として、他の高分子材料を用いたもの。

２．３層積層体
内層および外層として超高分子量ポリオレフィン、中間層として、他の高分子材料を用いたもの。外層および中間層として超高分子量ポリオレフィン、内層として、他の高分子材料を用いたもの。外層として超高分子量ポリオレフィン、内層および中間層として、他の高分子材料を用いたもの。

上記１．２．において、他の高分子材料としては、例えば、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー等の各種熱可塑性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。

このように、カテーテル基材１００（それより成形されたカテーテル本体１７０）を複数の層の積層体で構成した場合、各層の利点を併有することができるという効果がある。特に、柔軟性の高い材質の層を内層、外層または中間層としてを用いることにより、カテーテル本体１７０全体の柔軟性をより向上させることができ、気体不透過性に優れた層を内層、外層または中間層としてを用いることにより、カテーテル本体１７０の気体不透過性を高めることができる。

また、前述した実施形態にかかる製造方法では、カテーテル基材１００を芯線１０１上に形成した状態で延伸した例を説明したが、芯線１０１を用いずにカテーテル基材１００を単独で延伸してもよい。

また、前述した実施形態では延伸機構１４を用いてカテーテル基材１００の延伸を行ったが、張力調整機２、３や引き取り機４、５によりハウジング１３に対して上流側と下流側とでカテーテル基材１００の搬送速度に速度差を生じさせることにより、カテーテル基材１００を延伸してもよい。この場合、カテーテル基材１００に常にテンションをかけることができ、連続的にカテーテル基材１００を延伸することができる。また、延伸機構１４が不要となるので、カテーテルチューブ製造装置の簡単化・低コスト化を図ることができる。

また、前述した実施形態では、カテーテル本体１７０の外周面付近が多孔質で構成されているものを説明したが、図８に示すカテーテル本体１７０Ａのように、カテーテル本体１７０Ａの外周面付近にも緻密質な領域（図８における符号１７３）が設けられていてもよい。なお、図８において、図２と同様の構成に関しては、同一符号を付している。

この場合、前述したような親水性材料のコーティングを行わなくても、カテーテル本体１７０の外表面の摩擦（摺動抵抗）が低減し、血管等の体腔内や、シース、ガイディングカテーテル等の器具内でカテーテル本体１７０の摺動性が向上する。従って、カテーテル１６０の進退や回転等の操作の際の操作性が向上する。

このようにカテーテル本体１７０Ａの外周面付近に緻密質な領域を形成するには、図３にて延伸装置１の下流側に、延伸後のカテーテルチューブ１００Ａの外周面のみをその融点以上に加熱する加熱装置を設ければよい。この加熱装置は、例えば、加熱された管路を有し、その管路内に、延伸後のカテーテルチューブ１００Ａの外周面を接触させながら挿通させ、カテーテルチューブ１００Ａの外周面のみをその融点以上に加熱する。

以下、本発明を具体的実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
（実施例１）
まず、平均分子量が約３３０万、融点が１３６℃の超高分子量ポリエチレン（三井石油化学社製、商品名：HIZEX MILLION）をエクストルーダーで押し出すとともに、外径２．０ｍｍの金属製の芯線を前記エクストルーダーのダイに通すことにより、超高分子量ポリエチレンを芯線上に肉厚０．１ｍｍで被覆した。すなわち、芯線上に、内径２．０ｍｍ、外径２．２ｍｍのチューブ状のカテーテル基材に成形した。

そして、図４に示す構造の延伸装置にカテーテル基材に挿通し、延伸装置のヒータを作動して、ハウジング内の温度を１６０℃に加温し、その状態で、ハウジング内に二酸化炭素を注入し、ハウジング内の空気を二酸化炭素に置換した。

さらに、二酸化炭素をハウジング内に注入して、ハウジング内の圧力を８Ｍｐａまで高め、その状態で、カテーテル基材をその長手方向に芯線ごと延伸した。このとき、カテーテル基材の長手方向での延伸速度は、８ｍｍ／秒であり、カテーテル基材の長手方向の延伸倍率は、３倍であった。

次いで、ハウジング内をゆっくりと常圧に戻しながら二酸化炭素を空気にゆっくりと置換するとともに、冷却管に水を流して、ハウジング内を常温まで冷却した。

その後、延伸されたカテーテル基材を芯線ごと延伸装置から取り出し、芯線のみを延伸し、芯線を除去し。カテーテルチューブを得た。このカテーテルチューブは、外径１．７ｍｍ、肉厚０．０４ｍｍであった。また、このカテーテルチューブの外周側には、微細な空孔が多数形成され、内周面付近には、このような空孔が形成されておらず、緻密な領域となっていた。

また、得られたカテーテルチューブにおいて、カテーテルチューブの肉厚ｔ０と、緻密質な領域の厚さｔ１の比ｔ１／ｔ０は、０．２５であった。

（実施例２）
カテーテル基材を長手方向に延伸する際、延伸速度を２０ｍｍ／秒とし、延伸倍率を３．５倍とした以外は実施例１と同様にしてカテーテルチューブを製造した。

得られたカテーテルチューブは、外径１．５ｍｍ、肉厚０．０３ｍｍであった。また、得られたカテーテルチューブにおいて、カテーテルチューブの肉厚ｔ０と、緻密質な領域の厚さｔ１の比ｔ１／ｔ０は、０．１６であった。

（実施例３）
３層積層体によるカテーテル基材を用いた以外は実施例１と同様にしてカテーテルチューブを製造した。カテーテル基材の内層および外層には、それぞれ実施例１と同様の超高分子量ポリエチレンを用い、中間層には、ポリアミドエラストマーを用いた。これら３層を共押出して積層した。また、カテーテル基材は、その内層の肉厚０．０５ｍｍ、外層の肉厚０．０８ｍｍ、中間層の肉厚０．１２ｍｍであった。

得られたカテーテルチューブは、外径１．８ｍｍ、肉厚０．１ｍｍであった。
また、得られたカテーテルチューブにおいて、カテーテルチューブの肉厚ｔ０と、緻密質な領域の厚さｔ１の比ｔ１／ｔ０は、０．４３であった。

（比較例１）
カテーテル基材の構成材料をポリエチレンテレフタレートとした以外には実施例１と同様にしてカテーテルチューブを製造した。また、得られたカテーテルチューブは、外径１．５ｍｍ、肉厚０．０３ｍｍであった。

（比較例２）
カテーテル基材と超臨界流体との接触を省略した以外は実施例１と同様にしてカテーテルチューブを製造した。得られたカテーテルチューブは、外径１．７ｍｍ、肉厚０．０４ｍｍであった。

（比較例３）
カテーテル基材の構成材料をポリアミド（ナイロン６６）とした以外には実施例１と同様にしてカテーテルチューブを製造した。得られたカテーテルチューブは、外径１．８ｍｍ、肉厚０．０６ｍｍであった。

１．柔軟性
カテーテルチューブの曲げ弾性率を測定した。曲げ弾性率の測定は、ＪＩＳＫ７２０３に準じて行い、次の４段階で評価した。
◎：０．０１〜０．２０ｋｇｆ／ｃｍ^２
○：０．２１〜０．４０ｋｇｆ／ｃｍ^２
△：０．４１〜０．６０ｋｇｆ／ｃｍ^２
×：０．６１ｋｇｆ／ｃｍ^２以上

２．強度、耐衝撃性
アイゾット衝撃試験（ＡＳＴＭＤ２５６に準拠）を行い、各カテーテルチューブのアイゾット衝撃値を測定した。

３．自己潤滑性
各カテーテルチューブの内表面について摩擦係数を測定し（ＡＳＴＭＤ１８９４に準拠）、その平均値を求めた。

表１に示すように、実施例１〜３のカテーテルチューブは、いずれも、柔軟性に富み、膜厚が薄くても強度および耐衝撃性が高く、内表面が低摩擦係数で自己潤滑性を有している。

これに対し、比較例１のカテーテルチューブは、耐衝撃性、自己潤滑性が劣り、比較例２のカテーテルチューブは、柔軟性が劣り、比較例３のカテーテルチューブは、耐衝撃性、自己潤滑性が劣っている。

本発明のカテーテルの一実施形態を好適に示す斜視図である。図１に示すカテーテルの備えられたカテーテル本体（カテーテルチューブ）を示す横断面図である。本発明のカテーテルの製造方法に用いるカテーテルチューブ製造装置の概略構成を示す模式図である。図３の製造装置に備えられた延伸装置の構成例を示す縦断面図である。図４に示す延伸装置に備えられた延伸機構を示す斜視図である。図５に示す延伸機構の延伸動作を説明するための図である。図４に示す延伸装置の延伸によるカテーテル基材の変化を示す図である。本発明のカテーテルの他の実施形態を示す横断面図である。

符号の説明

１延伸装置
１１温度圧力調整機
１２供給源
１３ハウジング
１３１空間
１３２空間
１３３空間
１３４シール部材
１３５シール部材
１３６流路
１３７導入ポート
１３８流路
１３９排出ポート
１４延伸機構
１４１基台
１４１Ａガイドレール
１４１Ｂガイドレール
１４２チャック
１４２Ａ１対の板状部材
１４２Ｂ導入ポート
１４２Ｃ排出ポート
１４３チャック
１４３Ａ１対の板状部材
１４３Ｂ導入ポート
１４３Ｃ排出ポート
１４４駆動機構
１４４Ａスクリュー軸
１４５駆動機構
１４５Ａスクリュー軸
１５ヒータ
１６冷却管
１６１一端部
１６２他端部
２張力調整機
３張力調整機
４引き取り機
５引き取り機
６冷却槽
７エクストルーダー
７１ダイ
８ボビン
９張力調整機
１０ボビン
１００カテーテル基材
１００Ａカテーテルチューブ
１０１芯線
１６０カテーテル
１７０カテーテル本体
１７０Ａカテーテル本体
１７３緻密質な領域
１８０ハブ
１８１ポート

Claims

芯線の外周に超高分子量ポリオレフィンで構成された層を形成する工程と、
超臨界流体の存在下で、前記超高分子量ポリオレフィンで構成された層の少なくとも一部を前記芯線ごと長手方向に延伸する工程と、
前記超高分子量ポリオレフィンの層の少なくとも前記延伸された部位における内周面を加熱、溶融して、実質的に気泡を含有しない緻密質な領域を形成する工程と、
前記芯線を除去する工程とを有することを特徴とするカテーテルの製造方法。
前記加熱は、前記芯線を前記超高分子量ポリオレフィンの融点以上の温度に加熱することにより行われる請求項１に記載のカテーテルの製造方法。
前記超高分子量ポリオレフィンで構成された層の外周面に接触する前記超臨界流体の温度および圧力は、それぞれ、３０℃以上、２ＭＰａ以上である請求項１または２に記載のカテーテルの製造方法。
前記延伸は、その延伸倍率を少なくとも１回変更するかまたは連続的に変更する請求項１ないし３のいずれかに記載のカテーテルの製造方法。