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技術 操作可能なカテーテルシステムの関節シャフトおよび作製方法

出願人 クレガナ・アンリミテッド・カンパニー
発明者 マルドゥーン,ダミアンマクダーモット,バーナード
出願日 2020年12月14日 (11ヶ月経過) 出願番号 2020-206417
公開日 2021年6月24日 (5ヶ月経過) 公開番号 2021-094394
状態 未査定
技術分野 媒体導出入付与装置
主要キーワード ワイヤ支持部材 スマート材料 印刷部品 長手中心軸 密閉接続 中心長手方向軸 補強棒 刺激応答性材料
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2021年6月24日)のものです。
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図面 (10)

課題

血管内治療システムを用いる低侵襲処置使用可能であり得る、操作可能なカテーテルシステム関節シャフトにおいて、3D印刷を使用して、密閉されたルーメンを維持しながら、関節運動を可能にするために必要な機構を実現する、そのようなシャフトを作製する方法を提供する。

解決手段

シャフト100は、管状本体と、少なくとも1つの作動ワイヤを支持するための複数のワイヤ支持要素110とを備える。管状本体は、長手中心軸を有し、かつ遠位開口部および近位開口部を持つ少なくとも1つの密閉されたルーメン106を有する。ワイヤ支持要素の各々は、作動ワイヤを受けるための少なくとも1つの貫通開口部112を含み、2つの隣接するワイヤ支持要素は、スロット118により互いに軸方向に分離され、本体とワイヤ支持要素とが単一部品から一体形成されている。

概要

背景

血管内医療処置は、比較的小さいアクセス切開しか必要とせずに、患者体内の様々な位置で治療の実施を可能にする。血管内処置により、例えば、開心術心臓切開手術)が不要になり、開心処置(心臓切開処置)に関連するリスクを減らし、コストおよび時間を削減することができる。また、血管内処置により、回復時間を早め、関連するコストおよび合併症のリスクを減らすことができる。従来の開心術と比べて処置時間および回復時間ならびにコストを大幅に削減する血管内処置の例として、人工弁または弁修復デバイスを患者の血管系を通して心臓へ導く、心臓弁置換処置または心臓弁修復処置が挙げられる。例えば、カテーテルを患者の血管系に挿入して、下大静脈誘導する。その後、カテーテルに対して長手方向に力を加えることにより、カテーテルを下大静脈に通して心臓へ送る。カテーテルは、下大静脈から心臓に入ると、右心房に入る。
伸張ケーブルによって実現可能な1つまたは複数の偏向機構、またはカテーテル内に位置する他の機構によって、カテーテルの遠位端を偏向させることができる。カテーテルの遠位端の正確な制御により、医療デバイスおよび/または移植片のより確実かつ迅速な位置決め、ならびに処置におけるその他の改良が可能になる。カテーテルは、構造的な心臓の適用とは別に、神経血管処置、冠動脈処置、構造的心臓処置、末梢血管処置、または胃腸への適用などの内視鏡処置のような低侵襲処置にも使用される。

医療デバイスの正しい位置決めが確実に行われるように、血管内送達デバイスを正確に配置する必要がある。これは、医療デバイスを送達ステムから完全に配備した後にその位置を変えることは困難であり得るため、医療デバイスの機能性に必須である。加えて、カテーテルは、近位部分またはカテーテルハンドルの同等の動きによってカテーテルの遠位端の向きを変える、または遠位端を回転させることができなければならない。これは、シャフトの長さに沿ったトルク伝達によって実現される。例えば、1回の操作により解剖学的困難を越える。同時に、カテーテルの一部をカテーテルの残りの部分から独立して動かすことができなければならない。カテーテルシャフトの設計は、湾曲の形成、偏向の角度、および操作性のレベルを決定する重要な要因である。材料の選択によって、押込み性トルク、および可撓性のレベルが決まり、カテーテルをその長さに沿って様々な手段により操作して、所望の結果を実現することができる。

医療デバイスの正しい位置決めが確実に行われるように、カテーテルシャフトを正確に配置する必要がある。ガイドワイヤ、カテーテル、流体、およびガスを通すための複数のルーメンをカテーテル内に形成することができる。ルーメンの数は、材料および断面積によって決まる。ルーメンを、ユーザの要求を満たすように形成することができる。補強棒(またはワイヤ)およびプルワイヤをルーメンに挿入することができる。通常、コアルーメンが、医療デバイスを含むカテーテルを受けるように設けられる。医療デバイスを保護するために、そのようなコアルーメンを密閉する必要がある。

単一のルーメンシャフトまたは複数のルーメンシャフトを使用し、編組層コイル層などの層をその上に配置して、トルク性および偏向を強化することが知られている。補強棒およびプルワイヤを編組みプロセス中にその場に配置することができる。ワイヤ高さの厚さ(thickness of wire height)が変化することにより編組補強層対称でなくなるため、カテーテルシャフトの長さにわたってトルク性能が最適ではなくなり、しばしば低下する。加えて、補強ワイヤまたはプルワイヤをルーメンに組み込むことに関連する問題が作製中に生じることがあり、さらに、追加の編組層を組み立てるために、複雑な編組機を設置しなければならず、作製コストが増加する。

概要

血管内治療システムを用いる低侵襲処置で使用可能であり得る、操作可能なカテーテルシステム関節シャフトにおいて、3D印刷を使用して、密閉されたルーメンを維持しながら、関節運動を可能にするために必要な機構を実現する、そのようなシャフトを作製する方法を提供する。シャフト100は、管状本体と、少なくとも1つの作動ワイヤを支持するための複数のワイヤ支持要素110とを備える。管状本体は、長手中心軸を有し、かつ遠位開口部および近位開口部を持つ少なくとも1つの密閉されたルーメン106を有する。ワイヤ支持要素の各々は、作動ワイヤを受けるための少なくとも1つの貫通開口部112を含み、2つの隣接するワイヤ支持要素は、スロット118により互いに軸方向に分離され、本体とワイヤ支持要素とが単一部品から一体形成されている。

目的

本発明は、操作可能なカテーテルシステムの関節シャフトであって、長手中心軸を有し、かつ遠位開口部および近位開口部を持つ少なくとも1つの密閉された、すなわち半径方向に閉じたルーメンを有する管状本体と、少なくとも1つの作動ワイヤを支持するための複数のワイヤ支持要素とを備える関節シャフトを提供する

効果

実績

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請求項1

操作可能なカテーテルシステム関節シャフト(100、200)であって、前記関節シャフト(100、200)は、-長手中心軸(130)を有し、かつ遠位開口部および近位開口部を持つ少なくとも1つの密閉されたルーメン(106、206)を有する管状本体(114、214)と、-少なくとも1つの作動ワイヤを支持するための複数のワイヤ支持要素(110、210)と、を備え、前記複数のワイヤ支持要素(110、210)の各々は、前記作動ワイヤを受けるための少なくとも1つの貫通開口部(112、212)を含み、2つの隣接する前記ワイヤ支持要素(110、210)は、スロット(118、218)により互いに軸方向に分離され、前記管状本体(114、214)と前記ワイヤ支持要素(110、210)とが単一部品から一体形成されている、関節シャフト。

請求項2

前記スロット(118、218)は、前記管状本体(114、214)の周り半径方向に少なくとも45°延びる、請求項1に記載の関節シャフト。

請求項3

前記ワイヤ支持要素(110、210)のそれぞれは、間隙(116、216)により前記管状本体(114、214)から分離されている少なくとも1つのブラケットを含み、前記貫通開口部(112、212)は前記ブラケットに配置されている、請求項1または2に記載の関節シャフト。

請求項4

前記関節シャフト(200)は、長手方向軸に沿って軸方向に延び、かつ第1の貫通開口部(212)を有する、前記ワイヤ支持要素(210、211)の第1の列と、前記長手方向軸に沿って軸方向に延び、かつ第2の貫通開口部(213)を有する、前記ワイヤ支持要素(210、211)の第2の列とを、備え、前記第1の列および前記第2の列は半径方向に互いに反対側に配置され、前記第1の貫通開口部(212)は前記第2の貫通開口部(213)とは反対側に整列されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の関節シャフト。

請求項5

前記関節シャフト(100、200)は円形の半径方向外形を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の関節シャフト。

請求項6

閉じた前記ルーメン(206)は、前記シャフト(200)の前記円形の半径方向外形内に同心に配置されている、請求項5に記載の関節シャフト。

請求項7

閉じた前記ルーメン(106)は、その中心軸(128)が前記シャフト(100)の前記長手中心軸(130)から離間している状態で、前記シャフト(100)の前記円形の半径方向外形内に配置されている、請求項5に記載の関節シャフト。

請求項8

前記関節シャフト(100、200)は、3D印刷された生体適合性材料から作製されている、請求項1から7のいずれか一項に記載の関節シャフト。

請求項9

前記関節シャフト(100、200)は、補強ワイヤを受けるための少なくとも1つの補強ルーメン(120)をさらに備える、請求項1から8のいずれか一項に記載の関節シャフト。

請求項10

前記補強ルーメン(120)は、前記スロットの周辺領域によって分割されている、請求項9に記載の関節シャフト。

請求項11

操作可能なカテーテルシステムのシャフト(100、200)を作製する方法であって、遠位開口部および近位開口部を持つ少なくとも1つの閉じたルーメン(106、206)を有する管状本体(114、214)に、長手中心軸(130)を設けるステップと、少なくとも1つの作動ワイヤを支持するための複数のワイヤ支持要素(110、210)を作製するステップとを含み、前記複数のワイヤ支持要素(110、210)の各々は、前記作動ワイヤを受けるための少なくとも1つの貫通開口部(112、212)を含み、2つの隣接する前記ワイヤ支持要素(110、210)は、スロット(118、218)により互いに軸方向に分離され、前記管状本体(114、214)と前記ワイヤ支持要素(110、210)とが単一部品から一体形成されている、方法。

請求項12

前記シャフト(100、200)は3D印刷プロセスによって作製されている、請求項11に記載の方法。

請求項13

前記シャフト(100、200)は押出プロセスによって作製されている、請求項11または12に記載の方法。

請求項14

前記シャフト(100、200)は、ショアA30〜ショアA70の範囲のデュロメータを有する材料から3D印刷されている、請求項11から13のいずれか一項に記載の方法。

請求項15

前記シャフト(100、200)は、ショアA35〜ショアA40の範囲のデュロメータを有するポリマー材料から3D印刷されている、請求項14に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、例えば血管内治療システムを用いる低侵襲処置使用可能であり得る、操作可能なカテーテルシステム関節シャフトに関する。本発明はまた、そのようなシャフトを作製する方法に関する。

背景技術

0002

血管内医療処置は、比較的小さいアクセス切開しか必要とせずに、患者体内の様々な位置で治療の実施を可能にする。血管内処置により、例えば、開心術心臓切開手術)が不要になり、開心処置(心臓切開処置)に関連するリスクを減らし、コストおよび時間を削減することができる。また、血管内処置により、回復時間を早め、関連するコストおよび合併症のリスクを減らすことができる。従来の開心術と比べて処置時間および回復時間ならびにコストを大幅に削減する血管内処置の例として、人工弁または弁修復デバイスを患者の血管系を通して心臓へ導く、心臓弁置換処置または心臓弁修復処置が挙げられる。例えば、カテーテルを患者の血管系に挿入して、下大静脈誘導する。その後、カテーテルに対して長手方向に力を加えることにより、カテーテルを下大静脈に通して心臓へ送る。カテーテルは、下大静脈から心臓に入ると、右心房に入る。
伸張ケーブルによって実現可能な1つまたは複数の偏向機構、またはカテーテル内に位置する他の機構によって、カテーテルの遠位端を偏向させることができる。カテーテルの遠位端の正確な制御により、医療デバイスおよび/または移植片のより確実かつ迅速な位置決め、ならびに処置におけるその他の改良が可能になる。カテーテルは、構造的な心臓の適用とは別に、神経血管処置、冠動脈処置、構造的心臓処置、末梢血管処置、または胃腸への適用などの内視鏡処置のような低侵襲処置にも使用される。

0003

医療デバイスの正しい位置決めが確実に行われるように、血管内送達デバイスを正確に配置する必要がある。これは、医療デバイスを送達ステムから完全に配備した後にその位置を変えることは困難であり得るため、医療デバイスの機能性に必須である。加えて、カテーテルは、近位部分またはカテーテルハンドルの同等の動きによってカテーテルの遠位端の向きを変える、または遠位端を回転させることができなければならない。これは、シャフトの長さに沿ったトルク伝達によって実現される。例えば、1回の操作により解剖学的困難を越える。同時に、カテーテルの一部をカテーテルの残りの部分から独立して動かすことができなければならない。カテーテルシャフトの設計は、湾曲の形成、偏向の角度、および操作性のレベルを決定する重要な要因である。材料の選択によって、押込み性トルク、および可撓性のレベルが決まり、カテーテルをその長さに沿って様々な手段により操作して、所望の結果を実現することができる。

0004

医療デバイスの正しい位置決めが確実に行われるように、カテーテルシャフトを正確に配置する必要がある。ガイドワイヤ、カテーテル、流体、およびガスを通すための複数のルーメンをカテーテル内に形成することができる。ルーメンの数は、材料および断面積によって決まる。ルーメンを、ユーザの要求を満たすように形成することができる。補強棒(またはワイヤ)およびプルワイヤをルーメンに挿入することができる。通常、コアルーメンが、医療デバイスを含むカテーテルを受けるように設けられる。医療デバイスを保護するために、そのようなコアルーメンを密閉する必要がある。

0005

単一のルーメンシャフトまたは複数のルーメンシャフトを使用し、編組層コイル層などの層をその上に配置して、トルク性および偏向を強化することが知られている。補強棒およびプルワイヤを編組みプロセス中にその場に配置することができる。ワイヤ高さの厚さ(thickness of wire height)が変化することにより編組補強層対称でなくなるため、カテーテルシャフトの長さにわたってトルク性能が最適ではなくなり、しばしば低下する。加えて、補強ワイヤまたはプルワイヤをルーメンに組み込むことに関連する問題が作製中に生じることがあり、さらに、追加の編組層を組み立てるために、複雑な編組機を設置しなければならず、作製コストが増加する。

発明が解決しようとする課題

0006

改良された機械的特性を有し、コアルーメンの密閉を可能にし、同時に作製プロセスを改良して製造コストを削減する関節シャフトが依然として必要である。

課題を解決するための手段

0007

この目的は、独立請求項の主題によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。

0008

本発明は、操作可能なカテーテルの関節シャフトを一体部品として作製することにより、カテーテルを挿入するための中心ルーメンがシャフトの全長に沿って完全に密閉されるようにするという考えに基づく。中心ルーメンを「メインルーメン」または「コアルーメン」と呼ぶこともできる。シャフトの操作を可能にするために、少なくとも1つの操作ワイヤ(以下で「プルワイヤ」または「作動ワイヤ」とも呼ぶ)を、ワイヤ支持要素に設けられた複数の整列した開口部により形成されている操作ワイヤルーメンに挿入することができる。これらのワイヤ支持要素は、スロットにより互いに分離されて、シャフトが容易に曲げられるようになっている。これらのスロットを「切欠き」と呼ぶこともできる。シャフトの外壁がそのような切欠きを含むことにより、シャフトをこの側で収縮させ曲げることができる。

0009

特に、本発明は、操作可能なカテーテルシステムの関節シャフトであって、長手中心軸を有し、かつ遠位開口部および近位開口部を持つ少なくとも1つの密閉された、すなわち半径方向に閉じたルーメンを有する管状本体と、少なくとも1つの作動ワイヤを支持するための複数のワイヤ支持要素とを備える関節シャフトを提供する。ワイヤ支持要素の各々は、作動ワイヤを受けるための少なくとも1つの貫通開口部を含み、2つの隣接するワイヤ支持要素は、スロットにより互いに軸方向に分離され、本体とワイヤ支持要素とは単一部品から一体形成されている。

0010

この解決策の利点は、追加のカバーまたはシースなしでコアルーメンの密閉を容易に実現することができるということからわかる。さらに、シャフトの一体設計により組立プロセスが容易になる。

0011

本発明の有利な実施形態によれば、スロットは、本体の周りで半径方向に少なくとも45°延びる。したがって、シャフトの十分に大きい部分が、操作プロセスを容易にするのに十分な柔軟性を有する。例えば、各スロットを、シャフトの周囲の約半分に沿って延びるように設けることができる。各スロットは、シャフトの周囲に沿ったスロットの周辺領域に向かって、深さが半径方向に徐々に減少していてもよい。この設計により、シャフトを曲げるときに最適な力分布が可能になる。

0012

作動ワイヤにより生じる曲げのためのシャフトの可撓性をさらに高めるために、各ワイヤ支持部材を、間隙により本体から分離されている少なくとも1つのブラケットを含むように形成することができ、貫通開口部はこのブラケットに配置されている。ブラケットは、シャフトの断面および中心長手方向軸に直角に交差する鏡面に対して対称に形成されることが有利である。特に、貫通開口部は、ブラケットの中央に配置されることが有利である。

0013

方向操作システム、すなわち、シャフトを2つの異なる方向、好ましくは反対方向に引く2つのプルワイヤを用いたシャフトの使用を可能にするために、シャフトは、長手方向軸に沿って軸方向に延び、かつ第1の貫通開口部および第2の貫通開口部をそれぞれ有する、ワイヤ支持要素の第1の列および第2の列を備えることができ、第1の列および第2の列は半径方向に互いに反対側に配置され、第1の貫通開口部は第2の貫通開口部とは反対側に整列されている。ここでも、ワイヤ支持部材を、貫通開口部と本体との間に間隙を有するブラケットとして構成することができる。

0014

有利な例によれば、シャフトは円形の半径方向外形を有する。そのような設計は、既存の操作システム適合し、最適な力分布を可能にする。

0015

2方向操作シャフトの場合、閉じたメインルーメンを、シャフトの外形内に同心に配置することが有利である。

0016

一方、1方向のみに曲げなければならない関節シャフトの場合には、メインルーメンを中心軸からずらして配置することにより、閉じたルーメンの中心軸がシャフトの長手中心軸から離間している状態で、閉じたルーメンがシャフトの外形内に配置されるようにすることが有利である。この場合、シャフトの断面の大部分をワイヤ支持要素のために使用することができる。

0017

有利な例によれば、シャフトは、3D印刷された生体適合性材料から作製されている。3D印刷は、医用材料を作製するためのますます費用効果が高く正確な技術になっている。3D印刷は、従来の機械加工などの除去製造方法とは対照的に、材料を接合して、通常は層の上に層を重ねて3Dモデルデータから物体を形成するプロセスとして定義される付加製造(AM)プロセスである。3D印刷は、後処理が不要な非常に精巧で複雑な幾何形状部品を、特注の材料および複合材料から、材料をほとんど浪費することなく形成することができとともに、形状記憶ポリマーおよびその他の刺激応答性材料または生体適合性材料などのスマート材料を含む多様な材料に適用可能である。したがって、3D印刷は、設計者および技術者が、費用効果の高い方法で少量だけ製造可能な独自の製品を作製することのできる技術である。医用工学の分野では、3D印刷により、特定の患者に適応させた特注のシャフトを作製することもできる。

0018

さらに有利な例によれば、シャフトは、補強ワイヤを受けるための少なくとも1つの補強ルーメンをさらに備える。これらのルーメンに組み込まれる補強ワイヤを、いくらか弾性特性を有する鋼またはニチノールまたは他の適切な材料から形成することができる。補強ワイヤを「中立軸支持ワイヤ」と呼ぶこともできる。

0019

作動ワイヤがアセンブリの遠位端に取り付けられ、引張荷重が加わると、ワイヤは短くなる。これにより、切欠きが閉じて、アセンブリは切欠きの方向へ曲がる。同様に遠位端に取り付けられている中立軸支持ワイヤが曲がることにより、アセンブリを曲げることができる。また、中立軸支持ワイヤは、いくらかの関節軸方向荷重担持する。ワイヤは、セグメントを整列させて定位置に維持し、アセンブリに加わる張力も維持することによって、セグメントの分離を防ぐ。

0020

容易に曲がるようにするために、補強ルーメンをスロットの周辺領域によって分割することができる。

0021

さらに、例えば電気ケーブルなどのための他のルーメンを、本発明によるシャフトに設けてもよい。このようなルーメンを、密閉されていない外壁の内面に取り付けることができ、または密閉された内壁の外面に取り付けることができる。

0022

本発明はさらに、3D印刷を使用して、密閉されたルーメンを維持しながら、関節運動を可能にするために必要な機構を実現する、操作可能なカテーテルシステムのシャフトを作製する方法であって、遠位開口部および近位開口部を持つ少なくとも1つの閉じたルーメンを有する管状本体に、長手中心軸を設けるステップと、少なくとも1つの作動ワイヤを支持するための複数のワイヤ支持要素を作製するステップとを含み、ワイヤ支持要素の各々は、作動ワイヤを受けるための少なくとも1つの貫通開口部を含み、2つの隣接するワイヤ支持要素は、スロットにより互いに軸方向に分離され、本体とワイヤ支持要素とは単一部品から一体形成されている、方法に関する。

0023

前述したように、追加のカバーまたはシースなしでコアルーメンの密閉を容易に実現することができる。さらに、シャフトの一体設計により組立プロセスが容易になる。

0024

前述したように、シャフトを3D印刷プロセスによって作製する場合、特に高い設計自由度を低コストで実現することができる。しかしながら、シャフトを押出プロセスまたは射出成形プロセスによって作製してもよい。これらのプロセスは、低コストで大量生産するのに有利である。

0025

有利な実施形態によれば、シャフトは、ショアA30〜ショアA70の範囲のデュロメータを有するポリマー材料から作製される。シャフトを、ショアA35〜ショアA40の範囲のデュロメータを有するポリマー材料から製造することが特に有利である。例えば、考えられる材料はポリアミドである。しかしながら、シャフトを任意の他の適切な材料から作製してもよい。弱い引張力と柔らかい表面が求められる場合には、比較的硬度の低い材料が望ましく、剛性を高める必要がある場合には、より硬度の高い材料が有利である。

0026

本発明のいくつかの実施形態を示すために、添付図面が本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす。これらの図面は、本明細書とともに本発明の原理を説明する役割を果たす。図面は、本発明を形成し使用することのできる方法の好ましい例および代替例を示すためのものにすぎず、図示し説明する実施形態のみに本発明を限定するものと解釈すべきではない。さらに、実施形態のいくつかの態様は、個々にまたは異なる組合せで本発明による解決策を形成することができる。したがって、以下に記載の実施形態を、単独でまたは任意の組合せで考慮することができる。さらなる特徴および利点が、添付図面に示す本発明の様々な実施形態の以下のより詳細な説明から明らかになろう。図中、同一の参照符号は同一の要素を示す。

図面の簡単な説明

0027

第1の例によるシャフトの概略斜視図である。
図1の詳細図である。
図1に示すシャフトの正面図である。
図1に示すシャフトの第1の側面図である。
図1に示すシャフトのさらなる側面図である。
図5に示すシャフトの第1の概略断面図である。
図5に示すシャフトのさらなる概略断面図である。
図5に示すシャフトのさらなる概略断面図である。
第2の例によるシャフトの概略斜視図である。

実施例

0028

以下で、図面を参照しながら、本発明についてより詳細に説明する。最初に図1および図2を参照する。

0029

図1は本発明の第1の例による関節シャフト100の概略斜視図であり、図2はシャフト100の遠位端102の拡大図である。シャフト100は、遠位開口部を持つ遠位端102と、近位開口部を持つ近位端104とを有する。本明細書で使用されるとき、「近位」および「遠位」という用語は、開示される送達デバイスを使用するユーザに対するものとして理解すべきである。「近位」とはユーザに比較的近いものと理解され、「遠位」とはユーザから比較的離れているものと理解される。

0030

メインルーメン106は、シャフト100の全長に沿って延びる。本発明によれば、メインルーメンは、シャフト100の長さに沿って閉じた内壁によって画定されている。したがって、遠位端102および近位端104をそれぞれ密閉された取付具またはコネクタ(図示せず)に接続することによって、メインルーメンを密閉することができる。

0031

図1に示す例によれば、関節シャフト100は、貫通開口部112を有するワイヤ支持要素110を備える。貫通開口部は、シャフト100の長手方向に直線状に配置されて、操作ワイヤのための分割されたルーメンが形成されるようになっている。様々なルーメンに挿入される操作ワイヤおよびその他の要素は図示されていないことに留意されたい。ワイヤ支持要素110の各々は、シャフト100の本体114から間隙116により分離されたブラケットとして形成されている。

0032

スロット118が、ブラケット110の各々を隣接するブラケット110から分離する。これらのスロット118により、プルワイヤが貫通開口部112の列に挿入されて関節シャフト100に曲げ力を加えた場合に、シャフト100を曲げることが容易になる。間隙116があることにより、シャフト100の可撓性および柔軟性がさらに高まる。

0033

第1の例によるシャフト100は、補強棒または補強ワイヤ(図示せず)を受けるための補強ルーメン120をさらに備える。このような補強ワイヤを、例えば、いくらかの弾性特性を有する鋼、ニチノール、または他の適切な材料から形成することができる。補強ワイヤは、スロット118により形成されたセグメントを整列させて定位置に安定させるため、補強ワイヤを中立軸支持ワイヤと呼ぶこともできる。引張荷重が加わると、作動ワイヤは短くなり、切欠き118が閉じるため、アセンブリは切欠き118の方向へ曲がる。補強ルーメン120に配置されている中立軸支持ワイヤも曲がって、アセンブリを動かすことができる。また、補強ワイヤはいくらかの関節軸方向荷重を担持し、アセンブリに加わる張力を維持することによって、セグメントの分離を防ぐ。

0034

図示した実施形態において、2つの補強ルーメン120が設けられている。しかしながら、任意の他の数のルーメンを設けてもよいことが当業者には明らかである。さらに、電気ケーブルまたは流路のための追加のルーメンを設けてもよい。

0035

図1に示すように、近位端104に、例えばカテーテルの剛性部分またはハンドル(図示せず)に密閉接続するための流体コネクタ122を設けることができる。当然、遠位端102にも同様の流体コネクタを設けることができる。これにより、メインルーメン106の完全な密閉を実現することができる。シャフトが電気ケーブルを含むよう意図されている場合、コネクタ122は電気接続を形成するための手段を備えることもできる。

0036

図示した例において、シャフト100は本質的に円形の外形を有する。しかしながら、任意の他の断面外形、例えば長円形または多角形の外形を選択してもよい。本明細書に示すように、ルーメンを形成するすべての開口部も円形断面を有する。必ずしもこれに限らず、任意の他の適切な断面、例えば長円形または多角形を使用してもよい。

0037

本発明の有利な態様によれば、関節シャフト100は、シャフト100の長手方向軸に沿って部品を付加的に堆積させる、3D印刷部品として形成される。

0038

図1および図2に示す例による関節シャフトのさらなる図が、図3図8に示される。

0039

図3の正面図からわかるように、メインルーメン106は、シャフトの長手方向軸130が通る中心126に対してずれた中心128を有する。したがって、貫通開口部112を含むブラケット110に、より多くの空間を与えることができ、シャフト100の柔軟性が高まる。

0040

中立軸支持ワイヤのための第1のルーメン120および第2のルーメン120は、シャフト100の中心126を通る直径に沿って互いに正反対に本体114に配置される。

0041

図4および図6は、ワイヤ支持要素110により形成された複数のセグメントを互いに分離させるスロット118が、シャフト100の中心126の周りに延びて、比較的大きい角度α、例えば270°に及ぶ様子を示す。メインルーメン106を形成する壁132のみが、シャフト100の全長に沿って連続して閉じたままであり、密閉された内側ルーメン106を提供する。

0042

シャフトを貫通開口部112側の方向へ曲げると、切欠き118が閉じるが、間隙116により形成されたブラケット110を必要に応じて変形させることもできるため、貫通開口部112と壁132との距離が短くなる。

0043

図9は、本発明による関節シャフト200の第2の例を示す。シャフト200は、遠位開口部を持つ遠位端202と近位開口部を持つ近位端(図9には示さず)とを有する。

0044

メインルーメン206は、シャフト200の全長に沿って延びる。本発明によれば、メインルーメン206は、シャフト200の長さに沿って閉じた内壁208によって画定されている。したがって、遠位端および近位端をそれぞれ密閉された取付具またはコネクタ(図示せず)に接続することによって、メインルーメン206を密閉することができる。

0045

図9に示す例によれば、関節シャフト200は、第1の貫通開口部212を有する第1のワイヤ支持要素210と、第2の貫通開口部213を有する第2のワイヤ支持要素211とを備える。貫通開口部212、213は、シャフト200の長手方向に直線状に配置されて、2つの操作ワイヤのための2つの分割されたルーメンが形成されるようになっている。したがって、図9に示すシャフト200を使用して、2方向に操作可能なカテーテルを提供することができる。

0046

ここでも、様々なルーメンに挿入される操作ワイヤおよびその他の要素は図示されていないことに留意されたい。ワイヤ支持要素210の各々は、シャフト200の本体214から間隙216により分離されたブラケットとして形成されている。

0047

スロット218が、ブラケット210の各々を隣接するブラケット210から分離する。これらのスロット218により、プルワイヤが貫通開口部212、213の列に挿入されて関節シャフト200に曲げ力を加えた場合に、シャフト200を曲げることが容易になる。間隙216があることにより、シャフト200の可撓性および柔軟性がさらに高まる。

0048

シャフト200の設計は、断面が対称であるという点で、言い換えると、メインルーメン106の中心がシャフト200の中心軸と同軸であるという点で、シャフト100の設計とはさらに異なる。

0049

シャフト200を貫通開口部212の列の一方の側の方向へ曲げると、切欠き218が閉じるが、間隙216により形成されたブラケット210を必要に応じて変形させることもできるため、貫通開口部212と壁232との距離が短くなる。

0050

さらに、スロット218の各々は、シャフト200の外周の180°未満に沿って延び、シャフト200を安定させるための2つの背骨234が残る。図示した例では、背骨234自体が中立軸を安定させる。しかしながら、棒の中立軸支持ワイヤを受けるために、(シャフト100の第1の例に関して示したものと同様の)1つまたは複数の追加の補強ルーメンを背骨234に埋め込んでもよいことが当業者には明らかである。このような補強ワイヤを、例えば、いくらかの弾性特性を有する鋼、ニチノール、または他の適切な材料から形成することができる。補強ワイヤは、スロット218により形成されたセグメントを整列させて定位置に安定させるため、補強ワイヤを中立軸支持ワイヤと呼ぶこともできる。引張荷重が加わると、それぞれの側の作動ワイヤは短くなり、作動ワイヤの側の切欠き218が閉じるため、アセンブリは切欠き218の方向へ曲がる。
補強ルーメンに配置されている中立軸支持ワイヤも曲がって、アセンブリを動かすことができる。また、補強ワイヤはいくらかの関節軸方向荷重を担持し、アセンブリに加わる張力を維持することによって、セグメントの分離を防ぐ。

0051

さらに、電気ケーブルまたは流路のための追加のルーメンを設けてもよい。

0052

図9では見えないが、シャフト200の近位端に、例えばカテーテルの剛性部分またはハンドル(図示せず)に密閉接続するための流体コネクタを設けることができる。当然、遠位端202にも同様の流体コネクタを設けることができる。これにより、メインルーメン206の完全な密閉を実現することができる。シャフトが電気ケーブルを含むよう意図されている場合、コネクタは電気接続を形成するための手段を備えることもできる。

0053

図示した例において、シャフト200は本質的に円形の外形を有する。しかしながら、任意の他の断面外形、例えば長円形または多角形の外形を選択してもよい。本明細書に示すように、ルーメンを形成するすべての開口部も円形断面を有する。必ずしもこれに限らず、任意の他の適切な断面、例えば長円形または多角形を使用してもよい。

0054

本発明の有利な態様によれば、関節シャフト200は、シャフト200の長手方向軸に沿って部品を付加的に堆積させる、3D印刷部品として形成される。しかしながら、シャフト200を製造する他の技法を使用してもよいことが明らかである。3D印刷を使用して、密閉されたルーメンを維持しながら、関節運動を可能にするために必要な機構を実現することが好ましい。

0055

要約すると、本発明は、密閉されたメインルーメンを含む、3D印刷された低デュロメータの生体適合性材料に基づく関節シャフト設計を提供することができる。3D印刷された関節設計は、ワイヤまたはケーブルのための1つまたは複数のルーメンを含むことができ、密閉されたルーメンを、外径に対して同心に、または中心軸からずらして配置することができる。外壁が切欠きを含むことにより、シャフトをこの側で収縮させ曲げることができる。

0056

さらにワイヤルーメンまたはケーブルルーメンを、密閉されていない外壁の内面に取り付けることができ、または密閉された内壁の外面に取り付けることができる。追加のワイヤをこのようなルーメンに組み込んでもよい。このようなワイヤを、いくらかの弾性特性を有する鋼またはニチノールまたは他の適切な材料から形成することができる。このようなワイヤを中立軸支持ワイヤと呼ぶこともできる。

0057

これらのワイヤがアセンブリの遠位端に取り付けられ、引張荷重が加わると、ワイヤ(ケーブル)は短くなる。これにより、切欠きが閉じて、アセンブリは切欠きの方向へ曲がる。中立軸支持ワイヤが曲がることにより、アセンブリを曲げることができる。また、このようなワイヤは、いくらかの関節軸方向荷重を担持する。ワイヤは、セグメントを整列させて定位置に維持する。また、ワイヤは、アセンブリに加わる張力を維持することによって、セグメントの分離を防ぐ。

0058

切欠きを多数の方向に構成して、1方向および2方向の操作が可能であるようしてもよい。

0059

100、200関節シャフト
102、202遠位端
104、204近位端
106、206メインルーメン
108、208 メインルーメンの内壁
110、210ワイヤ支持要素
211 第2のワイヤ支持要素
112、212 貫通開口部
213 第2の貫通開口部
114、214 本体
116、216間隙
118、218スロット
120補強ルーメン
122コネクタ
126シャフトの中心
128 メインルーメンの中心
130長手方向軸
132、232 壁
234 背骨

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