カテーテル

カテーテル
カテーテルを分解

医学において、カテーテル（/ ˈ k æ θ ə t ə r / [ 1 ] KA -thə -tər ）は、医療グレードの材料で作られた幅広い機能を果たす細いチューブです。カテーテルは、病気の治療や外科手術を行うために体内に挿入できる医療機器です。カテーテルは、心臓血管、泌尿器、消化器、神経血管、眼科などの特定の用途向けに製造されています。カテーテルを挿入するプロセスはカテーテル挿入と呼ばれます。

カテーテルは、ほとんどの場合、細く柔軟なチューブ（ソフトカテーテル）ですが、用途に応じて様々な硬さのカテーテルが用意されています。体内に一時的または恒久的に留置されるカテーテルは、「留置カテーテル」（例えば、末梢挿入型中心静脈カテーテル）と呼ばれることがあります。恒久的に留置されるカテーテルは、「パーマカテーテル」（元々は商標）と呼ばれることがあります。

カテーテルは、体腔、管、血管、脳、皮膚、脂肪組織に挿入することができます。機能的には、排液、液体またはガスの投与、外科用器具によるアクセスなどが可能であり、カテーテルの種類に応じて様々な用途に使用できます。[ 2 ]プローブとも呼ばれる特殊なカテーテルは、前臨床研究または臨床研究において、親油性および親水性化合物、[ 3 ]タンパク質結合および非結合薬物、[ 4 ] [ 5 ]神経伝達物質、ペプチドおよびタンパク質、抗体、[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]ナノ粒子およびナノキャリア、酵素および小胞の採取に使用されます。

語源

「カテーテル」（ギリシャ語のκαθετήρ kathetḗrから）は、ギリシャ語の動詞καθ​​ίεμαι kathíemaiに由来し、「突き刺す」または「送り出す」という意味で、カテーテルによって体液が「送り出される」ことから由来しています。[ 9 ]

用途

人工呼吸器回路で肺に空気を送るために使用されるインライン吸引カテーテル
使い捨て尿道カテーテル、40 cm

カテーテルを体の特定の部位に留置すると、次のことが可能になります。

歴史

古代の発明家たち

ローマ帝国のカテーテル、西暦1世紀

古代中国ではタマネギの茎が使用され、ローマ人、ヒンズー教徒、ギリシャ人は木や貴金属の管を使用していました。[ 11 ]

古代エジプト人は葦でカテーテルを作りました。

モダンな

フレキシブルカテーテルの最初の発明は18世紀に遡ります。[ 12 ]ベンジャミン・フランクリンは、家族の医療問題にも創意工夫を凝らし、1752年に弟のジョンが膀胱結石を患っていた際にフレキシブルカテーテルを発明しました。フランクリンのカテーテルは金属製で、挿入時の剛性を高めるために、各セグメントがヒンジで連結されたワイヤーが内蔵されていました。[ 13 ] [ 14 ]

ベンジャミン・フランクリンの著作集（1959年）第4巻に収録された手紙の脚注によると、フランクリンは1720年のフランチェスコ・ロンチェッリ＝パルディーノをフレキシブルカテーテルの発明者として挙げています。実際、フランクリンはフレキシブルカテーテルはそれよりも以前に設計されていた可能性があると主張しています。[ 15 ]

カテーテルの近代初期の応用は、 1844年にクロード・ベルナールによって心臓カテーテル法のために採用されました。この手順では、頸静脈と頸動脈を経由して馬の心室に入りました。[ 16 ]

1929年、ヴェルナー・フォルスマンは初めて中心静脈カテーテル法を実施しました。[ 17 ]この研究は治療法としての心臓カテーテル法の開発につながり、フォルスマン、アンドレ・F・クルナン、ディキンソン・W・リチャーズはこの功績により1959年にノーベル医学生理学賞を受賞しました。 [ 18 ]中心静脈カテーテル法は、特に重篤な患者において、薬剤、輸液、血液製剤を大静脈に持続的に投与することを可能にします。[ 17 ]心臓カテーテル法は、心臓の心室の一つにカテーテルを挿入するものであり、画像診断やステントなどのデバイスの配置に用いられます。[ 19 ]

デビッド・S・シェリダンは1940年代に現代の使い捨てカテーテルを発明しました。[ 20 ] それ以前の再利用可能なカテーテルの中には、綿の編み込みチューブにニスを塗り、熱処理と研磨を施したものもありました。これらのカテーテルは主にフランスで生産されていたため、第二次世界大戦の勃発により供給網が危機に瀕しました。[ 21 ]シェリダンは1988年にフォーブス誌で「カテーテル王」の異名をとりました。彼はまた、現在では手術で日常的に使用されている現代の「使い捨て」プラスチック製気管内チューブも発明しました。[ 20 ]

その他の再利用可能なカテーテルは赤いゴム製のチューブで構成されていました。再使用前に滅菌されていましたが、それでも感染リスクが高く、しばしば病気の蔓延につながりました。[ 22 ] : 142

血栓を防ぐために、使用していないカテーテルにはカテーテルロック溶液を充填しておくことがあります。[ 23 ]

材料

尿道カテーテル

カテーテルの製造には、シリコーンゴム、ナイロン、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ラテックス、熱可塑性エラストマーなど、さまざまなポリマーが使用されています。シリコーンは不活性で、体液や接触する可能性のあるさまざまな医療用液体に対して反応しないため、最も一般的なインプラント材料の1つです。その一方で、このポリマーは機械的に弱く、カテーテルで深刻な破損が数多く発生しています。[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]例えば、シリコーンはフォーリーカテーテルに使用されていますが、破損が報告されており、膀胱内に残った先端部を除去するために手術が必要になることがよくあります。

介入処置で使用されるカテーテル

求められる機械的特性に応じて、様々なポリマーおよびポリマー金属複合材料を用いて、インターベンション目的のカテーテルを製造することができます。一般的な材料としては、ポリアミド（ナイロン）、ポリエーテルブロックアミド、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドなどが挙げられます。これらの材料はしばしば互いに組み合わせて使用​​され、ステンレス鋼編組、レーザーカットされたステンレス鋼チューブ、またはその他の足場のような構造の上に重ねて使用されることで、カテーテルに望ましい操作特性が付与されます。これらはすべて、目的の用途によって異なります。例えば、神経学的用途の血管カテーテルの製造に使用される材料と構造は、心血管用途のカテーテルとは大きく異なる場合があります。

ガイディングカテーテル（血管形成術用バルーンやステントを誘導するカテーテル）は、潤滑性のあるポリテトラフルオロエチレン（PTFE）の最内層と、血管内を通過する際にカテーテルを支えてよじれを防ぐステンレス鋼編組ワイヤの外層、そしてカテーテルをさらに支え、曲がりくねった血管を通過する際にカテーテルの曲率を維持するナイロンエラストマーの最外層で構成されています。[ 27 ]

挿入性を高めるため、一部のカテーテルには摩擦を軽減する潤滑性表面コーティングが施されています。潤滑性コーティングは滑らかで滑りやすい膜を形成し、カテーテルの挿入を容易にします。

介入手順

ロック ストリング、閉塞具 (硬化カニューレとも呼ばれる)、穿刺針を備えた6フレンチピグテール カテーテルのさまざまな設定。A .概要。B .穿刺針と閉塞具の両方が噛み合って、直接挿入できる状態。C .穿刺針が引っ込んだ状態。閉塞具が噛み合った状態。ガイドワイヤ上でカテーテルを着実に進める場合などに使用します。D .カテーテルが所定の位置にあるときに、閉塞具と穿刺針の両方が引っ込んだ状態。E .ロック ストリングを引っ張り (中央下部)、カテーテルの浅端に巻き付けて取り付けます。

診断用カテーテル

血管造影検査では様々なカテーテルが用いられる。診断用カテーテル[ 27 ] [ 28 ]は血管にワイヤーを導く。次に造影剤をカテーテルを通して注入し、コンピュータ断層撮影（CT）、投影放射線撮影、透視法などの様々な画像診断法で血管を可視化する。[ 28 ]ピグテールカテーテルは、画像診断の目的で血管に大量の造影剤を送り込むことができる複数の側面の穴を有する非選択的カテーテルである。[ 29 ]コブラカテーテルは、腹部の下行性血管にカテーテルを挿入するために使用される選択的カテーテルである。コブラカテーテルは押すことで前進し、引くことで取り外す。[ 30 ]サイドワインダーカテーテルは、大動脈をナビゲートするために使用される選択的カテーテルである。 [ 29 [ 31 ]ヤシロカテーテルは、腹腔動脈への最適な進入のために設計された選択的親水性カテーテルである。[ 32 ]コイル、ステント、ステントリトリーバー、またはガイドワイヤーを用いた血管内サンプリングによる内皮細胞サンプリングは選択性が低く、細胞収量が低いか非常に変動しやすいが、血管内技術に適合したマイクロ3Dプリントデバイスは、トランスクリプトーム解析のために内皮細胞を採取することができる。[ 33 ]

バルーンカテーテル

血管形成術で使用されるバルーンカテーテルには、狭い血管狭窄部を通過するのに役立つプレーンバルーンカテーテル、血管壁の平滑筋細胞の増殖を防ぎ将来の血管閉塞の可能性を減らすために表面にパクリタキセルを含む薬剤コーティングバルーン、静脈や動静脈瘻の頑固な血管狭窄を拡張できる高圧バルーン、表面に3～4個の小さな刃（エンドトーム）があり、バルーン拡張の分布をより均一に制御し、線維性瘢痕組織による抵抗性狭窄を切断するのに役立つカッティングバルーン血管形成術などがあります。[ 34 ]

透析カテーテル

透析カテーテルがステップチップ、スプリットチップ、対称チップのいずれであっても、十分な血流、カテーテル使用期間、感染、血栓塞栓症のリスク達成度に差はありません。[ 35 ]パリンドロームカテーテルは、最大血流、透析の適切性、年間開存率の点でパームキャスカテーテルよりも優れています。パームキャスカテーテルと同様に、パリンドロームカテーテルは感染率と血栓塞栓症の発生率が高いです。[ 36 ]

副作用

インターベンション手技において、疎水性のテフロン製カテーテルはポリウレタン製カテーテルと比較して血栓形成のリスクが高くなります。カテーテルを体内に留置する時間が長くなるほど、血栓形成のリスクは高まります。また、カテーテルが大きくなると、血流を阻害する可能性があるため、カテーテル周囲に血栓が形成されるリスクが高まります。[ 37 ]

ミシガン大学看護学部のミリサ・マノイロビッチ教授は、「体内のあらゆる異物は感染リスクを伴い、カテーテルは細菌が血流や体内に侵入するためのスーパーハイウェイとして機能する可能性がある」と述べている。[ 38 ]

カテーテルは洗浄が困難なため、抗生物質耐性菌[ 39 ]やその他の病原菌が潜んでいる可能性があります。

参照

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