カテーテルの座屈挙動に関する研究（含水条件下での断面内の扁平化現象の発生領域について）

摘要

これまでナイロン樹脂に細いステンレス製のワイヤー（ブレード）を編み込hだカテーテルを研究対象として，その力学的特性を解明することを目的に研究を行ってきた．特に，これまでの研究では，カテーテルの力学的特性の中でも座屈現象に着目した研究が行われてきた．この座屈に関する初期の研究では，カテーテルの母材がナイロンやウレタン樹脂から構成され，粘弾性の特性がその変形挙動に大きく現れるため，変形速度を変えて座屈発生時の荷重を調べることで，応力緩和現象が座屈荷重に及ぼす影響を明らかにしてきた．次の研究段階としては，実際の使用状況が，軸力，捩りなどの複合荷重下であることを考慮し，軸力（圧縮）と捩りが連成する複合荷重下で，座屈の発生領域の調査を行ってきた．この場合の負荷経路としては，軸力と捩りの比例負荷の場合と，最初に捩りを与えた後に軸力を与える場合，逆に，最初に軸力を与えた後に捩りを与える場合が考えられるが，後者の場合では，他の二つの場合に比べて，座屈発生時に特有の急激な軸力圧縮力の低下が確認できず，カテーテルの断面が徐々に扁平形状になりながら，終局状態では断面内の捩り座屈が生じるため，トルクの急激な低下が生じることが確認されてきた．しかしながら，これまでの研究ではその捩り座屈についての詳細な調査が行われていなかった．そこで，前報の研究ではこのテーマに着目し，捩りを与える過程で生じる扁平化現象について検討してきた．特に，そこでは扁平化現象の中でも扁平化が起こり始める初期の挙動に着目して，初期軸力が扁平化現象に及ぼす影響を調査するために，最初に与える軸力の大きさを種々に変えて実験を行い，扁平化現象の発生領域を調査してきた．本研究では更に，カテーテルの実際の使用状況を考慮して含水した試験片を用いて，扁平化現象の発生領域を調査することにする．