JP2004313310A

JP2004313310A - 管状の人工器官

Info

Publication number: JP2004313310A
Application number: JP2003109032A
Authority: JP
Inventors: Masamune Sakai; 正宗坂井; Hideki Furuya; 英樹古屋; Kunio Kuwabara; 邦生桑原
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】編織物の人工血管では、人工血管の表面から血液が漏れる場合があり、迅速な手術が困難な場合が考えられる。そのため、編織物の人工血管では、コラーゲンやゼラチンなどの生体由来物質で表面をコートし、血液の漏れを防ぐことが行われている。
本発明は、管状物の表面より漏血するおそれがなく、生体に由来する材料を人工血管などの人工器官に被覆しない、生物由来物質を含まない生体適合性に優れた人工血管などの人工器官を提供することを目的とする。
【解決手段】繊維からなる管状物であり、管状物の外面あるいは内面もしくはその両方が生分解性の合成高分子により被覆されていることを特徴とする人工器官を提供すること。
さらに生分解性の合成高分子が、Ｌ−乳酸、Ｄ，Ｌ−乳酸、グリコール酸及びε−カプロラクトンから選ばれる成分の（共）重合体、或いはポリオキサレートであること。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工血管などの人工器官に関し、管状物表面より漏血のない或いは少ない、生物由来物質を含まない、生分解性の合成高分子で被覆されている、生体適合性に優れた人工器官に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
抗血栓性の生分解性物質で少なくとも内面が処理されている生分解性材料製の多孔質管状体からなる血管吻合用コネクターが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
カテキン類を含有する生分解性材料から構成されていることを特徴とする血管内治療用材料が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１２３３９１
【特許文献２】
特開２００２−０８５５４９
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
編織物の人工血管では、人工血管の表面から血液が漏れる場合があり、迅速な手術が困難な場合が考えられる。そのため、編織物の人工血管では、コラーゲンやゼラチンなどの生体由来物質で表面をコートし、血液の漏れを防ぐことが行われている。
本発明は、管状物の表面より漏血するおそれがなく、生体に由来する材料を人工血管などの人工器官に被覆しない、生物由来物質を含まない生体適合性に優れた人工血管などの人工器官を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、繊維からなる管状物であり、
管状物の外面あるいは内面もしくはその両方が生分解性の合成高分子により被覆されていることを特徴とする人工器官を提供すること。
本発明の第二は、生分解性の合成高分子が、Ｌ−乳酸、Ｄ，Ｌ−乳酸、グリコール酸及びε−カプロラクトンから選ばれる成分の（共）重合体、或いはポリオキサレートであることを特徴とする人工器官を提供すること。
本発明の第三は、生分解性の合成高分子が、さらにポリビニルアルコール及びポリエチレングリコールから選ばれる成分と混合して用いることを特徴とする人工器官を提供すること。
本発明の第四は、人工器官が、有孔度０〜５０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）の管状物であることを特徴とする人工器官を提供すること。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の人工器官は、繊維からなる管状物であり、
管状物の外面あるいは内面もしくはその両方が生分解性の合成高分子により被覆されていることを特徴とする人工器官である。
本発明の人工器官は、繊維からなる管状物を用いることにより、フィルムの管状物より生体との一体性に優れ、生体との親和性、抗感染性などにより良好な治癒過程が期待されるため、好ましい。
【０００７】
本発明の人工器官の３７℃における有孔度は、０〜５０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）が好ましく、０〜１０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）がさらに好ましく、０〜５ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）がより好ましく、０〜３ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）が特に好ましい。
【０００８】
管状物は、熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維から選ばれる繊維からなる管状物であり、熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維から選ばれる繊維を円筒状に形成した管状物であり、熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維から選ばれる繊維の管状の編み物、織物、組み物又は不織布など及びこれらを組み合わせたものを用いることが出来る。
管状物は、円筒状に形成した熱可塑性樹脂繊維の編物、織物又は組み物、円筒状に形成した熱可塑性樹脂繊維の不織布などを用いることができる。編織物としては、平織、綾織などの公知の編物や織物を用いることができる。
管状物は、特に円筒状に形成した熱可塑性樹脂繊維の編織物、さらには円筒状に形成した熱可塑性樹脂繊維の平織りの織物が、強度及び有孔度、生産性が優れるため好ましい。
管状物は、モノフィラメント、ワイヤ、糸などを組み合わせた熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維から選ばれる繊維からなる管状物を用いることが出来る。
【０００９】
生分解性の合成高分子としては、生体内で分解され、分解されたものが生体内で毒性を有しない合成高分子であれば特に限定されない。
生分解性の合成高分子としては、Ｌ−乳酸、Ｄ，Ｌ−乳酸、グリコール酸及びε−カプロラクトンなどから選ばれる成分の単独重合体又はこれらの共重合体、或いはポリオキサレートなどを単独又は混合して用いることが出来る。本発明のおいて、（共）重合体は、単独重合体及び共重合体のどちらも含むものである。
生分解性の合成高分子の具体的な例として、島津製作所のラクティ、三井化学のレイシア（いずれもポリＬ−乳酸）、ダイセル化学のセルグリーン（ポリε−カプロラクトン）などを用いることが出来る。
【００１０】
生分解性の合成高分子は、さらにポリビニルアルコール及びポリエチレングリコールなどから選ばれる成分と混合して用いることが出来る。
生分解性の合成高分子は、ポリビニルアルコール及びポリエチレングリコールなどから選ばれる成分と混合して用いることにより、ポリビニルアルコール及びポリエチレングリコールなどから選ばれる成分が被覆物のマトリックスとして作用し、被覆が容易になる。
【００１１】
生分解性の合成高分子は、高分子合成用の触媒として、生体に有害な触媒を用いることは好ましくなく、例えばオクチルスズなどの有機スズ化合物を用いないことが望ましい。
生分解性の合成高分子は、触媒などより含まれる金属成分が２０ｐｐｍ未満であることが望ましく、さらには合成時に金属触媒を用いないことが好ましい。
【００１２】
管状物は、熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維から選ばれる繊維からなる管状物であり、熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維から選ばれる繊維を円筒状に形成した管状物であり、熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維から選ばれる繊維の管状の編み物、織物、組み物又は不織布など及びこれらを組み合わせたものを用いることが出来る。
管状物は、円筒状に形成した熱可塑性樹脂繊維の編物、織物又は組み物、円筒状に形成した熱可塑性樹脂繊維の不織布などを用いることができる。編織物としては、平織、綾織などの公知の編物や織物を用いることができる。
管状物は、特に円筒状に形成した熱可塑性樹脂繊維の編織物、さらには円筒状に形成した熱可塑性樹脂繊維の平織りの織物が、強度及び有孔度、生産性に優れるため好ましい。
管状物は、モノフィラメント、ワイヤ、糸などを組み合わせた熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維から選ばれる繊維からなる管状物を用いることが出来る。
【００１３】
管状物の３７℃での有孔度は、熱可塑性樹脂繊維の編織物の場合は０〜２９５０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）が好ましく、１０〜２０００ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）がさらに好ましく、２０〜１０００ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）がより好ましく、５０〜５００ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）が特に好ましい。
金属繊維からなる織物の場合、有孔度は非常に高く、測定が困難であるが、力学特性や生体との適合性を考慮すると、１００ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）以上であることが好ましく、５００ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）以上であることがさらに好ましく、７５０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）以上であることがより好ましく、２０００ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）以上であることが特に好ましい。
管状物の引張り強度は、実用に用いる強度であればよく、例えば好ましくは５．０Ｋｇ〜２０Ｋｇ、さらに好ましくは７．５Ｋｇ〜２０Ｋｇ、特に好ましくは８．０Ｋｇ〜２０Ｋｇのものを用いることが出来る。
管状物の外径は、実用に用いる外径であればよく、例えば２〜４５ｍｍ、さらに４〜４０ｍｍ、特に５〜４０ｍｍのものを用いることが出来る。
【００１４】
管状物は、クリンプ加工などのヒダの付いたものを使用することもできる。
クリンプ加工としては、熱可塑性樹脂繊維の平織した管状物の表面を凹凸状に加工する方法を用いることができる。例えば、米国特許第３３３７６７３号明細書記載の方法、すなわち、丸棒表面に、熱可塑性樹脂繊維の平織した管状物を嵌め込み、管状物の上から糸を等間隔に螺旋状に巻き付け、そのまま管状物を軸方向に圧縮して縮めることにより襞を形成し、加熱して熱セットする方法。特開平１−１５５８６０号明細書記載の方法、すなわち、熱可塑性樹脂繊維の平織した管状物を、表面を充分に研磨したネジ棒に嵌め込み、ネジ溝に沿って適宜の糸を巻き付け、そのままの状態で加熱処理して熱セットする方法などが好ましい。
管状物としては、クリンプ加工される部分を有することにより、伸縮や曲がりに強く、人体の血管形状などの器官形状に適合しやすくなる。
【００１５】
熱可塑性樹脂繊維を形成する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン，ポリプロピレン，エチレン−α−オレフィン共重合体などのポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリシクロヘキサンテレフタレート，ポリエチレン−２，６−ナフタレートなどのポリエステル、ＰＴＦＥやＥＴＦＥなどフッ素樹脂などを挙げることができる。さらに好ましくは、化学的に安定で耐久性が大きく、組織反応の少ない、ＰＴＦＥやＥＴＦＥなどのフッ素樹脂、化学的に安定で耐久性が大きく、組織反応の少ない、引張り強度等機械的物性の優れたポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルが好ましい。特に好ましくは、体温によりポリエステル樹脂の強度が低下する場合が考えられるため、ガラス転移温度６０℃以上のポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルが好ましい。
【００１６】
金属繊維の材料としては、熱処理による形状記憶効果や、超弾性が付与される形状記憶合金が好ましく採用されるが、用途によってはステンレス、タンタル、チタン、白金、金、タングステンなどを用いてもよい。形状記憶合金としては、Ｎｉ−Ｔｉ系、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ系、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系などが好ましく使用される。また、形状記憶合金の表面に金、白金などをメッキ等の手段で被覆したものであってもよい。金属繊維の太さは、特に限定されない。
【００１７】
熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維は、モノフィラメント、２本以上の繊維を束ねたもの、２本以上の繊維を撚ったものなどを用いることが出来る。
熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維は、０．１〜５デニール、さらに０．５〜３デニール、特に０．８を超えて３デニール以下のモノフィラメント数〜数百本、さらに１０〜７００本、特に１０〜１００本を束ねた又は撚った糸を用いることができる。
熱可塑性樹脂繊維は、外径が１μｍ〜１ｍｍのモノフィラメントを用いることが出来る。
金属繊維は、外径が２０μｍ〜１ｍｍのワイヤを用いることが出来る。
熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維は、モノフィラメント、ワイヤ、糸などを組み合わせたものを用いることが出来、その形状は、円状、管状の中空体や、リボン状など、断面が円ではない異径などを用いることが出来る。
【００１８】
熱可塑性樹脂繊維、金属繊維及び管状物は、ヘパリン、コラーゲン、ゼラチンなどの生体由来成分で被覆処理をされていない物を用いることが好ましい。
【００１９】
本発明の人工器官は、管状物の内面あるいは外面、もしくはその両方に、ステントを設けることができる。
【００２０】
本発明の人工器官は、熱可塑性樹脂繊維及び金属繊維から選ばれる繊維からなる管状物を作成し、その後管状物の外面及び／又は内面に生分解性の合成高分子を被覆して製造することが好ましく、被覆方法としては、塗布、浸漬、含浸、吹きつけ、重合、架橋などの公知の被覆の方法で行うことが出来る。
本発明の人工器官において、管状物の外面及び／又は内面に生分解性の合成高分子を被覆する方法としては、生分解性の合成高分子含有溶液を用いて塗布、浸漬、含浸、吹きつけ、重合、架橋などの公知の方法で行うことが出来、生分解性の合成高分子含有溶液は、生分解性の合成高分子が均一に溶解している物、一部溶解している物、分散している物、単量体、前駆体、などを用いることが出来る。
生分解性の合成高分子含有溶液を用いてを管状物に被覆する場合、造孔成分を有する生分解性の合成高分子含有溶液を用いることが出来る。造孔成分は、被覆後、溶出などの方法で除去することにより、生分解性の合成高分子の被覆物がスポンジ状になりやすく、機械特性や組織・細胞の侵入などに好ましい被覆ができる。
【００２１】
管状物の外面及び／又は内面に生分解性の合成高分子を被覆する方法の一例としては、生分解性の合成高分子溶液への管状物の浸漬、生分解性の合成高分子溶液の管状物への塗布又は吹きつけなどがあげられる。このとき、複数回の浸漬処理を行ない、上下を反転させることにより均一化をはかることができ好ましい。
また、芯棒に固定された管状体への生分解性の合成高分子樹脂の塗布、吹きつけ、浸漬などがあげられる。このとき芯棒を回転させることで均一化をはかることができ好ましい。
また、溶液を用いて処理する場合は、湿度を制御し、水分量の極力少ない雰囲気で処理することが望ましい。
溶媒は基材に大きな影響を与えないもの、著しく損なわないものが好ましい。例としては、ポリエステル製の織物基材に対して、ヘキサフルオロイソプロパノールや加熱したフェノールなどを用いると繊維が溶解され、被覆が困難である。
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態を実施例に詳細に説明する。本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００２３】
実施例及び比較例で得られる管状物の特性値の測定方法を示す。
（１）有孔度：管状物に３７℃で１２０ｍｍＨｇの水を流し、流出した水の重量、管状物の表面積、時間から有孔度を算出する。
（２）引張強度：熱可塑性樹脂繊維を用いて平織した布の緯糸方向の引張強度を測定した。引張強度の測定条件は、温度２３℃、引張り速度１０ｍｍ／ｍｉｎ、試料として経糸方向（幅）に１ｃｍ、緯糸方向（長さ）に２ｃｍであった。引張強度は、測定試料数５の平均値である。
【００２４】
［実施例１］
熱可塑性樹脂繊維は、１．０デニールのポリエチレンテレフタレート製モノフィラメントを撚糸したものを用いた。緯糸（長さ方向）として熱可塑性樹脂繊維５０デニール（３０７本）、経糸（周方向）として５０デニールの熱可塑性樹脂繊維を用いて平織した布と外径２０ｍｍの管状物を作成した。得られた平織した布と管状物は、引張強度９．５Ｋｇ、壁厚６４μｍ、有孔度は、１７００ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）であった。壁厚は１５０μｍであった。
室温（２５℃）にて、生分解性の合成高分子であるポリε−カプロラクトン（和光純薬製、重量平均分子量１０万）をテトラヒドロフランに均一に溶解し、１０％とした溶液を調整した。
その後、乾燥窒素雰囲気中で、管状体をこの溶液に浸漬し、５分間静置した後これを引き揚げ、余計な液を振り落とした後、垂直に吊り下げて硬化させた。
得られた生分解性の合成高分子被覆の管状体の有孔度を測定したところ、０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）であった。この壁厚は２００μｍであった。生分解性の合成高分子は、管状体の外面と内面の両方に被覆されていた。
【００２５】
［実施例２］
緯糸（長さ方向）として熱可塑性樹脂繊維５０デニールの糸の数を変えた以外は、実施例１と同様な方法で熱可塑性樹脂繊維を用いて平織した外径３０ｍｍの管状物を作成した。この管状物に実施例１と同じ生分解性の合成高分子被覆処理を行なった。得られた生分解性の合成高分子被覆の管状体の有孔度を測定したところ、０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）であった。この壁厚は２００μｍであった。生分解性の合成高分子は、管状体の外面と内面の両方に被覆されていた。
【００２６】
［実施例３］
実施例１の外径２０ｍｍの管状物に生分解性の合成高分子を被覆した。生分解性の合成高分子被覆の方法は、管状物を芯棒に固定し、軸方向に回転している管状体の外面に生分解性の合成高分子溶液を塗布し、回転させたまま硬化させた以外は、実施例１と同様な方法で生分解性の合成高分子被覆管状体を作成した。この有孔度は、０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）であった。この壁厚は２５０μｍであった。生分解性の合成高分子は、主に管状体の外面のみに被覆されていた。
【００２７】
［実施例４］
太さ３０μｍのニチノール合金７２本にて編まれた、内径６ｍｍの管状体を用いた。この有孔度は測定不可能であった。この壁厚は７５μｍであった。
この管状体を用いた以外は、実施例３と同様の生分解性の合成高分子被覆処理を行なった管状構造体の有孔度は、０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）であった。この壁厚は３００μｍであった。生分解性の合成高分子被覆は外面と内面の両方に施されていた。
【００２８】
［実施例５］
太さ２５μｍのニチノール合金６０本にて編まれた、内径４ｍｍの管状体を用いた。この有孔度は測定不可能であった。この壁厚は５０μｍであった。
外径３．５ｍｍのテフロン（商標）製の芯棒に、実施例１と同様の生分解性の合成高分子溶液を塗布した。
その上に上記の管状体を被せ、そのまま室温で硬化させた。この生分解性の合成高分子被覆管状体の有孔度は、０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）であった。この壁厚は２００μｍであった。生分解性の合成高分子被覆は内面のみに施されていた。
【００２９】
［実施例６］
被覆溶液として、生分解性の合成高分子１部に対して１部の塩化ナトリウム粉末（ふるい径３０μｍ以下）を含む溶液を用いた以外は、実施例１と同様の方法で生分解性の合成高分子被覆を行なった。
この生分解性の合成高分子被覆管状体の有孔度は、３．８ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）であった。この壁厚は３００μｍであった。生分解性の合成高分子被覆は内面と外面の両方に施されていた。
【００３０】
［実施例７］
被覆溶液として、生分解性の合成高分子１部に対して１部のポリエチレングリコール（重量平均分子量１，０００）を含む溶液を用いた以外は、実施例４と同様の方法で生分解性の合成高分子被覆を行なった。
この生分解性の合成高分子被覆管状体の有孔度は、２．２ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）であった。この壁厚は３００μｍであった。生分解性の合成高分子被覆は内面と外面の両方に施されていた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の人工器官は、生物由来物質を含まない生体適合性に優れた素材である生分解性の合成高分子により被覆処理されている。そのため、その表面より漏血するおそれがなく、臨床において迅速な使用が可能な、安全性の高い人工器官を提供するものである。

Claims

繊維からなる管状物であり、
管状物の外面あるいは内面もしくはその両方が生分解性の合成高分子により被覆されていることを特徴とする人工器官。
生分解性の合成高分子が、Ｌ−乳酸、Ｄ，Ｌ−乳酸、グリコール酸及びε−カプロラクトンから選ばれる成分の（共）重合体、或いはポリオキサレートであることを特徴とする請求項１に記載の人工器官。
生分解性の合成高分子が、ポリビニルアルコール及びポリエチレングリコールから選ばれる成分と混合して用いることを特徴とする請求項２に記載の人工器官。
人工器官が、有孔度０〜５０ｍｌ／（ｃｍ^２・ｍｉｎ）の人工器官であることを特徴とする請求項１〜３記載の人工器官。