JP2010526573A - 複合形状の血液適合性物品の製造方法とこれにより得られた物品 - Google Patents

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Abstract

複合形状の血液適合性物品の製造方法とこれにより得られた人工器官。
本発明によれば、その繊維(3)が選択方位を有さないe−PTFEの膜(1)が熱成形される。
【選択図】 図1

Description

本発明は血液適合性物品、特に移植可能な人工器官(prostheses・プロテーゼ)とこのような人工器官用の血液適合性コーティング(被膜)に関する。
血液と直接接触する移植された医療装置の表面は決して血液組織を害しても血液の流れを阻止してもならないことは既知である。よって、それらの装置は完全に血液と適合性があるものでなくてはならない。
更に、当業界では一般にe−PTFEと言われている発泡(膨張)ポリテトラフルオロエチレンが上記の血液適合性物品を製造するため広く用いられていることも既知である(例えば、米国特許第4,743,480号、WO−95/05277、WO−96/00103、米国特許第5,665,114号、EP−0692264号、米国特許第6,039,755号、WO−02/100454およびWO−03/093356参照)。この理由はe−PTFEが、特に化学安定性および多孔性の面で著しい血液適合性特性を有することである。然しその(95%に近い)高い結晶度と、結節と繊維からなる特異な3次元構造とにより高い温度にあっても、高度の形状記憶性を有する。
米国特許第4,743,480号 WO−95/05277号 WO−96/00103号 米国特許第5,665,114号 EP−0692264号 米国特許第6,039,755号 WO−02/100454号 WO−03/093356号
よって、現在得られるe−PTFEで作製された血液適合性物品は、どうしてもシート状あるいはチューブ(管)状のような簡単な形状を有さざるをえない。
本発明の目的は、複合形状の血液適合性物品を提供することによって上記の欠点を解消することである。
この目的のため、本発明による血液適合性物品の製造方法では、
− 上記の物品の形状を有する成形用鋳型を作製し、
− ポリテトラフルオロエチレン膜を加熱し、この膜の2つの面同士間に生じる圧力差により上記の成形用鋳型に当がって上記の物品の形状に合わせ、
− こうして形状に合わせられた上記の膜を上記の成形用鋳型に当がったまま冷却し、
− そして上記の膜を成形用鋳型から取り外す方法において、
− 上記の膜が、上記物質の形状に合わせる前まで熱的に安定しない発泡ポリテトラフルオロエチレンで作製され、この膜の繊維が選択方位を有さず、
− 上記の膜を、上記の物質の形状に合わせたまま、上記の発泡ポリテトラフルオロエチレンのゲル化点以上の温度まで加熱することを特徴とする。
従来、血液適合性物品を製造するため用いられたe−PTFEはその繊維が選択方位を有する構造を持ち、その反面その繊維が選択方位を持たないe−PTFEを使用すれば、このe−PTFEは、通常のポリテトラフルオロエチレンの場合のように、熱成形により形状を合わせることができることは出願人は分かっている(例えば、WO 96/16601参照)。
よって、本発明によれば、複合形状を有するe−PTFEで作製された血液適合性物品を得ることができる。
上記の膜は熱気で加熱されることが望ましい。上記の膜は約400℃の温度まで加熱される。
上記の加熱された膜を真空で上記の成形用鋳型に当てがうのが好ましい。
加えて、上記の形状に合わされた膜の冷却は、例えば、冷気を吹き込むことによる急速冷却である。
本発明を実施することにより得られた上記の血液適合性物品は上記の形状を有する移植可能な人工器官あるいは人口装具の一部のための被膜(コーティング)を形成するのが望ましい。この場合、上記のプ人工器官あるいは人口装具の一部の形状に合わせた膜を上記の成形用鋳型から取り外した後、例えば、シリコンのようなエラストマにより人工器官あるいは人口装具の一部に接合させる。
上記の形状に合わせられた膜を上記の人工器官あるいはその一部に接合するため、上記の膜を類似の形状の膨張可能な器具に取り付け、この膜を少なくとも一層の接着剤を介して人工器官あるいはその一部と接触させた後、上記の器具を膨張させて上記の接着剤層を圧縮し、確実に均一な厚さを有するようにする。
本発明による方法は全ての血液適合性物品を製造するのに実施できることは言うまでもない。然し、1つの特に望ましい応用では、この血液適合性物品が人工心臓、あるいは人工心室のような人工心臓装具の一部の被膜を構成する。よって上記の人工心臓装具の少なくともその一部は上記の血液適合性被膜を有することを特徴とする。
電子顕微鏡で見た、本発明で用いられている、選択方位の無いe−PTFEの構造の大きく拡大した略図である。 移植可能な人口器官の一部、例えば、入口導管および出口導管を備え、その全体が本発明によりe−PTFEで作製された血液適合性被膜を有する人工心臓装具用の人工心室の略横断面図である。 上記の血液適合性被膜を得るための成形用鋳型の略横断面図である。 上記の成形用鋳型の斜視図である。 上記の血液適合性被膜を得るため、図1のe−PTFEで作製された膜の熱成形を略示する図である。 上記の血液適合性被膜を得るため、図1のe−PTFEで作製された膜の熱成形を略示する図である。 得られた血液適合性被膜の略横断面図である。 上記の血液適合性被膜の上記の人工心室への固定を略示する図である。 上記の血液適合性被膜の上記の人工心室への固定を略示する図である。
添付図面の各図は本発明がどのように実施されているかを明確に説明している。これらの図中同一符号は同一要素を示す。
図1は、本発明の方法で用いられるe−PTFEで作製された膜(1)の表面の一部の電子顕微鏡図を略示する。こらから分かるように、膜(1)の構造は、複数個の不規則に配分された結節(2)が繊維(3)により連結されてなる。本発明により用いられた膜(1)では、結節(2)も繊維(3)も選択方位を有する配置を形成しない。
図1に略示されている構造を持つようなe−PTFEは、例えば、Gore(ゴア)社(Gore Medical Product Division, US) (米国のゴア医療品部)、Terumo(テルモ)社(日本のVascutek)あるいはBard(バード)社(米国のImpra)から得られる。
本発明の一つの応用例が図2に示されており、この図2に示すものは、例えば、血液適合性被膜(6)が固着された金属あるいは、ポリエーテルエーテルケトン等のようなプラスチックで作製された硬性殻(5)からなる、人工心臓用の人工心室既製品(4)を略示する。
血液適合性被膜(6)は図3から図7により示されている膜(1)から作製される。
被膜(6)を作製するため、例えば図3および図4で符号(7)で示すような成形用鋳型が用いられる。成形用鋳型(7)は生物学的適合性および熱的適合性のある材料で作製されており、その形状は血液適合性被膜(6)の望ましい形状を正確に複製している。この鋳型にはまた複数個の孔(8)が開けられている。
図5に示されているように、膜(1)はシールするため成形用鋳型(7)の縁に封止状に固定されており、この鋳型7は真空源(9)に連結されている。更に加熱器(10)が膜(1)に対面して設置されている。
こうして、膜(1)は構成要素e−PTFEのゲル化点以上の温度(約400℃)にまで加熱され、上記の孔(8)を介して真空源(9)により生じる真空によって成形用鋳型(7)に押し付けられる(図6参照)。
膜(1)を被膜(6)の形状に合わせた後、加熱は停止するが、上記の合わせられた膜が冷却するあいだ、真空は維持される。任意で、真空により成形用鋳型(7)に押し付けられている上記の合わせられた膜は、例えば、冷気を吹き込むことにより急速に冷却する。室温に達すると、被膜(6)のように形状が合わされた膜(1)は熱的には安定しており、成形用鋳型(7)から取り外すことができる(図7参照)。
被膜(6)を硬性殻(5)に固着するため、この被膜(6)は、例えば、袋式で、上記の硬性殻(5)と同じ形状を有し(図8参照)、手段(12)により膨張できる膨張可能な器具(11)に取り付けられる。
ついで、接合すべき被膜(6)および/または硬性殻(5)の表面は、例えば、シリコン・ベースの接着剤層(14)及び(15)でそれぞれで被覆される(図9参照)。上記の接着剤層(14)及び(15)を付着させる前に、固着すべき表面の接合を良くするため処理しておく。例えば、このため、被膜(6)に、例えば、シリコン・ベースのエラストマのような低粘度のエラストマの希釈液を含侵させる。この場合、この希釈液の溶媒は熱抽出および/または真空抽出によりゆっくり取り除くのが望ましい。
ついでアセンブリ(組立物)(6)、(11)、(14)を硬性殻(5)に挿入して、接着剤層(14)、(15)を相互に接触させる。
それから器具(11)を膨張させて接着剤層(14)、(15)を圧縮し、その結果生じる接着接合部分が確実に均一の厚さを有するようにする。
上記の接着接合部分が硬化して、入口導管および出口導管の端部が開放した後、図2の人工心室既製品が得られる。
1…ポリテトラフルオロエチレン膜、3…膜(1)の繊維、4…人工器官の一部、6…血液適合性物品、7…成形用鋳型、11…器具。

Claims (9)

  1. 血液適合性物品(6)の製造方法であって、
    − 上記の物品(6)の形状を有する成形用鋳型(7)を作製し、
    − ポリテトラフルオロエチレン膜(1)を加熱し、この膜(1)の2つの面同士間に生じる圧力差により上記の成形用鋳型(7)に当がって上記の物品(6)の形状に合わせ、
    − こうして形状に合わせられた上記の膜(6)を上記の成形用鋳型(7)に当がったまま冷却し、
    − そして上記の膜を成形用鋳型(7)から取り外す方法において、
    − 上記の膜(1)が、上記物品(6)の形状に合わせる前まで熱的に安定しない発泡ポリテトラフルオロエチレンで作製され、この膜(1)の繊維(3)が選択方位を有さず、
    − 上記の膜(1)を、上記の物品(6)の形状に合わせたまま、上記の発泡ポリテトラフルオロエチレンのゲル化点以上の温度まで加熱することを特徴とする血液適合性物品の製造方法。
  2. 上記の膜が熱気で加熱されることを特徴とする請求項1に記載した血液適合性物品の製造方法。
  3. 上記の膜(1)が約400℃の温度まで加熱されることを特徴とする請求項1あるいは2に記載した血液適合性物品の製造方法。
  4. 上記の加熱された膜(1)が真空により上記の成形用鋳型(7)に当てがわれることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載した血液適合性物品の製造方法。
  5. 上記の形状に合わせられた膜が急速冷却されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載した血液適合性物品の製造方法。
  6. 上記の形状を有する移植可能な人工器官あるいは人工器官の一部のための被膜(コーティング)(6)を形成しなければならない、複合形状の血液適合性物品を製造するために実施され、上記の人工器官あるいは人工器官の一部の形状に合わせた膜を上記の成形用鋳型(7)から取り外した後、この膜を人口装具あるいは人工器官の一部に接合させることを特徴とする前記請求項1〜5のいずれか1項に記載した血液適合性物品の製造方法。
  7. 上記の形状に合わせられた膜を上記の人工器官あるいはその一部(4)に接合するため、この膜を類似の形状の膨張可能な器具(11)に取り付け、この膜を少なくとも1層の接着剤を介して人工器官あるいはその一部と接触させた後、上記の器具(11)を膨張させて上記の接着剤層を圧縮し、確実に均一な厚さを有するようにすることを特徴とする請求項6に記載した血液適合性物品の製造方法。
  8. シリコンのようなエラストマにより人工器官あるいは人工器官の一部に接合させることを特徴とする請求項6あるいは7に記載した血液適合性物品の製造方法。
  9. 上記の人工心臓の少なくともその一部は、請求項1から8のいずれか1項に記載した方法を実施して形成された血液適合性被膜を有することを特徴とする人工心臓。
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