JP2023162992A - 人工血管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な抗血栓性を有し実用に耐え得る小口径の人工血管及びその製造方法をもたらす。【解決手段】人工血管１０１は、ナノファイバからなる管状構造物１００と、管状構造物１００の少なくとも内周面を構成するナノファイバの表面に形成された親水性ポリマーのコーティングと、を備え、内径が１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。【選択図】図７

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り ２０２１年１０月３１日に、第７４回日本胸部外科学会定期学術集会講演予稿集にて発表。 〔刊行物等〕 ２０２１年１１月３日に、第７４回日本胸部外科学会定期学術集会にて発表。

本開示は、人工血管及びその製造方法に関する。

虚血性心疾患や下肢閉塞性動脈硬化症などの動脈硬化性疾患において、重症例では冠動脈バイパス術や下肢動脈バイパス術などの外科的血行再建術が必要となる。この治療には、閉塞した血管をバイパスするために、直径５ｍｍ未満の代用血管が必要である。現在のところ、直径５ｍｍ未満の人工血管は短期開存すらしないため、治療には、患者本人から採取した自家血管グラフトが利用されている。しかし、自家血管グラフトの長さが足りない、または性状が治療に不適切な場合は治療そのものが行えないといった問題があり、実用に耐え得る在庫可能な小口径の人工血管の開発が望まれている。

理想的な代用血管に期待されることは、患者の組織と一体化し自家血管の様にふるまう能力を持つことである。人工血管でこれを達成するためには、移植後に自家細胞が生着し組織様に再生する必要があり、血管を構成する血管内皮細胞や平滑筋細胞が生着する生体分解性ナノファイバが人工血管の材料として注目されている（非特許文献１～３）。

生体分解性ナノファイバを人工血管の材料として利用した場合、抗血栓性を発揮する血管内皮細胞と平滑筋細胞の層（内膜）が再生すると、生体分解性ナノファイバの分解とともに、人工血管は最終的に完全な自家血管へと置き換わり、長期的な開存が期待できる。しかしながら、生体分解性ナノファイバは疎水性が高いため、血小板を吸着し血栓形成を引き起こしやすい。特に、人工血管が小口径になるほど血栓形成が起こりやすく、内膜が再生されるまでの短期開存が難しくなる。そのため、実用に耐え得る小口径の人工血管を得るためには、人工血管への抗血栓性の付与が必須である。

人工血管に抗血栓性を付与するために、親水性ポリマーを人工血管の材料として用いる試みがなされている（特許文献１～３）。しかしながら、親水性ポリマーは、水と接触すると溶解するため、人工血管の材料としてそのまま用いることはできない。従って、特許文献１～３の技術では、疎水性ポリマーを素材とする人工血管に親水性ポリマーをグラフト重合する（特許文献１）、あらかじめ材料にブレンドしておく（特許文献２）、ハイドロゲル化して吸着させる（特許文献３）等により親水性ポリマーの溶出を防ぎつつ人工血管に親水性を付与する試みがなされている。

特開昭６０－２２７７６３ 特開平１１－２２６１１３ 特開平０４－０３８９６０

Biomaterials. 2012 33(1) 38-47 Pharmaceuticals (Basel). 2020 13(5) 101 Biomaterials. 1996 17(2) 115-124

しかしながら、特許文献１～３に記載の技術は、製造工程の複雑化や製造コストの増加を招くという問題があり、研究開発例は多いものの未だ実用化には至っていない。

そこで本開示では、十分な抗血栓性を有し実用に耐え得る小口径の人工血管及びその製造方法をもたらすことを課題とする。

上記の課題を解決するために、ここに開示する人工血管の一態様は、ナノファイバからなる管状構造物と、前記管状構造物の少なくとも内周面を構成する前記ナノファイバの表面に形成された親水性ポリマーのコーティングと、を備え、内径が１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする。

前記管状構造物に対する前記コーティングの割合は、２．５質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。

前記人工血管に蒸留水を通液させたときの、前記親水性ポリマーの流出量比は、２５％以下であることが好ましい。

前記人工血管の内周面の水接触角は、１２０°以下であることが好ましい。

前記コーティングは、前記管状構造物の外周面を構成する前記ナノファイバの表面にも形成されていることが好ましい。

前記人工血管の外周面の水接触角は、１２０°以下であることが好ましい。

血小板吸着試験において、前記コーティングを有しない前記管状構造物へ付着した血小板顆粒の数に対する、該コーティングを有しない管状構造物へ付着した血小板顆粒の数から前記人工血管へ付着した血小板顆粒の数を引いた数の割合を百分率で表示した値で表される血小板吸着抑制率は、３０％以上であることが好ましい。

内径２ｍｍ以上５ｍｍ以下の前記人工血管について圧縮試験により得られた圧縮回復性は、６３％以上であることが好ましい。

内径１ｍｍ以上２ｍｍ未満の前記人工血管について圧縮試験により得られた圧縮回復性は、４１％以上であることが好ましい。

三点曲げ試験により測定された最大荷重は、０．００５５Ｎ以上であることが好ましい。

前記人工血管の壁厚さは、０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが好ましい。

前記管状構造物は、複数の長尺のナノファイバリボンが積層されてなる積層構造を有しており、前記管状構造物の内周面側には、前記ナノファイバリボンの幅方向の端部がらせん状に配置されていることが好ましい。

前記管状構造物は、複数のナノファイバ層が積層されてなる積層構造を有しており、隣り合う２つの前記ナノファイバ層間に配置された縫合糸をさらに備えていることが好ましい。

前記親水性ポリマーは、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、デキストラン、カルボキシメチルセルロース及びポリエチレンオキシドからなる群から選択された少なくとも１種であることが好ましい。

前記ナノファイバの原料樹脂は、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、、ポリ乳酸－グリコール酸、ポリウレタン、ポリヒドロキシ酪酸及び絹からなる群から選択された少なくとも１種であることが好ましい。

ここに開示する人工血管の製造方法の一態様は、ナノファイバからなる管状構造物と、前記管状構造物の少なくとも内周面を構成する前記ナノファイバの表面に形成された親水性ポリマーのコーティングと、を備えた人工血管の製造方法であって、前記人工血管の内径は１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、前記管状構造物を形成する管状構造物形成工程と、前記管状構造物の内腔に親水性ポリマーを含む溶液を通液させて前記コーティングを形成するコーティング形成工程と、を備えたことを特徴とする。

好ましくは、前記管状構造物形成工程は、電界紡糸法によりナノファイバシートを作製する第１工程と、前記ナノファイバシートを切断して長尺のナノファイバリボンを作製する第２工程と、前記ナノファイバリボンを所定の角度で芯棒に巻回し、該芯棒を除去することにより、前記管状構造物を形成する第３工程と、を備えている。

好ましくは、前記第３工程は、第１の前記ナノファイバリボンを前記所定の角度で前記芯棒の一方から他方に向かって該芯棒に巻回する工程Ａと、第２の前記ナノファイバリボンを前記所定の角度で前記芯棒の前記他方から前記一方に向かって前記第１のナノファイバリボンが巻回された該芯棒に巻回する工程Ｂと、を含み、前記工程Ａと前記工程Ｂとを繰り返すことにより、前記管状構造物を形成する工程である。

前記第３工程は、前記ナノファイバリボンを前記芯棒に巻回する前に、電界紡糸法により該芯棒の表面にナノファイバシートを形成する工程を含むことが好ましい。

前記ナノファイバリボンの厚さは、５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

前記ナノファイバリボンの幅は、５０ｍｍ以下であることが好ましい。

前記ナノファイバリボンの長さは、３０ｃｍ以上であることが好ましい。

ここに開示する人工血管の一態様は、上記のいずれかの製造方法により製造された人工血管である。

本開示によると、十分な抗血栓性を有し実用に耐え得る小口径の人工血管及びその製造方法をもたらすことができる。

本開示に係る人工血管の管状構造物の例を示す図。 図１のＡ－Ａ線における断面図とその変形例を示す図。 図１のＢ－Ｂ線における断面図とその変形例を示す図。 本開示に係る人工血管の製造方法の一例を説明するためのフロー図。 図４の各工程の具体的な手順を説明するための図。 実施例１～４の管状構造物のデジタルカメラ写真。 実施例４の人工血管のＳＥＭ像。 実施例２の人工血管のＳＥＭ像。 比較例１及び実施例１の人工血管の内周面のＳＥＭ像。 実施例１，２及び比較例１，３の人工血管についての圧縮試験の結果を示すグラフ。 圧縮試験結果に基づいて、圧縮直進性、圧縮仕事量及び圧縮回復性を算出する方法を説明するための図。 接触角測定試験１における製造例１，２のサンプル作製方法を説明するための図。 接触角測定試験１における製造例１，２のサンプルの接触角測定時の写真。 血小板吸着試験における実施例４及び比較例２のグラフトのＳＥＭ像。 血小板吸着試験の結果を示すグラフ。 人工血管の移植実験１における実施例４のグラフトの径方向断面の組織免疫染色の蛍光顕微鏡写真。 人工血管の移植実験２における実施例４のグラフトのデジタル顕微鏡写真及び光学顕微鏡写真。 人工血管の移植実験２における実施例４のグラフトの組織免疫染色の蛍光顕微鏡写真。

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

＜人工血管＞
本開示に係る人工血管は、管状構造物と、親水性ポリマーのコーティングと、を備える。

［管状構造物］
管状構造物は、ナノファイバ（本明細書において、「ＮＦ」ともいう。）からなる。

ＮＦは、極細の平均繊維径を有し、広い比表面積を有することから、軽い、薄い、柔らかい、伸びる、透湿防水性等の特徴を備える。

ＮＦの平均繊維径は、特に限定されるものではなく、一般的な繊維径であってよいが、管状構造物の強度及び柔軟性を確保する観点から、例えば５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。なお、ＮＦの平均繊維径は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察により得られた任意のＮＦ１０本の繊維形状部分の繊維径の平均値から求めることができる。

ＮＦ、すなわち管状構造物の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を採用できる。具体的には例えば、ＮＦの繊維径の均一性を向上させる観点から、電解紡糸法を用いて管状構造物を作製することができる。なお、溶融紡糸法を用いてもよい。

ＮＦは、不織布、織物、又は編物形態、及びこれらの組み合わせであってもよく、好ましくは不織布である。

ＮＦの原料樹脂は、ＮＦの繊維形状を形成する母材としての役割を有する。ＮＦの原料樹脂としては、特に限定されるものではなく、人工血管に使用される公知の材料を適宜使用できる。原料樹脂は、生体適合性材料、生体分解性材料、生体由来材料等であり、具体的には例えば、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリプロピレンフマレート、ポリプロピレンカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタン、ナイロン、ポリアクリロニトリル、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ（エチレンビニルアルコール）コポリマー、ポリスチレン、ポリビニルカーボネート、ポリアミド、ポリアニリン、ポリエチレンオキサイド、ポリ塩化ビニリデン、ポリエーテルスルホン及びこれらのコポリマー、絹、ウール、アガロース、アルギネート、セルロース、酸化セルロース、コラーゲン、ゼラチン、アルブミン、アラスチン、ケラチン、キチン、キトサン、エラスチン、寒天等である。人工血管の生体分解性、強度及び柔軟性を確保する観点から、原料樹脂として好ましいのは、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ乳酸－グリコール酸、ポリウレタン、ポリヒドロキシ酪酸及び絹からなる群から選択された少なくとも１種である。

原料樹脂の重量平均分子量Ｍｗは、１００００以上５０００００以下、より好ましくは３００００以上２０００００以下である。重量平均分子量Ｍｗが１００００未満では、ＮＦの強度が不足する虞があり、５００００００超では、ＮＦの柔軟性が低下する虞がある。

ＮＦは、必要に応じて原料樹脂以外の添加物を含有してもよい。添加物としては特に限定されず、人工血管に用いられる公知の添加物を採用できる。また、ＮＦの製造を促進させる観点から、後述するように塩を添加してもよい。これらの添加物は、単独又は２種以上の組み合わせで使用することが可能である。

図１～図３に、本開示に係る管状構造物１００の一例を模式的に示す。

図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、管状構造物１００は、例えば複数のナノファイバ層１１０が積層されてなる積層構造を有しており、内側には内腔１２０を有する。なお、本例では簡略化して３層のナノファイバ層１１０を図示しているが、層数は特に限定されるものではなく、例えば２～１０００層、好ましくは１０～８００層とすることができる。

本例では、各ナノファイバ層１１０は、長尺のナノファイバリボンからなる。後述するように、ナノファイバリボンが所定の角度で巻回されて各ナノファイバ層１１０を構成している。図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、ナノファイバリボンの巻回方向は、最内層及び最外層のナノファイバ層１１０と、内側層のナノファイバ層１１０とでは逆方向になっていることが好ましい。

図３（ａ）中符号１１０Ｃで示すように、管状構造物１００の内周面１１２には、ナノファイバリボンの幅方向の端部、すなわち長さ方向に延びる端部がらせん状に配置されている。詳細は後述するが、最内層のナノファイバリボンを重複させながら所定の角度で巻回した結果このような配置となる。

図２（ｂ）及び図３（ｂ）は、図２（ａ）及び図３（ａ）に示す管状構造物１００の変形例の一つを示している。

本変形例の管状構造物１００は、最内層に、ナノファイバシートからなるナノファイバ層１１１が配置されている。詳細は後述するが、ナノファイバシートはリボン状ではない。一枚物のナノファイバシートが芯棒に直接形成又は巻回された後、その外側にナノファイバリボンが巻回される。

図３（ｂ）に示すように、管状構造物１００の内周面１１２には、ナノファイバシートからなるナノファイバ層１１１が配置されている。なお、ナノファイバ層１１１は薄いため、電子顕微鏡等で観察すると、ナノファイバ層１１１の外側（図３（ｂ）では紙面の奥側）に配置されたナノファイバリボンの幅方向の端部がらせん状に配置されているのが透けて見える。

このように、本明細書において、「前記管状構造物の内周面側には、前記ナノファイバリボンの幅方向の端部がらせん状に配置されている」とは、図３（ａ）に示すように、管状構造物１００の内周面１１２にナノファイバリボンの幅方向の端部がらせん状に配置されている場合、及び、図３（ｂ）に示すように、電子顕微鏡等で管状構造物１００の内周面１１２を観察したときに、らせん状に配置されたナノファイバリボンの幅方向の端部が観察できる場合をいう。

図２（ｃ）及び図３（ｃ）は、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示す管状構造物１００のさらなる変形例の一つを示している。

図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示すように、本変形例では、隣り合う２つのナノファイバ層１１０間に配置された補強材としての縫合糸１３０をさらに備えている。縫合糸１３０を備えることにより、人工血管の強度が向上する。

ナノファイバ層１１０の厚さは、人工血管の強度及び柔軟性を確保する観点から、好ましくは５μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは７μｍ以上５０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以上３５μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下である。

ナノファイバ層１１１の厚さは、人工血管の内周面の平滑性を確保しつつ人工血管の強度及び柔軟性を確保する観点から、好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下、特に好ましくは１５μｍ以上２５μｍ以下である。

［親水性ポリマーのコーティング］
親水性ポリマーのコーティングは、管状構造物１００の少なくとも内周面１１２を構成するＮＦの表面に形成されている。

なお、コーティングは、管状構造物１００の外周面１１４を構成するＮＦの表面にも形成されていることが好ましい。

親水性ポリマーによるコーティングを備えることにより、人工血管に抗血栓性が付与され、開存率が向上する。

また、原料樹脂の種類や分子量により得られるＮＦの剛性は変化するため、人工血管としての用途を考慮すると、原料樹脂によっては管状構造物の剛性が不足する場合がある。親水性ポリマーのコーティングを備えることにより、管状構造物に、人工血管としての用途に適した剛性が付与される。また、当該コーティングが形成されていることにより、人工血管のハンドリング性（吻合性、縫合性、耐ほつれ性）及び耐キンク性が改善される。

親水性ポリマーは、限定する意図ではないが、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、デキストラン、カルボキシメチルセルロース及びポリエチレンオキシドからなる群から選択された少なくとも１種であることが好ましい。

管状構造物１００に対するコーティングの割合は、好ましくは２．５質量％以上１０質量％以下であり、より好ましくは３質量％以上８質量％以下、特に好ましくは４質量％以上７質量％以下である。

［人工血管のサイズ］
上述のコーティングはＮＦの表面に薄く形成されているため、本明細書では、人工血管のサイズは、管状構造物のサイズと同一として扱う。

本開示に係る人工血管の内径は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以上４．５ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以上４ｍｍ以下である。

本開示に係る人工血管の外径は、限定する意図ではないが、例えば１．２ｍｍ以上６．２ｍｍ以下、好ましくは１．３ｍｍ以上６．０ｍｍ以下、より好ましくは１．４ｍｍ以上５．８ｍｍ以下である。

人工血管の壁厚さは、限定する意図ではないが、例えば０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。

［圧縮回復性］
内径２ｍｍ以上５ｍｍ以下、好ましくは内径２ｍｍ以上４ｍｍ以下の人工血管について、後述する圧縮試験により得られた圧縮回復性は、好ましくは６３％以上、より好ましくは６３％以上９５％以下、さらに好ましくは７０％以上９３％以下、特に好ましくは８０％以上９０％以下である。

また、内径１ｍｍ以上２ｍｍ未満の人工血管について当該圧縮試験により得られた圧縮回復性は、好ましくは４１％以上、より好ましくは５０％以上９５％以下、さらに好ましくは５５％以上９３％以下、特に好ましくは６０％以上９０％以下である。

本構成によれば、人工血管は、優れた形態保持率を有し、優れた耐キンク性を備えることができる。

［曲げ剛性］
後述する三点曲げ試験により測定された最大荷重は、人工血管の優れた耐キンク性を確保する観点から、好ましくは０．００５５Ｎ以上、より好ましくは０．００６Ｎ以上０．０５Ｎ以下、特に好ましくは０．００７Ｎ以上０．０２Ｎ以下である。

［親水性ポリマーの保持性能］
人工血管における親水性ポリマーの保持性能を示す指標として、人工血管に蒸留水を通液させたときの、親水性ポリマーの流出量比が挙げられる。親水性ポリマーの流出量比とは、蒸留水の通液前の人工血管における親水性ポリマーの付着量に対する、蒸留水の通液後に人工血管から流出した親水性ポリマーの流出量の比を百分率で表示した値である。この値が小さいほど、人工血管の親水性ポリマーの保持性能は高い。

本開示に係る人工血管における、後述する親水性ポリマー流出量の評価試験により算出された親水性ポリマーの流出量比は、好ましくは２５％以下であり、より好ましくは２０％以下であり、特に好ましくは１９．５％以下である。

流出量比が上限値を超えると、人工血管の開存率が低下する。本開示に係る人工血管では、親水性ポリマーの保持性能が高いから、優れた抗血栓性を長期に亘り保持することができ、開存率を向上できる。

［水接触角］
後述する接触角測定試験１により測定された、ナノファイバシート（コーティング有り）のＮＦ面の水接触角は、好ましくは１３０°以下、より好ましくは１００°以下、さらに好ましくは５０°以下、特に好ましくは３０°以下である。

後述する接触角測定試験２により測定された、人工血管の内周面の水接触角は、好ましくは１２０°以下であり、より好ましくは１００°以下、特に好ましくは３０°以下である。人工血管の内周面に液滴を滴下後、液滴が吸収され、水接触角を測定することが困難な場合は、液滴の滴下から液滴を吸収するまでの時間が、好ましくは５秒未満、より好ましくは３秒以下、特に好ましくは１秒以下である。

後述する接触角測定試験２により測定された、人工血管の外周面の水接触角は、好ましくは１２０°以下であり、より好ましくは１００°以下、特に好ましくは３０°以下である。人工血管の外周面に液滴を滴下後、液滴が吸収され、水接触角を測定することが困難な場合は、液滴の滴下から液滴を吸収するまでの時間が、好ましくは１５秒以下、より好ましくは５秒以上１２秒以下、特に好ましくは５秒以上１０秒以下である。

人工血管の内周面の親水性は、外周面の親水性よりも高いことが好ましい。

言い換えると、人工血管の内周面の水接触角は、外周面の水接触角よりも小さいことが好ましい。

また、接触角試験において、人工血管の内周面及び外周面に液滴を滴下したときに、液滴が吸収される場合は、内周面における液滴の吸収に要する時間は、外周面における液滴の吸収に要する時間よりも短いことが好ましい。

［血小板吸着抑制率］
人工血管における抗血栓性を示す指標として、後述する血小板吸着試験の結果から算出された血小板吸着抑制率が挙げられる。血小板吸着抑制率は、後述する血小板吸着試験において、コーティングを有しない管状構造物に対して、人工血管（コーティングを有する管状構造物）では、吸着される血小板顆粒の数がどれくらい抑制されるかを示す指標である。血小板吸着抑制率Ｘは、具体的には例えば、後述する血小板吸着試験において、コーティングを有しない管状構造物へ付着した血小板顆粒の数Ｎ１に対する、コーティングを有しない管状構造物へ付着した血小板顆粒の数Ｎ１から人工血管（コーティングを有する管状構造物）へ付着した血小板顆粒の数Ｎ２を引いた数の割合を百分率で表示した値（Ｘ＝［（Ｎ１－Ｎ２）／Ｎ１］×１００）とすることができる。この値が大きいほど、人工血管の抗血栓性は高い。

本開示に係る人工血管の血小板吸着抑制率は、人工血管の優れた抗血栓性を確保する観点から、好ましくは３０％以上、より好ましくは４０％以上、さらに好ましくは５０％以上、特に好ましくは５４％以上である。

［開存率］
後述する人工血管の移植実験１において、ヘパリンコーティングを施した人工血管をラット腹部稼働大動脈へ移植後２週間経過後の人工血管の開存率は、好ましくは８４％以上、より好ましくは８７％以上、特に好ましくは９０％以上である。また、当該移植実験１において、移植後８週間経過後の人工血管の開存率は、好ましくは７６％以上、より好ましくは８０％以上、特に好ましくは８３％以上である。

後述する人工血管の移植実験２において、ヘパリンコーティングを施していない人工血管をラット腹部稼働大動脈へ移植後８週間経過後の人工血管の開存率は、好ましくは８０％以上、より好ましくは８３％以上である。

上記開存率を有することにより、本開示に係る人工血管は、体内に移植したときに、実際に人工血管として機能することができ、十分に実用に耐え得るといえる。

＜人工血管の製造方法＞
以下、本開示に係る人工血管を製造する方法の一例を説明する。なお、本開示に係る人工血管の製造方法は、以下に限定されるものではない。

人工血管の製造方法は、具体的には例えば、図４に示すように、管状構造物形成工程Ｓ１と、コーティング形成工程Ｓ２と、を備える。

［管状構造物形成工程］
管状構造物形成工程Ｓ１は、ナノファイバからなる管状構造物を形成する工程である。管状構造物を形成する方法は、上述のごとく、特に限定されるものではないが、例えば電界紡糸法を用いることができる。例えば、芯棒に直接電界紡糸して管状構造物を形成してもよい。

人工血管の耐キンク性を向上させる観点から、より好ましい方法では、管状構造物形成工程Ｓ１は、例えば、ナノファイバシート作製工程Ｓ１１（第１工程）と、ナノファイバリボン作製工程Ｓ１２（第２工程）と、巻回工程Ｓ１３（第３工程）と、を備える。

－ナノファイバシート作製工程－
図５（ａ）に示すように、ナノファイバシート作製工程Ｓ１１では、電界紡糸法によりナノファイバシート１１１Ａを作製する。ナノファイバシート１１１Ａの形状は特に限定されないが、好ましくは矩形状である。

まず、ナノファイバシート１１１Ａの原料樹脂を溶媒に溶解させて樹脂溶液５１を調製する。樹脂溶液５１の調製は、例えば、容器に原料樹脂を秤量し、溶媒、添加物を加え、撹拌機等の公知の撹拌手段（図示せず。）により撹拌して、溶媒中に樹脂、添加物を溶解・分散させることにより行う。撹拌に際し、同時に加熱や超音波等を印加してもよい。

溶媒は、上記樹脂を溶解させ、樹脂溶液５１の粘度を調整するとともに、紡糸時に蒸発し繊維形状の形成を促進させるものである。溶媒としては、具体的には例えば、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、トルエン、ベンゾトリフルオリド、１０－カンファースルホン酸、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ヘキサフルオロイソプロピルアルコール（ＨＦＩＰ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル、ジクロロメタン、クロロホルム、エタノール、ギ酸、塩酸、トリフルオロ酢酸、酢酸エチル、水等が挙げられる。これらの溶媒は、１種でもよいし、２種以上を用いてもよい。なお、これらの溶媒は紡糸時に蒸発するため、ナノファイバシート１１１Ａには含有されない。

樹脂溶液５１に含まれる添加物としては、樹脂の溶解性・分散性の向上、微細な繊維形状の均一形成促進の観点から、例えば塩化ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等の塩等が添加され得る。

樹脂溶液５１中における樹脂の濃度は、均一且つ微細な繊維形状のナノファイバシート１１１Ａを得る観点から、好ましくは５質量％以上５０質量％以下、より好ましくは７質量％以上４０質量％以下、特に好ましくは１０質量％以上３０質量％以下である。また、上記塩を添加する場合には、塩の濃度は、均一且つ微細な繊維形状のナノファイバシート１１１Ａを得る観点から、好ましくは２質量％以下、より好ましくは１質量％以下、特に好ましくは０．５質量％以下である。また、塩以外の添加物の濃度は、添加物の種類にもよるが、目的に応じて、例えば０．５質量％以上３質量％以下とすることができる。

次に、樹脂溶液５１を、電解紡糸法を用いて紡糸し、ナノファイバシート１１１Ａを得る。

電解紡糸法による紡糸は、例えば、図５（ａ）に示すエレクトロスピニング装置を用いて行うことができる。具体的には例えば、シリンジ３３の先端から樹脂溶液５１を噴射させて、例えば回転式ドラム式のコレクタ３５の表面上に樹脂溶液５１を吹付けることで行われる。なお、電解紡糸法による紡糸の方法は、図５（ａ）の方法に限定されるものではなく、適宜公知の方法を採用できる。

図５（ａ）に示すように、シリンジ３３及びコレクタ３５には、高圧電源装置３４が接続されており、両者間には所定の高電圧が印加される。なお、シリンジ３３の樹脂溶液５１は、室温程度、例えば１５℃～３０℃とすることができる。

高圧電源装置３４による印加電圧は、微小径の均一な繊維形状のナノファイバを得る観点から、例えば５ｋＶ以上８０ｋＶ以下、好ましくは１０ｋＶ以上５０ｋＶ以下とすることができる。

シリンジ３３の先端からコレクタ３５までの距離は、微小径の均一な繊維形状のナノファイバを得る観点から、例えば５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることができる。

このようにして得られたナノファイバシート１１１Ａ（及び次工程で製造するナノファイバリボン１１０Ａ）の厚さは、好ましくは５μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは７μｍ以上５０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以上３５μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下である。

－ナノファイバリボン作製工程－
図５（ｂ）に示すように、ナノファイバリボン作製工程Ｓ１２では、上記のようにして得られたナノファイバシート１１１Ａを切断して長尺のナノファイバリボン１１０Ａを作製する。

図５（ｂ）では、ハサミを用いて切断する例を図示しているが、ナノファイバシート１１１Ａの切断方法としては、特に限定されるものではなく、裁断機等の他の公知手段を用いてもよい。

なお、ナノファイバリボン１１０Ａの幅及び長さは一定に揃っていることが好ましい。具体的には例えば、ナノファイバリボン１１０Ａの幅は、好ましくは５０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上４０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下である。

また、ナノファイバリボン１１０Ａの長さは、好ましくは３０ｃｍ以上、より好ましくは３０ｃｍ以上１００ｃｍ以下、特に好ましくは４０ｃｍ以上８０ｃｍ以下である。

－巻回工程－
巻回工程Ｓ１３では、図５（ｃ）に示すように、ナノファイバリボン１１０Ａ、好ましくは複数のナノファイバリボン１１０Ａを所定の角度ｉで芯棒１５０に巻回する。そして、最終的に、芯棒１５０を除去することにより、管状構造物１００を形成する。

所定の角度ｉは、管状構造物１００の軸方向とナノファイバリボン１１０Ａの長さ方向との間の角度であり、０°超９０°未満の角度である。所定の角度ｉは、限定する意図ではないが、例えば１０°以上８０°以下、好ましくは２０°以上７５°以下、より好ましくは５０°以上７０°以下とすることができる。

ナノファイバリボン１１０Ａは、既に巻回された部分と重複させながら巻回することが好ましい。具体的には例えば、ナノファイバリボン１１０Ａを芯棒１５０に巻回したときに、ナノファイバリボン１１０Ａの幅方向の一端部１１０Ｂ（端部）が外部から視認可能であり、他端部１１０Ｃ（端部）がナノファイバリボン１１０Ａで隠れるように巻回することが好ましい。これにより人工血管の十分な柔軟性及び強度を確保できる。

また、巻回工程Ｓ１３では、複数のナノファイバリボン１１０Ａを芯棒１５０に交互に逆方向に巻回していくことが望ましい。

具体的には例えば、まず工程Ａで、第１のナノファイバリボン１１０Ａを所定の角度ｉで芯棒１５０の一方から他方に向かって芯棒１５０に巻回する。その後、工程Ｂで、第２のナノファイバリボン１１０Ａを所定の角度ｉで芯棒１５０の他方から一方に向かって第１のナノファイバリボン１１０Ａが巻回された芯棒１５０に巻回する。そして、上述の工程Ａと工程Ｂとを繰り返すことにより、管状構造物１００を形成する。

これにより、図２（ａ）及び図３（ａ）に示す管状構造物１００が形成される。

このように、長尺のナノファイバリボン１１０Ａを芯棒１５０に巻きつけて管状構造物１００を作製することにより、芯棒１５０に直接電界紡糸してナノファイバを積層させる場合と比べて、容易に管状構造物１００に厚みを持たせることができる。そうして、管状構造物１００の製造時間を短縮できる。また、ナノファイバはその極細の繊維径に由来した膨大な比表面積を持つが、そのナノファイバリボンを重ねて巻きつけることで、その膨大な比表面積に由来した強力なファンデルワールス力が得られる。このことにより、接着剤を用いずとも、管状構造物１００の筒状態を維持できる。

このように形成された管状構造物１００は、強度に優れるとともに、柔軟性にも優れ、人工血管の基材として好適である。

なお、例えば図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示す管状構造物１００を形成するには、ナノファイバリボン１１０Ａを芯棒１５０に巻回する前に、図５（ａ）のコレクタ３５として芯棒１５０をセットし、該芯棒１５０に直接ナノファイバ層１１１を電界紡糸により形成すればよい。

また、ナノファイバリボン１１０Ａを芯棒１５０に巻回する前に、ナノファイバシート製造工程Ｓ１で製造したナノファイバシート１１１Ａを該芯棒１５０に巻回してもよい。このとき巻回するナノファイバシート１１１Ａは、１枚であっても複数枚であってもよいが、人工血管の柔軟性を確保する観点から、１枚であることが望ましい。

図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示す管状構造物１００を形成するには、芯棒１５０にナノファイバリボン１１０Ａを所定枚数巻回後に、縫合糸１３０を巻き付け、さらにナノファイバリボン１１０Ａを所定枚数巻回していけばよい。また、ナノファイバリボン１１０Ａの巻回前に芯棒１５０に縫合糸１３０を巻回してもよい。なお、必要に応じて、複数の縫合糸１３０を、交差させながら芯棒１５０に巻き付けてもよい。

例えば、ナノファイバを芯棒に直接電界紡糸して管状構造物１００を形成する方法では、ナノファイバの積層速度によっては、人工血管用途に適した壁厚さとなるまで積層するには長時間を要す場合がある。また、単にナノファイバシートを筒状に成形、積層して管状構造物を作製する方法では、形状を維持するために、ナノファイバシートの重複部分に接着剤等の適用が必要となる。そうすると、人工血管の製造工程が煩雑化するとともに、人工血管を移植対象の血管と吻合する際に、接着部が剥がれてしまうことがある。

上述のように、長尺のナノファイバリボン１１０Ａを巻回して管状構造物１００を形成する方法によれば、容易に管状構造物に厚みを持たせることができ、製造時間を短縮化できる。また、ＮＦはその極細の繊維径に由来した膨大な比表面積を持つが、ナノファイバリボン１１０Ａを重ねて巻きつけることで、その膨大な比表面積に由来した強力なファンデルワールス力が得られる。このことにより、接着剤を用いずとも、形状を維持することができる。さらに、本方法によれば、人工血管に適度な弾力性を付与でき、耐キンク性を向上させることができる。

［コーティング形成工程］
コーティング形成工程Ｓ２では、図５（ｄ）に示すように、管状構造物１００の内腔１２０に親水性ポリマーを含む溶液を通液させて、親水性ポリマーのコーティングを形成する。

詳細には、管状構造物１００の内腔１２０に親水性ポリマーを含む溶液を通液させると、溶液は、管状構造物１００の壁に浸透する。そうして、管状構造物１００のナノファイバの表面が親水性ポリマーでコーティングされる。

親水性ポリマーの溶液は、親水性ポリマーと、溶媒と、よりなる。溶媒は、親水性ポリマーの溶解性が確保できれば特に限定されるものではなく、例えば水、水とアルコール等の水溶性有機溶媒との混合溶媒、好ましくは水とエタノールとの混合溶媒である。混合溶媒を用いることにより、管状構造物の壁への溶液の浸透性が向上する。詳細には、ＮＦは微細な繊維間に多数の空隙を有するが、その空隙には、水は通過しないが、空気は透過するほど極めて微細な空隙が多く含まれる。水に比べて表面張力が低い水溶性有機溶剤は、その極めて微細な空隙を通過することができる。従って、混合溶媒を用いると、親水性ポリマーの溶液は毛細管現象によりＮＦの極めて微細な空隙に浸入し、人工血管の内周面側のみならず、外周面側まで浸透する。そうして、管状構造物の全体に渡って、ＮＦの繊維表面のみを親水性ポリマーによりコーティングすることができる。

混合溶媒を用いる場合、混合溶媒中に含まれる水溶性有機溶媒の含有量は、例えば１質量％以上５０質量％以下、好ましくは１０質量％以上４０質量％以下である。また、溶液に含まれる親水性ポリマーの濃度は、通液の容易性、十分なコーティング量を確保する観点から、例えば０．１質量％以上１５質量％以下、好ましくは０．５質量％以上１０質量％以下、より好ましくは１質量％以上５質量％以下である。

親水性ポリマー溶液を通液後、管状構造物１００を、例えば温度１０～４０℃、湿度２０～６０％の環境下において０．５時間以上、好ましくは１時間以上３００時間以下静置することにより乾燥させて、人工血管１０１を得る。

管状構造物１００の内腔１２０に親水性ポリマー溶液を通液させる本方法によれば、単純な処理で、ＮＦの繊維表面のみに薄くコーティングを形成できるから、製造工程が簡素化されるとともに、人工血管の素材として有利なＮＦの空隙の親水性ポリマーへの埋没を抑制できる。また、本方法によりコーティングを形成すると、人工血管使用時の親水性ポリマーの溶出が効果的に抑制され、抗血栓性及び開存性により優れた人工血管が得られる。

次に、具体的に実施した実施例について説明する。

＜人工血管の作製＞
表１に示す実施例及び比較例の人工血管を、以下の手順で作製した。

［実施例１］
溶媒としてのＤＭＦ、ＴＨＦ、ＭＥＫ（質量比で３：６：１）中に、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ、シグマアルドリッチ社製、ａｖｅｒａｇｅ Ｍｎ ８００００）を、樹脂溶液中の樹脂濃度が１０質量％となるように添加し、撹拌して溶解させた。この樹脂溶液を、エレクトロスピニング装置（自社製作、図５（ａ））を用い、印加電圧２０ｋＶ、シリンジ先端－コレクタ間距離２００ｍｍ、２０～２５℃の条件でコレクタ上に紡糸し、厚さ２５μｍ～３０μｍのナノファイバシート（ＮＦシート）を形成した。

次に、ＮＦシートを幅２０ｍｍ、長さ４０ｃｍの短冊状に切断して長尺のナノファイバリボン（ＮＦリボン）を得た。

外径３ｍｍの芯棒にＮＦリボンを軸方向に対する角度６０°で芯棒の一方から他方に向かって巻回した。このとき、ＮＦリボンの他端部が隠れるようにＮＦリボンを重複させながら巻回した。さらにその上に、別のＮＦリボンを他方から一方に向かって、角度６０°でＮＦリボンの一端部が隠れるようにＮＦリボンを重複させながら巻回した。このようにＮＦリボンを交互に逆方向に繰り返し巻回することによりＮＦリボンを積層させた。その後、芯棒を除去して管状構造物を得た。

次に、得られた管状構造物の内腔に、ポリビニルアルコール溶液（ＰＶＡ溶液）６ｍＬを通液させた。ＰＶＡ溶液は、市販のＰＶＡ水溶液（カネヨ石鹸社製、カネヨノール）、蒸留水及びエタノールを、質量比で１：１：１の割合で混合することにより調製した。なお、測定したところ、市販のＰＶＡ水溶液中に含まれるＰＶＡ濃度は５質量％であった。

その後、管状構造物を、温度２０℃、湿度４０％環境下に２４時間以上静置し、表１に示す仕様の人工血管を得た。

［実施例２］
以下の手順で縫合糸を巻回した以外は、実施例１と同様に人工血管を作製した。

管状構造物の壁厚さが約０．１５ｍｍとなるまでＮＦリボンを積層させた後、縫合糸（ジョンソン・エンド・ジョンソン社製、バイクリル、ＰＣＬ製、径約０．４ｍｍ）を一方側から他方側に軸方向に対する角度６０°で巻回後、他方側から一方側に角度６０°で巻回した。その後、管状構造物の最終壁厚さが約１ｍｍとなるまでＮＦリボンを積層させた。

［実施例３］
外径２ｍｍの芯棒を使用して表１に示す仕様の人工血管を得た以外は、実施例１と同様に人工血管を作製した。

［実施例４］
外径１ｍｍの芯棒を使用して表１に示す仕様の人工血管を得た以外は、実施例１と同様に人工血管を作製した。

［実施例５］
図５（ａ）の装置において、コレクタを芯棒に代えて、芯棒に直接紡糸して管状構造物を得た以外は、実施例１と同様に人工血管を作製した。

［比較例１］
管状構造物へのＰＶＡ溶液の通液を行わなかった以外は、実施例１と同様に人工血管を作製した。

［比較例２］
管状構造物へのＰＶＡ溶液の通液を行わなかった以外は、実施例４と同様に人工血管を作製した。

［比較例３］
管状構造物へのＰＶＡ溶液の通液を行わなかった以外は、実施例５と同様に人工血管を作製した。

［比較例４］
樹脂溶液５１を自動塗工装置（ＡＦＡ－Ｓｔａｎｄａｒｄ：Ｃｏｔｅｃ株式会社、ワイヤレスバーコーター３０Ｈ）を用いて製膜したＰＣＬフィルムを筒状に芯棒に巻回して管状構造物を得た以外は、実施例１と同様に人工血管を作製した。

＜評価試験＞
［デジタルカメラによる外観の観察］
図６（ａ）は、実施例１、３、４の管状構造物のデジタルカメラ写真である。近傍に載置した定規の目盛りから、概ね所望の内径を有する管状構造物が得られていることが判る。

また、図６（ｂ）は、実施例２の管状構造物のデジタルカメラ写真である。外観から、巻回された縫合糸の形状が見て取れる。

［走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察］
実施例４の人工血管のＳＥＭ像を図７に示す。

図７（ａ）、（ｃ）、（ｄ）は、径方向断面のそれぞれ４０倍、２５０倍、６００倍のＳＥＭ像である。また、図７（ｂ）は、軸方向断面の３０倍のＳＥＭ像である。

図７（ａ）、（ｃ）、（ｄ）から、人工血管は、厚さ約５０～１００μｍの約５つの層からなる積層構造のように見えるが、各々の層自体が数枚～数十枚のＮＦリボンが積層されてなる（すなわち、全体として数十～数百のＮＦリボンが積層されてなる）。径方向において隣接するＮＦリボン同士が密着しているため、このような断面構造が得られたものと考えられる。

上述のごとく、ＮＦリボンを巻回して作製した管状構造物の内周面には、ＮＦリボンの幅方向の端部、すなわち長さ方向に延びる端部がらせん状に配置されている。図７（ｂ）では、そのらせん状に配置された端部の一部が見えている。

なお、図７（ｂ）に示すように、管状構造物の外側の層が波打っている、すなわち管状構造物の外側がやや蛇腹状になっているが、これは管状構造物から芯棒を引き抜く際にかかる負荷によるものと考えられる。

実施例２の人工血管のＳＥＭ像を図８に示す。図８（ａ）、（ｂ）は、径方向断面のそれぞれ２０倍、７５倍のＳＥＭ像である。

図８に示すように、ＮＦリボンの層間に縫合糸が配置されている。

図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ比較例１及び実施例１の人工血管の内周面のＳＥＭ像である。両者を比較すると、ＰＶＡコーティング有りの実施例１の人工血管においても、ＰＶＡコーティング無しの比較例１の人工血管に見られるナノファイバ間の空隙がＰＶＡに埋没していないことが判る。すなわち、ＰＶＡは、ナノファイバの繊維表面をコーティングしており、ナノファイバ層の通気性、通液性は、ＰＶＡコーティング作業の前後で保持されていると考えられる。

［圧縮試験］
以下の試験条件により、人工血管の圧縮試験を行った。

試験装置：カトーテック製 ＫＥＳ－Ｆ３－Ａ
ＳＥＮＳ：２
加圧領域：２ｃｍ^２
圧縮速度：０．００２ｃｍ／ｓ
最大負荷：５０ｇｆ／ｃｍ^２
結果を表２、図１０、表３に示す。なお、表２及び図１０は、実施例１，２及び比較例１，３の内径３ｍｍの人工血管についての試験結果を示している。表３は、実施例４及び比較例２の内径１ｍｍの人工血管についての試験結果を示している。

表２及び表３のＬＣ、ＷＣ及びＲＣは、それぞれ圧縮直進性、圧縮仕事量及び圧縮回復性を示す。これらの値は、図１０のグラフに基づいて算出した値である。ＷＣ［gf*cm/cm²］は、図１１に示す領域ａ及び領域ｂの面積の和で表される値であり、値が大きいほど圧縮されやすいことを示す。ＬＣは、ＷＣの値を図１１の三角形ＡＢＣの面積で除して得られる値であり、値が１に近づくほど圧縮されにくいことを示す。ＲＣ［％］は、圧縮回復仕事量ＷＣ’（図１１に示す領域ｂの面積）及びＷＣを用いて下記式（１）により求められる値であり、値が１００％に近づくほど回復性があることを示す。

ＲＣ＝（ＷＣ’／ＷＣ）×１００ ・・・（１）
表２及び表３の結果から、比較例の人工血管（ＰＶＡコーティング無し）に比べて、実施例の人工血管（ＰＶＡコーティング有り）では、ＲＣが大きい。このことは、管状構造物にＰＶＡコーティングを施すことにより、形態保持率が向上し、耐キンク性が向上することを示している。

［三点曲げ試験］
実施例１，２，５及び比較例１，３の人工血管（内径３ｍｍ）について、三点曲げ試験を行った。試験条件を以下に示す。

試験装置：インストロン製 電機機械式万能材料試験機５５６７
速度：５ｍｍ／分
支持スパン：４０ｍｍ
測定強度が一定となった又は減少したところで試験を停止し、測定中の最大荷重を評価した。試験結果を表４に示す。

比較例１、実施例１，２の人工血管は、ＮＦリボンを芯棒に巻回して作製した人工血管である。ＰＶＡコーティング無しの比較例１の人工血管における最大荷重に比べて、ＰＶＡコーティング有りの実施例１，２の人工血管における最大荷重は、２倍以上大きくなることが判った。

比較例３、実施例５の人工血管は、芯棒に直接紡糸して作製した人工血管である。ＰＶＡコーティング無しの比較例３の人工血管における最大荷重に比べて、ＰＶＡコーティング有りの実施例５の人工血管における最大荷重は、約１．８倍大きくなることが判った。

このように、ＰＶＡコーティングを施すことにより、人工血管の最大荷重は大きくなり、耐キンク性が向上することが判った。

［親水性ポリマー流出量の評価試験］
実施例１及び比較例４の人工血管の内腔に、蒸留水２０ｍＬを流速１．５ｍＬ／分で通液し、ＰＶＡ流出量を比較した。試験結果を表５に示す。

但し、表５中、管状構造物の質量は、ＰＶＡコーティングを施す前の管状構造物の質量である。また、人工血管の質量は、管状構造物にＰＶＡコーティングを施し、上述のごとく温度２０℃、湿度４０％環境下に２４時間以上静置して得られた人口血管について測定した値である。人工血管の質量と管状構造物の質量との差分をＰＶＡ付着量とした。さらに、蒸留水通液後の人工血管の質量は、蒸留水通液後の人工血管を温度２０℃、湿度４０％環境下に２４時間以上静置した後に測定した。

ＰＶＡ流出量を下記式（２）により、算出した。

ＰＶＡ流出量
＝ＰＶＡ付着量－（蒸留水通液後の人工血管の質量－管状構造物の質量）・・・（２）
そして、ＰＶＡ流出量比［％］を下記式（３）により算出した。

ＰＶＡ流出量比＝ＰＶＡ流出量／ＰＶＡ付着量×１００ ・・・（３）
表５に示すように、初期のＰＶＡ付着量に対するＰＶＡ流出量は、実施例１のサンプル１～３がいずれも１９．１％以下であったのに対し、比較例４のサンプル４～６はいずれも２５．４％以上であり、フィルム製の管状構造物と比較して、ナノファイバ製の管状構造物のＰＶＡ保持性能の高さが示された。

［接触角測定試験１］
－製造例１－
図１２（ａ）に示すように、直径２０ｍｍの芯棒２００に、テフロン（登録商標）シートを巻き、その上から、離型紙付のＰＣＬ製ナノファイバシート（ＮＦシート）２０１を芯棒２００の長手方向に対して直角に且つＮＦ面が内側となるように５周巻き付けた。なお、ＮＦシート２０１の厚さは約３５μｍ、幅は約６ｃｍであった。

次に、芯棒２００とテフロンシートを取り除き、円筒状のＮＦシート２０２を得た。

そして、図１２（ｂ）に示すように、円筒状のシート２０２の内腔に、アトマイザ２０３を用いて実施例１の人工血管作製時に使用したＰＶＡ溶液を噴霧し、円筒状のシート２０２の内層（ＮＦ面）をＰＶＡコーティングした。

室温で自然乾燥させた後、図１２（ｃ）の破線で示すように、コーティングした円筒状のシート２０２を切開した。切開したシートにおもりを置いて湾曲を除去した後、６ｃｍ×６ｃｍ角に裁断してサンプルとし、そのＮＦ面をθ／２法接触角試験に供した。接触角の測定には、接触角測定装置（協和界面科学（株）：ＣＡ－Ｘ）を用いた。

－製造例２－
ＰＶＡコーティングを施さなかった以外は製造例１と同様にサンプルを作成し、そのＮＦ面をθ／２法接触角試験に供した。

－結果－
製造例１，２の各々５サンプルについて接触角を測定した。結果を表６及び図１３に示す。なお、図１３は、サンプル１の接触角測定時の写真である。

表６及び図１３に示すように、ＮＦシートにＰＶＡコーティングを施すことにより、ＮＦ面の親水性（濡れ性）が向上することが判った。

［接触角測定試験２］
比較例１及び実施例１の人工血管を軸方向に半分に裁断した後、錘を載せて湾曲を取り除いた。比較例１及び実施例１の人工血管の内周面及び外周面のそれぞれ５か所ずつについて、接触角測定装置（協和界面科学（株）：ＣＡ－Ｘ）を用いてθ／２法により接触角を測定した。結果を表７に示す。

但し、表７中、「n.d. 1」は、液滴が人工血管の表面に接触後１秒以内に液滴が人工血管にすべて吸収され、測定不可であったことを示す。また、「n.d. 2」は、液滴が人工血管の表面に接触後５～１０秒以内に液滴が人工血管にすべて吸収され、測定不可であったことを示す。

表７に示すように、比較例１の人工血管に比べて、実施例１の人工血管では親水性（濡れ性）が向上することが判った。また、実施例１の人工血管の内周面と外周面とを比較すると、内周面の方が外周面よりも液滴の吸収速度が速く、親水性（濡れ性）が高いことが判った。これは、実施例１の人工血管では、内周面側のナノファイバの方が外周面側のナノファイバよりもＰＶＡの付着量が多いためと考えられる。

［血小板吸着試験］
実施例４及び比較例２の人工血管（内径１ｍｍ）を切断して長さ１ｃｍ程度のグラフトを準備した。グラフトの内腔に、健常人から採取した濃縮ヒト血小板２ｍｌを３回通液させた。その後、リン酸緩衝液１０ｍｌでグラフトをフラッシュし、吸着されていない血小板を洗い流した。グラフトをグルタールアルデヒド固定し、その内周面をＳＥＭで観察した。倍率５０００倍で当該内周面のＳＥＭ像を撮影し、一視野（４４０μｍ^２）あたりに吸着されている血小板顆粒の数をカウントし、１００μｍ^２あたりの数に換算した。実験は、独立したグラフト５つについて１回ずつ計５回行った。結果を表８、図１４及び図１５に示す。

図１４は、実施例４及び比較例２のグラフトのＳＥＭ像を示している。図１４に示すように、比較例２のグラフトに比べて、実施例４のグラフトでは、付着した血小板顆粒の数が明らかに少ないことが判る。

表８及び図１５に示すように、５回の実験で得られた血小板顆粒の数の平均値に基づいて、下記式（４）で表される血小板吸着抑制率を算出すると５４％となった。

血小板吸着抑制率
＝［（比較例２の平均値）－（実施例４の平均値）］／（比較例２の平均値）×１００
・・・（４）
すなわち、ＰＶＡコーティングを施した実施例４のグラフトでは、ＰＶＡコーティングを施していない比較例２のグラフトに比べて、人工血管に吸着される血小板顆粒の数が５４％低減され、抗血栓性が向上することが判った。

［人工血管の移植実験１（ヘパリンコーティング有り）］
実施例４及び比較例２の人工血管（内径１ｍｍ）について、実際に人工血管として機能するかどうか、ラット腹部稼働大動脈へ移植し検討を行った。

移植に先立って、実施例４及び比較例２の人工血管について長さ約１ｃｍのグラフトを準備し、アルカリ加水分解により親水化後、ヘパリンを共有結合によって固定化した。具体的には、グラフトを２Ｍ水酸化ナトリウム水溶液に３０分間さらして加水分解し、蒸留水で洗浄した。その後、グラフトを表９に示す組成のヘパリン溶液に室温で一晩浸漬した。グラフトを蒸留水で洗浄し、過剰なヘパリンを除去した。

上記手順でヘパリンコーティングを施したグラフトをラットの腹部稼働大動脈へ移植した。移植ラット数は、実施例４及び比較例２のグラフトそれぞれについて、２４匹ずつであった。移植後２週間と８週間で、吻合部末梢の動脈を半切し、血流の有無によりグラフト開存を評価した。結果を表１０に示す。

また、自家血管様の再生は、血管内皮細胞マーカーであるＣＤ３１と平滑筋マーカーであるａｌｐｈａ－ｓｍｏｏｔｈ ｍｕｓｃｌｅ（αＳＭ）を、免疫蛍光染色し、評価した。実施例４のグラフトの径方向断面の組織の蛍光顕微鏡写真を図１６に示す。

表１０に示すように、２週間後および８週間後の開存率は、比較例２に比べて実施例４で向上することが判った。また、図１６に示すように、実施例４のグラフトの内腔には、血管の内膜様の再生が認められた。これらの結果より、ＰＶＡコーティングを施した実施例４の人工血管（内径１ｍｍ）は、ヘパリンコーティングを施した場合、実際に人工血管として機能することが示された。

［人工血管の移植実験２（ヘパリンコーティング無し）］
実施例４の人工血管（内径１ｍｍ）について、長さ約１ｃｍのグラフトを準備し、ヘパリンコーティングを行わず、ラット腹部稼働大動脈へ移植し検討を行った。移植後８週間で、吻合部末梢の動脈を半切し、血流の有無によりグラフト開存を評価した。移植後８週間経過時点のグラフトの外観及び径方向断面のデジタル顕微鏡写真をそれぞれ図１７（ａ）、（ｂ）に示す。

１２匹のラットに対して評価を行ったところ、移植後８週の開存率は８３．３％（１０／１２匹）であり、移植実験１のヘパリンコーティングを施した場合と同程度の結果が得られた。採取した移植片は、すべての開存例で滑らかな質感を示し、内腔に血栓は認められなかった。

次に、移植片の再細胞化を評価するためにヘマトキシリン・エオジン染色を実施した。グラフトの軸方向断面及び径方向断面の光学顕微鏡写真をそれぞれ図１７（ｃ）、（ｄ）に示す。図１７（ｃ）、（ｄ）に示すように、細胞の生着は、内腔、外周面、および移植編内部で観察され、細胞層は内腔側に形成された。

自家血管様の再生は、血管内皮細胞マーカーであるＣＤ３１と平滑筋マーカーであるαＳＭを、免疫蛍光染色し評価した。グラフトの径方向断面の組織の蛍光顕微鏡写真を図１８に示す。

その結果、ＣＤ３１（＋）／αＳＭ（＋）細胞層は、移植片のすべての近位、中間、および遠位領域で観察され、新生内膜が再生され、移植片の端から端までほぼ完全に覆われていることが示された。

これらの結果から、ＰＶＡコーティングを施した実施例４の人工血管（内径１ｍｍ）は、ヘパリンコーティングを施さなくても、実際に人工血管として機能することが示された。

１００ 管状構造物
１０１ 人工血管
１１０ ナノファイバ層
１１０Ａ ナノファイバリボン
１１０Ｂ 一端部（端部）
１１０Ｃ 他端部（端部）
１１１ ナノファイバ層
１１１Ａ ナノファイバシート
１１２ 内周面
１１４ 外周面
１２０ 内腔
１３０ 縫合糸

Claims (21)

1. ナノファイバからなる管状構造物と、
   前記管状構造物の少なくとも内周面を構成する前記ナノファイバの表面に形成された親水性ポリマーのコーティングと、を備え、
   内径が１ｍｍ以上５ｍｍ以下である
   ことを特徴とする人工血管。
2. 前記管状構造物に対する前記コーティングの割合は、２．５質量％以上１０質量％以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の人工血管。
3. 前記人工血管に蒸留水を通液させたときの、前記親水性ポリマーの流出量比は、２５％以下である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
4. 前記人工血管の内周面の水接触角は、１２０°以下である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
5. 前記コーティングは、前記管状構造物の外周面を構成する前記ナノファイバの表面にも形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
6. 前記人工血管の外周面の水接触角は、１２０°以下である
   ことを特徴とする請求項５に記載の人工血管。
7. 血小板吸着試験において、前記コーティングを有しない前記管状構造物へ付着した血小板顆粒の数に対する、該コーティングを有しない管状構造物へ付着した血小板顆粒の数から前記人工血管へ付着した血小板顆粒の数を引いた数の割合を百分率で表示した値で表される血小板吸着抑制率は、３０％以上である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
8. 内径２ｍｍ以上５ｍｍ以下の前記人工血管について圧縮試験により得られた圧縮回復性は、６３％以上であり、
   内径１ｍｍ以上２ｍｍ未満の前記人工血管について圧縮試験により得られた圧縮回復性は、４１％以上である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
9. 三点曲げ試験により測定された最大荷重は、０．００５５Ｎ以上である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
10. 前記人工血管の壁厚さは、０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
11. 前記管状構造物は、複数の長尺のナノファイバリボンが積層されてなる積層構造を有しており、
    前記管状構造物の内周面側には、前記ナノファイバリボンの幅方向の端部がらせん状に配置されている
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
12. 前記管状構造物は、複数のナノファイバ層が積層されてなる積層構造を有しており、
    隣り合う２つの前記ナノファイバ層間に配置された縫合糸をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
13. 前記親水性ポリマーは、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、デキストラン、カルボキシメチルセルロース及びポリエチレンオキシドからなる群から選択された少なくとも１種である
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
14. 前記ナノファイバの原料樹脂は、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、、ポリ乳酸－グリコール酸、ポリウレタン、ポリヒドロキシ酪酸及び絹からなる群から選択された少なくとも１種である
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工血管。
15. ナノファイバからなる管状構造物と、
    前記管状構造物の少なくとも内周面を構成する前記ナノファイバの表面に形成された親水性ポリマーのコーティングと、を備えた人工血管の製造方法であって、
    前記人工血管の内径は１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
    前記管状構造物を形成する管状構造物形成工程と、
    前記管状構造物の内腔に親水性ポリマーを含む溶液を通液させて前記コーティングを形成するコーティング形成工程と、を備えた
    ことを特徴とする人工血管の製造方法。
16. 前記管状構造物形成工程は、
    電界紡糸法によりナノファイバシートを作製する第１工程と、
    前記ナノファイバシートを切断して長尺のナノファイバリボンを作製する第２工程と、
    前記ナノファイバリボンを所定の角度で芯棒に巻回し、該芯棒を除去することにより、前記管状構造物を形成する第３工程と、を備えた
    ことを特徴とする請求項１５に記載の人工血管の製造方法。
17. 前記第３工程は、
    第１の前記ナノファイバリボンを前記所定の角度で前記芯棒の一方から他方に向かって該芯棒に巻回する工程Ａと、
    第２の前記ナノファイバリボンを前記所定の角度で前記芯棒の前記他方から前記一方に向かって前記第１のナノファイバリボンが巻回された該芯棒に巻回する工程Ｂと、を含み、
    前記工程Ａと前記工程Ｂとを繰り返すことにより、前記管状構造物を形成する工程である
    ことを特徴とする請求項１６に記載の人工血管の製造方法。
18. 前記第３工程は、前記ナノファイバリボンを前記芯棒に巻回する前に、電界紡糸法により該芯棒の表面にナノファイバシートを形成する工程を含む
    ことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の人工血管の製造方法。
19. 前記ナノファイバリボンの厚さは、５μｍ以上１００μｍ以下である
    ことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の人工血管の製造方法。
20. 前記ナノファイバリボンの幅は、５０ｍｍ以下であり、
    前記ナノファイバリボンの長さは、３０ｃｍ以上である
    ことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の人工血管の製造方法。
21. 請求項１５又は請求項１６に記載の製造方法により製造された人工血管。