JP3686833B2

JP3686833B2 - 血管吻合用リング及び血管吻合用リングを装着した人工血管

Info

Publication number: JP3686833B2
Application number: JP2000360672A
Authority: JP
Inventors: 壮介木村
Original assignee: 壮介木村; 株式会社ゲッツブラザーズ
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2020-11-28
Also published as: JP2002159502A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己血管、主として大血管（大動脈、大動脈分枝、及び大静脈）と人工血管との吻合用のリング及び同リングを装着した人工血管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
極小口径、変形、顕著な動脈硬化等の血管と人工血管との吻合は、現在においても将来的にも最終的には手による糸と針での縫合に頼らざるを得ないことは明らかである。これは、時間がかかるものである。そして、時間がかかればかかるほど、部位によっては手術の合併症が増加することになるので、手術時間の短縮化が重要な要素になっている。例えば、弓部大動脈人工血管置換術においては、時間が手術の成績を大きく左右し、手術の時間が長くなると、手術後に脳障害を合併する可能性がある。手術の間の脳細胞の保護に関して、種々の方法が報告されているが、いずれも十分にゆとりを持った手術時間を確保するものではないし、また、手術時間の経過とともに、脳細胞の保護が確実であることを保証できる程度も低下する。一般的に、超低体温循環停止下、又は選択的脳分離体外循環の補助の下での弓部大動脈人工血管置換術を行った場合、１時間乃至１時間３０分を超えるとともに術後に脳障害を合併する可能性が問題となる。
【０００３】
急性大動脈解離等の症例の場合、脆弱な大動脈壁を糸と針で吻合するのは困難であったため、図６に示すリング付きグラフト（リング付き人工血管）２７を使用した吻合が行われたことがある。この吻合方法は、図７に示すように、自己血管（大動脈）１１へリング付きグラフト２７を挿入し、自己血管１１の外側より、リングの溝部分２９において、太い紐３１で締め付けることにより、自己血管１１にグラフト２７を接合させるものである。この方法は、短時間で実施可能で、確実な吻合が行える方法であった。
【０００４】
特開平５−１２３３９１号公報は、血管吻合の際に使用するコネクターを開示している。このコネクターは、以下の二つの吻合方法で使用される。第一の方法は、図８に示すように、コネクター３３を、吻合する二つの血管１１、１１の開放端部３５、３５から挿入して、開放端部３５、３５が外側を向くように血管の先端部分を折り曲げ、その折曲げ部３９、３９において二つの血管の内表面同士を突き合わせ、前記折曲げ部３９、３９同士を縫合糸３７で縫合する方法である。第二の方法は、図９に示すように、吻合する血管１１の外側にコネクター３３をかぶせた後、この血管１１の先端部分を折り返してコネクター３３にかぶせ、次いで吻合するもう一方の血管１２をコネクター３３にかぶせた血管１１の折曲げ部３９の外側にかぶせ、当該もう一方の血管１２の外側から縫合糸３７で結節する方法である。第一の方法では、二つの血管１１、１１がコネクター３３の外周に沿って伸び、血管１１、１１同士の開放端部３５、３５の段差がなくなることによって吻合が容易になる。第二の方法では、コネクター３３にかぶせた血管１１のさらに外側にかぶせた血管１２の外側を縫合糸３７で結節するのみでよく、縫合しなくてよい。
【０００５】
ボースト（Ｂｏｒｓｔ）らは、「エレファント・トランク法（ＥｌｅｐｈａｎｔＴｒｕｎｋＴｅｃｈｎｉｑｕｅ）」と呼ばれる人工血管吻合法を行った。この方法は、例えば図１０（ａ）に示すように、動脈瘤が連なった形態をとっている症例で、２回に分けて手術を行う場合に用いられた。
【０００６】
第一回目の手術では、図１０（ｂ）に示すように、大動脈瘤の近位部（心臓に近い側）に動脈瘤のみを処理し、人工血管で置換する。この際、末梢側は動脈瘤が連なるため、吹き流し（Ｅｌｅｐｈａｎｔｔｒｕｎｋ）を挿入する。吹き流しは、通常は第二以下の動脈瘤のサイズよりは小さく、自己血管壁とは接触せず、動脈瘤内の血流中に浮いた形となっている。
【０００７】
エレファント・トランク法が提唱される以前は、第二回目の手術の際に、第一回目の手術部位の下流側の吻合部位４８（図１０（ｂ）及び（ｃ）参照）で第二の人工血管４と吻合していた。しかし、吻合部およびその周囲は癒着のため、また一回目と二回目では、手術の到達方法が異なる（例えば、一回目は胸骨正中切開、二回目は左開胸でアプローチ）ため、またいずれも術野の非常に深い部分にあるため、困難を伴う手術であった。エレファント・トランク法では、吹き流しがあるため、図１０（ｃ）に示すように、第二回目の手術では前回の吻合部位４８まで到達する必要はなく、大動脈を切開すると同時に吹き流しの末梢端５１を確保し、ここに第二の人工血管４を吻合するので、手術は安全で容易になった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリング付きグラフトを使用する方法では、硬いリング部に対し外側より自己血管の組織を締め付けるため、組織の局所的な壊死を生じ、図７に示すように、自己血管内膜４１の亀裂、外膜４２との解離を生じるという問題点があった。特に、急性大動脈解離の症例の場合は、脆弱な動脈壁組織を締め付けるため、動脈壁内膜組織に亀裂を生じ、再解離の併発が多かった。
【０００９】
また、本来、自己動脈の壁は弾性を持っており、心拍動に伴い、口径の拡縮を繰り返している。接合部が硬いリングで固定された状態では、リング近傍の自己血管は、拍動による無理な拡縮を強いられ、「金属疲労」的な障害を生じる。そのような障害は、慢性期におけるリング近傍の内膜解離として現われる。特に、急性大動脈解離の症例の中、術直後は良好であったが慢性期に再解離を来たした症例では、このような作用機序が働いたものと考えられる。
【００１０】
特開平５−１２３３９１号公報に開示されたコネクターは、微小血管同士の吻合には適するかもしれないが、動脈のように血管口径の拡縮の差が大きい血管の吻合には適さないと考えられる。また、当該公報に開示された方法は、自己血管同士の吻合に係るものであり、人工血管は用いていない。
【００１１】
また、エレファント・トランク法により、吻合部及びその周囲において自己血管が人工血管と自然癒着を生じることがわかったものの、この手法自体は、２回の手術に二つの人工血管を用いて行う必要がある。即ち、２回目の手術の際には、１回目の手術の際に用いた人工血管に新たな人工血管をつなぐ必要がある。また、エレファント・トランク法では、リングを用いない。
【００１２】
本発明は、従来の方法に比べて自己血管と人工血管との吻合にかかる時間を短縮でき、吻合後に自己血管の組織に障害を生じさせない、血管吻合用リング、及び当該血管吻合用リングを装着した人工血管の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも一種類の生体内で分解される材料で形成された血管吻合用リングを提供する。これは、人工血管に一体化して用いられる。
【００１４】
リングの厚さは、通常は０．１ｍｍ乃至５ｍｍ、好ましくは０．５乃至１ｍｍである。
【００１５】
リングの内径は、一般的には４乃至４０ｍｍである。
【００１６】
リングは、円筒形のものが一般的であるが、使用時に、その両端の内径が異なるテーパ（ｔａｐｅｒ）状になるものであってもよい。
【００１７】
生体内で分解される材料として、生分解性ポリマーが挙げられる。
【００１８】
前記リングが、その内表面と外表面の一方又は両者に凹凸を有するものであると、人工血管がずれにくく、望ましい。尚、この凹凸の存在は、リングの表面積を大きくすることにも寄与するので、リングの生体内での分解を促進したいときにも有用である。
【００１９】
前記リングは、その材料が弾力性を有するものであることが望ましい。
【００２０】
さらに、本発明は、人工血管と、当該血管に装着された血管吻合用リングからなる、血管吻合用リングを装着した人工血管を提供する。
【００２１】
前記リングは、前記人工血管の外側に装着されていることが好ましい。
【００２２】
人工血管の外側に装着される前記リングの内径は、前記人工血管の外径と略同一であるのがよい。
【００２３】
さらに、前記リングの内外表面の中、人工血管と接触しない方の表面を、人工血管を構成する材料と同一の材料製の帯状構造物で覆っていてもよい。
【００２４】
前記リングの端部と前記人工血管の端部が面一となるように、前記リングが前記人工血管に装着されていてもよい。あるいは、前記リングは、前記人工血管の端部から０ｃｍ超かつ２０ｃｍ以下離れた位置に前記リングの端部が位置するように、前記人工血管に装着されていてもよい。
【００２５】
前記リングは、人工血管に二つ以上装着されていてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施例に基づき、本発明の血管吻合用リング及び当該リングを装着した人工血管について詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明のリング１の一実施例の模式図である。
【００２８】
リング１の大きさは、当該リング１と共に用いる人工血管の大きさ（太さ）による。例えば、リング１が人工血管の外側に装着されて使用される場合、リングの内径は、使用する人工血管の外径と同一又はそれよりもわずかに大である。人工血管の外径は、人間の正常な血管の内径にほぼ一致して、通常は４乃至４０ｍｍである。従ってリングの内径（Ｙ）も、一般的には４乃至４０ｍｍ、好ましくは２４乃至３０ｍｍ、より好ましくは２４、２６、２８、又は３０ｍｍである。また、人工血管の厚みは非常に小さいことから、リングを人工血管の内側に使用するときのリングの外径も、これとほぼ同範囲と考えてよい。
【００２９】
リング１の厚さ（Ｚ）は、通常は０．１乃至５ｍｍ、好ましくは０．５乃至１ｍｍである。
【００３０】
リング１は、円筒形であり、また、これが一般的な形状であるが、使用時にその両端の内径が異なるテーパ（ｔａｐｅｒ）状になるものであってもよい。すなわち、人工血管に装着したリングを自己血管に適用した後、リングの一端の内径が広がるような構造である。
【００３１】
リング１の表面は、滑面であってもよいが、人工血管上ですべらないようにするために、その人工血管との接触面が、例えば、凹凸を有していてもよいし、粗面となっていてもよい。なお、リング１の表面が凹凸を有していたり粗面となっていると、滑面の場合と比べて表面積が大きくなるので、リングの生分解性が高まる。従って、生分解性を高めたい場合には、リング１の内外両表面を、凹凸面又は粗面としてもよい。
【００３２】
リング１の長さ（Ｔ）は、特に制限されない。しかし、長すぎると血管屈曲部の曲げを妨害したり、血管分枝の枝分かれ部を閉じてしまうなどの支障をきたすので、通常は５乃至１００ｍｍ、好ましくは２０乃至３０ｍｍ、例えば約２５ｍｍとする。
【００３３】
リングの材料は、生体内で分解され、人体に無害な材料である。その代表例として、生分解性ポリマー（有機高分子材料）と無機材料とが挙げられ、前者は更に天然高分子と合成高分子に分けられる。天然高分子は、コラーゲン（天然、再生）、ゼラチン（架橋体）、フィブリン、アルブミン（変性体）などを含む蛋白質、及び、セルロース（酸化物）、デンプン（架橋体）、キチン、キトサン、ヒアルロン酸（架橋体）などを含む多糖を含む。合成高分子としては、乳酸（Ｌ体、ＤＬ体）又はグリコール酸の単独重合体、それらの酸の共重合体、通常発酵合成により製造されるポリ酪酸、ポリ吉草酸及び酪酸／吉草酸共重合体などの生分解性のポリカルボン酸類、ポリリジンなどのポリアミノ酸類、グリコール酸−カーボネート共重合体、ポリジオキサノン、シアノアクリレート重合体、合成ポリペプチドなどを使用することができる。無機材料は、水酸アパタイト、リン酸三カルシウム（Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２）などを含むリン酸系化合物、及び炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を含む炭酸系化合物を含む。
【００３４】
生分解性材料は、１種類を又は２種類以上を組合せて使用することができる。例えば、リングの端部又は表面のみ、より溶けやすい生分解性材料を使用することにより、より速く自己血管と人工血管の接合部分を滑らかにすることができる。
【００３５】
また、上記の材料以外にも同様の特性を有する生分解性材料は、いずれも本発明で使用することができる。
【００３６】
このような材料を使用するのは、リングは血管吻合時に有用であるが、組織と人工血管の癒着接合が完成した後には本来不要であるためである。そのため、吻合時にのみ硬いリングとして存在し、その後は徐々に剛性が低下し、最終的に分解、消失するような材料を使用する。このような材料を使用することにより、上述の自己血管の内膜剥離のような慢性期の障害発生を防止することができる。なお、リングの生分解性を高めたい場合には、上述のように、リング表面を粗面とする（凹凸をつける）他、リングを多孔質とすることによってリングの表面積を大きくしてもよい。
【００３７】
一般に、上記リングを構成する生分解性物質の分解が徐々に生じることにより、上記リングが硬さを失い、血管を広げる剛性を有さなくなるまでの時間は、リングの材料及び表面形状に依存し、様々である。それは、例えば、数週間程度であり、３週間くらいであってもよい。大動脈系において使用されるリングの場合は、数時間、例えば、２乃至３時間位でもよいが、静脈系において使用されるリングの場合は、一般に、動脈系において使用されるリングよりも長期に剛性が保たれることが必要である。
【００３８】
図２は、本発明のリング付き人工血管５の一実施例（弓部大動脈置換用人工血管）を示す模式図である。同図において、矢印は、血流方向を示す。同図に示すように、この例では、リング１は、人工血管３の外側に装着して使用されている。また、リング１の装着位置は、人工血管３の端部７から適宜離れた位置に、リング１の一端９が配置される位置となっている。この人工血管３の端部７とリング１の一端９との間の距離は、特に限定されない。しかし、人工血管３の種類（どの部位を置換するための人工血管であるか）に加え、吹き流しの長さをも考慮してリング１の装着位置は決まる。その位置は、リングの一端と前記人工血管の端部が面一となる位置（吹き流しなし）であってもよい。また、リングを、人工血管の端部から０ｃｍ超かつ２０ｃｍ以下離れた位置にリングの一端が位置するように、即ち、吹き流しを有するように、人工血管に装着してもよい。
【００３９】
一つの人工血管に二つ以上のリングを装着してもよい。例えば、一本の人工血管に二個のリングを、ある一定の間隔を開けて並列して装着して使用する場合、二ヶ所で人工血管と自己血管が固定され、人工血管と自己血管の接触面積が広くなり、さらには両者の癒着面積が広くなることより、リングが一個の場合よりも強固に人工血管と自己血管を吻合することができる。また、図２に示す例のように、人工血管が枝分かれしている場合、リング１は、その人工血管の下流（血液が流出する方）の端部のすべてに装着されていてもよいし、その一部にのみ装着されていてもよい。
【００４０】
血管吻合用リング付き人工血管５は、図３に示すように、自己血管１１に挿入され、人工血管３のリング１よりも末梢側１３で糸と針により自己血管１１と縫合される。人工血管３の縫合部位１３よりもさらに末梢側１５を、自己血管１１内に吹き流しにしておく。この吹き流し部位１５は、術後に自己血管１１内壁に自然癒着する。そのため、人工血管と自己血管の癒着面積が広がり、人工血管と自己血管との結合が強固となる。
【００４１】
手術の際には、リング装着位置付近において、自己血管１１の外部に幅のあるバンド１７を巻き付けることにより、自己血管１１と人工血管３とを固定する。吻合部位の断面図である図４に示すように、バンド１７は、リング１の長さ（Ｔ）と同程度の幅を有するが、この幅は、より広くても、より狭くてもよい。バンド１７の材料は、生体内に使用できるものであればよく、例えば、フェルトなどである。また、自己血管１１の端部１９付近で、バンド１７、自己血管１１、及び人工血管３を、さらに固定糸２１で固定してもよい。固定糸２１の材料は、医療用のものであればいずれをも使用できる。バンド１７は、吻合後、除去してもよいし、残してもよい。
【００４２】
本発明で用いる人工血管は、従来より使用されているものであってよい。人工血管は、いずれも多孔質である。人工血管には、１）ポリマーを管状に伸ばして成形したものと、２）繊維を織る（ウーブン（平織り））か又は編む（ニット（メリヤス編み））ことにより形成したものがある。１）の例には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を原料とするもの（例えば、ゴアテックス（Ｇｏｒｅ−Ｔｅｘ）など）があり、２）の例には、ポリエステルを原料とするもの（例えば、ダクロン（Ｄａｃｒｏｎ、デュ・ポン（ＤｕＰｏｎｄ）社製など）、インター・ガード（ＩｎｔｅｒＧａｒｄ、インターバスキュラー社製）、ゲルシール（ＧＥＬＳＥＡＬ、バスタテック社製）等がある。
【００４３】
ウーブン（平織り）の人工血管の例としては、インター・ガード、ヘマシールド（Ｈｅｍａｃｈｉｅｌｄ）（ミードックス社製）、及びゲルウェーブ（ＧＥＬＷＥＡＶＥ）（バスキュテック社製）などが挙げられる。ニット（メリヤス編み）の人工血管の例としては、インター・ガード、ヘマシールド、ゲルシール及びゲルソフト（ＧＥＬＳＯＦＴ）（共にバスクテック社製）、及びアルブミンコート（バード社製）などが挙げられる。ウーブン又はニットの人工血管については、ポロシティーを低下させ、血液の浸出を減少させるために、その表面が、ウシコラーゲン、ゼラチン、又はヒトアルブミンなどで被覆処理されていることが好ましい。被覆処理は、人工血管製造後、又は、人工血管形成前の繊維状態にて行われる。術後２週間くらいでコラーゲン等の被覆物は溶解し、人工血管は多孔質（ポロシティーは２８０乃至１５００程度）となる。この細孔を通って、自己細胞が人工血管内に侵入し、内側に細胞が付着する。
【００４４】
人工血管の形状は、蛇腹状であっても、滑らかなものであってもよい。
【００４５】
図５に示すように、本発明の血管吻合用リングを装着した人工血管５では、リング１が直接自己血管に接しないように、リング１の人工血管３と接触しない方の表面（この場合は外表面）が、人工血管を構成する材料と同一の材料（例えば、ダクロン）製又はその他適する材料（例えば、フェルト）の帯状構造物４３で覆われていることが好ましい。この場合、リング１を覆う帯状構造物４３の材料の織り又は編みの向きは、人工血管３の織り又は編みの向きと同じでもそれと直交するように配置してもよい。帯状構造物４３でリング１を覆った後、固定糸２１で、帯状構造物４３の両端部（リング１の上端より上側及び下端より下側）を、人工血管３に予め縫合しておくことが望ましい。
【００４６】
本発明のリング及び該リング付き人工血管は、血管の種々の病変部位の人工血管での置換術に使用することができるが、主として大血管（大動脈、大動脈分枝、大静脈など）に使用される。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の血管吻合用リング又は同リングを装着した人工血管を使用することにより、従来の方法に比べて、血管吻合にかかる時間を短縮することができる。また、本発明の血管吻合用リングは、生分解性材料製であり、吻合後適切な時期に消失するので、自己血管内膜の亀裂及び解離等の障害の発生を生じさせにくい。さらに、吻合の末梢側の血管径に合わせたサイズの人工血管を挿入し、ある距離にわたり人工血管と自己血管を面で密着させることにより、吻合を強固にし、リング（硬いものであれば特に）近傍の機械的疲労を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリングの一実施例の模式図である。
【図２】本発明のリングを装着した人工血管の一実施例であるリング四個付き弓部大動脈置換用人工血管を示す模式図である。
【図３】図２の人工血管（但し、リングは一個のみ）で弓部大動脈を置換した状態を示す模式図である。
【図４】図３の模式図中の、人工血管と自己血管の吻合部位の拡大断面図である。
【図５】本発明のリングを装着した人工血管の一実施例である、リングの内外表面の中、人工血管と接触しない方の表面（この例では外表面）が、人工血管を構成する材料と同一の材料製の帯状構造物で覆われているリング付き人工血管の一例を示す模式的断面図である。
【図６】従来のリング付きグラフトの一例を示す模式図である。
【図７】従来のリング付きグラフトを使用した吻合の一例を示す模式的断面図である。
【図８】コネクターを利用した血管吻合の一例を示す模式的断面図である。
【図９】コネクターを利用した血管吻合の他の例を示す模式的断面図である。
【図１０】エレファント・トランク法を説明するための模式図である。（ａ）〜（ｃ）において、矢印は、血流方向を示す。
【符号の説明】
１リング
３人工血管
４第二の人工血管
５リングを装着した人工血管
７人工血管端部
９リングの一端
１１自己血管
１２もう一方の自己血管
１３縫合部位
１５吹き流し
１７バンド
１９自己血管端部
２１固定糸
２３リング
２５グラフト
２７リング付きグラフト
２９溝
３１紐
３３コネクター
３５血管の開放端部
３７縫合糸
３９折曲げ部
４１内膜
４２外膜
４３帯状構造物
４５脆い自己血管
４７第一回目の上流側吻合部位
４８第一回目の下流側吻合部位
４９第二回目の上流側吻合部位
５０第二回目の下流側吻合部位
５１吹き流しの端部

Claims

少なくとも１種類の生体内で分解される材料で形成された血管吻合用リングを装着した人工血管であって、
当該リングが、
１）人工血管の外側で、かつ、自己血管と連結された際に当該自己血管の内側に存在するように装着され、及び
２）人工血管の端部から０ｃｍ超かつ２０ｃｍ以下離れた位置に当該リングの端部が位置するように装着されてなる、
人工血管。
前記リングの厚さが０．１ｍｍ乃至５ｍｍである、請求項１記載の人工血管。
前記リングの厚さが０．５乃至１ｍｍである、請求項２記載の人工血管。
前記リングが内径４乃至４０ｍｍの円筒形である、請求項１乃至３のいずれか１請求項記載の人工血管。
前記リングが、使用時に、その両端の内径が異なるテーパ（ｔａｐｅｒ）状となるものである、請求項１乃至３のいずれか１請求項記載の人工血管。
生体内で分解される材料が生分解性ポリマーである、請求項１乃至５のいずれか１請求項記載の人工血管。
前記リングが、その内表面と外表面の一方又は両者に凹凸を有するものである、請求項１乃至６のいずれか１請求項記載の人工血管。
前記リングの材料が弾力性を有する、請求項１乃至７のいずれか１請求項記載の人工血管。
前記リングの内径が前記人工血管の外径と略同一である、請求項１乃至８のいずれか１請求項記載の人工血管。
さらに、人工血管を構成する材料と同一の材料製の帯状構造物を含み、前記リングの内外表面の中、人工血管と接触しない方の表面が前記帯状構造物で覆われている、請求項１乃至９のいずれか１請求項記載の人工血管。
前記リングが二つ以上装着されている、請求項１乃至１０のいずれか１請求項記載の人工血管。