JP4305650B2 - 人工心血管 - Google Patents

Description

本発明は、人工心血管に関する。

人工心血管は、ファロー四徴症などの肺動脈狭窄を有する先天性心疾患において、肺動脈狭窄部を切開し、再建する治療に用いられ、血管については、異種の心膜、あるいは延伸ポリテトラフルオロエチレン（ePTFE）等の合成高分子が用いられている。

また、弁つきの血管については、従来ブタの心膜を利用した製品（一弁付右室流出路パッチ（ＭＶＯＰ）；株式会社ゲッツブラザース）や、手術場でePTFEなどを袋状に縫着したものも使用されてきた。

しかしながら、ブタの心膜という動物の組織の使用に伴う感染の問題や、自己組織化しない異物を永久的に埋入することによる石灰化などの異物反応の問題や、先天性心疾患の手術が乳幼児期或いは小児期に行われることが多く、子供の成長に伴う肺動脈の成長に血管や弁付パッチが追随できないという問題があった。
また、心臓弁は、心臓の拍動や血流に伴い、大きく変形するため、形態や伸縮の方向性が生体組織に適合していなければ、十分な機能を果たすことができない。
更に、心臓にとって少ないエネルギーでより効率よく血流を得られるよう、血管が伸縮性をもつ構造であることが望まれる。

これらの問題点を解決するために、我々は細胞や吸収性三次元足場を用い、組織工学的手法を用いた人工心血管の研究開発に取り組んできた。

特許文献１，２は、このような課題について改良の余地があった。
特開２００１−２３８９００ 特開２００１−１２０５８２

本発明は、これらの従来技術の問題点を解消した人工心血管を提供することを目的とする。

本発明は、以下の人工心血管を提供するものである。
１． 伸縮性に方向性を有するシート体を構成要素とする血管壁部を有する人工心血管。
２． 血管壁部の構成要素であるシート体の伸度が以下の関係：
横方向＞タテ方向
にある上記１．に記載の人工心血管。
３． 血管壁部の構成要素であるシート体の剛性（stiffness）が以下の関係：
横方向＜タテ方向
にある上記１．に記載の人工心血管。
４． 弁葉部をさらに有し、弁葉部の構成要素であるシート体の伸度が以下の関係：
タテ方向＞横方向
にある上記１．に記載の人工心血管。
５． 弁葉部をさらに有し、弁葉部の構成要素であるシート体の剛性（stiffness）が以下の関係：
タテ方向＜横方向
にある上記１．に記載の人工心血管。
６． 血管壁部と弁葉部とで構成されており、血管壁部の構成要素であるシート体の伸度が横方向に大であり、弁葉部の構成要素であるシート体の伸度がタテ方向に大である上記１．に記載の人工心血管。
７． 血管壁部と弁葉部とで構成されており、血管壁部を構成するシート体の剛性（stiffness）が横方向に小であり、弁葉部を構成するシート体の剛性（stiffness）がタテ方向に小である上記１．に記載の人工心血管。
８． シート体が布地、スポンジ体、フィルムの何れかである上記１．〜7．のいずれかに記載の人工心血管。
９． シート体が布地とスポンジ体を複合化したものである上記１．〜7．のいずれかに記載の人工心血管。
10．血管壁部と弁葉部のシート体の伸度が以下の範囲：
血管壁部のタテ； ５０〜３００％
血管壁部の横 ；１５０〜８００％
弁葉部のタテ ；１５０〜５００％
弁葉部の横 ； ５０〜３００％
血管壁部において、
１＜（横の伸度／タテの伸度）≦5
弁葉部において、
１＜（タテの伸度／横の伸度）≦5
（但し、該値はシート体を１０mm幅に切断し、チャック間距離１０mm、引張り速
度を５０mm/分として得た応力-伸び曲線の最大応力点での伸度である。）
にある上記９．に記載の人工心血管。
11． 血管壁部と弁葉部のシート体の剛性（stiffness）が以下の範囲
血管壁部のタテ；0.7〜3.5Ｎ/mm
血管壁部の横 ；0.05〜１Ｎ/mm
弁葉部のタテ ；0.02〜0.5Ｎ/mm
弁葉部の横 ；0.15〜1.5Ｎ/mm
血管壁部において、
1＜（タテの剛性／横の剛性）≦１5
弁葉部において、
1＜（横の剛性／タテの剛性）≦7.5
（但し、該値はシート体を１０mm幅に切断し、チャック間距離１０mm、引張り速
度を５０mm/分として得た応力-伸び曲線の0.2N荷重時の接線の傾きを測定して
得た値である。）
にある上記９．に記載の人工心血管。
12． 血管壁部、並びに弁葉部のシート体を構成する布地が、ツインニット（タイプＡ）、ツインニット（タイプＢ）およびツインニット（タイプＣ）からなる群から選ばれる少なくとも１種である上記１．に記載の人工心血管。

ここで、ツインニット（タイプＡ）は、各ウエールにおいて、1本の下針を介して閉鎖状編目を形成し、且つ各閉鎖状編目に連結されたシンカーループを下針に係止し、各閉鎖状編目の左側に連なるシンカーループを介して係止状編目を編成するよう構成したメリヤス生地。

ツインニット（タイプＢ）は、相隣接するウエールにおいて、一対の下針を介して夫々閉鎖状編目を形成し、且つ同一対の閉鎖状編目間に連結されたシンカーループを一対の下針側に係止し、同一対の閉鎖状編目に夫々連なるシンカーループを介して係止状編目を編成するように構成したことを特徴とするメリヤス生地。

ツインニット（タイプＣ）は、相隣接するウエールにおいて、一対の下針を介して夫々閉鎖状編目を形成し、且つ同一対の閉鎖状編目間に連結されたシンカーループを一対の下針側に係止してタック編によりタック編ループを編成するように構成したことを特徴とするメリヤス生地である。
13． ツインニット（タイプＡ）、ツインニット（タイプＢ）、ツインニット（タイプＣ）の編目の一辺の長さが０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲にある上記12．に記載の人工心血管。
14． 血管壁部のシート体を構成する布地が平編生地であり、弁葉部のシート体を構成する布地が平編生地、ツインニット（タイプＡ）、ツインニット（タイプＢ）およびツインニット（タイプＣ）からなる群から選ばれる少なくとも１種である上記１．に記載の人工心血管。
15． 弁葉の数が１〜３である上記４．又は５．に記載の人工心血管。
16． 血管壁部、並びに弁葉部のシート体が吸収性高分子で構成される上記１．に記載の人工心血管。
17． 血管壁部、並びに弁葉部のシート体が吸収性高分子の布地を吸収性高分子のスポンジ体が覆う構成とした上記９．記載の人工心血管。
18．表面がプラズマ処理された上記１．〜1７．のいずれかに記載人工心血管。
1９．上記１〜1８．のいずれかに記載の人工心血管の表面又は内部に細胞が導入された細胞組込型人工心血管。

本発明によれば、伸縮性を有する人工心血管を得ることができる。

特に、バランスがとれ、生地の捻れや歪み、ほつれ等が発生することのない品質に優れたツインニット（タイプＡ）、ツインニット（タイプＢ）、又はツインニット（タイプＣ）を用いることで、伸縮性や形態安定性に優れた人工心血管を得ることができる。

本発明の人工心血管は、血管壁部のみのもの（血管）、或いは、血管壁部と弁葉部を一体化してなるものを含む。これらは何れも伸縮性に方向性を有するシート体を構成要素として含む。

本発明の人工心血管は、伸縮性に方向性を有する布地やスポンジ体（発泡体）、フィルムから実質的になるものであってもよく、布地をスポンジ体（発泡体）で覆う構成としてもよい。

また、その形態はシート状であったり、筒状であったり様々である。即ち、患部の状況に応じて適宜の形態を用いる。例えば、筒状のものをそのまま用いたり、シート状のものを半円状に丸めて用いたり、Ｙ字状に分岐した筒状のものを用いる場合もある。

以下、例示した図面をもとに説明する。

図1は弁葉部を有する人工心血管であり、血管壁部(３)に弁としてのポケット（１）を有する弁葉部(２)が縫い付けられている。なお、（４）は縫製におけるミシン目をあらわしたものである。

該血管壁部（３）及び弁葉部（２）は、伸縮性の布地（編地又は織地）で構成され、図1（ｄ）に示すように血管壁部（３）は横方向に、弁葉部（２）はタテ方向の伸度が大きいように配置され、縫製により一体化される。更に、一体化した後においてスポンジ体で覆う。即ち、図1（ｃ'）はこれを図示しており、図1（ｃ'）において（５）は表面を覆ったスポンジ体を表したものであり、これにより弁葉部（２）の周縁はこれに埋没され、フラットになる。

なお、前記したポケット（１）を有する弁葉部(２)と血管壁部（３）の一体化は接着によることもできる。また、ポケット（１）は、例えば、シート状の布地をポケット形状を有する金型に押圧し、加熱成型して得ることができる。また、他の例として、靴下、ストッキング等のヒール（踵）部を用いてもよい。なお、本例では、１つの弁（ポケット）を取り付けた１弁タイプを例示したが、横方向に弁を複数並列して２弁、３弁タイプとすることもできる。

これの患部への適用に際しては、チューブやシートの形状のまま器官の一部としてそのまま用いたり、端部を縫合して筒状として用いたり、器官の欠損部にパッチ状に縫合したり、状況により使い分けされる。

更に、かかる例のほか、筒状体の中に弁を取り付けた構成としてもよい。

なお、図1（ａ）は図1（ｄ）で示す斜視図を正面から見た図であり、図１（ｂ）は図1（ａ）のｂ−ｂ線の縦断面、図1（ｃ）は図１（ａ）のｃ−ｃ線の縦断面を示している。
・伸縮性のシート体
本発明の人工心血管では、血管壁部と弁葉部に伸縮性に方向性のあるシート体（横編地、経編地、又は織地等の生地、好ましくは横編地、伸縮性に方向性を有するフィルム、スポンジ等、あるいは、これらの複合体）を用いる。

このようなシート体を構成する布地の構造の例を図２（この構造をツインニット（タイプＡ）と称する）、図３、図４（この構造をツインニット（タイプＢ）と称する）及び図５（この構造をツインニット（タイプＣ）と称する）に示す。

図２のツインニット（タイプＡ）は、構造が左右非対称であるため、ループの左肩がわずかに左へ移動する斜向性を有するが、図３、図４のツインニットＢの構造では、左右対称のループになり、斜向性がないため好ましい。

ツインニット（タイプＡ）は公知の編み組織であり、例えば、1949年技報堂出版の「編組工学」（著者；米田英夫氏）２５１頁第２４９図（一）に記載されている。

かかるツインニット（タイプＡ）は、ツインニット（タイプＢ）の編成方法に従って編成可能である。
なお、図２に示すツインニット（タイプＡ）と図３、図４に示すツインニット（タイプＢ）の異なる点は、ツインニット（タイプＢ）は一対のシンカーを用いて製造できるのに対し、ツインニット（タイプＡ）は右曲がりのみのシンカーで編成しているところである。

図３にツインニット（タイプＢ）１０の組織図を示す。同編地は、例えば、本願出願人の出願に係る特願２００２−１９７００９号に記載するように下釜及び上釜を有するメリヤス丸編機において下釜側に下針を設けると共に、適宜の切溝を設けた上釜には左右対称な一対のシンカー付摺動部材を順次配設した編機であり、該シンカー付摺動部材を夫々広幅状摺動部、細幅状摺動部、バッド、折曲部並びにシンカーにより構成したもので、かかる編機を用い、相隣接するウエールにおいて、一対の下針を介して夫々閉鎖状編目を形成し、且つ同一対の閉鎖状編目間に連結されたシンカーループを一対の下針側に係止し、同一対の閉鎖状編目に夫々連なるシンカーループを介して係止状編目を編成したものである。なお、同図において１２、１５は夫々相隣接するウエールにおける閉鎖状編目、１３，１６は夫々シンカーループを下針側に係止して編成した係止状編目である。かかる係止状編目１３は、図３において閉鎖状編目１２の右側の部位から左斜め上方向に向かって表面側に表出した状態で編成されており、一方前記係止状編目１６は、図３の如く閉鎖状編目１５の左側の部位から右斜め上方向に向かって表面側に位置した状態で編成されている。従って前記係止状編目１３，１６が夫々相反する方向に編成されているために、バランスがとれてメリヤス生地１０内に発生する捻れが互いに打ち消され、捻れや歪み等が全く発生せず、形態安定性に優れる。また、例えば、フラットヤーンを用いた場合、いずれの方向に切断しても従来の緯メリヤスのように簡単にはほつれることがない。

また、ツインニット（タイプＣ）は、前記構成の編機を用い、相隣接するウエールにおいて、一対の下針を介して夫々閉鎖状編目を形成し、且つ同一対の閉鎖状編目間に連結されたシンカーループを一対の下針側に係止し、即ち、編目及びシンカーループを夫々下針のベラに係止させた状態で、タック編の位置まで下降させ、通常のタック編みの要領で編成することにより得られる。

図５にツインニット（タイプＣ）２０の組織図を示す。同図において、８０，８１はそれぞれ閉鎖状編目、８３はタック編によるタック編ループで閉鎖状編目８０，８１に夫々係止、連結される。閉鎖状編目８０は、図３の如く左斜め上方向に向かって編成されており、一方閉鎖状編目８１は、右斜め上方向に向かって編成されている。従って前記閉鎖状編目８０，８１は夫々相反する方向に編成されているために、バランスがとれて生地内に発生する捻れが互いに打ち消され、捻れや歪み等が全く発生しない形態安定性等に優れる。更にタック編ループ８３を介して透かし孔状の生地が得られ、通気性等に優れる。勿論、ツインニット（タイプＢ）と同様、斜向性がなく、簡単にほつれることもない。

かかる編地の伸縮性は、タテ方向に対し、ヨコ方向の伸度が大きく、
その大きさはツインニットA＝B＞Cの順に大きくなる。

なお、本発明においては、かかるツインニット生地に代えて筒状に編成された平編組織の生地を血管壁部として用いてもよい。

また、方向性を有するフィルムとしては、例えば、一方向のみに延伸したもの、一方向にスリットを入れたもの、方向性を有する布地と複合化したものが例示できる。
方向性を有するスポンジとしては、一定方向に温度勾配を与えながら凍結し乾燥する、スリットを形成させる突起状の型中で作製する、空孔を形成する物質を一定方向に並べながら溶出法で作製するなど、空孔を配列させた異方性のものが例示できる。

編地の素材としては、綿、絹、麻、羊毛等の天然繊維、ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル等の合成繊維、レーヨン、アセテート等の半合成繊維、コラーゲン、ゼラチン、アルブミン、フィブリン、セルロース、エラスチン、グルコサミノグリカン、キチン、キトサン、などの天然素材（熱脱水、紫外線又は架橋剤により架橋したものも含まれる）、グリコール酸、乳酸（Ｄ体、Ｌ体、ＤＬ体）、ε−カプロラクトン、ジオキサノン、トリメチレンカーボネート、エチレングリコールのホモポリマー、又はこれらの共重合体等の生体吸収性材料からなる繊維が例示できる。

前記編地の糸の太さとしては１０デシテックスから１０００デシテックス、好ましくは２０から５００デシテックス、フィラメント数としては１から１０００フィラメント、好ましくは１０から５００フィラメントの糸が好ましい。

また、前記編組織における編目の一辺の長さ、即ち、例えば、図２において四角の枠で囲った一辺の長さ、図４のＡもしくはＢの四角で囲った一辺の長さは細胞播種型を前提とした場合、特に０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲にあることが望ましい。

即ち、これが０．１ｍｍ未満であると編地を構成する繊維間の空間が狭く、基材内に細胞が侵入することが困難であり、１０ｍｍを越えると逆に空間が広すぎて繊維に付着した細胞間の連絡が困難となり、意図した組織構造を再生させることができないことによる。

なお、編目が大きすぎると血液が漏れてしまうこともあり、また、スポンジ体と一体化する場合、編目が小さすぎると布地の内部にスポンジが入らないこともあるので、かかる課題に対応できる範囲のものを適宜選択して用いる。

スポンジ体を形成する生体吸収性材料としては、ポリグリコール酸、ポリ乳酸（Ｄ体，Ｌ体、ＤＬ体）、ポリ−ε−カプロラクトン、グリコール酸−乳酸（Ｄ体，Ｌ体、ＤＬ体）共重合体、グリコール酸−ε−カプロラクトン共重合体、乳酸（Ｄ体，Ｌ体、ＤＬ体）−ε−カプロラクトン共重合体、ポリ-ｐ−ジオキサノン等の合成生体吸収性高分子やコラーゲン、変性コラーゲン、ゼラチン、キチン、キトサン、ヒアルロン酸等の天然高分子等が挙げられる。好ましい生体吸収性材料としては、ポリグリコール酸（PGA）、ポリ−Ｌ−乳酸（PLLA）、PDS、Ｌ−乳酸／ε−カプロラクトン共重合体（P(LA/CL)）、より好ましくは、Ｌ-乳酸／ε−カプロラクトン共重合体P(LA/CL)が挙げられる。なお、シート体を構成する布地が吸収性材料ではない場合、スポンジ体は必ずしも吸収性材料である必要はない。

スポンジ体の作製方法としては、具体的には、ポリマー溶液を布地とともに型に入れて凍結した後、凍結乾燥する方法（凍結温度、ポリマーの濃度によって種々の空孔径を有するスポンジ体が得られる）、水溶性物質を基材とするポリマー溶液に混合し、布地を浸漬して乾燥後、当該水溶性物質を水洗によって洗い流す方法（水溶性物質の粒子に応じた径を有するスポンジ体が得られる）が例示される。水溶性物質としては、シュークロース塩、ゼラチンが使用できる。

好ましい実施形態において、スポンジ体の形成は、発泡金型中で伸縮性の生分解性樹脂からなる布地を生分解性樹脂の溶液に浸漬し、凍結乾燥することで実施できる。これにより伸縮性の布地をスポンジ体が覆ったシート体を形成することができる。生分解性樹脂溶液の濃度は０．１〜２０重量％、好ましくは １〜１５重量％、より好ましくは２〜１２重量％であり、濃度が高いほど剛性（stiffness）は大きくなる。

P(LA/CL)の場合、溶媒としては、ジオキサン、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、クロロホルムなどが例示できる。

スポンジ体の孔径は細胞が適当に接着し、増殖すると同時に心血管として移植した際に血液漏れしないことが好ましく、その孔径は通常1mm以下、好ましくは5〜100μｍである。スポンジ体を含む人工心血管の血管壁部と弁葉部の厚みは強度あるいは縫合のしやすさから決定され、通常３０mm以下、好ましくは100μmから20mmである。

本発明の人工心血管には、血液漏出防止層を外表面（血液と接触しない表面）に形成させてもよい。血液漏出防止層好ましい素材としては、生体吸収性で柔軟性を有するもの、特に、ポリ乳酸−カプロラクトン(P(CL/LA))が望ましい。

血液漏出防止層の好ましい厚さとしては、柔軟性を損なわず、かつ血液の漏出を防止できる厚さであることが好ましく、具体的には通常１μｍ〜５ｍｍ、好ましくは５μｍ〜１ｍｍ、より好ましくは１０μｍ〜５００μｍが例示される。

血管壁部と弁葉部のシート体の伸度は以下の範囲にあることが好ましい。

但し、該値はシート体を１０mm幅に切断し、チャック間距離１０mm、引張り速
度を５０mm/分として得た応力-伸び曲線の最大応力点での伸度である。
血管壁部のタテ； ５０〜３００％、好ましくは、75〜250％；
血管壁部の横；１５０〜８００％、好ましくは、200〜750％；
弁葉部のタテ；１５０〜５００％、好ましくは、200〜450％；
弁葉部の横 ； ５０〜３００％、好ましくは、75〜250％；
血管壁部において、
１＜（横の伸度／タテの伸度）≦5、
好ましくは、1.5＜（横の伸度／タテの伸度）≦4である。
弁葉部において、
１＜（タテの伸度／横の伸度）≦5
好ましくは、1.5＜（タテの伸度／横の伸度）≦4である。

即ち、心臓弁は、血流の逆流防止という機能が求められ、血流の力によってタテ方向に大きく変形することで効率的に弁機能を果たすことができるが、変形が大きすぎると逆に弁逆流が発生することからかかる範囲にあることが望ましい。

血管壁部と弁葉部のシート体の剛性（stiffness）が以下の範囲にあることが好ましい。

但し、該値はシート体を１０mm幅に切断し、チャック間距離１０mm、引張り速
度を５０mm/分として得た応力-伸び曲線の0.2N荷重時の接線の傾きを測定して
得たものである。

血管壁部のタテ；0.7〜3.5Ｎ/mm、好ましくは、1.0〜3.2Ｎ/mm
血管壁部の横 ； 0.05〜１Ｎ/mm、好ましくは、0.07〜0.9Ｎ/mm
弁葉部のタテ ；0.01〜0.5Ｎ/mm、好ましくは、0.02〜0.4Ｎ/mm
弁葉部の横 ； 0.15〜1.5Ｎ/mm、好ましくは、0.18〜1.0Ｎ/mm
である。

即ち、血管は、血圧の変化に伴い収縮、拡張運動（拍動）を繰り返している。このときの血管の伸縮性は血管壁の剛性（stiffness 応力-伸びの関係）によって決まる。横方向の剛性が低いとヨコ方向に伸縮しやすく血流の流れに沿った動きが可能となる。しかしながら、剛性が低すぎると膨化、瘤化の変形が起こる。かかる観点から夫々の構成部における剛性は前記の範囲にあることが望まれる。

また、縦方向と横方向の剛性は、以下の関係を満たすのが好ましい。
血管壁部において、
1＜（タテの剛性／横の剛性）≦15
好ましくは2＜（タテの剛性／横の剛性）≦13
弁葉部において、
1＜（横の剛性／タテの剛性）≦7.5
好ましくは1.3（横の剛性／タテの剛性）≦7
である。

また、人工心血管に対し、親水化のためにプラズマ処理、グロー放電処理、コロナ放電処理、オゾン処理、表面グラフト処理、コーティング処理、薬品処理、紫外線照射処理等を行うと細胞の接着性を高めることができる。特に、処理の効果、制御の容易性からプラズマ処理が優れる。

細胞組込型人工心血管は、大伏在静脈より生体細胞（血管内皮細胞と線維芽細胞等）を採取し、細胞培養を行った後、上記弁付きパッチに播種し、更に細胞培養することにより得ることができる。また、骨髄液、或いは血液をそのまま基材にしみ込ませる方法、骨髄液、或いは血液から単核球成分あるいは抗ＣＤ３４抗体陽性細胞を分離し、基材に播種する等の方法を用いてもよい。かかる細胞の播種は、人工心血管を生体内に導入する少し前、例えば手術場において行ってもよい。以下、実施例について説明する。

以下、本発明を実施例に基づきより詳細に説明する。

なお、伸度はシート体を１０mm幅に切断し、チャック間距離１０mm、引張り速
度を５０mm/分として得た応力-伸び曲線の最大応力点での伸度である。また、
剛性（stiffness）は布地を１０mm幅に切断し、チャック間距離１０mm、引張り
速度を５０mm/分として引張試験を行い、得られた応力-伸び曲線の0.2N荷重時
の接線の傾きを測定して得たものである。
実施例１
(1)編地用糸の作成
常法に従いポリ-L-乳酸（分子量２０万）からなる繊度44dtx（１６フィラメント）、最大強力2.5N、伸度２０％のマルチフィラメント糸を得た。

同様にしてポリグリコール酸により、55dtx（１６フィラメント）最大強力3.2N、伸度２５％のマルチフィラメント糸を得た。

(2)伸縮性生地の製造
・ ポリ-L-乳酸マルチフィラメント糸３本合撚して編成したツインニットA
・ポリグリコール酸マルチフィラメント糸を３本合撚して編成したツインニッ トB
・ポリ-L-乳酸マルチフィラメント糸1本を用いて編成したツインニットA
・ポリグリコール酸マルチフィラメント糸１本を用いて編成したツインニット B
・ポリ-L-乳酸マルチフィラメント糸６本合撚して編成した直径２０mmの筒状 平編地
・ポリ-グリコール酸マルチフィラメント糸3本合撚して編成した直径２０mm の筒状平編地
なお、これらの編地の編目の一辺の長さは、１．１〜１．３ｍｍであった。
(3) 人工心血管の製造
血管壁部用伸縮性シート体の生地として、ポリグリコール酸マルチフィラメント糸を３本合撚して編成したツインニットBを用い、これをガラス板に挟み、真空下に１２０℃で３時間熱処理を行いセットした。この時、横方向に伸度の大きい配置とした。

一方、弁葉部用伸縮性シート体の生地として、ポリグリコール酸マルチフィラメント糸１本を用いて編成したツインニットBを用い、ポケット形状の弁成型用の金型に挟み、真空下に１２０℃で３時間熱処理を行いセットした。この時、端面に袋状のポケットを有し、タテ方向に伸度の大きい配置とした。

血管壁部用生地にポケットを端面に備えた弁葉部用生地を超音波で仮止めした後、ミシンで縫製して一体化し、図１（ａ）に示すような構成の弁付人工心血管を得た。

さらに、得られた弁付人工心血管を発泡金型にセットし、次いでP(LA/CL)(50:50モル比)をジオキサンに４重量％、６重量％、８重量％となるよう溶解した溶液を発泡金型中に満たし、−２０℃のＥｔＯＨ中で凍結後、凍結乾燥し、さらに７０℃で１２時間真空乾燥した。

発泡金型から取り出した後、必要に応じて端部をカットして、図１（Ｃ）に示すような生地がスポンジ体で覆われた人工心血管を得た。これの各部の伸度、剛性を測定した結果を図６、図７、表１，表２に示す。

なお、図６、図７において(a)はP(LA/CL)(50:50モル比)をジオキサンに４重量％で処理したもの（ｂ）は６重量％、（ｃ）は８重量％溶解して処理したものである。

一方、図中（ｄ）は、血管壁をポリグリコール酸マルチフィラメント糸３本を合撚し、編成したツインニットＢ、弁葉部を１本のポリグリコール酸マルチフィラメント糸で編成したツインニットBを用い、血管壁は横方向、弁葉部はタテ方向に伸度の大きい配置として構成し、発泡処理をしないもの。

同（e）は血管壁をポリ-L-乳酸マルチフィラメント糸３本を合撚し、編成したツインニットA、弁葉部を１本のポリ-L-乳酸マルチフィラメント糸で編成したツインニットAを用い、血管壁は横方向、弁葉部はタテ方向に伸度の大きい配置として構成し、次いでP(LA/CL)(50:50モル比)をジオキサンに４重量％を溶解したもので前記(a)と同じように処理したもの、（ｆ）は(e)の発泡処理しないもの、（g）はポリ-L-乳酸マルチフィラメント糸６本合撚して編成した直径２０mmの筒状平編地をテフロン(R)ロッドにかぶせ、真空下で１２０℃、３時間熱処理する。−８０℃に冷却し、次いでP(LA/CL)(50:50モル比)をジオキサンに４重量％を溶解したものにディップし、−８０℃で凍結後、凍結乾燥した後、７０℃、１２時間真空乾燥する。さらに、ロッドから取り外して、反転してテフロン(R)ロッドにかぶせた後、−８０℃に冷却し、次いでP(LA/CL)(50:50モル比)をジオキサンに４重量％を溶解したものにディップし、−８０℃で凍結後凍結乾燥した後、７０℃、１２時間真空乾燥し、表裏同条件で加工したものである。

また、（ｈ）はポリ-L-乳酸マルチフィラメント糸６本の代わりにポリグリコール酸マルチフィラメント糸３本を用いた他は、前記（ｇ）と同様に処理して得た筒状体である。

図６、図７の結果から、スポンジを作製する溶液の濃度が上がるに従い、剛性（stiffness）は増大するが、伸度は不変であること、布地とスポンジを複合化することで剛性（stiffness）が増大し、伸度も上がることが明らかになった。

これは、当該用途における機能において、複合化の条件で、伸度、剛性をコントロールすることが可能であることを意味する。

本発明の人工心血管の構造を示す。

(a)は正面図、(b)は(a)のｂ−ｂ線縦断面図、(c)は(a)のｃ−ｃ線縦断面図、（ｃ'）は図（ｃ）において、これにスポンジ体を覆った図。（ｄ）は（ａ）に発泡体（５）を付与した人工心血管の斜視図である。
ツインニット（タイプＡ）の構造を示す。ツインニット（タイプＡ）タイプの編み目の大きさは、図２中の破線の□で囲った部分を（編み）目の繰り返し、編み目の一構成単位（ユニット）とする。編目の大きさとは、破線□の縦方向の長さ、と横方向の長さで現す。 ツインニット（タイプＢ）の構造を示すメリヤス生地の平面図である。 ツインニット（タイプＢ）の構造を示す。ツインニット（タイプＢ）の編目の大きさは、図２中の破線の□で囲った部分を（編み）目の繰り返し、編目の一構成単位（ユニット）とする。編目の大きさとは、破線□の縦方向の長さと横方向の長さで現す。□Ａと□Ｂで１リピートなるが□Ａと□Ｂ左右対称であり、編目の１ユニットとする。 ツインニット（タイプＣ）の構造を示すメリヤス生地の平面図である。 実施例により得た各サンプルの伸度を測定した結果を示す。 実施例により得た各サンプルの剛性を測定した結果を示す。

符号の説明

１ ポケット
２ 弁葉部
３ 血管壁部
４ ミシン目
５ 発泡体

Claims (12)

1. 伸縮性に方向性を有するシート体を構成要素とする血管壁部及び弁葉部を有する人工心血管であって、
   血管壁部と弁葉部の伸度が以下の範囲：
   血管壁部のタテ； ５０〜３００％、
   血管壁部の横 ；１５０〜８００％、
   弁葉部のタテ ；１５０〜５００％、
   弁葉部の横 ； ５０〜３００％、
   血管壁部において、
   １＜（横の伸度／タテの伸度）≦５
   弁葉部において、
   １＜（タテの伸度／横の伸度）≦５
   （但し、該値はシート体を１０ｍｍ幅に切断し、チャック間距離１０ｍｍ、引張り速度を５０ｍｍ/分として得た応力−伸び曲線の最大応力点での伸度である。）
   であり、
   前記シート体が、下記のツインニット（タイプＡ）、ツインニット（タイプＢ）およびツインニット（タイプＣ）からなる群から選ばれる少なくとも１種の布地とスポンジ体を複合化したものである人工心血管。
   ツインニット（タイプＡ）：各ウエールにおいて、1本の下針を介して閉鎖状編目を形成し、且つ各閉鎖状編目に連結されたシンカーループを下針に係止し、各閉鎖状編目の左側に連なるシンカーループを介して係止状編目を編成するよう構成したメリヤス生地。
   ツインニット（タイプＢ）：相隣接するウエールにおいて、一対の下針を介して夫々閉鎖状編目を形成し、且つ同一対の閉鎖状編目間に連結されたシンカーループを一対の下針側に係止し、同一対の閉鎖状編目に夫々連なるシンカーループを介して係止状編目を編成するように構成したことを特徴とするメリヤス生地。
   ツインニット（タイプＣ）：相隣接するウエールにおいて、一対の下針を介して夫々閉鎖状編目を形成し、且つ同一対の閉鎖状編目間に連結されたシンカーループを一対の下針側に係止してタック編によりタック編ループを編成するように構成したことを特徴とするメリヤス生地である。
2. 血管壁部の剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が以下の関係：
   横方向＜タテ方向
   にある請求項１に記載の人工心血管。
3. 弁葉部の剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が以下の関係：
   タテ方向＜横方向
   にある請求項１に記載の人工心血管。
4. 血管壁部の剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が、横方向に小であり、弁葉部の剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が、タテ方向に小である請求項１に記載の人工心血管。
5. 血管壁部と弁葉部の剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が以下の範囲：
   血管壁部のタテ；０．７〜３．５Ｎ／ｍｍ、
   血管壁部の横 ；０．０５〜１Ｎ／ｍｍ、
   弁葉部のタテ ；０．０２〜０．５Ｎ／ｍｍ、
   弁葉部の横 ；０．１５〜１．５Ｎ／ｍｍ、
   血管壁部において、
   １＜（タテの剛性／横の剛性）≦１５
   弁葉部において、
   １＜（横の剛性／タテの剛性）≦７．５
   （但し、該値はシート体を１０ｍｍ幅に切断し、チャック間距離１０ｍｍ、引張り速度を５０ｍｍ／分として得た応力−伸び曲線の０．２Ｎ荷重時の接線の傾きを測定して得た値である。）
   である請求項１に記載の人工心血管。
6. ツインニット（タイプＡ）、ツインニット（タイプＢ）、ツインニット（タイプＣ）の編目の一辺の長さが０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲にある請求項１に記載の人工心血管。
7. 血管壁部のシート体を構成する布地が平編生地であり、弁葉部のシート体を構成する布地が平編生地、ツインニット（タイプＡ）、ツインニット（タイプＢ）およびツインニット（タイプＣ）からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の人工心血管。
8. 弁葉の数が１〜３である請求項１〜７のいずれかに記載の人工心血管。
9. 血管壁部、並びに弁葉部のシート体が吸収性高分子で構成される請求項１に記載の人工心血管。
10. 血管壁部、並びに弁葉部のシート体が吸収性高分子の布地を吸収性高分子のスポンジ体が覆う構成とした請求項１記載の人工心血管。
11. 表面がプラズマ処理された請求項１〜１０のいずれかに記載人工心血管。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の人工心血管の表面又は内部に細胞が導入された細胞組込型人工心血管。

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