JPH0414585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は人工血管の改良に関し、殊に繊維の編
織物よりなる人工血管殊にポリエチレンテレフタ
レートを素材とする人工血管の改良に関する。 人工血管は、歴史的にはナイロン、アクリル系
を用いた編織物も過去において用いられて来た
が、現在、ポリエチレンテレフタレートを素材と
する人工血管と四弗化ポリエチレンを素材とする
人工血管が主流を占めている。本発明は繊維の編
織物よりなる人工血管、殊にポリエステル繊維、
すなわちポリエチレンテレフタレート紡糸繊維よ
り編織した人工血管の改良に係るものである。 従来の技術 現行の人工血管に要求される条件は多岐に亘
り、例えば毒性のないこと、異物反応がないこ
と、耐久性があり劣化しないこと、適度の弾性伸
展性のあること、抗血栓性があること、器質化治
癒が良好であること、縫合しやすいこと、各種の
形態が作れること、漏血が少ないこと、感染抵抗
性があること、など多くの条件があげられる。 ポリエステル系合成繊維は化学的に安定で耐久
性が大きく、組織反応が少ないので代用血管とし
て多く用いられ、管状の平織り（Weaving）と
メリヤス編み（Knitting）が用いられている。 現行の人工血管での最大の問題点は移植して使
用中に経時的に血管の狭窄ないしは閉塞を来たす
こと、キンク現象（屈曲折れ現象）による血行障
害ないしはこれに伴う凝血現象である。人工血管
は移植後、血漿蛋白の吸着、続いてみられる血小
板、赤血球などの血球成分を吸着を経てフイブリ
ン析出、フイブリン膜の形成の過程を通つて血栓
膜を形成し、析出されたフイブリンは細胞に置換
され、これを基盤として仮性内膜、繊維性外膜が
形成されて生体化する。この生体化は安定した血
流導管としての機能を果たす上に必要であり、そ
のために人工血管には適当なポロシテイ（空隙
率）が重要である。現在までに開発された代用血
管は直径４mm以下の細小動脈や静脈への応用では
高率に早期血栓閉塞するため、種々これの改良研
究が行われているが、未だ満足すべきものは全く
得られていないのが現状である。 本発明が解決しようとする問題点 本発明は繊維の編織によつて作られている人工
血管の改良、殊にポリエステル系のポリエチレン
テレフタレート合成繊維の編織による人工血管の
改良に関し、柔軟で内皮細胞の発育に適した人工
血管を提供し、更にキンク現象の防止の優れた人
工血管と荷重から開放されたときの口径復元力に
富んだ人工血管を提供するものである。 従来、ポリエステル系編織物によるチユーブの
人工血管はキンク現象を防止するために蛇腹加工
が施されている。この蛇腹加工した人工血管はキ
ンク現象の発現なしに、曲げられるという以外
に、蛇腹加工（クリンプ加工ということもある）
によつて人工血管がその長さ方向に伸縮する機能
を付与している。人工血管が移植されたあと、血
管の内側に内皮細胞が生育して生体化するがその
過程において、人工血管が収縮することがあり、
このとき蛇腹加工したものは充分に伸展性があつ
て、吻合部組織を引つ張ることなくこの問題が解
決されている。一方、弗素樹脂系のEPTFE
（Expanded Polytetrafluoroethylene−延伸フイ
ブリル化ポリテトラフルオロエチレン製のものを
いう）人工血管では、キンク現象を防止するため
にその外面を合成樹脂のテープ状物又はモノフイ
ラメントでリング状に補強してキンク現象を防止
する方法がとられている。この方法ではキンク現
象をかなり防止出来るが人工血管の長さ方向への
伸縮がないため、長時間の使用中に人工血管が収
縮し、縫合部位に好ましいからぬ引張りの力が加
わつて、吻合部位に歪を生じ、これが原因となつ
て、その場所に血栓が生じたり、内皮膜の胞原が
発生したりしてこの吻合部分が狭窄し、ついに内
部閉鎖に至ることがあり、殊に小口径の人工血管
ではこの傾向がつよく、実用化を阻害している。 問題点を解決するための手段 本発明者は、長さ方向に伸展性を有し、しかも
高度のキンク抵抗性と加重によつて偏平化した状
態から、加重を除いたときの口径復元性に富んだ
人工血管を開発すべく鋭意研究したところ、ポリ
エチレンテレフタレートなどの合成繊維の編織チ
ユーブよりなる人工血管において、これをスパイ
ラル状に蛇腹加工をほどこし、このスパイラルに
蛇腹加工した谷部に沿つて、合成樹脂又は金属性
のモノフイラメント、あるいは弾性体モノフイラ
メントでスパイラル状に補強してなる人工血管が
長さ方向に伸展性を有し、しかもこれらのキンク
現象を見事に防止し口径復元性に優れることを見
出した。 本発明で用いる人工血管編織のための合成繊維
にはポリエチレンテレフタレート、コラーゲン、
テトラフルオロエチレンなどの素材よりなる繊維
が用いられるが、ポリエチレンテレフタレートの
ものが最も望ましい。本発明者は又人工血管の編
織に用いられる素材の繊維は、それを構成する単
繊維の太さが細い方が編織物の柔軟性の面から好
ましいことを見出した。従来、合成繊維の人工血
管は1.0d（デニール）以上、通常2.0d〜5.0dの繊維
から編織して用いられているが本発明者らは1.0d
以下の0.8d、0.6d、0.3d、0.1dの極細のポリエス
テル繊維を用いて人工血管を編織し、これをスパ
イラル状に蛇腹加工した人工血管を試作したとこ
ろ極めて柔軟性に富み、かつ広範囲のポロシテイ
（空隙率、ウエソロスキー（ウエソロスキー：フ
アンダメンタルス オブ バスキユラー グラフ
テイング：マツグクローヒル ブツク カンパニ
ー ニユーヨーク1963（Wesolwski S.A.
Fundamentals of Vasculargrafting，McGraw
−Hill Book co.New York 1963）の方法で管
壁水分通過量として120mmＨｇ／cm²の加圧操作で
毎分の水流出量で表す、単位c.c.／min／cm²）のも
のを編織物の目の詰め方を調整することによつて
作製することが可能であることを見出した。この
ポロシテイは30〜5000c.c.／min／cm²の間に調節可
能である。通常このポロシテイは人工血管の内壁
に内皮細胞が生育するために必要であるが、これ
が大きすぎると漏血が生じるので、予め、患者の
血液で人工血管を処理して繊維間に凝血を生じさ
せて空隙を埋めるプロクロツテイングという操作
が行われる。本発明のように構成する単繊維の太
さが1.0d（デニール）以下の極細繊維で人工血管
を編織すると漏血が少なく（ポロシテイが少な
く）しかも柔軟で、内皮細胞の生育のよいものが
得られた。従来の単繊維で1.0d以上の繊維で編織
したものだと、ポロシテイを小にし漏血を少なく
しようとすれば、目を詰めて編織しなければなら
ず、そうすれば人工血管が硬くなつて吻合が難し
く施術時にスムースな吻合がむつかしく問題を生
じ、柔軟でしかも低漏血性でかつ内皮細胞の生育
に適したものは現存せずその出現が望まれてい
た。本発明者は、1.0d以下の超極細繊維からなる
ポリエステル糸を用いて、柔軟性に富み、漏血が
少なくしかも内皮細胞の生育に富んだ人工血管を
つくりあげたものである。すなわち1.0d以下（単
繊維）のポリエステル繊維で編織した本発明の人
工血管は治癒に優れ、従来品では犬では内膜生育
に４ヶ月、ヒトでは１年かかると言われている
が、本発明の人工血管では犬の実験で２ヶ月に内
膜が生成している。しかも手触りが非常に柔らか
く、血管への移植吻合が極めて容易である。これ
は大変重要であつて移植血管施術の成否は吻合状
態によるといつても過言ではなく、吻合に際し
て、縫合性のよいことは極めて重要なことであ
る。 本発明者は、極細の1.0d以下の単繊維で構成さ
れた合成繊維、殊にポリエチレンテレフタレート
繊維を用いて蛇腹加工して人工血管をつくり、従
来垂涎の的であつた漏血の少ない、しかも吻合し
易い人工血管を得たものである。更に興味あるこ
とにはこのような極細の1.0d以下の単繊維で構成
されるポリエステル系で編織された人工血管を用
いると、理由は今のところ定かでないが血管移植
後、生成する血栓層の厚さが従来品と比べて非常
に薄く、さらにその上に生育して生体化する内皮
も薄く、その胞原も認められないことが判明し
た。即ち、従来のダクロン製人工血管において
は、移植後人工血管の内膜に生じる血栓層の厚さ
は通常１mmにも達し、この上に生成した内皮細胞
によつて、この血栓層は吸収されるが、内皮自身
も胞原する傾向を有し、この内皮の胞原は、もと
の血栓層が厚い程、顕著なことが認められてい
る。ところが本発明の、極細のポリエステル繊維
を構成成分とする人工血管では、その理由は明ら
かでないが、初期に生成する血栓層の厚さは0.1
〜0.5mmであり、その上に内皮が生成しても実際
の人工血管の内径を、実質的に狭窄しないという
興味ある現象を本発明者は見出した。本発明者は
この極細繊維によるポリエスチル系の小口径の人
工血管をつくり成犬の腸管動脈、大腿動脈に移植
したところ、従来品では３日以内に閉鎖したの
に、本発明のものでは６ヶ月後も完全に開存し、
小口径人工血管として充分に使用できることがわ
かつた。 次に本発明のキンク防止のスパイラル補強の人
工血管の有用性について詳しく説明する。近年、
寿命の長寿化に伴い、老年層人口か増加し、これ
に伴つて末梢血管障害が増加している。末梢血管
とは肘の上下、膝の上下、殊に腰より下の血管を
指す。この場合、障害のある血管を人工血管に置
換すればこの障害が克服され、手足の切断という
事態を免れるとともに、機能も正常化する。従つ
て末梢血管用の人工血管の出現が強く望まれてい
る。末梢血管用の人工血管としての重要な要求性
能は(1)血管の開存製が優れていること、(2)手足の
屈曲によつて移植血管が曲げられ、押圧されると
き、血管がキンクないしひしやげないこと、ない
しは少しひしやげても元の状態に復元することで
ある。 従来、フイラメント状の合成樹脂による補強血
管は弗素樹脂系で試みられているが、弗素樹脂系
の人工血管では、血管の長さ方向に伸縮性がな
く、治癒過程においての収縮の問題を解決出来て
いない。 本発明者は合成繊維の編織物をスパイラル状に
蛇腹加工し、このスパイラルの谷部に沿つて合成
樹脂又は金属製のモノフイラメントあるいは弾性
体フイラメントで補強するのであるが、接着性を
付与する場合は、合成樹脂の剛性体、又は弾性体
モノフイラメントで補強する。 剛性体モノフイラメントの材質はポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロ
ンなどが用いられるが、これは主として加重によ
つて口径の偏平化を防止するものでポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルのモノフイ
ラメントが、加熱による収縮によつてスパイラル
状の蛇腹の谷部によく密着し、かつモノフイラメ
ントの表面の一部を軟化ないし半溶融状態にして
ポリエステル繊維の網目に浸入させてそこで接着
性を付与することもできる。これらのモノフイラ
メントは延伸して高度に配向させて高強力糸とし
たものがよく３ｇ／ｄ以上にしたものが望まし
い。 スパイラル補強加工は、予め例えば断面円状の
金属棒に巻いて熱処理し、スパイラル状に成形し
たバネ状のモノフイラメントを使用してもよい
し、線状のものを用いて人工血管のスパイラル蛇
腹の谷部に沿つて巻きつけ熱処理してもよい。補
強接着の方法としては補強しようとする蛇腹つき
人工血管を金属棒にかぶせ谷部に沿つて巻きつ
け、この状態で熱処理を行つて補強材であるモノ
フイラメントを収縮表面の一部を半溶融状態にし
て接着する。 熱処理温度は軟化点以上であつて融点以下が好
ましいが、短時間であれば融点以上の温度であつ
ても差し支えない。処理雰囲気の温度を融点以上
の温度にあげても、高分子物は一緒に全部がとけ
ず表面から溶けるのでそれを利用することもでき
る。しかし安全のために融点に近い、融点以下の
温度で処理することが望ましい。 好ましい処理温度はポリエチレンでは90℃前後
〜融点以下、ポリプロピレンでは120℃前後〜融
点以下の範囲である。 このような合成樹脂のモノフイラメントによる
補強は人工血管の長さ全域にする必要はなく、例
えば人工血管の中央部の５cm〜15cmの部分にして
もよい。術者はこのスパイラル加工した部分を屈
伸部の肘や膝部に位置するように移植施術すれば
よく、こ方が実際に吻合するところはスパイラル
補強がなくて縫合しやすい長所があり、有用であ
り、施術の立場から極めて重要であり、このよう
な部分補強人工血管は現在存在していない。 本発明はこのように実用的見地から部分的にス
パイラル補強した血管をも提供する。 蛇腹加工した人工血管の補強に弾性体モノフイ
ラメントを用いると、極めて興味ある結果を与え
ることを本発明者は見出した。 弾性体モノフイラメントとしては、天然ゴムも
用いられてよいが、ポリウレタン弾性糸が安定
性、生体適合性の点で優れている。ポリウレタン
としてはポリエーテル系のポリウレタン又はポリ
ウレタンウレアが生体内における安定性の点から
優れているがポリエステル系のポリウレタンも用
いられてよい。 いわゆるスパンデツクス繊維と呼ばれている弾
性糸が好ましく用いられ、例えばライクラ 繊維
やエステン 繊維などが用いられてよい。 これらはポリエーテル部分がポリテトラメチレ
ングリコールであり、この成分の分子量が1000〜
2000のものが用いられ、調製に用いるジイソシア
ナートは４，4′−ジフエニルメタンジイソシアナ
ート、又はトルイジンジイソシアナートが用いら
れるが、医療用途には前者の方が好ましい。ポリ
ウレタンの合成にはエチレンジアミンやブタンジ
オールの如きジアミンやオールが鎖延長剤として
用いられる。 本発明に用いられるポリウレタンは上記に例記
したもの以外に公知のポリウレタンが広く用いる
ことができる。 ポリウレタンのフイラメントは蛇腹加工した谷
部に沿つて巻きつけ、このフイラメントの端を接
着して補強加工されるが、回巻した弾性体モノフ
イラメントを人工血管の組織に密接着するため
に、ポリウレタンの溶媒であるテトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミドなどの溶媒、あるいはこれらの溶
媒にポリウレタンを溶解した溶液を、噴霧や浸漬
や刷毛ぬりなどの方法で、回巻した部分に接触さ
せて密着性を向上させてよい。このような弾性体
フイラメントを人工血管の蛇腹の谷部に沿つて回
巻した人工血管は荷重を加えて押しつぶしてか
ら、この荷重を除いたときに弾性体モノフイラメ
ントの弾性作用でひしやげた部分が復元しもとの
円形の口径状態に復元するのである。これは膝や
肘の屈伸部を経て使用される末梢血管にとつて移
植した人工血管が絶えず受ける膝や肘の屈伸によ
る履歴にも充分適用し、末梢血管として現在未解
決の口径復元性の解決の手段を提供するものであ
る。 発明の効果 このようにスパイラル状に蛇腹加工した人工血
管の蛇腹の谷部を合成樹脂や弾性体のフイラメン
トのスパイラルで補強することによつてキンク現
象を完全に防止するとともに蛇腹の効果によつて
人工血管の長さ方向に伸縮するので本発明の人工
血管は末梢血管移植材として有用であるととも
に、1.0d以下の極細の単繊維より構成した合成繊
維を用いているので、人工血管から柔らかく吻合
性が良好で高い開存率を示す。 実施例 １ 0.6d、0.3d、0.1dのポリエステル繊維（テトロ
ン 繊維）よりなる合成繊維を用いて、平織り及
びメリヤス編で、下表の如き各種の口径のチユー
ブを作り、常法によつて蛇腹加工（スパイラル）
を行つた。 このチユーブをポリプロピレンモノフイラメン
トを用いて、スパイラル補強（実施例参照）を行
い、雑種成犬の腸骨動脈に端−端結合で移植し、
ヘパリンなどの抗凝血剤の投与を全く行わないで
３日後の血栓膜の厚み、更に１週間後、４週間後
の開存性を調べた。その結果を下表にまとめた。

【表】 この例でわかるように細い1.0以下のポリエス
テル繊維を用いたものは、初期に生成する血栓層
の厚さが極めて薄く、これが開存性に大きく影響
していて、極細繊維を用いる効果が明瞭である。 実施例 ２ 0.6デニールのアテロコラーゲン繊維を平織り
とし、３mmのチユーブを織り、これを蛇腹加工し
て、ポリプロピレンモノフイラメントでスパイラ
ル補強加工を蛇腹の谷部にほどこした。これを雑
種成犬の大腿動脈に端一端結合で移植し１週間後
の血栓層の厚みをみると0.3mmであつた。 同じ実験を別の雑種成犬を用いて長期開存性を
しらべたところ、３週間後でも移植血管は開存し
ていた。 実施例 ３ 0.3dのポリエステル繊維（テトロン ）を用い
て内口径が３mm、４mm、８mm、10mmのチユーブ状
の織物を平織りで織りこれにスパイラル蛇腹加工
をほどこした。この蛇腹加工ずみの血管を、夫夫
外径2.9mm、3.8mm、7.8mm、9.8mmのステンレス棒
に通し、この蛇腹加工した谷部に沿つて予め作成
したスパイラル状のポリプロピレンモノフイラメ
ントを配置し、これを15℃で熱処理した。これに
よつてポリプロピレンモノフイラメントのスパイ
ラルは収縮し、人工血管の蛇腹に沿つて、密着す
る。これらのポリプロピレンスパイラル補強した
ものを15cmの長さに切り両端を交差させてキンク
が生じる中央部の曲率を調べた。 この結果を次表に示した。

【表】 スパイラル補強したものは明らかにキンクし難
いことがわかる。 実施例 ４ 内口径３mm、６mmのポリエステル繊維の人工血
管をスパイラル蛇腹加工をほどこし、この蛇腹加
工の谷部に沿つて、ポリウレタンのモノフイラメ
ント（スパンデツクス繊維）を捲きつけた。捲き
つけに際して、ポリウレタンに、人工血管の口径
がゆがまぬ程度に少々の張力を加え、端をポリウ
レタンドープで接着した。囲巻したポリウレタン
のフイラメントの上からテトラヒドロフラン、ジ
オキサン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホル
ムアミドあるいはこれらの溶媒に、同種又は異種
のポリウレタンを溶解した液を刷毛などで接触す
るか又は噴霧して、ポリウレタンフイラメントと
人工血管基質の接着性を上げることが出来る。 用いたポリウレタンはポリエーテル成分として
ポリテトラメチレングリコール、イソシアナート
成分として４，4′ジフエニルメタンジイソシアナ
ート、ヘキサメチレンジイソシアナートを用い、
鎖延長剤としてエチレンジアミン、プロピレンジ
アミン、ブタンジオールなどを用いたものであ
る。 このような、ポリウレタン弾性繊維を用いて蛇
腹加工の谷部に配設した繊維は、100ｇ／cm²の圧
で20分間及び１時間押圧したのち圧をとりのぞい
て押圧された口径の復元力をみたところ、ポリウ
レタン弾性繊維で補強したものはすべて完全に復
元したが、他のものは口径が扁平化したままであ
つた。 以下、結果を一括して表に示した。

【表】

【表】 実施例 ５ 単繊維の太さが0.2dのポリエステル糸を用いて
口径が３mm、４mm、６mmのテトロン人工血管を平
織で織り、これに常法でスパイラル蛇腹加工をほ
どこした。蛇腹加工後の人工血管の長さは40cmで
あつた。この繊維の中央部分の15cmをスパンデツ
クス繊維ライクラ（太さ0.7mm：外径）を蛇腹加
工の谷部に捲きつけ、このライクラを捲きつけた
部分に、上から同じ成分のポリウレタンをジメチ
ルアセトアミドにとかした20％溶液を刷毛でぬり
つけた。これを乾燥し、熱水で充分抽出して溶媒
を除いた。このように人工血管の中央部の約15cm
がポリウレタン弾性糸によつて補強され、又その
補強部分がポリウレタンの薄膜層によつてコーテ
イングされたものが出来た。ライクラのフイラメ
ントは、コーテイングされたポリウレタン膜と一
体となつて接着した。このような加工処理をほど
こした人工血管のポリウレタン加工部に200ｇ／
cm²の荷重で押えつけ10分後にこの荷重を除きその
部分の復元力をみると荷重除去後すぐにひしやげ
た状態から復元し、５分後には全く元の内径の円
形に戻つた。 このような血管はポリウレタン処理を行つた部
分を膝や肘の屈曲するところに配置して末梢血管
に移植して膝や肘の屈伸によるキンクの復元機能
を付与することが出来る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 1.0デニール以下の単繊維で構成される繊維
   の編織物よりなり、スパイラル状の蛇腹加工が施
   され、蛇腹の谷部に沿つてモノフイラメントが装
   着された人工血管。