JPH0576588A - 複合化人工血管 - Google Patents

複合化人工血管

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JPH0576588A
JPH0576588A JP4070795A JP7079592A JPH0576588A JP H0576588 A JPH0576588 A JP H0576588A JP 4070795 A JP4070795 A JP 4070795A JP 7079592 A JP7079592 A JP 7079592A JP H0576588 A JPH0576588 A JP H0576588A
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JP
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blood vessel
artificial blood
endothelial cells
tube wall
artificial
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JP4070795A
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English (en)
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Shigehiko Ito
滋彦 伊藤
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JINKOU KETSUKAN GIJUTSU KENKYU CENTER KK
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JINKOU KETSUKAN GIJUTSU KENKYU CENTER KK
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/04Hollow or tubular parts of organs, e.g. bladders, tracheae, bronchi or bile ducts
    • A61F2/06Blood vessels

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
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  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大動脈、末梢動脈、心臓冠状動脈などの血行
再建に適用できる人工血管を提供する。 【構成】 多孔質高分子化合物からなる管壁を有し、該
多孔質高分子化合物の管壁の孔内、内面および外面の全
体もしくは一部分に、血管内皮細胞を刺激誘引する物質
を、生体分解性ポリマーに混合分散して複合化した人工
血管。 【効果】 人工血管として移植後の内皮化が吻合部から
の伸展と、複合化した誘引物質による中央部からの内皮
化とが同時に達成でき、早期に生体血管と同様に被覆し
た内皮細胞による抗血栓能を獲得できるので、血行再建
手術に用いた場合、早期に自家血管同様に機能し、長期
開存性が保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大動脈、末梢動脈、心
臓冠状動脈などの血行再建に適用する人工血管に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、人工血管の材料としてはポリ四フ
ッ化エチレン(以下、PTFEという。)、ポリエステル
が使われてきたが、これら従来の人工血管は、血流にふ
れる内面が、血管内皮細胞によって被覆される(以下、
内皮化という。)のに長時間かかる上、形成された内皮
が剥がれやすいため長期開存率が低かった(芦沢ら、人
工臓器,9(1),98(1980))。
【0003】そこで、近年、内皮化を促進する目的で、
生体由来材料を先の合成高分子材料に複合化した人工血
管の研究が進められている。例えば、ポリエステルとゼ
ラチン又は低温不溶性グロブリンとからなる人工血管
(ゴブレビッチ(Govrebitich)ら,バイオマテリアル(Bi
omaterials),9,97,(1988))、ポリエステルとフ
ィブロネクチン、ECGF(内皮細胞成長因子)とを複合
化した人工血管(グライスラー(Greisler)ら、ジャーナ
ル・オブ・バスキュラー・サージュリー(J.Vasc.S
urg)52,393(1987))、多孔質PTFEにプラス
ミン処理フィブリンを複合化した人工血管(テルモ
(株)、1990年日本人工臓器学会予稿集、161)等
が提案、研究されており、内皮化の改善が報告されては
いるが、まだまだ不充分であり、実用化には至っていな
い。
【0004】一方、近年、内皮化に対する別のアプロー
チとして、移植前の複合化人工血管に予め内皮細胞を播
種接着させる技術も提案されている。例えばポリエステ
ルとコラーゲンの複合化人工血管に内皮播種した人工血
管(東レ(株),特開平1−170467号公報)、合成高
分子材料とコラーゲンタイプ IV/Vを複合化した人
工血管に内皮播種した人工血管(ジェファーソン大学(J
efferson T.Univ.),WPI AccNo:86−34
0436/52)などがあるが、移植後内皮細胞が剥が
れてしまうという問題と、予め患者から内皮細胞を採取
・培養しなければならないことが、血行再建という急を
要する手術に実用化する際の障害になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】人工血管内面を生体血
管と同様に内皮化させることにより、長期開存を目指す
研究が続けられており、そのためには現在二つのアプロ
ーチが試みられている。
【0006】第一のアプローチは、移植前に予め血管内
皮細胞を人工血管内面に播種しておいてから移植する方
法である。この場合、患者自身の血管内皮細胞を前もっ
て採取培養しなければならないという問題と、通常の治
癒過程を経ていないため、移植後、内皮細胞が剥がれ落
ちてしまうという問題がある。
【0007】第2のアプローチは、人工血管が移植後速
やかに内皮化されるような材料の組み合わせを検討する
方法であり、本発明の人工血管はこれに属するものであ
る。
【0008】ところでこの第2のアプローチにより提案
された従来の人工血管は、内皮化のメカニズムとして、
生体血管との吻合部から伸展してくる内皮を対象として
いるため、人工血管が長くなるに従い内皮化が遅れる。
さらに吻合部からの内皮伸展には限界があり、途中で内
皮化が止まってしまうという問題も指摘されている。ま
た、内皮化を促進させる因子が初期血栓を重篤にし、結
果として内皮化以前に閉塞するという問題点もあった。
従って、内皮化を迅速に達成するためには吻合部からの
伸展以外の内皮化のメカニズムを有効に利用し、かつ複
合化人工血管の初期血栓形成を軽減させることを工夫し
なければならない。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、多孔質高分子化合物からなる管壁を有
し、該多孔質高分子化合物の管壁の孔内、内面および外
面の全体もしくは一部分に、血管内皮細胞を刺激誘引す
る物質を、生体分解性ポリマーに分散して複合化した人
工血管を提供する。本発明の人工血管では、生体分解性
ポリマーから血管内皮細胞を刺激誘引する物質を徐放さ
せることにより周辺組織からは毛細血管が、血流を通し
ては内皮細胞が誘引されてくる。人工血管内面に達した
血管内皮細胞はそこで分裂・増殖してゆき、内面を被覆
してゆく。このメカニズムにより本発明の人工血管では
吻合部からの伸展のみならず、人工血管中央部からも内
皮化が生じるため、従来のものに比べて迅速な内皮化が
達成される。
【0010】また、口径・移植部位によっては複合化に
起因する初期血栓が重篤であり、閉塞に至る場合があ
る。この場合は、部分的に複合化してやることにより初
期血栓を軽減させることが可能である。図1に本発明の
一具体例を示す。1は多孔質PTFE管壁であり、2は
アガロースとラミニンの混合物でるあ。
【0011】多孔質高分子材料としては、PTFEの他
にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ
シロキサン、ポリウレタンなどが用いられ、高分子管材
料の外径は、2〜23mm、内径は1〜22mmである。
【0012】血管内皮細胞を刺激誘引する物質として
は、細胞成長因子類や走化性因子類、さらに血液凝固関
連の蛋白質に、その活性が認められることが多く、ラミ
ニン、γ−グロブリン、卵白アルブミン、トランスフェ
リン、EGF(上皮細胞成長因子)、ECGS(内皮細
胞成長因子)、FGF(繊維芽細胞成長因子)、N−ホ
ルミル−L−メチオニル−L−ロイシル−L−フェニル
アラニン、およびL−スレオニル−L−リシル−L−プ
ロリン以外では、セロトニン、ヘモシアニン、トロンビ
ンなども使用出来る。さらにそれらの物質の分解物、断
片も効果を有する場合があり、たとえばFGF(繊維芽
細胞成長因子)の断片でHis−Ala−Glu−Lys−His
−Trp−Phe−Val−Gly−Leu(FGF acidic[1
02−111]、Pro−Ala−Leu−Pro−Glu−Asp
−Gly−Gly−Ser−Gly−Ala−Phe−Pro−Pro−
Gly−His−Phe−Lys−Asp−Pro−Lys−Arg−L
eu−Thr(FGF basic[1−24])などが効果を有
する。
【0013】生体分解性ポリマーとしては、使用する血
管内皮細胞誘引物質の親和性・担持性によって選定する
が、アガロース、デキストラン、フィブリノーゲン、ゼ
ラチン、ポリ乳酸の他、プルラン、ポリアクリルアミ
ド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチ
レングリコールなどが使用される。
【0014】多孔質PTFEとラミニン/アガロースの
組み合わせを例にして本発明の人工血管の製造方法を説
明する。適当なアガロース水溶液と別に作ったラミニン
水溶液を混合することでアガロース中にラミニンを均一
に分散する。この溶液を多孔質PTFEの全面もしくは
一部分に複合化させる。方法としては、例えば多孔質P
TFEの内径と同じ外径のチューブ管壁に適当な貫通孔
を開けたものを準備し、多孔質PTFEに挿入する。次
に挿入チューブ内側からラミニン・アガロース溶液を加
圧噴射させることで貫通孔と密着した多孔質PTFEの
部分が複合化される。この状態で真空乾燥した後挿入チ
ューブを引き抜いてやると多孔質PTFEの管壁にラミ
ニンがアガロースとともに分散固定される。
【0015】ラミニンはアガロースの担持効果により移
植後血流にふれてもすぐに流れ出てしまうことはなく、
徐々に効果を発揮し、周辺組織から毛細血管が侵入して
人工血管の組織化内皮化に帰与するとともに、血流を通
して誘引されて来た血管内皮細胞が接着・増殖すること
で内皮化が促進される。この効果により、生体血管吻合
部からの内皮化とともに吻合部から離れた部分において
も内皮化が進行し、従来にない速さで内皮化が達成され
るのである。
【0016】一方、口径が小さい人工血管などで複合化
に起因する初期血栓が問題となる場合は、上記複合化の
際、内側に挿入するチューブの管壁貫通孔面積を減らし
てやり、複合化部分を制限してやることによって、複合
化に起因する初期血栓が軽減される。この場合複合化さ
れた部分を中心として内皮化が進行し、やがて内皮化さ
れた部分同士が繋がり内皮化が達成されてゆく。
【0017】
【実施例】実施例1〜4および比較例1〜4 表1に示す多孔質PTFEチューブに、表1に示す血管
内皮細胞誘引物質をアガロースに混合して複合化した。
アガロース2gを水100mlに入れ、高圧蒸気滅菌(1気
圧,121℃,15分)することで2%アガロース水溶液
を作成し、50℃に保つ。別に作成した0.1%の血管
内皮細胞誘引物質水溶液10mlを50℃に保温してか
ら、2%アガロース水溶液10mlと混合し、複合化用溶
液とする。
【0018】図2に示すような複合化用チューブ(外径
1.5mmφ,内径1mmφ,FEP製)を内径1.5mmφの多
孔質PTFEに挿入し、複合化溶液を加圧注入し、複合
化する。複合化用溶液は温度が低下することによりゲル
化し、孔内にとどまる。この状態で真空乾燥を12時間
行った後、挿入チューブを引き抜く。この方法により、
乾燥重量で400μg/cm(誘引物質換算20μg/cm)が
複合化される。
【0019】表1に示すサンプルを10週齢ラットの腹
部大動脈に移植し、2週、3週、4週後に取り出し、鍍
銀染色法により内皮形成を観察した。結果は表1下段に
示す。また図3に内皮形成の経時的観察の模式図を示
す。本発明の複合化人工血管では、吻合部からの伸展と
ともに、人工血管中央部においても内皮化が進行するた
め、内皮形成が迅速であった。
【0020】
【表1】
【0021】実施例5〜8および比較例5〜6 表2に示す多孔質PTFEチューブに、表2に示す血管
内皮細胞誘引物質をデキストランに分散して複合化し
た。デキストラン(分子量20万〜30万)2gを20m
lの蒸留水に溶解する。次に、内径1.5mmφの多孔質P
TFEに1.5mmφのステンレス棒を挿入し、デキスト
ラン水溶液に入れ、加圧減圧を繰り返すことにより、多
孔質PTFEの孔中に、デキストランを均一に分散させ
る。次に、デキストラン溶液から引き上げ、ステンレス
棒ごと、液体窒素に浸し、氷結させ、凍結乾燥装置で乾
燥する。乾燥状態のデキストラン複合化多孔質PTFE
をステンレス棒から抜いて、エピクロロヒドリンで架橋
処理する。
【0022】架橋処理したデキストラン複合化多孔質P
TFEチューブを表2に示す血管内皮細胞誘引物質水溶
液(0.03%)に浸漬して、加圧減圧を繰り返す。十
分に血管内皮細胞誘引物質を侵み込ませたのち、チュー
ブを再度凍結乾燥する。この方法で乾燥量で600μg
/cm(誘引物質2μg/cm)が複合化される。
【0023】表2に示すサンプルを10週齢ラットの腹
部大動脈に移植し、3週後に取り出し、鍍銀染色法によ
り内皮形成を観察した。結果は表2下段に示す。本実施
例においても、吻合部からの伸展とともに人工血管中央
部に内皮化が進行するため、内皮形成が迅速であった。
【0024】
【表2】 注) FMLP:N−ホルミル−L−メチオニル−L−
ロイシル−L−フェニルアラニン TLP:L−スレオニル−L−リシル−L−プロリン FGF−I:FGF acidic[102−111] FGF−II:FGF basic[1−24]
【0025】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、人工血
管として移植後の内皮化が吻合部からの伸展と、複合化
した誘引物質による中央部からの内皮化とが同時に達成
できるため、早期に生体血管と同様に被覆した内皮細胞
による抗血栓能を獲得する。従って、血行再建手術に用
いた場合、早期に自家血管同様に機能し、長期開存性が
保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の複合化人工血管の一例を示す斜視図
である。
【図2】 複合化する際に用いる挿入チューブの斜視図
である。
【図3】 移植後の内皮化を経時的に示す図である。斜
線部が人工血管内面の内皮化領域を示す。
【符号の説明】
1…多孔質PTFE管壁、2…アガー・ラミニン混合物
を複合化した領域。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多孔質高分子化合物からなる管壁を有
    し、該多孔質高分子化合物の管壁の孔内、内面および外
    面の全体もしくは一部分に、血管内皮細胞を刺激誘引す
    る物質を、生体分解性ポリマーに分散して複合化した人
    工血管。
  2. 【請求項2】 血管内皮細胞を刺激誘引する物質が、ラ
    ミニン、γ−グロブリン、卵白アルブミン、トランスフ
    ェリン、EGF(上皮細胞成長因子)、ECGS(内皮
    細胞成長因子)、FGF(繊維芽細胞成長因子)、N−
    ホルミル−L−メチオニル−L−ロイシル−L−フェニ
    ルアラニンおよびL−スレオニル−L−リシル−L−プ
    ロリンから選ばれたものである請求項1記載の人工血
    管。
  3. 【請求項3】 生体分解性ポリマーが、アガロース、デ
    キストラン、ポリ乳酸、ゼラチン、フィブリノーゲンか
    ら選ばれたものである請求項1記載の人工血管。
JP4070795A 1991-03-29 1992-03-27 複合化人工血管 Pending JPH0576588A (ja)

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JP6606991 1991-03-29
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