JPH08238263A - 人工血管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内膜肥厚（吻合部を含む）を防止し、かつ、
形成する内膜に対して十分なアンカーリング効果を示す
人工血管を提供すること。 【構成】 繊維と該繊維を連結する結節とからなる微細
な繊維−結節構造を有する延伸ポリ四フッ化エチレンチ
ューブを二層以上積層一体化した人工血管であって、少
なくとも外層のうちの一層の平均繊維長が最内層の平均
繊維長よりも小さいことを特徴とする人工血管。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療用途に用いられる
人工血管に関し、さらに詳しくは、大動脈、末梢動脈、
冠状動脈、あるいは静脈などの血行再建に適用する延伸
四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）チューブからなる多層構
造の人工血管に関する。

【０００２】

【従来の技術】人工血管は、生体血管の病変部位と切除
した欠損部の補填や病変部を迂回して血行を維持するバ
イパスとして、あるいは血液透析で血液の体外循環のた
めに使用する血液導管として、さらにはシャントチュー
ブ等として使用されている。人工血管の材質としては、
可撓性や生体適合性に優れる延伸ＰＴＦＥ製のチューブ
が汎用されている。延伸ＰＴＦＥは、繊維と該繊維を連
結する結節とからなる微細な繊維−結節構造を有してお
り、該構造が多孔質体を形成している。延伸ＰＴＦＥチ
ューブ製の人工血管は、素材のＰＴＦＥ自体が抗血栓性
に優れていることに加えて、微細な繊維−結節構造が生
体適合性に優れているため、特に、中口径・小口径動
脈、あるいは静脈の血行再建術ならびに種々のシャント
手術などに広く使用されている。

【０００３】しかしながら、延伸ＰＴＦＥチューブで
も、抗血栓性が十分ではなく、長期開存率の向上が求め
られている。人工血管の長期開存率を向上させるために
は、素材自体の抗血栓性を向上させることと共に、内膜
を安定して形成させることが重要である。即ち、人工血
管における内膜は、一般に、次のような機序で形成され
る。先ず、人工血管内面（内腔面）に血小板の付着等に
より初期血栓膜が形成される。移植後の血液反応が落ち
着くと、該血栓膜は安定化する。その上を、主として生
体血管との吻合部より平滑筋細胞及び内皮細胞が内膜と
して進展し、人工血管内面に仮性内膜が形成される。こ
の内膜によって、長期抗血栓性が獲得され、長期開存を
得る。

【０００４】人工血管内面に内膜が形成され、長期開存
性が向上するには、人工血管内面に薄い初期血栓膜が安
定して形成されること、形成された内膜が剥離しないこ
と、内膜肥厚を来さないこと等が必要である。初期血栓
膜が厚く形成されると、内膜も厚くなる傾向にある。ま
た、形成された内膜が剥離しやすい場合にも、内膜の形
成・剥離を繰返し、その結果、内膜が厚くなることがあ
る。

【０００５】現在、実用化されている延伸ＰＴＦＥチュ
ーブ製人工血管は、内膜肥厚を生じることが多く、遠隔
期での開存成績は必ずしも良好ではない。その理由は、
従来の延伸ＰＴＦＥチューブ製人工血管は、平均繊維長
（平均結節間距離）が１０〜３０μｍ程度と短いため、
周辺組織から延伸ＰＴＦＥの多孔質孔隙へ侵入する組織
量が少なく、吻合部生体血管より進展した内膜に対して
十分なアンカーリング効果を示さないことにあると考え
ることができる。そのため、人工血管内面に形成された
内膜の剥離を招来し、結果的に吻合部内膜肥厚、さらに
は閉塞の一因にもなるという問題がある〔赤羽ら、人工
臓器 １４，９６７（１９８５）〕。特に、小孔径の分
野での開存率が低い。

【０００６】一方、実験的な研究例では、平均繊維長が
６０〜１００μｍと長い延伸ＰＴＦＥチューブ製人工血
管について報告されている〔Ｆｌｏｒｉａｎ ｅｔ ａ
ｌ．，Ａｒｃｈ Ｓｕｒｇ ｌｌｌ，２６７（１９８
０）〕。しかし、このように平均繊維長が長いと、人工
血管の壁孔隙や内腔面での血栓形成が大きく、しかも、
周囲組織からの壁孔隙への組織侵入が過剰となり、結果
的に内膜肥厚を招来し、閉塞するという問題点がある。
また、平均繊維長が長すぎると、血流再開時に壁孔を通
して漏血したり、人工血管自体の強度が小さくなるとい
う欠点がある。

【０００７】これに対して、最近、異なる孔径を有する
少なくとも二層の多孔質ＰＴＦＥチューブからなる多層
人工血管が提案されている（特開平３−２８０９４９
号）。この多層人工血管は、外層からの細胞の侵入性を
良くすることにより、人工血管の器質化を図るという点
では十分な効果が得られるものの、内腔面での内膜安定
性に関しては、従来の延伸ＰＴＦＥチューブ製の人工血
管と同様、剥離し易く不満足なものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、内膜
肥厚（吻合部を含む）を防止し、かつ、形成する内膜に
対して十分なアンカーリング効果を示す人工血管を提供
することにある。本発明者らは、前記従来技術の問題点
を克服するために鋭意研究した結果、延伸ＰＴＦＥチュ
ーブを二層以上積層一体化した人工血管であって、少な
くとも外層のうちの一層の平均繊維長が最内層の平均繊
維長よりも小さいものとすることにより、人工血管の強
度を維持しつつ、人工血管内面に形成される初期血栓膜
を薄くすることができ、それによって、内膜肥厚を防止
することができることを見いだした。また、本発明の人
工血管は、内面（最内層）のアンカーリング効果によ
り、内膜剥離を防止することができる。本発明は、これ
らの知見に基づいて完成するに至ったものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、繊維と
該繊維を連結する結節とからなる微細な繊維−結節構造
を有する延伸ポリ四フッ化エチレンチューブを二層以上
積層一体化した人工血管であって、少なくとも外層のう
ちの一層の平均繊維長が最内層の平均繊維長よりも小さ
いことを特徴とする人工血管が提供される。

【００１０】以下、本発明について詳述する。図１は、
本発明の人工血管の内、二層積層構造を有する人工血管
の外観図であり、平均繊維長は、外層１の方が内層２よ
りも小さくなっている。人工血管の内・外層は、接合面
３で一体化している。縫合に際しては、内・外層を一体
的に生体血管と縫合することができる。すなわち、各層
を剥離することなく使用することができる。そのために
は、人工血管の外径、好ましくは内外径を、吻合する生
体血管とほぼ同じにすることが好ましい。

【００１１】このような多層構造の延伸ＰＴＦＥチュー
ブ製人工血管は、例えば、特開平３−２８０９４９号に
示される多層人工血管の製法を応用して製造することが
できる。具体的には、先ず、ＰＴＦＥ微粉末に液状潤滑
剤を混和し、次いで、ペースト押出によりチューブ状に
成型する。この成型物から液状潤滑剤を除去し、あるい
は除去することなく、成型物を少なくとも一軸方向に延
伸する。

【００１２】この際、少なくとも二種類の延伸ＰＴＦＥ
チューブを作る。一つは、最内層用の平均繊維長の大き
いチューブであり、他方は、外層用の平均繊維長が小さ
く、かつ、その内径が最内層用チューブの外径より少し
大きくしたチューブである。平均繊維長は、一般に、延
伸倍率を調節することによって変えることができる。積
層チューブを作成するには、最内層用チューブの内径と
概略等しい外径のステンレスなどの耐熱性材料で形成し
たパイプまたは棒（支持棒）を用意し、この支持棒を最
内層用チューブの内腔に挿入し、次に、その外周に外層
用チューブを挿入する。両端部を固定した状態で、ＰＴ
ＦＥの融点以上に加熱して、二種類のチューブを焼結一
体化する。冷却後、支持棒を抜き去ると、二層構造の延
伸ＰＴＦＥチューブが得られる。三層以上の多層構造の
人工血管を作成するには、三層以上のチューブを重ね
て、同様に処理すればよい。各層の接合強度は、加熱温
度と加熱時間を調整することにより、所望の強度とする
ことができる。加熱温度が低すぎる場合や加熱時間が短
すぎる場合には、各層間の接合強度は弱く、手術鋏によ
る切断や縫合の際の手術針の貫通の際に、層間隔離する
おそれがある。

【００１３】一般に、延伸ＰＴＦＥの繊維長を大きくす
ると、周囲組織による器質化が促進されることによって
仮性内膜のアンカーリング効果が向上し、開存性にとっ
てプラス要因となる。この効果は、平均繊維長が６０μ
ｍ以上で顕著となる。しかしながら、繊維長を大きくす
ると、漏血性が高くなり、血腫や漿液腫を生じ易くなる
ほか、人工血管としての強度が小さくなる。強度が小さ
くなると、人工血管の短縮、捩れなどの変形が起こり易
くなり、内腔面での血栓形成の素因となる。また、器質
化の促進自体が仮性内膜の肥厚を促し、これらの原因に
よって内腔狭窄、さらには閉塞を招来する可能性がある
などの欠点がある。

【００１４】これに対して、本発明の特定の多層構造の
延伸ＰＴＦＥチューブからなる人工血管は、これらの欠
点に対処し得るものである。すなわち、本発明では、最
内層に、平均繊維長の大きい延伸ＰＴＦＥチューブの層
を配置し、その外層には、それよりも平均繊維長の小さ
い延伸ＰＴＦＥチューブの層を少なくとも一層配置する
ことにより、両者の欠点を補い合い、しかも優れた作用
効果を得ることができる。最内層に配置される平均繊維
長の大きい延伸ＰＴＦＥチューブとしては、平均繊維長
が６０〜２００μｍのものが好ましい。外層に配置する
最内層よりも平均繊維長が小さい延伸ＰＴＦＥチューブ
としては、平均繊維長が２０〜４０μｍのものが好まし
い。

【００１５】本発明の人工血管は、漏血に対しては、少
なくとも外層のうちの一層に、最内層よりも平均繊維長
が小さい層を配置することにより防止することができ
る。また、平均繊維長の小さな外層は、平均繊維長の大
きい最内層の短縮、捩れなどの変形を阻止することによ
って、過度の初期血栓形成を防止し、その後の仮性内膜
の肥厚を抑制することが可能である。外層に平均繊維長
が２０〜４０μｍの延伸ＰＴＦＥ層を配置すると、周囲
組織より人工血管壁内への組織侵入は比較的容易ではあ
るが、過剰にならず、内・外層とも器質化が適度に進行
する。

【００１６】仮性内膜は、平均繊維長の大きい最内層の
延伸ＰＴＦＥと強く密着して、内膜剥離が生じ難いた
め、遠隔期においても安定な薄い内膜が保持され、高い
開存性が得られる。特に、平均繊維長が６０〜２００μ
ｍの延伸ＰＴＦＥチューブからなる最内層を配置する
と、生成する内膜のアンカーリング効果が良好である。
平均繊維長が６０μｍ未満であると、仮性内膜のアンカ
ーリング効果が小さい。平均繊維長が２００μｍ超過の
延伸ＰＴＦＥチューブは、作成することが困難であり、
しかも積層一体化する際に構造を維持するだけの強度が
得難い。また、平均繊維長が大きい最内層に配置する延
伸ＰＴＦＥチューブの層の厚みは、十分なアンカーリン
グ効果を得るために、平均繊維長と同様に６０μｍ以上
あることが好ましい。平均繊維長が６０〜２００μｍの
延伸ＰＴＦＥチューブからなる最内層は、平均繊維長が
２０〜４０μｍの外層チューブよりも強度が弱いため、
多層構造の人工血管全体の強度を保たせるためには、最
内層のチューブの肉厚を人工血管肉厚全体の半分以下と
することが望ましい。

【００１７】本発明の人工血管は、内層（平均繊維長が
大）と外層（平均繊維長が小）の二層積層構造からなる
ものが典型的なものであるが、所望により、例えば、最
外層に平均繊維長の大きい延伸ＰＴＦＥチューブからな
る層（最内層と同様の平均繊維長の大きい層）を配置す
ると、人工血管の外側からの細胞の侵入性を向上させ、
人工血管の器質化を促進することが可能である。また、
強度特性を向上させるために、内層と外層との間、ある
いは外層の更に外側に一層以上の層（内層よりも平均繊
維長が小さい層）を配置することもできる。

【００１８】本発明の人工血管の外径、内径あるいは内
外径は、通常、吻合する生体血管の大きさに相応するよ
うにすることが好ましい。また、前記したとおり、特に
平均繊維長が６０〜２００μｍと大きい層を最内層に配
置する場合には、人工血管全体の強度を維持するため
に、最内層の厚みは、全体の５０重量％以下とすること
が好ましい。ただし、最内層が薄すぎると、積層時にそ
の構造を維持することが困難となるため、その厚みは、
６０μｍ以上とすることが好ましい。また、最内層の強
度を考慮に入れた場合、本発明の人工血管を使用する際
に、通常、吻合部で層間剥離させることなく、一体化し
たままで使用することが好ましい。特に、最内層の厚み
が６０〜４００μｍ、さらには６０〜３００μｍ程度と
薄い場合には、生体血管との径を合わせるために吻合部
の外層を剥離することは、好ましくない。

【００１９】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明に
ついてより具体的に説明するが、本発明は、これらの実
施例のみに限定されるものではない。

【００２０】［実施例１〜２、及び比較例１〜４］延伸
ＰＴＦＥチューブとして、平均繊維長が３０μｍ、６０
μｍ、９０μｍ、及び２００μｍの単層チューブ（比較
例１〜４）、ならびに内層９０μｍ／外層３０μｍ、及
び内層２００μｍ／外層３０μｍの二層チューブ（実施
例１〜２）を作成した。いずれのチューブも、外径は
３．０ｍｍで、内径は２．０ｍｍ（厚み５００μｍ）に
なるように製造した。二層チューブの場合、内層及び外
層の厚みは、それぞれ２５０μｍであった。これらの６
種類の試作チューブをニュージーランド・ホワイト系家
兎（雄、体重３ｋｇ前後）の総頚動脈に移植し、漏血
性、初期血栓膜形成、並びに移植１２週での開存率、内
膜厚、内膜安定性などを調べた。結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】 （脚注） （１）平均繊維長：走査型電子顕微鏡を用いて結節間距
離を測定した平均値。 （２）開存率：人工血管を家兎に移植後、１２週飼育し
た後の、その時点で血流が認められた人工血管の本数の
移植した全体数に対する比率。

【００２２】表１に示すように、漏血性については、平
均繊維長が６０μｍ、９０μｍ、及び２００μｍの単層
チューブ（比較例２〜４）は、血流再開に際して壁孔隙
から多量の漏血が生じ、特に９０μｍ以上で多量であっ
たが、二層チューブ（実施例１〜２）では、漏血は認め
られなかった。移植初期の内面の血栓膜は、平均繊維長
が６０μｍ、９０μｍ、及び２００μｍの単層チューブ
（比較例２〜４）に比べて、二層チューブ（実施例１〜
２）では、かなり薄く形成された。

【００２３】開存率は、当該試験期間内では、二層チュ
ーブ（実施例１〜２）で若干高い傾向を示したが、各チ
ューブ間で大きな差は認められなかった。しかし、内膜
厚は、単層チューブ（比較例１〜４）では、比較的厚く
不均一であるのに比べて、二層チューブ（実施例１〜
２）の場合には、薄く均一である。内膜厚が厚く不均一
であると、長期移植によりこの傾向が増大し、閉塞しや
すいと予想することができる。これに対して、本発明の
二層チューブの場合には、長期移植での高い開存率が期
待できる。

【００２４】平均繊維長が３０μｍの単層チューブ（比
較例１）では、延伸ＰＴＦＥチューブ内腔面と新生内膜
との境界に一部剥離した所見が得られたが、平均繊維長
が６０μｍの単層チューブ（比較例２）では、その傾向
がやや改善され、平均繊維長が９０μｍと２００μｍの
単層チューブ（比較例３〜４）や二層チューブ（実施例
１〜２）では、剥離所見がなく、新生内膜のアンカーリ
ングは良好であった。その他、平均繊維長が６０μｍ、
９０μｍ、及び２００μｍの単層チューブ（比較例２〜
４）では、移植後の短縮・変形が認められたが、二層チ
ューブ（実施例１〜２）では、そのような所見も改善さ
れていた。

【００２５】［実施例３］内層に平均繊維長９０μｍで
肉厚２００μｍの延伸ＰＴＦＥチューブ、外層に平均繊
維長３０μｍで肉厚６００μｍの延伸ＰＴＦＥチューブ
からなる二層チューブを作成し（内径４ｍｍ）、イヌ頸
動脈に移植した結果、内膜厚は１０〜５０μｍで、内膜
の安定性も良好であった。

【００２６】［実施例４］最内層に平均繊維長９０μｍ
で肉厚１００μｍの延伸ＰＴＦＥチューブ、その外層に
平均繊維長３０μｍで肉厚５００μｍの延伸ＰＴＦＥチ
ューブ、最外層に平均繊維長９０μｍで肉厚１００μｍ
の延伸ＰＴＦＥチューブを用いて、三層積層チューブを
作成し、実施例１〜２と同様にウサギ移植実験を行った
結果、内膜厚は１０〜５０μｍで、内膜の安定性も良好
であった。

【００２７】以上の実施例及び比較例から、延伸ＰＴＦ
Ｅチューブ製人工血管の内層の平均繊維長は、６０μｍ
以上であれば、所期の目的を果たすことができると考え
られる。最内層の肉厚は、６０μｍ以上あれば問題がな
い。外層の平均繊維長は、初期の漏血を防ぎ、かつ、細
胞の侵入を防げない３０μｍを中心に、２０〜４０μｍ
という比較的狭い範囲に最適値がある。また、最内層の
平均繊維長が６０μｍ以上で、外層の一層以上の平均繊
維長が２０〜４０μｍであれば、他の特性付加のため、
さらに多層構造としても、所期の目的を達成することが
できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の人工血管によれば、延伸ＰＴＦ
Ｅチューブを二層以上の多層構造にして、かつ、外層の
うちの一層以上の平均繊維長を最内層の平均繊維長より
小さくしたことにより、実用的な強度が得られ、漏
血が防止でき、初期血栓膜及びその後の仮性内膜が薄
く、この内膜が人工血管内腔面より剥離することがな
くなった。その結果、閉塞を防止することができ、優れ
た性能を発揮する人工血管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の二層構造の人工血管の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 外層の延伸ＰＴＦＥチューブ ２ 内層の延伸ＰＴＦＥチューブ ３ 内外層の接合面 ４ 人工血管内腔面 ５ 人工血管断端部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維と該繊維を連結する結節とからなる
   微細な繊維−結節構造を有する延伸ポリ四フッ化エチレ
   ンチューブを二層以上積層一体化した人工血管であっ
   て、少なくとも外層のうちの一層の平均繊維長が最内層
   の平均繊維長よりも小さいことを特徴とする人工血管。
2. 【請求項２】 少なくとも外層のうちの一層の平均繊維
   長が２０〜４０μｍで、最内層の平均繊維長が６０〜２
   ００μｍである請求項１記載の人工血管。
3. 【請求項３】 最内層の肉厚が６０μｍ以上である請求
   項１または２記載の人工血管。