JPH0824686B2

JPH0824686B2 - 高機能人工血管

Info

Publication number: JPH0824686B2
Application number: JP62216300A
Authority: JP
Inventors: 晴野一色; 暉夫宮田; 幸二渡辺; 英明北川; 昭二長岡
Original assignee: Koken Co Ltd; Toray Industries Inc
Current assignee: Koken Co Ltd; Toray Industries Inc
Priority date: 1987-09-01
Filing date: 1987-09-01
Publication date: 1996-03-13
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: JPS6462153A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は取扱い性に優れ、抜群の生体適合性を有する
人工血管に関するもので、特に開存性に優れた細径人工
血管を提供せんとするものである。

（従来の技術）人工血管として、太径および中径のものについては臨
床の実績もつまれ、多少の問題を内在するも、まがりな
りにも実用に供しうるものが開発されている。しかし取
扱性、生体適合性につき十分満足できるものは開発され
ていない。特に内径が6mm以下の人工血管については、
その開発要求は極めて強いもののいまだ実用に耐えうる
ものが開発されていない。従って、より生体に近い優れ
た特性を有する人工血管への要求は強く、さらに細径人
工血管の開発が関係者の現在の最大の関心事であり、か
つこの開発が切に望まれている。

特に、この細径人工血管の開発のポイントは柔軟で、取
扱性に優れ、かつ抗血栓性であり、耐久性にすぐれたも
のを如何に開発するかということである。従来の技術的
流れとして、抗血栓性を有する合成高分子材を用い血栓
形成を本質的に押さえようとする方法と、内皮細胞を形
成せしめ、抗血栓性と安定性を付与せしめる方法とに大
別される。前者の場合でも、完全に血栓閉塞を押さえう
る事例はいまだなく、これに答え得る材料は開発さてい
ない。

また、中口径人工血管を用いた場合の臨床結果からし
ても、長期になると、人工血管と生体の宿主血管との縫
合部でパンヌスが生じ、これが血栓性閉塞を生じせしめ
ることが確認されている。

即ち良好な抗血栓性を示す素材では、このパンヌスの
生成を阻止しえぬと言う重大な問題を抱えていることに
なる。後者の方法は、人工血管の内面に生体の仮性内膜
を形成させ、これによって抗血栓性を付与せしめようと
するものである。

細径人工血管においてはこの仮性内膜をいかに早く薄
く均一に形成させるかが最大のポイントとなる。従来の
細径人工血管では、この仮性内膜形成が、素早く、且つ
均一に強固におこなわれ難かった。また行われたとして
も仮性内膜は極度に厚くなり、血管が閉塞しがちであっ
た。

さらに細径になるに従い吻合および縫合の問題も生じ
る。一般に血栓はこの縫い合わせ部で生じることが多
い。したがって、この縫い合わせがスムーズに且つ縫い
代を小さくできることが重要である。しかし、従来の場
合には、人工血管は、硬く、ほつれやすく、このため吻
合および縫合が難しく、且つ縫い代も小さく出来ず、取
扱上の大きな問題となっていた。

さらに冠状動脈などの特に拍動の激しい部位では繰り
返し疲労による劣化の問題も懸念される。したがって耐
繰り返し疲労の良いことも重要な点である。

（発明が解決すべき問題点）本発明は、上記欠点のない、取扱性良好にしてかつ生
体適合性に優れた、高機能を有する人工血管を提供せん
とするもので、特に、細径人工血管においても、血栓閉
塞の起こり難いものを提供するにある。

（問題を解決するための手段）本発明は次の構成を有する。

（１）主として0.5デニール以下の極細繊維で構成さ
れ、少なくともその内面が生体吸収性ポリマーで被わ
れ、かつ内面が一時的抗血栓性機能を有し、生体吸
収性ポリマーを除去した後のほつれ係数が500以上であ
ることを特徴とする高機能人工血管。

（２）生体吸収性ポリマーが精製もしくは再生コラーゲ
ンであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に
記載の高機能人工血管。

（３）内径が6.0mm以下であることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項に記載の高機能人工血管。

本発明の人工血管は、まず、主として0.5デニール以
下の極細繊維で構成されていることが必要である。繊維
を極細化することにより、次に行う生体吸収性ポリマー
の付与が、極めて均一に薄く良好に行える。また、生体
の細胞形成が、迅速かつ強固に行われ、均一で良好な仮
性内膜を内面に形成しうる。特に、この細胞形成のスピ
ードが極めて重要である。即ち、抗血栓性を付与された
生体吸収性ポリマーが吸収される前に、人工血管内部及
び内表層近傍に、ある程度の細胞形成が行われており、
該ポリマーの吸収と同時的に仮性内膜が形成される必要
があるためである。生体吸収性ポリマーの吸収と生体細
胞の形成との競争関係が再現よく行われるためには、こ
の細胞形成が、速やかに、且つ全体に渡り均一に行われ
るのが望ましい。このため繊維としては0.5デニール以
下好ましくは0.1デニール以下より好ましくは0.06デニ
ール以下とする必要がある。かかる極細繊維となすこと
により、かかる生体適合性のみならず、さらには柔軟
性、吻合性、縫合性も著しく改善される。

本発明に用いうる極細繊維用ポリマーとしては、ポリ
エステル、ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリアミド、ポリオ
レフィン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネ
ート、ポリアセタール、及びこれら共重合体などであ
る。この内特に、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート、あるいはこれらのスルホン基、
カルボキシル基、アクリルアミド基、などの親水基を導
入した共重合体などのポリエステルが好ましい。

また親水性付与に当たっては、物理的手段として、プ
ラズマ処理等の高圧電界による処理なども効果的であ
る。

かかるポリマーを用いた極細繊維の製法および加工方
法については、すでにUSP3,531,368;USP3,350,488;特許
公報昭61−4546等に見られるように、多成分系繊維を形
成し、その一成分を除去もしくは剥離せしめて極細繊維
化する方法がある。この極細化処理は、予め行って人工
血管（チューブ）となしても良いが、人工血管（チュー
ブ）となした後、極細化処理することも出来る。かかる
方法を経ずに、直接極細繊維となしたものを用いること
も当然可能である。

人工血管（チューブ）の形成は、常法に従い織り、編
み、組紐、不織布化による直接法で形成可能である。

本発明では、耐ほつれ性の改善も極めて重要課題であ
る。このため、たとえばチューブ形成時に改善する手段
としては、捩り織り、経編、トーションレース、など組
織を工夫することで改善することが可能である。また後
加工法としては、かかるチューブをレーザー等による熱
で、柔軟性と強度を損なわない程度に、部分的かつ間歇
的に繊維相互を融着させる方法がある。極細繊維のた
め、僅かな熱でも部分的に融けやすく、柔軟性を損なわ
ずに繊維相互の接着、即ち、ほつれ止めが可能となる。

別な方法は、細いビーム状の高圧流体を吹き当てるこ
とである。より具体的には、細い高速の水条流もしくは
エァーをチューブに吹き当てることにより繊維相互をか
らませ、ほつれを防ぐことができる。この際、極細繊維
とすることで繊維相互の絡まり効果は一層助長される。
さらに、より効果的に行うためには、別のポリマー溶液
もしくはエマルションでかるく処理することである。た
とえばセグメント化ポリウレタンで軽く処理すること
で、実質的極細繊維の効果を妨げずに、ほつれを止める
ことが出来る。かかる手段を適宜利用することで、ほつ
れ防止は有効に達成可能となる。

本発明では、このほつれ止め効果の目安として、耐ほ
つれ係数Ｔを以下の如く定義する、Ｔの定義：チューブの切り口から3mmの位置に手術用縫
合糸を内側から外側に向かい１本通し5cm以上の長さの
ループを形成する。

このループの端とチューブの端を引張試験機で引張
り、その時の最大過重（ｇ）をもって耐ほつれ係数とす
る。

本発明ではこのＴの値が400以上好ましくは600以上が
必要である。

かかる値となすことにより、縫合時の縫い代を少なく
出来、スムーズな吻合と縫合が可能となり、開存性を極
めて高く為しうる。

また本発明の好ましい態様としては、チューブの透水
率の値が300以上、このましくは1000以上より好ましく
は2000以上が良い。

この透水率とは、120mmHgの圧力の下1cm²当たり１分
間に透過する水の量（ml）で定義されるものである。

極細繊維の特徴として、比較的低透水率の組織でも、
生体の細胞形成は速やかに良好に行なわれるし、高透水
率下でもより一層良好に行われ、透水率を目的に応じ幅
広くとることが出来る。

特に高透水率の場合におけるチューブの形態は、極細
繊維が相互に分繊し、より好ましくはチューブを形成す
る織、編、組織等の組織の目の間を薄いウエッブ状に横
切っているのが好ましい。

かかる構造となすことにより、次に生体吸収性ポリマー
を付与する際、高透水性にもかかわらず、この生体吸収
性ポリマーが組織の目の間を通過しがたく少量で均一に
付与出来る。

本発明では上記チューブに生体吸収性ポリマーを付与
する。ここで言う生体吸収性ポリマーとは精製もしくは
再生コラーゲン、ゼラチン、フィブリン、キチン、キト
サン、ポリアミノアシッド類、ポリビニルアルコール、
セルロース、デンプン、ゼラチン、ポリビニルブチラー
ル、ポリホスファーゼン、ポリグリコリックアシド、ポ
リラクティクアシド、ポリβヒドロキシブチレートなど
に代表される天然および合成の生体毒の無いものをさ
す。ここに挙げたものはあくまでも参考例であり、本発
明はこれにとらわれるものでない。かかる生体吸収性ポ
リマーは１種もしくは数種組み合わせて用いても良い。
付与に当たっては、かかる生体吸収性ポリマーが、少な
くともチューブの内面を被うべく付与する必要がある。
付与する方法は、液状にして含浸する方法が一般的だ
が、スプレーあるいは主として内面へのコートも可能で
ある。また、特別の方法として、電気泳動法を利用して
ふよすることも効果的である。この方法は例えばコラー
ゲンのように、一般に低濃度で粘稠で、電気泳動性を示
すものに対して極めて有効である。即ち、低濃度の溶液
を用いて基材の表面にコートする場合、表面を完全に覆
うためには極めて多量の液を必要とする。一度にコート
出来ないため通常は数回ないしは数十回に分けてコート
と乾燥を繰り返すことになる。かかる方法では、多大な
手間がかかるだけでなし、度重なる乾燥工程のため、出
来るものはひびが入ったり、あるいは極めて硬いものと
なり実用上問題になる場合が多い。しかるに、かかる場
合、電気泳動法を用いることで、低濃度の溶液を用いて
も、基材上に比較的厚く均一に生体吸収性ポリマーを析
出させ得るのである。より具体的には、人工血管用のチ
ューブ基材中に十分な長さの電極を挿入し、他方の電極
を液と接触させることで行う。かかる方法は多少の工夫
により極めて効果的に行い得るのである。

生体吸収性ポリマーを特に内面のみに付与したい時
は、表裏を反転しておき、表面に付与後、再度裏返すこ
とで達成できる。

また全体に均一に付与するためには、チューブにほぼ
その内径に近い心棒を通した後十分付与し、この状態で
表面に余分に付いた部分を掻き取るか、高速回転を行い
遠心力で均一にすることもできる。特に、内面のみに薄
く均一に付与するための確実な手段としては、例えば心
棒としてシリコーンチューブを用い、その上にコラーゲ
ンゲルを塗布し、固化し、この上に別途準備した極細繊
維のチューブを被せた後シリコーンチューブを抜き取る
方法がある。これは説明のためのほんの１例であり、実
際においては、この原理を利用して、心棒の材質、形
状、生体吸収性ポリマーの種類を適宜選択すれは良い。

心棒の材質を選択するに当たっては、後で心棒を取り
外しやすいようなものが良く、この上に塗布する生体吸
収性ポリマーとの剥離性がよいものが良い。このような
ものとして、一般的にはシリコーン、フッソ樹脂、ポリ
オレフィン樹脂など疎水性のものが良い。心棒の材質は
それ自体生体吸収性ポリマーとの剥離性が悪いもので
も、上記剥離性良好な物質で処理することにより、剥離
性の改善は達成できる。かかる手段は適宜状況に応じ採
用できる。

かかる心棒の形状としては、棒状あるいはチューブ状
が良い。また伸度があり、引張った時にポアソン変形に
より径が小さくなるものが抜きやすく好ましい。本発明
では、かかる生体吸収性ポリマーでチューブ内面を被う
がごとく付与するが、かかるポリマーで抗血栓性を有し
ないものは、表層部を抗血栓化処理する。この抗血栓化
処理することによりポリマーが生体に吸収されるまでの
間の血管内壁での血栓形成が防がれる。さらにこの間
の、生体吸収性ポリマーが吸収されて、それと共に抗血
栓性機能が無くなるまでの時期と相前後して、極細繊維
による細胞形成促進効果を利用し、強固で均一な結合組
織を形成せしめつつ、生体自らによる仮性内膜が形成さ
れる様にしたものである。

本発明においては、この抗血栓効果は生体結合組織が
形成される時点までの一時的なもので良く、永続的効果
を必要としない。

従って、抗血栓剤の選択に当たり留意すべき点は、生
体結合組織が形成され、仮性内膜を形成する準備ができ
た時点で生体吸収性ポリマーが吸収され、それと共に抗
血栓剤が分解されるか、または体外に排出され、生体に
対し無毒化するか、あるいは極微量なため、全体として
大きな影響を与えないようなものを選ぶのが好ましい。

しかし、生体吸収性ポリマーは必ずしもこの周期に一
致して吸収される必要は無い。生体吸収性ポリマーの機
能としては仮性内膜が形成される時点までの抗血栓性機
能を有しておれば良く、仮に、この時点で抗血栓性機能
が消滅しても、仮性内膜の形成を妨げるか剥離を引き起
こす等の悪影響を及ぼさない限りは、そのまま暫く残留
しても構わない。生体吸収性ポリマーに抗血栓性を付与
せしめる手段としてはヘパリンなどのムコ多糖類、ウロ
キナーゼ、ハイドロゲル、アスピリン、アクリルアミ
ド、スチレンとアクリル酸等のビニル系との共重合体な
どを直接あるいは架橋剤もしくは仲介剤を介し結合させ
る。たとえばコラーゲンの場合はトリドデシルメチルア
ンモニウムクロライド、グリシジルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、などを仲介剤としてヘパリンを付着さ
せ抗血栓性化を達成できる。またアクリルアミドなどの
場合はプラズマ処理，γ線照射等によりグラフト結合さ
せることも可能である。かかる例はほんの１例であり他
の結合手段については公知の方法を適宜応用出来る。

かくして得られる本発明品は、特に内径6mm以下の人工
でその特徴が発揮される。即ち、従来6mm以下の人工血
管は、血栓形成のため閉塞してしまい、実用に供し得る
ものは開発されていないが、本発明の構成をとることに
より、従来になく、開存性の良いものとなるのである。

本発明品は人工血管のみならず生体用パッチとしても広
く有効に適用可能である。

以下本発明につき、実施例を用いより具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施例）実施例１ 50D−714fのポリエステル極細繊維を用い平織り組織
にて内径3mmのチューブを形成した。このチューブに厚
手のポリエステルフィルムをいれ両面から軽く針布起毛
した。ついで高圧の水条流を当て繊維相互を絡ませた。
このチューブの耐ほつれ係数は920であり、透水率は206
0であった。織り目の間には分繊した極細繊維が数本横
切った構造をなしていた。

このチューブをアルゴンガスの存在下ブラズマ処理を
行い、ついで精製コラーゲンゲル溶液を５回に渡り内面
より圧入した。これを低温真空乾燥し、デナコール（ナ
ガセ化成製）とプロタミンおよびヘパリンで処理した。
これを10本５頭の犬の頚動脈に植え込んだ。植え込みに
際し吻合性および縫合性は極めて良好で切り端しから1.
5mm程度のわずかな縫い代だがほつれは全く認められな
かった。植え込み試料は１日目から30日までの経過観察
を行った。

この結果10本のうち開存していた物は８本で開存率は
80％であったが、閉塞例２本はいずれも感染を合併した
ものであった。

この間の経過所見ではすでに３週目で結合組織の形成
が見られ、また吻合部で仮性内膜の形成が、また中央部
に内皮細胞のコロニーが幼弱ながらも観察された。吻合
性は極めて良好で針の通りもよく縫合性は全く問題無か
った。

この結果から、既に30日目で人工血管全体にわたり良
好な仮性内膜の形成が認められ極めて早期の安定した治
癒効果を示すことがわかった。

実施例２ USP3,531,368で開示された複合繊維で島成分にポリブ
チレンテレフタレートにスルホソジュームイソフタレー
トを５部共重合したポリエステルを90部とし、海成分に
ポリスチレンを10部として、複合繊維の単糸当たり島数
25本とした65D−24fの繊維を得た。この繊維を用いトー
ションレース組織で内径5.1mmのチューブを形成した。
これをトリクロルエチレン中に漬け、乾燥後アブレイシ
ブペーパーで起毛した。このチューブにポリエステルの
フィルムを挿入しその上から別途準備した目付7g/m²の
同じ極細繊維からなるウエッブで挟み両面を80kg/m²の
ウオータージェットで処理した。このチューブの耐ほつ
れ係数は1050、透水率は2470mlであった。これに、水酸
化銅とアンモニアで溶解したセルロース溶液をコーティ
ングしてから水及び７％硫酸液中に漬け、ついで水で十
分洗浄後乾燥した。この内空に、グリシジル−トリメチ
ル−アンモニュウムクロライド液を注入し、ついで１％
ヘパリン液を注入した。

このサンプルを成犬の頚動脈に植え込んだ。

35日後に、開存していることを血管造影法で確認し、
その後、屠殺し人工血管を採取した。この人工血管の観
察を実施例１と同様に行った。その結果、。血栓の形成
はなく、実施例１と同様に幼弱な仮性内膜の形成が認め
られ良好な治癒経過が確認された。吻合性は極めて良好
で針の通りもよく縫合性は全く問題無かった。

（発明の効果）本発明の人工血管は、吻合性、縫合性、等の取扱性に
優れるのみならず、血栓閉塞がなく、また人工血管壁内
への早期細胞侵入とこれに引き続く仮性内膜の形成によ
り、血管の宿主化が急速に行われ、抜群の生体適合性を
示す。特に細径人工血管では開存性に優れた画期的効果
を有する。この効果は極細繊維による柔軟化、補強効
果、細胞形成促進効果と細胞との強固な一体化またはそ
れまでの生体吸収性ポリマーと抗血栓剤とによる仲次ぎ
機能との巧みな連携効果により初めて達成できたもので
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北川英明滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株式会社滋賀事業場内 (72)発明者長岡昭二神奈川県鎌倉市手広1111番地東レ株式会社基礎研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主として0.5デニール以下の極細繊維で
構成され、少なくともその内面が生体吸収性ポリマー
で被われ、かつ内面が一時的抗血栓性機能を有し、
生体吸収性ポリマーを除去した後のほつれ係数が500以
上であることを特徴とする高機能人工血管。
【請求項２】生体吸収性ポリマーが精製もしくは再生コ
ラーゲンであることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項に記載の高機能人工血管。
【請求項３】内径が6.0mm以下であることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項に記載の高機能人工血管。