JPS61185271A - コンプライアンスおよび応力−歪曲線が生体血管に近似している人工血管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は生体面管に近似した応カー企曲線およびコンプ
ライアンスを有し、かつ管壁の内側から外側まで厚さ全
体にわたって孔が存在する人工血管とその製造方法に関
する。

［従来の技術］ 近年、血管外科手術の進歩とともに人工血管の研究も進
み、数多くの人工血管が開発されてきている。現在、管
内径約６Ｍ以上の中口径あるいは大口径動脈用人工面管
としてはたとえば米国ＵＳＣＩ社製のダクロンの編物で
あるドベイスキー人工血管や米国ボア社製の延伸ポリテ
トラフルオロエチレン（以下、ＥＰＴＦＥという）から
なるボアテックスなどが臨床に用いられている。

これらの人工血管は、血管の内側から外側まで連通して
いる孔を有しており、生体に埋入後すみやかに仮性内皮
によって覆われ、生体組織側からこの孔を通して組織が
侵入し１、安定に器質化され、人工血管′としての使命
をはたしている。このように人工血管の器質化に役立つ
連通孔を有することを、以下有孔性を有するという。

しかし、これらの人工血管は、コンプライアンスが生体
血管と大きく異なるため、生体に埋人後艮時間経ると、
吻合部にバンヌス（ｐａｎｎｕｓ）の過形成など種々の
不適合に関する問題が発生する。また内径約６Ｍ以下の
小口径動脈用人工血管として用いると、コンプライアン
スの相違が顕著に表われ、開存性がわるく、臨床に使用
できない。したがって、膝から下の動脈や冠状動脈など
の血行再建手術には、自家静脈が使用されている。

以上のことから、人工血管とくに小口径動脈用人工血管
の開発にあたっては、人工血管が有孔性を有することや
、人工血管の素材の血液適合性を向上させることに加え
て、人工血管のコンプライアンスを生体血管に近似させ
ることが重要であるといわれている。

しかし、現在開発されている人工血管のコンプライアン
スは、笹嶋らの報告（人工人造１２ｆｌ＋、１７９−１
８２．１９８３）によれば、第１表の通りである。

このように現在の人工血管のコンプライアンスは、生体
の動脈と比較すると非常に小さく、動脈に対しては剛管
とみなされるものである。

このような生体血管と人工血管とのコンプライアンスの
不一致を解決するため、米国特許第４１７３６８９号明
細書には人工血管を構成する材料としてエラストマーを
用い、管壁を多孔質とし、生体面管に類似したコンプラ
イアンスを有する人工血管の製造方法に関する開示がな
されている。しかし、この人工血管は有孔性を有さない
。

しかも製造された人工血管の管壁断面には非常に小さい
孔しか存在せず、比較的密な構造となっている。このよ
うにして製造された人工血管のコンプライアンスは従来
の人工血管の］ンプライアンスよりは大きくなるけれど
も、生体面管のそれと比較するとまだ小さい傾向にある
。

本発明者は、このようなコンプライアンスの不一致の問
題を解決し、かつ器質化に最適な有孔性を有するエラス
トマーからなる多孔体構造の人工血管を開発し、特許出
願をしてきている（特願昭５９−３９９７２号、特願昭
５９−４４３９６号、特願昭５９−４４３９７号、特願
昭５９−４４３９８号、特願昭５９−５１７６８号、特
願昭５９−５２６７４号各明細書）。

［発明が解決しようとする問題点１ 本発明者が開発してきた前記人工血管の応力−歪曲線は
、第４図の＋１１に示したように、正常な面圧範囲を超
えた高い応力が加わると、生体血管のそれ（第４図のｌ
および勤）とは異なってくる。したがって、手術時など
のように異常に高い血圧が生じたばあいには、破裂・損
傷の不安や長期間にわたる耐久性の維持に不安が残って
いる。

本発明は前記のごとき不安を解消するためになされたも
のである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、有孔性を有し、生体血管に近似したコンプラ
イアンスを有することに加えて、生体血管に近似した応
力−歪曲線を有する人工血管をうるためになされたもの
であり、エラストマーからなる多孔体構造部分と、該多
孔体構造部分の少なくとも一部分に接触および（または
）結合して存在する繊維で構成された管状物部分とから
なるコンプライアンスおよび応力−歪曲線が生体血管に
近似している人工血管、および造孔剤および（または）
曇点を有するエラストマー溶液を心棒上に］−ティング
したのち、凝固液に該心棒を浸漬する操作を１回または
２回以上繰り返して人工血管を製造する際に、前記操作
のいずれかの段階で繊維で構成された管状物を前記心棒
上に存在させることを特徴とする］ンプライアンスおよ
び応力〜歪曲線が生体血管に近似している人工血管およ
びその製造方法に関する。

［実施例コ 本発明に用いるエラストマーとは、血液適合性に優れた
熱可塑性エラストマー、すなわち急性毒性、炎症、溶血
、発熱反応などを惹起するような低分子溶出物を含まず
、血液の生理機能に重大な損傷を与えず、抗血栓性に優
れた熱可塑性エラストマーである。このようなエラスト
マーとしては、たとえばポリスチレン系エラス１〜マー
、ポリウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エラ
ストマー、ポリエステル系エラストマーなどや、これら
のエラストマーにエラストマーとしての性質を維持する
範囲でエラストマー以外の高分子をブレンドしたものな
どがあげられる。これらは申独で用いてもよく、２種以
上併用してもよい。これらのうちでは臨界表面張力が３
５　ｄ　ｙ　ｎ　／　ａｔｒより小さい疎水性のエラス
トマーがさらに好ましく、臨界表面張力が３０６　Ｖ　
ｎ　／　ｃｍより小さい疎水性のエラストマーがとくに
好ましい。

エラストマーが疎水性になればなるほど、移植された人
工血管の外周囲を取り囲む生体軟組織との親和性の減少
や、血液成分との相互作用の減少や、耐水性の向上とい
う好ましい現象が現われる。前記親和性が強いと、移植
された人工血管を取り囲む生体軟組織が厚く、かつ人工
血管に強く接着して生成する傾向にあり、これにともな
って人工血管が収縮したり、変形したリする不安がある
。

疎水性エラストマーのなかでは、強度、伸び、耐久性、
抗血栓性などに優れているなどの点から、ポリエーテル
型のセグメント化ポリウレタン（セグメント化ポリウレ
タンウレアも含む、以下同じ）がより好ましい。さらに
は、ハードセグメントあるいはソフトセグメントにフッ
素を含有するセグメント化ポリウレタンや特開昭５７−
２１１３５８号公報に開示されている主鎖中にポリジメ
チルシロキサンを含有するセグメント化ポリウレタンが
好ましい。とくに好ましいソフトセグメントの一部にポ
リジメチルシロキサンを式： （式中、Ｒ１−Ｒ６は炭素数１以上のアルキレン基、好
ましくは炭素数２〜６のエチレン、プロピレン、ブチレ
ン、ヘキリメチレンなどのアルキレン基、ａ、ｅは０〜
３０の整数、ｂ、ｄは０または１、Ｃは２以上の整数を
表わす）のような形で含有するセグメント化ポリウレタ
ンである。

本発明の人工血管の管壁は、前記エクス１−マーからな
る多孔体構造部分と、！ｉｌ雑から構成された管状物部
分とから構成されている。

該エラストマーからなる多孔体構造部分は、内側から外
側まで厚さ全体にわたって存在している。眼孔は少なく
とも一部分が互いに連通しており、内側表面および外側
表面には眼孔の少なくとも一部分が外部に向って開口し
ており、有孔性を有している。眼孔を形成している隔壁
はエラストマーからなり、連続的につながっている。さ
らに前記隔壁自体も、その内部に微小な孔や穴を多数含
有することが疎な構造となり、生体面管に近似したコン
プライアンスや応力−歪曲線を有する人工血管をつるた
めに好ましい。

とくに好ましい多孔体構造は、管壁の内側から外側まで
厚さ全体にわたって実質的に均一な細孔が存在する網目
状構造である。

このような疎な構造である隔壁は、溶液のコーテイング
物を乾燥したり、溶融状態から製造したりするのは困難
であるが、本発明の製造方法によると容易に製造しつる
。

管壁の内側表面近傍部分と外側表面近傍部分とは、多孔
体構造部分の大部分を占める両者の間の部分に比しやや
密になっていて、細孔が厚さ全体にわたって完全に均一
でないことがある。

しかし、それが有効性を損ねるほど極端なものでなけれ
ば細孔は実質的に均一と解してよい。

ここにいう細孔の横断面の最大径にはとくに限定はない
が、１〜１００卯であることが好ましく、３〜７５摩で
あることがさらに好ましい。最大径が１００癖より大き
くなると強度が劣ったり、有孔性が大きくなりすぎる傾
向にあり、１摩より小さくなると有孔性が劣ったり、コ
ンプライアンスが小さくなりすぎる傾向にある。

前記多孔体構造部分の内側表面と外側表面に存在する孔
の形状にはとくに限定はないが、内側表面に存在する孔
の形状は円形あるいは楕円形であることが好ましい。こ
の円形あるいは楕円形の最大径は１〜１００遇が好まし
く、５〜５０摩がさらに好ましく、１０〜３０通がとく
に好ましい。最大径が１１００Ａｌより大きくなると、
血液の流れがみだされて抗血栓性が低下する傾向にあり
、１遍より小さくなると人工血管の器質化が遅くなる傾
向にある。

前記多孔体構造部分のコンプライアンスは生体血管のそ
れに近似するか、それより大きな値を示すものであれば
よい。コンプライアンスの値が生体血管のそれより大き
いばあいには、繊維で構成された管状物との複合化によ
り、生体血管に近似したコンプライアンスに調節するこ
とが可能である。このような多孔体構造部分のコンプラ
イアンスは、多孔体構造部分の中に占める孔の割合や孔
を形成する隔壁の強度や用いるエラストマーの強度など
により調節しうる。

−１１一 本発明に用いる繊維とは、糸、網、綱、織物、編物、組
物、不織布などをつくるのに使われる長さが径の１００
倍以上の細くて長い物体である。

前記ｕＡ緒は、生体に対して安全で、生体内での劣化が
無視でき、滅菌操作に耐え、目的の管状物に加工できる
ものであれば、有機系、無機系を問わず、とくに限定さ
れることなく使用しうる。加工性、入手の容易さ、しな
やかさ、均一性などの点からすると、再生人造ＩＩＮ、
半合成ＩＩＩ、合成繊維が好ましい。これらの具体例と
しては、セルロース系、タンパク質系、ポリアミド系、
ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエチレン系、ポ
リスチレン系、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ごニリデン
系、ポリフルオロエチレン系、ポリアクリル系、ポリビ
ニルアルコール系などの繊維があげられる。これらのう
ちでも伸縮性を有する繊維であることがさらに好ましく
、その具体例としては、ゴム系、ポリウレタン弾性系、
ポリエステル弾性系などのｍＨのように、繊維自体が伸
縮性を有するものや、ウーリーナイロン、ウーリーテト
ロンに代表される伸縮性かさ高加工糸や、ゴムあるいは
スパンデックスフィラメントを伸張状態にして他の紡績
糸あるいはフィラメントを巻き付けた糸であるカバード
ヤーンなどがあげられる。

本発明に用いる繊維で構成された管状物とは、前記繊維
、前記繊維の少なくとも１種以上を紡績した糸、前記繊
維の少なくとも１種以上のマルチフィラメント、これら
を組み合わせた糸などを用いた織物、編物、組物、不織
布、これらを組み合わせたもの、あるいは発泡ポリウレ
タンなどからなるスポンジ状物などからなる管状物のこ
とである。

前記管状物は１ｉＡＨまたは繊維からつくられたもの単
独で管状構造に形成されていてもよく、エラストマーか
らなる多孔体構造部分と組み合わされて人工血管になっ
たときに管状構造を形成するようになっていてもよい。

加工性、作業性、生体面管に近似した応力−歪曲線をう
るなどの点からすると、ｍＮの編物からなる管状物であ
ることが好ましく、伸縮性繊維をメリヤス編した管状物
であることがさらに好ましい。

管状物はエラストマーからなる多孔体構造部分と組み合
わせたとき１、生体血管に近似したコンプライアンスや
応力−歪曲線を有するものとなるものであれば、管状物
であるかぎりとくに限定はない。

該管状物のこのような性質は、たとえば次の２つの方法
の単独あるいは組み合わせで達成可能である。

一番目は！ｌＨの組み合わせ頻度を調節したり、組み合
わせる点をルーズに調節したりする方法である。二番目
は、伸縮性の繊維を使用する方法である。

該管状物は、エラストマーからなる多孔体構造部分に対
して少なくとも一部分が接触および（または）結合して
存在していればよく、たとえば第２図に示したように、
管状物（２）がエラストマーからなる多孔体構造部分（
１）の外側に位置し、管状物の一部分が多孔体構造部分
（１）の外側表面に露出している存在であってもよく、
第３図に示したように、管状物（′２Ｊが多孔体構造部
分（１）の内側の部分に位置し、管状物（２）の一部分
が多孔体構造部分（１）の内側表面に露出していてもよ
い。さらに第１図に示したように、管状物（２）が多孔
体構造部分（１）の内部に完全に取り込まれていてもよ
く、このばあいには、管状物（２１を構成するＩＮのほ
つれが阻止される、あるいは血液接触面の抗血栓性が保
たれるなどの点から好ましい。

なお本発明にいう接触および（または）結合とは、エラ
ストマーからなる多孔体構造部分とＩＩＩで構成された
管状物部分とが、血圧や外部から加わる応力に対してほ
ぼ同じ歪を起こす程度に両者の力学的相互作用があるこ
とを意味する。

生体血管のコンプライアンスは、動脈、静脈、血管の口
径などによって異なる。したがって、人工血管として好
ましいコンプライアンスは、人工血管の口径や使用部位
などによって異なり、一概には決められないが、本発明
の人工血管はそれぞれの生体血管に近似したコンプライ
アンスを有するように製造しうる。通常の自行再建手術
の行なわれる生体血管のコンプライアンスが０．１〜０
．８程度であるため、このような範囲にすることがさら
に好ましいと考えられる。本発明の人工血管のコンプラ
イアンスは前記のようにして調節することができ、０．
１〜０．８の範囲で任意のものを製造することができる
。コンプライアンスが０．１〜０．８の人工血管は、そ
の太さなどにもよるが動脈用血管などの用途に、また内
径が１〜６ｍであり、コンプライアンスが０．１〜０５
のものは小口動脈用人工血管として好適に使用しうる。

本明細書にいうコンプライアンスとは、式（１）％式％
） （式中、Ｃはコンプライアンス、Ｖｏは内圧５０ｍｔａ
　ｔｌ　ａのときの測定血管の内容積、ΔＰは内圧５０
ＩＩ繊維Ｑから内圧１５０１ｎｌＨｉｌｌまでの１００
ｕ＋Ｈｇ、ΔＶは内圧５０ｍｍＨ（ｌから内圧１５０１
１Ｈ（ｌまでの間に増加する測定血管の内容積である）
で定義されるものである。実際の測定は閉鎖回路に測定
血管を挿入し、微山定量ポンプを用いてこの回路に液体
を注入し、注入液量と回路内の圧力の変化とを測定し、
（１）式からコンプライアンスを求めることができる。

本発明の人工血管の応力−歪曲線を第４図にもとづいて
説明する。

第４図において、［１）はエラストマーからなる多孔体
構造体、（［１は本発明の人工血管、（釦は生体血管で
ある胸部大動脈、Ｎは生体面管である頚動脈の各々の応
力−歪曲線の一例である。生体血管の応力−歪曲線は、
動脈、静脈、血管の口径、年齢、個体差などによって異
なるので定量法することは困難であるが、共通していえ
ることは、第４図の（２）、■に示したように、正常な
血圧範囲では小さな弾性率であり、正常な血圧範囲をこ
えた応力が加わってくると、急激に大きな弾性率となる
応力−歪曲線を有することである。第４図かられかるよ
うに、本発明の人工血管（Ｍｌはこのような生体血管に
近似した応力−歪曲線を有する。　“ 本明細書にいう応力−歪曲線が生体血管に近似している
とは、第４図に示した（８）や■の曲線に類似している
ことである。すなわち応力−歪曲線において、応力０．
０１　Ｋｇ／ｍ’に対応する点が歪０１〜０．８の間に
存在し、その点の弾性率が０．ＩＫｙ／馴２以下２以下
、応力０．０５Ｎｇ／Ｍ２に対応する点が歪０４〜１２
の間に存在しかつ応力０．０１　Ｋｇ　／　ｒｍ　’に
対応する歪より大きく、その点の弾性率が０．１２Ｋｇ
／ｉｓ２以上であり、応力０．１２　Ｋｇ／　ｍ　２に
対応する点の歪が０５〜１５の間に存在し、てかつ応力
０．０５Ｋｙ／１ｔｕｓ２に対応する歪より大きく、そ
の点の弾性率が０．２に９／緬２以上であり、応力０．
０５Ｋｇ／Ｍ２における弾性率以上であることをいう。

さらには、応力０．０１　Ｋ９／ｍ２に対応する点が歪
０２〜０６の間に存在し、その点の弾性率が０．０７〜
０．００７ｈ／履２であり、応力０．０５１（ｇ／履２
に対応する点の歪が０５〜１．０の間に存在し、かつ応
力０．０１　Ｋ９／ｍ２に対応する歪より大きく、その
点の弾性率が０．２〜１０Ｋｇ／　ｍ　２であり、応力
０．１２Ｎｇ／ａｌ’に対応する点の歪が０．５５〜１
．２の間に存在し、かつ応力０．０５Ｋｇ／ｍ　２に対
応する歪より大きく、その点の弾性率が０．３Ｋｙ／履
２以上であり、応力０．０５Ｋｇ／　ｍ　２における弾
性率以上である。

該応力−歪曲線は、高分子材料分野で通常使用されてい
る引張試験ｍ＜たとえば■島津製作所製のオートグラフ
ｌ５２０００）を用いて人工血管を軸方向に測定したも
のである。

応力−歪曲線の測定試料としては、人工血管をそのまま
使用することが好ましい。人工血管を軸方向に切って、
たとえば短冊状にして測定すると、繊維で構成された管
状物の強度が変化し、異なった応力−歪曲線を示す傾向
にある。

人工血管の円周方向の応力−歪曲線にはとくに限定はな
いが、軸方向のそれに近似することが好ましい。

なお本発明にいう応力とは、引張試験中の荷重を負荷前
の試験片断面積（管壁断面積）で削った値であり、歪は
引張試験中の伸びを負荷前の試験片長さで割った値であ
る。

また本発明に用いる弾性率とは、応力−歪曲線上の任意
の位置におＣ」る接線の勾配、所謂接線弾性率である。

応力−歪曲線における小さい応力の領域は、］ンプライ
アンスを測定する正常な血圧範囲とほぼ−・致するので
、コンプライアンスが生体面管に近似していれば、応力
−歪曲線のこの領域も生体血管に近似する。一方、大き
い応力の領域は、手術時などの異常に高い血圧が生じた
ばあいの破裂・損傷を防止したり、長期間にわｌ〔る耐
久性の維持をはかることがおもな役割であるから、これ
らの役割を満たす範囲で近似すればよい。

本発明の人工血管では、正常な血圧範囲で測定されるコ
ンプライアンスや小さい応力の値はおもにエラストマー
からなる多孔体構造部分の強度で決まり、正常な血圧範
囲をこえた応力が加わった領域の大きい応力の値は、お
ちに繊維で構成された管状物の強度で決まる。そして、
両者の組み合わせにより、いろいろな部位の生体血管の
応力−歪曲線に近似させることが可能となる。

本発明の人工血管はこのように生体面管に近似した応力
−歪曲線を有するため、手術時などに異常な血圧上昇が
生じても、破裂したり損傷を受けたりすることをなくす
ることが可能で、また移植後の長期間にわたる耐久性の
維持にも優れている。

本発明の人工血管は血液適合性に優れたエラストマーか
ら構成されているため、その内側、つまり血液接触面の
血液適合性は良好であるが、生体への埋入初期の抗血栓
性をさらに向トさせる目的で、表面にアルブミン、ゼラ
チン、コイドロイチン硫酸、ヘパリン化材料などをコー
ティングしてもよい。

以上説明したように、本発明の人工血管は、管壁の内側
から外側まで厚さ全体にわたって孔が存在するエラスト
マーからなる多孔体構造部分と、該多孔体構造部１分の
少なくとも一部分に接触および（または）結合して存在
するｉｌｌで構成された管状物部分とから構成されて製
造されているため、生体血管にコンプライアンスおよび
応力−歪曲線が近似している人工血管かえられる。

つぎに本発明の人工血管の製造方法について説明する。

本発明の人工血管は造孔剤および（または）曇点を有す
るエラストマー溶液を心棒上にコーティングしたのち、
凝固液該心棒を浸漬する操作を１回または２回以上繰り
返して人工血管を製造する際に、前記操作のいずれかの
段階で繊維で構成された管状物を前記心棒上に存在させ
ることにより、製造することができる。

本発明に用いるエラストマー溶液は■造孔剤を有する溶
液、■曇点を有する溶液、■造孔剤と曇点を有する溶液
に分類できる。

■の造孔剤を含有するエラストマー溶液は、造孔剤とエ
ラストマーとエラストマーを溶解する溶媒（以下、良溶
媒という）を必須成分とし、造孔剤が均一に分散されて
いる。この溶液が凝固液に浸漬されると良溶媒と凝固液
の置換により、造孔剤を核としてエラストマーが析出す
る。

えられたものから造孔剤を溶解除去することにより、本
発明の人工血管の多孔体構造部分をうることができる。

必要に応じて、良溶媒とはよく混和するがエラストマー
を溶解しない溶媒（以下、貧溶媒という）を、エラスト
マー溶液の凝固速度、多孔体構造などを調節する目的で
添加してもよい。

■曇点を有するエラストマー溶液はエラストマーと良溶
媒と曇点を形成するために必要な量の貧溶媒とを必須成
分とする。曇点とは＾分子が溶解している状態からコロ
イド状に析出する、つまり相変化を起こす温度である。

この溶液は曇点温度以下で取り扱うと均一な］−ティン
グが難しく、多孔体構造をえがたい傾向にあるので、該
溶液を曇点を超える温度に保って心棒上にコーティング
したのち、ただちにあるいは相変化を生じさせたのち曇
点温度以下の凝固液に該心棒を浸漬することが好ましい
。この操作により、］−ティング層でのエラストマー溶
液の相変化と凝固液中でのエラストマーの析出とを同時
に、あるいは順々に生じさせることができ、多孔体構造
部分をうることができる。

■の造孔剤と曇点を有するエラストマー溶液は、造孔剤
とエラストマーと良溶媒と曇点を形成するために必要な
量の貧溶媒とを必須成分とする。この溶液は■の溶液と
同様にしてエラストマーを析出させたのち、造孔剤を溶
解除去することにより本発明の多孔体構造部分をうるこ
とができる。

前記エラストマー溶液中のエラストマー濃度は、エラス
トマーの種類や溶液の組成によって異なるので一概に限
定することはできないが、通常は５〜３５％（重量％、
以下同様）であることが好ましく、１０〜３０％である
ことがさらに好ましく、２５〜２５％であることがとく
に飲ましい。エラストマー濃度が５％より低いと均一な
成形が困難になる傾向にある。またエラストマー濃度が
３５％をこえると、溶液の粘度が高いため、均一なコー
ティングなどが困難になる傾向にある。

本発明に用いる造孔剤は、良溶媒に不溶なものであり、
製造した人工血管から除去できるものである。生体内に
埋入する人工血管に用いることを考えると、造孔剤とし
ても生体に対して安全なものを用いることが好ましい。

それゆえ造孔剤としては、食塩や炭酸カルシウムのよう
な無機塩類、グルコースやデンプンのような水溶性糖類
あるいは蛋白質などが好ましい。しかし、食塩のような
無機塩類や水溶性糖類などは本質的に吸湿性であるため
、微細粒径にすると表面積が増大し、空気中の湿気など
で二次凝集をおこしやすい傾向にあり、取り扱いに充分
注意をはらう必要がある。一方、蛋白質は微粒子にしで
も空気中の湿気などで二次凝集をおこすこともなく、均
一に安定した分散が可能である。

それゆえ造孔剤としては、蛋白質がとくに好ましい。

また蛋白質を用いると、成形した人工血管から、アルカ
リ液、酸液あるいは酵素を含む液などによって、該造孔
剤を容易に溶解除去しつる。

このように好ましい蛋白質の具体例としては、カゼイン
、コラーゲン、ゼラチン、アルブミンなどがあげられ、
これらのうちではカゼインがとくに好ましい。

前記造孔剤の粒径は７４摩以下が好ましり、５０摩以下
がさらに好ましく、３０ρ以下であることがとくに好ま
しい。ここでいう粒径とは篩の目の一辺の長さを現わし
、これらの篩で分級された粒子のことである。粒径が７
４遍より大きくなると多孔体構造の孔が大きくなり過ぎ
る傾向にある。

本発明に使用する造孔剤の量は、必要とされる有孔性と
、造孔剤の粒径およびエラストマー溶液の組成（とくに
１点の有無）とによって変化するので一概には決定する
ことはできないが、好ましくは２０〜５００％（造孔剤
／エラストマーの容量％、以下同様）、さらに好ましく
は５０〜３５０％、とくに好ましくは１００〜３００％
である。

造孔剤の量が５００％をこえると有孔性が大きくなりす
ぎたりエラストマー溶液の粘度が高くなりすぎる傾向に
ある。一方、造孔剤の量が２０％未満になると有孔性が
乏しくなる傾向にある。

本発明に用いる良溶媒は、エラストマーの種類によって
変化するので一概には決定できないが、たとえばＮ、Ｎ
−ジメチルアセトアミド、Ｎ、Ｎ−ホルムアミド、トメ
チル−２−ピロリドン、ジオキサン、テトラヒドロフラ
ンなどの溶媒があげられ、これらを単独で用いてもよく
、２種以上併用してもよい。

本発明に用いる貧溶媒は、良溶媒とはよく混和するがエ
ラストマーを溶解しない溶媒であればよく、たとえば水
、低級アルコール類、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、１．４−ブタジェンオール、グリセリンな
どがあげられ、これらを単独で用いてもよく、２種以上
併用してもよい。

本発明に用いる凝固液は、実質的に貧溶媒であればよい
。たとえば水、低級アルコール類、エチレングリコール
、プロピレングリコール、１．４−ブタンジオール、グ
リセリンなどがあげられ、これらを単独で用いてもよく
、２種以上併用してもよい。これらのうちで好ましいも
のとしては、エチレングリコール、プロピレングリコー
ルあるいはこれらを主成分とする貧溶媒があげられ、さ
らに好ましいものとしては前記貧溶媒９９〜５０容量％
に１〜５０容量％の良溶媒を添加した混合溶媒である。

なぜなら凝固液に量溶媒を含ませることにより、凝固液
中でのエラストマー溶液の凝固速度が遅くなることに起
因するためか、有孔性が容易にえられるようになる。

本発明に用いる心棒は、エラストマー溶液に溶解しない
限りとくに限定されるものではなく、たとえば表面が清
らかなガラス棒、テフロン棒あるいはステンレス棒など
が好適に使用される。

また心棒のかわりに任意の形の型を用いることにより、
管状の成型物以外の各種の医療成形体が本発明の方法に
よって製造しうろことはいうまでもない。たとえば型と
して平板を用いれば膜状の成形体かえられ、これは人工
皮膚などに利用しうる。

繊維で構成された管状物を心棒上に存在させる方法とし
ては、繊維で構成された管状物で心棒を覆う方法や、Ｉ
ＩＮや繊維からなる帯状物などを管状構造になるように
心棒上に巻き付ける方法が最も代表的である。繊維で構
成された管状物は、心棒上に直接存在させてもよいし、
エラストマーが析出した心棒上に存在させてもよいが、
エラストマーが析出した心棒上に存在させたのち、エラ
ストマー溶液の］−ティングとエラストマーの析出を１
回または２回以上行なう方法が好ましい。

このようにしてえられた本発明の人工血管は、つぎのよ
うな優れた性質を有している。

■人工血管の器質化に役立つ有孔性を有する。

■コンプライアンスが生体血管に近似している。

■応力−歪曲線が生体血管に近似している。

さらに、本発明の人工血管の管壁が実質的にエラストマ
ーの連続した多孔体構造に、繊維で構成された管状物の
少なくとも一部分が接触および（または）結合している
構造物であるため、つぎに示すような有用な性質をも併
有する。

■縫合針の貫通性がよく、縫合が容易である。

■縫合側の貫通孔が自己閉塞する。

■血圧のかかった実際の使用状態では結節を生じ難い。

このにょうな性質を有する本発明の人工血管は、生体に
移植した際の開存性に優れており、吻合部におけるパン
ヌスの過形成などの問題もほとんど発生しない。また手
術時などに異常に高い血圧が生じたばあいの破裂・損傷
の不安もほとんどなく、長期間にわたる耐久性の維持に
も優れている。さらには血行再建手術時の作業性にも優
れている。

したがって本発明の人工血管は、動脈や静脈などの血行
再建手術にあたって、人工血管、バイパス用人工血管、
バッチ用材料に使用できるとともに、ブラッドアクセス
などにも使用することができる。とくに０．１〜０．８
のコンプライアンスを有する動脈用人工血管として用い
ることが好ましい。とくにコンプライアンスと応力−歪
曲線が生体血管に近似しているため、現在臨床に使用す
る人工血管が存在しない０．１〜０．５のコンプライア
ンスを有し、内径的１〜６Ｍの小口径動脈用人工血管と
しても使用できる。

それゆえ膝から下の動脈の自行再建や、大動脈バイパス
用人工血管として好適に使用しつる。

また本発明の人工血管は、尿管などの生体の柔らかい管
状物の代替えとしての使用も可能である。

つぎに実施例にもとづいてで本発明の人工血管およびそ
の製造方法を説明する。

実施例１ ４．４−ジフェニルメタンジイソシアネート２７，３５
部（重量部、以下同様）とポリオキシテトラメチレング
リコール（分子量２０００）　５４．７部を用いてプレ
ポリマーを合成したのち、エチレングリコール４．７５
部と両末端ポリエチレングリコールポリジメチルシロキ
サン（両末端のポリエチレングリコールの平均分子量６
８１、ポリジメチルシロキサンの平均分子量１０４０）
　１３．２部を用いて鎖延長を行ない、主鎖にポリジメ
チルシロキサンを含有するセグメント化ポリウレタンを
合成した。

えられたポリウレタンの抗張力は３５０ＫｆＪ／ｃｄ、
伸びは６７０％であり、ジスマンプロットから求めた臨
界表面張力は２８　ｄ　ｙ　ｎ　／　ｃｔａであった。

ジオキサン５０ｍ１とＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミド３
０−との混合溶媒に、粒径３０摩以下のカゼイン２２．
５ｇをホモジナイザーで攪拌分散させ、ついで前記ポリ
ウレタン１５９を加えて攪拌溶解させた。この分散溶液
に直径３Ｉｌ＃Ｉのガラス棒を浸漬したのち取り出し、
ガラス棒上に前記分散溶液を均一に］−ティングした。

この心棒をエチレングリコールに浸漬し、エラストマー
を析出させた。

つぎに２０デニールのスパンデックスに７０デニールの
ナイロン！ｌＨを巻き付けたカバードヤーンを用いて１
２針のヘッドを有するリボン編機で編んだ直径約３＃の
管状物を前記エラストマーが表面に析出しているガラス
棒にかぶせた。該ガラス棒を前記分散溶液に浸漬させた
のち取り出して、表面に前記分散溶液を付与させたのち
、前記凝固液に浸漬させた。充分にエラストマーを析出
させたのち該心棒を取り出し、表面の凝固液を除去した
。さらに前記と同様の方法で心棒上に分散溶液を付着さ
せたのち、凝固液中でエラストマーを析出させた。その
のち充分水洗を行ない、ガラス棒を抜き取り、複合管状
物をえた。この複合管状物をｐＨ１３，５の水酸化ナト
リウム水溶液に浸漬し、カゼインを抽出除去し、最後に
充分水洗を行ない、本発明による人工血管をえた。

えられた人工血管は内径約３顧、外径的４．５麿であっ
た。この人工血管を走査型電子顕微鏡で観察したところ
、内側表面には約２０〜３０珊の円形〜楕円形の孔が存
在し、外側表面には約１〜１０虜の円形ないし不定形の
孔が存在した。管壁断面には中央部にｔｉＡＭで構成さ
れた管状物が取り込まれており、残りのエラストマーの
部分は孔の隔壁を構成する連結したエラストマーからな
る網目状構造となっていた。

つぎにこの人工血管に１２０ｍｍＨｇの水圧で水をとお
したところ、人工血管の内側表面１　ｃｄ当り１分間に
約５０ｍの水が人工血管の外側表面に浸透し、有孔性を
有することがわかった。

つぎにこの人工血管を生白でプレクロットリングしたの
ち、長さ８αに切って、閉鎖回路に挿入し、１ストロー
ク０．０５ｍ送液する定量ポンプで牛のＡＣＤ　溶液を
この閉鎖回路に送液して、内圧の変化を測定した。定量
ポンプのストローク数と内圧の変化とから、（１）式よ
りコンプライアンスを測定したところ、０．３０であっ
た。

この人工血管の応力−歪曲線を島津オートグラフｌ５２
０００を用いて測定したところ、生体血管に近似してい
る第４図に示したｆｌｌのグラフかえられた。

つぎにこの人工血管を雑種成人の大腿動脈に約７ｃＭの
長さで移植したところ、２力月以上の開存性を示した。

またこの人工血管は、任意の箇所で切断しても切断部分
がほつれることなく、縫合性にも優れ、縫合針の貫通孔
は針を除くと自己閉塞した。

また該人工血管は、内圧が５０〜１５０ｍｍ１ｇ存在す
る状態で結節を使用し難い傾向にあった。

以上のことからこの人工血管は優れたものであり、とく
に小口径動脈用人工血管どして優れていることがわかる
。

実施例２ 粒径３０摩以下のカゼイン２２５ｇを、プロピレングリ
コール４５ｍ！、ジオキサン５７．８ｄ、Ｎ、Ｎ−ジメ
チルアセトアミド２４．８ｄの混合溶媒に、ホモジナイ
ザーを用いて攪拌分散させた。この分散液を実施例１で
用いたポリウレタン２２．５ｇに添加して、８０℃でポ
リウレタンを溶解した。えられた溶液の曇点は約４５℃
であった。８０℃に保ったこの溶液に、直径３ｍのガラ
ス棒を浸漬したのら取り出し、ガラス棒上に前記溶液を
均一に］−ティングした。ついで１８℃の水にこのガラ
ス棒を浸漬し、エラストマーを析出させた。

つぎに２デニールのウーリーテトロンを約４８本合わせ
た糸を用いて１２針のヘッドを有するリボン編機で非常
に疎な構造に編んだ直径約３Ｍの管状物を前記エラスト
マーが表面に析出しているガラス棒にかぶせた。該ガラ
ス棒を前記分散溶液に浸漬させたのち取り出して、表面
に前記分散溶液を付着させたのち、凝固液に浸漬させた
。そののち充分水洗を行ない、ガラス棒を抜き取り複合
管状物をえた。この複合管状物をｐ）１１３．５の水酸
化ナトリウム水溶液に浸漬し、カゼインを溶解除去し、
最後に充分水洗を行ない、本発明の人工血管をえた。え
られた人工血管は内径約３履、外径的４．５ｍであった
。この人工血管の内面、外面、管壁断面を走査型電子顕
微鏡で観察したところ、内面には約１５〜２０項の楕円
形の孔が存在し、外面には約５遍の不定形の孔が存在し
た。管壁断面には、中央部に１１１８で構成された管状
物があり、残りのエラストマーの部分は均一な網目状構
造となっていた。

実施例１と同じ方法で透水量、コンプライアンスおよび
応力−歪曲線を測定したところ、透水■は約１１０１ｄ
、コンプライアンスは０２５であった。この人工血管の
応力−歪曲線は応力０、０１　Ｋｇ　／　ｍ　２に対応
する歪が０３５であり、その点の弾性率が０．０６　Ｋ
ｇ／　ｍ　２であり、応力０、０５　Ｋｇ　／　ａｍ　
２に対応する歪が０．６５であり、その点の弾性率が０
．３Ｋｇ／　ｍ　２であり、応力０．２Ｋｙ／履２に対
応する歪は０．７５であり、その点の弾性率は１．０Ｉ
Ｃ９／　ｔｅａ　２であった。

実施例３ 実施例１記載のポリウレタン１５ｇをＮ、　Ｎ−ジメチ
ルアセトアミド５５ｒｌ！とプロピレングリコール３０
ｍとの混合溶媒に７０℃で攪拌溶解した。この溶液の曇
点は約４０℃であった。

２０デニールのスパンデックスに３０デニールのダクロ
ンｉＩ雑を巻き付けたカバードヤーンを用いて実施例１
の方法で編んだ直径約３履の管状物をかぶせたガラス棒
を、７０℃に保った前記溶液に浸漬したのち取り出し、
ガラス棒上に前記溶液を均一に］−ティングした。］−
ティング層が白濁するまで空気中に放請したのち、１５
℃の水にガラス棒を浸漬し、混合溶媒を水で充分置換し
た。そののちこの操作をもう一度繰り返し、充分水洗を
行なったのち、ガラス棒を抜き取り人工血管をえた。

えられた人工血管は内径的３Ｍ、外径約４５間であった
。この人工血管の内面、外面、管壁断面を走査型電子顕
微鏡で観察したところ、内面には最大径約１０１ｎの楕
円形の孔がほぼ均一に存在し、部分的に管状物のＩＪＡ
Ｎが観察された。

外面には内面より最大径の小さい孔が存在していた。管
壁断面には繊維からなる管状物部分と孔を形成する隔壁
が連続的につながった多孔体構造部分とが存在した。

実施例１と同じ方法で透水量、コンプライアンスおよび
応力−歪曲線を測定したところ、透水量は約２０−、コ
ンプライアンスは０．３５であった。この人工血管の応
力−歪曲線は応力０．０１　Ｋ’ｊ／ｍ２に対応する歪
が０．４５であり、その点の弾性率が０．０４５に９　
／　ｘａ　２であった。また応力０．０５　Ｋｇ／　ｔ
ｍ　２に対応する歪は０．８であり、その点の弾性率は
０．２１　Ｋｇ／ｗ２であり、応力０．１２　Ｋ’ｊ　
／　ｔｔｍ　２に対応する歪は１．０であり、その点の
弾性率は０．５に９　／　ｒａｔｓ　２であった。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図はいずれもＩＩ雑で構成された管状物の人工
血管の管壁における存在位置を説明するための本発明の
人工血管の異なった実施態様に関する説明図、第４図は
多孔体構造を有する人工血管（グラフ（Ｉ））、実施例
１でえられた人工血管（グラフ（■））、胸部大動脈（
グラフ（Ｉ））、および頚動脈（グラフＮ）それぞれの
応力−歪曲線を示すグラフである。 （図面の符号） （１）：多孔体構造部分 ＋２１　：管状物 ７１図 ７２　図１　’　！ＪＬＫｆｌｌｌｔｊｆＪＥｅ才ろ図 ；ｔ′４図 歪けＬ） 手続補正書（自発） 昭和６０年３月１２日 １事件の表示 昭和６０年特許顧第２３９８３号 ２発明の名称 コンプライアンスおよび応力−歪曲線が生体血管に近似
している人工血管およびその製造方法３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ５補正の対象 （１）　　明細書の「発明の詳細な説明」の欄６補正の
内容 （１）　　明細書９頁１３行〜１０頁４行のＥ式二一一
一一一一を表わす）」を［式： （式中、Ｒ１−Ｒ６は炭素数１以上のアルキル基、好ま
しくは炭素数２〜６のエチレン、プロピレン、ブチレン
、ヘキサメチレンなどのアルキレン基、ａ、　ｇは０−
３０の整数、Ｉ〕、ａＳｅ％　ｆはＯまたは１、ｄは２
以上の整数を表わす）」と補正する。 （２）　　同２４頁７行の「造化剤を核として」を削除
する。 以　　　上 手続ネ甫正書（自発） 昭和６０年５月２３８ １事件の表示 昭和６０年特許願第２３９８３号 ２発明の名称 コンプライアンスおよび応力−歪曲線が生体血管に近似
している人工血管およびその製造方法３補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 ４代理人　〒５４０ ばか１名 ５補正の対象 （１）明ｍ書の「特許請求の範囲」の欄（２）明細書の
「発明の詳細な説明Ｊの欄６補正の内容 （１）明細書の「特許請求の範囲」を別紙［補正された
特許請求の範囲」のとおり補正する。 （２）明細１３頁３行の「侵入し１、」を「侵入し、」
と補正する。 （３）同４頁５行の「人工人造」を「人工臓器」と補正
する。 （４）同７頁１２行の「およびそ」を削除する。 （５）　　同９頁１１行の１とくに好ましい」を「とく
に好ましいものは」と補正する。 （６）同１０頁１１行の「わたって」を「わたって孔が
」と補正する。 （刀　同１１頁１〜７行の［とくに・・・・・・製造し
うる。」を［このような疎な構造である隔壁は、溶液の
コーテイング物を乾燥したり、溶融状態から製造したり
するのは困難であるが、本発明の製造方法によると容易
にＦ１３ｆｉＬうる。 とくに好ましい多孔体構造は、？！壁の内側から外側ま
で厚さ全体にわたって実質的に均一な細孔が存在する網
目状構造である。」と補正する。 （８）同１８頁１６〜１７行の「定ｆｉ課」を「定量化
」と補正する。 （９）　　同１９頁１５行の「てかつ」を「かつ」と補
正する。 ＣＤ）　　同２２頁１８〜１９行の「コイドロイチンｔ
ｉｌｌ酸」を［コンドロイチン硫酸」と補正する。 （１１）同２３頁１４行の「凝固液」を「″ｍ固液に」
と補正する。 （１２）同２６頁２〜３行の「２５・・・・・・ましい
。」を［１２５〜２５％であることがとくに好ましい。 ｊと補正する。 （１３）同２７頁１５行の「現わし、」を「表わし、」
と補正する。 （１４）同２９頁１４〜１５行の「ｌ溶媒」を「良溶媒
」と補正する。 （１５）同３１頁１３行の「このにょうな性質」を「こ
のような性質」と補正する。 （１６）同３２頁１２行のＥ大動脈」をｒ大動脈−冠状
動脈」と補正する。 （１７）同３２頁１７行の「もとづいてで」を「もとづ
いて」と補正する。 （１８）同３６頁１１行の１使用し難い傾向」を「生じ
難い傾向」と補正する。 （１９）同３８頁１４行の「０．２ＪをＪ　Ｏ，１２Ｊ
と補正する。 ７添付書類の目録 （１）補正された特許請求の範囲　　　　１通正された
　　雪・の ［１エラストマーからなる多孔体構造部分と、該多孔体
構造部分の少なくとも一部分に接触および（または）結
合して存在する繊維で構成された管状物部分とからなる
コンプライアンスおよび応力−歪曲線が生体血管に近似
している人工内管。 ２　造孔剤および（または）曇点を有するエラストマー
溶液を心棒上にコーティングしたのち、凝固液に該心棒
を浸漬する操作を１回または２回以上繰返して人工Ｉｆ
［１管を製造する際に、前記いずれかの段階でＩＩＩ＃
で構成された管状物を前記心棒上に存在させることを特
徴とするコンプライアンスおよび応力−歪曲線が生体血
管に近似している人工自営−の製造方法。」 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　エラストマーからなる多孔体構造部分と、該多孔体
   構造部分の少なくとも一部分に接触および（または）結
   合して存在する繊維で構成された管状物部分とからなる
   コンプライアンスおよび応力−歪曲線が生体血管に近似
   している人工血管。 ２　造孔剤および（または）曇点を有するエラストマー
   溶液を心棒上にコーティングしたのち、凝固液に該心棒
   を浸漬する操作を１回または２回以上繰返して人工血管
   を製造する際に、前記いずれかの段階で繊維で構成され
   た管状物を前記心棒上に存在させることを特徴とするコ
   ンプライアンスおよび応力−歪曲線が生体血管に近似し
   ている人工血管およびその製造方法。