JPS6145767A - 人工血管 - Google Patents

人工血管

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JPS6145767A
JPS6145767A JP59165092A JP16509284A JPS6145767A JP S6145767 A JPS6145767 A JP S6145767A JP 59165092 A JP59165092 A JP 59165092A JP 16509284 A JP16509284 A JP 16509284A JP S6145767 A JPS6145767 A JP S6145767A
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artificial blood
blood vessel
fibers
blood vessels
bellows
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広吉 寿樹
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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 本発明は人工血管の改良に関し、殊に繊維の編織物より
なる人工面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ユ、血管、殊にポリエ
ステル繊維、すなわちポリエチI/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面l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の吸着を
経てフィブリン析出、フィブリン膜の形成の過程を通っ
て血栓膜を形成し、析出されたフィブリンは細胞に置換
され、これをノド盤として仮性内膜、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ィ (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4鰭以’l” Q) 
1lll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か行われているが、未だ
満足ずへきものは全(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 本発明ば繊維の編織によって作られている人工薄青の改
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、柔軟て内
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ューブの人工血管
ばキンク現象を防止するために蛇腹加工か施されている
。この蛇腹加工した人工1fll管は一トンク現象の発
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)によっ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in+胞か生育して生体化
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って
、吻合部組織を引っ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E P TF E(Expa
nded Po1ytetrafluoroethyl
ene −−延伸フイフ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
ィラメントでリング状に補強してキンク現象を防l二す
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mL管が収縮し、縫合部位に好
ましからぬ引張りの力が加わって、吻合部位に歪を生し
、これが原因となって、その場所に血栓が生じたり、内
皮膜の脂層が発生したりして、二の吻合部分が狭窄し、
ついに内部閉鎖に至ることかあり、殊に小口径の人工血
管ではこの傾向がつ、1、く、実用化を阻害している。
問題点を解決するだめの手段 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っ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冨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と
の合成繊維の編織チュ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jIM加工をはとこし、このス
パイラルに蛇腹加工した谷部に沿って、合成樹脂又は金
属性のモノフィラメント、あるいは弾性体モノフィラメ
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)7)!性を存し、しかもこれらのキンク現象を兄
事に防止し口径復元性に優れることを見出した。
本発明で用いろ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
エチレンなと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
者ば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I 
11+1管は1.Od(デニール)以上、通常2.0d
〜5.Odの繊維から’tM H4にして用いられてい
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冨み、かつ
広範囲のポロシティ(空隙率、ウニソロスキー(ウエソ
l:Iスキー:ファンダメンタルス オブ ハスキュラ
ー グラフテイング:マングクローヒル ブック カン
パニーニューヨーク1963(Wesolwski S
、^、Fundamentals of Vascul
argraft、ing、McGraw −11i11
  Book co、New York 1963)の
方法で管壁水分通過量として120 mmHg/ cm
2の加圧操作で毎分の水流出量で表す、単位cc/mi
n/cm2)のものを編織物の目の詰め方を調整するこ
とによって作製することが可能であることを見出した。
このポロシティは30〜5.000cc/min/am
2の間に調節可能である。通常このポロシティは人工血
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糾問に凝血を生じさせて空隙を
埋めるプロクロッティ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1.0ct(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(ポロシティが少なり)シかも柔軟で、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.Od以」
二の繊維で編織したものだと、ポロシティを小にし漏血
を少なくしようとすれば、目を詰めて編織しなげればな
らす、そうすれば人工血管が硬くな−っで吻合か難しく
施術時にスムースな吻合がむつかしく問題を生し、柔軟
でしかも低漏血性でか一ノ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〆を用い
て、柔軟性に冨み、漏血が少なくしか4)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。ずなわ
ぢ1.Od以下(単繊維)のポリエステル繊維で編織し
た本発明の人工血佃は冶;、直に優れ、従来品では犬で
は内膜生育に4ケ月、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ケ月で”内膜
が生成している。
しかも手力虫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って移植血管施
術の成否は吻合状態によるといっても過言ではなく、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
蛇腹加工した人工血管をつくり、従来型温の的であった
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10[栓層の厚さが従来品と比べて
非常に薄く、さC)にその上に生育し−C生体化する内
皮も薄く、その脂腺も認められないことが判明した。即
ぢ、iit来のダクロンO製人工血管においては、移植
後人1′血管の内l模に生しる血栓層の厚さは通常1龍
にも達し、この上に生成した内皮細胞によって、この血
栓層は吸収されるが、内皮自身も脂腺する(1イ)向を
有し、ごの内皮の脂腺は、もとの血栓層か厚い稈、顕著
なことが認められている。
ところか本発明の、極細のポリエステル繊維を構成成分
とする人」−1111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0.1〜0.5鮎で
あり、その上に内皮か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テ
ル系の小口径の人工血管をつくり成人の腸管動j1k、
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ケ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ねかった
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、これに伴って末梢血管障害
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。従っ
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)手足の屈曲によっ
て移植血管が曲げられ、押圧されるとき、血管かキンク
ないしひしゃげないこと、ないしは少しひしゃげても元
の状態に復元することである。
従来、フィ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本発明考は合成繊維の編織
物をスパイラル状に蛇腹加工し、このスパイラルの谷部
に沿って合成樹脂又は金属製のモノフィラメントあるい
は弾性体フィラメントで補強するのであるか、この場合
、接着性では合成樹脂の剛性体、又は弾性体モノフィラ
メントで補強する。
剛性体モノフィラメントの材質はポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリチン、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っ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
のモノフィラメントが、加熱による収縮によってスパイ
ラル状の蛇11Mの谷部によく密着し、かつモノフィラ
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。これらのモノフィラメントは延伸して
高度に配向させて高強力糸としてものがよ< 3 g/
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ハネ状のモノ
フィラメントを使用してもよいし、綿状のものを用いて
人工血管のスパイラル蛇腹の谷部に沿−って巻きつけ熱
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性を金属棒にかぶせ谷部に沿って巻
きつり、この状態で熱処理を行って補強材であるモノフ
ィ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も融点以下か好ましいが、短
時間であれば融点以上の温度であっても差し支えない。
処理雰囲気の温度を融点以」二の温度にあげても、高分
子物は一諸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?・こ近い、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°C前後、ポ
リプロピレンでは120℃前後がよい。
このような合成樹脂のモノフィ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(、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11・1や膝部
に位置するように移植施術すればよく、この方が実際に
吻合するところはスパイラル補強か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ィラメント
を用いると、極めて興味ある結果を与えることを本発明
は見出した。
弾性体モノフィラメントとしては、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カ弓に体内にお
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。
いわゆるスパンデッ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A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ナ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
ものか用いられ、調製に用いるジイソジアナ−1”tよ
4,4′−ジフェニルメタンンイソシアナ−1・、又は
トルイジンジイソシアナートか用いられるか、医療用途
には前者の方が好ましい。ボリウし・タンの合成にはエ
チレンシアミンやブタンジオールの如きジアミンやジオ
ールか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倒起したちの
以外に公知のポリウレタンか広く用いることができる。
ポリウレタンのフィラメントは蛇腹力11工した谷部に
沿って巻きつけ、このフィラメンI・の端を接着して補
強加工されるが、2回巻した弾性体モノフィラメントを
人工血管の組織に密接着するために、ポリウレタンの溶
媒であるテトラヒトL1フラン、ジオニ1−リーン、ジ
メチルホルムアミド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との方法で、回巻した部分に接触さ
せて密着性を向.」ニさせてよい。このような弾性体フ
ィラメントを人工血管の蛇腹の谷部に沿って回巻した人
工血管は荷重を加えて押しつふしてから、この荷重を除
いたときに弾性体モノフィラメントの弾性作用でひし7
?・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
血管にとっ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ィラメントのスパイラル
で補強することによっ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っ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、人工血管が柔らく吻合性
か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
]・【コン■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ューブを
作り、常法によって蛇腹加工(スパイラル)を行った。
このチJ.−ブをポリプロピレンモノフィラメントを用
いて、スパイラル補強(実施例参照)を行い、雑種成人
の腸骨動脈に端一端結合で移植し、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。
(以下余白次頁に続く) 」 ] 〕 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、
3鰭のチューブを織り、これを蛇腹加工して、ポリプロ
ピレンモノフィ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。これを雑種成人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Q.3i
mであった。
同じ実験を別の雑種成人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(テトロンの)を用いて
内口径が3龍、4fl、8朋、10鰭のチューブ状の織
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2.9籠、3
.81、7.8厘顧、9.8緒のステンレス棒に通し・
、この蛇腹加工した谷部に沿って予め作成したスパイラ
ル状のポリプロピレンモノフィラメントを配置し、これ
を155°Cで熱処理した。これによってポリプロピレ
ンモノフィラメンI−のスパイラルは収縮し、人口血管
の蛇腹に沿って、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。
この結果を欣表に示した。
人工血管の  スパイラル補強  キンクの生し閏月詳
−一−−−−−−−有 無    る曲率 闘3酊  
        有          2・031I
II        無       4・54エ  
       有         2.54 mm 
         無         5.08鰭 
        有         6.08III
N           無         12.
010關          有          
8,010龍          無        
 16.0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3朋、6顛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っ
て、ポリウレタンのモノフィラメント(スパンデックス
繊維)を捲きつけた。捲きつげに際して、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
レタンのフィ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、ジメチルボルムアミ
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、
ポリウレタンフィラメントと人工血管411. ’j’
jの接着性をにげろことが出来る。
用いたポリl“ルタンはポリエーテル成分としてボリテ
トラメナL/ングリコール、イワシアナ−1〜成分とし
て、4.4’ソフエニルメタンジイソシアナート、へ−
)−リッチレンジイソシアナートを用い、鎖延長剤表し
′(エチレンシアミン、プロピレンシアミン、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m維を用いて蛇l復力
L[の谷部に配設した繊維は、100B/cnlの圧で
20分間及び1時間押圧したのぢ圧をとりのそいて押圧
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った。
以下、結果を一括して表に示した。
人工血管  ボリウ1/タン  押居時間と復元率*灼
径   −づ1iji’lH,臓萼*1  直後 20
分間 60分間3m+1   ニステン*275  .
80  100611I11    ニステン* 27
0  75   953部             
     20   25   1.003 mm  
  ペレセンオ”     70  8s    95
6朋   ペレセン*”     60  75   
806肝       −−□        15 
   20    273都   アディプレン*’ 
  75  85   986龍   アディプレン*
’   60  75   903闘   ライクラ*
S85  90 .1100GI1    ライクラ*
’     70  85   95* 元の直径に対
する荷電除去後の回復%*y径0.8 mmのものを使
用 才2 (グツト−リッチ製、鎖延長剤、ブタンジオール
)*3 (アブジョン社) 実施例5 iii繊維の太さが0.2dのポリエステル糸を用いて
日系が3關 イ龍、G關のテトロン人工血管を手織で織
り、これに常法でスパイラル蛇腹加工をほどこした。蛇
+137.加工後の人工血管の長さは40cmであった
。この繊維の中央部分の15cmをスパンデックス繊糸
11ライクラく太さ0.7mm:外径)を蛇1復加工の
谷部に捲きつげ、このライクラを捲きつりだ部分C4二
  トから同し成分のポリウレタンをジメチルアセ1−
アミドにとかした20%?容ン夜を刷毛てぬりつりた。
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かポリウレタン弾
性糸によって補強され、又その補強部分がポリウレタン
の薄膜層によってコーティングされたものが出来た。ラ
イクラのフィラメントは、コーティングされたポリウレ
タン膜と一一体となって接着した。このような加工処理
をはとこした人工血管のポリウレタン加工部に200 
BI cnlの1;;1重で押えつげ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くにひ
じをげた状態から復元し、5分後には全く元の内口は円
形に戻った。
ごのような血管はポリウレタン処理を行った部分を膝や
旧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. 繊維の編織物チューブに蛇腹加工をほどこし、少なくと
    もその一部に、前記蛇腹加工の谷部に沿って合成樹脂フ
    ィラメント又は/及び弾性を有するフィラメントを配設
    してなる人工血管
JP59165092A 1984-08-07 1984-08-07 人工血管 Pending JPS6145767A (ja)

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