JPS6344383B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は新規な抗血栓性材料に関するものであ
る。さらに詳しくいえば、本発明は、人工血管や
人工カテーテルなどに使用される、抗血栓性及び
生体適合性に優れた医療用として好適な材料に関
するものである。

従来の技術 近年、医療のめざましい進歩とともに、直接血
液と接触する個所に各種医科用機器、例えば人工
血管、血管カテーテル、人工腎臓用チユーブ、人
工心肺、血液バイパスチユーブなどが広く用いら
れるようになつてきた。

これらの直接血液と接触する個所に用いられる
医科用機器は、弾性、耐久性、湿潤強靭性などが
良好であることはもちろんのこと、特に抗血栓性
や生体適合性に優れたものであることが必要であ
る。

したがつて、これらの医科用機器の材料として
は、例えばナイロン、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの高分子
材料に抗血栓性や生体適合性をもたせたものが用
いられている。

従来、前記の高分子材料に抗血栓性をもたせる
方法として、材料自体を血栓を生じにくいものと
する方法、例えばヘパリンのような天然の抗凝血
剤を材料に混合したり、あるいは化学結合させる
方法、さらには生体適合性の優れたコラーゲンを
材料表面にコーテイングする方法などが知られて
いる。

前記の方法の中で、材料自体を血栓が生じにく
いものにする方法の例としては、ある種のポリウ
レタン系化合物を疎水性と親水性の部分が交互に
表面にでる構造をもたせたもの、あるいはヒドロ
ゲル又は親水性ポリマーを基材ポリマーに結合さ
せたものがある。しかしながら、これらの高分子
材料はかなり高い抗血栓性を示すものの、まだ実
用に供するには不十分であつて満足しうるものは
得られていない。

また、ヘパリンのような天然抗凝血剤を材料に
化学結合させる方法の例としては、基材ポリマー
に第三級アミノ基をもつビニル化合物をグラフト
重合させたのち、グラフト化されたポリマー中の
アミノ基を第四級化し、次いでヘパリン化する方
法が知られている。しかしながら、このようにし
てヘパリン化した高分子材料は、基材ポリマーが
本来有する望ましい力学的強度が低下し、実用に
際して必要な強度や耐久性が得られなくなるとい
う欠点がある。

さらに、コラーゲンを材料表面にコーテイング
する方法の例として、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステルなどの表面を、例えばクロム
酸混液処理やアルカリ処理などの極性化処理によ
つて親水化したのち、コラーゲンを塗布し、次い
で放射線を照射して該コラーゲンをコーテイング
する方法（特公昭46―37433号公報）、あるいはシ
リコンゴム素材の表面を、プラズマグロー放電処
理や化学的処理などの極性化処理によつて親水化
したのち、前記と同様にしてコラーゲンをコーテ
イングする方法（特公昭49―4559号公報）が提案
されている。しかしながら、このようにしてコラ
ーゲンをコーテイングした高分子材料も、抗血栓
性が不十分で、医療用として必ずしも満足しうる
ものとはいえない。

一方、コラーゲンのような生体材料を用いたも
のは、前記の高分子材料に比べて生体適合性に優
れているが、やはり抗血栓性の点で問題がある。

このように、抗血栓性及び生体適合性の両方に
関して十分に満足しうるような医療用材料は、こ
れまで見出されておらず、特に直径１〜３mmの人
工血管については、移植後急激に生じる血栓の形
成を十分に阻止しうるものはまだ開発されていな
いのが実状である。

本発明者らは、抗血栓性及び生体適合性に優れ
た医療用材料を得るために研究を重ね、先に、プ
ラズマグロー放電処理により活性化された高分子
材料の表面にムコ多糖類を結合させたものや、高
分子材料の表面に設けられたコラーゲン層の上
に、さらに細胞接着タンパク質として知られてい
るフイブロネクチン層を介してヘパリン層を設け
て成るものを開発した。

しかしながら、これらの抗血栓性材料は、従来
のものに比べてかなり改良されているとはいえ、
まだ抗血栓性及び生体適合性の両方を同時に満足
させることはできず、さらに改良することが必要
であつた。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、このような事情のもとで、人
工血管などの材料として好適な、抗血栓性及び生
体適合性の両方に極めて優れ、かつ良好な耐久性
を有する医療用として好適な材料を提供すること
にある。

問題点を解決するための手段 本発明者ら鋭意研究を重ねた結果、ムコ多糖類
が優れた抗血栓性を示し、他方非抗原性コラーゲ
ン又はそのゼラチン化物が優れた生体適合性を示
す点に着目し、これらを混合して、所定の素材の
表面に塗布し、さらにそれを多価アルデヒド化合
物で架橋処理することを繰り返すことにより多層
に積層し、前記の目的を達成しうることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至つ
た。

すなわち、本発明は、高分子材料から成る素材
表面に、(イ)抗血栓性ムコ多糖類及び(ロ)非抗原性コ
ラーゲン又はそのゼラチン化物の混合物から成る
層を積層後、多価アルデヒド化合物で架橋処理し
たことを特徴とする抗血栓性材料を提供するもの
である。

本発明で用いる素材としては、例えばナイロ
ン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリウレタン、シリコンゴム、フツ素樹脂な
どの高分子材料が挙げられる。

本発明で用いる抗血栓性ムコ多糖類は、例えば
アミノ糖とウロン酸又はガラクトースとから成る
二糖の繰り返し単位を有したものであり、これは
硫酸基をもつものでもよいし、またもたないもの
でもよい。硫酸基をもたないムコ多糖類としては
ヒアルロン酸及びコンドロイチンがあり、硫酸基
を有するムコ多糖類としては、コンドロイチン４
―硫酸、コンドロイチン６―硫酸及びデルマタン
硫酸（コンドロイチン硫酸Ｂ）などのコンドロイ
チン硫酸、ヘパリン、ヘパラン硫酸、ケラタン硫
酸がある。これらのムコ多糖類は抗血栓性に極め
て優れ、また生体適合性も良好である。本発明に
おいては、ヘパリン、ヒアルロン酸、コンドロイ
チン硫酸が特に好適に用いられる。これらのムコ
多糖類はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以
上組み合わせて用いてもよく、また所望に応じ他
の抗血液凝固剤と併用してもよい。

本発明において、前記ムコ多糖類と組み合わせ
て用いるコラーゲン又はそのゼラチン化物は、抗
原基を除去して生体適合性に優れた非抗原性もの
として用いる。この非抗原性コラーゲンは、例え
ば牛腱又は豚腱を酵素リパーゼなどで脱脂したの
ち、酵素ヘプシンなどを用いて抗原性ヘプタイド
を分解除去することによつて得られる。また、そ
のゼラチン化物は、このようにして得られた非抗
原性コラーゲンを水媒体中で、例えば60℃程度の
温度で加熱することにより得られる。

また、本発明において、多層に積層されたムコ
多糖類と非抗原性コラーゲン又はそのゼラチン化
物との混合物層を架橋処理するには、多価アルデ
ヒド化合物としては、グルタルアルデヒドやジア
ルデヒドデンプンのような２個以上のアルデヒド
基をもつ化合物が用いられる。

次に、本発明の抗血栓性材料の好適な製造方法
について説明すると、まず、素材の表面に、ムコ
多糖類と非抗原性コラーゲン又はそのゼラチン化
物との混合物を多層に積層する。この多層に積層
する方法としては、例えば少なくとも１種のムコ
多糖類0.05〜10重量％と非抗原性コラーゲン又は
そのゼラチン化物0.1〜10重量％を含む水性媒体
液を該素材の表面に塗布する方法、該素材を前記
水性媒体液に浸せきする方法、あるいは容器状の
ものやチユーブ状のものの内面に積層する場合
は、該水性媒体液をそれらに注入、排出する方法
などを用いて、素材の表面に前記混合物の層を設
け、さらにこの操作を所望の回数繰り返すことに
より、該混合物を多層に積層する。この際、所望
ならば、該コラーゲン又はそのゼラチン化物と異
なつたムコ多糖類とをそれぞれ含む２種以上の水
性媒体液を用いて多層に積層してよい。

また、素材として高分子材料を用いる場合、そ
の表面に該混合物層をより強固に付着させるため
に、必要に応じ予め該高分子材料の表面をプラズ
マグロー放電処理によつて活性化しておいてもよ
い。このプラズマグロー放電処理は、高分子材料
の表面を常法に従つて清浄にしたのち、プラズマ
グロー放電発生装置により発生するプラズマを該
高分子材料の表面に均一に当てることによつて行
われる。

次に、このようにして素材の表面に多層に積層
された該混合物層の表面を、グルタルアルデヒド
やジアルデヒドデンプンなどの多価アルデヒド化
合物を用いて架橋処理を行う。この架橋処理は、
例えば多価アルデヒド化合物0.05〜0.3重量％を
含む生理食塩水溶液を用いて、該混合物を多層に
積層して成る素材を、前記のように処理すること
により行われる。このような架橋処理により、得
られた抗血栓性材料は耐久性に優れたものとな
り、また高有孔性の素材を用いる場合は漏血が防
止される。

さらに、本発明の抗血栓性材料から成る人工血
管として、コラーゲンの多層積層体を素材とした
人工血管を製造する好適な１例について説明する
と、まず、所望の血管の内径に相当する外径を有
する、ガラス棒、テフロン棒、不銹性（耐酸、耐
アルカリ）金属棒などの棒状体表面に、ムコ多糖
類と非抗原性コラーゲン又はそのゼラチン化物と
を含む水性媒体液を用いて、浸せき法や塗布法に
よりこれらの混合物を多層に積層する。次に、コ
ラーゲンの酸性溶液を用い、前記と同様にして所
望の厚さになるまで、例えば20〜50層の多層にコ
ラーゲンを積層する。このコラーゲンも非抗原性
のものが好ましい。次いで、このようにして多層
に積層されたコラーゲン層の表面に、さらにムコ
多糖類と非抗原性コラーゲン又はそのゼラチン化
物とを含む水性媒体液を用い、前記と同様にして
これらの混合物を多層に積層する。次に、棒状体
を引き抜き、得られた管状体の内外表面を、多価
アルデヒド化合物の水溶液を用い、前記と同様に
処理することにより、抗血栓性及び生体適合性に
優れた人工血管が得られる。

このようにして得られた抗血栓性材料は、従来
のものに比べて優れた抗血栓性を有しており、例
えば犬の静脈を利用するin vivo（生体内）の実験
において、血栓の形成はほとんど認められなかつ
た。

発明の効果 本発明の抗血栓性材料は、優れた抗血栓性と生
体適合性を有し、直接血液と接触する個所に用い
られる各種医科用機器、例えば人工血管、血管カ
テーテル、人工腎臓用チユーブ、人工心肺、血液
バイパスチユーブ、人工心臓ポンピングチエンバ
ーなどの材料として極めて価値あるものである。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。

実施例 １ 牛腱をリパーゼで脱脂し、次いでヘプシンを用
いて抗原性ヘプタイドを分解したのち、除去精製
して、酸可溶化アテロコラーゲンを得た。

この酸可溶化アテロコラーゲンを酸水溶液に溶
かしてPH2.8の0.5重量％水溶液を調製した。次に
この溶液100mlに、かきまぜながら希カセイソー
ダ水溶液を滴下して、アテロコラーゲン繊維を等
電点で析出させ、さらにかきまぜながら希カセイ
ソーダ水溶液を加え、アルカリ側で均質化した。

次いで、この液にヒアルロン酸ナトリウム0.1
ｇ及びヘパリンナトリウム（163ヘパリン単位／
１mg）0.2ｇを蒸留水に溶解した水溶液を加え、
最終的に200mlに調整して、均質になるまで十分
にかきまぜたのち、真空脱泡を行つた。

このように調製した液に、２mm径のガラス棒を
８cmの長さまで浸せきしたのち乾燥し、前記化合
物の混合物から成る層を形成した（第１層） 別に、ムコ多糖類としてヒアルロン酸ナトリウ
ム0.1ｇを用いる以外は、前記と同様にして、ム
コ多糖類とコラーゲンとを含む液を調製し、この
液に、前記の第１層が形成されたガラス棒を浸せ
きしたのち乾燥する操作を３回繰り返して、第１
層の上に積層された層（第２層）を設けた。

次にPH2.8の酸可溶化アテロコラーゲン水溶液
（固形分0.6重量％、粘度3000cps／20℃）中に、
前記の処理されたガラス棒を垂直に浸せきしたの
ち、回転しながら引き上げ、次いで中和、乾燥す
る操作を40回行つた。次いで、このコラーゲン層
の上に、前記の第２層を形成するのと全く同様に
して、ヒアルロン酸ナトリウムとアテロコラーゲ
ンの混合物を３回積層したのち、ガラス棒を引き
抜いて管状体を得た。

次に、ジアルデヒドデンプン15ｇを水10に溶
解した水溶液中に、前記管状体を30分間浸せきし
たのち乾燥し、さらに蒸留水で水洗した。次い
で、このものを30重量％グリセリン水溶液中に１
時間浸せきしたのち乾燥して、内径２mmの人工血
管を得た。

このようにして得られた人工血管を、エチレン
オキシドガスを用いて38℃で６時間滅菌したの
ち、ウサギ及び犬の静脈を利用するinvivoの実験
を行つたところ、通常急激に起るとされる血栓
が、それぞれ少なくとも３時間では全く形成され
なかつた。

実施例 ２ 実施例１において、ヒアルロン酸ナトリウムと
ヘパリンナトリウムとアテロコラーゲンとを含む
液、及びヒアルロン酸ナトリウムとアテロコラー
ゲンとを含む液におけるアテロコラーゲンの代り
に、アテロコラーゲンのゼラチン化物（60℃で30
分間かきまぜてゼラチン化せしめたもの）を用い
る以外は、実施例１と全く同様にして内径２mmの
人工血管を得た。

このものを用いて、ウサギ、犬の静脈を利用す
るinvivoの実験を行つたところ、実施例１と同様
な結果が得られた。

実施例 ３ ナイロンシートの両表面をアセトンで洗浄した
のち、熱水で再洗浄し、次いで風乾して両表面を
清浄にした。この清浄にされた両表面に、プラズ
マグロー放電発生装置より発生するプラズマを均
一に当ててプラズマ処理を行つた。

一方、実施例１と同様にして、ヒアルロン酸ナ
トリウムとヘパリンナトリウムとアテロコラーゲ
ンとを含む液を調製し、この液に前記のプラズマ
処理ナイロンシートを浸せきしたのち、乾燥する
操作を３回繰り返し、ナイロンシートの両表面
に、前記化合物から成る混合物を３層に積層し
た。次いでこのものを、ジアルデヒドデンプン15
ｇを水10に溶解した水溶液中に30分間浸せきし
たのち、乾燥し、さらに蒸留水で水洗した。次に
このものを30重量％グリセリン水溶液中に１時間
浸せきしたのち乾燥して、抗血栓性材料を得た。

この抗血栓性材料を滅菌したのち、犬の静脈中
に埋め込み、in vivoの実験を行つたところ、３
時間では血栓の形成はほとんど認められなかつ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高分子材料から成る素材表面に、(イ)抗血栓性
   ムコ多糖類及び(ロ)非抗原性コラーゲン又はそのゼ
   ラチン化物の混合物から成る層を積層後、多価ア
   ルデヒド化合物で架橋処理したことを特徴とする
   抗血栓性材料。 ２ 抗血栓性ムコ多糖類が、ヘパリン、ヒアルロ
   ン酸及びコンドロイチン硫酸の中から選ばれた少
   なくとも１種である特許請求の範囲第１項記載の
   抗血栓性材料。 ３ 多価アルデヒド化合物がジアルデヒドデンプ
   ン又はグルタルアルデヒドである特許請求の範囲
   第１項記載の抗血栓性材料。