KR20130089574A - 인공 혈관 및 인공 혈관의 액세스 포트 - Google Patents

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Abstract

인공 혈관(10)은, 양단에 혈관이 접속되는 줄기부(12)와, 줄기부로부터 분기된 액세스용 가지부(14, 16)와 션트용 가지부(18)를 갖는다. 액세스용 가지부(14, 16)에는, 속이 채워진 원기둥 형상의 액세스 포트(20)가 배치되고, 이들의 가지부를 폐색하고 있다. 액세스 포트(20)는, 속이 채워진 중심부(22)와, 중심부(22)를 둘러싸도록 배치된 튜브 형상의 주변부(24)를 갖는다. 주변부(24)는, 중심부(22)보다 단단하고, 바늘이 중심부(22) 안으로부터 빗나가지 않도록 하고 있다. 이에 따라 혈관에 대하여 높은 빈도로 천자를 행하는 요법에 있어서, 천자를 간편하게 행할 수 있도록 한다.

Description

인공 혈관 및 인공 혈관의 액세스 포트{ARTIFICIAL BLOOD VESSEL AND ACCESS PORT OF ARTIFICIAL BLOOD VESSEL}
본 발명은, 체내에 유치(留置)된 인공 혈관으로부터 액을 도출하거나, 또는, 인공 혈관에 액을 도입하기 위한 액세스 포트에 관한 것이다.
혈액 투석, 어페러시스 요법 등의, 환자의 혈액을 체외로 일단 꺼내고 다시 체내로 되돌리는 혈액 체외 순환 요법에 있어서는, 혈관에 대하여 높은 빈도로 바늘을 찌를 필요가 생긴다. 혈관에 대하여 높은 빈도로 천자(穿刺)를 행하면, 혈관류가 형성되거나, 협착이 생기는 경우가 있다. 혈관으로의 천자 횟수를 저감할 수 있는 체내 유치형 장치를 이용한 블러드 액세스(혈관 도달법)가 제안되어 있다. 하기의 특허문헌 1에는, 혈관과 캐뉼라로 연결된 혈액실이 다이어프램을 구비하고, 이 다이어프램에 바늘을 찔러, 이 바늘을 통해, 혈관으로의 혈액 등의 도입, 혈관으로부터의 혈액의 도출 등을 행하는 블러드 액세스가 개시되어 있다. 반복 천자되는 것은 다이어프램이기 때문에, 혈관의 손상이 경감된다.
일본 특허 공표 평9-510885호 공보
천자를 행하는 경우, 바늘의 방향이 빗나가면 액이 유통되기 어려운 상태가 되는 경우가 있다. 현재, 천자 시행의 대부분은 병원 시설에 있어서 숙련된 의료종사자에 의해 행하여진다. 그러나, 가정 투석법 등을 실시하고 있는 환자에게 있어서, 정확하고, 안전하며, 또한 간편하게 천자를 행하는 것은 중요한 관심사이다. 또, 병원 시설 등에 있어서도, 정확, 안전, 간편하게 천자를 시행할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은, 천자를 정확, 안전, 또한 간편하게 시행 가능한, 액세스 포트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 인공 혈관의 분기된 부분에 설치된 액세스 포트가 제공된다. 이 액세스 포트는 기둥 형상을 가지고, 이 액세스 포트에 바늘을 찔러, 체내로부터 액을 도출하거나, 또는 체내로 액을 도입한다. 이 액세스 포트는, 바늘을 찌르는 속이 채워진 중심부와, 이 중심부의 주위를 둘러싸는 튜브 형상의 주변부를 가지며, 주변부는 중심부보다 단단하게 되어 있다.
주변부는, 튜브 형상의 내벽면이, 바늘을 찌르는 방향을 따라 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상으로 될 수 있고, 주변부의 외주면(外周面)의 적어도 일부에는, 요철부가 형성되어 있을 수도 있으며, 주변부의 외주는, 인공 혈관용 소재에 의해 덮여 있을 수도 있다.
또, 본 발명의 다른 형태에 따르면, 상기의 액세스 포트를 가지는 인공 혈관이 제공된다.
액세스 포트의 중심부에 비해 주변부를 단단하게 함으로써, 바늘이 비스듬히 찔리는 것을 방지한다.
도 1은 액세스 포트를 가지는 인공 혈관의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 보강 부재의 상세 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은 인공 혈관의 분기 부분의 단면도이다.
도 4는 인공 혈관의 분기 부분의 단면도이다.
도 5는 인공 혈관에 바늘을 찌르는 모습을 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면에 따라 설명한다. 도 1은, 액세스 포트를 가지는 인공 혈관(10)의 일례를 나타내는 사시도이다. 이 인공 혈관(10)은, 혈액 투석, 어페러시스 요법 등의, 혈액을 체외로 도출하고, 소정의 처리를 행한 후, 다시 체내에 도입하는 혈액 체외 순환 치료에서 사용된다. 인공 혈관(10)은, 양단(兩端)이 각각 혈관, 특히 정맥에 접속되고, 이 정맥을 이어주는 줄기부(12)와, 줄기부(12)로부터 분기된 가지부(14, 16, 18)을 포함한다. 두 개의 가지부(14, 16)는, 체외로 혈액을 도출하기 위한, 및 체내에 혈액 등의 액을 도입하기 위한, 체외 혈액 회로와의 접속점이 되고, 또 하나의 가지부(18)는, 동맥에 접속되는 션트가 된다. 전자의 두 개의 가지부(14, 16)를 액세스용 가지부(14, 16), 후자의 가지부(18)를 션트용 가지부(18)라고 기재한다. 줄기부(12) 및 션트용 가지부(18)는 체내에 유치되고, 액세스용 가지부(14, 16)의 일부가 체외로 노출되어 있다. 인공 혈관(10)은, ePTFE(연신 가공 폴리사불화 에틸렌), PTFE(폴리사불화 에틸렌) 등의 종래의 인공 혈관용 소재로 형성할 수 있다.
또, 줄기부(12)의 양단으로부터 20mm 정도는 SHAp(소성 하이드록시아파타이트 고(高)분산성 나노 입자)를 복합화(코팅)함으로써 생체 혈관과 인공 혈관의 접합면을 매끄럽게 하는 것이 가능해지고, 개존률(開存率)을 향상시킴과 동시에 초기 문합부(吻合部)의 누혈를 방지할 수 있다.
액세스용 가지부(14, 16) 내에는, 액세스 포트(20)가 배치된다. 액세스 포트(20)는, 전체적으로 속이 채워진 기둥 형상, 바람직하게는 원기둥 형상이며, 가지부(14, 16)의 길이와 동일한 길이를 가지고, 가지부(14, 16)의 내부를 채우고 있다. 즉, 액세스 포트(20)에 의해 가지부(14, 16)는 마개를 한 상태로 되어 있다. 액세스 포트(20)는, 기둥 형상의 축선을 따라 연장되는 중심부(22)와, 중심부의 주위를 둘러싸는 튜브 형상의 주변부(24)를 갖는다. 도 1에 있어서, 중심부(22)와 주변부(24)를 별개로 나타낸다. 중심부(22)는, 주변부(24)의 튜브 형상의 내부에 꼭 맞게 끼워지고, 이에 의해 액세스 포트(20) 전체적으로 속이 채워진 기둥 형상으로 되어 있다. 튜브 형상의 주변부(24)의 튜브 내벽은, 끝, 즉 줄기부(12)를 향하는 방향으로 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상으로 할 수 있다. 이에 맞추어, 중심부(22)도 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상이 된다.
상술한 테이퍼 각도는, 주행 혈관과 포트를 인출하는 위치에 의해 크게 좌우되는 것이다. 이 때문에, 테이퍼 각도는 상술한 범위에 한정되는 것이 아니라, 소위 문합 위치와 표피까지의 거리에 기초하여 적절히 설계 변경된다.
액세스 포트(20)의 재질은, 탄성을 가지는 수지재료, 예를 들면 고압축 실리콘으로 할 수 있고, 중심부(22)는, 바늘을 찌를 수 있는 정도의 경도이며, 주변부는, 중심부(22)에 비해 경도가 높은 실리콘이 이용된다. 또, 이들 실리콘의 경도는, 약 10∼80도 정도이나, 이 범위에 한정되는 것이 아니다.
주변부(24)의 줄기부측의 외주면에는, 고리 형상의 홈(26)이 복수 형성되고, 이에 의해 외주면은 축선 방향에 있어서 요철 형상을 가지는 요철부(28)가 형성되어 있다. 이 요철부(28)에 의해, 액세스용 가지부(14, 16)의 표면에도 요철이 나타나고, 이것이 생체와의 적합을 양호한 것으로 한다.
줄기부(12)의, 가지부(14, 16)가 분기하는 위치 및 그 인접 부분에는, 줄기부(12)의 튜브 형상을 유지하기 위한 보강 부재(30)가 내장되어 있다. 보강 부재(30)는, 이 부분에서 2층으로 형성된 인공 혈관벽의 사이에 끼워져 있고, 인공 혈관벽의 외부로는 노출되지 않는다. 이 때문에, 보강 부재(30)가 직접 혈액에 접촉하는 일이 없으므로 협착 리스크는 없다. 도 1에 있어서는, 보강 부재(30)가 독립적으로 나타나 있고, 또, 도 2에 있어서는, 확대하여 나타나 있다. 보강 부재(30)는, 대략 통 형상이며, 그물망 형상의 구조를 갖는다. 그물망은, 도시하는 바와 같이 마름모꼴을 조합시킨 형상이다. 그물망 구조로 함으로써, 그물망의 요철이 인공 혈관벽을 구성하는 수지 재료와 맞물려서, 이들의 적합이 양호한 것이 된다. 길이 방향의 대략 중앙의 측면에는, 가지부(14, 16)에 대응하는 개구(32)가 설치되어 있다. 보강 부재(30)의 재질은, 스테인리스강, 니티놀(니켈·티탄 합금) 등의 금속을 이용할 수 있다.
도 3은, 인공 혈관(10)의 줄기부(12)와 가지부(14, 16)가 분기하는 위치 및 이 위치에 인접하는 부분의 단면을 나타내는 도면이다. 이 분기 위치와 인접하는 부분을 이후 분기 부분이라고 기재한다. 상술한 바와 같이, 분기 부분에 있어서 줄기부(12)는 2층의 인공 혈관벽으로 구성된다. 내측의 혈관벽을 내측벽(34), 외측의 혈관벽을 외측벽(36)이라고 기재한다. 이들 내측벽(34)과 외측벽(36) 사이에 상술한 보강 부재(30)가 끼워져 있다. 외측벽(36)은, 줄기부(12)의 축선 방향에 있어서, 보강 부재(30)보다 약간 길고, 양단에서 내측벽(34)과 전체 둘레에 있어서 밀착하며, 이 결과, 보강 부재(30)는 노출되어 있지 않다. 또, 보강 부재(30)의 개구(32)의 가장자리에 있어서, 내측벽(34)은 보강 부재의 외측면으로 감아넣어지고, 반대로 외측벽(36)은 보강 부재의 내측면으로 감아넣이져서, 이 부분에 있어서도 보강 부재(30)는 노출되지 않는다. 즉, 보강 부재(30)는, 내측벽(34)과 외측벽(36)에 완전히 덮여 있다. 가지부(14, 16)의 혈관벽(38)은, 액세스 포트(20)의 외주면에 형성된 요철부(28)의 요철이 반영되어, 그 외측 표면에 요철이 형성되어 있다.
이 혈관벽(38)의 표면적의 증가에 의해, 세포와의 결착 면적이 넓어져 생체적합성이 양호한 것이 되고, 또한, 가지부(14, 16)의 길이 방향의 응력이 가해졌을 때에 조직과 디바이스가 박리하는 리스크가 저감되어, 접합부로의 부하도 경감된다.
또, 도 3에는, 액세스 포트(20)의 단면도 나타내어져 있다. 도시되는 바와 같이, 중심부(22)는, 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상을 가지고, 주변부(24)는, 그 내벽이 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 액세스용 가지부(14, 16)는, 줄기부(12)에 대하여 각도 θ로 비스듬히 배치되어 있고, 이 비스듬한 배치에 대응하여, 액세스 포트(20)의 선단부는 줄기부(12)의 내벽면과 동일 평면이 되도록 액세스 포트(20)의 축선에 대하여 비스듬히 형성되어 있다. 내벽면과 동일 평면으로 하여, 단차가 만들어지지 않도록 하고 있다. 또, 상술한 경사 배치의 각도 θ는, 40∼60도 전후가 이상적인 각도이나, 주행 혈관과 포트를 인출하는 위치에 의해 크게 좌우되는 것이다. 이 때문에, 경사 배치의 각도 θ는, 상술한 수치 범위에 한정되는 것이 아니고, 인공 혈관의 문합 위치와 표피까지의 거리에 기초하여 적절히 설계 변경된다.
보강 부재(30)의 개구(32)를 규정하는 고리 형상의 고리 부분(40)에는, 봉합 구멍(42)이 둘레 방향으로 배열되어 있다. 이 봉합 구멍(42)에 봉합실(44)을 통과시켜, 줄기부(12)의 혈관벽인 내측벽(34), 외측벽(36)과, 가지부의 혈관벽(38)이 봉합된다. 가지부의 혈관벽(38)은, 줄기부의 혈관벽의 내측에 봉합되어 있다. 상술한 바와 같이, 내측벽(34)은 외측면으로, 외측벽(36)은 내측면으로 감아넣어져 있기 때문에, 각각 고리 부분(40)의 밖과 안에서 봉합된다. 도 4는, 가지부의 혈관벽(38)이 줄기부의 혈관벽의 외측에 봉합되어 있는 예를 나타낸다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 바늘은, 도 5의 실선(26)으로 나타내는 바와 같이 상방으로부터 좌측 하방향을 향하여, 즉, 가지부(14, 16)의 축선(25)을 따라 가지부(14, 16)로부터 줄기부(12)를 향하여 찔러 넣어진다. 중심부(22)는 바늘을 찌를 수 있는 정도의 경도이다. 도 5의 파선(28)으로 나타내는 바와 같이 바늘이, 축선(25)에 대하여 비스듬히 찔러 넣어지면, 바늘의 선단은 주변부(24)에 닿는다. 주변부 (24)는, 단단하기 때문에, 바늘이 그 이상으로 찔러 넣어지지 않거나, 또는, 시술자가 저항을 느껴 바늘의 삽입을 중지한다. 또, 도 5의 일점 쇄선(27)으로 나타내는 바와 같이, 주변부(24)의 내벽면에 대하여 얕은 각도로 바늘이 찔러 넣어진 경우에는, 바늘의 선단은 주변부(24)의 내벽면에 닿은 후, 주변부(24)의 내벽면을 따라 줄기부(12)를 향하여 나아가고, 최종적인 바늘 선단의 위치가 크게 어긋나는 일이 없다. 특히, 주변부(24)의 내벽면이 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상인 것에 의해, 바늘을 찌르는 단(端)(체외측의 단)에 있어서 바늘을 찌를 수 있는 영역의 면적이 넓어지고, 한편으로 혈관측으로 바늘이 돌출하는 영역을 좁게 한정할 수 있다.
또, 바늘 천자 시에는, 가지부(14, 16)를 속으로 미는 힘이 가해지고, 이 힘이 분기 부분에 있어서 줄기부(12)의 튜브 형상을 가로 방향으로부터 찌그러뜨리도록 작용한다. 그러나, 이 인공 혈관(10)에 있어서는, 분기 부분은 보강 부재(30)에 의해 보강되어 있기 때문에, 가로 방향으로부터의 힘을 보강 부재(30)가 받아, 줄기부(12)가 변형하여 폐색되는 것이 방지된다. 즉, 보강 부재(30)는, 가로 방향으로부터의 힘을 받았을 때, 줄기부(12)가 폐색하지 않을 정도의 강성을 가지고 있다. 또, 보강 부재(30)는, 가로 방향으로부터 작용하는 힘의 상정값에 따라, 그 재질·두께·그물망 구조의 개구율 등이 적절히 변경된다. 바늘이 액세스 포트(20)로부터 빠져나오면, 중심부(22)의 탄성에 의해, 바늘에 의해 뚫린 구멍이 닫히고, 봉지된 상태로 돌아간다.
또, 가지부(14, 16)의 주위에, SHAp(소성 하이드록시아파타이트 고분산성 나노 입자) 등의 생체 친화성이 있는 재료로 플록 가공한 커프를 배치할 수도 있다. 이 커프와 피하의 섬유아세포가 강고하게 조직 접착되는 것에 의해, 가지부와 피부의 경계에 있어서의 감염 리스크가 저감된다.
액세스 포트(20)는, 부드러운 중심부와 단단한 주변부의 2층 구조에 한하지 않고, 중심에서 밖을 향하여 다단계로, 또는, 연속적으로 증가하도록 해도 된다.
상술한 인공 혈관(10)은, 혈액을 체외로 일단 도출하고, 소정의 처리 후에 체내로 되돌아가는 요법에 대응한 것이다. 혈관 내에 약액을 주입하는 경우에는, 액세스 포트를 하나로 하는 것으로 대응할 수 있다. 즉, 도 1의 가지부(14)를 포함하는 좌측 절반을 이용하는 약액 주입용의 액세스 포트를 가지는 인공 혈관이 된다. 또, 가지부를 가지지 않는 단순한 튜브의 인공 혈관에 대해서도, 통 형상의 보강 부재를 배치함으로써, 가로 방향의 힘이 가해지기 쉬운 팔부나 다리부에 적용한 경우에도, 혈관의 변형을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 액세스 포트의 외주면의 일부분에 요철부 (28)를 형성하는 경우를 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니라, 보다 광범위하게 요철부(28)를 형성해도 되고, 예를 들면, 외주면 전체에 형성해도 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 액세스 포트(20)를 대략 원통 형상으로 하는 경우를 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니라, 체표부를 향하여 외경이 커지는 형상으로 하여, 보다 용이하게 액세스할 수 있도록 해도 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 줄기부(12)와 가지부(14, 16)가 봉합에 의해 접속되는 경우를 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 줄기부와 가지부를 접착에 의해 접속해도 된다. 또, 보강 부재가 배치되는 부분의 혈관벽을 2층 구조로 하는 경우를 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니라, 줄기부(12) 전체를 2층 구조로 해도 된다.
본 발명은 이상 설명한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 청구의 범위에 의해 규정되어 있는 본 발명의 기술적 범위 내지 본질로부터 일탈하지 않는 모든 변경 및 수정을 포함하는 것이다.
10: 인공 혈관 12: 줄기부
14, 16: 액세스용 가지부 18: 션트용 가지부
20: 액세스 포트 22: 중심부
24: 주변부 30: 보강 부재.

Claims (9)

  1. 인공 혈관의 분기된 부분에 설치된 액세스 포트로서,
    상기 액세스 포트는 기둥 형상을 가지고,
    체내로부터 액을 도출하는, 또는, 상기 체내에 상기 액을 도입하는 바늘을 찌르는, 상기 기둥 형상의 축선을 따라 설치된 속이 채워진 중심부와,
    상기 중심부의 주위를 둘러싸는 튜브 형상으로서, 상기 중심부보다 단단한 주변부,를 포함하는 액세스 포트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주변부는, 튜브 형상의 내벽면이, 상기 바늘을 찌르는 방향을 따라 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 액세스 포트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주변부의 외주면의 적어도 일부에는, 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액세스 포트.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 주변부의 상기 외주면의 적어도 일부에는, 상기 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액세스 포트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주변부의 외주는, 인공 혈관용 소재에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 하는 액세스 포트.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 주변부의 상기 외주는, 상기 인공 혈관용 소재에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 하는 액세스 포트.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 주변부의 외주는, 상기 인공 혈관용 소재에 의해 덮여 있는 액세스 포트.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 주변부의 외주는, 상기 인공 혈관용 소재에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 하는 액세스 포트.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 액세스 포트를 가지는 인공 혈관.
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