KR20160091898A

KR20160091898A - 인공혈관

Info

Publication number: KR20160091898A
Application number: KR1020167013302A
Authority: KR
Inventors: 히로시 츠치쿠라; 사토시 야마다; 코지 카도와키; 아츠시 쿠와바라
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-08-03
Also published as: TW201524482A; US10070949B2; BR112016010869A2; US20170035546A1; AU2014355478A1; EP3075351A1; JPWO2015080143A1; AU2014355478B2; RU2670970C1; TWI636776B; JP6451646B2; CN105682608A; CA2929523A1; CN105682608B; WO2015080143A1; EP3075351A4

Abstract

인공혈관에 요구되는 여러가지 특성을 구비함과 아울러, 혈관내피세포 정착성이 우수한 인공혈관을 제공한다. 통 형상 직물구조의 인공혈관으로서, 혈류와 접촉하는 내층을 구성하는 경사 및 위사의 각각이, 단사 섬도 0.50dtex 이하의 마이크로파이버 멀티필라멘트이며, 각 마이크로파이버 단사끼리가 교차하고 있고, 상기 교차 평균각도를 S라고 할 때, S<25°인 마이크로파이버 멀티필라멘트를 포함하고, 피복도가 1800 이상이다.

Description

인공혈관{VASCULAR PROSTHESIS}

본 발명은 인공혈관에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 혈관내피세포 정착성이 뛰어난 통 형상 직물구조의 직물제 인공혈관에 관한 것이다.

인공혈관은 성인에서는 주로 병적인 생체혈관을 바꾸거나, 바이패스 또는 션트를 형성하거나, 소아에서는 주로 션트를 형성하기 위해서 사용되고 있다. 그 때문에, 인공혈관에는 생체적합성이 좋고 독성이 없는 것, 생체 내에서 열화되기 어렵고 튼튼한 것, 유연성을 갖는 것, 혈액의 누설이 극히 적은 것, 혈관내피세포 정착성이 양호한 것 등이 요구되고 있다.

특히, 혈관내피세포는 일산화질소나 프로스타글란딘을 항상 산생해서 혈소판응집을 억제하고, 혈소판 기능과 응고선욕계를 제어함으로써 혈관 내에서 혈전이 형성되지 않도록 하는 물질이며, 혈관내피세포 정착성이 양호한 것은 인공혈관으로서 구비해야 할 지극히 중요한 특성이다.

종래의 섬유제 인공혈관으로서는, 일반적으로 폴리에스테르 등의 화학섬유로 형성된 직물이나 편물이 사용되고 있고, 인공혈관벽으로부터의 누혈 방지나 형태 유지의 필요 때문에 직기를 고밀도, 즉 눈이 막힌 직편물로 이루어지는 것이 많다. 그러나, 종래의 섬유제 인공혈관에는 혈관내피세포의 형성이 늦고 또한 불균일하다는 문제가 있다. 즉, 굵은 섬유이며, 또한 눈이 막힌 직편물이기 때문에 혈관내피세포를 형성하는 발판이 적고, 또한 세포가 한번 부착되었다고 해도 용이하게 혈류에 의해 씻겨 버리므로, 흐른 혈전이 말초측의 가늘어진 혈관을 폐쇄시키는등의 문제를 일으킨다.

그래서, 인공혈관에 있어서의 혈관내피세포의 정착성을 향상시키기 위해서 여러가지 제안이 되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 내벽에 0.5데니어 이하의 극세섬유의 입모가 형성되어 있는 인공혈관이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는 내벽 및/또는 외벽에 0.5데니어 이하의 극세섬유의 입모가 형성되고, 바탕 조직을 구성하는 바탕실이 1.0데니어 이상의 섬유로 이루어지는 인공혈관이 기재되어 있다.

그러나, 특허문헌 1이나 2에 기재된 바와 같이, 내벽에 극세섬유의 입모를 형성하는 것만으로는 세포 정착성이 반드시 충분하지는 않고, 입모를 형성함으로써 반대로 그 부분에 있어서의 정착 세포의 성장을 저해할 경우가 있다.

또한, 특허문헌 3에는 마이크로파이버 직물을 스텐트 그래프트에 사용하는 발명이 기재되어 있지만, 문헌에 기재된 직물을 그대로 인공혈관에 전용해도, 반드시 세포 정착성이나 누혈성, 내킹크성이 우수하다고 말할 수 있는 것은 아니었다. 특허문헌 4에는 생체 적합성이 우수한 직물의 발명이 기재되어 있지만, 생체에 악영향을 주지 않지만, 마이크로파이버를 사용하지 않기 때문에 문헌에 기재된 직물을 그대로 인공혈관에 전용해도, 반드시 세포 정착성이나 누혈성, 내킹크성이 우수하다고 말할 수 있는 것은 아니었다.

일본 특허공고 소 61-4546호 공보 일본 특허공고 소 61-58190호 공보 일본 특허공개 2011-245283호 공보 일본 특허공개 2012-139498호 공보

본 발명은 이러한 종래의 인공혈관이 갖는 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 인공혈관에 요구되는 여러가지 특성을 구비함과 아울러 혈관내피세포 정착성이 우수한 인공혈관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서, 직물구조와 섬유의 구성에 착안하고, 혈관내피세포의 부착성과 그 성장성, 즉, 혈관내피세포 정착성이 우수한 섬유조직을 찾아내어 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 본 발명은 이하의 구성으로 이루어진다.

(1) 통 형상 직물구조의 인공혈관으로서, 혈류와 접촉하는 내층을 구성하는 경사 및 위사의 각각이 단사 섬도 0.50dtex 이하의 마이크로파이버 멀티필라멘트이며, 각 마이크로파이버 단사끼리가 교차하고 있고, 상기 교차 평균각도를 S라고 할 때 S<25°인 마이크로파이버 멀티필라멘트를 포함하는, 피복도가 1800 이상인 것을 특징으로 하는 인공혈관이다.

(2) 상기 경사 및 상기 위사의 각각이 상기 마이크로파이버 멀티필라멘트를 50중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 (1) 기재의 인공혈관이다.

(3) 상기 내층을 구성하는 경사 및 위사에 의한 피복도가 2000 이상인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 인공혈관이다.

(4) 상기 통 형상 직물구조가 2 이상의 층으로 이루어지고, 상기 내층 이외의 층 중 적어도 1층에 있어서 그 경사에 단사 섬도 1.0dtex 이상의 멀티필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 인공혈관이다.

(5) 상기 통 형상 직물구조가 2 이상의 층으로 이루어지고, 상기 내층 이외의 층 중 적어도 1층에 있어서 그 위사에 단사 섬도 20.0dtex 이상의 모노필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 인공혈관이다.

(발명의 효과)

본 발명의 인공혈관은 상기의 구성을 구비함으로써, 인공혈관에 요구되는 여러가지 특성을 구비함과 아울러 혈관내피세포 정착성이 우수한 인공혈관을 제공할 수 있다.

《프리클로팅》

생체 내에는 일정 정도의 높은 혈압이 존재하기 때문에 섬유 간극으로부터 혈액의 누설이 생기는 것은 피하기 어렵다. 그래서, 혈관 외과수술에 직물제의 인공혈관을 사용함에 있어서는 이식 직전에 인공혈관을 혈액에 접촉시켜서 섬유 간극에 혈전을 인위적으로 만들게 하고, 이 혈전에 의해 섬유 간극을 일시적으로 막히게 하는 조작, 소위 프리클로팅이 행하여지는 경우가 많다.

그러나, 최근의 외과수술에서는 혈액의 응고를 막을 목적으로 헤파린을 사용하는 경우가 많기 때문에, 프리클로팅 조작에 의한 막힘이 불완전해지는 경우가 많고, 혈액의 누설에 기인하는 수술 후의 대량출혈이라고 하는 위험한 상태도 생길 수 있다. 거기에다, 수술 후에 자연현상인 섬유소 용해 현상에 의해 프리클로팅에 의해 생긴 피브린이 녹기 시작하는 상태가 발생하면, 혈액응고 조직은 용이하게 파괴되어 버린다.

그래서, 헤파린을 다량으로 사용하는 대동맥이나 심장의 수술에 사용하는 의료용 직물 재료에서는 그 직물에 생체 내에서 분해 흡수되는 콜라겐이나 젤라틴 등의 물질을 도포함으로써 의료용 직물 재료 중에 혈액을 스며들게 하지 않고 혈액의 누설을 방지하는 연구가 이루어져 있다. 이것이, 소위 피복 인공혈관이나 피복 인공패치이며, 이미 제품화되어 있다. 그런데, 이들 피복 인공혈관이나 피복 인공패치를 막히게 하기 위해서 사용하는 콜라겐이나 젤라틴 등의 물질의 대부분이 천연 유래물질이기 때문에 품질의 안정화가 매우 곤란하여 공업제품으로서의 사용은 바람직하다고는 말할 수 없다.

《극세섬유에 의한 누혈 억제》

본 발명의 인공혈관이 혈관내피세포 정착성이 우수한 이유를 설명하기 위한 전제로서, 극세섬유에 의한 누혈 억제의 추정 메커니즘에 대하여 설명한다.

혈액응고는 피브린의 석출과 혈소판의 응집으로부터 스타트하지만, 상기한 바와 같이 피브린의 석출은 헤파린이나 섬유소 용해 현상의 영향을 받기 때문에, 이것들의 영향을 받기 어려운 혈소판의 응집이라고 하는 경로를 활용하기 위해서 섬유지름에 착안했다.

혈소판은 혈관내피세포의 표면 이외의 이물에 접촉하면 그 표면에 부착되는 성질이 있다. 그리고, 그 이물로부터 받는 자극의 정도가 클 경우에는 혈소판은 자기파열해서 주위에 내부의 과립을 방출하고, 혈소판의 잔해는 그 원래의 부분에 부착된다. 이 과립이 비산하면 그것이 부착된 다른 혈소판은, 해당 과립에 의한 자극에 의해 파열을 일으키고, 더욱 연쇄적으로 과립을 방출한다. 그리고, 그것들의 잔해를 남긴다. 그것들의 잔해나 과립이 차례차례로 모여서 응집한 상태에서 혈전을 성장시킨다. 혈소판의 크기는 1∼2㎛정도이기 때문에, 단사 섬도가 0.50dtex(섬유지름이 약 8㎛ 상당) 이하의 마이크로파이버 멀티필라멘트이면 혈소판이 부착되기 쉬워진다. 또한, 단사 섬도가 0.30dtex(섬유지름 5㎛ 상당) 이하이면, 더한층 단사간의 간극이 작아져 혈소판을 포집하기 쉬워진다. 상기와 같은 기구로 성장한 혈전이 극세의 마이크로파이버 멀티필라멘트에 부착된다. 혈소판의 응집이 개시되면 자연히 피브린의 석출도 유발되므로, 누혈을 효과적으로 억제할 수 있는 것이다.

《혈관내피세포의 정착과 인공혈관 내층 구성섬유 지름》

혈관내피세포의 정착에는, 우선 누혈을 방지하는 것이 필요하고, 상기와 같은 메커니즘으로 혈소판의 응집과 피브린의 석출에 의해 누혈을 방지할 수 있다. 그리고, 인공혈관의 내층을 구성하는 경사 및 위사의 각각이 단사 섬도 0.50dtex 이하의, 더욱 바람직하게는 0.30dtex 이하의 마이크로파이버 멀티필라멘트이면, 혈관내피세포가 부착되는 것에 알맞은 발판의 수가 매우 많으므로, 혈관내피세포와 인공혈관 내층 구성섬유의 친숙성이 좋아 혈관내피세포의 인공혈관 내층으로의 부착성이 양호하다. 또한, 마이크로파이버 멀티필라멘트가 경사와 위사의 양쪽에 포함되어 있으므로, 인공혈관 내층에 붙은 혈관내피세포는 경사 및 위사로 이루어지는 섬유 표면을 따라 종횡무진으로 성장하여 인공혈관의 내측에 혈관내피세포의 박피를 형성할 수 있다. 단, 단사 섬도가 0.008dtex 이하로 되면, 반대로 세포의 부착성이 저해되는 경향이 있다. 바람직하게는 단사 섬도는 0.02dtex로부터 0.25dtex가 좋다.

《경사 및 위사에 있어서의 마이크로파이버 멀티필라멘트의 비율》

혈류에 접촉하는 내층의 경사 및 위사의 각각이 마이크로파이버 멀티필라멘트를 내층을 구성하는 섬유 전체의 50중량% 이상 포함함으로써 혈관내피세포의 성장성을 높일 수 있다. 내층의 경사 및 위사의 각각에 있어서의 마이크로파이버 멀티필라멘트의 함유 비율이 내층을 구성하는 섬유 전체의 50중량%에 미치지 않으면, 혈관내피세포의 부착과 성장을 촉진하는 개소가 적어서 혈관내피세포의 성장이 늦어진다. 이 점에서, 내층을 구성하는 섬유 전체에 있어서의 마이크로파이버 멀티필라멘트의 함유 비율은 높을수록 좋고, 보다 바람직하게는 80중량% 이상, 더욱 바람직하게는 내층을 구성하는 100중량%가 마이크로파이버 멀티필라멘트인 것이 가장 좋다.

《마이크로파이버 단사의 교차 평균각도》

혈관내피세포는 붙여진 복수개의 마이크로파이버 단사의 방향을 따라 성장한다. 그래서, 마이크로파이버 단사끼리의 방향이 정돈되어 있으면, 같은 방향을 향하고 있는 마이크로파이버 단사를 따라서 혈관내피세포가 성장하기 쉽다. 그것을 위해서는, 마이크로파이버 멀티필라멘트를 구성하는 각 마이크로파이버 단사끼리의 교차 평균각도(S)는 S<25°인 것이 바람직하다. 각 마이크로파이버 단사끼리의 교차 평균각도(S)가 25° 이상으로 되면, 마이크로파이버 단사의 방향이 다름으로써 혈관내피세포의 성장이 늦어진다. 마이크로파이버 단사의 방향을 정돈하기 위해서는, 통 형상 직물을 제조할 때에 마이크로파이버 멀티필라멘트의 실의 끊어짐이나 보풀 등의 섬유 방향의 혼란이 없도록 유의하고, 마이크로파이버 멀티필라멘트의 부분에서의 기모나 루프 형성이나 워터제트 펀치 등의 외력 부가의 공정을 피하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 S=0°이다.

《피복도》

내층을 구성하는 경사 및 위사에 의한 피복도가 1800 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 2000 이상이다. 피복도는 섬유간의 섬유의 간극의 정도(충전 밀도)를 나타내고, 작을수록 섬유의 간극이 넓은 것을 나타낸다. 그래서, 경사 및 위사에 의한 피복도를 1800 이상으로 함으로써, 마이크로파이버 멀티필라멘트가 치밀하게 둘러쳐져 혈관내피세포의 부착성과 성장성이 높아지고, 혈관내피세포의 정착성이 향상된다. 또한, 경사 및 위사에 의한 피복도를 2000 이상으로 함으로써 누혈성을 향상할 수 있고, 이식시의 누혈을 낮게 억제할 수 있다. 단, 혈관내피세포의 정착성에는 피복도는 높을수록 바람직하지만, 지나치게 높아지면 혈관의 유연성이 손상되고, 또한 제조시의 제직 효율도 손상된다. 사용하는 섬유의 강성과 사용하는 직기 성능, 및 채용되는 직조직에 따라서 상한은 다르지만, 일반적으로 피복도는 4000 이하가 바람직하다.

본 발명의 통 형상 직물구조의 인공혈관은 2 이상의 층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 2 이상의 층을 가짐으로써 각 층마다 다른 설계의 직물설계로 함으로써 인공혈관의 요구 성능을 보다 고성능으로 하는 것이 가능해지기 때문이다. 2층 이상의 통 형상 직물구조를 가짐으로써 인공혈관을 고성능화할 수 있는 예를 이하에 든다. 단, 이하의 예는 본 발명의 바람직한 형태의 일례이며, 본 발명의 통 형상 직물구조를 한정하는 것은 아니다.

《내층 이외의 층 중 적어도 1층의 경사에 단사 섬도 1.0dtex 이상의 멀티필라멘트를 포함하는 것》

통 형상 직물구조가 2 이상의 층으로 이루어지고, 상기 내층 이외의 층 중 적어도 1층에 있어서 그 경사에 단사 섬도 1.0dtex 이상의 멀티필라멘트를 포함함으로써 인공혈관의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 경사에 단사 섬도 1.0dtex 이상의 멀티필라멘트가 포함되지 않으면, 인공혈관의 기계적 강도가 저하하는 경향 있다. 특히 장기의 이식이 상정되는 때에는, 사용하는 섬유의 원료 폴리머에 따라서는 가수분해에 의한 강도 열화가 염려되기 때문에, 바람직하게는 경사에 단사 섬도 2.0dtex 이상의 멀티필라멘트를 포함하는 것이 좋다. 단, 이 멀티필라멘트가 내층에 노출되면 내피세포의 성장을 저해하고, 또한 누혈이나 혈전 발생의 기점이 되기 때문에 바람직하지 못하다.

《내층 이외의 층 중 적어도 1층의 위사에 단사 섬도 20.0dtex 이상의 모노필라멘트를 포함하는 것》

통 형상 직물구조가 2 이상의 층으로 이루어지고, 상기 내층 이외의 층 중 적어도 1층에 있어서 그 위사에 단사 섬도 20.0dtex 이상의 모노필라멘트를 포함함으로써, 인공혈관의 형태 유지성이나 신축성이 향상되고, 절곡을 억제할 수 있다(내킹크성이 향상한다). 이 점에서, 내층 이외의 층을 구성하는 모노필라멘트는 나선 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 따라서, 종래의 인공혈관에 보여지는 주름상자 구조를 구비하지 않고, 주름상자 구조와 같은 형태 유지 및 신축 기능을 발휘할 수 있다.

본 발명에 있어서는 마이크로파이버 멀티필라멘트는 1종에 한하지 않고, 단사 섬도나 총 섬도가 다른 복수종의 마이크로파이버 멀티필라멘트를 조합시킬 수 있다.

마이크로파이버 멀티필라멘트는 소위 직방 타입의 것을 그대로 사용해도 좋지만, 할섬 타입의 것을 사용할 수도 있다. 할섬 타입은 화학적 또는 물리적 수단에 의해 극세화 가능한 섬유를 사용하고, 통 형상 직물을 형성 후에 극세화할 수도 있다.

화학적 또는 물리적 수단에 의해 극세화하는 방법으로서는, 예를 들면 미국 특허 제3531368호 명세서 및 미국 특허 제3350488호 명세서에 보여지는 바와 같이, 다성분계 섬유의 1성분을 제거하거나, 또는 박리시키는 등의 수단에 의해 피브릴 또는 극세화하는 방법이 있다. 이것에 의해, 통 형상 다중직물의 형성시에는 통상의 섬유의 굵기이여도, 통 형상 다중직물 형성 후에 극세화할 수 있기 때문에, 가공 상의 트러블, 예를 들면 제직이나 제직 전의 각종 실 가공수단을 강구할 경우의 실의 끊어짐이나 보풀 발생을 최소한으로 억제할 수 있다.

본 발명의 인공혈관은 내벽층 경사 체결, 내벽층 위사 체결, 복위사 체결 등의 주지의 수단에 의해 일체적으로 제직된 이중직 인공혈관으로 하는 것이 바람직하다. 이중직으로 함으로써 2매의 직물을 라미네이트나 봉제 등의 방법에 의해 서로 붙이는 공정이 불필요하게 될 뿐만 아니라, 2층이 경사 또는 위사로 일체화되어 있기 때문에 유연하고 기계적 강도가 높은 인공혈관을 얻을 수 있다.

본 발명의 인공혈관에 사용되는 섬유로서는 여러가지 유기섬유를 사용할 수 있지만, 흡수성이나 내열화성의 점으로부터 폴리에스테르 섬유가 바람직하다. 폴리에스테르 섬유로서, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등으로 이루어지는 섬유를 들 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리부틸렌테레프탈레이트에 산 성분으로서 이소프탈산, 5-나트륨술포이소프탈산이나 아디프산 등의 지방족 디카르복실산을 공중합시킨 공중합 폴리에스테르로 이루어지는 섬유라도 된다. 멀티필라멘트를 구성하는 섬유의 조합은 같아도 달라도 좋고, 적당하게 조합시킬 수 있다.

직기로서는, 예를 들면 워터제트 직기, 에어제트 직기, 레이피어 직기 및 셔틀 직기 등이 사용 가능하다. 그 중에서도 통 형상에서의 제직성이 뛰어나고, 균일한 통 형상 구조를 얻을 수 있는 셔틀 직기를 사용하는 것이 바람직하다. 이중직 인공혈관의 직조직으로서는 평직, 능직, 주자직물 및 이것들의 변화직, 다중직 등의 직물을 사용할 수 있다. 기본적인 제직법으로서는 공지의 수단을 채용할 수 있다.

본 발명의 인공혈관은 항혈전제를 부여하는 인공혈관에 응용할 수 있다. 항혈전제의 부여는, 예를 들면 헤파린, 저분자량 헤파린, 우로키나아제, 셀진 등의 생물 유래의 항응고약을 운반시켜도 좋고, 아르가트로반, 와파린, 아세틸살리실산, 티클로피딘 등의 합성 항응고약이나 합성 항혈소판약을 담지시켜도 좋다. 또한, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐피롤리돈 등의 친수성 폴리머를 담지시켜도 좋다. 담지시키는 방법은 특별하게 한정되지 않고, 상기의 약제나 폴리머를 함유하는 용액을 이용하여 멀티필라멘트사의 표면을 피복하는 방법이나, 약제나 폴리머에 반응성의 관능기를 화학적으로 도입해서 멀티필라멘트사의 표면에 축합반응 등의 화학반응으로 고정화하는 방법이나 고에너지선을 이용하여 약제나 폴리머를 라디칼 반응으로 고정화하는 방법이나 콜라겐, 젤라틴, 하이드로겔 등에 약제나 폴리머를 함침시켜서 멀티필라멘트사의 간극에 충전하는 방법 등이 있다. 헤파린 등의 이온 화합물은 카운터 이온과 염을 형성시켜서 표면 피복하는 방법이나, 미리 카운터 이온을 멀티필라멘트사 표면에 결합시키고나서 이온 상호작용을 이용해서 이온 결합시키는 방법도 있다. 활성이 높은 항혈전성을 부여할 수 있고, 항혈전성을 안정적으로 장기로 유지할 수 있다고 하는 점에서 약제나 폴리머에 반응성의 관능기를 화학적으로 도입해서 표면에 화학반응으로 고정화하는 방법, 및 미리 카운터 이온을 표면에 결합시키고나서 이온 결합시키는 방법을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 방법으로 항혈전성을 부여할 경우에는, 약제나 폴리머를 미리 사용하는 멀티필라멘트사에 담지시켜도 좋지만, 복합 통 형상 직물을 형성한 후, 부여하는 것이 제조 비용 저감의 점으로부터 바람직하다.

본 발명의 인공혈관은 프리클로팅를 행하는 용도에 사용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

(실시예)

이어서, 실시예에 의거하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이것들의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변형이나 수정이 가능하다. 또한, 본 실시예에서 사용하는 각종 특성의 측정 방법은 이하와 같다.

[측정 방법]

(1) 단사 섬도

JIS L 1013(2010) 8.3.1 A법에 따라서 소정 하중 0.045(cN/dtex)로 정량 섬도를 측정해서 총 섬도로 하고, 그것을 단섬유수로 나눔으로써 단사 섬도를 산출했다.

(2) 마이크로파이버 단사끼리의 교차 평균각도(S)

제작한 통 형상 직물을 원통의 길이 방향으로 절개하고, 그 내벽 표면을 기엔스제 마이크로스코프 VHX-2000에 의해 400배로 확대한 사진을 바탕으로, 경사 및 위사 각각에서 무작위의 마이크로파이버 멀티필라멘트 1사조씩을 선택하고, 그 각 사조 내의 마이크로파이버 단사가 인접하는 마이크로파이버 단사와 교차하고 있는 부분에 주목하여 교차하는 각도가 큰 것이 보여지는 5개의 부분을 픽업하고, 그 교차 각도(0∼90°)를 계측해서 평균값을 산출했다. 또한, 이러한 교차 각도의 계측을 임의의 범위 3개소에 대해서 실시하고, 3개소의 평균값을 산술평균한 것을 교차 평균각도(S)라고 했다.

또한, 본 발명에서는 25°이상의 교차 각도를 갖는 개소가 빈발하고 있는지의 여부가 초점이므로, 무작위로 선택한 2사조 내에 있어서 교차 각도가 25°이상이 되는 개소가 전혀 눈에 띄지 않는 경우에는 계측을 생략하고, 「교차 없슴」이라고 했다. 마찬가지로 무작위로 선택한 2사조 내에 있어서 교차 각도가 25°이상인 부분이 1개라도 있는 경우에는, 25°이하인 부분도 포함시켜서 교차 각도가 큰 5개의 부분을 픽업해서 교차 각도를 계측하고, 평균값을 산출했다.

(3) 피복도

피복도(CF)는 경사 또는 위사에 사용하는 실의 총 섬도와 기포(基布) 밀도로부터 계산되는 값이며, 경사 총 섬도를 Dw(dtex), 위사 총 섬도를 Df(dtex), 경사의 기포 밀도를 Nw(개/2.54㎝), 위사의 기포 밀도를 Nf(본/2.54㎝)라고 했을 때, 다음 식으로 나타내어진다.

CF=(Dw×0.9)^1/2×Nw+(Df×0.9)^1/2×Nf

또한, 기포 밀도는 제작한 통 형상 직물을 원통의 길이 방향으로 절개하고, 그 내벽 표면을 기엔스사제 마이크로스코프 VHX-2000에 의해 50배로 확대한 사진을 바탕으로 계측했다.

(4) 세포 정착성

제작한 인공혈관을 절개한 시험체를 타발 펀치로 직경 15㎜의 원판 샘플로 펀칭했다. 세포 배양용의 24웰·마이크로플레이트(스미토모 베이크라이트사제)의 웰에, 상기한 바와 같이 원판 샘플에 펀칭한 인공혈관의 내벽면을 위로 해서 1매 넣고, 위에서 두께 1㎜의 금속 파이프 형상 추를 얹었다. 2% FBS(소태아혈청)내피세포 배지 키트-2(다카라 바이오사제)에 현탁한 정상 인간 탯줄정맥 내피세포(다카라 바이오사)를 1웰당 5×10⁴개가 되도록 첨가했다. 37℃에서 24시간 정치 후, PBS(인산 완충 생리식염수)(-)(닛스이사제)로 린스한 후에, MTT 분석 키트(도진 카카쿠사제)를 이용하여 세포수를 측정했다. 또한, 10% 포르말린액(와코쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제)로 세포를 고정화 후에, 주사형 전자현미경(히타치 하이 테크놀러지즈사제)로 접착한 세포의 형태를 관찰했다.

(5) 내킹크성

ISO7198의 가이던스에 준거하여 내킹크성은 킹크 반경에 의해 평가했다. 통 형상 직물을 루프시켜 가서 외관상 분명하게 절곡이 생긴 반경(킹크 반경)을 반경기지의 원통 형상 지그를 이용하여 측정했다. 직성관 형상체 자체의 내킹크 특성을 평가하기 위해서 내압 유지는 행하지 않았다.

[실시예 1]

통 형상 직물의 내층을 구성하는 폴리에스테르 섬유로서, 단사 섬도가 약 0.23dtex, 총 직도 33dtex의 마이크로파이버 멀티필라멘트사를 준비하고, 이것을 제직시에는 경사 및 위사로서 사용했다.

통 형상 직물의 외층을 구성하는 폴리에스테르 섬유로서는, 경사로서 단사 섬도가 약 2.25dtex, 총 섬도 56dtex의 멀티필라멘트사와, 위사로서 단사 섬도가 33dtex인 모노필라멘트사를 준비했다.

이상의 섬유를 이용하여 셔틀 직기에 의해 경위 완전 2중 평직 조직으로 통 형상 직물을 짜고, 내경이 3㎜인 튜브를 형성하여 98℃로 정련했다. 이어서 건열 120℃에서 건조하고, 막대 형상 지그를 상기 튜브 내에 삽입하여 170℃에서 통 형상으로 셋팅을 한 후, 멸균해서 통 형상 직물을 얻었다. 얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)의 계측시에는 관찰의 범위에 있어서 교차 각도 25°이상이 되는 개소가 전혀 눈에 띄이지 않아 「교차 없슴」이라고 판정했다. 또한 세포 정착성에 있어서 매우 양호한 특성을 갖고, 인공혈관에 요구되는 내킹크성도 구비하고 있었다.

[실시예 2]

통 형상 직물의 내층을 구성하는 폴리에스테르 섬유로서는 경사로서 단사 섬도가 약 0.23dtex, 총 직도 33dtex의 마이크로파이버 멀티필라멘트사와, 단사 섬도가 약 1.38dtex, 총 섬도 33dtex의 멀티필라멘트사를 1개 교대로 배치하고(경사의 마이크로파이버 멀티필라멘트 함유율 50중량%), 위사로서 단사 섬도가 약 0.23dtex, 총 직도 33dtex의 마이크로파이버 멀티필라멘트사(위사의 마이크로파이버 멀티필라멘트 함유율 100중량%)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 기재의 것과 같은 통 형상 직물을 제작했다.

얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)는 실시예 1과 마찬가지로 「교차 없슴」으로 판정했다. 세포 정착성에 있어서도 양호한 특성을 갖고, 인공혈관에 요구되는 내킹크성도 구비하고 있었다.

[실시예 3]

통 형상 직물의 내층을 구성하는 폴리에스테르 섬유로서 단사 섬도가 약 0.084dtex, 총 직도 53dtex의 마이크로파이버 멀티필라멘트사를 준비하고, 이것을 제직시에는 경사 및 위사로서 사용한 것 이외에는, 실시예 1 기재의 것과 같은 통 형상 직물을 제작했다.

얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)는 실시예 1, 실시예 2와 마찬가지로 「교차 없슴」으로 판정했다. 세포 정착성에 있어서 실시예 1보다 뛰어나고, 극히 양호한 특성을 가지며, 인공혈관에 요구되는 내킹크성은 실시예 1, 실시예 2보다 더욱 향상되어 있었다.

[실시예 4]

제직, 정련 후에 얻어진 통 형상 직물에 폭 4㎜, 두께 0.12㎜의 폴리에틸렌 필름(스페이서)을 삽입한 후, 토출구멍 지름 0.25mmφ, 토출구멍 간격 2.5㎜, 압력 20kg/㎠의 조건에서 원터제트 펀치 가공 처리한 후에, 건조, 통 형상 셋팅 및 멸균한 것 이외에는, 실시예 1 기재의 것과 같은 통 형상 직물을 제작했다.

얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)의 계측에 있어서는 관찰의 범위에 있어서 교차 각도 25°이상이 되는 개소가 드물게 보여졌지만, 무작위로 선택한 2사조 내의 5개의 부분의 평균값이 25°를 초과하는 일이 없고, 3개소의 평균값 S도 17°이었다. 세포 정착성에 있어서도 양호한 특성을 갖고, 인공혈관에 요구되는 내킹크성도 갖고 있었다.

[실시예 5]

통 형상 직물의 내층을 구성하는 폴리에스테르 섬유로서는 단사 섬도가 약 0.30dtex, 총 직도 44dtex의 마이크로파이버 멀티필라멘트사를 준비하고, 이것을 제직시에는 경사 및 위사로서 사용했다. 통 형상 직물의 외층을 구성하는 폴리에스테르 섬유로서, 위사에 단사 섬도가 180dtex인 모노필라멘트사를 사용했다. 그 이외는 실시예 1 기재의 것과 같은 통 형상 직물을 제작했다.

얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)는 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3과 마찬가지로 「교차 없슴」으로 판정했다. 세포 정착성에 있어서 실시예 1과 동등하고, 실시예 2보다 뛰어난 특성을 갖고 있었다. 또한, 외층을 구성하는 위사에 사용된 모노필라멘트의 단사 섬도가 180dtex이었기 때문에, 인공혈관에 요구되는 내킹크성의 수치는 극히 양호했다.

[실시예 6]

통 형상 직물의 외층을 구성하는 폴리에스테르 섬유로서 위사에 섬도가 180dtex인 모노필라멘트사를 사용한 것 이외에는, 실시예 3 기재의 것과 같은 통 형상 직물을 제작했다.

얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)는 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3과 마찬가지로 「교차 없슴」으로 판정했다. 세포 정착성에 있어서 실시예 3과 마찬가지로, 실시예 1보다 뛰어나고, 극히 양호한 특성을 갖고 있었다. 또한, 외층을 구성하는 위사에 사용된 모노필라멘트의 단사 섬도가 180dtex이었기 때문에, 인공혈관에 요구되는 내킹크성의 수치는 극히 양호했다.

[실시예 7]

통 형상 직물의 외층을 구성하는 폴리에스테르 섬유로서 단사 섬도가 약2.25dtex, 총 섬도 56dtex의 멀티필라멘트사를 경사로, 단사 섬도가 약 1.83dtex, 총 섬도 22dtex의 멀티필라멘트사를 위사로서 사용한 것 이외에는, 실시예 1 기재의 것과 같은 통 형상 직물을 제작했다.

얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)는 실시예 1과 마찬가지로 「교차 없슴」으로 판정했다. 세포 정착성에 있어서, 실시예 1과 마찬가지로 매우 양호한 특성을 갖고 있었다. 단, 외층을 구성하는 경사 및 위사의 양쪽이 멀티필라멘트이기 때문에 내킹크성의 수치는 실시예 1보다 컸다.

[실시예 8]

내층을 구성하는 경사 및 위사의 피복도가 약 1900이 되도록 기포 밀도를 조정한 것 이외에는, 실시예 6 기재의 것과 같은 통 형상 직물을 제작했다.

얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)는 실시예 6과 마찬가지로 「교차 없슴」으로 판정했다. 세포 정착성에 있어서 실시예 6과 마찬가지로 극히 양호한 특성을 갖고 있었다. 단, 실시예 8의 피복도의 수치는 실시예 6보다 조금만 작으므로, 인공혈관에 요구되는 내킹크성의 수치는 실시예 6보다 조금 컸다.

[비교예 1]

통 형상 직물의 내층을 구성하는 폴리에스테르 섬유로서는 경사로서 단사 섬도가 약 1.38dtex, 총 섬도 33dtex의 멀티필라멘트사를, 위사로서 단사 섬도가 약 0.23dtex, 총 직도 33dtex의 마이크로파이버 멀티필라멘트사를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 기재의 것과 같은 통 형상 직물을 제작했다.

얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 계측했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)는 경사에 마이크로파이버 멀티필라멘트가 존재하지 않기 때문에, 위사만으로 2사조를 선정해서 측정했지만, 실시예 1과 마찬가지로 「교차 없슴」으로 판정했다. 그러나, 내층을 구성하는 경사 및 위사의 양쪽에 단사 섬수가 0.50dtex 이하인 마이크로파이버 멀티필라멘트사가 50중량% 이상 포함되어 있지 않기 때문에, 세포 정착성에 있어서는 실용상 부적합한 특성이었다. 인공혈관에 요구되는 내킹크성의 수치도 실시예 1보다 떨어지고 있었다.

[비교예 2]

제직, 정련 후에 얻어진 통 형상 직물에 폭 4㎜, 두께 0.12㎜의 폴리에틸렌 필름(스페이서)을 삽입한 후, 토출구멍 지름 0.25mmφ, 토출구멍 간격 2.5㎜, 압력 80kg/㎠의 조건에서 원터제트 펀치 가공 처리한 후에, 건조, 통 형상 셋팅 및 멸균한 것 이외에는, 실시예 1 기재의 것과 같은 통 형상 직물을 제작했다.

얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)의 계측에 있어서는 관찰의 범위에 있어서 교차 각도 25°로 되는 개소가 여기저기 보여져, 무작위로 선택한 2사조에 5개 이상 포함되어 있고, 3개소의 각각의 5개의 부분의 교차 각도의 평균값은 모두 25°를 초과고, 3개소의 평균값 S는 35°이었다. 또한, 비교예 1과 마찬가지로, 내층을 구성하는 경사 및 위사의 양쪽에 단사 섬수가 0.50dtex 이하인 마이크로파이버 멀티필라멘트사가 50중량% 이상 포함되어 있지 않기 때문에, 세포 정착성에 있어서는 실용상 부적합한 특성이었다. 인공혈관에 요구되는 내킹크성의 수치도 실시예 1보다 뒤지고 있었다.

[비교예 3]

내층을 구성하는 경사 및 위사의 피복도가 약 1700이 되도록 기포 밀도를 조정한 것 이외에는 실시예 1 기재의 것과 같은 통 형상 직물을 제작했다.

얻어진 통 형상 직물에 대해서 피복도, 교차 평균각도(S), 세포 정착성 및 내킹크성을 계측했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 교차 평균각도(S)의 계측에 있어서는 관찰의 범위에 있어서 교차 각도 25°이상으로 되는 개소가 드물게 보여졌지만, 무작위로 선택한 2사조 내의 5개의 부분의 평균값이 25°를 초과하는 일이 없고, 3개소의 평균값 S도 18°이었다. 기포 밀도가 낮고 피복도는 1700이었기 때문에, 세포 정착성에 있어서는 실용상 부적합한 특성이었다. 인공혈관에 요구되는 내킹크성의 수치는 실시예 1과 동등 레벨이었다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명은 각종 외과수술용의 인공혈관으로서 적합하다.

Claims

통 형상 직물구조의 인공혈관으로서, 혈류와 접촉하는 내층을 구성하는 경사 및 위사의 각각이 단사 섬도 0.50dtex 이하의 마이크로파이버 멀티필라멘트이며, 각 마이크로파이버 단사끼리가 교차하고 있고, 상기 교차 평균각도를 S라고 할 때 S<25°인 마이크로파이버 멀티필라멘트를 포함하는, 피복도가 1800 이상인 것을 특징으로 하는 인공혈관.
제 1 항에 있어서,
상기 경사 및 상기 위사의 각각이 상기 마이크로파이버 멀티필라멘트를 50중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 인공혈관.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 내층을 구성하는 경사 및 위사에 의한 피복도가 2000 이상인 것을 특징으로 하는 인공혈관.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통 형상 직물구조가 2 이상의 층으로 이루어지고, 상기 내층 이외의 층 중 적어도 1층에 있어서 그 경사에 단사 섬도 1.0dtex 이상의 멀티필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공혈관.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통 형상 직물구조가 2 이상의 층으로 이루어지고, 상기 내층 이외의 층 중 적어도 1층에 있어서 그 위사에 단사 섬도 20.0dtex 이상의 모노필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공혈관.