WO2006054799A1

WO2006054799A1 - 円筒体およびその製造方法

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Publication number: WO2006054799A1
Application number: PCT/JP2005/021638
Authority: WO
Inventors: Eiichi Kitazono; Hiroaki Kaneko; Takanori Miyoshi; Shinya Komura; Ryo Saito
Original assignee: Teijin Limited
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2006-05-26
Also published as: JPWO2006054799A1; JP5046651B2; EP1815820A4; US20070298072A1; CN101060817A; CN101060817B; EP1815820A1; US20120227893A1; KR20070085405A

Abstract

本発明は、弾性率、弾性回復率に優れ、血管再生用の足場材料に好適な円筒体を提供することを目的とする。また本発明は、空気透過率の高い最外層を有し、細胞の浸潤性に優れ、血管再生用の足場材料に好適な円筒体を提供することを目的とする。本発明は、同心円状の複数の層からなり、外径が0.5～50mmで、厚みが200～5,000μmの中空の円筒体であって、各層は平均繊維径が0.05～50μmの脂肪族ポリエステル繊維からなる円筒体である。

Description

明細書円筒体およびその製造方法技術分野

本発明は、脂肪族ポリエステル繊,維からなる複数の層を有する円筒体およびその製造方法に関する。背景技術

近年、大きく損傷したり失われた生体組織の治療法として、細胞の分化、増殖能を利用し元の生体組織を再構築する再生医療の研究が活発になってきている。血管再生もその 1つであり、先天的もしくは病気によるダメージを受けた血管を切除し、欠損部に再生の足場となる材料を架橋し、血管を再生する研究が行われている。

このような足場材料として、ポリウレタン繊維等からなる 0 . 3〜3 c mの内径の孔を有する導管補綴材が提案されている（特許文献 1 )。しかし再生医療においては、生分解性材料であることが好ましい。

また、静電紡糸により得られたナノファイバーからなる足場材料の検討が行われている（非特許文献 1 )。ナノファイバ一は、細胞外マトリックスに近似した長さ、径を有する。またナノファイバ一は、繊維径が小さいため比表面積が大きく、通常の繊維と比較すると 1 0 0倍以上の比表面積を有する。またそれに伴う細胞接着性が良好であるという利点を有する。そのため、ナノファイバー製の構造体は再生医療において優れた足場材料として期待されている。

しかし、これまでに検討がなされているナノファイバー製の足場材料は、均一な多孔質体であり、生体組織である血管とは構造が大きく相違する。即ち、実際の血管は、均一な構造ではなく、血管内面を被覆している内皮細胞を含む内膜、平滑筋細胞からなる中膜、繊維芽細胞からなる外膜から構成されている。内膜は物質の選択的な透過をコントロールするため空間体積の小さい密な構造を有しており、また中膜は血管特有の弾性機能を担っており、さらに外膜は血管の外から栄養分を取るため空間体積の大きい疎な構造を有している。

また、数ナノメ一トルから数十マイクロメ一トルの外径を有するコラーゲン、ポリウレタンなどの医療用高分子の繊維を用いて作製された不織布を含む人工血管が提案されている（特許文献 2 )。

(特許文献 1 ) 特開昭 5 2— 1 1 0 9 7 7号公報

(特許文献 2 ) 特開 2 0 0 4— 3 2 1 4 8 4号公報

(非特許文献 1 ) Biomaterial s. 25, 877 (2004) 発明の開示

本発明は、弾性率、弾性回復率に優れ、血管再生用の足場材料に好適な円筒体を提供することを目的とする。また本発明は、空気透過率の高い最外層を有し、細胞の浸潤性に優れ、血管再生用の足場材料に好適な円筒体を提供することを目的とする。

本発明者は、血管と類似した構造を有し、かつ同程度の機械的強度を有し、血管再生用の足場材料として好適な材料について検討した。その結果、脂肪族ポリエステルを含有するド一プを静電紡糸法で紡糸し、得られた繊維を巻き付けた、複数の層からなる円筒体が、血管と同程度の機械的強度を有し、血管再生用の足場材料に好適であることを見出し本発明を完成した。また、静電紡糸法において最外層を形成する際に静電除去装置を用いると、繊維密度が低く、空気透過率が良好で、生体血管の外膜と同様な空間体積の大きな層が形成されることを見出し本発明を完成した。

即ち本発明は、同心円状の複数の層からなり、外径が 0 . 5〜5 0 mmで、厚みが 2 0 0〜 5 , 0 0 0 mの中空の円筒体であって、各層は平均繊維径が 0 . 0 5〜5 0 mの脂肪族ポリエステル繊維からなる円筒体である。，また本発明は、同心円状の複数の層からなる中空の円筒体を製造する方法であつて、

(i)脂肪族ポリエステルおよび揮発性溶媒を含有するドープであって、層の数に対応する数のド一プを準備する工程、

(i i)各ドープを静電紡糸法にて紡糸し、コレクタ上に巻き取り単層の円筒体を層の数だけ得る工程、並びに

(i i i)得られた複数の円筒体を積層する工程、

からなる円筒体の製造方法である。

さらに本発明は、同心円状の複数の層からなる中空の円筒体を製造する方法であって、

(i)脂肪族ポリエステルおよび揮発性溶媒を含有するド一プであって、層の数に対応する数のドープを準備する工程、

(i i)第 1のドープを静電紡糸法にて紡糸し、コレクタ上に巻き取り、層を形成する工程、

(i i i)得られた層の上に、次のドープで層を形成する工程、

からなる円筒体の製造方法である。 ' 図面の簡単な説明

図 1 静電紡糸法で用いる装置の一例である。

図 2 静電紡糸法で用いる装置の一例である。

図 3 図 2の装置の斜視図である。

図 4 静電紡糸法で用いる装置の一例である。

図 5 静電紡糸法で用いる装置の一例である。

図 6 本発明の円筒体の断面の説明図である。

図 7 蛇腹状の円筒体の断面の説明図である。

図 8 実施例 4で得られた円筒体の外観写真である。

図 9 実施例 4で得られた円筒体の断面写真である。

符号の説明

1 . ノズル

2 . ドープ 4. 吐出側電極

5 .

6 .

7 . コレクタ

8 .

9 .

1 0 谷部

1 1 外径

1 2 山部の間隔

1 3 谷部の深さ

1 4 厚み

1 5 発明の効果

本発明の円筒体は、複数の層からなり、血管に類似した構造を有す。本発明の円筒体は、弾性率、弾性回復率に優れ、血管組織と同程度の弾性率、弾性回復率を有する。よって、本発明の円筒体は、血管組織の培養基材に好適である。また本発明の一態様である、ダリコール酸由来の繰り返し単位を含む重合体からなる脂肪族ポリエステル繊維で構成された、最内層および Zまたは最外層を有する円筒体は、細胞の生着性に優れ、血管組織の培養基材に適している。また本発明の一態様である空気透過率の高い最外層を有する円筒体は、空間体積が大きい外膜を有する生体血管の構造に類似している。そのため該円筒体は、細胞の浸潤性に優れ血管組織の再生に適している。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明について詳述する。なお、これらの実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。

<円筒体> 本発明の円筒体は、同心円状の複数の層からなり、外径が 0. 5〜50mmで、厚みが 200〜5, 000 mである中空の円筒体であって、各層は平均繊維径が 0. 05〜 50 mの脂肪族ポリエステル繊維からなる。

本発明の円筒体は、同心円状の複数の層からなる。各層の厚みは、好ましくは 30〜500 /xmであり、より好ましくは 50〜250 mである。各層は、脂肪族ポリエステル繊維が円筒体の軸を中心として、渦巻き状に巻き付けられたものが好ましい。

円筒体を構成する脂肪族ボリエステル繊維の平均繊維径は、 0. 05〜 50 m、好ましくは 0. 2〜20 m、より好ましくは 0. 2〜10 mである。平均繊維径が、 0. 05 mよりも小さいと円筒体の強度が保てないため好ましくない。また平均繊維径が 50 Z mを超えると繊維の比表面積が小さく生着する細胞数が少なくなるため好ましくない。平均繊維径は、光学顕微鏡による画像から 20箇所の繊維径の測定値の平均である。

本発明の円筒体の断面の一例を図 6に示す。図 6は説明のための略図であり、本発明の円筒体の外面、内面には不規則な凹凸が存在する。本発明の円筒体は外径（11) が 0. 5〜50mm、好ましくは 1〜 30mmである。外径はマイク口メータ一により 10箇所測定を行い、測定値の最小値と最大値の範囲で表す。円筒体の内部は中空であり、中空部の内径（15) は、好ましくは 0. 1〜45 mm、より好ましくは 0. 5〜 25mmである。内径は、測定された外径の値と厚みの値との差である。

本発明の円筒体は、厚み（14) が 200〜5, 00 Ο Ώΐ, 好ましくは 20 0〜2， 000 である。厚みが 200 mより薄いと機械強度が低く、血管など負荷の高い組織の細胞培養基材としては好ましくない。厚みは円筒体を切り開き、長さ 5 cm、幅 l cmの試料を調製し、マイクロメーターにより 10箇所測定を行った際の、測定値の最小値と最大値の範囲で表す。

円筒体の引張弾性率は、 0. 1〜1 OMP aの範囲であることが好ましい。実際の人体の動脈血管の引張り弾性率は 2 MP aであるためである（臨床工学ライブラリーシリーズ 2， P 54 (秀潤社）、生体物性 Z医用機械工学池田研二、嶋津秀照著）。 0. IMP aより低いと血液による負荷に耐えられず、破損する場合がある。また引張り弾性率が 1 OMP aより高いと、移植した際コンプライアンスミスマッチが起こる場合がある。引張弾性率は、円筒体を切り開き、軸方向に 5 cm、円周方向に 1 cmの試料を作製し、軸方向に引張試験を行うことにより求める。

,また本発明の円筒体の弾性回復率は、 70〜 100 %であることが好ましい。 70%未満であると血液による負荷に耐えられず、破損する可能性がある。よつて、引張弾性率が 0. 1〜 10 M P a、弾性回復率が 70〜 100%である円筒体が好ましい。弾性回復率は、以下の式により算出した値である。

[L₀- (L₃₀-L₀)] /L₀X 100 (%)

L。：円筒体の長さ（mm)

L₃。：円筒体の長さに対し 10%変位の引張り処理を 30回行った後の円筒体の長さ値（mm)

また円筒体は、最外層の空気透過率が好ましくは 30 cm³/ cm² · s以上、より好ましくは 70〜250 cmVcm² · s、さらにより好ましくは 70〜2 00 cm³/ cm² · sである。最外層の空気透過率が 30 cmVcm² · s以上であると細胞の浸潤性が高く細胞培養基材として好ましい。最外層の空気透過率の上限は実質 250 cmVcm² · sである。最外層の空気透過率は、差圧が 1 25 P a、厚み 100； mに換算した空気透過量で表され、 J I S— L 1096、 J I S-R3420に従い測定した値である。

円筒体は、軸方向に連続する山部（9) および谷部（10) を有する蛇腹状の円筒体であり、山部の間隔（12) が 2 mm以下であり、谷部の深さ（13) が 0. 1〜10mmであることが好ましい。蛇腹状の円筒体の断面略図を図 7に示す。山部の間隔（12) が 2 mmより長いと円筒体の伸縮性が十分でない。山部、および谷部の間隔は、光学顕微鏡により 10箇所測定を行い、測定値の最大値と最小値との範囲で表す。図 7は説明のための略図である。円筒体の蛇腹部の構造は規則的であっても不規則であっても良い。製法によっては円筒体の蛇腹部の構造は不規則であり、山部の高さ、谷部の深さ、およびこれらの間隔は一定ではない。

本発明においては円筒体を構成する層のうち少なくとも一層は他の層とは異なる層とすることが好ましい。実際の血管組織は、主に血管内面を被覆している内皮細胞を含む内膜、平滑筋細胞からなる中膜、繊維芽細胞からなる外膜といった異なる物理特性を示す 3層構造からなる。それぞれの組織の構造または物理的特性は、内膜は物質の選択的な透過をコントロールするため密な構造を有しており、また中膜は血管特有の弾性機能を担っており、さらに外膜は血管の外から栄養分を取るため疎な構造を有している。このような構成により、血管組織特有の弾性機能（弾性率、弾性回復率）および細胞浸潤性（高い空気透過率）を達成することが可能となる。ここで他の層とは異なるとは、繊維構造体を構成するポリマーの種類、分子量、共重合比、組成比が異なること、および層の厚みや空気透過率等が異なることを言う。

脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ力プロラクトン、ポリジォキサノン、トリメチレン力一ポネート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、およびこれらの共重合体などが挙げられる。これらのうち、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ力プロラクトンおよびこれらの共重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。

本発明に使用される円筒体の最外層を除く少なくとも 1層は、血管組織特有の弾性機能を達成するために、力プロラクトン由来の繰り返し単位の含有量が 1 5 モル％以上の共重合体からなる脂肪族ポリエステル繊維であることが好ましい。このような共重合体として、乳酸と力プロラクトンとの共重合体が挙げられる。該共重合体は、 5 0〜8 5モル％の乳酸由来の繰り返し単位および 1 5〜5 0モル％の力プロラクトン由来の繰り返し単位からなることが好ましい。

円筒体の最外層は、細 S包の生着性向上のために、グリコール酸由来の繰り返し単位を含むことが好ましい。グリコール酸由来の繰り返し単位を含む共重合体としては、乳酸とグリコール酸との共重合体が挙げられる。該共重合体は、 2 0〜 8 0モル％の乳酸由来の繰り返し単位および 2 0〜8 0モル％のグリコール酸由来の繰り返し単位からなることが好ましい。最外層には、乳酸と力プロラクトンとの共重合体を含有していてもよい。該共重合体は、 5 0〜9 0モル％の乳酸由来の繰り返し単位および 1 0〜5 0モル％の力プロラクトン由来の繰り返し単位からなることが好ましい。

また最外層は、乳酸とグリコ一ル酸との共重合体、および乳酸と力プロラクトンとの共重合体からなる組成物であることが好ましい。組成物中の前者の含有量は好ましくは 5 0〜9 0重量％、後者の含有量は好ましくは 1 0〜5 0重量％である。前者は、 2 0〜8 0モル％の乳酸由来の繰り返し単位および 2 0〜8 0モル％のグリコール酸由来の繰り返し単位からなることが好ましい。後者は、 5 0 〜9 0モル％の乳酸由来の繰り返し単位および 1 0〜5 0モル％の力プロラクトン由来の繰り返し単位からなることが好ましい。

円筒体の最内層は、細胞の生着性向上のために、グリコール酸由来の繰り返し単位を含むことが好ましい。グリコール酸由来の繰り返し単位を含む共重合体としては、乳酸とグリコール酸との共重合体が挙げられる。該共重合体は、 2 0〜 8 0モル％の乳酸由来の繰り返し単位および 2 0〜8 0モル％のグリコーリレ酸由来の繰り返し単位からなることが好ましい。最内層には、乳酸と力プロラクトンとの共重合体を含有していてもよい。該共重合体は、 5 0〜9 0モル％の乳酸由来の繰り返し単'位および 1 0〜5 0モル％の力プロラクトン由来の繰り返し単位からなることが好ましい。

また最内層は、乳酸とグリコール酸との共重合体、および乳酸と力プロラクトンとの共重合体からなる組成物であることが好ましい。組成物中の前者の含有量は好ましくは 5 0〜 9 0重量％、後者の含有量は好ましくは 1 0〜 5 0重量％である。前者は、 2 0〜8 0モル％の乳酸由来の繰り返し単位および 2 0〜8 0モ. ル％のグリコール酸由来の繰り返し単位からなることが好ましい。後者は、 5 0 〜9 0モル％の乳酸由来の繰り返し単位および 1 0〜5 0モル％の力プロラクトン由来の繰り返し単位からなることが好ましい。

最内層から最外層に向かって、第 1層、第 2層、第 3層とする 3層からなる円筒体が好ましい。この円筒体において、第 1層および第 3層は、 2 0〜8 0モル％の乳酸と 2 0〜8 0モル％のグリコール酸との共重合体 5 0〜9 0重量％、および 5 0 - 9 0モル％の乳酸と 1 0〜5 0モル％の力プロラクトンとの共重合体 1 0〜5 0重量％からなる組成物であることが好ましい。第 2層は、 5 0〜9 0モル％の乳酸と、 1 0〜5 0モル％の力プロラクトンとの共重合体であることが好ましい。

本発明の円筒体には、生体吸収性ポリマー以外の第 2成分をさらに含有しても良い。該成分としては、リン脂質類、糖質類、糖脂質類、ステロイド類、ポリアミノ酸類、タンパク質類、およびポリオキシアルキレン類からなる群から選ばれる少なくとも 1種であることが好ましい。具体的な第 2成分としては、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールァミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセ口一ルなどのリン脂質類および/またはポリガラクチュロン酸、へパリン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、デルマタン硫酸、コンドロイチン、デキストラン硫酸、硫酸化セルロース、アルギン酸、デキストラン、力ルポキシメチルキチン、ガラクトマンナン、アラビアガム、トラガントガム、ジエランガム、硫酸化ジエラン、カラャガム、カラギ一ナン、寒天、キサンタンガム、力一ドラン、プルラン、セルロース、デンプン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ダルコマンナン、キチン、キトサン、キシログルカン、レンチナンなどの糖質類および Zまたはガラクトセレブ口シド、ダルコセレブ口シド、グロポシド、ラクトシルセラミド、トリへキソシルセラミド、パラグロポシド、ガラクトシルジァシルグリセロール、スルホキノポシルジァシルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、グリコシルポリプレノールリン酸などの糖脂質類および Zまたはコレステロール、コール酸、サポゲニン、ジギトキシンなどのステロイド類および Zまたはポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリジンなどのポリアミノ酸類および/またはコラーゲン、ゼラチン、フイブロネクチン、フイブリン、ラミニン、カゼイン、ケラチン、セリシン、トロンビンなどのタンパク質類および Zまたはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシェチのポリオキシアルキレン類、 F G F (繊維芽細胞増殖因子)、 E G F (上皮増殖因子)、 P D G F (血小板由来増殖因子）、 T G F— （型形質転換増殖因子）、 N G F (神経増殖因子)、 H G F (肝細胞増殖因子)、 B M P (骨形成因子）などの細胞増殖因子などが挙げられる。

く円筒体の製造 >

(製法 1 )

本発明の円筒体は、

(i)脂肪族ポリエステルおよび揮発性溶媒を含有するド一プであって、層の数に対応する数のド一プを準備する工程、

(i i)各ド一プを静電紡糸法にて紡糸し、コレクタ上に巻き取り、単層の円筒体を層の数だけ得る工程、並びに

( i i i )得られた複数の円筒体を積層する工程、

により製造することができる。

(工程 ω )

工程（i)は、脂肪族ポリエステルおよび揮発性溶媒を含有するドープであって、層の数に対応する数のドープを準備する工程である。

脂肪族ポリエステルは円筒体の項で説明した通りである。揮発性溶媒は、脂肪族ポリエステルを溶解し、常圧で沸点が 2 0 0 °C以下であり、室温で液体である物質である。具体的には、塩化メチレン、クロ口ホルム、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、トルエン、テ卜ラヒドロフラン、 1 , 1， 3 , 3—へキサフルォロイソプロパノール、水、 1 , 4一ジォキサン、四塩化炭素、シクロへキサン、シクロへキサノン、 N, N—ジメチルホルムアミド、ァセトニトリルなどが挙げられる。これらのうち、脂肪族ポリエステルの溶解性等から、塩化メチレン、クロ口ホルム、アセトンが特に好ましい。これらの溶媒は単独で用いても良く、複数の溶媒を組み合わせても良い。また本発明においては、本目的を損なわない範囲で他の溶媒を併用しても良い。

ド一プ中の脂肪族ポリエステルの濃度は、好ましくは 1〜 3 0重量％、より好ましくは 2〜2 0重量％である。脂肪族ポリエステルの濃度が 1重量％より低いと、濃度が低すぎるため繊維を形成することが困難となり好ましくない。また、 3 0重量％より高いと得られる繊維の繊維径が大きくなり好ましくない。ドープは、層の数に対応する数だけ準備する。ドープによって、脂肪族ポリエステルの種類、濃度を変化させてもよい。

(工程（ii))

工程（ii)は、各ド一プを静電紡糸法にて紡糸し、コレクタ上に巻き取り単層の円筒体を、層の数だけ得る工程である。このようにして個別に製造した複数の円筒体が、同心円状の複数の層を形成する。ドープは、脂肪族ポリエステルの種類、濃度が同じものを用いても良いが、隣接する層に用いるドープは、脂肪族ポリエステルの種類、濃度などの異なるものを用いる。

静電紡糸法とは、脂肪族ポリエステルおよび揮発性溶媒を含有するドープを電極間で形成された静電場中に吐出し、ド一プを電極に向けて曳糸することにより、繊維状物質をコレクタに巻き付け円筒体を製造する方法である。繊維状物質とは既に溶液の溶媒が留去され、繊維状物質となっている状態のみならず、いまだ溶液の溶媒を含んでいる状態も示している。

静電紡糸法は、例えば図 1に示す装置を用いて行うことができる。図 1は、吐出側電極（4) を取り付けたノズル（1) および保持槽（3) を有する吐出器、捕集側電極（5)、並びに高電圧発生器（6) により構成される静電紡糸装置を示す。吐出側電極（4) と捕集側電極 (5) との間には、高電圧発生器 (6) により所定の電圧が付与される。図 1に示す装置は、捕集側電極（5) がコレクタ (7) を兼ねる装置である。

図 1に示す装置において、ドープ（2) を保持槽（3) に充填し、ノズル (1) を通じて静電場中に吐出させ、電界によって曳糸して繊維化させ、捕集側電極（5) に集めることにより円筒体を得ることができる。

電極は、吐出側電極（4) と捕集側電極（5) とからなる。これらの電極は、金属、無機物または有機物のいかなるものでも導電性を示しさえすれば良い。また、絶縁物上に導電性を示す金属、無機物または有機物の薄膜を持つものであつても良い。静電場は一対または複数の電極間で形成されており、いずれの電極に高電圧を印加しても良い。これは例えば電圧値が異なる高電圧の電極が 2つ（例えば 15 kV と 10 kV) と、アースにつながった電極の合計 3つの電極を用いる場合も含み、または 3本を超える数の電極を使う場合も含む。

ドープを捕集側電極（5) に向けて曳糸する間に、条件に応じて溶媒が蒸発して繊維状物質が形成される。通常の室温であれば捕集側電極（5) に捕集されるまでの間に溶媒は完全に蒸発するが、もし溶媒蒸発が不十分な場合は減圧条件下で曳糸しても良い。

捕集側電極（5) として鏡面仕上げされていない心棒を用いると、円筒体を簡便に製造することが出来る。静電紡糸法により心棒上に円筒体を形成する際、心棒を円周方向に回転させることが好ましい。捕集側電極（5) を回転させることにより、均質な厚さの円筒体を形成することができる。回転の速度は好ましくは 1〜： 1, 000 r pm、より好ましくは 5〜2001- pmである。

電極間の距離は、帯電量、ノズル寸法、ド一プ吐出量、ドープ濃度等に依存するが、 10 kV程度のときには 5〜20 cmの距離が適当である。また、印加される静電気電位は、好ましくは 3〜100 kV、より好ましくは 5〜50 kV、さらに好ましくは 5〜30 kVである。

ド一プをノズルから静電場中に供給する場合、数個のノズルを用いて繊維状物質の生産速度を上げることもできる。ノズルの内径は好ましくは 0. l〜5mm、より好ましくは 0. l〜2mmである。

曳糸する温度は溶媒の蒸発挙動や紡糸液の粘度に依存するが、通常は、 0〜5 0°Cである。

図 2は、吐出器の代わりに、ノズル（1) を有する保持槽 (3) 中に吐出側電極（4) を挿入した装置である。この装置では、ド一プを吐出器で吐出する代わりに、ノズル（1) と捕集側電極（5) との距離を調整して、ド一プをノズル (1) から捕集側電極（5) に飛散させるものである。図 3は図 2の斜視図である。

吐出側電極（4) と捕集側電極（5) との間に、図 4に示すように、コレクタ (7) を設置して、繊維状物質を捕集することができる。コレクタ（7) は、上述した捕集側電極（5) に用いる心棒と同程度の表面粗さを有するものが好ましい。ベルト状のコレクタ（7) を電極間に設置することで、連続的な生産も可能となる。ド一プをコレクタ（7) に向けて曳糸する間に、条件に応じて溶媒が蒸発して繊維状物質が形成される。通常の室温であればコレクタ（7) 上に捕集されるまでの間に溶媒は完全に蒸発するが、もし溶媒蒸発が不十分な場合は減圧条件下で曳糸しても良い。

脂肪族ポリエステルの種類、組成、ドープの組成、および種々の静電紡糸条件を変えるなどして、円筒体を構成する層のうち少なくとも一層は他の層とは異なる層である円筒体を得ることができる。

また、ノズル（1) と捕集側電極（5) の間に静電気除去器 (8) を使用するのが好ましい。静電気除去器 (8) を用いることにより最外層の空気透過率を高めることができる。

(工程（iii))

工程（iii)は、得られた複数の円筒体を積層する工程である。本発明の円筒体は、複数の円筒体を得た後、それらを重ねあわせることにより製造することができる。円筒体は、可塑性で、同じ大きさの捕集側電極（5) またはコレクタ (7) 上に捕集された同一形状の複数の円筒体を重ねて製造することができる。また、捕集側電極'（5) またはコレクタ（7) の外径を変ィ匕させ、外側の層の内径を少しづつ大きくし積層し易くすることもできる。複数の円筒体を積層した後、熱処理することが好ましい。熱処理温度は、好ましくは 40〜90°Cである。コレクタ上に繊維を連続的に捕集して、厚い繊維層を形成させると電極が絶縁された状態となって紡糸効率が低下する場合がある。しかし、本方法のように、単層の円筒体を複数形成し、それらを積層する方法を採用すれば、かかる問題は生じない。

(製法 2 )

本発明の円筒体は、

ω脂肪族ポリエステルおよび揮発性溶媒を含有するド一プであって、層の数に対応する数のドープを準備する工程、

(ii)第 1のド一プを静電紡糸法にて紡糸し、コレクタ上に巻き取り、層を形成する工程、 (iii)得られた層の上に、次のドープで層を形成する工程、により製造することができる。工程（iii)を繰り返すことにより、 3層以上の円筒体を得ることができる。製法 1は層の数だけ円筒体を作製し、それを重ね合せるのに対し、製法 2は、層の数に対応するドープを連続してコレクタ上に巻き取り複数の層を形成させる点で相違する。それ以外は製法 1と同じである。

(蛇腹構造）

本発明によれば、円筒体を伸長させることにより、弾性回復率を損なわずに蛇腹構造を有する円筒体を得ることができる。伸長率としては 50〜300 %が好ましい。ここで 50%伸長とは、 10 cmのものを 15 cmに伸長させることをいう。十分な回復弾性率を有する円筒体を得るために 50%以上伸長させることが好ましい。また 300 %を超えて伸長させると円筒体自体が破断する場合がある。心棒から円筒体を取り外し、円筒体の両端を固定し伸長させることで、山部の間隔が 2 mm以下であり谷部の深さが 0. 1〜 10 mmの蛇腹構造を有する円筒体を得ることができる。蛇腹構造を有する円筒体の断面略図を図 7に示す。コレクタ（7) または捕集側電極（5) から円筒体を取り外すとき、円筒体の一端のみに応力をかけ蛇腹構造を得ることができる。即ち、円筒体の一端を固定しておき、コレクタ（7) または捕集側電極（5) をその固定端の方向に引き抜くことで、一端のみに応力をかけ、蛇腹構造を得ることができる。

実施例

以下の実施例により本発明より具体的に説明する。しかし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 .

(1) 本実施例に使用したポリマーは以下の通りである。

PLGA (50/50) : 乳酸（50モル％) —グリコール酸（50 モル％) 共重合体、固有粘度 = 1. 08 d L/g (HF I P中、 3 0°C) Absorbable Polymers International社製、

PLCA (77/23) ：乳酸（77モル％) —力プロラクトン（2 3モル％) 共重合体、 Mw=2. 5 X 10⁵、多木化学（株）製、

PLCA (68 /32) : 乳酸（ 68モル％) —ポリ力プロラクトン ( 32モル％) 共重合体、 Mw= 1. 75 X 10⁵、多木化学（株）製、塩ィ匕メチレン、エタノール： ' 和光純薬工業（株）

( 2 ) 円筒体の物性は以下の方法により測定した。

平均繊維径：デジタルマイクロスコープ（株式会社 KEYENCE、 VHX DIGITAL MICROSCOPE) により 20箇所測定を行い、その平均値を平均繊維径とした。

外径：マイクロメーター（株式会社ミツトヨ）により 10箇所測定を行い、測定値の最小値と最大値との範囲を外径とした。

厚み：円筒体を切り開き、長さ 5 cm、幅 l cmの試料を調製し、マイクロメ一夕一により 10箇所測定を行い、測定値の最小値と最大値との範囲を厚みとした。

内径：測定された外径の値と厚みの値との差より求めた。

引張弾性率：円筒体を切り開き、円筒体の軸方向に 5 cm、円周方向に l cmの試料を作製し、円筒体の軸方向に張力をかけテンシロン（EZ TE ST :島津製作所）により引張試験を行った。

弾性回復率：円筒体を切り開き、円筒体の軸方向に 5 cm、円周方向に l cmの試料を作製し、円筒体の軸方向に張力をかけ、 L。および L₃。を求め、以下の式により算出した。

[L₀- (L₃₀— L₀)] /L₀X 100 (%)

L _Q：円筒体の長さ（mm)

L₃₀：円筒体の長さに対し 10%変位の引張り処理を 30回行った後の円筒体の長さ（mm)

最外層の空気透過率：円筒体を切り開き最外層部分のみを剥がし、 5 c mX 5 cmになるように形状を整え、フラジ一ル ·パ一ミヤメータ（（株）東洋精機製作所）を用いて、 J I S— L 1096、 J I S-R3420に従い空気透過率（cmSZcm² * s) を測定し、厚み 100 mにおける空気透過率に換算した。

山部の間隔：デジタルマイクロスコープ（株式会社 KEY ENCE、 VHX DIGITAL MICROSCOPE) により、図 7の 12で示す長さを 10箇所測定し、範囲を求めた。

谷部の深さ：デジタルマイクロスコープ (株式会社 KE YEN CE、 VHX DIGITAL MICROSCOPE)) により、図 7の 13で示す長さを 10箇所測定し、範囲を求めた。

参考例 1 (ド一プの調製）

(ドープ Aの調製）

PLCA (77/23) 1 g、塩化メチレン Zエタノール = 8Z1 (重量部ノ重量部） 9gを室温 (25°C) で混合し濃度 10重量％のド一プ Aを調製した。

(ド一プ Bの調製）

PLCA (68Z32) 1 g、塩化メチレンノエタノ一ル = 8 Z 1 (重量部 Z 重量部） 9gを室温 (25°C) で混合し濃度 10重量％のドープ Bを調製した。

(ドープ Cの調製）

PLGA (50/50) 0. 8 g、 PLCA (77/23) 0. 2 gを塩化メチレン/エタノール =8ノ 1 (重量部 Z重量部） 9 gを室温 (25°C) で混合し濃度 10重量％のドープ Cを調製した。

参考例 2 (円筒体 Aの製造）

図 2に示す装置を組み立てた。ノズル（1) の内径は 0. 8 mmとした。ノズル（1) から捕集側電極（5) までの距離は 10 cmに設定した。捕集側電極 (5) として、外径 4mm、長さ 20 c mのステンレス棒を用いた。

ドープ Aを保持槽（3) に入れ、吐出側電極（4) と捕集側電極（5) との電圧を 14 k Vに設定し、捕集側電極（5) を 100 r pmで回転させながら、ド —プ Aを捕集側電極（5) に向けて 5分間吐出し、円筒体 Aを得た。同じ操作を繰り返し、円筒体 Aを 5個得た。円筒体 Aを構成する繊維の平均繊維径は 4 m、円筒体 Aは、長さ 10 cm、外径 4. 1〜4. 2mm、内径 4〜4. 1mm、厚み 90〜； 110 mであった。

参考例 3 (円筒体 Bの製造）

ドープ Aの代わりにドープ Bを用いる以外は、参考例 2の操作を繰り返し、円筒体 Bを製造した。円筒体 Bを構成する繊維の平均繊維径は 4 m、円筒体 Bは、長さ 10 cm、外径 4. 1〜4. 2mm、内径 4〜4. 1mm、厚み 90〜11 0 zmであつ 7こ。

実施例 1 (AZAZA/A/A)

第 1の円筒体 Aの内部に捕集側電極 5と同じ外径のステンレス棒に入れた。その上に第 2の円筒体 Aを被せた。同様にして、第 2〜 5の円筒体 Aを重ねた。円筒体 Aは柔軟性があり、引っ張りながら重ねることができた。その後、 70°Cで 10分間熱処理を行い、下から円筒体 Aが 5つ積み重ねられた円筒体を得た。得られた円筒体の物性を表 1に示す。

実施例 2 (AXA/B/A/A)

実施例 1において、下から 3番目の円筒体 Aの代わりに円筒体 Bを用いた以外は、実施例 1の操作を繰り返し、下から円筒体 A/AZB/AZAが積み重ねられた円筒体を得た。表 1に実施例 1〜 2で得られた複数の層を有する円筒体の特性を示す。

表 1

*) 臨床工学ライブラリ一シリーズ 2， P 54 (秀潤社)、

生体物性/医用機械工学池田研二、嶋津秀照著参照実施例 3 (CZAZC)

図 5に示す装置を組み立てた。ノズル（1) の内径は 0. 8 mmとした。ノズル（1) から捕集電極（5) までの距離は 10 cmに設定した。捕集側電極 (5) として、外径 4mm、長さ 20 c mのステンレス棒を用いた。ノズル (1) と捕集側電極（5) との間に、コレクタ（7) および静電除去器（8) を図 5に示す配置で設置した。 (第 1層の形成）

ドープ Cを保持槽（3) に入れ、ドープ Cを捕集側電極（5) に向けて 5分間吐出し、第 1層を形成した。吐出側電極（4) と捕集側電極（5) との電圧は 1 4kVに設定した。コレクタ（7) は 100 r pmで回転させながら捕集した。第 1層の厚みは 60〜80 mであった。第 1層を構成する繊維の平均繊維径は

6 であった。

(第 2層の形成）

さらに、ドープ Cの代わりにド一プ Aを保持槽（3) に入れ、 5分間吐出し、第 2層を形成した。第 2層の厚みは 60〜80 imであった。第 2層を構成する繊維の平均繊維径は 4 mであつた。

(第 3層の形成）

次に、ドープ Aの代わりにド一プ Cを保持槽 (3) に入れ、 5分間吐出し、第 3層を形成し円筒体を得た。第 3層の厚みは 60〜80 であった。得られた円筒体は、長さ 10 cm、外径 4. 4〜4. 5mm、厚み200〜240 111であった。第 3層を構成する繊維の平均繊維径は 6 であった。

(蛇腹構造の形成）

そして得られた円筒体を 100%伸長させ、蛇腹構造を有する円筒体を得た。円筒体の特性を表 2に示す。

実施例 4 (C/A/C)

第 3層を形成する際、静電気除去器 (8) を使用した以外は実施例 3と同様に円筒体を得た。得られた蛇腹構造を有する円筒体の外観写真を図 8に示す。図 8 中の 1目盛りは lmmを表す。蛇 Ji复の山部と谷部の形状は不規則である。またその断面写真を図 9に示す。図 9の断面写真によれば、最外層の繊維密度が内側の層に比べ疎であることが分かる。円筒体の特性を表 2に示す。

実施例 5 (円筒体 A/C)

(第 1層の形成）

図 5に示す装置を用いて、ド一プ Aを捕集側電極 (5) に 10分間吐出し、第 1層を形成した。ノズル（1) の内径は 0. 8mm、電圧は 12 kV、ノズル 1 から捕集電極（5) までの距離は 20 cmにした。形成された第 1層の厚みは 1 80〜220 mであった。第 1層を構成する繊維の平均繊維径は 4 mであつた。

(第 2層の形成）

さらにドープ Cを捕集側電極（5) に向けて 1分間吐出し、第 2層を形成し円筒体を得た。形成された第 2層の厚みは 40〜80 mであった。得られた円筒体は、長さ 10 cm、外径 4. 4〜4. 5mm、厚み 220〜260 xmであつた。第 2層を構成する繊維の平均繊維径は 6 mであった。

(蛇腹構造の形成）

円筒体の一端を指で抑えて固定し、捕集側電極（5) を、指で抑えて固定した側に引き抜き、蛇腹構造を有する円筒体を得た。得られた円筒体の特性を表 2に示す。

表 2

実施例 6

実施例 4で作製した円筒体内部にマウス胎児繊維芽細胞（N I H 3 T 3細胞) (ATCC製）を 1 cm²あたり IX 10⁶個の密度で播種し 10%ゥシ胎児血清（Hy C 1 on e社製）を含む培養液（DMEM、 G i be o社製）を用いて 5%C0₂、 37 °Cの環境下で 7日間培養した。円筒体を切り開き MTTアツセィ（フナコシ）を行ったところ、細胞の増殖を確認することができた。産業上の利用可能性

本発明の円筒体は、血管組織に類似した物理特性を示すため細胞培養基材以外にも人工血管としての利用も可能である。

Claims

1. 同心円状の複数の層からなり、外径が 0. 5〜50mmで、厚みが 200 〜5， 000 mの中空の円筒体であって、各層は平均繊維径が 0. 05〜50 mの脂肪族ポリエステル繊維からなる円筒体。

2. 各層は、脂肪族ポリエステル繊維が円筒体の軸を中心として、渦巻き状に請

巻き付けられたものである請求項 1に記載の円筒体。

2の

3. 引張弾性率が 0. 1〜： 10 MP a、弾性回復率が 70〜： L 00 %である請求項 1に記載の円筒体。

囲

4. 最外層における差圧 125 P aにおける厚み 100 m換算した空気透過率が 30 cmVcm² · s以上である請求項 1に記載の円筒体。

5. 少なくとも一層は他の層とは異なる脂肪族ポリエステル繊維からなる請求項 1に記載の円筒体。

6. 脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリダリコール酸、ポリ力プロラクトンおよびこれらの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項

5に記載の円筒体。

7. 最外層を除く少なくとも一層が、力プロラクトン由来の繰り返し単位の含有量が 15mo 1 %以上の共重合体からなる脂肪族ポリエステル繊維である請求項 1に記載の円筒体。

8. 円筒体が、軸方向に連続する山部および谷部を有する蛇腹状の円筒体であり、山部の間隔が 2 mm以下であり、谷部の深さが 0. l〜10mmである請求項 1に記載の円筒体。

9 . 同心円状の複数の層からなる中空の円筒体を製造する方法であって、

(i)脂肪族ポリエステルおよび揮発性溶媒を含有するドープであって、層の数に対応する数のドープを準備する工程、

(i i)各ド一プを静電紡糸法にて紡糸し、コレクタ上に巻き取り単層の円筒体を層の数だけ得る工程、並びに

(i i i)得られた複数の円筒体を積層する工程、

力なる円筒体の製造方法。

1 0 . 複数の円筒体を積層した後、熱処理する請求項 9に記載の円筒体の製造方法。

1 1 . 得られた円筒体を伸長させる工程を有する請求項 9に記載の円筒体の製造方法。

1 2 . 同心円状の複数の層からなる中空の円筒体を製造する方法であって、

(i i i)得られた層の上に、次のドープで層を形成する工程、

からなる円筒体の製造方法。

1 3 . 工程（i i i)を繰り返す請求項 1 2記載の円筒体の製造方法。

1 4. 得られた円筒体を伸長させる工程を有する請求項 1 2に記載の円筒体の製造方法。