WO2019087880A1 - シート状脱細胞化材料及び同材料を用いる人工血管 - Google Patents

シート状脱細胞化材料及び同材料を用いる人工血管 Download PDF

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WO2019087880A1
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sheet
artificial blood
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decellularized
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雄 山口
拓矢 木村
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株式会社Adeka
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    • A61L2430/40—Preparation and treatment of biological tissue for implantation, e.g. decellularisation, cross-linking

Definitions

  • the present invention relates to a sheet-like decellularized material and an artificial blood vessel using the same.
  • Vascular grafts are used in the construction of blood vessels for bypass surgery and in the repair or replacement of damaged or pathological blood vessels.
  • self-blood vessels are preferable replacement grafts for affected areas less than 5 mm in diameter, such as own internal thoracic artery, radial artery, saphenous vein, etc.
  • Autologous blood vessels are used.
  • own blood vessels it is not possible to avoid invasion at the time of collection, so the burden on the patient's body is heavy, and it is inevitable that the length or quality varies depending on individuals or cases.
  • artificial blood vessels made of synthetic resins such as polyester and polytetrafluoroethylene are used for revascularization of peripheral limbs and the like.
  • synthetic resins such as polyester and polytetrafluoroethylene
  • artificial blood vessels made of these synthetic resins can not be used when used for small diameter blood vessels such as coronary arteries, because they cause thrombus at an early stage and cause intimal thickening.
  • bone marrow must be collected from the patient before surgery, cultured, and this must be engrafted on the artificial blood vessel, which is useful in surgery where preparation is necessary and emergency procedures must be performed. Sex was low. In addition, there is also a problem that the endothelial cells covering the lumen of blood vessels are easily peeled off, which causes thrombus formation.
  • Patent Document 1 proposes an artificial blood vessel in which a sheet of decellularized biomaterial is formed into a tubular shape in order to prevent rejection.
  • an artificial blood vessel is formed by winding a sheet prepared from pig aorta into a tubular form as it is.
  • the edge of the sheet projects into the lumen of the tube by the thickness of the sheet, and the cross-section of the tube does not become circular or oval (see: Patent Document 2) 8).
  • Patent Document 2 describes a sheet of a tissue derived from a living body having a taper in which the edge of at least one side becomes thinner toward the end, and a tubular structure using the sheet.
  • a sheet or the like is prepared using a pig aorta.
  • seat of the living body derived tissue of patent document 1 and 2 what was prepared from the pig aorta is used concretely. Therefore, there has been a demand for a material which is further improved in pressure resistance than a sheet of tissue derived from porcine aorta, and which can maintain excellent pressure resistance when used as a blood vessel or in the repair of a blood vessel.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a sheet-like material capable of maintaining excellent pressure resistance when used as a blood vessel or for repairing a blood vessel.
  • the present inventors surprisingly prepared an artificial blood vessel using a biomaterial-derived sheet-like decellularized material having a tensile strength and an elongation in a specific range.
  • the present inventors have completed the present invention by finding that it is possible to prepare an artificial blood vessel having a pressure resistance much higher than that of a material derived from porcine aorta, which was conventionally considered to be optimum.
  • the present invention is as follows.
  • a biomaterial-derived sheet-like decellularized material having a maximum value of tensile strength in four directions of 4 MPa or more and an elongation in the direction of maximum tensile strength of 50% to 300%.
  • the biomaterial-derived sheet-like decellularized material according to (1) wherein the pressure resistance strength of the artificial blood vessel after rolling is 400 mmHg or more.
  • biomaterial-derived sheet-like decellularized material according to any one of (1) to (4), which is for use in artificial blood vessels or in the repair of blood vessels.
  • An artificial blood vessel comprising the biomaterial-derived sheet-like decellularized material according to any one of (1) to (4).
  • the biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention can prepare an artificial blood vessel having a pressure resistance much higher than that of a material derived from porcine aortic which was conventionally considered to be optimum. Therefore, when the biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention is used as a blood vessel or for the repair of a blood vessel, excellent pressure resistance comparable to that of the blood vessel itself can be maintained.
  • Biomaterial-derived sheet-like decellularized material The biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention has an elongation percentage in a direction in which the maximum value of the tensile strength in four directions is 4 MPa or more and the tensile strength is maximum. Is from 50% to 300%.
  • the biomaterial used for the biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention is an animal-derived material.
  • the animal is preferably a vertebrate and the like, and a mammal, a bird and the like are more preferably mentioned because the rejection reaction is small.
  • mammalian livestock, avian livestock, humans and the like are more preferably mentioned because of easy availability.
  • Specific mammalian livestock include, for example, cows, pigs, sheep, horses, goats, deer, dogs, cats, rabbits, hamsters, guinea pigs, rats, mice, camels, lamas, donkeys, yaks, alpacas, raccoons, itachis , Foxes, squirrels, raccoons, etc.
  • Specific examples of avian livestock include chickens, ducks, turkeys, geese, guinea fowls, pheasants, ostriches, quails, parrots, parrots and the like.
  • Preferred animals include pigs, cows, horses, humans and the like, and in terms of availability and safety, pigs, cows and the like are more preferable.
  • a site having extracellular matrix structure can be mentioned.
  • heart pericardium, heart valve, fascia, skin, dermis, blood vessel, liver, kidney, ureter, bladder, urethra, tongue, tonsil, esophagus, stomach, small intestine, large intestine, anus, pancreas , Spleen, lung, brain, bone, spinal cord, cartilage, testis, uterus, fallopian tube, ovary, placenta, cornea, skeletal muscle, tendon, nerve, dura mater, umbilical cord, amniotic membrane, intestine, small intestine submucosa, other collagen Containing tissue etc.
  • the film thickness is large, so the handling property is poor, and if a part derived from the pores remains, platelets etc. easily adhere to that part and there is a problem that thrombus is easily generated. sell.
  • the heart, pericardium, heart valve, muscle among the above-mentioned sites Membrane, skin, blood vessels etc. are preferred.
  • the heart, pericardium, cardiac valve membrane, fascia, skin and the like are more preferable, and the pressure resistance of the blood vessel itself is excellent. Particularly preferred.
  • the biomaterial is subsequently subjected to decellularization and sheeting to obtain a biomaterial-derived sheet-like decellularized material.
  • Decellularization can be performed before or after sheeting, or can be performed after rolling into an artificial blood vessel. However, in view of processability and ease of decellularization, decellularization is preferably performed before rolling, and is preferably performed after forming into a sheet shape.
  • Decellularization is performed to remove antigenic components such as cells and nucleic acid components from biological material collected from an animal. By performing decellularization, it is possible to suppress the rejection that occurs when used as a transplant tissue in a living body.
  • the method of decellularization is not particularly limited, and conventionally known methods can be used.
  • decellularization include physical agitation, sonication, freeze-thaw method, high hydrostatic pressure method, hypertonic solution hypotonic solution method, treatment with surfactants such as anionic surfactants or nonionic surfactants.
  • surfactants such as anionic surfactants or nonionic surfactants.
  • examples thereof include enzyme treatment with a proteolytic enzyme or a nucleolytic enzyme, treatment with an alcohol solvent, and the like, and two or more of these may be combined.
  • the shape of the sheet is not limited, but a rectangular (rectangular) or substantially rectangular shape is preferable from the viewpoint of pressure resistance and handling properties of a rolled artificial blood vessel and processability.
  • the size can be appropriately selected according to the size of the target artificial blood vessel.
  • the length of one side (long side) in the longitudinal direction is usually 10 to 400 mm, preferably 20 to 300 mm, from the viewpoint of pressure resistance and handling when formed into a roll.
  • the length (short side) of one side in the width direction of the sheet is usually 1.5 to 200 mm, preferably 3 to 70 mm, and more preferably 6 to 40 mm.
  • the maximum value of the tensile strength in four directions is 4 MPa or more, preferably 5 MPa or more.
  • the sheet-like decellularized material derived from a biomaterial of the present invention having a maximum value of tensile strength in four directions of 4 MPa or more an artificial blood vessel prepared by rolling is extremely high in pressure resistance.
  • the maximum value of the tensile strength in four directions is 3.1 MPa, respectively. Or 3.9 MPa, so that the pressure resistance of the artificial blood vessel prepared by rolling is inferior.
  • the elongation in the direction of maximum tensile strength is 50% to 300%, preferably 100 to 250%, and more preferably 150 to 220%. It is.
  • the elongation rate is 50% to 300%, preferably 100 to 250%, and more preferably 150 to 220%. It is.
  • the elongation rate is 304% or 332%, respectively, so that the roll
  • biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention one having an anisotropy in tensile strength and a maximum stress ratio of 1.5 to 5 is also preferable. In that case, it is preferable to roll the biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention so as to increase the tensile strength in the circumferential direction of the blood vessel.
  • the biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention having a maximum value of tensile strength in 4 directions of 4 MPa or more and an elongation in the direction of maximum tensile strength of 50% to 300%.
  • the artificial blood vessel prepared by rolling using the above has a pressure strength of, for example, 400 mmHg or more, which is much higher than that of a material derived from porcine aorta which has been considered to be optimum conventionally. That is, the pressure resistance strength of the artificial blood vessel of the present invention is preferably 400 mmHg or more, more preferably 600 mmHg or more, still more preferably 800 mmHg or more, and most preferably 1000 mmHg or more.
  • the biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention can be used to prepare an artificial blood vessel.
  • Examples of the shape of the front cross section of the artificial blood vessel of the present invention include a circular shape, a substantially circular shape, an elliptical shape, a substantially elliptical shape and the like, and in order to be flexible, the shape can be deformed according to the application.
  • the inner circumference is preferably 1.5 to 200 mm, more preferably 3 to 70 mm, still more preferably 6 to 40 mm.
  • a part of the wall forming the artificial blood vessel has a two-layer structure.
  • an artificial blood vessel having a two-layer structure and a three-layer structure as the wall for example, FIG. 1 (i)
  • the artificial blood vessel which is a two-layer structure, and the artificial blood vessel (for example, FIG. 1 (ii)) which has a single layer structure and a two-layer structure as a wall part are included.
  • the length of a two-layer structure in an artificial blood vessel having a two-layer structure and a three-layer structure as a wall Is preferably 0% or more, more preferably 50% or more, and still more preferably 80% or more with respect to the length of the outer periphery.
  • the length of the outer circumference refers to the length of the outer wall of the artificial blood vessel having any one point of the artificial blood vessel as a start point and an end point.
  • the length of the outer periphery of FIG. 1 (i) refers to the length of the outer wall of the artificial blood vessel having g as a start point and an end point.
  • the length of a two-layer structure in an artificial blood vessel having a single-layer structure and a two-layer structure as a wall (the distance from the point j on the outer wall to the point k on the left hand side in FIG. 1 (ii)) 10% or more is preferable with respect to the length of outer periphery, 50% or more is more preferable, and 80% or more is still more preferable.
  • the length of the outer circumference refers to the length of the outer wall of the artificial blood vessel having any one point of the artificial blood vessel as a start point and an end point.
  • the length of the outer periphery of FIG. 1 (ii) refers to the length of the outer wall of the artificial blood vessel having j as a start point and an end point.
  • a biomaterial-derived sheet-like decellularized material having a shape (taper) in which the edge of at least one side described in Patent Document 2 becomes thinner in the thickness direction toward the end . That is, both ends or one end of the cross section of the biomaterial-derived sheet-like decellularized material has a tapered shape.
  • the cross section of the biomaterial-derived sheet-like decellularized material does not have to be processed linearly.
  • the tapered portion may be provided at all four side edges of the biomaterial-derived sheet-like decellularized material, and the edge of three sides, two sides or one side of the biomaterial-derived sheet-like decellularized material is tapered It may be in the form of The biomaterial-derived sheet-like decellularized material is rolled so that the tapered portion is on the lumen side of the artificial blood vessel to form an artificial blood vessel.
  • the edges of at least two sides of the biomaterial-derived sheet-like decellularized material are tapered, and the edges of two sides of the biomaterial-derived sheet-like decellularized material in the longitudinal direction are tapered. Still more preferably, the edge of one side of the biomaterial-derived sheet-like decellularized material is tapered, and most preferably, the edge of one side in the lengthwise direction is tapered.
  • an artificial blood vessel can be formed by winding a sheet around a core material.
  • various core materials can be selected depending on the inner periphery and length of the target artificial blood vessel, and the material does not matter. Since the outer periphery of the core material to be used generally corresponds to the inner periphery of the artificial blood vessel, the core material may be appropriately selected according to the inner periphery of the target artificial blood vessel.
  • the core material is not particularly limited, and examples thereof include tubes made of polytetrafluoroethylene (PTFE), polyurethane (PU), stainless steel materials (SUS), and cylindrical rods.
  • the artificial blood vessel of the present invention can be formed by suturing a part of the biomaterial-derived sheet-like decellularized material or by bonding with an adhesive, and both of them may be used. It is preferable to bond using an adhesive from the point of processability. Therefore, the tapered portion of the biomaterial-derived sheet-like decellularized material can be fixed to the inner wall of the artificial blood vessel by means such as suture and adhesive.
  • the adhesive that can be used may be any conventionally used adhesive for living tissue, and examples thereof include fibrin glue, polymerizable adhesive of cyanoacrylate type, gelatin glue which crosslinks gelatin and resorcinol with formalin, etc. Fibrin glue is preferred in terms of sex. Fibrin glue refers to a preparation using a pasty clot formed by the action of thrombin, which is an enzyme, on fibrinogen, for example, for tissue closure, adhesion of organ damage, hemostasis and the like.
  • the place to which the adhesive is applied is not particularly limited. However, it is preferable to apply so that there is no adhesive on the inner wall surface of the artificial blood vessel. This is because the adhesive may have some adverse effects by coming into contact with substances passing through the inside (lumen) of the artificial blood vessel. Furthermore, it is necessary to sufficiently apply an adhesive to the tapered portion and bond it so that the cross section of the artificial blood vessel becomes a circle, a circle, an ellipse or an ellipse as shown in FIG. 1 (i) or (ii). There is. If the adhesion of the tapered portion is insufficient, the pressure resistance of the portion may be deteriorated, and a desired artificial blood vessel can not be obtained.
  • the artificial blood vessel of the present invention is used for artificial blood vessel use, but can also be used as a graft of tubular biological tissue such as, for example, ureter, trachea, and lymphatics.
  • the artificial blood vessel of the present invention has a much higher pressure resistance than the material derived from porcine aorta, which was conventionally considered to be optimum.
  • the pressure resistance strength of the artificial blood vessel of the present invention is preferably 600 mmHg or more, more preferably 800 mmHg or more, and still more preferably 1000 mmHg or more.
  • the artificial blood vessel of the present invention is excellent in handleability at the time of surgery and the like.
  • the biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention can also be used to repair blood vessels as a blood vessel repair material.
  • the biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention can be used for treatment such as application to a damaged part of a blood vessel.
  • Example 1 Preparation of Porcine Aortic Sheet-like Decellularized Material After completely removing and removing the adventitia of porcine aortic, it was cut open to obtain a sheet-like aorta. The resulting sheet in a polyethylene zippered bag is treated with high hydrostatic pressure treatment at 100 MPa for 15 minutes at 100 MPa using a high pressure processing apparatus for research and development (Kobe Steel Corp .: Dr. CHEF) using physiological saline as a medium went. The treated sheet is shaken at 4 ° C.
  • Example 2 Preparation of Porcine Aortic Decellularized Artificial Blood Vessel
  • the porcine aortic sheet-like decellularized material prepared in Example 1 is molded into 24 mm ⁇ 100 mm, and after being molded into a tubular structure, the bioadhesive fibrin glue is formed.
  • the roll was shaped so that the flow path was formed in the same direction as the flow path of the aorta.
  • Test Example 1 Pressure resistance test One end of a porcine aorta was clamped with a forceps, and the opposite end was cannulated for ligation. A syringe and a manometer were connected to the cannula. The saline in the syringe was injected into the porcine aorta, and the pressure at the time of rupture was measured as pressure resistance. The results are shown in Table 1. One end of the artificial blood vessel prepared in Example 2 was clamped with a forceps, and the opposite end was cannulated for ligation. A syringe and a manometer were connected to the cannula. Physiological saline in the syringe was injected into the artificial blood vessel, and the pressure when the artificial blood vessel was ruptured was measured as pressure resistance. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 Preparation of porcine pericardium sheet-like decellularized material
  • the pig pericardial sheet collected in a polyethylene zippered bag was treated with physiological saline as a medium for high-pressure processing equipment for research and development (manufactured by Kobe Steel, Ltd .: Dr. High hydrostatic pressure treatment was performed for 15 minutes at 100 MPa with CHEF.
  • the treated sheet is shaken at 4 ° C. for 96 hours in physiological saline containing 20 ppm of DNase of nucleic acid degradation enzyme, followed by 72 hours at 4 ° C. in 80% ethanol and finally 2 ° at 4 ° C. in physiological saline. Washing was carried out for a time to obtain porcine pericardial sheet-like decellularized material.
  • Example 4 Preparation of porcine dermal sheet-like decellularized material
  • the dermal layer was separated from pig skin to obtain a sheet-like dermis.
  • the high hydrostatic pressure-treated dermis is washed by shaking for 96 hours at 4 ° C. in physiological saline containing 20 ppm of DNase as a nucleic acid-degrading enzyme, and then shaken for 72 hours at 4 ° C. in 80% ethanol.
  • the mixture was shaken in saline at 4 ° C. for 2 hours to obtain porcine dermal sheet-like decellularized material.
  • Test example 2 Tensile test of sheet-like cell-decellularized material from pig (1) Collection and preparation of test pieces The rectangular-like sheet-like cell-decellularized material prepared in Examples 1, 3 and 4 (pig aorta, pig pericardium, pig dermis) The dumbbell-shaped No. 8 test piece described in ISO 37 was collected from the above. In order to evaluate the anisotropy of the tensile strength in the sheet, the case of collecting the test piece in the direction parallel to the long side is 0 °, and 0 °, 30 °, 60 °, 90 ° 4 from one sheet. Dumbbell shaped test pieces were prepared for the direction.
  • the thickness of the parallel portion of the dumbbell-shaped test piece was measured using a 3D one-shot shape measuring device (VR-3200, manufactured by Keyence Corporation). As the width (mm) of the test piece, the length (40 mm) between the cutting end faces of the punching blade of the parallel portion was used as it was.
  • the cross-sectional area A (mm 2 ) of the test piece was calculated by the following equation from the thickness and width of the test piece.
  • A t ⁇ w (A: specimen cross section (mm 2 ), t: specimen thickness (mm), w: specimen width (mm))
  • Test procedure In accordance with ISO 37, a tensile test was performed as follows. The test piece was attached to a mechanical testing machine (MCT2150, manufactured by AND, Inc.) so that both ends of the test piece were held symmetrically in order to uniformly distribute the tensile force to the cross section. The tester was operated to continuously observe changes in distance between marks and changes in force, and the maximum load Fmax (N) and the distance Lb between marks at cutting (mm) were measured. The speed of the holding tool was 200 mm / min. Test piece data broken outside between the marked lines was discarded and repeated tests were performed on additional test pieces. The test pieces punched in four directions were measured until the measurement was made twice correctly for each direction.
  • MCT2150 mechanical testing machine
  • the tensile strength in four directions was calculated according to the following formula, and are shown in Table 2.
  • the “tensile strength in four directions” and the “stress ratio” were compared between the four directions based on the average value in each direction.
  • Example 5 Preparation of porcine-derived sheet-like decellularized artificial blood vessel
  • the sheet-like decellularized material prepared in Examples 2 and 3 is molded into 24 mm ⁇ 100 mm, the surface water is wiped off, and the bioadhesive agent fibrin glue is applied.
  • the product was wound around double winding with a PTFE tube having an outer diameter of 3.0 mm as a core, and pressed for 5 minutes to be molded. It was immersed in physiological saline, the core PTFE tube was removed, and both ends were cut to prepare a 100 mm ⁇ 3 mm ⁇ artificial blood vessel.
  • the rolling was shaped to increase the tensile strength in the circumferential direction of the blood vessel.
  • Test Example 3 Tensile test and pressure resistance test of porcine-derived sheet-like decellularized artificial blood vessel
  • One end of the three artificial blood vessels prepared in Examples 2 and 5 was clamped with forceps, and the opposite end was cannulated for ligation.
  • a syringe and a manometer were connected to the cannula.
  • Physiological saline in the syringe was injected into the artificial blood vessel, and the pressure when the artificial blood vessel was ruptured was measured as pressure resistance. The results are shown in Table 2.
  • Example 6 Preparation of bovine-derived sheet-like decellularized material and bovine-derived sheet-like decellularized artificial blood vessel
  • bovine aorta was used instead of porcine aorta
  • bovine pericardium was used instead of porcine pericardium.
  • bovine aortic sheet-like decellularized material and bovine pericardial sheet-like decellularized material, and bovine aortic decellularized artificial blood vessel and bovine pericardial decellularized artificial blood vessel were prepared.
  • Test Example 4 Tensile test and pressure resistance test of bovine-derived sheet-like decellularized artificial blood vessel
  • the bovine-derived sheet-like decellularized material prepared in Example 6 and the bovine-derived sheet-like decellularized artificial blood vessel were treated in the same manner as in Test Example 3.
  • Tensile test and pressure resistance test were conducted. The results are shown in Table 3.
  • the biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention can prepare an artificial blood vessel having a pressure resistance much higher than that of a material derived from porcine aortic which was conventionally considered to be optimum. Therefore, when the biomaterial-derived sheet-like decellularized material of the present invention is used as a blood vessel or for the repair of a blood vessel, excellent pressure resistance comparable to that of the blood vessel itself can be maintained.

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Abstract

本発明は、４方向の引張強さの最大値が４ＭＰａ以上であって、引張強さが最大となる方向における伸び率が５０％～３００％である、生体材料由来シート状脱細胞化材料に関する。本発明によって、血管として又は血管の修復に用いた際、優れた耐圧性を維持することができるシート状材料が提供される。

Description

シート状脱細胞化材料及び同材料を用いる人工血管
　本発明は、シート状脱細胞化材料及び同材料を用いる人工血管に関する。
　血管移植片が、バイパス手術のための血管の構築に、また損傷しているか若しくは病的な血管の修復又は置換に用いられている。例えば、管状動脈又は末梢血管のアテローム性動脈硬化症の治療において、直径５ｍｍ未満の患部には、自己血管が好適な置換移植片であり、自己の内胸動脈、橈骨動脈、伏在静脈等の自己血管が用いられている。しかし、自己の血管を使用する場合、採取時に侵襲を避けることはできないため、患者の身体への負担が大きく、また個人又は症例によって、その長さ又は質にばらつきがあることは避けられない。さらに、再手術の場合には、既に使用されているために供給できないとの問題があった。
　一方、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン等の合成樹脂を素材とした人工血管が、四肢抹消動脈の血行再建等に用いられている。しかし、これらの合成樹脂を素材とした人工血管は冠動脈のような小口径の血管に使用した場合、早期に血栓が生じて内膜肥厚となるため使用することができない。また、これら合成樹脂を素材とした人工血管の血液凝固を予防するために、人工血管の内腔に患者本人の血管内皮細胞を組織工学的手法によって被覆することが行われている。しかし、手術前に患者から骨髄を採取し、培養し、これを人工血管に生着させなければならず、事前の準備が必要であり、緊急で施術しなければならないような手術においてはその有用性は低かった。また、血管内腔を被覆した内皮細胞も剥がれやすく、それによって血栓が生じるとの問題もあった。
　かかる中、特許文献１では、拒絶反応を防ぐために脱細胞化された生体材料のシートを管状に成形した人工血管が提案されている。具体的には、ブタ大動脈から調製したシートをそのまま管状に巻いて人工血管が形成されている。しかし、その内腔の断面に、シートの縁部がシートの厚みの分だけ、管の内腔に突き出ることになり、管の断面が円形又は楕円形にはならない（参照：特許文献２の図８）。管状構造体の断面がそのような形状であると、血液が流れた時に、その突き出た部分に局所的な圧力がかかり、それによって剥がれる場合があり、血管の耐圧性が充分ではなかった。また、耐圧性を確保するためにシートを厚くすれば、施術時のハンドリング性が悪くなるとの問題が生じる。さらに、突き出た部分に血小板などが付着しやくなり、血栓ができやすくなるとも考えられる。
　上記の特許文献１の問題を解決したのが、本出願人による特許文献２に記載された発明である。特許文献２には、少なくとも１辺の縁部が末端に向かって厚み方向に薄くなるテーパーを有する生体由来組織のシート、及びこのシートを用いる管状構造体が記載されている。実施例では特許文献１と同じく、ブタ大動脈を用いてシート等が調製されている。
　以上の通り、特許文献１及び２の生体由来組織のシートとして、ブタ大動脈から調製されたものが具体的に用いられている。そこで、ブタ大動脈由来の生体由来組織のシートよりもさらに耐圧性が向上され、血管として又は血管の修復に用いた際、優れた耐圧性を維持することができる材料が望まれていた。
国際公開２０１４／１０９１８５号パンフレット 国際公開２０１６／１９４８９５号パンフレット
　本発明が解決しようとする課題は、血管として又は血管の修復に用いた際、優れた耐圧性を維持することができるシート状材料を提供することにある。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、引張強さと伸び率を特定の範囲にした生体材料由来シート状脱細胞化材料を用いて人工血管を調製したところ、意外にも従来最適と考えられていたブタ大動脈由来の材料よりも遥かに高い耐圧性を有する人工血管を調製することができることを見出して、本発明を完成した。
　すなわち、本発明は、以下の通りである。
（１）４方向の引張強さの最大値が４ＭＰａ以上であって、引張強さが最大となる方向における伸び率が５０％～３００％である、生体材料由来シート状脱細胞化材料。
（２）ロール化後の人工血管の耐圧強度が４００ｍｍＨｇ以上である、（１）に記載の生体材料由来シート状脱細胞化材料。
（３）引張強さに異方性があり、最大応力比が１．５～５である、（１）又は（２）に記載の生体材料由来シート状脱細胞化材料。
（４）心膜由来である、（１）～（３）のいずれかに記載の生体材料由来シート状脱細胞化材料。
（５）人工血管用又は血管の修復用である、（１）～（４）のいずれかに記載の生体材料由来シート状脱細胞化材料。
（６）（１）～（４）のいずれかに記載の生体材料由来シート状脱細胞化材料からなる人工血管。
　本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料は、従来最適と考えられていたブタ大動脈由来の材料よりも遥かに高い耐圧強度を有する人工血管を調製することができる。従って、本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料を血管として又は血管の修復に用いた際、血管そのものの耐圧性にも匹敵する優れた耐圧性を維持することができる。
（ｉ）本発明の一実施態様の人工血管の正面断面を表す図である。（ｉｉ）本発明の別の実施態様の人工血管の正面断面を表す図である。
１．生体材料由来シート状脱細胞化材料
　本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料は、４方向の引張強さの最大値が４ＭＰａ以上であって、引張強さが最大となる方向における伸び率が５０％～３００％である、生体材料由来シート状脱細胞化材料である。
　本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料に用いられる生体材料は、動物に由来する材料である。動物としては、好ましくは脊椎動物等が挙げられ、拒絶反応が少ないことから、より好ましくは哺乳類、鳥類等が挙げられる。また、入手が容易であることから、さらに好ましくは哺乳類の家畜、鳥類の家畜、ヒト等が挙げられる。具体的な哺乳類の家畜としては、例えば、ウシ、ブタ、ヒツジ、ウマ、ヤギ、シカ、イヌ、ネコ、ウサギ、ハムスター、モルモット、ラット、マウス、ラクダ、リャマ、ロバ、ヤク、アルパカ、タヌキ、イタチ、キツネ、リス、アライグマ等が挙げられる。具体的な鳥類の家畜としては、例えば、ニワトリ、アヒル、七面鳥、ガチョウ、ホロホロ鳥、キジ、ダチョウ、ウズラ、インコ、オウム等が挙げられる。好ましい動物として、ブタ、ウシ、ウマ、ヒト等が挙げられ、入手しやすさ及び安全性の面で、ブタ、ウシ等がより好ましい。
　生体材料として用いる動物の組織の部位としては、細胞外にマトリックス構造を持った部位が挙げられる。具体的には、例えば、心臓、心膜、心臓弁膜、筋膜、皮膚、真皮、血管、肝臓、腎臓、尿管、膀胱、尿道、舌、扁桃、食道、胃、小腸、大腸、肛門、膵臓、脾臓、肺、脳、骨、脊髄、軟骨、精巣、子宮、卵管、卵巣、胎盤、角膜、骨格筋、腱、神経、硬膜、臍帯、羊膜、腸管、小腸粘膜下組織、その他のコラーゲン含有組織等が挙げられる。皮膚、真皮等を用いた場合は、膜厚が大きいためハンドリング性に劣り、また毛穴に由来する部分が残れば、その部分に血小板などが付着しやくなり、血栓ができやすくなるとの問題も生じうる。これらを考慮すると、また脱細胞化のし易さ、入手のし易さ、ロール化したときの耐圧性とハンドリング性の観点から、上記の部位の中で、心臓、心膜、心臓弁膜、筋膜、皮膚、血管等が好ましい。なお、優れた耐圧性を示すことができるため、心臓、心膜、心臓弁膜、筋膜、皮膚等がより好ましく、血管そのものの耐圧性にも匹敵する優れた耐圧性を示すため、心膜が特に好ましい。
　生体材料は続いて、脱細胞化とシート化を行うことで、生体材料由来シート状脱細胞化材料を調製することが得られる。脱細胞化は、シート化の前でも、後でも行うことができ、あるいはロール化して人工血管とした後に行うこともできる。しかし、加工性と脱細胞化のし易さから、脱細胞化は、ロール化の前に行うことが好ましく、またシート形状とした後に行うことが好ましい。
　脱細胞化は、動物から採取した生体材料から細胞及び核酸成分等の抗原性を有する成分を除去するために行う。脱細胞化を行うことで、生体に移植組織として使用した場合に起こる拒絶反応を抑制することができる。
　本発明において、脱細胞化の方法は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。脱細胞化の例としては、物理的撹拌、超音波処理、凍結融解法、高静水圧法、高張液低張液法、アニオン性界面活性剤又はノニオン性仮面活性剤等の界面活性剤による処理、蛋白分解酵素又は核酸分解酵素等による酵素処理、アルコール溶剤による処理等が挙げられ、これらの２種以上を組み合わせることもできる。
　本発明においては、構造タンパク質の力学強度を保持したまま効率良く脱細胞化できること、及び血液適合性の観点から、高静水圧法を含む方法を用いることが好ましい。
　シート化においては、シートの形状は問わないが、ロール化した人工血管の耐圧性とハンドリング性、加工性の点から矩形（長方形）又は略矩形が好ましい。シートが矩形又は略矩形の場合、その大きさは、目的の人工血管の大きさによって適宜選択することができる。ロール化としたときの、耐圧性とハンドリング性の点から、長さ方向の１辺（長辺）の長さは通常１０～４００ｍｍであり、２０～３００ｍｍが好ましい。シートの幅方向の１辺の長さ（短辺）は通常１．５～２００ｍｍであり、３～７０ｍｍが好ましく、６～４０ｍｍがより好ましい。
　本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料において、４方向の引張強さの最大値は４ＭＰａ以上であり、好ましくは５ＭＰａ以上である。４方向の引張強さの最大値が４ＭＰａ以上である本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料を用いることで、ロール化して調製される人工血管が極めて高い耐圧強度を有する。他方、試験例３及び４から理解されるように、ブタ大動脈又はウシ大動脈を用いて調製された生体材料由来シート状脱細胞化材料では、４方向の引張強さの最大値がそれぞれ３．１ＭＰａ又は３．９ＭＰａであり、そのためロール化して調製される人工血管の耐圧強度も劣っている。
　本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料において、引張強さが最大となる方向における伸び率が５０％～３００％であり、好ましくは１００～２５０％であり、より好ましくは１５０～２２０％である。伸び率をこの範囲にすることで、ロール化して調製される人工血管が極めて高い耐圧強度を有する。他方、試験例３及び４から理解されるように、ブタ大動脈又はウシ大動脈を用いて調製された生体材料由来シート状脱細胞化材料では、伸び率がそれぞれ３０４％又は３３２％であり、そのためロール化して調製される人工血管の耐圧強度も劣っている。
　本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料において、引張強さに異方性があって、最大応力比が１．５～５であるものも好ましい。その場合、本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料のロール化は、血管の円周方向に引張強さが大きくなるように行うことが好ましい。
　従来最適と考えられていたブタ大動脈又はウシ大動脈を用いて調製されたシート状脱細胞化材料をロール化して調製される人工血管は、試験例３及び４に記載の通り、耐圧強度が１２０ｍｍＨｇ又は１２１ｍｍＨｇと低い。それに対して、４方向の引張強さの最大値が４ＭＰａ以上であり、引張強さが最大となる方向における伸び率が５０％～３００％である本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料を用いてロール化して調製される人工血管は、試験例３及び４に記載の通り、従来最適と考えられていたブタ大動脈由来の材料よりも遥かに高い、例えば４００ｍｍＨｇ以上の耐圧強度を有する。すなわち、本発明の人工血管の耐圧強度は、好ましくは、４００ｍｍＨｇ以上であり、より６００ｍｍＨｇ以上であり、さらに好ましくは８００ｍｍＨｇ以上であり、最も好ましくは１０００ｍｍＨｇ以上である。
２．人工血管
　本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料を用いて、人工血管を調製することができる。本発明の人工血管の正面断面の形状としては、例えば、円形、略円形、楕円形、略楕円形等が挙げられ、柔軟性に富むために、その形状は用途に応じて変形させることができる。その内周は通常、１．５～２００ｍｍが好ましく、３～７０ｍｍがより好ましく、更に好ましくは６～４０ｍｍである。
　本発明の人工血管は、耐圧性の観点から、人工血管を形成する壁部の一部が２層構造となっていることが好ましい。人工血管を形成する壁部の一部が２層構造となっている態様としては、壁部として２層構造及び３層構造を有する人工血管（例えば図１（ｉ））、壁部として全てが２層構造である人工血管、及び壁部として単層構造及び２層構造を有する人工血管（例えば図１（ｉｉ））が含まれる。
　壁部として２層構造及び３層構造を有する人工血管における、２層構造部分の長さ（図１（ｉ）における、外壁上の点ｇから、右回りに点ｈまでの外壁上の距離）は、外周の長さに対し、０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、８０％以上が更に好ましい。ここで、外周の長さは、人工血管の任意の１点を始点及び終点とする人工血管の外壁部の長さを指す。例えば、図１（ｉ）の外周の長さとは、ｇを始点及び終点とする人工血管の外壁部の長さを指す。
　壁部として単層構造及び２層構造を有する人工血管における、２層構造部分の長さ（図１（ｉｉ）における、外壁上の点ｊから、左回りに点ｋまでの外壁上の距離）は、外周の長さに対し、１０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、８０％以上が更に好ましい。ここで、外周の長さは、人工血管の任意の１点を始点及び終点とする人工血管の外壁部の長さを指す。例えば、図１（ｉｉ）の外周の長さとは、ｊを始点及び終点とする人工血管の外壁部の長さを指す。
　本発明の人工血管では、特許文献２に記載された少なくとも１辺の縁部が末端に向かって厚み方向に薄くなる形状（テーパー）を有する生体材料由来シート状脱細胞化材料を用いることが好ましい。すなわち、生体材料由来シート状脱細胞化材料の断面の両端又は一端が先細りの形状となったものである。その生体材料由来シート状脱細胞化材料の断面は、直線的に加工されている必要はない。テーパー部は、生体材料由来シート状脱細胞化材料の４辺の縁部全てに有してもよく、生体材料由来シート状脱細胞化材料の３辺、２辺または１辺の縁部がテーパー状になっていてもよい。生体材料由来シート状脱細胞化材料はテーパー部が人工血管の内腔側になるようにロール化して、人工血管を形成する。また、生体材料由来シート状脱細胞化材料の少なくとも２辺の縁部にテーパーを有することが好ましく、生体材料由来シート状脱細胞化材料の長さ方向の２辺の縁部にテーパーを有することが更に好ましく、生体材料由来シート状脱細胞化材料の１辺の縁部にテーパーを有することがなお更に好ましく、長さ方向の１辺の縁部にテーパーを有することが最も好ましい。
　人工血管の調製の一実施態様として、芯材にシートを巻きつけることによって人工血管を形成することができる。ここで、芯材の外周や長さは、目的とする人工血管の内周や長さによって種々の芯材を選択することができ、材質は問わない。使用する芯材の外周は、概ね人工血管の内周に対応するため、目的とする人工血管の内周に応じて、芯材を適宜選択すればよい。芯材としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製やポリウレタン（ＰＵ）製、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）製のチューブや円柱状の棒材が挙げられる。
　本発明の人工血管は、生体材料由来シート状脱細胞化材料の一部を縫合することにより、又は接着剤で貼りあわせることにより形成することが可能であり、これらの両方とも用いてもよい。加工性の点から、接着剤を用いて貼りあわせることが好ましい。従って、生体材料由来シート状脱細胞化材料のテーパー部は縫合や接着剤などの手段で人工血管の内壁に固定され得る。
　使用できる接着剤は、従来使用されている生体組織用の接着剤であればよく、フィブリン糊、シアノアクリレート系の重合性接着剤、ゼラチンとレゾルシノールをホルマリンで架橋させるゼラチン糊などが挙げられ、耐圧性の点から、フィブリン糊が好ましい。フィブリン糊とは、フィブリノゲンに酵素であるトロンビンが作用して形成される糊状の凝塊を、例えば組織の閉鎖、臓器損傷の接着及び止血などに利用する製剤のことをいう。
　接着剤は、生体材料由来シート状脱細胞化材料が人工血管を形成するように貼り合わすことができれば、接着剤を塗布する場所は特に限定されない。しかし、人工血管の内壁面に接着剤が存在しないように塗布することが好ましい。接着剤が人工血管の内側（内腔）を通過する物質と接触することで何らかの悪影響を及ぼす可能性があるためである。さらに、テーパー部には十分に接着材を塗布して、図１（ｉ）又は（ｉｉ）のような、人工血管の断面が円形、略円形、楕円又は略楕円形となるように接着させる必要がある。テーパー部の接着が不十分であると、その部分の耐圧性が悪化する可能性があり、所望の人工血管を得ることができないからである。
　本発明の人工血管は、人工血管用途として用いられるが、例えば、尿管、気管、リンパ管等の管状の生体組織の移植片としても使用できる。
　本発明の人工血管は、従来最適と考えられていたブタ大動脈由来の材料よりも遥かに高い耐圧強度を有する。本発明の人工血管の耐圧強度は、好ましくは、６００ｍｍＨｇ以上であり、より好ましくは８００ｍｍＨｇ以上であり、さらに好ましくは１０００ｍｍＨｇ以上である。また、本発明の人工血管は、手術時等のハンドリング性に優れる。
　本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料を用いて、血管補修材として血管の補修のために用いることもできる。例えば、本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料を用いて、血管の損傷した部分に貼り付ける等の処置を行うことができる。
　以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
実施例１
ブタ大動脈シート状脱細胞化材料の調製
　ブタ大動脈の外膜を全体的に剥離し除去した後、切り開いてシート状の大動脈を得た。ポリエチレン製チャック付き袋に、得られたシートを、生理食塩水を媒体として、研究開発用高圧処理装置（（株）神戸製鋼所製：Ｄｒ．ＣＨＥＦ）で１００ＭＰａにて１５分間高静水圧処理を行った。処理したシートを核酸分解酵素のＤＮａｓｅを２０ｐｐｍ含有する生理食塩水中、４℃で９６時間振盪し、続いて８０％エタノール中で４℃にて７２時間、最後に生理食塩水中で４℃にて２時間洗浄を行って、ブタ大動脈シート状脱細胞化材料を得た。
実施例２
ブタ大動脈脱細胞化人工血管の調製
　実施例１で調製したブタ大動脈シート状脱細胞化材料を２４ｍｍ×１００ｍｍに成型し、管状構造体に成形後内側になるようにして、生体接着剤のフィブリン糊を、中膜組織側の面に塗布しながら、外径３．０ｍｍのＰＴＦＥチューブを芯として二重巻きに巻きつけ、５分間圧着して成形した。それを生理食塩水に浸漬し、芯材のＰＴＦＥチューブを抜き取り、両端を切断して、１００ｍｍ×３ｍｍφの人工血管を作製した。ロール化は大動脈の流路と同一の方向に流路が形成されるように成型した。
試験例１
耐圧性試験
　ブタ大動脈の一端を鉗子でクランプし、反対側の端部にカニューレを挿入して結紮した。カニューレにはシリンジ及びマノメーターを接続した。シリンジ内の生理食塩水をブタ大動脈内に注入し、破裂した際の圧力を耐圧力として測定した。結果を表１に示す。
　実施例２で調製した人工血管の一端を鉗子でクランプし、反対側の端部にカニューレを挿入して結紮した。カニューレにはシリンジ及びマノメーターを接続した。シリンジ内の生理食塩水を人工血管内に注入し、人工血管が破裂した際の圧力を耐圧力として測定した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
実施例３
ブタ心膜シート状脱細胞化材料の調製
　ポリエチレン製チャック付き袋に、採取したブタ心膜シートを、生理食塩水を媒体として、研究開発用高圧処理装置（（株）神戸製鋼所製：Ｄｒ．ＣＨＥＦ）で１００ＭＰａにて１５分間高静水圧処理を行った。処理したシートを核酸分解酵素のＤＮａｓｅを２０ｐｐｍ含有する生理食塩水中、４℃で９６時間振盪し、続いて８０％エタノール中で４℃にて７２時間、最後に生理食塩水中で４℃にて２時間洗浄を行って、ブタ心膜シート状脱細胞化材料を得た。
実施例４
ブタ真皮シート状脱細胞化材料の調製
　ブタの皮膚から真皮層を分離し、シート状の真皮を得た。ポリエチレン製チャック付き袋に、この真皮と、高静水圧処理の媒体として生理食塩水を入れ、研究開発用高圧処理装置（（株）神戸製鋼所製：Ｄｒ．ＣＨＥＦ）を用いて、１００ＭＰａの静水圧を１５分間印加した。高静水圧処理した真皮を、核酸分解酵素としてＤＮａｓｅを２０ｐｐｍ含有する生理食塩水中、４℃で９６時間振盪することにより洗浄し、更に、８０％エタノール中、４℃で７２時間振盪した後、生理食塩水中、４℃で２時間振盪して、ブタ真皮シート状脱細胞化材料を得た。
試験例２
ブタ由来シート状脱細胞化材料の引張試験
（１）試験片の採取・作製
　実施例１、３及び４で調製した長方形をしたシート状脱細胞化材料（ブタ大動脈、ブタ心膜、ブタ真皮）からＩＳＯ３７に記載されているダンベル形状８号形試験片を採取した。シート内における引張強さの異方性も評価するため、長辺と平行方向に試験片を採取する場合を０°とし、１枚のシートから０°、３０°、６０°、９０°の４方向についてダンベル状試験片を作製した。
（２）試験片の測定
　ダンベル状試験片の平行部分の厚さは、３Ｄワンショット形状測定装置（ＶＲ－３２００、キーエンス社製）を用いて測定した。試験片の幅（ｍｍ）は、平行部分の打抜き刃形の切断端面間の長さ（４０ｍｍ）をそのまま用いた。
　試験片の厚さと幅から試験片の断面積Ａ（ｍｍ２）を次の式で算出した。
　Ａ＝ｔ×ｗ
（Ａ：試験片断面積（ｍｍ２）、ｔ：試験片厚さ（ｍｍ）、ｗ：試験片幅（ｍｍ））
（３）試験手順
　ＩＳＯ３７に準拠し、以下の通り引張試験を実施した。断面に均一に引張力を分布させるため、試験片の両端が対象的に保持されるように、試験片を力学試験機（ＭＣＴ２１５０、ＡＮＤ社製）に取り付けた。試験機を作動させ標線間距離の変化と力の変化を継続的に観察し、最大荷重Ｆｍａｘ（Ｎ）と切断時の標線間距離Ｌｂ（ｍｍ）を測定した。つかみ具の速度は、２００ｍｍ／ｍｉｎとした。標線間の外側で破断した試験片データは、棄却し、追加の試験片で繰り返し試験を行った。４方向に打ち抜いた試験片は、方向毎に正しく２回測定されるまで行った。測定値から下記計算式で４方向の引張強さ、引張強さの異方性、伸び率を計算し、表２に示した。
　なお、「４方向の引張強さ」及び「応力比」は、方向毎の平均値に基づいて４方向間について比較した。
（４）結果の計算
＜引張強さσ＞
　σ（ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ２））は次の式で算出した。
　σ＝Ｆｍａｘ／Ａ
（σ：引張強さ（ＭＰａ）、Ｆｍａｘ：最大加重（Ｎ）、Ａ：試験片断面積（ｍｍ２））
＜伸び率（切断時伸び）ε＞
　ε（％）は、次の式で算出した。
　ε＝（Ｌｂ－Ｌ０）／Ｌ０×１００
（Ｌｂ：切断時の標線間距離（ｍｍ）、Ｌ０：初期の標線間距離（ｍｍ））
＜シート内の異方性＞
　シート内の異方性は、次の式で算出される応力比Ｓとして取り扱った。
　Ｓ＝σｍａｘ／σｍｉｎ
（σｍａｘ：４方向の引張試験のうち、最大の引張強さ（ＭＰａ））
　σｍｉｎ：４方向の引張試験のうち、最小の引張強さ（ＭＰａ））
実施例５
ブタ由来シート状脱細胞化人工血管の調製
　実施例２及び３で調製したシート状脱細胞化材料を２４ｍｍ×１００ｍｍに成型し、表面の水分をふき取り、生体接着剤のフィブリン糊を塗布しながら、外径３．０ｍｍのＰＴＦＥチューブを芯として二重巻きに巻きつけ、５分間圧着して成形した。それを生理食塩水に浸漬し、芯材のＰＴＦＥチューブを抜き取り、両端を切断して、１００ｍｍ×３ｍｍφの人工血管を作製した。ロール化は、血管の円周方向に引張強さが大きくなるように成形した。
試験例３
ブタ由来シート状脱細胞化人工血管の引張試験及び耐圧性試験
　実施例２及び５で調製した３つの人工血管の一端を鉗子でクランプし、反対側の端部にカニューレを挿入して結紮した。カニューレにはシリンジ及びマノメーターを接続した。シリンジ内の生理食塩水を人工血管内に注入し、人工血管が破裂した際の圧力を耐圧力として測定した。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
実施例６
ウシ由来シート状脱細胞化材料及びウシ由来シート状脱細胞化人工血管の調製
　ブタ大動脈に代えてウシ大動脈、及びブタ心膜に代えてウシ心膜を用いた以外は実施例１～５と同様にして、ウシ大動脈シート状脱細胞化材料及びウシ心膜シート状脱細胞化材料、並びにウシ大動脈脱細胞化人工血管及びウシ心膜脱細胞化人工血管を調製した。
試験例４
ウシ由来シート状脱細胞化人工血管の引張試験及び耐圧性試験
　実施例６で調製したウシ由来シート状脱細胞化材料及びウシ由来シート状脱細胞化人工血管を用いて、試験例３と同様にして引張試験及び耐圧性試験を行った。その結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　今回開示された実施の形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
　本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料は、従来最適と考えられていたブタ大動脈由来の材料よりも遥かに高い耐圧強度を有する人工血管を調製することができる。従って、本発明の生体材料由来シート状脱細胞化材料を血管として又は血管の修復に用いた際、血管そのものの耐圧性にも匹敵する優れた耐圧性を維持することができる。

Claims (6)

  1. 　４方向の引張強さの最大値が４ＭＰａ以上であって、引張強さが最大となる方向における伸び率が５０％～３００％である、生体材料由来シート状脱細胞化材料。
  2. 　ロール化後の人工血管の耐圧強度が４００ｍｍＨｇ以上である、請求項１に記載の生体材料由来シート状脱細胞化材料。
  3. 　引張強さに異方性があり、最大応力比が１．５～５である、請求項１又は２に記載の生体材料由来シート状脱細胞化材料。
  4. 　心膜由来である、請求項１～３のいずれかに記載の生体材料由来シート状脱細胞化材料。
  5. 　人工血管用又は血管の修復用である、請求項１～４のいずれかに記載の生体材料由来シート状脱細胞化材料。
  6. 　請求項１～４のいずれかに記載の生体材料由来シート状脱細胞化材料からなる人工血管。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005063316A1 (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Cardio Incorporated 移植可能な生体材料およびその作成方法
WO2014109185A1 (ja) 2013-01-08 2014-07-17 一般財団法人化学及血清療法研究所 脱細胞化血管シートを用いた人工血管
WO2016136633A1 (ja) * 2015-02-27 2016-09-01 株式会社Adeka 脱細胞化組織
WO2016194895A1 (ja) 2015-06-02 2016-12-08 株式会社Adeka 生体由来組織のシート、該シートから得られる管状構造体及び該管状構造体からなる人工血管

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1698356A4 (en) * 2003-12-26 2007-03-14 Cardio Inc DECELLULARIZED FABRIC AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
CA2723141A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Ethicon, Inc. Tissue engineered blood vessel
ES2616501T3 (es) * 2008-06-16 2017-06-13 Panasonic Corporation La administración de la coexistencia entre los protocolos de señalización en un medio compartido
WO2014034759A1 (ja) * 2012-08-31 2014-03-06 国立大学法人京都大学 加圧処理を用いた組織の脱細胞化方法
US20150100115A1 (en) * 2012-10-08 2015-04-09 Cormatrix Cardiovascular, Inc. Extracellular Matrix Prostheses for Treating Damaged Biological Tissue
KR20140109185A (ko) 2013-03-05 2014-09-15 삼성전자주식회사 영상 처리 장치 및 방법
CN104700355A (zh) 2015-03-31 2015-06-10 百度在线网络技术（北京）有限公司 室内二维平面图的生成方法、装置和系统
CN106075582A (zh) * 2016-06-27 2016-11-09 暨南大学 一种组织工程血管化支架及其构建方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005063316A1 (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Cardio Incorporated 移植可能な生体材料およびその作成方法
WO2014109185A1 (ja) 2013-01-08 2014-07-17 一般財団法人化学及血清療法研究所 脱細胞化血管シートを用いた人工血管
WO2016136633A1 (ja) * 2015-02-27 2016-09-01 株式会社Adeka 脱細胞化組織
WO2016194895A1 (ja) 2015-06-02 2016-12-08 株式会社Adeka 生体由来組織のシート、該シートから得られる管状構造体及び該管状構造体からなる人工血管

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HOGANSON, DH ET AL.: "The retention of extracellular matrix proteins and angiogenic and mitogenic cytokines in a decellularized porcine dermis", BIOMATERIALS, vol. 31, no. 26, 2010, pages 6730 - 6737, XP009138805, ISSN: 0142-9612, DOI: 10.1016/j.biomaterials.2010.05.019 *
JAHNAVU, S ET AL.: "Engineering of a polymer bio-hybrid heart valve scaffold", MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING C, vol. 51, 2015, pages 263 - 273, XP029124734, ISSN: 0298-4931, doi:10.1016/j.msec.2015.03.009 *
PASQUINO, E ET AL.: "Bovine pericardium for heart valve bioprostheses: in vitro and in vivo characterization of new chemical treatments", JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE: MATERIALS IN MEDICINE, vol. 5, 1994, pages 850 - 854, XP055613794, ISSN: 0957-4530 *
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