JP2006026155A

JP2006026155A - 管状の人工器官

Info

Publication number: JP2006026155A
Application number: JP2004210322A
Authority: JP
Inventors: Hideki Furuya; 英樹古屋; Chikara Kotani; 主税小谷; Kunio Kuwabara; 邦生桑原
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】本発明は、ポリエステルなどの合成樹脂の織り構造の人工血管で、目止め性が向上し、鉗子操作性が向上し、強度低下のない人工器官の提供を目的とした。
【解決手段】緯糸及び経糸からなる織り構造の管状の人工器官であり、この管状の人工器官の経糸が、１）周方向に隣接する２本の経糸（経糸Ａ及び経糸Ｂ）が式（１）の関係を満たす部分が少なくとも１カ所あり、２）経糸Ｂから、周方向に隣接する２本の経糸が式（１）の関係を満たす部分の経糸までの周方向に配列されている経糸において、経糸とそれに隣接する経糸とが、式（２）又は式（３）の関係を満たすように配置されていることを特徴とする人工器官を提供すること。

【選択図】なし

Description

本発明は、人工血管などの管状の人工器官に関し、取扱性及び目止め性に優れる人工器官に関するものである。

ポリエステルなどを用いて平織りなど種々の織物などの管状の人工器官が、移植用の人工血管として利用されている。

特許文献１には、実質的にポリエステル樹脂のみから構成され、かつ３７℃の水で測定した有孔度が１５ｍｌ／ｃｍ^２・ｍｉｎ・１２０ｍｍＨｇ以下の人工血管が開示されている。
特許文献２には、繊維を織、編、組、絡処理のうちいずれかまたは２つ以上を用いて管状に構成してなる人工血管において、前記繊維が、部分的に融着用繊維を含むものであることを特徴とする人工血管が開示されている。

特開平７−１６３６３５号公報特開平６−００７３８７号公報

編みや織りにより製造される人工血管は、柔軟性や器質化を向上させるために、編目や織り目を大きくする必要がある。しかし、編目や織り目を大きくすると、得られる人工血管は強度が低下したり、目止め性が低下したり、鉗子操作が困難になることが考えられる。

本発明は、ポリエステルなどの合成樹脂の平織りの人工血管で、目止め性が向上し、鉗子操作性が向上し、強度低下のない人工器官の提供を目的とした。

本発明は、周方向に径の異なる経糸を、特定の条件を満たすように用いて、平織りなどの織り構造の管状の人工血管を作成することにより、織り目を大きくすることなしに、目止め性に優れ、鉗子操作性に優れている人工血管が得られることを見出した。

本発明は、
緯糸及び経糸からなる織り構造の管状の人工器官であり、
この管状の人工器官の経糸が、
１）周方向に隣接する２本の経糸（経糸Ａ及び経糸Ｂ）が式（１）の関係を満たす部分が少なくとも１カ所あり、
２）経糸Ｂから、周方向に隣接する２本の経糸が式（１）の関係を満たす部分の経糸までの周方向に配列されている経糸において、経糸とそれに隣接する経糸とが、式（２）又は式（３）の関係を満たすように配置されていることを特徴とする人工器官を提供することである。

さらに本発明は、
緯糸及び経糸からなる織り構造の管状の人工器官であり、
この管状の人工器官の経糸が、
１）周方向に隣接する２本の経糸（経糸Ａ及び経糸Ｂ）が式（１）の関係を満たす部分が少なくとも１カ所あり、
２）経糸Ｂから、周方向に隣接する２本の経糸が式（１）の関係を満たす部分の経糸までの周方向に配列されている経糸において、経糸とそれに隣接する経糸とが、式（２）と式（３）の順序、又は式（３）と式（２）の順序で交互に関係を満たすように配置されていることを特徴とする人工器官を提供することである。

本発明の人工器官の好ましい態様をしめす。
経糸は、奇数であることが好ましい。
周方向に隣接する２本の経糸（経糸Ａ及び経糸Ｂ）が式（１）の関係を満たす部分は、１以上の奇数カ所有することが好ましい。
織り構造は、平織りであることが好ましい。

本発明の人工器官は、柔軟性に優れ、取り扱い性、器質化が良好で、治癒性に優れ、コーティング剤又はプロクロッティング処理による目止め性能に優れ、鉗子による遮断が容易になる。

以下に、本発明の実施の形態を図面により詳細に説明する。ただし、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

図１には、本発明の一例である平織りの管状の人工血管１０の軸方向の縦断面の一部切り欠き部分における、経糸の周方向の配列を示す模式図であり、緯糸は省略されている。人工血管１０の経糸の数は、奇数である。
人工血管１０の経糸の周方向の配列は、経糸１ａから時計回りの周方向に経糸が、経糸（１ｂ，２ａ、１ｃ、２ｂ、１ｄ、・・・・、１ｙ，２ｘ，１ｚ，２ｙ）の順に配置されている。
周方向に並ぶ２本の経糸（１ａ、１ｂ）は、経糸１ａを経糸Ａとし、経糸１ｂを経糸Ｂとし、下記式（１）の条件を満たしている。経糸１ｂと時計回りに隣接する経糸２ａとは、式（３）の関係を満たし、経糸２ａと時計回りに隣接する経糸１ｃとは、式（２）の関係を満たしている。さらに経糸１ｃと経糸２ｂは式（３）の関係を満たし、経糸２ｂと時計回りに隣接する経糸１ｄとは、式（２）の関係を満たしている。このように式（１）の条件を満たしている経糸１ｂより周方向に時計回りに配置されている経糸は、それと時計方向に隣接する経糸とが、式（３）と式（２）の順序で交互に関係を満たすように配置されている。また、経糸１ａとそれより半時計回りに配置されている経糸２ｙとの関係は、経糸２ｙと時計回りに隣接する経糸１ａとは、式（２）の関係を満たしている。
人工血管１０で使用されている経糸は、同程度の太さの経糸（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，・・・，１ｙ，１ｚ）（例えば、第一群とする）と、それらより太く同程度の太さの経糸（２ａ，２ｂ，２ｃ，・・・，２ｘ，２ｙ，２ｚ）（例えば、第二群とする）との２種類である。
人口血管１０では、周方向に並ぶ２本の経糸が、下記式（１）の条件を満たしている部分を複数有することができ、例えば１以上の奇数カ所有することが出来る。

図２には、本発明の別の一例である平織りの管状の人工血管５０の軸方向の縦断面の一部切り欠き部分における、経糸の周方向の配列を示す模式図であり、緯糸は省略されている。人工血管５０の経糸の数は、奇数である。
人工血管５０の経糸の周方向の配列は、経糸３ａから時計回りの周方向に経糸が、経糸（３ｂ，４ａ、３ｃ、４ｂ、３ｄ、・・・・、３ｙ，４ｘ，３ｚ，４ｙ）の順に配置されている。
周方向に並ぶ２本の経糸（３ａ、３ｂ）は、経糸３ａを経糸Ａとし、経糸３ｂを経糸Ｂとすると下記式（１）の条件を満たしている。
経糸３ｂと時計回りに隣接する経糸４ａとは、式（２）の関係を満たし、経糸４ａと時計回りに隣接する経糸３ｃとは、式（３）の関係を満たしている。さらに経糸３ｃと経糸４ｂは式（２）の関係を満たし、経糸４ｂと時計回りに隣接する経糸３ｄとは、式（３）の関係を満たしている。このように下記式（１）の条件を満たしている経糸３ｂより周方向に時計回りに配置されている経糸は、それと時計方向に隣接する経糸とが、式（２）と式（３）の順序で交互に関係を満たすように配置されている。また、経糸３ａとそれより半時計回りに配置されている経糸４ｙとの関係は、経糸４ｙと時計回りに隣接する経糸３ａとは、式（３）の関係を満たしている。
人工血管５０で使用されている経糸は、同程度の太さの経糸（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，・・・，３ｙ，３ｚ）（例えば、第二群とする）と、それらより細く同程度の太さの経糸（４ａ，４ｂ，４ｃ，・・・，４ｘ，４ｙ，４ｚ）（例えば、第一群とする）との２種類である。人口血管５０では、周方向に並ぶ２本の経糸が、下記式（１）の条件を満たしている部分を複数有することができ、例えば１以上の奇数カ所有することが出来る。

上記式（１）、式（２）及び式（３）において、
Ｒ^１は、０．９であり、好ましくは０．９２であり、さらに好ましくは０．９５であり、特に好ましくは０．９８であり、
Ｒ^２は、１．１であり、好ましくは１．２であり、さらに好ましくは１．３であり、特に好ましくは１．４であり、
Ｒ^３は、０．９であり、好ましくは０．８であり、特に好ましくは０．７であり、
Ｒ^４は、１．１であり、好ましくは１．２であり、さらに好ましくは１．３であり、特に好ましくは１．４である。

人工器官において、使用する経糸は、同程度の太さの経糸（第一群）と、これより太く同程度の太さの経糸（第二群）の少なくとも２種類の太さの経糸を用いることが好ましい。
人工器官に使用する経糸は、一例として、
（ｉ）式（１）を満たす経糸が第一群の経糸であり、式（２）の経糸が第二群の経糸であり、これに隣接する経糸が第一群である組み合わせ、
（ii）式（１）を満たす経糸が第二群の経糸であり、式（２）の経糸が第一群の経糸であり、これに隣接する経糸が第二群である組み合わせ、
（iii）式（１）を満たす経糸が第一群の経糸であり、式（２）の経糸が第一群の経糸であり、これに隣接する経糸が第二群である組み合わせ、
（iv）式（１）を満たす経糸が第二群の経糸であり、式（２）の経糸が第二群の経糸であり、これに隣接する経糸が第一群である組み合わせ、などを挙げることが出来る。

人工器官において、使用する経糸として、主な糸の太さが２種類（例えば、第一群と第二群）からなる場合、第一群の経糸の太さは、好ましくは２０〜３００デニール、さらに好ましくは３０〜２５０デニール、より好ましくは４０〜２００デニール、特に好ましくは４５〜１７０デニールの範囲であり、
第二群の経糸の太さは、好ましくは８０〜８００デニール、さらに好ましくは８５〜７５０デニール、より好ましくは９０〜７００デニール、特に好ましくは９５〜６５０デニールの範囲が好ましい。
人工器官において、使用する経糸として、主な糸の太さが２種類（例えば、第一群と第二群）からなる場合、第一群の経糸の太さのばらつきは、好ましくは２０デニール以内、さらに好ましくは１５デニール以内、より好ましくは１０デニール以内、特に好ましくは５デニール以内であり、
第二群の経糸の太さは、好ましくは５０デニール以内、さらに好ましくは４０デニール以内、より好ましくは３０デニール以内、特に好ましくは２０デニール以内である。

人工器官において、使用する緯糸の径は実用上問題なければ特に制限はないが、好ましくは２０〜３００デニール、さらに好ましくは３０〜２５０デニール、より好ましくは４０〜２００デニール、特に好ましくは４５〜１７０デニールの範囲が好ましい。

本発明の人工器官を構成する緯糸及び経糸は、合成や天然などの樹脂やタンパク質からなる繊維である。
合成樹脂としては、熱可塑性合成樹脂を用いることが出来、ポリエチレン，ポリプロピレン，エチレン−α−オレフィン共重合体などのポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリシクロヘキサンテレフタレート，ポリエチレン−２，６−ナフタレートなどのポリエステル、４フッ化エチレン（ＰＴＦＥなど）やＥＴＦＥなどのフッ素化ポリオレフィンなどのフッ素樹脂などを挙げることができる。さらに好ましくは、化学的に安定で耐久性が大きく、組織反応の少ない、ＰＴＦＥやＥＴＦＥなどのフッ素樹脂、化学的に安定で耐久性が大きく、組織反応の少ない、引張り強度等機械的物性の優れたポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルが好ましい。特に好ましくは、体温によりポリエステル樹脂の強度が低下する場合が考えられるため、ガラス転移温度６０℃以上のポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルが好ましい。

天然樹脂としては、とうもろこしなどの植物より得られるポリ乳酸などを挙げることができる。

合成樹脂繊維に用いる合成樹脂は、非伸縮性であり、大きな弾性を有しない特徴の樹脂を用いることが出来る。

合成樹脂繊維としては、紡糸可能な円形、楕円、Ｕ型、中空状、リボン状、断面が円形や楕円形ではない異径などの形状で、紡糸可能な太さの糸を用いることができ、好ましくは０．０１〜５デニール、さらに好ましくは０．１〜３デニール、より好ましくは０．２〜２デニール、特に好ましくは０．３〜１デニールのモノフィラメントを複数本、好ましくは数〜数百本、さらに好ましくは１０〜７００本、特に好ましくは１０〜１００本を撚った糸や束ねた糸を用いることが出来る。

本発明の人工器官、合成樹脂繊維、合成樹脂などは、ヘパリン、コラーゲン、ゼラチンなどの生体由来成分で被覆処理をされていないもの、ヘパリン、コラーゲン、アセチルサリチル酸、ゼラチンなどの抗血栓性材料で被覆処理されたものなどを用いることが出来る。

本発明の人工器官は、緯糸及び経糸からなる織り構造の管状の人工器官であり、クリンプ加工されていないもの、または、クリンプ加工されていない部分とクリンプ加工されていない部分間にクリンプ加工された部分を有したもの、さらに端部がクリンプ加工されていない部分であるもの（端部を除いてクリンプ加工していない部分を有していてもよい）などを好ましく用いることができる。

クリンプ加工としては、熱可塑性樹脂繊維の平織などの織編物のチューブの表面を凹凸状に加工する方法を用いることができる。例えば、米国特許第３３３７６７３号明細書に記載の方法、すなわち、丸棒表面に、熱可塑性樹脂繊維の平織したチューブを嵌め込み、チューブの上から糸を等間隔に螺旋状に巻き付け、そのままチューブを軸方向に圧縮して縮めることにより襞を形成し、加熱して熱セットする方法。特開平１−１５５８６０号明細書に記載の方法、すなわち、熱可塑性樹脂繊維の平織したチューブを、表面を充分に研磨したネジ棒に嵌め込み、ネジ溝に沿って適宜の糸を巻き付け、そのままの状態で加熱処理して熱セットする方法などを好ましく用いることができる。

本発明の人工器官の引張り強度は、実用上問題なければ特に制限はないが、好ましくは５Ｋｇ以上、さらに好ましくは７Ｋｇ〜１００Ｋｇ、特に好ましくは８Ｋｇ〜７０Ｋｇの範囲の物を用いることができる。

本発明の人工器官の外径は、実用上問題なければ特に制限はないが、４ｍｍ以上、好ましくは４．５ｍｍ以上、さらに好ましくは５ｍｍ以上、特に好ましくは６ｍｍ以上から６０ｍｍ以下、好ましくは５５ｍｍ以下、さらに好ましくは５０ｍｍ以下、特に好ましくは４５ｍｍ以下の範囲の物を用いることが出来る。

本発明の人工器官の長さは、実用上問題なければ特に制限はないが、２ｃｍ以上、好ましくは２．５〜５０ｃｍ、さらに好ましくは３〜４０ｃｍ、特に好ましくは４〜３０ｃｍの物を用いることが出来る。

本発明の人工器官の厚みは、実用上問題なければ特に制限はないが、好ましくは１００〜８００μｍ、さらに好ましくは１２０μｍ〜７００μｍ、特に好ましくは１５０μｍ〜６００μｍを用いることができる。

本発明の人工器官の有孔度は、実用上問題なければ特に制限はない。

本発明の人工器官は、人工血管、人工食道、人工気管などの管状構造物などに用いることが出来る。

特性の評価方法を示す。
（１）有孔度：管状物に３７℃で１２０ｍｍＨｇの水を流し、流出した水の重量、管状物の表面積、時間から有孔度を算出する。
（２）引張強度：引張強度の測定条件は、温度２３℃、引張り速度１０ｍｍ／ｍｉｎ、試料として径方向（幅）に１ｃｍ、軸方向（長さ）に２ｃｍである。引張強度は、測定試料数５の平均値である。

例えば、合成樹脂繊維の平織の布の場合、緯糸方向の引張強度を測定する。

［実施例１〜１４］
経糸及びこれに隣接する経糸は、０．７デニールのポリエチレンテレフタレート製モノフィラメントを複数本撚糸した表１に示す太さのものを用い、緯糸は０．７デニールのポリエチレンテレフタレート製モノフィラメントを複数本撚糸した１００デニールの糸を用いた。
周方向に隣接する２本の経糸が式（１）の関係を満たす部分が１カ所有し、この部分の経糸として経糸αを用い、それに隣接する経糸として経糸βを用い、以降経糸αと経糸βとを交互に配置して、図１に示すようなシームのない管状で平織りの人工器官を作成した。経糸の総数は奇数である。
実施例１２の人工器官について、表面及び断面の顕微鏡写真を図３及び図４に示す。
実施例１〜１４の人工器官の経糸は、経糸α及び経糸βの２種類の太さの糸を用いた。

［比較例１］
経糸は、０．７デニールのポリエチレンテレフタレート製モノフィラメントを複数本撚糸した１５０デニールの糸を用い、緯糸は０．７デニールのポリエチレンテレフタレート製モノフィラメントを複数本撚糸した１００デニールの糸を用いて、シームのない管状で平織りの人工器官を作成した。
比較例１の人工器官について、表面及び断面の顕微鏡写真を図５及び図６に示す。

実施例１２の断面写真（図４）と比較例１の断面写真（図６）とを比較すると、比較例１の断面に比べ、実施例１２の断面は、経糸が満に織られていた。実施例１２を除く実施例１〜１４の人工器官の断面でも、経糸は全て満に織られていた。
実施例１〜１４の人工器官は、全て比較例１の人工器官よりも、柔軟性に優れ、ゼラチンのコーティング処理による目止め性能に優れていた。
実施例１〜１４の人工器官及び比較例１の人工器官の人工血管内部からの光の透過を目視で観察した所、実施例１〜１４の人工器官では光漏れがなく、比較例１の人工器官では少し光が漏れていた。実施例１〜１４の人工器官は比較例１に比べ、目詰効果が大きい。
なお図４及び図６は、人工器官の周方向の断面であり、経糸の配置が理解できる。

本発明の一例である平織りの管状の人工血管の軸方向の縦断面の一部切り欠き部分における、経糸の周方向の配列を示す模式図である。本発明の別の一例である平織りの管状の人工血管の軸方向の縦断面の一部切り欠き部分における、経糸の周方向の配列を示す模式図である。本発明の人工器官の一実施形態を示す表面の顕微鏡写真である。本発明の人工器官の一実施形態を示す周方向に切断した断面の顕微鏡写真である。比較例の人工器官の一実施形態を示す表面の顕微鏡写真である。比較例の人工器官の一実施形態を示す周方向に切断した断面の顕微鏡写真である。

符号の説明

１，２，３，４：経糸、１０，５０：人工血管。

Claims

緯糸及び経糸からなる織り構造の管状の人工器官であり、
この管状の人工器官の経糸が、
１）周方向に隣接する２本の経糸（経糸Ａ及び経糸Ｂ）が式（１）の関係を満たす部分が少なくとも１カ所あり、
２）経糸Ｂから、周方向に隣接する２本の経糸が式（１）の関係を満たす部分の経糸までの周方向に配列されている経糸において、経糸とそれに隣接する経糸とが、式（２）又は式（３）の関係を満たすように配置されていることを特徴とする人工器官。
緯糸及び経糸からなる織り構造の管状の人工器官であり、
この管状の人工器官の経糸が、
１）周方向に隣接する２本の経糸（経糸Ａ及び経糸Ｂ）が式（１）の関係を満たす部分が少なくとも１カ所あり、
２）経糸Ｂから、周方向に隣接する２本の経糸が式（１）の関係を満たす部分の経糸までの周方向に配列されている経糸において、経糸とそれに隣接する経糸とが、式（２）と式（３）の順序、又は式（３）と式（２）の順序で交互に関係を満たすように配置されていることを特徴とする人工器官。
経糸は、奇数であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人工器官。
周方向に隣接する２本の経糸（経糸Ａ及び経糸Ｂ）が式（１）の関係を満たす部分が、１以上の奇数カ所有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の人工器官。