JPH01110366A - 人工管腔臓器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、人工気管、人工食道などの人工管腔臓器に関
するものである。

〔従来の技術〕

人工気管は、テフロン（商品名）、マーレックスメツシ
ュ（商品名）、シラスティックチューブ（商品名）、ス
テンレスなどを素材として用いるノンポーラスのチュー
ブ方式はガラス管、ビニール管、ナイロン管が提案され
たが管の変形、滑脱などのためよい結果が得られなかっ
た、その後シリコンラバーポリエチレン管に銅線による
滑り止めを施したものを用いて良い結果を得ている。上
皮再生を図るためのメツシュ方式は、ステンレススチー
ルワイヤーメツシュ、ナイロンメツシュ、サランポリエ
チレンメツシュなどの提案が行なわれている。

人工食道については、頚部食道切除後の再建には胃、結
腸、皮膚管などを移植して用いられており、胸部食道切
除後の再建には胃、結腸、ときには小腸が用いられ、下
部食道噴量切除後の再建には空腸、胃が用いられている
。

ところで人工気管には次のような条件が課せられる。■
完全な気密性がなければならない。気管は空気の通り道
であるから素材からの空気もれがあってはならないから
である。特に胸腔内は除圧状態であるので、わずかな孔
でも多量の空気がもれて縦隔気腫の状態となり致命的と
なる。■素材に一定の支持力をもたせて内腔を保つ必要
がある。

■気管壁には気道の防禦機構として多くの分泌腺があり
、多量の分泌液が繊毛運動によって流れているので、素
材がこの流れを妨げてはならない。

■素材が十分な組織親和性を有していないと、気管壁に
とりこまれて安定かすることが困難である。

皮膚と同様に外界に面している部分では、異物である人
工素材を用いると異物を外界に排除しようとする治癒機
転が働く。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の素材を用いた人工気管は前記条件
のうちの一つ或いはそれ以上を欠いていた。特に前記条
件■の組織親和性については従来の素材ではほとんど充
足できなかった。

さらに従来の素材は耐熱性が余り良くないので、数百度
以上の乾熱滅菌ができない欠点もあった。

本発明はこうした欠点を解消すべくなされたもので、上
記の条件を満足し、特に生体組織となじみやすい人工管
腔臓器を提供することを目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の人工管腔臓器は、上記目的を達成するため組織
親和性を有する稠密な材料からなる中空の基体の表面に
組織親和性を有するコラーゲン繊維を被覆したものであ
る。

〔作　用〕

このような本発明の人工管腔臓器においては、基体その
ものが組織親和性を有していないとともにその外側に被
覆したコラーゲンが強い生体親和力を有しているため、
生体と接した場合、きわめて大きな組繊親和性により生
体との安定化を実現できる。また基体は稠密構造を有し
ているので気密性が保たれることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明による人工管腔臓器の一実施例を示すも
のであり、本例では人工気管として構成したものである
。人工気管１の基体は稠密構造を有するガラスセラミッ
クスより成る中空管状の本体２、このガラスセラミック
ス本体を加熱することによりその表面に析出して形成し
た組織親和性を有するアパタイト層３およびその表面に
焼成形成した組織親和性を有するβ−Ｔ　ＣＰ　（Ｔｒ
ｉｃａｌｃｉｕｍＰｈｏｓｐｈａｔｅ：　Ｃａｚ（ＰＯ
＜）ｚ）層４を以って構成し、この基体の表面上にコラ
ーゲン繊維層５を被覆する。

人工気管１の３本の枝路の先端にはリング６を設けであ
るが、このリングも組織讐相性を有する基体の表面に繊
維状のコラーゲン層を被覆して構成する。このようなリ
ング６は人工気管ｌを体内に留置する際に有用である。

上述したように、本例では組織親和性の高い基体２．３
．４の表面に同じく組織親和性の高い繊維状のコラーゲ
ン層５を被覆したため、人工気管１としての組織親和性
は著しく高くなり、体内に安定して保持されることにな
る。また本体２は人工骨と同様の稠密さを有するガラス
セラミックスで構成しであるため、十分な気密性が得ら
れるとともに機械的強度も高く、加工性も良好となる。

さらに、ガラスセラミックス本体２は耐熱性にも富んで
いるので、高温殺菌が可能となる。

次に、このような人工管ｌの製造工程を第２図〜第７図
を参照して説明する。先ず第２図に示すような中空の本
体２を準備する。この本体２は熱処理によりリン酸カル
シウム結晶が表面に析出するようなガラスセラミックス
材料を以って構成する。このガラスセラミックスはＣａ
ｂ、　Ｐｚ０５＊　ＭｇＯ＋Ａ　ｊ！　ｔｏｚ、　Ｓｉ
ｎｇなどから構成され、８５０℃以上で熱処理し、Ｘ線
回折をしてみるとアバフィト結晶が析出していることが
確認される。第７図は熱処理後の表面構造を示す拡大断
面図であり、ガラスセラミックスより成る本体２の外表
面には微小の凹凸が形成され、表面にアパタイト結晶層
３が析出している。

次に第３図に示すように中間部２６を熱的、機械的に削
除し、反対側を酸水素炎バーナで加熱して曲げ第４図に
示すごとく同じ構造を有する別の短い本体２ｂを溶着さ
せ第５図に示すごとき形状にする。

溶着後、全体を熱処理して本体２，２ｂの表面にリン酸
カルシウム（アパタイト）結晶層３を析出させる。この
ようにして析出形成したアパタイトＮ３の表面にさらに
β−ＴＣＰ　（）リカルシウムフォスフェート）層４を
スプレーコートし、７５０°Ｃ以上の高温度で焼成結合
した状態を第６図に示す。実験においてはβ−ＴＣＰ粉
末をポリアクリル酸アンモニウム塩及び水により乳液化
したものをスプレーガンでコートし、８００度で２時間
焼成したところよい結果が得られた。

このようにして構成された基体の表面を繊維状コラーゲ
ン層５などで被覆する。実験においては７％ポリリン酸
の希薄液とともにコラーゲンを被覆したところよい結果
が得られた。

このようにして構成した後、生体気管と結合するための
リング６を人工気管ｌの各枝先端に付設する。これは枝
先端上に生体気管を被せた後、縛りつけた際に係止部と
なるように或いはリング表面を滑り止め形成した場合に
は縛りつけ個所とするためのものである。表面にコラー
ゲンを付着固定しておくことはいうまでもない。

本発明の人工気管を従来のシリコンチューブによるもの
と比較したところ、後者のものはサイズ１６ＩＩＩＩ１
１、長さ４０ｍｍに構成したものを雑種成犬２頭の頚部
気管を６気管輪切除したところへ連続縫合して移植し、
１力月毎に内視鏡観察したところ、２力月目から内腔へ
の肉芽形成、潰瘍形成、支持力不足による変形が見られ
るようになった。４力月目では肉芽形成割合が多くなり
、人工気管としては良い結果が得られなかった。

一方、移植後６力月以上経過した本発明に係るものには
何ら異常が認められなかった。

本発明の人工管腔臓器は人工食道として構成することも
できる。この場合には内面を鏡面仕上げした後、上述し
た人工気管の場合と同様にしてコラーゲン層を基体表面
に付着固定する。本発明の人工食道と従来のシリコンラ
バー管によるものとを家兎の食道に用いて比較したとこ
ろ、後者のものは３週間後に脱落したが本発明のものは
６力月経過後も何ら異常なく生体組織とマツチングして
いた。

本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
、幾多の変形が可能である。例えば基体の素材、コラー
ゲン付着前の基体表面構成は適宜行なえばよいまたガラ
スセラミックスは熱処理によりリン酸カルシウムを析出
するものとする必要はない。さらにリン酸カルシウム層
の上にβ−７０２層を被着したが、これも必ずしも必要
ではない。

〔発明の効果〕

以上のごとく本発明によれば、人工管腔臓器の基体表面
をβ−ＴＣＰやハイドロキシアパタイトなとのリン酸カ
ルシウム系材料で形成したことにより組織親和性を飛躍
的に向上することができる。

更にその上をコラーゲン繊維で被覆したことによ　゛り
抗原抗体反応を示さず生体との安定化が実現できた。ま
た基体をガラスセラミックスで形成することにより、気
密性が得られるとともに金属と同様の加工性があり、さ
らに数百度以上で乾熱滅菌できることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の人工気管の実施例を示す全体図、 第２図〜第６図は同じくその製造工程を示す図、第７図
は基体表面構成を示す拡大断面図である。 １・・・人工気管 ２・・・ガラスセラミックス本体（基体）３・・・アパ
タイト結晶層（基体） ４・・・β−７０２層（基体） ５・・・コラーゲン層 特許出潮人　　　オリンパス光学工業株式会社手　　続
　　補　　正　　書 昭和６３年　１月　９日 特許庁長官　　　小　　川　　　邦　　夫　　殿１、事
件の表示 昭和６２年特許願第２６８１２４号 ２、発明の名称 人工管腔臓器 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （０３７）　　オリンパス光学工業株式会社４、代理人 ５、補正の対象 １、明細書第３頁第３行の「安定かすることが」を「安
定化することが」に訂正する。 ２、同第５頁第１７行の「人工管１」を「人工気管１」
に訂正する。 ３、同第６頁第１０行の「中間部２６」を「中間部２ａ
」に訂正する。 ４、同第８頁第１９行の「行なえばよいまた」を「行な
えばよい。また」に訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、組織親和性を有する稠密な材料から成る管状の基体
   の外表面に繊維コラーゲンを被覆したことを特徴とする
   人工管腔臓器。 ２、前記基体がリン酸カルシウム形材料を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の人工管腔臓器。