JPH01170467A - 血管代替材料 - 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、生体適合性に優れた血管代替材料に関するも
のである。

［従来の技術］ 人工血管、血管パッチなどの血管代替材料において、例
えば人工血管では内径８ｍｍ以上のものでは臨床の実績
も積まれ多少の問題はあるものの、実用に供するものが
開発されている。しかし取扱性、生体適合性について満
足できるものは開発されていない。特に内径が６ｍｍ以
下の細径人工血管についてはその開発要求は極めて強い
ものの、未だ実用に耐えうるしのが開発されていない。

従って、より生体に近い優れた特性を有する人工血管へ
の要求は強く、さらに細径人工血管の開発が関係者の現
在の関心事であり、かつこの開発が切に望まれている。

このような血管代替材料を開発する手段として、抗血栓
性を有する高分子材料を用いて人工血管を作成し、血栓
形成を本質的に押さえようとする試みが数多く行なわれ
てきた。しかし、長期間にわたって完全に血栓閉塞を押
さえうる例は未だない。

一方、理想的な抗血栓性表面として血管の内腔を覆って
いる血管内皮細胞がある。血管内皮細胞は、プロスタサ
イクリンや組繊ブラスミノゲンアクチベーターなどを分
泌するとともに、その表面にトロンボモジュリンやヘパ
ラン硫酸を有している。このように、血管内皮細胞は様
々な機構により血管壁に血小板が粘着し、また血管内で
血液が凝固することを防いでいる。このため人工血管内
腔に血管内皮細胞を付着させることによって、血栓によ
る閉塞のない細口径の人工血管を作ろうとする試みが行
なわれてきた。−例を上げると５ｔａｎ１ｙらは通常の
ポリエステル繊維から作成された、長さが１０】、直径
が４ｍｍの人工血管の内表面ならびに空隙にフィブリン
を貼布あるいは埋めこんだ。この人工血管を犬の血管に
置換したとき、内皮細胞を付着させた場合のほうが血栓
による人工血管の閉塞が起こらない割合（開存率）が高
いとしている。

しかしながら、従来の人工血管に内皮細胞を植え付けた
場合には、植え付ける人工血管が硬く、はつれやすく、
また吻合および縫合が困難で、かつ縫いしろも小さくで
きないため、吻合部付近で血栓が付着し、閉塞の原因に
なっていた。また内皮細胞の人工基材への付着が弱いた
め、埋めこみ後血流によって剥離するなど内皮細胞層の
安定な形成が困難であった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、上記欠点のない取扱性良好にして、か
つ生体適合性に優れた血管代替材料を提供せんとするも
ので、特に細径の人工血管においても血栓による閉塞の
おこり難い材料を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、０．５デニール以下の極細繊維を内表
面の少なくとも一部に用いた人工血管の内表面に細胞接
着性物質を付着せしめ、さらに血管内皮細胞をインビト
ロで付着せしめてなる血管代替材料により達成できる。

本発明の血管代替林料に用いる人工血管は、０゜５デニ
ール以下の極細繊維を内表面の少なくとも一部に用いた
人工血管からなる必要がある。極細繊維とすることで内
皮細胞が分泌し、その上で生育するコラーゲンなどの基
底膜成分と人工血管の極細繊維が強固に絡み合うため、
血流によって内皮細胞は剥離しにくくなる。また生体内
に移植後、繊維間隙への血管平滑筋細胞や繊維芽細胞の
侵入が極細繊維とすることによって多くなるため、植え
付けな内皮細胞層はさらに安定化する。また極細繊維と
なすことにより、かかる生体適合性のみならず、さらに
は柔軟性、吻合性、縫合性も著しく改善される。

本発明に用いる人工血管用極細ポリマーとしては、ポリ
エステル、ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイド
、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリアミド、ポリオレ
フィン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネー
ト、ポリアセタール、ポリグリコール酸、キチン、キト
サン、セルロース、セルロースエステル、セルロースエ
ーテルおよびこれら共重合体などである。このうち、特
に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、あるいはこれらのスルホン基、カルボキシル基
、アクリルアミド基などの親水基を導入した共重合体な
どのポリエステルが好ましい。

また極細繊維への親水性付与に当たっては、物理的手段
として、プラズマ処理等の高圧電界による処理なども効
果的である。

極細繊維の製法および加工方法については、すでにＵＳ
Ｐ３，５．３１．３６８：ＵＳＰ３，３５０．４８８：
特許公報昭６１−４５４６等に見られるように、多成分
系繊維を形成し、その−成分を除去もしくは剥離せしめ
て極細繊維化する方法がある。この極細化処理は、予め
行なって人工血管となしても良いが、人工血管となした
後、極細化処理することもできる。かかる方法を経ずに
、直接極ｍ繊維となしたものを用いることも当然可能で
ある。

人工血管の形成は常法に従い、織り、編み、組紐、不織
布化による直接法で形成可能である。

本発明では、耐はつれ性の改善も極めて重要課題である
。このため、例えばチューブ形成時に改善する手段とし
ては、捩り織り、経編、トーションレースなど、組織を
工夫することで改善することが可能である。また後加工
法としては、かかるチューブをレーザー等による熱で、
柔軟性と強度を損なわない程度に部分的、かつ間歇的に
繊維相互を融着させる方法がある。極細繊維のため、僅
かな熱でも部分的に融けやすく、柔軟性を損なわずに繊
維相互の接着、すなわち、はつれ止めが可能となる。

別な方法としては、細いビーム状の高圧流１ホを吹き当
てることがある。より具体的には、細い高速の水条流も
しくはエアーをチューブに吹き当てることにより繊維相
互を績ませ、はつれを防ぐことができる。この際、極細
繊維とすることで繊維相互の絡まり効果は一層助長され
る。さらにより効果的に行なうためには、別のポリマー
溶液もしくはエマルションでかるく処理することである
。

例えばセグメント化ポリウレタンで軽く処理することで
、突貫的極細繊維の効果を妨げずに、はつれを止めるこ
とができる。かかる手段を適宜利用することで、はつれ
防止は有効に達成可能となる。

極細繊維を人工血管に用いる特徴として、比較的低透水
率の組織でも生体の細胞形成は速やかに良好に行なわれ
るし、高透水率下でもより一層良好に行なわれ、透水率
を目的に応じ幅広くとることができる。

本発明で用いる血管内皮細胞は、ウサギ、イヌ、ブタ、
マウス、サル、モルモットなど種々の動物由来のものが
使用できるが、最終的にヒトに移植することを目的とす
る場合にはヒト由来のものを用いる必要があり、移植を
受ける当人の細胞を用いることが最も好ましい。

この細胞は動脈、靜脈、毛細血管などから、例えば江橋
節部編「心臓・血管研究方法の開発」ｐ。

２７〜３７と同様の手法により採取することができる。

ヒトの場合は大伏在靜脈、あるいは脂肪組織の毛細血管
由来のものを用いるのが一般的である。

これらの内皮細胞は分難後、本出願に記す人工血管に付
着され血管代替物とされるが、適当な培地中でインビト
ロで培養された後、移植に用いるのが好ましい。また基
材へ細胞を付着させるに先立ち、適当な数になるまで通
常の手法に従って、例えば組織培養フラスコを用いてイ
ンビトロにて細胞を培養させた後、人工血管に付着させ
ることも有効である。

人工血管へ内皮細胞を安定して付着させるために、人工
血管内表面にコラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン
、ビトロネクチン、ラミニン、フィブリンなどの細胞接
着性物質をあらかじめコーティングすることが必要であ
る。このコーティングをより確実にするため、１）人工
血管のグロー放電処理および／またはプラズマ処理、２
）コーティングされた細胞接着性物質の化学的手段によ
る架橋、３）人工血管内腔への細胞接着因子の固定化な
どを行なうことは特に有効である。

細胞接着性物質が付着された人工血管の内表面に内皮細
胞を付着させるには、１５％のＦｅ２を含むＭ１９９培
地等の培地に血管内皮細胞を浮遊させた細胞培養液を人
工血管内に注入して内表面に接触させるか、人工血管内
で該細胞培養液を培養することにより行なう。

［実　施　例］ 次に、実施例により本発明をより具体的に説明するが、
本発明はこれらのみにとられれるものではない。

実施例１ ０．０７デニールのポリエステル極細繊維を用い平織り
組繊にて内径３ｒｌ！ｒ＋１、長さ６ｃｍの人工血管を
作成した。ついで高圧の水条流をあて繊維相互を絡ませ
た。織り目の間には分繊した極細繊維が数本横切った構
造をなしていた。この人工血管をアルゴンガスの存在下
にプラズマ処理を行なった後、内腔に０．５％の精製ア
テロコラーゲン水溶液を注入し、風乾することで人工血
管内部のコラーゲンコーティングを行なった。

血管内皮細胞はイヌ外頚静脈由来のものを使用した。無
菌的に取り出した動脈をリン酸緩衝液（ＰＢＳ）で数回
洗浄した後、０．０５％のトリプシンを含むＰＢＳを加
え、両端を結んで室温に３０分間静置した。浮遊した細
胞を遠心分離にて集め、２０％のウシ胎児血清（Ｆｅ２
）と１．５■／　ｍｌのＥＣＧＦ　（コロボレーティブ
社製）を含むＭ１９９培地を用い、３７度のＣＯ２イン
キュベーター内で培養した。

蛍光ラベルした■因子関連抗原抗体で蛍光染色されるこ
とにより、この細胞が血管内皮細胞であることを確認し
た。１０日間培養することで１×１０５個の血管内皮細
胞を得た。

細胞をＩ〜リプシン処理した後、上述の培地に浮遊させ
人工血管内腔を注入した。ついで両端を縫合糸でしばり
、培地を加えたローラーボトル内で水平位置を保ったま
ま緩やかにローラーボトルを４時間回転させることで、
人工血管に血管内皮細胞を付着させた。この操作によっ
て注入細胞の約６５％が人工血管に付着した。人工血管
に付着せしめた内皮細胞の培養を人工血管の両端を開放
した後、ボトル自体をゆっくりと回転させながら３７度
の恒温室内で２日間行なった。人工血管の一部を切り開
き、ヘマトキシリンーエオイジン染色を行なったところ
、人工血管の内面の５０％以上が内皮細胞によって被覆
されていることが確認された。イヌを５頭用いて、イヌ
１頭の細胞からそれぞれ２本の血管代替物（計１０本）
を作成した。

この人工血管２本づつの細胞を採取したものと、それぞ
れ同じ５頭のイヌの大腿動脈に置換した。

３０日後の開存率は８０％であった。開存していたもの
では内表面の７０％以上が血管内皮細胞で被覆されてお
り、またいずれの箇所にも赤色血栓を認めなかっな。埋
め込みに際し、吻合性および縫合性は良好で針の通りも
良く、切断端から１゜５ｍｍ程度の縫いしろにもかかわ
らず、はつれはなかった。

比較実施例 実施例と同一の人工血管を用い、１）コラーゲンをコー
ティングした後内皮細胞を培養しないもの、２）コラー
ゲンをコーティングせず内皮細胞を付着せしめたもの、
および３）１．４デニールの同一素材を用いて作成した
人工血管にコラーゲンコーティングした後、内皮細胞を
培養したものについて、それぞれ１０本づつ５頭のイヌ
に置換した。３０日後の開存率は、１）、２）ともに１
０％、３）は５０％であった。３）の開存例のうち、２
例は内皮細胞の被覆が６０％以上であったが、他の３例
は特に吻合部付近に赤色血栓が認められ、内皮細胞によ
る被覆率は２０％以下であった。また、３）は切断端が
ほつれるため２．５ｍｍ以上の縫いしろをとらなければ
吻合が困難であった。

［発明の効果］ 本発明の材料は生体適合性に優れ、血栓閉塞のおこり難
いのもであるため血管代替材料として有用であり、特に
細径人工血管用として優れた材料である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）０．５デニール以下の極細繊維を内表面の少なく
   とも一部に用いた人工血管の内表面に細胞接着性物質を
   付着せしめ、さらに血管内皮細胞をインビトロで付着せ
   しめてなる血管代替材料。