JPH0228979B2 - - Google Patents

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JPH0228979B2
JPH0228979B2 JP59052674A JP5267484A JPH0228979B2 JP H0228979 B2 JPH0228979 B2 JP H0228979B2 JP 59052674 A JP59052674 A JP 59052674A JP 5267484 A JP5267484 A JP 5267484A JP H0228979 B2 JPH0228979 B2 JP H0228979B2
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JP
Japan
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blood vessel
artificial blood
elastomer
solution
cloud point
Prior art date
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JP59052674A
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Japanese (ja)
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JPS60194957A (en
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Kazuaki Kira
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/371,874 priority patent/US4954127A/en
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の技術分野〕 本発明は、有孔性と生体血管に近似したコンプ
ライアンスを有する人工血管の製法に関する。 〔従来技術〕 近年、血管外科手術の進歩とともに人工血管の
研究も進み、数多くの人工血管が開発されてきて
いる。現在、管内径約6mm以上の中口径あるいは
大口径動脈用人工血管としては、たとえば米国
USCI社製のダクロンの編物であるドベイスキー
人工血管や米国ゴア社製の延伸ポリテトラフルオ
ロエチレン(以下、EPTFEという)からなるゴ
アテツクスなどが、臨床に用いられている。 これらの人工血管は血管の内側から外側まで連
通している孔を有しており、生体に埋入後すみや
かに仮性内皮によつて覆われ、生体組織側からこ
の孔を通して組織が進入し、安定に器質化され、
人工血管としての使命をはたしている。このよう
に、人工血管の器質化に役立つ連通孔を有するこ
とを、以降有孔性を有するという。しかしこれら
の人工血管は、コンプライアンスが生体血管と大
きく異なるため、生体に埋入後長時間を経ると、
吻合部にパンヌス(pannus)が過形成するなど
の種々の不適合に関する問題が発生する。また内
径約6mm以下の小口径動脈用人工血管として用い
ると、コンプライアンスの相違が顕著にあらわ
れ、開存性がわるく、臨床に使用できない。した
がつて、膝から下の動脈や冠状動脈などの血行再
建手術には、自家動脈が使用されている。 以上のことから、動脈用人工血管、とくに小口
径動脈用人工血管の開発にあたつては、人工血管
が有孔性を有することや人工血管の素材の血液適
合性を向上させることに加えて、コンプライアン
スを生体血管に近似させることが重要であるとい
われている。 しかし、現在開発されている人工血管のコンプ
ライアンスは、笹嶋らの報告(人工臓器12(1)、
179−182、1983)によると第1表の通りである。
[Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for manufacturing an artificial blood vessel having porosity and compliance similar to that of a biological blood vessel. [Prior Art] In recent years, along with advances in vascular surgery, research on artificial blood vessels has progressed, and a large number of artificial blood vessels have been developed. Currently, artificial blood vessels for medium or large diameter arteries with an inner diameter of approximately 6 mm or more are available in the United States, for example.
Dobesky artificial blood vessels made of Dacron knitted fabric manufactured by USCI and Gore-Tex made of expanded polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as EPTFE) manufactured by Gore, Inc. in the United States are used clinically. These artificial blood vessels have a hole that communicates from the inside to the outside of the blood vessel, and after being implanted in a living body, they are immediately covered with pseudoendothelium, and tissue enters from the living tissue side through this hole, making it stable. organized into
It fulfills its mission as an artificial blood vessel. Having communicating pores that are useful for organizing the artificial blood vessel in this way is hereinafter referred to as having porosity. However, the compliance of these artificial blood vessels is significantly different from that of biological blood vessels, so if a long period of time has passed after implantation in a living body,
Various incompatibility problems occur, such as hyperplasia of the pannus at the anastomosis. Furthermore, when used as a small-caliber arterial artificial blood vessel with an inner diameter of about 6 mm or less, there is a noticeable difference in compliance and poor patency, making it impossible to use clinically. Therefore, autologous arteries are used in revascularization surgeries for arteries below the knee, coronary arteries, and the like. Based on the above, when developing artificial blood vessels for arteries, especially artificial blood vessels for small diameter arteries, it is necessary to improve the porosity of the artificial blood vessels and the blood compatibility of the material of the artificial blood vessels. It is said that it is important to approximate compliance to that of living blood vessels. However, the compliance of currently developed artificial blood vessels is limited by the reports of Sasashima et al. (Artificial Organs 12(1),
179-182, 1983), as shown in Table 1.

【表】【table】

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明者は前記のごとき実情に鑑み、コンプラ
イアンスが生体血管に近似していることに加え
て、有孔性を有する人工血管の製法について鋭意
研究を重ねたところ、エラストマー溶液の相変化
と凝固液中でのエラストマーの析出とを組合せる
ことにより、前記目的が達成されることを見出
し、本発明を完成した。 すなわち本発明は、曇点を有するエラストマー
溶液を曇点をこえる温度に保ち、心棒にコーテイ
ングしたのち、曇点温度以下の凝固液に該心棒を
浸漬することを特徴とする人工血管の製法に関す
る。 〔発明の実施態様〕 曇点とは、高分子が溶解している状態からコロ
イド状に析出する、つまり相変化を起こす温度で
ある。曇点は高分子溶液の粘度変化や白濁現象に
よつて確認できる。本発明では、この曇点を有す
るエラストマー溶液を曇点をこえる温度に保ち、
心棒上にコーテイングしたのち、ただちにあるい
は相変化を生じさせたのち、曇点温度以下に該心
棒を浸漬することにより、コーテイング層の相変
化と凝固液中での析出とを同時に、あるいは順々
に生じさせるのである。 この方法で製造された人工血管には管の内側か
ら外側まで連通した孔が存在する。またこの連通
した孔の数や大きさを調節するためには、エラス
トマー溶液に造孔剤を含有させることがさらに有
利である。 本発明に用いるエラストマーとは、血液適合性
に優れた熱可塑性エラストマー、すなわち急性毒
性、炎症、溶血、発熱反応などを惹起するような
低分子溶出物を含まず、血液の生理機能に重大な
損傷を与えず、抗血栓性に優れた熱可塑性エラス
トマーである。このようなエラストマーとして
は、たとえばポリスチレン系エラストマー、ポリ
ウレタン系エラストマー、ポリオレフイン系エラ
ストマー、ポリエステル系エラストマーなどがあ
げられ、これらを単独で用いてもよく、2種以上
混合してもよい。 前記本発明に用いるエラストマーは、人工血管
に成形されたときエラストマーとしての性質を有
していればよいので、前記のようなエラストマー
(樹脂)とエラストマーとしての性質を有さない
樹脂との組成物であつても、最終成形物がエラス
トマーとしての性質を有するならば、本発明に用
いるエラストマーとして使用できる。 強度や耐久性や抗血栓性の面からみると、これ
らエラストマーのうちではポリウレタン系エラス
トマーがより好ましい。ポリウレタン系エラスト
マーの具体例としては、ポリウレタン、ポリウレ
タンウレア、それらとシリコーンポリマーとのブ
レンド物などがあげげられる。 前記ポリウレタンやポリウレタンウレアのなか
では生体内での耐久性の面からポリエステル型よ
りもポリエーテル型の方がより好ましく、さらに
好ましいものとしてはセグメント化ポリウレタ
ン、セグメント化ポリウレタンウレア、ハードセ
グメントあるいはソフトセグメントにフツ素を含
有するセグメント化ポリウレタンあるいはセグメ
ント化ポリウレタンウレア、特開昭57−211358号
公報に開示されている主鎖中にポリジメチルシロ
キサンを含有するポリウレタンまたはポリウレタ
ンウレアなどがあげられる。とくに好ましいもの
としてはポリジメチルシロキサンを式: (式中、R1〜R6は炭素数1以上のアルキレン基、
好ましくは炭素数2〜6のエチレン、プロピレ
ン、ブチレン、ヘキサメチレンなどのアルキレン
基、a、eは0〜30の整数、b、dは0または
1、cは2以上の整数を表わす)のような形状で
含有し、該ポリエーテル部分が (−CH2CH2CH2CH2O)−26〜30または
In view of the above-mentioned circumstances, the inventor of the present invention has conducted intensive research into a manufacturing method for an artificial blood vessel that is porous and has a compliance similar to that of a biological blood vessel, and has found that the phase change of the elastomer solution and the coagulation solution The present invention was completed based on the discovery that the above object can be achieved by combining the precipitation of an elastomer in the elastomer. That is, the present invention relates to a method for manufacturing an artificial blood vessel, which comprises maintaining an elastomer solution having a cloud point at a temperature above the cloud point, coating the mandrel, and then immersing the mandrel in a coagulating liquid at a temperature below the cloud point. [Embodiments of the Invention] The cloud point is the temperature at which a polymer precipitates from a dissolved state into a colloid, that is, undergoes a phase change. The cloud point can be confirmed by a change in the viscosity of the polymer solution or by the phenomenon of cloudiness. In the present invention, the elastomer solution having a cloud point is maintained at a temperature exceeding the cloud point,
After coating the mandrel, the mandrel is immersed at a temperature below the cloud point temperature, either immediately or after a phase change has occurred, to cause a phase change of the coating layer and precipitation in the coagulation liquid, either simultaneously or sequentially. It causes it to occur. The artificial blood vessel manufactured by this method has holes that communicate from the inside of the tube to the outside. Further, in order to control the number and size of these communicating pores, it is more advantageous to include a pore-forming agent in the elastomer solution. The elastomer used in the present invention is a thermoplastic elastomer with excellent blood compatibility, that is, it does not contain low-molecular eluates that can cause acute toxicity, inflammation, hemolysis, exothermic reactions, etc., and does not cause serious damage to blood physiological functions. It is a thermoplastic elastomer with excellent antithrombotic properties. Examples of such elastomers include polystyrene elastomers, polyurethane elastomers, polyolefin elastomers, and polyester elastomers, and these may be used alone or two or more of them may be mixed. The elastomer used in the present invention only needs to have properties as an elastomer when molded into an artificial blood vessel, so a composition of the above-mentioned elastomer (resin) and a resin that does not have properties as an elastomer may be used. However, if the final molded product has properties as an elastomer, it can be used as an elastomer for the present invention. Among these elastomers, polyurethane elastomers are more preferred from the viewpoint of strength, durability, and antithrombotic properties. Specific examples of polyurethane elastomers include polyurethane, polyurethane urea, and blends of these and silicone polymers. Among the above-mentioned polyurethanes and polyurethane ureas, polyether types are more preferable than polyester types from the viewpoint of durability in vivo, and even more preferable are segmented polyurethanes, segmented polyurethane ureas, hard segments, or soft segments. Segmented polyurethane or polyurethane urea containing fluorine, polyurethane or polyurethane urea containing polydimethylsiloxane in the main chain disclosed in JP-A-57-211358, and the like. Particularly preferred are polydimethylsiloxanes of the formula: (In the formula, R 1 to R 6 are alkylene groups having 1 or more carbon atoms,
Preferably, an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms such as ethylene, propylene, butylene, hexamethylene, etc., a and e are integers of 0 to 30, b and d are 0 or 1, and c is an integer of 2 or more). The polyether moiety is (-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O) - 26 to 30 or

【式】であるポリウレタンまたは ポリウレタンウレアがあげられる。 本発明に用いるエラストマー溶液を調製するた
めの溶媒は、エラストマーをよく溶解する溶媒
(以下、良溶媒という)と、良溶媒とはよく混和
するがエラストマーを溶解しない溶媒(以下、貧
溶媒という)とからなる。用いられる良溶媒は、
エラストマーの種類によつて変化するので一概に
は決められないが、たとえばN,N−ジメチルア
セトアミド、N,N−フオルムアミド、N−メチ
ル−2−ピロリドン、ジオキサン、テトラヒドロ
フランなどの溶媒があげられ、これらを単独で用
いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。また
用いられる貧溶媒もエラストマーの種類によつて
て変化するので、一概には決めることができない
が、たとえば水、低級アルコール類、エチレング
リコール、プロピレングリコール、1,4−ブタ
ンジオール、グリセリンなどがあげられ、これら
の少なくとも1種が使用される。 本発明に用いるエラストマー溶液は、エラスト
マー、良溶媒、貧溶媒を必須成分とし、必要に応
じて造孔剤を含有する。貧溶媒は、エラストマー
溶液が曇点を有するようにするため含有される。 本発明において必要に応じて使用される造孔剤
とは、エラストマーを溶解している溶媒に不溶で
あり、人工血管の成形中あるいは成形後に除去で
き、孔や穴を形成するものである。生体内に埋入
する人工血管に用いるものであるため、造孔剤も
生体に対して充分安全なものを用いることが好ま
しい。それゆえ食塩のような無機塩類、グルコー
スやデンプンのような水溶性糖類蛋白質などのよ
うに、安全なものを用いるのが好ましい。しかし
無機塩類や水溶性糖類などは、本質的に吸湿性で
あるため、微細粒径にすると表面積が増大し、空
気中の湿気などで二次凝集を起こしやすい傾向に
あり、取扱いに充分注意を払う必要がある。それ
ゆえ造孔剤としては、蛋白質がとくに好ましい。
蛋白質は微細粒径としても空気中の湿気などによ
つて二次凝集を起こすこともなく、また人工血管
としての成形物から、アルカリ液、酸液あるいは
酵素を含む液によつて容易に溶解除去でき、安定
した造孔が可能である。好ましい蛋白質として
は、カゼイン、コラーゲン、ゼラチン、アルブミ
ンなどがあげられ、カゼインがとくに好ましい。
造孔剤の粒径は、1〜100μmが好ましく、10〜
74μmであることがさらに好ましく、20〜50μm
であることがとくに好ましい。この粒径は篩の目
の一辺の長さを表わし、これらの篩で分級された
粒子を意味する。造孔剤の量(造孔剤の量/エラ
ストマー溶液中のエラストマーの量の容量%で示
す)は、必要とする有孔性、造孔剤の粒径および
エラストマー溶液の組成によつて変化するので、
一概に決定することはできないが、1〜250%で
あることが好ましく、20〜200%であることがさ
らに好ましく、50〜150%であるこがとくに好ま
しい。前記造孔剤の量が250%をこえると、形成
される孔が多くなりすぎるためコンプライアンス
が大きくなりすぎたり、血圧に対する耐久性が劣
つたり、エラストマー溶液が粘度が高くなり、操
作が困難になつたりする傾向にある。 エラストマー溶液中のエラストマーの濃度は、
5〜35%(重量%、以下同様)、が好ましく、10
〜30%がさらに好ましく、12.5〜25%であること
がとくに好ましい。該エラストマー濃度が5%よ
り低いと均一な成形が困難になる傾向にある。ま
たエラストマー濃度が35%をこえると溶液の粘度
が高くなるため、均一なコーテイングなどが困難
になる傾向にある。 本発明に用いる凝固液は、実質的にエラストマ
ーの貧溶媒であればよい。たとえば水、低級アル
コール類、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、1,4−ブタンジオール、グリセリンな
どがあげられ、これを単独で用いてもよく、2種
以上併用してもよい。好ましくは水、エチレング
リコール、プロピレングリコールあるいはこれら
を主成分とする貧溶媒であり、さらに好ましくは
前記貧溶媒99〜50容量%に1〜50容量%の良溶媒
を添加した混合溶媒である。凝固液に良溶媒を加
えることにより、有孔性が容易にえられる。これ
は凝固液中でエラストマー溶液の凝固速度が遅く
なることに起因するものと考えられる。 本発明に用いる心棒は、エラストマー溶液に溶
解しない限りとくに限定されるものではない。た
とえば表面が滑らかなガラス棒、テフロン棒ある
いはステンレス棒などが好適である。また心棒の
かわりに、任意の形の型を用いることも可能であ
り、このような型を用いると、管状の成形物以外
の各種の医療用成形体などが、本発明の方法によ
つて製造できる。たとえば型として平板を用いる
と、膜状の成形体がえられ、これは人工皮膚など
に利用できる。 つぎに本発明の人工血管の製造方法を一実施態
様にもとづいて説明する。 曇点を有するエラストマー溶液を調製し、曇点
をこえる温度に保つ。この溶液に心棒を浸漬した
のち取出すことにより、心棒上に均一にコーテイ
ングする。この心棒をただちにあるいはコーテイ
ング層に相変化を生じさせたのち、曇点温度以下
の凝固液に浸漬し、エラストマーを析出させる。
必要に応じてこの操作を繰り返し目的とする厚さ
をうる。充分に脱溶媒したあと心棒を抜取り、造
孔剤を用いたばあいには造孔剤を除去し、目的と
する人工血管がえられる。 このようにして製造した本発明の人工血管の内
側、つまり血液接触面は、血液適合性に優れたエ
ラストマーで構成されており、血液適合性は良好
であるが、生体へ埋入したときの初期の抗血栓性
をさらに向上させる目的で、内側表面にアルブミ
ン、ゼラチン、コンドロイチン硫酸またはヘパリ
ン化材料などをコーテイングしてもよい。また手
術時などの異常な血圧の増加に耐えたり、長時間
にわたる耐久性の維持の目的から、本発明の人工
血管の外側あるいはコーテイング層間に網状のネ
ツトや不織布などを入れて補強してもよい。 以上に述べた本発明の方法で製造された人工血
管は、管壁が網目状構造となり、内側および外側
表面にその一部あるいは全部が露出した構造とな
る。そして、網目状構造を形成するエラストマー
相には、微粒子除去にともなう孔や穴が存在す
る。したがつて曇点、貧溶媒の種類、造孔剤の量
が粒径などを変化させることにより、必要とされ
る任意の有孔性を有することができる。そして、
このようにして形成された孔が、偽内膜形成を促
進したり、形成された偽内膜の安定化に役立つ。
また本発明の方法で製造した人工血管は、管の内
径と管壁の厚さを動脈にあわせたとき、その動脈
と一致するコンプライアンスをうることができる
ようにすることができる。これは構成材料がエラ
ストマーであり、かつ管壁に占めるエラストマー
の密度が疎な構造をとるために達成されるもので
ある。 本明細書にいうコンプライアンスとは、式(1): C=ΔV/Vo・ΔP×100 (1) (式中、Cはコンプライアンス、Voは内圧50mm
Hgのときの測定血管の内容積、ΔPは内圧50mm
Hgから内圧150mmHgまでの100mmHg、ΔVは内圧
50mmHgから内圧150mmHgまでの間に増加する測
定血管の内容積である)で定義されるものであ
る。具体的な測定は、閉鎖回路に測定血管を挿入
し、微量定量ポンプを用いてこの回路に液体を注
入し、注入液量と回路内圧力の変化とを測定し、
(1)式からコンプライアンスが求められる。 本発明の方法で製造した人工血管は有孔性であ
り、コンプライアンスが生体血管に近似し、血液
接触面が血液適合性に優れているという性質に加
えて次に示すような有用な性質も併有している。 すなわち、管壁が実質的にエラストマーの連続
した構造であるため、任意の長さに切断しても切
口がほつれることは無い。そして管壁断面がエラ
ストマー密度の低い構造のため、縫合針の貫通性
が非常によく、生体血管との縫合が容易であり、
かつ縫合部を引張つても縫合部がほつれ、縫合糸
がはずれることはない。管壁がエラストマーから
なるため、縫合針の貫通した孔も、針が存在しな
くなると自己閉塞し、血液の漏れが生じない。さ
らに驚くべき性質としては、本発明による人工血
管は、その内部に血液が流れ、血圧がかかつた状
態では結節を生じない。これは、コンプライアン
スが生体血管に近似していることに起因すると考
えられる。 以上述べてきたように、本発明の人工血管の製
法はつぎのような特徴を有している。 有孔性を有する人工血管が製造できる。 生体血管に近似したコンプライアンスを有す
る人工血管が製造できる。 つぎに示すような人工血管としての基本的な
性質を満す人工血管を製造することができる。 Γ血液接触面が血液適合性に優れている。 Γ縫合針の貫通性がよく、縫合が容易である。 Γ任意の長さに切断しても切口にほつれが発生
しない。 Γ縫合部から縫合糸がほつれることがない。 Γ縫合針の貫通孔が自己閉塞する。 Γ血圧のかかつた状態では結節を生じ難い。 したがつて本発明の方法で製造された人工血管
は、血行再建手術にあたつて、人工血管、バイパ
ス用人工血管、バツチ用材料などに使用すること
ができ、またブラツドアクセスなどにも使用する
ことができる。さらに0.1〜0.8のコンプライアン
スを有する動脈用人工血管として用いることがで
きる。とくにコンプライアンスが生体血管に近似
し、血液接触面が血液適合性に優れていることか
ら、現在臨床に使用する人工血管が存在しない
0.1〜0.5のコンプライアンスを有し、内径約1〜
6mmの小口径動脈用人工血管としても使用するこ
とができる。とくに、膝から下の動脈の血行再建
や大動脈−冠状動脈バイパス血管として好適に使
用することができる。また本発明による人工血管
は、その外側にコンプライアンスの小さいネツト
どをかぶせることにより、動脈用人工血管として
も使用することができ、尿管などの生体の柔らか
い管状物の代替えとしての使用も可能である。 つぎに実施例を用いて本発明の人工血管の製法
を説明する。 実施例 1 特開昭58−188458号公報の実施例1記載のポリ
ウレタン15gをN,N−ジメチルアセトアミド55
mlとプロピレングリコール30mlとの混合溶媒に70
℃で撹拌溶解した。この溶液の曇点は約40℃であ
つた。70℃に保つたこの溶液に、直径3mmのガラ
ス棒を浸漬したのち取出し、ガラス棒上に前記溶
液を均一にコーテイングした。コーテイング層が
白濁するまで空気中に放置したのち、15℃の水に
このガラス棒を浸漬し、混合溶媒を水で充分置撹
した。そののちこの操作をもう一度繰返し、充分
水洗を行つたのち、ガラス棒を抜取り、人工血管
をえた。 えられた人工血管は、内径約3mm、外径約4.5
mmであつた。この人工血管の内面、外面、管壁断
面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、内面に
は最大径約10μmの孔がほぼ均一に存在し、管壁
面は網目状構造となつており、外面には内面より
最大径の小さい孔が存在していた。 えられた人工血管に水を50〜150mmHgの圧力で
通すと、人工血管の外側に水が濡れた。 つぎにこの人工血管を牛血でプレクロツトリン
グしたのち、長さ8cmに切り、閉鎖回路に挿入
し、1ストローク0.05ml送液する定量ポンプで牛
のACD血液をこの閉鎖回路に送液し、内圧の変
化を測定した。定量ポンプのストローク数と内圧
の変化から、(1)式を用いてコンプライアンスを測
定したところ、0.3であつた。 またこの人工血管を任意の所で切断しても、切
断部分がほつれることは無く、縫合性も優れてい
た。さらに縫合針の貫通孔は針を除くと自己閉塞
し、内圧が50〜150mmHg存在する状態では結節を
生じなかつた。 以上のことから、えられた人工血管は小口径動
脈用人工血管として優れていることがわかる。 比較例 1 実施例1に用いたポリウレタン15gをN,N−
ジメチルアセトアミド85mlに撹拌溶解した。この
溶液には曇点は存在しなかつた。以下の操作を実
施例1と同様にして行ない、人工血管をえた。た
だし、前記溶液を均一にコーテイングしたガラス
棒の空気中での放置は、放置時間を実施例1と同
じにした。 えられた人工血管は、走査型電子顕微鏡による
観察結果および水を50〜150mmHgの圧力で通した
結果から、有孔性を有さなかつた。 実施例 2 30μm(篩の目の大きさ)の篩を通過し、20μ
m(篩の目の大きさ)の篩を通過しないカゼイン
22.5gを、プロピレングリコール45ml、ジオキサ
ン57.8ml、N,N−ジメチルアセトアミド24.8ml
の混合溶媒に、ホモジナイザーを用いて撹拌分散
させた。この分散液を実施例1で用いたポリウレ
タン22.5gに添加して、80℃でポリウレタンを溶
解した。えられた溶液の曇点は約45℃であつた。
80℃に保つたこの溶液に、直径3mmのガラス棒を
浸漬したのち取出し、ガラス棒上に前記溶液を均
一にコーテイングした。ついで18℃の水にこのガ
ラス棒を浸漬し、混合溶媒を水で充分置換した。
そののちこの操作をもう一度繰返し、充分水洗を
行ない、ガラス棒を抜取り管状物をえた。この管
状物をPH約13.5の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬
し、カゼインを充分抽出除去し、最後に充分水洗
を行ない、本発明による人工血管をえた。 えられた人工血管は内径約3mm、外径約4.5mm
であつた。この人工血管の内面、外面、管壁断面
を走査型電子顕微鏡で観察したところ、内面と外
面には約5〜10μmの孔が均一に存在し、管壁断
面は網目状構造となつていた。 この人工血管に内圧50〜150mmHgで水を通す
と、外側に水が漏れた。 実施例1と同様にしてこの人工血管のコンプラ
イアンスを測定したところ、0.35であつた。 またこの人工血管は、任意の場所で切断しても
切断面がほつれることは無く、縫合性が優れてお
り、縫合針の貫通孔は、針を除くと自己閉塞し
た。内圧が50〜150mmHg存在する状態では結節を
生じなかつた。
Examples include polyurethane or polyurethane urea. The solvent for preparing the elastomer solution used in the present invention includes a solvent that dissolves the elastomer well (hereinafter referred to as a good solvent), and a solvent that is miscible with the good solvent but does not dissolve the elastomer (hereinafter referred to as a poor solvent). Consisting of The good solvent used is
Solvents such as N,N-dimethylacetamide, N,N-formamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dioxane, and tetrahydrofuran may be used, although it cannot be determined unambiguously because they vary depending on the type of elastomer. may be used alone or as a mixed solvent. The poor solvent to be used also varies depending on the type of elastomer, so it cannot be determined unconditionally, but examples include water, lower alcohols, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and glycerin. At least one of these is used. The elastomer solution used in the present invention contains an elastomer, a good solvent, and a poor solvent as essential components, and optionally contains a pore-forming agent. The antisolvent is included to ensure that the elastomer solution has a cloud point. The pore-forming agent used as necessary in the present invention is insoluble in the solvent in which the elastomer is dissolved, can be removed during or after molding of the artificial blood vessel, and forms pores and pores. Since it is used for an artificial blood vessel to be implanted in a living body, it is preferable to use a pore-forming agent that is sufficiently safe for the living body. Therefore, it is preferable to use safe substances such as inorganic salts such as common salt, and water-soluble sugar proteins such as glucose and starch. However, inorganic salts and water-soluble sugars are inherently hygroscopic, so if they are made into fine particles, their surface area increases and they tend to cause secondary aggregation due to moisture in the air, so they must be handled with great care. need to pay. Therefore, proteins are particularly preferred as pore-forming agents.
Even though the protein has a small particle size, it does not cause secondary aggregation due to moisture in the air, and it can be easily dissolved and removed from molded articles for artificial blood vessels with alkaline solution, acid solution, or solution containing enzymes. It is possible to form stable holes. Preferred proteins include casein, collagen, gelatin, and albumin, with casein being particularly preferred.
The particle size of the pore-forming agent is preferably 1 to 100 μm, and 10 to 100 μm.
More preferably 74 μm, 20 to 50 μm
It is particularly preferable that This particle size represents the length of one side of the mesh of the sieve, and refers to the particles classified by these sieves. The amount of pore-forming agent (in volume % of amount of pore-forming agent/amount of elastomer in the elastomer solution) varies depending on the desired porosity, the particle size of the pore-forming agent, and the composition of the elastomer solution. So,
Although it cannot be determined unconditionally, it is preferably 1 to 250%, more preferably 20 to 200%, and particularly preferably 50 to 150%. If the amount of the pore-forming agent exceeds 250%, too many pores are formed, resulting in excessive compliance, poor durability against blood pressure, and high viscosity of the elastomer solution, making it difficult to operate. They tend to get used to each other. The concentration of elastomer in the elastomer solution is
5 to 35% (weight%, the same applies hereinafter), preferably 10
-30% is more preferable, and 12.5-25% is particularly preferable. When the elastomer concentration is lower than 5%, uniform molding tends to be difficult. Furthermore, if the elastomer concentration exceeds 35%, the viscosity of the solution increases, which tends to make uniform coating difficult. The coagulating liquid used in the present invention may be substantially a poor solvent for the elastomer. Examples include water, lower alcohols, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and glycerin, which may be used alone or in combination of two or more. Preferred is water, ethylene glycol, propylene glycol, or a poor solvent containing these as main components, and more preferred is a mixed solvent in which 1 to 50 volume % of a good solvent is added to 99 to 50 volume % of the poor solvent. Porosity can be easily obtained by adding a good solvent to the coagulation solution. This is considered to be due to the slow coagulation rate of the elastomer solution in the coagulation solution. The mandrel used in the present invention is not particularly limited as long as it is not dissolved in the elastomer solution. For example, a glass rod, a Teflon rod, or a stainless steel rod with a smooth surface is suitable. It is also possible to use a mold of any shape instead of the mandrel, and by using such a mold, various medical molded objects other than tubular molded products can be manufactured by the method of the present invention. can. For example, if a flat plate is used as a mold, a film-like molded product is obtained, which can be used for artificial skin and the like. Next, the method for manufacturing an artificial blood vessel of the present invention will be explained based on one embodiment. An elastomer solution with a cloud point is prepared and maintained at a temperature above the cloud point. By immersing the mandrel in this solution and then taking it out, the mandrel is coated uniformly. Immediately or after causing a phase change in the coating layer, the mandrel is immersed in a coagulating liquid at a temperature below the cloud point to precipitate the elastomer.
Repeat this operation as necessary to obtain the desired thickness. After sufficient solvent removal, the mandrel is removed, and if a pore-forming agent is used, the pore-forming agent is removed to obtain the desired artificial blood vessel. The inside of the artificial blood vessel of the present invention manufactured in this way, that is, the blood contact surface, is composed of an elastomer with excellent blood compatibility, and although the blood compatibility is good, the initial The inner surface may be coated with albumin, gelatin, chondroitin sulfate, heparinized material, etc. in order to further improve the antithrombotic properties. Further, in order to withstand abnormal increases in blood pressure during surgery, etc., and to maintain durability over a long period of time, mesh nets, non-woven fabrics, etc. may be inserted outside the artificial blood vessel of the present invention or between the coating layers for reinforcement. . The artificial blood vessel manufactured by the method of the present invention described above has a network structure in which the tube wall is partially or completely exposed on the inner and outer surfaces. The elastomer phase forming the network structure has pores and pores associated with the removal of fine particles. Therefore, by changing the cloud point, type of poor solvent, amount of pore-forming agent, particle size, etc., any desired porosity can be achieved. and,
The pores thus formed promote the formation of pseudointima and help stabilize the formed pseudointima.
Further, the artificial blood vessel manufactured by the method of the present invention can be made to have a compliance that matches that of the artery when the inner diameter of the tube and the thickness of the tube wall are matched to that of the artery. This is achieved because the constituent material is an elastomer and the elastomer occupying the tube wall has a sparse density structure. The compliance referred to in this specification is expressed by the formula (1): C=ΔV/Vo・ΔP×100 (1) (where C is the compliance and Vo is the internal pressure of 50 mm.
The internal volume of the measured blood vessel when Hg is measured, ΔP is the internal pressure 50 mm
100mmHg from Hg to internal pressure 150mmHg, ΔV is internal pressure
It is defined as the internal volume of the measured blood vessel that increases from 50 mmHg to 150 mmHg. For specific measurements, a measurement blood vessel is inserted into a closed circuit, a liquid is injected into this circuit using a micrometer metering pump, and the amount of injected liquid and the change in pressure within the circuit are measured.
Compliance can be found from equation (1). The artificial blood vessel manufactured by the method of the present invention is porous, has a compliance similar to that of a biological blood vessel, and has a blood contact surface with excellent blood compatibility. In addition, it also has the following useful properties: have. That is, since the tube wall is substantially a continuous structure of elastomer, the cut end will not fray even if it is cut to an arbitrary length. In addition, because the cross section of the tube wall has a structure with low elastomer density, the suture needle penetrates very well, making it easy to suture with living blood vessels.
Moreover, even if the sutured portion is pulled, the sutured portion will not fray and the suture thread will not come off. Since the tube wall is made of elastomer, the hole penetrated by the suture needle also self-closes when the needle is no longer present, and no blood leaks. A further surprising property is that the artificial blood vessel according to the present invention does not form knots when blood flows inside it and pressure is applied. This is considered to be due to the fact that the compliance is similar to that of living blood vessels. As described above, the method for manufacturing an artificial blood vessel of the present invention has the following characteristics. A porous artificial blood vessel can be manufactured. An artificial blood vessel with compliance similar to that of a biological blood vessel can be manufactured. It is possible to manufacture an artificial blood vessel that satisfies the basic properties of an artificial blood vessel as shown below. Γ Blood contact surface has excellent blood compatibility. The Γ suture needle has good penetration and suturing is easy. ΓNo fraying occurs at the cut end even when cut to any length. The suture thread does not come undone from the Γ suture. The through hole of the Γ suture needle self-closes. Nodules are difficult to form under high Γ blood pressure. Therefore, the artificial blood vessel manufactured by the method of the present invention can be used as an artificial blood vessel, a bypass artificial blood vessel, a patch material, etc. in revascularization surgery, and can also be used for blood vessel access, etc. can do. Furthermore, it can be used as an arterial artificial blood vessel having a compliance of 0.1 to 0.8. In particular, because the compliance is close to that of biological blood vessels and the blood contact surface has excellent blood compatibility, there are currently no artificial blood vessels for clinical use.
It has a compliance of 0.1 to 0.5, and the inner diameter is approximately 1 to 1.
It can also be used as a 6mm small diameter artery artificial blood vessel. In particular, it can be suitably used for revascularization of arteries below the knee and for aorta-coronary artery bypass vessels. Furthermore, the artificial blood vessel according to the present invention can be used as an arterial artificial blood vessel by covering the outside with a net with low compliance, and can also be used as a substitute for soft tubular objects in living bodies such as ureters. be. Next, the method for manufacturing the artificial blood vessel of the present invention will be explained using Examples. Example 1 15 g of the polyurethane described in Example 1 of JP-A-58-188458 was mixed with 55 g of N,N-dimethylacetamide.
70 ml to a mixed solvent of 30 ml of propylene glycol
The mixture was stirred and dissolved at ℃. The cloud point of this solution was approximately 40°C. A glass rod with a diameter of 3 mm was immersed in this solution kept at 70°C and then taken out, and the solution was uniformly coated on the glass rod. After the coating layer was left in the air until it became cloudy, the glass rod was immersed in water at 15°C, and the mixed solvent was thoroughly stirred with water. Thereafter, this operation was repeated once again, and after thorough washing with water, the glass rod was removed and an artificial blood vessel was obtained. The obtained artificial blood vessel has an inner diameter of approximately 3 mm and an outer diameter of approximately 4.5 mm.
It was warm in mm. When the inner surface, outer surface, and cross section of the tube wall of this artificial blood vessel were observed using a scanning electron microscope, pores with a maximum diameter of about 10 μm were almost uniformly present on the inner surface, the tube wall surface had a network structure, and the outer surface There were pores with a smaller maximum diameter than the inner surface. When water was passed through the artificial blood vessel at a pressure of 50 to 150 mmHg, water became wet on the outside of the artificial blood vessel. Next, this artificial blood vessel was pre-clotted with bovine blood, cut into pieces of 8 cm in length, inserted into a closed circuit, and fed bovine ACD blood into the closed circuit using a metering pump that pumped 0.05 ml per stroke. Changes in internal pressure were measured. Compliance was measured using equation (1) from the stroke number of the metering pump and changes in internal pressure, and was found to be 0.3. Furthermore, even if this artificial blood vessel was cut at any arbitrary location, the cut portion did not fray, and the suturing properties were excellent. Furthermore, the through hole of the suture needle self-occluded when the needle was removed, and no knots were formed in the presence of an internal pressure of 50 to 150 mmHg. From the above, it can be seen that the obtained artificial blood vessel is excellent as an artificial blood vessel for small-caliber arteries. Comparative Example 1 15g of the polyurethane used in Example 1 was mixed with N,N-
The mixture was stirred and dissolved in 85 ml of dimethylacetamide. This solution had no cloud point. The following operations were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an artificial blood vessel. However, the glass rod uniformly coated with the solution was left in the air for the same time as in Example 1. The obtained artificial blood vessel had no porosity, as observed by scanning electron microscopy and when water was passed through it at a pressure of 50 to 150 mmHg. Example 2 Passed through a sieve of 30μm (sieve mesh size), 20μm
Casein that does not pass through a sieve of m (sieve mesh size)
22.5g, propylene glycol 45ml, dioxane 57.8ml, N,N-dimethylacetamide 24.8ml
was stirred and dispersed in a mixed solvent using a homogenizer. This dispersion was added to 22.5 g of the polyurethane used in Example 1, and the polyurethane was dissolved at 80°C. The cloud point of the resulting solution was approximately 45°C.
A glass rod with a diameter of 3 mm was immersed in this solution kept at 80°C and then taken out, and the solution was uniformly coated on the glass rod. The glass rod was then immersed in water at 18°C, and the mixed solvent was sufficiently replaced with water.
Thereafter, this operation was repeated once again, the glass rod was thoroughly washed with water, and the glass rod was extracted to obtain a tubular object. This tubular article was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution with a pH of about 13.5, casein was sufficiently extracted and removed, and finally thoroughly washed with water to obtain an artificial blood vessel according to the present invention. The resulting artificial blood vessel has an inner diameter of approximately 3 mm and an outer diameter of approximately 4.5 mm.
It was hot. When the inner surface, outer surface, and cross section of the tube wall of this artificial blood vessel were observed using a scanning electron microscope, pores of about 5 to 10 μm were uniformly present on the inner and outer surfaces, and the cross section of the tube wall had a network structure. When water was passed through this artificial blood vessel at an internal pressure of 50 to 150 mmHg, water leaked to the outside. When the compliance of this artificial blood vessel was measured in the same manner as in Example 1, it was 0.35. In addition, even if this artificial blood vessel was cut at an arbitrary location, the cut surface did not fray, and the sutureability was excellent, and the through hole of the suture needle self-occluded when the needle was removed. No nodules were formed when the internal pressure was 50 to 150 mmHg.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 曇点を有するエラストマー溶液を曇点をこえ
る温度に保ち、心棒上にコーテイングしたのち、
曇点温度以下の凝固液に該心棒を浸漬することを
特徴とする人工血管の製法。 2 エラストマー溶液が、該エラストマーに対し
て1〜250容量%の造孔剤を含有することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の製法。
[Claims] 1. After maintaining an elastomer solution having a cloud point at a temperature exceeding the cloud point and coating it on the mandrel,
A method for manufacturing an artificial blood vessel, which comprises immersing the mandrel in a coagulating liquid at a temperature below the cloud point. 2. The method according to claim 1, wherein the elastomer solution contains a pore-forming agent in an amount of 1 to 250% by volume based on the elastomer.
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