JPH04300537A - 複合化人工血管 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冠状動脈、末梢血管な
どの代用血管として用いる小口径人工血管に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ポリエステル繊維編物または
織物や、延伸ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦ
Ｅ）チューブが人工血管として用いられてきた。延伸Ｐ
ＴＦＥチューブは、ＰＴＦＥ素材自体が抗血栓性に優れ
、また延伸によって得られる繊維−結節による多孔質構
造が生体組織適合性に優れるため、ポリエステルに比較
して、より小口径の領域で人工血管として実用されてき
た。

【０００３】しかしながら延伸ＰＴＦＥでも抗血栓性が
十分であるとは言えず、特に内径６ｍｍ以下の人工血管
では十分な開存率は得られていない。そこでこれらを解
決する方法として従来より、（１）材料自体の抗血栓性
を向上させる方法、（２）人工血管を移植後に、生体組
織を誘導し内膜形成を起こすことによって抗血栓性を付
与する方法、が検討されている。前者としては相分離構
造等の抗血栓性高分子材料や抗血栓性剤固定化材料の開
発が検討されているが、移植後長期にわたって良好な抗
血栓性を示す材料は得られていない。後者では、移植後
の内膜形成を促進するために、延伸ＰＴＦＥにフィブロ
ネクチンやコラーゲン等の接着性タンパク質と、必要に
応じてヘパリンを複合化した人工血管が提案されている
（特開昭６３−４６１６９号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
延伸ＰＴＦＥチューブにコラーゲンやヘパリンを複合化
した人工血管では、なお組織侵入速度が不十分で、内膜
形成に時間がかかる他、侵入した組織や内膜の安定性が
悪く、移植長期において組織が石灰化したり壊死するた
めに長期開存性が悪いといった問題点があった。これら
の問題点は、多孔質構造の孔径が生体組織や毛細血管の
侵入に対して十分に大きくなく、組織が十分に侵入でき
ないことに原因がある。従ってこれらの問題点を解決す
るためには、多孔質の孔径をより大きくし、速やかに大
量の生体組織が孔内に侵入させる必要がある。

【０００５】延伸ＰＴＦＥチューブは、非常に細い繊維
とその繊維により互いに連結された結節から成る微細な
繊維構造を有している。したがって、孔径を大きくする
ためには、延伸率を高くし、繊維を長くすれば良い。し
かしながら、延伸ＰＴＦＥチューブにおいては、延伸に
よって生じた微細繊維が延伸方向に強く配向しているた
めにチューブの管軸方向の引張強度は高いがチューブ周
方向の強度が低く、管軸方向に裂け易いという欠点を有
している。このため、延伸率を向上し、繊維を長くする
とチューブの力学的特性が著しく低下し、特に生体と縫
合する際に縫合針や縫合糸がチューブを引き裂いてしま
ったり、さらに長繊維すると、チューブが管腔構造を保
持出来なくなってしまい、人工血管としての使用に耐え
られなくなってしまう。

【０００６】これら力学的特性の低下を解決するための
手段として、チューブの壁厚を厚くする、チューブ外部
をメッシュ等で補強するといった方法が考えられるが、
前者においては生体組織侵入性の低下をきたすという問
題、後者においては補強材の剥離等の問題が生じる。従
ってこれらのチューブに生体組織誘導物質を複合化して
もその効果を十分に発揮させることは不可能である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、生体組織の侵
入性に優れる長繊維構造を有し、かつ力学特性にも優れ
た一体構造の延伸ＰＴＦＥチューブに、生体組織誘導性
物質と抗血栓性物質を複合化することにより、初期の抗
血栓性に優れ、かつ速やかに安定な内膜を形成すること
により、長期にわたって良好な開存性を示す複合化人工
血管を提供するものである。

【０００８】本発明が対象とする延伸ＰＴＦＥチューブ
は、内表面から外表面にいたるまで、繊維の長い部分と
繊維の短い部分の二つの部分から構成され、好ましくは
長繊維部分は、平均繊維長が６０μｍ以上、短繊維部分
は平均繊維長が２０μｍ以下で、チューブの周方向とチ
ューブ管壁の厚み方向に編目状に連続する構造を有する
。

【０００９】かかる延伸ＰＴＦＥチューブは、基本的に
は特公昭４２−１３５６０号公報に記載の方法により製
造される。まずＰＴＦＥ未焼結粉末に液状潤滑剤を混和
し、ラム式押出機によってチューブ状に押し出す。この
チューブから液状潤滑剤を除去し、あるいは除去せずに
チューブを少なくとも管軸方向に延伸する。次にチュー
ブ両端を収縮しないように固定し、チューブの内表面と
外表面の両側を焼結温度の３２７℃以上で加熱する。そ
の際、チューブの内外面間に連続的に温度勾配を与え、
外表面の温度を内表面の温度より５０〜３００℃、好ま
しくは１００〜２５０℃高くする。これにより、チュー
ブの内表面から外表面に至るまで繊維−結節構造の再配
列が起こり、処理前よりもさらに延伸されて長繊維化し
た部分と処理前より短繊維化した部分が得られる。内表
面温度はＰＴＦＥが分解しないように５００℃以下に制
御することが望ましい。

【００１０】特公昭５８−１６５６号公報及び特開昭５
５−７６６４８号公報には、延伸後のＰＴＦＥの一部分
を更に３２７℃以上の温度で加熱することにより、延伸
方向と垂直方向の強度に優れた延伸ＰＴＦＥを製造する
方法が記載されている。しかしながら、この方法では同
明細書にも記載されているように、チューブの片面のみ
が３２７℃以上に加熱されるだけで、別の片面は３２７
℃以下であるために、上述したようにチューブ内表面か
ら外表面に至るまで繊維−結節構造の再配列がおきるこ
とはなく、本発明に記載したように長繊維部と短繊維部
に分かれ、しかも短繊維部分がチューブの周方向及び厚
み方向に編目状に連続するという構造は得られない。こ
のように、３２７℃以上の温度で、内表面の温度と内外
面の温度差を適当に設定することにより、長繊維部分と
短繊維部分とからなりしかも短繊維部分がチューブの周
方向及び厚み方向に編目状に連続する構造の延伸ＰＴＦ
Ｅチューブが得られる。

【００１１】このようにして得られた延伸ＰＴＦＥチュ
ーブを、生体組織誘導性物質や抗血栓性物質の溶液に浸
漬するか、または溶液をチューブの管壁内に加圧または
減圧により注入することにより、複合化した人工血管を
作製することができる。生体組織誘導性物質や抗血栓性
物質は、単独で別々に複合化してもよいし、予め両者を
混合したり、必要に応じて第三の高分子材料を混合して
から複合化してもよい。

【００１２】本発明による複合化人工血管において、平
均繊維長が６０μｍ以上の長繊維で構成される部分に生
体組織誘導物質を複合化することにより、従来のいかな
る人工血管材料でも得られなかった高速度で、人工血管
壁の外側から大量の生体組織や毛細血管が侵入する。こ
のように、従来の人工血管に比べてきわめて高速で大量
に侵入した組織は、長期にわたって安定な内膜を形成、
維持することができるため、移植後長期にわたって良好
な開存性を示す。このように良好な組織化を起こせしめ
るためには、長繊維部分の平均繊維長は６０μｍ以上で
あることが必要であるが、好ましくは１００μｍ以上、
より好ましくは１５０μｍ以上であることが望ましい。

【００１３】平均繊維長が２０μｍ以下の短繊維で構成
される部分は、結節部分の密度が高いため強度特性に優
れる。この短繊維部分がチューブの周方向および管壁の
内表面から外表面まで編目状に連続することによって、
チューブとしての構造を維持し、かつ縫合時に必要な引
裂強度や引張強度をチューブに付与する。良好な強度を
付与するためには短繊維部分の平均繊維長は、２０μｍ
以下であることが必要である。

【００１４】この延伸ＰＴＦＥチューブに複合化する物
質のうち、生体組織誘導作用を有する物質としては、接
着性タンパク質や、内皮細胞増殖因子、血管増殖因子等
の成長因子類があげられる。これらの中で、コラーゲン
、ゼラチン、アルブミン、ラミニンが望ましい。これら
の物質を上記延伸ＰＴＦＥチューブに複合化することに
より、従来の材料では得られなかった程迅速に大量の生
体組織や毛細血管が侵入することができ、長期にわたっ
て安定な内膜を維持することができる。

【００１５】複合化する方法としては、単独で塗布する
だけでもよいし、別の高分子材料に混合して塗布しても
良いし、必要に応じて化学的に固定してもよい。複合構
造としては、複合化後にも多孔質構造が維持されるよう
に、壁厚全体にわたって、孔内全体に薄く複合化するの
が望ましい。また、本発明による延伸ＥＰＴＦＥチュー
ブは延伸率が高く孔径が大きいため、単独で移植すると
漏血が生じるが、このようにタンパク質類を複合化する
ことにより、漏血を防ぐことができる。

【００１６】複合化する物質のうち、抗血栓性材料は、
移植後に人工血管内面が抗血栓性を有する内皮細胞で覆
われる迄の間、人工血管に抗血栓性を付与するために複
合化される。これらの物質として、ヘパリン等の抗血液
凝固物質、アスピリン、プロスタグランジンＥ１、同Ｉ
２等の抗血小板凝集物質、ウロキナーゼ等の血栓溶解物
質があげられる。これらの物質を単独で塗布するだけで
もよいし、別の高分子材料に混合して塗布してもよいし
、必要に応じて共有結合やイオン結合固定してもよいが
、いずれにしても移植後に形成される内膜によって抗血
栓性が付与されるまでの間、人工血管内面を抗血栓性に
しておくために必要なだけの量を複合化することが必要
である。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明を実施例によって具体的に説
明するが、本発明の範囲はこれによって制限されるもの
ではない。

【００１８】実施例１ 　　ＰＴＦＥ粉末ポリフロンＦ−１０４（ダイキン工業
株式会社製）１００重量部に対して液状潤滑剤２７重量
部を添加して混和し、加圧予備成形後、押出機で内径１
．５ｍｍ、外径２．５ｍｍのチューブ状に押出した。こ
のチューブから液状潤滑剤を除去した後、チューブを３
９０℃に加熱し、１０００％延伸した。この延伸チュー
ブに外径１．５ｍｍのステンレス棒を挿入し、外表面側
を６５０℃、内表面側を４５０℃にて３５秒間加熱した
。これにより下表１に示す物性のチューブを得た。

【００１９】このチューブの内側から０．５％牛腱由来
タイプＩ型コラーゲン水溶液を真空注入し、グルタール
アルデヒドで架橋後、１０％ヘパリン水溶液に含浸し、
真空乾燥した。コラーゲン及びヘパリンの複合化量はそ
れぞれ０．３ｍｇ／ｃｍ，１．８ｍｇ／ｃｍ（３２９Ｕ
ＮＩＴ／ｃｍ）であった。

【００２０】この複合化人工血管をラット腹部大動脈に
移植した。２週間後管壁内は線維芽細胞等の生体組織成
分により満たされていた。内面の内皮被覆率は９２％と
高く、開存率１００％であった。また１年経過後にも形
成した内皮は安定で開存率は９５％であった。

【００２１】実施例２〜４ 　　表１に示す複合化物質を用いる他は実施例１と同様
の方法により複合化人工血管を作製し、ラットに移植し
た。結果は表１に示す通りで、２週間後の多孔質内への
組織侵入は良好で内面の被覆率は高く、開存率は高かっ
た。また１年経過後にも形成した内皮は安定で開存率も
高かった。

【００２２】比較例１ 　　平均繊維長３０μｍで内径１．５ｍｍ、外径２．５
ｍｍの延伸ＰＴＦＥチューブの内側から０．５％牛腱由
来タイプＩ型コラーゲン水溶液を真空注入し、グルター
ルアルデヒドで架橋後、１０％ヘパリン水溶液に含浸し
、真空乾燥した。コラーゲン及びヘパリンの複合化量は
それぞれ０．３ｍｇ／ｃｍ，１．７ｍｇ／ｃｍ（３１１
ＵＮＩＴ／ｃｍ）であった。この複合化人工血管１０ｃ
ｍをラット腹部大動脈にループ状に移植した。２週間後
多孔質内に組織は十分に入っておらず、内面の内皮被覆
率は６３％で開存率は９０％であった。また１年経過後
には侵入した組織は石灰化を起こしており、形成されて
内皮も一部剥離しており、開存率は５０％であった。

【００２３】比較例２ 　　実施例１と同様の方法により作製した延伸ＰＴＦＥ
チューブをそのままラットに移植した。移植の際の漏血
が激しく、２週間後多孔質内に組織は十分に入っておら
ず、内面の内皮被覆率は５５％で開存率は７５％であっ
た。１年経過後には内皮被覆率は１００％であったが開
存率は５０％であった。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による複合
化人工血管は生体組織が速やかに、しかも大量に侵入で
きる長繊維構造を有し、かつ力学特性にすぐれる一体構
造延伸ＰＴＦＥチューブに、生体組織誘導性物質と抗血
栓性物質を複合化することにより、移植初期の抗血栓性
にすぐれ、しかも速やかに安定な内膜を形成することに
より、移植後長期にわたって良好な開存性を示す。した
がって、本発明による人工血管は、従来のいかなる材料
をもっても実用化できなかった、冠状動脈，末梢血管な
どの小口径の代用血管として有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の複合化人工血管の内面図。

【図２】　　本発明の複合化人工血管の内面の拡大図。

【図３】　　本発明の複合化人工血管の軸方向断面図。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　繊維と該繊維によって互いに連結され
   た結節とからなる微細繊維状組織を有するポリテトラフ
   ルオロエチレン多孔質チューブであって、チューブの内
   表面から外表面に至るまで繊維の長い部分と繊維の短い
   部分の二つの部分から構成され、かつ繊維の短い部分が
   チューブの周方向およびチューブ内表面から外表面まで
   編目状に連続しているチューブに、生体組織誘導性物質
   と抗血栓性物質を複合化してなる人工血管。
2. 【請求項２】　　チューブ内表面の長繊維部分の平均繊
   維長が６０μｍ以上、短繊維部分の平均繊維長が２０μ
   ｍ以下である請求項１記載の人工血管。
3. 【請求項３】　　生体組織誘導性物質がコラーゲン、ゼ
   ラチン、アルブミンおよびラミニンの少なくとも一種で
   ある請求項１または２記載の人工血管。