JPH0478301B2 - - Google Patents

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JPH0478301B2
JPH0478301B2 JP63073490A JP7349088A JPH0478301B2 JP H0478301 B2 JPH0478301 B2 JP H0478301B2 JP 63073490 A JP63073490 A JP 63073490A JP 7349088 A JP7349088 A JP 7349088A JP H0478301 B2 JPH0478301 B2 JP H0478301B2
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nerve
membrane
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tubular
semipermeable
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Efu Barentein Robaato
Aebisushaa Patoritsuku
Emu Garetsutei Pieeru
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BURAUN UNIV RISAACHI FUAUNDEESHON
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明の技術分野は損傷した神経の復元に有用
な医療用具およびこのような用具の製造方法、な
らびにこのような用具を神経復元に使用すること
に関する。
切断された神経を復元するという問題は百年以
上前から長く外科医を悩ませていた問題である。
顕微鏡外科技術における進歩にもかかわらず、重
篤な損傷からの患者の回復は神経損傷を充分に治
瘉できないことによりしばしば制限されている。
切断された指および四肢の再植は貧弱な神経の再
生により特に制限される。
神経が切断された場合に、運動および感覚の両
方で、神経により与えられる機能が失なわれる。
切断された神経の末端部分（脊髄から最も離れて
いる部分）における神経細胞付属体（軸索）が変
質し、死滅して、これらが含有している鞘だけが
残される。脊髄または脊根神経節にまだ連結して
いる近位の断端はまた幾分かの変質を受ける。こ
の変質は一般に、全神経細胞体の死までは進行し
ない。傷が神経細胞体から充分に離れた場所で生
じた場合には、再生が生じる。軸索突起が再生性
の軸索の尖端から見える。これらの突起は遠方に
向つて成長し、切断された神経の遠位部の完全な
神経鞘に再突入しようとする。この突入が成功し
た場合には、軸索の成長がこれらの鞘の中を通つ
て続き、機能は最終的に回復する。
神経復元に係る一般的接近において、小束（神
経体幹内部の神経束）の断端を整列させる方法が
試みられている。小さい神経を用いる同様の実験
が行なわれている。どちらの場合にも、復元の成
功に対する主要障害は神経末端の取り扱いによつ
て生じる外傷および整列を維持するための後続の
縫合にある。外傷は繊維芽細胞および他の瘢痕形
成性結合組織細胞の成長および（または）移動を
刺激するように見える。瘢痕組織は近位断端の再
生軸索が遠位断端に到達して連続路を再確立する
のを妨げる。この結果として、感覚または運動機
能が永久的に失なわれる。
長年にわたり、直接的復元（すなわち、神経断
端−神経断端縫合）に係り種々の実験が行なわれ
ている。この分野の研究の多くは神経切断末端を
望ましくない外傷を伴なうことなく近位におだや
かに引つ張り、そして一定の場所に固定すること
ができる「溝」（Channels）または管状プロテー
ゼの使用に焦点が合されている。このような溝が
瘢痕形成性結合組織の湿潤を防止できるか、ある
いは少なくとも遅らせることができるものと一般
に信じられている。
末硝神経復元に対するシラステイツクカフスの
使用はDucker等によりJournal of
Neurosurgery、28巻、582〜587頁（1968年）に
報告されている。神経復元用のシリコーンゴム鞘
はMidgley等によりSurgical Forum 19巻、519
〜528頁（1968年）に、およびLundborg等による
Journal of Neuropathology in Experimental
Neurology、41巻、412〜422頁（1982年）に報告
されている。生体吸収性ポリグラクチンメツシユ
管状用具の使用がMolander等により、Muscle＆
Nerve、５巻、54〜58頁（1982年）に報告され
た。神経再生における半透性アクリル系共重合体
管状用具の使用はUzman等により、Journal of
Neuroscience Research、９巻、325〜338頁
（1983年）に記載されている。ポリエステルおよ
び他の重合体の生体吸収性神経指導溝（nerve
guidance channels）はNyilas等により、
Transactions American Society of Artificial
Internal Organs、29巻、307〜313頁（1983年）
に、および1985年にBarrowsに対して発行され
た米国特許第4534349号に記載されている。
神経指導溝として使用できる種々の材料が確認
されているにもかかわらず、現時点までに得られ
た研究結果によりこのようなプロテアーゼは相当
の欠点を有することが確認されている。前記で確
認された材料のいくつかは実験動物で炎症反応を
生じさせ、その溝内における瘢痕組織形成を防止
することができなかつた。さらにまた、軸索の総
数、有髄軸索の数、神経上膜の厚さおよび指導溝
内で再生される神経の束状器質化は全て典型的
に、実験動物の元の神経構造に比較して貧弱であ
り、また満足なものにはほど遠いものである。さ
らにまた、感覚または運動機能はこれらの研究室
実験の大部分で共通する結果として、依然として
失なわれたままである。
従つて、神経指導溝の形成に対して、さらに好
適な材料および方法が要求されている。外科的外
傷を最少にし、神経成長における瘢痕組織による
干渉を防止し、そして感覚または運動機能を満足
に回復させる機会を改善する、神経復元用の材料
および方法はこの分野における長年の要求を満た
すものである。
ここに、切断または引裂した神経の復元が、神
経指導溝として選択的に透過性の重合体材料を使
用することにより格別に増強できることが見い出
された。このような選択的透過性重合体材料を使
用する医療用具、特になめらかな内皮を有する半
透性管状用具が神経再生用に開示される。この用
具はアクリル系共重合体、ポリビニリデンフルオ
ライドまたはポリウレタンイソシアネートのよう
な種々の重合体材料から切断された神経またはそ
の他の損傷を受けた神経の末端を受け入れるのに
適合させて形成することができる。この管状膜は
内腔の輪郭を定め、そこを通して軸索を再生で
き、これにより運動および（または）感覚機能を
回復させることができる。
「半透性」および「選択性」の用語は本明細書
において、再生する神経組織とともに栄養物質お
よび他の代謝物質の交換を可能にするが、繊維芽
細胞および他の瘢痕形成性細胞は排除する材料を
表わすものとして使用する。
本発明の神経指導溝はまた好ましくは、吻合部
位で分泌され、この部位に接種される神経成長因
子を保有し、しかも該指導溝内部に入れられたい
づれかの内腔マトリツクス材料を保有できるよう
に設計されている。この膜の有孔度は吻合部位と
患者の免疫系との間に免疫障壁が形成されるよう
に選択することができる。
指導溝の特別の構造的形状が神経再成長条件を
最適にするために重要な役割を果すことがまた見
い出された。なめらかな内部表面を有する半透性
の管状溝は有意に大量の再生神経糸およびさらに
多数の再生有髄軸索をもたらす。好適態様の一つ
において、本発明の指導溝は外側に比較的大きい
（すなわち、約１〜約20ミクロンの程度のの）孔
を有し、膜それ自体に相互連絡している放射状空
隙を有し、そして比較的小さい（すなわち約20〜
約200オングストロームの程度の）孔を有するな
めらかな内皮を有する特徴を有する管状膜よりな
る。
比較的大きい外側孔および相互連絡している放
射状空隙は最適の代謝支持体を供与する。合成管
壁中への毛細管の内方成長を可能にし、他方内側
膜の比較的小さい孔は再生性環境内における瘢痕
形成性細胞の逆生を防止する。さらにまた、該膜
は約100000ダルトンまたはそれ以下の分子量を有
する溶質に対して透過性である。さらに、放射状
に配向された小柱を有する膜よりむしろ縦方向に
配向された小柱を有する膜を含む用具を使用する
と好ましい。現時点までの研究により、縦方向に
配向された小柱が多数の毛細管を支持でき、そし
て多数の軸索を有する神経糸を生成させることが
できることが明らかにされている。
本発明の半透性神経指導溝はまた生体内分解性
であることができる。生体内分解性誘導体の使用
または生体内分解性成分を含有する共重合体の形
成のような従来技術で既知の種々の技術を使用し
て、使用時に満足すべき程度の生体内分解性を得
ることができる。本発明に係る溝が総体的に、時
間経過に従つて生体内分解性でない場合に、溝は
回復が充分に進行した後に再生した神経の近くか
ら容易に取り除くことができるような弱い縦線を
付けて形成することができる。
好ましくは、本発明の半透性神経指導溝の膜壁
の厚さは特定の膜および用途に応じて、約0.05〜
約1.0mmの範囲にある。同様に、内腔の直径は復
元しようとする神経の大きさに応じて、約0.5mm
〜約２cmで変えることができる。
本発明の神経指導溝は切断された神経末端に配
置することにより使用し、そして切断された神経
末端を受け入れるに適する開口部およびそこを通
つて神経の再生を可能にする内腔を有する復元の
ための適当な大きさの半透性管状用具を選択す
る。神経の断端を次いで、手作業によるかまたは
吸引によりこの管中にゆつくりと引つ張り、最適
の近位に配置し、次いで管に通して縫合すること
により、または生体適合性接着物質（たとえばフ
イブリン膠）により、または管との摩擦的衝突に
より外傷をつけることなく、その位置に固定させ
る。この部位には抗生物質を投与することがで
き、傷はついでとじる。
本明細書で使用されている「神経」の用語は一
つの繊維束状神経および多繊維束状神経の両方を
意味するものとする。半透性神経指導溝による再
生に係る同一一般原則がこれら両方の神経に適用
されるものとする。
本発明を以下で或る好適態様に係り説明する
が、本発明の精神または範囲から逸脱することな
く、種々の変更、付加および省略を当業者がなし
うることは明白であるべきである。たとえば、以
下に記述する半透性神経指導溝は一般に管状形態
であるが、種々の別の形状が使用できることは明
らかであるべきである。指導溝の内腔は横断面が
長円形であることもでき、あるいは四角形である
ことさえできる。指導溝はまた、神経断端を固定
するために、一緒にはさみ込んで用いる二部分ま
たは三部分以上から構成されていてもよい。さら
にまた半透性シート材料を使用して、その場で管
を形成することもできる。このような方法では、
神経断端をシートの頂部におき、縫合、接着また
は摩擦によりそこに固定することができる。次い
で、神経断片の周囲をシートで巻き、生成した管
状体をさらに縫合、接着または摩擦により閉鎖す
る。
内腔空間を満たすために、種々の物質がまた使
用できる。たとえば、内腔には、生理学的シラ
ン、ラミニン、コラーゲン、グリコースアミノグ
リカン類または神経成長因子を満たすことができ
る。空腔にはまた、培養されたSchwann細胞を
接種することもできる。
第１図は半透性の、無作別透過性の、および不
透性の神経指導材料の再生能力（有髄軸索の数で
表わす）を示す比較グラフである。
第２図は半透性神経指導溝および不透過性神経
指導溝に係る再生能力（異なる神経糸成分の相対
横断面面積を％で表わす）を示す比較図である。
本発明を以下で、実施例および比較実験に係り
説明する。
若い雌のCD−１マウス（体重25〜30ｇ
（Charles River Lad.，Wilmington，MA.）を
温度および湿度が調整されている室に入れ、餌お
よび水を自由に与える。マウスをメトキシフルオ
ランで麻酔し、左坐骨神経を上方大腿部の腹側中
間部に沿つて切開して露出させる。小殿筋を退縮
させた後に、脛骨−腓骨分岐近くの神経の３〜４
mmの区分を切除し、棄てる。
一連の材料を神経指導溝として試験する。材料
は全て、長さ６mmの管状形態にする。神経断端は
10−０ナイロン縫糸を用いて、各溝端から１mmの
孔を通して管内に４mm離して固定する。各材料に
ついて、少なくとも６個の溝を４週間および12週
間の期間、移植する。さらに一連の対照動物に前
記のとおりの神経切除を行ない、これらの断端部
にはいづれの指導溝も移植せずに閉鎖する。処置
の全体を通して、無菌性外科技術を保持し、処置
は手術用顕微鏡を用いて行なう。水分の多い溶質
に対して不透過性または無作別透過性の種々の管
状材料を半透性指導溝と比較する。不透過性材料
はポリエチレン（Clay Adams.Persippany.NJ）
およびシリコーンエラストマー（SilMed，
Taunton.MA）を包含し、そして無作別透過性
材料は発泡ポリテトラフルオロエチレン（Gore.
Flagstaff.AZ）である。半透性溝（Amicon
Corp.，Lexington，MA）はアクリル系共重合
体から構成し、部分的に窓が開けられている外皮
と選択的透過性内皮（50000ダルトンの公称分子
量排除値を有する）が縦方向に連絡する空隙を有
する開放型管状構造体により連結されている特徴
を有する。
回復時点で、動物は深く麻酔させ、リン酸塩緩
衝塩類溶液（PBS）５mlを、次いでPH7.4でPBS
中にパラホルムアルデヒド3.0％およびグルタル
アルデヒド2.5％を含有する定着剤10mlを心臓経
由で潅流する。手術部位は再び切開し、指導溝お
よび該溝のどちらかの末端部位の天然の神経の一
部分を取り出す。これらの試料を次いで１％三酸
化オスミウム溶液中に術後固定し、脱水し、
Spurr樹脂に埋め込む。指導溝の中心点の横断面
切片をSorvall MT−500マイクロトームで切り
取るこの切片（厚さ１ミクロン）をトルイジンブ
ルーで染色する。この神経標本の全体をZeiss
IM35顕微鏡を通してビデオモニターにうつし出
す。神経糸横断面面積および有髄軸索の数は図式
タブレツトを用いて、630倍の最終倍率で決定す
る。種々の測定値間の統計学的偏差値（ｐ＜
0.05）を得るために、Wilcoxon統計的順位−合
計試験を使用する。全ての数値は平均値±平均値
の標準誤差として示す。
末硝神経再生の成功率および品質は半透性材料
の使用により劇的に増強された。半透性溝は100
％の経過時間にわたり神経糸の再生を支持したの
に対し、不透性材料は約70％の経過時間の間、再
生を支持した。無作別透過性溝は真の神経糸に決
して器質化しない分散した組織の再生を支持する
だけであつた。第１図および第２図はこれらの比
較実験の形態学的結果を示している。第１図は半
透性溝で再生された有髄軸索の数が有意に高いこ
とを示している。第２図は再生された神経の組織
構成を示している。半透性溝中で再生された神経
は常に、最大面積の束状組織および最低面積の神
経上膜および血管系組織を示し、これは正常なマ
ウス坐骨神経の組織構成に近い。指導溝を用いて
治療しなかつた神経は12週間で完全な変質を示し
た。
本発明の透過選択性溝は好適な再生環境の形成
を支持することにより末硝神経再生を増強する。
内側膜の透過選択性特性は栄養物質の交換を可能
にし、他方で神経により放出される成長因子を濃
縮し、しかも瘢痕形成性細胞を排除する。管の大
型孔を有する外皮を通過して開放性小柱中に成長
していく毛細管は再生する神経に栄養物質を供給
し、そして再生する神経から生じる廃物を除く作
業を促進する。これらの因子は他の指導溝材料と
比較して、形態学的特徴に係り一定の再生をもた
らす。これらの重要な神経特性は運動機能および
知覚機能の回復にとつて好ましい。
【図面の簡単な説明】
第１図半透性、無作別透過性および不透性の神
経指導材料の再生能力を有髄軸索の数で表わす比
較グラフであり、そして第２図は半透性および不
透性神経指導溝の再生能力を異なる神経糸成分の
相対横断面面積の％で表わす比較図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 切断された神経を再生させるために使用する
    医療用具であつて、切断された神経の末端を受け
    入れるに適する開口部を有する管状半透膜を含
    み、この膜は、毛細管の内方成長を可能にする多
    孔質の外側膜表面およびそこを通る該神経の再生
    を可能にするなめらかな内側膜表面を有すること
    を特徴とする医療用具。 ２ 該膜の厚さが約0.05〜約1.0mmの範囲にある
    ことをさらに特徴とする請求項１に記載の用具。 ３ 該用具の内腔が約0.5〜約２cmの範囲の直径
    を有することをさらに特徴とする請求項１に記載
    の用具。 ４ 該膜が約100000ダルトン（AMU）またはそ
    れ以下の分子量を有する溶質に対して透過性で有
    ることを更に特徴とする請求項１に記載の用具。 ５ 該膜が繊維芽細胞および他の瘢痕形成性結合
    組織細胞に対し不透過性であることをさらに特徴
    とする請求項１に記載の用具。 ６ 該外側膜表面が約１〜約20ミクロンのサイズ
    の範囲の孔を有することをさらに特徴とする請求
    項１に記載の用具。 ７ 該内側膜表面が約20〜約200オングストロー
    ムのサイズの範囲の孔を有することをさらに特徴
    とする請求項１に記載の用具。 ８ 該膜がその外側膜表面と内側膜表面との間に
    位置する相互連絡している放射状空〓を有する網
    状構造部分を含むことをさらに特徴とする請求項
    １に記載の用具。 ９ 該膜がその外側膜表面と内側膜表面との間に
    位置する縦方向に配向されている小柱状の網状構
    造部分を含むことをさらに特徴とする請求項１に
    記載の用具。 １０ 該膜がアクリル系共重合体、ポリビニリデ
    ンフルオライドおよびポリウレタンイソシアネー
    トよりなる群から選ばれる重合体材料よりなるこ
    とをさらに特徴とする請求項１に記載の用具。
JP63073490A 1987-03-30 1988-03-29 Translucent nerve lead groove Granted JPS642637A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/032,489 US4877029A (en) 1987-03-30 1987-03-30 Semipermeable nerve guidance channels
US032489 1987-03-30

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPH012637A JPH012637A (ja) 1989-01-06
JPS642637A JPS642637A (en) 1989-01-06
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