JP6967265B2 - Evaluation method and manufacturing method of medical base material - Google Patents
Evaluation method and manufacturing method of medical base material Download PDFInfo
- Publication number
- JP6967265B2 JP6967265B2 JP2017089910A JP2017089910A JP6967265B2 JP 6967265 B2 JP6967265 B2 JP 6967265B2 JP 2017089910 A JP2017089910 A JP 2017089910A JP 2017089910 A JP2017089910 A JP 2017089910A JP 6967265 B2 JP6967265 B2 JP 6967265B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blood vessel
- layer
- inner layer
- transplanted
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/04—Hollow or tubular parts of organs, e.g. bladders, tracheae, bronchi or bile ducts
- A61F2/06—Blood vessels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
本発明は、医療用基材の評価方法及び製造方法に関する。 The present invention relates to an evaluation method and a manufacturing method of a medical substrate.
血管で最も重要な働きは、抗凝固性である。そして、この抗凝固性とは、血管内で血液が凝固して、血液の流れが損なわれることを防止することである。また、この抗凝固性は、血管の内腔面の一番表層に存在す内膜層が担っており、この内膜層が安定して形成されることによって維持される。 The most important function of blood vessels is anticoagulant. The anticoagulant property is to prevent blood from coagulating in the blood vessel and impairing the flow of blood. Further, this anticoagulant property is borne by the intima layer existing on the outermost surface of the luminal surface of the blood vessel, and is maintained by the stable formation of this intima layer.
さて、従来からある人工血管は、それが生体内で永久的に残存する素材(いわゆる生体非吸収性素材と呼ばれ、例えば、ポリエステル、ナイロン、絹糸など)からできたもの、ある一定の期間に生体内で分解してしまう素材(生体内分解性素材と呼ばれ、例えば、ポリ乳酸、カプロラクトン、PGAやゼラチン、コラーゲンなど)でできたもの、又は生体非吸収性素材と生体内分解性素材とを組み合わせでできたものであれ、生体内に動脈として移植された場合、その内腔面に内膜層が安定して形成され維持されている状態を保つことができなかった。 By the way, the conventional artificial blood vessel is made of a material that remains permanently in the living body (so-called bionon-absorbable material, for example, polyester, nylon, silk thread, etc.), for a certain period of time. Materials that decompose in the body (called biodegradable materials, such as polylactic acid, caprolactone, PGA, gelatin, collagen, etc.), or non-bioabsorbable materials and biodegradable materials Even if it was made by combining the above, when it was transplanted as an artery in the living body, it was not possible to maintain the state in which the intima layer was stably formed and maintained on the luminal surface.
そのため、従来の人工血管は、その壁の内腔面に血栓形成や組織の異常増殖、形態の異常などの様々な障害を引き起こし、動脈としての機能が比較的早期に悪化してしまう恐れがあった。特に内腔直径が6〜8mm以下の比較的細い人工血管は、抗凝固性が不十分であり、動脈として移植した場合、6ヶ月以内に血栓形成や組織の異常増殖による血管機能の悪化が起こり易かった(特許文献1及び2、非特許文献1を参照。)。
Therefore, conventional artificial blood vessels cause various disorders such as thrombus formation, abnormal tissue growth, and abnormal morphology on the luminal surface of the wall, and there is a risk that the function as an artery deteriorates relatively early. rice field. In particular, relatively thin artificial blood vessels with a lumen diameter of 6 to 8 mm or less have insufficient anticoagulant properties, and when transplanted as arteries, thrombus formation and tissue overgrowth cause deterioration of vascular function within 6 months. It was easy (see
本発明は、循環器系の再生に好適な医療用基材であって、血栓の出来易い血管、例えば静脈系血管や、動脈のように内腔からの高い圧力に曝され、内腔直径が6〜8mm以下の比較的細い人工血管に好適な医療用基材の提供などを可能とする医療用基材の評価方法及び製造方法を提供することを課題とする。 The present invention is a medical substrate suitable for regeneration of the circulatory system, and is exposed to high pressure from a lumen such as a blood vessel of which a thrombus is easily formed, for example, a venous blood vessel or an artery, and has a lumen diameter. An object of the present invention is to provide an evaluation method and a manufacturing method of a medical base material, which makes it possible to provide a medical base material suitable for a relatively thin artificial blood vessel of 6 to 8 mm or less.
発明者らは、鋭意検討の結果、人工血管に内膜層が形成され安定的に維持されるためには、その人工血管の壁を構成する一部あるいは全部の層が次に述べる特定の強度劣化期間を持つ素材からなる層を持ち(この部分を以下では外層と記載する)、その外層が一定の範囲の剛性(別の言い方をすれば適切な弾性)を有し、その外層を構成する布の繊維間隔が一定の範囲よりも広くなる必要があることを突き止めた。そして、その外層が一定範囲の剛性及び繊維間隔を有する場合、自然の血管の内膜層に類似した内膜層と、さらにその外側(内腔側から見て)に接する中膜の内側部分に類似する構造が人工血管の内腔に形成され、安定した抗凝固性を長期間保持できることを確認した。そして、これらの条件をみたす場合には、人工血管として良好な機能を果たすことを確認した。 As a result of diligent studies, the inventors have made that a part or all of the layers constituting the wall of the artificial blood vessel have the specific strength described below in order for the intima layer to be formed and stably maintained in the artificial blood vessel. It has a layer made of a material with a deterioration period (this part is referred to as an outer layer below), and the outer layer has a certain range of rigidity (in other words, appropriate elasticity), and constitutes the outer layer. We found that the fiber spacing of the cloth needed to be wider than a certain range. Then, when the outer layer has a certain range of rigidity and fiber spacing, the intima layer resembling the intima layer of a natural blood vessel and the inner part of the media in contact with the outside (viewed from the luminal side). It was confirmed that a similar structure was formed in the lumen of the artificial blood vessel and that stable anticoagulability could be maintained for a long period of time. Then, it was confirmed that when these conditions were satisfied, it fulfilled a good function as an artificial blood vessel.
なおその外層を構成するある特定の強度劣化期間を持つ素材とは、ステレオコンプレックスポリ乳酸かそれより生体内での強度劣化が遅い生体内吸収性ポリマー、あるいは非吸収ポリマー(すなわち強度劣化期間が無限大のポリマー)を指す。ある特定の強度劣化期間を具体的に述べれば、(ステレオコンプレックスPLAで作成した人工血管を動脈に移植した場合、その強度が劣化するには少なくとも6ヶ月以上から10ヶ月以上が必要であるが、通常のPLLAを同じように用いた場合は6ヶ月未満から強度劣化が認められた我々の実験結果を基準とすれば、)6ヶ月以上から10ヶ月以上の強度劣化期間を指す。 The material constituting the outer layer having a specific strength deterioration period is stereocomplex polylactic acid, an in vivo absorbable polymer having a slower strength deterioration in the living body, or a non-absorbable polymer (that is, the strength deterioration period is infinite). Large polymer). Specifically, a specific period of strength deterioration is (when an artificial blood vessel created with stereocomplex PLA is transplanted into an artery, it takes at least 6 months to 10 months or more for the strength to deteriorate. Based on the results of our experiments in which strength deterioration was observed from less than 6 months when normal PLLA was used in the same way), it refers to a strength deterioration period of 6 months or more to 10 months or more.
本発明の医療用基材の評価方法は、シート形状、管形状、又はこれらを組み合わせた形状をしていて、体内に移植して循環器系の再生に使用される医療用基材であって、循環器系の内膜側に配置される内層と、内層より循環器系の外膜側に配置される外層と、を少なくとも備える複層構造をしており、内層よりも循環器系の外膜側に配置される層が、栄養血管が内層に達するように又は内層近傍まで入り込めるように、多孔質形状に形成されている医療用基材について、以下の方法で決定される剛性の指標aを算出するとともに、移植対象となる血管についても、以下の方法で決定される剛性の指標aを算出し、管形状の医療用基材の外層の剛性の指標a/移植対象となる血管の剛性の指標aの比が7.5以内である場合に当該医療用基材が移植対象となる血管に適していると評価する。
また、本発明の医療用基材の製造方法は、シート形状、管形状、又はこれらを組み合わせた形状をしていて、体内に移植して循環器系の再生に使用される医療用基材の製造方法であって、循環器系の内膜側に配置される内層と、内層より循環器系の外膜側に配置される外層と、を少なくとも備え、内層よりも循環器系の外膜側に配置される層が、栄養血管が内層に達するように又は内層近傍まで入り込めるように、多孔質形状に形成される複層構造を形成する工程と、上記評価方法に基づき移植対象となる血管に適していることを確認する工程を含む。
以下では、本発明の医療用基材の評価方法に基づき移植対象となる血管に適していると評価される医療用基材について、「本発明の医療用基材」と称する場合がある。
The method for evaluating a medical substrate of the present invention is a medical substrate having a sheet shape, a tube shape, or a combination thereof, which is transplanted into the body and used for regeneration of the circulatory system. It has a multi-layer structure including at least an inner layer arranged on the intima side of the circulatory system and an outer layer arranged on the outer membrane side of the circulatory system from the inner layer, and has a multi-layer structure outside the circulatory system rather than the inner layer. An index of rigidity determined by the following method for a medical substrate formed in a porous shape so that the layer arranged on the membrane side can reach the inner layer or penetrate into the vicinity of the inner layer. And also for the blood vessel to be transplanted, the index a of rigidity determined by the following method is calculated, and the index a of the rigidity of the outer layer of the tube-shaped medical substrate / the rigidity of the blood vessel to be transplanted. When the ratio of the index a of is within 7.5, it is evaluated that the medical substrate is suitable for the blood vessel to be transplanted.
Further, the method for producing a medical base material of the present invention has a sheet shape, a tube shape, or a shape in which these are combined, and is a medical base material that is transplanted into the body and used for regeneration of the circulatory system. It is a manufacturing method and includes at least an inner layer arranged on the inner membrane side of the circulatory system and an outer layer arranged on the outer membrane side of the circulatory system from the inner layer, and the outer membrane side of the circulatory system is more than the inner layer. In the step of forming a multi-layer structure formed into a porous shape so that the vasa vasorum reaches the inner layer or penetrates into the vicinity of the inner layer , and the blood vessel to be transplanted based on the above evaluation method. Includes a step to confirm suitability.
Hereinafter, the medical base material evaluated to be suitable for the blood vessel to be transplanted based on the evaluation method of the medical base material of the present invention may be referred to as "medical base material of the present invention".
[剛性の指標aの決定方法]
(1)引張試験機の上下のチャックにL字型の治具を挟み、管形状の被測定物を二つのL字型治具の間に通して、被測定物の断面が丸い円形を保っている状態から、一定の引っ張り速度で引っ張り、被測定物の向かい合う内壁が平行にはなるが、力がかかっていない状態にし、これを測定開始時点する、なお、測定開始時点における被測定物の引張方向の長さをD0、これと直行する被測定物の縦軸方向の長さをL0、被測定物の壁の厚さをT0 と定める、
(2)測定開始時点から、同じ引っ張り速度で引っ張りながら、張力Nx、引張方向の長さDx、被測定物の縦軸方向の長さLx、壁の厚さTxを複数回測定する、
(3)式X=(Dx-D0)/D0×100(%)により、伸び率Xを算出する、
(4)式(4a )により被測定物の内壁に掛かる引張方向の応力σxを算出し、式(4b)により、この応力が内半径Rxの被測定物の内圧によって生じていると仮定した場合に相当するチューブ内圧Yxを算出する、
(4a )σx=Nx/(Tx×Lx×2)
(4b)Yx=σx×Tx/Rx=π×Nx/2(Dx×Lx)
(5)得られた伸び率Xとそれに対応する内圧Yが、1次関数Y=aX+b(a,bは定数)に近似するように最小二乗法によって定数a,bを決定する。
[Method for determining rigidity index a]
(1) An L-shaped jig is sandwiched between the upper and lower chucks of the tensile tester, and the tube-shaped object to be measured is passed between the two L-shaped jigs to keep the cross section of the object to be measured round and circular. The object to be measured is pulled at a constant pulling speed from the state in which the object is being measured, and the inner walls facing each other are parallel to each other, but no force is applied. The length in the tensile direction is defined as D0, the length in the vertical axis direction of the object to be measured perpendicular to this is defined as L0, and the wall thickness of the object to be measured is defined as T0.
(2) From the start of measurement, the tension Nx, the length Dx in the tensile direction, the length Lx in the vertical direction of the object to be measured, and the wall thickness Tx are measured multiple times while pulling at the same tensile speed.
(3) Calculate the elongation rate X by the formula X = (Dx-D0) / D0 × 100 (%).
(4) When the stress σx in the tensile direction applied to the inner wall of the object to be measured is calculated by Eq. (4a), and it is assumed by Eq. (4b) that this stress is caused by the internal pressure of the object to be measured with an inner radius Rx. Calculate the tube internal pressure Yx corresponding to
(4a) σx = Nx / (Tx × Lx × 2)
(4b) Yx = σx × Tx / Rx = π × Nx / 2 (Dx × Lx)
(5) The constants a and b are determined by the least squares method so that the obtained elongation rate X and the corresponding internal pressure Y approximate the linear function Y = aX + b (a and b are constants).
なお、前記の医療用基材の剛性の指標a/移植される血管の剛性の指標aの比は、5.5以内であるのが好ましい。また、外層を構成する布は、栄養血管が入り込む孔の径、配置、分布をできるだヶ均一としたい場合には、織物又は編物とすることが好ましい。 The ratio of the rigidity index a of the medical substrate to the rigidity index a of the transplanted blood vessel is preferably 5.5 or less. Further, the cloth constituting the outer layer is preferably a woven fabric or a knitted fabric when it is desired to make the diameter, arrangement, and distribution of the holes into which the feeding blood vessels enter as uniform as possible.
本発明の医療用基材の内層は、ポリグリコール酸、乳酸とカプロラクトンの共重合体、L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、グリコール酸と乳酸の共重合体、ゼラチン、コラーゲン、エラスチンからなる群より選ばれた少なくとも1種の材料によって構成されていてもよい。なお、内層は繊維素材からなる布によって構成されていてもよい。また、内層を構成する布は、不織布、織物又は編物であってもよい。 The inner layer of the medical substrate of the present invention is a group consisting of polyglycolic acid, a copolymer of lactic acid and caprolactone, L-polylactic acid, D-polylactic acid, a copolymer of glycolic acid and lactic acid, gelatin, collagen and elastin. It may be composed of at least one selected material. The inner layer may be made of a cloth made of a fiber material. Further, the cloth constituting the inner layer may be a non-woven fabric, a woven fabric or a knitted fabric.
本発明の医療用基材は、外層が適切な剛性を備えているため、動脈、静脈等の血管、心臓、リンパ管などの循環器系の再生に使用でき、再生に長期間を要するとともに血圧が掛かる動脈(、特にその内膜や中膜を長期間に渡り)を安定して再生・維持できるとともに、血栓が形成されやすい血管、例えば静脈系の血管や内腔直径が6〜8mm以下の細い動脈についても安定して再生・維持できる。 Since the outer layer of the medical substrate of the present invention has appropriate rigidity, it can be used for regeneration of blood vessels such as arteries and veins, and the circulatory system such as heart and lymph vessels. Stable regeneration and maintenance of arteries (especially the intima and media) on which blood vessels are hung (especially the intima and media over a long period of time), and blood vessels in which blood clots are likely to form, such as venous blood vessels and lumen diameters of 6 to 8 mm or less Stable regeneration and maintenance of small arteries.
1.医療用基材
本発明の医療用基材は、シート形状、管形状、又はこれらを組み合わせた形状をしていて、人工血管、血管内ステントや血管内ステントグラフト等のように外科手術などの処置によって、体内に移植して循環器系の再生に使用されるものである。
1. 1. Medical base material The medical base material of the present invention has a sheet shape, a tube shape, or a shape in which these are combined, and is subjected to surgical operations such as artificial blood vessels, intravascular stents, and intravascular stent grafts. , Is transplanted into the body and used for regeneration of the circulatory system.
そこで、本発明の医療用基材を人工血管として使用する場合について、以下に図面に基づいて説明する。なお、本発明の医療用基材の用途は人工血管に限定されない。 Therefore, the case where the medical substrate of the present invention is used as an artificial blood vessel will be described below with reference to the drawings. The use of the medical substrate of the present invention is not limited to artificial blood vessels.
図1は、本発明に係る医療用基材1の外観斜視図(a)及び断面図(b)である。この図に示すように、医療用基材1は外層11とその内側に配置された内層12を備えている。ここで、内層12は、外層11と一体化してもよく、多層に重層して設置されていてもよい。なお、このような医療用基材1は、例えば、各層を別々に製造したのち、手や公知の機械により嵌め合わせることによって製造できる。
FIG. 1 is an external perspective view (a) and a sectional view (b) of the
2.外層
本発明の医療用基材1を構成する外層11は、生体非吸収性素材、生体内分解性素材又はこれらの組合せからなる中空筒状の布であって、後述する剛性の指標aが一定の範囲に収まるものである。また、この外層とは、前記の人工血管の壁を構成する一部あるいは全部の層であって、次に述べるある特定の強度劣化期間を持つ素材からなる層を指す。
2. 2. Outer layer The
なお、その外層を構成するある特定の強度劣化期間を持つ素材とは、ステレオコンプレックスポリ乳酸かそれより生体内での強度劣化が遅い生体内吸収性ポリマー、あるいは非吸収ポリマー(すなわち強度劣化期間が無限大のポリマー)を指す。 The material constituting the outer layer having a specific strength deterioration period is stereocomplex polylactic acid, an in vivo absorbable polymer having a slower strength deterioration in vivo, or a non-absorbable polymer (that is, the strength deterioration period is longer). Infinite polymer).
ある特定の強度劣化期間を具体的に述べれば、(ステレオコンプレックスPLAで作成した人工血管を動脈に移植した場合、その強度が劣化するには少なくとも6ヶ月以上から10ヶ月以上が必要であるが、通常のPLLAを同じように用いた場合は6ヶ月未満から強度劣化が認められた我々の実験結果を基準とすれば、)6ヶ月以上から10ヶ月以上の強度劣化期間を指す。 Specifically, a specific period of strength deterioration is (when an artificial blood vessel created with stereocomplex PLA is transplanted into an artery, it takes at least 6 months to 10 months or more for the strength to deteriorate. Based on the results of our experiments in which strength deterioration was observed from less than 6 months when normal PLLA was used in the same way), it refers to a strength deterioration period of 6 months or more to 10 months or more.
(1)生体非吸収性素材、生体内分解性素材
外層には、すべての生体非吸収性素材が使用できる。また、生体内分解性素材としては、ステレオコンプレックスポリ乳酸以外に、ポリブチレンサクシネート、ポリエステルアミド、コポリエステル、改質ポリエステル、ポリエチレンサクシネート系、ポリブチレンサクシネート系、ポリヒドロキシブチレート系、ポリビニルアルコールやこれらを含むコポリマー、バクテリアセルロースなどが使用できる。なおポリウレタンは、医学的には生体内での強度劣化は生じないとされているが、実際には1年以上の観察では加水分解による強度劣化が認められるので、ここで述べたステレオコンプレックスPLAより生体内での強度劣化が遅い生体内吸収性ポリマーに含まれる。
(1) Bio-non-absorbable material, bio-degradable material All bio-non-absorbable materials can be used for the outer layer. In addition to stereocomplex polylactic acid, biodegradable materials include polybutylene succinate, polyesteramide, copolyester, modified polyester, polyethylene succinate, polybutylene succinate, polyhydroxybutyrate, and polyvinyl. Alcohol, copolymers containing these, bacterial cellulose, etc. can be used. It is medically said that polyurethane does not cause strength deterioration in the living body, but in reality, strength deterioration due to hydrolysis is observed after 1 year or more of observation, so from the stereo complex PLA described here. It is contained in a bioabsorbable polymer whose strength deteriorates slowly in a living body.
なお、生体内分解性素材又はそれを含む素材を外層11に使用する場合、医療用基材1を移植したのち、血管内膜細胞が置き換わるまでの一定期間(6ヶ月〜10ヶ月以上)、前記剛性の指標aが一定の範囲に収まっている必要がある。そのため、生体内分解性素材を使用する場合には、血管の壁に使用されても強度劣化の時間が6ヶ月〜10ヶ月以上と長いもの、例えばステレオコンプレックス乳酸の使用が好ましい。
When a biodegradable material or a material containing the same is used for the
(2)布
本明細書において布とは、多数の繊維を薄く広い板状に加工したもののことであり、布は織物、編物、不織布の何れかに分ヶられる。外層11を構成する繊維は、単独の繊維を使用してもよく、複数の繊維をブレンドして使用してもよい。また、布を構成する繊維としては、モノフィラメント、撚糸、ロービング糸でもよいが、撚糸が好ましい。
(2) Cloth In the present specification, the cloth is a thin and wide plate processed from a large number of fibers, and the cloth is divided into woven fabric, knitted fabric, and non-woven fabric. As the fiber constituting the
外層11を構成する布は、特に限定することなく、生体非吸収性素材、生体内分解性素材等から公知の方法により製造できる。具体的には、公知の織機、編機によって織布や編物(網状のものも含む。以下、特別に記載しなければ同じ。)として製造してもよく、エレクトロスピニング法やメルトブロー法等の公知の方法によって不織布として製造してもよい。
The cloth constituting the
(3)剛性の指標a
剛性の指標aとは、外層11や血管などの剛性を表す指標であって、後述する方法で測定した値である。なお、人工血管の外層部分の剛性の指標aは、1.0〜30 mmHgであり、1.2〜12 mmHgが好ましい。また、人工血管の外層部分の剛性の指標aと移植対象となる血管の剛性の指標aとの比は、7.5以内であり、5.5以内が好ましい。
(3) Rigidity index a
The rigidity index a is an index showing the rigidity of the
(4)剛性の指標aの決定方法
図2は、剛性の指標aの決定方法を説明するための図である。この図を参考に、以下の1)〜5)の手順で人工血管、血管の剛性の指標aを決定する。
(4) Method for determining rigidity index a FIG. 2 is a diagram for explaining a method for determining rigidity index a. With reference to this figure, the index a of the artificial blood vessel and the rigidity of the blood vessel is determined by the following procedures 1) to 5).
1)引張試験機の上下のチャックにL字型の治具を挟む。人工血管の外層又は血管を
縦軸方向の一定の充分に長い長さ(例えば100mm)に切って被測定物とする。被測定物を、二つのL字型治具の間に通す。被測定物の断面が丸い円形を保っている状態から、一定の引っ張り速度(例えば、10mm/分などの充分にゆっくりした速度)で引っ張り、図2(a)に示すように、向かい合う内壁は平行であるものの、力が事実上かかっていない状態にし、これを測定開始時点とした。なお、この状態での被測定物の縦軸方向の長さをL0(mm)、引張方向の長さをD0 (mm)、被測定物の壁の厚さをT0 (mm)と定める。
1) Place an L-shaped jig between the upper and lower chucks of the tensile tester. The outer layer or blood vessel of the artificial blood vessel is cut into a constant and sufficiently long length (for example, 100 mm) in the vertical axis direction to obtain an object to be measured. Pass the object to be measured between the two L-shaped jigs. From the state where the cross section of the object to be measured keeps a round circle, it is pulled at a constant pulling speed (for example, a sufficiently slow speed such as 10 mm / min), and as shown in FIG. 2A, the facing inner walls are parallel. However, the force was virtually not applied, and this was set as the start of measurement. In this state, the length in the vertical axis direction of the object to be measured is L0 (mm), the length in the tensile direction is D0 (mm), and the wall thickness of the object to be measured is T0 (mm).
2)測定開始時点から、同じ引っ張り速度で引っ張りながら、図2(b)に示すように、張力Nx(N)、被測定物の引張方向の長さDx(mm)、これと直行する被測定物の縦軸方向の長さLx(mm)、被測定物の壁の厚さTx(mm)を複数回測定する。 2) From the start of measurement, while pulling at the same tensile speed, as shown in Fig. 2 (b), the tension Nx (N), the length Dx (mm) in the tensile direction of the object to be measured, and the object to be measured orthogonal to this. Measure the length Lx (mm) in the vertical direction of the object and the wall thickness Tx (mm) of the object to be measured multiple times.
3)式X=(Dx-D0)/D0×100(%)により、伸び率xを算出する。 3) The elongation rate x is calculated by the formula X = (Dx-D0) / D0 × 100 (%).
4)式(4a )により被測定物の内壁に掛かる引張方向の応力σxを算出し、式(4b)により、この応力が内半径Rxの被測定物の内圧によって生じていると仮定した場合に相当するチューブ内圧Yx(mmHg)を算出する。
(4a )σx=Nx/(Tx×Lx×2)
(4b)Yx=σx×Tx/Rx=π×Nx/2(Dx×Lx)
4) When the stress σx in the tensile direction applied to the inner wall of the object to be measured is calculated by Eq. (4a), and it is assumed by Eq. (4b) that this stress is caused by the internal pressure of the object to be measured having an inner radius Rx. Calculate the corresponding tube internal pressure Yx (mmHg).
(4a) σx = Nx / (Tx × Lx × 2)
(4b) Yx = σx × Tx / Rx = π × Nx / 2 (Dx × Lx)
5)得られた伸び率Xとそれに対応する内圧Yが、1次関数Y=aX+b(a,bは定数)に近似するように最小二乗法によって定数a,bを決定する。なお、得られた定数aの単位は、水銀柱ミリメートル(mmHg)である。 5) The constants a and b are determined by the least squares method so that the obtained elongation rate X and the corresponding internal pressure Y approximate the linear function Y = aX + b (a and b are constants). The unit of the obtained constant a is millimeter of mercury (mmHg).
(5)繊維長、繊維径、繊維間隔など
外層11を構成する布が、織布、編布、不織布など繊維素材からなる布である場合、それを構成する繊維の繊維長、繊維径、繊維径と長さの比率は、強度条件を満たせば、特に限定する必要はない。ただ、強度条件を考慮すると、繊維径は、中央値で示すと0.1〜50μmが好ましく、0.5〜30μmがより好ましい。また血管ステントとして使用する場合には、50μm以上が好ましく、100μm以上がより好ましい。
(5) Fiber length, fiber diameter, fiber spacing, etc. When the cloth constituting the
布断面に認める繊維断端の任意の一本から隣り合う繊維の断端までの距離(以下、繊維間隔と省略する。)は、布の構造と血管の太ささによって異なる。具体的には、布の構造から言えば、不織布の場合、中央値で示すと5μm〜1000μmが好ましく、15μm〜500μmがより好ましい。5μmよりも小さいと、細胞や特に栄養血管の浸入・定着し難くなり、布が血管を含む自己組織化して血管壁構造を安定的に再生・維持することが困難であるからである。また、1000μmよりも大きいと、血圧等の内圧によって血液等が医療用基材1から漏れ出る可能性があるからである。同じ理由から、織布や編布の場合、繊維間隔は15μm〜2000μmが好ましく、30μm〜1500μmがより好ましい。血管の太さから言えば、20μmから血管の外周長の1/4の長さの間の範囲であり、100μmから血管外周長の1/6の長さの間が好ましく、250μmから血管外周長の長さの1/8の間がより好ましい。
The distance from any one of the fiber stumps recognized in the cross section of the cloth to the stump of the adjacent fiber (hereinafter, abbreviated as fiber spacing) varies depending on the structure of the cloth and the thickness of the blood vessel. Specifically, in terms of the structure of the cloth, in the case of a non-woven fabric, the median value is preferably 5 μm to 1000 μm, more preferably 15 μm to 500 μm. If it is smaller than 5 μm, it becomes difficult for cells and especially feeding blood vessels to invade and settle, and it is difficult for the cloth to self-organize including blood vessels and stably regenerate and maintain the blood vessel wall structure. Further, if it is larger than 1000 μm, blood or the like may leak from the
なお、外層を内層の周りに複数回重層する場合、医療用基材が後述する中間層を備えている場合には、外層を構成する繊維の繊維間隔が1mm〜4mmであってもよい。 When the outer layer is layered a plurality of times around the inner layer, and the medical base material includes an intermediate layer described later, the fiber spacing of the fibers constituting the outer layer may be 1 mm to 4 mm.
布を構成する繊維の繊維長、繊維径、繊維径と長さの比率、繊維間隔は、単一であってもよいが、バラツキがある方が好ましい。これは、(a)生体内で細胞外構造を構成する繊維に倣うことによって、細胞増殖や組織再生に有利であり、(b)バラツキに応じて劣化速度が異なれば、再生組織の強度変化が徐々変化するので、再生組織の形状異常(異常拡張、破裂、狭窄、閉塞)や構成成分異常(瘢痕化、石灰化など)の危険が少なくなるため、である。 The fiber length, fiber diameter, ratio of fiber diameter to length, and fiber spacing of the fibers constituting the cloth may be single, but it is preferable that there are variations. This is advantageous for cell proliferation and tissue regeneration by (a) imitating the fibers constituting the extracellular structure in the living body, and (b) if the deterioration rate differs depending on the variation, the strength of the regenerated tissue changes. This is because the risk of abnormal shape of regenerated tissue (abnormal expansion, rupture, stenosis, occlusion) and abnormal constituents (scarring, calcification, etc.) is reduced because the tissue changes gradually.
(6)繊維径、繊維間隔の測定方法
(5)に示した布を構成する繊維の繊維径、繊維間隔は次のようにして測定した値の中央値である。なお、中央値とは、代表値の一つで、有限個のデータを大きさの順に並べたとき中央に位置する値である。また、データが偶数個の場合は、中央に近い2つの値の算術平均値である。
(6) Method for measuring fiber diameter and fiber spacing The fiber diameter and fiber spacing of the fibers constituting the cloth shown in (5) are median values measured as follows. The median value is one of the representative values and is a value located in the center when a finite number of data are arranged in order of size. When the number of data is an even number, it is the arithmetic mean value of two values near the center.
1)編布、織布の場合
(a)繊維径
編布、織布の繊維径は、以下のようにして求める。まず、布を切断し、その切断面を光学顕微鏡(20倍〜100倍)で撮影する。つぎに、撮影した画像をコンピュータ画像システムに取り込み、距離測定ソフト(理論上は0.01μmまで測定可能)を使用して繊維径を測定する。
1) In the case of knitted fabric and woven fabric (a) Fiber diameter The fiber diameter of knitted fabric and woven fabric is obtained as follows. First, the cloth is cut and the cut surface is photographed with an optical microscope (20 to 100 times). Next, the captured image is taken into a computer image system, and the fiber diameter is measured using distance measurement software (theoretically, it can measure up to 0.01 μm).
なお、織布及び編布は、複数本のモノフィラメントファイバーを束ねて1本の織糸又は編糸としている。そこで、無作為に選ばれた断面が真円形のモノフィラメント50個の繊維径を測定し、その中央値を布の繊維径とする。 The woven fabric and the knitted fabric are made by bundling a plurality of monofilament fibers into one weaving yarn or knitting yarn. Therefore, the fiber diameters of 50 monofilaments having a perfectly circular cross section selected at random are measured, and the median value thereof is taken as the fiber diameter of the cloth.
(b)繊維間隔
編布、織布の繊維間隔は、次の方法で求める。まず、布の表面を実体顕微鏡(倍率10倍以下、表側と裏側の両側から光源照射)で撮影する。撮影した画像をコンピュータ画像システムに取り込み、取り込んだ画像を、距離測定ソフト(理論上は0.01μmまで測定可能)を使用して繊維間隔を測定する。
(B) Fiber spacing The fiber spacing of knitted fabric and woven fabric is determined by the following method. First, the surface of the cloth is photographed with a stereomicroscope (magnification of 10 times or less, light source irradiation from both the front side and the back side). The captured image is imported into a computer image system, and the captured image is measured for the fiber spacing using distance measurement software (theoretically, it can measure up to 0.01 μm).
なお、織布及び編布は、複数本のモノフィラメントファイバーを束ねて1本の織糸又は編糸としている。そこで、繊維間隔は、隣接する織糸(又は編糸)と織糸(又は編糸)の縁と縁の間で形作られる織目(編目)の大きさに基づいて定める。この織目(編目)は、略三角形状、四角形状、又は疑似円形状があるので、それぞれの場合の繊維間隔の求め方を以下に説明する。なお、織目(編目)の形や大きさが複数ある複雑な場合は、それぞれ記載について記載する。 The woven fabric and the knitted fabric are made by bundling a plurality of monofilament fibers into one weaving yarn or knitting yarn. Therefore, the fiber spacing is determined based on the size of the stitches formed between the adjacent weaving yarns (or knitting yarns) and the edges of the weaving yarns (or knitting yarns). Since this stitch has a substantially triangular shape, a square shape, or a pseudo-circular shape, how to obtain the fiber spacing in each case will be described below. If there are multiple textures (stitches) of multiple shapes and sizes, the description will be given for each.
織目(編目)が略三角形状の場合は、これを三角形とみなし、三角形の3つの高さの平均値をこの三角形の繊維間隔とする。そして、無作為に選んだ三角形30個の繊維間隔の中央値を布の繊維間隔とする。 If the texture (stitch) is approximately triangular, this is regarded as a triangle, and the average value of the three heights of the triangle is taken as the fiber spacing of this triangle. Then, the median value of the fiber spacing of 30 randomly selected triangles is taken as the fiber spacing of the cloth.
織目(編目)が略四角形状の場合は、対向する一対の二辺間の距離の最大値と最小値の平均値、及び対向する別の一対の二辺間の距離の最大値と最小値の平均値を求める。そして、これらの4つの数値の加重平均をこの四角形の繊維間隔とする。そして、無作為に選んだ四角形30個の繊維間隔の中央値を布の繊維間隔とする。 When the texture (stitch) is approximately square, the average value of the maximum and minimum values of the distance between the pair of opposing sides, and the maximum and minimum values of the distance between another pair of opposite sides. Calculate the average value of. Then, the weighted average of these four numerical values is taken as the fiber spacing of this quadrangle. Then, the median value of the fiber spacing of 30 randomly selected squares is used as the fiber spacing of the cloth.
織目(編目)が疑似円形状の場合は、これを円とみなし、円の直径をこの円の繊維間隔とする。そして、無作為に選んだ疑似円形30個の繊維間隔の中央値を布の繊維間隔とする。 When the weave (stitch) has a pseudo-circular shape, this is regarded as a circle, and the diameter of the circle is defined as the fiber spacing of this circle. Then, the median value of the fiber spacing of 30 pseudo-circular fibers randomly selected is taken as the fiber spacing of the cloth.
2) 不織布の場合
(a)繊維径
不織布の繊維径は、以下のようにして求める。まず、被測定不織布を液体窒素で凍結・硬化したのち、切断する。つぎに、不織布の切断面を走査型電子顕微鏡で撮影する。そして、不織布の切断面に露出した多くの繊維断面の中から無作為に50本を選定し、繊維断端直径を測定する。測定した繊維径の中央値を不織布の繊維径とする。
2) In the case of non-woven fabric (a) Fiber diameter The fiber diameter of the non-woven fabric is determined as follows. First, the non-woven fabric to be measured is frozen and cured in liquid nitrogen, and then cut. Next, the cut surface of the non-woven fabric is photographed with a scanning electron microscope. Then, 50 fibers are randomly selected from many fiber cross sections exposed on the cut surface of the non-woven fabric, and the fiber stump diameter is measured. The median value of the measured fiber diameter is defined as the fiber diameter of the non-woven fabric.
(b)繊維間隔
不織布の繊維間隔は、次のようにして求める。まず、被測定不織布を液体窒素で凍結・硬化したのち、切断する。つぎに、不織布の切断面を走査型電子顕微鏡で撮影する。そして、不織布の切断面に露出した多くの繊維断面の中から無作為に一つの繊維を選定し、選定した繊維から距離が近い順番に他の繊維を30個選び、選定した繊維との繊維間隔を測定し、測定した繊維間隔の中央値を計算する。同様にして一つの不織布について3つの中央値を求め、求めた3つの中央値の中央値をその不織布の繊維間隔とする。
(B) Fiber spacing The fiber spacing of the non-woven fabric is determined as follows. First, the non-woven fabric to be measured is frozen and cured in liquid nitrogen, and then cut. Next, the cut surface of the non-woven fabric is photographed with a scanning electron microscope. Then, one fiber is randomly selected from many fiber cross sections exposed on the cut surface of the non-woven fabric, 30 other fibers are selected in order of proximity to the selected fiber, and the fiber spacing with the selected fiber is selected. And calculate the median value of the measured fiber spacing. Similarly, three medians are obtained for one nonwoven fabric, and the median of the obtained three medians is used as the fiber spacing of the nonwoven fabric.
3.内層
本発明の医療用基材1を構成する内層12は、易生体親和性布によって構成されており、医療用基材1の外形形状を維持するのではなく、内皮細胞などの生着を促進して大動脈などの循環器系の自己再生を促進し、最終的には血管内皮細胞等に置換される。なお、易生体親和性とは、外層11の材料と比べて親和性に富んでいるという意味である。そのため、内層12は、生体吸収が速く、例えば、1ヶ月から12ヶ月程度で生体に吸収されることが好ましい。
3. 3. Inner layer The
(1)易生体親和性布
内層12を構成する易生体親和性布の材料には、生体親和性に富むものであれば、特に限定することなく使用でき、例えば、ポリグリコール酸、乳酸とカプロラクトンの共重合体、L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、グリコール酸と乳酸の共重合体、ゼラチン、コラーゲン、エラスチン等の公知の生体吸収性ポリマーが挙げられる。
(1) Easy biocompatible cloth The material of the easy biocompatible cloth constituting the
なお、生体吸収性ポリマーを構成するモノマーの重量比は、易生体親和性を満たすのであれば、特に限定されない。また、易生体親和性を満たすのであれば、1種類の生体吸収性ポリマーを単独で使用してもよく、2種以上の生体吸収性ポリマーを混合して使用してもよい。 The weight ratio of the monomers constituting the bioabsorbable polymer is not particularly limited as long as it satisfies the biocompatibility. Further, as long as it satisfies the easy biocompatibility, one kind of bioabsorbable polymer may be used alone, or two or more kinds of bioabsorbable polymers may be mixed and used.
内層12を構成する易生体親和性布は、易生体親和性を満たすのであれば、特に限定することなく、公知の方法により製造できる。具体的には、公知の織機、編機によって織布や編物として製造してもよく、エレクトロスピニング法やメルトブロー法等の公知の方法によって不織布として製造してもよい。
The easily biocompatible cloth constituting the
内層12を構成する布が、織布、編布、不織布など繊維素材からなるものである場合、それを構成する繊維の繊維長、繊維径、及び繊維径と長さの比率は、易生体親和性を満たせば、特に限定する必要はない。ただ、繊維径は、その中央値で示すと、20μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましい。その理由は、余り太い繊維径では、血液の乱流などを引き起こし易く、血栓形成による血管内腔の閉鎖の危険が高くなるためである。
When the cloth constituting the
内層22を構成する易生体親和性布の繊維の繊維間隔は、その中央値で示すと、100μm以下が好ましく、60μm以下がより好ましい。また、内層22が多孔体の場合、繊維間隔(孔直径)は、その中央値で示すと200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。繊維間隔(孔直径)が大きいと、血管再生に使用した場合、血管が血栓形成によって閉塞するリスクが高くなり、血管壁からの血液等の液体が漏出するのを防げなくなる。
The fiber spacing of the fibers of the biocompatible cloth constituting the
易生体親和性布を構成する繊維の繊維長、繊維径、繊維径と長さの比率、繊維間隔は、単一であってもよいが、バラツキがある方が好ましい。その理由は、外層11と同じである。また、易生体親和性布を構成する繊維の繊維径、繊維間隔の測定方法は、外層11と同じである。
The fiber length, fiber diameter, ratio of fiber diameter to length, and fiber spacing of the fibers constituting the biocompatible cloth may be single, but it is preferable that there is a variation. The reason is the same as that of the
4.中間層
本発明の医療用基材は、内層と外層との間に中間層を設けてもよい。図3は、本発明に係る別の医療用基材2の外観斜視図(a)及び断面図(b)である。この図に示すように、医療用基材2は外層21と、内層22と、外層と内層の間に配置される中間層23とを備えている。
4. Intermediate layer The medical substrate of the present invention may be provided with an intermediate layer between the inner layer and the outer layer. FIG. 3 is an external perspective view (a) and a sectional view (b) of another
なお、このような医療用基材2は、例えば、各層を別々に製造したのち、手や公知の機械で嵌め合わせることによって製造できる。また、外層21及び内層22は、それぞれ医療用基材1の外層11及び内層12と同じ構成であるので、記載を省略する。
In addition, such a
中間層23は、生分解性の布によって構成されており、外層21とともに医療用基材2の外形形状を維持しつつ、栄養血管や中膜の再生を助け、最終的には生体吸収される(以下、吸収条件と省略する。)。
The
中間層23を構成する布の材料には、吸収条件を満たすのであれば、特に限定することなく、公知のものが使用できる。具体的には、ポリグリコール酸、乳酸とカプロラクトンの共重合体、L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、グリコール酸と乳酸の共重合体、ゼラチン、コラーゲン、エラスチン等の公知の生体吸収性ポリマーが挙げられる。
As the material of the cloth constituting the
なお、生体吸収性ポリマーを構成するモノマーの重量比は、吸収条件を満たすのであれば、特に限定されない。また、吸収条件を満たすのであれば、1種類の生体吸収性ポリマーを単独で使用してもよく、2種以上の生体吸収性ポリマーを混合して使用してもよい。 The weight ratio of the monomers constituting the bioabsorbable polymer is not particularly limited as long as the absorption conditions are satisfied. Further, if the absorption conditions are satisfied, one kind of bioabsorbable polymer may be used alone, or two or more kinds of bioabsorbable polymers may be mixed and used.
中間層23を構成する布は、吸収条件を満たすのであれば、特に限定することなく、公知の方法により製造できる。具体的には、公知の織機、編機によって織布や編物として製造してもよく、エレクトロスピニング法やメルトブロー法等の公知の方法によって不織布として製造してもよい。
The cloth constituting the
中間層23を構成する布が、織布、編布、不織布など繊維素材からなるものである場合、それを構成する繊維の繊維長、繊維径、及び繊維径と長さの比率は、吸収条件を満たせば、特に限定する必要はない。ただ、中間層23を構成する布を構成する繊維の繊維径は、その中央値で示すと50μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましい。
When the cloth constituting the
中間層23を構成する布の繊維間隔は、不織布の場合には、その中央値で示すと3〜300μmが好ましく、5〜100μmがより好ましい。織布や編布の場合には、中央値で示すと15μm〜1000μmが好ましく、30μm〜300μmがより好ましい。
In the case of a non-woven fabric, the fiber spacing of the cloth constituting the
中間層23を構成する布の繊維の繊維長、繊維径、繊維径と長さの比率、繊維間隔は、単一であってもよいが、バラツキがある方が好ましい。その理由は、先述の外層11と同じである。また、布を構成する繊維の繊維径、繊維間隔の測定方法は、外層11と同じである。
The fiber length, fiber diameter, ratio of fiber diameter to length, and fiber spacing of the fibers of the cloth constituting the
なお、本発明の医療用基材は、図1及び図3に示す管形状のほか、例えば、シート状のものであってもよい。シート状の医療用基材は、例えば、患部に巻きつけて、その再生に使用する。この医療用基材の場合、最も患部の内側に配置された内層(最内層)は、内皮細胞等が生着することによって、患部の再生を促進する。一方、最内層の外側の層、すなわち循環器系の外膜側に配置される層は、患部が再生するまで医療用基材の強度を維持するとともに、栄養血管を最内層に達する又は最内層近傍まで入り込むように多孔質形状に形成されているため、栄養血管の成長と生着した内皮細胞等の生育を助け、患部の再生を促進する。 The medical substrate of the present invention may have, for example, a sheet shape in addition to the tube shape shown in FIGS. 1 and 3. The sheet-shaped medical base material is, for example, wrapped around the affected area and used for its regeneration. In the case of this medical base material, the inner layer (innermost layer) arranged most inside the affected part promotes the regeneration of the affected part by engrafting endothelial cells and the like. On the other hand, the outer layer of the innermost layer, that is, the layer arranged on the outer membrane side of the circulatory system, maintains the strength of the medical substrate until the affected area is regenerated, and reaches or reaches the innermost layer of the vasa vasorum. Since it is formed in a porous shape so as to penetrate to the vicinity, it assists the growth of vasa vasorum and the growth of engrafted endothelial cells and promotes the regeneration of the affected area.
また、本発明の医療用基材は、図1及び図3に示す外層、内層及び中間層を備えたもののほか、必要に応じて他の層を備えていてもよい。例えば、医療用基材を大動脈に吻合した際に、吻合部を保護するための保護層を設けてもよい。また、内層の周りに外層を複数回重ね合せてもよい。 Further, the medical base material of the present invention may be provided with an outer layer, an inner layer and an intermediate layer shown in FIGS. 1 and 3, and may be provided with another layer as needed. For example, when a medical substrate is anastomosed to the aorta, a protective layer may be provided to protect the anastomosed portion. Further, the outer layer may be overlapped a plurality of times around the inner layer.
さらに、外層、内層、中間層は布以外の薄い多孔体であってもよく、多孔体である場合には、特に限定することなく、公知の方法により製造できる。 Further, the outer layer, the inner layer, and the intermediate layer may be a thin porous body other than the cloth, and when the porous body is a porous body, it can be produced by a known method without particular limitation.
加えて、布を縫製して筒状するのではなく、エレクトロスピニング等の製造方法や横編機等により、予め筒状に製造してもよい。 In addition, instead of sewing the cloth into a cylindrical shape, the cloth may be manufactured in a tubular shape in advance by a manufacturing method such as electrospinning or a flat knitting machine.
本発明について、実施例等に基づいて、以下より詳細に説明する。なお、本発明は、如何なる意味においても、以下の実施例等により限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below based on examples and the like. The present invention is not limited to the following examples in any sense.
1.性能比較
医療用基材を構成する材料の違いがその性能に与える影響を、人工血管を作製して実験動物の動脈に移植することによって、調べた。具体的には以下のように実験した。
1. 1. Performance comparison The effect of differences in the materials that make up medical substrates on their performance was investigated by creating artificial blood vessels and transplanting them into the arteries of experimental animals. Specifically, the experiment was conducted as follows.
(1)実験動物とその馴化
清水実験動物社から購入した体重が7〜10kg以下の妊娠していない1歳前後のメスのビーグル犬を実験動物(以下、イヌと省略する。)として使用した。実験期間中、イヌは個別に飼育し、実験前1週間以上は標準条件で飼育し、標準イヌ飼料と水を自由に摂取させた。
(1) Experimental animals and their acclimatization A non-pregnant female beagle dog weighing 7 to 10 kg or less and weighing 7 to 10 kg or less purchased from Shimizu Experimental Animal Co., Ltd. was used as an experimental animal (hereinafter abbreviated as dog). During the experiment, dogs were bred individually and bred under standard conditions for at least one week prior to the experiment, and were allowed to freely ingest standard dog feed and water.
(2)人工血管の作製
外層の剛性の指標aが異なる人工血管、実施例1〜実施例5、比較例1〜2を作製した。以下に、作製した人工血管の詳細を説明する。
(2) Preparation of artificial blood vessels Artificial blood vessels having different outer layer rigidity index a, Examples 1 to 5, and Comparative Examples 1 to 2 were prepared. The details of the artificial blood vessel produced will be described below.
1)実施例1
外層と中間層となる布を重ね合わせ、重ね合わせた布と内層となる布をそれぞれ筒状に丸めて、その壁を6-0ポリプロピレン単糸縫合糸で縫い合わせてチューブを作製した。これらのチューブを手で嵌め合わせて、人工血管(長さ24mm、内径5mm〜6mm)を作製した。最後に、人工血管の断端を熱溶融で処理し、さらにポリ乳酸/カプロラクトンの共重合体液の塗布により人工血管を補強した。人工血管は、使用する前にエチレンオキサイドガスで滅菌した。
1) Example 1
The outer layer and the intermediate layer cloth were overlapped, the overlapped cloth and the inner layer cloth were rolled into a tubular shape, and the walls were sewn with 6-0 polypropylene single thread suture to prepare a tube. These tubes were fitted by hand to prepare an artificial blood vessel (length 24 mm, inner diameter 5 mm to 6 mm). Finally, the stump of the artificial blood vessel was treated by heat melting, and the artificial blood vessel was further reinforced by applying a copolymer solution of polylactic acid / caprolactone. Artificial vessels were sterilized with ethylene oxide gas prior to use.
外層:
市販のパンスト布地でありノンラン編み
モノフィラメントのナイロン糸をエラストマー糸に絡ませた支持糸
繊維間隔:約300〜700μm(網目が不整形のため)
布の巻数:2重にしたものを3回(6回)
剛性の指標a:3.3mmHg
Outer layer:
Commercially available pantyhose fabric, non-run knitting Supporting yarn made by entwining monofilament nylon yarn with elastomer yarn Fiber spacing: Approximately 300 to 700 μm (because the mesh is irregular)
Number of rolls of cloth: Doubled 3 times (6 times)
Rigidity index a: 3.3mmHg
中間層:
PLLA/CL(75%/25%)共重合体繊維のエレクトロスピニング不織布
繊維間隔:32μm(繊維間隔を拡張するスペーサーを使用)
厚さ:200(140〜260、部分により差がある。)μm
布の巻数:3回
Middle class:
PLLA / CL (75% / 25%) Electrospinning non-woven fabric of copolymer fiber Fiber spacing: 32 μm (using spacer to expand fiber spacing)
Thickness: 200 (140-260, depending on the part) μm
Number of cloth turns: 3 times
内層:
ポリ乳酸のエレクトロスピニング不織布
繊維間隔(平均):30μm、
繊維径(平均):3.9μm
厚さ:200μm
Inner layer:
Polylactic acid electrospinning non-woven fabric Fiber spacing (average): 30 μm,
Fiber diameter (average): 3.9 μm
Thickness: 200 μm
2)実施例2
実施例1と同様にして、人工血管(長さ30mm、内径6mm)を作製した。
2) Example 2
An artificial blood vessel (length 30 mm, inner diameter 6 mm) was prepared in the same manner as in Example 1.
外層:
ステレオコンプレックスポリ乳酸繊維の編布
ステレオコンプレックスポリ乳酸の分子量:約20万
ステレオコンプレックスポリ乳酸の結晶融点:200〜230℃
モノフィラメント直径:16〜20μm、
モノフィラメント数/撚糸:78本
仮撚り加工糸を使用
撚糸の間隔:編み目が不整形のため幅があるが、平均400〜1000μm
布の巻数:3回
剛性の指標a:12mmHg
Outer layer:
Knitting of stereo complex polylactic acid fiber Molecular weight of stereo complex polylactic acid: Approximately 200,000 Crystal melting point of stereo complex polylactic acid: 200 to 230 ° C
Monofilament diameter: 16-20 μm,
Number of monofilaments / twisted yarn: 78 false twisted yarns are used.
Number of cloth turns: 3 times Rigidity index a: 12mmHg
中間層:
PLA/CL(75%/25%)共重合体繊維のエレクトロスピニング不織布
繊維間隔:32μm(スペーサーを使用)
厚さ:200(140〜260、部分により差がある。)μm
布の巻数:3回
Middle class:
PLA / CL (75% / 25%) Electrospinning non-woven fabric of copolymer fiber Fiber spacing: 32 μm (using spacer)
Thickness: 200 (140-260, depending on the part) μm
Number of cloth turns: 3 times
内層:
PLA/CL(50%/50%)共重合体繊維のエレクトロスピニング不織布
エレクトロスピニング不織布
繊維間隔:11μm
繊維径:0.8μm
厚さ:約200μm
Inner layer:
PLA / CL (50% / 50%) Electrospinning non-woven fabric of copolymer fiber Electrospinning non-woven fabric Fiber spacing: 11 μm
Fiber diameter: 0.8 μm
Thickness: Approximately 200 μm
3)実施例3
実施例1と同様にして、人工血管(長さ30mm、内径6mm)を作製した。
3) Example 3
An artificial blood vessel (length 30 mm, inner diameter 6 mm) was prepared in the same manner as in Example 1.
外層:
ステレオコンプレックスポリ乳酸繊維の編布(プレーン編み)
ステレオコンプレックスポリ乳酸の分子量:約20万
ステレオコンプレックスポリ乳酸の結晶融点:200〜230℃
モノフィラメント直径:16〜20μm
モノフィラメント数/撚糸:42本、
撚糸の間隔:約100〜200μm
布の巻数:3回
剛性の指標a:8.5mmHg
Outer layer:
Stereo complex Polylactic acid fiber knitting cloth (plain knitting)
Molecular weight of stereocomplex polylactic acid: Approximately 200,000 Crystal melting point of stereocomplex polylactic acid: 200-230 ° C
Monofilament diameter: 16-20 μm
Number of monofilaments / twisted yarn: 42,
Plying spacing: Approximately 100-200 μm
Number of cloth turns: 3 times Rigidity index a: 8.5mmHg
中間層:
PLA/CL(75%/25%)共重合体繊維のエレクトロスピニング不織布
繊維間隔:32μm(スペーサーを使用)
厚さ:200(140〜260、部分により差がある。)μm
布の巻数:3回
Middle class:
PLA / CL (75% / 25%) Electrospinning non-woven fabric of copolymer fiber Fiber spacing: 32 μm (using spacer)
Thickness: 200 (140-260, depending on the part) μm
Number of cloth turns: 3 times
内層:
PLA/CL(50%/50%)共重合体繊維のエレクトロスピニング不織布
繊維間隔:6.5μm
繊維径:0.8μm
厚さ:約200μm
Inner layer:
PLA / CL (50% / 50%) Electrospinning non-woven fabric of copolymer fiber Fiber spacing: 6.5 μm
Fiber diameter: 0.8 μm
Thickness: Approximately 200 μm
4)実施例4
実施例1と同様にして、人工血管(長さ30mm、内径6mm)を作製した。
4) Example 4
An artificial blood vessel (length 30 mm, inner diameter 6 mm) was prepared in the same manner as in Example 1.
外層:
ステレオコンプレックスポリ乳酸繊維の編布(プレーン編)
ステレオコンプレックスポリ乳酸の分子量:約20万
ステレオコンプレックスポリ乳酸の分子量:結晶融点=200〜230℃
モノフィラメント直径:16〜20μm
モノフィラメント数/撚糸:42本、
撚糸の間隔:700〜1300μm
布の巻数:2回
剛性の指標a:1.2mmHg
Outer layer:
Stereo complex Polylactic acid fiber knitting cloth (plain knitting)
Molecular weight of stereocomplex polylactic acid: Approximately 200,000 Molecular weight of stereocomplex polylactic acid: Crystal melting point = 200-230 ° C
Monofilament diameter: 16-20 μm
Number of monofilaments / twisted yarn: 42,
Plying spacing: 700-1300 μm
Number of cloth turns: 2 times Rigidity index a: 1.2 mmHg
中間層:
PLA/CL(75%/25%)共重合体繊維のエレクトロスピニング不織布
繊維間隔:32μm(スペーサーを使用)
厚さ:200(140〜260、部分により差がある。)μm
布の巻数:2回
Middle class:
PLA / CL (75% / 25%) Electrospinning non-woven fabric of copolymer fiber Fiber spacing: 32 μm (using spacer)
Thickness: 200 (140-260, depending on the part) μm
Number of cloth turns: 2 times
内層:
PLA/CL(50%/50%)共重合体繊維のエレクトロスピニング不織布
繊維間隔:6.5μm
繊維径:0.8μm
厚さ:約200μm
Inner layer:
PLA / CL (50% / 50%) Electrospinning non-woven fabric of copolymer fiber Fiber spacing: 6.5 μm
Fiber diameter: 0.8 μm
Thickness: Approximately 200 μm
5)実施例5
市販のチューブ状の人工血管をそのままの形状で柔らかく加工したものを内層に被せて人工血管(長さ34mm、内径7mm)を作製した。最後に、人工血管の断端を、熱溶融で処理しさらにポリ乳酸/カプロラクトンの共重合体液の塗布により人工血管を補強した。人工血管は、使用する前にエチレンオキサイドガスで滅菌した。
5) Example 5
A commercially available tubular artificial blood vessel was softly processed in its original shape and covered with an inner layer to prepare an artificial blood vessel (length 34 mm, inner diameter 7 mm). Finally, the stump of the artificial blood vessel was treated by heat melting and further reinforced by applying a copolymer solution of polylactic acid / caprolactone. Artificial vessels were sterilized with ethylene oxide gas prior to use.
外層:
市販の人工血管(ポリエステル布、テルモ社製)になめしを加えて柔らかく加工した布
繊維間隔:10.6μm
布の巻数:1回
剛性の指標a:27mmHg
Outer layer:
Commercially available artificial blood vessel (polyester cloth, manufactured by Terumo Corporation) tanned to soften the cloth Fiber spacing: 10.6 μm
Number of cloth turns: 1 Stiffness index a: 27mmHg
中間層:
なし。
Middle class:
none.
内層:
PLA/CL(75%/25%)共重合体繊維のエレクトロスピニング不織布
繊維間隔:32μm
繊維径:4.8μm
厚さ:300〜350μm
Inner layer:
PLA / CL (75% / 25%) Electrospinning non-woven fabric of copolymer fiber Fiber spacing: 32 μm
Fiber diameter: 4.8 μm
Thickness: 300-350 μm
6)比較例1
人工血管(長さ20mm、内径6mm)を作製した。下記の市販の人工血管(ポリエステル製、内径7mm)を外層として使用し、それを内層(内径6mm)に被せて使用した。最後に、人工血管の断端を、熱溶融で処理しさらにポリ乳酸/カプロラクトンの共重合体液の塗布により人工血管を補強した。人工血管は、使用する前にエチレンオキサイドガスで滅菌した。
6) Comparative Example 1
An artificial blood vessel (length 20 mm, inner diameter 6 mm) was prepared. The following commercially available artificial blood vessel (made of polyester, inner diameter 7 mm) was used as an outer layer, and it was used by covering it with an inner layer (inner diameter 6 mm). Finally, the stump of the artificial blood vessel was treated by heat melting and further reinforced by applying a copolymer solution of polylactic acid / caprolactone. Artificial vessels were sterilized with ethylene oxide gas prior to use.
外層:
市販の人工血管(ポリエステル製、テルモ社製、内径7mm)をそのまま硬い状態で外層として使用した。
繊維間隔:7.0μm以下
剛性の指標a:53mmHg
Outer layer:
A commercially available artificial blood vessel (made of polyester, made by Terumo, inner diameter 7 mm) was used as an outer layer in a hard state as it was.
Fiber spacing: 7.0 μm or less Rigidity index a: 53 mmHg
中間層:
なし。
Middle class:
none.
内層:
PLAのエレクトロスピニング不織布
繊維間隔:30μm
繊維径:3.9μm
厚さ:440μm(スペーサーを使用)
Inner layer:
PLA electrospinning non-woven fabric Fiber spacing: 30 μm
Fiber diameter: 3.9 μm
Thickness: 440 μm (using spacer)
7)比較例2
人工血管(長さ25mm、内径6mm)を作製した。下記の市販の人工血管(ポリテトラフルオロエチレン製、内径7mm)をそのまま硬い状態で外側層とし、それを内層(内径6mm)に被せて使用した。最後に、人工血管の断端を、熱溶融で処理しさらにポリ乳酸/カプロラクトンの共重合体液の塗布により人工血管を補強した。人工血管は、使用する前にエチレンオキサイドガスで滅菌した。
7) Comparative Example 2
An artificial blood vessel (length 25 mm, inner diameter 6 mm) was prepared. The following commercially available artificial blood vessel (made of polytetrafluoroethylene, inner diameter 7 mm) was used as an outer layer in a rigid state, and was used by covering it with an inner layer (inner diameter 6 mm). Finally, the stump of the artificial blood vessel was treated by heat melting and further reinforced by applying a copolymer solution of polylactic acid / caprolactone. Artificial vessels were sterilized with ethylene oxide gas prior to use.
外層:
市販の人工血管(ポリテトラフルオロエチレン製、外壁補強あり、日本ゴア社製)をそのまま硬い状態で使用
壁の隙間の間隔:最大30μm以下
剛性の指標a:147mmHg
Outer layer:
Use a commercially available artificial blood vessel (made of polytetrafluoroethylene, with outer wall reinforcement, manufactured by Nippon Gore Co., Ltd.) as it is in a hard state.
中間層:
なし。
Middle class:
none.
内層:
PLAエレクトロスピニング不織布
繊維間隔:30μm:
繊維径:3.9μm
厚さ:200μm(スペーサーを使用)
Inner layer:
PLA electrospinning non-woven fabric Fiber spacing: 30 μm:
Fiber diameter: 3.9 μm
Thickness: 200 μm (using spacer)
(3)実験方法
以下のすべての外科的処置は、単一の外科チームにより無菌的条件で実施した。イヌを34mg/kgのペントバルビタール静脈内麻酔により基礎麻酔して、イヌの気管内に呼吸用チューブを挿管し、40%酸素とセボフルラン又はイソフルランの吸入麻酔で全身麻酔した。全身麻酔下で、イヌを仰臥位に固定し、腹部体毛を剃毛した。5%クロルヘキシジンを含む80%エタノール液で皮膚を清浄化し、10%ポビドンヨード液で消毒した。
(3) Experimental method All the following surgical procedures were performed by a single surgical team under aseptic conditions. The dog was basally anesthetized with 34 mg / kg pentobarbital intravenous anesthesia, a respiratory tube was infused into the dog's trachea, and general anesthesia was performed with 40% oxygen and inhalation anesthesia with sevoflurane or isoflurane. Under general anesthesia, the dog was fixed in the supine position and the abdominal hair was shaved. Skin was cleaned with 80% ethanol solution containing 5% chlorhexidine and disinfected with 10% povidone iodine solution.
腹部正中に15cmの開腹創を置いて、後腹膜を切開した。腎動脈分岐部より末梢側の腹部大動脈を総腸骨動脈分岐部まで露出した。この剥離の間、腰動脈は結紮切離した。動脈周囲の結合組織を除いた。低分子へパリン1000単位/kg体重を静脈内注射した後に、大動脈を2つの鉗子で把持した。この2つの鉗子の間で大動脈を10mmの長さにわたって切除した。大動脈の2つの断端をヘパリン生食で洗浄し、長さ25mm、内直径5〜7mmの人工血管を大動脈の2つの断端の間に間置し、大動脈とチューブを端々に吻合した。すなわち、チューブ断端と大動脈壁断端を6-0ポリプロピレン単糸縫合糸の12針縫合で縫い合わせた。腹膜切開縁を縫い合わせて、開腹創を2層縫合で閉鎖した。術後は、1日当たり2000単位の低分子へパリンと100mgアスピリン又は1mgワーファリンの抗凝固療法を行った。 A 15 cm laparotomy wound was placed in the middle of the abdomen and a retroperitoneal incision was made. The abdominal aorta on the peripheral side of the renal artery bifurcation was exposed to the common iliac artery bifurcation. During this detachment, the lumbar artery was ligated and dissected. Connective tissue around the artery was removed. After intravenous injection of 1000 units / kg body weight of parin into a small molecule, the aorta was grasped with two forceps. The aorta was resected over a length of 10 mm between the two forceps. The two stumps of the aorta were washed with heparin saline, an artificial blood vessel 25 mm long and 5-7 mm in diameter was placed between the two stumps of the aorta, and the aorta and tube were anastomosed end to end. That is, the tube stump and the aortic wall stump were sewn together with a 12-needle suture of 6-0 polypropylene single thread suture. The peritoneal incision edges were sewn together and the laparotomy wound was closed with a two-layer suture. Postoperatively, 2000 units of small molecule heparin and 100 mg aspirin or 1 mg warfarin anticoagulant therapy were given daily.
手術後10ヶ月から18ヶ月後に、イヌを100mg/kgのペントバルビタール静脈内注射により安楽死させた。再開腹して、人工血管を移植した部分の大動脈とその周辺部の組織を含めて一塊となる状態で外科的に切除し、肉眼的、顕微鏡的に検査する切除標本とした。 Ten to 18 months after surgery, dogs were euthanized by intravenous injection of 100 mg / kg pentobarbital. After reopening the abdomen, the aorta in the part where the artificial blood vessel was transplanted and the tissue around it were surgically resected as a mass, and the resected specimen was examined macroscopically and microscopically.
この切除標本を肉眼的評価したのち、10%中性ホルマリン液中で固定して、標準的手法により厚さ4μmの顕微鏡的薄切標本とし、ヘマトキシリン・エオジン染色(HE染色)を施して光学顕微鏡で観察した。なお、比較のため、人工血管を移植していない(自然の)イヌの大動脈壁についても同様に光学顕微鏡で観察した。 After macroscopically evaluating this excised specimen, it is fixed in a 10% neutral formalin solution to make a microscopic sliced specimen with a thickness of 4 μm by a standard method, and hematoxylin / eosin staining (HE staining) is applied to an optical microscope. Observed at. For comparison, the aortic wall of a (natural) dog without an artificial blood vessel was also observed with an optical microscope.
(4)実験結果
イヌから採取した実施例1〜実施例4及び比較例の人工血管を移植した部分を、肉眼観察した結果、及び切除標本を顕微鏡で観察した結果を以下に略記する。合わせて、顕微鏡で観察した結果を図4〜図10に示す。
(4) Experimental Results The results of macroscopic observation of the transplanted portions of the artificial blood vessels of Examples 1 to 4 and Comparative Examples collected from dogs and the results of microscopic observation of the excised specimen are abbreviated below. In addition, the results observed with a microscope are shown in FIGS. 4 to 10.
1)実施例1の結果
12ヶ月後にイヌを安楽死させて、人工血管を移植した部分の動脈を採取し、観察した。肉眼観察で、血栓形成、動脈瘤や狭窄などの異常所見は認められなかった。また、顕微鏡観察(図4)では、6ヶ月で既に内膜と中膜の内側部分の形成は安定で良好であるとともに、図10に示す自然の大動脈の構造と非常に類似していた。このように、実施例1の全体評価は良好だった。
1) Result of Example 1
Twelve months later, the dog was euthanized, and the artery at the part where the artificial blood vessel was transplanted was collected and observed. No abnormal findings such as thrombus formation, aneurysm or stenosis were observed by macroscopic observation. In addition, microscopic observation (FIG. 4) showed that the formation of the inner part of the intima and media was stable and good at 6 months, and it was very similar to the structure of the natural aorta shown in FIG. As described above, the overall evaluation of Example 1 was good.
2)実施例2の結果
10ヶ月後にイヌを安楽死させて、人工血管を移植した部分の動脈を採取し、観察した。肉眼観察で、血栓、動脈瘤や狭窄などの異常所見は認められなかった。また、顕微鏡観察(図5)では、内膜と中膜の内側部分の形成は安定で良好だった。このように、実施例2の全体評価は良好だった。
2) Result of Example 2
Ten months later, the dog was euthanized, and the artery at the part where the artificial blood vessel was transplanted was collected and observed. No abnormal findings such as thrombus, aneurysm or stenosis were observed by macroscopic observation. In addition, microscopic observation (FIG. 5) showed that the formation of the inner part of the intima and media was stable and good. As described above, the overall evaluation of Example 2 was good.
3)実施例3の結果
17ヶ月後にイヌを安楽死させて、人工血管を移植した部分の動脈を採取し、観察した。肉眼観察で、血栓、動脈瘤や狭窄などの異常所見は認められなかった。また、顕微鏡観察(図6)では、内膜と中膜の内側部分の形成は安定で良好だった。このように、実施例3の全体評価は良好だった。
3) Result of Example 3
After 17 months, the dog was euthanized, and the artery in the part where the artificial blood vessel was transplanted was collected and observed. No abnormal findings such as thrombus, aneurysm or stenosis were observed by macroscopic observation. In addition, microscopic observation (FIG. 6) showed that the formation of the inner part of the intima and media was stable and good. As described above, the overall evaluation of Example 3 was good.
4)実施例4の結果
10ヶ月後にイヌを安楽死させて、動脈足場を移植した部分の動脈を採取し、観察した。肉眼観察で、血栓、動脈瘤や狭窄などの異常所見は認められなかった。また、顕微鏡観察(図7)では、内膜と中膜の内側部分の形成は安定で良好だった。このように、実施例4の全体評価は良好だった。
4) Results of Example 4
Ten months later, the dog was euthanized, and the artery at the site where the arterial scaffold was transplanted was collected and observed. No abnormal findings such as thrombus, aneurysm or stenosis were observed by macroscopic observation. In addition, microscopic observation (FIG. 7) showed that the formation of the inner part of the intima and media was stable and good. As described above, the overall evaluation of Example 4 was good.
5)実施例5の結果
10ヶ月後にイヌを安楽死させて、動脈足場を移植した部分の動脈を採取し、観察した。肉眼観察で、血栓、動脈瘤や狭窄などの異常所見は認められなかった。また、顕微鏡観察(図8)では、内膜と中膜の内側部分の形成は安定で良好だった。このように、実施例5の全体評価は良好だった。
5) Results of Example 5
Ten months later, the dog was euthanized, and the artery at the site where the arterial scaffold was transplanted was collected and observed. No abnormal findings such as thrombus, aneurysm or stenosis were observed by macroscopic observation. In addition, microscopic observation (FIG. 8) showed that the formation of the inner part of the intima and media was stable and good. As described above, the overall evaluation of Example 5 was good.
6)比較例1の結果
10ヶ月後にイヌを安楽死させて、人工血管を移植した部分の動脈を採取し、観察した。肉眼観察で、内腔は器質化した血栓で完全に閉塞が認められた。また、顕微鏡観察(図9)では、内腔の器質化した血栓に接してポリエステル繊維とPLLA繊維が認められた。このように、比較例1の全体評価は不良だった。
6) Results of Comparative Example 1
Ten months later, the dog was euthanized, and the artery at the part where the artificial blood vessel was transplanted was collected and observed. Gross observation revealed that the lumen was completely obstructed by an organized thrombus. Further, in microscopic observation (FIG. 9), polyester fibers and PLLA fibers were observed in contact with the organized thrombus in the lumen. As described above, the overall evaluation of Comparative Example 1 was poor.
7)比較例2の結果
10ヶ月後にイヌを安楽死させて、人工血管を移植した部分の動脈を採取し、観察した。
肉眼観察と実態顕微鏡観察の結果、内腔面の内膜と中膜の形成が不安定であり、内腔の一部では人工血管の露出も認められた。このように、比較例2の全体評価は不良だった。
7) Results of Comparative Example 2
Ten months later, the dog was euthanized, and the artery at the part where the artificial blood vessel was transplanted was collected and observed.
As a result of macroscopic observation and actual microscopic observation, the formation of the intima and media on the lumen surface was unstable, and the artificial blood vessels were also exposed in a part of the lumen. As described above, the overall evaluation of Comparative Example 2 was poor.
まとめると、実施例の人工血管を移植後したのち、その移植部分を肉眼観察すると、再生大動脈として機能していることが確認できた。すなわち、移植部分は大動脈血が流れ、血栓のない内腔を持っていることが確認できた。これに対して、比較例の人工血管を移植した場合には、移植部分に血栓による閉塞などが確認できた。 In summary, after transplanting the artificial blood vessel of the example, when the transplanted part was visually observed, it was confirmed that the artificial blood vessel was functioning as a regenerated aorta. That is, it was confirmed that the transplanted part had atrium through which aortic blood flowed and had no thrombus. On the other hand, when the artificial blood vessel of the comparative example was transplanted, occlusion due to a thrombus was confirmed in the transplanted part.
また、実施例の人工血管を移植された大動脈を顕微鏡観察すると、内膜層と中膜の内側部分が再生されており、その構造は自然の大動脈の構造と非常に類似していた。また、人工血管の一部が残存していても、これら内膜層や中膜層の一部の再生は良好であり、血栓形成、組織の異常増殖や狭窄・閉塞は認められなかった。これに対して、比較例の人工血管を移植した場合には、移植部分の内膜と中膜の形成は不安定であり、移植部分の内腔の一部では人工血管の露出も認められた。 Moreover, when the aorta transplanted with the artificial blood vessel of the example was observed under a microscope, the intima layer and the inner part of the media were regenerated, and the structure was very similar to the structure of the natural aorta. In addition, even if a part of the artificial blood vessel remained, the regeneration of a part of the intima layer and the media layer was good, and thrombus formation, abnormal tissue growth, stenosis / occlusion were not observed. On the other hand, when the artificial blood vessel of the comparative example was transplanted, the formation of the intima and media of the transplanted part was unstable, and the artificial blood vessel was also exposed in a part of the lumen of the transplanted part. ..
さらに、実施例と比較例について、剛性の指標aとその性能を表1に要約した。表1に示すように、実施例1〜4の剛性の指標aは1.2〜12であり、移植される大動脈の剛性の指標aの1/5から5.5倍倍の間に分布していた。また、実施例5の剛性の指標aは27であり移植される大動脈の剛性の指標aの4.5〜24倍であった。一方、比較例1及び2の剛性の指標aは53、147であり、移植される大動脈の剛性の指標aの8.8倍〜67倍であった。 Furthermore, for Examples and Comparative Examples, the stiffness index a and its performance are summarized in Table 1. As shown in Table 1, the stiffness index a of Examples 1 to 4 was 1.2 to 12, and was distributed between 1/5 and 5.5 times the stiffness index a of the aorta to be transplanted. The stiffness index a of Example 5 was 27, which was 4.5 to 24 times the stiffness index a of the aorta to be transplanted. On the other hand, the stiffness indexes a of Comparative Examples 1 and 2 were 53 and 147, which were 8.8 to 67 times the stiffness index a of the transplanted aorta.
このように、人工血管の剛性の指標aとそれが移植される部分(ここでは大動脈)の剛性の指標aの比が、平均で7.5倍(実施例5)以内であればよく、0.2〜5.5倍(実施例1〜4は全てこの範囲内に収まっている)がより好ましいことが分かった。反対に、前記比が8.8倍以上(比較例1と2)であるのは好ましくないことが分かった。 As described above, the ratio of the rigidity index a of the artificial blood vessel to the rigidity index a of the portion to which it is transplanted (here, the aorta) may be within 7.5 times (Example 5) on average, and is 0.2 to 5.5. It was found that doubling (all of Examples 1 to 4 were within this range) was more preferable. On the contrary, it was found that it is not preferable that the ratio is 8.8 times or more (Comparative Examples 1 and 2).
加えて、人工血管の外層を構成する布の繊維間隔の大きさが、移植結果に与える影響についても考察した。表1に示すように、繊維間隔が充分に大きい実施例1(平均300〜700μm)、実施例2(平均400〜1000μm)、実施例3(約100〜200μm)、実施例4(700〜1300μm)は評価が良好であった。 In addition, the effect of the size of the fiber spacing of the cloth constituting the outer layer of the artificial blood vessel on the transplantation result was also considered. As shown in Table 1, Example 1 (average 300 to 700 μm), Example 2 (average 400 to 1000 μm), Example 3 (about 100 to 200 μm), and Example 4 (700 to 1300 μm) having sufficiently large fiber spacing. ) Was evaluated well.
一方、繊維間隔が最大値でも10.6μmに過ぎない実施例5の評価結果はやや良好であり、繊維間隔最大値でも7.0μmに過ぎない比較例1の評価結果は不良であった。このように繊維間隔が大きいことも、評価結果が良好になることと関係していることが分かった。 On the other hand, the evaluation result of Example 5 in which the maximum fiber spacing was only 10.6 μm was somewhat good, and the evaluation result of Comparative Example 1 in which the maximum fiber spacing was only 7.0 μm was poor. It was found that such a large fiber spacing is also related to the good evaluation result.
なお、実施例1〜実施例5のほか、表2に記載の外層の布、表3に記載の中間層の布、表4に記載の内層の布を組み合わせて様々な構成の人工血管を作製して、イヌに移植し、6ヶ月以上(最長は20ヶ月後)に渡って超音波診断装置により経時変化を観察した。そして、その観察結果を表5にまとめて示した。 In addition to Examples 1 to 5, artificial blood vessels having various configurations are prepared by combining the outer layer cloth shown in Table 2, the intermediate layer cloth shown in Table 3, and the inner layer cloth shown in Table 4. Then, it was transplanted to a dog, and the change over time was observed with an ultrasonic diagnostic device for 6 months or more (up to 20 months later). The observation results are summarized in Table 5.
表5に示すように、実施例の人工血管(合計38個)は、観察期間である6〜20ヶ月の間に、動脈硬化、狭窄・閉塞、破裂、動脈瘤化などの異常な経過の動脈再生は4個しか認められなかった。反対に、比較例の人工血管(合計18個)は、15個に観察期間内に異常が認められた(このうち、4匹は2ヶ月以内に異常が認められた。)。 As shown in Table 5, the artificial blood vessels of the examples (38 in total) are arteries with an abnormal course such as arteriosclerosis, stenosis / occlusion, rupture, and aneurysmization during the observation period of 6 to 20 months. Only 4 regenerations were allowed. On the contrary, in the artificial blood vessels of the comparative example (18 in total), abnormalities were observed in 15 of them within the observation period (of these, 4 of them had abnormalities within 2 months).
このように、本発明の人工血管を移植することによって、大動脈を高い確率で再生することができた。これに対して、同じような構成ではあっても、剛性の指標aが一定の範囲から外れた外層を有する人工血管(比較例)は、大動脈を適切に再生できなかった。すなわち、外層の剛性の指標aが、大動脈の再生と関係していることが分かった。 Thus, by transplanting the artificial blood vessel of the present invention, the aorta could be regenerated with high probability. On the other hand, even with the same configuration, the artificial blood vessel (comparative example) having an outer layer whose rigidity index a deviated from a certain range could not properly regenerate the aorta. That is, it was found that the index a of the rigidity of the outer layer is related to the regeneration of the aorta.
本発明の医療用基材は循環器系の再生に好適な医療用基材であって、中でも動脈のように内腔からの高い圧力に曝されている場合は血栓を形成しやすい内腔直径が6〜8mm以下の比較的細い人工血管や、太くても血栓を形成しやすい静脈系や門脈系、さらに人工透析シャント用の血管に適している。 The medical substrate of the present invention is a medical substrate suitable for regeneration of the circulatory system, and in particular, a lumen diameter that easily forms a thrombus when exposed to high pressure from the lumen such as an artery. It is suitable for relatively thin artificial blood vessels of 6 to 8 mm or less, venous and portal vein systems that easily form thrombi even if they are thick, and blood vessels for artificial dialysis shunts.
1、2 医療用基材
11、21 外層
12、22 内層
23 中間層
1, 2
Claims (6)
移植対象となる血管についても、以下の方法で決定される剛性の指標aを算出し、
管形状の医療用基材の外層の剛性の指標a/移植対象となる血管の剛性の指標aの比が7.5以内である場合に当該医療用基材が移植対象となる血管に適していると評価する、医療用基材の評価方法。
[剛性の指標aの決定方法]
(1)引張試験機の上下のチャックにL字型の治具を挟み、管形状の被測定物を二つのL字型治具の間に通して、被測定物の断面が丸い円形を保っている状態から、一定の引っ張り速度で引っ張り、被測定物の向かい合う内壁が平行にはなるが、力がかかっていない状態にし、これを測定開始時点する、なお、測定開始時点における被測定物の引張方向の長さをD0、これと直行する被測定物の縦軸方向の長さをL0、被測定物の壁の厚さをT0 と定める、
(2)測定開始時点から、同じ引っ張り速度で引っ張りながら、張力Nx、引張方向の長さDx、縦軸方向の長さLx、壁の厚さTxを複数回測定する、
(3)式X=(Dx-D0)/D0×100(%)により、伸び率xを算出する、
(4)式(4a )により被測定物の内壁に掛かる引張方向の応力σxを算出し、式(4b)により、この応力が内半径Rxの被測定物の内圧によって生じていると仮定した場合に相当するチューブ内圧Yxを算出する、
(4a )σx=Nx/(Tx×Lx×2)
(4b)Yx=σx×Tx/Rx=π×Nx/2(Dx×Lx)
(5)得られた伸び率Xとそれに対応する内圧Yが、1次関数Y=aX+b(a,bは定数)に近似するように最小二乗法によって定数a,bを決定する。 It has a sheet shape, a tube shape, or a combination of these, and is a medical base material that is transplanted into the body and used for regeneration of the circulatory system, and is arranged on the intima side of the circulatory system. an inner layer, an outer layer disposed on the outer film side of the circulatory system than the inner layer, has a multi-layer structure at least comprising a layer of the inner layer is disposed on the outer film side of the circulatory system, vasa vasorum For the medical substrate formed in a porous shape so that the blood vessel reaches the inner layer or penetrates into the vicinity of the inner layer, the index a of the rigidity determined by the following method is calculated, and the index a of the rigidity is calculated.
For the blood vessel to be transplanted, calculate the rigidity index a determined by the following method.
When the ratio of the rigidity index a of the outer layer of the tube-shaped medical substrate / the rigidity index a of the blood vessel to be transplanted is within 7.5, the medical substrate is suitable for the blood vessel to be transplanted. Evaluation method of medical base material to be evaluated.
[Method for determining rigidity index a]
(1) An L-shaped jig is sandwiched between the upper and lower chucks of the tensile tester, and the tube-shaped object to be measured is passed between the two L-shaped jigs to keep the cross section of the object to be measured round and circular. The object to be measured is pulled at a constant pulling speed from the state in which the object is being measured, and the inner walls facing each other are parallel to each other, but no force is applied. The length in the tensile direction is defined as D0, the length in the vertical axis direction of the object to be measured perpendicular to this is defined as L0, and the wall thickness of the object to be measured is defined as T0.
(2) From the start of measurement, the tension Nx, the length Dx in the tensile direction, the length Lx in the vertical direction, and the wall thickness Tx are measured multiple times while pulling at the same tensile speed.
(3) Calculate the elongation rate x by the formula X = (Dx-D0) / D0 × 100 (%).
(4) When the stress σx in the tensile direction applied to the inner wall of the object to be measured is calculated by Eq. (4a), and it is assumed that this stress is caused by the internal pressure of the object to be measured with the inner radius Rx by Eq. (4b). Calculate the tube internal pressure Yx corresponding to
(4a) σx = Nx / (Tx × Lx × 2)
(4b) Yx = σx × Tx / Rx = π × Nx / 2 (Dx × Lx)
(5) The constants a and b are determined by the least squares method so that the obtained elongation rate X and the corresponding internal pressure Y approximate the linear function Y = aX + b (a and b are constants).
循環器系の内膜側に配置される内層と、内層より循環器系の外膜側に配置される外層と、を少なくとも備え、内層よりも循環器系の外膜側に配置される層が、栄養血管が内層に達するように又は内層近傍まで入り込めるように、多孔質形状に形成される複層構造を形成する工程と、
請求項1から5までのいずれに記載の評価方法に基づき移植対象となる血管に適していることを確認する工程を含む、
医療用基材の製造方法。 It is a method for manufacturing a medical base material that has a sheet shape, a tube shape, or a shape that combines these, and is transplanted into the body and used for regeneration of the circulatory system.
A layer having at least an inner layer arranged on the intima side of the circulatory system and an outer layer arranged on the outer membrane side of the circulatory system from the inner layer, and a layer arranged on the outer membrane side of the circulatory system rather than the inner layer. The process of forming a multi-layer structure formed into a porous shape so that the vasa vasorum reaches the inner layer or penetrates into the vicinity of the inner layer .
A step of confirming that the blood vessel is suitable for transplantation based on the evaluation method according to any one of claims 1 to 5.
A method for manufacturing a medical base material.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017089910A JP6967265B2 (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Evaluation method and manufacturing method of medical base material |
| PCT/JP2018/017074 WO2018199263A1 (en) | 2017-04-28 | 2018-04-26 | Medical substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017089910A JP6967265B2 (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Evaluation method and manufacturing method of medical base material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018186903A JP2018186903A (en) | 2018-11-29 |
| JP6967265B2 true JP6967265B2 (en) | 2021-11-17 |
Family
ID=63918495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017089910A Active JP6967265B2 (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Evaluation method and manufacturing method of medical base material |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6967265B2 (en) |
| WO (1) | WO2018199263A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020147733A1 (en) * | 2019-01-16 | 2020-07-23 | 武汉杨森生物技术有限公司 | Method for preparing material for artificial blood vessel, artificial blood vessel prepared thereby and application thereof |
| JP2020141855A (en) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | グンゼ株式会社 | Artificial blood vessel and manufacturing method of artificial blood vessel |
| JP7498558B2 (en) * | 2019-12-23 | 2024-06-12 | グンゼ株式会社 | Artificial blood vessel and method for producing the same |
| KR102546622B1 (en) * | 2022-10-06 | 2023-06-22 | 주식회사 티엠디랩 | Tensile strength measuring device for vascular outer wall support member |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0880342A (en) * | 1994-09-13 | 1996-03-26 | Seiren Co Ltd | Tubular body for artificial blood vessel |
| WO2002035990A2 (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-10 | Prodesco, Inc. | Supported lattice for cell cultivation |
| US7998188B2 (en) * | 2003-04-28 | 2011-08-16 | Kips Bay Medical, Inc. | Compliant blood vessel graft |
| KR101669292B1 (en) * | 2008-02-14 | 2016-10-25 | 리젠메드 (케이만) 엘티디. | Tissue engineering scaffolds |
| JP6484117B2 (en) * | 2015-06-08 | 2019-03-13 | 日本毛織株式会社 | Artificial blood vessel |
| WO2017073624A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | 学校法人同志社 | Medical base material |
-
2017
- 2017-04-28 JP JP2017089910A patent/JP6967265B2/en active Active
-
2018
- 2018-04-26 WO PCT/JP2018/017074 patent/WO2018199263A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018199263A1 (en) | 2018-11-01 |
| JP2018186903A (en) | 2018-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102665509B1 (en) | Warp-knitted fabric and medical material | |
| US10695464B2 (en) | Medical base material | |
| US9539154B2 (en) | Medical device | |
| Sell et al. | Electrospun polydioxanone–elastin blends: potential for bioresorbable vascular grafts | |
| JP4981665B2 (en) | Composite vascular graft having an antimicrobial agent, a biodegradable matrix, and an outer fabric layer | |
| AU2011226695B2 (en) | Scaffold system to repair cardiovascular conditions | |
| JP6967265B2 (en) | Evaluation method and manufacturing method of medical base material | |
| US20190321202A1 (en) | Scaffold system for tissue repair | |
| JP4627978B2 (en) | Low blood permeability medical material | |
| JP2023512211A (en) | braided surgical implant | |
| CN115279428A (en) | Venous sleeve | |
| US20210059807A1 (en) | Strong, flexible, and thrombus-free woven nanotextile based vascular grafts, and method of production thereof | |
| Atari et al. | Preclinical in vivo assessment of a cell-free multi-layered scaffold prepared by 3D printing and electrospinning for small-diameter blood vessel tissue engineering in a canine model | |
| Qin et al. | Implantation of electrospun vascular grafts with optimized structure in a rat model | |
| WO2023037861A1 (en) | Blood vessel cover | |
| JP4620952B2 (en) | Base material for urethral tissue regeneration and method for urethral tissue regeneration | |
| Mankodi | Application of textile materials in cardiovascular implants | |
| Keiser | Development of the Next-Generation Biomimetic Lower Extremity Bypass Graft for the Treatment of Peripheral Artery Disease | |
| JPH0459899B2 (en) | ||
| McClure | Optimization of a tri-layered vascular graft: The influence of mechanical and cellular properties |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20180425 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180425 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200420 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20200420 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200420 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20200701 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210406 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210601 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210928 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211018 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6967265 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |