JPH0254101B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0254101B2 JPH0254101B2 JP59039971A JP3997184A JPH0254101B2 JP H0254101 B2 JPH0254101 B2 JP H0254101B2 JP 59039971 A JP59039971 A JP 59039971A JP 3997184 A JP3997184 A JP 3997184A JP H0254101 B2 JPH0254101 B2 JP H0254101B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blood vessel
- artificial blood
- elastomer
- compliance
- artificial
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Prostheses (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
本発明は、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に関する。
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以上の大口径動脈用人
工血管としては、たとえば米国特許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
やヒトのさい帯静脈を利用したBIOGRAFT
(ミードクスメデイカル社製)などが臨床に用い
られている。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
に埋入後長期間経ると、吻合部に種々の不適合な
問題が発生する欠点がある。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表われ、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静
脈が使用されている。
以上のことから、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類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)によれば、第1表の通りである。
The present invention relates to an artificial blood vessel having a compliance similar to that of a biological blood vessel. In recent years, along with advances in vascular surgery, research into artificial blood vessels has progressed, and many artificial blood vessels have been developed. Currently, large-diameter arterial artificial blood vessels with an inner diameter of approximately 6 mm or more include, for example, Dobesky artificial blood vessels made of Dacron knitted fabric manufactured by the US patent USCI, and expanded polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as EPTFE) manufactured by Gore, Inc. BIOGRAFT using Goretex and human umbilical veins
(manufactured by Meedokus Medical Co., Ltd.) and others are used clinically. However, since the compliance of these artificial blood vessels is significantly different from that of living blood vessels, they have the disadvantage that various problems of incompatibility may occur at the anastomosis after a long period of time after implantation in a living body. Furthermore, when used as a small-caliber arterial artificial blood vessel with an inner diameter of about 6 mm or less, the difference in compliance is noticeable and the patency is poor, making it impossible to use clinically. Therefore, autologous veins are used in surgeries for revascularization of arteries below the knee, coronary arteries, and the like. Based on the above, when developing artificial blood vessels, especially artificial blood vessels for small-caliber arteries, it is important to not only improve the blood compatibility of the material of the artificial blood vessel, but also to make the compliance similar to that of biological blood vessels. It is said that. However, the compliance of currently developed artificial blood vessels is limited by the report by Sasashima et al. (Artificial Organs 12(1), 179
-182, 1983), as shown in Table 1.
【表】【table】
【表】
第1表に示したように、現在の人工血管のコン
プライアンスは生体の動脈と比較すると非常に小
さく、動脈に対しては剛管とみなされるものであ
る。
このようなコンプライアンスの不一致を解決す
るため、米国特許第4173689号明細書には、人工
血管を構成する材料としてエラストマーを用い、
管壁を多孔質とし、生体血管に類似したコンプラ
イアンスを有する人工血管の製造法に関する開示
がなされている。しかしこの人工血管は、エラス
トマー溶液に心棒を浸漬し、つぎにこれを取出し
て心棒上に溶液をコーテイングし、これを貧溶媒
(水)に浸漬してエラストマーを析出させる方法
であるため、製造された人工血管の管壁断面に
は、非常に小さい孔しか存在せず、比較的密な構
造となる。確かに従来の人工血管のコンプライア
ンスよりは大きくなるけれども、生体血管のそれ
と比較するとまだ小さく、充分満足のいくもので
はない。また、心棒上へのエラストマー溶液の均
一なコーテイングが難かしいため、均一な性能の
人工血管がえられにくいという欠点もある。
特開昭57−150954号公報には、少なくとも2つ
のゾーン、すなわち多孔質エラストマーゾーンと
ソリツドエラストマーゾーンとからなる動脈移殖
補綴物が開示されている。該公報に記載されてい
る人工血管のうち、管壁断面がソリツドエラスト
マーゾーン−多孔質エラストマーゾーン−ソリツ
ドエラストマーゾーンからなる人工血管につい
て、本発明者は該特許に開示されている方法によ
り製造を試みたが、2つのソリツドエラストマー
ゾーンのために多孔質エラストマーゾーン中の造
孔剤の溶出を行なわせることができず、目的とす
る人工血管を製造することはできなかつた。
以上のように、人工血管では、とくに小口径動
脈用人工血管になればなるほどコンプライアンス
が生体血管に近似することが重要であるといわれ
ており、コンプライアンスを生体血管に近づける
努力がなされているにもかかわらず、必要と考え
られているコンプライアンスを有する人工血管が
開発されていないのが実情である。
本発明者は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をうることを目的として鋭意
研究を重ねた結果、エラストマー溶液を環状ノズ
ルから管状に押出し、管の内部と外部とを凝固液
に浸すことにより、管壁断面に非対称構造にあた
る構造を含む管状物をうることができ、この管状
物のコンプライアンスを生体血管に近似させうる
ことを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、エラストマーからなり、管
壁断面に、管壁の少なくとも内側にスキン層を有
し、管壁内部にスポンジ構造層を有する非対称構
造にあたる構造を含み、かつコンプライアンスが
0.1〜0.8であることを特徴とする人工血管に関す
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や、こ
れらのエラストマーにエラストマーとしての性質
を維持する範囲でエラストマー以外の高分子をブ
レンドしたものなどがあげられる。これらは単独
で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよ
い。強度や耐久性や抗血栓性などの面からみる
と、これら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、バ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[Table] As shown in Table 1, the compliance of current artificial blood vessels is very small compared to that of living arteries, and they are considered rigid vessels. In order to resolve such compliance discrepancies, US Pat.
A method for producing an artificial blood vessel having a porous wall and compliance similar to that of a living blood vessel has been disclosed. However, this artificial blood vessel is manufactured by dipping the mandrel in an elastomer solution, then taking it out, coating the solution on the mandrel, and dipping it in a poor solvent (water) to precipitate the elastomer. There are only very small pores in the cross-section of the wall of the artificial blood vessel, resulting in a relatively dense structure. Although the compliance is certainly greater than that of conventional artificial blood vessels, it is still smaller than that of biological blood vessels and is not fully satisfactory. Another drawback is that it is difficult to uniformly coat the mandrel with the elastomer solution, making it difficult to obtain an artificial blood vessel with uniform performance. JP-A-57-150954 discloses an arterial graft prosthesis consisting of at least two zones: a porous elastomer zone and a solid elastomer zone. Among the artificial blood vessels described in this patent, the present inventor has manufactured the artificial blood vessels whose tube wall cross section consists of a solid elastomer zone, a porous elastomer zone, and a solid elastomer zone by the method disclosed in the patent. However, due to the two solid elastomer zones, the pore-forming agent in the porous elastomer zone could not be eluted, and the desired artificial blood vessel could not be manufactured. As mentioned above, it is said that it is important for artificial blood vessels to have compliance that approximates that of living blood vessels, especially as the artificial blood vessels become smaller in diameter. However, the reality is that no artificial blood vessel has been developed that has the compliance that is considered necessary. As a result of extensive research aimed at creating an artificial blood vessel with compliance similar to that of a biological blood vessel, the present inventor discovered that by extruding an elastomer solution into a tube shape from an annular nozzle and immersing the inside and outside of the tube in a coagulating liquid, The inventors have discovered that it is possible to obtain a tubular object that includes an asymmetric structure in the cross section of the tube wall, and that the compliance of this tubular object can be made to approximate that of a biological blood vessel, and the present invention has been achieved. That is, the present invention is made of an elastomer, includes a structure corresponding to an asymmetric structure in which the cross section of the tube wall has a skin layer at least on the inside of the tube wall, and a sponge structure layer inside the tube wall, and has a low compliance.
The present invention relates to an artificial blood vessel characterized in that the ratio is 0.1 to 0.8. 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, polyester elastomers, and blends of these elastomers with polymers other than elastomers within the range that maintains the properties of elastomers. can give. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyurethane elastomers are more preferred from the viewpoint of strength, durability, antithrombotic properties, and the like. Specific examples of polyurethane elastomers include polyurethane, polyurethane urea, and blends of these with silicone polymers. Among the polyurethane and polyurethane urea, polyether type is more preferable than polyester type from the viewpoint of durability in vivo, and more preferable are segmented polyurethane, segmented polyurethane urea, bird segment, and soft segment. Examples include segmented polyurethane urea containing fluorine in the main chain, and polyurethane or polyurethane urea containing polydimethylsiloxane in the main chain as disclosed in JP-A-57-211358. Particularly preferred are polydimethylsiloxane formulas: (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。
本発明の人工血管の管壁断面は、少なくとも管
の内側にスキン層が存在し、管壁内部がスポンジ
構造層を有する非対称構造にあたる構造を含んで
おり、該スポンジ構造層が2重セル状構造からな
る層となつているものが好ましい。
前記スキン層とは管壁内部と比較して、より均
一かつ緻密なエラストマーからなる層であり、そ
の厚さは、0.5〜20μmが好ましく、1〜15μmで
あることがさらに好ましい。スキン層の厚さが
20μmをこえると、コンプライアンスが小さくな
り過ぎる傾向にあり、0.5μm未満になると、血管
の強度が低下したりする傾向が生じる。スキン層
は、キヤストフイルムや溶融状態から製造した成
形物のように、エラストマー分子が非常に緻密に
存在し、結果として透明あるいはクリアーな外観
を呈するものとは異なり、その内部に微小な孔や
穴を多数含有し、前記フイルムや成形物と比較す
ると疎な構造であり、肉眼観察では、不透明な層
である。スキン層に存在する微小な孔や穴の最大
径は約1μm以下が好ましく、0.5μm以下がさらに
好ましく、0.1μm以下がとくに好ましい。ただし
スキン層の表面には、最大径1〜10μm程度の穴
が存在してもよい。スキン層が管の少なくとも内
側に存在し、前記のような構造を有するばあいに
は、血液の流れを混乱させることもなく、かつ適
度なコンプライアンスおよび強度の人工血管がえ
られる。
スポンジ構造層とは、最大径が約1μmから管壁
の厚さの約3/5程度までの大きさを有する球
状、楕円球状あるいはそれらの変形した形状から
なるセル状の空隙の集合した構造をいう。このス
ポンジ構造層部分は、スキン層と比較すると、非
常に疎な構造である。ただし、スポンジ構造のセ
ツ状空隙を形成する隔壁自体はスキン層と同様
に、微少な孔や穴を多く含有することが好まし
い。さらに好ましいスポンジ構造層は大きさのそ
ろつたセルがスポンジ状に存在する構造を有する
層である。このときのセルの最大径は1〜100μm
が好ましく、5〜75μmであることがさらに好ま
しく、10〜40μmであることがとくに好ましい。
とくに好ましいスポンジ構造は、管の内側のスキ
ン層と外側との間に、セルが2個づつ並んだ2重
セル構造である。このセルの最大径は、管壁の厚
さの約1/5〜3/5の大きさが好ましく、管壁
の厚さの約1/3〜1/2の大きさがさらに好ま
しい。ただし、このセルとスキン層との接する部
分ではこのセルよりも小さいセルが存在してもよ
い。管の外側にスキン層がないばあいには、外側
がスポンジを切断したような形状あるいは網目形
状をしていてもよい。
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までの差圧100mmHg、ΔVは
ΔPの間で増加する測定血管の内容積を表わす)
で定義されるものである。実際の測定は閉鎖回路
に測定血管を挿入し、微量定量ポンプを用いて注
入液量と回路内圧の変化とを測定し、上式からコ
ンプライアンスを求めることができる。
本発明の人工血管の管壁は非対称構造にあたる
構造を含むため、管壁のエラストマーの密度が疎
となる。したがつて、本発明の人工血管のコンプ
ライアンスは大きくなり、生体血管に近似させる
ことができる。コンプライアンスの調節は、管壁
のエラストマー密度、エラストマーの強度、管壁
の厚さの調節などによつて可能となる。
人工血管として好ましいコンプライアンスは、
人工血管の太さ、使用部位などにより異なり、一
概には決められないが、通常の血行再建手術の行
なわれる生体血管のコンプライアンスが0.1〜0.8
程度であるため、このような範囲にすることが好
ましいと考えられる。本発明の人工血管のコンプ
ライアンスは前記のようにして調節することがで
き、0.1〜0.8の範囲で任意のものを製造すること
ができる。コンプライアンスが0.1〜0.8の人工血
管は、その太さなどにもよるが動脈用血管などの
用途に、また内径が1〜6mmであり、コンプライ
アンスが0.1〜0.5のものは小口径動脈用人工血管
として好適に使用しうる。
管壁エラストマーの最適密度は、エラストマー
の強度や管壁の厚さによつて変化し、要求される
コンプライアンスが生体血管の部位によつて異な
るので一概には決定することはできないが、好ま
しくは0.05〜0.35g/cm3、さらに好ましくは0.1〜
0.3g/cm3、とくに好ましくは0.125〜0.25g/cm3
である。
エラストマーの強度は、管壁のエラストマー密
度などの影響で一概には決められないが、好まし
くは破断時の引張強度で100〜700Kg/cm2、破断時
の伸びで100〜1500%である。
管壁の厚さは、生体血管のそれに合わせればよ
い。
これらの要因の調節により、本発明の人工血管
のコンプライアンスは、生体血管のそれに近似さ
せることができる。
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から構成さ
れたスキン層であり、血液適合性が良好である
が、生体への埋入初期の抗血栓性をさらに向上さ
せる目的で、表面にアルブミン、ゼラチン、コン
ドロイチン硫酸、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、長期間にわたり耐久性を維持さ
せるという目的のために、本発明の人工血管の外
側を網状のネツトや不織布などで補強してもよ
い。また、人工血管の外側にスキン層が形成され
ているばあいには、生体組織との結合性を向上さ
せる目的で約1〜30μmの直径および深さの穴を
存在させてもよい。
以上のような構造を有する本発明の人工血管
は、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性質に加えて、
つぎに示すような有用な性質をも併有する。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。そして管壁断面が非対称構造に
あたる構造を含むエラストマー密度の低い構造で
あるのに加えて、スキン層やスポンジ構造のセツ
状空隙を形成する隔壁自体も内部に微小な穴を有
する疎な構造であるため、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たり、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、縫合針の貫通した穴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、本発明の人工血管は、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。
このような優れた性能を有する本発明の人工血
管は、エラストマー溶液を環状ノズルから内部凝
固液とともに押出し、全体を外部凝固液に浸し、
エラストマーを管状に析出させることにより製造
できる。
前記環状ノズルはエラストマー溶液を管状に押
出し、かつその内部に内部凝固液を注入できるも
のである。図面を用いて環状ノズルを説明する。
第1図は、環状ノズル3のエラストマー溶液の
押出し口を有する面を示したものである。1はエ
ラストマー溶液の出口であり、目的とする人工血
管の内径と外径にあわせて、1の内径と外径とを
決めればよい。2は内部凝固液の出口である。
つぎに本発明の人工血管の製法の一実施態様を
示して説明する。
エラストマーをよく溶解する良溶媒にエラスト
マーを溶解して、エラストマー溶液がえられる。
この溶液を環状ノズルから管状に押出したのち、
ただちにあるいは一定の乾式距離を保つたのち、
凝固液に浸漬する。同時にノズルからの押出し速
度にあわせて管の内側にも一定量の凝固液を注入
する。管状に押出されたエラストマー溶液は良溶
媒と凝固液との置換により、エラストマーが析出
し、エラストマーからなる管状構造体である人工
血管がえられる。
良溶媒は、エラストマーの種類によつて異なる
ので一概には決められないが、通常はN,N−ジ
メチルアセトアミド、N,N−ジメチルフオルム
アミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2
−ピロリドン、ジオキサン、テトラヒドロフラン
などの溶媒を単独で用いてもよく、2種以上混合
して用いてもよい。
凝固液は、エラストマーを溶解せずかつ良溶媒
とはよく混和するものであればよい。通常は水、
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
セリンなどを単独で用いてもよく、2種以上混合
して用いてもよい。溶液中のエラストマー濃度
は、コンプライアンスや溶液の粘度に強い影響を
与えるので、その選択は重要である。通常は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%がとくに好まし
い。エラストマー濃度が5%より低いとコンプラ
イアンスが大きすぎたり、凝固液中での析出物が
管状になり難い傾向にある。エラストマー濃度が
35%をこえるとコンプライアンスが小さすぎた
り、溶液粘度が高すぎて、環状ノズルから管状に
エラストマー溶液を押出し難くなる傾向にある。
管壁内部のスポンジ構造、スキン層の厚さ、人
工血管の外観や形状を調節する目的で、エラスト
マー溶液に良溶媒とはよく混和するが、エラスト
マーは溶解しない貧溶媒を添加してもよい。また
同じ目的で、凝固液に水溶性の無機塩や良溶媒を
添加し、エラストマー溶液の凝固速度を調節して
もよい。もちろん、管内に通す凝固液と管外の凝
固液とを同一にする必要はなく、所望の人工血管
がえられるように調節してもよい。
このようにしてえられた人工血管は、管壁断面
に非対称構造にあたる構造を含み、コンプライア
ンスが生体血管と近似する。
上記のようにしてえられた人工血管の断面の一
実施態様の説明図を第2図に、またその部分拡大
説明図を第3図に示す。
第2図に示すように、管壁の内側と外側にはス
キン層4,7が存在し、スキン層4とスキン層7
との間には隔膜5で仕切られたセル6がほぼ2重
セル構造になるように形成され、管壁断面に非対
称構造にあたる構造が含まれている。
叙上のごとき構造を有する本発明の人工血管
は、つぎのような特徴を有している。
コンプライアンスが生体血管に近似してい
る。
血液接触面が血液適合性に優れている。
縫合針の貫通性が良く、縫合が容易である。
任意の長さに切断しても切口にほつれが発生
しない。また縫合部から縫合糸がほつれること
もない。
縫合針の貫通孔が自己閉塞する。
血圧のかかつた実際の使用状態では結節を生
じ難い。
したがつて本発明の人工血管は、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
ツチ用材料に使用できるし、ブラツドアクセスな
どにも使用できる。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
るため、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使用でき
る。とくに膝から下の動脈の血行再建や、大動脈
−冠状動脈バイパス用人工血管として、好適に使
用できる。また本発明の人工血管は、その外側
に、コンプライアンスの小さいネツトなどをかぶ
せることにより、静脈用人工血管としても使用で
きるし、尿管などの生体の柔かい管状物の代替え
としての使用も可能である。
つぎに実施例によつて本発明の人工血管を説明
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20gをN,N−ジメチルアセトアミド80
mlに溶解した。この溶液を減圧下で充分脱泡した
のち、ギアポンプを用いて環状ノズル(溶液出口
寸法が内径3mm、外径4.5mm)から一定速度(40
cm/分)で押出した。同時に管の内側にも押出し
速度と同じ速度で水を注入した。押出された管状
の溶液はただちに水に浸漬し、エラストマーを管
状に析出させた。充分に水洗し、溶媒を除去した
のち、必要な寸法に切断し、人工血管をえた。
えられた人工血管は、内径3mm、外径約4.5mm
であつた。
この人工血管の管壁断面を走査型電子顕微鏡で
観察したばあいにえられる映像を説明するための
説明図を第2図に、またその一部拡大説明図を第
3図に示す。
つぎにこの人工血管を切断し、切断部を端から
1mmの所を縫合したところ、縫合針の貫通性は、
生体血管と類似しており、切断部のほつれもな
く、縫合部を引張つても管が破けることもなかつ
た。しかも縫合針の貫通孔は、針を除くと自己閉
塞した。えられた人工血管を長さ8cmに切り、閉
鎖回路に挿入した。そして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、0.35であ
つた。また、内圧が50〜150mmHg存在する状態で
この人工血管を曲げても、結節を生じなかつた。
以上のことから、この人工血管は、小口径動脈
用人工血管として優れていることが判明した。
実施例 2
4,4′−ジフエニルメタンジイソシアネート2
モルと分子量2000のポリテトラメチレングリコー
ル1モルから製造したプレポリマーをエチレンジ
アミン1モルで鎖延長したセグメント化ポリウレ
タンウレア17.5gを、N,N−ジメチルアセトア
ミド37.5mlとプロピレングリコール25mlとの混合
溶媒に溶解した。この溶液を減圧下で充分脱泡し
たのち、ギアポンプを用いて環状ノズル(溶液出
口寸法が内径3mm、外径4.1mm)に一定速度で注
入し、管状に押出した。同時に管の内側にも押出
し速度の1.2倍の速度で脱泡してある水を注入し
た。押出された管状の溶液をただちに水に浸漬
し、エラストマーを管状に析出させた。充分に水
洗し、溶媒を除去したのち、必要な寸法に切断
し、人工血管をえた。
えられた人工血管は、内径約3mm、外径約4.1
mmであつた。管壁断面はスポンジ状の構造をして
おり、実施例1と同じ方法でコンプライアンスを
測定したところ、0.4であつた。
この人工血管は、任意の場所で切断しても切口
がほつれることはなかつた。また生体血管との縫
合も非常に容易であり、縫合部を引張つても縫合
部がちぎれることはなく、縫合針の貫通孔は自己
閉塞した。Examples include polyurethane or polyurethane urea. The cross-section of the tube wall of the artificial blood vessel of the present invention includes an asymmetric structure in which at least a skin layer is present inside the tube and a sponge structure layer is formed inside the tube wall, and the sponge structure layer has a double-cell structure. It is preferable to have a layer consisting of: The skin layer is a layer made of an elastomer that is more uniform and dense than the inside of the tube wall, and its thickness is preferably 0.5 to 20 μm, more preferably 1 to 15 μm. The thickness of the skin layer
If it exceeds 20 μm, the compliance tends to become too small, and if it becomes less than 0.5 μm, the strength of the blood vessel tends to decrease. Unlike cast films or molded products manufactured from a molten state, which have very dense elastomer molecules and have a transparent or clear appearance, the skin layer has minute pores and holes inside. It has a sparse structure compared to the above films and molded products, and is an opaque layer when observed with the naked eye. The maximum diameter of the minute pores or holes present in the skin layer is preferably about 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or less. However, holes with a maximum diameter of about 1 to 10 μm may exist on the surface of the skin layer. When the skin layer exists at least inside the tube and has the structure described above, an artificial blood vessel that does not disrupt blood flow and has appropriate compliance and strength can be obtained. A sponge structure layer is a structure in which cellular voids are assembled in a spherical, ellipsoidal, or modified shape with a maximum diameter of about 1 μm to about 3/5 of the thickness of the tube wall. say. This sponge structure layer portion has a very sparse structure compared to the skin layer. However, it is preferable that the partition walls themselves forming the pores having a sponge structure contain many minute pores and pores, similarly to the skin layer. A more preferable sponge structure layer is a layer having a structure in which cells of uniform size exist in a sponge-like manner. The maximum diameter of the cell at this time is 1 to 100 μm
is preferable, more preferably 5 to 75 μm, and particularly preferably 10 to 40 μm.
A particularly preferred sponge structure is a double cell structure in which two cells are arranged between the inner skin layer and the outer side of the tube. The maximum diameter of this cell is preferably about 1/5 to 3/5 of the thickness of the tube wall, more preferably about 1/3 to 1/2 of the thickness of the tube wall. However, a cell smaller than this cell may exist in the portion where this cell and the skin layer are in contact. If there is no skin layer on the outside of the tube, the outside may have the shape of cut sponge or a mesh shape. 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
Differential pressure 100 mmHg from Hg to internal pressure 150 mmHg, ΔV represents the internal volume of the measuring vessel increasing between ΔP)
It is defined by In actual measurement, a measurement blood vessel is inserted into a closed circuit, and a micrometer metering pump is used to measure the amount of injected fluid and changes in the pressure inside the circuit, and compliance can be determined from the above equation. Since the tube wall of the artificial blood vessel of the present invention includes an asymmetric structure, the density of the elastomer in the tube wall is sparse. Therefore, the compliance of the artificial blood vessel of the present invention is increased, and it can be approximated to a living blood vessel. Adjustment of compliance is possible by adjusting the elastomer density of the tube wall, the strength of the elastomer, the thickness of the tube wall, etc. The preferred compliance for artificial blood vessels is
It varies depending on the thickness of the artificial blood vessel, the site of use, etc., and cannot be determined unconditionally, but the compliance of the living blood vessel used for normal revascularization surgery is 0.1 to 0.8.
Therefore, it is thought that it is preferable to set it within such a range. The compliance of the artificial blood vessel of the present invention can be adjusted as described above, and any compliance within the range of 0.1 to 0.8 can be manufactured. Artificial blood vessels with a compliance of 0.1 to 0.8 are suitable for applications such as arterial blood vessels, depending on their thickness, and those with an inner diameter of 1 to 6 mm and a compliance of 0.1 to 0.5 are used as small-caliber arterial blood vessels. It can be suitably used. The optimal density of the tube wall elastomer varies depending on the strength of the elastomer and the thickness of the tube wall, and the required compliance varies depending on the location of the biological blood vessel, so it cannot be determined unconditionally, but it is preferably 0.05 ~0.35g/cm 3 , more preferably 0.1~
0.3 g/cm 3 , particularly preferably 0.125 to 0.25 g/cm 3
It is. The strength of the elastomer cannot be absolutely determined due to the influence of the elastomer density of the tube wall, etc., but preferably the tensile strength at break is 100 to 700 Kg/cm 2 and the elongation at break is 100 to 1500%. The thickness of the tube wall may be adjusted to that of a living blood vessel. By adjusting these factors, the compliance of the artificial blood vessel of the present invention can be made to approximate that of a biological blood vessel. The inside of the artificial blood vessel of the present invention, that is, the blood contact surface, is a skin layer made of an elastomer with excellent blood compatibility. For further improvement, the surface may be coated with albumin, gelatin, chondroitin sulfate, heparinized material, etc. Further, the outside of the artificial blood vessel of the present invention may be reinforced with a net-like net, a nonwoven fabric, or the like in order to withstand an abnormal increase in blood pressure during surgery or the like or to maintain durability for a long period of time. Further, when a skin layer is formed on the outside of the artificial blood vessel, holes with a diameter and depth of approximately 1 to 30 μm may be provided for the purpose of improving the bonding property with living tissue. The artificial blood vessel of the present invention having the above-described structure has a compliance similar to that of a biological blood vessel, and a blood contact surface that has excellent blood compatibility.
It also has the following useful properties: 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 to having a structure with a low elastomer density that includes an asymmetric structure in the cross section of the pipe wall, the partition wall itself that forms the skin layer and the pocket-like voids of the sponge structure has a sparse structure with minute holes inside. Therefore, the penetrating property of the suture needle is very good, and suturing with a living blood vessel is easy, and even if the sutured portion is pulled, the sutured portion will not fray or 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. Another surprising property is that the artificial blood vessel of the present invention does not form knots when blood flows inside it and blood pressure is applied. This is considered to be due to the fact that the compliance is similar to that of living blood vessels. The artificial blood vessel of the present invention, which has such excellent performance, extrudes the elastomer solution from the annular nozzle together with the internal coagulating liquid, and immerses the entire body in the external coagulating liquid.
It can be manufactured by depositing an elastomer into a tubular shape. The annular nozzle is capable of extruding the elastomer solution into a tubular shape and injecting an internal coagulating liquid into the annular nozzle. The annular nozzle will be explained using drawings. FIG. 1 shows the surface of the annular nozzle 3 having an extrusion port for the elastomer solution. 1 is an outlet for the elastomer solution, and the inner and outer diameters of 1 may be determined according to the inner and outer diameters of the intended artificial blood vessel. 2 is an outlet for the internal coagulating liquid. Next, one embodiment of the method for manufacturing an artificial blood vessel of the present invention will be shown and explained. An elastomer solution can be obtained by dissolving the elastomer in a good solvent that dissolves the elastomer well.
After extruding this solution into a tube from an annular nozzle,
Immediately or after maintaining a certain dry distance,
Immerse in coagulation solution. At the same time, a fixed amount of coagulating liquid is injected into the tube according to the extrusion speed from the nozzle. The elastomer solution extruded into a tubular shape is replaced with a good solvent and a coagulating solution, whereby the elastomer is precipitated and an artificial blood vessel, which is a tubular structure made of the elastomer, is obtained. Good solvents vary depending on the type of elastomer, so they cannot be determined unconditionally, but they are usually N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, and N-methyl-2.
- Solvents such as pyrrolidone, dioxane, and tetrahydrofuran may be used alone or in combination of two or more. The coagulating liquid may be one that does not dissolve the elastomer and is miscible with a good solvent. Usually water,
Lower alcohols, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin, etc. may be used alone or in combination of two or more. The selection of the elastomer concentration in the solution is important because it has a strong influence on the compliance and viscosity of the solution. Usually 5~
35% (weight%, same below) is preferable, 10-30%
is more preferable, and 12.5 to 25% is particularly preferable. When the elastomer concentration is lower than 5%, the compliance tends to be too large and the precipitates in the coagulation liquid tend to be difficult to form into a tubular shape. Elastomer concentration
If it exceeds 35%, the compliance will be too small or the solution viscosity will be too high, making it difficult to extrude the elastomer solution into a tubular shape from the annular nozzle. For the purpose of adjusting the sponge structure inside the tube wall, the thickness of the skin layer, and the appearance and shape of the artificial blood vessel, a poor solvent that is miscible with a good solvent but does not dissolve the elastomer may be added to the elastomer solution. Furthermore, for the same purpose, a water-soluble inorganic salt or a good solvent may be added to the coagulation solution to adjust the coagulation rate of the elastomer solution. Of course, it is not necessary that the coagulating liquid passed into the tube and the coagulating liquid outside the tube be the same, and may be adjusted so as to obtain a desired artificial blood vessel. The artificial blood vessel thus obtained includes an asymmetric structure in the cross section of the vessel wall, and has a compliance similar to that of a living blood vessel. An explanatory diagram of one embodiment of the cross section of the artificial blood vessel obtained as described above is shown in FIG. 2, and a partially enlarged explanatory diagram thereof is shown in FIG. As shown in FIG. 2, skin layers 4 and 7 exist on the inside and outside of the tube wall, and the skin layer 4 and the skin layer 7
A cell 6 partitioned by a diaphragm 5 is formed so as to have a substantially double cell structure, and the cross section of the tube wall includes an asymmetric structure. The artificial blood vessel of the present invention having the above structure has the following features. Compliance approximates that of biological blood vessels. The blood contact surface has excellent blood compatibility. The suture needle has good penetrability and suturing is easy. No fraying occurs at the cut end even when cut to any length. Further, the suture thread does not become frayed from the sutured portion. The suture needle's through hole self-closes. Nodules are unlikely to form under actual conditions of use where blood pressure is high. Therefore, the artificial blood vessel of the present invention can be used as an artificial blood vessel, a bypass artificial blood vessel, a patch material, and can also be used for blood access, etc. in revascularization surgery. Furthermore, it can be used as an arterial artificial blood vessel with a compliance of 0.1 to 0.8. In particular, the compliance is close to that of biological blood vessels, and the blood contact surface has excellent blood compatibility, so it has a compliance of 0.1 to 0.5, which is currently not available in clinically used artificial blood vessels, and an inner diameter of approximately 1.
It can be used as an artificial blood vessel for small diameter arteries of ~6 mm. In particular, it can be suitably used for revascularization of arteries below the knee and as an artificial blood vessel for aorta-coronary artery bypass. Furthermore, the artificial blood vessel of the present invention can be used as a venous artificial blood vessel by covering the outside with a net with low compliance, and can also be used as a substitute for a soft tubular object of a living body such as a ureter. . Next, the artificial blood vessel of the present invention will be explained with reference to Examples. Example 1 20 g of the polyurethane described in Example 1 of JP-A-58-188458 was mixed with 80 g of N,N-dimethylacetamide.
Dissolved in ml. After thoroughly degassing this solution under reduced pressure, a gear pump is used to pump it through an annular nozzle (solution outlet dimensions are 3 mm in inner diameter and 4.5 mm in outer diameter) at a constant speed (40 mm in diameter).
cm/min). At the same time, water was injected inside the tube at the same rate as the extrusion rate. The extruded tubular solution was immediately immersed in water to precipitate the elastomer into a tubular shape. After thoroughly washing with water to remove the solvent, it was cut to the required size to obtain an artificial blood vessel. The resulting artificial blood vessel has an inner diameter of 3 mm and an outer diameter of approximately 4.5 mm.
It was hot. An explanatory view for explaining the image obtained when a cross section of the wall of this artificial blood vessel is observed with a scanning electron microscope is shown in FIG. 2, and a partially enlarged explanatory view is shown in FIG. Next, this artificial blood vessel was cut and the cut part was sutured 1 mm from the end, and the penetrability of the suture needle was as follows.
Similar to biological blood vessels, there was no fraying at the cut section, and the tube did not tear even when the sutured section was pulled. Moreover, the through hole of the suture needle self-occluded when the needle was removed. The obtained artificial blood vessel was cut to a length of 8 cm and inserted into a closed circuit. Then, using a metering pump that pumps 0.05 ml per stroke, bovine ACD blood was pumped into this closed circuit, and 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 0.35. Furthermore, even when this artificial blood vessel was bent under an internal pressure of 50 to 150 mmHg, no knots were formed. From the above, it was found that this artificial blood vessel is excellent as an artificial blood vessel for small-caliber arteries. Example 2 4,4'-diphenylmethane diisocyanate 2
17.5 g of segmented polyurethaneurea, which is a prepolymer prepared from 1 mole of polytetramethylene glycol with a molecular weight of 2000 and chain-extended with 1 mole of ethylenediamine, is dissolved in a mixed solvent of 37.5 ml of N,N-dimethylacetamide and 25 ml of propylene glycol. did. After this solution was sufficiently degassed under reduced pressure, it was injected at a constant rate into an annular nozzle (solution outlet dimensions: inner diameter 3 mm, outer diameter 4.1 mm) using a gear pump, and extruded into a tubular shape. At the same time, defoamed water was injected into the inside of the tube at a rate 1.2 times the extrusion rate. The extruded tubular solution was immediately immersed in water to precipitate the elastomer into a tubular shape. After thoroughly washing with water to remove the solvent, it was cut to the required size to obtain an artificial blood vessel. The obtained artificial blood vessel has an inner diameter of approximately 3 mm and an outer diameter of approximately 4.1 mm.
It was warm in mm. The cross section of the tube wall had a sponge-like structure, and compliance was measured in the same manner as in Example 1 and was found to be 0.4. This artificial blood vessel could be cut at any location without fraying at the cut end. In addition, suturing with living blood vessels was very easy, and even when the sutured portion was pulled, it did not tear, and the through hole of the suture needle self-occluded.
第1図は環状ノズルのエラストマー溶液の押出
し口を示す説明図、第2図は実施例1において製
造した本発明の人工血管の管壁断面の走査型電子
顕微鏡で観察したばあいにえられる映像を説明す
るための説明図、第3図は第2図の一部拡大説明
図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the extrusion port of the elastomer solution of the annular nozzle, and FIG. 2 is an image obtained when observing a cross section of the wall of the artificial blood vessel of the present invention manufactured in Example 1 with a scanning electron microscope. FIG. 3 is a partially enlarged explanatory diagram of FIG. 2.
Claims (1)
少なくとも内側にスキン層を有し、管壁内部にス
ポンジ構造層を有する非対称構造にあたる構造を
含み、かつコンプライアンスが0.1〜0.8であるこ
とを特徴とする人工血管。 2 前記エラストマーが血液適合性に優れた熱可
塑性エラストマーである特許請求の範囲第1項記
載の人工血管。 3 前記スポンジ構造層が2重セル構造を有する
特許請求の範囲第1項記載の人工血管。 4 前記人工血管が内径1〜6mm、コンプライア
ンス0.1〜0.5の小口径動脈用人工血管である特許
請求の範囲第1項記載の人工血管。 5 前記人工血管が大動脈−冠状動脈バイパス用
人工血管である特許請求の範囲第1項記載の人工
血管。[Claims] 1. It is made of an elastomer, has a skin layer on the inside of the pipe wall at least on the cross section of the pipe wall, has a sponge structure layer on the inside of the pipe wall, and has an asymmetric structure, and has a compliance of 0.1 to 0.8. An artificial blood vessel characterized by: 2. The artificial blood vessel according to claim 1, wherein the elastomer is a thermoplastic elastomer with excellent blood compatibility. 3. The artificial blood vessel according to claim 1, wherein the sponge structure layer has a double cell structure. 4. The artificial blood vessel according to claim 1, wherein the artificial blood vessel is a small-caliber arterial artificial blood vessel having an inner diameter of 1 to 6 mm and a compliance of 0.1 to 0.5. 5. The artificial blood vessel according to claim 1, wherein the artificial blood vessel is an artificial blood vessel for aorta-coronary artery bypass.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039971A JPS60182958A (en) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Artifical vessel |
| DE8484106392T DE3478192D1 (en) | 1983-06-06 | 1984-06-05 | Artificial vessel and process for preparing the same |
| EP84106392A EP0130401B1 (en) | 1983-06-06 | 1984-06-05 | Artificial vessel and process for preparing the same |
| US06/842,956 US4921495A (en) | 1983-06-06 | 1986-03-24 | Porous artificial vessel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039971A JPS60182958A (en) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Artifical vessel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182958A JPS60182958A (en) | 1985-09-18 |
| JPH0254101B2 true JPH0254101B2 (en) | 1990-11-20 |
Family
ID=12567837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59039971A Granted JPS60182958A (en) | 1983-06-06 | 1984-03-01 | Artifical vessel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60182958A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6395050A (en) * | 1986-10-08 | 1988-04-26 | 鐘淵化学工業株式会社 | Artificial blood vessel |
| JPS63270048A (en) * | 1987-04-30 | 1988-11-08 | Ube Ind Ltd | Artificial blood vessel |
| JPS6464649A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Ube Industries | Artificial blood vessel |
| JP2558057Y2 (en) * | 1991-06-07 | 1997-12-17 | 京子 川合 | Decorative member and decorative article using the decorative member |
| JPH05161708A (en) | 1991-12-18 | 1993-06-29 | Terumo Corp | Artificial blood vessel |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4604762A (en) * | 1981-02-13 | 1986-08-12 | Thoratec Laboratories Corporation | Arterial graft prosthesis |
-
1984
- 1984-03-01 JP JP59039971A patent/JPS60182958A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60182958A (en) | 1985-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4921495A (en) | Porous artificial vessel | |
| US4834746A (en) | Artificial vessel and process for preparing the same | |
| US4954127A (en) | Process for preparing an artificial vessel | |
| US4986832A (en) | Artificial blood vessel and process for preparing it | |
| JPS63209647A (en) | Artificial blood vessel | |
| JPH0254101B2 (en) | ||
| JPH0261260B2 (en) | ||
| JPH0228337B2 (en) | ||
| JPS61185271A (en) | Artificial blood vessel of which compliance and stress-strain curve are similar to live blood vessel and itsproduction | |
| JPH0237184B2 (en) | ||
| JPS61238238A (en) | Production of artificial blood vessel | |
| JPH0233263B2 (en) | ||
| WO1992002195A1 (en) | Artificial blood vessel and production thereof | |
| JPS602257A (en) | New artificial blood vessel | |
| JPH0581258B2 (en) | ||
| JPH0228338B2 (en) | ||
| JP2553522B2 (en) | Medical tube and method of manufacturing the same | |
| JPH0262264B2 (en) | ||
| JPS60194957A (en) | Production of artificial vessel | |
| JPS60242857A (en) | Artificial blood vessel | |
| JP2587066B2 (en) | Artificial blood vessel | |
| JPH0254102B2 (en) | ||
| JPS61244345A (en) | Production of artificial blood vessel | |
| JPH0231988B2 (en) | ||
| JPS63222758A (en) | medical tube |