(57)【要約】【課題】軸線方向に切開したときに、当該切開部分が周方向に拡開可能な模擬血管単体からなる血管モデル及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の血管モデルの製造方法は、模擬血管単体からなる血管モデルを製造するものであって、ハイドロゲル含有層を少なくとも１層有する中空円筒体を径方向に収縮させる収縮工程と、前記収縮した中空円筒体の外周面上に外層を形成する外層形成工程と、前記外層が形成された中空円筒体におけるハイドロゲル含有層を径方向に膨張させる膨張工程と、を含むことを特徴とするものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
模擬血管単体からなる血管モデルを製造する血管モデルの製造方法であって、
ハイドロゲル含有層を少なくとも１層有する中空円筒体を径方向に収縮させる収縮工程と、
前記収縮した中空円筒体の外周面上に外層を形成する外層形成工程と、
前記外層が形成された中空円筒体におけるハイドロゲル含有層を径方向に膨張させる膨張工程と、を含むことを特徴とする血管モデルの製造方法。
【請求項２】
前記膨張工程において、前記外層が形成された中空円筒体を水含有溶液に浸漬させることを特徴とする請求項１に記載の血管モデルの製造方法。
【請求項３】
前記収縮工程において、前記中空円筒体におけるハイドロゲル含有層が溶媒を含み、前記ハイドロゲル含有層から脱溶媒することを特徴とする請求項１に記載の血管モデルの製造方法。
【請求項４】
前記外層における樹脂は、前記中空円筒体の外周面に接着可能であることを特徴とする請求項１に記載の血管モデルの製造方法。
【請求項５】
前記外層における樹脂は、前記中空円筒体の最外層を構成する樹脂と同一であることを特徴とする請求項４に記載の血管モデルの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の製造方法により製造された血管モデルであって、
前記模擬血管には、該模擬血管を軸線方向に切開したときに、当該切開部分が周方向に拡開する内部応力が存在していることを特徴とする血管モデル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管モデル及びその製造方法に関し、特に、模擬血管単体からなる血管モデル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高度に熟練した技術が求められる外科手術として、例えば、冠動脈バイパス手術がある。この冠動脈バイパス手術は、心臓の周囲に張り巡らされた冠動脈の一部が狭窄したときに、当該狭窄部位の末梢側と他の血管部位との間をグラフト血管で連結することで、血流を確保する手術である。
【０００３】
このような外科手術手技の訓練として、動物の臓器を用いた訓練がある。しかしながら、斯かる動物の臓器を用いた訓練は、生体組織を用いているため、保管上の手間や衛生面上の問題があるばかりか、倫理上の問題もある。よって、外科手術手技の訓練には、生体組織ではなく、人工的な訓練用ツールを用いることが要請されている。
【０００４】
ところで、実際の血管と同様に、軸方向に切開したときに、当該切開部分が円周方向に拡開する手技訓練用血管モデルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この手技訓練用血管モデルでは、模擬血管の一部を台座に埋設させ、模擬血管が埋設した台座部分に、模擬血管を外側に引っ張る残留応力を存在させて、実際の血管の切開状態に近い切開状態を実現している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の血管モデルを複数用いて、血管１枝に対する端側吻合（後述する図１の１３０参照）や図１に示すような２枝病変に対する順次（sequential）吻合（１つのグラフト血管１００を血管２枝１１０に吻合すること）の手技訓練を行なおうとすると、血管モデルにおける台座が邪魔となって、側側吻合１２０及び端側吻合１３０における縫合操作を行うことができないという問題があった。
【０００６】
さらに、特許文献１の血管モデルでは、模擬血管の一部が外側に引っ張られているので、模擬血管の断面が、偏平して、実際の血管とは異なる形状となっているという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３１６３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することにより、外科手術時における血管に対する各種処置を訓練するために用いられる血管モデルを提供することに関するものであり、軸線方向に切開したときに、当該切開部分が周方向に拡開可能な模擬血管単体からなる血管モデル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の血管モデルの製造方法は、模擬血管単体からなる血管モデルを製造するものであって、ハイドロゲル含有層を少なくとも１層有する中空円筒体を径方向に収縮させる収縮工程と、前記収縮した中空円筒体の外周面上に外層を形成する外層形成工程と、前記外層が形成された中空円筒体におけるハイドロゲル含有層を径方向に膨張させる膨張工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明の血管モデルの製造方法では、前記膨張工程において、前記外層が形成された中空円筒体を水含有溶液に浸漬させることが好ましい。
【００１１】
またここで、本発明の血管モデルの製造方法では、前記収縮工程において、前記中空円筒体におけるハイドロゲル含有層が溶媒を含み、前記ハイドロゲル含有層から脱溶媒することを特徴とすることが好ましい。
【００１２】
またここで、本発明の血管モデルの製造方法では、前記外層における樹脂は、前記中空円筒体の外周面に接着可能であることが好ましい。
この場合においては、前記外層における樹脂は、前記中空円筒体の最外層を構成する樹脂と同一であることが好ましい。
【００１３】
本発明の血管モデルは、本発明の製造方法により製造されたものであって、模擬血管には、該模擬血管を軸線方向に切開したときに、当該切開部分が周方向に拡開する内部応力が存在していることを特徴とする。
【００１４】
なお、本請求の範囲及び明細書において、特に明示しない限り、「径方向」とは、中空円筒体（チューブ）の径に沿う方向を意味し、「軸線方向」とは、模擬血管の軸線に沿う方向を意味し、「周方向」とは、模擬血管の外周に沿う方向を意味し、「水含有溶液」とは、水又は少なくとも水を含む溶液を意味する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、軸線方向に切開したときに、当該切開部分が周方向に拡開可能な模擬血管単体からなる血管モデル及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】順次吻合を説明する模式図である。
【図２】本発明の血管モデルの製造方法を説明する模式図である。
【図３】本発明の血管モデルの側面における切開部分を説明する模式図である。
【図４】本発明の血管モデルの端部における切開部分を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に例示説明する。
【００１８】
（血管モデルの製造方法）
本発明の血管モデルの製造方法は、少なくとも、収縮工程と、外層形成工程と、膨張工程と、を含み、さらに、必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。
【００１９】
＜収縮工程＞
前記収縮工程は、ハイドロゲル含有層を少なくとも１層有する中空円筒体を径方向に収縮させる工程である。
【００２０】
−中空円筒体−
前記中空円筒体は、ハイドロゲル含有層を少なくとも１層有し、さらに必要に応じて、他の層を有する（複層であってもよい）が、ハイドロゲル含有層のみからなる単層であることが、容易に製造できる点で好ましい。
前記中空円筒体の外径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、冠動脈モデルの場合、１．０ｍｍ〜４．０ｍｍが好ましい（図２では、３．０ｍｍ）。
前記中空円筒体の壁厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、冠動脈モデルの場合、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍが好ましい（図２では、０．５ｍｍ）。
【００２１】
−−ハイドロゲル含有層−−
前記ハイドロゲル含有層は、少なくとも、ハイドロゲルを含有し、さらに必要に応じて、溶媒、他のポリマー、などを含有する。
前記ハイドロゲルとしては、ポリマーが化学結合（架橋）することによって形成された網目状構造に水を保持可能な物質である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ハイドロゲル含有層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、冠動脈モデルの場合、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍが好ましい（図２では、０．５ｍｍ）。前記ハイドロゲル含有層の厚みの調整は、例えば、前記ハイドロゲル含有層を形成するためのポリマー溶液を注入する型の大きさを調整することなどにより行うことができる。
【００２２】
前記ハイドロゲルを構成するポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビニルアルコール、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリルアミド、メタクリル酸、ビニルピロリドン、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、酢酸ビニル、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、Ｎ，Ｎジメチルメタクリルアミド、２−メタクリロイロキシエチルホスホリルコリン、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、メチロールアクリルアミドなどのいずれかの１種の重合体、又はこれらを含む２種以上の共重合体が挙げられる。
【００２３】
前記ハイドロゲルを構成するポリマーの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００２４】
前記ハイドロゲルを構成するポリマーの重合度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、生体の感触に近付ける観点から、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はポリビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体の場合、３００〜３，５００が好ましく、１，０００〜２，５００がより好ましい。また、前記ポリビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体のケン化度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、９０モル％以上が好ましく、９８モル％以上がより好ましい。
【００２５】
−−溶媒−−
前記溶媒としては、前記ハイドロゲルを構成するポリマーを溶解可能な溶媒である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ポリマーが、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はポリビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体（ケン化度９８％以上）である場合、前記溶媒としては、例えば、水、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、などが好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、水とＤＭＳＯとの混合液が、ハイドロゲル含有層の透明度及び機械的強度の点で、好ましい。前記混合液の水とＤＭＳＯの混合割合としては、重量比で、水が８に対してＤＭＳＯを２とするのが好ましい。
【００２６】
さらに、前記溶媒には、塩類、糖類を添加してもよい。溶媒に、塩類、糖類を添加することにより、ハイドロゲル含有層の機械的強度、破断強度を向上させることができることがある。
前記塩類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハロゲン化物、硝酸塩、亜硝酸塩、炭酸塩、ホウ酸塩、硫酸塩、リン酸塩、一水素リン酸塩、二水素リン酸塩、酸化物、などが挙げられ、これらのアニオン種に対応するカチオン種としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウムなどが挙げられる。
具体的な塩類の例としては、塩化カルシウム・２水和物、塩化マグネシウム・６水和物、硝酸マグネシウム・６水和物等、塩化ナトリウムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記糖類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単糖類、二糖類、オリゴ糖類、多糖類、などが挙げられるが、単糖類、二糖類、オリゴ糖類が好ましい。
前記単糖類としては、グルコース、フルクトース、異性化糖、キシロース、などが挙げられる。
前記二糖類としては、マルトース、ラクトース、スクロース、トレハロース、パラチノース、還元麦芽糖、還元パラチノース、還元乳糖、などが挙げられる。
前記オリゴ糖類としては、水あめ、イソマルトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、乳糖オリゴ糖、大豆オリゴ糖、キシロオリゴ糖、カップリングシュガー、シクロデキストリン化合物、などが挙げられる。
前記多糖類としては、澱粉、プルラン、ペクチン、寒天、コンニャクマンナン、ポリデキストロース、キサンタンガム、などが挙げられる。
前記澱粉としては、生澱粉、生澱粉分解物、澱粉誘導体、アミロース、などが挙げられる。
前記生澱粉としては、小麦、コーン、米、馬鈴薯、甘しょ、タピオカ、サゴ椰子などより採った澱粉が挙げられ、小麦澱粉、コーンスターチ、馬鈴薯澱粉、などが挙げられる。
前記生澱粉分解産物としては、酸化澱粉、デキストリン、などが挙げられ、酸化澱粉が好ましい。
前記澱粉誘導体としては、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、カチオン化澱粉、などが挙げられる。
【００２７】
−収縮−
前記中空円筒体の径方向への収縮は、例えば、溶媒を含むハイドロゲル含有層から脱溶媒することにより行われる。
前記中空円筒体（収縮後）の外径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、冠動脈モデルの場合、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍが好ましい（図２では２．１ｍｍ）。
前記中空円筒体（収縮後）の壁厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、冠動脈モデルの場合、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍが好ましい（図２では０．３ｍｍ）。
【００２８】
前記脱溶媒の方法としては、（ｉ）前記中空円筒体を溶媒浸漬させる方法、（ｉｉ）前記中空円筒体を乾燥させる方法、などが挙げられる。
【００２９】
−−溶媒浸漬−−
前記溶媒浸漬に用いる溶媒としては、前記ハイドロゲルを溶解しない水溶性溶媒が用いられる。前記ハイドロゲルがポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ゲル又はポリビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体（ケン化度９８％以上）ゲルである場合、前記水溶性溶媒としては、例えば、エタノール等のアルコール類、アセトン、などが好適に挙げられる。
前記溶媒浸漬における浸漬時間としては、特に制限はなく、（ｉ）前記ハイドロゲルの種類、形状、及び厚み、並びに、（ｉｉ）前記溶媒の種類に応じて適宜選択することができるが、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ゲルに対して、エタノール又はアセトンを用いる場合は、１時間〜３時間が好ましい。
前記溶媒浸漬における浸漬温度としては、特に制限はなく、（ｉ）前記ハイドロゲルの種類、形状、及び厚み、並びに、（ｉｉ）前記溶媒の種類に応じて適宜選択することができるが、作業効率の点で、室温が好ましい。
【００３０】
−−乾燥−−
前記乾燥方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱処理、減圧処理、送風処理、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、温風を送風して加熱しながら減圧することが、乾燥効率の点で、好ましい。
前記加熱処理における温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ゲル又はポリビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体（ケン化度９８％以上）ゲルを６０℃以上に加熱すると、当該ゲルは分解してしまうので、ハイドロゲルとして、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ゲル又はポリビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体（ケン化度９８％以上）ゲルを用いた場合は、約４０℃であることが好ましい。
前記減圧処理は、例えば、チャンバー内で真空引きすること、などにより行うことができる。
【００３１】
＜外層形成工程＞
前記外層形成工程は、前記収縮した中空円筒体の外周面上に外層を形成する工程である。
前記外層形成工程では、例えば、まず、外層を構成する樹脂を、所定温度の溶媒に溶解させて、所定濃度の樹脂溶液を調製する。次に、収縮した中空円筒体を所定の型に入れ、該型に挿入された中空円筒体の外周面上に外層が形成されるように、調製した樹脂溶液を前記型に注入し、前記溶液が固まる若しくはゲル化する所定環境下で所定時間保持して、前記収縮した中空円筒体の外周面上に外層を形成する。その後、型から取り出すことで、外層が形成された中空円筒体を得る。
【００３２】
−外層−
前記外層は、少なくとも、樹脂を含有し、さらに必要に応じて、溶媒、他の樹脂、などを含有する。
前記外層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ハイドロゲル含有層（収縮前）の厚み（図２では０．５ｍｍ）よりも薄いことが好ましく、０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍが好ましい（図２では０．３ｍｍ）。前記外層の厚みの調整は、例えば、前記樹脂溶液を注入する型の大きさを調整することにより行うことができる。
【００３３】
−−樹脂−−
前記外層における樹脂は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記中空円筒体の外周面に接着可能であることが好ましい。
前記樹脂は、前記中空円筒体の外周面に接着可能である観点で、前記中空円筒体の最外層を構成する樹脂と同一であることが好ましい。例えば、前記中空円筒体の最外層がポリビニルアルコールゲル含有層である場合、前記樹脂がポリビニルアルコール又はポリアクリルアミドであることが好ましい
前記樹脂の具体例としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビニルアルコール、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリルアミド、メタクリル酸、ビニルピロリドン、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、酢酸ビニル、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）アクリルアミド、Ｎ  −メチロールアクリルアミド、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、Ｎ，Ｎジメチルメタクリルアミド、２−メタクリロイロキシエチルホスホリルコリン、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、メチロールアクリルアミドなどのいずれかの１種の重合体、又はこれらを含む２種以上の共重合体等のハイドロゲルを構成するポリマー、などが挙げられる。
【００３４】
−−溶媒−−
前記溶媒としては、前記樹脂を溶解可能な溶媒である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記樹脂が、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ゲル又はポリビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体（ケン化度９８％以上）ゲルである場合、前記溶媒としては、例えば、水、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、水とＤＭＳＯとの混合液が、好ましい。前記混合液の水とＤＭＳＯの混合割合としては、重量比で、水が８に対してＤＭＳＯを２とするのが好ましい。
さらに、前記溶媒には、前述の、塩類、糖類を添加してもよい。
【００３５】
前記外層が形成された中空円筒体の外径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、冠動脈モデルの場合、０．６ｍｍ〜４．２ｍｍが好ましい（図２では、２．７ｍｍ）。
前記外層が形成された中空円筒体の壁厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、冠動脈モデルの場合、０．１５ｍｍ〜１．１ｍｍが好ましい（図２では、０．６ｍｍ）。
【００３６】
＜膨張工程＞
前記膨張工程は、前記外層が形成された中空円筒体におけるハイドロゲル含有層を径方向に膨張させる工程である。ここで、外層がハイドロゲルからなり、該ハイドロゲルが脱溶媒等を経て収縮している場合は、外層も径方向に膨張する。
前記ハイドロゲル含有層の膨張は、例えば、前記外層が形成された中空円筒体を大容量の水又は抗菌剤含有水溶液等の水含有溶液に浸漬させることにより行われる。
前記浸漬における浸漬時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２４時間以上が好ましい。その際、浸漬している水含有溶液は、所定時間で交換もしくは所定流量の水含有溶液を補給することが好ましい。
前記浸漬における浸漬温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、室温が好ましい。
【００３７】
＜その他の工程＞
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、中空円筒体調製工程、脱溶媒工程など挙げられる。
【００３８】
−中空円筒体調製工程−
前記中空円筒体調製工程は、収縮前の中空円筒体を調製する工程である。
前記中空円筒体調製工程では、まず、ハイドロゲルを構成するポリマーを、所定温度の溶媒に溶解させて、所定濃度のポリマー溶液を調製する。次に、調製したポリマー溶液を所定の型に注入し、前記溶液が固まる若しくはゲル化する所定環境下で所定時間保持する。その後、型から取り出すことで、収縮前の中空円筒体を得る。例えば、水／ＤＭＳＯ（混合比２／８）混合溶媒を用いたポリビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体（ケン化度９８％以上）溶液の場合、−３０℃で６時間冷却するのが好ましい。
【００３９】
−脱溶媒工程−
前記脱溶媒工程は、前記外層形成工程と前記膨張工程との間に、前記外層から脱溶媒して、前記外層を径方向に収縮させる工程である。
【００４０】
前記脱溶媒の方法としては、（ｉ）前記外層が形成された中空円筒体を溶媒浸漬させる方法、（ｉｉ）前記外層が形成された中空円筒体を乾燥させる方法、などが挙げられる。
【００４１】
−−溶媒浸漬−−
前記溶媒浸漬に用いる溶媒としては、前記外層が形成された中空円筒体を溶解しない水溶性溶媒が用いられる。前記中空円筒体がポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はポリビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体（ケン化度９８％以上）である場合、前記水溶性溶媒としては、例えば、エタノール等のアルコール類、アセトン、などが好適に挙げられる。
前記溶媒浸漬における浸漬時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１時間〜３時間が好ましい。
前記溶媒浸漬における浸漬温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、作業効率の点で、室温が好ましい。
【００４２】
−−乾燥−−
前記乾燥方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱処理、減圧処理、送風処理、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、温風を送風して加熱しながら減圧することが、乾燥効率の点で、好ましい。
【００４３】
本発明の血管モデルの製造方法では、膨張工程において、前記ハイドロゲル含有層（内層）の径方向への膨張率を、前記外層の径方向への膨張率よりも大きくし、前記ハイドロゲル含有層（内層）が径方向外側に膨張しようとするのを、前記外層が適度に抑制するように、各工程における条件（各層の厚み、材料、各工程における処理条件、など）が設定される。これにより、製造された血管モデル（擬似血管）の周方向に均等に内部応力を存在させることができ、もって、軸線方向に切開したときに、当該切開部分が周方向に拡開可能な模擬血管単体からなる血管モデルを製造することができる。
なおここで、「適度に抑制」とは、前記血管モデル（擬似血管）を軸線方向に切開したときに、前記外層は、前記ハイドロゲル含有層（内層）が径方向外側に膨張するのを抑制しすぎないことを意味する。
【００４４】
以下、図２を参照して、本発明の血管モデルの製造方法の一例を説明する。
まず、９０℃〜１２０℃で、ＰＶＡ顆粒（日本酢ビ・ポバール株式会社製ポバールＪＦ−１７、完全ケン化型（ケン化度９８％〜９９％）、重合度１，７００）を、ＤＭＳＯ８０％の水溶液（ＤＭＳＯ：水＝８：２（重量比））に溶解させて、１７質量％のＰＶＡ溶液を調製する。このように、完全ケン化型のＰＶＡを用いることにより、ＰＶＡゲル層（ハイドロゲル含有層）のゲル化を促進することができる。なおここで、ＰＶＡ溶液の濃度が大きすぎると、ＰＶＡのＤＭＳＯ水溶液への溶解性が低下して、成形性が低下するばかりでなく、最終的に得られる擬似血管が硬くなり過ぎてしまう。
次に、調製したＰＶＡ溶液を所定の型に注入し、ＤＭＳＯ８０％の水溶液の凝固点（約−３７℃）付近の温度（−２０℃〜−３０℃）まで冷却して６時間保持する。なおここで、低温ゲル化の方が微結晶の数が多くなるため、ゲルは均一になり、強度を向上させることができる。
その後、型から取り出すことで、図２に示すように、ＰＶＡゲル層（ハイドロゲル含有層）のみからなる中空円筒体２００（外径３．０ｍｍ、内径２．０ｍｍ、壁厚０．５ｍｍ）を得ることができる。
ここで、ＰＶＡを、ＤＭＳＯ水溶液に溶解させる代わりに、水のみに溶解させる場合は、調製したＰＶＡ水溶液を、水の凝固点（約０℃）付近の温度（−３℃以下）まで冷却して凍結させ、その後、５５℃以下で融解させ、さらに凍結及び融解を繰り返す（反復凍結融解法）。このように、凍結及び融解を繰り返す反復凍結融解法を用いることにより、得られるＰＶＡゲル層（ハイドロゲル含有層）のゲル強度を向上させることができる。このほかにも、凍結低温結晶化法、冷凍処理法、凍結部分脱水法などがある。
【００４５】
続いて、得られた中空円筒体２００に、直径１．５ｍｍの芯棒を挿入する。
次に、芯棒（図示せず）が挿入された中空円筒体２００を室温下でエタノール２１０中に２時間浸漬する。
この浸漬により、中空円筒体２００におけるＰＶＡゲル層中の水及びＤＭＳＯがエタノール２１０中に析出し、中空円筒体２００（外径３．０ｍｍ、内径２．０ｍｍ、壁厚０．５ｍｍ）が径方向に収縮して、中空円筒体（収縮後）２２０（外径２．１ｍｍ、内径１．５ｍｍ、壁厚０．３ｍｍ）となる。
【００４６】
さらに、９０℃〜１２０℃で、ＰＶＡ顆粒（完全ケン化型（ケン化度９８％〜９９％）、重合度１，７００、日本酢ビ・ポバール株式会社製ＪＦ−１７）を、ＤＭＳＯ水溶液（ＤＭＳＯ：水＝８：２（重量比））に溶解させて、７質量％のＰＶＡ溶液を調製する。
次に、中空円筒体（収縮後）２２０を所定の型に入れ、中空円筒体（収縮後）２２０の外周面と接する位置に、調製した７質量％のＰＶＡ溶液を注入し、ＤＭＳＯ水溶液の凝固点（約−３７℃）付近の温度（−２０℃〜−３０℃）まで冷却して６時間保持する。
その結果、中空円筒体（収縮後）２２０（外径２．１ｍｍ、内径１．５ｍｍ、壁厚０．３ｍｍ）の外周面上に厚み０．３ｍｍの外層２３０（ＰＶＡゲル層）が形成された樹脂被覆中空円筒体２４０（外径２．７ｍｍ、内径１．５ｍｍ、壁厚０．６ｍｍ）が得られる。
【００４７】
その後、芯棒が挿入された樹脂被覆中空円筒体２４０を室温下でエタノール中に２時間浸漬する。
この溶媒浸漬により、樹脂被覆中空円筒体２４０における外層２３０（ＰＶＡゲル層）中の水及びＤＭＳＯがエタノール中に析出し（脱溶媒）、樹脂被覆中空円筒体２４０（外径２．７ｍｍ、内径１．５ｍｍ、壁厚０．６ｍｍ）が径方向に収縮する。
【００４８】
その後、芯棒が挿入された、収縮した樹脂被覆中空円筒体を室温下で水中に６時間浸漬する。
この水浸漬により、余分なエタノールを除去すると共に、ＰＶＡゲル層（ハイドロゲル含有層、外層）が水を含み、径方向に膨張する。
その後、芯棒を抜き取ることで、擬似血管単体からなる血管モデルを得ることができる。
【００４９】
以上のように、本発明の血管モデルの製造方法によれば、中空円筒体（チューブ）を反転させる等の複雑な作業工程を経ることなく、軸線方向に切開したときに、当該切開部分が周方向に拡開可能な模擬血管単体からなる血管モデルを低コストで製造することができる。
さらに、本発明の血管モデルの製造方法によれば、模擬血管の周方向に均等に内部応力を存在させることができるので、断面が偏平していない模擬血管を得ることができる。
【００５０】
（血管モデル）
本発明の血管モデルは、本発明の製造方法により製造された血管モデルであって、模擬血管には、該模擬血管を軸線方向に切開したときに、当該切開部分が周方向に拡開する内部応力が存在していることを特徴とする。
前記血管モデルの外径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、冠動脈モデルの場合、１．０ｍｍ〜４．０ｍｍが好ましい。
前記血管モデルの壁厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、冠動脈モデルの場合、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍが好ましい。
【００５１】
図３は、本発明の血管モデルの側面における切開部分を説明する模式図である。
図３において、例えば、模擬血管単体からなる血管モデル３００（外径２．０ｍｍ、壁厚０．５ｍｍ）の側面において、軸方向に長さ６．０ｍｍで切開した場合、切開部分の周方向の幅の最大値が０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとなる。
【００５２】
図４は、本発明の血管モデルの端部における切開部分を示す写真である。
図４において、例えば、模擬血管単体からなる血管モデル４００（外径２．０ｍｍ、壁厚０．５ｍｍ）の端部において、軸方向に長さ６．０ｍｍで切開した場合、切開部分の周方向の幅の最大値が０．５ｍｍ〜２．５ｍｍとなる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、軸線方向に切開したときに、当該切開部分が周方向に拡開可能な模擬血管単体からなる血管モデルを製造することができるので、当該血管モデルをグラフト血管に用いてより現実的な端側吻合もしくは側側吻合を実現する等、血管１枝に対する端側吻合及び２枝病変に対する順次吻合の手技訓練に好適に用いることができる。
また、本発明によれば、長く、裂け易く、分岐を有する模擬血管を再現することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１００    グラフト血管
１１０    血管２枝
１２０    側側吻合
１３０    端側吻合
２００    中空円筒体
２１０    エタノール
２２０    中空円筒体（収縮後）
２３０    外層（脱溶媒乃至膨張の前）
２４０    樹脂被覆中空円筒体（脱溶媒乃至膨張の前）
３００    血管モデル
４００    血管モデル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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