(57)【要約】【課題】生物的融合性が良く、残留毒性がなく、慢性且つ若干の免疫拒絶反応のない生物型人工血管とその調製方法を提供する。【解決手段】本発明は生物型人工血管及びその調製方法に関するもので、この人工血管は固定剤によって交錯固定され、抗原除去処理済の動物血管で形成されたベース材（1）、及びベース材（1）の裏表面にカップリングされた抗凝血成分を含有する表面層（2）で構成される。この人工血管の調製方法には次のステップが含まれている。即ち、動物の血管を収集してベース材（1）とし、ベース材（1）にして、事前処理、脂肪除去、固定、抗原除去及び抗凝血修飾などを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は生物型人工血管の調製方法に関するもので、天然動物の血管をベース材（1）として、次のステップで処理されることを特徴とする。
I、事前処理：ブロードスペクトラム、高効率、低毒の滅菌剤で初歩的に滅菌処理を行ってから、余分の組織を切り外す。
II、脂肪除去：有機溶剤でベース材中の脂肪を抽出する。
III、固定：固定剤でベース材中の蛋白質分子を交錯固定する。
IV、抗原除去：活性試料を使って、ベース材蛋白質中の特異性活性グループ、例えば−OH、−NH2、−SHなどを閉鎖し、水素との結合力の強い試料を利用してベース材蛋白質分子の螺旋チェーン中の特殊水素結合を置換して、特異性構造を変える。
V、抗凝血表面修飾：カップリング剤を使って、抗凝血成分をベース材（1）の裏表面にカップリングして、抗凝血表面層（2）を形成する。
【請求項２】
権利請求1に記載されている生物型人工血管の調製方法において、人工血管の表面層（2）の裏にはカップリング剤によって、増殖因子に対してブリードスペクトラム附着能力を持つポリペプチドがラップリングされていることを特徴とする。
【請求項３】
権利請求2に記載されている生物型人工血管の調製方法において、前記ポリペプチド中の一種は、16のリジン（K16）、グリシン（G）、アルギニン（R）、アスパラギン酸（D）、セリン（S）、プロリン（P）及びシステン（C）などの縮合によって構成されており、その構成シーケンスはK16-G-R-G-D-S-P-Cである。
【請求項４】
権利請求1、2、3に記載されている生物型人工血管の調製方法において、前記固定剤は、蛋白質分子と交錯連結反応が発生し易いエポキシ化物質や、アジピン酸ジニトリル、ヘキサメチレンジイソシアネート、又はカルボジイミドなどの試料であることを特徴とする。
【請求項５】
権利請求4に記載されている生物型人工血管の調製方法において、前記エポキシ化物質は、シングルエポキシ化物質
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を使っても良いし、ダブルエポキシ化物質
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を使っても良い。こちらのR=CnH2n+1-で、ｎ＝0−10であり、また、ポリエチレンオキシドや、ポリプロピレンオキシドなどの低重合エポキシ化物質も使えることを特徴とする。
【請求項６】
権利請求3に記載されている生物型人工血管の調製方法において、前記抗原除去用の活性試料は、小分子の有機酸無水物、塩化アシル、酸アミド、シングルエポキシ化物質などであり、水素との結合力の強い試料はグアニジン類化合物であることを特徴とする。
【請求項７】
権利請求1に記載されている生物型人工血管の調製方法において、前記カップリング剤は、エポキシ化物質又は無水二酸、オキサリルクロリドなどであることを特徴とする。
【請求項８】
権利請求2に記載されている生物型人工血管の調製方法において、前記カップリング剤は、アジピン酸ジニトリル、無水二酸、又はダブルエポキシ化物質、若しくはその他−NH2、−OH、−COOHなどと縮合反応が発生できる二官能基試料であることを特徴とする。
【請求項９】
権利請求1に記載されている調製方法によって得られた生物型人工血管において、それは、エポキシ化物質によって交錯固定され、抗原除去処理済の動物血管で形成されたベース材（1）、及びベース材（1）の裏表面にカップリングされた抗凝血成分を含む表面層（2）で構成されることを特徴とする。
【請求項１０】
権利請求9に記載されている生物型人工血管において、前記表面層（2）中の抗凝血成分は、表面層にマイナス電荷を持たせる物質を使うことができ、抗凝血性の高いヘパリンも使えることを特徴とする。
【請求項１１】
権利請求9に記載されている生物型人工血管において、前記表面層（2）には、またポリペプチド中の一種が含まれており、それは、16のリジン（K16）、グリシン（G）、アルギニン（R）、アスパラギン酸（D）、セリン（S）、プロリン（P）及びシステン（C）などの縮合によって構成されたポリペプチドであることを特徴とする。
【請求項１２】
権利請求9、10、11に記載されている生物型人工血管において、前記ベース材（1）は、ストレート管、U管、C管、Y管中のいずれかであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は人工血管に関するもので、損傷された血管の置換又は血管バイパス用装置として使用しているが、人体内に移植する医療器機である。
【背景技術】
【０００２】
血管病は既に人間の健康と生命を脅かす重要な疾病の一つとなっている。血管病の主な治療方法は、人工血管で病変血管を置換するか、或いは病変の両側をブリッジで連結するなどがある。現在、臨床上に応用されている人工血管は、主にテリレン編み管及びバルキー・ポリテトラフロロエチレン管で、いずれも合成材料で作られていて、仮内膜を形成して、長期流通性を維持できるが、永久的に異物として体の中に存在するので、ある程度の慢性且つ若干の拒絶反応は避けられず、体の健康に不利である。しかも、その抗凝血性も悪く、口径6mm以上では長期流通性が良いが、6mm以下、特に4mm以下口径の人工血管は、移植後栓塞の発生率が極めて高い。
【０００３】
動物血管を利用して人工血管にする研究は数多く行われているが、今までも製品となって臨床上に応用されることには達していない。その主な原因は処理技術が立ち遅れているからである。伝統的な処理方法は、動物血管をグルタルアルデヒドで固定処理を行い、それから脂肪除去、細胞分離処理の後、直接使用している。グルタルアルデヒドを利用した固定処理は、アセタール化反応によって動物組織中の蛋白質分子を交錯固定するが、このような処理の後、移植体の体内で緩やかに生分解される場合、有毒のグルタルアルデヒドが放出されるので、血管内皮細胞の成長を抑制する。伝統的な処理方法では、細胞を抗原除去の効果的な手段としているが、分子生物学や、分子免疫学の研究成果から見れば、抗原は細胞から来るものではなく、蛋白質及び多糖類のある特異位置上の活性グループ又は特異構造によるもので、これらの特異グループ又は構造は纏めて抗原決定群れと呼ばれている。抗原決定群れとなる活性グループを閉鎖し、抗原決定群れとなる特異構造を変化させたのみ、抗原を効果的に除去することができる。細胞分離による処理方法は抗原を効果的に除去することができない。そのため、伝統的な動物血管の処理方法は、グルタルアルデヒドの残留毒性及び抗原の除去が徹底的でないので、慢性且つ若干の免疫拒絶反応が存在するので、宿主血管の内皮細胞及びその他血管細胞が人工血管中で成長、増殖、遷移することは難しく、予想の効果に達するのはなかなか難しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、既存の技術的欠点を克服して、生物的融合性が良く、残留毒性がなく、慢性且つ若干の免疫拒絶反応のない生物型人工血管を提供することである。  
【０００５】
本発明のもう一つの目的は、前記生物型人工血管の調製方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の技術的ソリューション：生物型人工血管は、固定剤によって交錯固定され、抗原除去処理済の動物血管で形成されたベース材、及びベース材の裏表面にカップリングされた抗凝血成分を含む表面層で構成される。
【０００７】
動物血管組織は、主にコラーゲンやグリコサミノグリカン (GAG)などで構成されており、微生物によって生分解又は分解され易い。伝統的にはアルデヒド類（フォルマリンやグルタルアルデヒドなど）との交錯固定によってその安定性を高めているが、アルデヒド類はアセタール化反応によって蛋白質と交錯連結される。その交錯連結産物は生分解の際、有毒のアルデヒドを放出するので、アルデヒドで固定された製品は長期残留毒性を有する。エポキシ化物質や、アジピン酸ジニトリル、ヘキサメチレンジイソシアネート、又はカルボジイミドなどの非アルデヒド類固定剤でアルデヒド類の変わりに固定剤とする場合は、前記の欠点がない。エポキシ化物質を例にする場合、エポキシ化物質は開環反応によって蛋白質分子を交錯連結するので、一旦開環されると再びエポキシ化物質を形成することは難しく、その生分解物は人体によって代謝できるポリオールで、アルデヒド類のような毒性がなく、処理後の動物血管の安定性もアルデヒド類で固定したものより高い。近代的免疫理論によると、動物組織の抗原性は主に蛋白質中のある特殊位置の活性グループ及び特異構造によるもので、これらの活性グループには主に−OHや、−NH2、−SHなどが含まれており、特異構造は一般的に蛋白質分子の螺旋チェーン中のある特殊の水素との共有結合によるものと言われている。動物血管の処理において、一種又は多種のこれらの活性グループと反応を起こし易い活性試料（例えば、酸無水物、塩化アシル、酸アミド、エポキシ化物質など）を用いてこれらのグループと結合させることによって、これらを閉鎖し、その抗原を除去する。と同時に、水素との結合力の強い試料（グアニジン類化合物など）を利用して特異構造の原因となる水素との共有結合物質を置換し、その構造を変えることによって、その抗原性を更に除去する。動物血管がエポキシ化物質によって交錯・固定された後、その組織は微生物によって生分解又は分解し難く、残留毒性もない。しかも、蛋白質中の活性グループの閉鎖とその構造の変化を通じて、その免疫抗原性を効果的に除去することができ、それによって形成されたベース材は安定性が高く、慢性の免疫拒絶反応もなく、優れた生物融合性を持っている。また、ベース材の裏表面には抗凝血成分を含有する表面層がカップリングされているので、血液によって流され難く、長期間抗凝血効果を維持することができ、移植後長期流通性が保証できる。
【０００８】
前記抗凝血剤層中の抗凝血成分は、表面層にマイナス電荷を持たせる物質で、抗凝血性の高いヘパリンを使っても良い。しかし、表面のマイナス電荷が強すぎると、やはりマイナス電荷を持っている血管内皮細胞の活着や成長及び繁殖に不利であるので、へパリンを使った方が良い。
【０００９】
一つの優れた方法として、表面層内は、また増殖因子が附着できる特定のポリペプチドが含まれており、血管内皮細胞増殖因子（VEGF）や、線維芽細胞増殖因子（FGF）、血小板由来増殖因子（PDGF-bb）、血管透過性因子（VPF）などの血管増殖因子に対して、幅広い附着・吸収作用があるので、新生血管の形成を促進する。これらの特定のポリペプチド中の一種は、16のリジン（K16）、グリシン（G）、アルギニン（R）、アスパラギン酸（D）、セリン（S）、プロリン（P）及びシステン（C）などがポリ縮合されたものであり、その構成前記GAGはヒアルロン酸や、コンドロイシン硫酸塩、デルマタン硫酸塩、ヘパリン、へパリン/へパラン硫酸(HS)又はケラチン硫酸塩などである。その構成シーケンスはK16-G-R-G-D-S-P-Cである。
【００１０】
生物型人工血管の調製方法は、天然の動物血管をベース材とするが、その調製には次のステップが含まれる。
1．事前処理：ブロードスペクトラム、高効率、低毒の滅菌剤で初歩的に滅菌処理を行ってから、余分の組織を切り外す。
2．脂肪除去：有機溶剤でベース材中の脂肪を抽出する。
3．固定：固定剤でベース材中の蛋白質分子を交錯固定する。
4．抗原除去：活性試料を使って、ベース材蛋白質中の特異性活性グループ、例えば−OH、−NH2、−SHなどを閉鎖し、水素との結合力の強い試料を利用してベース材蛋白質分子の螺旋チェーン中の特殊水素結合を置換して、特異性構造を変える。
5．抗凝血修飾：カップリング剤を使って、抗凝血成分をベース材の裏表面にカップリングして、抗凝血表面層を形成する。
一つの優れた方法として、生物型人工血管の調製方法において、表面層にカップリング剤で増殖因子対してブロードスペクトラム附着能力のあるポリペプチドをカップリングすることである。
【００１１】
生物型人工血管の調製方法において、固定剤としてエポキシ化物質を使用することができ、アジピン酸ジニトリル、ヘキサメチレンジイソシアネート、又はカルボジイミドなどを使用しても良いが、エポキシ化物質の方がもっと良い。こちらでのエポキシ化物質は、シングルエポキシ化物質
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を使っても良いし、ダブルエポキシ化物質
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を使っても良い。こちらでのR=CnH2n+1-で、ｎ＝0−10である。また、ポリエチレンオキシドや、ポリプロピレンオキシド、ポリグリシジルエーテルなどの低重合エポキシ化物質を使うこともできる。
【００１２】
生物人工血管の調製方法において、前記活性試料は小分子の有機酸無水物、塩化アシル、酸アミド、シングルエポキシ化物質などを使うことができ、水素との結合力の強い試料はグアニジン類化合物を使うことができる。
【００１３】
生物型人工血管の調製方法において、前記抗凝血成分は、表面層にマイナス電荷を持たせる物質や、抗凝血性のヘパリンを使うことができるが、それに使われるカップリング剤はエポキシ化物質又は無水二酸、オキサリルクロリドなどである。
【００１４】
生物型血管の調製方法において、ポリペプチド成分のカップリングに使われるカップリング剤は、アジピン酸ジニトリル、無水二酸、又はダブルエポキシ化物質、若しくはその他−NH2、−OH、−COOHなどと縮合反応が発生できる二官能基試料を使うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果：処理後の動物血管は安定性が高く、抗原の除去が徹底的で、拒絶反応などがなく、血液との融合性も優れており、ヒトの体内に移植した後、長期流通性を保証することができる。その基本的構成は人体と似ているので、生分解による最終的生成物はあらゆる生物蛋白質を構成する20種のアミノ酸及び多糖類で、人体組織によって吸収・利用でき、組織融合性も優れていて、血管再生の優れたキャリアで、血管組織の中への成長をリーディングすることができる。また、ポリペプチドのカップリングを通じて、増殖因子附着によって、内皮細胞の増殖及び新生血管の形成を促進することができ、最終的には新生血管組織に自体化されるので、その性能は合成材料の人工血管よりはるかに優れており、特に口径6mm以下の人工血管の調製に最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施例1：添付図1と2に示されているとおり、生物型人工血管は、エポキシ化物質によって交錯固定され、抗原除去処理済の動物血管で形成されたベース材1、及びベース材の裏表面にカップリングされた抗凝血成分を含む表面層2で構成される。前記ベース材1はストレート管で、前記表面層2中の抗凝血成分はヘパリンである。また、表面層2には、16のリジン（K16）、グリシン（G）、アルギニン（R）、アスパラギン酸（D）、セリン（S）、プロリン（P）及びシステン（C）などのポリ縮合によるポリペプチドが含まれている。
【００１７】
生物型人工血管の調製方法は、天然動物の血管をベース材とするが、次のステップが含まれている。
（1）事前処理：ベンザルコニウムブロマイド、クロルヘキシジンなどのブロードスペクトラムの高効率消毒剤を使って、初歩的に滅菌処理を行ってから、余分の組織を切り外す。
（2）脂肪除去：クロロフォルム、酢酸エステル、無水アルコールなどの有機溶剤又はこれらの混合物でベース材1中の脂肪を抽出する。
（3）固定：ダブルエポキシ化物質
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を固定剤として、ベース材1中の蛋白質分子を交錯固定するが、その中のｎ=1-10である。
（4）抗原除去：小分子の有機酸無水物、塩化アシル、酸アミド、シングルエポキシ化物質などの活性試料を使って、ベース材蛋白質中の特異性活性グループ、例えば−OH、−NH2、−SHなどを閉鎖し、水素との結合力の強い試料を利用してベース材蛋白質分子の螺旋チェーン中の特殊水素結合を置換する。
（5）抗凝血修飾：カップリング剤を使って、抗凝血成分をベース材1の裏表面にカップリングして、抗凝血表面層2を形成する。
（6）ポリペプチドのカップリング：表面層2にはカップリング剤のアジピン酸ジニトリルを通じて、増殖因子に対してブロードスペクトラム附着能力を有する、16のリジン（K16）、グリシン（G）、アルギニン（R）、アスパラギン酸（D）、セリン（S）、プロリン（P）及びシステン（C）などによってポリ縮合されたポリペプチドがカップリングされており、その構成シーケンスはK16-G-R-G-D-S-P-Cである。
【００１８】
実施例2：添付図3に示されているとおり、前記ベース材1はU管で、蛋白質固定にはヘキサメチレンジイソシアネートを使い、その他技術特徴は実施例1と同じであるので、以下省略する。
【００１９】
実施例3：添付図4に示されているとおり、前記ベース材1はC管で、蛋白質固定にはアジピン酸ジニトリルを使い、その他技術特徴は実施例1と同じであるので、以下省略する。
【００２０】
実施例4：添付図5に示されているとおり、生物型人工血管のベース材1はY管で、その他技術特徴は実施例1と同じであるので、以下省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図1は、本発明の実施例1の構造略図である。
【図２】図2は、本発明の実施例1の垂直断面図である。
【図３】図3は、本発明の実施例2の構造略図である。
【図４】図4は、本発明の実施例3の構造略図である。
【図５】図5は、本発明の実施例4の構造略図である。
【符号の説明】
【００２２】
1…ベース材、2…表面層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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