(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する材料によって形成された１本の主管に可撓性を有する材料によって形成された少なくとも２本の枝管が接合部を介して接合し、かつ前記枝管同士が所定の分岐角度で接合し、
前記接合部に接合される前記枝管の接合面はいずれも当該枝管の中心軸に直交しており、対向する前記枝管の管壁が接合する部分を第１の股部とする場合に、前記接合部は前記第１の股部を前記接合部内に向けて所定距離延長した第２の股部を備え、
加圧変形後の状態で、前記接合部において、前記主管の中心軸及び前記枝管の中心軸を含む平面に直交する方向の管路幅が最大となる管壁の位置である最大幅点を端点とする線分を最大幅軸、前記最大幅軸の中点を最大幅中点とし、
前記最大幅中点を中心とし前記平面上に前記最大幅中点を挟んで対向する管壁と接するように円周を形成する場合に、前記円周と前記最大幅中点を挟んで対向する管壁とがそれぞれ接する点を第１の点、第２の点とし、前記最大幅中点と前記第２の股部の中点とを通る直線と前記円周との交点を第３の点とし、
前記接合部は、前記最大幅軸を底辺とし前記第１の点を頂点とする部分楕円である第１の舌部の形状と、前記最大幅軸を底辺とし前記第２の点を頂点とする部分楕円である第２の舌部の形状と、前記最大幅軸を底辺とし前記第３の点を頂点とする部分楕円である第３の舌部の形状とが合同となるように形成されていることを特徴とする可撓管。
【請求項２】
前記第１の舌部は、前記接合部を、前記第１の点を含み前記最大幅軸を端辺とした平面で切った第１の断面、前記第２の舌部は、前記接合部を、前記第２の点を含み前記最大幅軸を端辺とした平面で切った第２の断面、前記第３の舌部は、前記接合部を、前記第３の点を含み前記最大幅軸を端辺とした平面で切った第３の断面である、
ことを特徴とする請求項１に記載の可撓管。
【請求項３】
前記主管及び前記枝管の径方向断面が略円形状である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可撓管。
【請求項４】
前記第２の股部は、前記平面に直交する直線形状を有し、前記接合部は、前記第２の股部の端点を結ぶ線分を底辺とし、前記第１の股部の中点を頂点とする弓形状を有するマチ部を備え、前記枝管に外力が作用した場合に、前記マチ部が変形することによって前記外力を吸収する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可撓管。
【請求項５】
前記可撓管は、前記主管の中心軸及び前記枝管の中心軸を含む平面に直交する方向から偏平におしつぶすことで略平面状に形成可能である、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の可撓管。
【請求項６】
可撓性を有する材料によって形成された１本の主管に可撓性を有する材料によって形成された少なくとも２本の枝管が接合部を介して接合し、かつ前記枝管同士が所定の分岐角度で接合し、
前記接合部に接合される前記枝管の接合面はいずれも当該枝管の中心軸に直交しており、対向する前記枝管の管壁が接合する部分を第１の股部とする場合に、前記接合部は前記第１の股部を前記接合部内に向けて所定距離延長した第２の股部を備え、
加圧変形後の状態で、前記接合部において、前記主管の中心軸及び前記枝管の中心軸を含む平面に直交する方向の管路幅が最大となる管壁の位置である最大幅点を端点とする線分を最大幅軸、前記最大幅軸の中点を最大幅中点とし、
前記最大幅中点を中心とし前記平面上に前記最大幅中点を挟んで対向する管壁と接するように円周を形成する場合に、前記円周と前記最大幅中点を挟んで対向する管壁とがそれぞれ接する点を第１の点、第２の点とし、前記最大幅中点と前記第２の股部の中点とを通る直線と前記円周との交点を第３の点とし、
前記接合部は、前記最大幅軸を底辺とし前記第１の点を頂点とする部分楕円である第１の舌部の形状と、前記最大幅軸を底辺とし前記第２の点を頂点とする部分楕円である第２の舌部の形状と、前記最大幅軸を底辺とし前記第３の点を頂点とする部分楕円である第３の舌部の形状とが合同となるように形成されている可撓管の製造方法であって、
前記少なくとも２本の枝管を形成するための、可撓性を有する材料によって形成された少なくとも２本の直円管であって、前記直円管の中心軸を含む平面に直交する方向から見た場合に、軸方向の端部が、前記直円管の径方向の一方の端線上の点ｚと点ｚからこの端線に対して９０°＋（前記分岐角度の半角）の角度傾斜した直線に沿って前記主管の半径の距離進んだ点ｋとを端点とする線分ｚｋと、点ｋと点ｋから前記線分ｚｋに直交する直線に沿って内側に所定距離進んだ点ｗとを端点とする線分ｋｗと、点ｗと点ｗから前記直円管の径方向の他方の端線と直交する方向に引いた直線と当該端線との交点である点ｕとを端点とする線分ｗｕとが順に連結された形状を有するものと、前記主管を形成するための、可撓性を有する材料によって形成された直円管であって、軸方向の端部に前記直円管の中心軸に直交する面を有するものとを用意し、
前記主管を形成するための前記直円管の前記端部に、前記分岐角度をなし前記主管を形成するための前記直円管の中心軸に対して対称となるように前記少なくとも２本の直円管を配置し、
前記主管を形成するための前記直円管の前記端部の管壁と、当該管壁に対向する前記少なくとも２本の直円管の前記線分ｚｋに対応する部分の管壁とを接合し、
前記少なくとも２本の直円管の前記線分ｋｗに対応する部分および前記線分ｗｕに対応する部分の管壁同士を接合することを特徴とする可撓管の製造方法。
【請求項７】
可撓性を有する材料によって形成された１本の主管に可撓性を有する材料によって形成された少なくとも２本の枝管が接合部を介して接合し、かつ前記枝管同士が所定の分岐角度で接合し、
前記接合部に接合される前記枝管の接合面はいずれも当該枝管の中心軸に直交しており、対向する前記枝管の管壁が接合する部分を第１の股部とする場合に、前記接合部は前記第１の股部を前記接合部内に向けて所定距離延長した第２の股部を備え、
加圧変形後の状態で、前記接合部において、前記主管の中心軸及び前記枝管の中心軸を含む平面に直交する方向の管路幅が最大となる管壁の位置である最大幅点を端点とする線分を最大幅軸、前記最大幅軸の中点を最大幅中点とし、
前記最大幅中点を中心とし前記平面上に前記最大幅中点を挟んで対向する管壁と接するように円周を形成する場合に、前記円周と前記最大幅中点を挟んで対向する管壁とがそれぞれ接する点を第１の点、第２の点とし、前記最大幅中点と前記第２の股部の中点とを通る直線と前記円周との交点を第３の点とし、
前記接合部は、前記最大幅軸を底辺とし前記第１の点を頂点とする部分楕円である第１の舌部の形状と、前記最大幅軸を底辺とし前記第２の点を頂点とする部分楕円である第２の舌部の形状と、前記最大幅軸を底辺とし前記第３の点を頂点とする部分楕円である第３の舌部の形状とが合同となるように形成されている可撓管の製造方法であって、
前記少なくとも２本の枝管を形成するための、可撓性を有する材料によって形成された１本の直円管の側壁に径方向に切れ込みを入れることで切れ込み部を形成し、当該切れ込み部を、切れ込みを入れた方向とは逆方向に前記分岐角度よりも大きい鋭角の折り返し角で折り返すことにより前記少なくとも２本の枝管の接合体を形成し、
前記主管を形成するための、可撓性を有する材料によって形成された直円管の軸方向の端部を前記直円管の中心軸上に頂点を有し、頂点において前記折り返し角を有する凸形状となるような形状に形成し、当該端部の管壁と、前記接合体の前記折り返すことにより形成された開口を形成する管壁とを接合することを特徴とする可撓管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管に関し、例えば、人工血管、多分岐人工血管に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
人工血管は主に病的な生体血管を置換、生体血管をバイパス、シャント等するために用いられる。この中でも生体血管の置換には、例えば、生体血管に人工血管を接続する方法等が一般的に用いられている。この場合、分岐部を有する管が使用される場合がある。また、人工血管は、例えば、ダクロン織布、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、防水性不織布等などの可撓性を有する素材を用いて形成される。
【０００３】
従来の血管の形状解析は、流体力学的なMurrayの法則や有限要素法（ＦＥＭ）等の数値解析を用いて、経験則に基づく形状選択や、管壁への応力等を解析することで血管形状の近似解を数値的に得ていた。しかしながら、この方法で得られる解析結果は血管形態の傾向や分散を得ることはできるが、その形状は多くのパラメータを含んで構成されるため、その形状を完全に実現した人工血管を量産するのは容易ではない。
【０００４】
また、血管の形状解析は、血管内を流れる血液の流れを、同様にＦＥＭ等で数値解析することで可視化し、例えば、可視化された流れに対して抵抗の少ない形状を更に数値解析することで得ていた。
【０００５】
血管内の血液の流れをＦＥＭで計算する場合においては、計算の簡素化のため、例えば、血液をニュートン流体とし、血管を円管として、管内を一様に流れるように設定されることが多い。しかしながら、血液は非ニュートン流体であり、厳密には固液二相流である。また、血管の形状は、径方向断面が常に円形であるわけではない。
【０００６】
さらに、血管の形状は、流れ方向の形状においても曲線が組み合わさった複雑な形状を有している。一方で数値解析による形態解析においては、血液や血管形状が単純化・理想化されることが多い。そのため、この数値解析の計算結果が、そのまま人工血管の血管形態に活かせるとは言い難い。
【０００７】
このように、血管形態の形状解析は、多くの観点から多数なされてはいるものの、その解析結果は生体血管のものとは大きくかけ離れたものが多い。そのため、人工血管の製造にそのまま活かされることは少なかった。特に、分岐部における管内流れの様相が複雑となる分岐管においては、臨床において経験的に選択された形状が採用されているのが現状である。
【０００８】
現時点で製造され、一般的に用いられている分岐人工血管としては、例えば、Ｙ字型分岐人工血管が挙げられる。Ｙ字型分岐人工血管の管分岐部は、円管形状を有する主管の端部を分岐点として、そこに主管の１／２の口径となる２本の円管（分岐枝管）をＹ字の脚部となるように組み合わされた形状をなしている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
従来のＹ字型分岐人工血管は、管内部に血液が流れ管壁に圧力がかかると、意図しない変形を起こすことがあった。この変形は。例えば、Ｙ字型分岐人工血管は所望の分岐方向と逆方向に折れ曲がるというものである。この変形により、Ｙ字型分岐人工血管の分岐枝管同士が接触したり、交差したりすることがあった。この変形が持続して起こることで、Ｙ字型分岐人工血管と生体血管との縫合部等に負担が掛かってしまうことがあった。そこで、この変形による管への影響を抑えるために、従来においては分岐枝管を主管に対して長くすることで、分岐管を撓ませ、前述した変形を吸収していた。
【００１０】
しかしながら、生体血管をＹ字型分岐人工血管で置換する場合、Ｙ字型分岐人工血管の分岐枝管の長さは、前述の変形の問題から置換する生体血管の分岐枝管の長さよりも長くなる。そうすると、生体血管をＹ字型分岐人工血管で置換した後の血管の形態は、分岐枝管が異常なほどに長くなる。
【００１１】
主管よりも細い分岐管の長さが長くなると人工血管内を流れる血液は大きな抵抗を受け、生体血管内を血液が流れる場合と比較して大きな圧力損失が生じる。このように、従来の分岐人工血管で生体分岐血管を置換しても、健康な生体分岐血管と同様な流れの効率が得られることはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２５０８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、人工血管等に適用可能で、従来の分岐部を有する管よりも、効率のよい管内流れを実現できる管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、１本の主管に少なくとも２本の枝管が接合し、かつ前記枝管同士が所定の分岐角度で接合した管であって、前記管の前記接合した部分である接合部に接合される前記枝管の接合面はいずれも管の中心軸に直交しており、対向する前記枝管の管壁が接合する部分を第１の股部とする場合に、前記管は前記第１の股部を前記接合部内に向けて所定距離延長した第２の股部を備え、前記接合部において、前記主管の中心軸及び前記枝管の中心軸を含む平面に直交する方向の管路幅が最大となる管壁の位置である最大幅点を端点とする線分を最大幅軸、前記最大幅軸の中点を最大幅中点とし、前記最大幅中点を中心とし前記平面上に円周を形成する場合に、前記円周と前記最大幅中点を挟んで対向する管壁とがそれぞれ交わる点を第１の点、第２の点とし、前記最大幅中点と前記第２の股部の中点とを通る直線と前記円周との交点を第３の点とし、前記接合部は、前記最大幅軸を底辺とし前記第１の点を頂点とする部分楕円である第１の舌部の形状と、前記最大幅軸を底辺とし前記第２の点を頂点とする部分楕円である第２の舌部の形状と、前記最大幅軸を底辺とし前記第３の点を頂点とする部分楕円である第３の舌部の形状とが合同となるように形成されていることを特徴とする管である。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の管であって、前記第１の舌部は、前記接合部を前記第１の点を含み前記最大幅軸を端辺とした平面で切った第１の断面、前記第２の舌部は、前記接合部を前記第２の点を含み前記最大幅軸を端辺とした平面で切った第２の断面、前記第３の舌部は、前記接合部を、前記第３の点を含み前記最大幅軸を端辺とした平面で切った第３の断面であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の管であって、前記主管及び前記枝管の径方向断面が略円形状であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の管であって、前記第２の股部は、前記平面に直交する直線形状を有し、前記接合部は、前記第２の股部の端点を結ぶ線分を底辺とし、前記第１の股部の中点を頂点とする弓形状を有するマチ部を備え、前記枝管に外力が作用した場合に、前記マチ部が変形することによって前記外力を吸収することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５の発明は、請求項１〜４に記載の管であって、前記管は、可撓性を有する管壁で形成されることを特徴とする。
【００１９】
この管を構成する主管及び分岐管は径方向の断面形状が略円形状であって、例えば、真円形状を有することもできる。主管の管径は、例えば、枝管の管径よりも大きくても小さくてもよい。
【００２０】
接合部は、この管の主管と枝管とが接続する部分において、主管及び枝管以外を構成する部分をいう。接合部は、例えば、主管が接続される開口である主管接合部、枝管が接続される開口である少なくとも２つの枝管接合部を有する中空体である。主管接合部と枝管接合部とは互いに対向して設けられている。主管と枝管とが、接合部を介して互いに対向して設けられることで分岐を有する管を形成する。
【００２１】
接合部は、２本の枝管が所定の角度をなして接合される部分である股部を有する。すなわち、接合部における２つの枝管接合部の外縁が接する位置が股部となる。２つの枝管接合部は、一方の枝管接合部を形成する開口面に対して他方の枝管接合部を形成する開口面が、主管接合部に向かう方向に所定の角度をなしている。
【００２２】
接合部の最大幅点は、接合部における管の分岐方向に直交する方向において、接合部の対向する管壁の距離が最大となる管壁の位置に設定される。接合部における管の分岐方向に直交する方向とは、例えば、主管の中心軸及び枝管の中心軸を含む平面に直交する方向である。最大幅点は、前記平面に直交する方向において対向する管壁のそれぞれの位置に設定される。この２つの最大幅位置を端点とした線分を最大幅軸と呼ぶ。また、最大幅軸の中点を最大幅中点と呼ぶ。
【００２３】
第２の股部は、第１の股部を接合部内に向けて所定距離延長することで形成される。第１の股部が延長される距離は、枝管の直径の長さと分岐角度とに応じて設定することができる。
【００２４】
管の内部を流れる流体は、例えば、気体であっても液体であっても混相流体であってもよい。液体は、ニュートン流体、非ニュートン流体のいずれでもよく、具体例としては、水、油、血液等が挙げられる。管は、これらの液体が内部を流れることが可能に構成されることで、水管、油管、人工血管に適用可能となる。
【００２５】
管は、可撓性を有する材料で管壁を形成した可撓管としてもよい。この管を可撓管として形成する場合には、管に所定の内圧が作用している場合の管の形状を第１の形態とし、前記内圧が作用していない場合の前記管の形状を第２の形態とし、管の形状が内圧の変動に応じて第１の形態と第２の形態との間を相互に変形可能に構成される。
【００２６】
第１の形態は、この発明における管の形状である。第１の形態においては、例えば、主管及び枝管の径方向の断面形状が略円形状となる。
【００２７】
所定の内圧は、例えば、生体の血管に作用する血圧の最高圧力に相当する圧力である。
【００２８】
第２の形態は、例えば、全体として略平面形状を有するような折りたたみ形状である。第２の形態は、例えば、第１の形態をなす管が扁平となるように、前記主管の中心軸及び前記枝管の中心軸を含む平面に直交する方向に押し潰すことで、前記主管の中心軸及び前記枝管の中心軸を含む略平面形状を有する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、人工血管等に適用可能で、従来の分岐部を有する管よりも、効率のよい管内流れを実現できる管を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】実施形態の人工血管の加圧変形前の形状を横方向から見た側面図。
【図１Ｂ】実施形態の人工血管の加圧変形後の形状を横方向から見た側面図。
【図１Ｃ】実施形態の人工血管の加圧変形後の形状を上方向から見た上面図。
【図２Ａ】実施形態の人工血管の加圧変形前の形状を横方向から見た側面図。
【図２Ｂ】実施形態の人工血管の加圧変形後の形状を横方向から見た上面図。
【図３Ａ】ハブ部と第１のスポーク部と枝管の加圧変形前の形状を横方向から見た側面図。
【図３Ｂ】ハブ部と第１のスポーク部と枝管との接合体の加圧変形前の形状を横方向から見た側面図。
【図３Ｃ】接合端を備えた枝管の加圧変形前の形状を横方向から見た側面図。
【図４Ａ】ハブ部と第１のスポーク部と第２スポーク部との接合体を示した斜視図。
【図４Ｂ】ハブ部と第１のスポーク部と第２スポーク部との接合体を示した斜視図。
【図４Ｃ】ハブ部と第１のスポーク部と第２スポーク部と枝管との接合体を示した斜視図。
【図５】接合端を備えた枝管の加圧変形前の形状を横方向から見た側面図。
【図６】実施形態の人工血管を製造する工程の一例を示したフローチャート。
【図７】実施形態の人工血管を製造する工程の一例を示した側面図。
【図８】実施形態の人工血管を製造する工程の一例を示した側面図。
【図９】実施形態の人工血管を製造する工程の一例を示した側面図。
【図１０】実施形態の人工血管を製造する工程の他の一例を示したフローチャート。
【図１１】実施形態の人工血管を製造する工程の他の一例を示した側面図。
【図１２】実施形態の人工血管を製造する工程の他の一例を示した側面図。
【図１３】実施形態の人工血管を製造する工程の他の一例を示した側面図。
【図１４】実施形態の人工血管を製造する工程の他の一例を示した側面図。
【図１５】実施形態の人工血管を製造する工程の他の一例を示した側面図。
【図１６Ａ】本発明者が検討した人工血管の加圧変形前の形状を横方向から見た側面図。
【図１６Ｂ】本発明者が検討した人工血管の加圧変形前の形状を上方向から見た上面図。
【図１７Ａ】本発明者が検討した人工血管の加圧変形後の形状を横方向から見た側面図。
【図１７Ｂ】本発明者が検討した人工血管の加圧変形後の形状を上方向から見た上面図。
【図１８】本発明者が検討した人工血管の加圧変形後の接合部を示す側面図。
【図１９Ａ】本発明者が検討した人工血管の加圧変形後のハブ部を横方向から見た側面図。
【図１９Ｂ】本発明者が検討した人工血管の加圧変形後のハブ部を示す斜視図。
【図２０Ａ】本発明者が検討した人工血管の部分楕円体と、部分楕円体を一部に構成する楕円体との対応関係を示した側面図。
【図２０Ｂ】本発明者が検討した人工血管の部分楕円体と、部分楕円体を一部に構成する楕円体との対応関係を示した斜視図。
【図２１Ａ】本発明者が検討した人工血管の第１のスポーク部を示した側面図。
【図２１Ｂ】本発明者が検討した人工血管の第１のスポーク部を示した斜視図。
【図２１Ｃ】本発明者が検討した人工血管のハブ部と第１のスポーク部と第２のスポーク部との接合体の一例を示した斜視図。
【図２１Ｄ】本発明者が検討した人工血管のハブ部と第１のスポーク部と第２のスポーク部との接合体の他の一例を示した斜視図。
【図２２Ａ】本発明者が検討した加圧変形前の人工血管の部分楕円体と第１のスポーク部と枝管とを示す側面図。
【図２２Ｂ】本発明者が検討した加圧変形前の人工血管の部分楕円体と第１のスポーク部と枝管との接合体を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明者は、主管及び枝管の径方向断面が略円形を有する分岐管において、主管と分岐管との接合部（分岐部）に着目した。さらに、この接合部を所定の条件を満たして形成すると、接合部の形態が少なくとも楕円体と錐体とを組み合わせて表現が可能であることを見出し、これに基づいて以下の実施形態において述べる人工血管に適用可能な管を案出するに至った。以下、実施形態の人工血管を案出するに至った経緯を、図１６〜図２２を参照して説明する。
【００３２】
［人工血管］
図１６Ａは、本発明者が検討した人工血管１００の加圧変形前の形状を横方向から見た側面図である。図１６Ｂは、本発明者が検討した人工血管１００の加圧変形前の形状を上方向から見た上面図である。ここで、横方向とは、人工血管１００を形成する主管の中心軸及び枝管の中心軸を含む平面に直交する方向である。また、上方向とは、人工血管１００を形成する主管の中心軸及び枝管の中心軸を含む平面に平行な方向である。また、側面とは、前記の横方向から見た側面又は、加圧変形前の人工血管１０において主面を形成する面を指す。
【００３３】
人工血管１００は、可撓性を有する材料で一体に形成されており、加圧変形前は折り畳まれた形状を有することができる。人工血管１００は、図１６Ａに示す形態から、管の内壁に所定の圧力が掛かることで図１７Ａに示すような形態に変形する。
【００３４】
図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、人工血管１００は、主管１０１と、枝管１０２と、枝管１０３と、接合部１０４とを備える。主管１０１、枝管１０２及び枝管１０３は直線管である。主管１０１と、枝管１０２と、枝管１０３とは、接合部１０４を介して接続されている。また、人工血管１００は、主管１０１と枝管１０２とで構成された直線管から、分岐角度θで枝管１０３が分岐するような側方分岐管の形態を有する。具体的には、枝管１０２及び主管１０１の直径が等しく、枝管１０２の軸方向の中心線と主管１０１の軸方向の中心線とが同一直線上にある場合に、該直線に対して枝管１０３の軸方向の中心線が分岐角度θをなすことで側方分岐管の形態が形成される。また、分岐角度θは、加圧変形前における人工血管１００の分岐角度である。加圧変形後の分岐角度は分岐角度φとする。
【００３５】
加圧変形前の人工血管１００を上方向から見た形態は、主管１０１、枝管１０２及び枝管１０３は、中心軸ｉを含む略平面形状をなしている。
【００３６】
人工血管１００は、主管１０１、枝管１０２及び枝管１０３がいずれも円筒形状を有する円管である。また、接合部１０４は円管が接合して形成されている。人工血管１００は、図１６Ａに示す加圧変形前の形態である主管１０１の中心軸ｉ1 及び枝管１０２の中心軸ｉ2 及び／又は枝管１０３の中心軸ｉ3 を含む略平面形状を形成することができる。この略平面形状は、例えば、人工血管１００を、主管１０１の中心軸ｉ1 及び枝管１０２の中心軸ｉ2 及び／又は枝管１０３の中心軸ｉ3 を含む平面に直交する方向に扁平に押し潰すことで形成することができる。
【００３７】
接合部１０４おける枝管１０２の分岐角度θは、枝管１０２を流れる流体の流れ方向が主管１０１を流れる流体の流れ方向に対して逆方向とならないような角度であることが挙げられる。分岐角度θは、例えば、１０°以上９０°以下で設定されるが、２０°以上６０°以下で設定しても、３０°以上５０°以下で設定してもよい。
【００３８】
接合部１０４は、主管１０１が接合する点ｃ及び点ｔ、枝管１０２が接合する点ｄ及び点ｂ、枝管１０３が接合する点ａ及び点ｄを順に結ぶ直線に囲まれた五角形状を有している。線分ｃｔは、主管１０１に対して直交している。線分ｄｂは、枝管１０２に対して直交している。線分ｄａは、枝管１０３に対して直交している。
【００３９】
人工血管１００は、円ｑ1 が五角形状を有する接合部１０４に内接するように形成されている。円ｑ1 は、主管１０１の中心軸ｉ1 と枝管１０２及び枝管１０３の中心軸ｉ2 、ｉ3 を含む平面上に形成される。円ｑ1 は、接合部１０４と点ｍA 、点ｍB 及び点ｍC で接する。点ｍC は点ｄに対応する位置となる。点ｍA は、接合部１０４を形成する管壁のうち枝管１０２側の管壁に設定され、点ｍB は、接合部１０４を形成する管壁のうち枝管１０２側の管壁に設定される。ここで、円ｑ1 の中心をｈとする。線分ｄｈと直線ａｔとの交点を点ｅとする。線分ｈｅに点ｃから降ろした垂線との交点を点ｆとする。さらに点ｆから線分ｂｔに降ろした垂線と線分ｂｔとの交点をｔ’とする。接合部４内には点ｍA と点ｍB と点ｍC とを端点として形成された三角形ｙを有する。
【００４０】
図１７Ａは、本発明者が検討した人工血管１００の加圧変形後の形状を横方向から見た側面図である。図１７Ｂは、本発明者が検討した人工血管１００の加圧変形後の形状を上方から見た上面図である。
【００４１】
図１７Ａ及び１７Ｂに示す大文字のアルファベットの位置は、図１６Ａに示す加圧変形前の小文字のアルファベットの位置に対する加圧変形後の位置を示している。つまり、加圧変形後の人工血管１００における、点ＭC 、点ＭA 及び点ＭB は、加圧変形前の人工血管１００における、点ｍC 、点ｍA 及び点ｍB に対応する。また、加圧変形後の接合部１０４は、主管１０１が接合する点Ｃ及び点Ｔ、枝管１０２が接合する点Ｄ及び点Ａ、枝管１０３が接合する点Ｂ及び点Ｄを順に結ぶ直線に囲まれた形状を有している。点Ｈは、加圧変形前の点ｈに対応している。
【００４２】
接合部１０４に内接する円ｑ1 は、三角形ｙの外接円でもある。そのため、人工血管１００の加圧変形前における点ｍc 、点ｍA 及び点ｍB の位置関係と、加圧変形後における点ｍC に対応する点ＭC 、点ｍA に対応する点ＭA 及び点ｍB に対応する点ＭB との位置関係が相似となるという特徴を有する。
【００４３】
人工血管１００は、図１６Ａに示すような加圧変形前の接合部１０４内に形成された三角形の外接円である円ｑ1 の中心点となる点ｈと、図１７Ａに示すような、加圧変形後の接合部４内に形成された三角形Ｙの外接円である円ｑ2 の中心点となる点Ｈとが同じ位置となるように設計される。
【００４４】
加圧変形後の接合部１０４は、点Ｈの位置において横方向が最大幅となる。点Ｈの位置においては、接合部１０４において対向する２点、点Ｈ0 、点Ｈ1 を設定することができる。このとき、点Ｈ0 と点Ｈ1 とを端点とする線分を軸ＨA とするとき、この軸ＨA の中点が、加圧変形後における点ｈに対応する点Ｈとなる。
【００４５】
ここで、加圧変形後の接合部１０４において、点Ｈを中心として、点ｍC に対応する点ＭC 、点ｍA に対応する点ＭA 、点ｍB に対応する点ＭB に接する外接円である円ｑ2 を設ける。そうすると、円ｑ2 が主管１０１の中心軸ｉ1 及び枝管１０２及び枝管１０３の中心軸ｉ2 、ｉ3 を含む平面上にある場合には、点ｍA と点ｍB と点ｍC とを端点として形成された三角形ｙと、点ＭA と点ＭB と点ＭC とを端点として形成された三角形Ｙとが相似となる。また、点ｈと三角形ｙとの位置関係、点Ｈと三角形Ｙとの位置関係が同様なものとなる。このとき、点ｈは三角形ｍA ｍB ｍC の外接円の中心、点Ｈは、三角形ＭA ＭB ＭC の外接円の中心となる。
【００４６】
また、接合部１０４の形状は複数の幾何学形状体（以下ブロック体という）を組合せたもので表現することができる。
【００４７】
図１８は、加圧変形後の人工血管１００における接合部１０４を、ブロック体に分割して示したものを横方向から見た側面図である。
【００４８】
図１８に示すように、加圧変形後における接合部１０４を横方向から見た形態は、ハブ部１０５と、第１のスポーク部１０６と、第２のスポーク部１０７と、タワー部１０８と、第３のスポーク部１０９とを組合せた形状を有している。
【００４９】
ハブ部１０５は接合部１０４の中央部を形成し、その形態は三角形である。第１のスポーク部１０６は、三角形状をなし斜辺がハブ部１０５の一方の斜辺に接合している。第２のスポーク部１０７は、三角形状をなし斜辺がハブ部１０５の他方の斜辺に接合している。タワー部１０８は、台形状となし、ハブ部１０５の底辺に下底が接合している。第３のスポーク部９は、三角形状をなしタワー部１０８の上底に接合している。
【００５０】
第２のスポーク部７及び第３のスポーク部９の形態は、以下に述べる第１のスポーク部６の形態と同様である。そのため、これらのスポーク部の形態の導出は、対応する断面を適宜設定して第１のスポーク部６の形態の導出と同様に行うことができる。
【００５１】
タワー部８の正楕円錐台の形状を有する。タワー部８の形態は、タワー部８の上底面に対向する第３のスポーク部９の面が同定できれば、この面及び楕円面３０を、上底面及び下底面に有する正楕円錐台として同定することができる。
【００５２】
ハブ部１０５は横方向から見た形状が三角形ＭC ＭA ＭB である。第１のスポーク部１０６は横方向から見た形状が三角形ＢＭC ＭB である。第２のスポーク部１０７は横方向から見た形状が三角形ＡＭC ＭA である。タワー部１０８は横方向から見た形状が台形ＭA ＭB ＴＴ’である。第３のスポーク部１０９は横方向から見た形状が三角形ＴＴ’Ｃである。
【００５３】
ここで、ハブ部１０５に着目する。人工血管１００は、上記のような円ｑ1 が接合部１０４に内接するようにして形成される場合、ハブ部１０５の形態を、３つの部分楕円体を組合せた形態で表現することができる。図１９Ａ及び図１９Ｂは、ハブ部１０５を形成する部分楕円５ａを示す略線図である。
【００５４】
図１９Ａは、ハブ部１０５を構成する部分楕円体１２０〜１２２と、部分楕円体１２０〜１２２を、それぞれ一部分とする楕円体１２３〜１２５の対応関係を横方向から見た側面図である。図１９Ｂは、ハブ部１０５を示した斜視図である。この図において、部分楕円体１２０〜１２２を実線、円ｑ2 及び楕円体１２３〜１２５を破線で示す。
【００５５】
図１９Ａに示すように、ハブ部５は部分楕円体１２０〜１２２に３分割することができる。部分楕円体１２０を横方向から見た形状は三角形ＨＭA ＭB となる。部分楕円体１２１を横方向から見た形状は三角形ＨＭC ＭB となる。部分楕円体１２２を横方向から見た形状は三角形ＨＭC ＭA となる。線分Ｈ0 Ｈ1 を底辺として点ＭA 〜ＭC を頂点とする部分楕円面である舌部１４１〜舌部１４３を有する。
【００５６】
図１９Ｂに示すように、ハブ部１０５は、部分楕円体１２０〜１２２にそれぞれ対応する３つの楕円面１３０〜１３２が、点ＭC 、点ＭA 及び点ＭB において接する形態を有する。横方向が最大幅となる点Ｈの位置においては、ハブ部１０５において対向する２点、点Ｈ0 、点Ｈ1 を設定することができる。このとき、点Ｈ0 と点Ｈ1 とを端点とする線分が軸ＨA となる。軸ＨA の中点は、最大幅中点である点Ｈとなる。
【００５７】
ハブ部１０５は、楕円面１３０〜１３２によって形成された３つの開口を有する閉じた曲面である。ハブ部１０５において、点Ｈと点ＭC との距離、点Ｈと点ＭA との距離、及び点Ｈと点ＭB との距離は等しくなる。
【００５８】
次に、ハブ部１０５の形態を表現するための部分楕円体１２０について説明する。図２０Ａは、部分楕円体１２０と、楕円体１２３との対応関係を横方向から見た側面図である。図２０Ｂは、部分楕円体１２０と、楕円体１２３との対応関係を示した斜視図である。この図において、部分楕円体１２０を実線、楕円体１２３を破線で示す。
【００５９】
図２０Ａに示すように、部分楕円体１２０を一部に有する楕円体１２３を、横方向から見た形状は、中心をＨとする楕円形状となる。部分楕円体２０を横方向から見た形状は、頂点をＨとし、斜辺をＨＭA 、ＨＭB とする二等辺三角形状となる。
【００６０】
図２０Ｂに示すように、部分楕円体１２０は、楕円面１３０と、舌部１４１及び１４２とを有する。楕円面１３０は、点ＭA と点ＭB とを含む楕円面である。楕円面１３０は真円面であってもよい。舌部１４１は線分Ｈ0 Ｈ1 を底辺として点ＭA を頂点とする部分楕円面である。舌部１４２は、線分Ｈ0 Ｈ1 を底辺として点ＭB を頂点とする部分楕円面である。楕円面１３０は、楕円体１２３を点ＭA から点ＭB に向かう方向に沿って切断した切断面によって形成される。また、楕円体１２３を、点ＭB と軸ＨA とを含む平面で切断し、点ＭA と軸ＨA とを含む平面で切断したときの、点ＭA を含む切断面が舌部１４１を形成し、点ＭB を含む切断面が舌部１４２を形成する。
【００６１】
また、図２０Ｂ及び図２０Ｂに示すように、部分楕円体１２１は、楕円面１３１と、舌部１４３と舌部１４４とを有する。楕円面１３１は、点ＭA と点ＭC とを含む楕円面である。楕円面１３１は真円面であってもよい。舌部１４３は線分Ｈ0 Ｈ1 を底辺として点ＭC を頂点とする部分楕円面である。楕円面１３１は、楕円体１２４を点ＭB から点ＭC に向かう方向に沿って切断した切断面によって形成される。また、楕円体１２５を、点ＭB と軸ＨA とを含む平面で切断し、さらに点ＭC と軸ＨA とを含む平面で切断したときの、点ＭC を含む切断面が舌部１４３を形成し、点ＭB を含む切断面が舌部１４４を形成する。
【００６２】
また、部分楕円体１２２は、楕円面１３２と、舌部１４５及び舌部１４６とを有する。楕円面１３２は、点ＭB と点ＭC とを含む楕円面である。楕円面１３２は真円面であってもよい。舌部１４５は線分Ｈ0 Ｈ1 を底辺として点ＭA を頂点とする部分楕円面である。舌部１４６は、線分Ｈ0 Ｈ1 を底辺として点ＭC を頂点とする部分楕円面である。楕円面１３２は、楕円体１２５を点ＭC から点ＭA に向かう方向に沿って切断した切断面によって形成される。また、楕円体１２５を、点ＭA と軸ＨA とを含む平面で切断し、さらに点ＭC と軸ＨA とを含む平面で切断したときの、点ＭA を含む切断面が舌部１４５を形成し、点ＭC を含む切断面が舌部１４６を形成する。
【００６３】
ハブ部１０５は、部分楕円体１２０と部分楕円体１２１とが舌部１４１と舌部１４４とで接合され、部分楕円体１２１と部分楕円体１２２とが舌部１４３と舌部１４６とで接合され、部分楕円体１２２と部分楕円体１２０とが舌部１４２と舌部１４５とで接合される。舌部１４１〜舌部１４６が合同である場合には、図１９Ｂに示す形状のハブ部１０５が形成される。
【００６４】
ハブ部１０５内に設定された舌部１４１〜舌部１４６が合同である場合、例えば、加圧変形前の人工血管１００の内部を加圧し、ハブ部１０５を構成する接合部１０４の内壁に圧力が掛かると、点ｈ（Ｈ）を中心に膨張する。この膨張の際には、パスカルの原理に従い接合部１０４の内壁にかかる圧力はすべての場所で等しくなる。ハブ部１０５は、点ｈ（Ｈ）から同じ距離にそれぞれ設けられた楕円面１３０〜１３２を有して構成されている。このため、流れ方向への膨張は等方的となり、膨張によってかかる圧力の大部分はそれぞれ楕円面１３０〜１３２に掛かる。楕円面１３０〜１３２は開口であるので、前述したように、加圧変形前の点ｍA 〜点ｍC の位置関係と、加圧変形後の点ＭA 〜点ＭC の位置関係とが相似の関係となる。
【００６５】
また、点Ｈは、加圧変形後に人工血管１００の横方向の幅が最大となる位置であって、ハブ部１０５の主管１０１の中心軸ｉ1 方向の中心となる。そのため、ハブ部１０５における横方向の膨張も、夫々の側面のＨ0 及びＨ1 を頂点とする左右対称な山型形状に膨張する。このため、横方向におけるハブ部１０５の変形も、ハブ部１０５を構成する接合部１０４の内壁に等方的に掛かる圧力に沿って変形するので、ハブ部１０５を構成する接合部１０４の内壁には均等に圧力が掛かる。
【００６６】
このように、加圧変形前の人工血管１００の接合部１０４に、三角形ｙの外接円である円ｑ1 が形成され、加圧変形後に、接合部１０４内に形成されるハブ部１０５を、その内部に設定された舌部１４１〜舌部１４６が合同であるように人工血管１００を形成する。形成された人工血管１００の内部に加圧がされると、接合部１０４を構成する管内壁に均等に圧力がかかる。このことにより接合部１０４は、等方性を有して膨張する。その結果、加圧変形によって、人工血管１００を形成する管壁にしわが寄ったり、接合面である楕円面１３０〜１３２に応力集中が起きたりすることがない。これにより、例えば、加圧変形後の接合部１０４に強い内圧力が掛かっても、接合部１０４の形状が安定する。
【００６７】
ハブ部１０５を上記した構成とすることにより、接合部１０４の加圧後の形状が安定し、人工血管１００の形状が安定する。しかしながら、人工血管１００は加圧変形する際に、枝管同士が接触したり、交差したりすることがある。この異常な変形は、ハブ部１０５の大きさを変更しても解消しなかった。
【００６８】
そこで本発明者は、第１のスポーク部１０６に注目した。図２１Ａは第１のスポーク部１０６を横方向から見た側面図、図２１Ｂは第１のスポーク部１０６を示した斜視図である。図２１Ａ及び図２１Ｂにおいて第１のスポーク部１０６を実線、第１のスポーク部１０６がその一部を形成する傾斜楕円錐１４０を破線で示す。
【００６９】
図２１Ａに示すように、横方向から見た第１のスポーク部６の形状は三角形ＡＭB ＭC となる。また、図２１Ｂに示すように、第１のスポーク部６は、楕円面１３３と、楕円面１３４を備える。図２１Ｃは、ハブ部１０５と第１のスポーク部１０６と第２のスポーク部１０７との接合体の一例を示した斜視図である。
【００７０】
楕円面１３３は、ハブ部１０５と楕円面１３１で接する。また、楕円面１３３は、枝管１０２と、接合面１０２Ａで接する。接合面１０２Ａは、枝管１０２の中心軸ｉ2 に垂直な面で切った断面形状を有する。
【００７１】
ハブ部１０５の楕円面１３２に、第１のスポーク部１０６の楕円面１３３が接し、第２のスポーク部１０７も同様に接することで、図２１Ｃに示すような形態となる。この形態は加圧変形後の接合部１０４の一部をなす。
【００７２】
図２１Ｃに示すように、この接合体は、第１のスポーク部１０６と第２のスポーク部１０７とが、ハブ部１０５に接合されることで形成されている。また、第１のスポーク部を構成する楕円面１３４と第１のスポーク部を構成する楕円面１３６とが互いに対向している。つまり、楕円面１３４と楕円面１３６とが、点ＭC を挟んだ谷型の形状を有する。
【００７３】
楕円面１３４及び楕円面１３６には、枝管１０２の端部と枝管１０３の端部が夫々接合する。そのため、互いに対向する楕円面に枝管がそれぞれ接合されると、接続された枝管は分岐方向とは逆方向に接合されることとなり、その結果、楕円面１３４及び楕円面１３６にそれぞれ接続された枝管は交差することとなる。この変形により、点Ｄには股部を引き裂くような応力が集中する。
【００７４】
一方で、図２１Ｄに示すように、楕円面１３４と楕円面１３６とは互いに逆方向を向いている。つまり、楕円面１３４と楕円面１３６とが、点ＭC を挟んだ山型の形状を有する。この互いに逆方向を向く楕円面に枝管がそれぞれ接合されると、接続された枝管は分岐方向に接合されることとなる。
【００７５】
このように人工血管１００が加圧変形する際に、管が交差する変形が起きるのは、スポーク部の加圧変形後における形態変化によることが明らかとなった。つまり、特定の形態を有するスポーク部は、加圧変形後に点ＭC を支点として枝管の接合面の方向にせり出すように変形する。この特定の形態とは、例えば、スポーク部を形成する２つの楕円面のなす角が所定の角度よりも大きい場合の形態が挙げられる。
【００７６】
例えば、第１のスポーク部１０６において、楕円面１３３と楕円面１３４とがなす角が大きくなると、線分ＭB Ｂの長さが長くなる。人工血管１００が加圧変形すると、ハブ部１０５は相似形を保ちながら縮む。そうすると、ハブ部１０５に接している第１のスポーク部１０６は、点ＭC を支点にしてハブ部１０５の内側に引き込まれる。このとき線分ＭB Ｂの長さが線分ＭB ＭC よりも長いと、接続される枝管１０２は分岐方向とは逆向きとなる。
【００７７】
つまり、前述の枝管が交差する変形を防ぐためには、第１のスポーク部１０６において、線分ＭB Ｂの長さが線分ＭB ＭC の長さよりも短い。例えば、線分ＭB Ｂの長さが線分ＭB Ｂの長さの半分程度であることが必要である。線分ＭB Ｂの長さは、例えば、線分ＭB ＭC の長さの１／１０〜１／２の長さとすることができる。また、線分ＭB Ｂの長さは、例えば、線分ＭB ＭC の長さの１／８〜１／３の長さとすることもできる。また、楕円面１３３と楕円面１３４とがなす角は、例えば、１°〜６０°とすることができる。また、楕円面１３３と楕円面１３４とがなす角は、例えば、１０°〜４０°とすることもできる。第１のスポーク部１０６について上記したことは、同様に構成された第２のスポーク部１０７についても同様なことが言える。
【００７８】
このように、第１のスポーク部１０６を、線分ＭB Ｂが短くなるように構成すると、加圧変形における枝管の交差が起きないことが明らかとなった。そこで、加圧変形によって枝管の交差が起きない構成を有するハブ部１０５、第１のスポーク部１０６及び枝管１０２の加圧前の形態について考察することとした。つまり、前記構成を有するハブ部１０５、第１のスポーク部１０６、枝管１０２と、上述したように扁平に押し潰すことで略平面形状とする場合を考えた。
【００７９】
図２２Ａは、ハブ部１０５の第１のスポーク部１０６に接合する部分楕円体１０５Ａと、第１のスポーク部１０６と枝管１０２とを、枝管１０２の中心軸ｉ2 に沿った直線を中心線とする略平面形状に扁平に押しつぶした場合の、横方向から見た形状を示す。
【００８０】
図２２Ａに示すように、枝管１０２の端部である線分ｂ1 ｄ1 の長さは、第１のスポーク部１０６の一方の端部である線分ｂ2 ｄ2 の長さと等しい。また、第１のスポーク部１０６の他方の端部である線分ｍB1ｄ2 の長さは、部分楕円体１０５Ａの端部である線分ｍB2ｄ3 の長さと等しい。しかしながら、線分ｂ2 ｄ2 が有する曲率と、線分ｂ2 ｄ2 が有する曲率とは異なり、線分ｍB1ｄ2 が有する曲率と、線分ＭB2ｄ3 が有する曲率とは異なる。そのため、これらの線分は隙間を有さずに接することはない。特に、点ｂ1 と点ｂ2 との位置を対応させ、点ｍB1と点ｍB2との位置を対応させた場合に、対応する点である、点ｄ1 〜点ｄ3 の位置はそれぞれ違う位置となってしまう。一方、点ｄ1 〜点ｄ3 を対応させた場合にあっても、対応する点である、点ｂ1 及び点ｂ2 との位置はそれぞれ異なり、点ｍB1と点ｍB2との位置もそれぞれ異なることとなる。
【００８１】
図２２Ｂは、部分楕円体１０５Ａと、第１のスポーク部１０６とを、端部を形成する線分ｍB 1 ｄ2 と端部を形成する線分ｍB2ｄ3 とで接合し、第１のスポーク部１０６と枝管１０２とを、端部を形成する線分ｂ1 ｄ1 と端部を形成する線分ｂ2 ｄ2 とで接合した場合の一例を横方向から見た図を示す。この場合、ｄ1 〜ｄ3 の位置を対応させた位置で接合している。
【００８２】
図２２Ｂに示すように、端部を形成する線分ｂ1 ｄ1 及び端部を形成する線分ｂ2 ｄ2 、端部を形成する線分ｍB1ｄ2 及び端部を形成する線分ｍB2ｄ3 を順に接合しようとすると、部分楕円体１０５Ａと、第１のスポーク部１０６との間に隙間Ｖ1 、第１のスポーク部１０６と枝管１０２との間に隙間Ｖ2 が、それぞれ生じる。
【００８３】
特に、隙間Ｖ2 の面積が大きい理由は、枝管１０２の端部に接する第１のスポーク部１０６の辺が大きな曲率を有しているためである。第１のスポーク部１０６が、略平面形状をなす場合に大きな曲率を有することとなった理由としては、線分ｍB ｂの長さを短くする必要があるため、第１のスポーク部１０６は細長く形成され、扁平に押しつぶす際の形状変化が大きくなってしまうことが挙げられる。
【００８４】
このように、人工血管１００を、加圧変形における枝管の交差が起きない形状とすると、この人工血管１００を略平面形状に折り畳んだときに大きな隙間が生じることとなる。つまり、人工血管１００が加圧変形している時は安定した形態を有するが、人工血管１００の内圧が下がった場合には、隙間を生じさせるために人工血管１００の管壁を引き裂くような力が働くこととなる。このことから、この形態は、内圧変化によって、管の形態が変化しない鋼管などにおいては有効であるが、内圧変化によって、管の形態が変化する人工血管には適用することができない。
【００８５】
このように、本発明者は、人工血管１００の接合部１０４の形状を、部分楕円体１０５Ａと、部分楕円体１０５Ａに接して設けられた第１のスポーク部１０６と、第１のスポーク部１０６に接して設けられた枝管１０２とで表現した。
【００８６】
さらに、接合部１０４の形状を前述のように表現することで、加圧変形後の人工血管１００において枝管１０２と枝管１０３と交差するように変形する原因が、スポーク部の形状によるものであることを見出した。
【００８７】
加えて、加圧変形後の人工血管１００において枝管１０２と枝管１０３とが交差する変形を防ぐために、第１のスポーク部１０６を細長く形成すると、部分楕円体１０５Ａと第１のスポーク部１０６と、第１のスポーク部１０６と枝管１０２とが対応する点で接しないことを見出した。
【００８８】
つまり、加圧変形前の人工血管１００を一体に形成し加圧変形させた場合、接合部１０４においては上記に述べたような幾何学形状の複合体とすることができるが、枝管１０２及び／又は枝管１０３の接合部において屈曲や、趨壁の生成などの変形が起きてしまう。また、部分楕円体１０５Ａと、第１のスポーク部１０６と、枝管１０２とを別々に設計して、接合することで枝管１０２の接合端を形成することは、非常に煩雑な作業を必要とする。
【００８９】
また、加圧変形後の人工血管１００の、他の問題点としては人工血管１００全体の体積に対する、接合部１０４の体積の比率が大きいことが挙げられる。
【００９０】
そこで、本発明者は、これらの問題を解決するために、部分楕円体１０５Ａと、第１のスポーク部１０６と、第１のスポーク部１０６と、枝管１０２とが対応する点で接するように一体に成形することで、この問題を解決することができることを見出した。
【００９１】
これにより、本発明者は、第１の実施形態によるマチ部を有する人工血管１０を見出すに至った。マチ部は、図２２Ａに示した対応する点である点Ｓ1 〜点Ｓ3 を有して形成されたハブ部、スポーク部、枝管で構成する場合に形成される。この詳細については、以下に述べる第１の実施形態において説明する。
【００９２】
＜第１の実施形態＞
［人工血管］
図１は、この実施形態の人工血管１０の加圧変形前の形態を横から見た図である。人工血管１０を上方向からみた形態は、人工血管１００と同様である。人工血管１０は、可撓性を有する材料で一体に形成されており、加圧変形前は折り畳まれた形状を有することができる。
【００９３】
図１Ａに示すように、この実施形態の人工血管１０は、主管１と、枝管２と、枝管３と、接合部４とを備える。主管１、枝管２及び枝管３は直線管である。主管１と、枝管２と、枝管３とは、接合部４を介して接続されている。
【００９４】
人工血管１０は、主管１に枝管２と枝管３とが分岐角度θをなしてＶ字に分岐するＹ字分岐管の形態を有する。人工血管１０は、人工血管１００において、線分ｃｔ’を含む端面に主管が、前記主管の中心軸と前記端面とが直交するように接続された管と同様な形態を有する。また、人工血管１０は、同様に接合部４の形態をブロック体で表現することができる。さらに、人工血管１０は、これらの構成に加えて、接合部４には、マチ部７０を有する。
【００９５】
マチ部７０は、第１の股部を形成する枝管２の管壁と枝管３の管壁とが線分ｄｈ上に設けられた点ｓの位置まで延長されて接合することで第２の股部を形成する。第１の股部とは、人工血管１００において股部を形成する点ｄの位置である。点ｓは線分ｈｍC 上の点となるように少なくとも設定されるが、この場合、枝管２及び枝管３の直径が等しいので点ｓの位置が線分ｄｈ上となる。
【００９６】
枝管２及び枝管３の直径が異なる場合には、直径の小さい枝管の方向にマチ部７０は傾く。この理由は、マチ部７０を形成する場合に延長がされる枝管の管壁の長さは、枝管の直径の大きさに比例するからである。枝管の直径の大きいほうが、延長される管壁の長さも相対的に長くなることで、直径の小さい枝管の方向にマチ部７０は傾いて形成される。この場合においても、点ｓが線分ｈｍC 上の点となるように少なくとも設定される。
【００９７】
図１Ｂは、この実施形態の人工血管１０の加圧変形後の形態を横方向から見た側面図である。図１Ｃは、第１の実施形態の人工血管１０の加圧変形後の形態を上方向から見た上面図である。人工血管１０を上方向からみた形態は、人工血管１００を上方向からみた形態と同様である。
【００９８】
図１Ｂに示すように、加圧変形後の人工血管１０の形態は、点Ｏｐから点Ｓにかけて形成されるマチ部７０を有することにより、枝管２及び枝管３は分岐方向に拡がる。点Ｏｐは、人工血管１０に掛かる内圧の大きさによって線分ＭC Ｓ上を移動する。
【００９９】
マチ部７０は、図１Ｃに示すように、点Ｓ0 と点Ｓ1 とを端点とする線分Ｓ0 Ｓ1 を弦とし、点Ｓ0 と点Ｓ1 とを端点とし点Ｏｐを頂点とする弧によって形成された弓型形状を有する。マチ部７０は、線分Ｓ0 Ｓ1 で折り返された接続面を有する枝管が対向して設けられ、対向した枝管の折り返し部分が接合されることで形成される。
【０１００】
接合部４をブロック体で表現すると、三角形ＭA ＭB Ｓはハブ部５、三角形ＭB ＳＢ’は第１のスポーク部６、三角形ＭA ＳＡ’は第２のスポーク部７、四角形Ｂ’ＳＯｐＢが第１のダンパー部１１、四角形Ａ’ＳＯｐＡが第２のダンパー部１２、ＭA ＭB ＣＴ’がタワー部８となる。
【０１０１】
第１のダンパー部１１及び第２のダンパー部１２は、枝管２と第１のスポーク部６との間に設けられる緩衝領域である。このダンパー部が、枝管とスポーク部との橋渡しをすることにより、スポーク部における形状の変化をダンパー部が吸収する。これにより、第１のスポーク部６が点Ｏｐを支点として枝管２の方向にせり出すように変形することがない。この変形が起きない理由については後述する。
【０１０２】
図２Ａは、この実施形態の変形例である人工血管１０の加圧変形前の形態を横方向からみた図を示す。図１２に示すように、人工血管１０は、主管１に枝管２と枝管３とが分岐角度θをなしてＶ字に分岐するＹ字分岐管の形態を有する。
【０１０３】
この人工血管１０の主管１と接合部４との接合面に点ｈが設定される。点ｈは、主管１と接合部４との接合面かつ主管１の中心軸ｉ1 上に設定される。また、点ｍA 、点ｍB は、主管１と接合部４との接合面を形成する線分の端点となる。
【０１０４】
接合部４には、枝管２の管壁と枝管３の管壁とを接合することで形成されたマチ部７０が設けられている。この場合、点ｈを主管１と接合部４との接合面上に設定したので、ハブ部５に主管１が直接接合される形態となり、加圧変形後にタワー部８を構成する部分がなくなる。
【０１０５】
図２Ｂは、この実施形態の人工血管１０の加圧変形後の形態を横方向から見た側面図である。人工血管１０を上方向からみた形態は、人工血管１００を上方向からみた形態と同様である。
【０１０６】
図２Ｂに示すように、加圧変形後の人工血管１０の形態は、点Ｏｐから点Ｓにかけて形成されるマチ部７０を有することにより、枝管２及び枝管３は分岐方向に拡がる。点Ｏｐは、人工血管１０に掛かる内圧の大きさによって線分ＭC Ｓ上を移動する。
【０１０７】
接合部４をブロック体で表現すると、三角形ＭA ＭB Ｓはハブ部５、四角形ＯｐＳＭA Ａが第１のダンパー部１１、四角形ＢＭB ＳＯｐが第２のダンパー部１２となる。この変形例の接合部４は、ハブ部５に第１のダンパー部１１、第２のダンパー部１２が接合されている形態を有する。
【０１０８】
この変形例の人工血管１０は、第１のスポーク部６及び第２のスポーク部７と対向するハブ部５の部分に接合されるタワー部８が無いため、人工血管１０をシンプルに構成することができる。以下においては、この変形例の人工血管１０について説明をするが、タワー部８は、ハブ部５、第１のスポーク部６、第２のスポーク部７等の他のブロック体と独立して設定が可能であるので、図１Ａ〜Ｃに示すようなタワー部８を備えた人工血管１０においても以下に述べることが同様に成立する。
【０１０９】
図３Ａは、この実施形態の人工血管１０のハブ部５と、第１のスポーク部６と、枝管２とを、枝管２の中心軸ｉ2 に沿った直線を中心線とする略平面形状に扁平に押しつぶした場合の、横方向から見た形状を示す。
【０１１０】
図３Ａに示すように、ハブ部５の第１のスポーク部６に接合する部分楕円体５Ａと、第１のスポーク部６と、枝管２とが、図２２Ａに示した点ｓ1 、点ｓ2 、点ｓ3 をそれぞれ有して形成されている。部分楕円体５Ａは、ハブ部５を線分ＳＨで切断した２つの部分のうち点ＭB を含む部分である。点ｓ1 、点ｓ2 、点ｓ3 は、この３点を通る直線ｊが枝管２の中心軸ｉ2 と平行となるような位置に設定される。
【０１１１】
つまり、部分楕円体５Ａは、図２２Ｂに示した部分楕円体１０５Ａの端部を形成する線分ｍB 2 ｄ3 を、線分ｍB2ｓ3 として形成する。線分ｍB2ｓ3 は、点ｄ3 が点ｓ3 の位置となるように線分ｍB2ｄ2 が縮められることで形成される。
【０１１２】
第１のスポーク部６は、図２２Ｂに示した第１のスポーク部１０６の端部を形成する線分ｍB 1 ｄ2 を、線分ｍB1ｓ2 として形成する。線分ｍB1ｓ2 は、点ｄ2 が点ｓ2 の位置となるように線分ｍB1ｄ2 が縮められることで形成される。枝管２の端部を形成する線分ｂ1 ｄ1 上には、点ｓ1 が設定される。
【０１１３】
マチ部７０を形成する線分ｓ1 ｄ1 の長さは、例えば、線分ｂ1 ｄ1 の長さの１／２０〜１／３である。また、線分ｂ1 ｄ1 の長さの１／５〜１／３とすることもできる。また、線分ｂ1 ｄ1 の長さの１／４〜１／３とすることもできる。線分ｂ1 ｄ1 の長さは枝管２が加圧変形した時の径方向直径の長さの１／πである。
【０１１４】
このように形成された、ハブ部５の第１のスポーク部６に接合する部分楕円体５Ａと、第１のスポーク部６と、枝管２との接合体を図３Ｂに示す。また、この接合体を近似して枝管２と一体に形成したものを図３Ｃに示す。
【０１１５】
図３Ｂ、図３Ｃに示すように、ハブ部５の第１のスポーク部６に接合する部分楕円体５Ａと、第１のスポーク部６と、枝管２との接合体の形態を近似して一体に形成することで、接合端５０を有する枝管２の形態とすることができる。接合端５０は、ｂ’ｂｍB ｈｓｄ1 ｄで囲まれる領域となる。
【０１１６】
角度ｓｈｍB は９０°である。また、角度ｓｄ1 ｄは９０°である。線分ｓｄ1 は線分ｂｄ1 の５〜３０％の長さを有する。線分ｍB ｂと線分ｈｓとがなす角が加圧変形前に設定する分岐角度θ半分の角度θ／２となるように、線分ｈｓ、線分ｍB ｈの位置、長さ等が同定される。線分ｈｓ、線分ｍB ｈは、ハブ部５に形成される舌部の周長に依存して決定される。接合端５０を有する枝管２は、裏返すことで、接合端５０を有する枝管３となるので、接合端５０を有する枝管２と枝管３とを、端部ｄ1 ｄｓｈを互いに向かい合わせて接合する。
【０１１７】
次に、図４Ａ〜図４Ｃを参照して、マチ部７０が形成について説明する。図４Ａは、ハブ部５と、第１のスポーク部６及び第２のスポーク部７との接合体上に、マチ部７０が形成される流れを示した斜視図である。
【０１１８】
図４Ａに示すように、ハブ部５の両斜面には第１のスポーク部６及び第２のスポーク部７が向かい合うようにして接合されている。
【０１１９】
第１のスポーク部６は、傾斜錐体４０の一部をなす部分傾斜錐体であって、傾斜錐体４０を線分ＳＳ0 と点Ｂとを含む平面で切った部分うち頂点を含まない部分である。第２のスポーク部７は、傾斜錐体４１の一部をなす部分傾斜錐体であって、傾斜錐体４０を線分ＳＳ0 と点Ａとを含む平面で切った部分うち頂点を含まない部分である。
【０１２０】
第１のスポーク部６と第２のスポーク部７とは、線分ＳＳ0 において互いに接している。第１のスポーク部６の枝管２との接合面３４は、楕円の一部が線分ＳＳ0 を弦として切り取られた、頂点を点Ｂとする舌形状を有している。第２のスポーク部７の枝管３との接合面３６は、楕円の一部が線分ＳＳ0 を弦として切り取られた、頂点をＢとする舌形状を有している。
【０１２１】
図４Ｂは、接合面３４に枝管２、接合面３４に枝管３が接合される様子を示した斜視図である。枝管２の接合面は接合面３４に対応する楕円形であるので、枝管２の接合面を接合面３４に接合すると、枝管２の接合面のうち弓部Ｓ0 ＤB Ｓ1 の領域が接合面３４からはみ出る。一方、枝管３の接合面は接合面３６に対応する楕円形であるので、枝管３の接合面を接合面３６に接合すると、枝管３の接合面のうち弓部Ｓ0 ＤA Ｓ1 の領域が接合面３６からはみ出る。このように、枝管２の接合面のうち弓部Ｓ0 ＤB Ｓ1 の領域が、枝管３の接合面のうち弓部Ｓ0 ＤA Ｓ1 の領域が、それぞれ線分ＳＳ0 からはみ出ることで、このはみ出た部分が接触する。
【０１２２】
例えば、このはみ出た部分を、それぞれ管の外壁側に折り返すと、枝管２と枝管３とは対向しているので、折り返した部分も対向する。対向する折り返した部分の端部を接合することで、図４Ｃに示すような、弓型のマチ部７０が形成される。このマチ部７０は、枝管２及び３の「はみ出た部分」によって形成される。
【０１２３】
［人工血管の製造方法］
次に、この実施形態のマチ部を備えた人工血管１０の製造方法について説明する。
【０１２４】
図６は、この実施形態のマチ部７０を備えた人工血管１０を製造する方法の一例を示すフローチャートである。この人工血管１０は、ハブ部５に主管１が直接接合されるＹ字分岐管である。図７〜図９は、このフローチャートにおいて人工血管１０を製造する工程を示した図である。
【０１２５】
図６に示すように、枝管２を形成する直円管２ａと枝管３を形成する直円管３ａとの２本の直円管を用意する（ステップＳ０２１）。用意する管は直楕円管であってもよい。この管は、可撓性を有する材料によって構成されている。この材料は、上記に挙げたものから適宜選択することができる。
【０１２６】
次に、枝管２及び枝管３に、それぞれ接合端５０を形成する。接合端５０の形状の同定は、例えば、上記に示したように行う。
【０１２７】
接合端５０の形状の同定は、例えば、以下のようにして行うこともできる（ステップＳ０２２）。
【０１２８】
図７に示すように、接合部における枝管２と枝管３との分岐角を設定して、枝管２の中心軸ｉ2 と枝管３の中心軸ｉ3 とを含む平面に直交する方向から見た場合に、枝管２を形成する直円管２ａの軸方向の端部の一方の端点を斜めに横切る直線を考慮する。この端点をこの直線が横切ることで、この直線と端点を挟む辺とで形成される角度のうちの一方が分岐角度θの半角であるθ／２となる。
【０１２９】
次に、枝管２を形成する直円管２ａの軸方向の端部と設定した直線との交点のうち、鈍角をなす一方の交点である第１の点Ｊと、この直線に沿って鋭角をなす他方の交点に向かい直円管１ａの外周の１／４の距離進んだ点を第２の点Ｋとを設定する。
【０１３０】
次に、直円管２ａの径方向の端線と直交する直線αを設定し、直円管２ａの径方向の端線との交点を第３の点Ｕと設定する。
【０１３１】
次に、鋭角をなす他方の交点を有する枝管２の径方向の端線から第２の点Ｋに向けて下ろした垂線βと、第３の点Ｕを通り、該枝管の径方向の端線と直交する直線γとの交点を第４の点Ｗと設定する。
【０１３２】
次に、主管１に接合する接合端５０の形状を、第１の点Ｊと第２の点Ｋとを端点とする線分と、第２の点Ｋと第３の点Ｕとを端点とする線分と、第３の点Ｕと第４の点Ｗとを端点とする線分が順に連結され、第３の点Ｕと第４の点Ｗを端点とする線分ＵＷの長さが枝管２の直径の長さの１／１０〜１／５となるように形成する。また、線分ＵＷの長さが枝管２の直径の長さの１／５〜１／３となるように形成してもよい。こうして、図８に示すような枝管２を構成する部分が形成される。
【０１３３】
次に、枝管３の接合端を枝管２と同様な形態に形成して裏返すことで、枝管３の形態を枝管２の形態を反転させた形態とする。こうして、枝管３を構成する部分が形成される。
【０１３４】
次に、主管１を形成する直円管１ａを用意する。直円管１ａの軸方向の端部は中心軸ｉ1 に直交する面を有し、この面が枝管と接合する。用意する管は直楕円管であってもよい。この管は、可撓性を有する材料によって構成されている。この材料は、上記に挙げたものから適宜選択することができる。
【０１３５】
次に、図９に示すように、主管１を形成する直円管１ａの端部に、分岐角度θをなし主管１の中心軸ｉ1 に対称となるように枝管２及び枝管３を配置する（ステップＳ０２３）。
【０１３６】
次に、主管１を形成する直円管１ａの端部の管壁と、この端部の管壁に対向する枝管２及び枝管３の管壁を接合する（ステップＳ０２４）。
【０１３７】
この場合、主管１の管壁と接合する枝管２の管壁の部分及び枝管３の部分は、それぞれ第６の点ｚと第７の点ｋとを端点とする線分に対応する部分である。
【０１３８】
次に、枝管２と枝管３とにおいて互いに対向する管壁を接合する。枝管２と枝管３と接合する部分は、それぞれ第７の点ｋと第８の点ｗとを端点とする線分に対応する部分、第８の点ｗと第９の点ｕとを端点とする線分に対応する部分である。こうして、股部にマチ部が形成されたＹ字型分岐管である人工血管を得ることができる。
【０１３９】
このように製造された人工血管１０は、例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示した、ハブ部５に第１のスポーク部６及び第２のスポーク部７を介して第１のダンパー部１１及び第２のダンパー部１２が接合されている形態を有する。
【０１４０】
つまり、この人工血管１０の製造方法の一例は、第１の工程と、第２の工程とを有する。
【０１４１】
第１の工程は、枝管２と枝管３とを形成する直円管２ａ及び３ａを用意し、接合部における枝管２と枝管３との分岐角を設定して、枝管２の中心軸ｉ2 と枝管３の中心軸ｉ3 とを含む平面に直交する方向から見た場合に、枝管２を形成する直円管２ａの軸方向の端部の一方の端点における角度が分岐角度θの半角となるように斜めに切る直線を考慮する。
【０１４２】
この端部とこの直線とで鈍角をなす一方の交点である第１の点から、この直線に沿って他方の交点に向かい主管１の半径の距離進んだ第２の点を設定する。他方の交点を有する該枝管の径方向の端線から第３の点に向けて下ろした垂線と、該枝管の径方向の端線上の第３の点を通り、該枝管の径方向の端線と直交する直線との交点を第４の点と設定する。
【０１４３】
接合端である端部の形状を、第１の点と第２の点とを端点とする線分と、第２の点と第３の点とを端点とする線分と、第３の点と第４の点とを端点とする線分が順に連結され、第３の点と第４の点を端点とする線分の長さが、枝管２の直径の長さの１／１０〜１／５となるように形成する。また、第３の点と第４の点を端点とする線分の長さが枝管２の直径の長さの１／５〜１／３となるように形成してもよい。
【０１４４】
第２の工程は、主管１を形成する直円管１ａを用意し、この直円管１ａの端部に、分岐角度θをなし主管１の中心軸ｉ1 に対称となるように枝管２及び枝管３を配置する。前記端部の管壁と、前記端部の管壁に対向しこの２本の枝管の第６の点と第７の点とを端点とする線分に対応する管壁とを接合し、この２本の枝管の互いに対向する、第７の点と第８の点とを端点とする線分に対応する管壁及び第８の点と第９の点とを端点とする線分に対応する管壁を接合する。
【０１４５】
この場合において、枝管２及び枝管３の接合体に対して主管１を形成する直円管１ａの端部の接合角度を変えることで、様々な形態の分岐形状を形成することができる。
【０１４６】
このようにして形成された人工血管１０が加圧変形すると、ハブ部５と枝管２とは、スポーク部、ダンパー部を介して接合される。ダンパー部は、スポーク部と枝管２とを直接接合する場合に生じる接合面の不整合を吸収する役割を有する。ダンパー部は、スポーク部と枝管２とを連続的な滑らかな平面で接合する。
【０１４７】
この製造方法は、直円管を３本を用いて、マチ部を有する人工血管を精密に設計、製造する方法について示している。この場合、形成される人工血管１０は、ハブ部５にスポーク部及びダンパー部を介して枝管が接続される形態となる。一方で、直円管を２本を用いて、マチ部を有する人工血管を簡易に設計、製造できる方法もある。この場合、形成される人工血管１０は、ハブ部５にダンパー部を介して枝管が接続される形態となる。
【０１４８】
図１０は、この実施形態のマチ部７０を備えた人工血管１０を製造する方法の他の一例を示すフローチャートである。図１１〜１５は、このフローチャートにおいて人工血管１０を製造する過程を示した図である。
【０１４９】
まず、主管１を形成する直円管１ａと枝管２及び枝管３を形成する直円管１ａとの２本の直円管を用意する（ステップＳ０４１）。用意する管は直楕円管であってもよい。この管は、可撓性を有する材料によって構成されている。この材料は、上記に挙げたものから適宜選択することができる。直円管１ａ及び直円管１ａは、前記した略平面形状に折り畳まれている直円管を使用してもよいし、円筒形状を有する直円管を使用してもよい。以下においては円筒形状を有する直円管を使用する例について述べる。
【０１５０】
次に、図１１に示すように、枝管２及び３を形成する形成する１本の直円管４ａの側部（側壁）に径方向に切れ込みを入れて切れ込み部５１を形成する（ステップＳ０４２）。
【０１５１】
切れ込み部５１は、直円管４ａの中心軸に直交する平面で切られることで形成される。この切れ込み部の径方向の深さは、直円管４ａの直径よりも小さく、直円管４ａの半径よりも大きい。切れ込み部５１の径方向の深さは、例えば、直円管４ａの直径の２／３〜９／１０とすることができる。この切れ込みが入れられた面において切れ込みが入らなかった部分がマチ部７０を形成する部分となる。
【０１５２】
次に、図１２に示すように、切れ込み部５１を、切れ込みを入れた方向とは逆方向に折り返す（ステップＳ０４３）。この折り返しの工程は、切れ込み部５１の開口５２と逆側に形成される角度が、予め設定した分岐角度となるようにする。使用する直円管１ａ、４ａを、前記した略平面形状に折り畳まれている直円管とする場合には、分岐角度はθが設定される。一方、使用する直円管１ａ、４ａが、円筒形状である場合には分岐角度はφが設定される。切れ込み部５１の開口５２によって形成される折り返し角ψは設定した分岐角度θよりも大きい角度となる。こうして、枝管２と枝管３とが接合された形状を有する枝管２及び枝管３の接合体を形成がされる。枝管２及び枝管３の接合体において、折り返された円弧を形成する部分が、図中斜線部で示すマチ部７０となる。
【０１５３】
次に、図１３に示すように、主管１を形成する直円管１ａの軸方向の端部形状を直円管１ａの中心軸上に頂点を有する凸形状となるように形成する（ステップＳ０４４）。この凸形状は、頂点において折り返し角ψを有し鋭角に形成される。
【０１５４】
次に、図１４に示すように、枝管２及び枝管３の接合体の開口と、凸形状に形成された直円管１ａの端部５３とを接合する（ステップＳ０４５）。こうして、図１５に示すような股部にマチ部が形成されたＹ字型分岐管である人工血管１０を得ることができる。このように製造された人工血管１０は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示した、ハブ部５に第１のダンパー部１１及び第２のダンパー部１２が接合している形態を有する。
【０１５５】
つまり、この人工血管１０の製造方法の一例は、第１の工程と、第２の工程とを有する。
【０１５６】
第１の工程は、主管１をそれぞれ形成する１本の直円管１ａ、枝管２及び３を形成する形成する１本の直円管４ａを用意して、直円管４ａの側部（側壁）に径方向に切れ込みを入れることで切れ込み部を形成し、この切れ込み部を、切れ込みを入れた方向とは逆方向に分岐角度θよりも大きい折り返し角ψで折り返すことで、枝管２と枝管３とが接合された形状を有する枝管２及び枝管３の接合体を形成する。
【０１５７】
第２の工程は、折り返すことで形成された枝管２及び枝管３の接合体の開口を形成する管壁と、前記主管の端部の管壁とを接合する。
【０１５８】
この製造方法の場合、枝管２及び枝管３の接合体は、枝管２及び枝管３のそれぞれの中心軸ｉ2 、ｉ3 を含む平面に直交する方向から見た場合に、枝管２及び枝管３の接合体の開口形状が、折り返し角ψを頂点とし、切れ込み部を斜辺とする２等辺三角形であって、この２等辺三角形の底辺は、主管１を形成する円管の直径となる。
【０１５９】
また、枝管２及び枝管３の接合体の開口に接合される、主管１を形成する直円管１ａの端部形状を変更することで、例えば、第１の実施形態の側方分岐管を製造することもできる。側方分岐管を製造する場合には、主管１を形成する直円管１ａの端部の一方の角度が折り返し角ψとなるように斜めに切断等して斜面を形成する。折り返し角ψは、例えば、加圧変形後の人工血管の分岐角度となる。
【０１６０】
そして、折り返し角ψを有する端点を、枝管２及び枝管３の接合体の開口の頂点の位置に合わせて接合する。このように、主管１を形成する直円管１ａの端部に形成する凸部を任意の方向に形成する。このように、枝管２及び枝管３の接合体に対して主管１を形成する直円管１ａの端部の接合角度を変えることで、様々な形態の分岐形状を形成することができる。
【０１６１】
［人工血管の作用・効果］
この実施形態の人工血管１０を、主管１と、枝管２及び枝管３とが接合部４において接合している形態を有するように形成し、人工血管１０の内壁に所定の内圧が掛かっている場合の形態を、複数のブロック体を組合せた形態とした。人工血管１０の形態は、具体的には、ハブ部５と、第１のスポーク部６と、第２のスポーク部７と、タワー部８と、第３のスポーク部９とを組合せた形態である。
【０１６２】
人工血管１０が、扁平に押しつぶすことで全体として略平面状に形成可能な場合に、ハブ部５を部分楕円体２０〜２２の接合体とすると、人工血管１０が略平面形状である場合の加圧変形前における点ｓ、点ｍA 及び点ｍB との位置関係と、実際の使用時における形状である場合の加圧変形後における点Ｓ、点Ｍa 及び点Ｍb の位置関係とを同一とすることができる。
【０１６３】
また、部分楕円体２０〜２２の接合面である第１の舌部〜第３の舌部が合同の場合には、加圧変形前における点ｓ、点ｍA 及び点ｍB の位置と、加圧変形後における点Ｓ、点Ｍa 及び点Ｍb の位置とが同一となる。また、この場合、接合部４が点Ｈを中心として等方性を有して膨張するので、加圧変形後における接合部の形態が安定する。
【０１６４】
人工血管１０が上記のように形成されることで、人工血管１０が扁平に押し潰され全体として略平面状となっていても、加圧変形後における人工血管の形態を把握することができる。これは、例えば、加圧変形後において、人工血管１０の横方向の幅が最大となる位置を、加圧変形前の人工血管１０において把握することができる。
【０１６５】
また、人工血管１０は、接合部４において枝管２及び枝管３が所定の角度をなして接合され第１の股部を形成する点である点Ｓから、点Ｓにおいて接合される対向する管壁が、それぞれ接合部４の内部に延長され、第２の股部を形成可能とする点において所定の角度をなして接合されることで形成されるマチ部７０を有する。
【０１６６】
加圧変形後の人工血管１０は、股部が、マチ部７０の作用によって点Ｓとなるため、枝管２と接合部４とは点Ｂにおいて連続的な面を有して接合される。この面は、点Ｂにおいて接合する、第１のスポーク部６の側面の向く方向が、枝管２の側面が向く方向となるように、点ＭB から点Ｂにかける面において連続的に変化することによって点Ｂにおいて、第１のスポーク部６の側面と、枝管２の側面とが連続的に接合される。これは、マチ部が股部において分岐方向に引き裂かれる力を吸収している事が挙げられる。これにより、加圧による変形が起きても従来よりも歪が小さい人工血管１０を、簡易な方法で得ることができる。また、人工血管１０が意図しない変形をしないばかりか、人工血管１０の管壁に継続して掛かる応力が軽減されることで人工血管１０の耐久性が向上する。
【０１６７】
また、人工血管１０をＹ字分岐管としたので、人工血管１０の接合部４の形態を、ハブ部５と、第１のスポーク部６と、第２のスポーク部７とを組合せた形態とすることができる。
【０１６８】
また、主管１をそれぞれ形成する１本の直円管、枝管２及び３を形成する１本の直円管を用意して、枝管２及び３を形成する１本の直円管の側部に径方向に切れ込みを入れることで切れ込み部を形成し、この切れ込み部を、切れ込みを入れた方向とは逆方向に分岐角度θよりも大きい折り返し角ψで折り返すことで、枝管２と枝管３とが接合された形状を有する枝管２及び枝管３の接合体を形成する。さらに、折り返すことで形成された枝管２及び枝管３の接合体の開口を形成する管壁と、前記主管の端部の管壁とを接合したので、一体に形成された、接合部４にマチ部７０を備える人工血管１０を、直円管２本で簡易に製造することができる。
【０１６９】
以上、この発明の実施の形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。また、上述の実施形態の一部、若しくは全部を適宜組み合わせて構成することもできる。また、人工血管は、可撓管の一形態であって、同様な構成を、他の種類の管に適用することも可能である。
【０１７０】
また、上記の実施の形態において、楕円形状に形成されるものは真円形状に形成してもよい。
【０１７１】
また、上記の実施の形態において、人工血管１０は、主管１０１、枝管１０２及び枝管１０３は、中心軸ｉを含む略平面形状を必ずしもなしている必要はなく、横方向に押し潰すことで、前記の平面形状をなすように形成されていればよい。
【０１７２】
また、上述の実施の形態において挙げた数値、構造、構成、形状、材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、形状、材料などを用いてもよい。
【０１７３】
（付記１）
１本の主管に少なくとも２本の枝管が接合し、かつ前記枝管同士が前記所定の分岐角度で接合した管であって、前記管の前記接合した部分である接合部において、前記主管の中心軸及び前記枝管の中心軸を含む平面に直交する方向の管路幅が最大となる管壁の位置である最大幅点を端点とする線分を最大幅軸とし、前記最大幅軸の中点を最大幅中点とし、前記最大幅点を挟んで対向する管壁に向けて前記最大幅中点からそれぞれ延びる線分との交点をそれぞれ第１の点、第２の点とし、前記枝管同士が前記所定の分岐角度で接合する部分である股部に向けて前記最大幅軸の中点から延びる線分との交点を第３の点とし、前記接合部は、前記最大幅軸を底辺として前記第１の点を頂点とする部分楕円で囲まれる第１の舌部の形状と、前記最大幅軸を底辺として前記第２の点を頂点とする部分楕円で囲まれる第２の舌部の形状と、前記最大幅軸を底辺として前記第３の点を頂点とする部分楕円で囲まれる第３の舌部の形状とが合同となるように形成されていることを特徴とする管。
【０１７４】
（付記２）
前記接合部は、ハブ部に、第１のスポーク部と、第２のスポーク部とが接合された形態を少なくとも有し、前記ハブ部は、前記最大幅中点を中心とし外周面が前記第１の点及び前記第２の点を含む楕円球の一部であって前記第１の舌部と前記第２の舌部と前記第１の点及び第２の点を外周に含み前記最大幅中点から前記第１の点及び前記第２点を端点とする線分に下ろした線分が延びる方向を法線方向とする第１の平面とを有する第１の部分楕円球と、前記最大幅中点を中心とし外周面が前記第２の点及び前記第３点を含む楕円球の一部であって前記第２の舌部と、前記第３の舌部と、前記第２の点及び第３の点を外周に含み前記最大点から前記第２の点及び前記第３点を端点とする線分に下ろした線分が延びる方向を法線方向とする第２の平面とを有する第２の部分楕円球と、前記最大幅中点を中心とし外周面が前記第１の点及び前記第３点を含む楕円球の一部であって前記第１の舌部と、前記第３の舌部と、前記第１の点及び第３の点を外周に含み前記最大幅中点から前記第１の点及び前記第３点を端点とする線分に下ろした線分が延びる方向を法線方向とする第３の平面とを有する第３の部分楕円球とが前記第１乃至第３の舌部で接合されて形成された形状を有し、前記第１のスポーク部は、前記第１の平面を底面とする傾斜錐体の一部分であって、前記第３の点を含み、前記第１の点を有する管壁に接続された前記枝管の径方向断面に平行な平面を有する部分錐形状を少なくとも有し、前記第１のスポーク部は、前記第２の平面を底面とする傾斜錐体の一部分であって、前記第３の点を含み、前記第２の点を有する管壁に接続された前記枝管の径方向断面に平行な平面を有する部分錐形状を少なくとも有し、前記形態は、前記ハブ部と前記第１のスポーク部とは前記第１の平面で接合され、前記ハブ部と前記第２のスポーク部とが前記第２の平面で接合されることで形成される、ことを特徴とする前記付記１に記載の管。
【０１７５】
（付記３）
前記第１の点と前記第２の点を通り、中心点を前記最大幅中点とする円周を考慮し、前記第３の点と前記最大幅中点とを端点とする線分と、前記外周との交点を第４の点とし、前記主管の接続面と前記主管の中心軸との交点を第５の点とし、前記第１又は第２の点と前記第５の点とを端点とする線分と、前記第４の点と前記第５の点とを端点とする線分とがなす角が直角であることを特徴とする前記付記２に記載の管。
【０１７６】
（付記４）
前記管に所定の内圧が作用している場合の前記管の形状を第１の形態とし、前記管の形状が第１の形態の場合に、前記内圧が作用していない場合の前記管の形状を第２の形態とし、前記管の形状が内圧の変動に応じて前記第１の形態と前記第２の形態との間を相互に変形可能に構成され、前記第１の形態と前記第２の形態とにおける前記最大幅中点の位置が、前記主管の中心軸に平行な方向において不変である、ことを特徴とする前記付記１〜３のいずれか１つに記載の管。
【０１７７】
（付記５）
前記第２の形態は、前記主管の中心軸及び前記枝管の中心軸を含む平面に垂直な方向に扁平に押しつぶされることで形成される、前記第１〜第３の点を含む端部を有する略平面形状であることを特徴とする前記付記４に記載の管。
【０１７８】
（付記６）
前記管が前記第２の形態をなす場合に、前記管は、前記最大幅中点から該点を挟んで、前記主管の中心軸及び前記枝管の中心軸を含む平面に直交する方向において対向する管壁にそれぞれの延びる線分である、第１の線分と、第２の線分と、前記最大幅点に対応する位置から前記枝管同士が前記所定の分岐角度で接合する部分である股部に向けて延びる第３の線分と、が等しい長さとなるように形成されることを特徴とする前記付記４又は５に記載の管。
【０１７９】
（付記７）
前記管が前記第２の形態をなす場合に、前記接合部に２本の前記枝管が前記接合されることで形成される見かけ上の股部から、前記見かけ上の股部を形成する対向する管壁が、それぞれ第４の点を含むように延長され前記接合されることで前記股部が形成され、前記管が前記第１の形態をなす場合に、前記管壁の前記見かけ上の股部から該股部までの部分であるマチ部が前記２本の枝管のそれぞれ一部を形成することで、前記マチ部が外部に露出するように形成される、ことを特徴とする前記付記４〜６のいずれか１つに記載の管。
【０１８０】
（付記８）
前記管が前記第２の形態をなす場合に、前記マチ部は、前記接合部において接合される２本の前記枝管のうち、一方の前記枝管の管壁の一部が他方の枝管の内部に収容されるように、他方の前記枝管の管壁に接合されることで形成されることを特徴とする前記付記４〜７のいずれか１つに記載の管。
【０１８１】
（付記９）
前記マチ部は、第１の折り畳み部と第２の折り畳み部とが接合されることで形成されており、前記管が前記第２の形態をなす場合に、前記第１の折り畳み部は、前記枝管のうち折り畳まれた部分が前記接合部内に食い込むように形成され、前記第２の折り畳み部は、前記主管に前記第１の折り畳み部を収容するようにして形成され、前記マチ部は、前記管が前記第１の形態をなす場合に、前記接合部が前記股部となることを特徴とする前記付記７又は８に記載の管。
【０１８２】
（付記１０）
前記管が前記第１の形態をなす場合に、前記マチ部は、前記第１の折り畳み部が開くことで前記一方の枝管の管壁と連続する面を形成し、前記第２の折り畳み部が開くことで前記他方の枝管の管壁と連続する面を形成することを特徴とする前記付記９に記載の管。
【符号の説明】
【０１８３】
１  主管
２  枝管
３  枝管
４  接合部
５  ハブ部
６  第１のスポーク部
７  第２のスポーク部
８  タワー部
９  第３のスポーク部
１０  人工血管
１１  端面
２０  部分楕円体
２１  部分楕円体
２２  部分楕円体
２３  楕円体
２４  楕円体
２５  楕円体
３０  楕円面
３１  楕円面
３２  楕円面
３３  楕円面
３４  楕円面
３５  楕円面
４０  傾斜楕円錐
４１  舌部
４２  舌部
４３  舌部
４４  舌部
４５  舌部
４６  舌部
４７  底辺
４８  頂点
７０  マチ部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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