(57)【要約】【課題】  呼吸器、消化器の手術では、癌などの切除後における気管または気管支、消化管などの再建の問題が重要である。本発明は、患者に負担を与えず、供給に問題がなく、安全性が高い人工気管、気管支、消化管を提供する。【解決手段】  本発明は、人工気管、気管支、消化管であって、高純度のアミノ多糖類キチンを微細繊維状不織布管にしたもの、もしくはカーボンナノチューブなどの素材を微細繊維状不織布管にしたもので、止血効果に優れ創傷治癒促進効果及び上皮化促進効果があることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気管または気管支の手術のあと、その気管または気管支を再生医療で再建するための足場としてのキチン質もしくはカーボンナノチューブを用いた微細繊維状不織布管などの人工気管、人工気管支。
【請求項２】
消化管の手術のあと、消化管を再生医療で再建するための足場としてのキチン質もしくはカーボンナノチューブを用いた微細繊維状不織布管の生体素材の人工消化管。
【請求項３】
呼吸できるようにするための気密性を保持するキチン質もしくはカーボンナノチューブを用いた微細繊維状不織布管などの人工気管、気管支。
【請求項４】
食物を食べられるようにするため水密性を保持するキチン質もしくはカーボンナノチューブを用いた微細繊維状不織布管などの人工消化管。
【請求項５】
前記人工気管、気管支・消化管は、管状であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の人工臓器。
【請求項６】
前記人工気管支・消化管は高純度のアミノ多糖類キチンもしくはカーボンナノチューブを微細繊維状不織布管にしたもので、止血効果に優れ創傷治癒促進効果があることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の人工臓器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸器・消化管の再建手術に関し、欠損部分を、気密水密性の高い生体吸収素材で補填することによって呼吸、消化機能を可能にする人工気管、気管支・消化管の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
呼吸器、消化管の手術のあとでは、呼吸し食物を消化して生命を維持するために気管、気管支、消化管などを再建する必要がある。通常は、直接吻合するか、患者の気管支を切除して用いたり、患者の胃や腸管を食道の代用に用いたりするが、手術部位の外に切開が必要になり、手術が大きくなって患者の負担が大きいので、高齢者などの手術は不可能である。また、肺がんの切除範囲が大きければ、気管、気管支は吻合しきれない場合もある。短腸症候群などでは既に再建に利用し得る消化管がもう残っていないため、他の消化管を再建に利用することが不可能であり、栄養吸収障害で患者は死亡するか、中心静脈栄養の管理が不可欠になる。
【０００３】
胆管がんなどに伴う胆道再建では、乳頭の括約筋が存在しないので、感染症を併発し命を失う場合も多い。そこで代用臓器として現在までラテックスゴムやゴムチューブなどが人工の気管または気管支・消化管として臨床にも応用されてきたが、異物であるので、一定期間の後には必ず廃絶され、すべて失敗してきた。
【０００４】
臓器移植も試みられているが、気管、気管支の場合は肺全体の移植になるので、ドナー肺は常に不足するだけでなく、気管支は外界に接触するので感染も多い。小腸移植なども試みられているが、消化管はその内腔が直接外界と接する部分であるので、感染しやすい。また、小腸移植は、その強い拒絶反応のために、いまだその成績は満足のいくものではない。肺移植でも小腸移植でも免疫抑制剤が不可欠なので感染はしばしば致命的になる。
【０００５】
最近の再生医療の発展によりコラーゲンなどの足場としての応用が考えられているが、気密性・水密性を保持できないので、気管・消化管が再生するまでシリコンで覆って数ヶ月の呼吸管理や絶食が必要であった。これは実質的には患者の集中治療室での管理を意味するので、患者の肉体的精神的経済的負担は大きく、国家の医療経済の負担も大きい。
【特許文献１】特開平５−３１７４０９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような問題を解決するために、自己組織を用いた再生医療が試みられているが、気管、気管支、消化管の再生医療では、細胞が再生して増殖するまで数週間から数ヶ月必要になるので、その間は再生した気管支で呼吸させたり、消化管に食物を通したりするのに制限がある。コラーゲンなどの物質では生体親和性は高いが、気密水密を保てないので、レスピレータ管理、中心静脈栄養管理が不可欠になり、患者は集中治療室のようなところで入院管理が必要になる。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消した人工臓器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、気密性・水密性の高い生体吸収性素材を用いれば、手術後早期に呼吸、食事摂取が可能になるので、キチン医用材料もしくはカーボンナノチューブで作成した管のような気密水密性の高い材料で人工気管、気管支、人工消化管を作成する。
【０００９】
作成された人工気管、気管支、人工消化管は生体吸収性素材であり、慢性期には自己組織に置き換わり拒絶反応の心配はない。
【００１０】
キチン質のような生体素材は止血効果に優れ上皮化促進効果があることを特徴とする。
【００１１】
作成された人工気管、気管支、人工消化管は気密性・水密性が高く手術後早期に呼吸、食事摂取が可能になり、患者の負担が少ない。
【００１２】
作成された人工気管、気管支を使った手術は、患者自身の気管、気管支を切除して使った手術より侵襲が少なくなる。
【００１３】
作成された人工消化管を使った手術では、食道などの手術では、開腹しての胃や腸管の切除が必要なくなるので患者の負担は圧倒的に小さくなる。
【００１４】
作成された人工消化管を使った手術では、食道などの手術では、胸腔鏡だけでの手術も可能になり、呼吸機能の悪い患者にも手術が可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の人工臓器は、患者の負担を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施例）
図１は、人工気管支の簡単なシェーマを示す。肺がんの大きな侵襲ではしばしば気管支再建が困難であるが人工気管支があれば手術は軽減する。
【００１７】
図２は、人工消化管の簡単なシェーマを示す。食道癌手術では従来は胃や腸管を切除して食道の代用としていたが手術侵襲が大きく高齢者の手術はできない。人工食道の発明により、胸腔鏡手術も視野に入る。
【００１８】
図３は、キチン材料の手術中の様子を示す。動物実験で有効性が確認されている。
【００１９】
人工気管、気管支、消化管に用いるキチン医用材料は、抽出精製された高純度のアミノ多糖類キチンを微細繊維状不織布にした、生体親和性が高いもので、副作用もなく、上皮化促進効果にも優れている。
【００２０】
これらキチン質の由来は特に限定されず、各種生物の殻、皮、骨、軟骨、腱、臓器などから抽出・精製して得られる混合物を用いることができる。カーボンナノチューブを応用した管作成でも由来は特に限定されない。
【００２１】
具体的な使用形態は、不織布状のシート又はチューブである。
【００２２】
創傷治癒促進と上皮化促進効果と気密性、水密性を得るため、予め自己血液を採血し、コーティングを行う。血液中に含まれる自己の各種栄養因子によって、自己組織の再生が更に促進される効果も期待できる。
【００２３】
自己血液に加えて、骨髄より採取・培養した間葉系幹細胞などの幹細胞、前駆細胞や自己細胞を、更には塩基性線維芽細胞増殖因子（ｂＦＧＦ）などの刺激因子を単独又は前者とともに、人工消化管を患者に適用する際又は適用以前に適用することが好ましい。ここで、前者はキチン材料と協調して組織の再生を促すものであり、キチン材料が後者の散逸を防ぎ局所に止めることでその機能を充分に発揮させる。
【００２４】
人工消化管を埋め込む時は、再生組織の血流を確保するために、人工消化管の外周を大網で被覆することが好ましい。
【００２５】
試験例―１
日本人とほぼ同じ体重を保持する山羊を実験動物に用い、人工消化管の実験を行った。吸入麻酔にて麻酔導入した後、頚部切開して食道にアプローチし、約１０ｃｍの長さの食道を切除した。高純度のアミノ多糖類キチンを微細繊維状不織布にし、筒状に形成して自己血液に浸してコーティングした後に、食道の代用として山羊の食道に端々吻合した。二層に縫合して皮膚を閉じた後にケージに移し、麻酔からさめた後に抜管を行った。
【００２６】
山羊は反芻動物であるので、手術直後から反芻を行い始め、胃内容物が人工食道を通して口腔内と胃を往復し続けているが、キチン医用材料の人工食道は水密性を保って機能している。
【００２７】
本実施例の人工気管、気管支・人工消化管は、その供給源に左右されることなく安定して供給可能である。気密性水密性素材として期待でき、手術後、速やかに機能して水密性を保つことも動物実験で確認されているので、従来のコラーゲンなどを応用した再生医療と比較しても患者の負担は圧倒的に少なく、速やかな社会復帰が促される。これは医療経済の上でもきわめて重要である。
【００２８】
さらに自己気管または気管支・消化管が再生するまで残存して自己組織の再生促進作用を示す一方、徐々に分解吸収され自己組織と置換するので、安全に使用することができるだけでなく、上皮再生促進効果も期待される。
【００２９】
再生する組織が自己気管、気管支・自己消化管であるため、臓器移植の時のように免疫抑制剤を服用する必要がなく、拒絶反応の心配もない。新たに自己気管支・自己消化管の再生を誘導するため、これまで治療法のなかった短腸症候群や各種疾患にて大量に消化管を失った人々への治療にも有効と思われる。
【００３０】
また胆管の手術では、従来は胆管と腸管を直接吻合し、括約筋がないので感染症を合併していたが、本実施例により乳頭括約筋を保持したまま生理的な胆道再建が可能になり、多くの患者にとって福音となる。
【００３１】
また、食道の手術では、食道切除後の再建用の胃や腸管の採取が不要となるので、無用な皮膚切開を減らし、手術の侵襲を小さくすることで患者の手術に伴う苦痛を大幅に軽減することができるだけでなく、従来手術が不可能であった高齢者や呼吸機能不全患者も手術可能になる。再建のために胃も腸管も犠牲にならないので、手術後患者の生活の質が大幅に改善する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】人工気管支の簡単なシェーマを示す図である。
【図２】人工消化管の簡単なシェーマを示す図である。
【図３】キチン材料の手術中の様子を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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