(57)【要約】液化重合体から管形構造体を製造する装置であって、（ａ）液化重合体を射出する射出機、（ｂ）射出機に対して第一電位差を保持し、かつその上に重合体シェルを生成するように設計され構築されている沈着電極、及び（ｃ）重合体シェルの複数の予め定められた副領域の重合体シェルの局部密度を増大して、縦方向に密度が交互に変わる管形構造体を提供する機構を含んでなる装置。
2004531652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化重合体から管形構造体を製造する装置であって、
（ａ）液化重合体を射出する射出機、
（ｂ）前記射出機に対して第一電位差を保持し、かつその上に重合体シェルを生成するように設計され構築されている沈着電極、及び
（ｃ）前記重合体シェルの複数の予め定められた副領域の前記重合体シェルの局部密度を増大して、縦方向に密度が交互に変わる管形構造体を提供する機構
を含む装置。
【請求項２】
前記局部密度を増大する前記機構は押圧機構を備えている請求項１の装置。
【請求項３】
前記局部密度を増大する前記機構は互いに間隔をとって位置している複数のローラを備えている請求項１の装置。
【請求項４】
前記局部密度を増大する前記機構は螺旋パターンを備えている請求項１の装置。
【請求項５】
前記局部密度を増大する前記機構は剛性の不規則パターンを備えている請求項１の装置。
【請求項６】
前記沈着電極は少なくとも一つの回転マンドレルを含んでいる請求項１の装置。
【請求項７】
前記射出機は前記沈着電極に沿って移動するように作動する請求項１の装置。
【請求項８】
前記射出機は液化重合体のジェットを製造する機構を備えている請求項１の装置。
【請求項９】
液化重合体のジェットを製造する前記機構は射出電極を備えている請求項８の装置。
【請求項１０】
さらに、液化重合体を入れる貯槽を備えている請求項１の装置。
【請求項１１】
さらに、前記射出機に対し第二電位差を保持しかつ前記沈着電極と前記射出機の間に生成した電界を修正するのに用いる補助電極を備えている請求項１の装置。
【請求項１２】
前記補助電極は前記電界の不均一性を低下させる働きをする請求項１１の装置。
【請求項１３】
前記補助電極は、前記沈着電極上に形成された管形構造体の繊維の配向を制御する働きをする請求項１１の装置。
【請求項１４】
前記補助電極は、平板形、円筒形、トーラス形及びワイヤ形からなる群から選択される形態である請求項１１の装置。
【請求項１５】
前記補助電極は前記沈着電極に沿って移動するように作動する請求項１１の装置。
【請求項１６】
前記補助電極は前記沈着電極に対して角度をなして傾斜している請求項１１の装置。
【請求項１７】
前記沈着電極の方に移動する少なくとも一つの重合体繊維束を提供するために、前記射出機が射出した複数の重合体繊維の少なくとも一部を絡ませる機構をさらに備えている請求項１の装置。
【請求項１８】
前記複数の重合体繊維の少なくとも一部を絡み合わせる前記機構は、前記射出機の横に離れて位置し、前記射出機に対して第三電位差を保持しそして前記射出機と前記沈着電極の間に画成された第一軸のまわりを回転する少なくとも一つの成分を有する電界を提供できる電極システムを備えている請求項１７の装置。
【請求項１９】
前記電極システムは、前記第一軸のまわりを回転するように作動する少なくとも一つの回転電極を備えている請求項１８の装置。
【請求項２０】
前記射出機と前記少なくとも一つの回転電極は、前記沈着電極にそって独立して移動するように作動する請求項１９の装置。
【請求項２１】
前記射出機と前記少なくとも一つの回転電極は、前記沈着電極にそって同期して移動するように作動する請求項１９の装置。
【請求項２２】
液化重合体から管形構造体を製造する方法であって、
（ａ）電気紡糸法によって、液化重合体を、射出機から沈着電極の方に射出して重合体シェルを製造し、次いで
（ｂ）前記重合体シェルの複数の予め定められた副領域の前記重合体シェルの局部密度を増大して、縦方向に交互に密度が変わる管形構造体を提供すること
を含む方法。
【請求項２３】
さらに、前記ステップ（ａ）と（ｂ）を少なくとも一回、独立して繰り返すことを含んでいる請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記局部密度は、前記重合体シェルの前記予め定められた副領域に圧力をかけることによって増大される請求項２２の方法。
【請求項２５】
前記局部密度は、互いに間隔をおいて配置された複数のローラを前記重合体シェルに押し付けることによって増大される請求項２２の方法。
【請求項２６】
前記局部密度は、螺旋パターンを前記重合体シェルに押し付けることによって増大される請求項２２の方法。
【請求項２７】
前記局部密度は、剛性不規則パターンを前記重合体シェルに押し付けることによって増大される請求項２２の方法。
【請求項２８】
さらに、前記射出するステップの前に、液化重合体を電荷制御剤と混合することを含んでいる請求項２２の方法。
【請求項２９】
前記射出機は前記沈着電極に対して第一電位差を保持する請求項２８の方法。
【請求項３０】
前記射出機は液化重合体のジェットを製造する機構を備えている請求項２２の方法。
【請求項３１】
液化重合体のジェットを製造する前記機構は射出電極を備えている請求項３０の方法。
【請求項３２】
さらに、前記沈着電極と前記射出機の間に生成した電界の不均一さを低下させることを含んでいる請求項２２の方法。
【請求項３３】
前記沈着電極に対して第二電位差を保持しかつ前記沈着電極の近くに位置する補助電極を配置することによって前記電界の不均一さを低下させる請求項３２の方法。
【請求項３４】
さらに、前記沈着電極上に形成される管形構造体の繊維の配向を制御することを含む請求項２２の方法。
【請求項３５】
前記沈着電極に対して第二電位差を保持しかつ前記沈着電極の近くに位置する補助電極を配置することによって繊維配向が制御される請求項３４の方法。
【請求項３６】
前記補助電極は、平板形、円筒形、トーラス形及びワイヤ形からなる群から選択される形態である請求項３３の方法。
【請求項３７】
前記補助電極は、平板形、円筒形、トーラス形及びワイヤ形からなる群から選択される形態である請求項３５の方法。
【請求項３８】
さらに、前記補助電極を前記沈着電極にそって動かすことを含む請求項３３の方法。
【請求項３９】
さらに、前記補助電極を前記沈着電極にそって動かすことを含む請求項３５の方法。
【請求項４０】
さらに、前記補助電極を前記沈着電極に対して角度をなして傾けることを含む請求項３３の方法。
【請求項４１】
さらに、前記補助電極を前記沈着電極に対して角度をなして傾けることを含む請求項３５の方法。
【請求項４２】
さらに、前記沈着電極の方に移動する少なくとも一つの重合体繊維束を提供するように、前記射出機が射出した複数の重合体繊維の少なくとも一部を絡み合わせることを含んでいる請求項２２の方法。
【請求項４３】
前記絡み合わせるステップは、前記沈着電極と前記射出機の間に画成された第一軸のまわりを回転する少なくとも一つの成分を有する電界を提供することを含んでいる請求項４１の方法。
【請求項４４】
前記射出機の横に離して配置され、前記沈着電極に対して第三電位差を保持しかつ時間依存性電界を提供するように作動する電極システムを提供することによって、少なくとも一つの回転成分を有する電界が提供される請求項４３の方法。
【請求項４５】
前記射出機の横に離して配置され、前記沈着電極に対して第三電位差を保持しかつ前記第一軸のまわりを回転するように作動する少なくとも一つの回転電極を提供することによって、少なくとも一つの回転成分を有する電界が提供される請求項４３の方法。
【請求項４６】
さらに、前記射出機と前記少なくとも一つの回転電極を前記沈着電極にそって独立して移動させることを含んでいる請求項４５の方法。
【請求項４７】
さらに、前記射出機と前記少なくとも一つの回転電極を、前記沈着電極にそって同期して移動させることを含んでいる請求項４５の方法。
【請求項４８】
電気紡糸された重合体繊維の少なくとも一つの層を含む管形構造体であって、その層は各々、予め定められた多孔度を有しかつ管形構造体の縦方向に密度が交互に変わる管形構造体。
【請求項４９】
血管プロテーゼとして有用な大きさと特性を持っている請求項４８の管形構造体。
【請求項５０】
前記電気紡糸された重合体繊維は生体適合性重合体である請求項４８の管形構造体。
【請求項５１】
前記電気紡糸された重合体繊維はポリエチレンテレフタレート繊維及びポリウレタン繊維からなる群から選択される請求項４８の管形構造体。
【請求項５２】
前記少なくとも一つの層のうちの少なくとも一つは、その中に組みこまれた少なくとも１種の薬剤を含有し、管形構造体を身体血管系内に移植中又は移植した後、前記少なくとも１種の薬剤を身体血管系に送達する請求項４８の管形構造体。
【請求項５３】
前記電気紡糸された重合体繊維は生物分解性重合体及びバイオステーブル重合体の混合物である請求項５２の管形構造体。
【請求項５４】
電気紡糸された重合体繊維の少なくとも一つの層を含む血管プロテーゼであって、その層は各々予め定められた多孔度を有し、かつ血管プロテーゼの縦方向に密度が交互に変わる血管プロテーゼ。
【請求項５５】
前記電気紡糸された重合体繊維は生体適合性重合体である請求項５４の血管プロテーゼ。
【請求項５６】
前記電気紡糸された重合体繊維はポリエチレンテレフタレート繊維及びポリウレタン繊維からなる群から選択される請求項５４の血管プロテーゼ。
【請求項５７】
前記少なくとも一つの層のうちの少なくとも一つは、その中に組みこまれた少なくとも１種の薬剤を含有し、血管プロテーゼを身体血管系内に移植中又は移植した後、前記少なくとも１種の薬剤を身体血管系に送達する請求項５４の血管プロテーゼ。
【請求項５８】
前記電気紡糸された重合体繊維は生物分解性重合体及びバイオステーブル重合体の混合物である請求項５７の血管プロテーゼ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の技術分野と背景
本発明は、電気紡糸（ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ）によって管形構造体を製造する方法と装置に関し、さらに詳しく述べると耐キンク形成性（ｋｉｎｋｉｎｇ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が改良された重合体繊維管形構造体を製造する方法と装置に関する。本発明はさらに、耐キンク形成性の改良された管形構造体に関する。
【０００２】
医療と産業の多くの用途において、重合体繊維で製造された管形構造体が、例えば血管プロテーゼ、シャントなどとして使用されている。重合体繊維の管形構造体が、複雑な形態にすることができるように、破断やキンク形成なしで曲げることができるようないくつもの弾性特性を、同時に維持しながら、拍動圧力に応答して引裂きや潰れに抵抗するのに充分な半径方向の引っ張り強さを要求されるとき、この構造体を製造することは特に困難である。
【０００３】
弾性管形製品が曲がると、小さな表面積に対して有限の力を受け、その結果、曲がっている点に対する応力の集中度が高い。その結果、その管形製品は、キンクを生成する。すなわちその管形製品は破壊されるか又は曲がって内腔が潰れる。
【０００４】
このような潰れを防ぐ当該技術分野で公知の典型的方法は、剛性の円形部材によって管形製品の表面を支持して、製品を、縦方向に交互に弾性部分と剛性部分で作る方法である。軸方向に変形する場合、その弾性部材は、半径方向の変形の発生が剛性要素の存在によって同時に抑制されながら、主な弾性特性によって許される限度内で引っ張り−圧縮によって自由に作動できる。
【０００５】
管形製品の半径方向の支持は、２以上の方式で行うことができる。例えば管に波形しわをつくると、直径は異なるが壁厚は変わらない部分を交互に提供する。この場合、必要な剛性は、その管の中心軸線に対してほぼ９０°の角度で配向された複数の壁部材を使って達成される。別の方法は、直径が適当なスチールワイヤ又は重合体糸条製の剛性螺旋パターンで、弾性管の内壁又は外壁を補強する方法である。この種の構造は、呼吸器系の気管や気管支のような生理器官系にも見られ、その器官系では剛性の軟骨組織のリングが弾性結合組織によって相互に接続されている。
【０００６】
血管系では、血管が独特の身体力学的特性を完全な状態で保有している。特に重要なことは、血管の急に曲がった「角」の内腔が潰れないことであり、この特性によって血液の正常な供給が保証される。
【０００７】
とりわけ、液化重合体を電気紡糸する方法を使用して重合体繊維を含む管形製品が得られる、人工血管を含む管形繊維製品の製造法が各種の特許に記述されている。電気紡糸法は極細の合成繊維を製造する方法であり、この方法によれば、技術の操作の数が減りかつ製造される製品の特性の安定性が増大する。
【０００８】
電気紡糸法は、溶媒又は液体を適正に蒸発させて固体の遷移状態にすると不織構造が得られる、液体の細い流れ又はジェットを生成する。その液体の細い流れは、少量の重合体溶液を、電気力によって空間を通じて引っ張ることによって製造される。さらに詳しく述べると、電気紡糸法は、液化された重合体物質が電界にさらされてその液体が電気力によって電極の方に引っ張られさらに硬化工程にかけられる繊維製造方法である。室温では通常固体である液体の場合、硬化工程は単なる冷却であるが、化学的硬化法（重合）又は溶媒を蒸発させる方法も利用できる。製造された繊維は、適切に配置された堆積装置上に集められ次にその装置からはがしとられる。
【０００９】
電気紡糸法で製造された人工血管は、多くの点で天然の筋肉組織と類似している独特の繊維微細構造、高い半径方向のコンプライアンス及び良好なエンドセライゼーション性能（ｅｎｄｏｔｈｅｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｂｉｌｉｔｙ）を含む多くの重要な特性をもっている。しかし、従来の電気紡糸法を利用して製造された人工血管は、キンク生成に耐えることができずさらに最終製品の補強が必要である。
【００１０】
血管プロテーゼの内表面は、血液流の乱流及び関連するトロンボゲン形成症（ｔｈｒｏｍｂｏｇｅｎｅｓｉｓ）を防ぐため完全に平滑でなければならない。管のしわは血液流に影響しトロンボゲン形成症を起こすことがあるので、上記特徴は管のしわを利用することを妨げる。さらに、血管の剛性部材は、半径方向のコンプライアンスを保証しなければならず、そしてできればプロテーゼの壁の基本材料と類似の繊維構造と多孔性をもっているべきである。さらに加えて、その剛性部材は、プロテーゼの弾性部分から分離した状態であってはならない。また一方では血管系で、各種接着剤を利用することは極めて望ましくない。従って、血管内腔が潰れるのを防止するため、上記技法は利用できない。
【００１１】
従って、上記制限のない管形構造体、特に血管プロテーゼを製造する方法と装置が要望されていることは広く知られており、かつこのような方法と装置が得られれば非常に有利であろう。
【００１２】
発明の要約
本発明の一側面によって、（ａ）液化重合体を射出する射出機、（ｂ）射出機に対して第一電位差を保持し、かつその上に重合体シェルを生成するように設計され構築されている沈着電極、及び（ｃ）重合体シェルの複数の予め定められた副領域（ｓｕｂ−ｒｅｇｉｏｎ）の重合体シェルの局部密度を増大して、縦方向に密度が交互に変わる管形構造体を提供する機構を含んでなる、液化重合体から管形構造体を製造する装置が提供される。
【００１３】
下記の本発明の好ましい実施態様のさらなる特徴に従って、上記局部密度を増大する機構は押圧機構を備えている。
【００１４】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記局部密度を増大する機構は互いに間隔をとって位置している複数のローラを備えている。
【００１５】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記局部密度を増大する機構は螺旋パターンを備えている。
【００１６】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記局部密度を増大する機構は剛性の不規則パターンを備えている。
【００１７】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記射出機は沈着電極に沿って移動するように作動する。
【００１８】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記装置はさらに、液化重合体を入れる貯槽を備えている。
【００１９】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記装置はさらに、射出機に対し第二電位差を保持しかつ沈着電極と射出機の間に生成した電界を修正するのに用いる補助電極を備えている。
【００２０】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記補助電極は電界の不均一性を低下させる働きをする。
【００２１】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記補助電極は、沈着電極上に形成された管形構造体の繊維の配向を制御する働きをする。
【００２２】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記補助電極は沈着電極に沿って移動するように作動する。
【００２３】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記補助電極は沈着電極に対して角度をなして傾斜している。
【００２４】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記装置は、沈着電極の方に移動する少なくとも一つの重合体繊維束を提供するために、射出機が射出した複数の重合体繊維の少なくとも一部を絡ませる機構をさらに備えている。
【００２５】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、複数の重合体繊維の少なくとも一部を絡み合わせる上記機構は、射出機の横に離れて位置し、射出機に対して第三電位差を保持しそして射出機と沈着電極の間に画成された第一軸のまわりを回転する少なくとも一つの成分を有する電界を提供できる電極システムを備えている。
【００２６】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記電極システムは、第一軸のまわりを回転するように作動する少なくとも一つの回転電極を備えている。
【００２７】
上記好ましい実施提要のさらに別の特徴に従って、上記射出機と少なくとも一つの回転電極は、沈着電極にそって独立して移動するように作動する。
【００２８】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記射出機と少なくとも一つの回転電極は、沈着電極にそって同期して移動するように作動する。
【００２９】
本発明の別の側面によって、（ａ）電気紡糸法によって、液化重合体を、射出機から沈着電極の方に射出して重合体シェルを製造し、次いで（ｂ）その重合体シェルの複数の予め定められた副領域の重合体シェルの局部密度を増大して、縦方向に交互に密度が変わる管形構造体を提供する、ことを含んでなる、液化重合体から管形構造体を製造する方法が提供される。
【００３０】
下記本発明の好ましい実施態様のさらなる特徴に従って、上記方法はさらに、ステップ（ａ）と（ｂ）を少なくとも一回、独立して繰り返すことを含んでいる。
【００３１】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記局部密度は、重合体シェルの予め定められた副領域に圧力をかけることによって増大される。
【００３２】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記局部密度は、互いに間隔をおいて配置された複数のローラを重合体シェルに押し付けることによって増大される。
【００３３】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記局部密度は、螺旋パターンを重合体シェルに押し付けることによって増大される。
【００３４】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記局部密度は、剛性不規則パターンを前記重合体シェルに押し付けることによって増大される。
【００３５】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記方法はさらに、射出するステップの前に、液化重合体を電荷制御剤と混合することを含んでいる。
【００３６】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記方法はさらに、沈着電極と射出機の間に生成した電界の不均一さを低下させることを含んでいる。
【００３７】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、沈着電極に対して第二電位差を保持しかつ沈着電極の近くに位置する補助電極を配置することによって電界の不均一さを低下させる。
【００３８】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記方法はさらに、沈着電極上に形成される管形構造体の繊維の配向を制御することを含む。
【００３９】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、沈着電極に対して第二電位差を保持しかつ沈着電極の近くに位置する補助電極を配置することによって繊維配向が制御される。
【００４０】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記方法はさらに、補助電極を沈着電極にそって動かすことを含む。
【００４１】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記方法はさらに、補助電極を沈着電極に対して角度をなして傾けることを含む。
【００４２】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記方法はさらに、沈着電極の方に移動する少なくとも一つの重合体繊維束を提供するように、射出機が射出した複数の重合体繊維の少なくとも一部を絡み合わせることを含んでいる。
【００４３】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記絡み合わせるステップは、沈着電極と射出機の間に画成された第一軸のまわりを回転する少なくとも一つの成分を有する電界を提供することを含んでいる。
【００４４】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、射出機の横に離して配置され、沈着電極に対して第三電位差を保持しかつ時間依存性電界を提供するように作動する電極システムを提供することによって、少なくとも一つの回転成分を有する電界が提供される。
【００４５】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、射出機の横に離して配置され、沈着電極に対して第三電位差を保持しかつ第一軸のまわりを回転するように作動する少なくとも一つの回転電極を提供することによって、少なくとも一つの回転成分を有する電界が提供される。
【００４６】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記方法はさらに、射出機と少なくとも一つの回転電極を沈着電極にそって独立して移動させることを含んでいる。
【００４７】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記方法はさらに、射出機と少なくとも一つの回転電極を、沈着電極にそって同期して移動させることを含んでいる。
【００４８】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記沈着電極は少なくとも一つの回転マンドレルを含んでいる。
【００４９】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記射出機は液化重合体のジェットを製造する機構を備えている。
【００５０】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、液化重合体のジェットをつくる上記機構は射出電極を備えている。
【００５１】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記補助電極は、平板形、円筒形、トーラス形及びワイヤ形からなる群から選択される形態である。
【００５２】
本発明のさらに別の側面によって、電気紡糸された重合体繊維の少なくとも一つの層を含む管形構造体が提供され、その層は各々、予め定められた多孔度を有しかつその管形構造体の縦方向に密度が交互に変わる。
【００５３】
下記本発明の好ましい実施態様の別の特徴に従って、その管形構造体は、血管プロテーゼとして有用な大きさと特性をもっている。
【００５４】
本発明のさらに別の側面によって、電気紡糸された重合体繊維の少なくとも一つの層を含む血管プロテーゼが提供され、その層は各々予め定められた多孔度を有し、かつその血管プロテーゼの縦方向に密度が交互に変わる。
【００５５】
下記本発明の好ましい実施態様の別の特徴に従って、その重合体は生体適合性重合体である。
【００５６】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記重合体はポリエチレンテレフタレート及びポリウレタンからなる群から選択される。
【００５７】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、前記少なくとも一つの層は、その中に組みこまれた少なくとも１種の薬剤を含有し、血管プロテーゼを身体血管系内に移植中又は移植した後、その少なくとも１種の薬剤を身体血管系に送達する。
【００５８】
上記好ましい実施態様のさらに別の特徴に従って、上記電気紡糸された重合体繊維は生物分解性重合体及びバイオステーブル（ｂｉｏｓｔａｂｌｅ）重合体の混合物である。
【００５９】
本発明は、製造される管形構造体のキンク形成耐性を改良できる電気紡糸装置と電気紡糸法を提供することによって、現在知られる配置構成の欠点を処理するのに成功している。
【００６０】
図面の簡単な説明
本明細書では、本発明を、添付図面を参照して、単に例示することによって説明する。本明細書の詳細な図面については、その詳細は例示として示されかつ本発明の好ましい実施態様を例示説明することだけを目的とし、そして、本発明の原理と概念の側面の最も有用でかつ容易に理解される説明であると考えらえることを提供するために提供されることを強調するものである。この点について、本発明を基本的に理解するために必要である以上に詳細に本発明の構造の詳細を説明しようとしていないが、図面について行った説明によって、いくつもの形態の本発明をどのようにして実行できるかを当業技術者に対して明らかにした。
図１は従来技術の電気紡糸装置の模式図である。
図２は本発明の一実施態様による、管形構造体を液化重合体から製造する装置の模式図である。
図３ａは本発明による、複数のローラとして具体化した重合体シェルの局部密度を増大する機構を示し、図３ｂは本発明による、螺旋パターンとして具体化した重合体シェルの局部密度を増大する機構を示し、図３ｃは本発明による剛性不規則パターンとして具体化した重合体シェルの局部密度を増大する機構を示す。
図４は本発明による、補助電極をさらに有する管形構造体製造装置の模式図である。
図５は本発明による、重合体繊維の少なくとも一部分を絡み合わせる機構をさらに含む管形構造体製造装置の模式図である。
図６は本発明による、複数の定置電極の形態の絡み合わせ機構の模式図である。
図７は本発明による、少なくとも一つの回転電極の形態の絡み合わせ機構の模式図である。
図８ａは本発明による、網目パターンの高密度領域を有する管形構造体を示し、図８ｂは本発明による、螺旋状パターンの高密度領域を有する管形構造体を示し、図８ｃは本発明による、不規則パターンの高密度領域を有する管形構造体を示す。
【００６１】
好ましい実施態様の説明
本発明は、例えば人工血管のような管形構造体を製造する方法と装置の発明である。
【００６２】
具体的に述べると、本発明は、耐キンク形成性の改良された管形構造体を製造するのに利用できる。
【００６３】
図２〜８に例示されているような本発明を一層よく理解するために、まず、図１に例示されている通常（すなわち従来技術）の電気紡糸装置の構造と作動を参照する。
【００６４】
図１は、電気紡糸を利用して不織材料を製造する装置（図１で装置１０と呼称している）を例示している。
【００６５】
装置１０は、例えば１又は２以上の毛細管孔１４を備えた貯層のような射出機（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）１２を備えている。射出機１２は、液体形態すなわち溶解形態又は溶融形態の紡糸すべき重合体を貯蔵する働きをする。射出機１２は、沈着電極（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１６から予め定められた距離をとって配置されている。沈着電極１６は、その上に管形構造体を形成する働きをする。沈着電極１６は、一般に、マンドレルの形態で又は他の実質的に円筒形の構造で製造されている。沈着電極１６は、重合体で被覆されると管形構造が形成されるような機構で回転する。射出機１２は一般に地絡されるが、沈着電極１６は高電圧で好ましくは負極性の電源に接続されて、射出機１２と沈着電極１６の間に電界を形成する。代わりに、沈着電極１６を地絡し、一方、射出機１２を高電圧で好ましくは陽極性の電源に接続してもよい。
【００６６】
管形構造体を生成するため、液化重合体（例えば溶融重合体又は溶解重合体）が、例えば静水圧の作用下又はポンプ（図１には示していない）を使用して、射出機１２の毛細管孔を通じて押し出される。押出された液化重合体のメニスカスが形成したら直ちに、溶媒蒸発又は冷却の工程が始まり、続いて半剛性の外皮又はクラストを有するカプセルが生成する。射出機１２の領域に単極のコロナ放電を起こす電界が、射出機１２と沈着電極１６の間の電位差によって生成する。その液化重合体は特定の導電度を有しているので、上記カプセルが帯電される。カプセル内の電気反発力によって、静水圧が強く増大する、半剛性の外皮が延伸され次いで、多数の微細破裂点が各外皮の表面に形成されて、射出機１２からの液化重合体の極細ジェットの噴射に至る。
【００６７】
クーロン力の作用によって、ジェットが、射出機１２から離れて逆の極性の電極すなわち沈着電極１６の方に走行する。そのジェットは、電極間の空間を高速で移動して、その空間中で冷却するか又は溶媒が蒸発して、繊維が形成され、その繊維は沈着電極１６の表面上に集められる。
【００６８】
典型的な電気紡糸法（例えば装置１０で利用される方法）で製造される管形構造体は充分な耐キンク形成性を欠いているので、曲げている間、管形構造体の内腔を維持するため、最終製品のさらなる補強が必要な場合が多い。本発明によって、固有の耐キンク形成性を有する（すなわち追加の支持要素なしの）管形構造体を製造する装置が提供される。
【００６９】
本発明の少なくとも一つの実施態様を詳細に説明する前に、以下の説明に述べられているか又は図面に例示されている要素の構造と配列の詳細にその用途が限定されないと解すべきである。本発明は、他の実施態様を各種の方法で実行できる。また、本願で利用される語句と用語は、説明することを目的とするもので、本発明を限定するとみなすべきではないと解すべきである。
【００７０】
ここで図面に戻ると、図２は、本発明の教示に従って管形構造体を液体重合体から製造する、図中全体を装置２０と呼ぶ装置を示している。装置２０は、液化重合体を射出する射出機２１、及び射出機２１に対して第一電位差を保持する沈着電極２２を備えている。沈着電極２２はその上に重合体シェルをつくる働きをする。装置２０は、さらに、その重合体シェルの予め定められた複数の副領域（ｓｕｂ−ｒｅｇｉｏｎ）の重合体シェルの局部密度を増大して縦方向に交互に密度が変わる管形構造体を提供する機構２６を備えている。
【００７１】
射出機２１は好ましくは沈着電極２２に対して第一電位差を保持している。本発明の好ましい実施態様に従って、射出機２１は、沈着電極２２を完全に又は予め定められたように、確実に被覆するため、沈着電極２２にそって移動するように作動できる。さらに沈着電極２２は好ましくは、縦軸線のまわりを回転するように作動する。
【００７２】
射出機２１と沈着電極２２が重合体シェルをつくる作動は、先に詳述した装置１０の射出機１２と沈着電極１６の作動に類似している。機構２６の位置と大きさ及び機構２６が製造されている材料はすべて、沈着電極２２が確実に機構２６を遮へいして、機構２６が近くに存在していることが原因の電界の変化を最小限にするように選択される。機構２６は地絡することが好ましい。
【００７３】
本発明の好ましい一実施態様によれば、機構２６は、重合体繊維の密度を局部的に増大できるどんな装置でもよい。具体的に述べると、機構２６は、重合体繊維が機構２６によって押圧され、効率的にともにひっついて、剛性でかつ密度の高い三次元構造体が得られるような押圧機構であればよい。このような凝縮によって、凝縮領域の電気抵抗がある程度低下するので、これに対応して、続く電気紡糸ステップで、その領域への繊維の堆積が増大する。
【００７４】
ここで３種の機構２６を示す図３ａ〜３ｃを参照する。図３ａには、機構２６が互いに間隔をおいて配置した複数のローラ３２として具体的に示されている。ローラ３２は軸３４に接続されて、軸３４のまわりを自由に回転するように作動する。図３ｂには機構２６が縦軸線３８のまわりを回転するように作動する剛性螺旋パターン３６として具体的に示されている。図３ｃには、機構２６が、縦軸線３８のまわりを回転するように作動する剛性の不規則パターン３７として具体的に示されている。
【００７５】
機構２６が螺旋である好ましい実施態様では、縦方向の力が、機構２６と沈着電極２２の間に存在する。従って、本発明の好ましい実施態様に従って、機構２６は、沈着電極２２の圧迫される副領域が汚れる（ｓｍｅａｒ）のを防ぐため、縦軸線３８にそって移動するように作動する。機構２６の長さは、製造される管形シェルの予め定められた長さが機構２６と接触しているように選択されるものである。
【００７６】
機構２６の回転は、自由回転、又は回転装置３９を使用することによる強制回転のどちらでもよい。本発明の好ましい実施態様に従って、機構２６は、不活性モードすなわち沈着電極２２から離されているモード又は活性モードすなわち機構２６（ローラ３２又は螺旋パターン３６で具体的に示してある）が沈着電極に対して押圧されている場合のモードのいずれでもよい。機構２６がその活性モードにあるとき、機構２６が回転装置３９に接続されているかいないかにかかわらず、沈着電極２２と機構２６の間の相対的横方向の速度は、摺動運動なしの回転を保証するため、実質的にゼロに同期化しなければならない。機構２６が沈着電極２２に対して押圧されると、密度の高い三次元パターンが、形成された管形構造体の表面に現れ始め、そのパターンは図３ａ〜図３ｃに示すような機構２６の形態と大きさに左右される。
【００７７】
上記装置２０は、曲率半径の大きい沈着電極上に管形構造体をつくるのに効率的に使用することができる。しかし、少なくとも部分的に曲率半径が小さい沈着電極を使用する場合、電界の強度が最大のベクトルの配向は、沈着電極２２が繊維によって同軸的に被覆されるような配向である。従って、直径の小さい製品は限定された半径方向の強さを示すことがある。
【００７８】
沈着電極２２が鋭利な端縁及び／又は各種の形態と大きさの凹部をもっている場合、沈着電極２２の近くの電界のマグニチュードが空気の電気力（約３０ｋＶ／ｃｍ）を越えて、沈着電極２２の領域にコロナ放電が発生することがある。本明細書でさらに詳細に述べるように、コロナ放電の作用によって、上記工程の被覆効率が低下する。
【００７９】
コロナ放電が始まると、帯電繊維と符号が逆の電荷を有するかなりの量の空気イオンが生成する。電気力は、それが作用する極性の電荷の方に誘導されるので、これらイオンは、繊維の運動方向と逆の方向に、すなわち沈着電極２２から射出機２４へ移動し始める。その結果、これらイオンの一部が容積電荷（ｖｏｌｕｍｅ  ｃｈａｒｇｅ）（イオン雲）を生成し、この容積電荷は、電極間の空間に、不均一に分布して、電界ラインに、沈着電極２２ではなくて容積電荷を部分的に覆わせる。さらに電極間の空間に逆符号の容積電荷が存在すると、繊維に対する電気力が減少して、多量の繊維が電極間空間にたまる。このような作用は繊維を被覆する工程の効率を低下させることがありさらに繊維を、沈着電極２２上に全く集めることができなくなることさえある。
【００８０】
本発明は、電界を制御するため、装置２０内に補助電極を設けることによって、上記問題点の両方を処理するのに成功している。具体的に述べると、補助電極は、電界の不均一さを実質的に低下させ及び／又は堆積時の繊維の配向を制御することができる。
【００８１】
図４を見ると、小直径及び／又はこみ入った形態の管形構造体を作るのに利用できる本発明の別の好ましい実施態様が図示されている。従って、装置２０は、射出機２１に対して第二電位差を保持している補助電極４６を備えている。補助電極４６は、電極間の空間の電界の方向とマグニチュードを制御する働きをするので、沈着電極２２上に堆積される重合体繊維の配向を制御するのに使用できる。いくつかの実施態様で、補助電極４６は補助遮へい電極として働く。おおまかに述べると、遮へいを利用すると、被覆沈着率が低下し、このことは、曲率半径の小さい部分を少なくとも持っている沈着電極にとって特に重要である。
【００８２】
本発明の好ましい実施態様では、補助電極４６の大きさ、形態、位置及び数は、沈着電極２２の領域のコロナ放電の作用を最小限にしながら被覆沈着率を最大限にするように、及び／又は堆積時の繊維束の配向を制御するように選択される。従って、補助電極４６は各々特定の目的に役立つ各種の形態で製造することができる。本発明の装置２０で使用できる電極の形態としては、限定されないが、平板形、円筒形、トーラス形、ロッド形、ナイフ形、弓形又はリング形がある。
【００８３】
本発明の現在好ましい実施態様では、補助電極４６は、沈着電極２２にそって移動するように作動する。このような縦方向の運動は、繊維の配向に対する制御を高める必要があるときに利用される。この補助電極４６の縦方向の運動は、射出機２１の縦方向の運動に対して独立しているか又はその運動と同期されていてもよい。また、補助電極４６は沈着電極２２の縦軸線に対して４５°〜９０°の角度で傾斜していてもよく、この傾斜は、堆積時の繊維束の配向を制御するのに利用することができ、具体的に述べれば、上記角度が大きいと、著しく極性（横）の配向の繊維束が得られる。
【００８４】
装置２０が製造する管形構造体の用途によっては、最終製品の半径方向及び軸方向の両方の強さ及び／又は弾性を高める必要があることがある。このことは、その管形構造体を、高い弾性、強さ、小さい厚さ、多孔性及び低い坪量の組合せが必要な医療用途に使用したいとき、特に重要である。本発明の好ましい実施態様によれば、管形構造体の強さは、本明細書で述べるような少なくとも一つの回転要素を有する追加の電界を利用して有意に高めることができる。
【００８５】
図５を見ると、装置２０は、沈着電極２２の方へ移動する少なくとも一つの重合体繊維束を提供するために重合体繊維の少なくとも一部を絡み合わせる機構５２をさらに備えている。機構５２は、図６〜７を参照して以下に詳細に説明するように、「飛んでいる（ｏｎ  ｔｈｅ  ｆｌｙ）」重合体繊維を絡み合わせることができる機械要素及び／又は電子要素を備えている。
従って、図６は、機構５２が、射出機２１の横に離して配置されかつ好ましくは射出機２１に対して第三電位差を保持している電極システムを備えている本発明の一実施態様を示す。本発明の好ましい実施態様では、その電極システムは、前記射出機と前記沈着電極の間に画成された第一軸５６のまわりを回転する電界を提供する当該技術分野で公知の方法で構築することができる。
【００８６】
例えば図６に示すように、電極システムは、電極６２と沈着電極２２の間（及び電極６２と射出機２１の間）の電位差が適時変化するように少なくとも一つの電源６４に接続された２以上の定置電極６２を備えている。電源６４は、電極６２間の相対位相を同期化するため、互いに電気的に連通されている。こうして、各定置電極６２は、一定の方向性を有する時間依存性の電界を生成する。電源６４間が電気的に連通していると、すべての（時間依存性）電界ベクトルの合計が第一軸５６のまわりを回転することが保証される。
【００８７】
ここで図７を参照すると、機構５２は、第一軸５６のまわりを回転するように作動する少なくとも一つの回転電極７２として製造される。射出機２１に対して第三電位差を保持している回転電極７２は、その方向が回転電極７２の運動をフォローする電界を生成するので少なくとも一つの回転成分を有する電界が生成する。
【００８８】
本発明の好ましい実施態様によれば、装置２０の作動モードにおいて、液化重合体は射出機２４によって射出されて電界にさらされ、電極間空間内を移動する。電極間空間の電界は、第一軸５６のまわりを回転する少なくとも一つの成分（機構５２と沈着電極２２の間の電位差によって生成する）及び定置電界（射出機２１と沈着電極２２の間の電位差によって生成する）を持っている。従って、液化重合体のジェットは、沈着電極２２の方への運動に加えて、上記電界の回転成分の作用下で第一軸５６のまわりに撚り合わされる。その回転頻度は、電極システムの配置構成及び利用する電位差の値を適切に選ぶことによって制御することができる。
【００８９】
与えられた時間における、機構５２の近くのジェットに対する電界の回転成分の作用は、機構５２から離れて位置しているジェットに対する作用より大きい。従って、繊維の経路は互いに交差し始め、繊維が物理的に接触し絡みあった後に沈着する。
【００９０】
こうして、装置２０は、噴射ジェットの基本繊維から、繊維束の高次生成物（ｈｉｇｈｅｒ−ｏｒｄｅｒ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を生成する。生成した繊維束の構造は、不均質であり、繊維束の機構５２からの距離に左右される。具体的に述べると、繊維の撚り合わせと絡み合いの程度及び繊維束内の繊維の量は、機構５２からの距離の増加関数である。繊維束は、電極間空間内で運動している間に、互いに絡みあって、さらに太い束を形成することができる。
【００９１】
繊維束は、形成されながら、電極間空間を、沈着電極２２の方に向いて移動し続けて、沈着電極２２の上に管形構造体を形成する。製造された材料は、繊維間に多数の摺動接点があることを特徴とする三次元網目構造を有している。このような接点は、繊維間の摩擦力によって、材料の強さを有意に増大する。繊維が相互に変位できると、負荷をかけたときのその不織材料の弾性を増大する。
【００９２】
本発明の別の側面では、管形構造体を液化重合体から製造する方法が提供される。この方法は、例えば装置２０を使用して実行できる以下のステップを含んでいる。従って、第一ステップにおいて、液化重合体が、射出機から沈着電極の方へ、電気紡糸によって射出されて、沈着電極の上に沈着される複数の重合体繊維を形成し、重合体シェルを提供する。第二ステップにおいて、その重合体シェルの局部密度が、重合体シェルの予め定められた複数の副領域（ｓｕｂ−ｒｅｇｉｏｎ）で増大する。これらのステップは、続いて行われるか、又は実質的に同時に行われる。
【００９３】
本発明の好ましい実施態様によれば、上記方法は、沈着電極の方に移動する少なくとも一つの重合体繊維束を提供するため、重合体繊維の少なくとも一部分を絡ませるステップをさらに含んでいる。その上に、この方法は、沈着電極上に形成された管形構造体の繊維及び／又は繊維束の配向を制御するステップをさらに含んでいる。その上さらに、この方法は、沈着電極の近くの電界の望ましくない不均一性を低下させることを含んでいる。繊維及び／又は繊維束の配向を制御しかつ電界の不均一性を低下させる上記ステップは、図４を参照して先に詳細に説明したように、補助電極を使用して実行できる。
【００９４】
本発明の第二ステップは、絡ませる、繊維の配向を制御する及び電界の不均一性を低下させる上記追加のステップが採用されるか否かにかかわらず行われると解すべきである。さらに、これら追加のステップは各々、独立して採用できる。
【００９５】
本発明の好ましい実施態様によれば、上記方法は、繰り返し実行して多層管形構造体を製造することができる。具体的に述べると、第一層が沈着電極上に形成されると、管形構造体の第一層が、縦方向に密度が交互に変わることが特徴となるように前記方法の第二ステップが実行される。その第二ステップは、機構２６を活性モードに切り換えることによって、例えば軸３４を沈着電極へより近く移動させて、ローラ３２を第一層に押しつけることによって行うことができる。
【００９６】
続いて、機構２６は不活性モードに（例えば、軸３４を沈着電極から充分離れた位置に移動させることによって）切り換えられ、次いで電気紡糸ステップを繰り返して追加の層を提供する。
【００９７】
従って、多層構造体が形成され、各層は、複数の高密度部分を備えている。図８ａ〜８ｃは、管形構造体８２の特定の層（例えば第一層）上に形成された３種の高密度パターンを示している。従って、図８ａは管形構造体８２の上に形成されたドーナツ形の高密度パターンを示す。このような高密度パターンは、例えば、さきに詳述して図３ａに示したように、前記機構として複数のローラを使用して局部密度を増大することによって提供することができる。図８ｂは、先に詳述して図３ｂに示したように、押圧機構として螺旋パターンを使用することによって形成することができる高密度パターンを示す。最後に、図８ｃは、管形構造体８２の表面に形成された高密度の不規則なパターンを示し、このパターンは、図３ｃに示しかつ先に記述した押圧機構によってつくることができる。
【００９８】
管形構造体８２の層の外表面の高密度領域は（管形構造体８２を使用したい用途に応じて）予め定められたパターンを有していてもよく、そして図８ａ〜８ｃに示すものに限定されないことは分かるであろう。
【００９９】
産業と医療の各種用途で役に立つ上記管形構造体は、予め定められた多孔性並びに内面及び／又は外面の平滑性を維持しながらキンク形成による崩壊に耐えることができる。上記ドーナツ形部分の典型的な幅は０．５〜３ｍｍの範囲内にある。
【０１００】
本発明の好ましい実施態様では、多層構造体は、血管プロテーゼとして役立つような大きさと特性を有している。本発明の好ましい実施態様によって製造される血管プロテーゼの一つの利点は、その血管プロテーゼを身体血管系内に移植中又は移植後、薬剤を身体血管系中に送達することができることである。こうして、それらの層は各々、身体血管系中に、例えばゆっくり放出する機構によって送達するため、それら層中に、少なくとも１種の薬剤を組みこむことができる。組みこまれる薬剤及びプロテーゼ中に組みこむ濃度と方法は、置換される血管のタイプ及び患者の特定の病状によって決まる。
【０１０１】
本発明の好ましい一実施態様によれば、射出機２１に入れる液化重合体は、例えばポリウレタン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリメタクリル酸メチル、ポリビニル芳香族、ポリビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリ（Ｌ−乳酸）、ポリ（ラクチド−ＣＤ−グリコシド）、ポリカプロラクトン、ポリリン酸エステル、ポリ（グリコール酸）、ポリ（ＤＬ−乳酸）及びいくつかの共重合体である。ＤＮＡ、絹、キトサン及びセルロースなどの生物分子も、合成重合体と混合して使用することができる。重合体の帯電は、改良を要する場合がある。帯電の改良は、本発明に従って、液化重合体を電荷制御剤［例えば双極付加剤（ｄｉｐｏｌａｒ  ａｄｄｉｔｉｖｅ）］と混合して、例えば、電界の作用下で形成されるイオン化空気分子と明らかに良好に相互作用する重合体−双極付加剤複合体を生成することによって行われる。その電荷制御剤は、使用される重合体と電荷制御剤のそれぞれの分子量に応じて、一般に、リットル当たりグラム当量で、例えば約０．００１Ｎ〜約０．１Ｎの範囲内で添加される。
【０１０２】
米国特許第５７２６１０７号、同第５５５４７２２号及び同第５５５８８０９号は、永久電荷を特徴とする繊維であるエレクトレット繊維を、沈着電極を使用しない溶融紡糸法などの方法を使って製造する場合に、縮合重合法と組合わせて電荷制御剤を使用することを教示している。電荷制御剤は、溶融繊維又は部分的に溶融された繊維に組みこんで繊維中にとどめて、長期間、例えば数週間もしくは数ヶ月間にわたって消散しない静電荷を繊維に付与する方法で添加される。本発明の好ましい一実施態様において、前記電荷制御剤は、繊維の外表面に一時的に結合するので、その電荷はその後、すぐに消散する。これは縮合重合が全く行われないので、電荷制御剤と重合体の間の化学的相互反応がなく、さらに、使用される電荷制御剤の濃度が低いからである。従って、得られる管形構造体は、必要な場合、実質的に電荷がない。
【０１０３】
適切な電荷制御剤は、限定されないが、例えば−Ｃ＝Ｃ−基、＝Ｃ−ＳＨ−基又は−ＣＯ−ＮＨ−基を通じて重合体分子に結合できるモノ環式ラジカル及びポリ環式ラジカルを含有し、ビスカチオンアミド類、フェノールとウリールスルフィド（ｕｒｙｌ  ｓｕｌｆｉｄｅ）誘導体、金属錯化合物類、トリフェニルメタン類、ジメチルイミダゾール及びエトキシトリメチルシラン類がある。
【０１０４】
本発明の追加の目的、利点及び新規な特徴は、本発明を限定しない以下の実施例を検討することによって、当業技術者には明らかになるであろう。さらに先に記述され、かつ本願の特許請求の範囲で主張されている本発明の各種実施態様と側面は各々、下記実施例で、実験によって支持されていることが分かる。
【０１０５】
実施例
上記記述とともに下記実施例を参照して、本発明を限定することなく本発明を例示する。
【０１０６】
直径が６ｍｍで長さが２００ｍｍの管形構造体を製作した。
Ｃａｒｂｏｔａｎ３５９５ブレンドのポリウレタンをＰｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｇｒｏｕｐ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから購入した。この重合体は、芳香族ウレタンのハードセグメント（ｈａｒｄ  ｓｅｇｍｅｎｔ）、ポリカーボネートとシリコーンのコソフトセグメント（ｃｏ−ｓｏｆｔ  ｓｅｇｍｅｎｔ）、及び表面改質末端基を備えていた。シリコーン−ウレタン共重合体は、酸化安定性を有する高い機械的特性、加水分解率の低い生体安定性及び血栓抵抗性を組合わせて示す。さらに、この重合体は、繊維形成性能が高いことが特徴である。
【０１０７】
直径が６ｍｍで長さが３００ｍｍのロッドを沈着電極として使用し、その中央の２００ｍｍ長の部分を周囲温度（２４℃）で被覆した。その沈着電極は角速度１００ｒｐｍで回転させた。
【０１０８】
紡糸口を射出電極として使用したが、その紡糸口の内径は０．５ｍｍで流量は３ｍｌ／ｈであった。その射出電極は地絡され、一方、沈着電極は、射出電極に対して−５０ｋＶの電位差に保持した。
射出電極は沈着電極から３５ｃｍ離れた位置に配置した。射出電極の往復運動は、マンドレルの縦方向軸線にそって、１分間当たり５回の頻度で行えるようにした。
【０１０９】
互いに間隔をおいた複数のローラに接続された軸を局部密度を増やす機構として使用した。これらローラ間の間隔は１．２ｍｍでかつ各ローラの幅は０．８ｍｍであった。
【０１１０】
４種の管形構造体を本発明の教示に従って製造したが、各管形構造体について、マンドレルに対して異なるローラ圧を加えた。圧縮副領域の得られた厚さは０．５，０．６，０．８及び０．９ｍｍであった。さらに比較のために、局部密度を増やすステップなしで従来の電気紡糸法を利用して、管形構造体を製造した。
【０１１１】
すべての実験において、電気紡糸法のパラメータは、マンドレルに対するローラの圧力を除いて同一であった。
【０１１２】
製造した管形構造体は、圧縮副領域の厚さの関数として最終製品のキンク生成耐性を比較するため曲げ試験に付した。さらに、各管形構造体の全体及び局部の坪量を測定した。
【０１１３】
表１は、本発明の教示によって、従来の電気紡糸法で製造した管形構造体のいくつかの比較特性値を列挙している。
【０１１４】
【表１】
2004531652.tif 000003
【０１１５】
表１から分かるように、管形構造体の壁の上に圧縮された副領域が存在すると、その構造体に比較的重い副領域が提供される。いくつかの実験において、沈着電極に対する繊維堆積が、上記圧縮された副領域に集中していることが観察される。このことは、表１の下の２行に示されている。つまり圧縮された副領域の壁の厚さが「元の」壁の厚さ（すなわち圧縮されていない副領域の壁の厚さ）より大きい。この観察された現象は、その圧縮された副領域の電気抵抗が低下したことが原因である。
【０１１６】
これらの圧縮された副領域は、その構造体の曲がる性能を有意に高める。圧縮された副領域の壁の厚さが薄ければ薄いほど、その構造体のキンク形成耐性が大きい。
【０１１７】
分かりやすくするために、別個の実施態様の説明で述べられている本発明の特定の特徴を、単一の実施態様に組合わせて提供できることは明らかである。逆に、分かりやすくするため単一の実施態様の説明で述べられている本発明の各種特徴を、別個に又は適切な小さい組合せで提供することもできる。
【０１１８】
本発明をその具体的実施態様で説明してきたが、多くの代替、修正及び変更は当業技術者には明らかであることは明白である。従って、本発明は、本願の請求項の精神と広い範囲内に入っているこのような代替、修正及び変更のすべてを含むものである。本明細書に挙げた刊行物、特許及び特許願はすべて、それら全体を、あたかも、個々の刊行物、特許又は特許願が各々具体的にかつ個々に本明細書に組入れられているのと同じ程度に、本明細書に援用するものである。さらに、本願に文献を引用したことは、このような文献が、従来技術として本発明に利用できるという自白であるとみなしてはならない。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】従来技術の電気紡糸装置の模式図である。
【図２】本発明の一実施態様による、管形構造体を液化重合体から製造する装置の模式図である。
【図３】図３ａは本発明による、複数のローラとして具体化した重合体シェルの局部密度を増大する機構を示し、図３ｂは本発明による、螺旋パターンとして具体化した重合体シェルの局部密度を増大する機構を示し、図３ｃは本発明による剛性不規則パターンとして具体化した重合体シェルの局部密度を増大する機構を示す。
【図４】本発明による、補助電極をさらに有する管形構造体製造装置の模式図である。
【図５】本発明による、重合体繊維の少なくとも一部分を絡み合わせる機構をさらに含む管形構造体製造装置の模式図である。
【図６】本発明による、複数の定置電極の形態の絡み合わせ機構の模式図である。
【図７】本発明による、少なくとも一つの回転電極の形態の絡み合わせ機構の模式図である。
【図８】図８ａは本発明による、網目パターンの高密度領域を有する管形構造体を示し、図８ｂは本発明による、螺旋状パターンの高密度領域を有する管形構造体を示し、図８ｃは本発明による、不規則パターンの高密度領域を有する管形構造体を示す。
【図１】
2004531652.tif 000004
【図２】
2004531652.tif 000005
【図３】
2004531652.tif 000006
【図４】
2004531652.tif 000007
【図５】
2004531652.tif 000008
【図６】
2004531652.tif 000009
【図７】
2004531652.tif 000010
【図８】
2004531652.tif 000011
【国際公開パンフレット】
2004531652.tif 000012
2004531652.tif 000013
2004531652.tif 000014
2004531652.tif 000015
2004531652.tif 000016
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004531652.tif 000052
【国際調査報告】
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