(57)【要約】【課題】心臓付近の動脈に用いる場合においても、長期間の開存が良好なコラーゲンを含む人工血管を提供すること。【解決手段】コラーゲンを含む管状体の外側に生分解性合成材料を主として含む被覆層を備えていることを特徴とする人工血管が提供される。上記被覆層としては、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ−ε−カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、ポリジオキサノンなどの生分解性合成材料あるいはテフロン（登録商標）、ポリウレタン、シリコーンなどの生体適合性材料が好ましく、ポリ乳酸がより好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コラーゲンを含む管状体の外側に生分解性合成材料または生体適合性材料を主として含む被覆層を備える、人工血管。
【請求項２】
前記被覆層が、チューブ状物またはシート状物が捲回されたスパイラル状である、請求項１に記載の人工血管。
【請求項３】
前記生分解性合成材料が、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ−ε−カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、およびポリジオキサノンからなる群より選択される１種もしくは複数である、請求項１または２に記載の人工血管。
【請求項４】
前記被覆層がポリ乳酸により構成される、請求項１から３のいずれかに記載の人工血管。
【請求項５】
前記生体適合性材料が、テフロン（登録商標）、ポリウレタン、およびシリコーンからなる群より選択される、請求項１または２に記載の人工血管。
【請求項６】
前記被覆層の厚さが１０μｍ〜１．０ｍｍである、請求項１から５のいずれかに記載の人工血管。
【請求項７】
前記管状体が、コラーゲンの層状構造物が捲回されて形成される、請求項１から６のいずれかに記載の人工血管。
【請求項８】
前記管状体の内側に、平滑フィルム層を備える、請求項１から７のいずれかに記載の人工血管。
【請求項９】
コラーゲンを含む管状体の最外層が、生分解性合成材料または生体適合性材料で被覆されている、人工血管。
【請求項１０】
前記生分解性合成材料または生体適合性材料の被覆が、コーティング、チューブ状物の配置、またはシート状物の捲回により行われている、請求項９に記載の人工血管。
【請求項１１】
前記生分解性合成材料が、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ−ε−カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、およびポリジオキサノンからなる群より選択される１種もしくは複数である、請求項９または１０に記載の人工血管。
【請求項１２】
前記生体適合性材料が、テフロン（登録商標）、ポリウレタン、およびシリコーンからなる群より選択される、請求項９または１０に記載の人工血管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生医療に使用可能である、コラーゲンを含む管状体を主として用いた人工血管に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、疾患または損傷がある動脈や静脈などの血管に対し、その代替品として人工血管を用いられ、生体内で分解し吸収可能な生分解性材料による人工血管の開発も広く行われている。
【０００３】
かかる人工血管としては、生分解性材料として、ポリリン酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンなどの合成材料が用いられた人工血管が提案されており（例えば、特許文献１）、血管壁の一部を構成する材料でありかつより適合性の優れた生分解性材料であるコラーゲンを用いた人工血管も提案されている（特許文献２）。後者の人工血管は、コラーゲン糸状物が同一層において複数本ほぼ平行に配列した層状構造物を、コラーゲン糸状物の配列方向が層状構造物間で互いに角度をなすように複数重ねて接着されたコラーゲン不織布を用いて管状に成形しているので、移植に優れた縫合強度を有し、繊維密度にむらがなく、内径が一定であり、歪みがない。そのため、この人工血管は、長い血管などの欠損部に対しても移植および再生を可能とするものである。
【特許文献１】特開２００３−２４６８５１号公報
【特許文献２】特開２００４−１８８０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記コラーゲンを用いた人工血管は、ウサギの頸動脈へ埋植した開存試験においては、埋植３ヶ月を経過すると、人工血管を構成するコラーゲンはほぼ吸収され、その後も３ヶ月を超えて開存するという良好な結果が得られている。しかし、これに対し、上記人工血管をブタなどの大型の動物に用い、しかも心臓付近の動脈に用いた場合には、心臓付近においてはウサギなどの小動物に比べ血圧が高いことから、長期間の埋植に対しては人工血管が破裂することが懸念される。また生体親和性の高いコラーゲン製の人工血管へは外部組織が集まりやすく、人工血管の内腔を閉塞することも考えられる。さらに、人工血管を埋植した後は、更なる手術を必要としないことが再生医療としては好適である。
【０００５】
つまり、本発明の目的は、心臓付近の動脈に用いる場合においても、長期間の開存が良好なコラーゲンを含む人工血管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、コラーゲンを含む管状体の外側に生分解性合成材料または生体適合性材料を主として含む被覆層を備えていることを特徴とする人工血管を用いることにより、長期間の開存が良好であることを見出し、本発明に至った。
【０００７】
本発明は、コラーゲンを含む管状体の外側に生分解性合成材料または生体適合性材料を主として含む被覆層を備える、人工血管を提供する。
【０００８】
１つの実施態様では、上記被覆層は、チューブ状物またはシート状物が捲回されたスパイラル状である。
【０００９】
さらなる実施態様では、上記生分解性合成材料は、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ−ε−カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、およびポリジオキサノンからなる群より選択される１種もしくは複数である。
【００１０】
好適な実施態様では、上記被覆層はポリ乳酸により構成される。
【００１１】
別の実施態様では、上記生体適合性材料は、テフロン（登録商標）、ポリウレタン、およびシリコーンからなる群より選択される。
【００１２】
ある実施態様では、上記被覆層の厚さは１０μｍ〜１．０ｍｍである。
【００１３】
他の実施態様では、上記管状体は、コラーゲンの層状構造物が捲回されて形成される。
【００１４】
好適な実施態様では、上記管状体の内側に、平滑フィルム層を備える。
【００１５】
本発明はまた、コラーゲンを含む管状体の最外層が、生分解性合成材料または生体適合性材料で被覆されている、人工血管を提供する。
【００１６】
１つの実施態様では、上記生分解性合成材料または生体適合性材料の被覆は、コーティング、チューブ状物の配置、またはシート状物の捲回により行われている。
【００１７】
ある実施態様では、上記生分解性合成材料は、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ−ε−カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、およびポリジオキサノンからなる群より選択される１種もしくは複数である。
【００１８】
別の実施態様では、上記生体適合性材料は、テフロン（登録商標）、ポリウレタン、およびシリコーンからなる群より選択される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の人工血管は、被覆層を外側に備えているので、コラーゲンを含む管状体の分解吸収が進むことによって内腔に高い圧力が加わった場合であっても、管状体が破裂することを防止することができる。外部組織が人工血管の周囲に集まってきた場合も、内腔がつぶれて人工血管が閉塞することを防止することができる。さらに、この被覆層によって人工血管の内腔への外部組織の侵入を防止することができ、コラーゲン製管状体と外部組織との癒着を防止することも可能である。また、既存血管との接続端からの血管の再生も可能である。このように、本発明によれば、心臓付近の動脈に用いる場合においても、長期間の開存が良好なコラーゲンを含む人工血管が提供される。したがって、本発明の人工血管を埋植した後は、更なる手術を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、コラーゲンを含む管状体の外側に生分解性合成材料または生体適合性材料を主として含む被覆層を備えていることを特徴とする人工血管である。以下、本発明の人工血管について、図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の人工血管１の一実施態様例を示す模式的斜視図である。図２は、図１における人工血管１のＡ−Ａ断面図である。本発明の人工血管１は、コラーゲンを含む管状体２の外側に、生分解性合成材料または生体適合性材料を含む被覆層３を備え、内腔４を有している。
【００２２】
（被覆層）
本発明の人工血管１の外側に設けられている被覆層３は、生分解性合成材料または生体適合性材料を含むものである。上記被覆層３を外側に備えることにより、管状体２の分解吸収が進み、内側のコラーゲンを含む管状体２の内腔に高い圧力が加わったとしても、管状体２が破裂することを防止できる。逆に、外部組織が人工血管１の周囲に集まってきた場合であっても、内腔がつぶれて人工血管１が閉塞することを防止できる。また、人工血管１が生分解性合成材料または生体適合性材料を含む被覆層３を有することにより、人工血管１の内腔への外部組織の侵入も防止することができ、さらに、コラーゲン製管状体２と外部組織との癒着をも防止することが可能である。
【００２３】
上記被覆層３は、人工血管１に集まってきた組織から人工血管１を保護する機能を有し、かつ外部組織と直接接触する必要があることから、生分解性合成材料または生体適合性材料を主として含む。例えば、上記被覆層３が、生分解性合成材料を主として含む場合は、管状体２を構成するコラーゲンと同様に、生体内でほぼ分解吸収されるので、更なる手術の必要がない。
【００２４】
上記被覆層３は、生分解性合成材料または生体適合性材料を主として含む被覆層であれば限定されるものではないが、生分解性合成材料または生体適合性材料のみからなる被覆層であっても、生分解性合成材料または生体適合性材料の層上にヘパリンなどの薬剤がコーティングされたものであってもよい。上記被覆層は、生体内で経時的に分解されるものであることが、生体への負担軽減のために好ましい。
【００２５】
上記被覆層３としては、生分解性合成材料または生体適合性材料を含むチューブ状物の層であってもよく、生分解性合成材料または生体適合性材料を含むシート状物が捲回されてスパイラル状の構成を有する層であってもよい。これらの構成は、目的、用途、材料の有する特性などに応じ、より容易に製造することができる形態を採用することができる。
【００２６】
チューブ状物は、例えば、生分解性合成材料または生体適合性材料を含む糸を、織機や組機を用いてチューブ状に編むことにより製造してもよい。あるいは、生分解性合成材料または生体適合性材料を含むペレットを、有機溶剤（アセトン、ヘキサフルオロ−２−プロパノール、クロロホルム、ジクロロメタンなど）に溶解し、型に流し込み、凍結乾燥して多孔質系のチューブ状物を得ることも可能である。
【００２７】
上記被覆層に含まれる生分解性合成材料は、生体内で分解されるものであれば、特に限定されるものではないが、生体内で吸収が良好に行われることから、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリε−カプロラクトン、ポリジオキサノンなどが挙げられる。これらから選択される１種の材料を用いてもよく、もしくはポリ乳酸−グリコール酸共重合体、グリコール酸−ε−カプロラクトン共重合体、乳酸−ε−カプロラクトン共重合体などの複数の材料を用いてもよい。特に、ポリ乳酸は、コラーゲンが２ヶ月程度で分解されるのに対して、完全分解されるのが３年程度と形状を保つことが可能な期間が長いため、補強材もしくは保護層としての機能をより発揮し易く、好ましく用いられる。
【００２８】
上記生分解性合成材料としては、具体的には、ポリグリコール酸［２〜３ヶ月］、Ｌ−乳酸−グリコール酸コポリマー（１０：９０）［１０週］、Ｄ，Ｌ乳酸−グリコール酸コポリマー（５０：５０）［１〜８週］、Ｄ，Ｌ乳酸−グリコール酸コポリマー（８５：１５）［３〜７ヶ月］、グリコール酸−ε−カプロラクトンコポリマー（７５：２５）［４ヶ月］、ポリ−Ｌ−乳酸［３〜５年］、ポリ−Ｌ，Ｄ−乳酸［２〜３ヶ月］、Ｌ−乳酸−ε−カプロラクトンコポリマー（７５：２５）［１年］、Ｌ−乳酸−ε−カプロラクトンコポリマー（５０：５０）［６〜８ヶ月］、ポリ−ε−カプロラクトン［５年以上］、ポリ−ｐ−ジオキサノン［６ヶ月］、グリコール酸−トリメチレンカーボネートコポリマー（６７：２３）［６ヶ月］、またはグリコール酸−トリメチレンカーボネート−ジオキサノン３元共重合体（６０：２６：１４）［２〜３ヶ月］などを用いることができる。これらの生分解性合成材料は、公知の方法により容易に合成することが可能であり、また、これらの合成材料を製造するメーカーから、市販のものを購入する方法や注文・発注により入手する方法などによっても容易に入手することができる。なお、［  ］の内の記載は、生体内で分解・吸収される目安の期間である。この期間を考慮して、目的や用途などに応じて、生分解性合成材料の種類を選択することができる。
【００２９】
上記生体適合性材料は、生分解性ではないが生体適合性を有するものであれば、特に限定されるものではない。例えば、テフロン（登録商標）、ポリウレタン、シリコーンなどが挙げられる。
【００３０】
本発明において被覆層３は、生分解性合成材料または生体適合性材料を主とする層が管状体２の外側に形成されれば、その形成方法は限定されるものでなく、コラーゲンを含む管状体２の最外層を、生分解性合成材料または生体適合性材料で被覆することで、容易に得ることができる。上記生分解性合成材料または生体適合性材料の被覆方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、上記生分解性合成材料または生体適合性材料をコーティングする方法、上記生分解性合成材料または生体適合性材料のチューブ状物を配置する方法、上記生分解性合成材料または生体適合性材料のシート状物を捲回する方法などにより被覆を施すことができる。
【００３１】
上記生分解性合成材料または生体適合性材料のコーティング方法は、特に限定されるものではなく、目的、材料、および用途に応じて、上記生分解性合成材料または生体適合性材料の溶液を、コラーゲンを含む管状体２の外側に、塗布、噴霧、および／または含浸させる方法が挙げられる。この方法によれば、管状体２の外側にチューブ状の被覆層３が形成される。
【００３２】
また、上記生分解性合成材料または生体適合性材料のチューブ状物を配置する方法としては、生分解性合成材料または生体適合性材料を含むチューブ状物の内側にコラーゲンを含む管状体を挿入する方法、生分解性合成材料または生体適合性材料を含むチューブ状物に縦方向にスリットを形成し、スリットを広げてコラーゲンを含む管状体を内部に収納する方法などが挙げられる。さらに、上記生分解性合成材料または生体適合性材料のシート状物を捲回する方法としては、コラーゲンを含む管状体の外側に生分解性合成材料または生体適合性材料を含むシート状物を捲回させる方法などが挙げられる。シート状物を捲回させる方法により、スパイラル状の被覆層が形成される。さらに、これらの方法を組み合わせて、複層構造としての被覆を行ってもよい。これらの被覆層の配置は、目的、材料、用途などに応じて適宜選択することが可能である。
【００３３】
本発明において生分解性合成材料または生体適合性材料を主として含む被覆層３は、その厚さが特に限定されるものではないが、層の形成が容易であり、一定の補強および保護機能が得られれば十分であることから、層の厚さが１０μｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００３４】
（コラーゲンを含む管状体）
本発明の人工血管１は、内側にはコラーゲンを含む管状体２を備える。上記管状体２としては、コラーゲンを含むものであれば、特に限定されるものではないが、コラーゲンを主材料として用いたものであることが、生体適合性、組織再生、細胞増殖などの点で、より好ましい。コラーゲンの由来については、ヒト、ウシ、ブタ、ウサギ、ヒツジ、ネズミ、鳥類、魚類などの動物種の皮膚、腱、骨、軟骨、臓器などから抽出されるものであり得る。また、コラーゲンのタイプとしてはＩ型、III型などの分類可能なタイプのうちいずれかに限定されるものではないが、取り扱い上の観点から、Ｉ型が特に好適である。
【００３５】
管状体２としては、例えば、コラーゲン不織布を管状に成形した管状体が挙げられる。このような管状体としては、具体的には、コラーゲン不織布を捲回して管状に成形した管状体であって、コラーゲン糸状物が複数本ほぼ平行に配列した層状構造を有し、コラーゲン糸状物の配列方向が互いに角度をなすように層状構造が複数重ねられ、接着された管状体を用いることができる。
【００３６】
コラーゲン不織布を構成するコラーゲン糸状物は、その径は特に限定はされないが、約５μｍ〜１.５ｍｍ程度のほぼ均一な外径を有するものが好適で、更に約１０〜２００μｍ程度のほぼ均一な外径を有するものが最適である。また、コラーゲン糸状物は生分解性物質でコーティングされていてもよい。ここで、生分解性物質とは、上述の生分解性合成材料だけでなく、天然の生分解性物質をも包含し、例えば、コラーゲン、ヒアルロン酸などが挙げられる。コラーゲン糸状物が複数本ほぼ平行に配列した層状構造としては、複数本の糸状物が同一平面上に略均等な間隔をあけて直線的に配置された層状構造である。同じ層において、配列された糸状物のなす鋭角の角度は約５°以下であり、好ましくは約０°である。また、同じ層状構造物でのコラーゲン糸状物の間隔は、通常、約０〜４０ｍｍであり、好ましくは約０〜１０ｍｍ、さらに好ましくは約０〜１ｍｍである。
【００３７】
上述のコラーゲン不織布とは、互いに接する層状構造物のコラーゲン糸状物同士がその接触部で接着されることによって形成される、布状の構造体である。コラーゲン不織布においては、第１の層状構造物に配列された糸状物と第２の層状構造物に配列された糸状物との配列方向のなす鋭角の角度、すなわち、隣接する層状構造間において糸状物の長さ方向の軸が交わる角度が、特定の角度が形成される。この角度は特に限定されるものではないが、不織布としての強度や製造が容易であることから、略直角であることが好ましい。
【００３８】
上記管状体２の製造方法としては、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。コラーゲン不織布を管状に成形した管状体を例に挙げて、具体的に説明する。まず、コラーゲン不織布は、コラーゲン糸状物を複数本ほぼ平行に配列した層状構造物を、コラーゲン糸状物の配列方向が任意の角度をなすように複数重ね、接着することによって作製することができる。なお、層状構造物間は、隣接する層状構造物のコラーゲン糸状物同士がその接触部で接着される。また、コラーゲン糸状物は、可溶化されたコラーゲン溶液を紡糸原液として紡糸されたものを用いることができる。可溶化されたコラーゲンとしては、溶媒に溶解できるよう処理が施されたコラーゲンを用いることができる。
【００３９】
可溶化されたコラーゲン溶液の溶媒としてはコラーゲンを可溶化できるものであれば特に限定されない。代表的なものとしては、塩酸、酢酸、硝酸などの希酸溶液；エタノール、メタノール、アセトンなどの親水性有機溶媒と水との混合液；水などが挙げられる。これらは単独でまたは２種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。このうち最も好ましくは水である。また、コラーゲン溶液のコラーゲン濃度は、紡糸可能な濃度であれば特に限定されないが、好ましくは、約４〜１０％(w/v)であり、さらに好ましくは、約５〜７％(w/v)である。紡糸方法については、公知のものを用いればよい。
【００４０】
上記コラーゲン不織布は、必要によりさらに種々公知の物理的または化学的架橋処理を施してもよい。架橋処理を施す段階は問わない。すなわち各種架橋処理を施した糸状物で上記不織布を形成してもよいし、上記不織布を形成した後に各種架橋処理を施してもよい。また、２種以上の架橋処理を併用してもよく、その際、処理の順序は問わない。物理的架橋方法の例としては、γ線照射、紫外線照射、電子線照射、プラズマ照射、熱脱水反応による架橋処理などが挙げられる。化学的架橋方法としては、例えば、ジアルデヒド、ポリアルデヒドなどのアルデヒド類、エポキシ類、カルボジイミド類、イソシアネート類などとの反応、タンニン処理、クロム処理などが挙げられる。この架橋処理により、生体内に移植された際に分解・吸収される時間を、未架橋の場合に比較して飛躍的に遅延させることが可能となり、また物理的強度も向上する。したがって、コラーゲン不織布を生体の欠損部を補填または補綴する場合に、組織の再生を完了するまでの期間、体内で必要な膜強度を維持することが可能となる。
【００４１】
また、上記方法で得られるコラーゲン不織布は、上述の生分解性物質でコーティングを施してもよい。コラーゲン不織布に生分解性物質でコーティングを施す方法の一例としてはバインダー処理が挙げられる。バインダー処理とは、不織布に、溶液状の材料を含浸させた後、適当な乾燥方法で乾燥を行い、不織布中の糸状物同士の結合を補強する処理である。溶液状の材料は、生分解性物質の水溶液であることが好ましい。このバインダー処理によりコラーゲン不織布は膜状に成形され、未処理の不織布よりもはるかに物理的強度が向上し、したがって縫合強度も格段に向上する。
【００４２】
上記管状体の製造方法は、公知の方法を用いることができ、例えば、コラーゲン不織布を円柱またはチューブの側面に繰り返し巻きつけて、コラーゲン不織布を積層させる方法を用いることができる。円柱またはチューブの素材は特に限定されないが、ポリフッ化エチレン系繊維、ポリプロピレンなどの撥水性の高い材料が好ましい。コラーゲン不織布を巻きつける回数、あるいはコラーゲン不織布を作製する際の層状構造物の積層数、つまりコラーゲン糸状物の全積層回数を多くすることにより、縫合強度を制御することが可能である。したがって、目的などに応じて、適宜積層回数を決定すればよい。
【００４３】
このようにして製造されたコラーゲンを含む管状体は、その外側に、上述の生分解性合成材料または生体適合性材料を主として含む被覆層３を備えていることにより、血管再生材料として、好適に用いることができる。
【００４４】
（平滑フィルム層）
本発明の人工血管１は、図３に示すように、さらに、最内層に平滑フィルム層５を備えていてもよい。平滑フィルム層５によって人工血管１の内腔面は平滑になる。そのため、白血球や血小板などの血球成分の付着、さらにはタンパクなどの血液成分の付着が続くことによって生ずる血液凝固を防止することができる。したがって、平滑フィルム層５は、層（抗血栓層）として機能することが可能である。
【００４５】
このような平滑フィルム層５は、生分解性物質で構成される。生分解性物質としては、上述のようにコラーゲンやヒアルロン酸などが挙げられるが、内皮、中皮、外皮に属する細胞群（内皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞）を組織として構築するために存在するコラーゲンが好ましい。さらに、抗血栓性をより向上させるために、血液と接触する最内層である平滑フィルム層５の表面に抗血栓性材料を塗布することも可能である。抗血栓性材料としては、ヘパリン、低分子ヘパリン、ワーファリン、メシル酸ナファモスタットなどが挙げられ、ヘパリンが好ましい。また、血小板の粘着、凝集を抑制する目的で、血栓形成を予防する効果のあるアスピリンなどの抗血小板薬が塗布されていてもよい。
【００４６】
生分解性物質からなる平滑フィルム層５の作製方法としては、種々公知の方法を用いることができる。一例としては、次のとおりである：コラーゲン溶液を紡糸する際に使用する親水性有機溶媒の濃度を下げ、含水率の高い状態でコラーゲン糸状物を紡糸し、吸着水に半溶解した状態のコラーゲン糸状物を円柱またはチューブに巻きつける；次いで、糸状物が互いに融合することによってフィルム状となり、これを乾燥させてフィルム層を作製することができる。この半溶解状態で巻きつけることができるコラーゲン糸状物の適切な含水率の割合は、１０〜５０重量％であり、好ましくは１５〜３０重量％が適切である。別の例としては、次のとおりである：可溶化コラーゲン溶液を紡糸したコラーゲン糸状物（乾燥状態）を、円柱またはチューブの側面に巻きつけて、得られた巻き取り物を、コラーゲン溶液を調製する際に使用した親水性有機溶媒に一定時間浸し、引き上げる；次いで、コラーゲン糸状物を吸着した親水性有機溶媒に溶解させることにより互いに融合してフィルム状となるので、これを乾燥させてフィルム層を作製することができる。あるいは、低濃度のコラーゲン溶液を管状の鋳型に流し込み凍結乾燥させ、スポンジ状のチューブを作製した後、コラーゲン溶液を調製する際に使用した溶媒などに一定時間浸し、引き上げた後、スポンジ状のチューブを吸着溶液に溶解させることによりフィルム状となるので、これを乾燥させて平滑フィルム層を作製してもよい。
【００４７】
本発明の人工血管１は、医療用として使用する前に、γ線滅菌、紫外線滅菌などの公知の方法によって、滅菌処理を施す必要がある。また、コラーゲン以外の生分解性合成材料であるポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ乳酸ポリグリコール酸共重合体、ポリリン酸などからなる１種もしくは数種を含む糸状物を用いても、同様な医療用不織布を作製することが可能である。
【００４８】
（キット形態）
以上に説明した本発明の人工血管１は、コラーゲンを含む管状体２の外側に被覆層３を備える一体型の形態であるが、これを間接的に実施することも可能である。例えば、(i)上記コラーゲンを含む管状体２および上記被覆層３をそれぞれ用意し、(ii)手術の際に所定の位置にコラーゲンを含む管状体２を配置した後、この管状体２のまわりに被覆層３を配置することにより、本発明の人工血管１を配置することができる。
【００４９】
したがって、本発明の人工血管１は、例えば、上記コラーゲンを含む管状体２および上記被覆層３を含むキット形態で提供することもできる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明の人工血管の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、％は、特記しない限り％(w/w)（質量％）を示す。
【００５１】
＜実施例１＞
（１）コラーゲンを含む管状体の製造
（１−１）コラーゲン巻き取り物の作製
ブタ由来Ｉ型、III型混合コラーゲン粉末（日本ハム株式会社製、ＳＯＦＤタイプ、Lot No.0102226）を注射用蒸留水（大塚製薬株式会社製）に溶解し、５％コラーゲン水溶液を調製した。そして、この５％コラーゲン水溶液をシリンジ（ＥＦＤ社製、Disposable Barrels/Pistons、５５cc）に充填し、シリンジに装着した針から該コラーゲン水溶液をエアーポンプで空気圧により、９９．５％(v/v)エタノール（和光純薬工業株式会社製、特級）で満たされた第１のエタノール槽に吐出した。この際、シリンジに装着した針としては、Ultra Dispensing Tips（ＥＦＤ社製、３０G、ID：φ０．１６mm)を使用した。吐出した５％コラーゲン水溶液が脱水されて糸状物になったのち、当該糸状物を第１のエタノール槽から引き上げた。第１のエタノール槽から引き上げたコラーゲン糸状物を、第１のエタノール槽とは完全に分離独立した第２のエタノール槽（９９．５％(v/v)エタノール（和光純薬工業株式会社製、特級）で満たされている）に室温で約３０秒間浸漬し、さらに凝固を施した。続いて、第２のエタノール槽からコラーゲン糸状物を引き上げ、１５ｒｐｍで回転する板状部材（１辺１５ｃｍの正方形、厚さ５ｍｍ）に巻き取った。板状部材に均等にコラーゲン糸状物を巻き取っていくために、板状部材と第２のエタノール槽との間には、コラーゲン糸状物の水平位置を周期的に移動させる機構を備え付け、その往復速度は１．５ｍｍ／秒（糸状物は約６ｍｍの間隔で巻き取られる）および往復幅は約１２ｃｍとした。巻き取りは、３６０回巻き取るたびに板状部材の回転軸を９０度方向転換させるように設定しておき、３６０回の巻き取りを８回繰り返し（合計巻き取り数２８８０回）、板状部材の両面に８層のコラーゲン糸状物の層状構造を有するコラーゲン巻き取り物を得た。
【００５２】
（１−２）コラーゲン不織布の作製
上記（１−１）にて作製されたコラーゲン巻き取り物を、バキュームドライオーブン（ＥＹＥＬＡ社製；VOS-３００VD型）および油回転真空ポンプ（ＵＬＶＡＣ社製；GCD１３５-XA型）を用いて１２０℃にて減圧下（１Torr（133Pa）以下）で２４時間熱脱水架橋反応を行った。これとは別に、ブタ由来Ｉ型、III型混合コラーゲン粉末（日本ハム株式会社製、ＳＯＦＤタイプ、Lot No.010226）を注射用蒸留水（大塚製薬株式会社製）に溶解し、１％コラーゲン水溶液を調製した。この１％コラーゲン水溶液を、熱脱水架橋反応後のコラーゲン不織布に含浸させ、乾燥させた後、上記板状部材の各片（周縁部）に沿って切断し、２枚のコラーゲン不織布を得た。
【００５３】
（１−３）ヘパリンが塗布された平滑フィルム層を有するポリフッ化エチレンチューブの作製
上記（１−１）と同様に、ブタ由来Ｉ型、III型混合コラーゲン粉末（日本ハム株式会社製、ＳＯＦＤタイプ、Lot N.0102226）を注射用蒸留水（大塚製薬株式会社製）に溶解して５％コラーゲン水溶液を調製した。この５％コラーゲン水溶液をシリンジ（ＥＦＤ社製、Disposable Barrels/Pistons 、５５cc）に充填し、シリンジに装着した針より該コラーゲン水溶液をエアーポンプの空気圧により、９９．５％(v/v)エタノール（和光純薬工業株式会社製、特級）で満たされた第１のエタノール槽に吐出した。この際、シリンジに装着した針としては、Ultra Dispensing Tips（ＥＦＤ社製、３２G、ID：φ０．１１mm）を使用した。吐出した５％コラーゲン水溶液が脱水されて糸状物になったのちに、第１のエタノール槽から引き上げた。第１のエタノール槽から引き上げられたコラーゲン糸状物を、第１のエタノール槽とは完全に分離独立した含水率１５％(v/v)〜２０％(v/v)のエタノール水溶液で満たされた第２のエタノール槽に、室温で約３０秒間浸漬し、水分を含有した糸状物を調製した。続いて、第２のエタノール槽からコラーゲン糸状物を引き上げ、１５０ｒｐｍで回転させている外径６．０ｍｍのポリフッ化エチレンチューブに巻きつけた。ポリフッ化エチレンチューブに糸状物が均等に巻き取られるように、ポリフッ化エチレンチューブと第２のエタノール槽との間には、糸状物をポリフッ化エチレンチューブの軸方向に周期的に往復移動させる装置を設け、その往復速度は１．５ｍｍ／秒とした（糸状物を、０．２５ｍｍ間隔で巻き取った）。含水率の高い状態の糸状物は、巻き取り終了後、互いに融合し、ポリフッ化エチレンチューブに付着した管状のフィルム層が形成された。そのフィルム層をポリフッ化エチレンチューブに付着させたまま風乾により乾燥させて、平滑フィルム層を有するポリフッ化エチレンチューブを作製した。次いで、この平滑フィルム層全体に、抗血栓性材料であるヘパリン（アベンティスファーマ株式会社製、ノボ・ヘパリン注１０００）をヘラを用いて引き延ばしながら塗布した。ヘパリン塗布量は、フィルム層１ｃｍ２あたり約１８０単位とした。こうして、ヘパリンが塗布された平滑フィルム層を有するポリフッ化エチレンチューブが得られた。
【００５４】
（１−４）コラーゲンを含む管状体の作製
ブタ由来Ｉ型、III型混合コラーゲン粉末（日本ハム株式会社製、ＳＯＦＤタイプ、Lot No.0102226）を、注射用蒸留水（大塚製薬株式会社製）に５％の濃度になるように溶解して、平滑フィルム層を接着するための接着剤として調製した。この接着剤を、上記（１−２）にて作製したコラーゲン不織布の一方の面の１辺に沿って５ｍｍ幅に、ヘラを用いて薄く引き延ばして塗布した。この塗布部分を、上記（１−３）で作製した平滑フィルム層を有するポリフッ化エチレンチューブの長手方向に貼付し、乾燥させて平滑フィルム層とコラーゲン不織布とを接着させた。次に、この接着剤をコラーゲン不織布の接着させるべき面全体に塗り込み、コラーゲン不織布をチューブに巻きつけた。４周巻きつけた後、余分なコラーゲン不織布を破断機により切り取った。常温にて４時間自然乾燥させることにより、平滑フィルム層を有する管状体が得られた。得られた管状体に、上記（１−２）と同様の条件で、２４時間熱脱水架橋を施した。熱脱水架橋後、３．７５％炭酸水素ナトリウム水溶液中に約１時間浸漬し、次に１．８７５％炭酸水素ナトリウム水溶液中に約８時間浸漬することによって中和処理を施した。次いで、注射用蒸留水に約１２時間浸漬し、炭酸水素ナトリウムを洗浄した。蒸留水で洗浄後、再度上記（１−２）と同様の条件で２４時間熱脱水架橋を施して熱脱水架橋を終了させた。架橋処理した管状体からポリフッ化エチレンチューブを抜いて、内径６．０ｍｍ、外径７．０ｍｍ、全長約１２ｃｍのコラーゲンを含む管状体を得た（図４）。
【００５５】
（２）生体適合性材料を含む被覆層の準備
被覆層として、４５ｍｍ四方のテフロン（登録商標）製のシート状物（ニチアス社製）を選択した。
【００５６】
（３）人工血管の製造
ウサギよりも大型の動物であるブタにおいて、本発明の人工血管を、以下の方法により、心臓付近の動脈に埋植する実験を行った。クラウン系ミニブタ（雄、体重約５ｋｇ；株式会社ジャパンファーム）に、初期麻酔をした。初期麻酔は、塩酸ケタミン３ｍＬ（動物用ケタラール：三共エール薬品株式会社）、アザペロン５ｍＬ（動物用ストレスニル：三共株式会社）、および硫酸アトロピン１ｍＬ（扶桑薬品工業株式会社）を混合した薬品を、ミニブタに投与することにより行った。次に、イソフルラン吸入剤（エスカイン：メルク・ホエイ）をミニブタに吸入させることにより全身麻酔を行った。全身麻酔下において肋間開胸して、下行大動脈を露出させた。露出した下行大動脈を約３．０ｃｍ切除し、この箇所に上記（１）で作製した内径６.０ｍｍのコラーゲンを含む管状体を５−０の縫合糸を用いて連続吻合にて各断端を縫合した。この際、コラーゲンを含む管状体の長手方向の長さが３．０ｃｍとなるようにカットして使用した。次に、上記（２）で準備したテフロン（登録商標）製のシート状物を、上記コラーゲンを含む管状体および吻合部分を被覆するように捲回した。つまり、被覆層は２層のテフロン（登録商標）製のシート状物が捲回されたスパイラル状となる。捲回した被覆層は、その周囲を１−０の縫合糸で巻きつけた後、縛ることにより固定した。これにより間接的に本発明の人工血管を製造した。その後、血流を再開させた。
【００５７】
埋込まれた人工血管は、埋植後２ヶ月および３ヶ月の各期日に摘出し、開存およびＨＥ染色により細胞増殖性を確認した。結果を、それぞれ図５〜８に示す。図５および図６からわかるように、上記方法にて作製した人工血管は、３ヶ月を経過しても破裂することなく、またコラーゲンも残存した状態で開存が確認され、内腔の肥厚化も認められなかった。また、ＨＥ染色を行った結果、中枢および末梢側の各断端から人工血管側へ内皮細胞および平滑筋細胞の増殖を確認した（図７および図８）。
【００５８】
＜比較例１＞
実施例１における上記（３）において、コラーゲンを含む管状体の外側にテフロン（登録商標）製のシート状物を捲回しなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。つまり、上記実施例１で作製したコラーゲンを含む管状体を、そのまま豚の下行大動脈に置換移植した。埋め込まれた人工血管は、埋植後２ヶ月および３ヶ月の各期日に摘出し、開存状態を確認した。その結果、埋植後２ヶ月の埋植箇所では、血管内膜の肥厚化による狭窄が確認された（図９）。さらに、埋植後３ヶ月の埋植箇所は、閉塞していた（図１０）。
【００５９】
＜実施例２＞
（１）コラーゲンを含む管状体の製造
（１−１）〜（１−４）の工程は、実施例１と同様に行った。つまり、コラーゲンを含む管状体は実施例１と同じものを用いた。但し、コラーゲンを含む管状体は、内径８.０ｍｍ、外径９．０ｍｍ、全長約１２ｃｍとなるように作製した。
【００６０】
（２）生分解性合成材料を含む被覆層の製造
重量平均分子量１８〜２０万のポリ乳酸の糸（東レ株式会社、エコディア、３３Ｔ−ＬＡ１０）１０本を卓上型撚糸機（Ｍａｒｕｓａｎ、ＡＭＴ−２）を用いて合糸した。この合糸をリリアン紐編機（Ｍａｒｕｓａｎ、ＣＫ−Ｎ）を用いて編むことにより内径約９ｍｍのチューブ状物（被覆層）を得た。
【００６１】
（３）人工血管の製造
上記（１）により得られた外径９．０ｍのコラーゲンを含む管状体を、上記（２）により得られた内径９．０ｍｍの生分解性合成材料のチューブ状物の内側に挿入することにより、人工血管を製造した。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の人工血管は、被覆層を外側に備えているので、コラーゲンを含む管状体の分解吸収が進むことによって内腔に高い圧力が加わった場合であっても、管状体が破裂することを防止できる。外部組織が人工血管の周囲に集まってきた場合も、内腔がつぶれて人工血管が閉塞することを防止できる。さらに、この被覆層によって人工血管の内腔への外部組織の侵入を防止することができ、コラーゲン製管状体と外部組織との癒着を防止することも可能である。また、既存血管との接続端からの血管の再生も可能である。このように、本発明によれば、心臓付近の動脈に用いる場合においても、長期間の開存が良好な人工血管が提供される。そのため、本発明の人工血管を埋植した後は、更なる手術を必要としない。したがって、再生医療分野において、患者への負担を軽減し、良好な予後を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の人工血管の一実施態様例を示す模式的斜視図である。
【図２】図１における人工血管のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の人工血管において平滑フィルム層を内側に設けた場合の断面図である。
【図４】本発明のコラーゲンを含む管状体の写真である。
【図５】実施例１における本発明の人工血管の埋植後２ヶ月の埋植箇所の状態を示す写真である。
【図６】実施例１における本発明の人工血管の埋植後３ヶ月の埋植箇所の状態を示す写真である。
【図７】実施例１における本発明の人工血管の埋植後２ヶ月のＨＥ染色の光学顕微鏡写真である。
【図８】実施例１における本発明の人工血管の埋植後３ヶ月のＨＥ染色の光学顕微鏡写真である。
【図９】比較例１における被覆層のない人工血管の埋植後２ヶ月の埋植箇所の状態を示す写真である。
【図１０】比較例１における被覆層のない人工血管の埋植後３ヶ月の埋植箇所の状態を示す写真である。
【符号の説明】
【００６４】
１    人工血管
２    コラーゲンを含む管状体
３    生分解性合成材料を含む被覆層
４    内腔
５    平滑フィルム層
【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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【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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