(57)【要約】      （修正有）【課題】既存のグルタールアルデヒドを用いる人工弁に比べて安価でありながら生体適合性の高い弁尖素材及び、前記弁尖素材を安全に製造する技術の提供。【解決手段】心臓弁の形成術又は再建術に用いる弁尖素材を製造するための弁尖素材製造装置であって、生体適合性を有する弁尖素材を生成する生成手段と、弁尖素材の強度を強化する強化手段と、心臓弁の大きさに応じた弁尖のサイズを計測する計測手段と、強化された弁尖素材を計測された弁尖のサイズに応じて整形する整形手段とを備える装置。弁尖素材を生成する為に、自家又は他家細胞を原料として、幹細胞を樹立し、前記幹細胞を弁尖に適合する様に細胞を分化、培養する装置。強化手段としては前記弁尖素材を加熱する弁尖素材製造装置【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓弁の形成術又は再建術に用いる弁尖素材を製造するための弁尖素材製造装置であって、
生体適合性を有する弁尖素材を生成する生成手段と、
前記弁尖素材の強度を強化する強化手段と、
前記心臓弁の大きさに応じた弁尖のサイズを計測する計測手段と、
前記強化された弁尖素材を前記計測された弁尖のサイズに応じて整形する整形手段と、
を備えることを特徴とする弁尖素材製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の弁尖素材製造装置であって、
前記生成手段は、前記弁尖素材を生成するために、生体素材又は化学合成素材を使用する、
弁尖素材製造装置。
【請求項３】
請求項１に記載の弁尖素材製造装置であって、
前記生成手段は、
生体内に埋入され、埋入から所定期間経過後に、その周辺に形成される組織体を取得する人工物を有し、
前記人工物によって取得された組織体から前記弁尖素材を生成する、
弁尖素材製造装置。
【請求項４】
請求項１に記載の弁尖素材製造装置であって、
前記生成手段は、前記弁尖素材を生成するために、自家又は他家細胞を原料として幹細胞を樹立し、これを弁尖に適合するよう分化させた細胞を培養する
弁尖素材製造装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の弁尖素材製造装置であって、
前記強化手段は、前記弁尖素材を強化するために、前記弁尖素材を加熱する、
弁尖素材製造装置。
【請求項６】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の弁尖素材製造装置であって、
前記強化手段は、前記弁尖素材を強化するために、前記弁尖素材を加圧する、
弁尖素材製造装置。
【請求項７】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の弁尖素材製造装置であって、
前記強化手段は、前記弁尖素材を強化するために、非アルデヒド系生体接着剤を用いる、
弁尖素材製造装置。
【請求項８】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の弁尖素材製造装置であって、
前記強化手段は、前記弁尖素材を強化するために、所定出力の光を照射することによって前記弁尖素材の強化対象領域を硬化させる、
弁尖素材製造装置。
【請求項９】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の弁尖素材製造装置であって、
前記強化手段は、前記弁尖素材を強化するために、弱出力プラズマを照射することによって前記弁尖素材の強化対象領域を硬化させる、
弁尖素材製造装置。
【請求項１０】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の弁尖素材製造装置であって、
前記強化手段は、前記弁尖素材を強化するために、ナノファイバー製の収納ケースに前記弁尖素材を収納する、
弁尖素材製造装置。
【請求項１１】
心臓弁の形成術又は再建術に用いる弁尖素材を製造するための弁尖素材製造方法であって、
生体適合性を有する弁尖素材を生成する生成工程と、
前記弁尖素材の強度を強化する強化工程と、
前記心臓弁の大きさに応じた弁尖のサイズを計測する計測工程と、
前記強化された弁尖素材を前記計測された弁尖のサイズに応じて整形する整形工程と、
を含むことを特徴とする弁尖素材製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の自己の心膜で形成又は再建した弁尖素材を用いて大動脈弁を形成又は再建する大動脈弁形成術又は再建術において弁尖素材の組織の強度を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
＜適用疾患について＞
大動脈弁が、動脈硬化等の原因によって硬化もしくは破損すると、弁尖の動きが制限されてしまい、血液の通過障害や逆流が起きる。このような症状を、大動脈弁膜症といい、弁の開き具合が悪くなる大動脈弁狭窄症と、弁の閉じ具合が悪くなる大動脈弁閉鎖不全症に大別される。非特許文献１に開示されたヨーロッパにおける最近の統計によると、弁膜症の中で最も多いのは大動脈弁狭窄症で４３％を占め、大動脈弁閉鎖不全症は１３％を占める。
【０００３】
＜従来の治療＞
弁膜症の治療は、内科治療と外科治療に大別される。比較的軽度の弁膜症の場合には、心筋収縮力を増加させる強心剤や、心不全を改善させる利尿剤を用いた内科治療が行われる。一方、比較的重度の弁膜症の場合には、人工弁を用いた大動脈弁置換術のような外科治療が行われる。大動脈弁置換術において、人工弁として機械弁を使用した場合は、耐久性上のメリットがあるものの、血栓が出来やすいため、抗血液凝固薬を一生飲み続ける必要があり患者への身体的な負担がかかる。また、人工弁として異種生体弁を使用した場合は、抗血液凝固薬を飲む必要はないが、価格が非常に高額である上に、１５年程度で交換が必要となり、経済的な負担が大きい。さらに、機械弁も異種生体弁も、異物には違いないので、拒絶反応を起こすおそれもある。
【０００４】
＜従来の大動脈弁形成術又は再建術＞
このため、近年、従来の弁置換術に代えて、自己心膜等を用いた大動脈弁形成術を確立された（特許文献１、非特許文献２）。この術式によると、硬化した弁尖のうち、超音波サージカルアスピレータなどを用いて石灰除去することにより弁尖として使用できるものはなるべく残して、使用できなくなった弁尖のみを自己の生体膜などで形成して大動脈弁を修復する。この場合に、自己心膜を切断し、取得した心膜を弁尖素材として用いるために、グルタールアルデヒドを含む組織固定溶液に漬けて強度を高める（特許文献２）。このように強化された自己心膜で弁尖を形成すれば、自己の生体組織であるから拒絶反応を起こしたり、血液凝固反応（血栓）を起こしたりする問題もなく、高価な人工弁を購入する必要もない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１０６０１９号公報
【特許文献２】特許第３５１０２４６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】中谷敏「最近の大動脈弁狭窄症の動向と課題」心臓Ｖｏｌ．４２  Ｎｏ．１０  （２０１０）
【非特許文献２】尾崎重之「自己心膜を使用した大動脈弁形成術」人工臓器３９巻３号２０１０年１５７頁〜１６１頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、大動脈弁形成術又は再建術において、患者の自己の心膜で形成した弁尖素材を用いて大動脈弁を形成する際に、次のような問題がある。すなわち、組織固定溶液にグルタールアルデヒドを混ぜるところ、グルタールアルデヒドが特定の国においては安全性の問題から使用規制の対象となっており、同国においては大動脈弁形成術又は再建術を実施できない場合がある。今後、このような規制が諸外国に広がると、大動脈弁形成術又は再建術の恩恵に与ることのできる患者が極めて限定的になってしまう虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、既存の人工弁に比べて安価でありながら、生体適合性の高い弁尖素材を、安全に製造するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は、心臓弁の形成術又は再建術に用いる弁尖素材を製造するための弁尖素材製造装置に関する。本発明に係る弁尖素材製造装置は、生体適合性を有する弁尖素材を生成する生成手段と、心臓弁に相応しい強度をもつように弁尖素材の強度を安全に強化する強化手段と、心臓弁の大きさに応じた弁尖のサイズを計測する計測手段と、強化された弁尖素材を前記計測された弁尖のサイズに応じて整形する整形手段と、を備えることを特徴とする。本発明の弁尖素材製造装置は、弁尖素材を安全に強化する強化手段を備えるため、既存の人工弁に比べて安価でありながら、生体適合性の高い弁尖素材を、安全に強化した上で製造することができる。
【００１０】
本発明に係る弁尖素材製造装置において、生成手段は、弁尖素材を生成するために、生体素材又は化学合成素材を使用することとしてもよい。この態様によると、生成手段は、弁尖素材を生成するために、患者の自己の組織を取得する。患者の自己の組織を用いるので、原価がかからず、拒絶反応が起きにくい。このため、既存の人工弁に比べて安価でありながら、生体適合性の高い弁尖素材を製造することが可能となる。
【００１１】
本発明に係る弁尖素材製造装置において、生成手段は、生体内に埋入され所定期間経過後にその周辺に形成される組織体を取得する人工物を有し、この人工物によって取得された組織体から弁尖素材を生成することとしてもよい。この態様によると、生体が本来備えている治癒能力を利用して、通常の生活を送りながら完全に自分の細胞から弁尖素材を安全、経済的に生成することが可能となる。また移植片が自己組織であるため、拒絶や炎症などがない。その結果、弁尖素材を安全に製造することができる。
【００１２】
本発明に係る弁尖素材製造装置において、生成手段は、弁尖素材を生成するために、自家又は他家細胞を原料として幹細胞を樹立し、これを弁尖に適合するよう分化させた細胞を培養することとしてもよい。この態様によると、例えば患者から採取した細胞を原料として、あるいは、ＨＬＡ型（Human Leukocyte Antigen）が適合する他人から予め採取していた細胞を原料として、幹細胞（例えば、人工多能性幹細胞や、所定の分化能力をもったその他の幹細胞）を樹立し、これを弁尖に適合するよう分化させた細胞を、自己心膜同様の膜状あるいは弁尖状に培養することで、心臓弁に相応しい強度をもつ弁尖素材を生成する。このため、医療従事者が、グルタールアルデヒドを混入した組織固定溶液を使用する必要がない。その結果、弁尖素材を安全に強化した上で製造することができる。
【００１３】
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、弁尖素材を加熱することとしてもよい。この態様によると、加熱によって弁尖素材を強化することができるため、医療従事者が、グルタールアルデヒドを混入した組織固定溶液を使用する必要がない。その結果、弁尖素材を安全に強化した上で製造することができる。
【００１４】
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、弁尖素材を加圧することとしてもよい。この態様によると、加圧によって弁尖素材を強化することができるため、医療従事者が、グルタールアルデヒドを混入した組織固定溶液を使用する必要がない。その結果、弁尖素材を安全に強化した上で製造することができる。
【００１５】
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、非アルデヒド系生体接着剤を用いることとしてもよい。この態様によると、非アルデヒド系生体接着剤によって弁尖素材を強化することができるため、医療従事者が、グルタールアルデヒドを混入した組織固定溶液を使用する必要がない。その結果、弁尖素材を安全に強化した上で製造することができる。
【００１６】
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、所定出力の光を照射することによって弁尖素材の強化対象領域を硬化させることとしてもよい。この態様によると、光の照射によって弁尖素材を強化することができるため、医療従事者が、グルタールアルデヒドを混入した組織固定溶液を使用する必要がない。その結果、弁尖素材を安全に強化した上で製造することができる。弁尖素材を強化するために、弁尖素材を光硬化性材料と反応させてもよい。また、照射光の出力を使い分けることで弁尖素材の整形も同一機構で実現でき、作業時間を短縮可能である。
【００１７】
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、弱出力プラズマを照射することによって弁尖素材の強化対象領域を硬化させることとしてもよい。この態様によると、プラズマによって弁尖素材を強化することができるため、医療従事者が、グルタールアルデヒドを混入した組織固定溶液を使用する必要がない。その結果、弁尖素材を安全に強化した上で製造することができる。また、整形手段は、計測された弁尖のサイズに応じた縁部を、強出力プラズマで切断することで弁尖素材を整形してもよい。これにより、プラズマの出力を使い分けることで弁尖素材の整形も同一機構で実現でき、作業時間を短縮可能である。
【００１８】
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、ナノファイバー製の収納ケースに弁尖素材を収納することとしてもよい。この態様によると、ナノファイバー製の収納ケースを利用して弁尖素材を強化することができるため、医療従事者が、グルタールアルデヒドを混入した組織固定溶液を使用する必要がない。その結果、弁尖素材を安全に強化した上で製造することができる。
【００１９】
本発明の第２の側面は、心臓弁の形成術又は再建術に用いる弁尖素材を製造するための弁尖素材製造方法に関する。本発明に係る弁尖素材製造方法は、生体適合性を有する弁尖素材を生成する生成工程と、心臓弁に相応しい強度をもつように弁尖素材の強度を安全に強化する強化工程と、心臓弁の大きさに応じた弁尖のサイズを計測する計測工程と、強化された弁尖素材を計測された弁尖のサイズに応じて整形する整形工程とを含むことを特徴とする。本発明に係る弁尖素材製造方法は、特に、生成した弁尖素材を安全に強化する強化工程を含むため、既存の人工弁に比べて安価でありながら、生体適合性の高い弁尖素材を、安全に強化した上で製造することができる。なお、第２の側面に係る弁尖素材製造方法においても、上記した第１の側面に係る弁尖素材製造装置において提示した各種態様を採用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、既存の人工弁に比べて安価でありながら、生体適合性の高い弁尖素材を、安全に製造するための技術を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下に説明する形態に限定されるものではなく、以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜変更したものも含む。
【００２２】
＜１．弁尖素材製造装置＞
本発明の第１の側面は、心臓弁の形成術又は再建術に用いる弁尖素材を製造するための弁尖素材製造装置に関する。本発明に係る弁尖素材製造装置は、生体適合性を有する弁尖素材を生成する生成手段と、心臓弁に相応しい強度をもつように弁尖素材の強度を安全に強化する強化手段と、心臓弁の大きさに応じた弁尖のサイズを計測する計測手段と、強化された弁尖素材を前記計測された弁尖のサイズに応じて整形する整形手段と、を備える。
【００２３】
生成手段は、心臓弁の形成又は再建術にあたり、生体適合性を有する弁尖素材を生成する。「心臓弁の形成又は再建術」とは、心臓弁を形成又は再建するための手術であり、例えば大動脈弁形成術や僧帽弁形成術が該当する。なお、ここでいう「心臓弁」は、狭義には心臓内の弁を示すが、広義には、弁の形成又は再建術が適用可能な動脈弁ないし静脈弁も含まれるものであり、本願明細書において「心臓弁」というときには広義の心臓弁を意味する。「生体適合性を有する弁尖素材」とは、生体になじみ、拒絶反応が起きないヒト向けの心臓弁の弁尖素材をいう。このような弁尖素材は、後述する生体素材又は化学合成素材からなり、例えば患者の自己の心膜や組織のほか、コラーゲンのような生体由来材料、シリコーンゴムやポリ乳酸等の合成高分子材料などが含まれる。
【００２４】
強化手段は、心臓弁に相応しい強度をもつように、生成手段によって生成した弁尖素材を安全に強化する。「強化手段」としては、後述するように、化学的、物理的、機械的な手段が該当する。ここで、「心臓弁に相応しい強度」とは、好ましくは、元々生体に備わる生体弁、あるいは従来のグルタールアルデヒド処理された組織と同等かそれ以上の機械的強度をいう。仮にグルタールアルデヒドを用いないと、弁尖素材（即ち、移植片）はその引張り応力（強度）を約５／６失うことが知られている（特許文献２）。このように、十分な強度が備わっていない弁尖素材を用いる場合、当該素材が部分的消化と吸収を受けるために、時間とともにその強度が低下し、最終的には破壊する虞があるために容認されない。一方で、十分な強度を有する弁尖素材が患部に定着すれば、血液の逆流や漏れが生じることがなく、少なくとも従来の異種生体弁と同等の年数は耐久することが期待される。「安全に強化する」とは、医療従事者あるいは患者に対する安全性の問題から使用規制の対象となっていない方法で弁尖素材を強化することをいう。あるいは、移植後の弁尖素材の内皮化を阻害する、細胞毒性を低減しつつ、弁尖素材を強化することをいう。
【００２５】
計測手段は、心臓弁の大きさに応じた弁尖のサイズを計測する。「計測手段」は、患者の心臓弁の大きさを計測することで、対応する弁尖のサイズを間接的に推定するための器具であるか、あるいは患者の弁尖（弁尖を切除した場合には、その交連部）のサイズを直接計測するための器具である。「計測手段」は、例えば、特許文献１に開示された弁尖サイザーのような実測用の器具であってもよいし、心臓弁を撮影し画像解析によって弁尖のサイズを計測するような撮像装置であってもよい。
【００２６】
整形手段は、強化手段によって強化された弁尖素材を、計測手段によって計測された弁尖のサイズに応じて整形する。「整形手段」は、典型的には、計測手段による計測結果に対応したテンプレートと、テンプレートに沿って弁尖素材に裁断ラインを描画する描画用具と、描画ラインに沿って弁尖素材を裁断する裁断用具を含む。ただし、弁尖素材を所望の形状で整形できる限り、上記構成に限られない。
【００２７】
本発明の弁尖素材製造装置は、弁尖素材を安全に強化する強化手段を備えるため、既存の人工弁に比べて安価でありながら、生体適合性の高い弁尖素材を、安全に強化した上で製造することができる。
【００２８】
医師等は、上記のように製造された弁尖素材を用いて弁尖を形成又は再建する。具体的な施術方法の基本作業は、特許文献１と同様である。すなわち、弁尖の中心点と対応する位置に形成されている指標を目印として、その指標が指し示す位置に糸をかけ、中心点を縫合する。この中心点を基準として、交連部に向けて縫い進め、もって弁尖を形成する。
【００２９】
＜２．生成手段の具体的態様＞
続いて、上記した弁尖素材製造装置が備える「生成手段」の具体的態様について説明する。
【００３０】
＜２−１．生成手段の第１の態様：生体素材又は化学合成素材の利用＞
本発明に係る弁尖素材製造装置において、生成手段は、弁尖素材を生成するために、生体素材又は化学合成素材を使用することとしてもよい。
【００３１】
「生体素材」とは、患者の自己の心膜や組織のほか、他人の組織、再生医療によって生成された組織、豚やウシなどの動物の組織が含まれる。「化学合成素材」は、化学的プロセスにより製造される素材の総称であり、生体適合性を有し、収縮および拡張できる弁体であれば、金属材料、高分子材料、または無機材料など特に限定されない。この場合、「生成手段」は、例えば、開胸器や開創器、ハーモニックスカルペルのような超音波手術器である。これにより、胸骨正中切開を行い、心膜を採取することで弁尖素材を生成することが可能となる。
【００３２】
＜２−２．生成手段の第２の態様：生体組織の利用＞
本発明に係る弁尖素材製造装置において、生成手段は、生体内に埋入され所定期間経過後にその周辺に形成される組織体を取得する人工物を有し、この人工物によって取得された組織体から弁尖素材を生成することとしてもよい。
【００３３】
生体内に埋入する「人工物」としては、埋入した際に変形することがない強度（硬度）を有しており、化学的安定性があり、滅菌などの負荷に耐性があり、生体を刺激する溶出物がない又は少ないことから、好ましくは、アクリル樹脂等の各種樹脂、ガラス、チタン、プラチナ、及びＳＵＳからなる群から選択される少なくとも１種を基材とし、該基材の表面に所定のモノマーの１種又は２種以上をグラフト重合したものを用いる。埋入する人工物の形状としては、例えば、円周が弁尖のサイズと同等の１９ｍｍ〜３５ｍｍの円柱形状であり、これを生体内へ埋入すると、その周囲に人工物の直径をほぼ内径とする管状の組織体が得られる。この管状の組織体に一筋の切れ込みを入れて解体することで、弁尖素材を生成することが可能となる。なお、人工物の埋入部位としては例えば、人工物を受け入れる容積をある程度有する腹腔内や、四肢部、臀部又は背部などの臓器に近くない部位の皮下が好ましい。
【００３４】
＜２−３．生成手段の第３の態様：幹細胞の利用＞
本発明に係る弁尖素材製造装置において、生成手段は、弁尖素材を生成するために、自家又は他家細胞を原料として幹細胞を樹立し、これを弁尖に適合するよう分化させた細胞を培養することとしてもよい。この態様によると、例えば患者から採取した細胞を原料として、あるいは、ＨＬＡ型（Human Leukocyte Antigen）が適合する他人から予め採取していた細胞を原料として、幹細胞（例えば、人工多能性幹細胞や、所定の分化能力をもったその他の幹細胞）を樹立し、これを弁尖に適合するよう分化させた細胞を、自己心膜同様の膜状あるいは弁尖状に培養することで、心臓弁に相応しい強度をもつ弁尖素材を生成する。
【００３５】
＜３．強化手段の具体的態様＞
続いて、上記した弁尖素材製造装置が備える「強化手段」の具体的態様について説明する。
【００３６】
＜３−１．強化手段の第１の態様：加熱による強化＞
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、弁尖素材を加熱することとしてもよい。
【００３７】
本態様において、強化手段は、弁尖素材を加熱するために、弁尖素材を常温以上の所定の温度で所定時間加熱するための加熱機を備える。「加熱」について、５０℃〜１００℃の温度では、体特有のタンパク質がかたまりとなって変質・凝固し、当該組織の面積が硬化する（サーマル・スクリローシス）。加熱温度は、弁尖素材が硬化し始める温度を下限、弁尖素材が火傷し始める温度を上限としその範囲に収まるよう一定期間加熱してもよいし、加熱と冷却を断続的に繰り返し実施してもよい。加熱機による加熱の手法としては、高温の物体と弁尖素材を接触させる熱伝導のほか、電気加熱、プラズマ加熱、レーザー加熱、摩擦加熱、あるいは超音波加熱の何れであってもよい。熱伝導を利用して加熱をする場合、高温のホットプレートで弁尖素材を両挟みにすることで、加熱と加圧を同時に行う構成としてもよい。あるいは、電気加熱をする場合には、１つ又は複数の電極を、弁尖素材に配置し、各電極を介して印加された交流電流をジュール熱に変換することで、弁尖素材を加熱・強化することができる。なお、加熱過程においては、温度センサないし強度センサを用いて、弁尖素材の面的な温度ないし強度変化をモニタリングすることが好ましい。これにより、弁尖素材が不均一に加熱される場合であっても、加熱不足によって弁尖素材が部分的に強度不足になることを回避することができる。あるいは、加熱過剰によって弁尖素材が火傷することを回避することができる。
【００３８】
＜３−２．強化手段の第２の態様：加圧による強化＞
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、弁尖素材を加圧することとしてもよい。
【００３９】
本態様において、強化手段は、弁尖素材を加圧するために、開閉自在で弁尖素材の両面を挟むことが可能なプレス機を備える。このプレス機は、手動により弁尖素材を加圧してもよいし、駆動電圧源とポンプを更に備え、所定の圧力および所定のタイミングで、弁尖素材を加圧してもよい。なお、加圧する圧力は、弁尖素材が硬化し始める圧力を下限、弁尖素材が破壊され始める圧力を上限とし、その範囲に収まるよう一定期間加圧してもよいし、強弱を変化させながら断続的に繰り返し実施してもよい。
【００４０】
＜３−３．強化手段の第３の態様：非アルデヒド系生体接着剤による強化＞
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、非アルデヒド系生体接着剤を用いることとしてもよい。
【００４１】
本態様において、強化手段は、非アルデヒド系生体接着剤を貯留するためのタンクと、このタンクから接着剤を所定部位に塗布するための吐出機を備えることが好ましい。「非アルデヒド系生体接着剤」とは、グルタールアルデヒドなどのアルデヒド系ではない、生体接着剤全般をいい、中でも、中枢神経や血管に対する毒性が懸念されるシアノアクリレート系や、感染の危険性があるフィブリングルー系を除く、生体由来物質を混合した生体接着剤である。「非アルデヒド系生体接着剤」は、例えば、ゼラチン及び架橋用分子が集積してなる組織接着成分である。前記のゼラチンは、その側鎖にアミノ基を備え、分子量が５０，０００以上、１００，０００以下のゼラチンである。また、前記の架橋用分子は一分子内に２以上の活性エステル基又は酸無水物を有する。そのため、組織の安定性を保って使用することができる。また、ゼラチンを用いていることで、生体親和性を高くすることが可能となる。
【００４２】
＜３−４．強化手段の第４の態様：光照射による強化＞
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、所定出力の光を照射することによって弁尖素材の強化対象領域を硬化させることとしてもよい。
【００４３】
本態様において、強化手段は、弁尖素材の強化対象領域に光を照射可能な光源と、この光源から照射する光の出力を調整するための調整装置とを備える。本態様において、弁尖素材を強化するために、弁尖素材を光硬化性溶液と反応させてもよい。また、照射光の出力を使い分けることで弁尖素材の整形も同一機構で実現でき、作業時間を短縮可能である。「光硬化性溶液」は、所定出力のレーザー光を照射することで硬化し、弁尖素材に固定化される成分を含む溶液であって、生体適合性の高いものである。光硬化性溶液は、例えば以下の繰り返し単位を含む光硬化性生体吸収性材料から成る：（I）脂肪族ジカルボン酸及び／又は脂肪族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰り返し単位、（II）グリシドール由来の繰り返し単位、（III）光硬化性基を有する繰り返し単位。また、光源は、たとえばハロゲンランプ、キセノンランプ、白熱ランプ、水銀ランプ、エキシマレーザー、あるいはアルゴンイオンレーザーなどであり、光硬化が実現する所定波長、所定出力の光を、連続的に又は断続的に使用する。
【００４４】
＜３−５．強化手段の第５の態様：プラズマ照射による強化＞
本発明に係る弁尖素材製造装置において、強化手段は、弁尖素材を強化するために、弱出力プラズマを照射することによって弁尖素材の強化対象領域を硬化させることとしてもよい。
【００４５】
本態様において、強化手段は、弁尖素材の強化対象領域にプラズマを照射可能なプラズマ源と、このプラズマ源から照射するプラズマの出力を調整するための調整装置とを備える。「プラズマ」は、固体・液体・気体に続く物質の第４の状態であると言われており、気体を構成する分子が陽イオンと電子に電離して運動している状態であり、電離した気体に相当する。プラズマ処理は、プラズマを対象物の表面にスマッシュすることで、良好な表面状態や表面性状を実現できるという利点をも有しており、薬品処理に比べて人体への悪影響が少ないことが特徴である。しかし、従来のプラズマ処理は、大型の真空装置が必要となり、設備費や処理コストが高くなる。また、温度が３００℃程度の高温度となってしまうこともあり、弁尖素材を損傷してしまいかねない。そこで、本発明では、大気圧低温プラズマ装置を用いることが好ましい。大気圧低温プラズマ装置を用いることで、設備費を抑制しながらも、生体を非損傷で強化することが可能になる。このような大気圧低温プラズマ装置は、例えば、ガス供給手段、高周波電源、内部電極、絶縁体、外部電極から構成される。例えば、ガス供給手段によって、アルゴンおよびアルゴンと窒素の混合ガスを供給し、外部電極と内部電極との間に１〜１０ｋＨｚ以上の急峻な高周波パルス波を印加することで、大気圧低温プラズマを発生させる。プラズマ源から照射するプラズマの出力を調整装置によって調整することで、弱出力のプラズマを弁尖素材の強化対象領域に照射することができる。弱出力のプラズマであれば弁尖素材を破損させることなく、適度な強度まで硬化することができる。
【００４６】
また、本態様において、プラズマの出力を制御しながら、弁尖素材に照射することで、弁尖素材を強化するとともに、弁尖素材を適切な形状に切断して、所定のサイズに整形することができる。つまり、整形手段は、計測された弁尖のサイズに応じた縁部を強出力のプラズマで切断することで弁尖素材を整形してもよい。これにより、プラズマの出力を使い分けることで、弁尖素材の強化と弁尖素材の整形を同一機構で実現することができ、作業時間を短縮することが可能である。
【００４７】
＜３−６．強化手段の第６の態様：ナノファイバー製収納ケースを利用した強化＞
本発明に係る弁尖素材製造装置において、弁尖素材を強化するために、ナノファイバー製の収納ケースに弁尖素材を収納することしてもよい。
【００４８】
「ナノファイバー製の収納ケース」は、例えば生体適合性の高いポリ乳酸等を原料とするナノファイバーからなる不織布を、弁尖素材の整形時に用いるテンプレートの形状に合わせて袋状に形成したものであり、その開口部から整形後の弁尖素材を挿入することが可能となっている。なお、収納ケースには、予め縫合用の目盛りを付記してもよい。そうすると、手術中に目盛りを記入する手間を解消することも可能となる。
【００４９】
＜４．弁尖素材製造方法＞
本発明の第２の側面は、心臓弁の形成術又は再建術に用いる弁尖素材を製造するための弁尖素材製造方法に関する。第２の側面に係る弁尖素材製造方法では、上記した第１の側面に係る弁尖素材製造装置を利用することができる。具体的に、第２の側面に係る弁尖素材製造方法は、生体適合性を有する弁尖素材を生成する生成工程と、心臓弁に相応しい強度をもつように弁尖素材の強度を安全に強化する強化工程と、心臓弁の大きさに応じた弁尖のサイズを計測する計測工程と、強化された弁尖素材を前記計測された弁尖のサイズに応じて整形する整形工程とを含む。
【００５０】
以上、本願明細書では、本発明の内容を表現するために、本発明の実施形態の説明を行った。ただし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、医療機器の分野において利用されうる。