JP2008029866A

JP2008029866A - 精製粘膜下組織からの管状移植片

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Publication number: JP2008029866A
Application number: JP2007264711A
Authority: JP
Inventors: Neal E Fearnot; ニールイー．フィアノット; Michael C Hiles; マイケルシー．ヒルズ
Original assignee: MED Institute Inc; Cook Biotech Inc
Current assignee: Cook Biotech Inc; Cook Research Inc
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2008-02-14
Also published as: KR100646121B1; KR100645120B1; AU5791498A; WO1998025543A1; CA2273077C; JP4084420B2; DK0954254T3; US6187039B1; PL184497B1; DE69724827T2; AU743779B2; AU5603798A; EP0954254A1; CA2267408A1; DE69731553T2; EP0954254B1; KR20000052653A; BR9712671A; SK71399A3; KR20000057496A

Abstract

【課題】簡単に製造され、機械的に強力な移植可能な移植片人工器官を提供すること。
【解決手段】本発明の人工器官は所望の長さ、管壁厚さ又は直径で製造される。本発明の方法により製造された構造物は、動脈、静脈、尿管、尿道、シャント又は従順で組織適合性の或る管が必要な全ての用途における移植片として使用できる。移植片人工器官の製造は一般的に、精製されたコラーゲン系のマトリックス構造物の複数のシートをマンドレルの周囲に捲回させ、マンドレル上の組織を圧縮及び乾燥させ、その後、この構造物を、来るべき使用のために、マンドレルから取り外す。
【選択図】図１

Description

本発明は、様々な医学的用途に好適な移植可能な移植片構造物及びこの移植片構造物の製造方法に関する。更に詳細には、精製粘膜下組織を用いて様々な直径の管状多層構造物を製造することに関する。本発明の移植片構造物は、動脈及び静脈移植片、尿管及び尿道代替物としての用途及び様々なダクト及びシャントとしての用途を有する。

損傷された若しくは病気にかかった組織構造物、特に骨及び結合組織（例えば、靱帯及び腱）を置換又は治療するための、及び骨折の治癒を促進するための、移植片として使用される新規な材料及び技術を開発するために、多年にわたり外科分野で研究開発が続けられている。例えば、現在では、整形外科の外科医にとって、裂けた十字形靱帯用の代替物として使用されるための内生又は同種異系由来の膝蓋腱を採取することは極めて普遍的である。このような技術に関する外科的方法は周知である。更に、生理学的構造物の再構成又は置換用に、プラスチック、金属及び／又はセラミック材料から生成された移植可能な人工器官を使用することも外科医にとって普遍的となりつつある。しかし、これらが広範に使用されているにも拘わらず、現在使用可能な外科的に移植される人工器官は、患者に対して多くの付随的リスクを与える。従って、外科医は、骨、腱、靱帯及びその他の機能的組織構造の外科的治療に使用できる非免疫原性で、高引張強さの移植片材料を必要としている。

プラスチック及びポリマー材料は医学的用途において様々な欠点を有するので、最近では、インプラントとして使用され、また、損傷又は疾病組織の治療に使用される生物学的組織の開発研究が続けられている。プラスチック及びポリマーは幾つかの望ましい機械特性（例えば、引張強さ）を有するが、プラスチックは感染状態になることが発見され、また、血管用途におけるプラスチックは、血栓形成を引き起こすことが報告されている。

近年では、ヒトの患者の疾病又は損傷血管の外科的治療及び置換に、自然組織から形成された管状人工器官が広範に使用されている。自然組織人工器官は、自原性人工器官、相同性人工器官、及び異型人工器官の３種類の大別される。自原性材料組織からなる人工器官は、患者自身の肉体から採取される組織（例えば、伏在静脈移植片）から生成される。このような人工器官を使用することにより、移植人工器官の拒絶反応の可能性を除去するが、患者に対する付随的リスクを伴う一層高価で、時間を費やす外科的関与を必要とする。相同性自然組織人工器官は別のヒトから採取された組織から生成されるが、異型自然組織人工器官は異なる種から採取された組織から生成される。相同性及び異型臍帯脈管を、例えば、血管及び尿管人工器官として使用することは、特許文献１，２，３に記載されている。

米国特許第３８９４５６３０号明細書米国特許第３９７４５２６号明細書米国特許第３９８８７８２号明細書米国特許第４９０２５０８号明細書米国特許出願第０８／９１６４９０号明細書米国特許第４９５６１７８号明細書 Yoshino Sako,"Prevention of Dilation in Autogenous Venous and Pericardial Grafts in the Thoracic Aorta," Surgery, 30, pp.148-160(1951) Robert G. Allen and Francis H. Cole, Jr.,"Modified Blalock Shunts Utilizing Pericardial Tube Grafts," Jour. Pediatr. Surg., 12(3), pp.287-294(1977) Ornvold K. et. al.,"Structural Changes of Stabilized Porcine Pericardiumu after Experimental and Clinical Implantation," in Proc. Eur. Soc. for Artif. Organs, Vol. VI, Geneva, Switzerland(1979)

更に、心膜組織のシートから生成された自原性血管人工器官は、非特許文献１，２に記載されている。ブタの心膜組織のシートから生成された異型血管人工組織は、非特許文献３に記載されている。

管状血管人工器官の必要な特性は、生物学的適合性、適正な強度、感染抵抗性、生物学的分解抵抗性、非血栓形成性、及び動脈瘤非生成性などである。この明細書で使用される、“生物学的適合性”とう用語は、人工器官が、その使用が意図される生体内環境において非毒性であり、患者の生理学的システムにより拒絶されない（すなわち、非抗原性である）ことである。更に、人工器官は、様々な長さ、直径及び形状（例えば、直線状、曲線状、二叉分岐状）のものを、経済的なコストで製造できること、患者の肉体及び同一又は異なるタイプのその他の管状人工器官に容易に吻合され、そして、使用中に寸法安定性を示すことが望ましい。

特許文献４に記載されるように、腸管粘膜下組織からなる脈管移植片構造物は以前から開示されており、損傷又は疾病脈管組織を置換するために使用されている。更に詳細には、特許文献５に記載されるように、精製粘膜下組織からなる脈管移植片構造物は以前から開示されており、損傷又は疾病脈管組織を置換するために使用されている。脈管移植片構造物は、適当な直径のガラス棒を精製粘膜下組織の内腔に挿入し、そして、精製粘膜下組織の継目に沿って、手で縫合することにより作製される。精製粘膜下組織脈管移植片は、手術中に無菌的に作製され、そして、一般的に、外科医は移植片の置換に約３０分間を要する。従って、手術中に移植片構造物を作製するのに費やされる時間を避けるために、様々な直径を有する、予め作製され、かつ、予め滅菌された移植片が望ましい。

正しい長さと形状を有する管状人工器官の作製は、移植の容易性を高め、また、インプラントの機能性を高める。例えば、意図された用途に対して長すぎる管状人工器官は移植後に捻れたりすることがあり、短すぎる人工器官の移植は、吻合箇所の端部に過度の張力をかけてしまう。その結果、この吻合に対して損傷を生じる。従って、様々な直径を有し、しかも、人工器官を殆ど傷付けることなく、両端の間の任意の箇所で所望の長さに横方向に切断することができる一連の管状人工器官を提供することが強く望まれている。

本発明は精製粘膜下組織からなる管状人工器官及びこのような人工器官の製造方法に関する。本発明により作製される精製粘膜下組織は、損傷又は疾病ホスト組織の治療を促進する生体適合性で、非血栓形成性の移植片材料として既に開示されている。多数の研究によれば、温血脊椎動物粘膜下組織は、ホスト組織の増殖を促し、多数の生体内微環境（例えば、下部尿路、生体壁、腱、靱帯、骨、心臓血管組織及び中枢神経系など）の移植後の組織構造物の再建及び再生を促すことができる。移植すると、細胞浸潤及び迅速な新血管新生が認められ、粘膜下組織材料は、部位特異性構造特性と機能特性を有するホスト置換組織へ再建される。

精製粘膜下組織は、畜肉生産用に飼育された動物（例えば、ブタ、畜牛、ヒツジ又はその他の温血脊椎動物など）から採取された様々な組織源から入手できる。更に詳細には、精製粘膜下組織は、温血脊椎動物の消化管、気道、尿路又は生殖路などの温血動物組織から単離される。一般的に、精製粘膜下組織は、平滑筋及び粘膜層の両方から精製粘膜下組織を離層させることにより、これらの組織源から作製される。腸管粘膜下組織の作製は、米国特許第４９０２５０８号明細書に記載され、特許請求されている。また、粘膜下組織の作製は米国特許出願第０８／９１６４９０号明細書に記載され、かつ、特許請求されている。これらの開示内容を本明細書の一部として組入れる。

本発明によれば、精製粘膜下組織からなる移植可能な管状人工器官は管状の形状に作製される。管状構造物は、場合により、精製粘膜下組織の多層管の形状に巻かれた、精製粘膜下組織の第１のシートと、精製粘膜下組織の管の周囲に巻き付けられた精製粘膜下組織の第２のシートとからなる。精製粘膜下組織の第２のシートは精製粘膜下組織の管に被せられる。そのため、第１の縁部は精製粘膜下組織に接触し、第２の縁部は第１の縁部に縫合されるか又は第１の縁部を超えて延び、精製粘膜下組織の第２のシートに縫合される。本発明の多層管状移植片構造物は、液密継目を有するように形成され、移植片構造物により置換されるべき内因性組織と整合するように造形することができる。

更に、本発明によれば、移植片の長さに沿って縦方向に延びる継目を有する管の形状に形成された移植可能な移植片構造物の製造方法が提供される。この継目は、この継目を通して管腔から管の外部へ流体が移動しないように密閉されている。本発明の精製粘膜下組織管状構造物の製造方法は、
Ａ．多層重複領域を有する精製粘膜下組織の管を形成するために、マンドレルの周囲全体に精製粘膜下組織のシートを被せるステップと、
Ｂ．重複領域における精製粘膜下組織層を互いに固着させるステップと、
Ｃ．精製粘膜下組織の第２の管の継目が縫合により密閉されている、精製粘膜下組織の第２の管を形成するために、（場合により）精製粘膜下組織の第２のシートを精製粘膜下組織の管に被せるステップと、
Ｄ．脱水条件下で、精製粘膜下組織の複数層を圧縮するステップとからなる。
本発明は、形成された管状人工器官の壁が、管の内腔から外表面への直接的な通路を与える穿孔を全く有しないように、精製粘膜下組織のシートから多層管状移植片構造物を構築することを斟酌する。本発明の多層管状人工器官は、管状人工器官の漏れ又は故障無しに脈管用途で使用されるべき、十分な強度と耐久性を有する。

多数の医学的用途において、移植可能で、生体適合性がある管状人工器官が望ましい。一般的に、本発明は、恣意的な長さと恣意的な直径を有する多層移植片構造物を提供する。この生成物は、管状構造物又は導管が望まれる様々な医学的用途に適合するために、巧みに操作することができる。可能性のある用途は例えば、動脈及び静脈移植片、尿管及び尿道置換及び様々な管路及びシャントなどである。本発明の管状構造物の製造方法は、米国特許出願第０８／９１６４９０号明細書に従って、精製粘膜下組織のシートを生成し、そして、適当な直径のマンドレルの周囲にマトリックス構造物を被せて、精製粘膜下組織の管を形成することを含む。精製粘膜下組織の多層管を形成するために、精製粘膜下組織のシートは、マンドレルの周囲に何回も捲回することができる。その後、精製粘膜下組織の第２のシートを、精製粘膜下組織から生成された管の周囲に捲回する。そして、精製粘膜下組織の第２のシートを移植片構造物に縫合し、管の長さに沿って縦方向に延びる水密継目を形成する。その後、精製粘膜下組織を脱水条件下で圧縮し、また、場合により加熱し、本発明の単一的な管状人工器官を生成する。

本発明の原理の理解を促進するために、本発明の特定の好ましい実施態様について説明し、この説明のために特定の用語を使用する。それにも拘わらず、これらの実施態様により本発明の範囲が限定されないことが理解される。この明細書に記載されるような本発明の原理の変更、更なる改変と応用は、本発明が関連する分野の当業者に通常想起されるように、当然予期されることである。

この明細書における説明で、多数の用語が使用される。明細書及び請求の範囲の明確で、矛盾の無い理解を提供するために、下記のこれらの用語の定義を記載する。
バイオバーデン(Bioburden)：所定量の材料上に及び／又は材料中に発見される、生存微生物の個数（コロニー生成単位(CFU)で報告される）を意味する。微生物の代表例は、細菌、真菌及びこれらの胞子などである。
殺菌：材料のバイオバーデンの低減を意味する。
滅菌：材料の所定の区域上及び／又は区域中に１個の生存微生物(CFU)を有する可能性が１億分の１以下であるようなバイオバーデンを材料が有する状態を意味する。
発熱物質：ホスト内に導入された後、熱性反応を生じる物質を意味する。
内毒素：グラム陰性細菌の細胞壁の一部である特別の発熱物質を意味する。内毒素は、細菌及び汚染物質から頻繁に注がれる。
精製：材料から生じる１個以上の汚染物質（例えば、材料から自然に生じる汚染物質及び／又は材料上に発生する微生物及びこれらの成分）を除去するための材料の処理操作を意味する。例えば、汚染物質は、毒性、感染性、発熱性、刺激性、反応性、溶血作用、発癌性及び／又は免疫原生などの原因となることが知られた物質である。
生体適合性：国際標準化機関(ISO)の規格No.10993及び／又は米国薬局方(USP)２３及び／又は米国食品医薬品局(FDA)ブルーブックメモランダムNo.G95-1（表題：Use of International Standard ISO-10993, Biological Evaluation of Medical Device Part-1: Evaluation and Testing）に記載されるような生体適合性試験に合格する材料の能力を意味する。一般的に、これらの試験は、材料の毒性、感染性、発熱性、刺激性、反応性、溶血作用、発癌性及び／又は免疫原生に関して検査する。多数の患者に導入したときに、生体適合性構造物又は材料は、有害反応又は有害応答を起こさない。更に、生体適合性は、プリオン、界面活性剤、オリゴヌクロチドなどのようなその他の汚染物質及びその他の生体適合性に悪影響を及ぼす物質又は汚染物質により悪影響を受ける。
汚染物質：材料上の、又は材料に付着した若しくは材料内の望ましからざる物質を意味する。これは例えば、バイオバーデン、内毒素、殺菌剤のような処理剤、血液、血液成分、ウイルス、ＤＮＡ、ＲＮＡ、胞子、望ましからざる組織層の断片、細胞残屑及び粘膜などである。しかし、これらに限定されない。
粘膜下組織：動物の消化管、気道、尿路及び生殖器管の大部分の粘膜下に生じるコラーゲン含有結合組織を意味する。

前記のように、本発明は、一般的に、移植片人工器官及び精製コラーゲン系マトリックス構造物の材料ならびにこれらの製造方法及び使用方法を提供する。本発明の好都合な移植片人工器官は、例えば、ヒトのような動物組織又は例えば、ブタ、ウシ又はヒツジ組織などのようなその他の哺乳動物組織などの、粘膜下組織源から得られる。

多くの動物組織と同様に、粘膜下組織は一般的に、ヒト又は動物が感染症又は疾病を有しなければ、その自然状態では無菌である。粘膜下組織は動物の消化管、尿路及び生殖器管内の内層なので、この事実は特にそのとおりである。従って、粘膜下組織は一般的に、細菌及び、腸管の上皮のようなその他の細胞残屑に暴露されることはない。本発明の一つの特徴は、離層前に、粘膜下組織の採取源組織を消毒することにより、特に、離層処理が無菌条件下で起これば、粘膜下組織の無菌状態は完全に保存できるか、若しくは、かなりの状態にまで保存することができる、という発見にある。

特に、粘膜下組織を消毒し、続いて、例えば、筋層及び粘膜から粘膜下組織を離層することにより、粘膜下組織を含む精製マトリックスを除去することにより、粘膜下組織の細菌及びその他の汚染物質に対する暴露が最小になる。更に、これにより、単離粘膜下組織の必要に応じた消毒薬又は殺菌剤への暴露を最小にすることができる。従って、粘膜下組織の生来の生化学性と粘膜下組織が有する多数の利点を相当程度保存することができる。

前記のように、本発明による粘膜下組織の移植可能なコラーゲンマトリックスは、動物の消化管、気道、尿路又は生殖器管から得られる。コラーゲン系の、従って、主にコラーゲンからなる粘膜下組織は、哺乳動物の消化管に由来するものが好ましく、ブタの腸管に由来するものが最も好ましい。最も好ましい全小腸源は、体重が約４５０ポンドよりも重い成獣のブタから採取される。健康で、無疾病の動物から採取された腸は、血管及び腸管内に供給された血液の他、腸の管腔内に含まれる大腸菌のような様々な微生物を有する。従って、粘膜下組織の離層前に腸全体を消毒することにより、これらの汚染物質は殆ど除去され、そして、血液、及び血液成分の他、存在するかも知れない、その他の微生物、発熱性物質又は病原体を殆ど有しない、好ましい移植可能な粘膜下組織が得られる。実際、この方法は、粘膜下組織の生来の無菌状態をかなり保存すると思われるが、本発明は如何なる理論によっても限定されない。

また、本発明によるコラーゲンマトリックスは、コラーゲンマトリックスの生来の生化学性及びその移植されたときの効能に悪影響を及ぼすおそれのある、抗生物質、抗ウイルス剤又はあらゆるタイプの抗菌剤を殆ど有しないことが望ましい。従来、このようなマトリックス構造物を処理する方法の一例は、特許文献６に記載されるように、離層されたマトリックスを生理食塩水で濯ぎ、そして、これを抗微生物剤に浸漬することである。このような技法は、本発明の単離粘膜下組織について随意に実施することができるが、本発明による好ましい方法では、コラーゲンマトリックスの生化学性に悪影響を及ぼすばかりか、患者の組織に不必要に導入され得る、抗微生物剤等の使用を避ける。

前記のように、例えば、粘膜下組織源を離層することにより、粘膜下組織層を有する精製コラーゲンマトリックスを除去する前に、粘膜下組織源を先ず消毒することにより、非常に純粋な形の移植可能な粘膜下組織コラーゲンマトリックスが得られることが発見された。また、結合組織を粘膜下組織層から除去する際の著しい容易性及び特徴と低汚染物質プロファイルなどを含む、特定の加工処理上の利点及び得られた粘膜下組織層の優れた特性はこの方法により得られることも発見された。

本発明の移植片構造物の形成に使用するのに好適な精製粘膜下組織は、自然に付随されている細胞外マトリックス蛋白、糖蛋白及びその他の因子からなる。本発明により使用される精製粘膜下組織は、精製消化管粘膜下組織、精製胃粘膜下組織、精製膀胱粘膜下組織及び精製子宮粘膜下組織などである。精製消化管粘膜下組織は好ましい材料であり、特に好ましいのは、精製小腸粘膜下組織である。

粘膜下組織の調製法は、特許文献４，５に記載されている。

組織移植片として、精製粘膜下組織は再建され、そして、ホストに移植されると、内因性組織の成長を誘発する。精製粘膜下組織は、脈管移植片、膀胱及びヘルニア治療、腱及び靱帯の置換及び治療及び皮膚移植片で上手く使用される。このような用途に使用される場合、移植片構造物は、移植片構造物により置換される組織の再成長のためのマトリックスとして機能するばかりか、このような内因性組織の再成長を促進又は誘発する。この再建処理に対する共通の事象は、広範で、非常に迅速な血管新生、肉芽形成間葉細胞の増殖、移植された精製粘膜下組織の生分解／吸収及び免疫拒絶反応の欠損などである。

本発明の管状精製粘膜下組織移植片構造物は、常用の滅菌技術（例えば、グルタルアルデヒドタンニン酸鞣法、酸性ｐＨにおけるホルムアルデヒドタンニン酸鞣法、プロピレンオキシド又はエチレンオキシド処理、ガスプラズマ滅菌、ガンマ線、電子線及び過酢酸滅菌など）を用いて滅菌することができる。精製粘膜下組織の機械強度、構造及びバイオトロピック(biotropic)特性に悪影響を与えない滅菌技術が好ましい。例えば、強力なガンマ線は、シート状の精製粘膜下組織の強度を損なうことがある。好ましい滅菌技術は、移植片を過酢酸、１〜４メガラド（好ましくは、１〜２．５メガラド）の線量のガンマ線、エチレンオキシド処理又はガスプラズマ滅菌に暴露することであり、過酢酸による滅菌が最も好ましい滅菌方法である。一般的に、精製粘膜下組織は２回以上の滅菌処理を受ける。精製粘膜下組織を例えば、化学処理により滅菌した後、マトリックス構造物をプラスチック又は金属箔の包みに包装し、電子線又はガンマ線滅菌技術を用いて再度滅菌する。

精製粘膜下組織は水和状態又は脱水状態で貯蔵することができる。凍結乾燥又は風乾させた精製粘膜下組織を再水和させ、そのバイオトロピック(biotropic)特性及び機械特性を殆ど損なうこと無く、本発明に従って使用することができる。

特許文献５に記載されるように、精製粘膜下組織シートを状態調整し、精製粘膜下組織の粘弾性特性を変化させることができる。或る実施態様によれば、粘膜の筋層及び管腔部分から離層された精製粘膜下組織は、２０％以下の伸び率を有するように状態調整される。精製粘膜下組織は、伸長、化学的処理，酵素的処理、又は、マトリックス構造物をその他の環境因子に暴露することにより状態調整される。或る実施態様では、精製粘膜下組織ストリップは、この精製粘膜下組織ストリップが２０％以下の伸び率を有するようにするために、長手方向又は横方向に伸長することにより状態調整される。

或る実施態様では、移植片構造物を形成するのに使用された精製粘膜下組織の長さよりも長い長さにまで移植片材料を長手方向に伸長することにより、精製粘膜下組織を状態調整する。伸長することによるマトリックスの状態調整方法の一例は、精製粘膜下組織に３〜５サイクルの周期で所定の負荷を加えることを含む。各サイクルは、移植片材料に５秒間負荷を加え、続いて、１０秒間弛緩させることからなる。３〜５サイクルにより、低伸び率を有する伸長状態調整された移植片材料が形成される。移植片材料は即座にはその元のサイズには戻らない。“伸長された”寸法のままでいる。場合によっては、移植片材料は、横方向に伸長することにより、予め状態調整しておくこともできる。

或る実施態様では、精製粘膜下組織は、予測極限負荷の５０％を用いて伸長される。“極限負荷”とは、マトリックス構造物の破壊を生じることなく精製粘膜下組織に加えることができる最大負荷（すなわち、組織の破断点）である。材料の由来源及び厚さに基づき、精製粘膜下組織の所定のストリップに関する極限負荷は予測することができる。従って、伸長によるマトリックス構造物の状態調整方法の一例は、３〜１０サイクルの周期で、精製粘膜下組織に予測極限負荷の５０％を印加することを含む。各サイクルは、移植片材料に５秒間負荷を印加し、続いて、１０秒間弛緩させることからなる。得られた状態調整精製粘膜下組織の伸び率は３０％未満であり、一層典型的には、約２０％〜約２８％の伸び率を有する。或る好ましい実施態様では、状態調整された精製粘膜下組織の伸び率は２０％以下である。ここで使用されている“伸び率”という用語は、マトリックスが印加された負荷のもとで伸長されたときに、マトリックスの破壊前のマトリックスの伸びの最大量を意味する。伸び率は、負荷をかける前のマトリックスの長さの百分率として示される。状態調整された精製粘膜下組織ストリップを用いて、管状構造物を形成することができる。又は、別法として、管状構造物を形成した後で、この管状構造物を状態調整することもできる。

本発明の管状移植片構造物は多層構造物として形成される。精製粘膜下組織の第１のシートを精製粘膜下組織の管状形状に形成し、そして、場合により、第２のシートを、精製粘膜下組織の管の表面に被せる。使用される精製粘膜下組織の各シートの寸法は必須要件ではない。“精製粘膜下組織のシート”という用語は、様々なサイズ及び形状の、１種類以上の脊椎動物源又は器官からの精製粘膜下組織を含むものと定義される。精製粘膜下組織の第２のシートをマンドレル上に被せた後、重複部分に圧力を加えて、精製粘膜下組織をマンドレルに対して圧縮する。好ましい実施態様では、マンドレル表面は透水性である。ここで使用されている“透水性”という用語は、吸水性、微孔性又は巨孔性の表面を含む。巨孔性材料は、プラスチック、金属、セラミック又は木などから作製された穿孔プレート又はメッシュなどである。

或る好ましい実施態様では、多層の精製粘膜下組織を脱水条件下で圧縮する。“脱水条件”という用語は、精製粘膜下組織からの水の除去を促進又は誘発する機械的又は環境的条件を含むものと定義される。圧縮された精製粘膜下組織の脱水を促進するために、マトリックス構造物を圧縮する２つの表面のうちの少なくとも一方は、透水性である。マトリックス構造物の脱水は、場合により、吸取り材を使用したり、マトリックス構造物を加熱したり、又は圧縮表面の外部と交差して空気を吹きかけることにより、更に高めることができる。

精製粘膜下組織は一般的に、非管腔及び管腔面を有する。管腔面は器官源の管腔に面し、また、一般的に、生体内の内部粘膜層に隣接する精製粘膜下組織面であり、一方、非管腔面は器官源の管腔から離れて面し、また、一般的に、生体内の平滑筋組織に接触している精製粘膜下組織面である。或る実施態様では、１枚以上の精製粘膜下組織シートを、精製粘膜下組織の管腔面がマンドレル表面に接触するように、マンドレル上に巻き付ける。従って、精製粘膜下組織シートの管腔面は、精製粘膜下組織の形成管の管腔に面する。しかし、精製粘膜下組織の管は、形成管状移植片構造物の管腔に面する非管腔面を有する、一枚以上の精製粘膜下組織シートから形成することもできる。

或る実施態様によれば、管状人工器官は、精製粘膜下組織の管の形状に形成された精製粘膜下組織の第１のシートと、管状粘膜下組織の周囲に捲回された精製粘膜下組織の第２のシートから製造される。この場合、精製粘膜下組織の第２のシートの縁部は、捲回された精製粘膜下組織に縫合される。精製粘膜下組織の管は、管の形状に成形された、第１の縁部と第２の反対縁部を有する、精製粘膜下組織の第１のシートからなる。この場合、第１のシートの第２の反対縁部は第１のシートの第１の縁部を超えて延び、精製粘膜下組織の多層状に重複した領域を画成する。ここで使用される“重複領域”という用語は、重複角（θ）により画成される多層状の管部分を意味する。重複角（θ）は、管として形成された精製粘膜下組織の第１のシートの第１の縁部と第２の縁部との間に広がる角度である（図６参照）。重複領域における精製粘膜下組織の複数層は、当業者に公知の標準的方法を用いて互いに固着されている。

或る実施態様では、重複領域における精製粘膜下組織の複数層は、例えば、ホルムアルデヒド又は一層好ましくはグルタルアルデヒドのようなアルデヒドなどの架橋剤で処理することにより、互いに固着される。或る実施態様では、精製粘膜下組織の捲回管の継目を“スポット溶接”することにより、端片が緩まないようにすることができる。この実施態様によれば、Ｘ％のグルタルアルデヒド（又はその他の架橋剤若しくは接着剤）で濡らされたＱチップを、継目を形成する重複領域に沿って擦り付ける。Ｘの値は約０．１〜１．０％、好ましくは約０．５％である。しかし、継目幅、グルタルアルデヒド濃度及び破裂圧力を決定するターン回数との間には関係がある。或る実施態様では、移植片構造物全体をグルタルアルデヒド溶液に浸漬し、管状精製粘膜下組織の複数層を互いに固着させることができる。更に、重複領域における精製粘膜下組織の複数層を互いに縫合することができ、また、或る実施態様では、重複領域の複数層を、架橋剤による処理無しに、縫合により固着させることもできる。

或る好ましい実施態様では、精製粘膜下組織の第１のシートにより形成された精製粘膜下組織の管は、精製粘膜下組織のシートの第１の縁部と第２の反対縁部が図６に示されるように、互いに概ね平行であるように形成される。この実施態様では、精製粘膜下組織のシートは、複数の層を有する管の形状に巻かれる。一般的に、精製粘膜下組織の管は、精製粘膜下組織の２層からなり、複数の重複領域は精製粘膜下組織の３層からなる。

本発明の移植片構造物は、更に精製粘膜下組織の第２のシートからなる。この場合、第２のシートは精製粘膜下組織の管の外面に付着接触している。或る実施態様では、精製粘膜下組織の第２のシートの第１の縁部と第２の反対縁部は、下部の精製粘膜下組織の管を穿孔すること無く、精製粘膜下組織の管の長さに沿って一緒に縫合される。別の実施態様では、第２のシートの第２の反対縁部は、第２のシートの第１の縁部を超えて延び、そして、下部の精製粘膜下組織の管を穿孔すること無く、精製粘膜下組織の第２のシートに縫合される。

好ましい実施態様では、精製粘膜下組織の管の重複領域は、精製粘膜下組織の第２のシート内に形成された縫合部から片寄らせる。或る実施態様では、精製粘膜下組織の第２のシートに形成された縫合部は、重複領域に関して、精製粘膜下組織の管の周囲に沿って、９０〜１８０゜の位置に定着される。或る実施態様では、縫合部は重複領域に関して、精製粘膜下組織の管の周囲に沿って１８０゜の位置に配置される（図７参照）。

或る実施態様によれば、管状人工器官は、重複領域を有する多層管の形状に巻かれた、互いに概ね平行な第１の縁部と第２の縁部を有する、精製粘膜下組織の第１のシートからなる。この場合、第１の縁部と第２の縁部は、形成された管において互いに概ね平行な状態を維持し、また、重複領域の複数の層は、縫合により又は架橋剤に暴露することにより、互いに固着されている。管状構造物は、精製粘膜下組織から形成された管の外面に接着された精製粘膜下組織の第２のシートを更に有する。この場合、互いに概ね平行な第１の縁部と第２の縁部を有する第２のシートは、精製粘膜下組織の管の周囲に捲回され、そして、第１の縁部と第２の縁部は縫合により互いに固着される。

或る実施態様によれば、本発明の管状人工器官は次のステップに従って形成される。最終構造物の好ましい直径に整合する直径を有するマンドレルを選定する。マンドレルは一般的に、円筒形であり、好ましい実施態様では、マンドレルは透水性の中空管からなる。次いで、第１の縁部と第２の反対縁部を有する精製粘膜下組織の第１のシートをマンドレル上に被せ、精製粘膜下組織の管を形成する。これにより、精製粘膜下組織の第１のシートの第２の反対縁部は精製粘膜下組織の第１のシートの第１の縁部を超えて延び、精製粘膜下組織の多層化重複領域を画成する。次いで、重複領域における精製粘膜下組織の複数層を互いに固着させ、形成管の長さに沿って長手方向に延びる継目を形成する。その後、第１の縁部と第２の反対縁部を有する精製粘膜下組織の第２のシートを精製粘膜下組織の管の上に被せ、精製粘膜下組織の第２のシートの第２の反対縁部を、精製粘膜下組織の管を穿孔することなく、精製粘膜下組織の管の長さに沿って、精製粘膜下組織の第２のシートの重複部分に縫合する。或る実施態様では、精製粘膜下組織の第２のシートの第１の縁部と第２の縁部を互いに縫合し、精製粘膜下組織の第１の管を包囲する単一層の第２の管を形成する。次いで、精製粘膜下組織の複数層を脱水条件下でマンドレルに対して圧縮する。

本発明の管状構造物を製造する或る好ましい実施態様（図５参照）では、精製粘膜下組織の第１のシートがマンドレルに被せられる前に、マンドレル５０は最初に、透水性材料の除去可能なストリップ５２で被覆される。管状人工器官の形成後、透水性材料のストリップをマンドレルから除去し、管状人工器官のマンドレルからの解放を助力する。

或る実施態様によれば、図５〜図７に示されるように、構造物の製造方法は、適当な直径の透水性で中空のマンドレル５０を選定し、マンドレルに透水性材料のストリップ５２（例えば、臍帯）を螺旋状に捲回することからなる。その後、精製粘膜下組織の第１のシート６０の所望枚数の外被を施す。ここで、“精製粘膜下組織の外被”とは、マンドレルの周囲に３６０゜にわたって被せられた一枚の精製粘膜下組織として定義される。一般的に、１枚又は２枚の外被は、下記に説明するように、製造後に約１０００〜２０００mmHgの破壊強度を与える。精製粘膜下組織は、所望の層数（例えば、２）と重複領域６２（精製粘膜下組織の第１の縁部６４と第２の縁部６６との間に延びる約３０゜の重複角（θ）により画成される）を有するように、回転動作によりマンドレル５０に被覆され、図６に示されるように、長手方向に延びる継目６８を有する精製粘膜下組織の管７２が形成される。

或る実施態様では、巻き付けられた精製粘膜下組織の継目を“スポット溶接”し、端片が緩まないようにすることができる。この実施態様によれば、Ｘ％のグルタルアルデヒド（又はその他の架橋剤若しくは接着剤）で濡らされたＱチップを、継目を形成する重複領域に沿って擦り付ける。Ｘの値は約０．１〜１．０％、好ましくは約０．５％である。しかし、継目幅、グルタルアルデヒド濃度及び破裂圧力を決定するターン回数との間には関係がある。グルタルアルデヒドのような架橋剤の溶液に精製粘膜下組織の管全体を浸漬することにより、端片が緩まないようにするために、継目を架橋させることもできる。精製粘膜下組織の管の上に精製粘膜下組織の第２のシートを被せる前に、場合により、精製粘膜下組織のグルタルアルデヒド処理管を脱水条件下で、真空加圧を使用することにより、圧縮し、精製粘膜下組織の複数層を互いに更に接合させることもできる。

別の実施態様では、精製粘膜下組織管の継目をレーザでスポット溶接し、継目を更に密閉し、また、マトリックス構造物を精製粘膜下組織の単一的な管に接着させることができる。

別法として、精製粘膜下組織の管の継目は、重複領域に沿って、精製粘膜下組織の管の複数層を縫合することにより固着させることもできる。縫合を使用することにより、精製粘膜下組織の継目を架橋する必要性が無くなる。或る好ましい実施態様では、精製粘膜下組織からなる管状人工器官の製造方法は、マンドレルの周囲に透水性材料の第１のストリップを被せ、次いで、透水性材料の第１のッストリップの上面に透水性材料の第２のストリップを被せることからなる。その後、第１の縁部と第２の反対縁部を有する精製粘膜下組織の第１のシートを、螺旋状に捲回された材料上に被せ、精製粘膜下組織の管を形成する。これにより、第２の反対縁部は第１の縁部を超えて延び、精製粘膜下組織の多層化重複領域を画成する。次いで、精製粘膜下組織の管を脱水条件下でマンドレルの表面に対して圧縮し、管の形状をした構造物を形成する。その後、透水性材料の第２のストリップをマンドレルから除去し、管状構造物をマンドレルから解放する。解放された精製粘膜下組織の管の重複領域を連続的な縫合を用いて縫合し、管が解れてしまわないようにする。次いで、管状構造物をマンドレルに戻し、マンドレルを被覆している透水性材料の第１のストリップ上を滑らせる。その後、第１の縁部と第２の縁部を有する精製粘膜下組織の第２のシートを精製粘膜下組織の第１のシート上に被せる。精製粘膜下組織の第２のシートの第１の縁部と第２の縁部を、精製粘膜下組織の管を穿孔すること無く、精製粘膜下組織の管の長さに沿って、一緒に縫合させる。そして、透水性材料の第１のストリップをマンドレルから除去し、管状人工器官をマンドレルから解放する。好ましい実施態様では、精製粘膜下組織の第２のシートの縫合部は、精製粘膜下組織の管内に形成された縫合部と重複しない。

精製粘膜下組織の管の形成後、精製粘膜下組織の第２のシート７０を、精製粘膜下組織の形成管７２の外面周囲に被せる。或る実施態様では、精製粘膜下組織の第２のシート７０は、精製粘膜下組織の管７２の上面に被せられ、管７２の周囲に１回だけ捲回される。そして、精製粘膜下組織の第２のシートの第１の縁部７４と第２の縁部７６を、精製粘膜下組織の管を穿孔すること無く、精製粘膜下組織の管の長さに沿って、一緒に縫合する（図７参照）。別法として、精製粘膜下組織の第２のシートを精製粘膜下組織の管の上面に被せ、管の周囲に少なくとも１回捲回させる。この場合、第２のシートの第２の反対縁部は精製粘膜下組織の第２のシートの第１の縁部を超えて延び、そして、第２のシートの前記第２の反対縁部を、精製粘膜下組織の管を穿孔すること無く、精製粘膜下組織の管の長さに沿って、縫合する。

マンドレルに精製粘膜下組織の第２のシートを捲回させた後、精製粘膜下組織を脱水条件下で圧縮する。或る実施態様では、マトリックス構造物を真空加圧する。この場合、マンドレルの一方の端部を密閉し、そして、精製粘膜下組織で被覆されたマンドレルの内部を真空ポンプに接続する。真空は、気圧に精製粘膜下組織の複数層を圧縮させる。精製粘膜下組織の複数層を相互に架橋させるために架橋剤を使用するこれらの実施態様では、真空加圧処理は、架橋剤を継目の厚さ全体に浸透させる。真空封止／乾燥処理は、一般的に、約４時間以内に終了する。

乾燥／封止処理後、臍帯の末端を掴み、そして、長手方向に引っ張る。精製粘膜下組織下部の臍帯は容易に巻き解かれ、その後、精製粘膜下組織はマンドレルから容易に抜き取られる。その結果、ソーダ水のストローに似た継目の無い管が得られる。

本発明によれば、精製粘膜下組織は、マンドレル上に、様々な異なる方向に捲回させることができる。或る実施態様では、シートがマンドレルの周囲に３６０゜に捲回されたときに、単一のシートでマンドレルが完全に被覆されるように、シートはマンドレルの長さに等しい幅を有する（図４参照）。

その他の捲回技術を使用し、重複層の継目の間に空隙が存在しなければ、精製粘膜下組織の第１のシートを精製粘膜下組織の管に形成することもできる。或る実施態様では、精製粘膜下組織のシートは、マンドレルの長さ未満の幅を有する。この別の実施態様では、精製粘膜下組織のシート８０は、マンドレル８２の周囲に複数回捲回させなければならない。この場合、下部のマンドレルの露出部分が残らないように、シートは少なくとも部分的に重複される（図３参照）。精製粘膜下組織のこのように部分的に重複されたシートにおける重複部分は、個々のシートの幅の１０〜６０％の範囲内で変化する。一層好ましくは、重複部分は５０％重複である。或る実施態様では、精製粘膜下組織の複数のシートをマンドレル上に被せることができる。但し、精製粘膜下組織の各シートの少なくとも一部分は、マンドレル上に捲回される精製粘膜下組織の別のシートの一部分に重複する。更に別の実施態様では、精製粘膜下組織の細長いシートを、重複させながらマンドレル上に螺旋状に捲回させ、続いて、反対方向に螺旋状に捲回させることもできる。これにより、内圧を支えるために、４層の精製粘膜下組織が供給される。この実施態様では、精製粘膜下組織の重複シートにより形成される継目は、０．５〜３cm、好ましくは、１〜２cmだけ重複させなければならない。精製粘膜下組織の管を形成するために使用される精製粘膜下組織の第１のシートがマンドレルの長さ未満の幅を有する実施態様では、管の継目は架橋剤に暴露することにより固着される。

更に、精製粘膜下組織の第１のシートから形成された精製粘膜下組織の管上に精製粘膜下組織の第２のシートを被せる場合、第２のシートは、精製粘膜下組織の管に接触して、その非管腔又は管腔面に被せることができる。同一又は異なる脊椎動物源又は器官源からの精製粘膜下組織のシートを重複させたこれらの各組合せは、マトリックス構造物を脱水させる条件下で、少なくとも重複部分を圧縮することにより、一体的な管状の形状を有する精製粘膜下組織の移植片構造物をもたらす。

添付図面に示されるような好ましい実施態様について、本発明を更に詳細に説明する。図１を参照する。マトリックス構造物を捲回するためのマンドレル１０の或る好ましい実施態様が図示されている。マンドレル１０は、金属又はプラスチックの中空管であり、金属管の一部に沿って又は金属管の長さ全体に沿って管の壁内に孔１２を有する。マンドレル１０における孔のサイズは必須要件ではない。但し、マンドレルは、マトリックス構造物１４を圧縮したときに、精製粘膜下組織の脱水が可能なように、十分に多孔質でなければならない。或る好ましい実施態様では、マンドレルは金属管であり、一層好ましくは、金属管はアルミニウム製である。精製粘膜下組織１４をマンドレル１０の上に被せ、精製粘膜下組織の多層管を形成する。その後、マンドレルに被覆された精製粘膜下組織は、本発明の管状構造物を製造するために或る実施態様で利用される、圧縮チャンバ２０の管腔空間に挿入される。圧縮チャンバ２０は、外殻２２、内袋２４及び加圧口２６からなる。内袋２４は、様々な技法（例えば、接着剤又は熱接着）により、外殻２２の内壁に結合又は接着させることができる。図２に示されるように、捲回されたマンドレル１０は圧縮チャンバ２０内に挿入され、流体が加圧口２６に送入され、内袋２４が膨張されると、内袋２４は精製粘膜下組織１４と接触し、そして精製粘膜下組織１４を圧縮する。内袋２４は所望の圧力にまで膨張され、その圧力は、精製粘膜下組織が十分に脱水されるまで、維持される。

場合により、圧縮及び乾燥処理は、移植片構造物を低温加熱（例えば、約５０℃未満）することにより増強させることもできる。更に、乾燥処理を増強するための代替手段として又は併用手段として、マンドレルの管腔内に、空気又は不活性ガス（例えば、窒素ガス）を送入することもできる。管腔内に送入された空気／ガスを必要に応じて加熱し、脱水処理を更に一層速めることもできる。マンドレル１０の壁に形成された孔１２は、マトリックス構造シート１４の乾燥処理を助ける。従って、この構造は単に本発明の好ましい実施態様の一例を示しているに過ぎない（図１参照）。従って、マンドレルは中実状の円筒として形成することもできる。或る実施態様では、マンドレルは、マンドレルの壁面に形成された孔を有する中空管からなり、圧縮処理中に、マンドレルの管腔中を真空吸引する。

別法として、精製粘膜下組織の圧縮は、直接的な圧縮力を供給する別の表面に直接接触する捲回マトリックス構造シートを有するマンドレルを連続的に回転させることによっても達成される。更に、図４に示されるような、或る好ましい実施態様では、真空を適用することにより、精製粘膜下組織の重複部分を圧縮するための総圧縮力を供給することができる（真空圧縮）。この実施態様では、マンドレル３０の壁面に形成された複数の孔３２を有する中空管として形成されたマンドレル３０は、精製粘膜下組織３４の複数の層で被覆されている。マンドレル３０は、マンドレルの第１の端部３８を密閉するプラグ３６と、マンドレルの管腔から空気を吸引するための末端口４０を具備する。末端口４０は、真空発生源に接続され、複数の層を相互に圧縮している間に、精製粘膜下組織の複数の層を通して空気を吸引するマンドレルの管腔から真空吸引する。不透過性層を精製粘膜下組織の複数の層の周囲に被せ（例えば、マンドレルをプラスチック製の袋４４内に配置し、この袋を吸引口のところでクランプにより密閉する）、第２の面とマンドレルとの間の精製粘膜下組織の複数の層を圧縮するための、マンドレルと接触する第２の面を供給する。一般的に、１４〜７０インチＨｇ（７〜３５ｐｓｉ）の範囲内の真空圧力が適用される。一層好ましい真空圧力は約５１インチＨｇ（２５ｐｓｉ）である。場合により、圧縮中に精製粘膜下組織を加熱するために、装置の上面に加熱ブランケットを配置することができる。

精製粘膜下組織の複数のストリップは一般的に、加熱することもできるが、室温で１２〜４８時間圧縮される。例えば、加熱ブランケットを圧縮面の外側に被覆し、圧縮マトリックスの温度を約４０℃〜約５０℃以下にまで上昇させることができる。通常、重複部分は、マトリックスの脱水度により決定される時間長さにわたって圧縮される。熱の使用により、脱水速度が高められ、その結果、精製粘膜下組織の重複部分を圧縮するのに必要な時間量は減少する。一般的に、複数の層は、固いが可撓性の材料を形成するのに十分な時間にわたって圧縮される。複数層の十分な脱水は、マトリックス構造物内を流れる電流のインピーダンスの増大によっても示される。インピーダンスが１００〜２００オームにまで増大したら、精製粘膜下組織は十分に脱水され、従って、圧力を解放させることができる。

圧縮された精製粘膜下組織は、単一的で従順なマトリックス構造物として、マンドレルから取り除くことができる。図５に示される或る好ましい実施態様では、マンドレル５０は先ず、精製粘膜下組織のシートがマンドレルに被せられる前に、除去可能な多孔質のリボン状材料５２が捲回される。好ましくは、除去可能なテープは、耐引裂性の透水性材料からなり、この透水性材料は例えば、精製粘膜下組織又はマンドレルに付着しない多孔質プラスチック又はその他の材料などである。或る実施態様では、リボン状材料は臍帯からなる。その後、精製粘膜下組織をリボン状材料に直接積層させ、そして、乾燥させ、単一的な管状構造物を形成する。精製粘膜下組織を乾燥後、透水性材料のリボン５２の第１の端部５４と第２の端部５６を引っ張ることにより、透水性材料のリボン５２をマンドレル５０から解きほどく（図５参照）。透水性材料５２のリボンを除去することにより、精製粘膜下組織構造物とマンドレルとの間に空隙が残され、これにより、精製粘膜下組織構造物をマンドレルから取り出すことができる。

多層ラミネート移植片構造物は概ね等方性の特性を有するように形成することができる。これらの概ね等方性（擬似等方性）の移植片は、温血脊椎動物の筋層及び粘膜の管腔部分の両方から離層された腸管精製粘膜下組織の少なくとも２枚のシートから形成される。腸管精製粘膜下組織の各シートは、精製粘膜下組織シート内のコラーゲン繊維の主たる配向方向に対応する長手軸を有することを特徴とする。擬似等方性移植片構造物の形成方法は、精製粘膜下組織の第１のシートをマンドレル上に配置し、精製粘膜下組織の各個別シートの長手軸が、ヘテロラミネート移植片を形成する精製粘膜下組織の外層の長手軸と約９０゜の角度を形成するように、この第１のシートに、精製粘膜下組織の少なくとも１枚の追加シートを被せることからなる。

本発明により製造された精製粘膜下組織移植片又は構造物は、縫合マトリックス構造物の縫合孔の回りから流体が漏出するという問題を解決する。２つの管の各管の縫合継目が相互に片寄らせられており、更に、精製粘膜下組織の２つの管が一緒に接着されているような、精製粘膜下組織の２つの同心管の構造は、形成された人工器官における縫合孔から漏出しないようにする。更に、第１の管の継目を密閉するために架橋剤処理を利用する実施態様では、管壁に穿孔を全く形成しないので、漏出も絶対に無い。本発明により製造された管構造体は、流体を漏出させない、又は、流体流出に関する特別な予防処置を必要としないような、ほぼシームレス（継目無し）の管を提示する。この特性は、構造物が脈管移植片、尿管置換用又はシャントとして使用されるべきものである場合に、特に重要である。本発明の精製粘膜下組織材料が必要とされるような様々な医学用途に適合させるために、この構造物を更に巧みに処理する（すなわち、切断、折り曲げ、縫合など）こともできる。

本発明のその他の特徴及び側面は、この明細書を読み、かつ理解すれば、当業者に正しく認識されるであろう。このような特徴、側面及び予想される変形物や改変は明らかに本発明の範囲内に含まれる。

管状精製粘膜下組織移植片構造物の製造
或る実施態様では、構造物の製造方法は、適当な直径の透水性で中空のマンドレルを選定し、そして、マンドレルに臍帯を螺旋状に捲回することからなる。その後、所望枚数の精製粘膜下組織外被を被せる。“精製粘膜下組織外被”は、マンドレルの周囲に約３６０゜にわたって巻き付けられた精製粘膜下組織片として定義される。一般的に、１枚又は２枚の外被は、下記のようにして製造された後で、約１０００〜２０００ｍｍＨｇの破壊強度をもたらす。

精製粘膜下組織のシートを粘膜面を上にして、平滑で平坦な表面上に配置する。テープが捲回されたマンドレルをこの上に配置し、マンドレルの長軸を精製粘膜下組織の長軸と平行にする。次いで、剃刀の刃を用いて、マンドレルの軸と平行に精製粘膜下組織を切断し、精製粘膜下組織の直線縁部を形成する。精製粘膜下組織を、所望の層数（一般的に、２層）になるように、回転動作により、マンドレルに被覆させる。（精製粘膜下組織の２つの側面縁部の間に延びる役３０゜の重複角（θ）により画成される）重複領域は、長手方向に延びる継目を有する精製粘膜下組織の管を形成する。

マンドレルに完全に巻き付けた後、マンドレルの一方の端部を密閉し、そして、精製粘膜下組織で被覆されたマンドレルの内部を真空ポンプに接続する。真空は、気圧により精製粘膜下組織を圧縮させ、そして、グルタルアルデヒドを継目の厚さ全体に浸透させる。一般的に、真空封止／乾燥処理は約４時間以内に完了する。

乾燥／封止処理後、臍帯の両端を掴み、そして、長手方向に引っ張る。臍帯は精製粘膜下組織の下で簡単に解きほぐされ、精製粘膜下組織はその後、マンドレルから容易に滑り出させられる。得られた物は、ソーダ水のストローのような継目の無いシームレス管である。

その他のタイプのシーラント、濃度及び捲回技術も使用できる。例えば、精製粘膜下組織の細長いストリップをマンドレル上に部分的に重複させながら螺旋状に捲回し、続いて、新たに反対方向に螺旋状に捲回する。これにより、内圧を支持するために、４層の精製粘膜下組織が形成される。この二重螺旋は、図３及び図５に示される捲回技術を併用することもできる。本発明によれば、精製粘膜下組織は様々な異なる方向でマンドレル上に捲回させることができる。唯一の限定は、重複されたストリップの継目の間に空隙が存在してはならないことである。好ましい実施態様では、精製粘膜下組織の重複ストリップにより形成された継目は、０．５〜３ｃｍ、好ましくは、１〜２ｃｍだけ重複させなければならない。

精製粘膜下組織継目のスポット溶接
或る実施態様では、最後のシートが緩まないようにするために、捲回マトリックス構造物の継目を“スポット溶接”することができる。或る実施態様によれば、継目はグルタルアルデヒドのような架橋剤でスポット溶接される。Ｘ％のグルタルアルデヒド（又はその他の架橋剤若しくは接着剤）で濡らされたＱチップを、継目を形成する重複領域に沿って擦り付ける。Ｘの値は約０．１〜１．０％、好ましくは約０．５％である。しかし、継目幅、グルタルアルデヒド濃度及び破裂圧力を決定するターン回数との間には関係がある。

別の実施態様では、精製粘膜下組織管の継目を熱的にスポット溶接し、、この継目を更に封止し、マトリックス構造物を単一的な精製粘膜下組織管に結合させることもできる。精製粘膜下組織に適用される熱スポット溶接の品質を制御する、(1)温度、(2)強圧、(3)圧力の印加時間及び(4)熱溶接治具の形状からなる４つの因子が存在する。鋭利な治具は溶接部に孔を形成する。平坦な治具は孔を形成しない。曲率を有する先端は微小な孔を形成できる。

温度校正先端を有する小型のはんだこてを使用し、精製粘膜下組織を断続的に溶融させ、２枚の精製粘膜下組織間で“融着”点を形成することができる。（熱収縮を避けるために）ガラス板の上に精製粘膜下組織の試験片を配置し、加熱先端を精製粘膜下組織に当てることにより、マトリックスの溶融に必要な温度と加熱時間を決定することができる。２枚の精製粘膜下組織を一緒に維持するために必要な熱スポット溶接箇所の個数を決定するために、１ｃｍだけ重複された精製粘膜下組織の幅１ｃｍのストリップについて実験を繰り返した。１ｘ１ｃｍの重複面積に５個のスポット溶接部を設ければ、幅１ｃｍの単一のストリップを破壊するのに必要な圧力よりも強力な溶接が形成される。鋭利な先端は保持力を有する微小な溶接部を形成する。従って、最小の孔を有する最強の溶接部を形成するパラメータを割り出すことはやりがいのある仕事である。

スポット溶接条件を最適化するために、下記の実験を行った。精製粘膜下組織の幅１ｃｍ、長さ１０ｃｍの断片を使用し、５個の試験片を製造し、４つの変数（温度、時間、圧力及び先端形状）のうちの３つを一定に保ち、一つを変化させて試験した。これらの最初の実験では、鋭利な先端を使用した。実験は、曲率０．５ｍｍの先端により繰り返し、次いで、直径１ｍｍの平坦な先端で繰り返した。顕微鏡で測定されるような最小の孔を有する最強の溶接のための処方が結果として得られる。また、ＭＴＳ装置を用いて所定の試験片の破壊強度も決定した。

b) 動物モデル
スポット溶接された精製粘膜下組織ストリップに対するホストの応答を評価するために、離乳子畜のラットモデルを使用した。麻酔薬を導入し、顔面マスクを介してメタファン(metafane)を投与することにより麻酔状態を維持した。腹の腹面を刈り込み、無菌手術のための剃毛面を生成した。各腹の４分円に縦長の皮膚切開部を形成した。次いで、直截的な解剖により各ラットの皮下組織に、左右相称の皮下ポケットを形成した。面積１ｃｍ^２の試験片を皮下的に各ポケット内に配置し、１個の５−０ポリプロピレン縫合により下部の筋膜の所定位置に固定させた。皮膚切開部を５−０ポリプロピレンによる単純な中断縫合により閉鎖した。この実験には、２４匹のラットを使用した。

所定時間経過後、（移植から、１、２、４及び８週間後の時点で）塩化カリウムを心臓内に投与することにより安楽死させた。

c) 形態学的分析
形態学的評価のために摘出されたサンプルは２４時間かけてトランプ(Trump)の固定液中で固定させ、その後、リン酸塩緩衝液内に配置した。光学顕微鏡用の試験片をパラフィン内に埋め込み、２〜３μｍの薄片に切り分けた。全体的な形態評価のために、薄片をヘマトキシリン・エオシン(H&E)染色法で染色し、石灰化評価のためにフォン・コッサ(Von Kossa)染色法により染色した。

精製粘膜下組織管形成及び試験
この実験の目的は、外径５．０ｍｍの移植片を形成することである。多数の孔を有する、直径４ｍｍの中空マンドレルに、重複しないように臍帯を螺旋状に捲回した。その後、精製粘膜下組織を２回半捲回し、精製粘膜下組織の管を生成し、重複部分を、一方のグループでは、グルタルアルデヒドで固着させ、別のグループでは、縫合により固着させた。次いで、精製粘膜下組織の第２のシートを、精製粘膜下組織の管の周囲に被せ、精製粘膜下組織の第２のシートの両縁を一緒に縫合した。捲回終了後、マンドレルの一方の端部を真空ポンプに接続し、マンドレルの他方の端部を閉鎖した。マンドレル内に生じた真空状態は、精製粘膜下組織の複数の層を一緒に堅固に圧縮し、精製粘膜下組織から水分を吸い出す。この処理には約２４時間必要である。

精製粘膜下組織の複数の層を乾燥した後、臍帯の末端を掴み、長手方向に引っ張る。臍帯は精製粘膜下組織管の下で均等に解きほどかれ、その後、精製粘膜下組織管はマンドレルから容易に滑り出る。

e) 静的試験
破裂試験の前に、各精製粘膜下組織移植片を３７℃の０．９％生理食塩水に２４時間浸漬させた。この処理の目的は継目の耐久性を決定することである。
破裂強度を決定するために、管状精製粘膜下組織移植片の一方の端部を、空気圧を加えるために使用される取付部品に取付けた。管状精製粘膜下組織移植片の他方の端部を縫合により閉鎖し、空気圧を加圧した。圧力対時間を連続的に記録することにより、破裂圧力を正確に識別することができる。本発明の目標は、１０００ｍｍＨｇ以上の破裂圧力である。好結果をもたらす製造技術は、離層を起こすこと無く、（任意の圧力で）破裂を生じるような技術である。この静的試験に合格した管状精製粘膜下組織移植片は引き続き、拍動試験に付される。

f) 拍動試験
管状精製粘膜下組織移植片の危険期間は、再建の初期段階にある場合及び所定の静圧（拡張期圧）及び拍動圧を伴う温血に暴露される場合、移植後の最初の数週間である。この期間中、移植片が、再建の初期段階において、その強度を保持しているか否か知ることが最も重要である。従って、３７℃の生理食塩水中で、移植片構造物について拍動圧試験を行う。１／秒の周期の、２００／１５０ｍｍＨｇの拍動圧を使用する。移植片が静圧破裂強度について試験された後、２週間にわたって、この拍動試験を続ける。

尿管としての管状移植片の応用
穿孔マンドレルに、精製粘膜下組織を２回半捲回させ、そして、この構造物を８時間真空乾燥させることにより、多層積層構造の構造物を形成した。この構造物をマンドレルから取り出し、２０分間にわたって再水和させ、そして、イヌに尿管の人工器官として外科的に移植した。この人工器官は漏出を起こすこと無く尿を導通し、移植された箇所で癒着し、新たな尿管を生成した。

以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。

圧縮チャンバの内腔に挿入された、精製粘膜下組織被覆マンドレルを有する圧縮チャンバの断面図である。請求項１の圧縮チャンバの斜視図である。マンドレルの周囲に螺旋状に捲回された精製粘膜下組織の単一ストリップの斜視図である。マンドレルの一端が密閉され、そして、開放端部から真空吸引される、精製粘膜下組織被覆マンドレルの断面図である。多数の貫通孔を有するマンドレルの周囲に捲回された透水性材料の単一ストリップの斜視図である。透水性材料の単一ストリップと、精製粘膜下組織の第１のシートが捲回された多数の貫通孔を有するマンドレルの斜視図である。透水性材料の単一ストリップ、精製粘膜下組織の第１のシート及び精製粘膜下組織の第２のシートが捲回された多数の貫通孔を有するマンドレルの斜視図である。

Claims

第１の縁部と第２の反対縁部を有し、管の形状に成形された、粘膜下組織源から採取されたコラーゲン系のマトリックス構造物のシートからなり、
複数の層が重複した領域を画成するために、前記第１のシートの前記第２の反対縁部は前記第１のシートの前記第１の縁部を超えて延びており、
前記重複領域の複数の層は相互に固着されている、
ことを特徴とする単一的な多層移植片人工器官。