JP2013526993A - 中空器官に配置するためのデバイス、特には中空器官を開けておくためのデバイス、及びこのようなデバイスを製造する方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】中空器官に配置するためのデバイス、特には中空器官を開けておくためのデバイスが、内側及び外側(14)を有する配置体(12)を備えている。デバイスは、配置体(12)に配置され、配置体(12)に少なくとも部分的に接する生体的に安定したランダムな繊維の羊毛状材料から形成された少なくとも１つの羊毛状材料層(16)を更に備えている。

Description

本発明は、中空器官に配置するためのデバイス、特には中空器官を開けておくためのデバイス、及びこのようなデバイスを製造する方法に関する。

例示的な適用例では、中空器官に配置するためのデバイスは、本明細書では（生体的な）中空器官の一例として述べられている血管を開けておくための脈管支持体であり、脈管支持体は、特に「ステント」という用語で知られている。他方では、例えば血管を開けておくために機能する、ひいては血管及び中空器官を取り替えない脈管支持体とは対照的に、人工脈管が、生体組織を取り替えるために提供される医療品である。

独国特許出願公開第102006028221号明細書

一例として、中空器官用の配置デバイスとして具体化された血管用の脈管支持体に関連して本発明を以下に説明する。まず、現在知られている脈管支持体の問題点の概要を説明する。

動脈硬化の臨床像は、血管の壁への様々な物質、特にカルシウム及び脂肪の病理学的な堆積（動脈硬化の斑）によって特徴付けられる。その結果、脈管の内径が小さくなるため、血流のための通路が狭くなり、それ故、この箇所の下流側の組織への供給不足が引き起こされる。

脈管の上記の狭窄は、脈管支持体（ステント）によって臨床的に解消されることが可能であり、これは、脈管の壁を機械的に広げて、ステントを配置することによって脈管の壁をこの状態で維持することによりなされる。しかしながら、このような介入の後に、脈管の壁がステントの格子の空間を通って脈管内腔に増殖するので、狭窄が所与の箇所で再度生じることが頻繁に起こる。

不安定な斑の場合には、脈管の壁に堆積した物質と脈管の内部（血流）との間にほんの僅かな空間しか存在しない。このような場合には、斑が破裂して、堆積した物質が血流に混じることがある。末梢では、これらの物質が閉塞を引き起こすか、又は血栓性閉塞を引き起こし得る。このような危険性は、弾性がない不安定な斑によって覆われた動脈硬化性脈管に、被覆されていない脈管支持体を使用することによって更に増加する。その理由は、このような箇所では脈管支持体の拡張により脈管の内壁に作用する機械的な応力が増し、そのため、斑が破裂する危険性を高めるからである。

更なるタイプの臨床上の適用例では、脈管支持体は、脈管における動脈瘤の治療に使用される。この場合、特殊な脈管支持体が使用され、脈管支持体の壁が、多孔性がない材料、通常、弾性がほとんどないPTFEによって形成される。このような脈管支持体は、脈管内で脈管支持体を折り畳まれた状態から広げた状態に変えて所定の位置に置くために、複雑なアプリケータを用いて配置される必要がある。この処理は、脈管支持体の直径を脈管の直径に最適に適合できなかった場合に折り目が付くという危険性を伴う。

独国特許発明第10223399号明細書から、脈管の壁を支持するための脈管支持体が公知であり、脈管支持体は、互いに隣り合った支持要素と該支持要素を囲んで吸収可能な材料から形成された薄膜とを備えており、該薄膜は不織布から構成され得る。前記薄膜、つまり羊毛状材料は、個々の支持要素が脈管の壁に固定されるまで個々の支持要素を離隔して維持する機能を有している。脈管支持体全体の内、支持要素のみが脈管に最終的に残るように前記薄膜、つまり羊毛状材料は吸収される。

独国特許出願公開第102006028221号明細書から、弾性がある羊毛状構造を有する壁を備えたホース状の人工脈管が公知であり、人工脈管は生理的な条件下で略非吸収性である。人工脈管は補強要素を備えることが可能である。既に上述したように、人工脈管は、生体組織を取り替えるべく機能し、生体組織を開いた状態で維持するか、又は中空器官を支持すべく機能しない。このような用途により、中空器官を開いた状態で支持するために人工脈管を使用することが脈管手術では不可能である。その理由は、人工脈管が、目的に応じて中空器官に取り替えられるため、中空器官を所定の位置に置いたまま中空器官を支持することが論理的にできないからである。

別の人工器官、つまり端部の人工器官が、米国特許出願公開第5549663 号明細書に述べられている。この人工器官は、ステント要素とステント要素の一部を捕捉するグラフト要素とを備えている。該グラフト要素は、螺旋状に巻かれた繊維から構成されており、螺旋状に巻かれた繊維によって、管状のグラフト要素に、軸方向、ひいては異方的且つ一次元の好ましい伸張方向が与えられる。

本発明は、配置中且つ配置後に上述した合併症の危険性が低減される、中空器官に配置するためのデバイスを提供することを目的とする。

本発明によれば、上記の目的は、
− 内側及び外側を有する配置体、及び
− 該配置体に配置され、前記配置体に少なくとも部分的に接しており、生体的に安定したランダムな繊維の羊毛状材料から形成された少なくとも１つの羊毛状材料層
を備えており、中空器官に配置するためのデバイスによって達成される。

本発明は、前記デバイスを製造する方法を更に提案しており、該方法によれば、前記配置体をまず準備し、生体的に安定したランダムな繊維の羊毛状材料から形成された前記羊毛状材料層を設けるべく、前記配置体及び噴霧器を相対的に移動させながら、前記噴霧器により前記配置体に繊維を吹きつけ、生体的に安定したランダムな繊維の羊毛状材料から形成された前記羊毛状材料層の所望の厚さに応じて、前記噴霧器により繊維を吹きつけて複数の繊維層を堆積する。

基本的に本発明は、中空器官に配置するための配置体が、生体的に安定した羊毛状材料を有しており、羊毛状材料は、相互に絡み合い、特には微細にフィブリル化された、例えばポリエチレンから形成された繊維を有しているという点にある。このような構成では、生体的に安定したランダムな繊維の羊毛状材料（以下では単に羊毛状材料と呼ぶ）は、デバイスの配置体の内側及び／又は外側に少なくとも部分的に接している。

中空器官を開けておくための脈管支持体としての適用に関連して、本発明を以下に説明し、配置体を支持本体と呼ぶ。

生体的に安定している、つまり生理的な条件下で略非吸収性である前記羊毛状材料は、その繊維が互いに絡み合い微細にフィブリル化された羊毛状材料を有していることが好ましい。特にこの羊毛状材料は、血液の液体成分又は中空器官に取り込まれる物質の液体成分を略通過させることは可能であるが、血液の細胞成分又は中空器官に取り込まれる物質及び脈管の壁の細胞成分を略保持するような多孔性を有し得る。この特徴は有利には、液体、及び、特には内部流体と脈管の壁との間の栄養素、代謝物質及び他の生理的な物質の化学元素の完全な交換を可能にする。本発明のランダムな繊維の羊毛状材料によって、支持本体は等方的に伸張されることが可能であり、これは、複数の空間方向に効果的な多次元の支持機能に関して有利である。

本発明の更なる有利な実施形態によれば、羊毛状材料層の内面の多孔性が、羊毛状材料層の外面の多孔性より小さい。羊毛状材料層の厚さ方向に見たとき、羊毛状材料の多孔性は、連続的に、準連続的に、又は階段状に変わることが可能である。

本発明の更なる有利な実施形態によれば、中空器官によって取り込まれる物質とその内面で接する生体的に安定した羊毛状材料は、血液細胞、幹細胞、前駆細胞又は血管壁細胞、更に一般的には中空器官によって取り込まれる物質の細胞の付着及び定着を可能にするか、又は促進することができる。これは特に、その表面で組織と接する羊毛状材料の多孔性と、中空器官によって取り込まれる物質に接する羊毛状材料層の箇所における多孔性とを対応して選択することによって達成される。羊毛状材料の上述された前記表面における多孔性は、中空器官から増殖する結合組織が羊毛状材料層を通り抜けることができないように選択される。そのため、中空器官が後で詰まるか又は成長し過ぎるという危険性が最小限度に抑えられる。

本発明の更なる有利な実施形態によれば、羊毛状材料層は外面と内部構造とを備えており、内部構造は結合組織の一体化を可能にするか又は促進する。

最後に、羊毛状材料層が脈管支持体の支持本体と密に連結されている場合に有利である。これは主に、支持本体に対する羊毛状材料層の位置が脈管支持体の配置中及びその後で、つまり元の位置のままで変更されないので適切である。

本発明の更に有利な実施形態によれば、適切に方向付けられた細胞移動を促進するための所望の孔径が脈管支持体の可能な意図した拡張の後にのみ得られるように、羊毛状材料の弾性及び多孔性が調整される。このような好ましくは常時拡張可能な支持本体が、発明性がある脈管支持体に使用されている限り、発明性がある生体的に安定した羊毛状材料は支持本体の拡張に対応して伸張する。このような脈管支持体では、拡張した状態で、羊毛状材料の孔径が所望の値を有しているか、又は所望の値の範囲内にある場合に有利である。羊毛状材料及びその表面に所望の孔径又は孔径の範囲を有するために、使用される羊毛状材料の拡張の程度及び性質に基づいて、支持本体がまだ拡張していない状態で羊毛状材料がどのような孔径を有すべきかが逆方向の計算によって決定され得る。いかなる場合も、羊毛状材料は、拡張した支持本体が、広げられた羊毛状材料によって再度共に押し込まれ得ないような弾性を有する必要がある。

生体的に安定した羊毛状材料から形成された羊毛状材料層を脈管支持体の支持本体に少なくとも部分的に接して配置するという発明性により、脈管を拡張すべく脈管支持体を配置した後に、術後合併症の割合が驚くほど低減される。脈管支持体の配置による斑の破裂の危険性、及びこのような斑の破裂の影響の両方が、支持本体上に羊毛状材料層を使用することにより著しく低減される。このようにして、末梢血管の閉塞が防止される。

本発明の更なる有利な実施形態によれば、生体的に安定した羊毛状材料は支持本体の外側及び／又は内側を完全に覆う。

本発明の更なる機能的な利点は、包囲体が密閉された構造ではなく、代わりに三次元であり微孔性を有し微細にフィブリル化された繊維構造から構成されているという特徴に見出され得る。そのため、脈管の壁の生理機能が、多孔性がなく高密度な材料を使用する場合と同様に制限されない。従って、このような材料の構造は、脈管の壁との物質の交換を可能にし、細胞の選択的な接着、移動及び増殖の可能性を更に与える。その結果、血液に向かって形成され得る内皮様の層が生成される。

羊毛状構造の差別化された構成によって、細胞の適切に方向付けられた定着が達成される。そのため、脈管支持体は、統合的な治療によって所定の位置に完全に固定されるので、発明性がある製品が、脈管の壁における生理的な条件の回復のための促進物とみなされ得る。

本明細書に説明されている発明は、生体的な脈管システムに適用可能であり、特には、冠状血管、末梢血管（動脈及び静脈内の適用）並びに神経脈管に適用可能である。これらの脈管とは別に、発明性がある脈管支持体によって開けておくことができる中空器官は、リンパ管、腎管、尿道、食道、神経索又は卵管を更に含んでいる。

別の適用例では、本発明によって提供されるような囲まれた配置体は、あらゆるタイプの動脈瘤（紡錘状の動脈瘤、嚢状の（sacriform ）動脈瘤、有茎性の（pedunculated）動脈瘤、無茎性の（non-pedunculated）動脈瘤）の治療に使用され得る。微孔性の羊毛状構造の存在によって、動脈瘤嚢で鬱血及び血栓形成がまず生じる。血栓を吸収して結合組織を取り替えるその後の創傷治癒処置により、動脈瘤が治され得る。更に、配置体の内側に機能的な内皮層を後で形成することにより、動脈瘤の領域に層流条件が非常に迅速にもたらされる。動脈瘤嚢を閉じるためのこの生理的な取替えがより安全であり、例えばコイルを設ける保存的な方法を用いた可能な処置より外科治療のための多くの時間を明らかに必要としない。配置体を配置することによって、血液が配置体の穴を通って流れるように動脈瘤嚢を迂回するため、動脈瘤嚢内への血液の更なる流入が防止される。更に、動脈瘤嚢のこの閉鎖は血管内の血栓形成を防ぐ。

更なる実施形態によれば、本発明は、脈管ではない領域における使用にも適しており、例えば胃腸のステントとしての使用に適している。更に本適用例では、微細にフィブリル化された羊毛状材料により生理的な細胞増殖を促進し、ひいては、自然な脈管の壁の層を形成することが顕著な利点である。

腫瘍疾患のための適用の場合には、腫瘍組織が面的な包囲体を通って内腔内にほとんど成長し得ない。

本発明のデバイスの生体的に安定した羊毛状材料は、エラストマから、好ましくは熱可塑性エラストマから適切に形成されている。好ましくは、羊毛状材料はポリウレタン、特には線状ポリウレタンから形成されている。特に有利には、ポリウレタンは脂肪族ポリウレタンであり、好ましくは高分子及び／又は低分子の脂肪族ジオールと脂肪族ジイソシアナートとから形成されている。本発明によれば、前記高分子のジオールはポリカーボネートであり、特には1,6 −ヘキサンジオールポリカーボネートであることが特に好ましい。前記低分子のジオールは2,2,4 −トリメチルヘキサンジオール、2,4,4 −トリメチルヘキサンジオール及び／又は1,4 −ブタンジオールであることが好ましい。前記脂肪族ジイソシアナートは4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート又は1,4 −シクロヘキシルジイソシアナートであることが好ましい。本発明によれば、前記脂肪族ポリウレタンは異なるジオール及び／又はジイソシアナートから形成されており、この段落で述べられているジオール及びジイソシアナートを優先することが更に好ましい。ポリウレタンの更なる詳細及び特徴に関して、独国特許出願公開第3643465 号明細書、独国特許出願公開第3318730 号明細書、独国特許出願公開第4107284 号明細書、及び、オーベルンブルク（Obernburg ）のアンカ アーゲー（Enka AG ）の研究機関の高分子報告「医療技術のための生体適合性ポリウレタン（Biocompatible Polyurethanes for Medical Techniques）」を参照し、前記文献の夫々の開示内容が、参照して本明細書に十分に組み込まれる。

本発明によれば、羊毛状材料層は、直径が0.1 μm 乃至100 μm であり、好ましくは0.2 μm 乃至20μm であり、更に好ましくは0.3 μm 乃至１μm である繊維を有している。

本発明の構成によれば、羊毛状材料層は、支持本体の外側に接する底側と、支持本体の外側の反対側を向いた上側とを有している。更に、羊毛状材料層は、底側の孔の大きさとは異なる大きさの孔を上側に有している。本発明によれば、羊毛状材料層の底側の孔は、羊毛状材料層の上側の孔より小さい。底側の孔径と上側の孔径との比が１：50であり、好ましくは２：10であり、更に好ましくは４：８である。

羊毛状材料層の厚さは10μm 乃至3000μm である。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記支持本体は、特には常時拡張可能であり、前記羊毛状材料層は同時に伸張される。拡張前に、前記羊毛状材料層の厚さが、100 μm 乃至3000μm であり、好ましくは150 μm 乃至2800μm であり、更に好ましくは200 μm 乃至2000μm である。

本発明の更なる好ましい実施形態によれば、前記支持本体は、特には常時拡張可能であり、前記羊毛状材料層は同時に伸張される。拡張後に、前記羊毛状材料層の厚さが、10μm 乃至2500μm であり、好ましくは20μm 乃至2000μm であり、更に好ましくは80μm 乃至1000μm である。

本発明によれば、脈管支持体は、生体的に安定した羊毛状材料から形成された更なる羊毛状材料層を備えており、前記支持本体の内側及び外側に夫々少なくとも部分的に接して１つの羊毛状材料層が配置されている。

本発明によれば、支持本体は多孔性であり、特には網状構造を有している。

脈管支持体を製造する発明性がある方法では、例えば、出願人の未公開の国際特許出願第PCT/EP2010/066928号に記載されている工程が行われ得る。このような方法に応じて、その特徴が、文献を参照して本明細書に組み込まれ、羊毛状材料は、回転する状態の部材にマイクロファイバの形態で吹きつけられる。本発明によれば、前記形状の部材は脈管支持体の支持本体を備えている。

前記方法では、支持本体をまず準備し、生体的に安定した羊毛状材料から形成された羊毛状材料層を設けるべく支持本体に噴霧器を用いて繊維を吹きつけることが好ましい。この工程では、支持本体及び噴霧器を相対的に移動させる。生体的に安定した羊毛状材料から形成された羊毛状材料層の所望の厚さ及び／又は所望の多孔性に応じて、複数の繊維層を任意には異なる面密度で堆積する。

血管を開けておくために血管内で使用される管状の脈管支持体を示しており、図示された脈管支持体の一部が脈管支持体の壁構造を視覚化すべく破断されている側面図である。 図１のII部分を詳細に示す拡大図である。

本発明の最良の形態を含んでおり、当業者が本発明を行うことが可能な、本発明の十分且つ実施可能な開示を、添付図面を参照して以下に更に詳細に述べる。

図１は、細網状又は網状の支持本体12を備えた管状の脈管支持体10（例えばステント）を側面図で示しており、支持本体12の円筒状の外側14に、生体的に安定した羊毛状材料製の羊毛状材料層16から形成された包囲体が設けられている。前記羊毛状材料層16は、マイクロファイバから形成されランダムに撚られた羊毛状材料を有している。羊毛状材料層16は、内側20より外側18により大きな多孔性を有している。羊毛状材料層16は、外側18で脈管の壁（不図示）に接して配置される。本発明によって達成されているように、脈管の壁から増殖する組織は羊毛状材料層16に部分的にしか入り込まない。組織のこのような増殖は遅くとも、支持本体12の近くの羊毛状材料層16の領域で停止され、特には羊毛状材料層16の内側20で停止される。羊毛状材料層16の内側20の孔径は、羊毛状材料層16を通った組織の更なる増殖がこれ以上不可能であるように選択されている。

Claims (12)

1. 中空器官に配置するためのデバイス、特には前記中空器官を開けておくためのデバイスにおいて、
   − 内側及び外側(14)を有する配置体(12)、及び
   − 該配置体(12)に配置され、前記配置体(12)に少なくとも部分的に接しており、生体的に安定したランダムな繊維の羊毛状材料から形成された少なくとも１つのランダムな繊維の羊毛状材料層(16)
   を備えていることを特徴とするデバイス。
2. 前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)は、前記配置体(12)の前記外側(14)に接して少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)は、直径が0.1 μm 乃至100 μm であり、好ましくは0.2 μm 乃至20μm であり、更に好ましくは0.3 μm 乃至１μm である繊維を有していることを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
4. 前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)は、前記配置体(12)の外側(14)に接する底側と、前記配置体(12)の外側(14)の反対側を向いた上側とを有しており、
   前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)は、前記底側の孔の大きさとは異なる大きさの孔を前記上側に有していることを特徴とする請求項２又は３に記載のデバイス。
5. 前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)の底側の孔は、前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)の上側の孔より小さいことを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
6. 前記底側の孔径と前記上側の孔径との比が、１：50であり、好ましくは２:10であり、更に好ましくは４：８であることを特徴とする請求項４又は５に記載のデバイス。
7. 前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)の厚さが10μm 乃至3000μm であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のデバイス。
8. 前記配置体(12)は、特には常時拡張可能であり、前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)は同時に伸張され、
   拡張前に、前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)の厚さが、100 μm 乃至3000μm であり、好ましくは150 μm 乃至2800μm であり、更に好ましくは200 μm 乃至2000μm であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のデバイス。
9. 前記配置体(12)は、特には常時拡張可能であり、前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)は同時に伸張され、
   拡張後に、前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)の厚さが、10μm 乃至2500μm であり、好ましくは20μm 乃至2000μm であり、更に好ましくは80μm 乃至1000μm であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のデバイス。
10. 生体的に安定したランダムな繊維の羊毛状材料から形成された更なるランダムな繊維の羊毛状材料層が設けられており、前記配置体(12)の内側及び外側に夫々少なくとも部分的に接して１つのランダムな繊維の羊毛状材料層が配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のデバイス。
11. 前記配置体(12)は多孔性であり、特には網状構造を有していることを特徴とする請求項１乃至10のいずれかに記載のデバイス。
12. 請求項１乃至11のいずれかに記載のデバイスを製造する方法であって、前記配置体(12)を準備し、生体的に安定したランダムな繊維の羊毛状材料から形成された前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)を設けるべく、前記配置体(12)及び噴霧器を相対的に移動させながら、前記噴霧器により前記配置体(12)に繊維を吹きつけ、前記ランダムな繊維の羊毛状材料層(16)の所望の厚さに応じて、複数の繊維層を堆積することを特徴とする方法。

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