JP7389430B2

JP7389430B2 - 血管病変モデルおよび血管病変モデルの製造方法

Info

Publication number: JP7389430B2
Application number: JP2019192698A
Authority: JP
Inventors: 淳史鈴木; 聡一二見
Original assignee: Asahi Intecc Co Ltd; Yokohama National University NUC
Current assignee: Asahi Intecc Co Ltd; Yokohama National University NUC
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2023-11-30
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: JP2021067796A

Description

本明細書に開示される技術は、血管病変モデルに関する。

血管における狭窄部や閉塞部（以下、「病変部」という。）における血流を回復させるために、経皮的冠動脈形成術（以下、「ＰＴＣＡ」という。）が広く行われている。ＰＴＣＡによる治療は、例えば、以下の手順により行われる。すなわち、ガイドワイヤを血管内に挿入し、ガイドワイヤが血管内の病変部を通過するまでガイドワイヤを押し進める。次に、ガイドワイヤをレールにして、バルーンカテーテルを病変部まで進める。その後、バルーンカテーテルのバルーンを拡張させることにより、病変部の血管壁を内側から押し広げる。これにより、血液の通路が確保され、血流が回復する。

ＰＴＣＡによる治療の際には、手技者に繊細な操作が求められる上に、血管における病変部の位置や状態は患者毎に種々異なるため、ＰＴＣＡの手技を習得することは容易ではない。そのため、ＰＴＣＡの手技を向上させるためのトレーニング用として、血管を模した模擬血管と病変部を模した模擬病変部とを備える血管病変モデルが種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１８－１３２６２２号公報特開２０１２－２２０７２８号公報

一般に、実際の病変部（例えば、アテローム血栓症のような病変部）は、血管の径方向に沿って硬度が変化する硬度勾配を有することが多い。しかしながら、従来の血管病変モデルでは、模擬病変部が単一の材料により構成されており、全体にわたって略均一の硬度を有するため、実際の病変部に十分に近似しているとは言えない。そのため、従来の血管病変モデルでは、ＰＴＣＡの手技を十分に向上させることができない。

なお、模擬病変部が実際の病変部に十分に近似しているとは言えないという課題は、ＰＴＣＡの手技を向上させるためのトレーニングに用いられる血管病変モデルに限らず、血管を模した模擬血管と病変部を模した模擬病変部とを備える血管病変モデル一般に共通の課題である。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される血管病変モデルは、中空部を有する管状の模擬血管と、前記模擬血管の前記中空部内に配置され、ポリビニルアルコールのゲルにより形成された模擬病変部と、を備え、前記模擬病変部は、前記模擬血管の径方向に沿って硬度が変化する硬度勾配を有する。本血管病変モデルによれば、実際の病変部（例えば、アテローム血栓症のように血管の径方向に沿って硬度が変化する硬度勾配を有する病変部）により近似した模擬病変部を備える血管病変モデルを提供することができる。

（２）上記血管病変モデルにおいて、前記模擬病変部の前記硬度勾配は、前記模擬血管の中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配である構成としてもよい。本血管病変モデルによれば、実際の病変部に極めて近似した模擬病変部を備える血管病変モデルを提供することができる。

（３）上記血管病変モデルにおいて、前記模擬血管は、ヒドロキシル基を有する高分子材料のゲルであり、前記模擬病変部は、前記模擬血管との間に形成された化学架橋により前記模擬血管に接合されている構成としてもよい。本血管病変モデルによれば、模擬病変部を模擬血管に強固に接合することができ、模擬病変部が模擬血管から剥離して例えばトレーニングに支障が出ることを回避することができる。

（４）上記血管病変モデルにおいて、前記ヒドロキシル基を有する高分子材料は、ポリビニルアルコールである構成としてもよい。本血管病変モデルによれば、模擬病変部を模擬血管に非常に強固に接合することができ、模擬病変部が模擬血管から剥離して例えばトレーニングに支障が出ることをより確実に回避することができる。

（５）上記血管病変モデルにおいて、前記模擬病変部は、前記模擬血管の前記中空部のうち、前記模擬血管の長さ方向の一部分の領域に配置されている構成としてもよい。本血管病変モデルによれば、実際の血管と病変部との関係に近似した血管病変モデルを提供することができる。

（６）上記血管病変モデルにおいて、前記模擬病変部の前記模擬血管の長さ方向における少なくとも一方の端面は、凹面である構成としてもよい。本血管病変モデルによれば、実際の病変部に近似した模擬病変部を備える血管病変モデルを提供することができる。

（７）本明細書に開示される血管病変モデルの製造方法は、中空部を有する管状の模擬血管と、前記模擬血管の前記中空部内に配置された模擬病変部と、を備える血管病変モデルの製造方法であって、前記模擬血管を準備する第１の工程と、前記模擬血管の所定の部位に酸触媒を含有させる第２の工程と、前記模擬血管の前記所定の部位における前記中空部内に、ジアルデヒドを含有させたポリビニルアルコール溶液を注入することにより、前記ポリビニルアルコール溶液中に化学架橋を形成して化学架橋ゲルである前記模擬病変部を作製する第３の工程と、を備える。本血管病変モデルの製造方法によれば、化学架橋の形成反応が模擬血管の内周面から模擬血管の中心に向かって段階的に進行していき、新たに形成される化学架橋ゲルである模擬病変部では、模擬血管の内周面に近い部位ほど化学架橋密度が高くなり、模擬血管の中心に近い部位ほど化学架橋密度が低くなる。従って、本血管病変モデルの製造方法によれば、模擬血管の中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配を有する模擬病変部を作製することができ、実際の病変部（例えば、アテローム血栓症のように血管の中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配を有する病変部）に極めて近い模擬病変部を備える血管病変モデルを製造することができる。さらに、本血管病変モデルの製造方法によれば、模擬血管の中空部にＰＶＡ溶液を注入することにより模擬病変部を作製することができるため、模擬血管における屈曲部や細径部、遠位部等を含む任意の位置に模擬病変部を容易に配置することができる。従って、本血管病変モデルの製造方法によれば、模擬血管における模擬病変部の配置の自由度を向上させることができ、より広範なバリエーションの血管病変モデルを製造することができる。

（８）上記血管病変モデルの製造方法において、前記第１の工程は、ヒドロキシル基を有する高分子材料のゲルである前記模擬血管を準備する工程であり、前記第３の工程は、前記模擬血管の前記所定の部位における前記中空部内に、前記ポリビニルアルコール溶液を注入することにより、さらに、前記模擬病変部と前記模擬血管との間に化学架橋を形成して前記模擬病変部と前記模擬血管とを接合する工程である構成としてもよい。本血管病変モデルの製造方法によれば、模擬病変部を模擬血管に強固に接合することができ、模擬病変部が模擬血管から剥離して例えばトレーニングに支障が出ることを回避することができる。

（９）上記血管病変モデルの製造方法において、前記ヒドロキシル基を有する高分子材料は、ポリビニルアルコールである構成としてもよい。本血管病変モデルの製造方法によれば、模擬病変部を模擬血管に非常に強固に接合することができ、模擬病変部が模擬血管から剥離して例えばトレーニングに支障が出ることをより確実に回避することができる。

（１０）上記血管病変モデルの製造方法において、さらに、前記第３の工程の後に、アルカリ溶液を供給して前記化学架橋の形成を停止させる第４の工程を備える構成としてもよい。本血管病変モデルの製造方法によれば、模擬病変部の硬度勾配を確実に形成することができ、実際の病変部により近似した模擬病変部を備える血管病変モデルを確実に製造することができる。

（１１）上記血管病変モデルの製造方法において、前記第３の工程は、前記模擬血管の前記中空部のうち、前記模擬血管の長さ方向の一部分の領域に前記模擬病変部を作製する工程である構成としてもよい。本血管病変モデルの製造方法によれば、実際の血管と病変部との関係に近似した血管病変モデルを製造することができる。

（１２）上記血管病変モデルの製造方法において、前記模擬病変部の前記模擬血管の長さ方向における少なくとも一方の端面は、凹面である構成としてもよい。本血管病変モデルの製造方法によれば、実際の病変部に近似した模擬病変部を備える血管病変モデルを製造することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、血管病変モデル、血管病変モデルを備えるトレーニングキット、血管病変モデルを備えるシミュレータ、それらの製造方法等の形態で実現することができる。

本実施形態における血管病変モデル１０の構成を概略的に示す説明図本実施形態における血管病変モデル１０の一部分（図１のＸ１部）の断面構成を拡大して示す説明図模擬病変部３０の硬度勾配を概念的に示す説明図本実施形態における血管病変モデル１０の製造方法を示すフローチャート本実施形態における血管病変モデル１０の製造方法を概念的に示す説明図本実施形態における血管病変モデル１０の製造方法を概念的に示す説明図変形例における模擬病変部３０の硬度勾配を概念的に示す説明図変形例における血管病変モデル１０の製造方法を概念的に示す説明図変形例における血管病変モデル１０の製造方法を概念的に示す説明図

Ａ．実施形態：
Ａ－１．血管病変モデル１０の構成：
図１は、本実施形態における血管病変モデル１０の構成を概略的に示す説明図であり、図２は、本実施形態における血管病変モデル１０の一部分（図１のＸ１部）の断面構成を拡大して示す説明図である。

血管病変モデル１０は、実際の血管および病変部を模した装置である。血管病変モデル１０は、単独で、または、トレーニングキットやシミュレータの一部として、例えばＰＴＣＡの手技を向上させるためのトレーニングに使用される。血管病変モデル１０は、模擬血管２０と、模擬病変部３０とを備える。

模擬血管２０は、実際の血管を模した、中空部（内孔）２２を有する管状（例えば円管状）の部材である。なお、図１では、模擬血管２０の一部（両端部）の図示を省略している。模擬血管２０における中空部２２の内径は、例えば、１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下程度である。図１に示すように、本実施形態の模擬血管２０は、屈曲部（例えば、Ｘ１部）を有している。

模擬血管２０は、ヒドロキシル基を有する高分子材料のゲルにより形成されている。より具体的には、模擬血管２０は、ポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」という。）を物理架橋によりゲル化させた物理架橋ＰＶＡゲルにより形成されている。

模擬病変部３０は、実際の病変部を模した部材であり、模擬血管２０の中空部２２内に配置されている。より詳細には、模擬病変部３０は、模擬血管２０の中空部２２のうち、模擬血管２０の長さ方向の一部分の領域に配置されている。本実施形態では、模擬病変部３０は、模擬血管２０の軸方向に沿った所定の位置において、中空部２２を完全に閉塞するように形成されている。また、本実施形態では、模擬病変部３０の両方の端面３８（より詳細には、模擬血管２０の長さ方向における両方の端面３８）は、凹面である。模擬病変部３０の長さ（模擬血管２０の軸方向に沿った長さ）は、例えば、１ｍｍ以上、３００ｍｍ以下程度である。

模擬病変部３０は、ＰＶＡを化学架橋によりゲル化させた化学架橋ＰＶＡゲルにより構成されている。

また、模擬病変部３０は、模擬血管２０の径方向に沿って硬度が変化する硬度勾配を有している。より具体的には、模擬病変部３０の硬度勾配は、模擬血管２０の内周面２４から径方向の中心（以下、単に「中心」という。）に向かうほど硬度が低い硬度勾配である。図３は、模擬病変部３０の硬度勾配を概念的に示す説明図である。図３には、図２に示されたＸＹ断面における模擬血管２０の径方向（図２の例ではＹ軸方向）に平行な仮想直線Ｌ１上の各位置における模擬病変部３０の硬度が示されている。図３に示すように、模擬病変部３０の硬度は、模擬血管２０の内周面２４との一方の接触点Ｐ１から模擬血管２０の中心に向かうに従って曲線状に下降し、模擬血管２０の中心付近の点Ｐ２において最低値となる。すなわち、模擬病変部３０における点Ｐ１から点Ｐ２までの部分は、模擬血管２０の内周面２４から中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配を有している。また、図３に示すように、模擬病変部３０の硬度は、硬度が最低値となる点Ｐ２から模擬血管２０の内周面２４との他方の接触点Ｐ３に向かうに従って（すなわち、模擬血管２０の中心から遠ざかるに従って）曲線状に上昇している。すなわち、模擬病変部３０における点Ｐ２から点Ｐ３までの部分も、同様に、模擬血管２０の内周面２４から中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配を有している。

なお、本明細書において、「模擬病変部３０が、模擬血管２０の径方向に沿って硬度が変化する硬度勾配を有する」とは、模擬血管２０の径方向に沿って、模擬病変部３０の硬度が曲線状および／または直線状に漸減（または漸増）する形態を意味する。また、模擬血管２０の径方向に沿って、模擬病変部３０の硬度が曲線状および／または直線状に漸減（または漸増）するとは、模擬血管２０の径方向に沿って０．５ｍｍピッチで硬度を測定したときに、各測定点での硬度値が漸減（または漸増）することを意味する。すなわち、「模擬病変部３０が、模擬血管２０の径方向に沿って硬度が変化する硬度勾配を有する」とは、模擬血管２０の径方向に沿って０．５ｍｍ以上にわたって硬度が均一である部分を有する形態（例えば、模擬病変部３０の硬度が階段状に変化する形態）を含まない。なお、硬度が均一であるとは、硬度が完全に同一である場合に限らず、硬度が製品ばらつきや測定誤差の範囲内で相違する場合も含む。

また、模擬病変部３０は、模擬血管２０に接合されている。より具体的には、模擬病変部３０と模擬血管２０との間には化学架橋が形成されており、模擬病変部３０は該化学架橋により模擬血管２０に強固に接合されている。本実施形態では、模擬病変部３０の全周にわたって、模擬病変部３０が模擬血管２０に接合されている。

Ａ－２．血管病変モデル１０の製造方法：
次に、本実施形態における血管病変モデル１０の製造方法を説明する。図４は、本実施形態における血管病変モデル１０の製造方法を示すフローチャートである。また、図５および図６は、本実施形態における血管病変モデル１０の製造方法を概念的に示す説明図である。

はじめに、模擬血管２０を準備する（Ｓ１１０）。上述したように、本実施形態では、模擬血管２０は、物理架橋ＰＶＡゲルにより形成されている。物理架橋ＰＶＡゲルである模擬血管２０は、例えばキャストドライ法や凍結解凍法といった公知の方法により作製することができる。キャストドライ法は、水にＰＶＡを加えて熱処理を行うことにより所定の濃度のＰＶＡ水溶液を作製し、このＰＶＡ水溶液を乾燥させることにより物理架橋ＰＶＡゲルを得る方法である。また、凍結解凍法は、上記と同様のＰＶＡ水溶液に対して、凍結処理と解凍処理とを所定の回数繰り返すことにより物理架橋ＰＶＡゲルを得る方法である。Ｓ１１０の工程は、特許請求の範囲における第１の工程の一例である。

次に、模擬血管２０における所定の部位（具体的には、模擬血管２０の軸方向において模擬病変部３０を形成する位置にあり、かつ、模擬血管２０の周方向の全体にわたる部位）に、酸触媒を含有させる（Ｓ１２０）。この工程は、例えば、模擬血管２０における上記所定の部位を、酸触媒としてのクエン酸液（濃度：０．１ｍｏｌ／Ｌ程度）に所定の時間（例えば、１時間程度）浸漬することにより行われる。Ｓ１２０の工程は、特許請求の範囲における第２の工程の一例である。

次に、模擬血管２０の上記所定の部位（酸触媒を含有させた部位）における中空部２２内に、例えばマイクロカテーテル４０を用いて、架橋剤としてのジアルデヒドを含有させたＰＶＡ溶液３２を注入する（Ｓ１３０、図５参照）。なお、図５では、酸触媒が「〇」により模式的に示されており、架橋剤としてのジアルデヒドが「◎」により模式的に示されている。ジアルデヒドは、アルデヒド基（ホルミル基）を２つ有するアルデヒドであり、例えば、グルタルアルデヒドやグリオキサール等である。なお、ＰＶＡ溶液３２におけるジアルデヒドの含有量（濃度）は、例えば、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上、１．０ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上、０．３ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。また、ＰＶＡ溶液３２におけるＰＶＡの重合度は、５００以上、３０００以下であることが好ましく、１６００以上、１８００以下であることがさらに好ましい。また、ＰＶＡ溶液３２におけるＰＶＡの鹸化度は、９０以上、１００以下であることが好ましく、９７以上、９９以下であることがさらに好ましい。また、ＰＶＡ溶液３２におけるＰＶＡの含有量（濃度）は、５ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下であることが好ましく、１０ｗｔ％以上、２０ｗｔ％以下であることがさらに好ましい。

図５および図６に示すように、Ｓ１３０において模擬血管２０の中空部２２内にＰＶＡ溶液３２を注入して室温で静置すると、酸触媒を含有する模擬血管２０と、架橋剤としてのジアルデヒドを含有するＰＶＡ溶液３２との間での触媒交換によって、ＰＶＡ溶液３２中に化学架橋が新たに形成され、その結果、化学架橋ＰＶＡゲルである模擬病変部３０が新たに形成される。この化学架橋の形成反応は、模擬血管２０の内周面２４から模擬血管２０の中心に向かって段階的に進行していく（図６における中空矢印参照）。そのため、新たに形成される模擬病変部３０では、模擬血管２０の内周面２４に近い部位ほど化学架橋密度が高くなり、模擬血管２０の中心に近い部位ほど化学架橋密度が低くなる。その結果、模擬病変部３０は、模擬血管２０の内周面２４に近いほど硬度が高く、模擬血管２０の中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配を有することとなる。

なお、模擬病変部３０の硬度の全体的なレベルの調整は、例えば、ＰＶＡ溶液３２におけるジアルデヒドおよび／またはＰＶＡの含有量（濃度）、反応時間等を調整することにより実現することができる。例えば、ＰＶＡ溶液３２におけるジアルデヒドおよび／またはＰＶＡの含有量（濃度）の値を大きくするほど、また反応時間を長くするほど、模擬病変部３０の硬度の全体的なレベルを高くすることができる。なお、模擬病変部３０の硬度は、例えば、ＪＩＳＫ６５０３による測定値で１，０００～１３，０００ｇｆ／ｃｍ^２程度の範囲内であることが好ましい。また、模擬病変部３０の硬度勾配の傾きの調整は、例えば、ＰＶＡ溶液３２に含まれるＰＶＡの重合度および／または鹸化度、ＰＶＡ溶液３２におけるジアルデヒドの含有量（濃度）、模擬血管２０に含有させる酸触媒の量等を調整することにより実現することができる。例えば、ＰＶＡ溶液３２に含まれるＰＶＡの重合度および／または鹸化度の値を大きくするほど、ＰＶＡ溶液３２におけるジアルデヒドの含有量（濃度）の値を大きくするほど、また模擬血管２０に含有させる酸触媒の量を多くするほど、模擬病変部３０の硬度勾配の傾きを大きくすることができる。

また、模擬血管２０はＰＶＡゲル（すなわち、ヒドロキシル基を有する高分子材料のゲル）であるため、Ｓ１３０において模擬血管２０の中空部２２内にＰＶＡ溶液３２を注入して静置すると、新たに形成される模擬病変部３０と模擬血管２０との間にも、化学架橋が新たに形成される。その結果、模擬病変部３０と模擬血管２０とが強固に接合される。Ｓ１３０の工程は、特許請求の範囲における第３の工程の一例である。

Ｓ１３０の工程（模擬血管２０の中空部２２内へのＰＶＡ溶液３２の注入）の後、所定の時間（例えば、１時間程度）経過後、アルカリ溶液を供給して上述した化学架橋の形成反応を停止させる（Ｓ１４０）。Ｓ１４０の工程は、例えば、模擬血管２０における模擬病変部３０が形成された部分を、炭酸ナトリウム等のアルカリ溶液に浸漬させることにより行われる。これにより、化学架橋形成反応が停止され、模擬病変部３０に形成された硬度勾配が固定される。Ｓ１４０の工程は、特許請求の範囲における第４の工程の一例である。

Ａ－３．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の血管病変モデル１０は、中空部２２を有する管状の模擬血管２０と、模擬血管２０の中空部２２内に配置され、ＰＶＡのゲルにより形成された模擬病変部３０とを備える。模擬病変部３０は、模擬血管２０の径方向に沿って硬度が変化する硬度勾配を有する。そのため、本実施形態の血管病変モデル１０によれば、実際の病変部（例えば、アテローム血栓症のように血管の径方向に沿って硬度が変化する硬度勾配を有する病変部）により近似した模擬病変部３０を備える血管病変モデル１０を提供することができる。

また、本実施形態の血管病変モデル１０では、模擬病変部３０の硬度勾配は、模擬血管２０の中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配である。そのため、本実施形態の血管病変モデル１０によれば、実際の病変部に極めて近似した模擬病変部３０を備える血管病変モデル１０を提供することができる。

また、本実施形態の血管病変モデル１０では、模擬血管２０は、ヒドロキシル基を有する高分子材料のゲルであり、模擬病変部３０は、模擬血管２０との間に形成された化学架橋により模擬血管２０に接合されている。そのため、本実施形態の血管病変モデル１０によれば、模擬病変部３０を模擬血管２０に強固に接合することができ、模擬病変部３０が模擬血管２０から剥離して例えばトレーニングに支障が出ることを回避することができる。なお、本実施形態の血管病変モデル１０では、模擬血管２０を構成するヒドロキシル基を有する高分子材料のゲルはＰＶＡのゲルであるため、模擬病変部３０を模擬血管２０に非常に強固に接合することができ、模擬病変部３０が模擬血管２０から剥離して例えばトレーニングに支障が出ることをより確実に回避することができる。

また、本実施形態の血管病変モデル１０では、模擬病変部３０は、模擬血管２０の中空部２２のうち、模擬血管２０の長さ方向の一部分の領域に配置されている。そのため、本実施形態の血管病変モデル１０によれば、実際の血管と病変部との関係に近似した血管病変モデル１０を提供することができる。

また、本実施形態の血管病変モデル１０では、模擬病変部３０の模擬血管２０の長さ方向における両方の端面３８は、凹面である。そのため、本実施形態の血管病変モデル１０によれば、実際の病変部に極めて近似した模擬病変部３０を備える血管病変モデル１０を提供することができる。

また、本実施形態の血管病変モデル１０の製造方法は、模擬血管２０を準備する工程（Ｓ１１０）と、模擬血管２０の所定の部位に酸触媒を含有させる工程（Ｓ１２０）と、模擬血管２０の上記所定の部位における中空部２２内に、ジアルデヒドを含有させたＰＶＡ溶液を注入することにより、ＰＶＡ溶液中に化学架橋を形成して化学架橋ゲルである模擬病変部３０を作製する工程（Ｓ１３０）とを備える。そのため、本実施形態の血管病変モデル１０の製造方法によれば、化学架橋の形成反応が模擬血管２０の内周面２４から模擬血管２０の中心に向かって段階的に進行していき、新たに形成される化学架橋ゲルである模擬病変部３０では、模擬血管２０の内周面２４に近い部位ほど化学架橋密度が高くなり、模擬血管２０の中心に近い部位ほど化学架橋密度が低くなる。従って、本実施形態の血管病変モデル１０の製造方法によれば、模擬血管２０の中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配を有する模擬病変部３０を作製することができ、実際の病変部（例えば、アテローム血栓症のように血管の中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配を有する病変部）に極めて近い模擬病変部３０を備える血管病変モデル１０を製造することができる。

さらに、本実施形態の血管病変モデル１０の製造方法によれば、模擬血管２０の中空部２２にＰＶＡ溶液を注入することにより模擬病変部３０を作製することができるため、模擬血管２０における屈曲部や細径部、遠位部等を含む任意の位置に模擬病変部３０を容易に配置することができる。従って、本実施形態の血管病変モデル１０の製造方法によれば、模擬血管２０における模擬病変部３０の配置の自由度を向上させることができ、より広範なバリエーションの血管病変モデル１０を製造することができる。

また、本実施形態の血管病変モデル１０の製造方法では、Ｓ１１０の工程は、ヒドロキシル基を有する高分子材料のゲルである模擬血管２０を準備する工程であり、Ｓ１３０の工程は、模擬血管２０の上記所定の部位における中空部２２内に、ＰＶＡ溶液を注入することにより、さらに、模擬病変部３０と模擬血管２０との間に化学架橋を形成して模擬病変部３０と模擬血管２０とを接合する工程である。そのため、本実施形態の血管病変モデル１０の製造方法によれば、模擬病変部３０を模擬血管２０に強固に接合することができ、模擬病変部３０が模擬血管２０から剥離して例えばトレーニングに支障が出ることを回避することができる。なお、本実施形態の血管病変モデル１０の製造方法では、模擬血管２０を構成するヒドロキシル基を有する高分子材料のゲルはＰＶＡのゲルであるため、模擬病変部３０を模擬血管２０に非常に強固に接合することができ、模擬病変部３０が模擬血管２０から剥離して例えばトレーニングに支障が出ることをより確実に回避することができる。

また、本実施形態の血管病変モデル１０の製造方法は、さらに、Ｓ１３０の工程の後にアルカリ溶液を供給して化学架橋の形成を停止させる工程（Ｓ１４０）を備える。そのため、本実施形態の血管病変モデル１０の製造方法によれば、模擬病変部３０の硬度勾配を確実に形成することができ、実際の病変部により近似した模擬病変部３０を備える血管病変モデル１０を確実に製造することができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態における血管病変モデル１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、模擬血管２０がＰＶＡゲルにより形成されているが、模擬血管２０は、ＰＶＡ以外のヒドロキシル基を有する高分子材料のゲルにより形成されていてもよいし、その他の材料により形成されていてもよい。なお、模擬血管２０が、ヒドロキシル基を有する高分子材料のゲル以外の材料により形成されている場合には、模擬病変部３０は公知の接合剤により模擬血管２０に接合されてもよい。

また、上記実施形態では、模擬病変部３０が、模擬血管２０の中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配を有しているが、模擬病変部３０は、他の硬度勾配（ただし、模擬血管２０の径方向に沿って硬度が変化する硬度勾配）を有していてもよい。例えば、模擬病変部３０が、図７に示す変形例のような硬度勾配を有していてもよい。図７に示す変形例における模擬病変部３０の硬度勾配は、模擬血管２０の内周面２４との一方の接触点Ｐ１から模擬血管２０の中心付近の点Ｐ２に至るまでの部分では、上記実施形態の硬度勾配（図３参照）と同様に、硬度が曲線状に下降しているが、該点Ｐ２から模擬血管２０の内周面２４との他方の接触点Ｐ３に至るまでの部分では、上記実施形態と異なり、硬度が上昇するのではなく、硬度が下降または横ばいとなっている。

なお、図７に示す変形例のような硬度勾配を有する模擬病変部３０（血管病変モデル１０）は、例えば、以下の方法により製造することができる。図８および図９は、変形例における血管病変モデル１０の製造方法を概念的に示す説明図である。まず、上記実施形態と同様に、模擬血管２０を準備した後、模擬血管２０における所定の部位に酸触媒を含有させる。ただし、上記実施形態と異なり、模擬血管２０の軸方向において模擬病変部３０を形成する位置にあり、かつ、模擬血管２０の周方向の一部分のみ（例えば、模擬血管２０を中心軸を含む仮想平面で２つに仮想的に分割したときの一方の部分）の部位に、酸触媒を含有させる。その結果、図８に示すように、模擬血管２０の一部分（図８における下側半分）は酸触媒（「〇」で示す）を含有するが、模擬血管２０の他の一部分（図８における上側半分）は酸触媒を含有しない状態となる。この状態で、模擬血管２０の中空部２２内に、架橋剤としてのジアルデヒドを含有させたＰＶＡ溶液３２を注入する（図８参照）。すると、図８および図９に示すように、酸触媒を含有する模擬血管２０と、架橋剤としてのジアルデヒドを含有するＰＶＡ溶液３２との間での触媒交換によって、ＰＶＡ溶液３２中に化学架橋が新たに形成され、その結果、化学架橋ＰＶＡゲルである模擬病変部３０が新たに形成される。この化学架橋の形成反応は、模擬血管２０における酸触媒を含有する部分（図８における下側半分）の内周面２４から段階的に進行していく（図９における中空矢印参照）。そのため、新たに形成される模擬病変部３０は、図７に示すような硬度勾配を有することとなる。以降の工程は、上記実施形態と同様である。

また、上述した模擬病変部３０が他の硬度勾配を有する構成は、例えば、模擬血管２０内ではなく模擬血管２０とは独立して、上述した化学架橋の形成反応を利用して所定の硬度勾配を有する模擬病変部３０を作製し、該模擬病変部３０を模擬血管２０の中空部２２内に挿入することにより実現することもできる。

また、上記実施形態では、模擬病変部３０が模擬血管２０の中空部２２を完全に閉塞するように形成されているが、模擬病変部３０は、模擬血管２０の中空部２２を完全には閉塞しないように（すなわち、模擬病変部３０の外周面と模擬血管２０の内周面２４との間に模擬血管２０の軸方向に貫通する流路が確保されるように）形成されてもよい。このような構成の模擬病変部３０は、例えば、血管病変モデル１０の製造方法におけるＰＶＡ溶液３２の注入工程（図４のＳ１３０）において、ＰＶＡ溶液３２が模擬血管２０の内周面２４の一部のみに接触するようにＰＶＡ溶液３２を注入することにより作製することができる。

また、上記実施形態では、模擬病変部３０の両方の端面３８（模擬血管２０の長さ方向における両方の端面３８）が凹面であるが、模擬病変部３０の端面３８の一方が凹面以外の面（例えば、凸面や平坦面）であってもよい。このような構成であっても、実際の病変部に近似した模擬病変部３０を備える血管病変モデル１０を提供することができる。また、模擬病変部３０の端面３８の両方が凹面以外の面であってもよい。

また、上記実施形態では、模擬病変部３０は、模擬血管２０の中空部２２のうち、模擬血管２０の長さ方向の一部分の領域に配置されているが、模擬病変部３０が、模擬血管２０の中空部２２のうち、模擬血管２０の長さ方向の全体の領域に配置されていてもよい。

また、上記実施形態における血管病変モデル１０の製造方法は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、Ｓ１３０の工程（模擬血管２０の中空部２２内へのＰＶＡ溶液３２の注入）の後に、アルカリ溶液を供給して化学架橋の形成反応を停止させる工程（Ｓ１４０）が行われるが、Ｓ１４０の工程は必須ではない。

１０：血管病変モデル２０：模擬血管２２：中空部２４：内周面３０：模擬病変部３２：ＰＶＡ溶液３８：端面４０：マイクロカテーテル

Claims

血管病変モデルであって、
中空部を有する管状の模擬血管と、
前記模擬血管の前記中空部内に配置され、ポリビニルアルコールのゲルにより形成された模擬病変部と、
を備え、
前記模擬病変部は、前記模擬血管の径方向に沿って硬度が変化する硬度勾配を有し、
前記模擬病変部は、前記模擬血管の径方向に沿って、硬度が曲線状および／または直線状に漸減または漸増する、
血管病変モデル。
請求項１に記載の血管病変モデルであって、
前記模擬病変部の前記硬度勾配は、前記模擬血管の中心に向かうほど硬度が低い硬度勾配である、血管病変モデル。
請求項１または請求項２に記載の血管病変モデルであって、
前記模擬血管は、ヒドロキシル基を有する高分子材料のゲルであり、
前記模擬病変部は、前記模擬血管との間に形成された化学架橋により前記模擬血管に接合されている、血管病変モデル。
請求項３に記載の血管病変モデルであって、
前記ヒドロキシル基を有する高分子材料は、ポリビニルアルコールである、血管病変モデル。
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の血管病変モデルであって、
前記模擬病変部は、前記模擬血管の前記中空部のうち、前記模擬血管の長さ方向の一部分の領域に配置されている、血管病変モデル。
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の血管病変モデルであって、
前記模擬病変部の前記模擬血管の長さ方向における少なくとも一方の端面は、凹面である、血管病変モデル。
中空部を有する管状の模擬血管と、前記模擬血管の前記中空部内に配置された模擬病変部と、を備える血管病変モデルの製造方法であって、
前記模擬血管を準備する第１の工程と、
前記模擬血管の所定の部位に酸触媒を含有させる第２の工程と、
前記模擬血管の前記所定の部位における前記中空部内に、ジアルデヒドを含有させたポリビニルアルコール溶液を注入することにより、前記ポリビニルアルコール溶液中に化学架橋を形成して化学架橋ゲルである前記模擬病変部を作製する第３の工程と、
を備える、血管病変モデルの製造方法。
請求項７に記載の血管病変モデルの製造方法であって、
前記第１の工程は、ヒドロキシル基を有する高分子材料のゲルである前記模擬血管を準備する工程であり、
前記第３の工程は、前記模擬血管の前記所定の部位における前記中空部内に、前記ポリビニルアルコール溶液を注入することにより、さらに、前記模擬病変部と前記模擬血管との間に化学架橋を形成して前記模擬病変部と前記模擬血管とを接合する工程である、血管病変モデルの製造方法。
請求項８に記載の血管病変モデルの製造方法であって、
前記ヒドロキシル基を有する高分子材料は、ポリビニルアルコールである、血管病変モデルの製造方法。
請求項７から請求項９までのいずれか一項に記載の血管病変モデルの製造方法であって、さらに、
前記第３の工程の後に、アルカリ溶液を供給して前記化学架橋の形成を停止させる第４の工程を備える、血管病変モデルの製造方法。
請求項７から請求項１０までのいずれか一項に記載の血管病変モデルの製造方法であって、
前記第３の工程は、前記模擬血管の前記中空部のうち、前記模擬血管の長さ方向の一部分の領域に前記模擬病変部を作製する工程である、血管病変モデルの製造方法。
請求項７から請求項１１までのいずれか一項に記載の血管病変モデルの製造方法であって、
前記第３の工程は、前記模擬血管の長さ方向における少なくとも一方の端面が凹面である前記模擬病変部を作製する工程である、血管病変モデルの製造方法。