JPH04250167A - 医療用補綴材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は医療用補綴材料に関し、
更に詳しくは病変、損傷等のため切除した気管、血管あ
るいは心臓等の体内組織等の表面組織を補修、修復する
ための医療用補綴材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療用補綴材料としては、古くからガ−
ゼが用いられ創面からの浸出液を吸収し外部からの菌の
侵入を防止しているが、創面の肉芽組織がガ−ゼに食い
込み包帯交換の際に肉芽組織に損傷を与える欠点があっ
た。またポリエステル、弗素樹脂の糸を製織、編織して
作った布状体または管状体の医療用補綴材料もあるが、
手術後の止血に際しては血液が織り目あるいは編み目を
通過して漏出するために予め凝血によって織り目あるい
は編み目を封じる作業をする必要があった。

【０００３】また特表平２−５０１１１８号公報には平
織／綾織を交互にした新規な織り模様からなる織布の管
状体を医療用補綴材料として使用することによって、表
面に凝血を施さなくても、柔軟性および撓み性を有する
人工血管が紹介されている。更に、喉頭ガン、気管支腫
瘍等で患部を切除した後に移植する人工気管の医療用補
綴材料として特開昭５７−１１５２５０　号公報に管状
人工臓器の壁面に凝固第ＸＩＩＩ因子を固定化したもの
が紹介され、体内移植後の器質化速度を高めることによ
って血栓閉塞、潰瘍の形成や狭窄の危険のない人工臓器
が形成されている。またスパイラル状ワイヤ−の壁面に
医療用補綴材料として繊維布を使用し、呼気吸気が洩れ
ないようにしたシリコ−ン製の人工気管が市販されてい
るし、また有機重合体を静電的に紡糸して成形した不織
布からなる管状繊維体を用いて人工血管を作る方法が特
公昭６０−４３９８１号公報に紹介されている。

【０００４】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、編織物
、不織布からなる人工気管の医療用補綴材料は、柔軟性
を考慮した低密度品であるために気密性が不十分で管状
体内部からの外気が医療用補綴材料を通過して体内組織
に侵入し、細菌に感染し炎症を起こす恐れが多い。また
編織物、不織布の密度を上げたり、表面コ−チングした
りして気密性、液密性を上げると剛直になり、いつまで
たっても体内組織になじまず内皮細胞の侵入もなく、周
辺組織に障害を与えることになる。一方柔軟性、気密性
および液密性を重視したシリコ−ン製人工気管では、医
療用補綴材料内部への肉芽組織の食い込みが悪く、人工
気管が周囲の体内組織と一体化せず逸脱する欠点があっ
た。

【０００５】更に新規な織り模様の織布や不織布からな
る人工血管も体内に移植する前は従来のものより柔軟性
が改良されて取扱いが容易になったが、体内移植後肉芽
組織と癒着すると柔軟性が失われ身体の動きに連動でき
ず周囲の組織と一体化せず、炎症を起こす危険があった
。

【０００６】本発明者等はこれら従来の医療用補綴材料
の欠点を改良した医療用補綴材料として、生体吸収性高
分子糸と生体非吸収性高分子糸とから形成された編織物
または不織布を開発し既に特許出願している（特願平２
−２１５３９８号および特願平２−２５０７６３号）　
。本発明者等はこれらの編織物または不織布で使用する
生体非吸収性高分子糸材料を種々変更して医療用補綴材
料としての特性を検討したところ、糸材料によっては肉
芽組織が管状体の糸部分への食い込みだけでなく、中空
部の内部にまで伸びて血管や気管の中空部の血液や空気
の流れを妨げる欠点があることが分かった。

【０００７】本発明の目的は体内移植直後は、内腔保持
力を有して気密であり、体内移植後は生体組織と一体化
して癒着するとともに、管状体の中空内部にまで肉芽組
織が侵入しない柔軟性のある医療用補綴材料を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は生体吸収性高分
子糸と生体非吸収性高分子糸とから形成された編織物ま
たは不織布からなる医療用補綴材料において、生体非吸
収性高分子糸がポリオレフイン繊維であることを特徴と
する医療用補綴材料である。

【０００９】また、本発明は前記医療用補綴材料におい
て、編織物が合糸または合撚糸からなる複合糸によって
形成されてなる医療用補綴材料である。

【００１０】更に、本発明は前記医療用補綴材料におい
て、編織物が生体吸収性高分子糸と生体非吸収性高分子
糸との交編物または交織物からなる医療用補綴材料であ
る。

【００１１】更にまた、本発明は前記医療用補綴材料に
おいて、生体吸収性高分子糸が体内で吸収された後に残
存した生体非吸収性高分子糸が形成する編織物または不
織布の平均気孔直径が少なくとも　１１０μｍ　である
気孔部が編織物中に少なくとも２０％存在する医療用補
綴材料である。

【００１２】更に、本発明は前記医療用補綴材料におい
て、複合糸、不織布または編織物の表面が蛋白質で被覆
されてなる医療用補綴材料である。

【００１３】

【作用】本発明医療用補綴材料は体内に移植直後は生体
吸収性高分子糸と生体非吸収性高分子糸とから構成され
た比較的気密性、液密性が要求される編織物または不織
布からなるために細菌等の微細物質が編織物または不織
布を通過することは抑制される。一方、体内の生体吸収
性高分子糸は次第に生体内で分解されて体内で吸収され
、肉芽組織が編織物または不織布の生体非吸収性高分子
糸の糸目に食い込んで分解吸収された糸の部分を埋めつ
つ生体組織ができていき、最終的には生体非吸収性高分
子糸であるポリオレフイン糸からなる粗密度の編織物ま
たは不織布が生体組織と緊密な複合体を形成するものと
思われる。その際、ポリオレフイン繊維は他の素材の糸
と比較して肉芽組織と密着度がよいために肉芽組織だけ
が更に伸びて管状体中空部の流体の流れを妨げることが
ないものと思われる。

【００１４】

【実施例】以下実施例で本発明を説明する。

【００１５】図１および図２は本発明医療用補綴材料の
一例を示す織物の拡大平面図であり、図３は本発明医療
用補綴材料の一例を示す不織布の拡大平面図であり、図
４は本発明医療用補綴材料を使用して形成された人工血
管の一部切欠した断面図である。

【００１６】図中、白線の糸は生体非吸収性高分子糸、
斜線の糸は生体吸収性高分子糸、１〜８および３３〜３
６は経糸、１１〜１８および３７〜４０は緯糸、２１は
環状リブ、２２は編物を示す。

【００１７】図１は２／２　の平織の織物からなる医療
用補綴材料である。すなわち、生体吸収性高分子糸から
なる経糸１と生体非吸収性高分子糸からなる経糸２は、
生体吸収性高分子糸からなる緯糸１１と生体非吸収性高
分子糸からなる緯糸１２の上、次いで生体吸収性高分子
糸からなる緯糸１３および生体非吸収性高分子糸からな
る緯糸１４の下、更に生体吸収性高分子糸からなる緯糸
１５および生体非吸収性高分子糸からなる緯糸１６の上
というように順次通って織られてなる織物である。図１
では織物として平織で説明したが、綾織、朱子織等の織
り方でもよい。また編物は経編または緯編で、タック編
、平編、両面編、裏毛編等種々の編み方で管状体または
平面状に編まれる。

【００１８】生体吸収性高分子糸が体内で分解されて吸
収された後に残存する生体非吸収性高分子糸が形成する
編織物気孔部の平均気孔直径、例えば経糸４と経糸６間
の距離Ｌは少なくとも　１１０μｍ　、好ましくは　１
５０〜１０００μｍ　あるのが肉芽組織が糸間の空隙に
侵入し、医療用補綴材料を体内に固定化するのに好まし
い。生体非吸収性高分子糸間距離Ｌが少なくとも１１０
　μｍ　あるのは織物または編物中少なくとも２０％、
好ましくは４０〜７０％存在すると織物または編物は体
内組織と強固に固定される。経糸および緯糸はマルチフ
ィラメント、モノフィラメントが使用され、特に仮撚加
工糸は気密性および柔軟性を向上させて好ましい。

【００１９】図２は１／１　の平織の織物からなる医療
用補綴材料であり、経糸は生体非吸収性高分子糸３１と
生体吸収性高分子糸３２との合糸からなり、緯糸は生体
非吸収性高分子糸３１と生体吸収性高分子糸３２との合
撚糸からなる。すなわち、経糸３３は緯糸３７の上、次
いで緯糸３８の下、更に緯糸３９の上というように順次
通って織られてなる織物である。図２では織物として平
織で説明したが、綾織朱子織等の織り方でもよい。また
編物は経編または緯編等の編み方で管状体または平面状
に編まれる。生体非吸収性高分子糸が形成する編織物の
気孔部の平均気孔直径、例えば図２の生体非吸収性高分
子糸間距離Ｌは図１と同様に少なくとも１１０μｍ　、
好ましくは１５０　〜１０００μｍ　あるのが肉芽組織
が糸間の空隙に侵入して体内組織を速やかに形成し、医
療用補綴材料を体内に固定化するのに好ましい。

【００２０】編織物中に生体非吸収性高分子糸が形成す
る平均気孔直径が少なくとも１１０　μｍ　ある気孔部
が少なくとも２０％、好ましくは４０〜７０％存在する
と医療用補綴材料は体内組織と強固に固定される。生体
非吸収性高分子糸が形成する平均気孔直径が１１０　μ
ｍ　未満であると、肉芽組織が繊維間に侵入するのが困
難になり、繊維組織が体内で固定化しにくくなる傾向が
ある。

【００２１】編織物は合糸または合撚糸からなる複合糸
から形成されるが、生体非吸収性高分子糸と生体吸収性
高分子糸の繊維直径を変えたり、経糸間距離または緯糸
間距離を変えたり、あるいは合糸または合撚糸を構成す
る生体非吸収性高分子糸と生体吸収性高分子糸の糸本数
を変えたりして前記生体非吸収性高分子糸が形成する気
孔部の空隙の大きさを調節することができる。図２では
経糸は合糸、緯糸は合撚糸からなる織物で説明したが、
編織物は経糸、緯糸とも合糸または合撚糸からなる編物
または織物でもよいし、また経糸または緯糸のいずれか
一方のみ合糸または合撚糸を使用し、他方は生体非吸収
性高分子糸を使用してなる編物または織物でもよい。合
撚糸の撚角度は繊維の断面方向に対する撚り方向の示す
角度、すなわち　ｔａｎθで表すと４５〜８８°好まし
くは６５〜８５°である。

【００２２】図３は生体吸収性高分子糸と生体非吸収性
高分子糸との不織布とからなる医療用補綴材料の拡大平
面図である。すなわち生体吸収性高分子糸からなる黒線
の糸４２と生体非吸収性高分子糸からなる白線の糸４１
とは、互いに糸同士が交絡しその交点で部分的に固定化
されている。不織布は生体吸収性高分子糸と生体非吸収
性高分子糸とを夫々異なるノズルから静電気、空気流ま
たは液体流とともに紡糸し、コンベア−上、または回転
する円柱状、円筒状のマンドレル表面に繊維を分散させ
、次いでニ−ドリング法またはウォ−タ−ジェット法等
の物理的方法によって平面状に分散した繊維を断面方向
に部分的に固着して製造する。繊維の結合方法としては
その他に繊維同士の交絡点を熱によって付着させたり、
化学処理、溶媒処理等の化学的方法によっても繊維の交
絡点を固定することができる。またマンドレル表面に分
散させた不織布はマンドレルを取り除くことによって管
状の不織布になる。

【００２３】図３では不織布の構造を長繊維で説明した
が短繊維からなる不織布でもよく、管状体または平面状
に形成される。生体吸収性高分子糸が体内で分解されて
吸収された後に残存する生体非吸収性高分子糸が形成す
る不織布の気孔部、例えば図３の斜線部分の平均気孔直
径は少なくとも　１１０μｍ　、好ましくは１５０　〜
１０００μｍ　あるのが肉芽組織が糸間の空隙に侵入し
て体内組織を速やかに形成し、医療用補綴材料を体内に
固定化するのに好ましい。かかる平均気孔直径を有する
気孔部は不織布中少なくとも２０％、好ましくは４０〜
７０％である。生体吸収性高分子糸および生体非吸収性
高分子糸は通常はモノフィラメントが使用されるが、マ
ルチフィラメントでもよい。

【００２４】生体吸収性高分子糸としては、ポリラクチ
ド、ポリグリコ−ル酸、ポリビニルアルコ−ル、ポリア
クリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリアミノ酸、
ポリカプロラクトン、ポリジオキサノンおよびこれらの
共重合体、エチレン一酸化炭素共重合体、セルロ−ス誘
導体またはその共重合体、酢酸ビニルと不飽和カルボン
酸共重合体等からなる糸が挙げられる。

【００２５】生体非吸収性高分子糸としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテン単独
またはそれらの共重合体からなる糸が挙げられ、特に結
晶性ポリプロピレン繊維が好ましい。これらの繊維中に
は添加剤、他の樹脂が混合された混合物も含まれる。ポ
リオレフイン繊維の単糸の繊維直径は、０．１　〜　１
００μｍ　、好ましくは　１．０〜４０μｍ　である。 単糸の繊維直径が　１００μｍ　を超えると、編織物ま
たは不織布が硬直化し体内に移植した際炎症を起こす傾
向があり、　０．１μｍ　未満であると繊維の成形が困
難になる傾向がある。

【００２６】また生体吸収性高分子糸と生体非吸収性高
分子糸とからなる不織布の嵩密度は０．０５〜０．６０
ｇ／ｃｍ３　である。不織布の嵩密度が０．６０ｇ／ｃ
ｍ３　を超えると、不織布は硬直化する傾向があり、体
内に移植すると炎症を起こす傾向がある。嵩密度が０．
０５ｇ／ｃｍ３未満であると、不織布の機械的物性が悪
くなる傾向がある。不織布または編織物の厚さは少なく
とも　０．１ｍｍ、好ましくは１〜１０ｍｍである。不
織布または編織物の厚さが　０．１ｍｍ未満であると、
耐久性が悪くなる傾向がある。

【００２７】生体吸収性高分子糸と生体非吸収性高分子
糸糸を糸状態でその表面を蛋白質で被覆した後に編織物
または不織布に成形したり、編織物または不織布の状態
でその表面を蛋白質で被覆することによって医療用補綴
材料表面での生体密着を促進し気密性を保持することが
できる。蛋白質としてはコラ−ゲン、ゼラチン、アルブ
ミン、フィブリノ−ゲン、グロブリン、フィブロネクチ
ン等が挙げられる。編織物または糸の表面を蛋白質の被
膜で覆うには、編織物または糸を蛋白質溶液中に浸漬し
、室温で水で数回すすぎ、乾燥させて被膜を形成する。

【００２８】図４は本発明医療用補綴材料を使用して形
成した人工血管であって、例えば生体非吸収性高分子糸
と生体吸収性高分子糸との編物２２をラセン状に捲回し
て形成された環状リブ２１を有する管状体である。該管
状体の外面はコラ−ゲンやゼラチンのような蛋白質の被
膜で覆われていてもよいし、また内面は抗血栓材料の被
膜で覆われていてもよい。このような人工血管を体内に
組み込むと、管状体を構成する編織物の一方の構成体で
ある生体吸収性高分子糸は時間の経過とともに高分子の
主鎖が切断されて分解し生体に吸収されるとともに、肉
芽組織が生体非吸収性高分子糸の空隙に食い込み、人工
血管は生体組織に密着して固定される。そして当初気密
、液密が要求されるため密度が高く、どちらかといえば
硬直化していた人工血管も生体吸収性高分子糸の部分が
生体内で吸収されることによって柔軟性が発現し、人工
血管のような異物が体内に侵入したことによる障害も緩
和され炎症も起こらない。

【００２９】その他に、例えば骨格が内径２０〜３０ｍ
ｍ、長さ１０〜５０ｍｍ、厚さ　０．１ｍｍの弗素樹脂
製多孔円筒体の胴体外面および／または内面を本発明医
療用補綴材料で覆うことによって人工気管が形成される
。例えば生体吸収性高分子糸と生体非吸収性高分子糸と
の編織物からなる管状体を人工気管の骨格に被せること
によって人工気管が形成される。この編織物の外部表面
はコラ−ゲンまたはゼラチンのような蛋白質の被膜でコ
−トされていてもよい。そして体内に移植された当初の
人工気管は高密度の編織物であるため呼気や吸気が逃げ
ないように気密が保持され、人工気管として有効に働く
とともに液密性も良好であるので、外部細菌が編織物を
通過して細菌感染を起こすことはない。そして次第に編
織物を構成する生体吸収性高分子糸が体内で分解して吸
収されるとともに肉芽組織が残存している生体非吸収性
高分子糸の空隙に食い込んで生体組織と密着固定され、
柔軟性のある複合体を形成する。

【００３０】実施例１〜５

【００３１】ポリプロピレン（以下ＰＰという）マルチ
フイラメント１８ｄ／６ｆとポリグリコ−ル酸（以下　
ＰＧＡという）マルチフイラメント１２ｄ／６ｆを使用
して合糸し、図２の１／１　の平織の経糸として使用し
た。しかる後、この合糸をＳ方向に２００Ｔ／Ｍに合撚
して合撚糸とし、図２の平織の緯糸として使用した。こ
の経糸と緯糸を使用して図２の織物を成形する際、図２
の経糸のＰＰ繊維間距離Ｌを表１に示すように変更して
織物を成形した。このようにして成形された織物の表面
にコラ−ゲン１０重量％水溶液を塗布し乾燥させた後、
該織物を犬の背部皮下に埋め込み６週間経過した後の織
物の埋め込み状況を下記のように肉眼で判定した。その
結果を表１に示す。

【００３２】○織物の空隙部に肉芽組織が良好に侵入し
更織物が体内組織に固定されている。 △肉芽組織は織物空隙部に侵入しているが織物は容易に
剥離する。 ×肉芽組織の織物空隙部への侵入が認められない。

【００３３】比較例１

【００３４】図２の織物で、ＰＰ繊維のみを使用して１
／１　の平織の織物を成形した。使用したＰＰ繊維は７
２ｄ／２４ｆ　のマルチフイラメントであった。ＰＰ繊
維間距離Ｌ（図２における隣接繊維間距離）は８６μｍ
であった。この織物を実施例１と同様に犬の背部皮下に
埋め込み、６週間経過した後の埋め込み状況を表１に示
す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１から明らかなように、ＰＰ繊維が形成
する繊維間距離が１００μｍ　未満の比較例１の織物は
繊維気孔部に肉芽組織の侵入は全く認められず、繊維間
距離が　１０５μｍ　の実施例５の織物は繊維気孔部に
肉芽組織の侵入は認められるが、織物が体内組織に固定
されるには長時間を必要とすると思われる。

【００３７】実施例６

【００３８】ポリプロピレン繊維７５ｄ／２４ｆ　とポ
リグリコ−ル酸繊維１８ｄ／６ｆを使用して形成した合
糸を経糸および緯糸に使用し、図２のような１／１　の
平織からなる内径９ｍｍ、長さ６ｃｍの管状体を手織り
織機で製造した。その後、該管状体の外面にコラ−ゲン
１０重量％水溶液を塗布しコラ−ゲン塗膜を形成した。 ＰＰ繊維間距離Ｌは４３３　μｍ　であった。この管状
体を犬の胸部下降大動脈に移植し、３ケ月経過した後の
管状体の移植状況を肉眼で下記のように判定した。その
結果を表２に示す。

【００３９】○管状体内壁に新生内膜が形成され、管状
体中空部に肉芽組織の生成がない。 △管状体内壁周辺に短い肉芽組織の生成がみられる。 ×管状体中空断面を横切って肉芽組織が生成している。

【００４０】実施例７

【００４１】高密度ポリエチレン繊維（密度０．９６ｇ
／ｃｍ３　、以下ＰＥという）７０ｄ／１２ｆ　とポリ
グリコ−ル酸フイラメント１８ｄ／６ｆを使用して形成
した合糸を経糸および緯糸に使用し、実施例６と同様に
して管状体を形成した。 ＰＥ繊維間距離Ｌは　５１３μｍ　であった。この管状
体を実施例６と同様に犬の胸部下降大動脈に移植し、３
ケ月経過しした後の管状体の移植状況を表２に示す。

【００４２】比較例２

【００４３】ポリエチレンテレフタレ−ト繊維（以下Ｐ
ＥＴ　という）７５ｄ／２４ｆ　とポリグリコ−ル酸フ
イラメント１８ｄ／６ｆを使用して形成した合糸を経糸
および緯糸に使用し、実施例６と同様にして管状体を形
成した。ＰＥＴ　繊維間距離Ｌは　３９６μｍ　であっ
た。この管状体を実施例６と同様に犬の胸部下降大動脈
に移植し、３ケ月経過した後の管状体の移植状況を表２
に示す。

【００４４】比較例３

【００４５】ナイロン６６繊維（以下ＮＹという）７０
ｄ／３６ｆ　とポリグリコ−ル酸フイラメント１８ｄ／
６ｆを使用して形成した合糸を経糸および緯糸に使用し
、実施例６と同様にして管状体を形成した。ＮＹ繊維間
距離Ｌは　４２１μｍ　であった。この管状体を実施例
６と同様に犬の胸部下降大動脈に移植し、３ケ月経過し
た後の管状体の移植状況を表２に示す。

【００４６】

【表２】

【００４７】表２から明らかなように、本発明の実施例
６および実施例７の管状体を人工血管として使用すると
、管状体中空部にまで肉芽組織の浸出がみられず、管状
体内壁に新生内膜の生成がみられた。

【００４７】

【効果】本発明医療用補綴材料は体内に移植直後は生体
吸収性高分子糸と生体非吸収性高分子糸との編織物また
は不織布からなるために、密度が高く気孔部は血液、組
織細胞や細菌の通過が抑制され、例えば人工血管、人工
気管では血液の洩れによる管内閉塞や細菌感染の心配が
著しく減少する。そして時間が経過するにつれて、生体
吸収性高分子糸が体内で分解されて生体吸収され、代わ
ってて肉芽組織が生体非吸収性高分子糸間の空隙に食い
込み生体組織と密着固定化されるので、医療用補綴材料
が生体組織に組み込まれた形となって安定化する。しか
も長期間体内に移植されていても肉芽組織が人工血管や
人工気管の中空部にまで伸びて血液や空気の流れを妨げ
ることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明医療用補綴材料の一例を示す織物の拡大
平面図である。

【図２】本発明医療用補綴材料の一例を示す織物の拡大
平面図である。

【図３】本発明医療用補綴材料の一例を示す不織布の拡
大平面図である。

【図４】本発明医療用補綴材料を使用して形成された人
工血管の一部切欠した断面図である。

【符号の説明】

１〜８　　　　　　　　　　経糸 １１〜１８　　　　　　　　　　緯糸 ２１　　　　　　　　　　　　　　環状リブ２２　　　
　　　　　　　　　　　編物３３〜３６　　　　　　　
　　　経糸 ３７〜４０　　　　　　　　　　緯糸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　生体吸収性高分子糸と生体非吸収性高
   分子糸とから形成された編織物または不織布からなる医
   療用補綴材料において、生体非吸収性高分子糸がポリオ
   レフイン繊維であることを特徴とする医療用補綴材料。
2. 【請求項２】　　編織物が合糸または合撚糸からなる複
   合糸によって形成されてなる請求項１記載の医療用補綴
   材料。
3. 【請求項３】　　編織物が生体吸収性高分子糸と生体非
   吸収性高分子糸との交編物または交織物からなる請求項
   １記載の医療用補綴材料。
4. 【請求項４】　　生体吸収性高分子糸が体内で吸収され
   た後に残存した生体非吸収性高分子糸が形成する編織物
   または不織布の平均気孔直径が少なくとも　１１０μｍ
   　である気孔部が編織物中に少なくとも２０％存在する
   請求項１〜３記載の医療用補綴材料。
5. 【請求項５】　　複合糸、不織布または編織物の表面が
   蛋白質で被覆されてなる請求項１〜４記載の医療用補綴
   材料。