JPS61502448A - 生物体内に外科的に移植可能な部片を形成する方法およびこれにより得られる部片 - 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】 生物体内に外科的に移植可能な部片を形成する方法およびこれにより得られる部 片技術分野 この発明は生物体内に外科的に移植可能な部片を形成する方法およびこれにより 得られる部片に関するものである。

背景技術 もし異種物体が生物体内に入れば、自然防衛機能は細胞が異種物体を絶縁するよ うなすことが知られている。例えば、もしとげが皮ふにさ又れば、表皮の細胞が 封止された囲いをもってとげを取囲んでとげを外に押出すようにとげの周りに作 用する。更に、もし糸や管の様な長い異種物体が皮ふを通れば、皮ふの厚さ全体 に亘り皮ふが上皮細胞の非粘着被覆によって異種物体を被う。この場合に、細菌 が異種物体と被覆の間に恒久的に入ってしまい、感染の原因となることが明らか である。

発明の開示 この発明は、この様な欠点を解決し、生物体により排除されないだけでなく移植 される組織と一体的に接着されるようできるべく外科的に移植可能な生物学的に 適合可能な部片をつくるようできる目的を有している。

このためて、この発明に従って、生物体内に外科的に移植可能な炭素繊維基本部 片を形成する方法は、長さがはｆ　５０　ｕ＋に等しく、互に不規則な方向に自 由に重なった炭素繊維部材でベッドがつくられ、ベッドが圧縮を受けて比質量が ０．０５〜０．５１７ｃｔｎｚ間にあり、 圧縮されたベッドが炭化水素ガスの入った囲い内に゛入れられ、ガスが分解状態 を受けるので、ベッドを形成する繊維部材にピロ炭素が沈着され、炭素繊維部材 のベッドが０．５〜１６１／ｃｒｎｓ間の比質量に達するまで炭化水素ガスの分 解が続けられる、ことが注意される。

生物学的適合性の有孔合成構造は、ピロ炭素母材で繊維部材が被覆された炭素フ レームの形成で得られる。

排除現象が表われ始める前にしつかり固定された移植部片による類似性を示す構 造をもった移植部片を組織の細胞が取囲んでいることが試験で示される。従って 、この発明に従った移植可能な部片は生物体によって排除されないだけでな（、 組織（繊維質）の細胞が厚さ全体に亘って移植するので、移植部片を取囲む生き た組織にしつかり固着される。

米国特許第５．９９２．７２５号、第４．１２９，４７０号明細書には炭素繊維 基部を有した外科的な移植可能部片が記載されていることが注意される。しかし 、この場合には、炭素繊維はポリテトラフルオロエチレンにより互に接合され、 従って構造の孔が大部分封鎖される。移植部片上の生きた組織の定着位置は組織 ができるほど多数ではな（、移植部片と組織の間の接合の速度と質が最適でない ことが結果である。

この発明においては比較するに、炭化水素ガスの分解の際に、ピロ炭素が繊維部 材上に単独で沈着すると共に直径を増大し、炭化水素ガスが圧縮されたベッドを 形成する炭素部材間を自由に通過するので、繊維部材の全厚さに亘って沈着が均 一に実際に形成される。

従って、ピロ炭素沈着が圧縮されたベッドの繊維部材間に存在する孔の寸法を減 少するが、孔の数は同じであるので、得られる部片は特に有孔で、連通孔を有す る。

炭化水素ガスの分解を制御することによって最良の解決がピロ炭素母体にて与え られる部片の孔の寸法と容積の間に得られることが容易に理解されよう。

ベッドに垂直な方向に補強された機械的特性を、例えばこの様な具合に方向付け られる摩耗面または孔を設けるべくこの発明の方法によって得られる部片に与え ろよう所要されるときに、炭素繊維部材の多数の同一面方向に直角な方向の房付 けを、好適には圧縮の後に炭素繊維部材のベッドが受けるのが利点である。従っ て、炭素繊維の一種の房付けしたフェルトが成るべく圧縮して得られ、ピロ炭素 母材を受ける。

この発明の方法の使用により得られる部片に最終形状を与えるために、部片を機 械加工するよう必要とされる。この場合に、機械加工された部片に固着されたま −で従って生物体内に拡がることから一方において機械的切断を防止し、他方に て移植の後にもろい表面分子から取外すのを防止するために、塵の通過除去だけ でなく、部片の他の部分への分子の軽い粘着を防止する超音波の使用とから成る 非常に積極的な清浄を機械加工された部片は受ける。

この様な清浄は酸素雰囲気中で数秒間高い温度（例えば１０００°Ｃ）にて機械 加工部片を酸化することから成る。この様な酸化は、機械加工にもとづく自由分 子の組合せ除去やもろい微細あらさの丸み付けだけでな（、部片に固着された例 えばカルボキシル型の酸化された群の形成を許している。従って、部片が例えば ｊ　Ｏ−’　）ルの真空下にて１５００°Ｃで加熱され〜ば、これら酸化した群 の酸素は放出されて、生きた細胞の固定を促進できる原子や分子（乳酸、ミュー コ多糖類、ハロゲン・・・）の移植を許すのが明らかである。この場合に、部片 上の生きた細胞の固定は、部片の孔内への細胞の係合の様に物理的だけでなく化 学的である。

更に、生物体内への部片の移植の前に、細胞の栄養血清にて部片を飽和するのが 有利である。従って、細胞の寿砒は部片の孔の内側の初期成長の際に促進される 。この様な栄養血清は同じ細胞の試験管内培養に使用される種類とすることがで きる。

従って、生物体内に外科的に移植可能な部片は、長さが大体１０ｍｍに等しい炭 素繊維部材のフレームワークから成り炭素繊維部材を互に接合するピロ炭素にて 炭素繊維が被覆されたベッドを形成し比質量が０．５〜１６　ｇ／ｌｓｓ　の間 にある合成構造を°有することが注意される。

好適には、フレームワークは炭素、Ａ雄部材の肩付のフェルトを形成し、繊維の 直径は８〜１２ミクロンの値である。

専らではないが、この発明の移植可能部片は例えば米国特許第３，６６３．９６ ５号、第３．７８３．８６８号、第９．３２１９１４号、第４．３４４．４５５ 号、英国特許第２．０５６，２８２号明細書に記載される様に一端にてカラーと 一体的になった管状部を有する経皮通過装置の構成だ特に良好に適合できる。

好適には、この発明の特長に従えば、管状部の外壁は管状部にて同軸円錐形をな し、台部と同一側でカラーに接合される。カラーに対する円錐の母線の傾斜は６ ０°〜６０°の間が良好である。

部片と生きた組織の間の接合の固着化を増大するために、丸い縁をもち管状部と 同軸になった少なくとも１つの環状溝が管状部の方を向いたカラーの面に設けら れる。従って、生きた組織の細胞は溝になじんで溝内に固着される。

この様な溝は１ｘｍの値の深さと幅を有するようでき移植可能部片内の細胞の発 展の前および間に所要位置に移植可能部片を固着保持するために、移植可能部片 は、取外し可能なキャップを有し、皮ふの外側に設けられて尖端が皮ふの方を向 いた取外可能なキャップと、皮ふに対してキャップの尖端を押圧する緊締手段と を有するのが有利である。完全な傷の治癒の後に、この様なキャップを取外して プラグや類似物と取換えできる。

図面の簡単な説明 添付図面はこの発明が如何に実施できるかを示している。これらの図面にて同一 符号は同一部分を示す。

第１図はこの発明に従った経皮通路装置の概要断面図、 第２図はこの発明の経皮通路装置の変形例を示す第１図と同様な図、 第６図はこの発明の経皮通路装置の合成炭素部片の別の実施例を示す軸方向断面 図である。

発明を実施するための最良の形態 第１．２図に示される様に、この発明の詳細な説明される実施例が通路を許すよ うなす皮ふは幾つかの層から成り、外側から内側に向って表皮１、皮ふ２、脂肪 組織３の第１の層、筋膜４、脂肪組織５の第２の層から成っている。

この発明の経皮通路装置は、カラー６ｂと一端にて一体となった管状部６ａから つくられた移植可能部片６を備えている。カラー６ｂの厚さは２龍の値にするこ とができる。

移植可能部片６は外科的手術によって設置されるので、カラー６ｂは皮ふ２の直 ぐ下に、脂肪組織３の第１の層の内側に且つ筋膜４の上に配置され、従って管状 部６ａが表皮１と皮ふ２を通過する。

移植可能部片６の管状部６ａの内側にはチタニウムやステンレス鋼でつくられた ライナ７が例えば接着によって移植可能部片内に固着されている。ライナ７の底 部には孔があけられていて、患者の内側を外側に接続するケーブルやパイプ等の 様な素子８が通過できるようなしている。

即硬性のエポキシ樹脂から例えばつくられた封止部材９は素子８とライナ９の間 に封止を設けている。

移植の後に傷の治療をしている間は、皮ふの位置を正しく保持するために、キャ ップすなわち座金１０には尖ったピン１１が面上に設けられていてピン１１が表 皮１にさ瓦るようになっている。ピン１１は例えば２〜６朋の間隔を置いており 、直径０．２　＋ｕである。座金１０はライナ７の内ねじにねじ着されるねじ１ ２によって所要位置に保持される。

ピン１１は表皮１に突きさ〜つで皮ふを所要位置にしつかり保持してカラー６ｂ に対して作用するようできる。更に、座金１０と表皮１０間に形成された間隙は 傷の通気、従って傷の治療を促進する。

最終治療の後に、座金１０とねじ１２は、ライナ７にねじ着されて移植部片６の 管状部６ａの自由端に支承される保護プラグ（図示しない）と取換えられる。

この様なプラグは必要な検査ができるよう簡単に取外しできる。

第１図にて、管状部６ａの外壁は円筒形である。他方、第２，３図に示される変 形例では管状部６ａの外壁６ｃは円錐形で、この円錐の基部がカラー６ｂに接合 されている。この実施例では、移植可能部片６を排除する被覆を上皮細胞が形成 してしまうポケットを避けるべく好適にできる。円錐の角度Ａは６０°〜６０° の間にできる。

更に、第３図に示される様に、環状空所６ｄが管状部６ａを向いたカラー６ｂの 一面に設けることができる。縁が丸いのが好適なこの様な環状空所６ｄは１萬凰 の値の深さと幅をもつようできる。この環状空所６ｄは皮ふの組織となじむとき に摩耗強さを増大する。円錐形外壁６Ｃの基部から約１龍の処に内縁を位置でき る。

この発明に従えば、第１乃至６図の移植可能部材６を得るために、直径約８ミク ロンで長さが数組の炭素繊維部材のベッドが例えばこの炭素繊維部材を水平支持 部に注入してつくられる。このベッドにて、炭素繊維部材は不規則な方向に互に 重なり合って水平位置を多少占める。次いで、ベッドは圧縮力を受け垂直方向に 房付けされるので、炭素繊維部材のマットが得られる。このフェルトは比質量を ０．２５ｇ／ｃｚｓに調節すべく更に垂直な圧縮力を受けることができる。

圧縮されたフェルトは１５トルの圧力の都市ガスを含む囲い内に入れられ、この ガスの分解が１０００℃で行ワれる。ガスの分解はフェルトの比質量が１υら５ に達するときに停止される。

従つ℃、開口した気孔をもった非常な多孔材料が得られる。これらの孔は約０． ２ｕ乃至０．００５ｍｍ　の断面直径を有する。

従って、得られた材料にて、移植可能部片６は垂直方向に房付けされた繊維と平 行でカラー６ｂが初期水平繊維と平行になるように切断される。

切断された移植可能部片６は塵除去と、超音波発生器の作用と、高温度で数秒間 の酸化を受ける。

上述した様に皮ふの組織の固定速度と癒着を促進する原子と分子の可能な植皮と 、栄養血清による飽和の後に、移植可能部片６が上述した具合に配置される。

傷の治療の間、移植可能部片６は、皮ふの繊維質を貫通してカラー６ｂの全厚内 に皮ふと一体になる。

ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　’ＬｄＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥ ＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．長さが大体３０ｍｍに等しく互に不規則な方向に自由に重なつた炭素繊維部 材にてベツドを形成し、ベツドを圧縮して比質量を０．０５〜０．３ｇ／ｃｍ３ の間となし、 圧縮されたベツドを、炭化水素ガスを含む囲い内に入れて該ガスを分解する状態 にしてベツドを形成する繊維部材にピロ炭素を沈着し、 炭素繊維部材のベツドが０．５〜１．６ｇ／ｃｍ３の間の比質量に達するまで炭 化水素ガスの分解を続ける、ことを特徴とするピロ炭素で被覆されて生物体内に 外科的手術により移植できる炭素繊維基本部片を形成する方法。
2. ２．炭素繊維部材のベツドは炭素繊維部材の多数の同一面方向に直角な方向に房 付きにされることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．移植可能部片を機械加工し、機械加工の後に該部片の塵を除去して超音波作 用を受けることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
4. ４．機械加工の後に、移植可能部片を酸素雰囲気にて高温度で酸化を受けさせる ことを特徴とする請求の範囲第１乃至３項いずれか１項記載の方法。
5. ５．酸化にもとづく酸化された群が化学的癒着および周囲の細胞による移植部片 の移植を促進できる原子または分子によつて置換されることを特徴とする請求の 範囲第４項記載の方法。
6. ６．移植可能部片が移植の前に栄養血清で飽和されることを特徴とする請求の範 囲第１項乃至第５項いずれか１項記載の方法。
7. ７．長さが大体３０ｍｍに等しい炭素繊維部材のフレームワークから成り該繊維 を互に接合するピロ炭素にて該繊維が被覆され且つ比質量が０．５〜１．６ｇ／ ｃｍ３の間にある合成構造をなすことを特徴とする生物体内に外科的手術により 移植可能な炭素繊維基本部片。
8. ８．管状部の外壁は、管状部と同軸で且つ基部の側のカラーに接合された円錐形 をなしていることを特徴とする一端にてカラーと一体的になつた管状部を有する 経皮通過装置を形成する請求の範囲第７項記載の炭素繊維基本部片。
9. ９．カラーに対する円錐母線の傾斜が３０゜〜６０゜の間にあることを特徴とす る請求の範囲第８項記載の炭素繊維基本部片。
10. １０．丸い縁をもち管状部と同心の少なくとも１つの環状溝が管状部を向いたカ ラーの面に設けられたことを特徴とする請求の範囲第８，９項いずれか記載の炭 素繊維基本部片。
11. １１．皮ふの外側に設けられて尖端が皮ふの方を向いた取外し可能なキヤツプと 、皮ふに対してキヤツプの尖端を押圧する緊縮装置とを有することを特徴とする 請求の範囲第８乃至１０項いずれか１項記載の炭素繊維基本部片。