Искусственный кровеносный сосуд - RU2653835C2

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001]

Настоящее изобретение относится к искусственным кровеносным сосудам, способным сохранять свои механические свойства и редко подвергаться закупорке тромбами при пересадке в кровеносный сосуд малого диаметра.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002]

Искусственные кровеносные сосуды применяются в основном для замены патологически измененных участков кровеносных сосудов и создания обходных путей в системе кровообращения живых организмов. Следовательно, необходимо, чтобы искусственные кровеносные сосуды обладали высокой биосовместимостью с реципиентами, были нетоксичными и обладали аналогичными свойствами, медленно изнашивались, находясь в живых организмах, и, следовательно, были прочными, переносили небольшой объем утечки крови, обладали антитромбогенными свойствами, были не слишком дорогими и т.п.

[0003]

К искусственным кровеносным сосудам, относятся искусственные кровеносные сосуды, изготовленные из ткани, искусственные кровеносные сосуды, изготовленные из политетрафторэтилена, искусственные кровеносные сосуды, полученные из биоматериалов, искусственные кровеносные сосуды, изготовленные из синтетических полимерных материалов и гибридные искусственные кровеносные сосуды, применение тех или иных искусственных кровеносных сосудов зависит от цели использования. Например, искусственные кровеносные сосуды, изготовленные из ткани, главным образом используются в качестве искусственных кровеносных сосудов для аллопластики аорты и имеют большой диаметр (внутренний диаметр: более 10 мм), искусственные кровеносные сосуды, изготовленные из ткани и ПТФЭ, часто используются в качестве искусственных кровеносных сосудов для реконструкции артерий нижних конечностей и в аналогичных операциях, и имеют средний диаметр (внутренний диаметр: 6, 8 мм).

[0004]

Долгосрочные клинические исследования в отношении искусственных кровеносных сосудов, изготовленных из тканей, показывают, что искусственные кровеносные сосуды, изготовленные из полиэфирных волокон, безопасны и имеют практическую пользу, до тех пор, пока искусственный кровеносный сосуд имеет средний или большой диаметр. Однако, в случае использования указанного искусственного кровеносного сосуда в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего малый диаметр (внутренний диаметр: менее 6 мм), в искусственном кровеносном сосуде образуются тромбы, и искусственный кровеносный сосуд не способен длительное время оставаться проходимым, следовательно, практическая польза от использования искусственного кровеносного сосуда в качестве искусственного кровеносного сосуда для трансплантации все еще не достаточна.

[0005]

В целях предотвращения закупорки и обеспечения достаточной проходимости в искусственных кровеносных сосудах малого диаметра, была предложена методика формирования ворсинок и/или петлеобразных структур на внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда (Патентный Документ 1), поскольку этот метод способен придавать антитромбогенные свойства искусственному кровеносному сосуду, то есть, обеспечивает быстрое формирование эндотелиальных клеток на внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда.

ДОКУМЕНТ, ОПИСЫВАЮЩИЙ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ

[0006]

Патентный Документ 1: Japanese Patent Laid-open Publication No. 2005-124959

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗАДАЧИ, КОТОРЫЕ РЕШАЮТСЯ С ПОМОЩЬЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007]

При попытке применить технику, описанную в Патентном Документе 1, к искусственному кровеносному сосуду среднего или малого диаметра, оказывается, что указанная техника все еще недостаточно развита в отношении функций и свойств, необходимых для эффективной колонизации эндотелиальных клеток при трансплантации искусственного кровеносного сосуда в кровеносный сосуд среднего или малого диаметра.

[0008]

В ситуациях, имеющих отношение к существующим искусственным кровеносным сосудам, настоящее изобретение решает задачу производства искусственного кровеносного сосуда, который способен сохранять необходимые для искусственного кровеносного сосуда механические свойства, который редко подвергается образованию тромбов и показывает высокий уровень адгезии при трансплантации искусственного кровеносного сосуда в кровеносный сосуд среднего или малого диаметра.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

[0009]

В процессе решения указанной задачи, авторами настоящего изобретения проведены обширные и тщательные исследования. В результате, авторы настоящего изобретения завершили настоящее изобретение. В данном описании раскрыты представленные ниже предпочтительные варианты осуществления изобретения.

(1) Искусственный кровеносный сосуд, представляющий собой трубчатую текстильную ткань, состоящую из по меньшей мере двух типов полиэфирных волокон, таких как комплексная нить A и комплексная нить B, и имеющую внутренний диаметр 8 мм или менее, толщину стенки от 50 мкм до 250 мкм, причем комплексная нить A имеет линейную плотность единичного волокна 1,0 дтекс или более и общую линейную плотность 33 дтекс или менее, комплексная нить B имеет линейную плотность единичного волокна 0,08 дтекс или менее и общую линейную плотность 66 дтекс или менее, при этом комплексная нить B образует петли на внутренней поверхности стенки трубчатой ткани.

[0010]

В данном описании раскрыты предпочтительные варианты осуществления изобретения, представленные ниже.

(2) Искусственный кровеносный сосуд как он описан выше, в котором число единичных волокон комплексной нити B, составляющей трубчатую ткань, составляет от 40% до 80% от числа единичных волокон, которые составляют трубчатую ткань.

(3) Искусственный кровеносный сосуд по любому описанному варианту, имеющий проницаемость для воды 500 мл/мин/см²при приложении давлениия 120мм рт. ст. (16 кПа) или менее.

(4) Искусственный кровеносный сосуд по любому описанному варианту, в котором петли, образованные комплексной нитью B, существуют в рассеянном состоянии или нерегулярно переплетены.

(5) Искусственный кровеносный сосуд по любому описанному варианту, имеющий форму конструкции в виде гофрированной трубки.

(6) Искусственный кровеносный сосуд по любому описанному варианту, дополнительно содержащий антитромбогенный материал.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011]

Представленный в настоящем изобретении искусственный кровеносный сосуд имеет указанное выше строение, и, следовательно, становится возможным создать искусственный кровеносный сосуд, обладающий действием, описанным ниже, не подвергающийся образованию тромбов и, следовательно, не закупоривающийся, сохраняющий долговременную проходимость, пригодный для практического использования и имеющий средний или малый диаметр.

[0012]

В искусственном кровеносном сосуде, представленном настоящим изобретением, используется не менее двух типов полиэфирных волокон, таких как комплексная нить А, имеющая линейную плотность единичного волокна 1,0 дтекс и более и общую линейную плотность 33 дтекс или менее, и комплексная нить B, имеющая линейную плотность единичного волокна 0,08 дтекс или менее и общую линейную плотность 66 дтекс или менее, используемые в сочетании, что позволяет снизить износ прочности in vivo, вызываемый гидролизом. Кроме того, когда по меньшей мере два вышеупомянутых типа полиэфирных волокон используются в сочетании, расстояние между волокнами имеет тенденцию сокращаться. Следовательно, водопроницаемость искусственного кровеносного сосуда может иметь оптимальное значение, и утечка крови в таком случае происходит редко. Более того, вышеупомянутое сочетание способствует улучшению клеточной колонизации и снижению частоты образования тромбов. Когда ворсинки или петли сформированы в искусственном кровеносном сосуде, искусственный кровеносный сосуд способен улучшать пластичность неоинтимы и, следовательно, становится пригодным для использования в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0013]

Когда число единичных волокон, составляющих комплексную нить B, в искусственном кровеносном сосуде, отрегулировано в пределах от 40% до 80% от числа единичных волокон, которые составляют трубчатую текстильную ткань, искусственный кровеносный сосуд обладает большей способностью к клеточной колонизации, в большей степени отвечает требованиям к свойствам сохранения прочности, имеет более удовлетворительную водопроницаемость, и, следовательно, может быть использован в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0014]

Когда водопроницаемость искусственного кровеносного сосуда ограничена значением, находящимся в предпочтительном диапазоне, утечка крови из искусственного кровеносного сосуда может быть предотвращена более эффективно, и, следовательно, искусственный кровеносный сосуд можно использовать подходящим образом в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0015]

Когда петли в искусственном кровеносном сосуде находятся в рассеянном состоянии или нерегулярно переплетены, износ вследствие анастомоза происходит редко, и, следовательно, искусственный кровеносный сосуд, может быть использован в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0016]

Когда искусственный кровеносный сосуд имеет структуру гофрированной трубки, искусственный кровеносный сосуд обладает высокой устойчивостью формы. Таким образом, могут быть предотвращены закупорка и образование складок или перегибов в искусственном кровеносном сосуде, и, следовательно, искусственный кровеносный сосуд, может быть использован в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0017]

Когда искусственный кровеносный сосуд состоит из антитромбогенного материала, предотвращается образование тромбов, и, следовательно, искусственный кровеносный сосуд возможно использовать в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0018]

Искусственный кровеносный сосуд согласно настоящему изобретению представляет собой трубчатую текстильную ткань, состоящую из по меньшей мере двух видов полиэфирных волокон комплексной нити. Искусственный кровеносный сосуд, согласно настоящему изобретению, изготовлен по меньшей мере из: комплексной нити A, имеющей линейную плотность единичного волокна 1,0 дтекс или более и общую линейную плотность 33 дтекс или менее, и комплексной нити B, имеющей линейную плотность единичного волокна 0,08 дтекс или менее и общую линейную плотность 66 дтекс или менее.

[0019]

В качестве комплексной нити А, можно использовать нить, имеющую линейную плотность единичного волокна 1,0 дтекс или более и общую линейную плотность 33 дтекс или менее. Каркас искусственного кровеносного сосуда сформирован волокнами, которые удовлетворяют вышеуказанным требованиям, и площадь поверхности в искусственном кровеносном сосуде, на которой в организме может происходить гидролиз, когда искусственный кровеносный сосуд помещен в тело реципиента на длительный период, может быть уменьшена. Таким образом решается проблема снижения прочности искусственного кровеносного сосуда.

[0020]

Другими словами, если используется комплексная нить, состоящая из волокон, имеющих чрезмерно малую линейную плотность единичного волокна, площадь поверхности на суммарный объем волокон увеличивается, комплексная нить становится более восприимчива к гидролизу и, следовательно, сильно теряет в прочности, функция комплексной нити формировать каркас искусственных кровеносных сосудов, становится недостаточной. Если общая линейная плотность слишком велика, расстояние между волокнами чрезмерно увеличивается, водопроницаемость становится слишком высокой, и, следовательно, часто происходит утечка крови, при использовании комплексной нити в искусственном кровеносном сосуде. С точки зрения сохранения прочности и гибкости желательно, чтобы линейная плотность единичного волокна комплексной нити составляла 1,0 дтекс или более, предпочтительно находилась в диапазоне от 1,0 до 2,2 дтекс и общая линейная плотность составляла 33 дтекс или менее, предпочтительно находилась в диапазоне от 17 до 33 дтекс.

[0021]

В качестве комплексной нити B, используется комплексная нить, состоящая из волокон, имеющих линейную плотность единичного волокна не более 0,08 дтекс и общую линейную плотность не более 66 дтекс. Комплексная нить B формирует петли по крайней мере на внутренней поверхности стенки трубчатой ткани, таким образом, становится возможным придать поверхности конфигурацию, имеющую высокую способность к образованию колоний клеток, на внутренней поверхности стенки трубчатой ткани. В случае использования комплексной нити, состоящей из нитей, имеющих линейную плотность единичного волокна более 0,08 дтекс, расстояние между единичными волокнами имеет тенденцию увеличиваться, что приводит к снижению способности к образованию колоний клеток. В случае использования комплексной нити, имеющей слишком высокую общую линейную плотность, увеличивается толщина участка внутренней поверхности стенки, занятой петлями. В результате, возможно скопление вещества, способствующего образованию тромбов, например, фибрина, и, как следствие, повышение частоты образования тромбов. С точки зрения клеточной колонизации и способности к переплетению, необходима линейная плотность единичного волокна не более 0,08 дтекс, предпочтительно от 0,05 до 0,08 дтекс. С точки зрения антитромбогенных свойств, необходима общая линейная плотность не более 66 дтекс, предпочтительно от 44 до 66 дтекс.

[0022]

Трубчатая ткань может быть произведена, из комплексной нити А, и комплексной нити B, каждая из которых имеет линейную плотность единичного волокна и общую линейную плотность, указанную в настоящем изобретении. Альтернативно, трубчатая ткань также может быть произведена, используя комплексную нить A и комплексную нить, имеющую низкую линейную плотность единичного волокна и низкую общую линейную плотность, и может быть переработана в ультратонкое волокно, после чего полученная комплексная нить перерабатывается в ультратонкое волокно химическими или физическими средствами, с целью производства комплексной нити B, имеющей линейную плотность единичной нити и общую линейную плотность, указанную в настоящем изобретении. В настоящем изобретении выбор способа для производства ультратонких волокон не имеет конкретных ограничений. До настоящего времени ультратонкое волокно изготавливали по способу, использовавшемуся для изготовления ультратонкого волокна, обладавшего так называемой структурой «море-остров» или расщепленной структурой. В случае изготовления из структуры «море-остров», используют способ, согласно которому ультратонкие волокна служат «островами», а компонент «море» растворяется. Альтернативно можно также использовать способ, согласно которому волокна расщепляют по длине для изготовления ультратонких волокон. В этом случае полимер типа полиамида, полимер типа полиолефина, полистирол, растворимый полимер типа полиэфира и аналогичные материалы можно использовать, в качестве части «море» или расщепленной части (более подробное описание способов получения сверхтонких волокон, смотри, например, в документе (Okamoto M: Ultra-fine fiber and its application, Preprints Japan-China Bilated Symposium on Polymer Science and Technology, 256-262, Tokyo, October, 19.) При использовании подобных волокон, несмотря на сохранение подобными волокнами их первоначального диаметра, в процессе образования трубчатой ткани, эти волокна могут быть переработаны в ультратонкое волокно после образования трубчатой ткани, и, следовательно, возможность возникновения затруднений во время обработки, включая разрыв нити и образования ворса, может быть максимально снижена при плетении или при использовании любого из различных средств обработки нити перед плетением.

[0023]

В искусственном кровеносном сосуде, представленном в настоящем изобретении, в качестве волокон составляющих комплексную нить A и комплексную нить B используются полиэфирные волокна. К полиэфирным волокнам относятся волокна, произведенные из полиэтилентерефталата, волокна, произведенные из полибутилентерефталата и аналогичных материалов. Волокна, изготовленные из сополиэфира, производятся путем сополимеризации полиэтилентерефталата или полибутилентерефталата с такими кислотами, как изофталевая кислота, 5-сульфоизофталат натрия или алифатическая дикарбоновая кислота, также может быть использована, например, адипиновая кислота. В перечисленных выше волокнах, волокна, составляющие комплексную нить A и волокна составляющие комплексную нить В, предназначенные для комбинирования, могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга, волокна могут быть скомбинированы подходящим образом.

[0024]

Искусственный кровеносный сосуд, представленный в настоящем изобретении, изготавливается из трубчатой ткани, комплексная нить B, формирует петли на внутренней поверхности стенки трубчатой ткани. Во-первых, основную нить, изготовленную из указанного материала и обладающую указанной выше линейной плотностью, наматывают на ткацкий навой и навой устанавливают на ткацком станке, после чего аналогичным способом подготавливают уточную нить. Для производства можно использовать гидравлический ткацкий станок, пневматический ткацкий станок, рапирный ткацкий станок, челночный станок и т.п. Из этих станков предпочтительно использовать челночный станок, на котором можно вырабатывать узкую трубчатую нить. В качестве структуры трубчатой ткани, состоящей из комплексных нитей A и B, можно использовать ткань, имеющую такие виды переплетения, как ткань полотняного переплетения, ткань саржевого переплетения, ткань сатинового переплетения, вариации тканей полотняного переплетения, тканей саржевого переплетения, тканей сатинового переплетения, или многослойный тканый материал. В случае выработки тканой структуры, в которой основная нить (или уточная нить) и множество уточных нитей (или основных нитей) не образуют вместе извитков, например, сатиновой тканой структуры, т.е. тканой структуры, в которой основная нить (или уточная нить) перекрещивается с множеством уточных нитей (или основных нитей), части (т.е. части, в которых нить перекрещивается с множеством нитей) отходят и имеют тенденцию ослабляться. Таким образом формируются петли. Следовательно, предпочтительно такое переплетение ткани, при котором возможно образование петель на внутренней поверхности стенки трубчатой ткани, произведенной из волокна B.

[0025]

Типичным способом, подлежащим использованию в качестве способа формирования петель, является, например, изготовление ворсовой ткани. Петли могут быть петлями, имеющими сатиновую структуру, или петлями, сформированными посредством объемообразующей обработки, или петлями, вырабатываемыми благодаря разнице в длине нити, вызванной посредством тепловой обработки или обработки химическим раствором. Также способами формирования петель может служить способ, использующий струи жидкости или газа под высоким давлением, например, струи воды, струи воздушного потока и аналогичные виды обработки.

[0026]

В способе, в котором используют обработку ворсованием, например, используя ворсовальную машину, способ, согласно которому используют стригальную машину, или способ трения посредством воздействия наждачной бумагой, легко приводят к разрыву единичных волокон или образованию распушенных волокон.

[0027]

В искусственном кровеносном сосуде, представленном в настоящем изобретении, с целью достижения высоких анастомозирующих свойств, предпочтительно, чтобы петли находились в рассеянном состоянии и/или были нерегулярно переплетены. Выражение: «петли существуют в рассеянном состоянии» означает, что петли не сосредоточены на определенной области, а располагаются рассеянно, выражение: «петли нерегулярно переплетены» означает, что специфический рисунок расположения переплетающихся частей не повторяется регулярно, при этом части переплетения существуют в комплексных нитях неравномерно.

[0028]

Могут быть использованы различные способы, чтобы петли существовали в рассеянном состоянии или нерегулярно переплетались. Эффективным является способ, использующий струи жидкости высокого давления. Способ, использующий струи воды высокого давления, предпочтителен с точки зрения единообразия обработки, безопасности и обладает экономическими преимуществами.

[0029]

Комплексная нить A и комплексная нить B не ограничены в использовании их в качестве как основной, так и уточной нити и могут быть использованы должным образом. В искусственном кровеносном сосуде, представленном настоящим изобретением, с точки зрения обеспечения свойств нормальной клеточной колонизации и сохранения прочности, предпочтительно, чтобы процент единичных волокон, образующих комплексную нить В и единичных волокон, содержащихся в трубчатой ткани, составлял не менее 40%, предпочтительно не менее 50%. С позиции достижения достаточной прочности и достаточной водопроницаемости, необходимой для искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр, желательно, чтобы этот процент составлял не менее 80%, предпочтительно не более 70%.

[0030]

С точки зрения свойств клеточной колонизации желательное соотношение числа волокон, составляющих комплексную нить A, с количеством волокон, составляющих комплексную нить B является таким, что соотношение числа волокон, образующих комплексную нить B составляет не менее 0,66, предпочтительно не менее 1, при том, что комплексная нить A состоит из единичного волокна. С точки зрения сохранения прочности и водопроницаемости, соотношение числа волокон В предпочтительно менее 6, предпочтительней менее 4.

[0031]

Ниже, описан способ регулировки соотношения единичных волокон, составляющих комплексную нить A, с количеством единичных волокон, составляющих комплексную нить B, до требуемого значения. Для регулирования доли основных нитей до требуемой величины, можно готовить навои основных нитей по системе двойных навоев, соответствующим образом используя комплексную нить А и комплексную нить В (или волокно, которое может обладать той же линейной плотностью, что и комплексная нить В, при переработке в ультратонкое волокно после ткачества), где каждое волокно обладает предварительно определенной линейной плотностью и предварительно определенной общей линейной плотностью волокна. Для регулирования доли уточных нитей до требуемой величины, можно готовить уточные нити соответственно, используя комплексную нить А и комплексную нить В (или волокно, которое может обладать той же линейной плотностью, что и комплексная нить В, при переработке в ультратонкое волокно после ткачества). В качестве способа ткачества, может быть использовано любое известное средство.

[0032]

В искусственном кровеносном сосуде, представленном настоящим изобретением толщина стенки, составляющей трубчатую ткань, находится в диапазоне от 50 мкм до 250 мкм, с точки зрения водопроницаемости и гибкости, предпочтительно значение в диапазоне от 100 мкм до 200 мкм. При толщине стенки более 50 мкм достигается достаточная водопроницаемость и достаточная проницаемость для крови, необходимые для искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр. При толщине стенки менее 250 мкм, достигается достаточная гибкость, необходимая для искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0033]

Предпочтительно, чтобы искусственный кровеносный сосуд представленный настоящим изобретением имел водопроницаемость не более 500 мл/мин/см² при приложении давления 120 мм рт.ст. (16 кПа). Это значение является предпочтительным, так как при таком значении эндотелиальные клетки и капиллярные сосуды способны легко проникать через отверстия между волокнами в искусственный кровеносный сосуд, и, следовательно, эндотелиальная ткань может быть легко сформирована. Желательно, чтобы водопроницаемость не превышала 400 мл/мин/см²при приложении давления 120 мм рт.ст. (16 кПа), особенно предпочтительно, чтобы значение находилось в диапазоне от 300 до 200 мл/мин/см² при приложении давления 120 мм рт.ст. (16 кПа). Водопроницаемость выражается количеством воды, способным просочиться между волокнами ткани размером в 1 см² за минуту, при подаче к ткани давления 120 мм рт.ст. (16 кПа). Когда показатель водопроницаемость имеет слишком высокое значение, возможны частые утечки крови и возможны кровотечения, хотя в этом случае эндотелиальные клетки и капиллярные сосуды способны легко проникать в промежутки между волокнами.

[0034]

С целью приведения значения водопроницаемости в предел указанного выше диапазона, используется способ регулировки соотношения элементарных волокон комплексной нити А и комплексной нити B или может быть использован способ регулировки плотности плетения комплексных нитей. Другими словами, водопроницаемость трубчатой ткани в основном зависит от промежутков, образованных между комплексными нитями, и, следовательно, промежутки между комплексными нитями могут регулироваться, и трубчатая ткань с необходимой водопроницаемостью может быть изготовлена путем регулировки соотношения содержания комплексной нити A и комплексной нити B, или регулировкой плотности плетения комплексной нити.

[0035]

С целью достижения необходимых формоудерживающих свойств или предотвращения возникновения перегибов, предпочтительно, чтобы искусственный кровеносный сосуд, представленный настоящим изобретением, имел гофрированную структуру. Гофрированная структура может быть образована путем насаживания трубчатой ткани на резьбовой стержень, имеющий достаточно полированную поверхность, наматыванием нити на стержень по резьбе и затем, подвергая получающийся продукт термической обработке, без какой-либо дополнительной модификации, таким образом, термически формуя трубчатую ткань. Альтернативно, гофрированная структура может быть сформирована с помощью использования нити, обладающей высокой усадкой, в качестве уточной нити, и использованием эффекта, вызванного различием в усадочном соотношении нити.

[0036]

Искусственный кровеносный сосуд, представленный настоящим изобретением, предпочтительно должен состоять из антитромбогенного материала. Придание антитромбогенных свойств искусственному кровеносному сосуду может быть выполнено, например, путем нанесения на комплексную нить антикоагулянтного вещества, имеющего животное происхождение, такого как гепарин, гепарин с низким молекулярным весом, урокиназа и гирудин или нанесением на комплексную нить синтетического антикоагулянтного вещества или синтетического антитромбоцитарного вещества, такого как аргэтробэн, уорфэрин, ацетилсалициловая кислота и тиклопидин. Альтернативно, можно также использовать способ нанесения на комплексную нить гидрофильного полимера, такого как полиэтиленгликоль, поливиниловый спирт и поливинилпирролидон. Способ, который может быть использован для нанесения, не имеет конкретных ограничений. Например, можно упомянуть способ, заключающийся в покрытии поверхности комплексных нитей, раствором, содержащим вышеуказанное вещество или полимер. Также можно упомянуть способ, заключающийся в химическом введении реакционноспособных функциональных групп в вещество или полимер для закрепления вещества или полимера на поверхности комплексной нити посредством химической реакции, например, реакции конденсации. Также можно упомянуть способ, заключающийся в иммобилизации вещества или полимера посредством радикальной реакции, высокоэнергетическим излучением. Также можно упомянуть способ, заключающийся в пропитке коллагена, желатина, гидрогеля и аналогичных материалов веществом или полимером, и заполнении промежутков комплексной нити продуктом пропитки. В качестве способа прикрепления ионного соединения, такого как гепарин, можно упомянуть способ, заключающийся в образовании солей ионного соединения и противоиона и последующем покрытии поверхности комплексной пряжи солями. Также можно упомянуть способ, заключающийся в предварительном связывании противоиона на поверхности комплексной нити и последующим связывании ионного соединения с противоионом посредством ионной связи через ионную реакцию. Предпочтительно использовать способ, заключающийся в закреплении вещества или полимера на поверхности волокон, посредством химического введения реакционно-способной функциональной группы в вещество или полимер, или способ, заключающийся в предварительном связывании противоиона с поверхностью волокон, и последующим связывании ионного соединения с противоионом посредством ионной связи через ионную реакцию, поскольку эти способы способны придавать высокоактивные антитромбогенные свойства и способствуют сохранению стабильной и долгосрочной антитромбогенности. В случае, когда придание антитромбогенных свойств должно быть достигнуто любым из вышеуказанных способов, возможно допустить, чтобы вещество или полимер наносились на комплексную нить заранее. Тем не менее, с точки зрения производственных затрат, предпочтительней производить трубчатую ткань, а затем наносить вещество или полимер на нее.

ПРИМЕРЫ

[0037]

Далее, настоящее изобретение будет описано более подробно с ссылками на примеры.

[0038]

[Способы измерения]

(1) Линейная плотность

[Общая линейная плотность]: При определении общей линейной плотности использовался способ, представленный в «JIS L 1013 (1999) 8.3.1 A», при котором фактическая линейная плотность измерялась под заранее определенной нагрузкой - 0,045 [кН/дтекс].

[Линейная плотность единичного волокна]: Линейная плотность единичного волокна рассчитывалась делением общей линейной плотности на количество единичных волокон.

[0039]

(2) Толщина тканого материала

Толщина тканого материала, измерялась в соответствии с «JIS L 1096:2010 8.4» следующим способом: искусственный кровеносный сосуд подвергался давлению 23,5 кПа в течение 10 секунд с целью осаждения толщины слоя стенки искусственного кровеносного сосуда, после чего производились измерения толщины слоя стенки в пяти различных точках, с помощью прибора для измерения толщины, на основании которых вычислялось среднее значение толщин, измеренных в пяти точках.

[0040]

(3) Внутренний диаметр

Внутренний диаметр образца измерялся в соответствии с указаниями, описанными в ISO7198 следующим способом: круговой конус, имеющий конусность 1/10 или менее, располагался вертикально, затем образец осторожно сбрасывался на круговой конус, таким образом, чтобы образец накрывал круговой конус, после чего измерялся диаметр той части кругового конуса, который находился в контакте с нижним концом зафиксированного остановленного образца.

[0041]

(4) Водопроницаемость

Водопроницаемость, определялась в соответствии с указаниями, описанными в ISO7198 следующим способом: на боковую стенку искусственного кровеносного сосуда подавалась вода под давлением 120 мм рт.ст. (16 кПа), после чего замерялось количество воды, просочившейся через искусственный кровеносный сосуд и количество воды выпущенной из фиксирующего устройства на площадь сегмента в минуту.

[0042]

(5) Устойчивость к перегибам

Устойчивость к перегибам определялась в соответствии с указаниями, описанными в ISO7198 следующим способом: искусственный кровеносный сосуд скручивался в петлю, после чего измерялся радиус, при котором обнаруживался очевидный перегиб (далее этот радиус именуется «радиус перегиба»). При оценке, устойчивость к перегибам при радиусе перегиба менее 20 мм определялась как «отличная», при радиусе перегиба от 21 до 40 мм определялась как «хорошая», при радиусе перегиба от 41 до 60 мм определялась как «допустимая», и при радиусе перегиба более 61 мм определялась как «недопустимая».

[0043]

(6) Антитромбогенные свойства

Брюшную аорту крысы отделяли приблизительно на 3 см, оба конца брюшной аорты перекрывали зажимами для прекращения циркуляции крови, после чего разрезали центральную часть аорты, оба отрезанных конца соответственно соединяли с двумя концами искусственного кровеносного сосуда, затем убирали зажимы для восстановления кровотока, искусственный кровеносный сосуд извлекали через 1 неделю, после чего проводили осмотр внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда. Оценка осуществлялась следующим образом: незакупоренный искусственный кровеносный сосуд, определялся как «отличный», искусственный кровеносный сосуд, закупоренный тромбами, определялся как «недопустимый».

[0044]

(7) Клеточная адгезия

Из произведенного искусственного кровеносного сосуда, вырезали произвольный квадратный сегмент, или же искусственный кровеносный сосуд вскрывали, после чего квадратный сегмент или кровеносный искусственный сосуд с надрезом помещали на клеточную культуру в чашке Петри. Эндотелиальные клетки кровеносных сосудов быка высеивались на искусственный кровеносный сосуд с заранее определенной плотностью и, затем, культивировались в инкубаторе. Через 3 дня производился осмотр клеток с помощью фазово-контрастного микроскопа, и доля областей, к которым прижились клетки, измерялось с 1% интервалом. Оценка осуществлялась следующим образом: искусственный кровеносный сосуд, в котором количество прижившихся клеток составило не менее 90%, определялся как «отличный», искусственный кровеносный сосуд, в котором количество прижившихся клеток находилось в диапазоне от 70 до 89% определялся как «хороший», искусственный кровеносный сосуд, в котором количество прижившихся клеток находилось в диапазоне от 50 до 69% определялся как «приемлемый», и искусственный кровеносный сосуд, в котором количество прижившихся клеток составляло менее 49% или менее 90% определялся как «неприемлемый», где процентные значения определялись по отношению к числу клеток, которые культивировались в чашке Петри без искусственного кровеносного сосуда.

[0045]

Свойства и эффективность искусственных кровеносных сосудов, представленные в описанных ниже примерах, показаны в Таблицах 1 и 2.

[0046]

[Пример 1]

В качестве основных нитей и уточных нитей (нитей, выступающих с изнаночной стороны), использовались комплексная нить А, изготовленная из полиэфирных волокон и имеющая линейную плотность единичного волокна 1,38 дтекс, и общую линейную плотность 33,0 дтекс, и некрученая комплексная нить B', изготовленная из композитных волокон «море-остров», в которых компонент «море» представлял полимер полиэтилентерефталат (массовое соотношение «море» и «остров» равно 20/80, где количество компонентов «остров» составляло 70) и линейная плотность единичного волокна составляла 7,3 дтекс, а общая линейная плотность - 66 дтекс. Комплексная нить B' - это нить, которую можно преобразовать в комплексную нить B посредством переработки в ультратонкое волокно. Используя основные нити, наматывали навой A и навой B' из комплексной нити A и комплексной нити B', соответственно, используя сновальную машину. Используя уточные нити, готовили шпули для челноков A и B', наматывая комплексную нить A и комплексную нить B', соответственно, используя уточномотальную машину. Трубчатую ткань 4-х ремизного сатинового/полотняного переплетения основы и утка с двухслойной структурой вырабатывали таким образом, чтобы процент элементарных волокон, составляющих комплексную нить B в трубчатой ткани, составлял 60%, используя челночный ткацкий станок, на котором навой A и навой B' были установлены согласно двухнавойной системе, а челноки с уточной нитью A и комплексной нитью B' использовали согласно двухчелночной системе. Трубчатую ткань затем облагораживали, нагревая до 98°C. Полученную ткань обрабатывали в 4% водном растворе гидроксида натрия при температуре 98°C в течение 20 минут с целью полного растворения и удаления компонента «море» из упомянутых выше композитных волокон со структурой «море-остров», таким образом вырабатывая ультратонкую комплексную нить B, содержавшую элементарные волокна с линейной плотностью 0,08 дтекс, при общей ее линейной плотности 53,0 дтекс. В дальнейшем тканый материал высушивался с использованием сухого жара при температуре 120°C и затем стерилизовался. Таким образом, изготавливался искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, где трубчатая ткань содержит 60% единичных волокон, составляющих комплексную нить В, имеющий внутренний диаметр 3 мм и толщину стенки 180 мкм.

[0047]

После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли и эти петли существуют в рассеянном состоянии. Искусственный кровеносный сосуд имеет водопроницаемость 250 мл/мин/см², высокую устойчивость к перегибам, высокую клеточную адгезию, высокий показатель антитромбогенных свойств.

[0048]

[Пример 2]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что процент единичных волокон, составляющих комплексную нить B, был отрегулирована до 75%. После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли, и эти петли существуют в рассеянном состоянии. Искусственный кровеносный сосуд имеет водопроницаемость 310 мл/мин/см², высокую устойчивость к перегибам, высокую клеточную адгезию и высокий показатель антитромбогенных свойств.

[0049]

[Пример 3]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что процент единичных волокон, составляющих комплексную нить B, был отрегулирован до 30%, а толщина стенок отрегулирована до 100 мкм. После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли, и эти петли существуют в рассеянном состоянии. Искусственный кровеносный сосуд имеет водопроницаемость 190 мл/мин/см², высокую устойчивость к перегибам, высокую клеточную адгезию, высокий показатель антитромбогенных свойств.

[0050]

[Пример 4]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что процент единичных волокон, составляющих комплексную нить B, был отрегулирован до 90%, а толщина стенок отрегулирована до 240 мкм. После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли, и эти петли существуют в рассеянном состоянии. Искусственный кровеносный сосуд имеет водопроницаемость 470 мл/мин/см², высокую устойчивость к перегибам, высокую клеточную адгезию, высокий показатель антитромбогенных свойств.

[0051]

[Пример 5]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что в качестве основной и уточной нити использовалась комплексная нить A имеющая линейную плотность единичного волокна 2,13 дтекс и общую линейную плотность 17 дтекс, а толщина стенок была отрегулирована до 50 мкм.

[0052]

После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли, и эти петли существуют в рассеянном состоянии. Искусственный кровеносный сосуд имеет водопроницаемость 460 мл/мин/см², высокую устойчивость к перегибам, высокую клеточную адгезию, высокий показатель антитромбогенных свойств.

[Пример 6]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что в качестве основной и уточной нити использовалась комплексная нить B имеющая линейную плотность единичного волокна 0,05 дтекс и общую толщину пряди 31 дтекс, а толщина стенок была отрегулирована до 50 мкм.

[0053]

После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли, и эти петли существуют в рассеянном состоянии. Искусственный кровеносный сосуд имеет водопроницаемость 300 мл/мин/см², высокую устойчивость к перегибам, высокую клеточную адгезию, высокий показатель антитромбогенных свойств.

[0054]

[Пример 7]

Трубчатую ткань изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что основу и уток ткани образующие полотняным переплетением два тканых слоя использовали в качестве тканой структуры, а также вводили полиэтиленовую пленку шириной 4 мм и толщиной 0,12 мм, используя ее в качестве распорного материала в полученной трубчатой ткани, а затем, с целью формирования петель трубчатую ткань подвергали воздействию пробивных струй воды, где диаметр сопловых отверстий составлял 0,25 мм, шаг между сопловыми отверстиями составлял 2,5 мм, а давление воды составляло 70 кг/см².

[0055]

После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли и эти петли нерегулярно переплетены. Искусственный кровеносный сосуд имеет водопроницаемость 140 мл/мин/см², высокую устойчивость к перегибам, высокую клеточную адгезию, высокий показатель антитромбогенных свойств.

[0056]

[Пример 8]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, внутренний диаметр искусственного кровеносного сосуда был отрегулирован до 7,5 мм. После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли, и эти петли существуют в рассеянном состоянии. Искусственный кровеносный сосуд имеет водопроницаемость 200 мл/мин/см², высокую устойчивость к перегибам, высокую клеточную адгезию, высокий показатель антитромбогенных свойств.

[0057]

[Пример 9]

Трубчатая ткань, произведенная в Примере 1, подвергалась процессу гофрирования. Процесс гофрирования происходил следующим образом: винтообразный металлический стержень из нержавеющей стали, продевался сквозь трубчатую ткань, после чего обматывался нержавеющей проволокой поверх трубчатой ткани по внутренней резьбе. Находясь в подобном состоянии образец оставляли в печи на 30 минут при температуре 180°C. Образец постепенно охлаждался, затем удалялся стержень и проволока из нержавеющей стали. Таким образом трубчатая ткань приобретала гофрированную структуру.

[0058]

Искусственный кровеносный сосуд полученный из трубчатой ткани имеел водопроницаемость 250 мл/мин/см², высокую устойчивость к перегибам, высокий уровень клеточной адгезии, высокий показатель антитромбогенных свойств.

[0059]

[Пример 10]

На трубчатую ткань, полученную в Примере 1, наносилось антитромбогенное покрытие. Получение антитромбогенного покрытия трубчатой ткани происходило следующим образом: трубчатая ткань обрабатывалась 0,5% водным раствором гидроокиси натрия и затем окислялась 5% перманганатом калия. В дальнейшем, полиэтиленимин, (молекулярный вес: 600, Wako Pure Chemical Industries, Ltd) был добавлен к обработанной трубчатой ткани в присутствии 0,1% 1-(3-диметиламинпропила)-3-этилкарбодиимида для проведения реакции волокон в трубчатом материале с полиэтиленимином. Кроме того, трубчатая ткань подвергалась реакции преобразования полиэтиленимина, закрепленного на поверхности волокон, в четвертичную соль аммония в 1% растворе этилового бромида в метаноле при температуре 50°C. В завершении, трубчатая ткань погружалась в 0,8% водный раствор гепарина натрия (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) при температуре 70°C, с целью связывания гепарина с трубчатой тканью посредством ионной связи. В результате получился продукт, обладающий трубчатой структурой и антитромбогенными свойствами, с возможностью его использования в качестве искусственного кровеносного сосуда. Искусственный кровеносный сосуд, созданный подобным образом, обладает лучшей антитромбогенностью по сравнению с искусственным кровеносным сосудом, произведенном в Примере 1, а также имеет водопроницаемость 240 мл/мин/см², обладает устойчивостью к перегибам и обладает высоким уровнем клеточной адгезии.

[0060]

[Сравнительный Пример 1]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что в качестве основной и уточной нити использовалась комплексная нить A имевшая линейную плотность единичного волокна 1,50 дтекс и общую линейную плотность 84 дтекс, а толщина стенок была отрегулирована до 250 мкм.

[0061]

После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли. Однако, водопроницаемость искусственного кровеносного сосуда имела значение 660 мл/мин/см², что является недопустимым для использования его в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0062]

[Сравнительный Пример 2]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что толщина стенки была отрегулирована до 310 мкм. После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли. Однако, водопроницаемость искусственного кровеносного сосуда имела значение 660 мл/мин/см², что является недопустимым для использования его в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0063]

[Сравнительный Пример 3]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что толщина стенки была отрегулирована до 310 мкм. После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли. Однако, показатель устойчивости искусственного кровеносного сосуда к перегибам являлся недопустимым для использования его в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0064]

[Сравнительный Пример 4]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что в качестве основной и уточной нити использовалась комплексная нить B, имевшая линейную плотность единичного волокна 0,23 дтекс и общую линейную плотность 33 дтекс.

[0065]

После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли. Однако, показатель клеточной адгезии являлся недопустимым для использования его в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0066]

[Сравнительный Пример 5]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что толщина стенок была отрегулирована до 30 мкм. После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли. Однако, водопроницаемость искусственного кровеносного сосуда имела значение 900 мл/мин/см², что является недопустимым для использования его в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0067]

[Сравнительный Пример 6]

Искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани, изготавливали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что в качестве основной и уточной нити использовалась комплексная нить B, имевшая линейную плотность единичного волокна 0,08 дтекс и общую линейную плотность 84 дтекс, а толщина стенок была отрегулирована до 180 мм.

[0068]

После изучения внутренней поверхности стенки искусственного кровеносного сосуда, произведенного подобным образом, с помощью микроскопа при 100-кратном увеличении, было подтверждено, что комплексная нить B формирует петли. Однако, петли чрезмерно выступали от внутренней поверхности стенки, а также на внутренней поверхности стенки сформировались тромбы. Следовательно, такой искусственный кровеносный сосуд не пригоден для использования в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0069]

[Сравнительный Пример 7]

Трубчатая ткань, произведенная в Примере 1, подвергалась обработке ворсованием, с использованием ворсовальной машины, таким образом, был изготовлен искусственный кровеносный сосуд, состоящий из трубчатой ткани.

[0070]

После изучения внутренней поверхности стенки полученного искусственного кровеносного сосуда, с помощью микроскопа, было обнаружено, что петли комплексной нити B разрушены вследствие процесса ворсования, и ворсинки образовались на внутренней поверхности стенки. После проведения тестирования на антитромбогенность и последующей оценки искусственного кровеносного сосуда, были обнаружены тромбы, образовавшиеся на внутренней поверхности стенки. Следовательно, такой искусственный кровеносный сосуд не пригоден для использования в качестве искусственного кровеносного сосуда, имеющего средний или малый диаметр.

[0071]

[0072]

Реферат

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике и сосудистой хирургии. Искусственный кровеносный сосуд, представляющий собой трубчатую текстильную ткань, состоящую по меньшей мере из двух типов полиэфирных волокон, таких как комплексная нить А и комплексная нить B. При этом искусственный кровеносный сосуд имеет внутренний диаметр 8 мм или менее и толщину слоя от 50 мкм до 250 мкм. Комплексная нить А имеет линейную плотность единичного волокна 1,0 дтекс или более и общую линейную плотность 33 дтекс или менее. Комплексная нить В имеет линейную плотность единичного волокна 0,08 дтекс или менее и общую линейную плотность 66 дтекс или менее. Комплексная нить В образует петли на внутренней поверхности стенки трубчатой текстильной ткани. Изобретение позволяет предотвратить образование тромбов и, следовательно, сохранить долговременную функциональность искусственного сосуда. 11 з.п. ф-лы., 3 табл.

Формула