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JPH06339520A - 多孔質プロテーゼの製作方法 - Google Patents

多孔質プロテーゼの製作方法

Info

Publication number
JPH06339520A
JPH06339520A JP3143323A JP14332391A JPH06339520A JP H06339520 A JPH06339520 A JP H06339520A JP 3143323 A JP3143323 A JP 3143323A JP 14332391 A JP14332391 A JP 14332391A JP H06339520 A JPH06339520 A JP H06339520A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
prosthesis
tube
centrifugal force
cells
artificial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3143323A
Other languages
English (en)
Inventor
Gabriela Dr Baitella-Eberle
ベイテラ − エベレ ガブリエラ
Bruno Bisang
ビサング ブルノ
Werner Mueller-Glauser
ミューラー − グラウザー ベルナー
August Huber
フーバー アウグスト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sulzer AG
Original Assignee
Sulzer AG
Gebrueder Sulzer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sulzer AG, Gebrueder Sulzer AG filed Critical Sulzer AG
Publication of JPH06339520A publication Critical patent/JPH06339520A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3895—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells using specific culture conditions, e.g. stimulating differentiation of stem cells, pulsatile flow conditions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/04—Hollow or tubular parts of organs, e.g. bladders, tracheae, bronchi or bile ducts
    • A61F2/06—Blood vessels
    • A61F2/062—Apparatus for the production of blood vessels made from natural tissue or with layers of living cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/507—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials for artificial blood vessels

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】簡単で時間のかからない多孔質プラスチック血
管プロテーゼの細胞装着方法であって、そのプロテーゼ
の装着が状況に応じて移植手術の準備中に行なわれ、細
胞の癒着が適切に行なわれる方法の提供。 【構成】多孔質可撓性管の形の血管に活細胞を装着し、
固着させるため、その管に回転を加えることにより装着
と固着を遠心力の作用のもとに行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば小さい内腔の人
工血管即ち血管プロテーゼのような、活細胞を装着され
る可撓性プラスチック管から作られる多孔質の人工器管
（以下プロテーゼと呼ぶ）であって、活細胞が該プロテ
ーゼ内へ導入され、そしてそのプロテーゼの壁の中又は
壁の上へ沈殿させられる如き多孔質プロテーゼを製作す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】血管プロテーゼとして使用される多孔質
可撓性プラスチック管が良好に用いられるためには、特
にそれが約７ｍｍ又はそれ以下の直径の小さい内腔を有
する脈管である場合、例えばその比較的細い脈管又は血
管プロテーゼに血栓が生じて閉塞されるのを防ぐため、
活細胞、でき得れば患者自身の活細胞の可及的に破損さ
れていない層が管に装着されることはよく知られてい
る。
【０００３】プロテーゼに前記細胞を装着してそのプロ
テーゼの壁上及び／又は壁内に定着させる方法として、
プロテーゼの材料の多孔質構造に応じ従来主として２つ
の方法が開発されている。
【０００４】１から５μｍ直径の小さな細孔をもったプ
ロテーゼはこれの表面に、患者の静脈から採取して培養
増殖した種類の細胞が被覆される（例えばＥＰ−Ａ−Ｏ
３６３ ３１０参照）。上記のようなプロテーゼの場
合、従来行われてきたそのような方法は内皮細胞の増殖
培養を必要とするための高度な技術と長い時間を要す
る。
【０００５】より大型の細孔、例えば２０から８０μｍ
直径の細孔をもったプロテーゼはしばしば織物の形、例
えば織製、編製あるいは組製され、そして場合によりそ
れぞれの糸がのり付けされるような織物材料の形で作ら
れる（ＣＨ特許出願００ ７４０／８９−９）。これら
のプロテーゼでは、血漿及び／又はその他の生物材料で
緘封することが必要な場合には、患者の脂肪組織から周
知のようにして採取した細胞がその織物構造の中に沈殿
又は床着される。これを行うため従来用いられている方
法ではプロテーゼにおける細胞の分布が比較的不均等に
なることが証明されている。更にそれら従来の方法では
活細胞の損失が比較的高くなる。又更に不純物混入の危
険性が比較的高い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、前記のような諸欠点を無くした簡単で時間のかから
ない多孔質プラスチック血管プロテーゼの細胞装着方法
であって、そのプロテーゼの装着が状況に応じて移植手
術の準備中に行われ、又「大型」細孔の多孔質材料の上
及び／又は中の細胞の癒着が適切に行われるような方法
を開発することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】その解決のため本発明に
よれば、細胞が遠心力の作用によってプロテーゼの表面
上及び／又は壁内へ沈殿させられ、その遠心力を掛ける
ために該プロテーゼがこれの長手方向軸心周りの回転を
加えられる。
【０００８】遠心力は懸濁水中の細胞をプロテーゼの多
孔質構造の上及び中へ比較的迅速に移送させ、これによ
ってその織物構造内への細胞の進入を促進する。
【０００９】遠心力が掛けられている間、プロテーゼの
外側部が好適には固い壁に対して当てられる。
【００１０】細胞の沈殿を緩やかに行わせるための最適
の遠心加速度が重力加速度の２５から５０倍のものであ
ることが明らかになっている。
【００１１】先に述べたように、大型細孔プロテーゼは
生物材料又は血漿又はフィブリンによって緘封される。
細胞の沈殿を行う前に生物材料によるプロテーゼの緘封
を行う場合、その緘封材料のプロテーゼの壁内への導入
も遠心力によって行うのが好適である。このための遠心
加速度は重力加速度の１００倍までにされよう。予めプ
ロテーゼの壁を緘封した結果、細胞は主としてプロテー
ゼの内表面近傍に沈殿するようになる。細胞をプロテー
ゼの多孔質構造のより深い個所に定着させたい場合に
は、遠心処理の後でプロテーゼの内側部及び／又は外側
部を生物緘封材料で浸漬するか、あるいは又、細胞含有
懸濁液を入れたプロテーゼを、遠心力掛けの後で、生物
緘封材料で緘封することによって、細胞を定着させるの
が好適である。
【００１２】最初に述べたプロテーゼの場合、緘封の他
に、細胞外マトリックス又は血漿の少なくとも１つの成
分による予被覆が追加して行われよう。細胞外マトリッ
クスは周知の如く、フィブロネクチン、コラーゲン、ラ
ミニン、エラスチン、又はトロンボスポンディン、ある
いはそれらの１つとその他の物質との自然又は限定的混
合物で構成される。その予被覆は周知のように、プロテ
ーゼの壁に対する細胞の癒着を良好にする働きをもって
いる。
【００１３】細胞に対する遠心力作用の増大と減小を所
定限度内に保つため（細胞の破損を防ぐ）、少なくとも
活細胞がプロテーゼの中に存在する間の回転の増速及び
減速時の加速度変化率は０．５から１ｇ／秒の値を超え
ないようにするのが望ましい。
【００１４】遠心力掛けの後、細胞含有懸濁液の中にな
お僅少な及び／又は死亡した細胞が存在するが、それら
は除去しなければならない。遠心力掛け終了後、活細胞
を装入されたプロテーゼに低速回転を加えて沈殿細胞の
均等な湿潤を同時に行う場合、例えばプロテーゼを空に
してから空気で吹払うことにより細胞の上記除去を行う
までは、プロテーゼを設定することはできない。
【００１５】
【実施例】以下、添付図面を参照に本発明の実施例を詳
述する。
【００１６】本発明の問題は、既述のように製作される
（ＣＨ出願００ ７４０／８９−９）、編製プラスチッ
ク可撓性管の血管プロテーゼに内皮細胞を装入すること
にある。
【００１７】図示のように、ハウジング１内に電気駆動
モータ２が支持される。ここで詳述しないが、モータの
ｒｐｍは周知の方式で電気的に制御される。モータ２の
回転は、２つの歯車３と４を歯付きベルト５で連結して
構成されるトランスミッションにより軸６へ伝達され
る。図示の場合の歯車比は１：５である。軸６は２つの
玉軸受７によって同じくハウジング１内に支持される。
軸６は、駆動側の反対側の自由端部が開いた中空軸の形
に作られる。
【００１８】中空軸６のキャビティ内にガラス又はプラ
スチックの管８が挿入され、２つのＯリング９によって
軸６と同心に保持される。
【００１９】管８の内側に遠心力を掛けられるプロテー
ゼ１１が設置される。管はプラスチックのストッパ１０
で閉じられる。プロテーゼは管８内に単に置かれるだけ
である。ｒｐｍが大きくなるとプロテーゼは自動的に管
８の壁に対して当たるようになり、これによって管内で
固定される。ガラス管８の直径は、プロテーゼの外壁が
管８の内壁に対しできるだけぴったり当接するように選
択される。
【００２０】管８への注入や注出を行うときにはストッ
パ１０が外される。あるいは又、既に提示されている
（ＣＨ−ＰＳ６７１ ６８３）ように、通常の医療用注
射器を取付けるためのマスターコーンを備えるようにし
てもよい。
【００２１】管８はプロテーゼ１１内に設置された後、
２度蒸留された水を充填され、そして殺菌オーブン内で
約１２０℃で約２０分間殺菌される。本発明の新規な方
法におけるこの第一段階は、多孔質材料の細孔の寸法及
び／又は材質に関係なく、細胞装着される全てのプロテ
ーゼに対して実施される。
【００２２】例えば、ゼラチン又はその他の多孔質ポリ
ウレタンのような材料を透浸された織物のようなプロテ
ーゼを使用する場合、ある状況によっては、被覆又は装
着の前に、プロテーゼ又はゼラチンの内外面を液によっ
て平衡させる、即ち例えば水で飽和させる如き平衡処理
をプロテーゼに施すことにより、例えばゼラチンを軟化
する、又は細孔を開かせて浸透性を良くする、又は表面
張力を無くする如き段階を随意に追加するのが好適であ
る。そのようなプロセスのためには、殺菌済みのプロテ
ーゼを、「ＨＢＳ−２」の名称で知られる生理緩衝溶液
中に室温で約１日から３日間入れておく。
【００２３】更に他の不可欠ではない段階として、既述
の細胞外マトリックス又は血漿による予被覆がある。大
型細孔プロテーゼの場合の緘封の前又は後に行われる予
被覆は、本発明の実施例において、フィブロネクチンを
使用して行われよう。この被覆は、培養器の被覆で普通
に行われている方式に従ってなされる。詳述すると、先
ず最初にプロテーゼから平衡処理の緩衝溶液が除去さ
れ、それからそのプロテーゼに、例えば１ｍｌ当り２８
μｇのフィブロネクチンを含むフイブロネクチン溶液が
充填される。プロテーゼの内壁におけるフィブロネクチ
ン溶液の常温での例えば２４時間の通常の反応時間が経
過したら、プロテーゼは活細胞による緘封及び／又は装
着を施すことができる。これを行う場合、装着と緘封の
シーケンスにおいて異なるプロセスにするのが好適であ
ることが知られている。
【００２４】表面上に細胞を装着又は被覆される、１か
ら５μｍの小さい細孔を有するプロテーゼ１１ではその
壁を緘封する必要は全くないが、主として大型の細孔を
有する織物プロテーゼ１１では活細胞の装着及び定着の
前、後、又はその間に緘封が行われる。
【００２５】大型細孔プロテーゼの主として表面に細胞
を装着させる場合には、そのプロテーゼ１１に細胞を装
着し、定着させる前に、緘封を行うのが望ましい。この
前もっての緘封を行うために、試験として、先ず最初
に、予め約４℃まで冷却した血漿が、同じ温度に冷却
し、そして必要であれば予被覆したプロテーゼ１１の
中、あるいは又、ガラス管８の中に充填され、それから
そのガラス管はモータの中空軸６内へ挿入される。約１
分でモータのｒｐｍは約４０００ｒｐｍに達する。この
回転速度は、プロテーゼ１１が内腔５ｍｍのものである
場合、プロテーゼの壁に重力加速度の約４５倍の遠心加
速度を与える速度に相当する。上記ｒｐｍは約５分間維
持される。それから約６７回転／秒のｒｐｍの変化率で
回転速度が落され、そしてガラス管８から血漿が抜か
れ、管は殺菌空気で吹払われる。
【００２６】以上の試験を行ったら、そこで、プロテー
ゼの表面１ｃｍ2 当り約１０5 から１０6 個になる数の
活内皮細胞を含有する細胞懸濁液が管８内に充填され
る。それからプロテーゼ１１は更に５分間同じｒｐｍと
同じｒｐｍ変化率でもって回わされ、次いで空にされ、
そして再び吹払われる。
【００２７】緘封段階の小さな変化形として、先に緘封
が行われる場合、細胞をプロテーゼの壁の細孔のより深
い個所に定着させるようにすることができる。この変化
形では、充填した血漿がプロテーゼ１１から除去され、
そしてそのプロテーゼが空気で吹払われてから、その空
気の入っているプロテーゼの前記第一回転が行われる。
最終的なｒｐｍと加速度は、先の緘封における第一変化
形の場合と同じである。
【００２８】細胞を装着した後で緘封（内側及び／又は
外側から）を行えば、更に深い個所への細胞の装着と定
着がなされる。この場合、細胞懸濁液を入れたプロテー
ゼ１１の前記回転と、これに続く吹払いとが行われた後
で、その細胞装着されたプロテーゼ１１が、先に緘封す
る方法の変化形の場合と全く同様に、緘封用血漿を一時
的に充填され、そして吹払われ、又はガラス管８から取
出され、そして人手によって血漿の皿の中で転がされ
る。この変化形の方法の場合、前記のｒｐｍと加速度が
又適用される。
【００２９】プロテーゼに細胞を装着し定着させるため
に与えられた時間が比較的短い場合、緘封と細胞の定着
とを同時に行うのが好い。この場合、回転は又同じ値で
行われ、そしてヘパリンを添加した血漿が細胞懸濁液と
一緒にプロテーゼ内に充填される。ヘパリン添加血漿
は、血液凝固防止剤としてヘパリンを、例えば５００ユ
ニット／ｍｌの濃度になるように添加した血漿である。
遠心力を掛けた後プロテーゼ１１は空にされ、そして硫
酸プロタミンで洗浄される。これによってヘパリンの働
きは消され、そこでプロテーゼの壁の細孔内に血液凝固
が生じ、従って細孔は閉塞される。定着方法に関するこ
の変化形の場合も、プロテーゼ１１の液を空にした後、
その都度、既述のようにプロテーゼの空気による吹払い
が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プロテーゼに遠心力を掛けるための装置の概略
図。
【符号の説明】
１ ハウジング ２ モータ ５ 伝動ベルト ６ 軸 ８ 管 １０ ストッパ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルナー ミューラー − グラウザー スイス国ヴィーセンダンゲン，ヴァンネン シュトラーセ ６ (72)発明者 アウグスト フーバー スイス国ラーテルスケン，ゴッテルフシュ トラーセ 11

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 例えば小さい内腔の人工血管のような、
    活細胞を装着される可撓性プラスチック管から作られる
    多孔質人工器管（１１）であって、活細胞が該人工器管
    （１１）内へ導入され、そしてその人工器管の壁の中又
    は壁の上へ沈殿させられる如き多孔質人工器管を製作す
    る方法において、該細胞が遠心力の作用によって該人工
    器管の表面上及び／又は壁内へ沈殿させられ、その遠心
    力を掛けるために該人工器管（１１）がこれの長手方向
    軸心周りの回転を加えられることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 遠心力を掛けているときの該人工器管の
    内壁に対する該細胞の遠心加速度が重力加速度（ｇ）の
    ２５から５０倍とされることを特徴とする請求項１記載
    の方法。
  3. 【請求項３】 遠心力を掛けている間該人工器管（１
    １）の外側面が固い壁に対して当てられることを特徴と
    する請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 該細胞の沈殿を行う前に該人工器管（１
    １）が、同様に遠心力によって該人工器管の壁内へ導入
    される生物緘封材料によって緘封され、その遠心加速度
    が重力加速度（ｇ）の１００倍までにされることを特徴
    とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 該遠心力処理の後該細胞を定着させるた
    め該プロテーゼ（１１）の内側部及び／又は外側部が生
    物緘封材料で浸漬されることを特徴とする請求項１から
    ３までのいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 細胞を含む懸濁液を入れて遠心力を掛け
    ている間に該人工器管（１１）が生物緘封材料によって
    緘封されることを特徴とする請求項１から３までのいず
    れか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 該人工器管（１１）が細胞外マトリック
    ス及び／又は血漿の少なくとも１つの成分によって予被
    覆されることを特徴とする請求項１から６までのいずれ
    か１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 少なくとも細胞が該人工器管内にある間
    の回転の増速及び減速時の加速度の変化率が０．５から
    １ｇ／秒の値を超えないことを特徴とする請求項１から
    ７までのいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 遠心力掛けが終了した後、活細胞を装着
    された該人工器管（１１）が回転速度の低い回転を加え
    られることを特徴とする請求項１から８までのいずれか
    １項に記載の方法。
JP3143323A 1990-06-15 1991-06-14 多孔質プロテーゼの製作方法 Pending JPH06339520A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH02004/90-3 1990-06-15
CH200490 1990-06-15

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Publication Number Publication Date
JPH06339520A true JPH06339520A (ja) 1994-12-13

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ID=4223653

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3143323A Pending JPH06339520A (ja) 1990-06-15 1991-06-14 多孔質プロテーゼの製作方法

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EP (1) EP0462051B1 (ja)
JP (1) JPH06339520A (ja)
AT (1) ATE117527T1 (ja)
DE (1) DE59104369D1 (ja)

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