СОСУДИСТЫЙ ПРОТЕЗ Российский патент 2018 года по МПК A61F2/06 A61F2/02 A61L27/50 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сосудистому протезу. В частности, настоящее изобретение относится к сосудистому протезу из текстильного материала с трубчатой тканой структурой, причем протез высокоэффективен в промотировании заселения протеза адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками.

Уровень техники

Сосудистые протезы применяются для взрослых людей, в основном, для замены патологических кровеносных сосудов в организме и создания обводного канала или шунта, и применяются для детей, в основном, для создания шунта. Таким образом, необходимо, чтобы сосудистые протезы были биологически высоко совместимыми и нетоксичными, с большим сроком службы и неподдающимися разрушению в живых организмах, гибкими, по существу непроницаемыми для крови и высокоэффективными в промотировании заселения сосудистых протезов адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками.

Васкулярные эндотелиальные клетки постоянно продуцируют моноксид азота и простагландин, чтобы ингибировать агрегацию тромбоцитов. Простагландин представляет собой вещество, которое регулирует осуществление функции тромбоцитов, системы свертывания крови и фибринолитической системы для предотвращения тромбообразования в кровеносных сосудах. И поэтому высокая эффективность в промотировании заселения адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками является очень важной характеристикой сосудистых протезов.

Обычно общепринятые сосудистые протезы из текстильного материала изготавливают из тканого или вязаного материала, состоящего из химических волокон, таких волокна сложных полиэфиров. Многие из них изготавливают из тканого или вязаного материала очень высокой плотности, то есть плотнотканого или плотновязаного материала, чтобы предотвратить утечку крови через стенки сосудов и сохранить их формы. Однако общепринятые сосудистые протезы из текстильного материала страдают от медленного и неравномерного образования слоя васкулярных эндотелиальных клеток. То есть в общепринятых сосудистых протезах из текстильного материала толстые волокна подвергают плотному тканью или плотной вязке, которые обеспечивают лишь небольшое число структур для образования слоя васкулярных эндотелиальных клеток. Кроме того, даже если некоторое количество клеток в свое время прилипнет к внутренней стенке, большинство из них, как правило, легко смывается потоком крови, что может приводить к образованию закупоривающего тромба в узком кровеносном сосуде на периферии.

Чтобы повысить заселение сосудистых протезов адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками, были сделаны различные предложения. Одно из таких предложений, например, относится к сосудистому протезу, содержащему на внутренней стенке ворсованные микроволокна с 0,5 денье или менее, как описано в патентной литературе 1. Еще одно предложение относится к сосудистому протезу, содержащему на внутренней стенке и/или наружной стенке ворсованные микроволокна с 0,5 денье или менее и имеющему грунтовую структуру (покрытую ворсом), полученную из грунтовой основной пряжи, содержащей волокна с 1,0 денье или более, как описано в патентной литературе 2.

Однако образование на внутренней стенке ворсованных микроволокон, как описано в патентной литературе 1 и 2, недостаточно, чтобы повысить заселение адгезивными клетками. Ворсованные волокна могут в свою очередь ингибировать рост адгезивных клеток.

В патентной литературе 3 описано изобретение микроволокнистого тканого материала, применяемого для получения стент-графта. Однако применение такого, описанного в литературе тканого материала для сосудистого протеза без применения каких-либо модификаций недостаточно улучшает заселение адгезивными клетками, утечку крови или сопротивление перегибу. В патентной литературе 4 описано изобретение тканого материала, обладающего хорошей биосовместимостью. Такой тканый материал не оказывает негативного воздействия на живой организм. Однако тканый материал не содержит микроволокна и, следовательно, применение такого тканого материала, описанного в литературе для сосудистого протеза, без применения каких-либо модификаций недостаточно улучшает заселение адгезивными клетками, утечку крови или сопротивление перегибу.

Список цитируемой литературы

Патентная литература

Патентная литература 1: JP 61-4546 B

Патентная литература 2: JP 61-58190 B

Патентная литература 3: JP 2011-245283 A

Патентная литература 4: JP 2012-139498 A

Сущность изобретения

Техническая проблема

Настоящее изобретение разработано для решения вышеупомянутых проблем, связанных с общепринятыми сосудистыми протезами. Следовательно, целью настоящего изобретения является получение сосудистого протеза, который обладает различными необходимыми для него характеристиками и является высокоэффективным в промотировании заселения адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками.

Решение проблемы

Для решения вышеупомянутых проблем авторы настоящего изобретения провели исследование. Авторы настоящего изобретения сосредоточили внимание на структуре тканого материала и композиции волокна и обнаружили текстильную структуру, которая является высокоэффективной в промотировании налипания васкулярных эндотелиальных клеток и их роста, то есть, в промотировании заселения адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками. Для завершения настоящего изобретения авторы настоящего изобретения провели дополнительное исследование. Настоящее изобретение включает в себя следующее.

1. Сосудистый протез с трубчатой тканой структурой, причем протез содержит внутренний слой, предназначенный для контакта с потоком крови, при этом внутренний слой сформирован из основной пряжи и уточной пряжи и имеет коэффициент заполнения 1800 или более, каждая из основной и уточной пряжи содержит микроволокнистые мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 0,50 дтекс или менее, мультифиламентные нити содержат микроволокнистые монофиламенты со средним углом пересечения S монофиламентов менее 25°.

2. Сосудистый протез по упомянутому выше п. 1, который содержит микроволокнистые мультифиламентные нити в количестве 50 масс.% или более в каждой из основной и уточной пряжи.

3. Сосудистый протез по упомянутому выше п. 1 или 2, в котором коэффициент заполнения, образуемый основной и уточной пряжами, формирующими внутренний слой, составляет 2000 или более.

4. Сосудистый протез по любому из упомянутых выше п.п. 1-3, в котором трубчатая тканая структура содержит два или более слоев, и один или более слоев, отличных от внутреннего слоя, содержат в основной пряже мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 1,0 дтекс или более.

5. Сосудистый протез по любому из упомянутых выше п.п. 1-4, в котором трубчатая тканая структура содержит два или более слоев, и один или более слоев, отличных внутреннего слоя, содержат в уточной пряже монофиламентные нити с тониной монофиламентов 20,0 дтекс или более.

Преимущественные эффекты изобретения

Сосудистый протез согласно настоящему изобретению с вышеупомянутой структурой обладает различными необходимыми характеристиками и является высокоэффективным в промотировании заселения протеза адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками.

Описание вариантов осуществления изобретения

Предварительная пропитка кровью (преклотинг)

В живом организме кровяное давление поддерживается на определенном высоком уровне, и из-за этого трудно избежать утечки крови через пустоты между волокнами. Соответственно, перед применением сосудистого протеза из текстильного материала в сосудистой хирургии часто осуществляют так называемую предварительную пропитку кровью. Предварительная пропитка кровью представляет собой предшествующую имплантации процедуру, при которой сосудистый протез вводят в соприкосновение с кровью для искусственного образования тромбов и временного заполнения пустот между волокнами тромбами.

Однако при сегодняшних хирургических операциях для предотвращения свертывания крови часто применяют гепарин. В результате заполнение путем предварительной пропитки кровью часто становится недостаточным и приводит к риску, связанному с возможностью возникновения утечки крови, что может приводить к обширному кровотечению после хирургической операции. Другой риск состоит в том, что после хирургической операции фибрин, продуцируемый во время предварительной пропитки кровью, может начать растворяться благодаря фибринолизу, как природному явлению, и в дальнейшем ткань со свернувшейся кровью может легко рваться.

Соответственно в тех случаях, когда медицинский текстильный материал применяется в аортальной хирургии и кардиохирургии с применением большого количества гепарина, на текстильный материал наносят способное к биологическому разложению вещество, такое как коллаген и желатин, для предотвращения утечки крови, чтобы не допустить проникновения крови в текстильный материал. Такой способ используется в случае так называемого сосудистого протеза с покрытием и так называемой протезной заплаты с покрытием, которые уже имеются в продаже. Однако, поскольку многие из веществ (таких как коллаген и желатин), применяемых для заполнения пустот на поверхности сосудистого протеза с покрытием или протезной заплаты с покрытием, представляют собой вещества природного происхождения, очень трудно обеспечивать стабильность характеристик таких веществ. Следовательно, такие вещества являются неподходящими для промышленного применения.

Применение микроволокон для предотвращения утечки крови

Перед описанием того, каким образом сосудистый протез согласно настоящему изобретению эффективно промотирует заселение (стенок протеза) адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками, ниже будет описан предполагаемый механизм предотвращения утечки крови с помощью микроволокон.

Свертывание крови начинается с фибринообразования и агрегации тромбоцитов. На фибринообразование влияет введение гепарина или фибринолиз, как описано выше, в то время как агрегация тромбоцитов зависит от них меньше. Исходя из этого, авторы настоящего изобретения предприняли попытку использовать путь агрегации тромбоцитов, сосредоточив внимание на диаметре структурообразующих волокон сосудистого протеза.

Тромбоциты, которые входят в соприкосновение с инородным телом, отличающимся от поверхности васкулярных эндотелиальных клеток, прилипают к поверхности инородного тела. Когда стимулы со стороны инородного тела велики, тромбоциты разрушаются и высвобождают свои внутренние гранулы в окружающую среду, при этом тромбоцитарный дебрис прилипает к месту разрушения тромбоцитов. Высвобождаемые гранулы прилипают к другим тромбоцитам и стимулируют их разрушение и высвобождение их гранул подобно цепной реакции. Разрушенные тромбоциты оставляют дебрис. Дебрис и гранулы поочередно накапливаются и агрегируют с образованием тромба. Поскольку размер тромбоцитов составляет приблизительно от 1 до 2 мкм, микроволокнистые мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 0,50 дтекс (соответствующей диаметру филамента около 8 мкм) или менее будут легко улавливать тромбоциты. В случае микроволокнистых мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов 0,30 дтекс (соответствующей диаметру филамента 5 мкм) или менее пространства между монофиламентами имеют меньший размер и будут очень легко улавливать тромбоциты. Таким образом, тромб, сформировавшийся согласно описанному выше механизму, будет прилипать к ультратонким микроволокнистым мультифиламентным нитям. Как только начинается агрегация тромбоцитов, спонтанно индуцируется фибринообразование. В результате эффективно предотвращается утечка крови.

Заселение адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками и диаметр структурообразующих волокон внутреннего слоя сосудистого протеза

Для заселения адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками сначала необходимо предотвратить утечку крови. Утечку крови предотвращают с помощью вышеописанного механизма использования агрегации тромбоцитов и фибринообразования. Сосудистый протез, содержащий микроволокнистые мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 0,50 дтекс или менее, предпочтительно 0,30 дтекс или менее в каждой из основной и уточной пряжи, образующих внутренний слой, обеспечивает очень большое число структур (подложек), подходящих для налипания васкулярных эндотелиальных клеток. В результате васкулярные эндотелиальные клетки хорошо заселяют структурообразующие волокна внутреннего слоя сосудистого протеза, причем васкулярные эндотелиальные клетки хорошо прилипают к внутреннему слою сосудистого протеза. Кроме того, поскольку микроволокнистые мультифиламентные нити содержатся как в основной, так и в уточной пряже, рост адгезивных васкулярных эндотелиальных клеток и их свободное распределение происходит на протяжении всей поверхности волокна основной и уточной пряжи внутреннего слоя сосудистого протеза, формируя при этом внутри сосудистого протеза тонкий слой васкулярных эндотелиальных клеток. В свою очередь, когда тонина монофиламентов составляет 0,008 дтекс или менее, налипание клеток, как правило, ингибируется. Предпочтительно, чтобы тонина монофиламентов составляла от 0,02 до 0,25 дтекс.

Относительное содержание микроволокнистых мультифиламентных нитей в основной и уточной пряже

Рост васкулярных эндотелиальных клеток дополнительно усиливается, когда каждая из основной и уточной пряжи внутреннего слоя, предназначеннего для контакта с потоком крови, содержит микроволокнистые мультифиламентные нити в количестве 50 масс.% или более относительно общего количества волокон, формирующих внутренний слой. Когда количество (%) микроволокнистых мультифиламентных нитей, содержащихся в каждой из основной и уточной пряжи внутреннего слоя, составляет менее 50 масс.% относительно общего количества волокон, формирующих внутренний слой, формируется меньшее число структур для налипания и роста васкулярных эндотелиальных клеток, что приводит к медленному росту васкулярных эндотелиальных клеток. По этой причине обоснованным является присутствие более значительного количества микроволокнистых мультифиламентных нитей относительно общего количества волокон, формирующих внутренний слой. Более предпочтительно, когда каждая из основной и уточной пряжи, образующих внутренний слой, содержит микроволокнистые мультифиламентные нити в количестве 80 масс.% или более, более предпочтительно в количестве 100 масс.%.

Средний угол пересечения микроволокнистых монофиламентов

Рост адгезивных васкулярных эндотелиальных клеток происходит вдоль направления, где расположены микроволокнистые монофиламенты. Следовательно, когда микроволокнистые монофиламенты ориентированы в одинаковом направлении, рост васкулярных эндотелиальных клеток будет легко осуществляться вдоль направления ориентации микроволокнистых монофиламентов. Для достижения этого средний угол, под которым пересекаются микроволокнистые монофиламенты (средний угол пересечения S) внутри микроволокнистых мультифиламентных нитей, предпочтительно составляет менее 25°. Средний угол пересечения S микроволокнистых монофиламентов, равный 25° или более, указывает на изменение направлений монофиламентов, которое будет приводить к медленному росту васкулярных эндотелиальных клеток. Для того чтобы ориентировать микроволокнистые монофиламенты в одинаковом направлении, следует заботиться об этом во время процесса производства трубчатого тканого материала, чтобы избежать нарушения ориентации монофиламентов, которое проявляется в виде обрыва микроволокнистых мультифиламентных нитей и в виде образования линта. Предпочтительно, чтобы микроволокнистые мультифиламентные нити не подвергались воздействию внешней силы, прикладываемой, например, при ворсовании, петлеобразовании, пробивки отверстий водяным струями и т.д. Наиболее предпочтительно, чтобы средний угол пересечения S составлял 0°.

Коэффициент заполнения

Коэффициент заполнения, определяемый основной и уточной пряжами, образующими внутренний слой, предпочтительно составляет 1800 или более. Более предпочтительно коэффициент заполнения составляет 2000 или более. Коэффициент заполнения указывает меру, характеризующую наличие пустот между волокнами (плотность заполнения объема). Меньший коэффициент заполнения означает более значительное количество пустот между волокнами. Когда коэффициент заполнения, определяемый основной и уточной пряжами, составляет 1800 или более, микроволокнистые мультифиламентные нити плотно уложены на всем протяжении поверхности, что усиливает налипание и рост васкулярных эндотелиальных клеток и промотирует заселение адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками.

Когда коэффициент заполнения, определяемый основной и уточной пряжами, составляет 2000 или более, более эффективно предотвращается утечка крови, и уменьшается утечка крови во время трансплантации. Упомянутый выше коэффициент заполнения является предпочтительным для заселения адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками, однако слишком высокий коэффициент заполнения будет ухудшать податливость (ответ на изменение кровяного давления) сосудистого протеза и уменьшать коэффициент полезного времени при ткачестве во время производства сосудистого протеза. Максимальное значение коэффициента заполнения будет меняться в зависимости от жесткости применяемых волокон, параметров применяемого ткацкого станка и применяемого ткацкого рисунка, однако обычно коэффициент заполнения предпочтительно составляет 4000 или менее.

Сосудистый протез с трубчатой тканой структурой согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит два или более слоев. Такая структура, содержащая два или более слоев, является предпочтительной, поскольку каждый слой можно снабжать разным ткацким рисунком, что позволяет дополнительно улучшать необходимые эксплуатационные характеристики сосудистого протеза. Ниже будут описаны примеры случаев, когда трубчатая тканая структура с двумя или более слоями применяется для улучшения эксплуатационных характеристик сосудистого протеза. Однако следующие примеры приводятся исключительно с целью иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения и не ограничивают трубчатую тканую структуру согласно настоящему изобретению.

Сосудистый протез, в котором один или более слоев, отличных внутреннего слоя, содержат в основной пряже мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 1,0 дтекс или более

Механическая прочность сосудистого протеза является высокой, когда трубчатая тканая структура содержит два или более слоев, и один или более слоев, отличных от внутреннего слоя, содержат в основной пряже мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 1,0 дтекс или более. Механическая прочность сосудистого протеза обычно уменьшается, когда в основной пряже отсутствуют мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 1,0 дтекс или более. В частности, описано ухудшение прочности имплантата из-за гидролиза в случае длительного применения имплантата и в зависимости от типа полимера, применяемого в качестве материала волокон, и, следовательно, основа предпочтительно должна содержать мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 2,0 дтекс или более. Следует заметить, что выход мультифиламентных нитей на поверхность внутреннего слоя не является предпочтительным, поскольку вышедшие на поверхность мультифиламентные нити будут ингибировать рост эндотелиальных клеток, и будут служить в качестве отправной точки утечки крови и тромбообразования.

Сосудистый протез, в котором один или более слоев, отличных от внутреннего слоя, содержат в уточной пряже монофиламентные нити с тониной монофиламентов 20,0 дтекс или более

Когда трубчатая тканая структура содержит два или более слоев, и один или более слоев, отличных от внутреннего слоя, содержат в уточной пряже монофиламентные нити с тониной монофиламентов 20,0 дтекс или более, форма сосудистого протеза сохраняется, податливость (ответ на изменение кровяного давления) является высокой, и предотвращается перегиб протеза (сопротивление перегибу высокое). Чтобы достичь таких эффектов более эффективно, монофиламентные нити, формирующие слои, отличные от внутреннего слоя, предпочтительно располагают спиральным образом. При таком расположении нет необходимости, чтобы сосудистый протез имел изогнутую структуру, такую как структура, придаваемая общепринятым сосудистым протезам, и при этом сосудистый протез имеет такие же уровни характеристик формоустойчивости и саморасширения, как у общепринятых сосудистых протезов с изогнутой структурой.

В настоящем изобретении микроволокнистые мультифиламентные нити могут представлять собой нити одного типа или комбинацию разных типов микроволокнистых мультифиламентных нитей с разными тонинами монофиламентов и разными суммарными тонинами.

В качестве микроволокнистых мультифиламентных нитей можно непосредственно применять так называемые нити прямого кручения, и можно применять расщепляемые нити. Расщепляемые нити могут представлять собой нити, которые можно превращать в ультратонкие волокна с помощью химических и физических средств. Процесс образования ультратонких волокон можно осуществлять после образования трубчатого тканого материала. Процесс образования ультратонких волокон с помощью химических или физических средств можно осуществлять, например, путем удаления одного из компонентов многокомпонентных волокон или путем расщепления многокомпонентных волокон на их соответствующие компоненты, получая при этом фибриллы или ультратонкие волокна, как описано в патенте США № 3531368 и в патенте США № 3350488. С помощью такого способа волокна с обычной толщиной, используемые во время образования многослойного трубчатого тканого материала, можно превращать в ультратонкие волокна во время более позднего процесса. В результате минимизируются нарушения, которые могут происходить во время различных обработок, например, обрыв нитей и образование линта во время процесса тканья или во время различных обработок нитей перед тканьем.

Сосудистый протез согласно настоящему изобретению предпочтительно представляет собой двухслойный тканый сосудистый протез, формируемый путем сплетения вместе двух слоев с помощью хорошо известного способа, такого как связывание внутреннего слоя с основой, связывание внутреннего слоя с утком и связывание с несколькими утками. Двухслойная тканая структура является предпочтительной, поскольку отпадает необходимость в способах скрепления двух тканых материалов путем ламинирования или сшивания и, кроме того, два слоя, объединенные вместе с помощью основной или уточной пряжи, могут служить в качестве сосудистого протеза с высокой податливостью (ответом на изменение кровяного давления) и высокой механической прочностью.

В качестве волокон, формирующих сосудистый протез согласно настоящему изобретению, можно применять различные типы органических волокон, но предпочтительными, с точки зрения проницаемости для воды и устойчивости к деградации, являются полиэфирные волокна. Примеры полиэфирных волокон включают в себя полиэтилентерефталатные волокна, полибутилентерефталатные волокна и т.д. Полиэфирные волокна могут представлять собой волокна из сополимеризованных полиэфирных полимеров, получаемых сополимеризацией полиэтилентерефталата или полибутилентерефталата с кислотным компонентом, например, изофталевой кислотой, 5-сульфоизофталатом натрия или алифатической дикарбоновой кислотой, такой как адипиновая кислота. Волокна, содержащиеся в мультифиламентных нитях, могут представлять собой волокна одного типа или подходящую комбинацию волокон разных типов.

Применяемый ткацкий станок может представлять собой водоструйный ткацкий станок, пневматический ткацкий станок, рапирный ткацкий станок, челночный ткацкий станок и т.д. Среди них предпочтительным является челночный ткацкий станок, который является превосходным в отношении тканья трубчатого материала и может производить однородную трубчатую структуру. Ткацкий рисунок двухслойного тканого сосудистого протеза может представлять собой гладкое переплетение, саржевое переплетение или атласное переплетение, или модифицированное переплетение или многослойное переплетение. Основной способ тканья для производства сосудистого протеза согласно настоящему изобретению может представлять собой известный способ.

Сосудистый протез согласно настоящему изобретению можно применять для нанесения на него лекарственных средств, включая загрузку на сосудистый протез антитромботического средства. Антитромботическое средство, загружаемое на сосудистый протез, может представлять собой, например, антикоагулянт, производимый организмом, такой как гепарин, низкомолекулярный гепарин, урокиназа и гирудин; синтетический антикоагулянт и синтетическое антитромбоцитарное средство, такое как аргатробан, варфарин, ацетилсалициловая кислота и тиклопидин и др. Сосудистый протез можно загружать гидрофильным полимером, таким как полиэтиленгликоль, поливиниловый спирт и поливинилпирролидон. Загрузку можно осуществлять любым способом, и можно осуществлять загрузку, например, путем покрытия поверхности мультифиламентных нитей раствором, содержащим упомянутое выше лекарственное средство или полимер; или путем фиксации лекарственного средства или полимера на поверхности мультифиламентных нитей посредством химической реакции, такой как реакция конденсации, с помощью реакционноспособной функциональной группы, химически вводимой в лекарственное средство или полимер; или путем фиксации лекарственного средства или полимера с помощью реакции радикального типа с применением пучка частиц высокой энергии; или путем заполнения пустот между мультифиламентными нитями лекарственным средством или полимером посредством пропитки пряжи коллагеном, желатином или гидрогелем, содержащим лекарственное средство или полимер; или с помощью других способов. Загрузку ионного соединения, такого как гепарин, можно осуществлять, например, путем покрытия поверхности мультифиламентных нитей солью ионного соединения, образованного с противоионом, или путем связывания противоиона ионного соединения с поверхностью мультифиламентных нитей и последующим связыванием ионного соединения с противоионом с помощью межионного взаимодействия. С точки зрения придания сосудистому протезу высокой антитромботической активности и стабильного сохранения антитромботической активности в течение длительного периода времени, предпочтительной является фиксация лекарственного средства или полимера на поверхности посредством химической реакции с помощью реакционноспособной функциональной группы, химически вводимой в лекарственное средство или полимер, и связывание противоиона лекарственного средства или полимера с поверхностью с последующим межионным связыванием лекарственного средства или полимера с противоионом. Загрузку лекарственного средства или полимера на мультифиламентные нити, как описано выше, для придания антитромботической активности можно осуществлять перед образованием трубчатого тканого материала. Однако с точки зрения сокращения стоимости производства, антитромботическую активность предпочтительно придают после образования композитного трубчатого тканого материала.

Совершенно очевидно, что сосудистый протез согласно настоящему изобретению можно применять для нанесений, включающих в себя предварительную пропитку кровью (преклотинг).

Примеры

Настоящее изобретение будет более конкретно описано со ссылкой на примеры, хотя настоящее изобретение не ограничивается такими примерами. В пределах технического объема настоящего изобретения возможны различные изменения и модификации. Различные типы характеристик, оцениваемых в примерах, измеряли следующим образом.

Способы измерения

1. Тонина монофиламентов

Суммарную тонину пряжи определяли как тонину с поправкой на массу согласно способу A, описанному в японском промышленном стандарте JIS L 1013 (2010) 8.3.1, при заданной нагрузке 0,045 сН/дтекс. Найденное значение суммарной тонины делили на число монофиламентов, получая при этом тонину монофиламентов.

2. Средний угол пересечения S микроволокнистых монофиламентов

Полученный трубчатый тканый материал разрезали в продольном направлении. Поверхность внутренней стенки фотографировали с помощью микроскопа VHX-2000 (KEYENCE CORPORATION) при 400-кратном увеличении. На фотографии произвольно выбирали одну микроволокнистую мультифиламентную нить в каждой из основной и уточной пряжи. В выбранной нити исследовали углы пересечения, образованные соседними микроволокнистыми монофиламентами. Выбирали относительно большой угол пересечения монофиламентов и измеряли этот угол (от 0° до 90°). Всего определяли пять больших углов пересечения, и рассчитывали среднее значение. Среднее значение углов пересечения определяли в других произвольно выбранных областях, и всего исследовали три области. Чтобы определить средний угол пересечения S, полученные в трех областям средние значения дополнительно усредняли.

Согласно настоящему изобретению важно многократно исследовать, не будет ли угол пересечения равен 25° или более. Следовательно, в тех случаях, когда, согласно наблюдениям, угол пересечения двух произвольно выбранных филаментных нитей вообще не был равен 25° или более, измеренным значением пренебрегали, и регистрировали результаты как "без пересечения". В тех случаях, когда обнаруживали, что, по меньшей мере, один угол пересечения двух произвольно выбранных филаментных нитей составлял 25° или более, из углов пересечения, которые включают в себя углы 25° или менее, выбирали пять относительно больших углов пересечения, и измеряли и усредняли углы пересечения.

3. Коэффициент заполнения

Коэффициент заполнения (CF) представляет собой значение, рассчитанное из суммарной тонины и плотности основных нитей или уточных нитей в материале. Коэффициент заполнения выражается с помощью следующей формулы:

CF=(Dw×0,9)^1/2×Nw+(Df×0,9)^1/2×Nf

где Dw представляет собой суммарную тонину основной пряжи (дтекс); Df представляет собой суммарную тонину уточной пряжи (дтекс); Nw представляет собой плотность основных нитей в материале (нитей/2,54 см), и Nf представляет собой плотность уточных нитей в материале (нитей/2,54 см).

Плотность нитей в материале определяли следующим образом. Полученный трубчатый тканый материал разрезали в продольном направлении. Поверхность внутренней стенки фотографировали с помощью микроскопа VHX-2000 (KEYENCE CORPORATION) при 50-кратном увеличении и подсчитывали количества нитей.

4. Заселение клетками

Полученный сосудистый протез вскрывали и с помощью вырубного пуансона вырезали из развернутого протеза дискообразный образец диаметром 15 мм. Один лист дискообразного образца сосудистого протеза с обращенной кверху поверхностью внутренней стенки помещали в лунку 24-луночного микропланшета для работы с культурой клеток (Sumitomo Bakelite Co., Ltd.). На образец помещали металлический груз трубчатой формы с толщиной стенки 1 мм. Эндотелиальные клетки пупочной вены человека (Takara Bio, Inc.) суспендировали в 2% FBS (фетальная телячья сыворотка) растворе ростовой среды для эндотелиальных клеток (Набор 2, Takara Bio, Inc.) и добавляли из расчета 5× 10⁴ клеток на лунку. После инкубации при 37°C в течение 24 часов образец промывали PBS (-) (забуференный фосфатом физиологический раствор) (Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.). Число адгезивных клеток измеряли с применением набора реактивов MTT (Dojindo Laboratories). Отдельно адгезивные клетки фиксировали 10% раствором формалина (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) и подвергали морфологическому исследованию с помощью сканирующего электронного микроскопа (Hitachi High-Technologies Corporation).

5. Сопротивление перегибу

Сопротивление перегибу оценивали с точки зрения радиуса перегиба согласно методике международного стандарта ISO 7198. Вкратце, трубчатый тканый материал формировали в виде петли и последовательно уменьшали радиус петли до выявления видимого перегиба. Помещали в петлю цилиндрический калибр с известным радиусом для измерения радиуса (радиуса перегиба). В данном испытании с целью оценки реального сопротивления перегибу трубчатого нетканого материала внутреннее давление не применяли.

Пример 1

Получали полиэфирные микроволокнистые мультифиламентные нити с тониной монофиламентов приблизительно 0,23 дтекс и суммарной тониной 33 дтекс, и применяли их в качестве основной и уточной пряжи для образования внутреннего слоя трубчатого тканого материала в описанном далее способе тканья.

Получали полиэфирные мультифиламентные нити с тониной монофиламентов приблизительно 2,25 дтекс и суммарной тониной 56 дтекс в качестве основной пряжи, затем получали полиэфирные монофиламентные нити с тониной монофиламентов 33 дтекс в качестве уточной пряжи, и применяли основную и уточную пряжи для образования наружного слоя трубчатого тканого материала.

С применением вышеупомянутых нитей на челночном ткацком станке ткали трубчатый тканый материал с двухслойным дизайном и гладким переплетением, причем два набора основной и уточной пряжи находились в обоих слоях. Полученный трубчатый материал с внутренним диаметром 3 мм промывали при 98°C. Материал сушили сухим нагревом при 120°C. В материал вставляли калибр в виде стержня и подвергали материал термостабилизации при 170°C, придавая трубчатую форму. Материал подвергали стерилизации. Полученный трубчатый тканый материал подвергали оценочным испытаниям в отношении коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. При измерении среднего угла пересечения S в исследованных областях не обнаружили углов пересечения 25° или более и регистрировали результаты как "без пересечения". Заселение клетками было очень хорошим, и экспериментально наблюдали, что необходимое для сосудистого протеза сопротивление перегибу соответствовало желаемому уровню.

Пример 2

Трубчатый тканый материал получали по примеру 1 за исключением того, что основу внутреннего слоя формировали путем поочередной укладки двух типов пряжи, а именно, полиэфирных микроволокнистых мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов приблизительно 0,23 дтекс и суммарной тониной 33 дтекс и полиэфирных мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов приблизительно 1,38 дтекс и суммарной тониной 33 дтекс (количество (%) микроволокнистых мультифиламентных нитей в основе: 50 масс.%); и за исключением того, что уточную пряжу для внутреннего слоя формировали из микроволокнистых мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов приблизительно 0,23 дтекс и суммарной тониной 33 дтекс (количество (%) микроволокнистых мультифиламентных нитей в уточной пряже: 100 масс.%).

Полученный трубчатый тканый материал подвергали оценочным испытаниям в отношении коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. Средний угол пересечения S регистрировали как "без пересечения", подобно примеру 1. Заселение клетками было хорошим, и экспериментально наблюдали, что необходимое для сосудистого протеза сопротивление перегибу соответствовало желаемому уровню.

Пример 3

Трубчатый тканый материал получали по примеру 1 за исключением того, что внутренний слой получали с применением в качестве основной и уточной пряжи полиэфирных микроволокнистых мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов приблизительно 0,084 дтекс и суммарной тониной 53 дтекс.

Полученный трубчатый тканый материал подвергали оценочным испытаниям в отношении коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. Средний угол пересечения S регистрировали как "без пересечения" подобно примерам 1 и 2. Заселение клетками было чрезвычайно хорошим и превосходило заселение клетками в примере 1. Необходимое сопротивление перегибу сосудистого протеза дополнительно повышалось по сравнению с сопротивлением перегибу сосудистых протезов по примерам 1 и 2.

Пример 4

Трубчатый тканый материал получали по примеру 1 за исключением того, что после тканья и промывки в трубчатый тканый материал вставляли полиэтиленовую пленку (прослойку) шириной 4 мм и толщиной 0,12 мм, затем трубчатый тканый материал обрабатывали с целью пробивки отверстий водяным струями в следующих условиях: диаметр нагнетательного сопла 0,25 мм, интервал между нагнетательными соплами 2,5 мм и давление 20 кг/см², и подвергали трубчатый тканый материал сушке, тепловой стабилизации с применением трубчатого калибра и стерилизации.

Полученный трубчатый тканый материал подвергали оценочным испытаниям в отношении коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. При измерении среднего угла пересечения S в исследованных областях обнаружили небольшое число углов пересечения, равных 25° или более, хотя среднее значение, полученное по пяти углам пересечения для каждых двух произвольно выбранных филаментных нитей, не превышало 25°, и среднее значение S по трем областям составляло 17°. Заселение клетками было хорошим, и экспериментально наблюдали, что необходимое для сосудистого протеза сопротивление перегибу соответствовало желаемому уровню.

Пример 5

Трубчатый тканый материал получали по примеру 1 за исключением того, что внутренний слой получали с применением в качестве основной и уточной пряжи полиэфирных микроволокнистых мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов приблизительно 0,30 дтекс и суммарной тониной 44 дтекс, и за исключением того, что наружный слой получали с применением в качестве уточной пряжи полиэфирных монофиламентных нитей с тониной монофиламентов 180 дтекс.

Полученный трубчатый тканый материал подвергали оценочным испытаниям в отношении коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. Средний угол пересечения S регистрировали как "без пересечения" подобно примерам 1, 2 и 3. Заселение клетками было соизмеримо с заселением клетками в примере 1 и превосходило заселение клетками в примере 2. Поскольку монофиламентные нити, применяемые для образования наружного слоя в качестве уточной пряжи, имели тонину монофиламентов 180 дтекс, необходимое для сосудистого протеза сопротивление перегибу в результате имело чрезвычайно хорошее значение.

Пример 6

Трубчатый тканый материал получали по примеру 3 за исключением того, что наружный слой получали с применением в качестве уточной пряжи полиэфирных монофиламентных нитей с тониной 180 дтекс.

Полученный трубчатый тканый материал подвергали оценочным испытаниям в отношении коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. Средний угол пересечения S регистрировали как "без пересечения" подобно примерам 1, 2 и 3. Заселение клетками, подобно примеру 3, было чрезвычайно хорошим и превосходило заселение клетками в примере 1. Поскольку монофиламентные нити, применяемые в качестве уточной пряжи для образования наружного слоя, имели тонину монофиламентов 180 дтекс, необходимое для сосудистого протеза сопротивление перегибу в результате имело чрезвычайно хорошее значение.

Пример 7

Трубчатый тканый материал получали по примеру 1 за исключением того, что наружный слой получали с применением в качестве основной пряжи полиэфирных мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов приблизительно 2,25 дтекс и суммарной тониной 56 дтекс и с применением в качестве уточной пряжи полиэфирных мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов приблизительно 1,83 дтекс и суммарной тониной 22 дтекс.

Полученный трубчатый тканый материал подвергали оценочным испытаниям в отношении коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. Средний угол пересечения S регистрировали как "без пересечения" подобно примеру 1. Заселение клетками было хорошим и было соизмеримо с заселением клетками в примере 1. Однако поскольку как основная пряжа, так и уточная пряжа, применяемые для образования наружного слоя, представляли собой мультифиламентные нити, сопротивление перегибу в результате имело более высокое значение, чем сопротивление перегибу в примере 1.

Пример 8

Трубчатый тканый материал получали по примеру 6 за исключением того, что плотность материала внутреннего слоя регулировали таким образом, что коэффициент заполнения внутреннего слоя, определяемый основной и уточной пряжами, составлял приблизительно 1900.

Полученный трубчатый тканый материал подвергали оценочным испытаниям в отношении коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. Средний угол пересечения S регистрировали как "без пересечения" подобно примеру 6. Заселение клетками, подобно примеру 6, было чрезвычайно хорошим. Однако поскольку коэффициент заполнения в данном примере был немного меньше, чем коэффициент заполнения в примере 6, необходимое для сосудистого протеза сопротивление перегибу имело немного более высокое значение, чем в примере 6.

Пример для сравнения 1

Трубчатый тканый материал получали по примеру 1 за исключением того, что внутренний слой получали с применением в качестве основной пряжи полиэфирных мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов приблизительно 1,38 дтекс и суммарной тониной 33 дтекс и с применением в качестве уточной пряжи полиэфирных микроволокнистых мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов приблизительно 0,23 дтекс и суммарной тониной 33 дтекс.

Полученный трубчатый тканый материал подвергали измерению коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. Поскольку в основе не было микроволокнистых мультифиламентных нитей, средний угол пересечения S измеряли для двух нитей, произвольно выбранных из утка. Средний угол пересечения S регистрировали как "без пересечения" подобно примеру 1. Однако поскольку как основная, так и уточная пряжа внутреннего слоя не содержала микроволокнистых мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов 0,50 дтекс или менее в количестве 50 масс.% или более, заселение клетками было неподходящим для практического применения. С точки зрения необходимого для сосудистого протеза сопротивления перегибу, его значение было хуже, чем в примере 1.

Пример для сравнения 2

Трубчатый тканый материал получали по примеру 1 за исключением того, что после тканья и промывки в трубчатый тканый материал вставляли полиэтиленовую пленку (прослойку) шириной 4 мм и толщиной 0,12 мм, затем трубчатый тканый материал обрабатывали с целью пробивки отверстий водяным струями в следующих условиях: диаметр нагнетательного сопла 0,25 мм, интервал между нагнетательными соплами 2,5 мм и давление 80 кг/см², и подвергали трубчатый тканый материал сушке, тепловой стабилизации с применением трубчатого калибра и стерилизации.

Полученный трубчатый тканый материал подвергали оценочным испытаниям в отношении коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. При измерении среднего угла пересечения S в исследованных областях обнаружили более углов пересечения, равных 25°, в частности, по меньшей мере, пять углов пересечения двух произвольно выбранных филаментных нитей были равны 25°. Среднее значение, полученное для пяти углов пересечения, превышало 25° в каждой из трех областей, и средний угол пересечения S согласно измерениям в трех областях составлял 35°. Кроме того, подобно примеру для сравнения 1, поскольку как основная, так и уточная пряжи внутреннего слоя не содержали микроволокнистых мультифиламентных нитей с тониной монофиламентов 0,50 дтекс или менее в количестве 50 масс.% или более, заселение клетками было неподходящим для практического применения. С точки зрения необходимого для сосудистого протеза сопротивления перегибу, его значение было хуже, чем в примере 1.

Пример для сравнения 3

Трубчатый тканый материал получали по примеру 1 за исключением того, что плотность материала внутреннего слоя регулировали таким образом, чтобы коэффициент заполнения внутреннего слоя, определяемый основной и уточной пряжами, составлял приблизительно 1700.

Полученный трубчатый тканый материал подвергали измерению коэффициента заполнения, среднего угла пересечения S, заселения клетками и сопротивления перегибу. Результаты приведены в таблице 1. При измерении среднего угла пересечения S в исследованных областях обнаружили небольшое число углов пересечения, равных 25° или более, однако среднее значение, полученное по пяти углам пересечения каждых двух произвольно выбранных филаментных нитей, не превышало 25°, и среднее значение S, полученное для трех областей, составляло 18°. Поскольку плотность материала была низкой, и коэффициент заполнения составлял 1700, в результате заселение клетками имело неподходящий уровень для практического применения. С точки зрения необходимого для сосудистого протеза сопротивления перегибу, значение находилось на том же уровне, что и сопротивление перегибу в примере 1.

Таблица 1 Коэффициент заполнения Средний угол пересечения (S) Заселение клетками Сопротивление перегибу Оценка Измеренное значение Пример 1 2550 без пересечения очень хорошее хорошее Пример 2 2400 без пересечения хорошее хорошее Пример 3 2100 без пересечения чрезвычайно хорошее очень хорошее Пример 4 2550 17° хорошее хорошее Пример 5 2200 без пересечения очень хорошее чрезвычайно хорошее Пример 6 2200 без пересечения чрезвычайно хорошее чрезвычайно хорошее Пример 7 2550 без пересечения чрезвычайно хорошее хорошее Пример 8 1900 без пересечения чрезвычайно хорошее чрезвычайно хорошее Пример для сравнения 1 2100 без пересечения плохое хорошее Пример для сравнения 2 2150 35° плохое хорошее Пример для сравнения 3 1700 18° плохое хорошее

Промышленная применимость

Настоящее изобретение подходит в качестве сосудистого протеза, применяемого при различных хирургических операциях.

Изобретение относится к медицине. Описан сосудистый протез с трубчатой тканой структурой, причем протез содержит внутренний слой, предназначенный для контакта с потоком крови; внутренний слой формируется из основной и уточной пряжи и имеет коэффициент заполнения 1800 или более; каждая из основной и уточной пряжи содержит микроволокнистые мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 0,50 дтекс или менее, причем мультифиламентные нити содержат микроволокнистые монофиламенты со средним углом пересечения S монофиламентов менее 25°. Сосудистый протез является высокоэффективным в промотировании его заселения адгезивными васкулярными эндотелиальными клетками. 8 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.

1. Сосудистый протез с трубчатой тканой структурой, причем протез содержит внутренний слой, предназначенный для контакта с потоком крови, причем внутренний слой сформирован из основной и уточной пряж и имеет коэффициент заполнения 1800 или более, каждая из основной и уточной пряж содержит микроволокнистые мультифиламентные нити, содержащие полиэфир, с тониной монофиламентов 0,50 дтекс или менее, мультифиламентные нити содержат микроволокнистые монофиламенты со средним углом пересечения S монофиламентов менее 25°.

2. Протез по п. 1, содержащий микроволокнистые мультифиламентные нити в количестве 50 масс.% или более в каждой из основной и уточной пряж.

3. Протез по п. 1 или 2, в котором коэффициент заполнения, образуемый основной и уточной пряжами, формирующими внутренний слой, составляет 2000 или более.

4. Протез по п. 1 или 2, в котором трубчатая тканая структура содержит два или более слоев, и один или более слоев, отличных от внутреннего слоя, содержат в основной пряже мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 1,0 дтекс или более.

5. Протез по п. 3, в котором трубчатая тканая структура содержит два или более слоев, и один или более слоев, отличных от внутреннего слоя, содержат в основной пряже мультифиламентные нити с тониной монофиламентов 1,0 дтекс или более.

6. Протез по п. 1 или 2, в котором трубчатая тканая структура содержит два или более слоев, и один или более слоев, отличных от внутреннего слоя, содержат в уточной пряже монофиламентные нити с тониной монофиламентов 20,0 дтекс или более.

7. Протез по п. 3, в котором трубчатая тканая структура содержит два или более слоев, и один или более слоев, отличных от внутреннего слоя, содержат в уточной пряже монофиламентные нити с тониной монофиламентов 20,0 дтекс или более.

8. Протез по п. 4, в котором трубчатая тканая структура содержит два или более слоев, и один или более слоев, отличных от внутреннего слоя, содержат в уточной пряже монофиламентные нити с тониной монофиламентов 20,0 дтекс или более.

9. Протез по п. 5, в котором трубчатая тканая структура содержит два или более слоев, и один или более слоев, отличных от внутреннего слоя, содержат в уточной пряже монофиламентные нити с тониной монофиламентов 20,0 дтекс или более.