专利名称：人工食道的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人工食道。
由于食道癌等病因切除食道以后，用于食道再造的人工食道所使用的材料是由从生物体得到的材料及高分子材料等构成的人工材料。作为人工食道，能促进在食道缺损部分的食道表皮再生，使食道新生，而且食道再造后，不残留人工材料。在特开平2-109569号中的人工食道是在硅酮管的外面形成的胶原覆盖层。但是，这种人工食道的胶原覆盖层，由于与体液接触膨润软化，缝合困难，要求手术者有高超的技术。如果手术者没有高超的技术，缝合后易产生从缝合部出血或空气泄漏等问题。在适用纵隔食道的场合，也不能得到很好的疗效，有时使适用生物体坏死。
因此，人们寻求开发一种人工食道，能促进在食道缺损部分的食道表皮再生，使食道新生，胶原独特的效果能保持所需要的时间，而且，随着食道新生，通过生物体被分解和吸收，在生物体内不残留异物，其物性(强度)对进行缝合的手术者也不要求有高超技术。从缝合处不会产生出血和空气泄漏等，食道再造后，移植片固定膜也很容易拔出。
本发明者为解决上述课题，进行了专门的研究，其结果发现了一种有微细纤维化胶原层的人工食道，其效果非常好，完成了本发明。
本发明是一种人工食道及该人工食道的制造方法。其特征是人工食道的外面有微细纤维化胶原层；人工食道的制造方法包括在管的外面，形成微细纤维化胶原层，并进行交联处理的过程。
本发明的人工食道是在起内腔保持用芯材作用的管的外侧，有由胶原分子形成的微细纤维多重重叠的无纺布状的胶原层。该微细纤维化胶原层的厚度约为2-10mm，最好约为5mm。作为内腔保持用芯材，例如可以使用由医用硅酮片(膜厚约为0.5-5mm，最好约为1-2mm)制成的管。本发明的人工食道，由于内腔保持用的芯材的管是生物体一起缝合的，所以使用管的内径约为15-30mm，最好约为20mm，也可因场合而异。管的长度也可根据适用的场合有所不同。虽然本发明的人工食道仅此就具有能简单缝合的强度，但是在需要更高强度的场合，也可以至少在微细纤维化胶原层的一面(外侧)，再覆盖胶原膜层。这种胶原膜，与微细纤维化胶原层不同，胶原分子是以单体-低聚物的状态，是分散的非晶形构造的胶原膜。
本发明中人工食道的微细纤维化胶原层的原料-胶原是现在所使用的各种胶原，最好是中性可溶性胶原，酸可溶性胶原、碱可溶性胶原或酶可溶性胶原。其中的碱可溶性胶原以及酶可溶性胶原，由于分别用碱或者酶(例如胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、木瓜蛋白酶、链霉蛋白酶等)进行过处理，通过处理，除去了胶原分子中的抗原性强的调聚肽化合物部分，降低了抗原性，因此使用起来更好。胶原的来源也不只限于这些，也可以使用从牛、猪、兔子、羊、袋鼠、鸟等动物的皮肤、骨骼、软骨、腱子、脏器等中抽出并精制制成的胶原。
以上述胶原为材料，制造本发明的人工食道，作为人工食道的内腔保持用的芯材的管，例如在上述那样由医用硅酮片制成的管的外面，形成微细纤维化胶原层。
微细纤维化胶原层最好用下述的方法，在管的外面形成。首先，调制上述那样的抽出及精制后的胶原的约1N盐酸溶液(约pH3)(最好约为0.5-3重量％，特别是约为1重量％)，将上述的管(棒状的芯材，例如，可以使用特氟隆制的棒)浸渍在胶原盐酸溶液中(该管的内腔，嵌合棒状体等使其封锁)，使用浸渍等方法，使管的外面形成均匀厚度的胶原盐酸溶液层，胶原盐酸溶液层的厚度，最好约为20-100mm，特别是约为50mm。然后，最好在约为-15℃-0℃，特别是在约0℃。时间约为6-24小时，特别是约为12小时的条件下进行冻结。通过冻结，在盐酸溶液中分散的胶原分子之间形成微细的水，使胶原盐酸溶液产生层分离胶原分子通过重新排列后微细纤维化。接着，将在外面有上述被冻结的胶原盐酸溶液层的硅酮管，在真空下，温度最好约为-15℃-0℃，特别是在约0℃，时间约为12-48小时，特别是约为24小时的务件下进行冻结。由于通过冻结干燥，随着胶原分子间的微细水的气化，同时胶原盐酸溶液层成为由胶原分子构成的微细纤维多重重叠成无纺布状的胶原层。然后，将在其外面有该微细纤维化胶原层的管，使用压缩装置均匀地压缩。本发明中的人工食道，压缩后的微细纤维化胶原层的厚度最好约为2-10mm，最好约为5mm。而且，压缩后的胶原层的厚度对压缩前的厚度的比率，即压缩比最好约为0.05-0.3，特别是约为0.1。
以下，对在其外面形成上述微细纤维化胶原层的管，进行交联处理。通过交联处理，使本发明的人工食道适用生物体后，并调节其所希望在生物体内残留的时间。作为交联方法可使用γ线、电子线、紫外线、戊二醛以及环氧等交联法，也可以使用热脱水交联法。用热胶水交联法，交联度容易控制，交联剂对生物体也没有影响，所以最好使用热脱水交联。为进行热脱水交联，将上述形成胶原层的管，在真空下，温度最好约为105℃-150℃，特别是约为120℃-150℃，时间最好约为6-24小时，特别是约为6-12小时的条件下加热，温度不满105℃时，不产生充分的交联反应，而温度一超过150℃，则胶原完全变性。另外，在使用芯材替代管的场合，也可以从该交联后的管中取出该芯材，在该管的内腔嵌合硅酮管。
本发明的人工食道，其特征是在管的外面有微细纤维化胶原层。人工食道仅此就具有能简单缝合的强度，但在需要更高强度的场合，也可以至少在微细纤维化胶原层的一面(外则)，再形成上述那样的非晶形构造的胶原膜。在其外层形成胶原膜，有微细纤维化胶原层的人工食道，可用下述的方法制成。
在用上述方法制成的，其外面有微细纤维化胶原层的管(也可使用上述同样的芯材)的外面，使用与上述相同的调整抽出及精制后的胶原约为1N盐酸溶液(pH约为3)(胶原浓度最好约为0.5-3重量％，特别是约为1重量％)，形成均匀厚度的胶原盐酸溶液层。然后进行干燥(反复进行该胶原溶液层的形成和干燥，最好做10次)。胶原盐酸溶液层的厚度最好约为5-20mm，特别是约为5-10mm。最后，在微细纤维化胶原层的外侧，形成胶原分子分散的非晶形构造的胶原膜层。另外，上述的热脱水交联法也可在这种状态下进行。在使用芯材的场合，如上述一样，交联后，进行该芯材和硅酮管的交换。另外，使非晶形构造的胶原膜层在该微细纤维化胶原层的两侧形成的人工食道，在微细纤维化胶原层形成时，使用棒状的芯棒代替硅酮管，先制作由微细纤维化胶原构成的管，然后，将该管浸渍在上述相同的胶原盐酸溶液中等方法，在微细纤维化胶原层的内、外两面，形成均匀厚度的胶原盐酸溶液层，然后进行干燥(如上述一样，反复多次地进行胶源溶液层的形成和干燥的操作)。这种场合形成的胶原盐酸溶液层的厚度，与只在外面形成的场合的厚度是相同的。另外，热脱水交联的也可以在这种状态下进行。最后，取出该芯棒，将硅酮管嵌入两面都有非晶形构造的胶原膜的微细纤维化胶原层的内腔。
如上所述，通过至少在微细纤维化胶原层的外侧形成胶原膜层。微细纤维化胶原层表面的无纺布状的松散状态由非晶形构造的胶原膜覆盖，同时，该非晶形构造的胶原的一部分，浸入该微细纤维化胶原层中。所以，就进一步提高了本发明的人工食道的物性，缝合性及体内的残留性也得到了更进一步的改善。
另外，最好在微细纤维化胶原层和/或非晶形构造的胶原膜层中有微量的b-FGF(纤维芽细胞增殖因子)存在。这样可以加快食道新生的速度。同时，可以再造有更正常组织构造的食道。作为存在b-FGF的方法，例如可以将含有b-FGF的动物胶水凝胶微球溶解在PBS(磷酸缓冲溶液)以后的物质，在对适用生物体缝合之前或缝合不久之后用注射器注入该层中。
实施例在含有来自猪皮肤的酶可溶性胶原重量百分比约为1的1N盐酸溶液中，浸渍长约为9cm、直径约为22mm的特氟隆棒，提拉该棒在特氟隆的表面，形成厚度约为50mm的胶原盐酸溶液，将该棒在约为0℃的条件下，冻结12小时，再在真空下，将该棒在约为0℃的条件下，冻结干燥24小时，使胶原盐酸溶液层成为微细纤维化胶原层。用压缩器压缩在表面形成微细纤维化胶原层的特氟隆棒，一直压缩到细纤化胶原层的厚度约为5mm为止。然后，将表面有压缩后的微细纤维化胶原层的特氟隆棒，再浸入刚才的胶原盐酸溶液中，在微细纤维化胶原层的外面，再形成胶原盐酸层，然后再进行风干。反复进行这种胶原盐酸溶液的浸渍和风干燥作10次，在微细纤维化胶原层的外面，形成厚度为0.5mm的非晶形构造的胶原膜层。将其外面有两层胶原层的特氟隆棒，再在真空下、温度为105℃的条件下加热12小时，对该胶原层进行热脱水交联处理。然后，取出特氟隆棒，在有两层胶原构成的管内腔中，嵌合长度约为9cm、内径约为20mm，厚度约为1mm的硅酮管，这样，就制成了本发明的人工食道。
用本发明的人工食道置换5cm长的小猎犬的胸部食道。
另外，在适用本发明的人工食道之前，将含有b-FGF100μg的动物胶水凝胶微球280mg在1ml的PBS中溶解以后的物质注入胶原层。
手术后一个月，观察该置换部的效果，结果确认在该置换部再造了正常的食道组织。
现有的人工食道的再造需要2-3个月的时间，而且由于置换手术的缝合技术好坏不同有时会使适用生物体在再造不死。与这种现有的人工食道相比，可以看出本发明的人工食道有很大的优点。
本发明的人工食道，与现有的人工食道相比，由于有很好的物性，特别是有很好的缝合性，不像现有的人工食道那样，要求手术者有高超的缝合技术，因此，也不会由于手术者缝合技术的好坏而引起从缝合部的空气泄漏和出血等。另外，胶原层适用于生物体以后，并不立即溶解，而是在一定的期间内保持其形状，促进食道组织的再生和表皮化，对应于此，生物细胞侵入由胶原构成的层内，以胶原层为基础增殖，使食道再生，替换慢慢被分解和吸收的由胶原构成的层。最后，适用生物体的人工食道消失，食道完全再生(再造有正常组织构造的食道)，食道再造以后，可以很容易地将作为内腔保持用的芯材管取出。
本发明的人工食道，能促进在食道缺损部分的食道表皮的再生，使食道再生的这种胶原有独特的效果，能保持所定的时间，随着食道新生的同时，被生物体吸收和分解，异物不残留在生物体内，由于有耐缝合的强度，所以，不会由于手术者缝合技术的好坏而产生缝合部的出血和空气泄漏等问题。另外，由于食道再造以后，很容易将管子拔掉，所以使用起来也很方便。
权利要求
1.一种人工食道，其特征是在管的外面有微细纤维化胶原层。
2.根据权利要求1所述的人工食道，在其一面或两面，有微细纤维化胶原层，而且有非晶形构造的胶原膜层。
3.根据权利要求1或2所述的人工食道，微细纤维化胶原层也有作为能保持作为成长因子的b-FGF层的功能。
4.一种根据权利要求1所述的人工食道的制造方法，包括在管的外面形成微细纤维化胶原层和进行交联处理的工艺过程。
5.根据权利要求4所述的人工食道的制造方法，微细纤维化胶原层是将胶原溶液层冻结，冻结干燥，然后进行压缩而形成的。
6.根据权利要求4所述的人工食道的制造方法，交联处理是热脱水交联处理。
全文摘要
本发明是一种人工食道，其特征是在管的外面有微细纤维化胶原层，这种人工食道能促进在食道缺损部分的食道表皮的再生，使食道新生的这种胶原独特的效果，能保持所定的时间，随食道的新生，被生物体吸收、分解，在生物体内不残留异物，对手术者也不要求有高超的缝合技术，从缝合部不会产生出血和空气泄漏，而且，食道重造后，很容易将管拔出。
文档编号A61L27/34GK1237912SQ97199862
公开日1999年12月8日 申请日期1997年11月19日 优先权日1996年11月20日
发明者清水庆彦 申请人:清水庆彦, 达比古股份有限公司