特許 6566445 人工弁の製造方法およびそれにより得られる弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6566445

(24)【登録日】2019年8月9日

(45)【発行日】2019年8月28日

(54)【発明の名称】人工弁の製造方法およびそれにより得られる弁

(51)【国際特許分類】

   A61F 2/24 20060101AFI20190819BHJP

【ＦＩ】

   A61F2/24

【請求項の数】14

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2016-564324(P2016-564324)

(86)(22)【出願日】2015年5月6日

(65)【公表番号】特表2017-514584(P2017-514584A)

(43)【公表日】2017年6月8日

(86)【国際出願番号】EP2015059984

(87)【国際公開番号】WO2015169868

(87)【国際公開日】20151112

【審査請求日】2018年4月24日

(31)【優先権主張番号】14167271.7

(32)【優先日】2014年5月6日

(33)【優先権主張国】EP

(31)【優先権主張番号】14167270.9

(32)【優先日】2014年5月6日

(33)【優先権主張国】EP

(31)【優先権主張番号】14167269.1

(32)【優先日】2014年5月6日

(33)【優先権主張国】EP

(31)【優先権主張番号】14167272.5

(32)【優先日】2014年5月6日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】503220392

【氏名又は名称】ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ．

【氏名又は名称原語表記】ＤＳＭ ＩＰ ＡＳＳＥＴＳ Ｂ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(72)【発明者】

【氏名】グランドマン， ポール フレデリック

(72)【発明者】

【氏名】クライン， ヨランダ

(72)【発明者】

【氏名】ブーン‐シーレン， カルリエン クリステル

(72)【発明者】

【氏名】ケーニッヒ， トーマス

【審査官】 松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／１７７９４２（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開昭５３−１３５１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５５０９９３０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０７４６５３１６（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特表２００５−５２７２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６４５４７９９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特表２０１２−５０００７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１７６６５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２６１８６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｆ ２／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁が開く第一の形態と弁が閉じる第二の形態をとることのできる人工弁（４００）の製造方法において、前記弁は、支持要素（２）に取り付けられた少なくとも１つの弁葉（３）を有する弁葉アセンブリを含み、前記弁葉は自由縁（５）を有し、これは、前記弁が前記第一の形態をとる第一の位置と前記弁が前記第二の形態をとる第二の位置との間で移動でき、この方法は、
・テキスタイル構造体を提供するステップと、
・前記テキスタイル構造体から前記弁葉アセンブリを、前記テキスタイル構造体の耳が前記弁葉の前記自由縁を形成するように形成するステップと、
を含み、
前記テキスタイル構造体は、たて糸とよこ糸を交差させて、積み重ねられ、相互に接続された２層を有する２層織物にするステップを含む二重織り工程によって製作され、前記２層が、一方の縦の縁辺の耳と、反対の縁辺の連続する接続部とを有し、前記２層間の別の接続部が、１層の中に１以上の弁葉を予め画定する異なる区間を作り、
前記弁葉アセンブリを形成するステップは、１枚の前記織物の２つの横方向の縁辺を接続して、実質的に管状構造体を製作するステップを含み、内層が前記弁葉を形成し、外層が前記支持要素を形成する、方法。

【請求項2】

前記人工弁が２つまたは３つの弁葉を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記人工弁が、３つの弁葉を有し、各弁葉が残りの２つの弁葉のための閉鎖面として機能する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記織物中の前記２層は、前記層内に異なる数のたて糸を使用することにより、異なる横方向の幅を有する、請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記織物中の前記２層は、１層のよこ糸の数を局所的に増やすことによって、縦方向に異なる長さを有するように製作される、請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記１枚の織物が連続製織動作において連続織物として製作され、これが所望の長さの小片に切断される、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。

【請求項7】

得られる切端が安定化される、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記織物は、１層の厚さが約２０〜２００μｍの複数の層を含む、請求項１〜７の何れか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記たて糸とよこ糸の線密度は１２０ｄｔｅｘ未満である、請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。

【請求項10】

前記たて糸とよこ糸の線密度は５〜３０ｄｔｅｘである、請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。

【請求項11】

前記たて糸とよこ糸は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）ヤーンを含む、請求項１〜１０の何れか１項に記載の方法。

【請求項12】

弁葉の前記自由縁は、前記弁を閉じるのに必要な最低長さに関して、少なくとも７％の過剰長さを有する、請求項１〜１１の何れか１項に記載の方法。

【請求項13】

前記弁葉アセンブリをステントに取り付けるステップをさらに含む、請求項１〜１２の何れか１項に記載の方法。

【請求項14】

人工弁のための弁葉アセンブリの製造方法であって、前記弁葉アセンブリは、支持要素（２）に取り付けられた少なくとも１つの弁葉（３）を有し、前記弁葉は自由縁（５）を有し、これは、前記弁が開く第一の形態をとる第一の位置と前記弁が閉じる第二の形態をとる第二の位置との間で移動でき、この方法は、
・テキスタイル構造体を提供するステップと、
・前記テキスタイル構造体から前記弁葉アセンブリを、前記テキスタイル構造体の耳が前記弁葉の前記自由縁を形成するように形成するステップと、
を含み、
前記テキスタイル構造体は、たて糸とよこ糸を交差させて、積み重ねられ、相互に接続された２層を有する２層織物にするステップを含む二重織り工程によって製作され、前記２層が、一方の縦の縁辺の耳と、反対の縁辺の連続する接続部とを有し、前記２層間の別の接続部が、１層の中に１以上の弁葉を予め画定する異なる区間を作り、
前記弁葉アセンブリを形成するステップは、１枚の前記織物の２つの横方向の縁辺を接続して、実質的に管状構造体を製作するステップを含み、内層が前記弁葉を形成し、外層が前記支持要素を形成する、方法。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

［発明の一般的分野］
本発明は、人工弁および、より詳しくは２または３弁葉型人工心臓弁のような、移植可能な医療機器とかかる医療機器の製造方法に関する。

【0002】

［背景］
哺乳類の典型的な生来の弁は、４つある心臓弁のうちの１つである大動脈弁である。大動脈弁は３つの弁葉を含み、これは弁尖とも呼ばれ、これらの弁葉のための支持要素として機能する大動脈基部に付いている。大動脈弁の３枚の弁葉の各々は、自由縁と、大動脈基部に半月状に付いている縁を有する。弁が開く際、弁葉は大動脈洞の内部へと戻り、冠動脈開口を閉塞させる可能性がない。隣接する弁葉の接線は、洞上行大動脈移行部の高さで出会い、交連の少なくとも一部を形成する。弁葉の本体はしなやかで、伸張可能で、必要な柔軟性を提供するように薄いが、その厚さは均一ではない。弁葉はその自由縁に向かって若干厚くなる。その心室面上にｚｏｎｅ ｏｆ ａｐｐｏｓｉｔｉｏｎがあり、これは半月弁半月と呼ばれ、自由縁に沿って全幅を占め、弁葉の深さの約３分の１にわたる。これは、弁の閉鎖中に、弁葉が隣接する弁葉と接する位置である。弁が閉位置にあると、半月弁半月の縁が相互に出会い、心臓の左心室腔内の血液と大動脈内の血液とが分離される。この種類またはそれに対応する種類の弁の場合、開閉中の最も高い機械的応力は交連において生じ、弁葉の自由縁の応力はより小さい。

【0003】

人工弁は、人間または動物の体内に移植され、例えば、血管の中またはその付近で受動的な一方向人工弁として使用される。これらは、完全に事前成形して、そのまま移植しても、または機能的人工弁を形成するために必要な人工および／または生体部分を使ってその場で形成してもよい。適当な人工弁は、弁の両側の圧力差に応答して容易に開閉し、血流の非生理的な乱流をまったく、またはほとんど生じさせず、過剰な逆流を回避する必要がある。したがって、心血管製品、例えば人工心臓弁に対しては、大きさとサイクル数の両方において、負荷条件に関する厳しい要求事項がある。典型的には、心臓弁の弁葉はその寿命中に１０億回もの負荷サイクルに耐える。そのため、人工弁、特に動く弁葉の耐久性が重要な要求事項である。

【0004】

何れの人工弁も、弁の動作中に交連と弁葉の自由縁に対する実際の機械的負荷に耐え、好ましくは、そのような周期的負荷に何年も耐え続けられるべきである。そのために、初期強度が重要なパラメータであるだけでなく、弁の製作中に（わかりにくい）製造上の異常が生じる機会を減少させることも重要である。

【0005】

今日、弁手術に使用される弁は典型的に、生体弁であり、生体組織から作られた弁葉を有し、これは化学的に処理されたウシの心膜であることが多い。これは弾性材料であり、比較的うまく動作し、生来の弁を模倣することができる。しかしながら、早い段階で故障することがよくあり、これは、拍動式の負荷を受けて連続的に伸縮するときに弁葉の材料に加わる高い応力に関連していると考えられる。人工弁の弁葉を作るための選択肢として、様々な方法が提案されており、その中では合成材料や代替的な設計が用いられる。

【0006】

合成繊維を使って製作される人工弁は、例えばオランダ特許第１００８３４９号明細書に記載されている。この弁は支持要素を含み、これが多数の弁葉を担持し、これらはマンドレル中で強化ファイバを弁葉で発生する応力に対応する特定の方向に巻き回すことによって作られている。繊維を最大応力線にしたがって位置付けなければならないため、この人工弁は製造が難しく、応力に対応するために多くの巻回し層を使用するため、質量がかさむ。

【0007】

同様に、米国特許第６７２６７１５号明細書には、弁の動作中の弁葉内の所定の応力線と整列する応力解放繊維葉を有するフレキシブルシートを含む心臓弁の他の弁葉が記載されている。シート材料は典型的にはＰＴＦＥまたはＰＶＦであり、高強度／高弾性率繊維を補強要素として有する。Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標）ＵＨＭＷＰＥ繊維などのカーボン、アラミド、またはポリエチレン繊維が使用されてよい。

【0008】

国際公開第２０１０／０２０６６０号パンフレットには、ポリオレフィン繊維で製作される均一な中空の編組から製造される人工弁が記載されている。中空の編組は、それを、管状部分と星形部分を含む型の上に引っ張って被せることによって弁を形成するような形状とされる。その後、熱と圧力を加えることにより、中空の編組は型の形状となり、異なる区間が作られる。型の管状部分の周囲では、編組は弁の支持要素に対応する区間に形成され、型の星形部分では、複数の弁葉に対応する区分が提供される。弁を型から外す前に、人工弁の前側と後側で端切りされる。端切り部分の破砕を防止するために、端を加熱処理して溶融させ、ヤーンを相互に融着させるか、ステッチをかけるか、またはその他の方法で処理して、端を機械的に安定させてもよい。

【0009】

国際公開第２００４／０３２９８７号パンフレットは、サンドイッチ式に配置された少なくとも３層のポリマ構成要素を有する医療機器に関し、真ん中の層のポリマ構成要素は鎖長が残りのポリマ構成要素より短い。心臓弁は、このサンドイッチ構造を応用できるものとして明記されている。

【0010】

ハイムら（Ｈｅｉｍ ｅｔ ａｌ．）は、（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，２６：１３０３−１３０９，２０１１）人工の弁葉がポリエステルの織糸から、型の上で織物を３弁尖形状に熱成形することによって製作される方法が開示され、ポリエステル織物が人工弁の形成に好適でありうることが示されている。ポリエステルヤーンは伸び特性を有するため、織物は、その典型的な破断伸びが約１４〜１７％であることから、ヒトの弁の生来の弾性伸び（約１５％の伸び）を模倣できる。閉位置において弁葉間が良好に接触する弁を得て作動サイクル中の応力を制限するために、著者らは、弁葉を、弁の中央にかなり大きい固有の弁口を有し、心臓の拍動負荷を受けた時に弁葉の自由縁の長さにわたって十分な接合部ができ、逆流を防止するか、少なくとも最小限にするような形状にすることを教示している。

【0011】

米国特許出願公開第２００５／０１３７６８１号明細書には、管状フレームとカバーを有する静脈弁が開示されており、このカバーは、可逆的に密閉可能な開口部を画定し、それゆえ弁葉として機能する表面を含む。弁葉は、弓状の縁辺、曲面、凹型構造を含めた様々な大きさと形状を有することができ、または、湾曲した支持構造を含むことによって、効率的に弁を閉じ、逆行する流体流を制限することができる。弁葉は、流体不浸透性の生体または合成材料で製作されてもよく、これにはｅＰＴＦＥ、ＰＥＴ、ウレタン、ポリエチレンが含まれる。

【0012】

国際公開第２０００／６２７１４号パンフレットは、シリコンまたはポリウレタン製の複数の弁葉を有する一体成型された本体を含む人工心臓弁を開示している。中立または休止位置において弁葉の自由縁が収束して、それらの間に不均一なギャップが形成される。弁葉は、その自由縁において弁帆（ｓｃａｌｌｏｐ）を有し、中央に、逆行流体流に対して最小限の接合部で密閉できるように十分な材料が確保される。

【0013】

米国特許出願公開第２００４／１７６６５８号明細書は、ある器官の周囲に設置されるようになされた医療用矯正ネット、例えば、たて編方式で、好ましくはマルチフィラメントポリエステルヤーンから多層織物として製作される心臓矯正ネットに関する。

【0014】

米国特許第４１９１２１８号明細書は、人工血管および心臓バルブで使用される織物を開示しており、この織物は、直径約１０μｍのフィラメントを含むマルチフィラメント（ポリエステル）ヤーンから織られ、この織物が熱収縮により、２０〜４０μｍの開放した間質腔ができ、少なくとも１方向に少なくとも１０％伸びる。織物は好ましくは、織物耳部を有し、これが心臓弁の弁葉の自由縁を形成する。

【0015】

米国特許出願公開第２００５／１７７２２７号明細書には、人工心臓弁の製造方法が開示されており、好ましくはポリエステルまたはＰＴＦＥから製作されテキスタイル膜が弁葉を形成するように成形され、これは例えば、セグメントを切り取り、閉鎖動脈位置の心臓弁の形状を再現した成形部材を使用し、その後加熱固着することによって行われる。弁葉は好ましくは、ほぐれ糸を回避するために、織物または編物の自由縁辺を有すると示されている。

【0016】

米国特許出願公開第２０１２／０１７２９７８号明細書には、１５〜６０μｍの均一な穴を有し、厚さ１０〜１００μｍの、例えばポリエステルまたはポリプロピレン短繊維から織られた等方性フィルタスクリーン材料で製作された弁葉を含む人工弁が記載されている。閉じた時の流れの圧力に応答して、弁葉は流出縁において相互に押し合って係合することができる。このような弁の製造方法は、弁葉を前記スクリーン材料の１層から別々に形成するステップと、これらを取付線に沿って相互に連結するステップと、任意選択により、人工弁縫合リング（ｓｅｗｉｎｇ ｒｉｎｇ）またはフレーム／ステントに連結するステップと、を含む。取付線は、任意選択により流出縁辺において弁葉自由縁の端から延びる接続タブと協働して、交連を形成する。典型的に、弁葉はスクリーン材料から、完成した弁葉の縁辺から延びる繊維が実質的にないように切り取られる。

【0017】

依然として、特に極めて良好な耐久性を示す人工弁のための、生来の弁と置換するための、適正な特性を有する移植可能な人工弁の効率的な製造方法が引き続き求められている。

【0018】

［概要］
本発明は、弁が開く第一の形態と弁が閉じる第二の形態をとることのできる人工弁（４００）の製造方法を提供し、弁は、支持要素（２）に取り付けられた少なくとも１つの弁葉（３）を有する弁葉アセンブリを含み、弁葉は自由縁（５）を有し、これは、弁が第一の形態をとる第一の位置と弁が第二の形態をとる第二の位置との間で移動でき、この方法は、
−テキスタイル構造体を提供するステップと、
−テキスタイル構造体から弁葉アセンブリを、テキスタイル構造体の耳が弁葉の自由縁を形成するように形成するステップと、
を含み、
テキスタイル構造体は、たて糸とよこ糸を織って、積み重ねられ、相互に接続された２層を有し、２層が縦方向の１つの縁辺に耳を有する２層織物にすることによって製作され、
弁葉アセンブリを形成するステップは、１片の織物の２つの横方向の縁辺を接続して、実質的に管状構造体を製作するステップを含み、内層が弁葉を形成し、外層が支持要素を形成する。

【0019】

この方法において、１枚の２層織物は、少なくとも１つの弁葉と支持要素を含む管状弁葉アセンブリを製造するために使用され、弁葉の自由縁は織物の耳から形成される。先行技術の方法は典型的に、相互に組み合わされて接続される複数の材料から弁葉アセンブリを製作する。このような２層織物は、「二重織り」と一般に呼ばれる製織技法で製作でき、これは典型的には装飾的なテキスタイル構造体を作るのに利用される。このような工程では２層間に様々な接続部を作ることができ、これには、縦方向の縁辺を閉じて、いわゆるダブル幅織物を作ること、１層からもう一方の層へとたて糸および／またはよこ糸を交差させることによって別の接続部を作ることが含まれる。これによって、弁葉アセンブリと最終的な弁に望まれる相補的な構成で、（隣接する）弁葉を一方の層の中の、他方の層の中で支持要素を画定する対応区間に取り付けられた区間として（予め）画定する接続部を作ることができる。これに加えて、このような一体的接続部は、弁の交連の一部を形成してもよい。この方法で、人工弁は、工程ばらつきとエラーをほとんど伴わずに製造でき、その結果、信頼性と耐久性の高い弁が得られる。血管または動脈のような体内導管内で使用する弁の大きさを考えると、弁葉アセンブリを製造するためのテキスタイル構造体の幅は、大きくても数センチメートルのオーダであろう。このような大きさは、（工業的な）織物製造にとっては比較的小さく見えるかもしれないが、当業界においては、そのような目的のための適当な織り方、織りパターン、および機械が知られており、例えば、これらは一般に、細幅織り（システム）と呼ばれ、一般にテープやリボンの製造に使用される。このような製織設備において、典型的には、各たて糸の運動を個別に制御して、多数の層と、層間の各種の接続部を作ることができる。このような織り方に関する詳しい情報はインターネット上で入手可能であり、例えば二重織りについては、
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｓ．ａｒｉｚｏｎａ．ｅｄｕ／ｐａｔｔｅｒｎｓ／ｗｅａｖｉｎｇ／ｗｅｂｄｏｃｓ／ｏｐｒ＿ｒｇｄｗ．ｐｄｆ．
を通じて入手可能な文書の中にある。このような織り方はまた、２層より多い層の織物を製作することもできる。２層織物から人工弁を製作する前述の方法と同様に、多層織物を使用でき、その中では層のうちの２つが弁葉層と支持要素層の形成に使用される。例えば、追加の層に何らかの別の機能を持たせてもよく、または支持要素が複数の層を含んでいてもよい。

【0020】

２層織物では様々な繊維とヤーンをたて糸及びよこ糸として使用してよく、これには、ＵＨＭＷＰＥマルチフィラメントヤーン等の高強度ヤーンが含まれ、その結果、織物中に薄くて柔軟であるが、非常に強力な層が作られる。弁を形成するステップは、弁葉アセンブリをステントに、例えばステッチにより取り付けて、少なくとも、典型的に弁の開閉中に最も応力の集中する場所である、弁の流出側で弁葉とステントとの間の接続点において強く耐久性の高い交連ができる。

【0021】

本発明はまた、弁葉アセンブリの製造方法と、前記方法により得られる弁葉アセンブリおよび人工弁、より詳しくは、弁が開く第一の形態と弁が閉じる第二の形態をとることのできる人工弁にも関し、弁は、支持要素（２）に取り付けられた少なくとも１つの弁葉（３）を有する弁葉アセンブリを含み、弁葉は自由縁（５）を有し、これは、弁が第一の形態をとる第一の位置と弁が第二の形態をとる第二の位置との間で移動可能であり、
−弁葉アセンブリは、たて糸とよこ糸を、積み重ねられ、相互に接続された２つの層に織ることによって製作される少なくとも２層の織物の１片から製作され、２層は一方の縦方向の縁辺に耳を有し、
−弁葉アセンブリは、少なくとも２層の織物の１片の横方向の縁辺を接続することにより形成された実質的に管状の構造を有し、内層は弁葉を形成し、外層は支持要素を形成し、耳は弁葉の自由縁を形成する。

【0022】

［定義］
「人工弁」とは、少なくとも１つの弁葉と支持要素の構成体であり、弁葉は支持要素に、弁葉が曲がり、または蝶番式に動いて、弁の開および閉位置を提供することができるように取り付けられ、任意選択で、硬質または半硬質の、フレームまたはステントとも呼ばれる支持体を含んでいてもよい。

【0023】

「弁葉アセンブリ」とは、少なくとも１つの弁葉とそれに対応する支持要素の、概して管状の形状の複合体であり、相互に接続された複数枚の材料から、または１枚のテキスタイル構造体（織物等）から製作されてもよい。弁葉は、可動部品であり、グラフトまたはスカートとも呼ばれる支持要素に取り付けられ、これらが共同でポケットを画定し、その中を流体で満たし、弁を閉じることができる。

【0024】

「交連」とは一般に、２つのものがそれに沿って連結する点または線であり、生来の心臓弁の構造の中で、交連は２つの隣接する弁葉とそれらを支持する血管壁との間のはっきりとした連結領域である。本願において、交連とは、ステントなし弁の場合には弁葉と支持要素との間、およびステント弁の場合は弁葉とステント、および任意選択で支持要素との間の流出側からの取付線または領域を指す。交連を形成する接続に加えて、弁葉、支持要素、および／またはステントの間には別の接続部があってもよく、例えばそれによって弁葉の形状が画定される。

【0025】

弁葉の「縁」とは、縁辺である。

【0026】

「接合」とは、ある弁葉と閉鎖面、例えば別の弁葉とが当接し、接触し、または出会い、弁を閉じることを意味し、「接合高さ」とは、自由縁から、弁の長さ方向に、すなわち弁葉の底部に向かって測定した接合の高さまたは長さを指す。

【0027】

弁葉の「中心線」とは、弁の中心における自由縁から弁葉の底部の最下点、すなわち支持要素との接続によってその弁葉を画定する最も下の点までの仮想の線である。例えば３つの弁葉を持つ非対称弁の場合、これは３つの自由縁の接触または接合点から最下点までの線である。

【0028】

「曲率高さ」は、弁の弁葉の曲率を、中心線と、弁の中心における自由縁と最下点を接続する直線との間の最大の直交距離として特徴付ける。

【0029】

弁葉の「曲率半径」とは、弁の閉鎖位置において弁葉の曲面の直角断面に最もよくフィットする円の半径である。

【0030】

「弾性」材料とは、変形後にその当初の形状に戻ることのできる材料である。

【0031】

ある物体に形状を「付与する」こととは、この物体の形状が、製作後にその物体に加えられる外力により生じうる形状ではなく、その物体の製作により確立されることを意味する。

【0032】

弁の「流入側」または底側とは、弁の中に、それが開位置にある時に流体が流入する側を意味し、反対側は、弁の「流出側」または上部と呼ばれる。

【0033】

何かが別のものに「平行に延びる」とは、両方のものが主として同じ方向に延びることを意味する。

【0034】

標本の「破断伸び」とは、その標本が、負荷が加えられた状態で破裂する瞬間に記録された伸びを、その当初の長さのパーセンテージで表現したものである。シート材料に関して、破断伸び（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｔ ｂｒｅａｋ）はしばしば、ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｔ ｒｕｐｔｕｒｅまたはｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｔ ｆｒａｃｔｕｒｅと言われる。

【0035】

「ヤーン」とは、その断面の幅よりはるかに大きい長さを有する長尺状の物体であり、典型的には、連続的な、および／または不連続の複数のフィラメントを含み、前記フィラメントは好ましくは、実質的に相互に平行に配置される。

【0036】

「隣接する」とは、位置において隣接する、または最も近いことを意味する。

【0037】

「耳」とは、ある構造の縁辺であって、その構造のその縁辺に垂直な方向に延びる糸がその構造から自由端として延びるのではなく、その縁辺において構造内へと戻ることによって連続するような織物構造の縁辺である。耳は典型的に、シャトル式製織工程中によこ糸（ウェフトとも呼ばれる）に形成されるが、他の手法でも、またはたて糸にも作られてよい。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1A】図１Ａは、本発明による方法を用いて人工弁を形成するための１種のステップを概略的に示す。

【図1B】図１Ｂは、本発明による方法を用いて人工弁を形成するための１種のステップを概略的に示す。

【図1C】図１Ｃは、本発明による方法を用いて人工弁を形成するための１種のステップを概略的に示す。

【図1D】図１Ｄは、本発明による方法を用いて人工弁を形成するための１種のステップを概略的に示す。

【図1E】図１Ｅは、本発明による方法を用いて人工弁を形成するための１種のステップを概略的に示す。

【図1F】図１Ｆは、本発明による方法を用いて人工弁を形成するための１種のステップを概略的に示す。

【図1G】図１Ｇは、本発明による方法を用いて人工弁を形成するための１種のステップを概略的に示す。

【図1H】図１Ｈは、本発明による方法を用いて人工弁を形成するための１種のステップを概略的に示す。

【図1I】図１Ｉは、本発明による方法を用いて人工弁を形成するための１種のステップを概略的に示す。

【図2A】図２Ａは、人工弁を製造するのに適した織物テキスタイル構造の１種の図を概略的に示す。

【図2B】図２Ｂは、人工弁を製造するのに適した織物テキスタイル構造の１種の図を概略的に示す。

【図2C】図２Ｃは、人工弁を製造するのに適した織物テキスタイル構造の１種の図を概略的に示す。

【図3A】図３Ａは、本発明の他の実施形態における１つのステップを概略的に示す。

【図3B】図３Ｂは、本発明の他の実施形態における１つのステップを概略的に示す。

【図3C】図３Ｃは、本発明の他の実施形態における１つのステップを概略的に示す。

【図4A】図４Ａは、別の実施形態における１種のステップを概略的に示す。

【図4B】図４Ｂは、別の実施形態における１種のステップを概略的に示す。

【図5A】図５Ａは、２つの弁葉を有する弁の断面を概略的に示す。

【図5B】図５Ｂは、２つの弁葉を有する弁の断面を概略的に示す。

【0039】

図面はすべて概略図にすぎず、必ずしも正確な縮尺で描かれているとはかぎらず、また、すべての特徴や構成要素が示されているとはかぎらない。異なる図面中の同様の参照番号は同様の特徴を示す。

【0040】

［詳細な説明］
本発明の方法で製作される人工弁は、１つまたは複数の弁葉を含み、この弁葉は、２層織物から、テキスタイル構造体の耳が弁葉の自由縁を形成するように形成するように形成される。耳は、織物テキスタイル構造体の自己仕上げ、または自己安定縁辺である。耳により、テキスタイル構造体がほどけたり、ほつれたりせず、他の種類の安定化または仕上げが施された縁辺と違い、耳は実際の製織工程の結果であり、縁辺を安定化させるための切断、溶融、ステッチ、またはその他の工程などの追加の工程ステップの結果ではない。織物テキスタイル構造体において、耳は典型的に（ただし、必ずしもそうとはかぎらないが）、たて糸に平行に延び、よこ糸が外に出た後に最後のたて糸を回って再び織物内に戻ることによって形成される。耳は、よこ糸がシャトル式製織工程で無限に供給される場合には自然に作られるが、シャトルレス製織作業でも、よこ糸の末端を、各々が織り合わされ、裁断された後に、しまい込むことによっても作れる。別の方法は、最も外側の糸の端を布の縁辺でロックする、いわゆるもじり耳設計で追加の糸を導入している。耳を設けて弁葉の自由縁を形成することによって、この自由縁は、追加の工程ステップを使用せずに、本来的に機械的に安定した縁辺として提供される。溶融または縫合等の追加の工程ステップにより弁の製造工程全体が複雑化するかもしれず、また、ヤーンの機械的特性が変化する等の副次的影響が生じるかもしれない。それでもなお、例えば、後に弁葉等を形成するための所望の長さの小片（単にレングスとも呼ばれる）に切断される連続的またはエンドレスの織物を製造する場合等、このような追加の縁辺仕上げを適切に使って、人工弁の製造用として織物の他の縁辺を安定化させてもよい。安定化され、または仕上げが施された縁辺を作る適当な例は、例えばレーザまたは、ホットナイフとも呼ばれ、制御された１つのステップで熱可塑性ファイバの織物の切断と融着を同時に行うことのできる電子サーマルカッタで、織物を熱間切断することである。

【0041】

本発明による方法で製作される人工弁は、１つまたは複数の弁葉を含む。一般に、弁は哺乳類、特に血管系の中に見られ、１つ、２つ、または３つの弁葉を含み、心臓弁は典型的に２つまたは３つの弁葉を有する。１つの実施形態において、２つの弁葉を有する人工弁が製作され、第二の弁葉は第一の弁葉のための閉鎖面として機能し、またその逆である。他の実施形態において、弁は３つの弁葉を含み、各弁葉が残りの２つの弁葉のための閉鎖面として機能する。さらに多い弁葉を有する人工弁の製作も同様に可能であるが、より複雑である。

【0042】

先行技術で説明されている方法においては、複数の織物テキスタイル構造体、または複数片の織物テキスタイル構造体を、１つまたは複数の弁葉と支持要素を含む弁葉アセンブリの形成に利用してもよい。このような方法は、各弁葉と支持要素を別々の１枚の織物テキスタイル構造体から形成して、その後、ステントに取り付ける前またはその最中に、各種の複数枚を組み合わせて、例えば縫合またはステッチでシームを作ることによって相互に接続する。この方法では、複数の弁葉と支持要素が１枚の織物テキスタイル構造体から製作される。１枚の織物テキスタイル構造体から弁葉アセンブリを形成するのに適した方法は、扁平な多層織物を提供するステップと、それを折り畳み、端を接続して、実質的に管状構造を製作するステップと、任意選択によりアセンブリをステントに取り付ける前、またはその最中に、任意選択で層間に別の接続部を作るステップと、を含む。

【0043】

本発明の方法において、弁葉アセンブリはたて糸とよこ糸を、積み重ねられ、相互接続された層を有する２層織物へと織ることによって製作されるテキスタイル構造物から形成され、２つの層は、少なくとも１つの縦の縁辺に耳を有する。織物の２つの縦の縁辺は、織物内で縦方向に、それゆえたて糸に平行に延びる。この方法の１つの実施形態において、１枚のテキスタイル構造体が弁葉アセンブリを形成するために提供され、この構造体は二重織り工程によって製作され、その結果、２層織物が得られ、これは１つの縦の縁辺に２つの耳を有し、それゆえ開いており、反対の縁辺では連続した接続部または折り返し線を有し、すなわち、層が閉じた縁辺へと続いており、任意選択で、２つの層間には別の接続部もある。２つの層を接続する折り返し線は典型的に、その縁辺でよこ糸を一方の層から他方の層に交差させことによって作られる。

【0044】

方法の他の実施形態において、１枚のテキスタイル構造体が提供され、これは２層の織物であり、両方の縦の縁辺に２つの耳を有し、それゆえ両側とも開いており、２つの層間には別の接続部があり、異なる区間が作られ、これらが１つの層の中で弁葉を（予め）画定し、２層間の選択された場所で糸を交差させるステップを含む二重織り工程で製作されるもう一方の層の支持要素に取り付けられる。別の接続部は一般に、弁葉を予め画定するが、これは例えば、弁葉アセンブリの製作中および、任意選択で、アセンブリをステントに取り付けている間に、また別の画定するステップが続いてもよいからであるが、弁葉を完全に画定してもよい。

【0045】

上述の織り方により製作された２層織物において、１層は弁葉アセンブリの支持要素を形成し、もう１層はその中の弁葉を形成する。各層の横方向の幅は製織中に、ａ．ｏ．たて糸の数によって決めることができ、両方の層は、例えば各層のたて糸の数を変えることにより、同じ、または異なる幅またはサイズになるように作ることができる。例えば、織物内の２つの層は、層内で異なる数のたて糸を使用することにより、異なる横方向の幅を有するように製作される。

【0046】

製織工程の他の実施形態において、２つの層の縦方向の長さ、例えば別の接続部間の区間のそのような長さは、同じになるように、または一方の層のよこ糸の数を（局所的に）増やすことによって、１つの層において他方の層より大きくなるように製作できる。例えば、弁葉を形成する層の中の区間は、支持要素を形成する層の中の、それに対応する区間より大きくすることができる。このような方法は、最終的な弁の弁葉の自由縁の過剰長さを作るために有利に利用でき、これについては後述する。このような実施形態において、織り中に、例えば糸の密度または織りパターンを局所的に変えることによって、弁葉に形状を与えることもできる。

【0047】

他の実施形態において、織り中に糸を交差させることにより、または織った後にステッチをかけることにより、層間に別の接続部を作り、例えば、１つの層に弁葉をさらに（予め）画定して、それが他方の（支持要素の）層に取り付けられる。

【0048】

上述の２層織物は、たて糸がビームに取り付けられている織機での不連続的な工程において、異なる長さの織物として製造できる。１枚の織物もまた、たて糸をたて糸ビームに連続的に供給することによる連続製織動作で製造でき、連続的な織物が得られ、これは所望の長さに切断され、切断端は任意選択で安定化される。どちらの場合も、得られる織物片は、たて糸（または切断）端を有する織物端を相互に接続することによって管状構造に作ることができ、支持要素に対応する層が外側を形成し、弁葉に対応する層は構造の内側を形成する。これらの実施形態のたて糸は、織物の耳である自由縁に平行に延びる（支持要素の上側縁辺についても同様）。

【0049】

人工弁の製造方法は、弁葉アセンブリをステントに取り付けるステップをさらに含んでいてもよく、これはまた、少なくとも部分的に、弁葉をよりよく画定し、成形するための別のステップと一致してもよい。これについては、例として３弁葉弁を製作することによって添付の例示的図面でさらに説明するが、これは他の弁の製作にも同様に適用できる。

【0050】

ここで、子図１Ａ〜１Ｌを含む図１を参照すると、これは人工弁を形成する方法のある実施形態の各種のステップを概略的に示している。図１Ａにおいて、織機１００が示されており、織機は４つのたて糸ビーム（またはルームビーム）１０１、１０２、１０３、および１０４を有する。たて糸１０は、上側の２つのたて糸ビーム１０１および１０３との間および下側の２つのビーム１０２および１０４との間に接続される。このようにして、１つの織機設備を使用し、１回の製織工程で、積み重ねられた２層を有するテキスタイル構造体を形成できる。明瞭にするために、織機の一般的なその他の部品、例えば、１つの層の中の（または両方の層の中の）所定のパターンのたて糸で分離して、よこ糸（ウェルトとも呼ばれる）（を担持するシャトルまたはピック）が通過できる開いた空間（すなわち、杼口）を形成するための綜絖を備えるヘルドフレーム（またはハーネス）や、よこ糸を織り前に押し付けるための任意選択のバット（または筬）は示されていない。たて糸は、ビームに取り付けられても（一般に、不連続工程のため）、ビーム１０１および１０２を案内部材として連続的に供給されてもよく、この場合、１０３および１０４は、製作された２層の織物を受けるための１枚織物用ビームを表す。よこ糸１１は、図１Ａに示されるように、テキスタイル構造体１の上層３の中に、よこ糸を上側たて糸と織り合わせることによって織り込まれ（例えば、平織りを形成する）、層３の縁辺５において折り返し線１２に向かって戻り、そこでこれは下側層の中に織り込まれ、この下側層の縁辺４に到達して、折り返し線１２に向かって戻る。明瞭にするために、折り返し線は図中、実際より大きく見えるようにされている点に留意されたい。このようにして、縁辺５および４が耳として形成される。製織工程は、テキスタイル構造体が所望の大きさになるまで続けられる。その結果、耳４を有する第一の明確な層２と耳５を有する第二の明確な層３を含む２層の織物テキスタイル構造体が得られる。層２は、折り返し線１２に沿って、よこ糸を１つの層からもう一方の層に通過させることによって、層３に接続される。これらの層２および３は、最終的な弁のそれぞれ支持要素と弁葉を形成し、折り返し線１２は、支持要素と弁葉との間の接続部の一部を形成する。代替的な実施形態は、糸を層間で、折り返し線以外において交差させることによって層２および３を編み込むステップをさらに含み、その結果、別の接続部ができ、例えば層内により多くの区間が形成され、部分的に個々の弁葉を画定する。

【0051】

テキスタイル構造体１が織られた後、これは織機から外される。図１Ｂは、その結果として得られるテキスタイル構造体を示しており、これは二重織り（またはダブル幅）の織物として織られており、明確な層２および３を有し、各々がそれぞれ耳４および５を有する。たて糸１０は、耳のない縁辺において、実際のテキスタイル構造体の外へとわずかな長さだけ延びる。これらの縁辺は、任意選択で、この段階または後に安定化されてもよい。

【0052】

次のステップで、図１Ｃに示されるように、ステッチ２２が加えられて、層３および２がさらに（折り返し線１２の隣で）接続される。この構造体に２本のステッチ２２を追加することによって、層３は弁の弁葉アセンブリと弁の中の別々の弁葉に対応する３つの別々の区間に分割される。

【0053】

次のステップで、図１Ｄおよび１Ｅに示されるように、耳のない２つの縁辺が相互に結合され（すなわち、構造の基端と先端が相互に重ねられた状態とされる）、それによってテキスタイル構造体は管状構造を形成する。図１Ｄおよび１Ｅからわかるように、層３の弁葉は内側にあり、層２の支持要素は構造の外側にある。ループの閉鎖部９において、テキスタイル構造体の両方の縁辺のたて糸１０が出会う。その後、ループの閉鎖部９は、閉鎖部が使用時に人工弁に加わる機械的な力に耐えられるように加工される。まず、ほつれたたて糸端を切断してもよく、その後、図１Ｅからわかるように、閉鎖部９は層２の表面に向かって折り返されて、その後、ステッチ３０で固定され、その結果、接続された４つの層が得られる。あるいは、折り返された端がまず巻き上げられて、その後、層２に対して折り返され、その結果、局所的に５層以上となる。このようにして、ほつれたたて糸の端はすべて、自由に露出しなくなるが、巻き上げられた閉鎖部９は、巻き上げられていない閉鎖部と比較して、幾分厚いという欠点がある。別の代替案は、層２に接続する前に、縁辺を安定化することである。

【0054】

他のステップにおいて、図１Ｆに示されるように、追加のステッチ３１が、例えばＵ字形の線に沿って追加され、このステッチは、層３の区間と層２の、それに対応する区間をさらに接続して、弁葉をよりよく画定し、または３Ｄのような形状にする。支持要素と弁葉の１つの組合せを示す管状構造の一部が図１Ｆに示されている。図からわかるように、弁葉の自由縁は耳５により形成される。得られた接続部は、自由縁から始まり、ステッチ２２とステッチ３１を含む。このようにして、弁葉と支持要素は協働でポケットを形成する。支持要素に隣接する位置をとることにより、弁葉は最終的な弁を開いてもよく、それが支持要素から離れるように延びる位置をとることにより、弁葉は最終的な弁を閉じてもよい。これらのステップは、ステントが存在する状態で実行される可能性があり、複数の層の織物を通るステッチにより、弁葉をステントにも接続する。明瞭さのために、これらのステントはここでは示されていない。

【0055】

次に、図１Ｇを参照すると、弁葉とポケットをさらによりよく成形するために、型を使用してもよい。接続線３１にステッチをかける前に、任意選択で縁辺５において弁葉を上方に引き上げることにより、型３７によって弁葉に形状が付けられてもよい。このようにして、過剰長さが弁葉に沿って弁の最下点と中心との間に作られる。このような過剰長さを作るための別の方法は、すでに層３（の中の部分）を層２より大きく織ることである（例えば、図４に関して説明するとおり）。図１Ｆおよび１Ｇに示されるステップはまた、ステントに接続している間またはその後に行うことができる。

【0056】

ここで、図１Ｈおよび１Ｉを参照すると、製作されたテキスタイル構造体または弁葉アセンブリが円形のワイヤステント４０に接続されて、弁４００が作られる。弁葉アセンブリはステント内にセットされ、その底部においてステントとステッチ３３で縫い付けられ、上部において、ステッチ３２で支持要素２だけに取り付けられる。このステッチ３２は好ましくは、継続して弁葉と支持要素を３つのステントポスト４１（図１Ｉ参照）で接続し、この接続によってさらに最終的な交連が形成される。３つの弁葉の自由縁５はまた、図１Ｈにも描かれている。この形態において、弁４００は、中立位置では弁葉の接合によって閉じられる。自由縁５が支持要素２に隣接（すなわち、ステント４０の壁に隣接）すると、弁４００は開く。ステントの構成とそのポスト４１が図１Ｉにさらに詳しく示されている。ノット３６が縫合糸３０に、縫合糸３２のための接続点として作られる。代替的な方法においては、この段階でステッチ３３がかけられ、すると、仮の接続部３５は、ポスト４１に縫合している間に構造を所定の位置に保持し、その後取り除くことができる。図１Ｉは、弁葉アセンブリがステントの底部から延びる代替的な実施形態を示しており、この部分は別のステップで、ステントの外側に折り返されて、そこに接続される。ここでの利点は、移植時に血管または動脈により円滑にフィットさせることができる点である。

【0057】

代替的な実施形態において、ステッチ２２を形成工程の早い段階で使用する代わりに（図１Ｃに示される）、このような織りのテキスタイル構造体は、（図１Ｂに示されるように）、ステント４０（ステントはこの段階で、プラスチックの保護シートに覆われている）またはロッド等の他の形状の部材をきっちりと包み、閉鎖部９の４つの層が相互に縫合される。その後、ステントが慎重に取り外され、管状テキスタイル構造体がステント内部にセットされる。次に、ステッチ３１、３２、および３３に対応するステッチ（縫合）が提供されて、弁葉弁尖が形成され、テキスタイル構造体がステントに固定される。

【0058】

ここで図２を参照すると、子図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃは、人工弁の製作に適したテキスタイル構造体の各種の図を概略的に示している。図２Ａの実施形態において、テキスタイル構造体１のよこ糸に平行な図１Ａに示される方向Ｓの断面図が示されている。図からわかるように、よこ糸１１は、層２および３において、たて糸１０と織り合わされて、平織りを形成する。図１において示されるような二重織り方法を使用することによって、層２および３の両方が縦方向の（すなわち、たて糸に平行な）耳４および５をそれぞれ有することになる。よこ糸は、折り返し線１２において、層２から層３へと通過し、またその逆になり、それによって、弁葉と支持要素との間の最終的な接続部の一部が形成される。図２Ｂに、このテキスタイル構造体の、図２Ａに示される方向Ｖへの側面図が示されている。このようにして、耳４および５だけが概略的に示される。

【0059】

代替的な実施形態において、図２Ｃに示されているように、図２Ｂと同様の視点から見ると、よこ糸がたて糸と、テキスタイル構造体に交差線２２０が形成されるように織り合わされる。テキスタイル構造体１はこの時点で、２つの層の中に合計６つの区間、すなわち上層に区間２’、２’’、２’’’と下層に区間３’、３’’、および３’’’を含む。左の交差線２２０では４つの区間２’、２’’、３’、および３’’が最終的な弁の交連の一部に対応する線に沿って一致する。そのために、たて糸は、織り中に綜絖とたて糸の移動パターンによって制御されるように、区間２’から区間３’’へと通り、たて糸は区間３’から区間２’’へと通過する。このようにして、各区間が支持要素または弁葉に対応する相互構成が得られるだけでなく、製織工程の直接的な結果として、弁葉−支持要素間の接続部が形成され、織物自体と同様の強度を有する。これはまた、最終的な交連を形成するために、ステントへの取付を含め、追加する必要のあるステッチが少なくてよい（またはさらに不要である）ことも示している。対応する製織工程は、右側の交差線２２０においても行われる。図２Ｃに示されるように得られる構造の端を接続することによって、管状の３弁葉構造が得られる。

【0060】

図３は、子図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃからなり、図２Ｃに示されている交差ヤーン方式に基づいて、本発明による方法の他の実施形態における各種のステップを概略的に示している。この実施形態において、テキスタイル構造体１は、複数の下位構造を有する（半）連続構造として織られ、各下位構造が形成される予定の１つの弁葉アセンブリに対応する。図３Ａにおいて、各下位構造は、破線２２５間の構造として示される。この場合、３つの下位構造が示されている。この図において、層３の耳５はテキスタイル構造体１の上にあり、折り返し線１２はその下にある。層２は、層３の下にあり、それ以上示されていない。各下位構造は、区間を画定する２本の交差線２２０により提供される。このようにして、各構造体はそれ自体が図２Ｃに示されるテキスタイル構造体に対応する。織った後、半連続的構造体は線２２５に沿って、図３Ｂに示されるようなテキスタイル構造体の複数の小片に切断される。図１Ｄに示される工程と同様に、図３Ｂの下位構造は図３Ｃに示されるような実質的に管状構造に形成できる。この構造体は、例えば図１Ｅ〜１Ｉのそれらに対応する工程ステップを使用することにより、弁葉アセンブリと人工弁へと形成することができる。

【0061】

図４は、子図４Ａおよび４Ｂからなり、図３に関連して説明した方法の変化形として、他の実施形態により製造される連続的な織物構造を概略的に示している。この実施形態において、テキスタイル構造体１は、各層に１つの、２つのよこ糸を使って織られており、上および下層２および３は両側に耳（４、４’、５、および５’）を有する。層２は、より多くのたて糸を使うことによって、幅方向に層３より大きくされており、両方の層に関して、縁辺においてのみ、たて糸１０が描かれている点に留意されたい。この構造体から製作される弁葉アセンブリにおいて、支持要素はそれゆえ、弁葉より長く、そこから延び、それゆえ、例えばステントの周囲を保持するために使用できる。耳５，５’’は、結果として得られる弁の中に、弁葉の自由縁を形成してもよい。代替的な実施形態において、延長する支持要素層は、弁葉アセンブリを血管または動脈の壁に取り付けるために使用で、それゆえ、脆弱化した、または動脈瘤の形成された血管と（部分的に）置換される、またはこれを補強するグラフトとして機能する。それゆえ、このような弁葉アセンブリは、またステントがないものも、弁として、かつグラフトとして機能でき、弁付グラフトまたはグラフト付弁と呼ばれてもよい。このような実施形態において、弁葉アセンブリの外で支持要素層に、例えばコーディングまたは別の材料層を提供することにより、浸透性を低下させる処理を施してもよい。

【0062】

図４Ａおよび４Ｂに示されている実施形態において、下層は、追加のよこ糸でさらに広くすることにより、弁葉が大きくされ、その自由縁において過剰長さが作られる。弁葉のための所望の過剰長さに到達したら、図４Ａに示されるように、層３がリテイナバー１０５で引き戻されて、上層のよこ糸が下層と一致する。下層のたて糸と、上層のたて糸のうちの対応部分がその後、交差されて、交差線２２０が形成され、これは図４Ｂにも示されている。これらの交差線は、少なくとも交差線２２０により形成される長さにわたる交連が、自由縁から始まり、構造体１から形成される最終的な弁の縦軸に平行に延びる（図１に概説された方法に対応）。

【0063】

図３のように、得られた織物構造は、所望の長さで、弁葉を形成するための所望の区画の数（典型的には３）を有する小片に切断され、接続されて管状構造を形成し、任意選択により、上述のようにステントに取り付けられてもよい。あるいは、構造は織られてもよく、層３、すなわち弁葉は、層２（支持要素）より大きくなる。

【0064】

本発明の方法で使用されるテキスタイル構造体は、たて糸とよこ糸を上述のような２枚の平坦な２層織物に織ることによって製作される。構造体の層を織っている間に利用される織りパターンは、特に重要でないことがわかり、当業者であれば、所望の特性を得るために選択された糸を組み合わせたパターンをある程度の実験によって選択できるであろう。典型的には、一般的に使用される、平織り、綾織り、またはバスケット織りのようなパターンの織物は、良好な性能を提供することがわかった。また、後でも述べるように、織りパターンは、特定の位置において、織物主要部分とは異なっていて、例えば、弁葉に平らでない形状を持たせてもよい。局所的に適用可能なその他の折りバターンには、いわゆる平畳織り、綾畳織り、逆平畳織り、および逆綾畳織りが含まれていてもよい。

【0065】

本発明の方法において、２層織物が使用され、この織物は、弁に対する圧力差に応答して開位置から閉位置へと移動する弁葉の高い応答性を実現し、弁葉が閉鎖面と当接することによって有効に閉じ、十分な接合部を形成することができるようにするために、強力でありながら、しかも柔軟でしなやかな織物が得られるような厚さの層を含み、そのようなたて糸とよこ糸で織られる。ある実施形態において、織物は、１層の厚さが約２０〜２００μｍの複数の層を含む。好ましくは、良好な性能のためには、層の厚さは最大で１８０、１５０、１４０、１３０、１２０、１１０、または１００μｍ、少なくとも３０、４０、５０、または６０μｍである。実施形態において、２層織物は、厚さ４０〜１５０μｍ、または厚さ約５０〜１００μｍの層を含む。

【0066】

本発明の方法においては、各種の繊維をたて糸とよこ糸に使用でき、これには天然または生体由来のほか、合成繊維も含まれる。糸は、モノフィラメントまたはマルチフィラメントヤーンから形成されてもよい。複数の種名の繊維をたて糸とよこ糸として使用してもよく、たて糸とよこ糸は相互に異なっていてもよい。端位置の特性を有し、製造があまり複雑でない繊維を製造するには、１種類のたてまたはよこ用繊維またはたておよびよこ糸の使用が好ましいかもしれない。ある実施形態において、たておよびよこ糸は、１種類の繊維を少なくとも８０または９０質量％含み、好ましくは、基本的に１種類の繊維からなる。適当な合成繊維としては、ＰＥＴ等のポリエステル、ポリウレタン、またはＰＥもしくはＰＰ等のポリオレフィンから製作されるヤーンが含まれる。ある実施形態において、テキスタイル構造体は、破断伸びが１０％のヤーンを含む。別の実施形態において、糸の線密度は１２０ｄｔｅｘ未満、好ましくは線密度が１００、８０、６０、５０、４０、３０、２０、または１５ｄｔｅｘ未満、好ましくは線密度が少なくとも５、７、または１０ｄｔｅｘ、例えば線密度が５〜３０ｄｔｅｘ、または７〜１５ｄｔｅｘである。出願人は、弁葉の柔軟性と応答性に関して、人工弁の製作には、細いヤーンから製作されたテキスタイル構造体を適用することが有利であることを発見した（注：ｄｔｅｘは実際の寸法または空間長さを決めるパラメータではないが、実際には、ヤーンを作るためのほとんどの合成および天然材料の密度は約１ｋｇ／ｄｍ^３であるため、それはヤーンの直径に対応する）。

【0067】

他の実施形態において、織物中のたておよびよこ糸は、高性能ポリマヤーン、特に、少なくとも１ＧＰａの高い引張強度または靱性を有するマルチフィラメントヤーンを含む。例としては、カーボン、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、及び超高分子量ポリオレフィンヤーンが含まれる。

【0068】

別の実施形態において、たておよびよこ糸は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）ファイバを含み、より好ましくは、糸は、ＵＨＭＷＰＥヤーンを少なくとも８０質量％含み、好ましくは、たて糸および／またはよこ糸は実質的にＵＨＭＷＰＥマルチフィラメントヤーンからなる。このようなヤーンは、人工弁の弁葉と支持要素を作るための織物での使用に理想的に適していることがわかった。ＵＨＭＷＰＥヤーンは耐久性があり、所望の機械的特性を持たせて製作でき、医療用グレードのものが市販されており、この医療用グレードはほとんど免疫原性ではない。特に、固有粘度（ＩＶ）が少なくとも５ｄｌ／ｇ、好ましくは少なくとも１０ｄｌ／ｇ、より好ましくは少なくとも１５ｄｌ／ｇであるＵＨＭＷＰＥヤーンを使用することが好ましい。好ましくは、ＩＶは最大で４０ｄｌ／ｇ、より好ましくは最大で３０ｄｌ／ｇ、さらにより好ましくは最大で２５または２０ｄｌ／ｇである。ＩＶは、ＰＴＣ−１７９（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ．Ｒｅｖ．Ａｐｒ．２９，１９８２）方式に従い、デカリン中、１３５℃、溶融時間１６時間で、酸化防止剤としてＤＢＰＣを溶液１ｌにつき２ｇの量だけ使用し、異なる濃度で測定した粘度をゼロ濃度に外挿することによって判断される。特に、典型的にヤング係数が少なくとも３０〜５０ＧＰａで、靱性が少なくとも１．２ＧＰａのゲルスパンＵＨＭＷＰＥヤーンが好ましい。ＵＨＭＷＰＥヤーンの引張特性は、ＡＳＴＭ Ｄ８８５Ｍに指定されているように、マルチフィラメントヤーン上で、室温、すなわち約２０℃で、ファイバの呼びゲージ長さ５００ｍｍ、クロスヘッド速度５０％／分で、“Ｆｉｂｒｅ Ｇｒｉｐ Ｄ５６１８Ｃ”タイプのインストロン２７１４クランプを使って定義され、判断される。測定された応力−ひずみ曲線に基づいて、モジュラスは、０．３〜１％ひずみの勾配として判断される。モジュラスと強度を計算するために、測定された引張力が、１０メートルのヤーンを計量することにより判断された力値で割られ、ＧＰａの数値は、密度を０．９７ｇ／ｃｍ^３と仮定して計算される。好ましくは、使用されるヤーンは、少なくとも８０または９０質量％のＵＨＭＷＰＥフィラメントを含むか、または基本的にはＵＨＭＷＰＥフィラメントからなる。ＵＨＭＷＰＥヤーンの好ましい例は、オランダのＤＳＭから入手可能なＤｙｎｅｅｍａ Ｐｕｒｉｔｙ（登録商標）ヤーンである。この種のＵＨＭＷＰＥヤーンは、低ｄｔｅｘバージョンで入手可能な医療用グレードのヤーンであり、このヤーンの破断伸びは典型的に、約２〜４％である。超高分子量ポリエチレンは、線状でも分岐状でもよいが、好ましくは線状ポリエチレンが使用され、これは、ヤーンの製造中に引き伸ばすことによって得られる非常に高い靱性とモジュラスによる。線状ポリエチレンは、本明細書において、炭素原子１００個につき側鎖が１個未満、好ましくは炭素原子３００個につき側鎖が１個未満のポリエチレンを意味するものと理解され、側鎖または分枝は概して、少なくとも１０個の炭素原子を含む。ＵＨＭＷＰＥサンプル中の側鎖の数は、厚さ２ｍｍの圧縮成形フィルム上のＦＴＩＲにより、ＮＭＲ測定に基づく校正曲線を使って、１３７５ｃでの吸収を定量化することによって測定される（例えば、欧州特許第０２６９１５１号明細書に記載）。

【0069】

ＵＨＭＷＰＥヤーン等で製作された織物は、人工弁に良好な生体適合性を提供し、非常に柔軟で、それゆえ、拍動負荷を受けたときの弁葉の高速応答が可能となる。柔軟な弁葉はまた、指示要素と容易に整列できるため、ステントおよび支持要素の寸法に近い弁開口を作り、また、交連に加わる負荷も小さくなる。さらに、このような細いヤーンを使用することは、比較的穴径が小さく、血液適合性も良好である織物テキスタイル構造体につながることもわかった。弁の耐久性は、例えば、交連を形成する際に複数の層の織物を通してステッチをかけることにより、より強力な接続または取付を可能にすることにより、さらに改善でき、これは、薄い織物によって層を折り畳むことができるほど柔軟であるために可能である。

【0070】

ＵＨＭＷＰＩマルチフィラメントヤーンから製作されるこのような織物構造の使用は、先行技術における、天然の弁葉材料の伸び挙動を模倣するために、約１５％の弾性伸びが可能となる材料を使用するという教示に反している。ＵＨＭＷＰＩヤーンは典型的に、破断伸びが小さく、伸びに対する抵抗が大きい（高モジュラス）ため、それから作成された織物もまた、比較的低伸び材料である。このようなテキスタイル構造体を使用することにより、機械的観点からだけでなく、対象物を延ばすことによってこの対象物へのコラーゲンの成長を誘導するかもしれないため、移植後の耐久性がより高い弁葉と弁を提供できると考えられる。この弁葉の低伸び特性はそれゆえ、コラーゲンまたは接続された組織を過成長させる可能性を誘発する要素を低減させるか、さらには極少化し、そうでなければその結果、弁葉がより厚くなり、可動性が失われ、おそらく、局所的な血栓またはその他の疣腫を誘発する。一般に、組織の過成長または線維症は弁葉の圧縮につながるかもしれず、それが弁の不全の原因となる。

【0071】

本発明による方法において、ステッチは弁葉組立のため、それゆえこれをステントに取り付けて、ａ．ｏ．交連を形成するために使用できる。このようなステッチは好ましくは、織物テキスタイル構造体のヤーンと同様の強度特性を有するヤーンまたは縫合材料を使用して製作される。好ましい実施形態において、ステッチは、適当な大きさと線密度のヤーンまたは縫合糸を使って行われ、それは、強力で耐久性の高い接続部と交連を確保するように、前述のようなＵＨＭＷＰＥヤーンを少なくとも８０または９０質量％含むか、基本的にそれかなる。

【0072】

ある実施形態において、弁葉と支持要素を形成するためのテキスタイル構造体が提供され、この構造体は、接続部を形成した後に、概して管状の弁葉アセンブリが得られ、弁葉の自由縁が、少なくとも弁を閉じるのに必要な最低長さ、すなわち、例えば、実質的に円筒形のアセンブリまたは２つもしくは３つの弁葉を有する場合に、弁の中心を通る連行における自由縁の両端間の距離）を有するような大きさを持つ。好ましくは、弁葉の自由縁は、前記距離に関して過剰長さを有する。人工弁がさらにステントを含む場合、弁葉アセンブリと支持要素の円周長さと直径は、少なくとも使用中に（すなわち、移植時に拡張された後に）概して円形の管状ステントの内径に対応する。例えば、半径Ｒで、交連間に均等に分散されて支持要素に取り付けられた同じサイズの３つの弁葉を有する実質的に円筒形の弁の場合、必要な理論上の自由縁の長さは２Ｒであろう。少なくとも支持要素と同じ大きさの弁葉を作ることによりこの自由縁の長さは少なくとも２πＲ／３となり、それゆえ、過大寸法係数は少なくとも１．０５となる。弁葉と、任意選択で支持要素を、実際に使用中の弁またはそのステントの実際の大きさに関してより大きく設計することによって、さらに過大寸法とすることができる。これは、既に上述したように（図４）２層織物を織っている間に行うことができる。

【0073】

一般に、弁を閉じるのに必要な最低長さに関して（例えば、弁の中心を通る交連間の距離をつなぐのに必要な最低長さに関して）、弁葉の自由縁の全体的な過大寸法または過剰長さ係数が少なくとも１．０５、好ましくは少なくとも１．０７、１．０９、１．１１、１．１３、または１．１５で、好ましくは最大約１．４、より好ましくは最大で約１．３を有する弁を製作すると有利であることがわかっている。換言すれば、自由縁は好ましくは、少なくとも５％、より好ましくは少なくとも７、１０、または１５％で、最大４０または３０％の過剰長さを有する。このような自由縁の過剰長さは、弁葉間に、すなわち自由縁の長さに沿った主要接合高さにおいて、比較的大きい閉鎖面を確立すること、およびそれゆえ、流体の逆流が生じた時に弁を有効に閉じることを支援するとわかっている。別の利点は、ステントの直径（任意選択で圧縮した後）に精密にマッチする弁葉アセンブリを作る必要がなく、過大な弁葉アセンブリを異なるステントの範囲に（自由縁の所望の最小過剰長さに応じて）使用できることである。

【0074】

ある実施形態において、人工弁は弁に拍動負荷がかかっていなくても、自由縁の長さに沿って０．１ｍｍより高い接合高さを形成できるように製作される弁葉を含む。好ましくは、接合高さは、少なくとも２、３、４、または５ｍｍであり、最大で１５、１３、１１、１０、９、８、または７ｍｍ、例えば３〜１０ｍｍ、好ましくは５〜７ｍｍである。

【0075】

他の実施形態において、弁葉には、弁の底部において入る流体に関して凸面を含み、弁葉の中心線におけるその曲率半径が１〜２０ｍｍ、例えば１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ｍｍ、好ましくは約１２ｍｍの形状が付与される。この特定の小さい半径を持つ、付与された凸面形状は、５０ｍｍ以上という既知の人工弁の典型的な半径と比較して、弁葉材料における応力と変形が小さく、おそらく、交連における張力が小さいと考えられている。このような形状の結果としてはまた、弁葉と支持要素により比較的大きい容積のポケットが形成され、その中に、閉鎖中に流体が満たされる。これは、開放時に有効に再排出が行われるようにするのに有利であるかもしれず、例えばポケット内に血液が残るのを防ぎ、血栓形成のリスクを低下させる。このような３Ｄ型形状は、２層織物を織っている時に、例えば、局所的によこ糸の数を変化させることによって、局所的に織りパターンを変えることによって、または弁葉を形成する層の中の層の糸密度を局所的に変化させることによって、これを任意選択によりその他のステップと組み合せて得られる。

【0076】

他の実施形態において、弁葉アセンブリを形成するステップは、所望の形状の型と接触させることによって弁葉を成形するステップと、任意選択により、型をＵＨＭＷＰＩの融点（ポリマの融点の測定については、ＩＳＯ１１３５７−３参照）より３〜６０℃（好ましくは５〜４０℃）低い温度まで加熱するステップと、任意選択により、テキスタイル構造体をクリープ成形する（すなわち、その寸法を変化させる）ステップと、それに制御下で弛緩および／または塑性延伸を加え、型の少なくとも一部に適合させるステップと、をさらに含んでいてもよい。このような熱成形工程は、例えば、国際公開第２０１０／０２０６６０号パンフレットに記載されている。この実施形態により、例えば特定の曲率を作るため、または特定の臨床的要求に応えるために、弁葉に形状が付与される。

【0077】

図５Ａにおいて、２つの対向する弁葉を有する人工弁の弁葉アセンブリの断面図が示されている。弁葉３および３’は、拍動負荷がない中立の位置の形状を有し、これによってこれらは自由縁の長さに沿って、それゆえ弁の中心でも相互に当接して、この断面において接合高さＨの接合部７００が形成される。接合高さＨは、弁葉の各々の自由縁の長さにわたり、少なくとも０．１ｍｍ延び（その底部は参照番号３００で示されている）、おそらく交連の長さに応じて、交連に向かってずっと大きくなる。形状はまた、各弁葉につき、閉鎖面Ｈの最上部とそれぞれの支持要素との接続部との間に延びる凸面も含み、その最下点１２０および１２０’が示されている。各凸面は、それぞれの支持要素２および２’’から出っ張る。図５Ｂにおいて、図のように水６００でポケットを満たすことによって生じるわずかな静水圧によって、付与された形状と、自由縁の長さを有する閉鎖「リボン」の形成を含む接合高さを検査しやすく、その寸法を予想しやすくできることが示されている。自由縁が過剰長さを有することから（支持要素間の距離にわたり、接合するのに実際に必要なテキスタイルの長さより大きい）、それを水で満たすことによって弁を閉じると、いくつかのスポットにおいて、閉鎖面にしわまたは小さい開口部（通路）ができることに留意する。しかしながら、このような開口部は持続せず、実際の使用中に拍動により閉じる。高さｈは、自由縁と最下点を結ぶ直線と、弁葉の曲面との間の直交距離である。

【0078】

また別の実施形態において、弁葉は凸面を含み、弁葉の中心線におけるこの曲面の曲率高さｈは１ｍｍより大きく、好ましくは２，３、または４ｍｍより大きく、最も好ましくは約５ｍｍである。最大の数値は、本来的に、弁自体の外寸に依存するが、典型的には約１０〜１５ｍｍ、例えば１０、１１、１２、１３、１４、または１５ｍｍである。この直線区間は、（略）真円区間でない場合、その実際の高さｈを測定するのに、自由縁から始まり、その最下点で終了する三角形の断面に見えない場合があり、その最上部で、弁葉は始点と終点との間の線から最も離れた位置で出っ張る。この特定の形状を持つ付与された凸面形状により、弁葉材料の応力が小さくなり、おそらく、交連における張力が減少すると考えられる。

【0079】

また別の実施形態において、方法は、織物テキスタイル構造体の最後の部分の浸透性（血液またはその他の流体に対する）を、構造体にコーティングを形成するか、任意選択によって型内に構造体を配置することによって低下させるステップと、ヤーンポリマ、好ましくはＵＨＭＷＰＥの融点より３〜１５℃低い温度に加熱するステップと、融点より３〜１５℃低い温度に１０秒〜２時間保持して、テキスタイル内の隣接するフィラメントおよび／またはヤーン間を部分的に接続するステップと、をさらに含む。ａ．ｏ．ヤーンの断面積とテキスタイル構造体内でのその配置（例えば、織り方）に応じて、テキスタイル構造体の浸透性を低下させることが有利でありうる。この実施形態において、テキスタイル構造体の浸透特性を改善することができる。

【0080】

人工弁の製造方法は、弁葉アセンブリをステントに取り付けることによって弁を形成するステップをさらに含んでいてもよい。このようなステントまたはフレームは、典型的には硬質部材を含み、しばしばリングまたは円筒形の硬質または半硬質の構造である。ステントを製造するための適当な材料には、硬質ポリマ、ファイバ強化ホリマ、金属およびその合金、セラミック、およびそれらの組合せが含まれる。適当な硬質ポリマには、ポリアセタール、デキストロプラスト、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリアクリルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、およびポリエーテルイミドが含まれる。適当な金属には生体適合金属、例えばステンレススチール、チタン、コバルト合金、例えば、コバルト−クロム−ニッケル合金のエルジロイ（登録商標）、およびニッケル−コバルト−クロム−モリブデン合金のＭＰ３５Ｎ、およびニッケル−チタン合金のニチノール（登録商標）が含まれる。これに加えて、ステントは、セラミック材料、例えば熱分解炭素、シリコンカーバイドまたは金属カーバイド、ヒドロキシアパタイト、およびアルミナ等から製造できる。好ましくは、ステントは少なくとも部分的に、超弾性合金、または形状記憶合金、例えば超弾性材料としも、形状記憶合金としても利用可能なニッケル−チタン合金のニチノール（登録商標）から製作される。このようなステントによって、人工弁を体内の所望の位置に容易に挿入できる。挿入前に、自己拡張型ステントが第一の（比較的低い）温度とされ、その温度では小型の状態を有する。この小型の状態によって、低侵襲性手術を用いてステント（及びそれと共に弁）を体内に容易に挿入できる。ステントを位置決めした後、体温によって、形状記憶合金が加熱され、位相が変わり、形状が変化する。例えば、ニチノール（登録商標）の場合、位相変化はオーステナイト相とマルテンサイト相との間で発生する。その結果、ステントが拡張し、それによって組織の周囲に対してクランプ力が生じる。他の構成において、ニチノール（登録商標）は超弾性であり、約１０％の実質的ひずみまで弾性変形可能で、それゆえ、弁は小型の形状へと変形でき、さらに留置後の最終形状に弾性的に展開することが可能となる。

【0081】

本発明はまた、上述のような弁葉アセンブリの製造と、上記の方法で得られる、または得られた弁葉アセンブリおよび人工弁、より詳しくは、以下および特許請求の範囲に挙げられる実施形態において定義される人工弁にも関する。

【0082】

本発明をここで、以下の非限定的な実験を使ってさらに説明する。

【0083】

［実施例１］
この例は、本発明による人工弁の製造と、このような弁を体外で試験し、ヒツジに移植して人工肺動脈弁として使用する実験を説明するものである。この例では、各弁が後述の方法で製作され、これは基本的に、図１および図３Ｂに関連して説明した方法に対応する。

【0084】

図１Ｂに示される織物を、たて糸密度が１インチ４５８本、よこ糸が１インチ２２３本のＤｙｎｅｅｍａ Ｐｕｒｉｔｙ（登録商標）ＴＧ １０ ｄｔｅｘ ＵＨＭＷＰＥマルチフィラメントヤーン（オランダのＤＳＭより入手可能）を使って製作した。折り返し２層構造は、長さ９０ｍｍ、幅２１．５ｍｍ、層の厚さ０．００３１４インチ（８０μｍ）、であり、２×２の綾織り、耳は長さ方向であった。使用される円筒形ステントは、図１Ｉに示されるような設計であり、電磁研磨ステンレススール３０４で製作した。これは、外径２５ｍｍ、内径２３ｍｍ、高さ１７ｍｍであった。ステッチに関して、次の２種類の縫合糸を使用した：テーパ針付Ｍａｘｂｒａｉｄ ＰＥ ３−０縫合糸青（ＢＩＯＭＥＴＭＥＲＣＫ ＬＴＤがＭＰＣ ９００２５２として販売）（以下、縫合糸Ａと呼ぶ）と、テーパ針付Ｍａｘｂｒａｉｄ ＰＥ ４−０縫合糸青（同社がＭＰＣ ９００２４４して販売）（以下、縫合糸Ｂと呼ぶ）。どちらの縫合糸もＵＨＭＷＰＥヤーンを含む。

【0085】

肺動脈弁は、次のように製作した。弁葉の自由縁の長さにわたり接合高さ６ｍｍを得るために、過剰長さの自由縁を製作した。自由縁に過剰長さを持たせることは、以下のステップで実現した。
１．織った時のテキスタイル構造体の弁葉自由縁の長さは本来、支持要素の長さと等しくなり、２層が同じ長さである。円筒形に形成された支持要素の縁辺と弁中心までの距離は、その半径Ｒであるため、この距離にわたる３つの弁葉に必要な全長は６Ｒとなり、支持要素の長さは２πＲである。これによって、弁葉の本来の過剰長さ係数は２πＲ／６Ｒ＝１．０５となる。
２．２層の織物をまず、２６ｍｍのステントの周囲に（すなわち、その外面に）巻き付け、弁葉の自由縁に垂直な端を相互に縫合する。その後、円筒形のテキスタイル構造体を内径２３ｍｍのステントの中にセットし、ステントにＵＨＭＷＰＥ縫合糸で固定する。その結果、２５／２３＝１．０９の過剰長さ係数が得られる。
３．この例において、最終的な人工心臓弁の大きさは移植時に２３ｍｍであり、したがって、ステントの外径２５ｍｍが半径方向に２３ｍｍに圧縮されている。このようにして、支持要素と弁葉が固定されているステントの内径は、２３ｍｍから２１ｍｍに縮小される。それによって、２３／２１＝１．１０の過剰長さ係数が得られる。

【0086】

このようにして作られる弁葉自由縁の過剰長さ係数全体は、π×２５／３×２１＝１．２５となる。それゆえ、創出される過剰長さは約２５％である。

【0087】

上述のように、織物は、当初は型として使用されるステントの周囲にきつく巻き付けられ、閉鎖部（図１Ｄの９に対応）の４つの層を、縫合糸Ａを使い、織物／ステント組合せ体の流出側でノット３６を作ることによって開始して縫合し、約２ｃｍの自由端および、織物／弁組合せ体の流入側に向かうステッチ線を作るために使用される長い端を残す。ステント／型を慎重に外し、管状のテキスタイル構造体をステント内にセットする。弁葉と支持要素のたて糸の向きは、ステントの長さ方向の中心軸および交連ステントポストに垂直であり、したがって、よこ糸は中心軸と交連ステントポストに平行である。次に、縫合糸Ａをフリンジとステントポストの穴を通して流入側から流出側に向かって案内し（図１Ｉに示される）、ステントポスト４１を支持要素と弁葉に長さ約９ｍｍの位置で固定する。ポストの最上部（流出側）では、縫合糸Ａを使って、ステントの折り曲げ端でロック式にかみ合わせることによって支持要素の縁辺をステントに連続的に固定する（一般に、花綱式縫合線を使用した「ブラロック方式（Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｂｌａｌｏｃｋ）」と呼ばれる）。縫合糸Ａの端をその最初のノット３６の固定されていない端に結ぶ。テキスタイル構造体は、残りの交連ステントポスト４１に１２０度間隔で仮固定し、これが略同じ自由縁の長さの３つの部分に分割されるようにし、それによって次のステップ中に構造が所定の位置に保持され、その後、仮固定を取り除くことができる。

【0088】

第二の縫合糸Ｂは、ステント内にテキスタイル構造体を完全に取り付け、実際の弁葉アセンブリを作るために使用され、そのために、２つの残りのステントポスト４１を長さ約９ｍｍの位置でステッチをかけ、弁葉の層を支持要素の層とステントに縫い付けて、弁尖を作る。縫合の前に、流入側の支持要素の長さを使って３つの個別の弁葉すべての自由縁を自由縁の中央で３ｍｍ巻き上げ、それによって、交連ポスト間の織物に、ステント流出側の平面より上昇するアーチ部を作った。上述の過剰長さとともに、これによって心臓弁の中央に約６ｍｍの接合高さができ、交連に向かっては約９ｍｍとさらに高くなる可能性がある。型（ヒトの大動脈弁から作成した雌型）を使って、図１Ｇに示すように弁葉の膨らんだ部分の大きさと形状をさらに整える。弁葉アセンブリを流入側でポスト間の中央に仮縫合（３５）し、次のステップでもこの状態が保たれるようにする。この時点から、図１Ｌにしたがって縫合を開始する。ポストの最上部で、弁葉と支持要素は、それを取り囲む２カ所の噛み合いによって二重にされる。弁葉シートをステント最上部でわずかに引き戻し、縫合糸で固定する。弁葉の縫合線の経路（Ｕ字形）はまた、ステントと型の形状によっても案内される。縫合糸の端を縫合糸Ｂの初めのノットにおいて固定されていないままの端に結ぶ。それによって得られた弁葉は、これらの弁葉の中心線に凸面を有し、その曲率半径は、拍動負荷がないときに約１２ｍｍである。これは、図３Ｃに示されているような、高さ５ｍｍで中心に沿った距離ｈを表すと予想された。テキスタイル構造体は、図４Ｉにも示されているように、流入側でステントから数ミリメートル延び、これは、移植時に弁を血管または動脈に取り付けるために使用できる。弁葉センブリはさらに、縫合糸でステントの下側部分にも接続し、仮の縫合糸３５を除去する。

【0089】

このように弁葉アセンブリを固定した後、弁のステント４０を直径２５ｍｍから直径２３ｍｍに圧縮し、エチレンオキサイド殺菌剤で殺菌する。

【0090】

上述のように製作された弁の性能を、体外と生体内の両方で試験した。人工心臓弁の機械的および機能的試験を、単純化した模擬循環路内で行った。ＢＶＳ ５０００循環補助装置（米国マサチューセッツ州タンバーのＡｂｉｏｍｅｄ）を、タンクと還流コンジットを有する閉ループ回路内に含めた。心臓ポンプブラダをＩｎｔｒａ Ａｏｒｔｉｃ Ｂａｌｌｏｏｎ Ｐｕｍｐ（ドイツ、ラスタットのＭａｑｕｅｔ）により、周波数８０拍／分、出力３６００ｃｃ／分で駆動し、その間に心臓ポンプの流出側での後負荷を、水柱を使って８０ｍｍＨｇに設定した。初期試験において、心臓ポンプの流出側の標準弁の代わりに、５５ ｄｔｅｘ ＵＨＭＷＰＥヤーンの織物から製作した３つの単独弁葉で構成された弁を、その開閉挙動を観察するために透明なプラスチックコンジットに取り付けて使用した。このパイロットバルブを４週間以上（３，５７１，２００サイクル）持続させ、その間、有効に作動し続け、織物の弁葉は劣化しなかった。この経験に基づき、上述のように構成された弁（１０ｄｔｅｘ ＵＨＭＷＰＥヤーンの織物から製作した弁葉に基づく）を、ヒトの全身循環と同等の生理学的負荷条件の下で、累積１２０日（１３，８２４，０００サイクル）にわたり試験した。弁は最適な有効弁口へと十分に開き、一般に知られている流体ストリームに平行な振動弁葉の垂直位置がられ、閉鎖時も、弁葉の自由縁が接する接合線に沿った目に見える閉鎖欠陥は、約０．５ｍｍのわずかな中央の穴以外にはなかった。試験後の目視検査では、弁の形状はまったく損なわれていないことがわかり、弁葉に自由縁の擦り切れやその他の破壊または欠陥も一切見られなかった。上述の縫合線のすべてとノットも無傷であった。

【0091】

人工肺動脈弁はまた、成熟したヒツジモデル（ｂｒｅａｄ”ｓｗｉｆｔｅｒ”、体重５５〜７０ｋｇ）の拍動中の心臓にも、体外循環装置を用いて移植した。肺動脈へのアクセスは、左開胸第３〜４ ｉ．ｃ．ｓ．にて確保した。肺動脈を縦に切開し、その後、生来の弁葉を切除した。５−０ プロリーン（登録商標）の３つの位置決めステッチを用い、交連生来ポストを引き寄せた。弁を肺動脈内の大動脈弁輪より上の位置（生来の交連の上の面）に、５−０ プロリーン（登録商標）を使って縫合した。肺動脈をリニア方式で閉じた。

【0092】

心電図は正常な弁葉機能を示し、弁中央に時々わずかな逆流が見られたこと以外に、弁または弁周囲の逆流はなかった。切開創を閉じ、ヒツジを厩舎に戻して回復させた。

【0093】

治療を受けたヒツジはすべて安定したままであり、６カ月の観察期間中、望ましくない臨床的所見はなかった。この期間の後、弁葉の機能を再び評価した。心電図は適正な弁葉機能を示し、軽乃至中程度の弁での逆流があったが、弁周囲の逆流はなく、移植日以降、有効弁口に変化は見られなかった。その後、弁をヒツジから取出して検査した。弁葉と支持要素は組織と共に過成長したが、これは繊維芽細胞と内皮細胞の極めて薄い層のようであり、組織の硬化の組織学的および放射線学的兆候はなく、自由端における最大厚さ（弁葉を含む）は２５０μｍで、流線型の修復組織の量は最下点に向かって増えた。弁の力学は変化していないように見られ、すべての縫合部もそのまま破断せずに残り、弁葉の自由縁は製作当初と全く同様のように見えた。擦り切れその他の異常の兆候も検出できなかった。発明者らは、合成繊維の織物から製作された弁葉を有する人工弁を使用し、かかる移植弁を有する動物が、合併症を起こさずに６カ月間生存したというその他の研究を知らない。

【0094】

［実施例２］
全身循環内に移植する人工動脈弁を、実施例１にいくつか変更を加えて製作した。支持要素の準備にあたっては、３つの半月形の織物（ヒトまたは動物の大動脈のバルサルバ洞に面する）を取り出して、血液供給が冠状動脈口へと流れるようにした。支持要素の残りの縁辺を弁葉に、Ｕ字形弁尖縫合ライン（バルサルバ洞に面する）の対応する縫合線にしたがって固定した。第二の縫合糸を使い、ステントポスト４１に長さ約９ｍｍの位置で縫い付け、弁葉の層を支持要素の層とステントに縫い付けて弁尖を作ることによって、テキスタイル構造体をステント内に完全に取り付けて、その中に実際の弁葉センブリを作った。

【0095】

続いて、弁を上述の肺動脈弁と同様の方法で製作した。完成したところで、編組ＵＨＭＷＰＥヤーンの追加の縫合カフをＭａｘＢｒａｉｄ（商標）３−０ ＵＨＭＷＰＥ（アイルランド、リムリックのＴｅｌｅｆｌｅｘから入手可能）で、ブラロックステッチ構成で裏返しに縫合した。

【0096】

弁を成熟したヒツジモデル（ｂｒｅａｄ”ｓｗｉｆｔｅｒ”、体重６５ｋｇ）の停止した心臓に、体外循環装置を援用して移植した。大動脈基部へのアクセスは、左開胸第３〜４ ｉ．ｃ．ｓ．にて確保した。肺動脈を切断して、脇に寄せ、大動脈を横方向に切開できるようにした。心停止状態で、連続縫合糸プロリーン（登録商標）５−０を使って従来の移植を行った。大動脈を心膜パッチで閉じ、その後、心臓の除細動処置を施した。心肺装置を外した。心電図は正常な弁葉機能を示し、弁または弁周辺の逆流は見られなかった。

【0097】

本願で開示した、人工弁の製造方法とその方法により得ることのできる、または得られた弁に関する実施形態、態様、および好ましい特徴または範囲の何れについても、本明細書に特にことわりがないかぎり、またはそれが技術的に実現不可能であることが当業者にとって明白でないかぎり、これらを組み合わせることができる。本発明をさらに、以下の一連の実施形態にまとめる。

【0098】

弁が開く第一の形態と弁が閉じる第二の形態をとることのできる人工弁（４００）の製造方法において、弁は、支持要素（２）に取り付けられた少なくとも１つの弁葉（３）を有する弁葉アセンブリを含み、弁葉は自由縁（５）を有し、これは、弁が第一の形態をとる第一の位置と弁が第二の形態をとる第二の位置との間で移動でき、この方法は、
−テキスタイル構造体を提供するステップと、
−テキスタイル構造体から弁葉アセンブリを、テキスタイル構造体の耳が弁葉の自由縁を形成するように形成するステップと、
を含み、
テキスタイル構造体は、たて糸とよこ糸を織って、積み重ねられ、相互に接続された２層を有し、２層が縦方向の１つの縁辺に耳を有する２層織物にすることによって製作され、
弁葉アセンブリを形成するステップは、１枚の織物の２つの横方向の縁辺を接続して、実質的に管状構造体を製作するステップを含み、内層が弁葉を形成し、外層が支持要素を形成する。

【0099】

上記の実施形態による方法において、人工弁が１つ、２つ、または３つの弁葉を有し、好ましくは、弁は２つまたは３つの弁葉、より好ましくは３つの弁葉を有する。

【0100】

上記の実施形態による方法において、織物中の２層は一方の縦の縁辺の２つの耳と、反対の縁辺の連続する折り返し線と、任意選択により２層の間の別の接続部を有する。

【0101】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、織物中の２層は、縦の縁辺の両方に２つの耳と、２層の間に、１層の中に弁葉を予め画定する異なる区間を作るための別の接続部を有する。

【0102】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、織物中の２層は、層内に異なる数のたて糸を使用することにより、異なる横方向の幅を有する。

【0103】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、織物中の２層は、１層のよこ糸の数を局所的に増やすことによって、縦方向に異なる長さを有するように製作され、好ましくは、層の中の、弁葉を形成する区間が、その層の中の支持要素を形成する、それに対応する区間より大きく製作される。

【0104】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、１枚の織物が連続製織動作により連続織物として製作され、これが所望の長さの小片に切断され、任意選択で切端が安定化される。

【0105】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、織物は平織り、綾織り、またはバスケット織りのパターンで製作される。

【0106】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、織物は、織りパターンまたは織り密度を局所的に変えることによって、３Ｄ形状を付与するように製作される。

【0107】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、織物は、１層の厚さが約２０〜２００μｍの複数の層を含み、好ましくは、層の厚さは最大で１８０、１５０、１４０、１３０、１２０、１１０、または１００μｍで、少なくとも３０、４０、５０、または６０μｍ、または厚さ約５０〜１００μｍである。

【0108】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、たて糸とよこ糸は、１種類のモノフィラメントまたはマルチフィラメントヤーンを少なくとも８０または９０％含むか、基本的にそれからなる。

【0109】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、たて糸とよこ糸の線密度は１２０ｄｔｅｘ未満、好ましくは１００、８０、６０、５０、４０、３０、２０、または１５ｄｔｅｘ未満で、好ましくは少なくとも５、７、または１０ｄｔｅｘ、例えば線密度が５〜３０ｄｔｅｘ、または７〜１５ｄｔｅｘである。

【0110】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、織物中のたて糸とよこ糸は、高性能ポリマヤーン、特に、少なくとも１ＧＰａの高い引張強度または靱性を有するマルチフィラメントヤーンを含む。

【0111】

上記の実施形態による方法において、たて糸とよこ糸は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）ヤーンを含む。

【0112】

上記の実施形態による方法において、ＵＨＭＷＰＥヤーンは、ヤング係数が少なくとも３０〜５０ＧＰａ、靱性が少なくとも１または２ＧＰａ、好ましくは破断伸びが約２〜４％のゲルスパンＵＨＭＷＰＥマルチフィラメントヤーンである。

【0113】

上記の実施形態による方法において、ＵＨＭＷＰＥヤーンは、ＵＨＭＷＰＥフィラメントを少なくとも８０または９０質量％含むか、基本的にＵＨＭＷＰＥフィラメントからなる。

【0114】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、弁葉の自由縁は、弁を閉じるのに必要な最低長さに関して、少なくとも７％、好ましくは少なくとも１０または１５％で、最大で４０または３０％の過剰長さを有する。

【0115】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、人工弁は、弁に拍動負荷がかかっていなくても、自由縁の長さに沿って０．１ｍｍより高い接合高さを形成できるように製作される弁葉を含み、好ましくは、接合高さは、少なくとも２、３、４、または５ｍｍで、最大で１５、１３、１１、１０、９、８、または７ｍｍ、例えば３〜１０ｍｍ、好ましくは５〜７ｍｍである。

【0116】

上記の実施形態の何れか１つによる方法において、弁葉アセンブリをステントの取り付けるステップをさらに含み、好ましくは、ステントは自己拡張型ステントである。

【0117】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁のための弁葉アセンブリの製造方法。

【0118】

上記の実施形態による方法により得ることのできる人工弁のための弁葉アセンブリ。

【0119】

上記の実施形態の何れか１つによる方法により得ることのできる人工弁。

【0120】

弁が開く第一の形態と弁が閉じる第二の形態をとることのできる人工弁（４００）において、弁は、支持要素（２）に取り付けられた少なくとも１つの弁葉（３）を有する弁葉アセンブリを含み、弁葉は自由縁（５）を有し、これは、弁が第一の形態をとる第一の位置と弁が第二の形態をとる第二の位置との間で移動でき、
−弁葉アセンブリは、たて糸とよこ糸を織って、積み重ねられ、相互に接続された２層から製作された１枚の２層の織物から製作され、
−弁葉アセンブリは、１枚の織物の横方向の縁辺を接続することによって形成された実質的に管状の構造を有し、内層が弁葉を形成し、外層が支持要素を形成し、耳が弁葉の自由縁を形成する。

【0121】

上記の実施形態による人工弁において、弁は２つの弁葉を含み、第二の弁葉は第一の弁葉のための閉鎖面として機能し、その逆でもあり、好ましくは、弁は３つの弁葉を含み、各弁葉は残り２つの弁葉のための閉鎖面として機能する。

【0122】

上記の実施形態による人工弁において、織物中の２層は一方の縦の縁辺の２つの耳と、反対の縁辺の連続する折り返し線と、任意選択により２層の間の別の接続部を有する。

【0123】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、織物中の２層は、縦の縁辺の両方に２つの耳と、２層の間に、１層の中に弁葉を予め画定する異なる区間を作るための別の接続部を有する。

【0124】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、織物中の２層は異なる横方向の幅を有する。

【0125】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、織物中の２層は縦方向に異なる長さを有し、好ましくは、層の中の、弁葉を形成する区間が、その層の中の支持要素を形成する、それに対応する区間より大きい。

【0126】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、１枚の２層の織物が、連続織物を所望の長さの小片に切断することによって製作され、任意選択で切端が安定化される。

【0127】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、織物は平織り、綾織り、またはバスケット織りのパターンを有する。

【0128】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、織物は、局所的に異なる織りパターンまたは織り密度を有する。

【0129】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、織物は、１層の厚さが約２０〜２００μｍの複数の層を含み、好ましくは、層の厚さは最大で１８０、１５０、１４０、１３０、１２０、１１０、または１００μｍで、少なくとも３０、４０、５０、例えば４０〜１５０μｍ、または、厚さ約５０〜１００μｍである。

【0130】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、たて糸とよこ糸は、１種類のモノフィラメントまたはマルチフィラメントヤーンを少なくとも８０または９０質量％含むか、基本的にそれからなる。

【0131】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、たて糸とよこ糸の線密度は１２０ｄｔｅｘ未満、好ましくは１００、８０、６０、５０、４０、３０、２０、または１５ｄｔｅｘ未満で、好ましくは少なくとも５、７、または１０ｄｔｅｘ、例えば線密度が５〜３０ｄｔｅｘ、または７〜１５ｄｔｅｘである。

【0132】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、織物中のたて糸とよこ糸は、高性能ポリマヤーン、特に、少なくとも１ＧＰａの高い引張強度または靱性を有するマルチフィラメントヤーンを含むか、それにより製作される。

【0133】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、たて糸とよこ糸は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）ヤーンを含む。

【0134】

上記の実施形態による人工弁において、ＵＨＭＷＰＥヤーンは、ヤング係数が少なくとも３０〜５０ＧＰａ、靱性が少なくとも１または２ＧＰａ、好ましくは破断伸びが約２〜４％のゲルスパンＵＨＭＷＰＥマルチフィラメントヤーンである。

【0135】

上記の実施形態による方法において、ＵＨＭＷＰＥヤーンは、ＵＨＭＷＰＥフィラメントを少なくとも８０または９０質量％含むか、基本的にＵＨＭＷＰＥフィラメントからなる。

【0136】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、弁葉の自由縁は、弁を閉じるのに必要な最低長さに関して、少なくとも７％、好ましくは少なくとも１０または１５％で、最大４０または３０％の過剰長さを有する。

【0137】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、人工弁は、弁に拍動負荷がかかっていなくても、自由縁の長さに沿って０．１ｍｍより高い接合高さを形成できる弁葉を含み、好ましくは、接合高さは、少なくとも２、３、４、または５ｍｍで、最大で１５、１３、１１、１０、９、８、または７ｍｍ、例えば３〜１０ｍｍ、好ましくは５〜７ｍｍである。

【0138】

上記の実施形態の何れか１つによる人工弁において、弁葉アセンブリは、弁葉を取り付けるステントをさらに含み、好ましくは、ステントは自己拡張型ステントである。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図1G】

【図1H】

【図1I】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】