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JP2004500918A - ポリ−トリ−フルオロ−エトキシポリホスファゼンカバーリングおよびフィルム - Google Patents

ポリ−トリ−フルオロ−エトキシポリホスファゼンカバーリングおよびフィルム Download PDF

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JP2004500918A
JP2004500918A JP2001578013A JP2001578013A JP2004500918A JP 2004500918 A JP2004500918 A JP 2004500918A JP 2001578013 A JP2001578013 A JP 2001578013A JP 2001578013 A JP2001578013 A JP 2001578013A JP 2004500918 A JP2004500918 A JP 2004500918A
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グルンゼ ミハエル
グリエス クラウディア
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ポリゼニックス ゲーエムベーハー
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Abstract

本発明は、抗血栓性でありそして人体に良く許容され、そして過剰な細胞増殖を防止するために使用される治療用具のコンポーネントとしてのカバーリングおよびフィルムを製造するために使用されるポリマーに関する。本発明は、更に、本発明のポリマーから製造されるフィルム、およびステントのような医療用具用のカバーリング、ならびに本発明のフィルムまたはカバーリングでカバーされた医療用具に関する。

Description

【0001】
本発明は、抗血栓性の、身体的に十分に耐性の(well−tolerated)ポリマーならびに過剰な細胞増殖を防止するための治療用具のコンポーネントとしてのシースおよびフィルムを製造するためのその使用に関する。更に、それは、該ポリマーから作製されるフィルム、およびステントのような医療用具用のラッピング(wrappings)に関する。それはまた、本発明に従うフィルムまたはラッピングによって包まれた(enclosed)医療用具に関する。
【0002】
人工インプラントによって引き起こされる最大の合併症は、外因性表面上の増加する血小板沈着である。更に、インプラントの表面上に沈着される細菌、マクロファージおよび蛋白質に対する挙動は中心的役割を演じ、何故ならば、これらの沈着物は、インプラントが生着(grow in)するにつれて、炎症および他の問題に顕著に寄与するからである。
【0003】
潜在的に生じ得る問題の1つは、人工インプラントと接触する損傷組織の増加した細胞増殖および炎症である。増加される血栓形成の既に公知の問題に加えて、再狭窄(即ち、血管形成術によって拡張される領域、しばしばステント領域における血管の再収縮)が、脈管インプラント、例えばいわゆるステントにおいて直面される。他のものの中でも、これらの合併症は、移植された異物による血液凝固および免疫系の活性化、および血管形成術の間にステントを移植する間に脈管壁へ与えられた損傷に由来し得る。結果は、いわゆる再狭窄(血管の再閉塞)、および処置された領域における可能な炎症であり、これは、即時の薬物療法、およびまた頻繁な外科処置を必要とする。
【0004】
ステント領域における増加された細胞増殖によって引き起こされるこれらの合併症を予防するために試みがなされる1つの方法は、シースド(sheathed)、いわゆるカバード(covered)ステントの使用を含む。このようなラッピングを製造するために使用される広範囲の材料およびシースドステント(sheathed stents)は、公知であり、そして先行技術において研究されている。例えば、e−PTFEから製造される拡張可能なラッピングが、この目的のために、WO 9856312において使用される。この適用のための他の材料が、EP 0810845において挙げられ、例えば、US 4,883,699およびUS 4,911,691において挙げられるポリマーを記載する。該特定の目的に指名される他のポリマーとしては、加水分解ポリアクリロニトリル(US 4,480,642)、親水性ポリエーテル(US 4,798,876)およびポリウレタン−ジ−アクリレート(US 4,424,395)が挙げられる。また、この目的のために使用され得る異なるヒドロゲルも公知である。潜在的に適用可能である材料の群はまた、ポリビニルピロリドン(PVP)ポリマー、ポリビニルアルコール(PVA)、p(ポリエチレンオキシド)ポリマー(PEO)およびポリヒドロキシエチルメタクリレートp(HEMA)で補足され得る。更に、刊行物は、可能な材料としてポリウレタン、ポリエチレンおよびポリプロピレンのような標準的材料の群の使用を記載する。また、互いとのこれらの材料の混合物も公知である。更なる材料の群もまた、EP 0804909から公知である。
【0005】
これらの化合物の特性は可変であり、そしてこれらの材料の各々は特定の適用について特別な性質を示すことが考えられ得る。例えば、PVAは、液体に容易に溶解し得る。他の材料は、良好な血液耐性を有する。なお他の材料は高度に伸張性である。しかし、全ての材料は、不運なことに、特定の領域において短所を示す。例えば、PVAは、特別に良好な血液耐性を有さない。ε−PTFEは、例えば、非常に良好な伸張性(entensibility)、およびまた良好な血液耐性を有するが、この材料は、扱いが非常に困難であり、そしてこのようなラッピングを製造することは、一連の加工工程を必要とする(WO 96/00103)。他の材料で、弾性特性は、柔軟剤を添加するだけで達成され得、これは、血液および身体における耐性を低下させ、そしてまた“柔軟剤”の排除に起因して患者に重い負担をかける。
【0006】
他のものの中でも、これは、血管形成術後の術後処置の間に存在する材料の不適切な特性に起因して、患者が、現在、抗凝固剤(ビタミンKアンタゴニスト)を与えられなければならないことを意味する。しかし、後者の投薬量を決定することは問題が多い。
【0007】
これはまた、再狭窄率が、市販ステントについて血管形成術の6ヶ月以内に約30〜50%であることを意味する。
【0008】
この率は、脈管腔において細胞組織が増殖することを防止することによって、シースドステントの使用を通して、低下されるべきである。しかし、この技術は、特に材料、それらの物理化学的特性、およびこれらの材料の表面特性によって決定される限定要因に直面する。
【0009】
ポリマー性化合物ポリ[ビス(トリフルオロエトキシ)ホスファゼン]は、バルク材料(bulk material)として良好な抗血栓性効果を示す(Tur, Untersuchungen zur Thrombenresistenz von Poly[bis(trifluoroethozy)phosphazen]およびHollemann−Wiberg ”Stickstoffverbindungen des Phosphors” Lehrbuch der anorganischen Chemie 666−669, 91st−100th Edtion, Walter de Gruyter Verlag 1985、またTur, Vinogradova, et al., ”Entwicklungstendenzen bei polymeranalogen Umsetzungen von Polyphosphazene”, Acta Polymerica 39: 424−429, (8) 1988を参照のこと)。その上、ポリホスファゼンは、人工インプラント用のコーティングとして、特許明細書DE 196 13 048において使用された。
【0010】
しかし、この物質のみで、再狭窄へ至る細胞増殖を制限または減少させることは出来ない。
【0011】
従って、本発明の目的は、医療用具(例えば全てのタイプのカテーテルまたはステント)用のフィルムおよびそれから作製されるラッピングを提供することであり、これは、一方で、優れた機械的および身体的耐性特性を示し、その結果、シースド医療用具の生体適合性を改善すると同時に、他方で、処置または移植に続く前述の二次的な損傷を防止するかまたは減少させる。特に、特定のフィルムおよびそれから製造される用具を供給することは、制御されない細胞増殖(例えば、これは、ステント移植後の再狭窄へと至る)を防止するかまたは減少させるためである。更に、身体への異物の導入に対する一般的応答でありそして抗生物質の投与を必要とする、炎症反応の減少が、達成される。
【0012】
この目的は、フィルム、およびそれから製造されるラッピング(wrapping)、ならびにこのラッピングによってカバーされているステントを供給することによって達成され、ここで、以下の一般式(1)を有するポリマーが、特定のフィルムおよびラッピングのための材料として使用される:
【0013】
【化2】
Figure 2004500918
【0014】
ここで、nは2〜∞であり、R〜Rは同一または異なり、そしてアルコキシ、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノまたはアリールオキシ基、あるいはヘテロ原子として窒素を有するヘテロ環式アルキルまたはヘテロアリール基を示す。
【0015】
本発明に従うフィルムおよびそれから作製されるラッピングを製造するために使用される式(1)に従うポリマーの重合度は、2〜∞の範囲である。しかし、重合度は、好ましくは20〜200,000、そしてより好ましくは40〜10,000,000の範囲である。
【0016】
更に、目的物を製造するために使用される該ポリマーは、以下の要件を満たす:
該ポリマー中の基R〜Rの少なくとも1つは、好ましくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルコキシ基である。
【0017】
該アルコキシ、アルキルスルホニルおよびジアルキルアミノ基におけるアルキル基としては、1〜20の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖アルキル基が挙げられ、ここで、該アルキル基は、少なくとも1つのハロゲン原子(例えば、フッ素原子)で置換されてもよい。
【0018】
アルコキシ基の例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシおよびブトキシが挙げられ、これは、好ましくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換され得る。特に好ましいのは、2,2,2−トリフルオロエトキシ基である。アルキルスルホニル基の例は、メチル、エチル、プロピルおよびブチルスルホニル基である。ジアルキルアミノ基の例は、ジメチル、ジエチル、ジプロピル、およびジブチルアミノ基である。
【0019】
アリールオキシ基におけるアリール基は、例えば、1以上の芳香族環系を有する化合物であり、ここで、アリール基は、例えば、上記に定義されるアルキル基の少なくとも1つで置換され得る。アルールオキシ基の例は、フェノキシおよびナフトキシ基ならびにその誘導体である。
【0020】
ヘテロ環式アルキル基は、例えば、少なくとも1つの環原子が窒素原子である、3〜7員の環系である。ヘテロ環式アルキル基は、例えば、上記で定義されたアルキル基の少なくとも1つで置換され得る。ヘテロ環式アルキル基の例としては、ピペリジニル、ピペラジニル、ピロリジニルおよびモルホリニル基ならびにその誘導体が挙げられる。ヘテロアリール基は、少なくとも1つの環原子が窒素原子である、1以上の芳香族環系を有する化合物であり得る。へテロアリール基は、例えば、上記で定義されたアルキル基の少なくとも1つで置換され得る。ヘテロアリール基の例としては、ピロリル、ピリジニル、ピリジノイル、イソキノリニル、およびキノリニル基ならびにその誘導体が挙げられる。
【0021】
本発明の好ましい実施形態において、本発明に従うフィルムおよび該ポリマーを使用してそれから作製されるラッピングは、32P、33P、またはAsまたはSb同位体でマークされた、ポリ[ビス(トリフルオロエトキシ)ホスファゼン]からなる。
【0022】
本発明はまた、過剰な細胞増殖を防止するための、このフィルムで包まれた(enveloped)治療用具の製造のための、本発明に従うフィルムおよびそれから作製されるシース(sheath)の使用に関する。更に、本発明に従うフィルムおよびそれから作製されるシースは、人工インプラント、プラスター(plaster)またはテープ、人工血管、ステント、カテーテル、尿管、あるいは血液と直接接触しない他のインプラントのような、他の治療用具の構成要素であり得る。
【0023】
本発明に従うフィルムおよびそれから作製されるシースは、コーティングと組み合わせて、またはインプラントのいずれの特別な前処理無しに、使用され得る。更に、本発明に従うシースドステント(sheathed stents)は、人工脈管においてだけでなく、静脈管(venous vessels)、胃腸管、食道もしくは気管、または尿路においても使用され得る。
【0024】
更に、本発明は、式(1)に従うポリマーから作製されるシースを有する治療用具を提供する。
【0025】
本発明の好ましい実施形態において、人工インプラント材料が提供され、これは、支持体としてのインプラント材料、および前述の一般式(1)を有するポリマーからなりそして該支持体表面上に少なくとも部分的に適用されている生体適合性コーティングを含む。
【0026】
本発明に従う人工インプラントの生体適合性コーティングは、例えば、約1nm〜約100μm、好ましくは約10μmまで、そして特に好ましくは約1μmまでの厚みを有する。
【0027】
本発明に従う支持体として使用されるインプラント材料は、特別な限定を有さず、そしてプラスチック、金属、合金およびセラミックスのような任意のインプラント材料であり得る。特に、該インプラント材料は、セラミックまたは金属ステント材料であり得る。
【0028】
本発明に従う人工インプラントの別の実施形態において、接着促進剤(adhesion promoter)を含む層が、該支持体の表面と、該ポリホスファゼン誘導体からなる生体適合性コーティングとの間に組み込まれる。
【0029】
接着促進剤またはスペーサー(adhesion promoter or spacer)は、好ましくは、極性末端基を含む。例としては、ヒドロキシ、カルボキシ、カルボキシル、アミノ、またはニトロ基が挙げられる。しかし、タイプO−ED末端基もまた使用され得、ここで、O−EDは、アルコキシ、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノ、またはアリールオキシ基、あるいはヘテロ原子として窒素を有するヘテロシクロアルキルまたはヘテロアリール基を意味し、そして例えばハロゲン原子(特に、フッ素)によって様々に置換され得る。
【0030】
特に、接着促進剤は、有機シリコン化合物、好ましくはアミノ−末端化シラン、またはアミノシランに基づく、アミノ−末端化アルケン、ニトロ−末端化アルケン、およびシラン、またはアルキルホスホン酸であり得る。アミノプロピルトリメトキシシランが特に好ましい。
【0031】
特に、接着促進剤は、該接着促進剤をインプラント材料の表面へ例えばイオン性および/または共有結合を介してカップリングすることによって、そして該接着促進剤を反応性成分へ、特に記載の一般式(1)ポリマーのコーティングへ例えばイオン性および/または共有結合を介して更にカップリングすることによって、該用具またはインプラント材料の表面への該コーティングの接着(adhesion)を改善する。
【0032】
一般的に、本発明に従うフィルムおよびラッピングは、以下のように製造される:
溶媒中0.1%〜99%の濃度で一般式(1)を有する化合物の少なくとも1つを含む溶液、ここでこの溶媒は有機および極性である。例えば、酢酸エチル、アセトン、THF、トルエン、またはキシレンがここで使用され得る。これらの溶媒の混合物がまた、使用され、または他の溶媒で補足され得る。この溶液を、該ポリマーに対してほとんど或いは全く接着性を示さない支持体(例えば、ガラス、シリコン、種々のセラミックス、または他の好適な材料、例えばポリマー(PDMS、テフロン(R)、PMMA、ポリカーボネートまたはシリコーン))へ適用する。特定の支持体表面の表面はまた、例えば特定の官能基(−NH、−OH、−COOH、−COH、−COOMe、−CFなど)を導入することによって、化学的に修飾され得る。
【0033】
該溶媒は更なる手段なしで蒸発され得るが、該支持体上の該溶媒蒸気濃度は、制御される様式で最適に設定され、圧力および温度も同様である。初期乾燥段階の開始で、コーティングされた支持体上の雰囲気は、溶媒蒸気で飽和され、そして次いで、該溶媒蒸気濃度は数時間に渡って徐々に減少される。温度は、−30℃から+90℃まで変化し得る。初期乾燥段階の間の圧力は、常圧からウォータージェット圧(20Torr)まで変化し得る。初期乾燥段階後、コーティングされた支持体を、オイルポンプバキューム(0.1Torr)において一定時間更に乾燥させる。
【0034】
支持体上で乾燥された化合物1のポリマーを、次いで、フィルムとして支持体から剥離し得る。化合物1のポリマー溶液の濃度および第1乾燥段階の間の特定条件に依存して、これは、0.1μm〜300μm以上に及ぶ、好ましくは0.5μm〜30μmに及ぶ、そして特に好ましくは約5μmと測定される、種々の層厚みのフィルムを生じさせる。
【0035】
特定の実施形態において、フィルムまたはラッピングはまた、特定の工程に従ってマイクロ構造化(microstructured)され得る。
【0036】
この場合、化合物(1)の溶液が適用される支持体がマイクロ構造化されている。該支持体の構造は、使用されるポリマーのフィルムの構造に対して1:1で引き継がれる。該支持体の構造サイズによって限定されない。従って、ナノメーター、ミクロンまたはより大きいかもしくはより小さい桁の構造が、製造され得る。更に、構造化において使用される実施形態は、限定されない。これは、フォトリソグラフィー、電子ビームもしくはイオンビーム、またはレーザーあるいは他の技術によって作製され得る全ての構造を製造および使用することを可能にする。特に、特に有利な流動プロフィールを有する構造が、作製され得る。これらとしては、ロータス構造(lotus structeres)または航空機構築から公知の“シャークスキン(shark skin)”を真似る構造が挙げられる。これらの構造ならびにフィルムおよびラッピングを製造する際のこれらの使用に対する特別の利点は、凝固系のいわゆる接触活性化(contact activation)の減少にある。
【0037】
支持体上で乾燥された化合物1のポリマーを、次いで、構造化フィルムとして支持体から剥離し、そして更に加工し得る。化合物1のポリマー溶液の濃度および第1乾燥段階の間の議論された条件に依存して、これは、0.1μm〜300μm以上に及ぶ、好ましくは0.5μm〜30μmに及ぶ、そして特に好ましくは約5μmと測定される、種々の層厚みのフィルムを生じさせる。
【0038】
フィルムマイクロ構造はまた、レーザー、電子、またはX線によって、あるいは“溶融構造化(melt structuring)”[ここで、薄いワイヤが該ポリマーの融点へされ、そして次いで直接接触を介してフィルムへと所望の構造を溶融する]によって、既に存在するフィルム自体上に直接“ライティング”することにより得られ得る。
【0039】
特別の利益は、液体へ特に有利な流動挙動を与える構造(例えば、シャークスキンまたはロータス効果)を、フィルム中にインプレスすることによるこの構造化によって達成され得る。これは、更に血液の接触活性化を減少させて、そして更にシースドステントの場合における血小板凝集の危険性を改善することを可能にする。しかし、このタイプの構造化は、シースドステントの製造に限定されず、しかしまた連続流動系(continuous flow systems)(例えば、サポートシステム、血管形成カテーテル、尿管など)におけるカテーテルまたはチュービングを製造するために使用され得る。同様に、透析用具の内部部品は、この様式で形造られ得、例えば、それによってヘパリンの必要性を減少させる。
【0040】
ラッピングは、以下の手順に従って製造される。
【0041】
上記方法に従って得られた化合物1のフィルムを、ステントのサイズへ仕立てる(+2mm)。次いで、ステントをマウント(mount)に配置し、そして化合物1のフィルムで、フィルムが両末端にわたって均一な1mm伸びるように巻く。ステントに巻きつけられたフィルムは、1以上の層厚みであり得る。次いで、この様式でフィルムの個々の層を用いて製造されたラッピングの末端を、全ての側面、内面および外面でヒートシールし、熱溶媒蒸気(hot solvent vapor)で“溶接する(welded)”。このために、溶媒を、40〜120℃の温度へ、最適には80℃またはより高温へ加熱する。溶媒蒸気は上昇し、そして1以上のノズルを備えた非常に微細なチューブから外へ流れる。その長さおよび材料に依存して、このチューブは、加熱され得、そしてリンス溶媒蒸気(rinsing solvent vapor)に対して特定の角度で保持され、その結果、ノズルチューブ中で部分的に凝縮する溶媒蒸気は、ノズルを塞ぐことなくまたはリンス溶媒蒸気の流出を妨げることなく、容器中へ排出し返され得る。
【0042】
本発明に従うフィルムおよびシーシング(sheathing)を使用して得られるインプラントはまた、驚くべきことに、用具およびインプラント材料の優れた機械的特性を保持する。これは、このような人工インプラントの生体適合性を改善するだけでなく、脈管腔における細胞増殖を防止することによって、制御されない細胞増殖(これは、例えば、ステント移植後の再狭窄へと至る)を減少させる。制御されない細胞増殖を減少させる。その上、本発明に従うマイクロ構造化フィルムを使用することは、凝固系の接触活性化を実質的に妨害することを可能にする。

Claims (20)

  1. 医療用具用のフィルムおよびシースの製造のための、以下の一般式(1):
    Figure 2004500918
    [ここで、nは2〜∞であり、R〜Rは同一または異なり、そしてアルコキシ、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノまたはアリールオキシ基、あるいはヘテロ原子として窒素を有するヘテロ環式アルキルまたはヘテロアリール基を示す]
    を有する生体適合性ポリマーの使用。
  2. 請求項1に記載のポリマーからなるフィルム。
  3. 請求項1または2に記載のフィルムおよび材料から作製されるラッピング。
  4. サポーティング材料および請求項3に記載のラッピングからなるシースド(sheathed)医療用具。
  5. ラッピングが請求項1に記載のポリマーからなる、シースドステント。
  6. 過剰な細胞増殖を防止するための治療用具のコンポーネントとしての、請求項1に記載の抗血栓性ポリマーの使用。
  7. 請求項2に記載のフィルムを備える用具が、人工インプラント、プラスター(plasters)、人工血管、ステント、カテーテル、尿管、または血液と直接接触しない他のインプラントから選択される、請求項1に記載のポリマーの使用。
  8. 請求項1に記載のポリマーから作製されるラッピングを含む治療用具。
  9. シースドステントである、請求項8に記載の用具。
  10. 人工インプラントである、請求項8に記載の用具。
  11. 前記人工インプラントが、支持体としてのインプラント材料と、請求項1からの前記に定義される抗血栓性ポリマーを含む、該表面へ少なくとも部分的に適用された生体適合性コーティングとを有する、請求項8に記載の用具。
  12. 接着促進剤(adhesion promoter)を含む層が、前記支持体の表面と前記生体適合性コーティングとの間に配置される、請求項8に記載の用具。
  13. 前記接着促進剤が、極性末端基、特に有機シリコン化合物である、請求項8に記載の用具。
  14. 前記有機シリコン化合物がアミノプロピルトリメトキシシランである、請求項8に記載の用具。
  15. 前記シースド支持体が、更に、請求項1に記載の化合物でコーティングされている、請求項8に記載の用具。
  16. 溶液中の請求項1に記載のポリマーを、マイクロ構造化スタンプへ適用し、その後、該溶媒を蒸発させ、そしてマイクロ構造化フィルムを剥離する、マイクロ構造化フィルム。
  17. 前記構造が均一であり、そして有利な流動性を備える表面を有する、請求項16に記載のマイクロ構造化フィルム。
  18. 前記構造が、レーザー、電子、またはX線によって直接的に、あるいは該フィルム上の加熱ワイヤ(heated wire)を用いて作製される、請求項16に記載のマイクロ構造化フィルム。
  19. ラッピング、カテーテル、チューブ、泌尿器科用ステントおよび他のインプラントを製造するための、請求項16に記載のマイクロ構造化フィルムの使用。
  20. インプラント、特に、請求項16に記載のマイクロ構造化フィルムで少なくとも部分的にシースされたシースドステント。
JP2001578013A 2000-04-11 2001-04-10 ポリ−トリ−フルオロ−エトキシポリホスファゼンカバーリングおよびフィルム Pending JP2004500918A (ja)

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