(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロゲルを含む管状医学的装置の支柱座屈力に対する抵抗性を引張強さと降伏強さとを高めることを通じて高める方法であって、該ヒドロゲルを液状脱水組成物により処理することによって該ヒドロゲルから水を可逆的に抽出して、水を部分的に除去する工程を包含する、方法。
【請求項２】
前記ヒドロゲルが、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、化学的に又は物理的に架橋されたポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリエチレンオキシド、及び加水分解ポリアクリロニトリルからなる群から選択された請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ヒドロゲルが、アルギネート、ペクチン、カルボキシメチルセルロース、ヘパリン、ヒアルロネート、並びにキチン、キトサン、プルラン、ゲラン及びキサンタンからのヒドロゲルの多価金属塩からなる群から選択された請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記液状脱水組成物が、グリセロール、エチレングリコール、ポリ（エチレングリコール）、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキシレングリコール、トリエタノールアミン、トウモロコシシロップ、高フルクトーストウモロコシシロップ、トウモロコシシロップと高フルクトーストウモロコシシロップとの混合物、フルクトース、ハチミツ、アルコール、ケトン、及びそれらと水との組合せからなる群から選択された請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記液状脱水組成物が、グリセロール、ポリ（エチレングリコール）、トウモロコシシロップ、高フルクトーストウモロコシシロップ、トウモロコシシロップと高フルクトーストウモロコシシロップとの混合物、フルクトース及びそれらと水との組合せからなる群から選択された請求項４に記載の方法。
【請求項６】
生体内における熱力学的に平衡な含水量よりも、生体外における含水量が低いように含水量を調節されたヒドロゲルを含む、ヒドロゲルを含む管状医学的装置であって、該ヒドロゲルが、支柱座屈力に対する抵抗性を引張強さと降伏強さとを高めることを通じて高められた、管状医学的装置。
【請求項７】
前記ヒドロゲルが、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、化学的に又は物理的に架橋されたポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリエチレンオキシド、及び加水分解ポリアクリロニトリルからなる群から選択された請求項６に記載の医学的装置。
【請求項８】
前記ヒドロゲルが、アルギネート、ペクチン、カルボキシメチルセルロース、ヘパリン、ヒアルロネート、並びにキチン、キトサン、プルラン、ゲラン及びキサンタンからのヒドロゲルの多価金属塩からなる群から選択された請求項６に記載の医学的装置。
【請求項９】
液状脱水剤と接触したヒドロゲルを含む、管状医学的装置。
【請求項１０】
前記ヒドロゲルが、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、化学的に又は物理的に架橋されたポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリエチレンオキシド、及び加水分解ポリアクリロニトリルからなる群から選択された請求項９に記載のヒドロゲルを含む管状医学的装置。
【請求項１１】
前記ヒドロゲルが、アルギネート、ペクチン、カルボキシメチルセルロース、ヘパリン、ヒアルロネート、並びにキチン、キトサン、プルラン、ゲラン及びキサンタンからのヒドロゲルの多価金属塩からなる群から選択された請求項９に記載のヒドロゲルを含む管状医学的装置。
【請求項１２】
前記脱水剤が、グリセロール、エチレングリコール、ポリ（エチレングリコール）、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキシレングリコール、トリエタノールアミン、トウモロコシシロップ、高フルクトーストウモロコシシロップ、トウモロコシシロップと高フルクトーストウモロコシシロップとの混合物、フルクトース、ハチミツ、アルコール、ケトン及び、それらと水との組合せからなる群から選択された請求項９〜１１のいずれか１項に記載のヒドロゲルを含む管状医学的装置。
【請求項１３】
前記脱水剤が、生体内において不安定である請求項９〜１２のいずれか１項に記載のヒドロゲルを含む管状医学的装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、改良された機械的性能を有する医学的装置及びこれらの改良された装置の製造法に関する。
【０００２】
【技術分野】
ヒドロゲルは、医学的装置中において使用した場合、優秀な生体適合性が提供され、かつ血栓、かさぶた及び炎症を引き起こす傾向を減少させることが分かっている。不幸にも、生物医学的装置の適用におけるヒドロゲルの使用は、機械的性能が低いことにより妨げられている。多くの医学的装置は、ヒドロゲルの使用により該装置の生体適合性が改良されるが、そのヒドロゲルは、塊状ポリマーとして使用した場合、機械的性能が不十分であるので、コーティングにおいてのみ使用され得る。ヒドロゲルは、非膨潤ポリマー系と比較して、モジュラス、降伏応力及び強度が低いことに欠点がある。機械的性質の低さは、ヒドロゲルの膨潤性質及び膨潤剤の応力非耐性（ｎｏｎｓｔｒｅｓｓ  ｂｅａｒｉｎｇ）  により生じる。ポリオールは、多糖乾燥塗膜のための、周知の可塑剤であり、典型的には、好ましい可塑剤として製造業者の文献に記載されている。しかしながら、前記可塑剤は、モジュラス、降伏応力を低くするように働き、かつ、強度を弱めることが多い。
【０００３】
米国特許第２，４２６，１２５  号には、アルギン酸グリコールを製造するための、糸、繊維又は粒子の形態のアルギン酸と、低分子エポキシパラフィン又はアルキレンオキシドとの反応が開示されている。
米国特許第３，６４０，７４１  号には、低溶解性プラスチック組成物を製造するための架橋剤としてグリセロールを含むポリオールを使用する組成物が開示されている。過剰なポリオールが、架橋反応を行うために、液状媒体として含まれていてもよい。カルボキシメチルセルロースガム又はアルギネートガム等の親水性コロイドをポリオールにより架橋して、水性媒体中において低溶解性を示すゲルを形成する。この文献には、水の存在下における安定性ゲルの形成は開示されていない。
ヒドロゲル含有医学的装置の膨潤を調節された程度まで一時的に、減少させ、それにより、モジュラス、降伏応力及び強度が強められるが、該装置が生体内に置かれた時に、初期ヒドロゲル状態に戻る適応性及び能力は保持されている手段を提供する必要性が残っている。また、攻撃的な医師の処置に損傷なく耐え、移植又は挿入の際の高い応力にも非弾性変形なしに耐えるが、生体内での本来のヒドロゲルの性質は保持している、ヒドロゲルを含む医学的装置が必要とされている。
【０００４】
【発明の内容】
本発明により、ヒドロゲルを液状脱水組成物により処理することを含む、該ヒドロゲルの含水量を調節的に変化させる方法が提供される。更に、ヒドロゲル含有医学的装置の含水量を調節的に変化させる方法が提供される。本発明の医学的装置は、生体内において熱力学的に平衡な含水量よりも低い、生体外における調節された（選択された）含水量を有するヒドロゲルを含む。これらの医学的装置は、液状脱水剤と接触させたヒドロゲルを含み、該装置の生体外における含水量は、生体内に存在する時の熱力学的に平衡な含水量よりも低い。本発明の他の態様において、医学的装置の機械的性能を、ヒドロゲルから水を除くことにより高める薬剤により処理されたヒドロゲル含有医学的装置を生体内に挿入することを含む、該医学的装置による医学的治療法が提供される。本発明の医学的治療を人に施す方法は、人体に該医学的装置を施すことを含み、該医学的装置は、該装置から水を可逆的に除去することにより該装置の機械的性能を高める薬剤で処理されたヒドロゲルを含む。
【０００５】
本発明の他の態様において、前記医学的装置を、ヒドロゲルを可逆的に脱水する作用を持つ薬剤により処理することを含む、ヒドロゲル含有医学的装置の機械的性能を強める方法が提供される。
本発明により、ヒドロゲルの膨潤性を調節された程度まで一時的に減少させ、それにより、モジュラス、降伏応力及び強度が強められるが、前記医学的装置が生体内に置かれた時に、初期ヒドロゲル状態に戻る適応性及び能力は保持されている手段が提供される。本発明の利点は、攻撃的な医師の処置に損傷なく耐え、移植又は挿入の際の高い応力にも非弾性変形なしに耐えるが、生体内での再水和におけるヒドロゲルの性質は保持されていることである。管状医学的装置に関連して、本発明は、挿入の際にかかる支柱座屈力（ｃｏｌｕｍｎａｒ  ｂｕｃｋｌｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）  に対する抵抗性を高める助けとなる。
【０００６】
本発明は、全てのヒドロゲル材料に適用することができる。用語“ヒドロゲル”は、水不溶性の、含水材料を意味する。ヒドロゲルの例として、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、化学的に又は物理的に架橋されたポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）  、ポリエチレンオキシド、及び加水分解ポリアクリロニトリル等の合成ポリマーがある。有機ポリマーであるヒドロゲルの例として、アルギネート、ペクチン、カルボキシメチルセルロース、ヘパリン、ヒアルロネート、並びにキチン、キトサン、プルラン、ゲラン（ｇｅｌｌａｎ）及びキサンタン（ｘａｎｔｈａｎ）からのヒドロゲルの多価金属塩等の共有又はイオン的に架橋された多糖ベースのヒドロゲルがある。
【０００７】
機械的性能を強めるためのヒドロゲルの転換は、少なくとも１種の適切な薬剤を含む新しい環境における浸漬により行う。前記の新しい環境は、前記ゲルから水を抽出する役割を持ち、脱水剤の浸透を伴ってもよく、得られる改良された装置はより少ない水分を含み、いくらかの新しい環境を含んでいてもよい。本件に関連して、用語“可逆的脱水”は、前記ゲルが１００  ％再水和される完全な可逆性、及び部分的な再水和の両方を含む。一般に、脱水剤は、ヒドロゲルからの脱水が可能である全ての薬剤である。適切な薬剤は、グリセロール、グリコール、アルコール、糖及びシロップである。使用することができる特定の薬剤は、グリセロール、エチレングリコール、ポリ（エチレングリコール）、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキシレングリコール、トリエタノールアミン、トウモロコシシロップ、高フルクトーストウモロコシシロップ（ｈｉｇｈ  ｆｒｕｃｔｏｓｅ  ｃｏｒｎ  ｓｙｒｕｐ）、トウモロコシシロップと高フルクトーストウモロコシシロップとの混合物、ハチミツ、アルコール、ケトン、及びそれらと水との組合せがある。本発明の医学的装置の製造の際に使用するのに好ましい薬剤は、グリセロール、ポリ（エチレングリコール）、トウモロコシシロップ、高フルクトーストウモロコシシロップ、トウモロコシシロップと高フルクトーストウモロコシシロップとの混合物、及びフルクトースと水との混合物（７０／３０）  である。最も好ましい薬剤はグリセロールである。機械的性能を強めるために使用する環境は、水中における単一の薬剤、活性薬剤又は薬剤の組合せであってもよい。前記医学的装置が体内に導入されれば、その脱水剤は、その医学的装置から“不安定（ｆｕｇｉｔｉｖｅ）”になってもよく、かつ水が、その医学的装置に浸透してもよい。
【０００８】
【実施例】
アルギン酸カルシウム繊維を、７％−アルギン酸ナトリウムの水溶液を、水中においてＣａＣｌ２  ・２Ｈ２Ｏの４％溶液に紡糸することにより製造した。製造した繊維の半分を無水グリセロール中に２時間置いた。その繊維を測定したところ、下記表１に記載した引張強さを有していた。
【０００９】
【表１】
0003554402.tif 000002