(57)【要約】  本発明は、以下の工程、すなわち、表面を有する支持体を用意する工程、該表面上に一時的粒子の一つの単層を被着させる工程、該一時的粒子上に厚さが粒子径未満であるようにして皮膜を被着させる工程、該一時的粒子を除去して、それにより、多孔質皮膜であって、該皮膜の細孔は先に一時的粒子により占められていた空間に相当し該細孔の少なくとも一部は外部環境に連絡する多孔質皮膜を得る工程、皮膜の固定を行う工程、を特徴とするミクロ又はナノサイズ領域における構造を有する多孔質皮膜を製造するための方法であって、前記一時的粒子を、粒子被着後、５０％を超える一時的粒子が最大限二つの隣接粒子と接触し、さもなければ空間により分離されるようなやり方で、前記表面上に被着させることを特徴とする、多孔質皮膜の製造方法に関する。本発明はまた、この方法により得ることができる皮膜及び物体にも関する。
2009509034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程、すなわち、
・表面を有する支持体を用意する工程、
・該表面上に一時的粒子の一つの単層を被着させる工程、
・該一時的粒子上に厚さが粒子径未満であるようにして皮膜を被着させる工程、
・該一時的粒子を除去して、それにより、多孔質皮膜であって、該皮膜の細孔は先に一時的粒子により占められていた空間に相当し該細孔の少なくとも一部は外部環境に連絡する多孔質皮膜を得る工程、
・皮膜の固定を行う工程、
を特徴とするミクロ又はナノサイズ領域における構造を有する多孔質皮膜を製造するための方法であって、前記一時的粒子を、粒子被着後、５０％を超える一時的粒子が最大限二つの隣接粒子と接触し、さもなければ他の粒子から空間により分離されるようにして、前記表面上に被着させることを特徴とする、ミクロ又はナノサイズ領域における構造を有する多孔質皮膜の製造方法。
【請求項２】
粒子被着後、７０％を超える一時的粒子が最大限二つの隣接粒子と接触し、さもなければ他の粒子から空間により分離される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一時的粒子が荷電され、従って粒子間に反発が起こってそれらの間の一定距離を保持する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記一時的粒子が、外側に向かって延びる長い高分子鎖により、これらの鎖により引き起こされる立体的反発が粒子間の一定距離を保持するようなやり方で被覆される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
分散剤に混合されたセラミックナノ粒子の層を最初に基材上に被着させ、その結果この層の存在が、粒子が次に基材上に被着されるときにそれらの動きを制限し、従って毛管力の影響を弱める、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
柔らかい層を最初に基材上に被着させ、その結果粒子がこの層上に被着されるときに、それらが僅かに層に浸入し従って自由にそれ以上は動くことができない、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項７】
前記細孔を液体又は固体物質により少なくとも部分的に充填する充填工程を更に含む、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
多孔質皮膜を経時的に溶解する生体分解性物質により覆う被覆工程を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
生体分解性物質が医療目的のため放出しようとする物質を含有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記一時的粒子が少なくとも二つの異なる径を有する、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
前記支持体が一時的粒子で製作されている、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
前記支持体を構成する一時的粒子の５０％を超える部分が、最大限二つの隣接粒子と接触し、さもなければ空間により分離される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記支持体を構成する一時的粒子が該支持体上に被着される粒子よりも大きな径を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記支持体に形成された細孔のみに、液体又は固体物質が少なくとも部分的に充填される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
一時的粒子及び皮膜をスラリーとして一緒に被着させる、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１６】
基材を最初に、それぞれ疎水性、親水性層により部分的に又は完全に被覆し、基材上にそれぞれ疎水性、親水性領域を作り出す、請求項１〜１５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１７】
それぞれ疎水性、親水性粒子を使用して、基材のそれぞれ疎水性、親水性領域上に単独に一時的粒子の単層を形成する、請求項１〜１６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１８】
皮膜固定工程を粒子除去工程前に行う、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１９】
皮膜固定工程を粒子除去工程と同時に行う、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２０】
皮膜固定工程を粒子除去工程後に行う、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２１】
５０％を超える細孔が最大限二つの隣接する細孔と接触し、さもなければ皮膜の厚さにより分離されている、請求項１〜２０のいずれか一つに記載の方法により得られたミクロ又はナノサイズ領域における構造を有する多孔質皮膜。
【請求項２２】
液体又は固体物質を少なくとも部分的に充填されている、請求項２１に記載の多孔質皮膜。
【請求項２３】
皮膜の厚さが２００ｎｍより厚い、請求項２１に記載の多孔質皮膜。
【請求項２４】
皮膜の化学組成が自由表面に向かって底から上部まで変化している、請求項２１に記載の多孔質皮膜。
【請求項２５】
前記支持体が金属、セラミック又は高分子物質製である、請求項２１〜２４のいずれか一つに記載の多孔質皮膜。
【請求項２６】
前記皮膜が金属、セラミック又はポリマー製である、請求項２１〜２５のいずれか一つに記載の多孔質皮膜。
【請求項２７】
緩やかに水性媒体中に放出することができる親油性溶液を充填するために、細孔が疎水性にされている、前記請求項２１〜２６のいずれか一つに記載の多孔質皮膜。
【請求項２８】
親水性溶液を充填するために、細孔が親水性にされている、請求項１７〜２２のいずれか一つに記載の多孔質皮膜。
【請求項２９】
請求項２０〜２７のいずれか一つに記載された皮膜を含む物体。
【請求項３０】
医療インプラントからなる、請求項２９に記載の物体。
【請求項３１】
細孔径が、薬物、抗凝固物質、抗増殖性物質、抗生物質、静菌性物質又は増殖因子などの活性物質を拡散するのに適合している、請求項３０に記載の物体。
【請求項３２】
細孔径が、緩やかに放出することができる活性物質を含有するビーズ又は粒子を拡散するのに適合している、請求項２９又は３０に記載の物体。
【請求項３３】
細孔径が、放射線を放出することができるビーズを含有するのに適合している、請求項２９又は３０に記載の物体。
【請求項３４】
細孔が、薬物リザーバとして働くのに適合している、請求項２９又は３０に記載の物体。
【請求項３５】
細孔が、細胞を受け取るのに適合している、請求項２９又は３０に記載の物体。
【請求項３６】
前記細胞が骨細胞である、請求項３５に記載の物体。
【請求項３７】
細孔に増殖因子が充填されている、請求項２９又は３０に記載の物体。
【請求項３８】
細孔に組織又は骨の内部増殖を助ける物質が充填されている、請求項２９又は３０に記載の物体。
【請求項３９】
ステントからなる、請求項２９又は３０に記載の物体。
【請求項４０】
細孔を有する選択された領域を表面に含む、請求項３９に記載の物体。
【請求項４１】
前記領域がステントの変形が弱い範囲に対応している、請求項４０に記載の物体。
【請求項４２】
歯科インプラントからなる、請求項２９又は３０に記載の物体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミクロ及びナノサイズ領域における制御された構造を有する多孔質皮膜に関する。それは特に、しかし限定されずに、こうした表面を製作するための方法、及びこうした方法により得られる物体に関する。
【背景技術】
【０００２】
コロイド粒子を用いて多孔質皮膜を製作するために種々の技術が用いられてきた。それらは、レーザー技術［Ｈｕａ１、Ｌｉ１］、伝統的なコロイド、又はナノ球体、リソグラフィー［Ｋｏ１、Ｊｉａ３、Ｄｅｎ２、Ｒｙｂ１］、ソフトリソグラフィー［Ｃｈｏ２］、３次元粒子テンプレート被着及び浸潤技術［Ｊｉａ１、Ｐａｒ、Ｓｃｈ、Ｈｙｏ１、Ｂａｒ］又は一工程被着技術［Ｋａｎ１、Ｘｕ１］に分類することができる。角かっこ間の参考文献は以下にコピーされる。
【０００３】
［Ｊｉａ１］  Ｐ．  Ｊｉａｎｇ，  “Ｓｕｒｆａｃｅ−ｔｅｍｐｌａｔｅｄ  ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ｆｉｌｍｓ  ｗｉｔｈ  ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｏｒｄｅｒｅｄ  ａｒｒａｙｓ  ｏｆ  ｖｏｉｄｓ”，  Ａｎｇｅ．  Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．  ２００４，  ４３，  ５６２５−５６２８．
【０００４】
［Ｈｕａ］  Ｓ．  Ｍ．  Ｈｕａｎｇ，  Ｍ．  Ｈ．  Ｈｏｎｇ，  Ｂ．  Ｓ．  Ｌｕｋ’ｙａｎｃｈｕｋ，  Ｙ．  Ｗ．  Ｚｈｅｎｇ，  Ｗ．  Ｄ．  Ｓｏｎｇ，  Ｙ．  Ｆ．  Ｌｕ，  Ｔ．  Ｃ．  Ｃｈｏｎｇ，  “Ｐｕｌｓｅｄ  ｌａｓｅｒ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ  ｅｈａｎｃｅｄ  ｅｆｆｅｃｔｓ”，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ２００２，  ９２（５），  ２４９５−２５００．
【０００５】
［Ｋｏ］  Ｈ．−Ｙ．  Ｋｏ，  Ｈ．−Ｗ．  Ｌｅｅ，  Ｊ．  Ｍｏｏｎ，  “Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ  （ＳＡＭ）  ｕｓｉｎｇ  ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ  ｓｉｌｉｃａ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ｕｓｅ  ａｓ  ａ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  ｍａｓｋ”，  Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ  ２００４，  ４４７−４４８，  ６３８−６４４．
【０００６】
［Ｓｃｈ］  Ｒ．  Ｃ．  Ｓｃｈｒｏｄｅｎ，  Ｍ．  Ａｌ−Ｄａｏｕｓ，  Ｃ．  Ｆ．  Ｂｌａｎｆｏｒｄ，  Ａ．  Ｓｔｅｉｎ，  “Ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｉｎｖｅｒｓｅ  ｏｐａｌ  ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｃｒｙｓｔａｌｓ”，  Ｃｈｅｍ．  Ｍａｔｅｒ．  ２００２，  １２，  ３３０５−３３１５．
【０００７】
［Ｊｉａ２］  Ｐ．  Ｊｉａｎｇ，  Ｍ．  Ｊ．  ＭｃＦａｒｌａｎｄ，  “Ｗａｆｅｒ−ｓｃａｌｅ  ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ｎａｎｏｈｏｌｅ  ａｒｒａｙｓ  ｔｅｍｐｌａｔｅｄ  ｆｒｏｍ  ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｎｏｎｃｌｏｓｅ−ｐａｃｋｅｄ  ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  ｃｒｙｓｔａｌｓ”，  Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  ２００４，  １２７，  ３７１０−３７１１．
【０００８】
［Ｋａｎ］  Ｍ．  Ｋａｎｕｎｇｏ，  Ｍ．  Ｍ．  Ｃｏｌｌｉｎｓｏｎ，  “Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｌｙ  ｏｒｄｅｒｅｄ  ｍａｃｒｏｐｏｒｏｕｓ  ｓｉｌｉｃａ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｗｉｔｈ  ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ”，  Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｍｍ．  ２００４，  ５４８−５４９．
【０００９】
［Ｌｉ］  Ｌ．  Ｐ．  Ｌｉ，  Ｙ．  Ｆ．  Ｌｕ，  Ｄ．  Ｗ．  Ｄｏｅｒｒ，  Ｄ．  Ｒ．  Ａｌｅｘａｎｄｅｒ，  Ｊ．  Ｓｈｉ，  Ｊ．  Ｃ．  Ｌｉ，  “Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ｃａｖｉｔｙ  ａｒｒａｙｓ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ  ｕｓｉｎｇ  ｌａｓｅｒ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｏｆ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ”，  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ２００４，  １５，  ３３３−３３６．
【００１０】
［Ｐａｒ］  Ｋ．−Ｈ．  Ｐａｒｋ，  Ｉ．−Ｋ．  Ｓｕｎｇ，  Ｄ．−Ｐ．  Ｋｉｍ，“Ａ  ｆａｃｉｌｅ  ｒｏｕｔｅ  ｔｏ  ｐｒｅｐａｒｅ  ｈｉｇｈ  ｓｕｒｆａｃｅ  ａｒｅａ  ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ  ＳｉＣ  ｆｒｏｍ  ＳｉＯ2  ｓｐｈｅｒｅ  ｔｅｍｐｌａｔｅｓ”，  Ｊ．  Ｍａｔｅｒ．  Ｃｈｅｍ．  ２００４，  １４３４３６−３４３９．
【００１１】
［Ｂｒｉ］  Ｅ．  Ｐ．  Ｂｒｉｇｇｓ，  Ａ．  Ｒ．  Ｗａｌｐｏｌｅ，  Ｐ．  Ｒ．  Ｗｉｌｓｈａｗ，  Ｍ．  Ｋａｒｌｓｓｏｎ，  Ｅ  Ｐａｌｓｇａｒｄ，  “Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｉｇｈｌｙ  ａｄｈｅｒｅｎｔ  ｎａｎｏ−ｐｏｒｏｕｓ  ａｌｕｍｉｎａ  ｏｎ  Ｔｉ−ｂａｓｅｄ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ：  ａ  ｎｏｖｅｌ  ｂｏｎｅ  ｉｍｐｌａｎｔ  ｃｏａｔｉｎｇ”，  Ｊ．  Ｍａｔｅｒ．  Ｓｃｉ．：  Ｍａｔ．  Ｍｅｄ．  ２００４，  １５，  １０２１−２０２９．
【００１２】
［Ｄｅｎ］  Ｆ．  Ａ．  Ｄｅｎｉｓ，  Ｐ．  Ｈａｎａｒｐ，  Ｄ．  Ｓ．  Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ，  Ｙ．  Ｆ．  Ｄｕｆｒｅｎｅ，  “Ｎａｎｏｓｃａｌｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｐａｔｔｅｒｎｓ  ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｂｙ  ｕｓｉｎｇ  ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ａｎｄ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ”，  Ｌａｎｇｍｕｉｒ  ２００４，  ２０，  ９３３５−９３３９．
【００１３】
［Ｃｈｏ］  Ｄ．−Ｇ．  Ｃｈｏｉ，  Ｓ．  Ｇ．  Ｊａｎｇ，  Ｈ．  Ｋ．  Ｙｕ，  Ｓ．−Ｍ．  Ｙａｎｇ，  “Ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｎａｎｏｐａｔｔｅｒｎ  ｂｙ  ｕｓｉｎｇ  ｐａｒｔｉｃｌｅ−ａｓｓｉｓｅｔｄ  ｓｏｆｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”，  Ｃｈｅｍ．  Ｍａｔｅｒ．  ２００４，  １６，  ３４１０−３４１３．
【００１４】
［Ｒｙｂ］  Ｊ．  Ｒｙｂｃｚｙｎｓｋｉ，  Ｕ．  Ｅｂｅｌｓ，  Ｍ．  Ｇｉｅｒｓｉｇ，  “Ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ，  ２Ｄ  ａｒｒａｙｓ  ｏｆ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ”，  ＣｏＩ．  Ｓｕｒｆ．  Ａ：  Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍ．  Ｅｎｇ．  Ａｓｐｅｃｔｓ，  ２００３，  ２１９，  １−６．
【００１５】
［Ｘｕ］  Ｈ．  Ｘｕ，  Ｗ．  Ａ．  Ｇｏｅｄｅｌ，  “Ｐｌｙｍｅｒ−ｓｉｌｉｃａ  ｈｙｂｒｉｄ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ  ａｓ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ  ｆｏｒ  ｕｌｔｒａｔｈｉｎ  ｆｒｅｅ−ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｐｏｒｏｕｓ  ｍｅｍｂｒａｎｅｓ”，  Ｌａｎｇｍｕｉｒ  ２００２，  １８（６），  ２３６３−２３６７．
【００１６】
［Ｈｙｏ１］  Ｔ．  Ｈｙｏｄｏ，  Ｋ．  Ｓａｓａｈａｒａ，  Ｙ．  Ｓｈｉｍｉｚｕ，  Ｍ．  Ｅｇａｓｈｉｒａ，  “Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｍａｃｒｏｐｏｒｏｕｓ  ＳｎＯ２  ｆｉｌｍｓ  ｕｓｉｎｇ  ＰＭＭＡ  ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｔｏ  ＮＯｘ  ａｎｄ  Ｈ２”，  Ｓｅｎｓ．  Ａｃｔ．  Ｂ  ２００５，  １０６，  ５８０−５９０．
【００１７】
［Ｂａｒ］  Ｐ．  Ｎ．  Ｂａｒｔｌｅｔｔ，  Ｊ．  Ｊ．  Ｂａｕｍｂｅｒｇ，  Ｐ．  Ｒ．  Ｂｉｒｋｉｎ，  Ｍ．  Ａ．  Ｇｈａｎｅｍ，  Ｍ．  Ｃ．  Ｎｅｔｔｉ，  “Ｈｉｇｈｌｙ  ｏｒｄｅｒｅｄ  ｍａｃｒｏｐｏｒｏｕｓ  ｇｏｌｄ  ａｎｄ  ｐｌａｔｉｎｕｍ  ｆｉｌｍｓ  ｆｏｒｍｅｄ  ｂｙ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｔｅｍｐｌａｔｅｓ  ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｆｒｏｍ  ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ  ｄｉａｍｅｔｅｒ  ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ  ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｓｐｈｅｒｅｓ”，  Ｃｈｅｍ．  Ｍａｔｅｒ．  ２００２，  １４，  ２１９９−２２０８．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、ミクロ又はナノサイズ領域における多孔質皮膜を製造するための別のアプローチを提供する。
【００１９】
この趣旨で、それは以下の工程、すなわち、
・表面を有する支持体を用意する工程、
・該表面上に一時的粒子の一つの単層を被着させる工程、
・該一時的粒子上に厚さが粒子径未満であるようにして皮膜を被着させる工程、
・該一時的粒子を除去して、それにより、多孔質皮膜であって、該皮膜の細孔は先に一時的粒子により占められていた空間に相当し該細孔の少なくとも一部は外部環境に連絡する多孔質皮膜を得る工程、
・皮膜の固定を行う工程、
を特徴とするミクロ又はナノサイズ領域における構造を有する多孔質皮膜を製造するための方法であって、前記一時的粒子を、粒子被着後、５０％を超える一時的粒子が最大限二つの隣接粒子と接触し、さもなければ空間により分離されるようにして、前記表面上に被着させることを特徴とする、ミクロ又はナノサイズ領域における構造を有する多孔質皮膜を製造するための方法に関する。
【００２０】
本発明による好ましい方法は、従属請求項に規定される。
【００２１】
本発明はまた、前の請求項のいずれか一つに規定される方法に従って得られるミクロ又はナノサイズ領域における構造を有する多孔質皮膜に関し、該多孔質皮膜は、接触せず且つ空間により分離される５０％を超える孔を有する。
【００２２】
本発明による好ましい多孔質皮膜は従属請求項に規定される。
【００２３】
最後に、本発明はまた、上に規定された皮膜を含む物体にも関する。
【００２４】
本発明による好ましい物体は、従属請求項に規定される。
【００２５】
本発明を用いることは、皮膜の気孔率、化学組成及び厚さの正確な制御を可能とする。それはまた、相対的に重要な気孔率及び厚さを有する皮膜を製造する利点を提供する。細孔間の一定の距離を保持することにより、それは機械的に更に強い皮膜の製造を可能とする。大きさが数十分の一ナノメートルと数十分の一ミクロンの間で気孔率が６０％の空洞を実現することができる。２００ｎｍを超える厚さを得ることができ、それによって、有意な量の所定の物質を貯蔵する能力、又は組織の内部増殖を可能とする有意な気孔率を有する特定物体の製造を可能とする。これらは、薬物溶出ステント、多孔質又は薬物溶出整形外科インプラント、多孔質又は薬物溶出歯科インプラントなどの、とは言えそれらだけではない、種々の用途に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本文において、「除去する」という用語は、広い意味で用いられる。それは、例えば、分解、解体又は移動などの、粒子形態上の重要な変化に関するあらゆる一般的に用いられる用語を包含する。例えば、限定はされないが、一時的粒子の除去は、熱的工程、化学的工程、機械的工程、電気機械的又は照射工程を含むことが可能である。熱的、化学的又は照射工程の場合には、一時的粒子は完全に破壊されるか又は部分的に破壊されるかであり、例えば、粒子を中空にすることができる。機械工程の場合には、一時的粒子は機械的に移動させることができる。電気機械的工程（例えば、音波処理又は超音波震動）の場合には、粒子を膨潤させ（例えば、ＰＬＧＡなどの高分子粒子の使用により）、又は分解することができる。
【００２７】
「一時的」という用語は、「処理中の限定された時間の間だけ存在する」として理解されなければならない。一時的粒子は、皮膜の３次元構造及び多孔性を作り出すテンプレートとして見ることができる。
【００２８】
「粒子の単層」という表現は、粒子が支持体表面に対して相対的に同じ高さにあることを意味する。各単層あたりに、どの粒子も他のものの上には位置しない。
【００２９】
〔基材〕
基材は、任意のタイプの材料、すなわち、金属、セラミック又はポリマー、で製作することができる。ステンレス鋼、ニチノール、チタン、チタン合金、又はアルミニウムなどの金属、及びジルコニア、アルミナ、又はリン酸カルシウムなどのセラミックは、特に関心の寄せられるものである。更に、基材はまた、一時的粒子の層で製作することもできる。
【００３０】
〔皮膜組成〕
同じように、皮膜は、種々のタイプの材料、すなわち、金属、セラミック、ポリマー、ヒドロゲル又はこれら材料のいずれかのものの組合せ、から製作することができる。例えば、皮膜は有機結合剤を含むセラミックで製作することができる。こうした組合せは表面で割れが生じる危険性を減じる。
【００３１】
多孔質皮膜は生体と接触することがあるので、それは好ましくは生体適合性材料で製作される。用途に応じて、これは、それらに限らないが、酸化物、リン酸塩、窒化物又は炭窒化物であることができる。酸化物の中では、以下のもの、すなわち、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム又は酸化チタン、が好ましい。アルミニウムを用いる場合、本方法は、生体適合性を増大させるとともに更に超微孔性の（ｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ）追加構造を作り出す更なる陽極酸化工程を有利に含むことが可能である。
【００３２】
〔粒子〕
一時的粒子の径及び形状は、任意に選択することができる。しかし、好ましいのは形状及び大きさの均質な粒子である。粒子の化学組成もまた自由であるが、しかしそれは好ましくは、ポリマー、でんぷん、シリカ、金属、又は細胞などの生体物質の群において選択される。好ましいのは、球形状で均一の径を有するポリマー材料、すなわち単分散ポリマービーズ、である。例えば、ポリスチレンビーズを有利に用いることが可能である。それらは数々の大きさで容易に入手可能であり、大きさが非常にそろっている。あるいは、生体適合性ポリマー（例えば、ＰＬＧＡ、すなわちポリラクチドグリコール酸タイプ）も用いることができる。
【００３３】
支持体上に被着させるとき、及び皮膜の被着の前に、５０％を超える一時的粒子を最大限二つの粒子と接触させ、さもなければ空間により分離する。こうした構造は細孔密度を減少させ、細孔間に連続壁を作り出し、従って皮膜を機械的に強化する。
【００３４】
粒子の集合体は、少なくとも一つの粒子が３個の他の粒子と直接接触しているぎっしり詰まった粒子の群又は部分群である。表面に被着する場合に、一時的粒子は、それらの間に働く毛管力のせいで小さな集合体を形成する傾向がある。
【００３５】
粒子の集合を避け、それらの間の一定の距離を保持するために、いくつかの方法を考えることができる。以下に、可能性のあるアプローチの非限定のリストを示す。
【００３６】
第一実施形態では、粒子は帯電され、従って粒子間の反発が起こり、それらの間に一定の距離を保持する。
【００３７】
別の実施形態では、粒子は外に向かって延びる長い高分子鎖により被覆される。これらの鎖により引き起こされる立体的反発が、粒子間の一定の距離を保持する。
【００３８】
別の実施形態では、分散剤に混合されたセラミックナノ粒子の層が、最初に基材上に被着される。この層の存在は、粒子が次に基材上に被着されるときに粒子の動きを制限し、従って毛管力の影響を弱める。
【００３９】
別の実施形態では、柔らかい層が最初に基材上に被着される。粒子がこの層の上に被着されるとき、それらは層に僅かに浸入して、従ってもはや自由に動くことができない。
【００４０】
親水性及び／又は疎水性の一時的粒子を用いることは、皮膜中に種々の構造を作り出すのを可能とする。一時的粒子の被着の前に、基材は、それぞれ親水性、疎水性層により局所的に覆われる。このようにして、特定領域を同様の表面親和性を持つ一時的粒子を固定するために適合させる一方で、他の領域への付着が防止される。ステントの場合には、変形を受けにくい領域のみを被覆することが有利なことがあり、あるいは、増殖又は炎症を防止するため、脈管内膜に接触し薬物放出の標的とする領域のみを被覆することが有利なことがある。骨又は歯科インプラントの場合には、骨の内部増殖が有利に働く領域及びそれを妨げるべき領域を選択することが有利であることがある。
【００４１】
〔皮膜の被着〕
各種の手順を皮膜被着用に考えることができる。それらは、皮膜の望ましい特性に従って、そしてまた用いられる皮膜前駆体に従って、選択される。いくつかの実施例を以下に示す。
【００４２】
基材上に皮膜を被着するための第一の手順は、皮膜前駆体として、例えば水などの溶媒中のナノ粒子の混合物を用いる。基材を前駆体混合物中に浸漬し、そして制御された速度で引き出す。皮膜の厚さは混合物の粘度及び引き出し速度により変わる。
【００４３】
別の手順は、皮膜前駆体としての金属アルコキシドのヒドロキシル化及び部分縮合により得られるゾルを用いる。この場合も、前駆体は浸漬又はスピンコートのいずれかを用いて基材上に被覆することができる。
【００４４】
他の手順では、例えば水に溶解した、取り除くことができる粒子及び皮膜前駆体の両方を含有するスラリーを基材上に塗布する。
【００４５】
すべての場合において、皮膜はいくつかの工程で又は副層でもって被着させることができる。各副層の被着の間に、皮膜前駆体の溶媒を、例えば熱処理により、部分的に又は完全に除去することができる。このアプローチは、より厚く、割れのない皮膜の形成を可能とする。皮膜前駆体の組成を各工程の間で変更することもできる。これは化学組成が変化する皮膜を作るのを可能とする。例えば、皮膜の化学組成は、皮膜／基材界面で基材のそれによく似たものであることができ、また、界面で身体と極めて適合性であることができる。
【００４６】
皮膜を製造するためにナノ粉末又はゾル−ゲルアプローチを用いることは、結晶性皮膜を得るのに必要な温度を下げる利点をもたらす。これは、熱処理時に相転移を受け、従ってそれらの機械的又は形状記憶特性の一部を失う可能性のある金属基材に対して、特に有利である。
【００４７】
こうした方法の一例は、標準のジルコン（Ｚｉｒｃｏｎ）粉末の場合の１，４００℃と１，５００℃の間の代わりに、１，１００℃と１，２００℃の間で焼結を可能とするジルコンナノ粉末（スイス国ウッツウィル（Ｕｚｗｉｌ）のブーラー（Ｂｕｈｌｅｒ）社から入手される）を使用することである。
【００４８】
同様の結果が、水と無水エタノール中の硝酸との混合物で加水分解されたオルトチタン酸テトラブチルから製造されるチタンゾルにより得られる。６００℃と８５０℃の間の空気中で数分の熱処理後に、アナタース相の結晶性ＴｉＯ2が得られる。
【００４９】
〔粒子除去〕
一時的粒子の除去は、例えば、熱的、化学的、機械的、電気機械的、光化学的又は照射工程などの、但しこれらに限定されない各種方法により、行うことができる。それはまた、皮膜の要件に応じて、固定工程の前及び／又は間及び／又は後に、処理のいろいろな段階で行うことができる。
【００５０】
〔固定〕
任意の適切な方法を固定工程用に用いることができる。有利には、乾燥工程が用いられる。
【００５１】
セラミックの場合、これは結晶相が形成される焼結であることができる。ポリマーの場合、これは光化学的に（紫外線の可視部による）、熱的に又は化学的に誘起される重合であることができる。金属又はある種のセラミックの場合、これは、制御された（中性又は還元性）雰囲気下での熱処理であることができる。
【００５２】
〔皮膜の充填〕
作られると、細孔は、例えば浸漬被覆により、所定の薬物を充填することが可能である。薬物を含有する溶液のｐＨを、皮膜表面に存在する電荷を変化させるために調整することもでき、こうして細孔中への薬物の浸入を容易にすることができる。充填を容易にするための別のやり方は、それぞれ疎水性、親水性材料から細孔を作製し、それらにそれぞれ親油性、親水性溶液を充填することである。
【００５３】
インプラントに各種薬物を充填するのは、いろいろな大きさの空洞を作り出すことにより行うことができる。空洞には、その後、いろいろな大きさの薬物充填用小胞を充填して、それにより、より大きな空洞に最初により大きな小胞を充填し（すなわち、大きな小胞はより小さな空洞を充填するには大きすぎる）、より小さな空洞には後に、利用可能な残りの場所を（すなわち、空のまま残っている小さな空洞において）充填するより小さな小胞を充填する。こうした技術は、例えば、小胞の選択された放出特性（疎水性又は親水性の特性、あるいはポリマー分解特性など）に応じて決まる可能性のある時間内での各種送出プロフィールを有することが可能である皮膜中に、各種薬物を貯蔵することを可能とする。
【００５４】
更に、空洞（細孔）は、任意の他の適切な液体又は固体物質、例えば、増殖因子、骨細胞、他の細胞、などにより充填することが可能である。
【００５５】
〔二重Ｄ＆ｄ皮膜〕
本発明に包含される皮膜の特定タイプは、異なる径Ｄ及びｄの２種の一時的粒子を被着することにより製造される。この方法は上述のものと同様であり、支持体が一時的粒子から作製されるということを特徴とする。
【００５６】
有利には、前記支持体を構成する一時的粒子の５０％を超える部分は、最大限二つの隣接粒子と接触し、さもなければ空間により分離される。
【００５７】
好ましい実施形態では、前記支持体を構成する一時的粒子の径は、前記支持体上に被着する粒子よりも大きい。
【００５８】
この方法では、Ｄの大きさの粒子に取って代わって得られる空洞（又は細孔）は、Ｄ粒子とｄ粒子との以前の接触箇所でｄの大きさの粒子に取って代わって得られる空洞（又は細孔）と仕切りなしに接触し、それによって、以前のｄ粒子層を通り抜けてのＤの空洞の出口の大きさを、以前のＤ粒子とｄ粒子との接触箇所で得られる開口部の大きさにより規定される制限された大きさか、又は以前のｄ粒子層の外側で得られる最大の細孔の大きさのいずれかに制限する。
【００５９】
粒子の湿潤性を変えることにより、細孔の接触箇所の大きさを変更することができる。それは親水性粒子を用いることにより減少させることができ、疎水性のものを用いることにより増大させることができる。
【００６０】
この技術は、大きな粒子により作られる大きな空洞中への重要な薬物の充填を可能とする一方で、こうした薬物が以前のより小さな粒子から生じるより小さな孔を通して経時的に放出されるのを制限するのに、特に興味のあるものである。
【００６１】
〔物体〕
先に検討した方法は、特定のそして独自の特徴を有する物体の製造を可能とする。これらの物体は、用いられる特定の方法のために、従来技術の物体とは構造的に異なる。
【００６２】
これらの物体の主要用途は、医療インプラント分野にある。格別関心あるものは、ステント、整形外科用及び歯科用インプラントである。細孔は、長期にわたり制御されたやり方でその内容物を放出する薬物リザーバとして用いることができ、あるいはそれは組織内増殖を助け、従ってインプラントと生体組織間の機械的連結を増大させるために用いることができる。
【００６３】
ステントの場合、皮膜は１又は数種の薬物を充填することができる。それは、非限定の例として示す次の薬物、すなわち、抗増殖剤、抗凝固物質、抗感染剤、静菌物質、の組合せであることができる。
【００６４】
物体はまた、細孔を上述のステントの場合と同じようにして適合させることが可能である整形外科又は歯科インプラントであることもできる。こうした場合において、得られる細孔は、骨増殖因子などの増殖因子を蓄えるか、生体適合性を増大させるか、又は骨又は軟骨組織が増殖し固体様式でインプラントに結合することができる領域を作り出すのに、興味をいだかれるものであることができる。これはまた、リン酸カルシウムなどの吸収性生体活性セラミックで空洞を充填することにより達成することができる。
【００６５】
細孔径はまた、緩やかに放出することができる活性物質を含有する拡散性ビーズ、粒子又はポリマー用に適合させることも可能である。
【００６６】
あるいはまた、ビーズ又は粒子は放射線を放出することができる。有利には、こうした場合、ビーズ又は粒子は空洞内にとどまるべきである。
【００６７】
〔図及び表〕
本発明は、以下の図及び表から更に十分に理解される。
【００６８】
図１は、細孔の１層を有する皮膜を製造するための本発明による方法の模式説明図である。
図２は、細孔の２層を有する皮膜を製造するための本発明による方法の模式説明図である。
図３は、本発明の実施形態の写真を示しており、それは本発明の第一の例で説明される。
図４は、本発明による多孔質表面の例を示しており、それは第二の例で説明される。
図５は、皮膜被着前の基材上の分散された一時的粒子の例を示す図である。
【００６９】
下記の表１は、本発明により多孔質表面を製造するための様々な可能性を要約するものである。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
〔説明用の実施形態〕
（例１（図３））
二酸化チタンの層を、浸漬塗装によりステンレス鋼３１６Ｌの基材上に被着させる。９０ｍｍ／分の引き出し速度を選択する。二酸化チタン前駆体懸濁液の組成は以下の通りである。
・二酸化チタン粒子の濃縮懸濁液５０％。この懸濁液は、スイス国エクブレンス（Ｅｃｕｂｌｅｎｓ）のテックパウダー（ＴｅｃｈＰｏｗｄｅｒ  ＳＡ）から入手される。ナノ粒子の大きさは２０ｎｍであり、平均の集合体の大きさは４７ｎｍである。
・７％に希釈したポリビニルアルコール溶液５０％。
・専門のアンモニアを懸濁液のｐＨを１０に調整するために用いる。ｐＨはｐＨ計を用いて制御する。
【００７２】
この層を周囲空気中で１０分間乾燥させる。
【００７３】
次に、二酸化チタン層により覆われた試料を１ｍｍ径のポリスチレン（ＰＳ）ビーズの懸濁液中に浸漬する。この溶液のポリスチレンビーズ濃度は１ｗｔ％である。それは、米国カリフォルニア州フレモントのデュークサイエンティフィック（Ｄｕｋｅ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）社から得られる１０ｗｔ％溶液を希釈することにより得られる。
【００７４】
試料を自由大気中で乾燥させる。粒子の表面濃度は１２，０００ビーズ／ｍｍ2である。
【００７５】
最後に試料を、同じ引き出し速度で上記と同じチタン前駆体により被覆する。この被覆工程後に、以下のように、すなわち、脱結合工程のために１℃／分で２０℃から５００℃へ、次に１０℃／分で１，４００℃まで、最後に７℃／分で１，４００℃から２０℃へ、焼結をおこなう。
【００７６】
（例２（図４））
二酸化チタン層を、例１におけるようにステンレス鋼基材上に被着させる。この層を乾燥後、被覆基材をＰＳ濃度５ｗｔ％濃度のＰＳビーズ分散液中に浸漬する。試料を自由大気中で乾燥し、第二のセラミック層を上述のように被覆する。粒子の表面濃度は１２０，０００ビーズ／ｍｍ2である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】細孔の１層を有する皮膜を製造するための本発明による方法の模式説明図である。
【図２】細孔の２層を有する皮膜を製造するための本発明による方法の模式説明図である。
【図３】本発明の実施形態の写真を示しており、それは本発明の第一の例で説明される。
【図４】本発明による多孔質表面の例を示しており、それは第二の例で説明される。
【図５】皮膜被着前の基材上の分散された一時的粒子の例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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