(57)【要約】  本発明はマクロ細孔ケイ素の新しい製造方法および新しいマクロ細孔ケイ素製造物に関する。本発明または、多孔性ケイ素を親水性化合物と組み合わせる新しい方法に関する。本発明のマクロ細孔ケイ素の製造方法は、その後に陽極化成することができるケイ素粒子製造物を圧密化することを伴う。得られるマクロ細孔ケイ素製造物は、ミクロ細孔ケイ素および／またはメソ細孔ケイ素の領域によって実質的に取り囲まれるマクロ細孔を含む。親水性化合物を負荷する方法は、ケイ素粒子製造物および親水性化合物を圧密化する工程を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ素一体成形体を製造するための方法であって、
（ａ）多数の自由ケイ素粒子を含むケイ素粒子製造物を取得する工程；および
（ｂ）圧力をケイ素粒子製造物の少なくとも一部に加えて、ケイ素一体成形体を形成する工程
を含み、
（ｅ）ケイ素一体成形物が形成されるケイ素の少なくとも一部を多孔化するさらなる工程を含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
工程（ｅ）が、ＨＦの水溶液、ＨＦのエタノール性溶液、ＨＦのメタノール性溶液、および、ＨＦのエタン酸溶液の１つ以上から選択されるフッ化水素酸の溶液において一体成形体を陽極化成する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｅ）が、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を工程（ｂ）の前にフッ化水素酸によりステインエッチングする工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
工程（ａ）および工程（ｂ）が、２つ以上のケイ素一体成形体が形成されるような様式で行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程（ｂ）が、ケイ素粒子製造物を低音圧縮する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｂ）が−２０℃から＋５０℃の間の温度で行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
シランガスの存在について試験する、工程（ｂ）の後または工程（ｂ）の期間中に行われるさらなる工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
自由ケイ素粒子の少なくとも一部を有益な物質と組み合わせる、工程（ａ）と工程（ｂ）との間で行われる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
有益な物質が親水性の有益な物質であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
粒子製造物が少なくとも１０００個の自由ケイ素粒子を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
一体成形体が少なくとも１０００個の結合したケイ素粒子を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ケイ素粒子製造物を工程（ｂ）の前に還元剤により処理して、表面Ｓｉ−Ｈ結合を形成させるさらなる工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
還元剤がＨＦを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｂ）が、ケイ素粒子の少なくとも１つがそれ以外のケイ素粒子の１つ以上に共有結合的に結合するように行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載される方法によって得ることができるケイ素一体成形体。
【請求項１６】
（ａ）多数の多孔性ケイ素粒子を含むケイ素粒子製造物を親水性の有益な物質と組み合わせる工程と、（ｂ）ケイ素粒子製造物の少なくとも一部および親水性物質の少なくとも一部を圧密化して、ケイ素粒子製造物の少なくとも一部および親水性物質の少なくとも一部を含む複合一体成形体を形成する工程とを含む、ケイ素および有益な物質を含む複合一体成形体を製造するための方法。
【請求項１７】
複合一体成形体を断片化するさらなる工程を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
１０００個を越える共有結合的に結合したケイ素粒子を含み、それぞれの共有結合的に結合したケイ素粒子がそれ以外の共有結合的に結合したケイ素粒子の少なくとも１つに共有結合的に結合するケイ素一体成形体。
【請求項１９】
一体成形体の表面の少なくとも一部が水素化ケイ素を含むことを特徴とする、請求項１８に記載のケイ素一体成形体。
【請求項２０】
多数の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含み、それぞれの部分的に表面多孔性の粒子の表面が多孔性の領域および非多孔性の領域を含む、部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物。
【請求項２１】
少なくとも１つの結合したケイ素粒子を含み、該結合したケイ素粒子またはそれぞれの結合したケイ素粒子が、粒子製造物が形成されるそれ以外のケイ素粒子の１つ以上に共有結合的に結合することを特徴とする、請求項２０に記載のケイ素粒子製造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新しいケイ素構造体およびケイ素構造体を製造するための方法に関連する。本発明のケイ素構造体は１つ以上の親水性物質を含むことができる。
【０００２】
本発明はまた、マクロ細孔ケイ素を製造するための新しい方法、および、新しいマクロ細孔ケイ素製造物に関する。マクロ細孔ケイ素を製造するための方法は、ケイ素粒子製造物を圧密化し、次いで、圧密化された製造物を陽極化成することを伴う。得られるマクロ細孔ケイ素製造物は、ミクロ細孔ケイ素および／またはメソ細孔ケイ素によって実質的に取り囲まれるマクロ細孔を含むことができる。
【背景技術】
【０００３】
多孔性ケイ素は、多孔性ケイ素が様々な医学的使用のために使用されることを可能にする様々な性質を有する。例えば、多孔性ケイ素は、国際特許出願公開ＷＯ９７０６１０１に記載されるように、生体適合性および再吸収性の材料である；多孔性ケイ素は、国際特許出願公開ＷＯ０１９５９５２に記載されるように、損傷した骨の修復または置換のためのスキャフォールドとして使用することができる；多孔性ケイ素は、国際特許出願公開ＷＯ０２１５８６３に記載されるように、皮膚科学的組成物において使用することができる；多孔性ケイ素は、国際特許出願公開ＷＯ９９５３８９８に記載されるように、薬物などの有益な物質を送達するために使用することができる；また、多孔性ケイ素は、国際特許出願公開ＷＯ０３０１５６３６に記載されるように、様々な診断デバイスにおいて使用することができる。多孔性ケイ素の生物学的性質は、多くの場合、多孔性および細孔サイズに依存している。２％もの低い多孔性を有する多孔性ケイ素、および、９０％を越える多孔性を有する多孔性ケイ素が形成されており、多孔性ケイ素はこの細孔サイズによって分類することができる；ミクロ細孔ケイ素は、直径が２０Å未満である細孔を含有し、メソ細孔ケイ素は、直径が２０Åから５００Åの範囲での細孔を含有し、マクロ細孔ケイ素は、直径が５００Åを越える細孔を含有する。
【０００４】
多孔性ケイ素が製造され得る２つの主要な方法は、陽極化成による方法、および、ステインエッチングによる方法である。陽極化成では、典型的には、ケイ素の中実サンプル（例えば、バルク状の結晶性シリコンウェーハなど）をフッ化水素酸溶液に浸けることが伴う。ケイ素のサンプルとの電気的接触がなされ、電位差が、ケイ素と、溶液内に同様に置かれた第２の電極との間に加えられる。ＨＦがケイ素をエッチングして、細孔を生じさせ、この結果、多孔性ケイ素が形成される。好ましくは、サンプルは、均一な電位差が確立されることを可能にするために、この体積全体を通して半導体である。
【０００５】
ステインエッチングでは、ケイ素サンプルを、強力な酸化剤を含有するフッ化水素酸溶液に浸けることが伴う。ケイ素との電気的接触はなされず、また、電位も加えられない。フッ化水素がケイ素の表面をエッチングして、細孔を生じさせる。
【０００６】
この技術は一般には、電極をそれぞれの小さい粒子に取り付けることが困難であるので、比較的小さいケイ素粒子をエッチングするために使用される。
【０００７】
陽極化成およびステインエッチングは、典型的には、多孔性ケイ素の表面におけるケイ素−水素結合の形成をもたらし、多孔性ケイ素の表面を疎水性にする。多孔性ケイ素は、薬物を動物またはヒトの患者に送達するために使用される場合があり、この疎水性の性質のために、多孔性ケイ素内への親水性薬物の負荷が問題となり得る。
【０００８】
陽極化成の大きな欠点の１つが、この処理能力が比較的低いことであり、この結果、高コストである。電気化学的セルの使用は、ケイ素が加工され得る速度を低下させ、従って、費用を増大させる。さらに、陽極化成のために使用されるケイ素は、好ましくは、この体積全体を通して半導体であり、このことは、典型的には、比較的高価なシリコンウェーハが用いられることを意味する。
【０００９】
ステインエッチングは、シリコンウェーハよりも安価な価格で得ることができる粒子状ケイ素の使用を可能にし、また、時間のかかる電気化学プロセスの使用を伴わない。
【００１０】
しかしながら、製造される多孔性ケイ素の細孔サイズおよび／または多孔性を陽極化成によって制御することの方が、ステインエッチング技術によるよりも容易である。
【００１１】
下記の文書は、本出願に関係のある背景情報を提供する。米国特許第５，１６４，１３８号は、ケイ素系材料を含む粒子を有する物品を製造するためのプロセスを記載する；この場合、粒子は液体の薬剤との反応によって互いに結合する。米国特許第４，３５７，４４３号は、粒子を酸化ホウ素により被覆する工程を含む、ケイ素含有品を製造するためのプロセスを記載する。米国特許第４，０４０，８４８号は、ケイ素粉末およびホウ素の粒子混合物を形成する工程を含む、多結晶性ケイ素の焼結体を製造するためのプロセスを記載する。米国特許第４，８６５，２４５号は、多数の金属接点をそれぞれが有する２つの半導体デバイスを一緒につなぐ方法を記載する。米国特許第６，１２６，８９４号は、高密度の焼結品を鉄−ケイ素合金から製造するための方法を記載する。米国特許第４，８１８，４８２号は、金属合金を水アトマイズ化することを含む、加工物を製造するためのプロセスを記載する。米国特許第５，７１１，８６６号は、金属被覆された複合材の表面から酸化物を除く工程を含む、粉末を圧密化するためのプロセスを記載する。米国特許第６，０５７，４６９号は、冶金学規格のケイ素を粉砕する工程を含む、ケイ素粉末を調製するためのプロセスを記載する。米国特許第４，０４０，８４８号は、多結晶性の焼結体を製造するためのプロセスを記載する。国際特許出願公開ＷＯ０１／９５９５２は、多孔性ケイ素を含むフィクシトル（ｆｉｘｉｔｏｒ）（これは、損傷した骨の修復のために使用することができる）を記載する。国際特許出願公開ＷＯ０３／１０１５０４は、多孔性ケイ素を含むブロックからスキャフォールドを調製する方法を記載する。米国特許第４，７６７，５８５号は、成型された製造物を顆粒状のケイ素から製造するためのプロセスを記載する。米国特許第４，７５９，８８７号は、形状化された製造物をケイ素の顆粒から製造するためのプロセスを記載する。ＪＰ８１０９０１２は高温下での圧縮成型を記載する。ＲＧ  Ｓｔｅｐｈｅｎ＆ＦＬ  Ｒｉｌｅｙによる「酸化ケイ素粉末の圧縮成形」（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、９（１９９２）、３０１−３０７）は、塊状化をもたらす二酸化ケイ素被覆されたケイ素粒子の製造を記載する。Ｄｅｒｂｏｕｚ  Ｄｒａｏｕａ他による「ケイ素粉末を圧縮および焼結することによる光発電用途用多結晶ケイ素シートの製造」は、ケイ素の融点に近い温度での圧縮成形および加熱によるケイ素粉末からのウェーハの製造を記載する。「Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗａｆｅｒ  Ｂｏｎｄｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Ｗｉｌｅｙ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、ＩＳＢＮ０４７１５７４８１３、１９９９）は、２つの平面状単結晶ウェーハ表面を結合することを記載する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記問題の少なくとも一部を少なくとも部分的に解決することが本発明の目的である。十分に規定された多孔性および細孔サイズを有する多孔性ケイ素の低コストおよび迅速な製造を可能にするプロセスを提供することが本発明のさらなる目的である。
【００１３】
親水性の化合物を多孔性ケイ素と組み合わせる方法を提供することは本発明のなおさらなる目的である。ケイ素粒子製造物および親水性の薬物を圧密化することによる薬物負荷の新しい方法を提供することは本発明のさらにさらなる目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
１つの態様によれば、本発明は、下記の工程を含む、ケイ素構造体を製造するための方法を提供する：
（ａ）多数の自由ケイ素粒子を含むケイ素粒子製造物を取得する工程；および
（ｂ）ケイ素粒子製造物の少なくとも一部を圧密化して、多数の結合したケイ素粒子を形成させる工程（この場合、それぞれの結合したケイ素粒子がそれ以外の結合したケイ素粒子の少なくとも１つと結合する）。
【００１５】
この方法は、ケイ素粒子製造物の少なくとも一部を有益な物質と組み合わせる、工程（ａ）と工程（ｂ）との間で行われるさらなる工程を含むことができる。有益な物質は親水性の化合物であり得る。
【００１６】
結合したケイ素粒子の少なくとも２つの間で形成される結合の少なくとも１つは、共有結合によるＳｉ−Ｓｉの結合であり得る。結合したケイ素粒子の少なくとも一部はＳｉ−Ｓｉが共有結合により結合し得る。工程（ｂ）は、Ｓｉ−Ｓｉの共有結合による結合がケイ素粒子の少なくとも２つの間で形成されるような様式で行うことができる。工程（ｂ）は、十分な圧力が、多数の結合したケイ素粒子が形成されるケイ素粒子製造物の少なくとも一部に加えられるように行うことができる。
【００１７】
工程（ａ）および工程（ｂ）は、結合したケイ素粒子の少なくとも一部を含むケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。
【００１８】
工程（ａ）および工程（ｂ）は、ケイ素一体成形体が少なくとも１０個の結合したケイ素粒子を含むような様式で行うことができる。工程（ａ）および工程（ｂ）は、ケイ素一体成形体が少なくとも１００個の結合したケイ素粒子を含むような様式で行うことができる。工程（ａ）および工程（ｂ）は、ケイ素一体成形体が少なくとも１，０００個の結合したケイ素粒子を含むような様式で行うことができる。工程（ａ）および工程（ｂ）は、ケイ素一体成形体が１０個から１０２６個の結合したケイ素粒子を含むような様式で行うことができる。工程（ａ）および工程（ｂ）は、ケイ素一体成形体が１０４個から１０１６個の結合したケイ素粒子を含むような様式で行うことができる。
【００１９】
一体成形体は多孔性である場合があり、この場合、細孔が、結合したケイ素粒子の間のすき間によって形成される。この多孔性により、比較的大きい表面積が生じ得る。
【００２０】
工程（ａ）および工程（ｂ）は、３０ＭＰａから７，０００ＭＰａの間の破壊強さを有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。
【００２１】
工程（ａ）および工程（ｂ）は、７０ＭＰａから７，０００ＭＰａの間の破壊強さを有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。
【００２２】
工程（ａ）および工程（ｂ）は、４０ＭＰａから２５０ＭＰａの間の破壊強さを有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。
【００２３】
工程（ａ）および工程（ｂ）は、５０ＭＰａから１５０ＭＰａの間の破壊強さを有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。
【００２４】
工程（ａ）および工程（ｂ）は、この最長距離で測定されたとき、１０ＫΩｃｍから１０−５Ωｃｍの間の電気抵抗率を有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。工程（ａ）および工程（ｂ）は、この最長距離で測定されたとき、１０ＫΩｃｍから２００ＫΩｃｍの間の電気抵抗率を有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。工程（ａ）および工程（ｂ）は、この最長距離で測定されたとき、１０ＫΩｃｍから６０ＫΩｃｍの間の電気抵抗率を有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。
【００２５】
結合したケイ素粒子の間におけるケイ素−ケイ素の共有結合による結合の形成は、比較的大きい機械的強度および低い電気抵抗率を有する一体成形体をもたらし得る。
【００２６】
一般には、２つの結合したケイ素粒子の間に形成された結合の電気抵抗率は、それらの粒子のいずれかが形成されるケイ素の電気抵抗率よりも大きい。従って、一体成形体は、それぞれの粒子が形成されるケイ素よりも著しく大きい電気抵抗率を有すると思われる。結合の数が多くなるほど、この最長距離の間での一体成形体の抵抗から計算されたとき、抵抗率は大きくなる。
【００２７】
工程（ａ）および工程（ｂ）は、一体成形体が形成される結合したケイ素粒子のそれぞれが、ケイ素一体成形体が形成されるそれ以外の結合したケイ素粒子のそれぞれと一体化しているような様式で行うことができる。
【００２８】
本発明の方法は、ケイ素粒子製造物の一部を還元するさらなる工程（ｒ）を含むことができる。工程（ｒ）は工程（ｂ）の前に行うことができる。工程（ｒ）は、ケイ素酸化物を自由ケイ素粒子の表面の少なくとも一部から実質的に除く工程を含むことができる。工程（ｒ）は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を還元剤で処理する工程を含むことができる。工程（ｒ）は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を、ＮａＯＨ、ＫＯＨおよびＨＦの１つ以上から選択される還元剤で処理する工程を含むことができる。工程（ｒ）は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を、ＨＦ水溶液、エタノール性ＨＦ溶液、メタノール性ＨＦ溶液およびエタン酸ＨＦ溶液の１つ以上から選択されるフッ化水素酸の溶液で処理する工程を含むことができる。工程（ｒ）は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部をＨＦ蒸気で処理する工程を含むことができる。工程（ｒ）は、Ｓｉ−Ｈ結合が自由ケイ素粒子の少なくとも一部の粒子の表面で形成されるような様式で行うことができる。工程（ｒ）は、Ｓｉ−Ｈ結合が自由ケイ素粒子のほとんどの粒子の表面で形成されるような様式で行うことができる。
【００２９】
フッ化水素酸による自由ケイ素粒子の処理は、少なくとも部分的に水素末端化される表面を有する自由ケイ素粒子の形成をもたらすので、また、自由ケイ素粒子の表面に結合していた何らかの酸素原子が少なくとも部分的に除かれるので、好都合である。
【００３０】
自由ケイ素粒子の表面における酸素原子の存在は、ケイ素粒子製造物を圧密化することをより困難にすることが見出された。すなわち、ケイ素の表面に結合した酸素の存在は、結合したケイ素粒子の間におけるＳｉ−Ｓｉの共有結合による結合を形成することをより困難にしている。酸素の存在はＨＦの溶液における一体成形体の安定性を低下させ、このことは、断片化する可能性をより大きくする。表面酸化物はまた、一体成形体の電気抵抗率を増大させる場合がある。
【００３１】
自由ケイ素粒子の表面における水素原子の存在はまた、圧密化前のケイ素表面への酸素の再結合を防止することを助けるので好都合である。
【００３２】
表面Ｓｉ−Ｈ結合を含むケイ素粒子製造物の圧密化はシランの形成をもたらす場合がある。本発明の方法は、結合したケイ素粒子の形成に由来するシランガスを検出するさらなる工程（ｈ）を含むことができる。シランの形成は、Ｓｉ−Ｈ結合の破壊およびＳｉ−Ｓｉ結合の形成の証拠を提供する。
【００３３】
工程（ｂ）は、圧力を自由ケイ素粒子の少なくとも一部に加える工程（ｐ）を含むことができる。
【００３４】
工程（ｂ）は、（ｃｉ）自由ケイ素粒子の少なくとも一部を容器に入れる工程と、（ｄｉ）容器の体積を減少する工程とを含むことができる。
【００３５】
工程（ｃｉ）および工程（ｄｉ）は、圧力が、容器に含有される自由ケイ素粒子の少なくとも一部に加えられるような様式で行うことができる。
【００３６】
工程（ｂ）は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を容器に入れる工程と、一軸方向の圧力または等方向（ｉｓｏｓｔａｔｉｃ）の圧力を容器に含有される自由ケイ素粒子に加える工程とを含むことができる。
【００３７】
工程（ｂ）は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を容器に入れる工程と、等方向の圧力を容器に含有される自由ケイ素粒子に加える工程とを含むことができる。
【００３８】
一軸方向の圧力は５，０００ＭＰａから５０ＭＰａの間であり得る。
【００３９】
一軸方向の圧力は１，０００ＭＰａから１００ＭＰａの間であり得る。
【００４０】
一軸方向の圧力は１，０００ＭＰａから２００ＭＰａの間であり得る。
【００４１】
一軸方向の圧力は７５０ＭＰａから２００ＭＰａの間であり得る。
【００４２】
一軸方向の圧力は５０ＭＰａから１０ＭＰａの間であり得る。
【００４３】
等方向の圧力は５，０００ＭＰａから５０ＭＰａの間であり得る。
【００４４】
等方向の圧力は１，０００ＭＰａから１００ＭＰａの間であり得る。
【００４５】
等方向の圧力は１，０００ＭＰａから２００ＭＰａの間であり得る。
【００４６】
等方向の圧力は７５０ＭＰａから２００ＭＰａの間であり得る。
【００４７】
等方向の圧力は５０ＭＰａから１０ＭＰａの間で可能である。
【００４８】
工程（ｂ）は、（ｃｉｉ）自由ケイ素粒子の少なくとも一部を鋳型の少なくとも一部により囲まれた体積に入れる工程と、（ｄｉｉ）囲まれた体積を減少する工程とを含むことができる。
【００４９】
工程（ｃｉｉ）および工程（ｄｉｉ）は、圧力が、鋳型に含有される自由ケイ素粒子の少なくとも一部に加えられるような様式で行うことができる。
【００５０】
ケイ素粒子製造物は半導体ケイ素を含むことができる。粒子状ケイ素製造物は、多結晶ケイ素、非晶質ケイ素、バルク結晶ケイ素および冶金学規格ケイ素の１つ以上を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、化学気相成長によって調製されたケイ素粒子を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、水素末端を有するケイ素粒子を含むことができ、この場合、水素末端を有するそれぞれの粒子は半導体ケイ素および表面Ｓｉ−Ｈ結合を含む。ケイ素粒子製造物は、酸素末端を有するケイ素粒子を含むことができ、この場合、酸素末端を有するそれぞれの粒子は半導体ケイ素および表面Ｓｉ−Ｏ結合を含む。
【００５１】
本明細書の目的のために、冶金学規格ケイ素は、シリカを１５００℃から２５００℃の間の温度でアーク炉において炭素によって還元することによって調製されているケイ素であり、９５％から９９．９％の純度を有する。
【００５２】
自由ケイ素粒子の少なくとも一部は半導体ケイ素を含むことができる。自由ケイ素粒子の少なくとも一部は、多結晶ケイ素、非晶質ケイ素、バルク結晶ケイ素および冶金学規格ケイ素の１つ以上を含むことができる。自由ケイ素粒子は、化学気相成長によって調製されたケイ素粒子を含むことができる。
【００５３】
ケイ素粒子製造物は多孔性ケイ素を含むことができる。自由ケイ素粒子の少なくとも一部は多孔性ケイ素を含むことができる。自由ケイ素粒子のそれぞれが多孔性ケイ素を含むことができる。
【００５４】
ケイ素粒子製造物の圧密化は多孔性の一体成形体をもたらすことができ、この場合、細孔が、結合したケイ素粒子の間の空間から形成される。しかしながら、自由ケイ素粒子は、圧密化の前に、自身が多孔性であってもよい。例えば、自由ケイ素粒子はステインエッチングによって多孔化されていてもよい。
【００５５】
ケイ素粒子製造物は下記元素の１つ以上を含むことができる：Ｙ、Ｐ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｌａ、Ｃａ、Ｐｄ、Ｓｒ、Ｉ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｐｂ、ＳｎおよびＡｕ。自由ケイ素粒子の少なくとも一部は下記元素の１つ以上を含むことができる：Ｙ、Ｐ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｌａ、Ｃａ、Ｐｄ、Ｓｒ、Ｉ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｐｂ、ＳｎおよびＡｕ。
【００５６】
好ましくは、ケイ素粒子製造物は下記元素の１つ以上を含むことができる：Ｙ、Ｂ、ＰおよびＳｎ。好ましくは、自由ケイ素粒子の少なくとも一部は下記元素の１つ以上を含むことができる：Ｙ、Ｂ、ＰおよびＳｎ。
【００５７】
本発明の方法は、ケイ素一体成形物の少なくとも一部を多孔化するさらなる工程（ｅ）を含むことができる。本発明の方法は、ケイ素一体成形物をフッ化水素酸の溶液において陽極化成することによってケイ素一体成形物の少なくとも一部を多孔化するさらなる工程（ｅ）を含むことができる。本発明の方法は、界面活性剤を含むフッ化水素酸の溶液においてケイ素一体成形物を陽極化成することによってケイ素一体成形物の少なくとも一部を多孔化するさらなる工程（ｅ）を含むことができる。界面活性剤は、エタノール、メタノール、酢酸、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面苛性剤の１つ以上を含むことができる。
【００５８】
ＨＦ酸溶液への界面活性剤の添加は、ＨＦ溶液によるケイ素一体成形体の濡れを改善することができる。
【００５９】
工程（ｅ）は、ＨＦの溶液が一体成形体の細孔の中に進入することを可能にする工程を含むことができ、この場合、細孔は、一体成形体が形成される結合したケイ素粒子の間の空間によって形成される。
【００６０】
陽極化成による一体成形体の多孔化が効果的であるためには、一体成形体は十分に大きい電気伝導率を有しなければならず、また、ＨＦの溶液に浸されたとき、十分な構造的安定性を有しなければならない。一体成形体を非常に多数の自由ケイ素粒子から形成することができ、従って、要求される安定性および伝導率は、それに対応するような非常に多数の結合をケイ素粒子間に形成することによって達成され得るだけである。形成された結合の強さ、および、結合したケイ素粒子の間での接触の程度もまた、陽極化成プロセスの成功に影響を及ぼす。
【００６１】
界面活性剤の使用は、結合したケイ素粒子の間に位置する細孔の中へのフッ化水素酸溶液の進入を助けることができる。
【００６２】
本発明の方法は、ケイ素一体成形体をフッ化水素酸の溶液においてステインエッチングすることによってケイ素一体成形物の少なくとも一部を多孔化するさらなる工程（ｅ）を含むことができる。
【００６３】
工程（ｅ）の前に、少なくとも１つの電極をケイ素一体成形物に取り付ける工程を行うことができる。
【００６４】
一体成形体は多数のマクロ細孔を含むことができ、この場合、それぞれの細孔が、少なくとも部分的には、結合したケイ素粒子の間のすき間によって形成される。一体成形体に含有されるマクロ細孔の平均サイズは５００Åから２００ミクロンの間のサイズを有することができる。
【００６５】
一体成形体は多数の細孔を含むことができ、この場合、それぞれの細孔が、少なくとも部分的には、結合したケイ素粒子の間のすき間によって形成される。一体成形体は多数のナノ粒子を含むことができ、一体成形体に含有される細孔の平均サイズは５０Åから１ミクロンの間のサイズを有することができる。
【００６６】
工程（ｅ）は、フッ化水素酸の溶液が一体成形体の細孔の少なくとも１つの中を通ることを可能にする工程を含むことができる。工程（ｅ）は、フッ化水素酸の溶液が一体成形体の細孔の実質的にすべての細孔の中を通ることを可能にする工程を含むことができる。工程（ｅ）は、フッ化水素酸の溶液が一体成形体の細孔の一部の中を通ることを可能にする工程を含むことができる。
【００６７】
工程（ｅ）は、結合したケイ素粒子の少なくとも１つがこの体積全体を通して多孔化されるような様式で行うことができる。工程（ｅ）は、結合したケイ素粒子の少なくとも１つが実質的にこの体積全体を通して多孔化されるような様式で行うことができる。工程（ｅ）は、結合したケイ素粒子の実質的にそれぞれがこの体積全体を実質的に通して多孔化されるような様式で行うことができる。
【００６８】
この方法でのマクロ細孔のケイ素一体成形体の製造は比較的安価なケイ素粒子製造物（例えば、冶金学規格のケイ素など）の陽極化成を可能にする。ケイ素粒子製造物は、十分な機械的強度と、電極の取り付けを可能にするための、従って、陽極化成を可能にするためのサイズとを有する一体成形体を形成するために圧密化される。ケイ素のマクロ細孔体は大きい表面積を有しており、この結果、多孔性ケイ素の収率が、使用されたケイ素の量に対して大きい。
【００６９】
工程（ｅ）は、ミクロ細孔ケイ素および／またはメソ細孔ケイ素がケイ素一体成形体から形成されるような様式で行うことができる。
【００７０】
一体成形体は、工程（ｅ）が行われる前に、細孔が、結合したケイ素粒子の間の空間から形成されることの結果として、および／または、粒子製造物が自由の多孔性ケイ素粒子を含むことの結果として、既に多孔性であってもよい。
【００７１】
本発明の方法は、ケイ素一体成形体を断片化する、工程（ｅ）の後で行われるさらなる工程（ｇ）を含むことができる。工程（ｇ）は、一体成形体を機械的に破砕する工程を含むことができる。工程（ｇ）は、一体成形体を超音波によって断片化する工程を含むことができる。工程（ｇ）は、多数の部分的な表面多孔性のケイ素粒子が生じるような様式で行うことができ、この場合、それぞれの部分的な表面多孔性粒子の表面は多孔性の領域および非多孔性の領域を含む。
【００７２】
工程（ｅ）および工程（ｇ）を含む方法は、他の先行技術の方法によって製造することができない小さい陽極化成された多孔性ケイ素粒子の形成を可能にする。
【００７３】
それぞれの結合したケイ素粒子が少なくとも１つの他の結合したケイ素粒子に結合させられ、この結合を、圧力を２つ以上の自由ケイ素粒子に加えることによって形成させることができる。
【００７４】
ケイ素一体成形体は第１のケイ素結合粒子および第２のケイ素結合粒子を含むことができる。第１および第２の結合したケイ素粒子を、互いに直接的に接触させることなく、互いに一体化することができる。すなわち、第１および第２の結合したケイ素粒子を中間の結合したケイ素粒子によってつなぐことができる。
【００７５】
工程（ｂ）は、ケイ素粒子製造物を加熱する工程（ｈ）を含むことができる。工程（ｂ）は、ケイ素粒子製造物を５０℃から５００℃の間の温度に加熱する工程を含むことができる。工程（ｂ）は、ケイ素粒子製造物を実質的に一定の温度で維持する工程を含むことができる。
【００７６】
工程（ｂ）は−５℃から＋５℃の間の温度で１秒から１時間の時間にわたって行うことができる。工程（ｂ）は、ケイ素粒子製造物を−２０℃から＋２０℃の間の温度で０．１秒から１時間の時間にわたって維持する工程を含むことができる。工程（ｂ）は−５０℃から＋５０℃の間の温度において１分から１０時間の間で行うことができる。
【００７７】
圧力を自由ケイ素粒子の少なくとも一部に加える工程（ｐ）の前に、ケイ素粒子製造物を加熱する工程（ｈ）を行うことができる。
【００７８】
工程（ｂ）は、ケイ素粒子製造物の少なくとも一部を低音圧縮する工程を含むことができる。
【００７９】
工程（ａ）および工程（ｂ）は、ケイ素一体成形体がケイ素１グラムあたり１０ｃｍ２以上の表面積を有するような様式で行うことができる。工程（ａ）および工程（ｂ）は、ケイ素一体成形体がケイ素１グラムあたり１００ｃｍ２以上の表面積を有するような様式で行うことができる。工程（ａ）および工程（ｂ）は、ケイ素一体成形体がケイ素１グラムあたり１，０００ｃｍ２以上の表面積を有するような様式で行うことができる。
【００８０】
低音圧縮技術によって形成されたケイ素一体成形体の表面積は、熱間圧縮技術によって形成されたケイ素一体成形体の表面積と比較して大きい場合がある。これは、熱間圧縮は、空洞および欠陥が除かれることを引き起こす表面ケイ素原子の再配置をもたらすことができるからである。
【００８１】
本発明の方法はさらに、ガスを、自由ケイ素粒子の少なくとも一部が位置する領域に導入する工程（ｉ）を含むことができ、この場合、ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴンおよび水素の１つ以上を含むことができる。
【００８２】
本発明の方法は、ガスを、自由ケイ素粒子の少なくとも一部が位置する領域から除く工程（ｖ）を含むことができる。本発明の方法は、圧力が１ｍｍＨｇ未満に減圧されるような様式で、ガスを、自由ケイ素粒子の少なくとも一部が位置する領域から除く工程を含むことができる。
【００８３】
工程（ｂ）は、不活性な雰囲気において、または、Ｈ２ガスを含む雰囲気において行うことができる。不活性な雰囲気は希ガス（例えば、アルゴンなど）を含むことができる。
【００８４】
工程（ｂ）および／または工程（ｈ）は工程（ｉ）および／または工程（ｖ）の後および／または期間中に行うことができる。
【００８５】
本発明の方法は、ケイ素粒子製造物を有益な物質と組み合わせる、工程（ａ）と工程（ｂ）との間で行われる工程を含むことができ、この場合、工程（ａ）および工程（ｂ）は、有益な物質が、結合したケイ素粒子の間の細孔に位置するような様式で行われる。
【００８６】
少なくとも部分的には、有益な物質を工程（ａ）および工程（ｂ）によって形成される圧密化された製造物の中に捕捉することによって、有益な物質の放出を制御することができる。従って、本発明の方法は、生理学的環境での制御された放出が要求され得る親水性薬物を含む医薬用製造物の製造において特に有益である。結合したケイ素粒子を自由な多孔性ケイ素粒子から製造することは、結合したケイ素粒子によって形成される細孔に有益な物質を捕捉することを助けるので好都合である場合がある。
【００８７】
有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが１００個を越える原子を有する。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが１０００個を越える原子を有する。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが１００個から５，０００個の原子を有する。
【００８８】
有益な物質をケイ素粒子製造物と組み合わせる工程は、ケイ素粒子製造物の少なくとも一部を、有益な物質の蒸気、有益な物質のガス、液体の有益な物質、固体の有益な物質、および、有益な物質の溶液の１つ以上と接触させる工程を含むことができる。
【００８９】
本発明の方法は、工程（ａ）および工程（ｂ）によって形成される圧密化された製造物を断片化するさらなる工程を含むことができる。
【００９０】
本明細書の目的のために、「有益な物質」は、ヒトまたは動物の対象に投与されたとき、全体として有益である何かである：有益な物質は、毒素、すなわち、望ましくない細胞にとって／望ましくない生理学的プロセスを妨害するために毒性であり得る。例えば、この目的が、ガン細胞を殺すことであるとしても、抗ガン物質は「有益」であると見なされる。
【００９１】
ケイ素粒子製造物は１ｘ１０−４ミクロンから１ｘ１０−２ミクロンの間の平均粒子サイズを有することができる。ケイ素粒子製造物は１ｘ１０−３ミクロンから１ｘ１０−２ミクロンの間の平均粒子サイズを有することができる。ケイ素粒子製造物は２ｘ１０−３ミクロンから１ｘ１０−２ミクロンの間の平均粒子サイズを有することができる。
【００９２】
ケイ素粒子製造物は０．０１ミクロンから５ｍｍの間の平均粒子サイズを有することができる。ケイ素粒子製造物は１ミクロンから５００ミクロンの間の平均粒子サイズを有することができる。ケイ素粒子製造物は１ミクロンから１ｍｍの間の平均粒子サイズを有することができる。ケイ素粒子製造物は１ｎｍから１５０ミクロンの間の平均粒子サイズを有することができる。
【００９３】
ケイ素粒子製造物が形成される自由ケイ素粒子の少なくとも１／１０はそれぞれが１ｘ１０−４ミクロンから１ｘ１０−２ミクロンの間の最大の大きさを有することができる。ケイ素粒子製造物が形成される自由ケイ素粒子の少なくとも１／１０はそれぞれが１ミクロンから５００ミクロンの間の最大の大きさを有することができる。
【００９４】
さらなる態様によれば、本発明は、下記の工程を含む、ケイ素および有益な物質を含むケイ素構造体を製造するための方法を提供する：
（ａ）多数のケイ素粒子を含むケイ素粒子製造物を有益な物質と組み合わせる工程、および、
（ｂ）ケイ素粒子製造物の少なくとも一部および有益な物質の少なくとも一部を圧密化して、ケイ素および有益な物質を含むケイ素構造体を形成する工程。
【００９５】
ケイ素構造体は、有益な物質の少なくとも一部およびケイ素粒子製造物の少なくとも一部を含む一体成形体を含むことができる。
【００９６】
本発明の方法は、ケイ素構造体が少なくとも部分的に形成される一体成形体を断片化するさらなる工程を含むことができる。
【００９７】
ケイ素粒子製造物は、多孔性ケイ素、多結晶ケイ素、バルク結晶ケイ素、非晶質ケイ素および冶金学規格ケイ素の１つ以上を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、ステインエッチングされた多孔性ケイ素および／または陽極化成された多孔性ケイ素を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、化学気相成長によって調製されたケイ素を含むことができる。
【００９８】
多孔性ケイ素は、ミクロ細孔ケイ素、マクロ細孔ケイ素およびメソ細孔ケイ素の１つ以上を含むことができる。
【００９９】
有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は、先行技術の方法によって多孔性ケイ素の細孔の中に導入することが困難である他の薬物を含むことができる。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが１００個を越える原子を有する。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが１０００個を越える原子を有する。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが１００個から５，０００個の原子を有する。
【０１００】
工程（ａ）は、ケイ素粒子製造物の少なくとも一部を、有益な物質の蒸気、有益な物質のガス、液体の有益な物質、有益な物質の溶液の１つ以上と接触させる工程を含むことができる。
【０１０１】
工程（ｂ）は、（ｃｉ）ケイ素粒子の少なくとも一部および有益な物質の少なくとも一部を容器に入れる工程と、（ｄｉ）容器の体積を減少する工程とを含むことができる。
【０１０２】
工程（ｃｉ）および工程（ｄｉ）は、圧力が、容器に含有される自由ケイ素粒子の少なくとも一部および有益な物質の少なくとも一部に加えられるような様式で行うことができる。
【０１０３】
工程（ｂ）は、ケイ素粒子製造物および有益な物質を容器に入れる工程と、一軸方向の圧力を容器内の有益な物質の少なくとも一部およびケイ素粒子製造物の少なくとも一部に加える工程とを含むことができる。
【０１０４】
一軸方向の圧力は５，０００ＭＰａから５０ＭＰａの間であり得る。
【０１０５】
一軸方向の圧力は１，０００ＭＰａから１００ＭＰａの間であり得る。
【０１０６】
一軸方向の圧力は１，０００ＭＰａから２００ＭＰａの間であり得る。
【０１０７】
一軸方向の圧力は７５０ＭＰａから２００ＭＰａの間であり得る。
【０１０８】
一軸方向の圧力は５００ＭＰａから１０ＭＰａの間であり得る。
【０１０９】
工程（ｂ）は、（ｃｉｉ）ケイ素粒子の少なくとも一部および有益な物質の少なくとも一部を鋳型の少なくとも一部により囲まれた体積に入れる工程と、（ｄｉｉ）囲まれた体積を減少する工程とを含むことができる。
【０１１０】
工程（ｃｉｉ）および工程（ｄｉｉ）は、圧力が、鋳型に含有されるケイ素粒子の少なくとも一部および鋳型に含有される有益な物質の少なくとも一部に加えられるような様式で行うことができる。
【０１１１】
ケイ素構造体は医療用デバイスの少なくとも一部を形成することができる。
【０１１２】
工程（ｂ）は、ケイ素粒子製造物および有益な物質を−５℃から＋５℃の間の温度において１秒から１時間の時間にわたって維持する工程を含むことができる。工程（ｂ）は、ケイ素粒子製造物および有益な物質を−２０℃から＋２０℃の間の温度において０．１秒から１０時間の時間にわたって維持する工程を含むことができる。工程（ｂ）は、ケイ素粒子製造物および有益な物質を−５０℃から＋５０℃の間の温度において１分から１時間の間で維持する工程を含むことができる。
【０１１３】
さらなる態様によれば、本発明は、有益な物質を、少なくとも２つのケイ素層の間に挟んで、構造体を形成する工程を含む、ケイ素構造体を製造するための方法を提供する。
【０１１４】
有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが１００個を越える原子を有する。有益な物質は親水性化の合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが１０００個を越える原子を有する。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが１００個から５，０００個の原子を有する。
【０１１５】
ケイ素粒子製造物は、多孔性ケイ素、多結晶ケイ素、バルク結晶ケイ素、非晶質ケイ素および冶金学規格ケイ素の１つ以上を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、ステインエッチングされた多孔性ケイ素および／または陽極化成された多孔性ケイ素を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、化学気相成長によって調製されたケイ素を含むことができる。
【０１１６】
ケイ素層の少なくとも１つは多孔性ケイ素の膜を含むことができる。ケイ素層の少なくとも１つは、最大の大きさが０．５ｍｍから２０ｍｍの間である多孔性ケイ素の膜を含むことができる。ケイ素層の少なくとも１つは実質的に平面状であり得る。ケイ素層の少なくとも１つは実質的に球状であり得る。有益な物質は１つまたはそれ以上の層を構成することができる。
【０１１７】
多孔性ケイ素は、ミクロ細孔ケイ素、マクロ細孔ケイ素およびメソ細孔ケイ素の１つ以上を含むことができる。
【０１１８】
本発明の方法はさらに、シーラント物質をケイ素構造体の表面の少なくとも一部に塗布する工程を含むことができる。本発明の方法は、多孔性ケイ素の侵食から、または、多孔性ケイ素の細孔を通した拡散から生じるのとは異なる有益な物質の放出が、ケイ素構造体が生理学的電解質の中に置かれたときに実質的に妨げられるような様式で、シーラント物質をケイ素構造体の少なくとも一部に塗布するさらなる工程を含むことができる。
【０１１９】
有益な物質を挟む工程は、有益な物質を前記少なくとも２つのケイ素層の少なくとも一部と機械的に接触させる工程を含むことができる。有益な物質を挟む工程は、有益な物質が層の両方またはそれぞれの少なくとも一部と接触するような様式で、圧力を層の両方またはそれぞれに加える工程を含むことができる。
【０１２０】
ケイ素の層および有益な物質の層を交互に積み重ね、場合により、シーラントをサンドイッチ構造体の両端に塗布することによって、様々な形態を達成することができる。このことは、有益な物質の負荷および放出についてより大きな制御を可能にし、また、親水性物質の負荷に関して特に有益である。有益な物質の放出が、構造体が生理学的環境に浸されたときには、ケイ素層間の接触によって形成されたマクロ細孔を通した拡散の結果として生じ得る。または、有益な物質の放出が、ケイ素層を通した拡散の結果として、または、ケイ素層の侵食の結果として生じ得る。
【０１２１】
本発明の方法は、サンドイッチ構造体を断片化するさらなる工程を含むことができる。
【０１２２】
さらなる態様によれば、本発明は、上記態様のいずれかにおいて規定されるようなプロセスによって得ることができる製造物を提供する。
【０１２３】
さらなる態様によれば、本発明は、ケイ素骨格を含むケイ素一体成形体を提供する。
【０１２４】
ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが５００Åから２００ミクロンの間であるマクロ細孔ケイ素と、ミクロ細孔ケイ素および／またはメソ細孔ケイ素とを含むことができる。
【０１２５】
ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが５００Åから１０ミクロンの間であるマクロ細孔ケイ素と、ミクロ細孔ケイ素および／またはメソ細孔ケイ素とを含むことができる。
【０１２６】
ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが１ミクロンから１００ミクロンの間であるマクロ細孔ケイ素と、ミクロ細孔ケイ素および／またはメソ細孔ケイ素とを含むことができる。
【０１２７】
ケイ素一体成形体は１ｍｍから５ｃｍの間の最大の大きさを有することができる。ケイ素一体成形体は１ｃｍから５０ｃｍの間の最大の大きさを有することができる。
【０１２８】
一体成形体の表面ケイ素原子の少なくとも０．１％はそれぞれが水素原子に結合していてもよい。一体成形体の表面ケイ素原子の少なくとも１％はそれぞれが水素原子に結合していてもよい。一体成形体の表面ケイ素原子の少なくとも１０％はそれぞれが水素原子に結合していてもよい。
【０１２９】
ケイ素一体成形体はケイ素１グラムあたり１０ｃｍ２から２００ｃｍ２の間の表面積を有することができる。ケイ素一体成形体はケイ素１グラムあたり５０ｃｍ２から５００ｃｍ２の間の表面積を有することができる。ケイ素一体成形体はケイ素１グラムあたり１０ｃｍ２から１０，０００ｃｍ２の間の表面積を有することができる。
【０１３０】
ケイ素一体成形体が形成される結合したケイ素粒子の少なくとも１／１０はそれぞれが０．０１ミクロンから５００ミクロンの間の最大の大きさを有することができる。
【０１３１】
ケイ素一体成形体が形成される結合したケイ素粒子の少なくとも１／１０はそれぞれが１ｎｍから１０ミクロンの間の最大の大きさを有することができる。
【０１３２】
ケイ素一体成形体は、平均粒子サイズが０．０１ミクロンから５ｍｍの間である結合したケイ素粒子を含むことができる。ケイ素一体成形体は、平均粒子サイズが１ミクロンから５００ミクロンの間である結合したケイ素粒子を含むことができる。ケイ素一体成形体は、平均粒子サイズが１ミクロンから１ｍｍの間である結合したケイ素粒子を含むことができる。ケイ素一体成形体は、平均粒子サイズが１ｎｍから１５０ミクロンの間である結合したケイ素粒子を含むことができる。
【０１３３】
ケイ素一体成形体は、最大の大きさが１ｎｍから５０ｎｍの範囲にある結合したケイ素ナノ粒子を含むことができ、また、ケイ素一体成形体は、結合したナノ粒子の間の空間によって形成されるミクロ細孔および／またはメソ細孔を含むことができ、および、生理学的環境において再吸収性であり得る。
【０１３４】
ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが１ｘ１０−４ミクロンから１ｘ１０−２ミクロンの間であるミクロ細孔ケイ素を含むことができ、この場合、ミクロ細孔はケイ素粒子間の空間によって形成される。
【０１３５】
ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが１ｘ１０−３ミクロンから１ｘ１０−２ミクロンの間であるミクロ細孔ケイ素を含むことができる。
【０１３６】
ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが２ｘ１０−３ミクロンから１ｘ１０−２ミクロンの間であるミクロ細孔ケイ素を含むことができる。
【０１３７】
本明細書の目的のために、相互に連絡したマクロ細孔は、１つまたはそれ以上のメソ細孔および／または１つまたはそれ以上のミクロ細孔によって少なくとも１つの他のマクロ細孔に連絡するマクロ細孔である。
【０１３８】
一体成形体は少なくとも１個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができ、一体成形体は少なくとも１０個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができる。一体成形体は少なくとも１００個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができ、一体成形体は少なくとも１，０００個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができる。
【０１３９】
一体成形体は、１０個の隣接したマクロ細孔あたり少なくとも１個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができる。一体成形体は、１００個の隣接したマクロ細孔あたり少なくとも１個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができる。一体成形体は、１，０００個の隣接したマクロ細孔あたり少なくとも１個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができる。
【０１４０】
マクロ細孔の少なくとも１つがマクロ細孔表面および／またはメソ細孔ケイ素表面の少なくとも一部によって規定され得る。マクロ細孔の少なくとも一部がマクロ細孔ケイ素表面および／またはメソ細孔ケイ素表面の少なくとも一部によって規定され得る。マクロ細孔のそれぞれがマクロ細孔ケイ素表面および／またはメソ細孔ケイ素表面の少なくとも一部によって規定され得る。
【０１４１】
マクロ細孔の少なくとも一部がケイ素骨格の少なくとも一部において形成される場合があり、マクロ細孔が形成されるケイ素骨格またはケイ素骨格の一部はミクロ細孔ケイ素および／またはメソ細孔ケイ素の少なくとも一部を含むことができる。
【０１４２】
ケイ素一体成形体は、この最長距離で測定されたとき、１０ＫΩｃｍから１０−５Ωｃｍの間の電気抵抗率を有することができる。ケイ素一体成形体は、この最長距離で測定されたとき、１０ＫΩｃｍから２５０ＫΩｃｍの間の電気抵抗率を有することができる。ケイ素一体成形体は、この最長距離で測定されたとき、１０ＫΩｃｍから１００ＫΩｃｍの間の電気抵抗率を有することができる。
【０１４３】
ケイ素一体成形体は３０ＭＰａから１，０００ＭＰａの破壊強さを有することができる。
【０１４４】
ケイ素一体成形体は７０ＭＰａから７，０００ＭＰａの破壊強さを有することができる。
【０１４５】
ケイ素一体成形体は４０ＭＰａから２５０ＭＰａの破壊強さを有することができる。
【０１４６】
ケイ素一体成形体は５０ＭＰａから１５０ＭＰａの破壊強さを有することができる。
【０１４７】
ケイ素一体成形体は下記元素の１つ以上を含むことができる：Ｙ、Ｐ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｌａ、Ｃａ、Ｐｄ、Ｓｒ、Ｉ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｐｂ、ＳｎおよびＡｕ。ケイ素一体成形体は下記同位体の１つ以上を含むことができる：９０Ｙ、３２Ｐ、１２４Ｓｂ、１１４Ｉｎ、５９Ｆｅ、７６Ａｓ、１４０Ｌａ、４７Ｃａ、１０３Ｐｄ、８９Ｓｒ、１３１Ｉ、１２５Ｉ、６０Ｃｏ、１９２Ｉｒ、１２Ｂ、１０Ｂ、７１Ｇｅ、６４Ｃｕ、２０３Ｐｂおよび１９８Ａｕ。
【０１４８】
ケイ素一体成形体は、ガンの処置において使用される放射性核種および／または細胞毒性剤を含むガン処置デバイスの少なくとも一部を形成することができる。
【０１４９】
ケイ素一体成形体は、ガンの処置において使用される下記の放射性核種の１つ以上から選択される放射性核種を含むガン処置デバイスの少なくとも一部を形成することができる：９０Ｙ、３２Ｐ、１２４Ｓｂ、１１４Ｉｎ、５９Ｆｅ、７６Ａｓ、１４０Ｌａ、４７Ｃａ、１０３Ｐｄ、８９Ｓｒ、１３１Ｉ、１２５Ｉ、６０Ｃｏ、１９２Ｉｒ、１２Ｂ、１０Ｂ、７１Ｇｅ、６４Ｃｕ、２０３Ｐｂおよび１９８Ａｕ。
【０１５０】
ケイ素一体成形体は、下記の１つ以上から選択される細胞毒性剤を含むガン処置薬物送達デバイスの少なくとも一部を形成することができる：アルキル化剤（例えば、クロラムブチルなど）、細胞毒性抗体（例えば、ドキソルビシンなど）、代謝拮抗剤（例えば、フルオロウラシルなど）、ビンカアルカロイド（例えば、ビンブラスチンなど）、ホルモン調節剤（例えば、ＧＮＲＨなど）、および、白金化合物（例えば、シスプラチンなど）。
【０１５１】
ケイ素一体成形体は、有益な物質を含む薬物送達デバイスの少なくとも一部を形成することができる。ケイ素一体成形体は、親水性の有益な物質を含む薬物送達デバイスの少なくとも一部を形成することができる。
【０１５２】
ケイ素一体成形体は、下記のガンの１つまたはそれ以上の処置において使用される、９０Ｙ、３２Ｐ、１２４Ｓｂ、１１４Ｉｎ、５９Ｆｅ、７６Ａｓ、１４０Ｌａ、４７Ｃａ、１０３Ｐｄ、８９Ｓｒ、１３１Ｉ、１２５Ｉ、６０Ｃｏ、１９２Ｉｒ、１２Ｂ、７１Ｇｅ、６４Ｃｕ、２０３Ｐｂおよび１９８Ａｕの放射性核種の１つ以上を有するガン処置デバイスの少なくとも一部を形成することができる：前立腺ガン、肝臓ガン、膵臓ガン、乳ガン、肺ガン、脳ガンおよび精巣ガン。
【０１５３】
一体成形体は、骨の修復または置換において使用される整形外科用スキャフォールドの少なくとも一部を形成することができる。一体成形体は、軟組織の修復または置換において使用される組織工学用スキャフォールドの少なくとも一部を形成することができる。
【０１５４】
ケイ素一体成形体は半導体ケイ素を含むことができる。自由ケイ素粒子の少なくとも一部は、多結晶ケイ素、非晶質ケイ素、バルク結晶ケイ素および冶金学規格ケイ素の１つ以上を含むことができる。
【０１５５】
ケイ素骨格は多数の結合したケイ素粒子を含むことができ、この場合、それぞれの結合したケイ素粒子がそれ以外の結合したケイ素粒子の少なくとも１つに結合している。
【０１５６】
結合したケイ素粒子の少なくとも一部は、マクロ細孔ケイ素、メソ細孔ケイ素およびミクロ細孔ケイ素の１つ以上を含むことができる。
【０１５７】
ケイ素一体成形体は、有益な物質と、結合剤物質とを含む薬物送達インプラントの少なくとも一部を形成することができ、この場合、結合剤物質は、有益な物質の少なくとも一部をケイ素骨格の少なくとも一部に結合するように所定の構造および組成を有する。
【０１５８】
ケイ素一体成形体は、有益な物質と、フラグメント化物質とを含む薬物送達インプラントの少なくとも一部を形成することができ、この場合、フラグメント化物質は、生理学的電解質に浸されたとき、電解質と反応して、気体を放出するように所定の構造および組成を有する。
【０１５９】
さらなる態様によれば、本発明は、ケイ素および有益な物質を含む複合骨格を含む複合一体成形体を提供する。
【０１６０】
ケイ素粒子製造物は、多孔性ケイ素、多結晶ケイ素、バルク結晶ケイ素、非晶質ケイ素および冶金学規格ケイ素の１つ以上を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、ステインエッチングされた多孔性ケイ素および／または陽極化成された多孔性ケイ素を含むことができる。
【０１６１】
ケイ素粒子製造物は、ミクロ細孔ケイ素、マクロ細孔ケイ素およびメソ細孔ケイ素の１つ以上を含むことができる。
【０１６２】
有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。
【０１６３】
複合一体成形体は多数のマクロ細孔を含むことができる。一体成形体に含有されるマクロ細孔の平均サイズは５０Åから２００ミクロンの間のサイズを有することができる。
【０１６４】
複合一体成形体は、有益な物質を動物またはヒトの対象に送達するための医薬用製造物の一部を形成することができる。一体成形体は、有益な物質を動物またはヒトの対象に送達するためのインプラントの一部を形成することができる。
【０１６５】
複合一体成形体は、有益な物質と、結合剤物質とを含む医薬用製造物の少なくとも一部を形成することができ、この場合、結合剤物質は、有益な物質の少なくとも一部をケイ素の少なくとも一部に結合するように所定の構造および組成を有する。
【０１６６】
複合一体成形体は、有益な物質と、フラグメント化物質とを含む医薬用製造物の少なくとも一部を形成することができ、この場合、フラグメント化物質は、生理学的電解質に浸されたとき、電解質と反応するようび所定の構造および組成を有する。
【０１６７】
さらなる態様によれば、本発明は、２つ以上のケイ素層と、有益な物質の１つまたはそれ以上の層とを含む多層ケイ素構造体を提供し、この場合、有益な物質はケイ素層の間またはケイ素層の少なくとも２つの間に挟まれる。
【０１６８】
多層構造体は、有益な物質の層およびケイ素の層を交互に含むことができる。
【０１６９】
有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。
【０１７０】
ケイ素層の両方またはそれぞれが形成されるケイ素は、多孔性ケイ素、多結晶ケイ素、非晶質ケイ素およびバルク結晶ケイ素の１つ以上を含むことができる。
【０１７１】
ケイ素層の少なくとも１つは多孔性ケイ素の膜を含むことができる。このようなケイ素膜またはこのようなケイ素膜の少なくとも１つは０．５ｍｍから２０ｍｍの間の最大の大きさを有することができる。ケイ素層の少なくとも１つは実質的に平面状であり得る。ケイ素層の少なくとも１つは実質的に球状であり得る。有益な物質は２つ以上の層を構成することができる。
【０１７２】
多孔性ケイ素は、ミクロ細孔ケイ素、マクロ細孔ケイ素およびメソ細孔ケイ素の１つ以上を含むことができる。
【０１７３】
ケイ素構造体は、前記少なくとも２つのケイ素層の少なくとも一部と接触しているシーラント物質を含むことができる。ケイ素構造体は、多孔性ケイ素の侵食から、または、多孔性ケイ素の細孔を通した拡散から生じるのとは異なる有益な物質の放出が、医薬用製造物が生理学的電解質の中に置かれたときに実質的に妨げられるような様式で前記少なくとも２つのケイ素層の少なくとも一部と接触しているシーラント物質を含むことができる。
【０１７４】
さらなる態様によれば、本発明は、多数の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含む部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物を提供し、この場合、それぞれの部分的に表面多孔性のケイ素粒子の表面は多孔性領域および非多孔性領域を含む。
【０１７５】
部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも１つは少なくとも２つの離れた非多孔性領域を有することができる。部分的に多孔性のケイ素粒子の少なくとも一部はそれぞれが２つ以上の離れた非多孔性領域を有することができる。
【０１７６】
部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも１つは第１の非多孔性領域および第２の非多孔性領域を有することができ、この場合、第１の非多孔性領域および第２の非多孔性領域は多孔性領域によって互い空間的に隔てられている。
【０１７７】
部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物は少なくとも１００個の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含むことができる。部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物は１００個から１０２６個の間の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含むことができる。部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物は１００個から１０６個の間の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含むことができる。部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物は１００個から１０３個の間の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含むことができる。
【０１７８】
実質的にそれぞれの部分的に表面多孔性のケイ素粒子は０．５ミクロンから２００ミクロンの間のサイズを有することができる。
【０１７９】
部分的に表面多孔性のケイ素粒子の全体の１０％から９０％が１ミクロンから１５０ミクロンの間のサイズを有することができる。
【０１８０】
部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも１つは下記元素の１つ以上を含むことができる：Ｙ、Ｐ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｌａ、Ｃａ、Ｐｄ、Ｓｒ、Ｉ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｐｂ、ＳｎおよびＡｕ。部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも１つは下記同位体の１つ以上を含むことができる：９０Ｙ、３２Ｐ、１２４Ｓｂ、１１４Ｉｎ、５９Ｆｅ、７６Ａｓ、１４０Ｌａ、４７Ｃａ、１０３Ｐｄ、８９Ｓｒ、１３１Ｉ、１２５Ｉ、６０Ｃｏ、１９２Ｉｒ、１２Ｂ、１０Ｂ、７１Ｇｅ、６４Ｃｕ、２０３Ｐｂおよび１９８Ａｕ。
【０１８１】
部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物の少なくとも１つは下記元素の１つ以上を含むことができる：Ｙ、Ｐ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｌａ、Ｃａ、Ｐｄ、Ｓｒ、Ｉ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｐｂ、ＳｎおよびＡｕ。部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物の少なくとも１つは下記同位体の１つ以上を含むことができる：９０Ｙ、３２Ｐ、１２４Ｓｂ、１１４Ｉｎ、５９Ｆｅ、７６Ａｓ、１４０Ｌａ、４７Ｃａ、１０３Ｐｄ、８９Ｓｒ、１３１Ｉ、１２５Ｉ、６０Ｃｏ、１９２Ｉｒ、１２Ｂ、１０Ｂ、７１Ｇｅ、６４Ｃｕ、２０３Ｐｂおよび１９８Ａｕ。
【０１８２】
部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも１つは、粒子製造物が形成されるそれ以外の部分的に表面多孔性のケイ素粒子の１つ以上に結合することができる。
【０１８３】
部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも１つは、粒子製造物が形成されるそれ以外の部分的に表面多孔性のケイ素粒子の１つ以上に共有結合的に結合することができる。
【０１８４】
さらなる態様によれば、本発明は、医薬品として使用される、上記態様のいずれかにおいて規定されるようなケイ素構造体を提供する。
【０１８５】
さらなる態様によれば、本発明は、医薬品として使用される、上記態様のいずれかにおいて規定されるような一体成形体を提供する。
【０１８６】
さらなる態様によれば、本発明は、医薬品として使用される、上記態様のいずれかにおいて規定されるような断片化されたケイ素一体成形体を提供する。
【０１８７】
さらなる態様によれば、本発明は、医薬品として使用される冶金学規格ケイ素を提供する。このような冶金学規格ケイ素はカルシウムおよび／または鉄を含むことができる。冶金学規格ケイ素はカルシウムを含むことができ、この場合、カルシウムのモル濃度は、このケイ素に含有される任意の他の不純物のモル濃度よりも大きい。冶金学規格ケイ素は鉄を含むことができ、この場合、鉄のモル濃度は、このケイ素に含有される任意の他の不純物のモル濃度よりも大きい。冶金学規格ケイ素は、ヒ素、カドミウム、鉛および水銀の１つ以上から選択される毒性成分を含むことができる。毒性成分は、好ましくは、１０ｐｐｍ未満の濃度を有する。冶金学規格ケイ素はアルミニウムを含むことができ、この場合、アルミニウムは１，０００ｐｐｍ未満の濃度で存在し得る。
【０１８８】
次に、本発明は、例としてのみであるが、下記の図面を参照して記載される。
図１  本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定されたニュートラルレッドの放出の経時変化を示す。
図２  本発明によるケイ素構造体からの放出速度に対するニュートラルレッドの事前負荷の影響を示す。
図３  本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定されたガンマ型インターフェロンの累積濃度の経時変化を示す。
図４  本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定された胎盤アルカリホスファートの累積濃度の経時変化を示す。
図５ａ  数日間にわたってＴｒｉｚｍａ緩衝液に浸された後での多孔性ケイ素膜のＳＥＭ画像を示す。
図５ｂ  数日間にわたってＴｒｉｚｍａ緩衝液に浸された後での多孔性ケイ素膜のＳＥＭ画像を示す。
図６ａ  本発明によるケイ素一体成形体を製造するために使用された第１の低音圧縮デバイスの写真である。
図６ｂ  図６ａの第１の低音圧縮デバイスが形成される構成成分のいくつかの写真を示す。
図７ａ  本発明によるケイ素一体成形体の一部分のＳＥＭ顕微鏡写真を示す。
図７ｂ  図７ａに示される同じケイ素一体成形体の一部分の高倍率でのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。
図８  本発明によるケイ素一体成形体を製造するために使用された第２の低音圧縮デバイスの構成成分の写真であり、第２の低音圧縮デバイスは５ｍｍの金型８１を含む。
図９  構成成分が図８に示される第２の低音圧縮デバイスを使用して製造されたケイ素一体成形体を示す。
図１０  本発明による陽極化成されたケイ素一体成形体の一部分の多孔化された表面を示す。
図１１  図１０に示された多孔化表面をとり高倍率で示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１８９】
下記の記載は２つの節に分かれる。最初の節は、特にケイ素粒子製造物の圧密化によるケイ素と有益な物質との組み合わせの説明を提供する。第２節はケイ素圧密化および得られたケイ素一体成形体の陽極化成の開示を含む。
【０１９０】
（Ｉ）有益な物質を含むケイ素構造体
約５ｍｇのニュートラルレッド（これは親水性色素である）を６０ｍｇのケイ素粒子製造物と混合し、混合物を、２つのかみ合う半部分を有するクランプ締めのステンレススチール製プレス機に負荷することによって圧密化した。圧力を、２０秒間、プレス機によって混合物に加えた。この圧密化法は方法Ａとして示される。３つの異なる混合物を、ステインエッチングされた多孔性ケイ素、陽極化成された多孔性ケイ素、および、多結晶ケイ素を含む粒子製造物を使用して調製した。次に、これら３つの圧密化サンプルをＴｒｉｚｍａ緩衝液に浸し、色素の放出を、５７３ｎｍにおける吸光度変化を測定することによって求めた。図１に示される結果は、陽極化成された多孔性ケイ素の使用は最も遅い溶出速度を与えていること（これはＡＮと標識される）、ステインエッチングされた多孔性ケイ素の使用は中間の放出を与えていること（これはＳＥと標識される）、および、多結晶ケイ素の使用は比較的早い放出を与えていること（これはポリＳｉと標識される）を示す。これらの結果は、使用されたケイ素の形態を変化させることによって薬物放出速度を制御できることを示しているので、薬物送達に特に関係する。
【０１９１】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、陽極化成された多孔性ケイ素およびステインエッチングされた多孔性ケイ素からのニュートラルレッドの累積放出をそれぞれ示す。
【０１９２】
２ａｉと標識された結果は、方法Ａによって圧密化された、ステインエッチングされた多孔性ケイ素とニュートラルレッドとの混合物についてである。２ａｉｉと標識された結果は、方法Ａによる圧縮の前にローターリーエバポレーションまたは凍結乾燥によりニュートラルレッドが事前に負荷された、ステインエッチングされた多孔性ケイ素についてである。これらの結果は、事前の負荷により、事前に負荷されていないサンプルと比較して、７日間の溶解期間にわたってより良好な持続し得る放出がもたらされることを示している。類似する結果が図２（ｂ）に示される。２ｂｉと標識される結果は、方法Ａによって圧密化されている、陽極化成された多孔性ケイ素とニュートラルレッドとの混合物についてであり、２ｂｉｉと標識される結果は、方法Ａの圧密化の前にニュートラルレッドが事前に負荷されている陽極化成された多孔性ケイ素についてである。
【０１９３】
類似する実験を、ニュートラルレッドを胎盤アルカリホスファート（ＰＬＡＰ）およびガンマ型インターフェロン（γ−ＩＦＮ）により置き換えることによって行った。図３は、凍結乾燥によって事前に負荷されている陽極化成された多孔性ケイ素を使用するγ−ＩＦＮの累積放出を示す。サンプルを、４日間の研究が終了したときに回収し、粉砕し、放出を粉砕サンプルについて再び測定した。残留するγ−ＩＦＮのさらに３％が粉砕後に放出された。
【０１９４】
図４は、陽極化成された多孔性ケイ素（プロット４ａ）およびステインエッチングされた多孔性ケイ素（プロット４ｂ）から方法Ａを使用して調製されたサンプルからのＰＬＡＰの放出を示す。累積放出をｐＮＰ法によって測定した。３日間を通して、ＰＬＡＰの約２０％の放出が認められた。
【０１９５】
類似する実験をまた、２つの多孔性ケイ素膜の間に圧縮されたニュートラルレッドを使用して行った。シーラントを、ニュートラルレッドの放出が主として多孔性ケイ素の細孔を通してであるか、または、多孔性ケイ素の浸食の結果としてであるように、サンプルの両端に塗布した。図５（ａ）および図５（ｂ）は、Ｔｒｉｚｍａ緩衝液溶液に数日間浸けた後での多孔性ケイ素膜のＳＥＭ画像を示す。結果は、膜の細孔サイズが溶解の結果として大きくなっていることを示している。これにより、膜を介した色素の拡散速度が大きくなっていることが考えられる。
【０１９６】
（ＩＩ）ケイ素構造体および陽極化成されたケイ素構造体
平均粒子サイズが１ミクロンから５０ミクロンの間であるケイ素粒子製造物を４０ｗｔ％（ｗ／ｗ）のフッ化水素酸水溶液で処理して、存在する表面酸化物をケイ素製造物から除き、および、水素末端を有する表面を作製した。このケイ素粒子製造物は、ｐ＋型またはｎ＋型で大きくドープ処理されている冶金学規格ケイ素粒子を含むことができる。
【０１９７】
フッ化水素酸を、脱イオン水により洗浄することによってケイ素粒子製造物から除き、次いで、ろ紙上で１５分間、空気中で迅速に乾燥した。次に、粒子をステンレススチール製の低音圧縮デバイス１（これは図６ａに示される）に素早く負荷した。乾燥工程および負荷工程を、酸素との反応を最小限に抑え、または、酸素との反応を防止するために、および、水素末端化された粒子表面を保持するために、できる限り迅速に行った。
【０１９８】
その後、１，０００ｐｓｉから５，０００ｐｓｉの間の推定される一軸方向の圧力を低音圧縮デバイス１によって加えることができ、ケイ素粒子製造物の温度を２０℃で維持することができる。得られたケイ素一体成形体は、直径が５ｍｍで、長さが４６ｍｍである円筒状の圧密化されたマクロ細孔のケイ素ブロックの形態を有することができる。
【０１９９】
小さい開口部が、圧縮プロセスの期間中に生じたガスが逃げることを可能にするために低音圧縮デバイスには形成された。図６ｂはステンレス製の低音圧縮デバイスの構成成分（一般には２によって示される）を示す。
【０２００】
図７ａは、本発明によるケイ素一体成形体３の一部分のＳＥＭ顕微鏡写真を示す。ケイ素体は円筒状の一体成形体の形態である。図７ａの画像は、一体成形体のマクロ細孔性状をより明確に示すために円筒体が破壊された破断表面４を示す。図７ｂはマクロ細孔の破断表面４のより高倍率でのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。
【０２０１】
電極をケイ素一体成形体に取り付けることができ、次いで、界面活性剤（例えば、エタノールなど）および１ｍＡｃｍ−２から１０Ａｃｍ−２の間の電流密度（これはブロック体の外側表面に関して測定される）とともに１０から４０％（ｗ／ｗ）のフッ化水素酸水溶液に浸すことができ、電流を１分間から２００分間にわたって流すことができる。
【０２０２】
フッ化水素酸はケイ素ブロックのマクロ細孔の網状組織の中に入って行くことができ、陽極化成により、多孔性の層の形成が、マクロ細孔の内側表面に、および、ケイ素ブロックの外側表面にもたらされる。
【０２０３】
陽極化成が完了すると、ブロック体は、脱イオン水またはメタノールに繰り返し浸けることによって洗浄することができ、次いで、風乾することができる。
【０２０４】
最後に、ケイ素粒子製造物が必要とされるならば、多数の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を得るために、ブロック体を機械的に破砕することができる。それぞれの部分的に表面多孔性の粒子は非多孔性の表面領域を有しており、この領域は、一体成形体で依然として位置していたときに隣接のケイ素粒子にケイ素粒子を結合していた領域に対応する。
【０２０５】
本発明による一体成形のケイ素物体は、損傷組織または疾患組織に対する保護を提供するためのスキャフォールドとして、または、損傷組織または疾患組織の再成長を助けるためのスキャフォールドとして使用することができる。適切なサイズおよび形状を有する一体成形体が、組織の再成長を生じさせる領域に設置される。１０，０００μｍ２から６２，５００μｍ２の間のサイズを有し、一体成形体において形成されたマクロ細孔は、組織がケイ素スキャフォールドを通り抜けることを可能にする。スキャフォールドはまたメソ細孔ケイ素を含むことができ、この場合、メソ細孔ケイ素は、組織の成長が完了すると侵食されるように設計することができる。このプロセスが国際特許出願公開ＷＯ０１９５９５２に記載される（これはその全体が参照により本明細書中に組み込まれる）。
【０２０６】
次に、様々なケイ素粒子製造物の様々な条件のもとでの圧密化を記載する５つの実施例が示される。実施例４および実施例５は、圧密化の前におけるＨＦの水溶液によるケイ素粒子製造物の処理を記載する。このＨＦ前処理の詳細および圧密化プロセスの詳細がともに、５つの実施例に続く別個の節に示される。
【実施例１】
【０２０７】
実験を、多結晶ケイ素インゴットをのこ引きすることによって得られていた、粒子サイズが６ミクロンから３０ミクロンの間であるケイ素カーフ（ｋｅｒｆ）を含む第１のケイ素粒子製造物について行った。このカーフを含む粒子製造物を、油圧プレス機を使用して、直径５ｍｍの硬化ステンレススチール製の金型８１（これは図８に示される）において、真空下、２９３Ｋで１０００ＭＰａ未満の圧力で一軸方向に圧縮した。
【０２０８】
粒子製造物の圧密化はペレットの形態でケイ素一体成形体の形成をもたらした。しかしながら、このプロセスが１０００ＭＰａの増大した圧力で繰り返されたとき、１個の一体成形体を粒子製造物から形成することが不可能であった。このことは、過大な圧力を粒子製造物に加えることは可能であるが、これは、金型から取り出したとき、一体成形体の破壊または一体成形体に対する損傷をもたらし得ることを示している。
【実施例２】
【０２０９】
表面酸化されている、粒子サイズが３２ミクロンから１２５ミクロンの範囲にある冶金学規格ケイ素を含む第２のケイ素粒子製造物を、５ｍｍの金型８１において２５０ＭＰａで一軸方向に圧縮して、１個のケイ素一体成形体をペレットの形態で形成した。金型８１から取り出した後直ちに、一体成形体を、等体積のエタノールおよび４０％（ｗ／ｗ）ＨＦ水溶液を含む溶液に浸した。溶液に入れて５秒後、一体成形体は崩壊した。
【０２１０】
この実験は、天然の表面ケイ素酸化物の存在下でさえ、ケイ素粒子間の結合形成が可能であることを示していた。しかしながら、その結合は、ＨＦに対する比較的悪い抵抗性を示している。当然のこととして、表面酸化物の存在は陽極化成のためには不都合であるということになる。
【実施例３】
【０２１１】
ケイ素粒子を含み、表面Ｓｉ−Ｈ結合を含み、および、サイズが０．００５ミクロンから０．５ミクロンの範囲にあるケイ素粒子製造物を５００ＭＰａの圧力で５ｍｍの金型８１において一軸方向に圧縮した。得られたケイ素一体成形体はペレットの形態であり、これを、等体積のエタノールおよび４０％（ｗ／ｗ）ＨＦ水溶液を含む溶液に浸した。このケイ素成形体は、３０分間、この溶液において安定であった。
【０２１２】
このことは、粒子製造物における表面Ｓｉ−Ｈ結合の存在は、圧縮されたとき、ケイ素粒子間のより多数のケイ素−ケイ素結合の形成を可能にすること、および、その結合はＨＦに対してより抵抗性であることを示している。この性質は、一体成形体の陽極化成および圧密化を容易にするはずである。
【実施例４】
【０２１３】
冶金学規格ケイ素を含み、粒子サイズが３２ミクロンから１２５ミクロンの間であり、および、表面の天然ケイ素酸化物を含むケイ素粒子製造物をＨＦ水溶液において１０分間処理し、脱イオン水において１０分間洗浄し、次いで、１０分間、ろ紙上で風乾した。１００ｍｇの得られた乾燥粉末を５ｍｍの金型８１に移し、真空下において１０００ＭＰａで一軸方向に圧縮した。少量のシランガスが、圧縮成形されたペレットを金型８１から取り出したときに検出された。得られたケイ素一体成形体の密度は、ペレットの形態では、中実の非多孔性の冶金学規格ケイ素の７３％であった。ケイ素一体成形体の電気抵抗は、電気接点の電気抵抗と一緒になっているが、８０，０００オームであった。空気に１６日間暴露した後、ケイ素一体成形体を、等体積のエタノールおよび４０％（ｗ／ｗ）ＨＦ水溶液を含む溶液に浸した。一体成形体は、２０分間、この溶液において安定であった。
【０２１４】
この結果は実施例２の結果と対照的であり、また、表面のケイ素酸化物をＳｉ−Ｈ結合により置き換えるためのＨＦ前処理の有効性を示している。一軸方向の圧力の適用はケイ素粒子製造物の圧密化を生じさせ、Ｓｉ−Ｈ結合が壊れ、隣接するケイ素粒子の間でのＳｉ−Ｓｉの共有結合による結合によって置き換えられる。シランの放出は、ケイ素−水素表面の加水分解から生じる、一体成形体形成の副産物である。
【実施例５】
【０２１５】
冶金学規格ケイ素を含み、粒子サイズが３２ミクロンから１２５ミクロンの間であり、および、天然の表面ケイ素酸化物を含むケイ素粒子製造物をＨＦ水溶液において１０分間処理し、脱イオン水において１０分間洗浄し、この後、１０分間、ろ紙上で風乾し、次いで、乾燥した粒子製造物を５ｍｍの金型８１に素早く移した。７５０ＭＰａの一軸方向の圧力を加えて、ケイ素粒子製造物を圧密化し、これにより、１００ｍｇの質量を有するペレットの形態でのケイ素一体成形体を形成した。一体成形体の多孔性は約３０％であった。
【０２１６】
白金基部を、銀ペーストを使用して、ケイ素一体成形体の下部表面と電気的に接点させて設置した。等体積のエタノールおよび４０％（ｗ／ｗ）ＨＦ水溶液を含む電解質の約１ｍｌの液滴をピペットによりケイ素ペレットの上部表面に分注した。次に、薄い白金ワイヤを電解質液滴の中に降ろし、１２ボルトから１５ボルトの電位差を加え、これにより、３０ｍＡの電流を２０秒間生じさせた。電気的加熱からのエバポレーションと、ペレットの細孔の中への浸透との組み合わさった作用の結果として、ＨＦ液滴は体積が徐々に減少した。陽極化成されたペレットの表面の、図１０および図１１に示されるＳＥＭ画像では、結合したケイ素粒子が多孔化しており、メソ細孔が形成されていることが明らかにされた。
【０２１７】
圧密化手順
図８は、本発明によるケイ素一体成形体を製造するために使用された第２の低音圧縮デバイスの構成成分の写真を示しており、この場合、第２の低音圧縮デバイスは、直径５ｍｍの金型８１と、１つの可動性プランジャー８２とを含み、両者は硬化ステンレススチールから形成されている。金型８１は、排気され得るように設計される。典型的には、１００ｍｇのケイ素粒子製造物が５ｍｍの金型８１の中に負荷された。次に、金型は、０．１トンの精度のデジタル圧力表示を有する１０トンの実験室プレス機（これは図に示されていない）のプラテンの間に置かれる。真空ライン（これは図に示されていない）を金型に接続し、金型を約１０−４Ｔｏｒｒの圧力に排気した。次に、５０ＭＰａから１０００ＭＰａの間の軸方向の圧力をケイ素粒子製造物に５分間加えた。次に、真空ラインを除き、軸方向の圧力を、図９に示される得られたケイ素一体成形体９１から除いた。ケイ素一体成形体を金型から取り出す前に。シランセンサーを、一体成形体を取り出すとき、一体成形体の上部に配置した。
【０２１８】
ＨＦ前処理
ケイ素粒子製造物を、１００ｍｌの４０％（ｗ／ｗ）および１０ｍｌのエタノールを含有するビーカーに１０分間入れ、混合物を時々撹拌した。エタノールの存在は、ケイ素粒子を濡らすことを可能にするために要求された。次に、できる限り多くの溶液をデカンテーションにより除き、粒子製造物をビーカーに残した。次に、ビーカーを１００ｍｌの脱イオン水およびエタノールで満たし、次いで、混合物を、Ｂｕｃｋｎｅｒポンプに取り付けられた乾燥用容器に注いだ。過剰な溶液を圧力差の結果としてＰＴＦＥメンブランに通して除いた。残ったケイ素粒子製造物を新鮮な水またはエタノールによりすすぎ、ＨＦ検出器を使用して、ＨＦが実質的に残留していないことを保証した。次に、Ｂｕｃｋｎｅｒポンプを外し、粒子製造物が留まっているＰＴＦＥメンブランを取り出した。次に、メンブランを、粒子製造物がろ紙と接触するようにろ紙の上に置き、剥がして、ケイ素粉末を残した。ろ紙を使用して、液体の多くを除き、この後、粉末を空気中で１０分間乾燥させた。ＨＦ溶液の最初のデカンテーションから、風乾手順の開始までの間で要した時間は典型的には１０分であった。その結果、最初から最後までの手順のための総時間は３０分である（エタノール性ＨＦによる１０分間の処理、水による１０分間の洗浄、および、１０分間の風乾）。
【図面の簡単な説明】
【０２１９】
【図１】本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定されたニュートラルレッドの放出の経時変化を示す。
【図２】本発明によるケイ素構造体からの放出速度に対するニュートラルレッドの事前負荷の影響を示す。
【図３】本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定されたガンマ型インターフェロンの累積濃度の経時変化を示す。
【図４】本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定された胎盤アルカリホスファートの累積濃度の経時変化を示す。
【図５ａ】数日間にわたってＴｒｉｚｍａ緩衝液に浸された後での多孔性ケイ素膜のＳＥＭ画像を示す。
【図５ｂ】数日間にわたってＴｒｉｚｍａ緩衝液に浸された後での多孔性ケイ素膜のＳＥＭ画像を示す。
【図６ａ】本発明によるケイ素一体成形体を製造するために使用された第１の低音圧縮デバイスの写真である。
【図６ｂ】図６ａの第１の低音圧縮デバイスが形成される構成成分のいくつかの写真を示す。
【図７ａ】本発明によるケイ素一体成形体の一部分のＳＥＭ顕微鏡写真を示す。
【図７ｂ】図７ａに示される同じケイ素一体成形体の一部分の高倍率でのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。
【図８】本発明によるケイ素一体成形体を製造するために使用された第２の低音圧縮デバイスの構成成分の写真であり、第２の低音圧縮デバイスは５ｍｍの金型８１を含む。
【図９】構成成分が図８に示される第２の低音圧縮デバイスを使用して製造されたケイ素一体成形体を示す。
【図１０】本発明による陽極化成されたケイ素一体成形体の一部分の多孔化された表面を示す。
【図１１】図１０に示された多孔化表面をとり高倍率で示す。
【図１】
2007537965.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年1月17日(2006.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ素一体成形体を製造するための方法であって、
（ａ）多数の自由ケイ素粒子を含むケイ素粒子製造物を取得する工程；および
（ｂ）圧力をケイ素粒子製造物の少なくとも一部に加えて、ケイ素一体成形体を形成する工程
を含み、
工程（ｂ）の前に、ケイ素粒子製造物を還元剤により処理して、表面Ｓｉ−Ｈ結合を形成するさらなる工程を含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
ＨＦの水溶液、ＨＦのエタノール性溶液、ＨＦのメタノール性溶液、および、ＨＦのエタン酸溶液の１つ以上から選択されるフッ化水素酸の溶液において一体成形体を陽極化成する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
自由ケイ素粒子の少なくとも一部を工程（ｂ）の前にフッ化水素酸によりステインエッチングする工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
工程（ａ）および工程（ｂ）が、２つ以上のケイ素一体成形体が形成されるような様式で行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程（ｂ）が、ケイ素粒子製造物を常温圧縮する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｂ）が−２０℃から＋５０℃の間の温度で行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
シランガスの存在について試験する、工程（ｂ）の後または工程（ｂ）の期間中に行われるさらなる工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
自由ケイ素粒子の少なくとも一部を有益な物質と組み合わせる、工程（ａ）と工程（ｂ）との間で行われる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
有益な物質が親水性の有益な物質であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
粒子製造物が少なくとも１０００個の自由ケイ素粒子を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
一体成形体が少なくとも１０００個の結合したケイ素粒子を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
還元剤がＨＦを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
工程（ｂ）が、ケイ素粒子の少なくとも１つがそれ以外のケイ素粒子の１つ以上に共有結合的に結合するように行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載される方法によって得ることができるケイ素一体成形体。
【請求項１５】
１０００個を越える共有結合的に結合したケイ素粒子を含み、それぞれの共有結合的に結合したケイ素粒子がそれ以外の共有結合的に結合したケイ素粒子の少なくとも１つに共有結合的に結合するケイ素一体成形体であり、一体成形体の表面の少なくとも一部が水素化ケイ素を含むことを特徴とする、ケイ素一体成形体。
【国際調査報告】
2007537965.tif 000016
2007537965.tif 000017