(57)【要約】オスミウム含有化合物によるスーパーオキシド・ラジカル・アニオンの不均化の触媒反応によって、インプラントあるいは移植片に対する、または外傷あるいは感染症後の有害な炎症反応を減少させる。スーパーオキシドジスムターゼ欠損、または変異を原因とする疾患の、スーパーオキシド・ラジカル・アニオンを不均化するオスミウム含有化合物、あるいは炭酸ラジカル・アニオンの崩壊を触媒するＮ−オキシド重合体による治療も開示する。
2007500548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬学的に受容可能なオスミウム化合物を含む、インプラント、移植片または包帯剤。
【請求項２】
前記オスミウム化合物を制御下で放出する、請求項１に記載のインプラント、移植片または包帯剤。
【請求項３】
前記オスミウム化合物の見かけの価数が少なくとも４、６、または８である、請求項１に記載のインプラント、移植片または包帯剤。
【請求項４】
前記化合物のオスミウム原子に近接する原子のうちの少なくとも２、３または４個が酸素原子である、請求項１〜３のいずれかに記載の任意のインプラント、移植片または包帯剤。
【請求項５】
前記インプラントがステントのような血管インプラントを含む、請求項１〜４のいずれかに記載のインプラント、移植片または包帯剤。
【請求項６】
前記ステントが血管ステントまたは冠状動脈ステントを含む、請求項５に記載のステント。
【請求項７】
前記インプラントが、整形外科用インプラント、美容的インプラント、生細胞を含むサック、人工内耳、あるいは化学的薬剤もしくは生化学的薬剤の温度、または流量、または圧力、または濃度をモニタリングするデバイスを含む、請求項１〜４のいずれかに記載のインプラント、移植片または包帯剤。
【請求項８】
前記オスミウム化合物が、ヒドロゲル内、ポリカチオン内、またはポリアニオン内に結合している、請求項１〜７のいずれかに記載のインプラント、移植片または包帯剤。
【請求項９】
薬学的に受容可能なオスミウム化合物を含む、局所的な抗炎症組成物。
【請求項１０】
制御下でオスミウム化合物を放出する、請求項９に記載の局所的な抗炎症組成物。
【請求項１１】
皮膚または耳に使用するために処方された、請求項９または１０に記載の局所的な抗炎症組成物。
【請求項１２】
前記オスミウム化合物の見かけの価数が、４、６、または８より大きい、請求項９〜１１に記載の局所的な抗炎症組成物。
【請求項１３】
前記化合物のオスミウム原子に近接する原子のうちの少なくとも二つが酸素原子である、請求項９〜１２のいずれかに記載の局所的な抗炎症組成物。
【請求項１４】
前記化合物のオスミウム原子に近接する原子のうちの少なくとも三つまたは四つが酸素原子である、請求項１３に記載の局所的な抗炎症組成物。
【請求項１５】
スーパーオキシドジスムターゼ欠損に関わるか、あるいはその結果として起こる疾患の治療のためのオスミウムを含む、薬学的に受容可能な組成物を含むオスミウム化合物。
【請求項１６】
スーパーオキシドジスムターゼの一つ以上の変異、または欠損に関わるか、あるいはその結果として起こる疾患の治療のためのオスミウム化合物を含む、薬学的に受容可能な組成物。
【請求項１７】
神経変性障害、自己免疫疾患、アルコール性肝臓疾患、関節炎疾患、ペイロニー病、心臓血管疾患、炎症性腸疾患、クローン病、強皮症、皮膚炎、およびルー・ゲーリグ病からなる群から選択される状態の治療のための、請求項３１に記載の薬学的に受容可能な組成物。
【請求項１８】
前記オスミウム化合物の見かけの価数が、４、６、または８より大きい、請求項１７に記載の薬学的に受容可能な化合物。
【請求項１９】
前記化合物のオスミウム原子に近接する原子のうちの少なくとも二つが酸素原子である、請求項１７または１８に記載の薬学的に受容可能な化合物。
【請求項２０】
前記化合物のオスミウム原子に近接する原子のうちの少なくとも三つまたは四つが酸素原子である、請求項３６に記載の薬学的に受容可能な化合物。
【請求項２１】
患者へ投与する工程を包含する、スーパーオキシドの崩壊促進化合物を含むオスミウムによって、有害な炎症を予防または治療するための方法であって、治療される組織または臓器に送達されるかあるいは近接する該オスミウム化合物の濃度が１０−６Ｍ〜１０−１０Ｍの範囲である、方法。
【請求項２２】
前記オスミウム化合物の濃度が１０−７Ｍ〜１０−９Ｍの範囲である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
患者が、神経変性障害、自己免疫疾患、アルコール性肝臓疾患、関節炎疾患、ペイロニー病、心臓血管疾患、炎症性腸疾患、クローン病、強皮症、皮膚炎、およびルー・ゲーリグ病からなる群から選択される状態を罹患する、請求項３９または４０に記載の方法。
【請求項２４】
Ｎ−オキシド官能基を有する重合体を含む、インプラントまたは移植片。
【請求項２５】
前記Ｎ−オキシドが、ピリジン−Ｎ−オキシドまたはピリジン−Ｎ−オキシドの誘導体、ポリ（ビニルピリジン−Ｎ−オキシド）またはポリ（２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシド）である、請求項２４に記載のインプラントまたは移植片。
【請求項２６】
前記インプラントがステントである、請求項２４または２５に記載のインプラント。
【請求項２７】
前記ステントが血管ステントである、請求項４６に記載のステント。
【請求項２８】
前記血管ステントが、冠状動脈ステント、腎臓、膵島またはランゲルハンス細胞、心臓、骨、皮膚、血管、肝臓、または肺である、請求項４６に記載の血管ステント。
【請求項２９】
薬学的に受容可能なオスミウム化合物とＮ−オキシド官能基を有する重合体とを含む、インプラント、移植片、または包帯剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、医療機器と製造方法、および前述の機器の使用一般に関する。特に本発明は、インプラント、移植片、および包帯剤の薬学的に受容可能なオスミウム化合物由来の処理、被覆加工、あるいは製造に関する。本発明はまた、インプラント、移植、および包帯剤の薬学的に受容可能なＮ−オキシド重合体由来の処理、被覆加工、あるいは製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプラントと移植片に対する有害な炎症反応。インプラントまたは移植片の免疫機構による異物としての認識は、宿主組織との接触面へのキラー細胞の動員を誘発する。これらの細胞は、宿主組織および／また移植片の細胞を破壊する化学兵器を放出する。この破壊は、破壊された細胞が走化性分子と残骸を放出し、その放出が更に動員細胞の数を増やすという、増幅されたフィードバックループを伴う過程である。
【０００３】
外傷や感染後の有害な炎症。例えば皮膚、口、のど、直腸、生殖器、耳、鼻、あるいは目といった、組織の正常な細胞が破壊される炎症が、病原体の感染後も持続する場合がある。このような炎症は、繊維性組織または瘢痕組織の形成を避けるために可能な限り早く終わらせるのが望ましい。走化性分子と残骸は、外傷によって破壊された細胞や炎症細胞の化学兵器で破壊された細胞によって放出され、これらは病原体が感染した部位で持続する可能性がある。この解放は、更に炎症キラー細胞が動員される、増幅されたフィードバックループを導く。この細胞キラー化学物質の更なる放出、より多くの細胞、更に多くの走化性分子と残骸の放出は、更に多くの炎症キラー細胞を誘引する。その結果、生理的に無機能な繊維性組織または瘢痕組織の形成、そして重傷の場合には死亡する可能性がある。外傷は、過剰な熱や化学物質、あるいは日光といった、多数の細胞が破壊される任意の事象である場合がある。
【０００４】
スーパーオキシドジスムターゼの欠損あるいは変異に関連する疾患。キラー細胞の蓄積の結果生じる炎症疾患とその結果生じるＯ２・−の産生の増加の他に、公表されている医学文献は、多くの場合変異によって生じるスーパーオキシドジスムターゼの欠損あるいは異常、スーパーオキシドジスムターゼの発現に関連する、あるいはその結果生じる疾患の証拠も報告している。これらの疾患は、神経変性障害、ルー・ゲーリグ病として知られる筋萎縮性側索硬化症、アルコール性肝臓疾患、心臓血管疾患、クローン病を含む炎症性腸疾患、ペイロニー病、および接触性皮膚炎を含む。スーパーオキシドジスムターゼの欠損や正常以下の活性はＯ２・−濃度の上昇をも生じ、拒絶反応の増幅された細胞破壊炎症サイクルを引き起こす場合がある。従って、これらは本発明のオスミウム化合物によっても治療される可能性がある。
【０００５】
冠状動脈ステント、有害な炎症、および再狭窄。血管ステントはインプラントの典型例である。冠状動脈ステントのインプラントは、心臓への不十分な血液供給を緩和するために行われる。冠状動脈ステントのインプラントを受けた一部の患者は、ステントの部分の冠状動脈の内腔が狭くなる、動脈のステント再狭窄を発症する。（例として、Ｖ．  ＲａｊａｇｏｐａｌおよびＳ．Ｇ．Ｒｏｃｋｓｏｎ、「Ｃｏｒｏｎａｒｙ  ｒｅｓｔｅｎｏｓｉｓ：  ａ  ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ａｎｄ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ」Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，２００３，１１５（７），５４７−５５３を参照のこと）。冠状動脈幹部を含むインプラントにマクロファージと好中球が存在していることが記載されている。（例として、Ｗｅｌｔ等、「Ｌｅｕｋｏｃｙｔｅ  ｒｅｃｒｕｉｔｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  ｃｈｅｍｏｋｉｎｅｓ  ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｆｏｒｍｓ  ｏｆ  ｖａｓｃｕｌａｒ  ｉｎｊｕｒｙ」Ｖａｓｃ．  Ｍｅｄ．  ２００３，  ８（１），１−７を参照のこと）。単球／マクロファージ系統の造血細胞が、損傷形成の過程で内膜に存在しているということも報告されている。更に、マクロファージは、熱による血管損傷後に内膜の筋繊維芽細胞の前駆体になると示唆されている（Ｂａｙｅｓ−Ｇｅｍｓ等、「Ｍａｃｒｏｐｈａｇｅｓ，  ｍｙｏｆｉｂｒｏｂｌａｓｔｓ  ａｎｄ  ｎｅｏｉｎｔｉｍａｌ  ｈｙｐｅｒｐｌａｓｉａ  ａｆｔｅｒ  ｃｏｒｏｎａｒｙ  ａｒｔｅｒｙ  ｉｎｊｕｒｙ  ａｎｄ  ｒｅｐａｉｒ」Ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ，  ２００２，  １６３（１），  ８９−９８））。本発明はこれに限定されないが、報告された理論とモデルによれば（例として、Ｊｅｒｅｍｙ  等、「Ｏｘｉｄａｔｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ，  ｎｉｔｒｉｃ  ｏｘｉｄｅ，  ａｎｄ  ｖａｓｃｕｌａｒ  ｄｉｓｅａｓｅ」  Ｊ．  Ｃａｒｄ．  Ｓｚｚｒｇ．  ２００２，  １７（４）  ３２４−７、Ｊａｃｏｂｓｏｎ等、「Ｎｏｖｅｌ  ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ  ｏｘｉｄａｓｅ  ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ  ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｓ  ａｎｇｉｏｐｌａｓｔｙ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ  ａｎｄ  ｎｅｏｉｎｔｉｍａｌ  ｈｙｐｅｒｐｌａｓｉａ  ｏｆ  ｒａｔ  ｃａｒｏｔｉｄ  ａｒｔｅｒｙ」  Ｃｉｒｃ．  Ｒｅｓ．  ２００３，  ９２（６），  ６３７−４３、Ｂｌｅｅｋｅ  等、「Ｃａｔｅｃｈｏｌａｍｉｎｅ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｖａｓｃｕｌａｒ  ｗａｌｌ  ｇｒｏｗｔｈ  ｉｓ  ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｏｎ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｏｘｙｇｅｎ  ｓｐｅｃｉｅｓ」  Ｃｉｒｃ．  Ｒｅｓ．  ２００４，  ９４（１），  ３７−４５を参照）、心臓血管疾患の主要な危険因子は共通してＯ２・−である。Ｏ２・−が危険因子である心臓血管疾患は、バルーン血管形成後の再狭窄、アテローム発生、再灌流傷害、狭心症、および静脈移植血管の障害を含む。
【０００６】
四酸化オスミウム、ＯｓＯ４の応用。四酸化オスミウム溶液は、特に顕微鏡試料の調製の生物学的染色として、広く用いられる。医学においては、関節の疾患組織の化学的除去である滑膜切除のために、関節炎の関節に注入される。
【０００７】
化学的な非外科的滑膜切除、ＯｓＯ４の注入による関節炎の関節疾患組織の化学的除去。関節炎の関節疾患組織の化学的除去である化学的滑膜切除は、１９５３年以降臨床的に実践されてきた。この処置は７０編以上の論文や総説といった医学文献に記述されている。この処置では、オスミウム酸としても知られるＯｓＯ４を罹患関節に注入する。例として、（ａ）  Ｃ．  Ｊ．  Ｍｅｎｋｅｓ、「Ｉｓ  ｔｈｅｒｅ  ａ  ｐｌａｃｅ  ｆｏｒ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｓｙｎｏｖｅｃｔｏｍｙ  ｉｎ  ｒｈｅｕｍａｔｉｃ  ｄｉｓｅａｓｅｓ？」    Ｒｈｅｕｍａｔｏｌ．  Ｒｅｈａｂｉｌ．  １９７９，１８（２），  ６５−７７、（ｂ）  Ｃｏｍｂｅ等、「Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  ｃｈｒｏｎｉｃ  ｋｎｅｅ  ｓｙｎｏｖｉｔｉｓ  ｗｉｔｈ  ａｒｔｈｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｓｙｎｏｖｅｃｔｏｍｙ  ａｆｔｅｒ  ｆａｉｌｕｒｅ  ｏｆ  ｉｎｔｒａａｒｔｉｃｕｌａｒ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅ．」  Ａｒｔｈｒｉｔｉｓ  Ｒｈｅｕｍ．  １９８９，  ３２（１），  １０−１４、（ｃ）  ＷｉｌｋｅとＣｒｕｚ−Ｅｓｔｅｂａｎ、「Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ  ｆｏｒ  ｒｈｅｕｍａｔｏｉｄ  ａｒｔｈｒｉｔｉｓ．  Ｎｏｎ−ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｓｙｎｏｖｅｃｔｏｍｙ」  Ｂａｉｌｌｉｅｒｅｓ  Ｃｌｉｎ．  Ｒｈｅｕｒｒｒａｔｏｌ．  １９９５，  ９，  ７８７−８０１、（ｄ）  Ｈｉｌｌｉｑｕｉｎ等、「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｅｆｆｉｃａｃｙ  ｏｆ  ｎｏｎ−ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｓｙｎｏｖｅｃｔｏｍｙ  （ｓｙｎｏｖｉｏｒｔｈｅｓｉｓ）  ａｎｄ  ｊｏｉｎｔ  ｌａｖａｇｅ  ｉｎ  ｋｎｅｅ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  ｗｉｔｈ  ｅｆｆｕｓｉｏｎｓ」  Ｒｅｖ．  Ｒｈｕｍ．  Ｅｎｇｌ．  Ｅｄ．  １９９６，  ６３（２），  ９３−１０２、（ｅ）  Ｂｅｓｓａｎｔ等、「Ｏｓｍｉｃ  ａｃｉｄ  ｒｅｖｉｓｉｔｅｄ：  ｆａｃｔｏｒｓ  ｔｈａｔ  ｐｒｅｄｉｃｔ  ａ  ｆａｖｏｒａｂｌｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ」  Ｒｈｅｕｍａｔｏｌｏｇｙ  （Ｏｘｆｏｒｄ）．  ２００３，  ４２（９），  １０３６−４３を参照のこと。
【０００８】
オスミウム化合物の薬学的応用。Ｈｉｎｃｋｌｅｙ米国特許番号第４，３４６，２１６号は、四酸化オスミウムと炭水化物とのオスミウム（ＶＩ）化合物を反応させ、その結果生じたオスミウム炭水化物複合体を重金属中毒の治療のために、哺乳類の関節炎の関節治療に染色またはＸ線診断の造影剤として医薬組成物中で使用した。Ｂａｒ−ＳｈａｌｏｍとＢｕｋｈ米国特許番号第５，９０８，８３６号および米国特許番号第５，９１６，８８０号は、皮膚の局所的な治療、しわの治療または予防、およびＸ線の造影剤に、オスミウムの硫酸化単糖塩の利用を提案した。
【０００９】
刺激されたマクロファージからのＯ２・−放出阻害における、オスミウム複合体の相対的不活性。Ｍｉｒａｂｅｌｌｉ等、「Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  ｏｎ  Ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ  Ｒｅｌｅａｓｅ  ｆｒｏｍ  Ｐｈｏｒｂｏｌ  Ｍｙｒｉｓｔａｔｅ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｍｕｒｉｎｅ  Ｐｅｒｉｔｏｎｅａｌ  Ｍａｃｒｏｐｈａｇｅｓ：  Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ  ｂｙ  Ａｕｒａｎｏｆｉｎ  ａｎｄ  Ｓｐｉｒｏｇｅｒｍａｎｉｕｍ」  Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒｈｅｕｍａｔｏｌｏｇｙ，  １９８８，  １５（７），  １０６４−１０６９は、一連の金属複合体のマクロファージの呼吸バーストにおけるＯ２・−放出阻害能を調査した。Ｏ２・−の放出を１０μＭの濃度で完全に阻害した２，３，４，６−テトラ−Ｏ−アセチル−１−チオ−β−Ｄ−グルコピラノセート−Ｓ（トリエチルホスフィン）の金複合体や（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）−２−アザ−８，８−ジメチル−８−ゲルマノスピロ−（４，５）−デカンのゲルマニウム複合体と異なり、調査を行った三つのオスミウム複合体は、筆者によれば、効果がなかった。１０μＭの濃度で、ビス（ビピリジル）ジクロロオスミウム（ＩＩ）による阻害は２±２％、ジクロロビス（フェナントロリン）オスミウム（ＩＩ）による阻害は２４±４％、１０倍濃度が高い１００μＭの濃度でのオクタアミノ二硝酸塩−（μ−ニトリド）−ジオスミウム三硝酸塩による阻害は２９±６％であった。
【００１０】
Ｎ−オキシド重合体。Ｎ−オキシドは、窒素と共有的に結合する酸素を有し、酸素は窒素以外の他の原子とは共有結合していない有機化合物である。Ｎ−オキシド中の窒素は部分的あるいは全体的にプラスに帯電し、酸素は部分的あるいは全体的にマイナスに帯電している。Ｎ−オキシド中の窒素は、二重結合を二つの結合と数えて、四つの結合で近隣の原子と結合されている。官能基ＩとＩＩはＮ−オキシド官能基である。ピリジン−Ｎ−オキシド、ＩＩＩ、は芳香族Ｎ−オキシドの例である。Ｎ−オキシドは窒素酸化物とは異なり、不対電子一つを有するフリー・ラジカルである。例えば、ＴＥＭＰＯＬ、ＩＶ、は窒素酸化物である。窒素酸化物中の窒素は、三つの結合のみで近隣の原子と結合されている。
【００１１】
有害な石英粒子のポリ−２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシドでの被覆加工は、珪肺症の原因となる毒性を阻害し、また、肺上皮細胞での酸化的ＤＮＡ障害の毒性も阻害する。（Ｒ．Ｐ．Ｆ．  Ｓｃｈｉｎｓ等、「Ｓｕｒｆａｃｅ  ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｑｕａｒｔｚ  ｉｎｈｉｂｉｔｓ  ｔｏｘｉｃｉｔｙ，  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｕｐｔａｋｅ，  ａｎｄ  ｏｘｉｄａｔｉｖｅ  ｄａｍａｇｅ  ｉｎ  ｈｕｍａｎ  ｌｕｎｇ  ｅｐｉｔｈｅｌｉａｌ  ｃｅｌｌｓ」  Ｃｈｅｎｒ．  Ｒｅｓ．  Ｔｏｘｉｃｏｌ．  １５，  １１６６−１１７３  （２００２）、Ａ．  Ｍ．  Ｋｎａａｐｅｎ  等、「ＤＮＡ  ｄａｍａｇｅ  ｉｎ  ｌｕｎｇ  ｅｐｉｔｈｅｌｉａｌ  ｃｅｌｌｓ  ｉｓｏｌａｔｅｄ  ｆｒｏｍ  ｒａｔｓ  ｅｘｐｏｓｅｄ  ｔｏ  ｑｕａｒｔｚ：  Ｒｏｌｅ  ｏｆ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ  ａｎｄ  ｎｅｕｔｒｏｐｈｉｌｉｃ  ｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ」  Ｃａｒｃｉｎｏｇｅｎｅｓｉｓ  （Ｏｘｆｏｒｄ）  ２３（７），  １１１１−１１２０  （２００２）、  Ｓ．  Ｌａｂｏｒ，  Ｚ．  Ａｎｃａ  および  Ｅ．  Ｚｕｇｒａｖｕ、「Ｉｎ  ｖｉｖｏ  ａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｑｕａｒｔｚ  ｏｎ  ａｌｖｅｏｌａｒ  ｍａｃｒｏｐｈａｇｅ  ｌｉｐｉｄ  ｐｅｒｏｘｉｄｅｓ」  Ａｒｃｈｉｖｅｓ  ｏｆ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｈｅａｌｔｈ  ３０  （１０），  ４４９−５０１  （１９７５））。
【００１２】
ポリ−２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシドは、ヒトの珪肺症治療への投与薬剤として利用されてきた。治療において、重合体の用量は、例えば吸引、静脈内あるいは筋肉への注射によって投与された。（例として、Ｋ．Ｖ．  Ｇｌｏｔｏｖａ等、「Ｒｅｓｕｌｔｓ  ｏｆ  ａ  ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｔｒｉａｌ  ｏｆ  ｐｏｌｙｖｉｎｏｘｉｄｅ  ｉｎ  ｓｉｌｉｃｏｓｉｓ」のＭｅｄｌｉｎｅ要旨、Ｇｉｇ．  Ｔｒ．  Ｐｒｏｆ．  Ｚａｂｏｌ．  １９８１  （８），  １４−７  （  ＰＭＩＩ〜：  ７０２６３７３）、Ｊ．Ｄ．  Ｚｈａｏ，  Ｊ．  Ｄ．  Ｌｉｕ  および  Ｇ．  Ｚ．  Ｌｉ  、「Ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  ｆｏｌｌｏｗ−ｕｐ  ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ＰＶＮＯ  ｏｎ  ｈｕｍａｎ  ｓｉｌｉｃｏｓｉｓ」Ｚｅｔｒｔｒａｌｂｌ．  Ｂａｋｔｅｒｉｏｌ．  Ｍｉｌｋｒｏｂｉｏｌ．  Ｈｙｇ．  ［Ｂ］．  １９８３  １７８（３），  ２５９−６２．  （ＰＭＩＤ：  ６６５９７４５）、Ｆ．  Ｐｒｕｇｇｅｒ，  Ｂ．  ＭａｎｎｅｒおよびＨ．  Ｗ．  Ｓｃｈｌｉｐｋｏｔｅｒ  「Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ  Ｎ−ｏｘｉｄｅ  （Ｂａｙｅｒ  ３５０４，  Ｐ−２０４，  ＰＶＮＯ）  ｉｎ  ｔｈｅ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  ｈｕｍａｎ  ｓｉｌｉｃｏｓｉｓ」  Ｗｉｅｎ．  Ｋｌｉｎ．  Ｗｏｃｈｅｎｓｃｈｒ．  １９８４．  ７，  ９６（２３），  ８４８−５３  （ＰＭＩＤ：  ６３９６９７１）、Ｄ．  Ｍ．  Ｚｉｓｌｉｎ等、「Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ  ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ  ｏｆ  ｐｏｌｙｖｉｎｏｘｉｄｅ  ｉｎ  ｓｉｌｉｃｏｓｉｓ  ａｎｄ  ｓｉｌｉｃｏｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ」  Ｇｉｇ．  Ｔｒ．  Ｐｒｏｆ．  Ｚａｂｏｌ．  １９８５，  （１１），  ２１−５，  （ＰＭＩＤ：  ４０８５８８７）、Ｔ．  Ｇｕｒｉｌｋｏｖ  および  Ｍ．  Ｓｔｏｅｖｓｋａ  「Ｉｎｈａｌａｔｉｏｎ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  ｓｉｌｉｃｏｓｉｓ  ｗｉｔｈ  Ｋｅｘｉｐｉｎｇ」  Ｐｒｏｂｌ．  Ｋｈｉｇ．  １９８９，  １４，  １６１−６（ＰＭＩＤ：  ２６３５３０９）を参照のこと）。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（発明の簡単な要旨）
本発明で開示されるように、発明者等はＯｓＯ４とスーパーオキシド・ラジカル・アニオンの不均化の非常に効果的な触媒といった、特定のオスミウム化合物を発見した。ＯｓＯ４は、特にアルケンのジヒドロキシル化における有機合成化学に用いられる試薬である。オスミウムは、本発明によると有害な炎症の可能性を低減させる触媒作用を含む。有害な炎症は、例えば、移植片の健康な組織、あるいは移植片近くの宿主組織の細胞の破壊の結果生じる場合がある。このような炎症は、炎症細胞によって消費あるいは産生される化学物質によって、埋め込まれたセンサーまたはモニターで測定される分析物の濃度に望ましくない変化を生じる可能性がある。更に有害な炎症は、免疫機構のキラー細胞の化学兵器から細胞を守るための、移植されたサック中の細胞または組織あるいは臓器への栄養物および／またＯ２の流量の減少を引き起こす可能性がある。サック中の細胞、または組織または臓器は、人体の失われたあるいは障害を受けた機能にとって代わることができる。有害な炎症反応後サック上で増殖する付着性の炎症細胞または繊維化した、あるいは傷跡が残る細胞が、サックの中の細胞を飢えさせる可能性がある。
【００１４】
正常組織の多数の健康な細胞が破壊される炎症の再発を頻繁に伴う有害な炎症は、フィードバックループの分断によって回避、あるいは低減される。フィードバックループを構成する要素は、マクロファージや好中球のような炎症キラー細胞による細胞破壊ラジカル前前駆体の放出、破壊された細胞による走化性分子および／また残骸の放出、そして更なるキラー細胞の動員、更なる細胞破壊ラジカル前前駆体の放出を含む。
【００１５】
医療的なまた美容のためのインプラントとここで呼ばれる「インプラント」は、広く利用され、毎年新規のインプラントが導入されている。インプラントの例は、血管インプラント、耳あるいは蝸牛インプラント、整形外科用インプラント、骨プレートとねじ、人工関節、乳房インプラント、人工喉頭インプラント、顎顔面補綴、歯科インプラント、ペースメーカー、細動除去器、ペニスインプラント、薬剤ポンプ、薬剤送達デバイス、センサーとモニター、神経刺激装置、人工尿道括約筋のような失禁緩和デバイス、眼内レンズ、人体の失われた、あるいは損なわれた機能にとって代わるような細胞や組織を中で増殖させる、水、電解質、グルコースおよび酸素透過性サックを含む。いくつかの特性の第一として、本発明は、移植片近くの健康な細胞が破壊される有害な炎症反応の回避あるいは低減する材料と方法を提供する。第二の特徴として、炎症反応に関連して、化学物質あるいは生化学物質の局所的な消費または局所的な産生が動員された炎症細胞によって変化してしまう為に起こる、あるいはこれらの細胞が局所的に生理的パラメーターを変化させてしまうために起こる、化学物質あるいは生化学物質の濃度、あるいは体温、流量、圧力といった、埋め込まれたセンサーまたはモニターによる生理的パラメーターの測定の不正確を回避あるいは低減する材料と方法を提供する。第三の特徴として、本発明は、生きた細胞また組織を内蔵し、動物の体や殊に事態の失われたまたは損傷を受けた組織、臓器または細胞の機能の代用となる、埋め込まれたサックへの、栄養である化学物質、酸素、その他の必須化学物質および生化学物質の流れを維持するための材料と方法を提供する。もし埋め込んだサックが正常な近隣の細胞を破壊する拒絶反応を引き起こすと、損傷の修復に増殖細胞が生じ、化学物質を消費し、栄養あるいは酸素といった化学物質の流れを低減させる。
【００１６】
移植された臓器の例は、腎臓、膵臓、肝臓、肺、心臓、動脈および静脈、心臓弁、皮膚、角膜、様々な骨組織および骨髄を含む。移植片への有害な炎症反応は移植された臓器の障害を生じるだけでなく、臓器移植者の生命を危険にさらす場合もある。
【００１７】
炭酸ラジカル・アニオン、ＣＯ３・−は、キラー細胞によって放出される中間体であり、産生される最も強力な細胞キラーの分子種である。水酸ラジカル、・ＯＨは、もう一つの強力な細胞キラーである。ＣＯ３・−と・ＯＨは、一般的な前駆体である過酸化亜硝酸アニオン、ＯＮＯＯ−の反応によって産生される。過酸化亜硝酸の主な生物源は、スーパーオキシド・ラジカル・アニオン、Ｏ２・−、および一酸化窒素、・ＮＯの間での拡散律速反応である。
【００１８】
本発明は、有害な炎症のオスミウムを含有する触媒による予防または治療を提供する。オスミウムを含有する触媒は局所的に放出、あるいは固定することができ、Ｏ２・−の崩壊、殊にＯ２とＨ２Ｏ２への不均化を加速させる。細胞を殺すことによって疾患組織の除去を意図した処置である、化学的滑膜切除のための注入投与にＯｓＯ４が使われる場合と違って、本発明のオスミウムを含有する触媒は、細胞が健康か病的かに関わらず、細胞の破壊および／また関連した組織の壊死を予防、あるいは低減させる。オスミウムを含有する触媒は、有害な炎症から保護されるべき区画中あるいはその近く固定されるか、またはその区画にゆっくりと放出される場合がある。全身投与は病原と戦う体全体の能力を弱めるので、多くの応用は全身的な投与ではないが、オスミウムを含有する触媒が治療あるいは保護されるべき区画に選択的に蓄積する場合には全身的に投与することができる。
【００１９】
公開された材料と方法の利用および応用による有害な炎症の治療あるいは予防の例は、例えば心臓血管ステント近くの再狭窄、移植組織、または臓器、または細胞の炎症性拒絶反応といったインプラントへの炎症反応、あるいは例えば免疫、自己免疫、関節炎疾患のような病原体による感染していない組織、または臓器の炎症、例えば機械的外傷や、化学物質、または過剰な熱、またはＵＶ光、あるいは電離放射線によるといった原因による火傷のようは外傷の後の炎症、あるいは病原体の数が健康組織のレベルかそれ以下に減少した後の病原体感染後の皮膚、口、喉、直腸、生殖器官、耳、鼻、あるいは目の持続的な炎症、である。
【００２０】
本発明のもう一つの特色によると、ステントのようなインプラントの重合体被覆のポリ−２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシドおよびその他のＮ−オキシド、あるいは移植片上、近くまたは移植片中のＮ−オキシド重合体、あるいはインプラント上で吸収されたＮ−オキシドを含む膜は、細胞を破壊する炭酸ラジカル・アニオンＣＯ３・−の崩壊を触媒する可能性がある。また本発明によると、インプラントまたは移植片がポリ−２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシドで被覆されているかあるいは含んでいる場合、増幅された細胞破壊の過程は遅延するかまたは回避される。
【００２１】
（発明の詳細な説明）
用語と定義。有害な炎症あるいは有害な炎症反応は、病原体や変異を起こした細胞に対抗するための炎症以外の炎症である。
【００２２】
インプラントは、体内に埋め込まれた人工材料を含む部品を意味する。人工材料は、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、あるいは弾性ポリマー、セラミック、金属あるいはこれらの二つ以上を含む複合材料である場合がある。
【００２３】
移植片とは、移植された組織、移植された臓器あるいは移植された細胞を意味する。移植片は同種移植片あるいは異種移植片である場合がある。同種移植片は、供与者と被移植者が同じ種に属する、ある動物から別の動物へ移植された組織あるいは臓器である。異種移植片は、供与者と被移植者が異なる種に属する、ある動物から別の動物へ移植された組織あるいは臓器である。動物は通常哺乳類であり、最も重要なのはヒトである。
【００２４】
走化性は、通常キラー細胞によって損害を受けた、あるいは破壊された、損傷したまたは死んだ細胞からの化学物質および／また残骸の源へのキラー細胞の移動である。
【００２５】
キラー細胞は、細胞を殺す化学物質あるいは生化学物質を産生する細胞か、あるいは実際のキラー細胞の前駆細胞である。キラー細胞は、通常白血球か白血球から形成される細胞である。マクロファージ、巨細胞、マクロファージから形成される細胞、更に好中球が、キラー細胞の例である。マクロファージは血中の単球から形成されると言われている。
【００２６】
走化性動員とは、インプラントまたは移植片に向かう、局所あるいはその周辺における、キラー細胞、あるいはキラー細胞前駆体の選択的な移動によって起こることを意味する。インプラントまたは移植片を受入れている組織の破壊された細胞からの、あるいは移植組織あるいは臓器の破壊された細胞からの化学物質および／また残骸が走化性であるというのは、放出した分子および／また残骸がキラー細胞あるいはキラー細胞前駆体を更に動員することを意味する。
【００２７】
プログラム細胞死は、正常な組織的細胞死であり、プログラム細胞死における死んだ細胞の構成要素は、走化性分子および／また残骸わずかにしか放出されないか、または全く放出されないように溶解されるか、そうでなければ分解される。
【００２８】
固定化触媒と不溶性触媒は、不溶性の触媒、あるいは非常にゆっくりと溶解あるいは浸出する触媒を意味する。非常にゆっくりと溶解あるいは浸出する触媒は、３７℃で空気と平衡状態にある０．１４Ｍ  ＮａＣｌ、２０ｍＭリン酸緩衝液、ｐＨ７．２中で、１日で半分以下が溶解するか、そうでなければ一日で浸出する触媒である。
【００２９】
血漿とは、インプラントまたは移植組織、臓器、または細胞が浸っている液体、および／また移植組織、臓器または細胞が浸っている細胞間の液体を意味する。
【００３０】
インプラントの近く、あるいは移植片の近くとは、インプラントまたは移植片から５ｃｍ未満、望ましくはインプラントまたは移植片から２ｃｍ未満、最も望ましくはインプラントまたは移植片から１ｃｍ未満に位置している、インプラントまたは移植片を受入れている組織あるいは臓器の部分を意味する。
【００３１】
透過性とは、透過する分子種の溶解度と拡散係数の積が１０−１１ｍｏｌ  ｃｍ−１ｓ−１を越えるフィルムまたは膜であり、望ましくは１０−１０ｍｏｌ  ｃｍ−１ｓ−１より大きく、最も望ましいのは１０−９ｍｏｌ  ｃｍ−１ｓ−１を越えるフィルムまたは膜である。
【００３２】
ハイドロゲルとは、約ｐＨ７．２−７．４の約０．１４ＭのＮａＣｌ水溶液中で約３７℃で約３日溶解しない、水で膨れる重合体マトリックスを意味する。少なくとも２０重量％の水を含み、望ましくは少なくとも４０重量％の水を含み、最も望ましくは少なくとも６０重量％の水を含む。重合体は通常架橋されている。
【００３３】
包帯剤は、傷または手術部位のための、通常、布、織物、合成膜、ガーゼまたはそのようなもので出来た被覆剤である。包帯剤は、主に傷や手術部位などを覆って保護する、一般的には架橋ハイドロゲルのような、ゲルも含む。
【００３４】
薬学的に受容可能なとは、インプラント、包帯剤、および／また本発明のオスミウム化合物が無毒でヒトと動物の治療のための利用に適切であることを意味する。このような薬学的に受容可能な構造物や組成物は、前述の利用で不適合であるような材料を含まない。
【００３５】
局所的配合とは、患者の皮膚への局所的な用途を意図した、軟膏（ｏｉｎｔｍｅｎｔ）、クリーム、皮膚軟化剤、バルム剤、軟膏（ｓａｌｖｅ）、軟膏（ｕｎｇｕｅｎｔ）あるいはその他の任意の製剤処方を意味する。
【００３６】
本発明は、正常な組織の健康な細胞が破壊される有害な炎症を回避または減少させる治療および構造物を提供する。本発明の具体的な目的は、（ａ）例えば、心血管ステントの再狭窄のような、インプラントに対する有害な炎症反応、（ｂ）移植された組織または臓器または細胞の炎症、（ｃ）例えば、免疫疾患、自己免疫疾患、神経変性障害、ルー・ゲーリグ病として知られる筋萎縮性側索硬化症、アルコール性肝臓疾患、心臓血管疾患、クローン病を含む炎症性腸疾患、ペイロニー病、強皮症および接触性皮膚炎における、感染症を起こしていない組織または臓器の炎症、（ｄ）障害および／また、過剰な熱および／またＵＶが原因のやけど、および（ｅ）感染症の後の皮膚、口、喉、直腸、生殖器官、耳、鼻、あるいは目の炎症の回避、減少、あるいは緩和を含む。
【００３７】
炎症キラー細胞の認識と動員。炎症は一般的に、白血球の例として例えば好中球、および／また単球、および／またマクロファージといった白血球細胞の動員を伴う。白血球は、強力に細胞を破壊するオキシダントの前前駆体を分泌する。理論モデルによると、本発明をこれによって限定しないが、移植片の拒絶には、通常白血球による認識が伴い、その結果、複数段階を経て、移植片のいくつかの細胞を破壊し、その後破壊された細胞の残骸によって結果としてキラー細胞の走化性動員が起こり、そしてキラー細胞が産生したオキシダントによって更に細胞を破壊する。キラー細胞の動員、分泌したオキシダントによる細胞の破壊、更なる細胞の破壊、走化性化合物および／また残骸の放出、そしてさらに多数のキラー細胞動員、の連続は、増幅されたフィードバックループをなしている。
【００３８】
キラー細胞の兵器。マクロファージや好中球のような炎症細胞の細胞破壊兵器は、スーパーオキシド・ラジカルＯ２・−と一酸化窒素・ＮＯの二つのラジカルを含む。スーパーオキシド・ラジカル・アニオンは、ＮＡＤＰＨオキシダーゼが触媒するＯ２のＮＡＤＰＨとの反応で産生される。一酸化窒素は、一酸化窒素シンターゼ（ＮＯＳ）が触媒するアルギニンの反応で産生される。炎症細胞のＮＯＳ、ｉＮＯＳは、誘導可能な酸化物シンターゼである。スカベンジャー反応物またはその反応をかそくさせる酵素が存在しなければこれらのラジカルは比較的寿命が長く、半減期は１秒程度かそれ以上である。このため、半減期τ1/2の積の平方根である拡散距離、Ｌ、および約１０−５ｃｍ２ｓｅｃ−１である拡散係数、Ｄ、もまた長く、大きな細胞の中心同士の距離より長距離である、３０μｍと同等かそれを超える場合がある。従って、近隣のキラー細胞が分泌した前前駆体は、近隣組織の細胞に到達し入ることができる。Ｏ２・−と・ＮＯから生じるオキシダント前駆体は、やはり半減期が長いＯＮＯＯ−とＨ２Ｏ２を含む。生理的な７．２−７．４のｐＨで、カタラーゼまたはペルオキシダーゼのような反応を促進する酵素が存在しない状況では、Ｈ２Ｏ２の場合τ1/2は≧１秒であり、Ｌ≧３０μｍである。ＯＮＯＯ−前駆体は、組織や細胞中に豊富なＣＯ２と反応し、強力に酸化するＣＯ３・−と二酸化窒素ラジカル・ＮＯ２を生じる。Ｈ２Ｏ２は、遷移金属複合体と反応し水酸ラジカル・ＯＨを生じる場合があり、・ＯＨは発生した場所でグルコースおよび／またタンパク質といった任意の酸化しやすい物質と急激に反応し、ＨＣＯ３−とさえ反応してＣＯ３・−を生じる場合がある。ＣＯ３・−のτ1/2は、約１ミリ秒で、Ｌは約１μｍである。従って、前駆体は細胞に入った後、反応してＣＯ３・−を生じＣＯ３・−は細胞の寸法近くか同程度の距離にわたって拡散するだけ十分長く存続し、酸化しやすい任意の構成要素を酸化する。こうして最初の細胞破壊が起こる。
【００３９】
ＯＮＯＯ−前駆体由来の強力な細胞破壊ＣＯ３・とＣＯ３・−による細胞破壊の還元におけるスーパーオキシドジスムターゼおよび／またスーパーオキシドジスムターゼ模倣体の重要性。前前駆体と呼ばれる白血球が分泌する化学物質の性質と、前駆体と呼ばれるこの前前駆体から生じる化合物、そして前駆体から生じる強力な細胞破壊化学物質が知られている。白血球は二つの重要な前駆体、Ｏ２・−と・ＮＯを生じる。Ｏ２・−はＮＡＤＰＨオキシダーゼが触媒するＯ２の還元によって生じると考えられている。・ＮＯは一酸化窒素シンターゼＮＯＳが触媒するアルギニンの酸化を通じて生じると考えられている。白血球のＮＯＳは誘導可能な一酸化窒素シンターゼｉＮＯＳであると考えられている。
【００４０】
反応１によって生じる過酸化亜硝酸アニオンＯＮＯＯ−は、毒性の強い成分の前駆体である。
【００４１】
【化１】
2007500548.tif 000003
過酸化亜硝酸イオンは極めて安定だが、その共役過酸化亜硝酸（ＯＮＯＯＨ，ｐＫａ＝６．６）は急速に分解し、酸性の溶剤中では硝酸への異性化が主要な崩壊経路である。ＮＯ３−への経路中、ＯＮＯＯＨのかなりの部分（〜２８％）は水酸ラジカルと過酸化窒素ラジカルを生じる（スキーム１）。
【００４２】
【化２】
2007500548.tif 000004
一般に受け入れられているモデルによると、細胞を破壊するＣＯ３・−は、ＣＯ２との急速な反応を通じてＯＮＯＯ−から生じる（スキーム２）。
【００４３】
【化３】
2007500548.tif 000005
これらの産物、ＯＮＯＯＣ（Ｏ）Ｏ−の半減期（τ1/2）は１００ｎｓより短いと推定されている。この従って、この付加化合物は生体系の構成要素と反応できる前に、非反応性のＮＯ３−とＣＯ２に分解するか、あるいは反応性が高く有毒なＣＯ３・−とＮＯ２に分解する。
【００４４】
３８℃で（ｋ２＋ｋ３）＝５．３ｓ−１，ｋ４＝５．３ｘ１０４Ｍ−１ｓ−１、ＣＯ２濃度は細胞内で（［ＨＣＯ３−］＝１２ｍＭ）、間質液中で（［ＨＣＯ３］＝３０ｍＭ）、との報告された値を適応すると、過酸化亜硝酸のＣＯ２との反応は、生体系における過酸化亜硝酸消費の主要経路であるとの結論に達する。
【００４５】
水酸ラジカルは、発生した場所で任意の分子とほとんど非選択的に反応するほどに非常に反応性が高い。一方、ＣＯ３・−は反応性が低く、従ってより選択的である。従って、現在ある最良のモデルによると、しかし本発明はこれに限定されないが、おそらく形成される最も重要な細胞破壊分子種はＣＯ３・−で、・ＮＯ２もまた細胞を破壊するが強力さは劣る分子種である。
【００４６】
ＯＮＯＯ−発生のために得られるＯ２・−の量は、Ｏ２・−の不均化を非常に効率的に触媒する（反応２）スーパーオキシドジスムターゼ、ＳＯＤの存在によって減少する。
【００４７】
【化４】
2007500548.tif 000006
従って、効率的にＯ２・−を除去するとＯＮＯＯ−の形成、そしてその結果、ＣＯ３・−および／また・ＮＯ２による細胞破壊を防ぐ。
【００４８】
Ｏ２・−と有害な炎症。例えば、心臓血管ステントの部位での再狭窄を引き起こす長期に渡るインプラントまたは移植片に対する有害な炎症反応は、スーパーオキシド・ラジカル・アニオンの反応の下流産物と関連している。このラジカルのインビボでの接触分解は、望ましくない炎症、例えば再狭窄および／また移植された組織あるいは臓器の急性炎症拒絶反応のようなインプラントに対する炎症反応を緩和、あるいは予防する可能性がある。
【００４９】
インプラント近くの有害な炎症。マクロファージや好中球のような炎症キラー細胞は、異物と認識された生物体の破壊するために進化した。これらは執拗にインプラントを破壊しようとし、ステント血管の再狭窄を引き起こす場合がある。これらは生体適合性だと言われるインプラントに接着し、インプラント上でさえも融合して、しばしばマクロファージで覆われた広い領域を形成する。長期に渡るインプラント上にこれらの細胞が存在していると、一部の整形外科インプラントやその他のインプラントは周期的に有害な炎症の再発を来すものの、通常、臨床的に許容できる低レベルの炎症を引き起こす。
【００５０】
細胞を破壊するＣＯ３・−と・ＮＯ２の前駆体である過酸化亜硝酸アニオンは、マクロファージによって産生されるラジカル、・ＮＯとＯ２・−の二つの組み合わせによって産生される。一酸化窒素は短命であり、生体シグナル伝達物質である。それ自体は強力なオキシダントではない。Ｏ２・−も強力なオキシダントではなく、一部の反応においては電子供与体還元剤としてふるまっている。・ＮＯとＯ２・−の半減期は、＞１秒と長い場合がある。この組み合わせの産物であるＯＮＯＯ−は、具体的には・ＯＨ／ＣＯ３・−と・ＮＯ２といった中間体として、非常に酸化的なラジカルの形成によって、間接的に幅広い種類の生体分子を酸化する。
【００５１】
組織的な過程であるアポトーシスによって細胞が自然に死んだ場合、その分解産物はマクロファージの化学誘因物ではない。対照的に、細胞が過酸化亜硝酸の産物によって破壊された場合には、放出される化合物および／また残骸はマクロファージにとって走化性（化学的に誘因する、あるいはさらに「動員」する）である。フィードバックループの結果、多くの細胞が破壊される再発が結果として生じる場合がある。多数の細胞を破壊すると、組織の変形を来す。より多くの細胞の破壊は、さらに多くの残骸と、さらに多くのマクロファージの動員、そしてさらに多くのマクロファージが動員されると、損傷が増幅され、病変の大きさが拡大する結果にいたる。身体のその後の損傷の修復は細胞の増殖を誘導し、ステントが原因の再狭窄の土台となる可能性がある。この自己増殖性の、ますます破壊的な過程は、述べられた材料の使用によって回避することができ、公開されたＯ２・−の不均化および／またＯＮＯＯ−の異性化の触媒、および／またＣＯ３・−の接触分解によって、崩壊、減速、緩和、あるいは停止させることができる。
【００５２】
触媒は、埋め込む前にインプラントを被覆する、またはインプラントのコーティングの中に盛り込む、あるいはインプラントに近接した組織に組み込むことができる。二つのグループの触媒が特に有用である。第一は、Ｏ２・−不均化のためのオスミウムを含むものである。第二はＯＮＯＯ−の異性化のためのもので、ポルフィリンと遷移金属、特に鉄とマンガンのフタロシアニンを含む、固定されたＯＮＯＯ−および／またＮＯ３・−透過性のヒドロゲルで、過酸化亜硝酸の硝酸異性化を触媒すること知られている。
【００５３】
第三は、ＣＯ３・−分解のためのもので、遷移金属のポルフィリンおよび／また環状Ｎ−オキシド誘導体、および／またＮ−オキシル、および／またヒドロキシルアミンを含み、固定されたＣＯ３・−および／またＨＣＯ３−透過性のヒドロゲルである。これらの例、特にマンガンポルフィリンは、例えばＧ．Ｆｅｗｅｒ−Ｓｕｅｔａ等によりＪ  Ｂｉｏｌ．  Ｃｈｅｍ．  ２００３，  ２７８，  ２７４３２−２７４３８で述べられており、窒素酸化物、Ｎ−オキシド、およびまたＮ−オキシルおよび／またヒドロキシルアミンの例は、共同請求者であるＳ．  Ｇｏｌｄｓｔｅｉｎ等により、Ｃｈｅｍ：．  Ｒｅｓ．  Ｔｏｘｉｃｏｌ．  ２００４，  １７，  ２５０−２５７で述べられている。
【００５４】
重合体ピリジン−Ｎ−オキシド。本発明によると、ステントのようなインプラントの重合体被覆中のポリ−２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシド、およびその他のＮ−オキシド、あるいは移植片上、近くあるいは移植片中の重合体Ｎ−オキシド、あるいはインプラント上に吸収されたＮ−オキシドを含む膜は、炭酸ラジカル・アニオンＣＯ３・−の崩壊を触媒することができる。本発明によると、インプラントあるいは移植片がポリ−２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシドで被覆されている場合あるいは含んでいる場合には、増幅された細胞破壊過程は原則、あるいは回避される。重合体Ｎ−オキシドを含むインプラント上、または移植片中または移植片近くの膜または層の厚さは、治療上有用的になるであろう。単層の厚さの膜は既に実用的である場合がある。望ましい厚さは約１０ｎｍと約１ｍｍの間で、さらに望ましい厚さは約１０ｎｍと約１００μｍの間で、最も望ましい厚さは約１００ｎｍと約２０μｍの間である。
【００５５】
本発明の化合物のうち、窒素が環の一部である場合が望ましく、窒素が芳香環の一部である場合が最も望ましい。反復の中でＮ−オキシドの機能を有する重合体が望ましい。Ｎ−オキシドは、ステントのようなインプラントの被覆中に、あるいは移植片中または移植片の表面に固定されていることが望ましい。一般的にポリ−２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシド、およびその他のＮ−オキシド、または石英粒子の毒性を低減させることが知られている化合物は、冠状動脈ステントにおけるステント再狭窄、また有害な炎症作用およびその他の、インプラントや移植片における細胞障害を予防、その頻度を低減すると期待される。血中、あるいは血流に曝された場合、Ｎ−オキシドかそれ以外かに関わらず、触媒は固定されて浸出せず、あるいは浸出しても非常にゆっくりであるのが望ましい。なぜなら、冠状動脈ステントの場合の冠状動脈のような血管中の急速な循環血液、あるいは例えば腎臓移植のような一部の移植片の急速な循環血液は、急激に触媒を取り除いてしまう可能性があるからである。ポリ−２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシドであれＮ−オキシド結合重合体であれ、被覆材中のＮ−オキシドは、浸出溶液がかく乱されず、約０．１４ＭのＮａＣｌを含む、約ｐＨ７．２の０．０２Ｍリン酸緩衝液生理食塩水であり、３７℃で試験して、浸出が約２週間の長期にわたる場合には、そのようなＮ−オキシドは浸出しない可能性がある。あるいは、Ｎ−オキシド被覆剤は、被覆剤中の一部のＮ−オキシド、望ましくは約１０％以下のＮ−オキシドが、浸出溶液がかく乱されず、約０．１４ＭのＮａＣｌを含む約ｐＨ７．２の０．０２Ｍリン酸緩衝液生理食塩水であり、３７℃で試験して、浸出が約２週間の長期にわたって浸出するそのようなものになる可能性がある。一般的に触媒は浸出せずに固定されて、抗生剤で安定化された血清中で４℃で、約２週間以上、望ましくは１か月以上、最も望ましくは約２か月以上の間活性を保つのが望ましい。
【００５６】
ポリ（２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシド）。四つの反復ユニット（ｍｅｒ）を以下に示す。
【００５７】
【化５】
2007500548.tif 000007
水溶性で、芳香環あるいは複素環の一部が窒素である様々な重合体Ｎ−オキシドは、インプラントの被覆中あるいはインプラントに、またはインプラント内に組み込むのに有用である。芳香環あるいは複素環は５つか６つの原始を含むことができる。六員環芳香族環Ｎ−オキシドと五員環複素環Ｎ−オキシドが一般的に好ましい。重合体Ｎ−オキシドは、水溶性である場合があり、その場合水溶液から不可逆的に吸収されるか、あるいは被覆剤を形作るための架橋剤とともに共被覆させ重合させる。望ましい重合体Ｎ−オキシドは、分子量が約３０００から約１００，０００，０００である場合があり、望ましい分子量は５０００と５００００００の間であり、１００００から５０００００の範囲が最も望ましい。ステントの場合、架橋された重合体被覆の厚さは、３７℃で血漿で平衡させ、被覆が占める容積は広がったステントの内部体積の１０％未満になるようにし、広がったステントの内部体積の３％未満が望ましく、広がったステントの内部体積の１％未満が最も望ましい。重合体Ｎ−オキシドは、ポリエチレングリコールジグルシジルエーテルのように、例えば、ジ、トリ、あるいはポリエポキシドのように架橋される場合がある。
【００５８】
重合体Ｎ−オキシドのファミリーは、例えば、ポリ（２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシド）、ポリ（４−ビニルピリジン−Ｎ−オキシド）、ポリ（３−メチル−２−ビニルピリジン−オキシド）、およびポリエチレン−２，６−ピリジンジカルボン酸−オキシド）を含む。重合体あるいは単量体のＮ−オキシドは、例えば-ＣＨ２ＯＨ基を有する環、あるいはハロゲンで置換された環、あるいはチオール、またはアミン基を有する環、または、例えば−Ｃ１，−ＣＨ２Ｃｌ，−ＣＨ２ＮＨ２，−ＣＨ２ＳＨ，−ＣＯＯＨであるカルボン酸基、のようにアルキル化しているかあるいはアルコール基を有する。-ＣＨ２ＮＨ２基と-ＣＨ２ＳＨ基は、室温で水溶液中でマイケル反応により二重結合に付加することが知られている。例えば−Ｃ（Ｒ）＝Ｃ（Ｒ’）−Ｃ（＝０）−基を有するこれらの単量体あるいは重合体は、例えば-ＣＨ２ＮＨ２基または-ＣＨ２ＳＨ基と結合する場合がある。これによって重合体Ｎ−オキシド分子を架橋できる。-ＣＨ２ＳＨ基または−ＣＨ２ＮＨ２基を有する単量体Ｎ−オキシドも、マイケル反応によりアクリル基あるいは類似の官能基に付加し、アクリル酸、メタクリル酸、および関連の官能基を有する重合体触媒を作り出す。
【００５９】
重合体Ｎ−オキシドの膜は、金属あるいはセラミックの表面酸化物層への吸着によって便利良くインプラント上に形成することができる。一般的には、水溶液から吸着することができるような水溶液中の重合体Ｎ−オキシドの濃度は、約０．１−１０重量％になる。膜は重合体Ｎ−オキシドと架橋剤の二つが共に溶解した水溶液からの共吸収によって形成することもできる。架橋剤の例は、分子量約４００のポリ（エチレンオキシド）ジグリシジルエーテルである。この架橋剤とポリ（２−ビニルピリジン−Ｎ−オキシド）の望ましい重合剤／架橋剤重量比は、約３０：１と約５：１の間で、約２５：１と約１０：１の間の重量比が最も望ましい。
【００６０】
重合体被覆は、例えば、イソパノールでのステントあるいは他のインプラントを予備清浄した後、脱イオン水ですすぎ、乾燥させ、表面の有機不純物を酸化するために、それぞれ１０分間ＲＦ（５０−１５０Ｗ）プラズマ炉で、１−２ｍｍ  Ｈｇ酸素分圧で酸化させ、次いで重合体、あるいは単量体の水溶液を架橋剤の溶液と共に、浸漬、スプレー、あるいは刷毛でぬるといった方法で適用し、通常室温で少なくとも２４時間、膜を乾燥あるいは重合させる。
【００６１】
再狭窄の病因案。本発明によれば、ステント中での繊維芽細胞や平滑筋細胞の増殖である再狭窄には炎症の過程が関わっており、その結果冠状動脈の健康な細胞の破壊が生じる。細胞の破壊は、正常な内皮細胞ではなく繊維芽細胞や平滑筋細胞の増殖によって修復され、これらの細胞は新生内膜過形成において血管の内腔を狭める病変を引き起こす結果になる。例えば、ステント合金を含む、通常は微小陽極である遷移金属の腐食性のマイクロドメインによって、あるいは余剰の突き出たステントの構造、特に、バクテリアに類似したサイズと形を有する構造によって、マクロファージや好中球のようないくつの食細胞の動員によって、新生内膜過形成が引き起こす過程が開始される可能性がある。次に、一部の化学領域および／またステント表面の突き出た局所的な構造は動員された食細胞に覆われる。これらの強力な細胞破壊分子種、ことにＣＯ３・−ラジカルは、マクロファージおよび／また好中球が産生し、最終的には食胞を破壊するＯＮＯＯ−前駆体から産生される。この破壊は、更に多くのマクロファージおよび／また好中球を引き寄せる、走化性分子および／また残骸の放出を招く。その結果として、ステントの表面はそれらの細胞で高密度で密集することになる。個別のキラー細胞にとって、Ｏ２・−と・ＮＯの濃度、分泌された細胞破壊ラジカルの前前駆体は、細胞からの距離の三乗に反比例して減少する。従って、個々のマクロファージあるいは好中球は、これらの細胞が貪食する細胞をのぞけば、無力な細胞の殺し屋である。対照的に、表面がマクロファージまたは好中球で高密度で密集している場合には、これらの濃度は表面を覆ったマクロファージまたは好中球からの距離に従って直線的に減少する。したがって、ラジカルが組み合わさって、極めて有毒で細胞を殺すＣＯ３・−の前駆体であるＯＮＯＯ−を高い収量で、またそれより低い割合で・ＮＯ２を、および／または強力な酸化力を有する、同時に形成され得る・ＯＨを形成する。ＣＯ３・−および／また・ＯＨによる莫大な数の細胞の破壊は、病変の原因となる。繊維芽細胞と平滑筋細胞の増殖による不完全な損傷の修復は、血管の内腔の狭窄である再狭窄を引き起こす結果になる。
【００６２】
移植片の急性拒絶反応における有害な炎症。上で考察したように、白血球細胞は移植片の細胞を破壊する可能性がある。移植片上にこれらの細胞が存在することによって、耐えることができ臨床的に許容できる、永続的な低水準の炎症の原因となる可能性がある。しかしながら、一部の移植では、これが炎症の再発および／また壊死の原因となる。再発および／また壊死が構成する増幅されたサイクルは、例えば、過酸化亜硝酸の反応産物、特にＣＯ３・−および／また・ＯＨといった強力なオキシダントの産生と細胞の破壊が通常伴う。
【００６３】
スーパーオキシドジスムターゼの欠損、異常または変異の結果生じる疾患の治療。本発明のオスミウム含有化合物は、ほとんどがＯ２とＨ２Ｏ２への不均化であるＯ２・−の崩壊を加速させるため、そして、ＯｓＯ４の全身的な毒性なしに関節炎の間接の滑膜切除におけるＯｓＯ４の利用が５０年以上にわたって確立されているため、スーパーオキシドジスムターゼの欠損、異常または変異に関連した、あるいはその結果生じる疾患は、本発明のオスミウム含有化合物で治療され得る。スーパーオキシドジスムターゼの欠損、異常または変異の結果生じる、あるいはそれに関連する疾患の例は、神経変性障害、ルー・ゲーリグ病として知られる筋萎縮性側索硬化症、アルコール性肝臓疾患、心臓血管疾患、クローン病を含む炎症性腸疾患、ペイロニー病、および接触性皮膚炎を含む。
【００６４】
インプラントまたは移植片上に被膜された、および／またインプラントまたは移植片上の被覆からゆっくり放出される触媒。例えば、Ｏ２およびＨ２Ｏ２への不均化によって、またＯＯＮＯ−のＮＯ３・−への異性化のヒドロゲル結合触媒、およびＣＯ３・−分解の効果的な触媒といった、Ｏ２・−の濃度の減少を加速するオスミウム含有触媒が公開される。触媒は、インプラント付近の有害な炎症、あるいは移植片の炎症拒絶反応の予防、低減、緩和を意図するものである。触媒は、インプラント、あるいは移植された組織、臓器または細胞のなか、表面、または近くに固定化されるのが望ましい。
【００６５】
これらの触媒は、細胞を破壊するＣＯ３・−および／また・ＯＨのＯＯＮＯ−前駆体、あるいはＯ２・−前前駆体をインプラント中、インプラント上、またはインプラント近く、あるいは移植された組織、臓器、細胞で消費され減少する反応を、インプラントまたは移植片から離れた組織、臓器中のＯＯＮＯ−またはＯ２・−の濃度に実質的に影響を与えることなく加速させる。触媒はＯＯＮＯ−またはＯ２・−の濃度に局所的に影響し、全身的には影響しないことが望ましい。望ましい触媒はインプラントまたは移植片から５ｃｍ以上の距離に離れた臓器または組織中のＯＯＮＯ−またはＯ２・−の濃度には影響せず、望ましくはインプラントまたは移植片から２ｃｍ以上の距離に離れた臓器または組織中のＯＯＮＯ−またはＯ２・−の濃度には影響せず、最も望ましくはインプラントまたは移植片から１ｃｍ以上の距離に離れた臓器または組織中のＯＯＮＯ−またはＯ２・−の濃度には影響しない。
【００６６】
本発明の固定化された触媒によって破壊される増幅された細胞破壊サイクルのモデルは、本発明はこれに限定されないが、以下の通りである。ＣＯ３・−ラジカルと・ＯＨラジカルは細胞破壊オキシダントである。組織的な過程であるプログラムされた細胞死によって細胞が自然に死んだ場合、その分解産物はマクロファージやその他のキラー細胞の化学誘因物質ではない。対照的に、細胞がＯＮＯＯ−の反応の産物によって破壊された場合、死んだ細胞が放出する、あるいはその残骸産物は、キラー細胞、および／また、単球、マクロファージ、および／また好中球といったキラー細胞の前駆細胞にとって走化性（化学的に誘因する、あるいは更に「動員」する）である。大量の細胞が破壊されると、大量のキラー細胞あるいはキラー細胞前駆細胞が、死んだ細胞から放出された走化性分子および／また走化性の残骸によって動員される。より大量のマクロファージが残骸で動員されると、あるいは残骸に動員されたマクロファージによって移植片がより広く覆われると、自然に生じる過酸化亜硝酸キラー・アニオンの二つの前駆体である、一酸化窒素（ＮＯ）とスーパーオキシド・ラジカル・アニオン（Ｏ２・−）の局所的な産生の割合が更に拡大する。その結果は、細胞死によって増幅される、過酸化亜硝酸アニオンを介したフィードバックループで、更に多くの移植された細胞が破壊される再発の原因となる。この自己伝播的で進行的な更に破壊的なサイクルは、異性化の加速、あるいはＯ２・−前駆体の崩壊の加速の触媒する固定化した触媒による局所的な過酸化亜硝酸アニオン濃度の減少によって、減速あるいは回避される。
【００６７】
触媒は、インプラント上に埋め込みの前に固定化することができる。任意で、インプラント後、ゆっくりと放出される場合もある。あるいは、インプラントの表面上に固定化したヒドロゲル中に入れることができる。ヒドロゲルは、ＯＮＯＯ−および／またＮＯ３−および／またＯ２・−および／またＨ２Ｏ２に対して透過性であることが望ましい。触媒は、移植後に移植片の中、上、あるいは付近に組み込むことができ、あるいは、供与者から移植片を取り除いた後、しかし移植者に移植する前に、移植片の中、上、あるいは付近に組み込むことができる。触媒は、重合体に静電気的に、および／また配位的に、および／また共有的に、および／また水素結合を介して、および／また疎水結合を介して結合した、重合体結合分子またはイオンである場合がある。触媒を結合する重合体は、ｐＨ７．２の０．１４Ｍ  ＮａＣｌを含む溶液に３７℃でヒドロゲルを浸すと膨らむ重合体が望ましい。  
【００６８】
固定化された、あるいはゆっくりと浸出した触媒は、ＯＯＮＯ−→ＮＯ３−の異性化反応、あるいはＯＮＯＯ−が生じる、その前駆体であるＯ２・−のＮＯとの組み合わせ以外の任意の反応を通じて、インプラント付近、または移植片付近、または、火傷の後の皮膚のような炎症を起こした器官付近の局所的なＯＯＮＯ−の濃度を下げることができる。Ｏ２・−濃度を下げる触媒はオスミウムを含むのが望ましく、反応２を通じてＯ２・−の不均化するのが最も望ましい。
【００６９】
オスミウム含有触媒。オスミウム含有触媒は、Ｏ２・−と・ＮＯの組み合わせ以外の、Ｏ２・−が消費される任意の反応の加速を通じてＯ２・−濃度の減少を加速させる。オスミウム含有触媒は、Ｏ２・−のＯ２とＨ２Ｏ２への不均化である反応２を加速するのが望ましい。
【００７０】
望ましいオスミウム含有触媒は、酸素、あるいは、オスミウムと酸素原子の間で結合が形成されるように、体内で酸素を含む水や水酸化アニオンまたはＯ２・−のような、分子、イオン、ラジカルで置換される、ハライド・アニオンのような官能基を含む。少なくとも触媒の一部の酸素がオスミウムと直接結合している。オスミウムと酸素原子の間の結合は、イオン結合ともよばれる、静電気的結合、および／また共有結合、および／また配位結合である。有用な触媒である分子やイオンの例は、ＯｓＯ４であり、オスミウムの公式の酸化状態は（ＶＩＩＩ）であり、分子間の結合は非イオン的であり、Ｂａ５（ＯｓＯ６）２，のような塩は、オスミウムの公式の酸化状態は（ＶＩＩ）であり、Ｋ２ＯｓＯ４、ＢａＯｓＯ４．４Ｈ２Ｏ、ＢａＯｓＯ４，２Ｈ２Ｏ、ＢａＯｓＯ４、Ｂａ２ＯｓＯ５、Ｂａ３ＯｓＯ６、Ｃａ２Ｏｓ２Ｏ７、ＣｕＯｓＯ４、またはＺｎＯｓＯ４のような塩は、オスミウムの公式の酸化状態は（ＶＩ）であり、あるいはポリビニルピリジン反応四酸化オスミウムのような重合体であり、オスミウムの公式の酸化状態は（ＶＩ）であり、Ｃａ２Ｏｓ２Ｏ７のような塩は、オスミウムの公式の酸化状態は（Ｖ）であり、（ＮＨ４）２ＯｓＯ３、ＣａＯｓＯ３、またはＳｒＯｓＯ３のような塩、あるいはＯｓＯ２、または水和物、または非金属ＯｓＯ２．ｎＨ２Ｏでｎ≧０．５のような金属酸化物は、オスミウムの公式の酸化状態は（ＩＶ）であり、ＯｓＣｌ３．ｎＨ２Ｏでｎ≧３、またはＯｓＢｒ３．ｎＨ２Ｏでｎ≧３であるような水酸化Ｏｓ（ＩＩＩ）塩、ＯｓＣｌ２．ｎＨ２ＯまたはＯｓＢｒ２．ｎＨ２Ｏでｎ≧４である、および、元素であろうと合金であろうと、接触した溶液中に約１ｎＭの濃度の溶解したオスミウム分子種を生じるに足る程度に腐食する、金属オスミウムのような水酸化Ｏｓ（ＩＩ）塩である。触媒化合物とその塩は、不定比化合物である場合がある。オスミウム化合物は、Ａｌｆａ  Ａｓｅａｒ社、Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ，ＭＡから、またはＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ社、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，  Ｗｌから商業的に入手可能であり、あるいは公表されている方法によって調整することができる。Ｓｃｈｏｌｄｅｒ  と  Ｓｃｈａｔｚ  （Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ  Ｃｈｅｍｉｅ  １９６３，  ７５，  ４１７）は、Ｏｓ（ＶＩＩ）をＢａ５（ＯｓＯ６）２として、またＯｓ（ＶＩ）をＢａＯｓＯ４．４Ｈ２Ｏとして、同様にＢａ２ＯｓＯ５  とＢａ３ＯｓＯ６として調整した。Ｂａｖａｙ  （Ｒｅｖｕｅ  ｄｅ  Ｃｈｉｍｉｅ  Ｍｉｒｒｅｒａｌｅ，  １９７５，  １２（１），  ２４−４０）は、Ｂａ（ＮＯ３）２がオスミウム酸溶液のＢａＯｓＯ４．２Ｈ２Ｏから沈澱することを示した。Ｃｈｉｈａｒａ  （Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ５ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ，  Ｖ．  Ｂ．  Ｌａｚａｒｅｖ  ａｎｄ  ＬＳ．  Ｅｄｉｔｏｒｓ，  Ｈｏｙｄｅｎ，  Ｌｏｎｄｏｎ，  ＵＩＣ  （出版社），  １９７７，  ２７３−５）  は、空気中でＣａＯｓＯ３がＯ２と反応し、７７５−８０８℃でＣａ２Ｏｓ２Ｏ７を生じ、これが８５０−１０００℃で分解すると不定比化合物であるＣａ２Ｏｓ２Ｏ６．５を生じることを示し��ＳｒＯｓＯ３は９７０−１０２０℃でやはり不定比化合物であるＳｒ２Ｏｓ２Ｏ６．４±０．２に変換し、ＢａＱｓＯ３は８３０−９００℃でＢａＯｓＯ４に酸化されることを示した。ＧｉｌｌｏｔｅａｕｘとＮａｕｄ，  （Ｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，  １９７９，  ６３（２），  ２２７−４３）は、ＣｕＯｓＯ４とＺｎＯｓＯ４の生成について述べ、ＳｈａｐｌｙｇｉｎとＬａｚａｅｅｖ  （Ｚｈｕｒｎａｌ  Ｎｅｏｒｇａｎｉｃｈｅｓｋｏｉ  Ｋｈｉｍｉｉ  １９８６，  ３１（１２），  ３１８１−３）は、ＢａＯｓＯ４とＢａＯｓＯ３の生成について述べた。
【００７１】
オスミウムが少なくとも３つの酸素と結合する触媒が望ましく、オスミウムが少なくとも４つの酸素と結合する触媒が最も望ましいが、酸素が少なくとも二つの酸素原子と結合し、あるいは少なくとも二つのリガンドが生理的な条件下で水またはＯ２・−のような小さな含酸素分子種と置換されているオスミウム複合体を含むオスミウム化合物もまた有用である。用意に置換されるリガンドは、例えばハライド、アンモニア、Ｎ−オキシド、ホスフィン・オキシド、あるいはスルホキシドである場合がある。
【００７２】
オスミウム化合物の望ましい溶解度は１０−９Ｍ以上で、溶解度が１０−８を超えるのが最も望ましい。インプラントあるいは移植片では、非常に溶解性が高い場合、体液による表面に固定された触媒の急速な浸出を引き起こす可能性がある。これは、オスミウム化合物源と平行に達した状態で、３７℃で、オスミウム含有分子、またはイオンの血清中の濃度が１０−４Ｍ未満が望ましく、最も望ましいのは約１０−５Ｍ未満である。
【００７３】
Ｏ２・−不均化のための望ましいオスミウム含有触媒は、インプラントの表面または移植片の表面と接触している結晶中に、および／また移植片組織近くの宿主組織に一時的にあるいは恒久的に固定されるのが望ましい。最も望ましい触媒酸化物は、オスミウムの酸化物である。これらの酸化物は四酸化オスミウムを含み、あるいは四酸化オスミウムあるいはオスミウムのハロゲン化物の加水分解から形成され、あるいは例えば四酸化オスミウム液の還元によって形成することができる。
【００７４】
均一な溶液中でのオスミウム触媒の能力の主要な指標は、速度定数ｋｃａｔである。有害な炎症の抑制において重要なＯ２・−の脱離反応の速度であり、触媒の存在下でのＯ２・−の崩壊速度である。実施例に見られるように、２．４ｍＭのリン酸を含むｐＨ７．２５の緩衝液中で、２５℃で、ＯｓＯ４のｋｃａｔは、比類なく驚くほど高い。ＯｓＯ４のｋｃａｔは、（１．０２±０．０８）ｘ１０９Ｍ−１ｓ−１で、天然の酵素である銅−亜鉛スーパーオキシドジスムターゼ、ＣｕＺｎ−ＳＯＤのｋｃａｔの約１／３である。ＣｕＺｎ−ＳＯＤの分子量は３２ｋＤａで、ＯｓＯ４はわずか２５４Ｄａであり、触媒の重量単位当たりのＯ２・−崩壊速度である比活性は、ＯｓＯ４はＣｕＺｎ−ＳＯＤより４２倍早く、明かに不均化によるＯ２・−の脱離のための重量に基づく最高の触媒になる。ＯｓＯ４の比重量活性（重量単位当たりの比活性）は、約１．０２ｘ１０９／２５４＝４．０ｘ１０６Ｍ−１ｓ−１ｇ−１で、ＣｕＺｎ−ＳＯＤでは約９．４ｘ１０４Ｍ−１ｓ−１ｇ−１のみである。なぜなら、ＯｓＯ４の密度は約４．９ｇ  ｃｍ３で、一方タンパク質の密度は約１．４ｇ  ｃｍ３なので、ＯｓＯ４の比容積活性（単位容積当たりの比活性）は約２．０ｘ１０７Ｍ−１ｓ−１ｃｍ−３であり、一方ＣｕＺｎ−ＳＯＤは、わずか約１．４ｘ１０５Ｍ−１ｓ−１ｃｍ−３であり、触媒に必要な容積は１３５倍有利である。従って、均一な触媒溶出スタント、あるいはその他のインプラントの実施例において、ＯｓＯ４触媒は４２倍少ない重量と、約１３５倍小さい体積が必要となり、多いに構造を単純化し、触媒溶出インプラントの製造、例えば皮膚上への包帯剤の移植を促進する。
【００７５】
最小の活性なオスミウム含有触媒であるＯｓ２＋は、三つの２，２’−ビピリジン、あるいは三つの２，２’−（４，４’−ジメチルビピリジン）と錯体を形成し、可溶なイオンはＯｓ（ｂｐｙ）３２＋とＯｓ（ｄｉｍｅｂｐｙ）２＋であり、Ｏｓ（ｂｐｙ）３２＋／３＋およびＯｓ（ｄｉｍｅｂｐｙ）２＋／３＋のレドックス対に用いられた酸素含有溶液中で酸化された。これらの複合体のｋｃａｔは測定限度以下であった。
【００７６】
一般的に、Ｋｃａｔは価数が高いオスミウム化合物で高くなる。従って、オスミウムの見かけの価数が４以上である触媒が望ましく、オスミウムの見かけの価数が６以上である触媒が最も望ましい。実施例に見られるように、Ｏｓ２＋またはＯｓ３＋塩の溶液のｋｃａｔは、ＯｓＯ４より遥かに低いが、炎症の細胞破壊ＣＯ３・−または・ＯＨのＯ２・−前前駆体およびＯＮＯＯ−前駆体が、触媒的に活性が低い低価数のオスミウム分子種を活性化できるよう、Ｏ２・−のような活性酸素化した分子種のパルスに繰り返し曝した際に、Ｏｓ２＋またはＯｓ３＋塩の触媒活性は劇的に上昇する。従って、初期の触媒活性の低さにも関わらず、キラー細胞の環境下で、低価数のオスミウム触媒は活性化され、大部分はおそらく反応２を通じた不均化で、Ｏ２濃度減少の加速させる強力な触媒となると期待される。
【００７７】
固定化された、および／また、ゆっくりと溶解するオスミウム触媒は、触媒的なＯ２・−の転換を高速度に維持するために利用される可能性がある。この速度は、Ｏ２・−の半減期を約１０秒以下に減少させるのが適当で、約１秒以下が望ましい。例えば、ｋｃａｔ＝１０８Ｍ−１ｓ−１の触媒では、組織あるいはキラー細胞の１０−１ＭのＯ２・−から保護される領域で、触媒の濃度は過剰であるべきで、１０−８Ｍを超えることが望ましい。ｋｃａｔ＝１０９Ｍ−１ｓ−１であるＯｓＯ４の濃度は、約１０−１０Ｍを超えるべきで、約１０−９Ｍを超えるのが望ましい。より効果が小さいｋｃａｔ＝１０８Ｍ−１ｓ−１の触媒では、濃度は約１０−８Ｍ以上であるべきで、約１０−７Ｍ、約１０−６Ｍ以上が望ましい。このような比較的低い触媒濃度は、インプラントまたは移植片または傷に適用する包帯剤の被覆への組み込み、例えば、上述のＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、ＺｎまたはＣｕ塩のような溶解性が低いオスミウム含有塩のような様々な方法で維持することができる。あるいは、オスミウム含有アニオンまたはカチオンを、イオン交換樹脂またはポリカチオン性またはポリアニオン性のヒドロゲルに保持され、ゆっくりと放出することができる。インプラントや移植片への応用での樹脂は、水和した固体マトリックスであるが、一部では、液体として鼓膜または眼に滴下するような応用も可能である。有機溶媒および水の両方に可溶であるＯｓＯ４は、インプラント上、または移植片の近くまたは傷の包帯剤中の熱可塑性シリコンあるいは弾性シリコンのような有機層からゆっくりと浸出させることができ、あるいは、液体シリコンに溶解させ、軟膏として皮膚上、眼、または外部から鼓膜に適用することも可能である。あるいは、ヒドロゲル上の加水分解性の配位結合または共有結合で保持し、例えばオスミウムカチオンの加水分解によって、結合が加水分解されることによって放出することができる。例えば、架橋されたマトリックスを形成するヒドロゲルの重合体は、例えばモノアミンまたはホスフィン酸化物がゆっくりと放出される
、オスミウムとの弱い複合体を作る。あるいは、オスミウム触媒をヒドロゲル内に結合し、ヒドロゲル中で拡散しているＯ２・−を分解し、例えば、ヒドロゲルで被膜したインプラントの組織を保護する。移植片を保護するために、Ｏ２・−触媒とＯＮＯＯ−異性化触媒をヒドロゲル内に共固定化すると好都合である。
【実施例】
【００７８】
（実施例１．スーパーオキシドジスムターゼのＯｓ触媒、特にＯｓ（ＶＩＩＩ／ＶＩＩ）触媒）
材料と方法。全ての化学物質は分析グレードであり、入手したままを使用した。ＯｓＯ４（４重量％水溶液）はＡｌｄｒｉｃｈ社（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）より購入し、使用前に新たに希釈した。Ｋ２ＯｓＣｌ６・２Ｈ２Ｏ・Ｃｌ６とＯｓＣｌ３・６Ｈ２Ｏは、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ社（Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ，  ＭＡ）から購入した。カタラーゼ（２ｍｇ／ｍｌ、約１３０，０００ｕ／ｍｌ）はＢｏｅｈｒｉｎｇｅｒ社（Ｍａｎｎｈｅｉｍ，  Ｇｅｒｍａｎｙ）より入手した。ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）はＳｉｇｍａ社（Ｓｔ．  Ｌｏｕｉｓ，  ＭＯ）より購入した。過酸化亜硝酸は、コンピューター制御のシリンジ・ポンプ（ＷＰＩモデルＳＰ  ２３０ＩＷ、Ｗｏｒｌｄ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社（Ｓａｒａｓｏｔａ，ＦＬ））を備えたクエンチされた流動システムで、亜硝酸を酸性化したＨ２Ｏ２と反応させて他で詳細に記載されているように合成した。０．６３Ｍの亜硝酸を０．６０Ｍ  Ｈ２Ｏ２と０．７０Ｍ  ＨＣｌＯ４と混合し、混合液を室温で３Ｍ  ＮａＯＨでクエンチした。原液は０．１１Ｍ過酸化亜硝酸と、約３％の残存Ｈ２Ｏ２と１２％の残存亜硝酸を含む。過酸化亜硝酸の収量は３０２ｎｍの吸光度で、ε＝１６７０Ｍ−１ｃｍ−１を用いて測定した。
【００７９】
光学経路が１ｃｍのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ社（Ｌｅａｔｈｅｒｈｅａｄ，  Ｓｕｒｒｅｙ，  ＵＫ）のＢｉｏ  ＳＸ−１７ＭＶ  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｓｔｏｐｐｅｄ−Ｆｌｏｗを用いて、急速撹拌ストップトフロー反応速度測定を行った。毎回の実験で、最終ｐＨをストップトフロー・システムの排出口で測定した。全ての実験は２５℃で行った。
【００８０】
パルス放射線分解実験をＶａｒｉａｎ社（Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，  ＣＡ）の７７１５線形加速装置で、１．５μｓの５ＭｅＶの電子パルスで行った。解析ビームの光源は、２００Ｗのキセノンランプであった。吸収スペクトルは室温で２ｃｍのＳｐｅｃｔｒｏｓｉｌ(R)セルで、ビームを３回セルに通して光路長６．１ｃｍで測定した。線量はパルス当たり６−１９．４Ｇｙで、スーパーオキシド・イオンの吸収から求められたように、Ｏ２で飽和したｐＨ７．４の２０ｍＭのギ酸を含む２．４ｍＭリン酸緩衝液中でＧ（Ｏ２・−）＝６．ｌとε２６０＝１９４０Ｍ−１ｃｍ−１を用いた。
【００８１】
ＯｓＯ４は過酸化亜硝酸の崩壊に影響しない。０．０１Ｍ  ＮａＯＨ中に５２０μＭの過酸化亜硝酸を、ＯｓＯ４（０．０４ｗｔ．％）を含む、および含まない０．１Ｍリン酸緩衝液と共に１：１の容量比で混合し、最終的にｐＨ７．１５とした。過酸化亜硝酸の崩壊は、３０２ｎｍで追跡した。過酸化亜硝酸の崩壊は、ＯｓＯ４の存在には影響されなかった。
【００８２】
ＯｓＯ４（あるいはその産物）は、スーパーオキシド・イオン・ラジカルの崩壊を触媒する。スーパーオキシド・イオン・ラジカル（ｐＫａ＝４．８）は、酸素化したｐＨ７．２−７．４の緩衝液のパルス放射線照射によって生成した。溶液は０．０２Ｍギ酸と２．４ｍＭリン酸、あるいは０．２Ｍ  ２−ＰｒＯＨと１２ｍＭリン酸のいずれかを含む。ある実験においては、５−１０μＭのジメチレントリアミン５酢酸（ＤＴＰＡ）、あるいはカタラーゼ（７５ｕ／ｍｌ）を加えた。ギ酸あるいは２−ＰｒＯＨいずれかの存在下。放射によって生成した（式３）全ての一次ラジカルは、ギ酸を加えた際に反応４−７で、２−ＰｒＯＨを加えた際には反応４、８−１０によってＯ２・−に変換される。式３で式中の値は、１００ｅＶの吸収エネルギーγあたりの生成された分子種の数として定義される、分子種の放射線−化学物質収量である。
【００８３】
【化６】
2007500548.tif 000008
Ｏ２・−の崩壊は２６０ｎｍの吸収で追跡し、１０μＭ  ＤＴＰＡの存在下の二次速度式に従って、２ｋ＝（５．１±０．１）ｘ１０５Ｍ−１ｓ−１で、以前報告されたｋの値と一致した。ＤＴＰＡは通常、Ｏ２・−の不均化を触媒する金属不純物をキレートするために加える。ＤＴＰＡの非存在下では、Ｏ２・−の崩壊は二次速度式から実際に外れ、半減期は約３倍短い。
【００８４】
［Ｏ２・−］ｏ＞［ＯｓＯ４］ｏでは、Ｏ２・−の崩壊は一次速度式に従い、ｋｏｂｓは［ＯｓＯ４］ｏと共に直線的増加した（図１）。ＯｓＯ４のＳＯＤ様触媒活性の速度常数ｋｃａｔは、図１の傾き、（１．０２±０．０８）ｘ１０９Ｍ−１ｓ−１〜計算し、最も反応が早いスーパーオキシドジスムターゼである、銅−亜鉛スーパーオキシドジスムターゼ、ＣｕＺｎ−ＳＯＤのｋｃａｔの１／３と同程度に高かった。ＣｕＺｎ−ＳＯＤの分子量は３２ｋＤａであり、ＯｓＯ４はわずか２５４Ｄａであるため、ＯｓＯ４の非活性はＣｕＺｎ−ＳＯＤより４２倍高かった。
【００８５】
ＤＴＰＡは通常、Ｏ２・−の不均化を触媒する溶解したイオンの活性を減少させるが、ＯｓＯ４のＳＯＤ様活性にはわずかしか作用しない。１０μＭのＤＴＰＡを２０ｍＭギ酸を含む溶液に添加した場合、ｋｃａｔは（７．６±０．３）ｘ１０８Ｍ−１ｓ−１にわずかに落ちただけであった。１０μＭ  ＤＴＰＡ存在下でギ酸を０．２Ｍ  ２−ＰｒＯＨで置き換えた場合のｋｃａｔの値でも、同様であった。（図１）。
【００８６】
低濃度のＯｓＯ４にカタラーゼ様の活性があるという報告があり、Ｏ２・−の崩壊に７５Ｕ／ｍＬのカタラーゼの効果が記述されている。しかし、７５Ｕ／ｍＬのカタラーゼを加えても我々の実験では値は（８．１±０．３）ｘ１０８Ｍ−１ｓ−１のままで実質のｋｃａｔに変化しなかった。
【００８７】
ＯｓＯ４の限界濃度で、ｋｏｂｓの値は１回目、５０回目、あるいは１００回目のパルス後も同じであり、ＯｓＯ４（またはその産物）は消費も変化もしていないことを示している。ｋｏｂｓは上述の任意の溶液に与えられたパルスの数に影響されなかった。
【００８８】
保存中の触媒溶液の安定性を試験するために、ＯｓＯ４（５μＭ）をｐＨ７．２５の２０ｍＭギ酸溶液と０．２Ｍ  ２−ＰｒＯＨ溶液中で保存した。中性のｐＨと２５℃では、ギ酸と２−ＰｒＯＨは触媒でわずかにゆっくりと酸化されただけであった。４日後、ｋｃａｔはギ酸で（７．３±０．３）ｘ１０８、２−ＰｒＯＨ溶液で（４．４±０．２）ｘ１０８Ｍ−１ｓ−１であった。１−２時間の長さの実験では、ＯｓＯ４の濃度あるいはその触媒産物は、双方の溶液で、実質的に変化はなかった。ＯｓＯ４、またはその触媒産物は、２０ｍＭギ酸または０．２Ｍ  ２−ＰｒＯＨ中では極めて安定で、１０μＭ  ＤＴＰＡを加えた際の触媒作用を維持した。
【００８９】
ＳＯＤ、およびその他の有機または有機金属化合物によるＯ２・−の不均化の触媒は、触媒が二つの酸化状態の間を振り子のように触れる「ピンポン」機構を介して進行すると示唆されてきた。（式１１と１２）
【００９０】
【化７】
2007500548.tif 000009
不均化率は、式１３によって、Ｏｓｎ＋とＯｓ（ｎ−１）＋の定常状態の近似値を推定することにより求められる。
【００９１】
【化８】
2007500548.tif 000010
律速要因がＯｓＯ４またはその派生物ではなく、Ｏ２・−であった場合、崩壊は一次速度式に従い、ｋ９＝（１．３±０．１）ｘ１０９Ｍ−１ｓ−１で、ｋｏｂｓは［ＯｓＯ４］ｏと共に直線的に増加する。ｋｃａｔ，＝（１．０２±０．０８）ｘ１０９Ｍ−１ｓ−１であるので、ｋ１０＝（８．７±０．３）ｘ１０８Ｍ−１ｓ−１である。
【００９２】
ＯｓＯ４の濃度がＯ２・−の濃度に対して過剰である場合、３１０ｎｍに吸収極大を有する過渡種が観察された（ε３１０＝２０５０±１５０Ｍ−１ｃｍ−１）。この分子種は、二次反応を介してｋ＝（２．０±０．３）ｘ１０５Ｍ−１ｓ−１で崩壊し、パルスの強度あるいは［ＯｓＯ４］ｏには依存しなかった。我々は、過渡種はＯｓ（ｎ−１）（反応１４、１５、１５ａ）、あるいはＯｓｎ＋Ｏ２・−のイオン対（反応１６）であると提案する。触媒的な条件下、すなわちで［Ｏｓｎ＋］Ｏ＜［Ｏ２・−］Ｏでは、Ｏｓ（ｎ−１）＋またはＯｓ（ｎ−１）＋Ｏ２・−はＯ２・−と反応して、それぞれ反応１５または１５ａに従ってＨ２Ｏ２を生成するが、一方、非触媒的な条件下では、二分子反応で分解する（反応１６）。
【００９３】
【化９】
2007500548.tif 000011
反応１１の「ピンポン」連続に関与するレドックス分子種を特定するために、我々はＯｓＩＩＩ、ＯＩＶおよびＯＩＶのＯ２・−の崩壊における作用を研究した。
【００９４】
２０ｍＭギ酸、２．４ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．２５）、および１．６５または３．３μＭ  ＯｓＣｌ３を含む酸素化した溶液で、パルス照射時の１０μＭ  Ｏ２・−の崩壊の追跡を行った。ＯｓＣｌ３自体は触媒活性は乏しかったが、照射の反復によって触媒活性が良いものに転換した。最初のパルスでは、ＯｓＣｌ３添加はＯ２・−崩壊の割合をわずかに上昇させるのみであったが、パルスを繰り返すに従ってｋｏｂｓが著しく上昇し、４０パルス後には平衡に達した。平衡状態において、１．６５と３．３μＭのＯｓＣｌ３存在下ではそれぞれ、ｋｏｂｓ＝１．７ｘ１０３および３．４ｘ１０３ｓ−１であり、結果としてｋｃａｔ＝１．１ｘ１０９Ｍ−１ｓ−１となり、ＯｓＯ４を添加したときに得られた実験誤差内の値としては、ｋｃａｔ＝（１．０２±０．０８ｘ１０９Ｍ−１ｓ−１であった。同じ実験を５μＭ  ＯｓＣｌ６２−存在下で行った場合、系は似たような振る舞いをし、Ｏ２・−の崩壊はパルスの繰り返しに従って向上したが、達した平衡状態はわずかｋｃａｔ＝４ｘ１０８Ｍ−１ｓ−１であった。ＯｓＯ４２−の場合、最初のパルスで得られたｋｃａｔは、１０回目のパルス後に得られた値より低く約６０％、すなわちｋｃａｔ（１）＝（５．６±０．６）ｘ１０８Ｍ−１ｓ−１とＫｃａｔ（１０）＝（１．３±０．１）ｘ１０９Ｍ−１ｓ−１であった（図２）。
【００９５】
Ｏ２・−に対して過剰量のＯｓ（ＶＩ）の存在下、すなわち非触媒的な条件で、ＯｓＯ４を用いた非触媒的条件下で生成されるのと同じ過渡種の形成を観察した。約４μＭのＯ２・−の崩壊は、直線的に［ＯｓＯ４２−］ｏに依存し、ｋ９＝（８．２±０．１）ｘ１０８Ｍ−１ｓ−１であった（図３）
これらの結果は、放射分解的に生成されたＯ２・−とＨ２Ｏ２（パルスによるＯ・−の不均化によって生成される（式３））は、最も効率的なレドックス対、すなわちＯｓＶＩＩ／ＯｓＶＩＩ、に達するまでＯｓＩＩＩ、ＯｓＩＶおよびＯｓＩＶを酸化するということを示唆する。
【００９６】
重要な過渡種はＯｓＶＩＩである（反応１７）。触媒的な条件下、すなわち［ＯｓＶＩＩＩ］ｏ＜［Ｏ２・−］ｏでは、ＯｓＶＩＩはＯ２・−と反応し、反応１５を通じてＨ２Ｏ２を生成するが、一方、非触媒的な条件下では、に分子反応に従って分解する（反応１５ａまたは１６、特に反応１７）。
【００９７】
【化１０】
2007500548.tif 000012
（実施例２．炭酸ラジカル・アニオン分解の触媒）
材料。２００ｋＤの固体であるポリ−４−ビニルピリジンＮ−オキシド（４−ＰＶＰＮＯ）、〜３００ｋＤの固体であるポリ−２−ビニルピリジンＮ−オキシド（２−ＰＶＰＮＯ）は、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｅｅｓ社、Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ，  ＰＡから購入した。低分子量の４−ＰＶＰＮＯ、ＲｅｉｌＩｉｎｅＴＭ  ４１４０（４０％水溶液）は、Ｒｅｉｌｌｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社、Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ，  ＩＮから購入した。４−ピコリンＮ−オキシド（９８％）は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社、Ｓｔ．  Ｌｏｕｉｓ，  ＭＯから購入した。
【００９８】
方法。パルス放射分解実験を、５−ＭｅＶのＶａｒｉａｎ社の７７１５線形加速装置（電子パルス０．０５−１．５μｓ、電流２００ｍＡ）を用いて行った。全ての測定は室温で、２ｃｍのＳｐｅｃｔｒｏｓｉｌ（登録商標）セル中で、３回の光照射（光路長６．１ｃｍ）で行った。ＣＯ３-ラジカルの生成および消失動態は、ε６００＝１８６０Ｍ−１ｓ−１を用いて、６００ｎｍの吸収を測定することによって追跡した。
【００９９】
炭酸ラジカルは、０．１−０．６Ｍの炭酸ナトリウム（ｐＫａ（ＨＣＯ３−）＝１０，  Ｉ＝０．５Ｍ）を含むＮ２Ｏ飽和（〜２５ｍＭ）水溶液ｐＨ１０．０に照射することによって、反応系列１８−２０（括弧内は、分子種の放射線収率）によって生成される。
【０１００】
【化１１】
2007500548.tif 000013
添加された任意の基質が欠けた状態で、ＣＯ３・−の崩壊は、それぞれ０．１，０．２および０．６Ｍの炭酸塩の存在下で２１ｋ２１＝（２．３±０．３）ｘ１０７，（２．９±０．３）ｘ１０７と（３．８±０．４）ｘ１０７Ｍ−１ｓ−１で二次であった。
【０１０１】
【化１２】
2007500548.tif 000014
２ｍＭ  ４−ピコリンＮ−オキシドの添加によって、０．６Ｍの炭酸塩の存在下で３μＭ  ＣＯ３・−の半減期が約５０％短縮した。高濃度の炭酸塩は、４−ピコリンＮ−オキシドの’ＯＨラジカルとの反応（ｋ＝３ｘ１０９Ｍ−１ｓ−１、Ｎｅｔａ等、Ｊ．Ｐｈｙｓ．  Ｃｈｅｍ．  １９８０，  ８４，  ５３２−４）を防ぐために用いられる。ＣＯ３・−の４−ピコリンＮ−オキシドとの反応の速度常数は、約３ｘ１０４Ｍ−１ｓ−１だった。
【０１０２】
３種類のうちの任意のＰＶＰＮＯが添加された際、ＣＯ３−の収量は変化せずにそのままであり、炭酸イオンが全ての・ＯＨ産物を除去したことを示している。・ＯＨは速やかにピリジンＮ−オキシド、またはそのメチル化誘導体である２，３または４−ピコリンＮ−オキシド（ｋ＝３ｘ１０９Ｍ−１ｓ−１）に加えるので、このことは実に驚くべきことである。実験におけるＰＶＰＮＯの最高濃度は０．４％で、単量体の濃度に対応して、約３２ｍＭに対して約１００ｍＭ  ＣＯ３２であり、更に・ＯＨラジカルはＰＶＰＮＯではなく炭酸イオンによって除去され、・ＯＨの平均的な長さのＰＶＰＮＯとの反応の速度定数は約１ｘ１０８Ｍ−１ｓ−１未満であった。
【０１０３】
しかし、ＣＯ３・−の崩壊速度は、３種類のうちの任意のＰＶＰＮＯを加えた際に最も劇的に上昇した。消失動態は二次から一次へと変化し、ｋｏｂｓはＰＶＰＮＯ濃度が上昇するに従って増加した。（図４）
明かに、急速な崩壊がＰＶＰＮＯのＣＯ３・−との反応によって引き起こされている（反応２２）。
【０１０４】
【化１３】
2007500548.tif 000015
濃度が重量％で表現されている際のＰＶＰＮＯの二分子速度定数は、非常に高く、ＰＶＰＮＯの種類と分子量とは無関係である。従って、ＲｅｉｌｌｉｎｅＴＭと２００ｋＤの４−ＰＶＰＮＯと２−ＰＶＰＮＯはそれぞれ、ｋ２２＝（７．０±０．８）ｘ１０７，（３．１±０．２）ｘ１０８と（４．７±０．２）ｘ１０８Ｍ−１ｓ−１で、ＲｅｉｌｌｉｎｅＴＭＰＶＰＮＯの推定分子量は４５±５ｋＤである。
【０１０５】
１．５ｍＭのＣＯ３・−を生成し、ＰＶＰＮＯ濃度は＞０．１重量％で、ポリマーはＣＯ３・−の卓越したスカベンジャーであることを証明した約３００回繰り返し与えられたパルスによって、ＣＯ３・−の崩壊定数はほとんど影響されなかった。
【０１０６】
放射分解的に生成されたＨ２Ｏ２は、結果には影響を全く与えなかった。初期濃度０．１２ｍＭのＨ２Ｏ２を含む溶液が用いられた場合も、結果は変わらなかった。
【０１０７】
行われた一連の実験で、ＰＶＰＮＯの急速な消費が見られなかったことから、少なくとも一部、おそらく大部分、場合によっては全ての酸化されたラジカル破壊はＣＯ３・−ラジカルが電子をとらえた時に生じ、ＰＶＰＮＯは修復される。破壊の修復によって、ＰＶＰＮＯはＣＯ３・−分解のための触媒になる。
【０１０８】
我々は、プロトン化したＰＶＰＮＯにおいて、ピリジニウム環の窒素原子がＯＨ基を有することに言及する。それは、窒素酸化物ＲＮＯを形成するのにＣＯ３・−と急速に反応することで知られている環状ヒドロキシアミン（ＲＮＯ−Ｈ）とこの点で類似している。窒素酸化物は、オクソアンモニウム・カチオンＲＮ＋＝Ｏを形成するために、ＣＯ３−と更に速く更に反応し、その分解は塩基触媒される。
【０１０９】
上記は本発明の望ましい実施例の全面的な詳細な説明であるが、様々な変更、修正、および同等のものが用いられる場合がある。従って、上記の説明は、添付の請求によって定義される本発明の範囲の限定として解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】図１は、ＯｓＯ４によるＯ２・−の不均化、あるいはその産物による触媒作用である。酸素を含ませた、ｐＨ７．２５の２．４ｍＭリン酸緩衝液中で、（■（黒四角））は０．０２Ｍギ酸のみを含み、（●（黒丸））は０．０２Ｍギ酸と１０μＭ  ＤＴＰＡを含み、（△（白三角））はギ酸のかわりに０．２Ｍ  ２−ＰｒＯＨと１０μＭ  ＤＴＰＡも含み、２６０ｎｍにおけるＯ２・−の吸光度でモニタリングした１２μＭ  Ｏ２・−の崩壊のＯｓＯ４の初期濃度における依存性。
【図２】図２は、ＯｓＯ４２−によるＯ２・−の不均化の触媒作用である。酸素を含ませた、０．０１Ｍギ酸を含むｐＨ７．２５の２．４ｍＭリン酸緩衝液中で、（■（黒四角））は１回目のパルス後、（●（黒丸））は１０回目のパルス後に２６０ｎｍにおけるＯ２・−の吸光度でモニタリングした１４μＭ  Ｏ２・−の崩壊のＯｓＯ４２−の初期濃度における依存性。
【図３】図３は、ＯｓＯ４・２−によるＯ２・−の除去である。酸素を含ませた、０．０１Ｍギ酸を含むｐＨ７．２５の２．４ｍＭリン酸緩衝液中で２６０ｎｍにおけるＯ２・−の吸光度でモニタリングした、４μＭ  Ｏ２・−の崩壊のＯｓＯ４２−の初期濃度における依存性。
【図４】図４は、４μＭ  ＣＯ３・−の崩壊の一次反応速度定数を、ｐＨ１０．０，０．１Ｍ炭酸塩，２５℃での［ＰＶＰＮＯ］の関数として測定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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