(57)【要約】  宿主生物に植え込む医療装置を開示する。この装置は、宿主生物の体組織と接触するように適合された表面と、表面の少なくとも一部分上に配設された電極とを備える。また、この装置は、電極と直接又は間接的に電気的に導通した電源を備える。この電源は、電極に電流に供給して、該表面上に、該表面の、体組織との生体適合性を促進する、又は他の所望の生物学的効果をもたらす効果がある平均表面電荷密度を生成することが可能である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
宿主生物の体組織と接触するように適合された表面と、
前記表面の少なくとも一部分上に配設された電極と、
前記電極と直接又は間接的に電気的に導通した電源であって、前記電極に電流を供給して、前記表面上に、前記表面の、前記体組織との生体適合性を促進する効果がある平均表面電荷密度を生成することが可能な電源とを備える、宿主生物に植え込む医療装置。
【請求項２】
前記平均表面電荷密度が、正電荷及び負電荷の正味の負電荷を含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記平均表面電荷密度が、正電荷及び負電荷の正味の正電荷を含む、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記電極が、長さが約１５０ｎｍ未満、又は幅が約１５０ｎｍ未満である、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記装置が実質的な円筒形状を備え、前記表面が前記円筒形状の境界を画定する、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記装置がステントである、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記電源が、誘導コイル、電池、又はピックアップコイルを備える、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記電源が、予め選択された周波数に同調させることが可能な誘導コイルを備える、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記誘導コイルが、前記予め選択された周波数で振動磁界を発生させることが可能な遠隔の発電機と導通し、前記振動磁界によって前記コイルの全域で電圧を生成することが可能となる、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記平均表面電荷密度が直流によって維持される、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記平均表面電荷密度が交流によって維持される、請求項１記載の装置。
【請求項１２】
前記交流が直流ベースラインによるオフセットである、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記平均表面電荷密度が５μＣ／ｃｍ２よりも高い、請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記平均電荷密度が約０．０５から約５００μＣ／ｃｍ２の範囲である、請求項１記載の装置。
【請求項１５】
前記平均電荷密度が約０．５から約５０μＣ／ｃｍ２の範囲である、請求項１記載の装置。
【請求項１６】
体液を含む体腔の表面と接触するように適合された第１の表面と、
前記体液と接触するように適合された第２の表面と、
前記第１又は第２の表面の少なくとも一部分上に配設された電極と、
前記電極と直接又は間接的に電気的に導通した電源であって、電極に電流を供給して、前記第１又は第２の表面上に、前記第１又は第２の表面の、前記体腔表面又は前記体液との生体適合性を促進する効果がある平均表面電荷密度を生成することが可能な電源とを備える、宿主生物に植え込む医療装置。
【請求項１７】
前記平均表面電荷密度が、正電荷及び負電荷の正味の負電荷を含む、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記平均表面電荷密度が、正電荷及び負電荷の正味の正電荷を含む、請求項１６記載の装置。
【請求項１９】
前記電極が、長さが約１５０ｎｍ未満、又は幅が約１５０ｎｍ未満である、請求項１６記載の装置。
【請求項２０】
前記第１又は第２の表面上に配設された制御器を更に備え、前記制御器が前記電源及び前記電極と電気的に導通し、前記制御器が前記電極に供給される前記電流を制御することが可能である、請求項１６記載の装置。
【請求項２１】
前記電極が前記第１の表面上に配設され、前記平均表面電荷密度が前記第１の表面上に生成されて、前記第１の表面の、前記体腔の前記表面との前記生体適合性を促進する、請求項１６記載の装置。
【請求項２２】
前記電極が前記２の表面上に配設され、前記平均表面電荷密度が前記第２の表面上に生成されて、前記第２の表面の、前記体液との前記生体適合性を促進する、請求項１６記載の装置。
【請求項２３】
前記装置がステントであり、前記第１の表面が前記ステントの外表面であり、前記第２の表面が前記ステントの内表面である、請求項１６記載の装置。
【請求項２４】
前記平均表面電荷密度が５μＣ／ｃｍ２よりも高い、請求項１６記載の装置。
【請求項２５】
前記平均表面電荷密度が約０．０５から約５００μＣ／ｃｍ２の範囲である、請求項１６記載の装置。
【請求項２６】
前記平均表面電荷密度が約０．５から約５０μＣ／ｃｍ２の範囲である、請求項１６記載の装置。
【請求項２７】
前記電源が、電池、ピックアップコイル、又は誘導コイルを備える、請求項１６記載の装置。
【請求項２８】
前記電源が、前記装置の前記第１の表面上に配設されたピックアップコイルを備える、請求項１６記載の装置。
【請求項２９】
前記ピックアップコイルが、前記宿主生物の体外に配置された一次コイルに誘導結合される、請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
宿主生物の体組織と接触するように適合された表面と、
前記表面の少なくとも一部分上に配設された電極と、
前記電極と直接又は間接的に電気的に導通した誘導コイルを備える電源であって、電気誘導コイルが、前記電極に電流を供給して、前記表面上に、前記表面の、前記体組織との生体適合性を促進する効果がある平均表面電荷密度を生成することが可能であり、前記平均表面電荷密度が、５μＣ／ｃｍ２よりも高く、前記平均表面電荷密度が、正電荷及び負電荷の正味の負電荷を含む電源とを備えるステント。
【請求項３１】
宿主生物の体組織と接触するように適合された表面と、
前記表面の少なくとも一部分上に配設された電極と、
前記電極と直接又は間接的に電気的に導通した電源であって、前記電極に電流を供給して、前記表面上に、所望の生物学的効果をもたらす効果がある平均表面電荷密度を生成することが可能な電源とを備える、宿主生物に植え込む医療装置。
【請求項３２】
前記生物学的効果が、血栓形成を促進する、炎症を高める、又は組織形成を強化することである、請求項３１記載の装置。
【請求項３３】
前記組織形成の強化が、線維組織形成を強化することを含む、請求項３１記載の装置。
【請求項３４】
前記平均表面電荷密度が、正電荷及び負電荷の正味の正電荷を含む、請求項３１記載の装置。
【請求項３５】
前記電極が、長さが約１５０ｎｍ未満、又は幅が約１５０ｎｍ未満である、請求項３１記載の装置。
【請求項３６】
前記装置が実質的な円筒形状を備え、前記表面が前記円筒形状の境界を画定する、請求項３１記載の装置。
【請求項３７】
前記装置がステントである、請求項３１記載の装置。
【請求項３８】
前記電源が、誘導コイル、電池、又はピックアップコイルを備える、請求項３１記載の装置。
【請求項３９】
前記電源が、予め選択された周波数に同調させることが可能な誘導コイルを備える、請求項３８記載の装置。
【請求項４０】
前記誘導コイルが、前記予め選択された周波数で振動磁界を発生させることが可能な遠隔の発電機と導通し、前記振動磁界によって、前記コイルの前面で電圧を生成することが可能となる、請求項３９記載の装置。
【請求項４１】
前記平均表面電荷密度が直流によって維持される、請求項３１記載の装置。
【請求項４２】
前記平均表面電荷密度が交流によって維持される、請求項３１記載の装置。
【請求項４３】
前記交流が直流ベースラインによるオフセットである、請求項３１記載の装置。
【請求項４４】
前記平均表面電荷密度が５μＣ／ｃｍ２よりも高い、請求項３１記載の装置。
【請求項４５】
前記平均表面電荷密度が、約０．０５から約５００μＣ／ｃｍ２の範囲である、請求項３１記載の装置。
【請求項４６】
前記平均表面電荷密度が、約０．５から約５０μＣ／ｃｍ２の範囲である、請求項３１記載の装置。
【請求項４７】
宿主生物に植え込む医療装置の生体適合性を促進する方法であって、
（ａ）宿主生物の体組織と接触するように適合された表面を有する医療装置を得ること、
（ｂ）前記表面の少なくとも一部分上に電極を配設すること、及び
（ｃ）前記電極と直接又は間接的に電気的に導通した電源であって、前記電極に電流を供給して、前記表面上に、前記表面の、前記体組織との生体適合性を促進する効果がある平均表面電荷密度を生成することが可能な電源を配設することを含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
(発明の分野)
本発明は、宿主生物に植え込み可能な医療装置に関する。より詳細には、本発明は、ある種の生物学的効果を促進する荷電表面を有する医療装置に関する。特に、この装置の荷電表面は、医療装置の、インプラント部位での、若しくはその付近での、宿主生物との生体適合性及び／又は所望の細胞成長等の生物学的効果を促進することができる。また、この装置の荷電表面は、ある環境では、血栓形成を促進し、炎症を高める、又は組織形成を強化することができる。
【背景技術】
【０００２】
(発明の背景)
医療装置等のインプラントが、宿主生物に挿入又は配置されると、宿主生物の防衛機構がインプラントに反応して、インプラントの有効性を低減させる、又は宿主生物に有害反応、例えば、インプラントを取り囲む組織の炎症反応を生じることがある。宿主生物に害を及ぼさず、且つインプラントに対して有害反応を引き起こさないインプラントは、宿主生物に害を及ぼす、又はインプラントに対して重大な有害反応を引き起こすインプラントよりも生体適合性があると言われる。
【０００３】
インプラント又は医療装置の表面に、より優れた生体適合性をもたらすために、表面上にコーティングが配置されてきている。例えば、生物活性物質を放出するコーティングを有する挿入可能な医療装置を導入することによって、様々な病状が治療されてきている。例えば、ステント等の、様々な種類の生物活性物質が被覆された医療装置が、生物活性物質を体腔に局所的に送達するために提案されてきている。例えば、Dingらの米国特許第6099562号を参照されたい。
【０００４】
しかし、患者の体内に埋め込まれた、又は挿入された医療装置に曝されることによって、体組織が有害な生理的反応を示す恐れがある。例えば、ある種のカテーテル又はステントの挿入又は植え込みによって、望ましくない凝固又は血小板凝集が生じ得、血管内に血栓、凝血、又は塞栓が形成されることがある。脈管介入に対する他の有害反応には、平滑筋細胞増殖があり、これによって過形成、再狭窄、例えば動脈の再閉塞若しくは血管の閉塞、及び／又は石灰化が生じる恐れがある。再狭窄は、平滑筋細胞に伴うコラーゲン及びプロテオグリカンを含有する細胞外マトリクスの蓄積によって生じ、これは、バルーンによる傷害又は臨床的血管形成後の、アテローム及び動脈過形成性疾患のどちらにも見受けられる。再狭窄の治療として、第２の血管形成又はバイパス手術がしばしば伴う。かかる治療の欠点は、再狭窄再発の危険を含めて明白である。
【０００５】
更に、インプラントを被覆するのに用いられる材料の表面効果が研究されてきている。Helmusらの論文「動脈血栓症に対する表面電荷効果」(J. of Biomedical Materials Research, 第18巻, 165-183頁 (1984))で論じられているように、形成される血栓の量に関するポリマーのイオン化効果が研究された。イヌの大腿骨及び頸動脈に植え込まれた、（Ｌ−グルタミン酸ｃｏ−Ｌ−ロイシン）ランダムコポリマーのインプラント表面上に形成される血栓の量は、その組成及びイオン化の程度に関連することが判明した。初期の非イオン化グルタミン酸の表面濃度が１０％よりも高いとき、インプラントの表面は、血栓で完全に覆われていた。非イオン化グルタミン酸の表面濃度が１０％未満の場合、血栓の量はイオン化の程度の線形関数となった。表面部位全体の１０％がイオン化グルタミン酸残留物からなるとき、血栓は生じず、生成成分だけが表面に付着した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、インプラント又は医療装置の表面上のコーティングによって、その表面の生体適合性を増大させることができるものの、医療装置又はインプラントの表面の生体適合性を増大させる他の策の必要が残されている。また、他の所望の生物学的効果を実現する策が求められている。例えば、ある状況では、血栓形成を促進し、炎症を高める、又は線維組織形成等の組織形成を強化することが望ましいことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(発明の要旨)
一実施態様では、本発明は、生体適合表面を有するステント等の医療装置を対象としている。表面の生体適合性は、装置の表面上に、表面の生体適合性を促進する効果がある平均表面電荷密度を生成することによって実現又は強化される。本発明の一実施態様では、医療装置は、宿主生物の体組織と接触するように適合された表面と、表面の少なくとも一部分上に配設された電極とを備える。この医療装置はまた、電極と直接又は間接的に電気的に導通した電源も備える。この電源は、電極に電流を供給して、表面上に、その表面の、体組織との生体適合性を促進する効果がある平均表面電荷密度を生成することが可能である。
【０００８】
更に、この実施態様では、平均表面電荷密度は、正電荷及び負電荷の正味の負電荷又は正味の正電荷を含むことができる。更に、電極は長さ約１５０ｎｍ及び／又は幅１５０ｎｍ未満とすることができる。この医療装置は、実質的な円筒形状を備えることができ、その表面が、ステント等の円筒形状の境界を画定する。更に、電源は、誘導コイル、電池、又はピックアップコイルを備えることができる。電源が誘導コイルを備える場合、かかるコイルは、予め選択された周波数に同調させることが可能である。また、電源が誘導コイルを備える場合、誘導コイルは、この予め選択された周波数で振動磁界を発生させることが可能な遠隔の発電機と導通することができ、この振動磁界によって、誘導コイルの全面で電圧を生成することが可能となる。更に、生成された平均表面電荷密度は、直流若しくは交流によって、又は直流ベースラインによる交流オフセットによって維持することができる。また、平均表面電荷密度は５μＣ／ｃｍ２よりも高くすることができ、好ましくは、平均表面電荷密度は、約０．０５〜約５００μＣ／ｃｍ２、より好ましくは、約０．５〜約５０μＣ／ｃｍ２の範囲である。
【０００９】
本発明の別の実施態様は、宿主生物の体腔表面と接触するように適合された第１の表面を備える、宿主生物に植え込む医療装置を対象としている。体腔には体液が含まれている。この装置はまた、体腔内に含まれた体液と接触するように適合された第２の表面を備える。更に、この装置は、装置の第１又は第２の表面の少なくとも一部分上に配設された電極を備える。また、この装置は、電極と直接又は間接的に電気的に導通した電源を備える。この電源は、電極に電流を供給して、第１又は第２の表面上に、第１又は第２の表面の、体腔表面又は体液との生体適合性を促進する効果がある平均表面電荷密度を生成することができる。
【００１０】
更に、この実施態様では、平均表面電荷密度は、正電荷及び負電荷の正味の負電荷又は正味の正電荷を含むことができる。また、この電極は、長さ及び／又は幅が約１５０ｎｍ未満とすることができる。また、この装置は、装置の第１又は第２の表面上に配設された制御器を更に備えることができる。この制御器は、電源及び電極と電気的に導通し、この制御器は、電極に供給される電流を制御することが可能である。また、この電極は、装置の第１の表面上に配設することができ、平均表面電荷密度をこの第１の表面上に生成して、第１の表面の、体腔表面との生体適合性を促進することができる。更に、電極を第２の表面上に配設することもでき、平均表面電荷密度をこの第２の表面上に生成して、第２の表面の、体腔内に含まれた体液との生体適合性を促進することができる。場合によっては、医療装置はステントでよい。かかる場合では、第１の表面はステントの外表面であり、第２の表面はステントの内表面である。更に、平均表面電荷密度は、５μＣ／ｃｍ２よりも高くすることができる。好ましくは、平均表面電荷密度は、約０．０５〜約５００μＣ／ｃｍ２の範囲である。より好ましくは、平均表面電荷密度は、約０．５〜約５０μＣ／ｃｍ２の範囲である。また、平均表面電荷密度は、約３×１０１２〜約３×１０１４電荷／ｃｍ２の範囲とすることができる。更に、電源は、電池、ピックアップコイル、又は誘導コイルを備えることができる。電源がピックアップコイルを備える場合、このピックアップコイルを、装置の第１の表面上に配設することができる。また、電源がピックアップコイルを備える場合、かかるコイルを、宿主生物の体外に配置された一次コイルに誘導的に結合させることができる。
【００１１】
更に別の実施態様では、本発明は、宿主生物の体組織と接触するように適合された表面を備えるステントを対象としている。この装置の表面の少なくとも一部分上に、電極が配設される。また、この装置は、電極と直接又は間接的に電気的に導通した誘導コイルを備えた電源を備える。この誘導コイルは、電極に電流を供給して、表面上に、この表面の、体組織との生体適合性を促進する効果がある平均表面電荷密度を生成することが可能である。生成される平均表面電荷密度は、５μＣ／ｃｍ２よりも高く、正電荷及び負電荷の正味の負電荷を含む。
【００１２】
別の実施態様では、本発明は、宿主生物に植え込む医療装置を対象としており、この装置は、宿主生物の体組織と接触するように適合された表面を備える。表面の少なくとも一部分上に電極が配設され、電源が、この電極に直接又は間接的に電気的に導通している。この電源は、電極に電流を供給して、表面上に、血液凝固を生じる、細胞成長を促進する、血栓形成を促進する、炎症を高める、又は線維組織形成等の組織形成を強化する等の、所望の生物学的効果をもたらす効果がある平均表面電荷密度を生成することが可能である。これらの効果は、とりわけ、一定の正電荷又は負電荷、正に荷電した電極と負に荷電した電極との異種的な混合(heterogenous mix)、電荷及び／又は総正味電荷の空間分布を使用することによって制御することができる。
【００１３】
また、この実施態様では、その形成が強化される組織は、線維組織でよい。更に、平均表面電荷密度は、正電荷及び負電荷の正味の正電荷を含むことができる。更に、この電極は、長さ及び／又は幅が約１５０ｎｍ未満とすることができる。この医療装置は、ほぼ円筒形状を備えることができ、その表面が、ステント等の円筒形状の境界を画定する。更に、電源は、誘導コイル、電池、又はピックアップコイルを備えることができる。電源が誘導コイルを備える場合、かかるコイルは、予め選択された周波数に同調させることが可能である。また、電源が誘導コイルを備える場合、誘導コイルは、この予め選択された周波数で振動磁界を発生させることが可能な遠隔の発電機と導通させることができ、この振動磁界によって、誘導コイルの全面で電圧を生成することが可能となる。更に、形成された平均表面電荷密度は、直流若しくは交流、又は直流ベースラインによる交流オフセットによって維持することができる。また、平均表面電荷密度は５μＣ／ｃｍ２よりも高くすることができ、好ましくは、平均表面電荷密度は、約０．０５〜約５００μＣ／ｃｍ２、より好ましくは、約０．５〜約５０μＣ／ｃｍ２の範囲である。
【００１４】
更に別の実施態様では、本発明は、宿主生物に植え込む医療装置の生体適合性を促進する方法を対象としている。この方法は、宿主生物の体組織と接触するように適合された表面を有する医療装置を得ることを含む。表面の少なくとも一部分上に電極が配設される。また、この電極に直接又は間接的に電気的に導通した電源が配設される。この電源は、電極に電流を供給して、表面上に、この表面の、体組織との生体適合性を促進する効果がある平均表面電荷密度を生成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
(詳細な説明)
一実施態様では、本発明は、生体適合表面を有する医療装置を対象としている。表面の生体適合性は、医療装置の表面上に、平均表面電荷密度をもたらす、又は生成することによって実現又は強化される。かかる平均表面電荷密度は、表面上に配設された少なくとも１つの電極によって、表面にもたらされる。好ましくは、複数の電極が使用される。また、好ましくは、電極は細胞受容体と同様のサイズであり、例えば長さ及び／又は幅が１５０ｎｍ未満である。この電極は、電池等の電源と電気的に導通している。この電源は、電極に電流を供給し、それにより、電極がその上に配設されている表面に平均電荷密度がもたらされる。平均表面電荷密度とは、正電荷及び負電荷両方の平均である。(Rosen JJ. Gibbons、 DF、 Culp LAの論文「荷電ヒドロゲル界面における線維性被膜形成及び線維芽細胞相互作用」(Hydrogels Medical and Related Application, J.D. Andrade編, ACS Symposium Series, Vol. 31, 1976, pp. 329-343)参照。）好ましくは、生体適合性を促進するために、正味の平均電荷密度は負でなければならない。
【００１６】
電極がその上に配設されている表面の平均表面電荷密度は、諸電極が生成した総電荷を、それらの電極がその上に配設されている表面積で割った値である。所与の電極からの電荷を求めるには、特定の電極の電荷密度に、その電極の表面積を乗じる。個々の電極それぞれの電荷を合計すると、全電極の総電荷が得られる。医療装置がステントである場合、血液接触表面又は組織接触表面に関して表面電荷密度を得ることができる。更に、平均電荷密度は、装置の部分によって変動し得る。
【００１７】
図１は、本発明の一実施態様について記載している。この実施態様では、医療装置は、ステントを半径方向に拡張させることが可能な複数のストラット又は周方向部材１１０を備えたステント１００である。図１に示すステント１００は、ほぼ円筒形状を有し、例えば、動脈又は導管等の管状器官又は体腔内に植え込むことができる。図１に示すステントの特定の機械的設計は例示のものであり、他のステント設計も本発明において使用することができ、本発明によって包含されることを理解されたい。また、ステントに加えて他の医療装置も、本発明において使用することができる。
【００１８】
本発明に適した医療装置には、それだけに限定されるものではないが、ステント、外科用ステープル、中心静脈カテーテルや動脈カテーテル等のカテーテル、ガイドワイヤ、カニューレ、心臓ペースメーカリード又はリード端、心臓除細動器リード又はリード端、植え込み型血管アクセスポート、血管移植片又は他の移植片、大動脈内バルーンポンプ、心臓弁、心臓血管縫合材、完全人工心臓、及び心室補助ポンプが含まれる。
【００１９】
本発明に特に適した医療装置には、医療目的の、当業者に周知のどのような種類のステントも含まれる。適当なステントには、例えば、自己拡張ステントやバルーン拡張型ステント等の血管ステントが含まれる。本発明において有用な自己拡張ステントの例が、Wallstenに発行の米国特許第4655771号及び同第4954126号、並びにWallstenらに発行の同第5061275号に例示されている。適当なバルーン拡張型ステントの例が、Palmazに発行の米国特許第4733665号、Gianturcoに発行の米国特許第4800882号、Wiktorに発行の米国特許第4886062号、及びPinchasikらに発行の米国特許第5449373号に示されている。分岐ステントもまた、本発明に適した医療装置に含まれる。
【００２０】
本発明に適した医療装置は、ポリマー、セラミック、及び／又は金属材料から製造することができる。かかるポリマー材料の例には、ポリウレタン及びそのコポリマー、シリコーン及びそのコポリマー、エチレン酢酸ビニル、ポリ（エチレンテレフタレート）、熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、セルロース化合物、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、アクリル化合物、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリアセタール、ポリ（乳酸)、ポリ乳酸−ポリ酸化エチレンコポリマー、ポリカーボネートセルロース、コラーゲン、及びキチンが含まれる。適当な金属材料の例には、チタンベースの金属及び合金（例えば、ニチノール、ニッケルチタン合金、熱記憶合金材料）、ステンレス鋼、白金、タンタル、ニッケル−クロム、コバルト−クロム−ニッケル合金を含む特定のコバルト合金（例えばElgiloy7やPhynox7）及び金／白金合金が含まれる。金属材料にはまた、国際公開WO94/16646号に開示されているもの等のクラッド複合フィラメントも含まれる。
【００２１】
更に、電極間の表面積は、表面が金属、セラミック、又はポリマーであるかの如何に関わらず、表面をコーティングで被覆することによって改変することができる。例えば、生体適合性を向上させるために、表面をヒドロゲル、例えば、グラフト化ＰＥＧ分子、又はグラフト化生物活性分子、例えば、ヘパリンで被覆又はグラフトすることができる。コーティング又はグラフト工程の間、電極はマスキングしなければならない。適当なコーティングには、ポリマー及び／又は治療剤が含まれ得る。
【００２２】
適当なポリマーは、生体安定性、又は生体吸収性とすることができる。好ましくは、ポリマー材料は生体安定性である。好ましくは、本発明のコーティング組成物に使用されるポリマー材料は、ポリウレタン、シリコーン（例えばポリシロキサンや置換ポリシロキサン）、及びポリエステルから選択される。また、ポリマー材料として好ましいのは、スチレン−イソブチレンコポリマーである。使用できる他のポリマーには、医療装置上で溶解させ硬化させる、又は重合化させることができるポリマー、又は生物活性物質と混合できる比較的低い融点を有するポリマーが含まれる。追加の適当なポリマーには、熱可塑性エラストマー全般、ポリオレフィン、ポリイソブチレン、エチレン−アルファオレフィンコポリマー、アクリルポリマー及びコポリマー、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（PLGA）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ（Ｌ−ラクチド）（PLLA）、ポリ無水物、ポリホスファゼン、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化ビニルポリマー及びコポリマー、ポリビニルメチルエーテル等のポリビニルエーテル、ポリフッ化ビニリデン及びポリ塩化ビニリデン等のポリハロゲン化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルケトン、ポリスチレン等のポリビニル芳香族、ポリ酢酸ビニル等のポリビニルエステル、ビニルモノマーのコポリマー、エチレン−メタクリル酸メチルコポリマー等のビニルモノマーとオレフィンとのコポリマー、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、Nylon66やポリカプロラクトン等のポリアミド、アルキド樹脂、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、ポリイミド、ポリエーテル、エポキシ樹脂、レーヨン−トリアセテート、セルロース、酢酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、セロハン、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、コラーゲン、キチン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ酸化エチレン（ＰＥＯ）、ポリ乳酸−ポリ酸化エチレンコポリマー、EPDM（エチレン（etylene）−プロピレン−ジエン）ゴム、フルオロシリコーン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、多糖、リン脂質、及び前述の組合せが含まれる。
【００２３】
ある実施態様では、ポリマー材料は親水性である（例えば、ＰＶＡ、PLLA、PLGA、ＰＥＧ、及びＰＡＧ）。他のある実施態様では、ポリマー材料は疎水性である（例えば、シリコーンゴム、ポリウレタン、スチレン−エチレン、ブチレンスチレン、又はスチレン−イソブチレンースチレン等）。
【００２４】
機械的負荷(mechanical challenge)、例えば拡張や収縮を受ける医療装置では、より好ましくは、ポリマー材料は、シリコーン（例えばポリシロキサンや置換ポリシロキサン）、ポリウレタン、熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリオレフィンエラストマー、EPDMゴム等のエラストマー性ポリマーから選択しなければならない。これらのポリマーの弾力性質のため、装置が力、応力、又は機械的負荷を受けたときに、こうしたポリマーのコーティング組成物は、降伏点以下で変形することが可能となる。
【００２５】
いくつかの実施態様では、ポリマー材料は、生分解性である。生分解性ポリマー材料は、ポリマー鎖が加水分解される結果、生物学的に許容し得るより小さい化合物に徐々に分解されることができる。一実施態様では、ポリマー材料は、ポリラクチド、ポリグリコリド、又はそれらのコポリマーを含む。ポリラクチド、ポリグリコリド、又はそれらのコポリマーは、乳酸及びグリコール酸に分解し、クレブス回路に入り、二酸化炭素と水に更に分解される。
【００２６】
ポリマー材料はまた、バルク加水分解によって分解することもでき、この分解では、ポリマーは、マトリクス全体にわたってかなり一様に分解する。新規な分解性ポリマーのいくつか、とりわけ、ポリ無水物及びポリオルトエステルでは、分解は、ポリマーの表面だけで起こり、その結果、放出速度は薬物治療剤及び／又はポリマー／治療剤混合物の表面積に比例することになる。PLGA等の親水性ポリマー材料は、バルクの形で徐々に分解(erode)することになる。様々な市販のPLGAを使用してコーティング組成物を調合することができる。例えば、ポリ（ｄ，ｌ−乳酸−ｃｏ−グリコール酸）(poly(d,l-lactic-co-glycolic acid))が市販されている。好ましい市販製品は、ラクチド５０モル％、グリコリド５０％モルの組成を有する５０：５０ポリ（ｄ，ｌ−乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ｄ，ｌ−ＰＬＡ）である。他の適当な市販製品は、６５：３５、７５：２５、及び８５：１５ポリ（ｄ，ｌ−乳酸−ｃｏ−グリコール酸）である。例えば、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）もまた、Boehringer Ingelheim（ドイツ）から商標名Resomer（登録商標）として、例えばPLGA５０：５０（Resomer RG 502）、PLGA７５：２５（Resomer RG 752）、及びｄ，ｌ−ＰＬＡ（resomer RG 206）として市販され、また、Birmingham Polymers（バーミンガム、アラバマ）からも市販されている。これらのコポリマーは、乳酸とグリコール酸との分子量及び比率が広い範囲にわたって入手可能である。
【００２７】
一実施態様では、このコーティングは、望ましい親水性／疎水性相互作用を有するコポリマーを含む（例えば、非線形親水性−疎水性マルチブロックコポリマーのナノ粒子及びマイクロ粒子について記載した米国特許第6007845号を参照されたい。前記特許の全体を参照により本明細書に組み込む）。特定の実施態様では、コーティングは、ＰＬＧからの生分解性Ａブロックと、ＰＥＯからの親水性ＢブロックとからなるＡＢＡトリブロックコポリマーを含む。
【００２８】
更に、本発明において使用する用語「治療剤」は、薬剤、遺伝物質、及び生物物質を包含するものであり、「生物活性物質」と互いに置き換え可能に使用することができる。適当な治療剤の非限定的な例には、ヘパリン、ヘパリン誘導体、ウロキナーゼ、デキストロフェニルアラニンプロリンアルギニンクロロメチルケトン（PPack）、エノキサパリン、アンギオペプチン、ヒルジン、アセチルサルチル酸、タクロリムス、エベロリムス、ラパマイシン（シロリムス）、アムロジピン、ドキサゾシン、グルココルチコイド、ベタメタゾン、デキサメタゾン、プレドニゾロン、コルチコステロン、ブデソニド、スルファサラジン、ロシグリタゾン、ミコフェノール酸、メサラミン、パクリタキセル、５−フルオロウラシル、シスプラチン、ビンブラスチン、ビンクリスチン、エポチロン、メトトレキサート、アザチオプリン、アドリアマイシン、ムタマイシン、エンドスタチン、アンギオスタチン、チミジンキナーゼ阻害剤、クラドリビン、リドカイン、ブピバカイン、ロピバカイン、D-Phe-Pro-Argクロロメチルケトン、血小板受容体拮抗剤、抗トロンビン抗体、抗血小板受容体抗体、アスピリン、ジピリダモール、プロタミン、ヒルジン、プロスタグランジン阻害剤、血小板阻害剤、トラピジル、リプロスチン、マダニ抗血小板ペプチド、５−アザシチジン、血管内皮成長因子、成長因子受容体、転写活性体、翻訳プロモータ、抗増殖剤、成長因子阻害剤、成長因子受容体拮抗剤、転写抑制体、翻訳抑制体、複製阻害剤、阻害抗体、成長因子に対する抗体、成長因子及び細胞毒素からなる二官能性分子、抗体及び細胞毒素からなる二官能性分子、コレステロール低下剤、血管拡張剤、内因性血管作動機構干渉剤、酸化防止剤、プロブコール、抗生剤、ペニシリン、セフォキシチン、オキサシリン、トブラマイシン（tobranycin）、脈管形成物質、線維芽細胞成長因子、エストロゲン、エストラジオール（Ｅ２）、エストリオール（Ｅ３）、１７−ベータエストラジオール、ジゴキシン、ベータ遮断薬、カプトプリル、エナラプリル（enalopril）、スタチン、ステロイド、ビタミン、タクソール、パクリタキセル、２’−スクシニル−タクソール、２’−スクシニル−タクソールトリエタノールアミン、２’−グルタリル−タクソール、２’−グルタリル−タクソールトリエタノールアミン塩、Ｎ−（ジメチルアミノエチル）グルタミンを有する２’−Ｏ−エステル、Ｎ−（ジメチルアミノエチル）グルタミド塩酸塩を有する２’−Ｏ−エステル、ニトログリセリン、亜酸化窒素、酸化窒素、抗生物質、アスピリン、ジギタリス、エストロゲン、エストラジオール、及びグリコシドが含まれる。一実施態様では、治療剤は、平滑筋細胞阻害剤又は抗生剤である。好ましい実施態様では、治療剤は、タクソール（例えばTaxol（登録商標））、又はその類似体若しくは誘導体である。別の好ましい実施態様では、治療剤は、パクリタキセル、又はその類似体若しくは誘導体である。更に別の好ましい実施態様では、治療剤は、エリスロマイシン、アンホテリシン、ラパマイシン、アドリアマイシン等の抗生剤である。
【００２９】
用語「遺伝物質」とは、ＤＮＡ又はＲＮＡを意味し、これだけに限定されるものではないが、人体に挿入されることになる、ウイルス性ベクター及び非ウイルス性ベクターを含めた以下に記載の有用なタンパク質をコード化したＤＮＡ／ＲＮＡを含む。
【００３０】
用語「生物物質」には、細胞、酵母、バクテリア、タンパク質、ペプチド、サイトカイン、及びホルモンが含まれる。ペプチド及びタンパク質の例には、血管内皮成長因子（VEGF）、形質転換成長因子（ＴＧＦ）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、上皮細胞成長因子（ＥＧＦ）、軟骨成長因子（ＣＧＦ）、神経成長因子（ＮＧＦ）、ケラチノサイト成長因子（ＫＧＦ）、骨格成長因子（ＳＧＦ）、骨芽細胞由来成長因子（BDGF）、肝細胞成長因子（ＨＧＦ）、インシュリン様成長因子（ＩＧＦ）、サイトカイン成長因子（ＣＧＦ）、血小板由来成長因子（PDGF）、低酸素誘導因子−１（HIF-1）、幹細胞由来因子（ＳＤＦ）、幹細胞因子（ＳＣＦ）、内皮細胞成長サプリメント（ECGS）、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（GM-CSF）、成長分化因子（ＧＤＦ）、インテグリン修飾因子（ＩＭＦ）、カルモジュリン（ＣａＭ）、チミジンキナーゼ（ＴＫ）、腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）、成長ホルモン（ＧＨ）、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）（例えば、BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6（Vgr-1）、BMP-7（PO-1）、BMP-8、BMP-9、BMP-10、BMP-11、BMP-12、BMP-14、BMP-15、BMP-16等）、マトリクスメタロプロテアーゼ（ＭＭＰ）、マトリクスメタロプロテアーゼ組織阻害剤（TIMP）、サイトカイン、インターロイキン（例えば、IL-1、IL-2、1L-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-15等）、リンフォカイン、インターフェロン、インテグリン、コラーゲン（全種類）、エラスチン、フィブリリン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、ラミニン、グリコサミノグリカン、プロテオグリカン、トランスフェリン、サイトタクチン、細胞結合部位（例えばＲＧＤ）、及びテネイシンが含まれる。現在のところ好ましいＢＭＰは、BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7である。これらの二量体タンパク質は、ホモ二量体、ヘテロ二量体、又はそれらの組合せとして、単独で、或いは他の分子と共に供給することができる。細胞は、ヒト由来（自己由来若しくは同種異系）、又は動物由来（異種）のものとすることができ、これらの細胞は、望むなら、当該のタンパク質を移植部位に送達するために遺伝子操作される。送達媒体は、細胞機能及び生存力を維持するように必要に応じて処方することができる。細胞には、前駆細胞（例えば内皮前駆細胞）、幹細胞（例えば、間葉、造血、神経幹細胞）、間質細胞、実質細胞、未分化細胞、線維芽細胞、マクロファージ、及び衛星細胞が含まれる。
【００３１】
他の非遺伝的治療剤には、以下が含まれる。
・ヘパリン、ヘパリン誘導体、ウロキナーゼ、及びPPack（デキストロフェニルアラニンプロリンアルギニンクロロメチルケトン）等の抗血栓剤
・エノキサパリン、アンギオペプチン、又は平滑筋細胞増殖を阻止可能なモノクローナル抗体、ヒルジン、アセチルサルチル酸、タクロリムス、エベロリムス、アムロジピン、及びドキサゾシン等の抗増殖剤
・グルココルチコイド、ベタメタゾン、デキサメタゾン、プレドニゾロン、コルチコステロン、ブデソニド、エストロゲン、スルファサラジン、ロシグリタゾン、ミコフェノール酸、及びメサラミン等の抗炎症剤
・パクリタキセル、５−フルオロウラシル、シスプラチン、ビンブラスチン、ビンクリスチン、エポチロン、メトトレキサート、アザチオプリン、アドリアマイシン、及びムタマイシン；エンドスタチン、アンギオスタチン、及びチミジンキナーゼ阻害剤、クラドリビン、タクソール、及びその類似体又は誘導体等の抗腫瘍／抗増殖／抗縮瞳剤
・リドカイン、ブピバカイン、及びロピバカイン等の麻酔剤
・D-Phe-Pro-Argクロロメチルケトン、ＲＧＤペプチド含有化合物、ヘパリン、抗トロンビン化合物、血小板受容体拮抗剤、抗トロンビン抗体、抗血小板受容体抗体、アスピリン（アスピリンは、鎮痛、解熱、且つ抗炎症薬剤としても分類される）、ジピリダモール、プロタミン、ヒルジン、プロスタグランジン阻害剤、血小板阻害剤、トラピジル又はリプロスチン等の抗血小板剤、及びマダニ抗血小板ペプチド等の抗凝固剤
・細胞成長を抑制し、特定の癌細胞内にアポトーシスを誘発するＲＮＡ又はＤＮＡ代謝物質としても分類される、５−アザシチジン等のＤＮＡ脱メチル化薬剤
・成長因子、血管内皮成長因子（VEGF-2を含めた全種類のVEGF）、成長因子受容体、転写活性体、及び翻訳プロモータ等の脈管細胞成長促進剤
・抗増殖剤、成長因子阻害剤、成長因子受容体拮抗剤、転写抑制体、翻訳抑制体、複製阻害剤、阻害抗体、成長因子に対する抗体、成長因子及び細胞毒素からなる二官能性分子、抗体及び細胞毒素からなる二官能性分子等の血管細胞成長阻害剤
・コレステロール低下剤、血管拡張剤、及び内因性血管作動機構干渉剤
・プロブコール等の酸化防止剤
・ペニシリン、セフォキシチン、オキサシリン、トブラマイシン（tobranycin）、ラパマイシン（シロリムス）等の抗生剤
・酸性及び塩基性線維芽細胞成長因子、エストラジオール（Ｅ２）、エストリオール（Ｅ３）、及び１７−ベータエストラジオールを含むエストロゲン等の脈管形成物質
・ジゴキシン、ベータ遮断薬、カプトプリル及びエナラプリル（enalopril）を含めたアンギオテンシン変換酵素（ＡＣＥ）阻害剤、スタチン及び関連する化合物等の心不全薬剤
・シロリムス又はエベロリムス等のマクロライド
【００３２】
好ましい生物物質には、ステロイド、ビタミン、及び再狭窄阻害剤等の抗増殖薬剤が含まれる。好ましい再狭窄阻害剤には、Taxol（登録商標）、パクリタキセル（すなわち、パクリタキセル、パクリタキセル類似体、又はパクリタキセル誘導体、及びそれらの混合物）等の微小管安定化剤が含まれる。例えば、本発明に使用するのに適した誘導体には、２’−スクシニル−タクソール、２’−スクシニル−タクソールトリエタノールアミン、２’−グルタリル−タクソール、２’−グルタリル−タクソールトリエタノールアミン塩、Ｎ−（ジメチルアミノエチル）グルタミンを有する２’−Ｏ−エステル、Ｎ−（ジメチルアミノエチル）グルタミド塩酸塩を有する２’−Ｏ−エステルが含まれる。
【００３３】
他の適当な治療剤には、タクロリムス；ハロフギノン；ゲルダナマイシン等のHSP90熱ショックタンパク質阻害剤；エポチロンＤ等の微小管安定化剤；クリオスタゾール（cliostazole）等のホスホジエステラーゼ阻害剤；Barkct阻害剤；ホスホランバン（phospholanban）阻害剤；及びSerca 2遺伝子／タンパク質が含まれる。
他の好ましい治療剤には、ニトログリセリン、亜酸化窒素、酸化窒素、アスピリン、ジギタリス、エストラジオールやグリコシド等のエストロゲン誘導体が含まれる。
【００３４】
一実施態様では、治療剤によって、細胞代謝を変更する、又はタンパク質合成、ＤＮＡ合成、紡錘糸形成、細胞増殖、細胞移動、微小管形成、微小線維形成、細胞外マトリクス合成、細胞外マトリクス分泌、又は細胞体積の増大等の細胞活動を阻止することが可能である。別の実施態様では、治療剤によって、細胞増殖及び／又は細胞移動を阻止することが可能である。
【００３５】
ある実施態様では、本発明の医療装置に使用する治療剤は、当業者に周知の方法で合成することができる。或いは、治療剤は、化学薬品会社及び製薬会社から購入することができる。
他の実施態様では、生分解性表面上に電極を含むことができる。こうした電極は、分解工程後も残ることがあるが、生分解性電解質材料、又は生体適合導電粒子、例えば炭素、白金及び／又はチタンを充填した生分解性電極を用いて生分解性電極を開発することができる。
【００３６】
図１のステント１００は、拡張していない状態を示している。ストラット１１０のいくつかは、曲がりくねって、又は波状形状に構成されている。この特定のステントでは、波状形状を有するストラットを、比較的真っ直ぐなストラット１１５、すなわち長手部材によって互いに接続することができる。波状形状有するストラットは、半径方向に拡張することが可能である。一般に、ステントは、体腔に植え込まれると拡張して、ステントの外表面１２０が体腔又は管状器官の表面と接触することが望ましい。外表面の反対側に配設されるステントの内表面（図示せず）は、管状器官内の体液にさらされたままとなり、管状器官の内腔空間を画定する。
【００３７】
図２は、図１に示すステント１００の外表面１２０上に電極２５０が配設された装置の拡大図である。他の実施態様では、電極は、外表面１２０全体にわたって、又は外表面１２０の他の部分上に配設することができる。また、電極は外表面１２０の２カ所以上の部分に配設することもできる。更に、図２の電極２５０は、外表面１２０の一部分上に配設されているが、電極２５０は、その代わりに、又は更にステント１００の内表面上にも配設することができる。いくつかの実施態様では、外表面１２０が体腔表面と接触するため、電極２５０をステント１００のこの外表面１２０上に配設することが望ましい。管状器官又は体腔内の体液との生体適合性が求められる他の実施態様では、１つ（又は複数）の電極が、医療装置の、体液と接触する表面上に配置される。また、好ましくは、電極（２５０）は互いに電気的に導通している。それらの電極は、フィラメント形状又は他の形状を有するコネクタ２５１を用いて電気的に接続することができる。当業者であれば、適当なコネクタがわかるであろう。
【００３８】
更に、図２の電極２５０は、円又は点の形で示されているが、この電極は、適当などのような幾何構成又は形状も取ることができる。例えば、電極は、所望の幅を有するバンドとして構成することもできる。また、電極の幅は均一である必要はない。更に、電極は、細胞受容体と同じサイズでも、又は細胞受容体よりも小さくても、例えば長さ及び／又は幅が１５０ｎｍ未満でもよい。
【００３９】
電極２５０は、例えばアルミニウム、金、又は白金等の当業者に周知の生体適合性導電材料で製造することができる。Sawyerの論文「界面における電極−生物組織間の相互作用−考察」(Biomat., Med. Dev., Art, Org., 12(3-4), 161-196 (1984-85)、その全体を参照により本明細書に組み込む）は、周囲組織の血栓形成反応に関して、電極を形成するのに使用できるいくつかの電極材料の使用を開示している。また、非常に優れた生体適合性が知られている金属、例えば、チタン、タンタル、タングステンも、導電ポリマー及び高分子電解質ヒドロゲルとして同様に使用することができる。更に、貴金属もまた、適当な材料とすることができる。
【００４０】
電極２５０は、半導体加工分野における当業者に周知の微細加工技術(micro-fabrication technique)のいずれを用いても、装置の表面に取り付ける、又は接続することができる。また、マイクロリソグラフィに類似したナノリソグラフィ、又は微細加工技術を使用することもできる。しかし、ナノリソグラフィでは、より微細な解像度／ビームのレーザを使用する。かかる技術については、Champagneらの論文「ステンシルリソグラフィを用いて製造したナノメートルスケール走査センサ」(Applied Physics Letters, vol. 82, no. 7, Feb. 17, 2003)に記載されている。かかる技術では、ワイヤ及びコネクタをなおも配置する必要があることに留意されたい。
【００４１】
電極に電流を供給するために、本発明の医療装置は、１つ（又は複数）の電極に直接又は間接的に電気的に導通した電源１５０を備える。この電源は、電極に電流を供給する。図２の電源は、１つ（又は複数）の電極２５０と物理的に直接接触するものとして示されているが、電極とのかかる物理的な直接接触は必ずしも必要でない。本発明に適した電源には、それだけに限定されるものではないが、ペースメーカに使用されるような植え込み型電池、コンデンサ、及びピックアップコイル又は誘導コイルを備えた電源が含まれる。ワイヤや回路板状コネクタ等の、電池を電極に接続する従来の手段を使用することができる。また、Nems／Memsセンサをステント上又は電池内に設け、遠隔計測によって監視、制御、及びレポートすることもできる。
【００４２】
一実施態様では、電源は、予め選択された周波数に同調させることが可能な誘導コイルを備える。この誘導コイルは、その予め選択された周波数で振動磁界を発生させることが可能な遠隔の発電機と導通させることができる。この振動磁界によって、誘導コイルの全面で電圧を生成して、電力源を供給することが可能となる。
【００４３】
電源は、溶接、又は接着剤の使用等、様々な方法によって医療装置に取り付けることができる。また、図１に示す電源１５０は、電極と同じ表面上に配設されるものとして示されているが、電源は、ストラット又は医療装置のどの表面にも配設又は埋め込むことができる。更に、２つ以上の電源を使用することもできる。
【００４４】
任意選択で、電源及び１つ（又は複数）の電極を制御器１５２と電気的に導通させ、この制御器によって、１つ（又は複数）の電極２５０に供給される電流を制御する。制御器１５２は、医療装置表面に取り付ける、若しくは接続する、又は、当業者に周知の方法を用いて医療装置上に直接製造することができる。例えば、R.C. Jaeger著「マイクロエレクトロニクス加工技術概論」(Volume 5 of Modular Series on Solid State Devices, 第２版, Prentice Hall (2001)、その全体を参照により本明細書に組み込む）に、医療装置上に制御器を製造するのに適合できるマイクロエレクトロニクス製造方法が開示されている。この制御器は、医療装置の内表面、外表面１２０、又は他の表面上に配設することができる。また、この制御器は装置に埋め込むこともできる。
【００４５】
制御器１５２は、電極に供給される電流を、所望の、又は予め選択された量で生成し維持するように、整流、フィルタリング、及び電圧又は電流調節回路を含むことができる。Baumannらに発行の米国特許第5279292号、及びDolginらに発行の米国特許第6327504号（前記特許の全体を参照により本明細書に組み込む）には、当業者であれば過度の実験を行うことなく適合できる、かかる回路の例が開示されている。
【００４６】
ある実施態様では、電源は、少なくとも１つのループ又は巻き(turn)を形成する導体を含むピックアップコイルであり、このコイルの両端間で電圧電位差を生成することによって交番磁界に応答する。電圧電位の大きさは、一部にはコイルの巻数、コイルによって画定される領域、コイル領域にまたがる磁界のコイル領域に関する強さ及び向きに依存する。医療装置がステントである実施態様では、コイル領域に垂直な表面は、ステントの長手軸にほぼ平行となり得る。或いは、例えば、コイルを交番磁界によりうまく整合させるように、コイルに垂直な表面をステントの長手軸から離れるように向けることもできる。
【００４７】
図３ａは、ストラット表面上に配設された電極２５０を有するステントストラット１１０の断面図を示す。電極２５０は、ステントストラット１１０の第１の表面１２５上に配置された絶縁層３１０の上に配置されている。この絶縁層３１０は、電極２５０をステントストラット１１０から電気的に絶縁し、且つステントストラット１１０及び電極２５０に良好な接着を示すどのような生体適合材料でもよい。絶縁材料には、例えば、二酸化ケイ素又は窒化ケイ素等の金属酸化物又は窒化物、或いは、例えば、適切に加工されると生体適合性となるポリイミド等のポリマーが含まれ得る。
【００４８】
ピックアップコイル導体３７０を互いに、また、ステントストラット１１０及び宿主生物から絶縁するように、ピックアップコイル２７５が絶縁材料３２０に埋め込まれている。絶縁材料３２０は、絶縁層３１０と同じ材料でも、又は異なる生体適合性絶縁材料でもよい。ピックアップコイル２７５及び絶縁材料３２０は、ステントストラット１１０の第２の表面１２０上に配設されている。
【００４９】
ピックアップコイル２７５は、制御器（図示せず）と電気的に導通しており、また、外部コイル（図示せず）に誘導的に結合されている。ピックアップコイル２７５の両端間で誘起される電圧電位によって、外部で生成された電源が制御器に供給されることになる。或いは、この医療装置は追加の内部電源を備え、ピックアップコイルの両端間で誘起される電圧を使用して、その内部電源を再充電することもできる。
【００５０】
ピックアップコイルは、医療装置のどの表面上にも配置することができる。また、ピックアップコイルは、医療装置の、その上に電極が配設されている表面と同じ表面、又はそれとは異なる表面上に配置することができる。ピックアップコイルを医療装置上に、又は医療装置内部に配置するかは、例えば、医療装置の設計、製造しやすさ、又は当業者に周知の他の要因等、設計及び製造上の考慮事項によって決まる。
【００５１】
図３ｂは、電極及びピックアップコイルがステントのストラットに埋め込まれた別の実施態様の断面図を示す。図３ｂに示す実施態様では、電極３５０の露出表面３５２は、ステントストラット３６０の第１の表面３６５と同一平面上にある。電極３５０は、絶縁材料３５５によってステントストラット３６０から絶縁されている。絶縁材料３５５の露出表面３５４もまた、ステントストラット３６０の第１の表面３６５と同一平面上にある。図３ａに示す実施態様と同様に、図３ｂに示す実施態様も、ピックアップコイル３８０を含む。この実施態様では、このピックアップコイルは、ピックアップコイル導体３９０を互いに、また、ステントストラット３６０及び宿主生物から絶縁するように、絶縁材料３８２に埋め込まれている。絶縁材料３８２は、絶縁材料３５５と同じでも、又は異なる生体適合性絶縁材料でもよい。絶縁材料３８２の露出表面３８５は、ステントストラット３６０の第２の表面３８５と同一平面上にある。
【００５２】
図３ａ及び３ｂに示す実施態様には、ステントストラットの幅とほぼ同じ幅を有する単一の電極が示されている。しかし、他の実施態様では、活発な生体適合性が求められる表面上に配設された２つ以上の電極を含む。例えば、１００〜２００ｎｍの範囲の幅及び電極間隔を有する電極をステント表面上に配設することができる。D.A. Reesらの論文「培養線維芽細胞による基層認識におけるグリコプロテイン」、(Symp. Soc. Exp. Biol., 1978; 32:241-60、その全体を参照により本明細書に組み込む）は、１５０ｎｍ範囲の均一なサイズを有する接着班について開示している。接着した細胞で観測される間隔に整合するように電極を配設すると、接着を促進することができる。
【００５３】
上記で論じたように、医療装置の表面に配設された電極に電流を供給することによって、この表面上に平均表面電荷密度がもたらされる、又は生成される。かかる平均表面電荷密度によって、表面に生体適合特性がもたらされる。生体適合性を促進するには、好ましくは、平均表面電荷密度は負でなければならない。特に、電極を使用して、受容体レベルでの電荷パターンを変更することができる。この電荷パターンは、細胞膜電荷パターンを複製し始め、その結果、医療装置表面と細胞との相互作用が生じ、その結果、細胞の活性化が最小となって、炎症を最小限に抑えることができる。より具体的には、Helmusら及びThubrikarらの論文（Thubrikar, Mらの論文「インティマ(Intima)及び人工材料の血栓形成性に関する表面電荷研究」、J. Biomech., 第13巻, 663-666頁 (1980)）に記載されているように、健康な内皮に類似した平均電荷密度によって、最適な血栓抵抗が与えられる。かかる平均電荷密度を有する表面は、硫酸化グリコサミノグリカン（「gags」）、特にヘパリン硫酸塩によく似ていることがあり、これらは細胞膜の重要成分である。負の表面電荷がヘパリン硫酸塩に似ていることにより、血栓抵抗表面が得られるだけでなく、炎症性経路の最小活性化に関して、生体適合性の高い表面が得られる。こうした種類の電極は、刺激状況、すなわち神経、骨格筋、心筋、他の平滑筋器官（例えば消化管）、及び神経系にも有用となり得る。
【００５４】
更に、細胞の、医療装置表面との相互作用は、細胞が医療装置の表面に接着し、成長するように促進する等、所望の生物学的効果を向上させるように制御することができる。例えば、電荷パターンが、天然の表面、例えば、アルギニン−グリシン−アスパラギン酸（ＲＧＤ）から構成されたもの等の細胞接着ペプチドが豊富な基底膜の電荷パターンを複製している場合、細胞は、成長を促進する適合表面に配置されているとみなし、したがって、こうした細胞は成長することになる。ＲＧＤは、フィブロネクチン、ラミニン等の、接着させる細胞受容体に特定の細胞接着タンパク質のペプチド配列である。
【００５５】
所望の表面電荷密度は、医療装置の特定の用途に依存し得る。Helmusらは、所望の表面電荷密度を求める方法を開示しており、その全体を参照により本明細書に組み込む。Helmusらは、Ｌ−グルタミン酸及びＬ−ロイシンのランダムコポリマーをイヌの大腿動脈及び頸動脈に植え込み、約５μＣ／ｃｍ２よりも高い負の表面電荷密度が、血栓形成を低減させるのに有効であると判断した。
【００５６】
また、平均表面電荷密度を用いて、止血や腫瘍治療のために血栓形成を促進する、又は、炎症若しくは組織形成を強化することもできる。好ましくは、かかる実施態様では、平均表面電荷密度は、正味の正電荷を含む。正味の正電荷は、平均表面電荷密度を生成する上述の方法によって生成することができる。金属の荷電電位によって、いかに血栓をなくすか、又は形成するかに関する説明が、Srinivasan S. Sawyer P.N.の論文「脈管内血栓症における血管壁、血球、及び補綴材料の表面電荷の役割」(J. Colloid Interface Sci. 1970 Mar: 32(3): 456-63)、並びにSawyer、 P.N.及びJ.W. Pateの論文「脈管内血栓症における病因学的要因としての生体電気現象」(Amer. J. Physiol. 175:103 (1953))で論じられており、これらの論文の全体をあらゆる目的において参照により本明細書に組み込む。
【００５７】
以上、少なくとも例示的な本発明の実施態様を説明してきたが、当業者なら様々な改変態様及び改良態様を容易に思いつき、それらも本発明の範囲に含まれるものである。したがって、前述の説明は、単なる例にすぎず、限定を意図するものではない。本発明は、以下の特許請求の範囲及びその均等物において定義されるようにのみ限定されるものである。
本明細書にて言及したすべての参照文献は、その全体をあらゆる目的において参照により組み込むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
本発明を、その好ましい実施態様及び代替実施態様を以下の図と併せて参照することによって説明する。
【図１】本発明の一実施態様を示す側面図である。
【図２】図１に示す実施態様の部分拡大図である。
【図３ａ】本発明の医療装置の部分断面図である。
【図３ｂ】本発明の医療装置の部分断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【国際調査報告】
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