(57)【要約】医療用電気リード線は、絶縁リード線本体と、絶縁リード線本体内に配置されている導電体と、絶縁リード線本体に配置されるとともに導電体と電気的に接触している電極と、電極に少なくとも部分的に配置されている繊維マトリックスと、を含んでいてもよい。繊維マトリックスは、ポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーから形成されていてもよい。
2014533580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠位領域から近位領域に延びる絶縁リード線本体と、
前記絶縁リード線本体内に配置されるとともに前記近位領域から前記遠位領域に延びる導電体と、
前記絶縁リード線本体に配置されるとともに前記導電体と電気的に接触している電極と、
１０％〜６０重量％のハードセグメント及び４０％〜９０重量％のソフトセグメントを含むポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含む繊維マトリックスと、
を含み、
前記繊維マトリックスが、１ナノメートルから８００ナノメートルまでの範囲の平均繊維径を有する複数の無作為整列繊維を含む、医療用電気リード線。
【請求項２】
前記ハードセグメントが、ウレタン、尿素、又はウレタン／尿素を含み、前記ソフトセグメントが、少なくとも１つのポリイソブチレンマクロジオール又はジアミンを含む、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項３】
前記繊維マトリックスが、１０ナノメートルから４００ナノメートルまでの範囲の平均繊維径を有する、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項４】
前記繊維マトリックスが、前記マトリックスを介して電気生理学的療法を送達するのに十分な繊維間間隔を有する、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項５】
前記繊維マトリックスが、少なくとも４０％の空隙率、１０ナノメートルから１０ミクロン（１０μｍ）までの範囲の平均細孔サイズ、及び１ナノメートルから１０００ミクロン（１０００μｍ）までの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項６】
絶縁リード線本体及び前記絶縁リード線本体に配置された電極を有する医療用電気リード線を形成する方法であって、前記方法は、
少なくとも１つのポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含む繊維マトリックスを、電界紡糸法又はメルトブロー法により形成するステップ、及び
前記繊維マトリックスを、前記電極に少なくとも部分的に配置するステップ、を含み、
前記繊維マトリックスが、１０％〜６０重量％のハードセグメント及び４０％〜９０重量％のソフトセグメントを含むポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含み、かつ、前記繊維マトリックスが、１ナノメートルから８００ナノメートルまでの範囲の平均繊維径を有する複数の無作為整列繊維を含む、方法。
【請求項７】
前記繊維マトリックスを形成するステップが、前記ポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを電界紡糸することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
電界紡糸する前に、１〜３０重量％のポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含むコーティング溶液が調製される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
電界紡糸する前に、２〜２５重量％のポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含むコーティング溶液が調製される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記繊維マトリックスを形成するステップが、前記ポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーをメルトブローすることを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記繊維マトリックスを形成するステップが、基材に前記繊維マトリックスを形成し、前記繊維マトリックスを前記電極に少なくとも部分的に堆積させることを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記繊維マトリックスを形成するステップが、前記繊維マトリックスを前記電極に少なくとも部分的に堆積させることを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記繊維マトリックスが、前記マトリックスを介して電気生理学的療法を送達するのに十分な繊維間間隔を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
遠位領域から近位領域に延びる絶縁リード線本体と、
前記絶縁リード線本体内に配置されるとともに前記近位領域から前記遠位領域に延びる導電体と、
前記絶縁リード線本体に配置されるとともに前記導電体と電気的に接触している電極と、
１０％〜６０重量％のハードセグメント及び４０％〜９０重量％のソフトセグメントを含むポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含む繊維マトリックスと、
を含み、
前記繊維マトリックスが、１ナノメートルから１００００ナノメートルまでの範囲の平均繊維径を有し、前記繊維マトリックスを介して電気生理学的療法を送達するのに十分な繊維間間隔を有する複数の無作為整列繊維を含む、医療用電気リード線。
【請求項１５】
前記ハードセグメントが、ウレタン、尿素、又はウレタン／尿素を含み、前記ソフトセグメントが、少なくとも１つのポリイソブチレンマクロジオール又はジアミンを含む、請求項１４に記載の医療用電気リード線。
【請求項１６】
前記繊維マトリックスが、１０ナノメートルから４００ナノメートルまでの範囲の平均繊維径を有する、請求項１４に記載の医療用電気リード線。
【請求項１７】
前記繊維マトリックスが、少なくとも４０％の空隙率、１０ナノメートルから１００ミクロン（１００μｍ）までの範囲の平均細孔サイズ、及び１ナノメートルから１０００ミクロン（１０００μｍ）までの範囲の厚さを有する、請求項１４に記載の医療用電気リード線。
【請求項１８】
前記繊維マトリックスが、１０ナノメートルから４００ナノメートルまでの範囲の平均繊維サイズ、少なくとも４０％の空隙率、７０ナノメートルから２５０ナノメートルまでの範囲の平均細孔サイズ、及び１０ナノメートルから１０ミクロン（１０μｍ）までの範囲の厚さを有する、請求項１４に記載の医療用電気リード線。
【請求項１９】
前記繊維マトリックスが、４００ナノメートルから１０００ナノメートルまでの範囲の平均繊維サイズ、少なくとも４０％の空隙率、１ミクロン（１μｍ）から１００ミクロン（１００μｍ）までの範囲の平均細孔サイズ、及び１０ナノメートルから１０ミクロン（１０μｍ）までの範囲の厚さを有する、請求項１４に記載の医療用電気リード線。
【請求項２０】
前記ソフトセグメントが、少なくとも７０重量％の少なくとも１つのポリイソブチレンマクロジオール及び／又はジアミンを含む、請求項１４に記載の医療用電気リード線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用デバイスを製造する方法に関する。より詳しくは、本発明は、医療用デバイスをコーティングする方法、及びコーティングされた医療用デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓ペーシング用リード線は、電池作動ペースメーカ又は他のパルス生成手段からパルス刺激シグナルを心臓に送るために、並びに心臓の電気的活性を身体外部の位置からモニタするために、周知であり、かつ広く使用されている。電極を介して心臓に電気エネルギーを加えて、心臓の正常なリズムを回復させる。電極性能に影響を及ぼす幾つかの要因には、電極／組織境界での分極、電極容量、感知インピーダンス、及び電圧閾値が含まれる。これら応用の全てにおいて、電極／組織境界での電気的性能特徴を最適化することが、非常に望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電極として従来から使用されている材料の認識されている性能的課題には、組織内部増殖、移植デバイス付近の炎症、及び／又は線維性瘢痕組織の形成、を制御することが困難であることが挙げられる。これらの課題は、リード線を引き出す際の困難さ及び／又は経時的な電極性能の低下に結び付く場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書には、コーティングされた医療用デバイスの種々の実施形態、並びに医療用デバイスをコーティングするための方法が開示されている。
実施例１では、医療用電気リード線は、遠位領域から近位領域に延びる絶縁リード線本体と、絶縁リード線本体内に配置されるとともに近位領域から遠位領域に延びる導電体と、絶縁リード線本体に配置されるとともに導電体と電気的に接触している電極と、繊維マトリックスと、を含む。繊維マトリックスは、１０％〜６０重量％のハードセグメント及び４０％〜９０重量％のソフトセグメントを含むポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含む。繊維マトリックスは、１ナノメートル〜８００ナノメートルの範囲の平均繊維径を有する複数の無作為整列繊維を含む。
【０００５】
実施例２は、ハードセグメントが、ウレタン、尿素、又はウレタン／尿素を含み、ソフトセグメントが、少なくとも１つのポリイソブチレンマクロジオール又はジアミンを含む、実施例１に記載の医療用電気リード線である。
【０００６】
実施例３は、繊維マトリックスが、１０ナノメートル〜４００ナノメートルの範囲の平均繊維径を有する、実施例１又は実施例２に記載の医療用電気リード線である。
実施例４は、繊維マトリックスが、マトリックスを介して電気生理学的療法を送達するのに十分な繊維間間隔を有する、実施例１〜３のいずれか１つに記載の医療用電気リード線である。
【０００７】
実施例５は、繊維マトリックスが、少なくとも４０％の空隙率、１０ナノメートル〜１０ミクロン（１０μｍ）の範囲の平均細孔サイズ、及び１ナノメートル〜１０００ミクロン（１０００μｍ）の範囲の厚さを有する、実施例１〜４のいずれか１つに記載の医療用電気リード線である。
【０００８】
実施例６では、絶縁リード線本体及び絶縁リード線本体に配置されている電極を有する医療用電気リード線を形成するための方法は、少なくとも１つのポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含む繊維マトリックスを、電界紡糸法又はメルトブロー法により形成するステップ、及び繊維マトリックスを電極の少なくとも部分に配置するステップを含む。繊維マトリックスは、１ナノメートル〜８００ナノメートルの範囲の平均繊維径を有する複数の無作為整列繊維を含む。
【０００９】
実施例７は、繊維マトリックスを形成するステップが、ポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを電界紡糸することを含む、実施例６に記載の方法である。
【００１０】
実施例８は、電界紡糸する前に、１〜３０重量％のポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含むコーティング溶液が調製される、実施例６又は実施例７に記載の方法である。
【００１１】
実施例９は、電界紡糸する前に、２〜２５重量％のポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含むコーティング溶液が調製される、実施例６〜８のいずれか１つに記載の方法である。
【００１２】
実施例１０は、繊維マトリックスを形成するステップが、ポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーをメルトブローすることを含む、実施例６〜９のいずれか１つに記載の方法である。
【００１３】
実施例１１は、繊維マトリックスを形成するステップが、繊維マトリックスを基材に形成し、繊維マトリックスを電極の少なくとも部分に堆積させることを含む、実施例６〜１０のいずれか１つに記載の方法である。
【００１４】
実施例１２は、繊維マトリックスを形成するステップが、繊維マトリックスを電極の少なくとも部分に形成することを含む、実施例６〜１１のいずれか１つに記載の方法である。
【００１５】
実施例１３は、繊維マトリックスが、マトリックスを介して電気生理学的療法を送達するのに十分な繊維間間隔を有する、実施例６〜１２のいずれか１つに記載の方法である。
実施例１４では、医療用電気リード線は、遠位領域から近位領域に延びる絶縁リード線本体と、絶縁リード線本体内に配置されるとともに近位領域から遠位領域に延びる導電体と、絶縁リード線本体に配置されるとともに導電体と電気的に接触している電極と、繊維マトリックスと、を含む。繊維マトリックスは、１０％〜６０重量％のハードセグメント及び４０％〜９０重量％のソフトセグメントを含むポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーを含む。繊維マトリックスは、１ナノメートル〜１０，０００ナノメートルの範囲の平均繊維径を有する複数の無作為整列繊維を含み、マトリックスを介して電気生理学的療法を送達するのに十分な繊維間間隔を有する。
【００１６】
実施例１５は、ハードセグメントが、ウレタン、尿素、又はウレタン／尿素を含み、ソフトセグメントが、少なくとも１つのポリイソブチレンマクロジオール又はジアミンを含む、実施例１４に記載の医療用電気リード線である。
【００１７】
実施例１６は、繊維マトリックスが、１０ナノメートル〜４００ナノメートルの範囲の平均繊維径を有する、実施例１４又は実施例１５に記載の医療用電気リード線である。
実施例１７は、繊維マトリックスが、少なくとも４０％の空隙率、１０ナノメートル〜１００ミクロン（１００μｍ）の範囲の平均細孔サイズ、及び１ナノメートル〜１０００ミクロン（１０００μｍ）の範囲の厚さを有する、実施例１４〜１６のいずれか１つに記載の医療用電気リード線である。
【００１８】
実施例１８は、繊維マトリックスが、１０ナノメートル〜４００ナノメートルの範囲の平均繊維サイズ、少なくとも４０％の空隙率、７０ナノメートル〜２５０ナノメートルの範囲の平均細孔サイズ、及び１０ナノメートル〜１０ミクロン（１０μｍ）の範囲の厚さを有する、実施例１４〜１７のいずれか１つに記載の医療用電気リード線である。
【００１９】
実施例１９は、繊維マトリックスが、４００ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲の平均繊維サイズ、少なくとも４０％の空隙率、１ミクロン（１μｍ）〜１００ミクロン（１００μｍ）の範囲の平均細孔サイズ、及び１０ナノメートル〜１０ミクロン（１０μｍ）の範囲の厚さを有する、実施例１４〜１８のいずれか１つに記載の医療用電気リード線である。
【００２０】
実施例２０は、ソフトセグメントが、少なくとも７０重量％の少なくとも１つのポリイソブチレンマクロジオール及び／又はジアミンを含む、実施例１４〜１９のいずれか１つに記載の医療用電気リード線である。
【００２１】
複数の実施形態が開示されているが、本発明の更に他の実施形態は、当業者であれば、本発明の例示的な実施形態を例示及び説明する以下の詳細な説明から明白になるだろう。したがって、図面及び詳細な説明は、本来的に例示であり、限定されるものではないとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態による医療用電気リード線の模式図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による医療用電気リード線の模式的な長手方向断面図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による医療用電気リード線の模式的な長手方向断面図である。
【図３】電界紡糸法を模式的に示す図である。
【図４】メルトブロー法を模式的に示す図である。
【図５】実験データをグラフで示す図である。
【図６】実験データをグラフで示す図である。
【図７】リード線コイルにある繊維マトリックスの画像である。
【図８】繊維マトリックスの画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明には、種々の改変及び代替形態が可能であるが、図面は、特定の実施形態を例として示しており、下記に詳述されている。しかしながら、本発明を、記載した特定の実施形態に限定する意図はない。その逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲により規定されている本発明の範囲以内に入る改変、同等なもの、及び代替を全て包含することが意図されている。
【００２４】
本発明は、本発明の多数の態様及び実施形態が詳述されている以下の記載を参照することにより、より完全に理解することができる。以下の本発明の詳細な記載は、本発明の説明するためのものであり、限定するものではない。
【００２５】
本発明の種々の態様によると、１つ又は複数のポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマー（本明細書では、「ポリイソブチレンウレタンコポリマー」と総称されることがある）を含有する１つ又は複数の繊維マトリックスを含む、移植可能かつ挿入可能な医療用デバイスが提供される。
【００２６】
本発明の医療用電気デバイスは、典型的には、（ａ）電気信号発生部品、及び（ｂ）１つ又は複数のリード線を含んでいてもよい。電気信号発生部品は、一般的に、電源（例えば、密閉型電池）、及び身体（例えば、心臓、神経系等）に送られる電気信号を発生させる電子回路パッケージを含む。リード線は、リード線本体と呼ばれることが多い長尺状ポリマー部品によりその全長の少なくとも部分に沿って絶縁されている少なくとも１つの可撓性を有する長尺状導電性部材（例えば、ワイヤー、ケーブル等）を含む。導電性部材は、身体との電気的接続を提供する１つ又は複数の電極と電気的に連通しているデバイスの電気信号発生部品が設置されるように構成されている。したがって、リード線は、電気的信号を電気信号発生部品から身体に伝達することができる。また、リード線は、信号を身体から電気信号発生部品に中継することができる。
【００２７】
本発明の医療用電気デバイスの実施例には、以下のものが含まれる：例えば、特に脊髄刺激（ＳＣＳ）装置、深部脳刺激（ＤＢＳ）装置、末梢神経刺激（ＰＮＳ）装置、胃神経刺激装置、人工内耳装置、及び網膜移植装置等の神経刺激装置を含む移植可能な電気刺激装置、並びに特に移植可能な心調律管理（ＣＲＭ）装置、移植可能な除細動器（ＩＣＤ）、及び心臓再同期及び除細動（ＣＲＤＴ）器を含む心臓用装置。
【００２８】
図１は、本開示の種々の実施形態による医療用電気リード線１０の部分断面図である。幾つかの実施形態によると、医療用電気リード線１０は、患者の心臓内移植用に構成されていてもよい。他の実施形態によると、医療用電気リード線１０は、患者の神経血管領域内移植用に構成されていてもよい。更に別の実施形態では、リード線１０は、人工内耳用のリード線であってもよい。医療用電気リード線１０は、近位端部１６から遠位端部２０に延びる長尺状絶縁リード線本体１２を含む。近位端部１６は、コネクタ２４を介してパルス発生器と作動可能に接続するように構成されている。少なくとも１つの導電体３２が、リード線１０の近位端部１６のコネクタ２４から、リード線１０の遠位端部２０の１つ又は複数の電極２８に延びている。導電体３２は、コイル状導電体であってもよく又はケーブル状導電体であってもよい。複数の導電体が使用される幾つかの実施形態によると、リード線は、コイル状導電体及びケーブル状導電体の組み合わせを含んでいてもよい。コイル状導電体が使用される場合、幾つかの実施形態によると、導電体は、同半径性構成又は同軸性構成のいずれであってもよい。
【００２９】
リード線本体１２は可撓性であるが、その長さに沿って実質的に非圧縮性であり、円形断面を有する。ある実施形態によると、リード線本体１２の外径は、約２フレンチ（０．６６ｍｍ）から約１５フレンチ（５ｍｍ）の範囲である。多くの実施形態では、リード線本体１２は、薬物カラー又はプラグを含んでいない。
【００３０】
医療用電気リード線１０は、送達される治療法のタイプに応じて、単極性、双極性、又は多極性であってもよい。複数の電極２８及び複数の導電体３２を使用する本開示の実施形態では、各導電体３２は、１対１の様式で個々の電極２８と接続され、各電極２８を個々にアドレス可能にするように構成されている。加えて、リード線本体１２は、患者の心臓内の標的位置にリード線１０を送達するためのガイドワイヤ又はスタイレット等の案内エレメントを収容するのに適している１つ又は複数の管腔を含んでいてもよい。
【００３１】
電極２８は、当技術分野で知られているいかなる電極構成を有していてもよい。ある実施形態によると、少なくとも１つの電極は、環状又は部分的に環状の電極であってもよい。別の実施形態によると、少なくとも１つの電極２８は、ショックコイルである。本開示の更に別の実施形態によると、少なくとも１つの電極２８は、露出電極部分及び絶縁電極部分を含む。幾つかの実施形態では、電極構成の組み合わせを使用してもよい。電極２８は、白金、ステンレス鋼、チタン、タンタル、パラジウム、ＭＰ３５Ｎ、他の類似導電性材料、白金−イリジウム合金を含む上記のもののいずれかの合金、及びクラッド金属層又は複数の金属材料を含む上記のものの組み合わせでコーティングされていてもよく、又はそれらで形成されていてもよい。
【００３２】
種々の実施形態によると、リード線本体１２は、１つ又は複数の電極２８を含むリード線本体１２を患者の身体内の標的部位に固定及び安定化させるための１つ又は複数の固定用部材を含んでいてもよい。固定用部材（複数可）は、能動性であってもよく又は受動性であってもよい。例示的な能動性固定用部材は、ねじ込み式固定用部材を含む。受動性固定用部材の例には、血管壁に対して保持するのに適したリード線本体１２の事前形成遠位部分、及び／又はリード線本体１２の遠位端部に設けられている拡張可能な尖叉が含まれ得る。
【００３３】
リード線１０は、絶縁リード線本体１２の種々の部分に配置されている繊維マトリックスを含む。図２Ａ及び２Ｂには、繊維マトリックスを含んでいてもよいリード線１０の領域の例示的であるが非限定的な例が提供されている。図２Ａ及び２Ｂは、図１のリード線１０の模式的な長手方向断面図であり、明瞭にするために内部構造は省かれている。
【００３４】
図２Ａには、絶縁リード線本体１２の部分に配置されている繊維マトリックス４０が示されている。絶縁リード線本体１２の例示されている部分は、電極２８等の電極に隣接していてもよく、又は電極から距離をおいて離間されていてもよい。対照的に、図２Ｂには、電極２８に配置されている繊維マトリックス４０が例示されている。繊維マトリックス４０は、電極２８を全て覆うように示されているが、幾つかの実施形態では、繊維マトリックス４０は、電極２８のごく一部のみ、電極２８のかなりの部分、又は電極２８の介在画分を覆っている。
【００３５】
幾つかの実施形態では、繊維マトリックス４０は、リード線１０に種々の有用な機能を提供することができる。幾つかの実施形態では、繊維マトリックス４０は、リード線１０の耐摩耗性を向上させることができる。幾つかの実施形態では、繊維マトリックス４０は、リード線１０の電気絶縁性又は断熱性を向上させることができる。幾つかの実施形態では、繊維マトリックス４０は、特に電極２８の部位における組織内部増殖の制御を向上させることができる。ある実施形態では、組織内部増殖の量は、組織摘出法（ｔｉｓｓｕｅ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）により決定することができ、その場合、移植リード線１０を取り出すのに必要な力は、インストロン社製荷重測定器を用いて測定される。幾つかの実施形態では、繊維マトリックス４０の厚さ及び平均繊維径は、組織内部増殖に影響を及ぼす。また、繊維マトリックス４０の厚さ及び平均繊維径は、繊維マトリックス４０を介して電気生理学的療法を送達する能力に影響を及ぼす場合がある。ある実施形態では、繊維マトリックス４０は、リード線１０のインピーダンスに著しい影響を及ぼさない。
【００３６】
繊維マトリックス４０は、マトリックスを構成する複数の無作為整列繊維を含む。ある実施形態では、繊維マトリックス４０は、例えば、電界紡糸法により形成されてもよく、又はメルトブロー法により形成されてもよい。繊維は、例えば、約１ナノメートル（ｎｍ）〜１０，０００ｎｍの範囲の直径を有していてもよい。繊維径サイズは、例えば、約１００ｎｍ〜５，０００ｎｍであってもよい。また、好適な繊維径サイズには、例えば、約４０ｎｍ〜２，０００ｎｍ、約５０ｎｍ〜１，５００ｎｍ、又は約１００ｎｍ〜１，０００ｎｍが含まれる。また更なる例では、繊維径は、１ｎｍ〜８００ｎｍ又は１０ｎｍ〜４００ｎｍであってもよい。また他の例では、平均繊維径は、４００ｎｍ〜１０ミクロン（１０μｍ）又は８００ｎｍ〜１０ミクロン（１０μｍ）であってもよい。繊維径サイズは、繊維の平均サイズをとることにより測定することができる。ある実施形態では、繊維マトリックスは、改変電界紡糸法及びメルトブロー技術を使用して、部分的に又は完全に中空繊維で形成されていてもよい。繊維サイズは、組織及び増殖に影響を及ぼす場合がある。例えば、平均直径サイズが８００ｎｍを超える繊維マトリックス４０は、組織内部増殖を起こす場合がある。組織内部増殖が望ましくない実施形態では、繊維マトリックス４０は、約８００ｎｍ未満、又は約４００ｎｍ未満の平均繊維径を有していてもよい。
【００３７】
繊維マトリックス４０は、約１０ｎｍ〜約１００ミクロン（１００μｍ）、約１ミクロン（１μｍ）〜約１００ミクロン（１００μｍ）、約１０ミクロン（１０μｍ）〜約５０ミクロン（５０μｍ）、又は約１０ミクロン（１０μｍ）〜約２５ミクロン（２５μｍ）の範囲の平均繊維間間隔を有していてもよい。幾つかの実施形態では、繊維間間隔は、走査顕微鏡で測定することができる。幾つかの実施形態では、隣接繊維間の繊維間隔を調整又は調節して、ペーシング能力に対する影響を最小限に抑えつつ、組織内部増殖を制御することができる。これは、例えば、堆積パラメータ又は堆積材料を変更することにより達成することができる。組織内部増殖が望ましくない幾つかの実施形態では、繊維マトリックス４０は、より小さな繊維間間隔を有していてもよい。例えば、繊維マトリックス４０は、約１０ｎｍ〜約５０ミクロン（５０μｍ）、約５０ｎｍ〜約２５ミクロン（２５μｍ）、又は約７５ｎｍ〜約１ミクロン（１μｍ）の繊維間間隔を有していてもよい。組織内部増殖が望ましい他の実施形態では、繊維マトリックス４０は、より大きな繊維間間隔を有していてもよい。例えば、繊維マトリックス４０は、約１０ミクロン（１０μｍ）〜約１００ミクロン（１００μｍ）、約１０ミクロン（１０μｍ）〜約５０ミクロン（５０μｍ）、又は約１０ミクロン（１０μｍ）〜約２５ミクロン（２５μｍ）の繊維間間隔を有していてもよい。
【００３８】
加工条件を変えることにより、種々の厚さを得ることができる。例えば、電界紡糸中に、流速、サイクル数、及びコーティングしようとするエレメントの回転速度を変えることにより、種々の厚さを得ることができる。繊維マトリックスに好適な厚さは、１ｎｍ〜１０００ミクロン（１０００μｍ）、１ｎｍ〜１００ミクロン（１００μｍ）、１０ｎｍ〜１０ミクロン（１０μｍ）、７０ｎｍ〜２５０ｎｍであってもよい。幾つかの実施形態では、組織内部増殖は、繊維マトリックス４０の厚さにより制御することができる。
【００３９】
繊維マトリックス４０の繊維間には、細孔が形成されている。幾つかの実施形態では、繊維マトリックス４０は、１ｎｍ〜１００ミクロン（１００μｍ）の平均細孔サイズを有していてもよい。他の実施形態では、繊維マトリックス４０は、１０ｎｍ〜１０ミクロン（１０μｍ）の平均細孔サイズを有していてもよい。本明細書で考察されているように、細孔サイズは、繊維マトリックス４０中の組織内部増殖を阻害又は促進する場合がある。ある実施形態では、繊維マトリックス４０は、組織内部増殖を阻害することができ、１０ｎｍ〜８００ｎｍ、１０ｎｍ〜６００ｎｍ、又は１０ｎｍ〜４００ｎｍの平均細孔サイズを有していてもよい。他の実施形態では、繊維マトリックス４０は、繊維マトリックス４０中の組織内部増殖を促進することができ、４００ｎｍ〜１００ミクロン（１００μｍ）、４００ｎｍ〜１０ミクロン（１０μｍ）、又は５００ｎｍ〜１０ミクロン（１０μｍ）の平均細孔サイズを有していてもよい。
【００４０】
繊維マトリックス４０の繊維間の間隔は、空隙率を提供する。幾つかの実施形態では、空隙率を調整又は調節して、繊維内部増殖及び／又は導電率を制御することができる。例えば、電界紡糸中に、流速、サイクル数、及びコーティングしようとするエレメントを変えることにより、種々の空隙率を得ることができる。１つの例では、空隙率は、ガーレー試験機を使用して測定することができる。幾つかの実施形態では、繊維マトリックス４０は、少なくとも４０％、６０％、７５％、又は８５％の空隙率を有する。
【００４１】
幾つかの実施形態では、特に、繊維マトリックス４０が、電極２８等の電極に少なくとも部分的に配置されている場合、繊維マトリックス４０は、電極２８と電気的に接続することができるように、イオンが繊維マトリックス４０を通って流れることを可能にする十分な繊維間隔を有していてもよい。
【００４２】
幅広く様々なポリマーを使用して、導電性ポリマー材料及び非導電性ポリマー材料を両方とも含む繊維マトリックス４０を調製することができる。好適な非導電性ポリマー（つまり、本質的に導電性ではないポリマー）には、種々のポリウレタン（ポリエーテル、ポリエステル、及びポリイソブチレン（ＰＩＢ）ポリウレタン等）のホモポリマー、コポリマー、及びターポリマーが含まれる。ある実施形態における非導電性材料は、ポリマー導電率を促進するドーパント材料を含んでおらず、又は実質的に含んでいない。別の実施形態では、導電性材料は、５重量パーセント（重量％）未満のドーパント、より具体的には１重量％未満のドーパント、更により具体的には０．５重量％未満のドーパントを含んでいてもよい。
【００４３】
ある実施形態では、繊維マトリックス４０は、１つ又は複数のポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマー（本明細書では、「ポリイソブチレンウレタンコポリマー」と総称されることもある）で形成されていてもよい。そのようなコポリマー及びそれらの合成方法の例には、一般的に、以下の文献に記載されている：国際公開第２００８／０６０３３３号、国際公開第２００８／０６６９１４号、２００９年６月２６日に出願された米国特許出願第１２／４９２，４８３号、発明の名称「Ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ  Ｕｒｅｔｈａｎｅ，Ｕｒｅａ  ａｎｄ  Ｕｒｅｔｈａｎｅ／Ｕｒｅａ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」及び２０１０年９月２日に出願された米国特許出願第１２／８７４，８８７号、発明の名称「Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ  Ｂａｓｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｎｄ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｔｈｅｒｅｏｆ」。これらの文献は全て、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【００４４】
周知のように、「ポリマー」は、一般的にモノマーと呼ばれる１つ又は複数の構成単位の複数の複製（例えば、５個から、１０個まで、２５個まで、５０個まで、１００個まで、２５０個まで、５００個まで、又は１０００個以上）を含有する分子である。本明細書で使用される場合、用語「モノマー」は、遊離モノマー、及びポリマーに組み込まれているモノマーを指す場合があり、この区別は、この用語が使用される状況から明らかである。
【００４５】
ポリマーは、中でも、直鎖構成、環式構成、及び分岐構成を含む幾つかの構成をとっていてもよい。分岐構成には、星状構成（例えば、３つ以上の鎖が単一の分岐地点から生じている構成）櫛状配置（例えば、「グラフト」構成とも呼ばれる、主鎖及び複数の側鎖を有する構成）、樹状構成（例えば、樹枝状及び高分岐ポリマー）等が含まれる。
【００４６】
本明細書で使用される場合、「ホモポリマー」は、単一の構成単位（つまり、モノマー）の複数の複製を含有するポリマーである。「コポリマー」は、少なくとも２つの異種構成単位の複数の複製を含有するポリマーである。
【００４７】
ポリウレタンは、多官能性イソシアナート（例えば、脂肪族及び芳香族ジイソシアナートを含むジイソシアナート）及びポリオール（例えば、マクログリコール）から合成されるコポリマーのファミリーである。一般的に使用されるマクログリコールには、ポリウレタンのポリマーセグメントを形成するポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、及びポリカルボナートジオールが含まれる。典型的には、脂肪族又は芳香族ジオール又はジアミンは、例えば、ポリウレタンの物理的特性を向上させるための鎖延長剤としても使用される。ジアミンが鎖延長剤として使用される場合、尿素結合が形成され、その結果生じるポリマーは、ポリウレタン／ポリ尿素と呼ばれる場合がある。
【００４８】
ポリ尿素は、多官能性イソシアナート及びポリアミン、例えば、ポリエステルジアミン、ポリエーテルジアミン、ポリシロキサンジアミン、ポリ炭化水素ジアミン、及びポリカルボナートジアミン等のジアミンから合成されるコポリマーのファミリーである。ポリウレタンの場合と同様に、脂肪族又は芳香族ジオール又はジアミンは、鎖延長剤として使用される場合がある。
【００４９】
本発明のある態様によると、ポリイソブチレンウレタンコポリマーは、（ａ）１つ又は複数のポリイソブチレンセグメント、（ｂ）１つ又は複数の更なるポリマーセグメント（ポリイソブチレンセグメント以外）、（ｃ）１つ又は複数のジイソシアナート残基を含む１つ又は複数のセグメント、及び（ｄ）選択的に１つ又は複数の鎖延長剤を含む。
【００５０】
本明細書で使用される場合、「ポリマーセグメント」又は「セグメント」は、ポリマーの部分である。セグメントは、非分岐であってもよく又は分岐していてもよい。セグメントは、単一タイプの構成単位（本明細書では、「ホモポリマーセグメント」とも呼ばれる）又は複数タイプの構成単位（本明細書では、「コポリマーセグメント」とも呼ばれる）を含有していてもよく、それらは、例えば、無作為、統計学的、勾配、又は周期的（例えば、交互に）分布で存在していてもよい。
【００５１】
ポリイソブチレンウレタンコポリマーのポリイソブチレンセグメントは、一般的にソフトセグメントを構成するとみなされており、ジイソシアナート残基を含有するセグメントは、一般的にハードセグメントを構成するとみなされている。更なるポリマーセグメントは、ソフト又はハードポリマーセグメントを含んでいてもよい。本明細書で使用される場合、ソフト及びハードセグメントは、そのようなセグメントを含有するポリマー材料の特性を記述する相対的な用語である。先述のものに限定されないが、ソフトセグメントは、体温未満の、より典型的には３５℃から、２０℃まで、０℃まで、−２５℃まで、または−５０℃以下のＴｇを示してもよい。ハードセグメントは、体温を超える、より典型的には４０℃から、５０℃まで、７５℃まで、又は１００℃以上のＴｇを示してもよい。Ｔｇは、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）、動的機械分析法（ＤＭＡ）、及び熱機械分析法（ＴＭＡ）により測定することができる。
【００５２】
ある実施形態では、ソフトセグメントは、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、又は９０重量％の量で存在する。他の実施形態では、ソフトセグメントは、４０〜９０重量％の量で存在し、ハードセグメントは、１０〜６０重量％の量で存在する。
【００５３】
好適なソフトセグメントには、直鎖、分岐、又は環式ポリアルキル、ポリアルケン、及びポリアルケニルセグメント、ポリエーテルセグメント、フッ化ポリエーテルセグメントを含むフルオロポリマーセグメント、ポリエステルセグメント、ポリ（アクリラート）セグメント、ポリ（メタクリラート）セグメント、ポリシロキサンセグメント、及びポリカルボナートセグメントが含まれる。
【００５４】
好適なポリエーテルセグメントの例には、以下のものが含まれる：特に１つ又は複数のメチレンオキシド、ジメチレンオキシド（エチレンオキシド）、トリメチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラメチレンオキシド、ペンタメチレンオキシド、ヘキサメチレンオキシド、オクタメチレンオキシド、及びデカメチレンオキシドから形成されるホモポリマー性及びコポリマー性セグメントを含む、直鎖、分岐、及び環式ホモポリ（アルキレンオキシド）及びコポリ（アルキレンオキシド）セグメント。
【００５５】
好適なフルオロポリマーセグメントの例には、以下のものが含まれる：ペルフルオロアクリラートセグメント及びフッ化ポリエーテルセグメント、例えば、特にペルフルオロメチレンオキシド、ペルフルオロジメチレンオキシド（ペルフルオロエチレンオキシド）、ペルフルオロトリメチレンオキシド、及びペルフルオロプロピレンオキシドの１つ又は複数から形成されるホモポリマー性及びコポリマー性セグメントを含む、直鎖、分岐、及び環式ホモポリ（フッ化アルキレンオキシド）及びコポリ（フッ化アルキレンオキシド）セグメント。
【００５６】
好適なポリエステルセグメントの例には、以下のものが含まれる：エチレンアジパート、プロピレンアジパート、テトラメチレンアジパート、及びヘキサメチレンアジパートを含む特にアルキレンアジパートの１つ又は複数から形成される直鎖、分岐、及び環式ホモポリマー性及びコポリマー性セグメント。
【００５７】
好適なポリ（アクリラート）セグメントの例には、以下のものが含まれる：メチルアクリラート、エチルアクリラート、プロピルアクリラート、イソプロピルアクリラート、ブチルアクリラート、ｓｅｃ−ブチルアクリラート、イソブチルアクリラート、２−エチルヘキシルアクリラート、及びドデシルアクリラート等の特にアルキルアクリラートの１つ又は複数から形成されるホモポリマー性及びコポリマー性セグメントを含む、直鎖、分岐、及び環式ホモポリ（アクリラート）及びコポリ（アクリラート）セグメント。
【００５８】
好適なポリ（メタクリラート）セグメントの例には、以下のものが含まれる：ヘキシルメタクリラート、２−エチルヘキシルメタクリラート、オクチルメタクリラート、ドデシルメタクリラート、及びオクタデシルメタクリラート等の特にアルキルメタクリアート（ａｌｋｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙａｔｅ）の１つ又は複数から形成されるホモポリマー性及びコポリマー性セグメントを含む、直鎖、分岐、及び環式ホモポリ（メタクリラート）及びコポリ（メタクリラート）セグメント。
【００５９】
好適なポリシロキサンセグメントの例には、以下のものが含まれる：特にジメチルシロキサン、ジエチルシロキサン、及びメチルエチルシロキサンの１つ又は複数から形成されるホモポリマー性及びコポリマー性セグメントを含む直鎖、分岐、及び環式ホモポリシロキサン及びコポリシロキサンセグメント。
【００６０】
好適なポリカルボナートセグメントの例には、１つ又は複数のタイプのカルボナート単位：
【００６１】
【化１】
2014533580.tif 000003
を含むものが含まれ、式中、Ｒは、直鎖、分岐、及び環式アルキル基から選択されてもよい。具体的な例には、特にエチレンカルボナート、プロピレンカルボナート、及びヘキサメチレンカルボナートの１つ又は複数から形成されるホモポリマー性及びコポリマー性セグメントが含まれる。
【００６２】
ハードポリマーセグメントの例には、種々のポリ（ビニル芳香族）セグメント、ポリ（アルキルアクリラート）、及びポリ（アルキルメタクリラート）セグメントが含まれる。
好適なポリ（ビニル芳香族）セグメントの例には、以下のものが含まれる：特にスチレン、２−ビニルナフタレン、アルファ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−アセトキシスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、及び４−メチルスチレンを含む１つ又は複数のビニル芳香族モノマーから形成されるホモポリマー性及びコポリマー性セグメントを含む、直鎖、分岐、及び環式ホモポリ（ビニル芳香族）及びコポリ（ビニル芳香族）セグメント。
【００６３】
好適なポリ（アルキルアクリラート）セグメントの例には、以下のものが含まれる：特にｔｅｒｔ−ブチルアクリラート、ヘキシルアクリラート、及びイソボルニルアクリラートを含む１つ又は複数のアクリラートモノマーから形成されるホモポリマー性及びコポリマー性セグメントを含む直鎖、分岐、及び環式ホモポリ（アルキルアクリラート）及びコポリ（アルキルアクリラート）セグメント。  
【００６４】
好適なポリ（アルキルメタクリラート）セグメントの例には、以下のものが含まれる；特にメチルメタクリラート、エチルメタクリラート、イソプロピルメタクリラート、イソブチルメタクリラート、ｔ−ブチルメタクリラート、及びシクロヘキシルメタクリラートを含む１つ又は複数のアルキルメタクリラートモノマーから形成されるホモポリマー性及びコポリマー性セグメントを含む直鎖、分岐、及び環式ホモポリ（アルキルメタクリラート）及びコポリ（アルキルメタクリラート）セグメント。
【００６５】
特に好適なポリイソブチレンウレタンコポリマーは、以下のものを含む：（ａ）ポリイソブチレンソフトセグメント、（ｂ）ポリエーテルソフトセグメント、（ｃ）ジイソシアナート残基を含有するハードセグメント、（ｄ）下記に更に説明されているような選択的な鎖延長剤、及び／又は（ｅ）下記に更に説明されているような選択的なエンドキャッピング物質。
【００６６】
本発明のポリイソブチレンウレタンコポリマーではソフトセグメント対ハードセグメントの重量比を変更して、ショア硬さを含む広範な物理的及び機械的性質を達成し、一連の望ましい機能的性能を達成することができる。例えば、ポリマー中のソフトセグメント対ハードセグメントの重量比は、９９：１から、９５：５まで、９０：１０まで、７５：２５まで、５０：５０まで、２５：７５まで、１０：９０まで、５：９５まで、１：９９まで、より具体的には、９５：５から、９０：１０まで、８０：２０まで、７０：３０まで、６５：３５まで、６０：４０まで、５０：５０まで、更により具体的には、約８０：２０から約５０：５０まで変更することができる。
【００６７】
本発明の実施形態のポリイソブチレンウレタンコポリマーのショア硬さは、ソフトセグメント対ハードセグメントの重量比を制御することにより変更することができる。好適なショア硬さ範囲には、４５Ａから７０Ｄまでが含まれる。更なる好適なショア硬さ範囲には、例えば、４５Ａから、より具体的には５０Ａから、５２．５Ａまで、５５Ａまで、５７．５Ａまで、６０Ａまで、６２．５Ａまで、６５Ａまで、６７．５Ａまで、７０Ａまで、７２．５Ａまで、７５Ａまで、７７．５Ａまで、８０Ａまで、８２．５Ａまで、８５Ａまで、８７．５Ａまで、９０Ａまで、９２．５Ａまで、９５Ａまで、９７．５Ａまで、１００Ａまでが含まれる。ある実施形態では、８０：２０のソフトセグメント対ハードセグメント重量比を有するポリイソブチレンウレタンコポリマーは、約６０〜７１Ａのショア硬さをもたらし、６５：３５のソフトセグメント対ハードセグメント重量比を有するポリイソブチレンウレタンコポリマーは、８０〜８３Ａのショア硬さをもたらし、６０：４０のソフトセグメント対ハードセグメント重量比を有するポリイソブチレンウレタンコポリマーは、９５〜９９Ａのショア硬さをもたらし、５０：５０のソフトセグメント対ハードセグメント重量比を有するポリイソブチレンウレタンコポリマーは、＞１００Ａのショア硬さをもたらす。また、ハードセグメント対ソフトセグメントの比率を増加させることにより、より高硬度材料（例えば、５５Ｄ以上、７５Ｄまで）を調製することができる。そのようなより硬い材料は、ＰＧヘッダーデバイス、リード線の先端及びピン領域、並びに神経調節カン（ｎｅｕｒｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｃａｎ）のヘッダーに使用するに特に好適であってもよい。
【００６８】
ポリイソブチレン及び更なるポリマーセグメントは、分子量が幅広く様々であってもよいが、典型的には、他の値の中でも２〜１００個の反復単位（モノマー単位）を含み、ポリオール（例えば、ジオール、トリオール等）又はポリアミン（例えば、ジアミン、トリアミン等）出発物質の形態で本発明のポリイソブチレンポリウレタンコポリマーに組み込むことができる。以下の考察は、一般的にポリオールの使用に基づくが、ポリアミン及びポリオール／ポリアミンの組み合わせを使用して、類似の方法を実施することができ、類似の組成物を生成することができる。
【００６９】
好適なポリイソブチレンポリオール出発物質には、直鎖ポリイソブチレンジオール及び分岐（３枝）ポリイソブチレントリオールが含まれる。より具体的な例には、各末端に端末−ＯＨ官能基を有する直鎖ポリイソブチレンジオールが含まれる。ポリイソブチレンポリオールの更なる例には、例えば、以下の文献に記載されている方法に類似した方法を使用して形成することができるポリ（スチレン−コ−イソブチレン）ジオール及びポリ（スチレン−ｂ−イソブチレン−ｂ−スチレン）ジオールが含まれる：Ｊ．Ｐ．Ｋｅｎｎｅｄｙ  ｅｔ  ａｌ．，”Ｄｅｓｉｇｎｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｂｙ  Ｃａｒｂｏｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ，”Ｈａｎｓｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ  １９９１，ｐｐ．１９１−１９３、Ｊｏｓｅｐｈ  Ｐ．Ｋｅｎｎｅｄｙ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ  ａｎｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  １９８５  １７：８２−８８、及びそれらに引用されている文献を参照。ポリイソブチレンジオール出発物質は、当技術分野で知られているような様々な開始剤から形成することができる。ある実施形態では、ポリイソブチレンジオール出発物質は、Ｃ＝Ｃ結合を有していない飽和ポリイソブチレンジオールである。
【００７０】
好適なポリエーテルポリオール出発物質の例には、ポリテトラメチレンオキシドジオール及びポリヘキサメチレンジオールが含まれる。それらは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社（米国、ミズーリ州セントルイス）及びＥ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ社（米国、デラウェア州、ウィルミントン）を含む種々の供給業者から入手可能である。ポリシロキサンポリオール出発物質の例には、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社（米国、ミシガン州、ミドルランド）及びチッソ株式会社（日本国、東京）を含む種々の供給業者から入手可能なポリジメチルシロキサンジオールが含まれる。好適なポリカルボナートポリオール出発物質の例には、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社から入手可能なもの等のポリヘキサメチレンカルボナートジオールが含まれる。ポリフルオロアルキレンオキシドジオール出発物質の例には、以下のものが含まれる：ＺＤＯＬＴＸ、Ａｕｓｉｍｏｎｔ社（イタリア、Ｂｕｓｓｉ）、無作為分布の−ＣＦ２ＣＦ２Ｏ−及び−ＣＦ２Ｏ−単位を含み、エトキシ化単位によりエンドキャッピングされているコポリペルフルオロアルキレンオキシドジオール、つまり、Ｈ（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＣＨ２ＣＦ２Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ｐ（ＣＦ２Ｏ）ｑＣＦ２ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＨ、式中ｎ、ｐ、及びｑは整数である。様々な分子量の好適なポリスチレンジオール出発物質（α，ω−ジヒドロキシ末端化ポリスチレン）は、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ社（カナダ、モントリオール）から入手可能である。ポリスチレンジオール及び３枝トリオールは、例えば、Ｍ．Ｗｅｉｓｓｍｕｅｌｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，”Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｅｎｄ−ｌｉｎｋｉｎｇ  ｏｆ  ｈｙｄｒｏｘｙｌ−ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ  ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｓｔａｒ  ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，”Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ２００（３），１９９９，５４１−５５１に記載されている手順に類似した手順を使用して形成することができる。
【００７１】
幾つかの実施形態では、ポリオール（例えば、ジオール、トリオール等）は、ブロックコポリマーポリオールとして合成される。そのようなブロックコポリマーポリオールの例には、以下のものが含まれる：ポリ（テトラメチレンオキシド−ｂ−イソブチレン）ジオール、ポリ（テトラメチレンオキシド−ｂ−イソブチレン−ｂ−テトラメチレンオキシド）ジオール、ポリ（ジメチルシロキサン−ｂ−イソブチレン）ジオール、ポリ（ジメチルシロキサン−ｂ−イソブチレン−ｂ−ジメチルシロキサン）ジオール、ポリ（ヘキサメチレンカルボナート−ｂ−イソブチレン）ジオール、ポリ（ヘキサメチレンカルボナート−ｂ−イソブチレン−ｂ−ヘキサメチレンカルボナート）ジオール、ポリ（メチルメタクリラート−ｂ−イソブチレン）ジオール、ポリ（メチルメタクリラート−ｂ−イソブチレン−ｂ−メチルメタクリラート）ジオール、ポリ（スチレン−ｂ−イソブチレン）ジオール、及びポリ（スチレン−ｂ−イソブチレン−ｂ−スチレン）ジオール（ＳＩＢＳジオール）。
【００７２】
本発明のウレタンコポリマーの形成に使用されるジイソシアナートには、芳香族及び非芳香族（例えば、脂肪族）ジイソシアナートが含まれる。芳香族ジイソシアナートは、特に下記の好適なメンバーから選択してもよい：４，４’−メチレンジフェニルジイソシアナート（ＭＤＩ）、２，４−及び／又は２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアナート（ＮＤＩ）、パラフェニレンジイソシアナート、３，３’−トリデン−４，４’−ジイソシアナート、及び３，３’−ジメチル−ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアナート。非芳香族ジイソシアナートは、特に下記の好適なメンバーから選択してもよい：１，６−ヘキサメチレンジイソシアナート（ＨＤＩ）、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアナート（イソホロンジイソシアナート又はＩＰＤＩ）、シクロヘキシルジイソシアナート、及び２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサメチレンジイソシアナート（ＴＭＤＩ）。
【００７３】
特定の実施形態では、ポリテトラメチレンオキシドジオール（ＰＴＭＯジオール）、ポリヘキサメチレンオキシドジオール（ＰＨＭＯジオール）、ポリオクタメチレンオキシドジオール、又はポリデカメチレンオキシドジオール等のポリエーテルジオールを、ポリイソブチレンジオール及びジイソシアナートと組み合わせて、一般的に均一な分布のポリウレタンハードセグメント、ポリイソブチレンセグメント、及びポリエーテルセグメントを有するポリイソブチレンポリウレタンコポリマーを形成し、ポリマー中での好ましいミクロ相分離を達成する。また、ポリエーテルセグメントは、特に、ショア硬さ、引張強さ、引張係数、曲げ弾性率、伸長性、引裂強さ、屈曲疲労、引張クリープ、及び摩耗性能等の重要な機械的特性を向上させることができる。
【００７４】
本発明によるポリイソブチレンウレタンコポリマーは、１つ又は複数の選択的な鎖延長剤残基及び／又は末端基を更に含んでいてもよい。鎖延長剤は、ハードセグメントの長さを増加させることができる（又は、言い換えれば、ウレタン、尿素、又はウレタン／尿素ポリマー中のソフトセグメント物質に対するハードセグメント物質の比率を増加させることができる）。これにより、次いで、弾性率がより高く、破断伸びがより低く、強度が増加したポリマーを得ることができる。例えば、ソフトセグメント対鎖延長剤対ジイソシアナートのモル比（ＳＳ：ＣＥ：ＤＩ）は、例えば、１：９：１０から、２：８：１０まで、３：７：１０まで、４：６：１０まで、５：５：１０まで、６：４：１０まで、７：３：１０まで、８：２：１０まで、９：１：１０までの範囲であってもよい。
【００７５】
鎖延長剤は、典型的には、脂肪族若しくは芳香族ジオール（この場合、ウレタン結合が、イソシアナート基との反応で形成される）又は脂肪族若しくは芳香族ジアミン（この場合、尿素結合が、イソシアナート基との反応で形成される）から形成される。鎖延長剤は、特に下記の好適なメンバーから選択してもよい：エチレングリコール（１，２−エタンジオール）、１，４−ブタンジオール、１，６−ブタンジオール等のアルファ，オメガ−アルカンジオール、エチレンジアミン、ジブチルアミン（１，４−ブタンジアミン）、及び１，６−ヘキサンジアミン等のアルファ，オメガ−アルカンジアミン、又は４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）。また、鎖延長剤は、特に以下の好適なメンバーから選択してもよい：短鎖ポリイソブチレンジオール、ポリテトラメチレンオキシドジオール等の短鎖ポリエーテルポリオール、ポリジメチルシロキサンジオール等の短鎖ポリシロキサンジオール、ポリヘキサメチレンカルボナートジオール等の短鎖ポリカルボナートジオール、短鎖ポリ（フッ化エーテル）ジオール、短鎖ポリエステルジオール、短鎖ポリアクリラートジオール、短鎖ポリメタクリラートジオール、及び短鎖ポリ（ビニル芳香族）ジオールを含む、上述のもの等のハード及びソフトポリマーセグメント（より典型的には、ソフトポリマーセグメント）に基づく短鎖ジオールポリマー（例えば、１０００以下の分子量を有するアルファ，オメガ−ジヒドロキシ末端化ポリマー）。
【００７６】
ある実施形態では、本発明によるポリイソブチレンウレタンコポリマーの生物学的安定性及び／又は生体適合性は、ｉｎ  ｖｉｖｏ移植された際に、合成プロセスに関わりなくポリマー表面に移動し、自己アッセンブリして望ましい免疫原性応答を誘導することができる短鎖脂肪族鎖（例えば、［−ＣＨ２］ｎ−ＣＨ３基、［−ＣＨ２］ｎ−Ｃ（ＣＨ３）３基、［−ＣＨ２］ｎ−ＣＦ３基、［−ＣＨ２］ｎ−Ｃ（ＣＦ３）３基、［−ＣＨ２］ｎ−ＣＨ２ＯＨ基、［−ＣＨ２］ｎ−Ｃ（ＯＨ）３基、及び［−ＣＨ２］ｎ−Ｃ６Ｈ５基等、式中、ｎは、例えば、他の値の中でも、１から、２まで、５まで、１０まで、１５まで、２０までの範囲であってもよい）でポリマーをエンドキャッピングすることにより向上させることができる。或いは、表面に移動し自己アッセンブリすることができる短鎖脂肪鎖（例えば、［−ＣＨ２］ｎ−ｂ−［−ＣＨ２Ｏ］ｎ−ＣＨ３基、［−ＣＨ２］ｎ−ｂ−［−ＣＨ２Ｏ］ｎ−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（ＣＨ３）３基、［−ＣＨ２］ｎ−ｂ−［−ＣＨ２Ｏ］ｎ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３基、［−ＣＨ２］ｎ−ｂ−［−ＣＨ２Ｏ］ｎ−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（ＣＦ３）３基、［−ＣＨ２］ｎ−ｂ−［−ＣＨ２Ｏ］ｎ−ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ基、［−ＣＨ２］ｎ−ｂ−［−ＣＨ２Ｏ］ｎ−Ｃ（ＯＨ）３基、［−ＣＨ２］ｎ−ｂ−［−ＣＨ２Ｏ］ｎ−ＣＨ２ＣＨ２−Ｃ６Ｈ５基等、式中ｎは、例えば、他の値の中でも、１から、２まで、５まで、１０まで、１５まで、２０までの範囲であってもよい）を有するブロックコポリマー又はブロックターポリマーを、合成終了の少し前にコポリマーと混合してもよい。また、これらエンドキャッピングセグメントは、加工助剤又は潤滑剤として作用することにより、ポリマーの熱加工の向上を支援することができる。また、加工助剤、酸化防止剤、及びワックス等を別々に添加して、熱加工を支援してもよい。
【００７７】
種々の技術を使用して、ジオール及びジイソシアナート出発物質からポリイソブチレンウレタンコポリマーを合成することができる。反応は、例えば有機溶媒中で又は超臨界ＣＯ２を溶媒として使用して実施することができ、イオノマーをポリマー沈殿に使用することができる。
【００７８】
ある他の実施形態では、一段階法を使用することができる。その場合、第１のマクロジオール（Ｍ１）（例えば、不飽和又は飽和ポリイソブチレンジオール等のポリマー性ジオール）、第２のマクロジオール（Ｍ２）（例えば、ポリエーテルジオール）、及びジイソシアナート（Ｄｌ）（例えば、ＭＤＩ、ＴＤＩ等）を一段階で反応させる。第１及び第２のジオールに対するジイソシアナートのモル比は、１：１である。例えば、比ＤＩ：Ｍ１：Ｍ２は、多くの他の可能性の中でも、２：１：１と等しくてもよく、２：１．５：０．５と等しくてもよく、２：０．５：１．５と等しくてもよい。２：１：１と等しいＤＩ：Ｍ１：Ｍ２の比が使用される場合、以下の構造、−［ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−］ｎを有するポリウレタンを形成することができるが、鎖は、示されているように完全に交互に配置される可能性は少ない。幾つかの実施形態では、鎖延長剤は、第１及び第２のマクロジオール並びに鎖延長剤に対するジイソシアナートのモル比が、１：１となるように、反応混合物に添加される。例えば、比ＤＩ：Ｍ１：Ｍ２：ＣＥは、多くの他の可能性の中でも、４：１：１：２と等しくてもよく、２：０．６７：０．３３：１と等しくてもよく、２：０．３３：０．６７：１と等しくてもよく、又は５：１：１：３と等しくともよい。４：１：１：２と等しいＤＩ：Ｍ１：Ｍ２：ＣＥの比が使用される場合、以下の構造、−［ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−ＣＥ−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−ＣＥ−］ｎを有するポリウレタンを形成することができるが、鎖は、示されているように完全に交互に配置される可能性は低い。
【００７９】
幾つかの実施形態では、二段階法が使用される。その場合、第１のステップでは、第１及び第２のマクロジオール並びにイソシアナートを、≧２：１：１のＤＩ：Ｍ１：Ｍ２の比で反応させて、イソシアナートでキャッピングされた第１及び第２のマクロジオール、例えばＤＩ−Ｍ１−ＤＩ及びＤＩ−Ｍ２−ＤＩを形成する。第２のステップでは、マクロジオールのイソシアナート末端キャップと反応する鎖延長剤を添加する。幾つかの実施形態では、鎖延長剤のヒドロキシル基又はアミン基のモル数は、マクロジオールのイソシアナート末端キャップのモル数を超過していてもよい。その場合、第２のステップでは、好適な全体的化学量論を維持するのに必要なだけ、更なるジイソシアナートを添加することができる。上記のように、第１のマクロジオール、第２のマクロジオール、及び鎖延長剤の合計に対するジイソシアナートのモル比は、典型的には、１：１である。例えば、ＤＩ：Ｍ１：Ｍ２：ＣＥは、４：１：１：２と等しくてもよく、これにより、理論的には、以下の反復構造、−［ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−ＣＥ−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−ＣＥ−］ｎを有する理想化ポリウレタンを生成することができる。しかしながら、鎖は示されているように完全に交互に配置される可能性は低い。他の例では、ＤＩ：Ｍ１：Ｍ２：ＣＥ比は、多くの他の可能性の中でも、４：１．５：０．５：２と等しくてもよく、又は５：１：１：３と等しくともよい。
【００８０】
幾つかの実施形態では、３つ又は４つ以上のステップを使用してもよい。その場合、第１のステップでは、第１のマクロジオール及びジイソシアナートを、典型的には≧２：１のＤＩ：Ｍ１比で反応させて、イソシアナートでキャッピングされた第１のマクロジオールを形成させ、第１のマクロジオールの各末端にイソシアナート末端キャップを形成する（しかしながら、１マクロジオール当たり平均して１つのイソシアナート末端キャップがもたらされることになる１：１のＤＩ：Ｍ１比を含む他の比が可能である）。このステップの後で、第２のマクロジオールを添加して、それを、イソシアナートでキャッピングされた第１のマクロジオールの一方又は両方のイソシアナート末端キャップと反応させる第２のステップを行う。ＤＩ、Ｍ１、及びＭ２の相対比に応じて、このステップを使用して、（他の統計学的可能性の中でも）Ｍ２−ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２（ＤＩ：Ｍ１：Ｍ２比は、２：１：２）、Ｍ２−ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ（ＤＩ：Ｍ１：Ｍ２比は、２：１：１）、又はＭ１−ＤＩ−Ｍ２（ＤＩ：Ｍ１：Ｍ２比は、１：１：１）等の構造を生成することができる。
【００８１】
ある実施形態では、特に、上記の段落に記載されているものの１つ等の混合マクロジオールプレポリマー（例えば、Ｍ２−ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２、Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−Ｍ１、ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２等）を、化学量論を維持するための必要性に応じて、ジオール又はジアミン鎖延長剤及びジイソシアナートと同時に反応させる。例えば、鎖延長プロセスを使用して、下記の記載に従って理想化構造：特に、−［ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−ＣＥ−］ｎ、−［ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−ＣＥ−］ｎ、又は−［ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−ＣＥ−］ｎを生成することができる。しかしながら、ここでも、鎖は、示されているように完全に交互に配置される可能性は低いことに留意されたい。
【００８２】
ある他の実施形態では、混合マクロジオールプレポリマーを、十分なジイソシアナートと反応させて混合マクロジオールプレポリマー（例えば、他の可能性中の中でも、ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ、ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ、又はＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ）のイソシアナート末端キャップを形成することができる。その後、このイソシアナートでエンドキャップされた混合マクロジオールを、ジオール又はジアミン鎖延長剤（及び化学量論を維持するために必要なだけのジイソシアナート）と反応させることができる。例えば、イソシアナートでエンドキャップされた混合マクロジオールを、等モルの量の鎖延長剤と反応させて、以下の式の理想化構造：特に、−［ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−ＣＥ−］ｎ、−［ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−ＣＥ−］ｎ、又は−［ＤＩ−Ｍ１−ＤＩ−Ｍ２−ＤＩ−ＣＥ−］ｎを生成することができる。
【００８３】
上記のように、鎖延長剤を使用して、本明細書に記載されているウレタン、尿素、又はウレタン／尿素ポリマー中のソフトセグメント物質に対するハードセグメント物質の比率を増加させることができる。これにより、次いで、弾性率がより高く、破断伸びがより低く、強度が増加したポリマーを得ることができる。例えば、ソフトセグメント対鎖延長剤対ジイソシアナートのモル比（ＳＳ：ＣＥ：ＤＩ）は、例えば、１：９：１０から、２：８：１０まで、３：７：１０まで、４：６：１０まで、５：５：１０まで、６：４：１０まで、７：３：１０まで、８：２：１０まで、９：１：１０まで、１０：０：１０までの範囲であってもよい。
【００８４】
特定の実施形態では、ポリイソブチレンウレタンコポリマーのソフトセグメントは、９９：１から、９５：５まで、９０：１０まで、７５：２５まで、６６：３３まで、５０：５０まで、２５：７５まで、１０：９０まで、５：９５まで、１：９９まで、より具体的には９０：１０から、８５：１５まで、８０：２０まで、７５：２５まで、７０：３０まで、最も具体的には約７５：２５から約５０：５０までのＭ１対Ｍ２比（Ｍ１：Ｍ２）の第１のソフトマクロジオール又はマクロジアミン（Ｍ１）、及び第２のソフトマクロジオール又はマクロジアミン（Ｍ２）から形成される。
【００８５】
Ｍ１及びＭ２の例示的な数平均分子量は、１００から１００００まで、より好ましくは２００から５０００まで、最も好ましくは７５０から２５００までの範囲であってもよい。Ｍ１の例示的な物質には、ポリイソブチレンジオールが含まれるが、Ｍ２の好ましい物質には、ポリテトラメチレンオキシド（ＰＴＭＯ）ジオール及びポリヘキサメチレンオキシド（ＰＨＭＯ）ジオール等のポリエーテルジオールが含まれる。ある実施形態では、Ｍ１は、約１０００〜５０００の数平均分子量を有するポリイソブチレンジオールであり、Ｍ２は、約９００〜１２００の数平均分子量を有するＰＴＭＯである。
【００８６】
ジオール出発物質のモル比及び数平均分子量を使用して、ポリイソブチレンウレタンコポリマー中の第１のソフトセグメント対第２のソフトセグメントの重量比を計算することができる。例えば、４８．００ｇの数平均分子量が１０００のポリイソブチレンジオールを、３２．００ｇの数平均分子量が１０００のＰＴＭＯと反応させると、ポリイソブチレンセグメント対ＰＴＭＯセグメントの重量比は、６０：４０になるだろう。ソフトセグメントがポリイソブチレン及びポリテトラメチレンオキシドを含む実施形態では、その結果生じる重量比は、１５：１から、１３：１まで、１２：１まで、７．５：１まで、４．５：１まで、３：１まで、２：１まで、３：２まで、１：１まで、１：２まで、２：３まで、より具体的には約９９：１から、９５：５まで、９０：１０まで、８０：２０まで、７０：３０までの範囲である。
【００８７】
別の実施形態では、反応混合物に含まれているＰＩＢジオール対ポリテトラメチレンオキシドジオールの比は、ソフトセグメントの全重量に基づき、約３０重量％以下のポリテトラメチレンオキシド、具体的には約１０重量％〜３０重量％のポリテトラメチレンオキシド、より具体的には約５重量％〜約２０重量％のポリテトラメチレンオキシド、更により具体的には約１０重量％〜約２０重量％のポリテトラメチレンオキシドを含むソフトセグメントを有するポリイソブチレンウレタンコポリマーをもたらす。ソフトセグメント重量の残りは、ポリイソブチレンを含んでいてもよい。他の実施形態では、ソフトセグメントは、ポリテトラメチレンオキシドを含んでいなくてもよい。例えば、ソフトセグメントは、１００重量％のポリイソブチレンを含んでいてもよい。
【００８８】
更なる実施形態では、反応混合物に含まれているＰＩＢジオール対ポリヘキサメチレンオキシドジオールの比は、ソフトセグメントの全重量に基づき、約３０重量％以下のポリヘキサメチレンオキシド、具体的には約１０重量％〜３０重量％のポリヘキサメチレンオキシド、より具体的には約１５重量％〜２５重量％のポリヘキサメチレンオキシド、更により具体的には約２０重量％〜２５重量％のポリヘキサメチレンオキシドを含むソフトセグメントを有するポリイソブチレンウレタンコポリマーをもたらす。ソフトセグメント重量の残りは、ポリイソブチレンを含んでいてもよい。
【００８９】
約３０％以下のＰＴＭＯを含有するポリイソブチレンウレタンコポリマーは、重量及び引張強さの減少が両方とも最小限であり、連続的な表面形態を示し、加速分解試験にかけると、これら物質は好ましい生物学的安定性を示す。加えて、ポリエーテルジオール（例えば、ＰＴＭＯ）の量を増加させると、分解も増加し、低ＰＴＭＯ含有量が、生物学的安定性を促進することを示唆する。
【００９０】
更に別の例示的な実施形態では、反応混合物に含まれているＰＩＢジオール対ポリエーテルジオール（例えば、ポリテトラメチレンオキシドジオール又はポリヘキサメチレンジオール）対ポリジメチルシロキサンジオールの比は、約６０：２０：２０から約８０：１５：５までの範囲のポリイソブチレン対ポリエーテル対ポリジメチルシロキサンの重量比を有するポリイソブチレンウレタン、尿素、又はウレタン／尿素コポリマーをもたらす。
【００９１】
繊維マトリックス４０は、電界紡糸法及びメルトブロー等の、幾つかの異なる技術を使用して形成することができる。幾つかの実施形態では、電界紡糸法を使用して、より小さな繊維サイズを達成することができる。図３及び４は、両技術を模式的に例示する図である。
【００９２】
図３は、電界紡糸法を模式的に示す図である。電界を使用して、ポリマー溶液又は融解物５４を毛細管供給源５２から引き出すことができる。幾つかの実施形態では、毛細管供給源５２は、注射器であってもよい。ポリマー溶液または溶解物５４は、接地コレクタ５８に引き付けられる。高電圧電源５６を使用して、このプロセスに電力を供給することができる。コーティングしようとするエレメント６０を、コレクタ５８に設置してコーティングすることができる。乾燥すると、薄いポリマー織物６２を形成することができる。幾つかの実施形態では、繊維サイズは、ポリマー溶液又は融解物５４中のポリマーの相対的濃度を調整することにより制御することができる。
【００９３】
エレメント６０は、回転させることができ、表面の線速度は、エレメント６０の直径及び回転速度に基づいて計算することができる。エレメント６０が回転すると共に、毛細管供給源５２は、エレメント６０を越えて長手方向に移動することができる。１サイクルは、毛細管供給源５２がエレメント６０を２回通過することに等しい。
【００９４】
電界紡糸溶液中のポリマー濃度及び溶媒選択は、所望の繊維マトリックス特性を達成するのに、特に空隙率及び／又は繊維サイズを制御するための重要な要因である。加えて、少量の金属塩溶液を電界紡糸溶液に添加して、堆積を向上させることができる。ある実施形態では、電界紡糸溶液は、約１重量％〜約４０重量％、より具体的には約１重量％〜約３０重量％、更により具体的には約２重量％〜約２５重量％のポリマー濃度を有する。別の例では、塩を添加して、少なくとも約１００μＳ／ｃｍの、より好ましくは約１００μＳ／ｃｍの導電率を有する電界紡糸溶液を達成する。好適な溶媒には、以下のものが含まれる：ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、アセトン、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、ピリジン、クロロホルム、並びにそれらの混合物及び共溶媒。
【００９５】
図４は、メルトブロー法を模式的に示す図である。装置７０は、ポリマー融解物７２を収容するように構成されている。ポリマー融解物７２は、オリフィス７４を通過し、装置７０を通過する高温空気７６の流動によりオリフィス７４から運搬される。ポリマー融解物７２は、オリフィス７４を出ると、ポリマー融解物７２の伸長を支援する加熱空気７８の流動と遭遇する。その結果、ポリマー融解物７２は、繊維８０を形成し、繊維８０はコレクタ８２にぶつかる。コーティングしようとするエレメントは、コレクタ８２に、又はコレクタ８２の前方に単に設置することができる。
【００９６】
ある実施形態では、リード線１０は、繊維マトリックス４０がリード線１０に直接形成される前に、組み立てられていてもよい。他の実施形態では、リード線１０が組み立てられる前に、繊維マトリックス４０が、リード線１０の部品に形成されていてもよい。また更なる実施形態では、繊維マトリックス４０は、別々に形成され、その後リード線１０の部分に配置されてもよい。
【００９７】
ある実施形態では、繊維マトリックスは、複合層又は材料層の形態の複数のポリマー材料から形成されてもよい。例えば、ある実施形態では、第１のポリマー材料を含む第１の層が、リード線１０の部分に堆積され、その後第２のポリマー材料により形成される第２の層が堆積される。また、必要に応じて、更なる層を加えてもよい。別の例では、複数の層の１つは、非導電性ポリマー材料を含み、複数の層の別の層は、導電性材料を含む。更なる例では、各層は、非導電性材料を含む。
【００９８】
１つ又は複数の治療剤が提供される実施形態では、治療剤は、本発明によるポリマー領域（例えば、リード線部品）の直下に配置されるか、それらと混合されているか、又はそれらと結合されていてもよい（例えば、共有結合又は非共有結合で結合される）。「治療剤」、「薬物」、「薬学的活性作用剤」、「薬学的活性材料」、及び他の関連用語は、本明細書では同義的に使用することができる。
【００９９】
特に下記のものを含む様々な治療剤を、本発明と共に使用することができる：ａ）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、及びメサラミン等の抗炎症剤、（ｂ）トリクロサン、セファロスポリン、アミノグリコシド、及びニトロフラントイン等の抗菌剤、；（ｃ）リドカイン、ブピカイン、及びロピバカイン等の麻酔薬、（ｄ）パクリタキセル等の抗増殖剤、（ｅ）シロリムス、バイオリムス、及びエベロリムス等の免疫抑制剤、（ｆ）ヘパリン等の抗血栓形成剤、及び（ｇ）ＶＥＧＦ等の増殖因子。
【０１００】
治療剤が存在する場合、広範な負荷量を、本発明の医療用デバイスと共に使用することができる。例えば、典型的な治療剤負荷量は、例えば、繊維マトリックスの１重量％以下から、２重量％まで、５重量％まで、１０重量％まで、２５重量％以上の範囲である。
【０１０１】
更に、幾つかの実施形態では、リード線本体の一部又はリード線本体全体は、典型的には、親水性ポリマー又は他の材料（例えば、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリエチレン／オリゴエチレン、ｐｏｌｙＨＥＭＡ、ポリテトラグリム、ヒアロルン酸及びその誘導体、キトサン及びその誘導体等）から形成される潤滑性コーティングで更にコーティングして、摩擦係数を低減することができ、上記材料は、架橋されていてもよい。
【０１０２】
実験セクション
２つのポリイソブチレンポリウレタン、ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１３及びＰＩＢ−ＰＵＲ−０１６を調製し、以下の実施例で使用した。ポリイソブチレンポリウレタンは、ポリイソブチレンポリウレタンの合成に使用したポリイソブチレンジオールを合成することにより調製した。
【０１０３】
ポリイソブチレン（ＰＩＢ）ジオールの合成
使用した物質
四塩化チタン（Ａｌｄｒｉｃｈ社  ＃２０８５６６）、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン（ＤＴＢＰ、Ａｌｄｒｉｃｈ社、９９．４％）、アリルトリメチルシラン（ＡＴＭＳ、Ｇｅｌｅｓｔ社  ＃ＳＩＡ０５５５．０）、及びヒンダードジクミルエーテル（ＨＤＣＥ、開始剤）は全て、湿気を回避するために窒素環境下にて無水ヘキサン（Ａｌｄｒｉｃｈ社  ＃２２７０６４）溶液で別々のボトルに準備した。９−ＢＢＮ（Ａｌｄｒｉｃｈ社、テトラヒドロフラン中０．５Ｍ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ、ＶＷＲ社、３Ｎ溶液）、イソブチレン（ＩＢ、Ｃｏｎｌｅｙ  Ｆａｓ  Ｌｔｄ社、９９．５％）、塩化メチル（ＭｅＣｌ、Ｍｅｔｈｅｓｏｎ社、９９．９％）、メタノール（ＭｅＯＨ、ＶＷＲ社、ＢＤＨ１１３５）、無水テトラヒドロフラン（ＴＨＦ、Ａｌｄｒｉｃｈ社  ＃４０１７５７）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３、Ａｌｄｒｉｃｈ社  ＃２０９６１９）、及び過酸化水素（Ｈ２Ｏ２、ＶＷＲ社、３０重量％水溶液、ＡＣＳ試薬）をそのまま使用した。
【０１０４】
重合は、一定の窒素パージ下で３０ガロン（１１３．４リットル）のハステロイ反応器中で実施した。必要量のヘキサン（３１キログラム（ｋｇ））、ＨＤＣＥ（７４３グラム（ｇｍ））、及び２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン（１００ｇｍ、ＤＴＢＰ）を反応器に添加した。ＭｅＣｌ（２９．５ｋｇ）及びイソブチレン（４．５ｋｇ、ＩＢ）を、−８０℃に冷却されていた冷却コイルから反応器に添加した。溶液を、オーバーヘッド撹拌器で十分に撹拌し、液体窒素冷却ジャケットにより反応器中で−８０℃に維持した。ＴｉＣｌ４（１５１９ｇｍ）を添加することにより、ＩＢの重合を開始させた。３０分後、ＡＴＭＳ（１２２０ｇｍ）によるＰＩＢ＋陽イオンのキャッピング反応を、−８０℃で実施して、ポリマー鎖の末端にアリル基を導入した。２時間後、−８０℃にてＭｅＯＨを添加することにより反応を停止させた。その結果生じた溶液を、ＭｅＣｌが完全に蒸発するまで、２５℃で一晩撹拌した。ポリマーを塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。底部からの廃棄物をデカントし、その後ＤＩ水で洗浄した。廃棄物のｐＨが中性に達するまで、複数回の水洗浄を実施した。最終洗浄後、大量のＭｅＯＨで沈殿させ、ＭｅＯＨをデカントした。その結果生じたポリマーを蒸留フラスコに移し、トルエンと混合し、乾燥トルエン（１０リットル（Ｌ））の共沸蒸留により乾燥した。トルエンを除去した後に、無水ＴＨＦ（１０Ｌ）を添加した。その結果生じた産物は、ＰＩＢジアリルであった。
【０１０５】
ＰＩＢジアリル（４９１８ｇ、０．００２０４ｍｏｌ、Ｍｎ＝１モル当たり２，５６０グラム（ｇ／ｍｏｌ））を、１００ガロン（３７８リットル）のステンレス鋼反応器に充填した。追加の無水ＴＨＦ（５４ｋｇ）をタンクに添加し、混合した。完全に溶解した後、９−ＢＢＮ（２１．５３ｋｇ、ＴＨＦ中０．５ｍｏｌ）を添加し、連続窒素パージ下で５時間撹拌した。脱イオン水（５．７４ｋｇ）を、ポンプを使用して反応混合物に添加した。次に、３ｍｏｌのＮａＯＨ（１．１ｋｇ）溶液を添加した。温度を、反応プロセス全体にわたってモニターし、反応器タンクの冷却水ジャケットを使用することにより、常に３５℃未満に維持した。その後、３０重量％のＨ２Ｏ２（１．０８ｋｇ）混合物を、ゆっくりとポンプで添加した。反応混合物は乳濁した。反応を、窒素パージ下で撹拌しながら１２時間継続させた。反応終了後、過剰量のヘキサンを反応混合物に添加した。底部水性層を、底部からの排出により取り出した。Ｋ２ＣＯ３（水性）を、残留ヘキサン層に添加し、抽出した。その後、ヘキサン層を、蒸留水で３回洗浄した。その後、ヘキサンを蒸発させて、濃縮ＰＩＢ溶液を形成した。それにＭｅＯＨを添加し、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）を、底部に沈殿させた。上部のＭｅＯＨ層をデカントし、ＰＩＢをヘキサンに再溶解して、濃縮溶液を形成した。再び、ＭｅＯＨを添加し、ＰＩＢを底部で収集した。その結果生じたポリマーを蒸留フラスコに移し、トルエンと混合し、乾燥トルエン（１０Ｌ）の共沸蒸留により乾燥した。その結果生じた産物は、ＰＩＢジオール（ＰＩＢ、約２０００ｇ／ｍｏｌ）だった。
【０１０６】
ポリイソブチレンポリウレタン（ＰＩＢ−ＰＵＲ）の合成
使用した物質
４，４’−メチレン−ビス（フェニルイソシアナート（ＭＤＩ、結晶性、Ａｌｄｒｉｃｈ社、９８％）、ポリ（テトラメチレンオキシド）ジオール（ＰＴＭＯ、Ａｌｄｒｉｃｈ社、１０００ｇ／ｍｏｌ）をそのまま使用した。ポリイソブチレンジオール（ＰＩＢ、約２０００ｇ／ｍｏｌ）は、上記の通りである。ジオールを、５０〜１００℃にて２４〜７２時間、減圧下で乾燥した。１，４−ブタンジオール（ＢＤＯ、Ａｌｆａ−Ａｅｓａｒ社、９９％）を、ＣａＨ２で一晩還流することにより乾燥し、その後１９０℃にて減圧下で蒸留した。反応は、スズ−オクトアート（Ｓｎ（Ｏｃｔ）２、Ａｌｄｒｉｃｈ社、９９％）で触媒した。
【０１０７】
トルエン（Ａｌｄｒｉｃｈ社  ９９．５％）及びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ、Ａｌｄｒｉｃｈ社、９９％）を、ベンゾフェノン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社、９９％）及びＮａ金属（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社、９９．９％）で一晩還流することにより乾燥し、窒素雰囲気下で蒸留した。２重量／重量％テトラ−Ｎ−ブチルアンモニウムブロミド（ＴＢＡＢ、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ社、９８％）の蒸留ＴＨＦ溶液を、ポリウレタン試料を溶解するための溶媒として使用した。
【０１０８】
ポリウレタン（ＰＩＢ−ＰＴＭＯ−ＰＵ）を、ＭＤＩ、ＰＩＢ、ＰＴＭＯ、ＢＤＯ、及びＳｎ（Ｏｃｔ）２から合成した。物質の基本的組成は、表１に示されている。成分の量は、組成物マーカに基づき、方程式１〜４を用いて計算した。ＮＣＯ／ＯＨは、イソシアナート及びヒドロキシル基の比を示し、ＳＳ／ＨＳは、ソフトセグメント（ポリオール）の量対ハードセグメント（ＭＤＩ及びＢＤＯ）の量であり、ＰＩＢ／ＰＴＭＯ比は、２つの異なるポリオールの重量パーセント対重量パーセント（ｗｔ％／ｗｔ％）の比であった。
【０１０９】
【表１】
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【０１１０】
【数１】
2014533580.tif 000005
物質の合成は、プレポリマー合成法で実施した。ポリオールを、正確に測って、蒸留受け器及び冷却管を装着した１００ｍｌの三つ口丸底フラスコに加えた。ポリオールに、５０ｍｌトルエンを添加し、１１０℃で一晩還流して乾燥させた。翌日、トルエンを、窒素パージにより完全に蒸発させ、乾燥したポリオールを室温に冷却した。
【０１１１】
ポリオールを乾燥した後、蒸留受け器を機械的撹拌器（毎分２００回転（ｒｐｍ））に変更し、ジオールを、１０ｍｌ蒸留トルエンに再溶解し、計算した量の結晶性ＭＤＩを混合物に添加した。ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１３は、混合物に加工助剤を添加せずに生成し、ＰＩＢＰＵＲ−０１６は、混合物に加工助剤を添加して生成した。２５℃で５分間撹拌した後、混合物を１００℃に加熱し、プレポリマー合成を、乾燥窒素雰囲気下で２時間継続した。鎖延長剤（ＢＤＯ）を、プレポリマー溶液に添加し、その直後にＳｎ−オクトエート触媒を添加した。反応を更に２時間継続させた。鎖延長ステップの終了時に、撹拌のスイッチを切り、物質を１時間冷却して５０℃にした。冷却したポリマーを、フラスコから取り出して金型へ移し、周囲条件で７日間硬化させ、その後７０℃で一晩減圧乾燥した。
【０１１２】
特性の評価
圧縮成形
物質の引張試験の場合、ポリマーを、Ｃａｒｖｅｒ社製「Ｃ」型プレスで、８０キロニュートン（ｋＮ）負荷を使用して、１７０℃にて１０分間（３分間の予熱、７分間の加圧）、テフロン（登録商標）被膜アルミニウムホイル間で圧縮成形した。金型の寸法は、７０×６０×０．３ｍｍだった。予熱時間中、圧力を注意深く増加させ、５回のエアレーションを、２０、４０、６０、８０、及び再び８０ｋＮ負荷で生じさせた。１０分後に、負荷を開放し、試料を取り出し、室温に急冷した。
【０１１３】
ゲル浸透クロマトグラフィー
ポリウレタン試料の分子量及び構造は、５１５型ＨＰＬＣポンプ、２４１４型示差屈折計、４８６型吸光度検出器、オンライン多角度レーザ光散乱（ＭＡＬＬＳ）検出器（ＭｉｎｉＤａｗｎ  Ｔｒｅｏｓ、Ｗｙａｔｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．社）、７１７型試料プロセッサ、及び以下の順：５００、１０３、１０４、１０５、及び１００Åで接続されている５つのＵｌｔｒａｓｔｙｒａｇｅｌ  ＧＰＣカラムを装備したＷａｔｅｒｓ社製ＨＰＬＣシステムを使用して、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で特徴付けた。使用した担体溶媒は、２重量／重量％ＴＢＡＢ：ＴＨＦであり、流速は１ｍＬ／分だった。試料は、ＧＰＣシステムの溶出剤として使用した２ｍｌ−ｓのＴＢＡＢ：ＴＨＦ溶液に０．０２０ｇのポリマーを溶解することにより調製した。試料は、測定前に０．４５μｍフィルターでろ過した。ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１３及びＰＩＢ−ＰＵＲ−０１６の結果は、表２に示されている。
【０１１４】
【表２】
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示差走査熱量測定
ポリマーの熱特性は、ＴＡ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＱ２０００で、Ｔ−ｚｅｒｏ皿を使用して、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により分析した。温度は、毎分５℃の勾配率で、−８０℃から２８０℃まで勾配させた。ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１３のＤＳＣ結果のグラフ表示は、図５に示されており、ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１６のＤＳＣ結果のグラフ表示は、図６に示されている。
【０１１５】
引張試験
試料の機械的特性は、Ｉｎｓｔｒｏｎ社製４４００Ｒ装置を使用して、５０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で、寸法が２５×３．４×０．４ｍｍ（ＡＳＴＭ  Ｄ４１２基準）のドッグボーン型標本の引張試験により分析した。引張強さ及び破断歪み値は、力対伸長曲線から導き出した。試験は全て、周囲（２５℃、５０パーセント相対湿度）条件でＡＳＴＭ  Ｄ４１２基準に従って実施した。ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１３及びＰＩＢ−ＰＵＲ−０１６の結果は、表３に示されている。
【０１１６】
【表３】
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【実施例１】
【０１１７】
ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１３（８０Ａ等級；上述のように調製した）をピリジンに溶解して、８重量％ＰＩＢ−ＰＵＲ溶液を形成した。ＰＩＢ−ＰＵＲ溶液を、電界紡糸装置を使用して、ショックコイル部品に電界紡糸した。毛細管供給源は、２２ゲージ（直径０．０４インチ（０．１０ｃｍ））針だった。ショックコイル部品は、毎分約６９インチ（ｉｎ／分）（１７５．３ｃｍ／分）の線形表面速度で回転していた。電圧、溶液流速、及び針からコレクタまでの距離を、プロセス中に変化させて、ポリマー融解物を維持した。電圧は、約６〜９キロボルト（ｋＶ）（公称で、約７．５ｋＶ）の間で変化させた。溶液流速は、公称で毎時約２．２ミリリットル（ｍＬ／時）だった。針からコレクタまでの距離は、公称で約１５センチメートル（ｃｍ）だった。合計１５０回のサイクルを、２２℃及び３６パーセントの相対湿度で完了させた。形成された繊維の平均直径は、１．０７ミクロン（１．０７μｍ）だった。使用したプロセスパラメータは、表４に示されている。繊維マトリックスの画像は、図７に示されている。
【０１１８】
【表４】
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【実施例２】
【０１１９】
ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１６（８０Ａ等級）をピリジンに溶解して、８重量％ＰＩＢ−ＰＵＲ溶液を形成した。ＰＩＢ−ＰＵＲ溶液を、電界紡糸装置を使用して、ショックコイル部品に電界紡糸した。毛細管供給源は、２２ゲージ（直径０．０４インチ（０．１０ｃｍ））針だった。ショックコイル部品は、約６９ｉｎ／分（１７５．３ｃｍ／分）の線形表面速度で回転していた。電圧、溶液流速、及び針からコレクタまでの距離を、プロセス中に変化させて、ポリマー融解物を維持した。電圧は、公称で約８．０ｋＶだった。溶液流速は、公称で約０．６ｍＬ／時だった。針からコレクタまでの距離は、公称で約１２．５ｃｍだった。合計３００回のサイクルを、２３℃及び２４パーセントの相対湿度で完了させた。形成された繊維の平均直径は、０．５７ミクロン（０．５７μｍ）だった。使用したプロセスパラメータは、表５に示されている。
【０１２０】
【表５】
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【実施例３】
【０１２１】
ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１６（８０Ａ等級）をピリジンに溶解して、１５重量％ＰＩＢ−ＰＵＲ溶液を形成した。ＰＩＢ−ＰＵＲ溶液を、電界紡糸装置を使用して、リード線に含まれている２つのショックコイル部品に電界紡糸した。この装置は、２２ゲージ（直径０．０４インチ（０．１０ｃｍ））針を毛細管供給源として含んでいた。使用したプロセスパラメータは、表６に示されている。形成された繊維の平均直径は、１．７４ミクロン（１．７４μｍ）だった。
【０１２２】
【表６】
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【実施例４】
【０１２３】
ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１６（８０Ａ等級）をピリジンに溶解して、１５重量％溶液を形成した。ＰＩＢ−ＰＵＲ溶液を、電界紡糸装置を使用して、２２ゲージ（直径０．０４インチ（０．１０ｃｍ））針を毛細管供給源として用いて、リード線に含まれている２つのショックコイルに電界紡糸した。使用したプロセスパラメータは、表７に示されている。形成された繊維の平均直径は、１．７８ミクロン（１．７８μｍ）だった。
【０１２４】
【表７】
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【実施例５】
【０１２５】
ＰＩＢ−ＰＵＲ−０１６（８０Ａ等級）をピリジンに溶解して、１５重量％溶液を形成した。ＰＩＢ−ＰＵＲ溶液を、電界紡糸装置を使用して、２２ゲージ（直径０．０４インチ（０．１０ｃｍ））針を毛細管供給源として用いて、リード線に含まれている２つのショックコイルに電界紡糸した。使用したプロセスパラメータは、表８に示されている。形成された繊維の平均直径は、２．２２ミクロン（２．２２μｍ）だった。
【０１２６】
【表８】
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【実施例６】
【０１２７】
６５重量％のソフトセグメント及び３５重量％のハードセグメントを含んでいたＰＩＢ−ＰＵＲ−２３をピリジンに溶解して、８重量％溶液を形成した。ＰＩＢ−ＰＵＲ溶液を、電界紡糸装置を使用して、基材に電界紡糸した。
【０１２８】
ＰＩＢ−ＰＵＲ／ピリジンを、毎時０．５ｍＬ／時で放出した。ノズル標的間距離は、１２．５ｃｍに保持した。実施例６で形成した繊維マトリックスの画像は、図８に示されている。形成された繊維の平均直径は、６５０ナノメートルだった。
【０１２９】
本発明の範囲から逸脱せずに、考察されている例示的な実施形態に対して種々の改変及び追加を行うことができる。例えば、本明細書に記載の実施形態は、特定の特徴を参照しているが、本発明の範囲は、記載されている特徴の全てを含んでいるわけではない特徴及び実施形態の異なる組み合わせを有する実施形態も含んでいる。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲の範囲内にあるそのような代替、改変、及び変更を全て、それらと等価なものと共に包含することが意図されている。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図４】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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