(57)【要約】  本発明は、損傷がある脈管構造の修復、及び特に大動脈解離の修復での使用のためのパッチに関する。本血管修復パッチは、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材及び少なくとも第１及び第２のポリマーフィラメント層を含み、第１のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントは平行に配向し、第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントはランダムに配向する。本パッチはさらに、修復部位での血管組織再生を促進するために、血栓形成剤及び／又は細胞外マトリクス化合物を含み得る。本発明はさらに、本パッチを作製する方法を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を含む血管修復パッチであって、前記基材が、少なくとも以下を含むもの：
（ｉ）平行に配向する複数のポリマーフィラメントを含む前記第１の主要面に隣接する第１のポリマーフィラメント層、及び
（ｉｉ）ランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含む前記第２の主要面に隣接する第２のポリマーフィラメント層。
【請求項２】
ポリマー基材が生体吸収性である、請求項１に記載の血管修復パッチ。
【請求項３】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、１つ以上の生体吸収性ポリマーを含む、請求項２に記載の血管修復パッチ。
【請求項４】
１つ以上の生体吸収性ポリマーが、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−Ｌ−ラクチド（ＰＬＬＡ）、ポリ−Ｄ−ラクチド（ＰＤＬＡ）、ポリ−ＤＬ−ラクチド（ＰＤＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド（ＰＧ）、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリ（グリコリド−コ−カプロラクトン）（ＰＧＣＬ）、ポリ（グリコリド−コ−トリメチレンカーボナート（ＰＧＡ−コ−ＴＭＣ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ−（Ｌ−ラクチド−コ−カプロラクトン）（ＰＬＬＡ−コ−ＣＬ）、ポリ−（Ｄ−ラクチド−コ−カプロラクトン）（ＰＤＬＡ−コ−ＣＬ）、ポリ−（ＤＬ−ラクチド−コ−カプロラクトン（ＰＤＬＬＡ−コ−ＣＬ）から選択される、請求項３に記載の血管修復パッチ。
【請求項５】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントが、ＰＣＬ若しくはＰＧＬＡを含むか又はそれからなり、前記ＰＧＬＡが８０：２０〜２０：８０のラクチド：グリコリド比を有する、請求項４に記載の血管修復パッチ。
【請求項６】
第１及び第２のポリマーフィラメント層の両方のポリマーフィラメントが、ＰＣＬ若しくはＰＧＬＡを含むか又はそれからなり、前記ＰＧＬＡが８０：２０〜２０：８０のラクチド：グリコリド比を有する、請求項５に記載の血管修復パッチ。
【請求項７】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントが、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ、好ましくは少なくとも６０ｗｔ％のＰＣＬ、より好ましくは少なくとも７０ｗｔ％のＰＣＬ、より好ましくは少なくとも８０ｗｔ％のＰＣＬを含む、請求項５又は請求項６に記載の血管修復パッチ。例えば、前記第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、少なくとも９０ｗｔ％のＰＣＬ、少なくとも９５ｗｔ％のＰＣＬ、少なくとも９８ｗｔ％のＰＣＬ、少なくとも９９ｗｔ％のＰＣＬ又は１００ｗｔ％のＰＣＬを含み得る。
【請求項８】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントが、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大５０ｗｔ％のＰＬＡ、ＰＬＬＡ、ＰＤＬＡ、ＰＤＬＬＡ、ＰＧＡ、ＰＧ、ＰＬＧＡ、ＰＧＣＬ、ＰＬＬＡ−コ−ＣＬ、ＰＤＬＡ−コ−ＣＬ又はＰＤＬＬＡ−コ−ＣＬを含む、請求項７に記載の血管修復パッチ。
【請求項９】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントが、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大５０ｗｔ％のＰＬＧＡ、好ましくは少なくとも６０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大４０ｗｔ％のＰＬＧＡ、より好ましくは少なくとも７０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大３０ｗｔ％のＰＬＧＡ、より好ましくは少なくとも８０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大２０ｗｔ％のＰＬＧＡを含む、請求項８に記載の血管修復パッチ。
【請求項１０】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、１〜２０μｍ、より好ましくは１〜１５μｍ、より好ましくは２〜１０μｍ、より好ましくは３〜８μｍの範囲、より好ましくは約５μｍの平均フィラメント径を有する、請求項１〜９のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１１】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のフィラメント径が、０．２〜２μｍの範囲の１つのピーク及び２．５〜１０μｍの範囲の第２のピークを有する二峰性分布を形成する、請求項１〜１０のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１２】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、電界紡糸フィラメントである、請求項１〜１１のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１３】
ポリマー基材が、０．５〜３．０ＭＰａの範囲のヤング率を有する、請求項１〜１２のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１４】
第１のポリマーフィラメント層のフィラメントが、３６°を超えない、好ましくは１８°を超えない標準偏差で配向する、請求項１〜１３のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１５】
第２のポリマーフィラメント層のフィラメントが、少なくとも４５°、好ましくは少なくとも５４°、より好ましくは少なくとも６３°、より好ましくは少なくとも７２°、より好ましくは少なくとも８１°、より好ましくは少なくとも９０°の標準偏差で配向する、請求項１〜１４のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１６】
第１のポリマーフィラメント層のフィラメントが、３６°を超えない標準偏差で配向し、第２のポリマーフィラメント層のフィラメントが、少なくとも４５°、好ましくは少なくとも５４°、より好ましくは少なくとも６３°、より好ましくは少なくとも７２°の標準偏差で配向する、請求項１５に記載の血管修復パッチ。
【請求項１７】
第１のポリマーフィラメント層のフィラメントが、１８°を超えない標準偏差で配向し、第２のポリマーフィラメント層のフィラメントが、少なくとも６３°、好ましくは少なくとも７２°、より好ましくは少なくとも８１°、より好ましくは少なくとも９０°の標準偏差で配向する、請求項１６に記載の血管修復パッチ。
【請求項１８】
第２のポリマーフィラメント層が、３０〜７０％、好ましくは４０〜６０％、より好ましくは５０％前後の平均多孔度を有する、請求項１〜１７のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１９】
第２のポリマーフィラメント層が、５０〜３００μｍ、より好ましくは１００〜２５０μｍ、より好ましくは１５０〜２００μｍの範囲の平均孔径を、好適に有する、請求項１〜１８のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項２０】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のそれぞれが、独立して、１０μｍ〜２００μｍ、より好ましくは２０μｍ〜１００μｍ、より好ましくは３０μｍ〜７０μｍの範囲、例えば約５０μｍの厚さを有する、請求項１〜１９のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項２１】
２０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは５０μｍ〜２００μｍ、より好ましくは５０μｍ〜１５０μｍの範囲、例えば約１００μｍの全体的厚さを有する、請求項１〜２０のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項２２】
独立して、１０〜５０ｍｍ、より好ましくは２０〜４０ｍｍの範囲である長さ及び幅を有する、請求項１〜２１のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項２３】
２５〜３５ｍｍの長さ及び１５〜２５ｍｍの幅、より好ましくは３０ｍｍの長さ及び２０ｍｍの幅を有する、請求項２２に記載の血管修復パッチ。
【請求項２４】
第１のポリマーフィラメント層のフィラメントが、血管修復パッチの長さ方向に実質的に平行に位置し、前記パッチの長さが幅よりも大きく、好ましくは前記パッチの長さが前記幅よりも少なくとも２０％又は少なくとも５０％大きい、請求項１〜２３のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項２５】
血管修復パッチの第１のポリマーフィラメント層が、１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含む、請求項１〜２４のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項２６】
１つ以上の細胞外マトリクス化合物が、コラーゲン（特にＩ型及びＩＩ型コラーゲン）、エラスチン、フィブロネクチン、ラミニン、ＶＥ−カドヘリン、ビトロネクチン、インテグリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、ケタラン硫酸、ヒアルロン酸及び、例Ａｒｇ−Ｇｌｙ．−Ａｓｐ（ＲＧＤ）、Ａｒｇ−Ｇｌｕ−Ａｓｐ−Ｖａｌ（ＲＥＤＶ）、Ｔｙｒ−Ｉｌｅ−Ｇｌｙ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（ＹＩＧＳＲ）から選択されるペプチド配列から選択される、請求項２５に記載の血管修復パッチ。
【請求項２７】
第１のポリマーフィラメント層が、パッチの第１の主要面の表面積に基づいて０．５μｇ／ｃｍ２〜１００μｇ／ｃｍ２、好ましくは１μｇ／ｃｍ２〜５０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは１．５μｇ／ｃｍ２〜２０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２μｇ／ｃｍ２〜１５μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２．５μｇ／ｃｍ２〜１０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは３μｇ／ｃｍ２〜７μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含む、請求項２５又は請求項２６に記載の血管修復パッチ。
【請求項２８】
生体適合性接着剤のコーティングが、ポリマー基材の第２の主要面上に配置される、請求項１〜２７のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項２９】
生体適合性接着剤が、合成接着剤（アクリラート、シアノアクリラート及びポリウレタンなど）及び天然ポリマー（ヒアルロン酸、セルロース及びアルギナートなど）から選択される、請求項２８に記載の血管修復パッチ。
【請求項３０】
ポリマー基材の第２の面が、血管修復パッチを血管壁に固定するために適合している物理的固定手段を含み、場合によっては前記物理的固定手段が、複数のマイクロニードルを含み、場合によっては前記複数のマイクロニードルが生体吸収性材料から形成される、請求項１〜２９のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項３１】
ポリマー基材の第２のポリマーフィラメント層が、１つ以上の血栓形成剤を含む、請求項１〜３０のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項３２】
１つ以上の血栓形成剤が、組織因子（ＴＦ又は第ＩＩＩ因子）、第ＶＩＩ因子、第Ｘ因子及びフィブリンから選択される、請求項３１に記載の血管修復パッチ。
【請求項３３】
第２のポリマーフィラメント層が、パッチの第２の主要面の表面積に基づいて０．５μｇ／ｃｍ２〜１００μｇ／ｃｍ２、好ましくは１μｇ／ｃｍ２〜５０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは１．５μｇ／ｃｍ２〜２０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２μｇ／ｃｍ２〜１５μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２．５μｇ／ｃｍ２〜１０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは３μｇ／ｃｍ２〜７μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の血栓形成剤を含む、請求項３１又は請求項３２に記載の血管修復パッチ。
【請求項３４】
第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を含む血管修復パッチであって、前記ポリマー基材が、前記第１の主要面に隣接する少なくとも１つのポリマーフィラメント層を含み；１つ以上の細胞外マトリクス化合物が、前記ポリマー基材の前記第１の主要面上に配置される、血管修復パッチ。
【請求項３５】
１つ以上の細胞外マトリクス化合物が、コラーゲン（特にＩ型及びＩＩ型コラーゲン）、エラスチン、フィブロネクチン、ラミニン、ＶＥ−カドヘリン、ビトロネクチン、インテグリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、ケタラン硫酸、ヒアルロン酸及び、例Ａｒｇ−Ｇｌｙ．−Ａｓｐ（ＲＧＤ）、Ａｒｇ−Ｇｌｕ−Ａｓｐ−Ｖａｌ（ＲＥＤＶ）、Ｔｙｒ−Ｉｌｅ−Ｇｌｙ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（ＹＩＧＳＲ）から選択されるペプチド配列から選択される、請求項３４に記載の血管修復パッチ。
【請求項３６】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層が、パッチの第１の主要面の表面積に基づいて０．５μｇ／ｃｍ２〜１００μｇ／ｃｍ２、好ましくは１μｇ／ｃｍ２〜５０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは１．５μｇ／ｃｍ２〜２０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２μｇ／ｃｍ２〜１５μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２．５μｇ／ｃｍ２〜１０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは３μｇ／ｃｍ２〜７μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含む、請求項３４又は請求項３５に記載の血管修復パッチ。
【請求項３７】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層が、好ましくは複数のポリマーフィラメントを含み、前記ポリマーフィラメントが平行に配向する、請求項３４〜３６の何れかに記載の血管修復パッチ。
【請求項３８】
ポリマー基材が生体吸収性である、請求項３４〜３７の何れかに記載の血管修復パッチ。
【請求項３９】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、１つ以上の生体吸収性ポリマーを含む、請求項３８に記載の血管修復パッチ。
【請求項４０】
ポリマーフィラメントが、請求項４〜１２のいずれかで定義されるとおりである、請求項３９に記載の血管修復パッチ。
【請求項４１】
血管修復パッチの第２の面が生体適合性接着剤のコーティングとともに提供され、好ましくは前記生体適合性接着剤が、合成接着剤（アクリラート、シアノアクリラート及びポリウレタンなど）及び天然ポリマー（ヒアルロン酸、セルロース及びアルギナートなど）から選択される、請求項３４〜４０のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項４２】
ポリマー基材の第２の面が、血管修復パッチを血管壁に固定するために適合している物理的固定手段を含み、場合によっては前記物理的固定手段が、複数のマイクロニードルを含み、場合によっては前記複数のマイクロニードルが生体吸収性材料から形成される、請求項３４〜４１のうち１項に記載の血管修復パッチ。
【請求項４３】
第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を含む血管修復パッチであって、前記ポリマー基材が、前記第２の主要面に隣接する少なくとも１つのポリマーフィラメント層を含み；１つ以上の血栓形成剤が、前記ポリマー基材の前記第２の主要面上に配置される、血管修復パッチ。
【請求項４４】
１つ以上の血栓形成剤が、凝固カスケードの１つ以上の構成成分、例えば組織因子（ＴＦ又は第ＩＩＩ因子）、第ＶＩＩ因子、第Ｘ因子及びフィブリンから選択される、請求項４３に記載の血管修復パッチ。
【請求項４５】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層が、パッチの第２の主要面の表面積に基づいて０．５μｇ／ｃｍ２〜１００μｇ／ｃｍ２、好ましくは１μｇ／ｃｍ２〜５０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは１．５μｇ／ｃｍ２〜２０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２μｇ／ｃｍ２〜１５μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２．５μｇ／ｃｍ２〜１０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは３μｇ／ｃｍ２〜７μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の血栓形成剤を含む、請求項４３又は請求項４４に記載の血管修復パッチ。
【請求項４６】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層が、好ましくは複数のポリマーフィラメントを含み、前記ポリマーフィラメントがランダムに配向する、請求項４３〜４５の何れかに記載の血管修復パッチ。
【請求項４７】
ポリマー基材が生体吸収性である、請求項４３〜４６の何れかに記載の血管修復パッチ。
【請求項４８】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、１つ以上の生体吸収性ポリマーを含む、請求項４７に記載の血管修復パッチ。
【請求項４９】
ポリマーフィラメントが、請求項４〜１２のいずれかで定義されるとおりである、請求項４８に記載の血管修復パッチ。
【請求項５０】
血管修復パッチの第２の面が生体適合性接着剤のコーティングとともに提供され、好ましくは前記生体適合性接着剤が、合成接着剤（アクリラート、シアノアクリラート及びポリウレタンなど）及び天然ポリマー（ヒアルロン酸、セルロース及びアルギナートなど）から選択される、請求項４３〜４９のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項５１】
ポリマー基材の第２の面が、血管修復パッチを血管壁に固定するために適合している物理的固定手段を含み、場合によっては前記物理的固定手段が複数のマイクロニードルを含み、場合によっては前記複数のマイクロニードルが生体吸収性材料から形成される、請求項４３〜５０のうち１項に記載の血管修復パッチ。
【請求項５２】
血管障害を処置する方法であって、請求項１〜５１のいずれかにおいて定義される血管修復パッチを、前記血管修復パッチが血管壁の内側に一致するように前記血管障害全域にわたり配置することを含む、方法。
【請求項５３】
血管障害が血管壁の断裂であり、好ましくは前記血管障害が大動脈解離である、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
血管修復パッチが、例えば前記血管修復パッチを配置するためにカテーテル又はガイドワイヤを使用して、血管内送達系によって配置される、請求項５２又は請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
血管修復パッチが、第１の面が前記パッチの内腔側を形成し、第２の面が前記パッチの非内腔側を形成するように配置される、請求項５２〜５４のいずれかに記載の方法。
【請求項５６】
血管障害を処置する方法での使用のための細胞外マトリクス化合物であって、請求項２５〜２７及び３４〜４２の何れかで定義されるような血管修復パッチの形態であり、前記方法が、前記血管修復パッチが血管壁の内側に適合するように前記血管障害全域にわたり前記血管修復パッチを置くことを含む、細胞外マトリクス化合物。
【請求項５７】
血管障害を処置する方法での使用のための血栓形成剤であって、請求項３１〜３３及び４３〜５１の何れかで定義されるような血管修復パッチの形態であり、前記方法が、前記血管修復パッチが血管壁の内側に適合するように前記血管障害全域にわたり前記血管修復パッチを置くことを含む、血栓形成剤。
【請求項５８】
以下を含む、請求項１〜３３のいずれかにおいて定義される血管修復パッチを作製する方法：
（ａ）（ｉ）平行に配向する複数のポリマーフィラメントを含む第１のポリマーフィラメント層；及び（ｉｉ）ランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含む第２のポリマーフィラメント層の少なくとも一つを形成することにより、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を提供すること。
【請求項５９】
以下をさらに含む、請求項５８に記載の方法：
（ｂ）１つ以上の細胞外マトリクス化合物をポリマー基材の第１の主要面に塗布すること；及び／又は
（ｃ）１つ以上の血栓形成剤を前記ポリマー基材の第２の主要面に塗布すること。
【請求項６０】
請求項３４〜４２のいずれかにおいて定義される血管修復パッチを作製する方法であって、
（ａ）少なくとも１つの、平行に配向する複数のポリマーフィラメントを含むポリマーフィラメント層を形成させることにより、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を提供すること；及び
（ｂ）１つ以上の細胞外マトリクス化合物を前記ポリマー基材の前記第１の主要面上に塗布すること
を含む、方法。
【請求項６１】
請求項４３〜５１のいずれかにおいて定義される血管修復パッチを作製する方法であって、
（ａ）少なくとも１つの、ランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含むポリマーフィラメント層を形成させることにより、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を提供すること；及び
（ｂ）１つ以上の血栓形成剤を前記ポリマー基材の前記第２の主要面上に塗布すること
を含む、方法。
【請求項６２】
血管障害を処置する方法であって、血管修復パッチが血管壁の内側に一致するように前記血管障害全域にわたり、請求項３１〜３３及び４３〜５１の何れかで定義されるような血管修復パッチの形態で、血栓形成剤を置くことを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、損傷がある脈管構造の修復に有用である組織修復装置に関する。より具体的には、本願は、損傷がある血管に接着して血管障害を被覆して補強し、血管再生を促進する、人工ポリマーパッチの形態の装置に関する。本発明はさらに、装置を作製する方法及び損傷がある脈管構造の修復、特に大動脈解離の修復のために本装置を使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
血管壁は、異なる組成及び機能を持つ、血管外膜として知られている最大３層の別個の層を含有し得る。動脈壁の断面（１１０）の構造を図１で示す。動脈壁の最も内側の層（１０１）は「内膜」であり、これは、繊細な結合組織からなる内皮下層により支持されている内皮と呼ばれる内皮細胞の単層（１０２）を含む。内膜は、「内弾性板」（１０３）として知られる弾性膜層で支持される。内弾性板は、内膜を次の層である「中膜」（１０４）から分離する。中膜は、コラーゲン及び他の弾性繊維の形で細胞外マトリクス（ＥＣＭ）に埋め込まれた平滑筋細胞（１０５）を含有する厚い中間層である。平滑筋細胞はラメラ状に配置され、血管周囲で環状に配置される。中膜の平滑筋細胞の刺激により、血管が拡張及び収縮することが可能になる。「外弾性板」（１０６）として知られる別の弾性膜層は、血管壁の３番目の最外層である「外膜」（１０７）から中膜を分離する。外膜は主に線維芽細胞（１０９）及び神経を支持するコラーゲン組織（１０８）により構成される。大血管において、血管外膜は、中間部の外側部分にも浸透し、酸素及び栄養を血管壁に供給する小血管のネットワークである栄養血管も含有する。
【０００３】
ＥＣＭは分子ネットワークであり、血管に対する支持ネットワークとして働く、活動的で、動力学的な構造である。コラーゲン及びエラスチンはＥＣＭの２つの主要構成成分であり、残りは、フィブロネクチン、無晶性又は可溶性プロテオグリカン、ロイシンリッチ糖タンパク質及びミクロフィブリルのような他の少量ではあるが関連する分子からなる。ＥＣＭとの細胞相互作用は、細胞接着、遊走、増殖及び組織構造などの主要な血管機能を調節する。タンパク質分布は壁全ての間で線形的ではなく；一部の構成成分は、線維芽細胞、平滑筋細胞及び内皮細胞によって分泌及び調整され、他の構成成分は特定の血管壁の層に依存する。
【０００４】
コラーゲンは、血管膨張を制限する非常に硬いタンパク質である。Ｉ型及びＩＩ型コラーゲンは、健常及び損傷動脈壁の両方における中膜及び外膜層の主要なコラーゲンである。コラーゲンは血管細胞とも相互作用する。平滑筋細胞の場合、コラーゲンは、細胞分化、接着、遊走、増殖及びアポトーシスに関与する（重合コラーゲンは、活性ＭＭＰ−１の産生を増加させることにより、平滑筋細胞アポトーシスを増加させる）。内皮細胞の場合、コラーゲンはこの細胞型の生成及び接着を妨げ、またコラーゲンは脈管形成における内皮細胞活動にも影響を与える。
【０００５】
エラスチンは不溶性で疎水性のタンパク質である。その沈着は中間層に限定され、ＥＣＭの主要構成成分を形成し、血管壁の乾燥重量の５０％を構成する。さらに、これは弾性繊維の最大構成成分である（〜９０％）。機械的完全性に加えて、弾性板は血管の弾性に寄与する。特に動脈は動脈圧によって誘発される大規模な機械的ストレスにさらされ、エラスチンは動脈壁の弾性収縮を可能にする。インビトロで、多くの細胞がトロポエラスチン、エラスチン分解産物及びエラスチンペプチドに応答して遊走及び増殖を示す。
【０００６】
フィブロネクチンは、ＥＣＭの重要なタンパク質であるだけでなく、体内の血漿及び他の体液の豊富に存在する構成成分でもある、大きな糖タンパク質である。フィブロネクチンは、ジスルフィド結合の対によって共有結合される２個のほぼ同一のサブユニットから構成される。各単量体は、Ｉ型、ＩＩ型及びＩＩＩ型という３種類の反復単位からなる。フィブロネクチンの構造から、このタンパク質が多岐にわたる細胞相互作用に介在する理由が明らかになる。反復単位のセットは、インテグリンを通じて細胞表面に結合し、ヘパリン、コラーゲン／ゼラチン及びフィブリンなどの他の細胞外マトリクス分子にも結合する結合ドメインを構成する。フィブロネクチンは、インテグリン受容体ファミリーにおける数十種類の分子に対するリガンドである。これらは、フィブロネクチンを細胞内細胞骨格と連結し、細胞に構造的機能を付与する細胞表面ヘテロ二量体受容体である。フィブロネクチンの生物学的活性としては、細胞接着、増殖及び分化並びに胚形成及び創傷治癒への介在が挙げられる。
【０００７】
ラミニンは、血管基底膜の主要構成成分の１つをなす高分子量タンパク質である。これらは、交差して他の細胞膜及び細胞外マトリクス分子に結合し得る十字構造を形成する、α、β及びγ鎖から構成される。ラミニンは、細胞遊走、生存、増殖及び分化を制御するシグナル伝達などの基底膜の生物学的機能に関与すると考えられる。これらの生物学的役割は、主にラミニンα鎖と細胞表面受容体との相互作用によるものである。
【０００８】
ＥＣＭ構成成分を含む血管壁の損傷は、血管の完全性を損ない、アテローム性動脈硬化症、血栓症、動脈瘤又は解離のようないくつかの血管疾患の発症を引き起こす。血管の損傷は、炎症過程、ＥＣＭ分解過程又は外部損傷によって引き起こされ得る。従って、ＥＣＭの状態は、疾患進行に根本的に影響する。
【０００９】
大動脈解離（ＡＤ）は、いわゆる急性大動脈症候群の最も頻繁であり壊滅的な症状である。これは、大動脈の内膜層の断裂又は大動脈壁内の出血によって引き起こされ、その結果、大動脈壁の層が分離（解離）する、生命にかかわる状態である。血流により大動脈壁の層が引き離され、その結果、層と層との間に偽腔として知られる経路が形成される。血液が充満した経路が大動脈壁の外側を通り抜けて破裂すると、この状態は致命的となり得る。
【００１０】
大動脈解離の発生率は年間１０，０００人あたり約１人と推定され、男性に多く、６７．５％を占める。大動脈解離を発症する最も頻繁な危険因子は、年齢、高血圧（患者の８０％）、アテローム性動脈硬化症（患者の３０％）、以前の心臓手術歴（患者の１５％）及び以前のカテーテルに基づく手順による医原性の原因（患者の４％）である。マルファン症候群及びロイス−ディーツ症候群のような結合組織の遺伝性疾患は、大動脈解離と強く関連する。全ての大動脈解離は弾性繊維の断片化及び／又は平滑筋細胞核の喪失を呈し、解離前の内膜の機能不全が根底にあることが明らかに示される。
【００１１】
ＡＤは２つの主要な事象により引き起こされ得る。最も一般的であるのは、内膜断裂の形成であり、これによって血流が動脈壁を通過できるようになり、強引に層が分離され、内膜フラップが形成される。第２の事象は、栄養血管の破裂であり、これもまた内膜出血を引き起こし、最終的には大動脈解離の形成に至り得る。両状態は共存し得る。
【００１２】
ＡＤを修復するための処置は、他の血管処置とは異なる速度で進化してきた。最近まで、解離部分の外科的置換術（開胸修復術とも呼ばれる）が唯一の有効な処置であった。大動脈解離の外科的修復には、大動脈の損傷部分を人工血管で置き換えることが含まれ、殆どの重症例では、弁の交換も必要となる。手術は非常に困難で侵襲的であり、胸腔の開口、心肺バイパス及び体温低下を必要とするため、死亡率及び罹病率が高くなる。症例の３０％前後は、手術成功後５〜１０年で再介入が必要となり、患者が手術から完全に回復したとしても、生涯にわたる降圧薬の投薬が必要である。介入の明白な侵襲性及び副作用にもかかわらず、これは依然として、複雑な解離に対する推奨処置である。
【００１３】
ごく最近、大動脈解離の胸部血管内修復のための方法が開発された。大動脈解離の血管内修復は、植え込まれるステントを運ぶカテーテルが大腿動脈を通じて導入される、低侵襲性の介入である。カテーテルは、解離したセグメント上に配置するためにステントを誘導し、断裂を被覆し、血流を再び導く。血管内修復は、開胸手術と比較して、死亡率が低く、入院期間が短縮されるが、多くの制限がある。ステントは本来、大動脈瘤を処置するために設計されたものであり、大動脈解離にそれを使用することはほぼ適応外である。多くの患者において、植え込み物は患者の大動脈に完全には適合しない。ステントの拡張が不十分である場合、血栓が形成され得、及び／又は植え込み物が時間とともにずれ得る。ステントが過度に拡張すると、内腔に沿って微小な損傷が生じ、既に危険にさらされている血管をさらに傷付ける。どちらの場合も、長期的な再介入は本質的に避けられない。さらに、開胸又は血管内修復の両方で使用される植え込み物は機械的修復をもたらすが、偽腔の凝固及び再吸収を能動的に促進せず、血管リモデリング及び再生も促成しないので、内皮がその機能を完全に回復することはない。
【００１４】
従って、その元の形態及び機能を回復させるために損傷血管組織の再生に焦点を当てる、大動脈解離及び他のタイプの血管損傷の処置のための装置及び方法が当技術分野で必要とされている。理想的には、このような方法は低侵襲性であり（即ち血管内配置に適切）、この装置は、血管障害を被覆して即時の構造修復をもたらし得、障害部分の被覆後に、治癒、細胞再生及び完全な血管回復を促進する。適切には、この装置は血管機能の完全な修復及び回復後に再吸収可能である。血管の細胞再生は、何らかの植え込み関連の副作用を防止するか又は最小限に抑え、それにより再介入率を低下させる。
【発明の概要】
【００１５】
本発明の第１の態様によれば、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を含む血管修復パッチが提供され、この基材は少なくとも：
（ｉ）平行に配向する複数のポリマーフィラメントを含む第１の主要面に隣接する第１のポリマーフィラメント層と、
（ｉｉ）ランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含む第２の主要面に隣接する第２のポリマーフィラメント層と、
を含む。
【００１６】
従って、血管修復パッチは、ポリマーフィラメントの２つの異なる層を有するポリマー基材を含む。ポリマーフィラメントの異なる配向の結果として、第１及び第２のポリマーフィラメント層は非常に異なる特性を有する。第１のポリマーフィラメント層は、平行に配向するポリマーフィラメントを含み、血管障害の修復のためにパッチが配置されるとき、パッチの内腔側を形成する（即ち血管壁に背を向ける）ことが意図される。第２のポリマーフィラメント層は、ランダムに配向するポリマーフィラメントを含み、パッチが血管障害の修復のために配置されるとき、パッチの非内腔側を形成する（即ち血管壁に向かって配置される）ことが意図される。血管障害の修復に対する以前のアプローチは、障害部分のみを被覆し、障害部分から離れて血流を再び導くだけである永久パッチの使用を含むが、一方で、本発明の血管修復パッチは、健常な脈管構造の修復及び再生を促進することが分かった。
【００１７】
特に、ポリマーフィラメントの配向を通じて、第１及び第２のポリマーフィラメント層は、健常な血管壁の構造を修復するように、内皮細胞及び平滑筋細胞の遊走及び増殖をそれぞれ誘導し得ることが分かった。より具体的には、第１のポリマーフィラメント層の平行配向フィラメントは、パッチの非内腔側にわたる二次元内皮細胞遊走を促進し、介入のおよそ２〜４週間後に内皮細胞単層がパッチ上に形成されるようになることが分かった。第２のポリマーフィラメント層のランダム配向フィラメントは、介入後１２か月前後の期間にわたってフィラメントマトリクスへの三次元平滑筋細胞の遊走を促進することも分かった。従って、第１及び第２のポリマーフィラメント層のフィラメント配向を制御することにより、インビボでの血管修復パッチの性能が最適化される。
【００１８】
本発明によるパッチは有利に、大動脈と同様の粘弾特性を有することが発見された。インビボで使用する場合、本発明のパッチは、パッチの性能を損ない得る、ずれの発生又はねじれ若しくは折れ曲がりの形成が起こらないように、大動脈の動きを補完する。さらに、本発明のパッチを大動脈に適用しても、大動脈の機械的特性に顕著な変化が生じず、粘弾性が失われることはなく、従って修復過程中に通常どおり機能し続け得る。これは、大動脈と同様の粘弾特性を持たない当技術分野の装置（例えば植え込みステント）とは対照的である。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態では、ポリマー基材は、ＤＭＡによって測定されるとおり（実験の詳細については例を参照）、１〜３ＭＰａ、例えば約２ＭＰａの貯蔵弾性率を有する。これは、０．７５〜１．２５ＭＰａ前後の範囲であり得る健康なヒト大動脈の弾性に匹敵する。本発明のパッチの弾性率は、ランダムに並んでいるか又は配向する繊維の何れかの単層を含む比較パッチよりもはるかに低いことが分かった。理論に縛られるものではないが、機械的特性がそのまま個々の層の構造から生じる単層パッチと比較して、本発明のパッチにおける２層間の界面の存在により、機械的挙動が改善すると考えられる。
【００２０】
血管修復パッチは、例えばカテーテルを介した、低侵襲性の血管内法によって都合よく配置される。
【００２１】
ポリマー基材は、好ましくは、第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、１つ以上の生体吸収性ポリマーから形成され得る生体吸収性ポリマー基材である。第１のポリマーフィラメント層の生体吸収性ポリマーフィラメントは、第２のポリマーフィラメント層の生体吸収性ポリマーフィラメントと同じ生体吸収性ポリマーを含み得る。或いは、第１のポリマーフィラメント層の生体吸収性ポリマーフィラメントは、第２のポリマーフィラメント層の生体吸収性ポリマーフィラメントとは異なる生体吸収性ポリマーを含み得る。
【００２２】
ポリマー基材が複数の生体吸収性ポリマーを含む場合、第１及び第２のポリマーフィラメント層は、異なる重量比又は同じ重量比の生体吸収性ポリマーの同じ組み合わせを含み得る。好ましくは、第１及び第２のポリマーフィラメント層のフィラメントは、使用される生体吸収性ポリマーのタイプ及び（適切な場合）その重量比の両方に関して、同じポリマー組成を有する。
【００２３】
本発明の観点で、「生体吸収性」という用語は、ある期間にわたって身体によって安全に吸収され得るポリマー材料を指す。適切な生体吸収性ポリマーとしては、生体吸収性ポリエステル、例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−Ｌ−ラクチド（ＰＬＬＡ）、ポリ−Ｄ−ラクチド（ＰＤＬＡ）、ポリ−ＤＬ−ラクチド（ＰＤＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド（ＰＧ）、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリ（グリコリド−コ−カプロラクトン）（ＰＧＣＬ）、ポリ（グリコリド−コ−トリメチレンカーボナート（ＰＧＡ−コ−ＴＭＣ））、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ−（Ｌ−ラクチド−コ−カプロラクトン）（ＰＬＬＡ−コ−ＣＬ）、ポリ−（Ｄ−ラクチド−コ−カプロラクトン）（ＰＤＬＡ−コ−ＣＬ）、ポリ−（ＤＬ−ラクチド−コ−カプロラクトン（ＰＤＬＬＡ−コ−ＣＬ）の１つ以上から選択される生体吸収性ポリエステルが挙げられる。本明細書中で定義されるようなコポリマーは、ランダム、ブロック及び交互コポリマーを含む。
【００２４】
ポリマーフィラメントが複数のタイプの生体吸収性ポリマーを含む場合、ポリマーフィラメントは好ましくはそれぞれ、生体吸収性ポリマーのブレンド物を含む。しかし、層内のポリマーフィラメントが、第１の生体吸収性ポリマー又はポリマーブレンド物を含む複数のフィラメント、及び第２の生体吸収性ポリマー又はポリマーブレンド物を含む別の複数のフィラメントを含み得ることは、除外されない。
【００２５】
好ましい生体吸収性ポリマーは、ＰＣＬ及びＰＧＬＡを含み、ここでＰＧＬＡは、８０：２０〜２０：８０、好ましくは約５０：５０のラクチド：グリコリド比を含む。好ましい基材では、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、ＰＣＬ又はＰＧＬＡを含むか又はそれからなる。より好ましくは、生体吸収性基材は、第１及び第２のポリマーフィラメント層の両方のポリマーフィラメントが、ＰＣＬ若しくはＰＧＬＡを含むか又はそれからなるものである。さらにより好ましくは、第１及び第２のポリマーフィラメント層の両方のポリマーフィラメントが、ＰＣＬを含むか若しくはそれからなるか、又は第１及び第２のポリマーフィラメント層の両方のポリマーフィラメントが、ＰＧＬＡを含むか若しくはそれからなる。
【００２６】
一実施形態では、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ、より好ましくは少なくとも６０ｗｔ％のＰＣＬ、より好ましくは少なくとも７０ｗｔ％のＰＣＬ、より好ましくは少なくとも８０ｗｔ％のＰＣＬを含む。例えば、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、少なくとも９０ｗｔ％のＰＣＬ、少なくとも９５ｗｔ％のＰＣＬ、少なくとも９８ｗｔ％のＰＣＬ、少なくとも９９ｗｔ％のＰＣＬ又は１００ｗｔ％のＰＣＬを含み得る。
【００２７】
場合によっては、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大５０ｗｔ％のＰＬＡ、ＰＬＬＡ、ＰＤＬＡ、ＰＤＬＬＡ、ＰＧＡ、ＰＧ、ＰＬＧＡ、ＰＧＣＬ、ＰＬＬＡ−コ−ＣＬ、ＰＤＬＡ−コ−ＣＬ又はＰＤＬＬＡ−コ−ＣＬを含む。ＰＣＬとともに、ポリマーフィラメント中に少量の、ＰＬＡ、ＰＬＬＡ、ＰＤＬＡ、ＰＤＬＬＡ、ＰＧＡ、ＰＧ、ＰＬＧＡ、ＰＧＣＬ、ＰＬＬＡ−コ−ＣＬ、ＰＤＬＡ−コ−ＣＬ又はＰＤＬＬＡ−コ−ＣＬのうち１つ以上を含めることによって、ＰＣＬ単独の場合と比較したとき、生体吸収性ポリマーの生体再吸収時間が短縮される。
【００２８】
より好ましくは、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大５０ｗｔ％のＰＬＧＡ、より好ましくは少なくとも６０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大４０ｗｔ％のＰＬＧＡ、より好ましくは少なくとも７０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大３０ｗｔ％のＰＬＧＡ、より好ましくは少なくとも８０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大２０ｗｔ％のＰＬＧＡを含む。上記のように、ＰＬＧＡを含めることにより、ＰＣＬ単独と比較した場合、生体吸収性ポリマーの生体再吸収時間を短縮するための好ましい方法が提供される。ＰＬＧＡにおけるラクチド対グリコリド単量体の比は、好ましくは８０：２０〜２０：８０、より好ましくは約５０：５０であるが、必要な生体再吸収特性に従って他の比が選択され得る。
【００２９】
場合によっては、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ、より好ましくは少なくとも６０ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ、より好ましくは少なくとも７０ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ、より好ましくは約８０ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ及びゼラチン、スクアレン及びクエン酸トリエチルの少なくとも１つのブレンド物を含む。
【００３０】
例えば、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、少なくとも７０ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ及び最大３０ｗｔ％のゼラチン、より好ましくは少なくとも８０ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ及び最大２０ｗｔ％のゼラチンのブレンド物を含み得る。例えば、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、８０ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ及び２０ｗｔ％のゼラチンを含み得る。
【００３１】
或いは、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、少なくとも８０ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ及び最大２０ｗｔ％のスクアレン、より好ましくは少なくとも８５ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ及び最大１５ｗｔ％のスクアレンのブレンド物を含む。例えば、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、８５ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ及び１５ｗｔ％のスクアレンを含み得る。ポリマーフィラメント中にスクアレンを含めると、ＰＣＬ又はＰＧＬＡ単独と比較した場合、硬化度が低下し、粘弾性が向上することが分かった。
【００３２】
或いは、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、少なくとも８０ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ及び最大２０ｗｔ％のクエン酸トリエチル、より好ましくは少なくとも８５ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ及び最大１５ｗｔ％のクエン酸トリエチルのブレンド物を含む。例えば、第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントは、８５ｗｔ％のＰＣＬ又はＰＧＬＡ及び１５ｗｔ％のクエン酸トリエチルを含み得る。ポリマーフィラメント中にクエン酸トリエチルを含めると、ＰＣＬ又はＰＧＬＡ単独と比較した場合、硬化度が低下し、さらに粘弾性が向上することも分かった。
【００３３】
生体吸収性ポリマーは、生体吸収が外科的介入後１〜２年の期間にわたってゆっくりと起こるように適切に選択される。このタイムスケールにより、血管障害の十分な修復が可能になり、パッチからのさらなる機械的支持が、障害部分を被覆し、再生血管壁を補強するためにもはや必要ではなくなることが分かった。
【００３４】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントは、適切には、１〜２０μｍ、より好ましくは１〜１５μｍ、より好ましくは２〜１０μｍ、より好ましくは３〜８μｍの範囲の、より好ましくは約５μｍの平均フィラメント径を有する。本明細書中で使用される場合、平均フィラメント径は、少なくとも２５本のフィラメントの直径の平均数の平均（ｍｅａｎ  ｎｕｍｂｅｒ  ａｖｅｒａｇｅ）を指し、フィラメント径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像でのフィラメントの長軸に対して垂直に行う測定により決定される（実験の詳細については例を参照）。
【００３５】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のフィラメント径は、場合によっては、０．２〜２μｍの範囲の１つのピーク及び２．５〜１０μｍの範囲の第２のピークを有する二峰性分布を形成し得る。より小さな直径のフィラメントを含めることにより、平滑筋細胞の初期コロニー形成のためのマトリクスが改善されることが分かった。次に、これらの直径がより小さいフィラメントは、細胞外マトリクスが修復されるとすぐに生体吸収される。
【００３６】
フィラメントは、好ましくは、最大直径の２０％以下、好ましくは最大直径の１０％以下の直径の変動で、その長さに沿って一貫した直径を有する。
【００３７】
ポリマーフィラメントは、好ましくは電界紡糸フィラメントである。電界紡糸は、接地コレクターに向かって紡糸チップからポリマー溶液の帯電糸を引き出すために電気力を使用する、ポリマーフィラメントの製造方法である。接地コレクターは、紡糸チップとの電位差を生じさせ、紡糸チップからポリマー溶液を引き出すために接地される、導電性材料を含む。コレクターは、平面板（電界紡糸フィラメントのランダム配向ウェブを作製）又は回転ドラム（電界紡糸フィラメントの整列したウェブを作製、整列の程度はドラムの回転速度に依存する）など、多くの構造を有し得る。電界紡糸フィラメントの使用によって、血管修復パッチの、必要とされる平行配向及びランダム配向層を得る簡単な手段がもたらされる。さらに、ポリマーフィラメントを電界紡糸すると、パッチの硬化度が低下し、健常血管と同様の機械的特性を有するパッチが得られることが分かった。
【００３８】
好ましい実施形態では、ポリマー基材は、０．５〜３．０ＭＰａの範囲のヤング率を有する。これは、人間の大動脈に対して約０．３〜１０ＭＰａ前後の範囲に匹敵する（０．３ＭＰａの値は健常で若い大動脈に相当し、１０ＭＰａの値は老化して不健康な大動脈に相当）。
【００３９】
平行配向ＰＣＬ繊維のＳＥＭ画像を図２で示し、ランダム配向ＰＣＬフィラメントのＳＥＭ画像を図３で示す。
【００４０】
本明細書で使用される場合、「平行に配向」及び「平行配向」という用語は、第１のポリマーフィラメント層のフィラメントが３６°以下（即ち１８０°の２０％）、最も好ましくは１８°以下（即ち１８０°の１０％）の標準偏差で配向していることを意味する。
【００４１】
本明細書で使用される場合、「ランダムに配向」及び「ランダム配向」という用語は、第２のポリマーフィラメント層のフィラメントが少なくとも４５°（即ち１８０°の２５％）、より好ましくは少なくとも５４°（即ち１８０°の３０％）、より好ましくは少なくとも６３°（即ち１８０°の３５％）、より好ましくは少なくとも７２°（即ち１８０°の４０％）、より好ましくは少なくとも８１°（即ち１８０°の４５％）、より好ましくは少なくとも９０°（即ち１８０°の５０％）の標準偏差で配向していることを意味する。
【００４２】
好ましくは、第１のポリマーフィラメント層のフィラメントは、３６°以下の標準偏差で配向し、第２のポリマーフィラメント層のフィラメントは、少なくとも４５°、より好ましくは少なくとも５４°、より好ましくは少なくとも６３°、より好ましくは少なくとも７２°の標準偏差で配向する。
【００４３】
さらにより好ましくは、第１のポリマーフィラメント層のフィラメントは、１８°以下の標準偏差で配向し、第２のポリマーフィラメント層のフィラメントは、少なくとも６３°、より好ましくは少なくとも７２°、より好ましくは少なくとも８１°、より好ましくは少なくとも９０°の標準偏差で配向する。
【００４４】
本明細書中に記載のような各層のフィラメント配向は、標準のオープンソースＩｍａｇｅＪプラグインであるＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎＪを使用して決定される測定値を指し、これは配向分布出力を生成させる。例えば、ＩｍａｇｅＪ（ｖ１．５２ｉ）を使用して測定値を決定し得る。
【００４５】
第２のポリマーフィラメント層は、適切には、３０〜７０％、好ましくは４０〜６０％、より好ましくは５０％前後の平均多孔度を有する。
【００４６】
第２のポリマーフィラメント層は、適切には、５０〜３００μｍ、より好ましくは１００〜２５０μｍ、より好ましくは１５０〜２００μｍの範囲の平均孔径を有する。第２のポリマーフィラメント層のランダム配向ポリマーフィラメントにより形成される細孔構造は、平滑筋細胞の遊走及び成長のための複数のチャネル又は通路をもたらす。平滑筋細胞の側径は５〜１００μｍの範囲であり、従って上記で設定される好ましい孔径を使用すると、各孔は通常、第２のポリマーフィラメント層のランダム配向したフィラメントネットワーク内の２〜５個の相互接続した細胞のネットワークに適応し得る。
【００４７】
本明細書中に記載のような多孔度及び孔径は、標準的なオープンソースＩｍａｇｅＪプラグインであるＤｉａｍｅｔｅｒＪを使用して決定される測定値を指し、これは孔径分布出力を生成させる。本明細書中で定義される場合、「多孔度」という用語は、面積に基づいて（細孔面積／総面積）計算される。例えば、ＩｍａｇｅＪ（ｖ１．５２ｉ）を使用して測定値を決定し得る。
【００４８】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のそれぞれは、好ましくは独立して１０μｍ〜２００μｍ、より好ましくは２０μｍ〜１００μｍ、より好ましくは３０μｍ〜７０μｍの範囲、例えば約５０μｍの厚さを有する。
【００４９】
本発明の血管修復パッチは、実質的に二次元／平面の形態であり、第１及び第２の主要面の長さ及び幅は、パッチの厚さよりも実質的に大きい。
【００５０】
本発明の血管修復パッチの全体的厚さは、好ましくは２０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは５０μｍ〜２００μｍ、より好ましくは５０μｍ〜１５０μｍの範囲、例えば約１００μｍである。
【００５１】
本発明の血管修復パッチの長さ及び幅は、好ましくは、それぞれ独立して、１０〜５０ｍｍ、より好ましくは２０〜４０ｍｍの範囲である。例えば、本パッチは、２５〜３５ｍｍの長さ及び１５〜２５ｍｍの幅を有し得、大動脈修復のためのパッチの特に好ましい寸法は、長さ３０ｍｍ及び幅２０ｍｍを含む。
【００５２】
本発明の血管修復パッチは、血管障害を覆う配置に適した何らかの形状を有し得る。例えば、パッチは、正方形、長方形、円形又は楕円形であり得る。
【００５３】
好ましい実施形態では、第１のポリマーフィラメント層のフィラメントは、血管修復パッチの長さ方向に実質的に平行に位置し、パッチの長さは、幅よりも大きく、例えば幅よりも少なくとも２０％又は少なくとも５０％大きい。この立体配置では、本パッチの内腔面は、パッチの配置後に損傷血管を通る血流に平行に配向し得るフィラメントを含む。この立体配置において、平行配向フィラメントは、血管修復パッチの表面にわたる血流に対する抵抗を最小限に抑え、これによりパッチのずれ又は剥離の可能性が低下する。
【００５４】
血管修復パッチの第１のポリマーフィラメント層は、好ましくは、１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含む。上記のように、細胞外マトリクスは血管壁で見られる分子ネットワークであり、血管修復パッチの内腔面上に細胞外マトリクス化合物を提供することにより、パッチの非内腔側にわたる内皮細胞遊走が促進され、パッチの上に内皮細胞単層が形成されるようになることが分かった。細胞外マトリクス化合物は、適切には、コラーゲン（特にＩ型及びＩＩ型コラーゲン）、エラスチン、フィブロネクチン、ラミニン、ＶＥ−カドヘリン、ビトロネクチン、インテグリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、ケタラン硫酸、ヒアルロン酸並びに、細胞接着及び遊走に最も関係するペプチド配列、例えばＡｒｇ−Ｇｌｙ．−Ａｓｐ（ＲＧＤ）、Ａｒｇ−Ｇｌｕ−Ａｓｐ−Ｖａｌ（ＲＥＤＶ）、Ｔｙｒ−Ｉｌｅ−Ｇｌｙ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（ＹＩＧＳＲ）などの１つ以上を含む。血流による洗い流しを防止するために、細胞外マトリクス化合物を第１のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントに水素結合又は共有結合させ得る。
【００５５】
好ましくは、細胞外マトリクス化合物は、フィブロネクチン、ラミニン（特にラミニン−５１１）及びＶＥ−カドヘリンから選択される。特に好ましい細胞外マトリクス化合物はフィブロネクチンである。
【００５６】
血管修復パッチの第１のポリマーフィラメント層は、好ましくは、本パッチの第１の面の表面積に基づいて０．５μｇ／ｃｍ２〜１００μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含む。より好ましくは、血管修復パッチの第１のポリマーフィラメント層は、パッチの第１の面の表面積に基づいて１μｇ／ｃｍ２〜５０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは１．５μｇ／ｃｍ２〜２０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２μｇ／ｃｍ２〜１５μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２．５μｇ／ｃｍ２〜１０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは３μｇ／ｃｍ２〜７μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）の１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含む。
【００５７】
本血管修復パッチの第２の面には、血管壁へのパッチの確実な取り付けを容易にし、血流に耐えるようにするために、適切な生体適合性接着剤のコーティングが提供され得る。適切な生体適合性接着剤は、当技術分野で周知であり、合成接着剤（アクリラート、シアノアクリラート及びポリウレタンなど）及び天然ポリマー（ヒアルロン酸、セルロース及びアルギナートなど）が挙げられる。接着の機序は、接着剤と血管組織との間での共有結合及び／又は水素結合の形成を含み得る。本発明のいくつかの実施形態では、生体適合性接着剤は、シアノアクリル酸エチル、シアノアクリル酸エチル及びシリカ粒子の混合物又はシアノアクリル酸ブチルである。
【００５８】
或いは、又はさらに、本血管修復パッチの第２の面には、血管壁へのパッチの確実な取り付けを容易にし、血流に耐えるようにするために、複数のマイクロニードルなど、物理的固定手段が提供され得る。マイクロニードルは、適切には、生体吸収性材料、例えば上記の生体吸収性ポリマー材料の１つ以上から形成される。
【００５９】
第２のポリマーフィラメント層は、場合によっては１つ以上の血栓形成剤、特に凝固カスケードの１つ以上の構成成分、例えば組織因子（ＴＦ又は第ＩＩＩ因子）、第ＶＩＩ因子、第Ｘ因子及びフィブリンを含み得る。好ましい血栓形成剤はＴＦである。血管修復パッチの第２のポリマーフィラメント層へのＴＦなどの血栓形成剤の組み込みにより、ランダム配向フィラメントマトリクスへの平滑筋細胞遊走が促進されることが分かった。
【００６０】
血管修復パッチの第２のポリマーフィラメント層は、好ましくは、パッチの第２の面の表面積に基づいて０．５μｇ／ｃｍ２〜１００μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の血栓形成剤を含む。より好ましくは、血管修復パッチの第１のポリマーフィラメント層は、パッチの第１の面の表面積に基づいて１μｇ／ｃｍ２〜５０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは１．５μｇ／ｃｍ２〜２０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２μｇ／ｃｍ２〜１５μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２．５μｇ／ｃｍ２〜１０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは３μｇ／ｃｍ２〜７μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の血栓形成剤を含む。
【００６１】
図４を参照して、本発明の第１の態様の血管修復パッチを概略的に説明する。図４は、長さ（４０１）、幅（４０２）及び厚さ（４０３）を有するパッチを示し、ここで長さ及び厚さはそれぞれ、本パッチが実質的に二次元／平面の形態となるように、厚さよりも実質的に大きい。本パッチは、第１の主要面（４０５）に隣接する第１のポリマーフィラメント層（４０４）及び第２の主要面（４０７）に隣接する第２のポリマーフィラメント層（４０６）を有する。第１のポリマーフィラメント層は、複数の平行配向フィラメントを含み、第２のポリマーフィラメント層は、複数のランダム配向フィラメントを含む。図５は、第２の主要面が複数のマイクロニードル（５０１）とともに提供されるパッチの改変を示す。
【００６２】
本発明の第２の態様によれば、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を含む血管修復パッチが提供され、ポリマー基材は、第１の主要面に隣接する少なくとも１つのポリマーフィラメント層を含み；１つ以上の細胞外マトリクス化合物がポリマー基材の第１の主要面上に配置される。
【００６３】
本発明の第２の態様によれば、細胞外マトリクス化合物は、適切には、コラーゲン（特にＩ型及びＩＩ型コラーゲン）、エラスチン、フィブロネクチン、ラミニン、ＶＥ−カドヘリン  ビトロネクチン、インテグリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、ケタラン硫酸、ヒアルロン酸、並びに、細胞接着及び遊走に最も関係するペプチド配列、例えばＡｒｇ−Ｇｌｙ．−Ａｓｐ（ＲＧＤ）、Ａｒｇ−Ｇｌｕ−Ａｓｐ−Ｖａｌ（ＲＥＤＶ）、Ｔｙｒ−Ｉｌｅ−Ｇｌｙ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（ＹＩＧＳＲ）などのうち１つ以上から選択される。血流による洗い流しを防止するために、細胞外マトリクス化合物を第１のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントに共有結合させ得る。好ましくは、細胞外マトリクス化合物は、フィブロネクチン、ラミニン（特にラミニン−５１１）及びＶＥ−カドヘリンから選択される。特に好ましい細胞外マトリクス化合物はフィブロネクチンである。
【００６４】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層は、好ましくは、パッチの第１の面の表面積に基づいて０．５μｇ／ｃｍ２〜１００μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含む。より好ましくは、血管修復パッチの第１のポリマーフィラメント層は、パッチの第１の面の表面積に基づいて１μｇ／ｃｍ２〜５０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは１．５μｇ／ｃｍ２〜２０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２μｇ／ｃｍ２〜１５μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２．５μｇ／ｃｍ２〜１０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは３μｇ／ｃｍ２〜７μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）の１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含む。
【００６５】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層は、好ましくは複数のポリマーフィラメントを含み、このポリマーフィラメントは平行に配向する。場合によっては、本パッチの長さは幅よりも大きく、例えば幅よりも少なくとも２０％又は少なくとも５０％大きく、第１のポリマーフィラメント層のフィラメントは、血管修復パッチの長さ方向に実質的に平行である。この立体配置では、本パッチの内腔面は、パッチの配置後に損傷血管を通る血流に平行に配向し得るフィラメントを含む。この立体配置において、平行配向フィラメントは、血管修復パッチの表面にわたる血流に対する抵抗を最小限に抑え、これによりパッチのずれ又は剥離の可能性が低下する。
【００６６】
ポリマー基材は、好ましくは、少なくとも１つのポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが１つ以上の生体吸収性ポリマーから形成され得る、生体吸収性ポリマー基材である。本発明の第２の態様によれば、ポリマーフィラメントは、本発明の第１の態様に関連して記載される特性の何れかを有し得る。本発明の第１の態様の観点で「好ましい」と特定されるポリマーフィラメントの特徴は何れも、本発明の第２の態様の観点でも好ましい。
【００６７】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層は、好ましくは、１０μｍ〜２００μｍ、より好ましくは２０μｍ〜１００μｍ、より好ましくは３０μｍ〜７０μｍの範囲、例えば約５０μｍの厚さを有する。
【００６８】
本血管修復パッチの第２の面には、血管壁へのパッチの確実な取り付けを容易にし、血流に耐えるようにするために、適切な生体適合性接着剤のコーティングが提供され得る。適切な生体適合性接着剤は上に記載されている。或いは、又はさらに、本血管修復パッチの第２の面には、上記のような物理的固定手段が提供され得る。
【００６９】
本発明の第１及び第２の態様によれば、本血管修復パッチは、平行配向フィラメントの配向方向を示すための標識とともに提供され得る。これらの標識は、印刷された標識又はパッチの表面におけるエンボス加工／刻み目の形態をとり得る。或いは、本血管修復パッチはパッケージ中で提供され得、このパッケージは、平行配向フィラメントの配向方向を示すための標識とともに提供される。
【００７０】
本発明の第３の態様によれば、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を含む血管修復パッチが提供され、このポリマー基材は、第２の主要面に隣接する少なくとも１つのポリマーフィラメント層を含み；１つ以上の血栓形成剤がポリマー基材の第２の主要面上に配置される。
【００７１】
１つ以上の血栓形成剤が、凝固カスケードの１つ以上の構成成分、例えば組織因子（ＴＦ又は第ＩＩＩ因子）、第ＶＩＩ因子、第Ｘ因子及びフィブリンから選択され得る。好ましい血栓形成剤はＴＦである。
【００７２】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層は、好ましくは、パッチの第２の面の表面積に基づいて０．５μｇ／ｃｍ２〜１００μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の血栓形成剤を含む。より好ましくは、血管修復パッチの第１のポリマーフィラメント層は、パッチの第１の面の表面積に基づいて１μｇ／ｃｍ２〜５０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは１．５μｇ／ｃｍ２〜２０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２μｇ／ｃｍ２〜１５μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２．５μｇ／ｃｍ２〜１０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは３μｇ／ｃｍ２〜７μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の血栓形成剤を含む。
【００７３】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層は、好ましくは複数のポリマーフィラメントを含み、このポリマーフィラメントはランダムに配向する。
【００７４】
ポリマー基材は、好ましくは、少なくとも１つのポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが１つ以上の生体吸収性ポリマーから形成され得る、生体吸収性ポリマー基材である。本発明の第３の態様によれば、ポリマーフィラメントは、本発明の第１の態様に関連して記載される特徴の何れかを有し得る。本発明の第１の態様の観点で、「好ましい」と特定されるポリマーフィラメントの特性は何れも、本発明の第３の態様の観点でも好ましい。
【００７５】
少なくとも１つのポリマーフィラメント層は、好ましくは、１０μｍ〜２００μｍ、より好ましくは２０μｍ〜１００μｍ、より好ましくは３０μｍ〜７０μｍの範囲、例えば約５０μｍの厚さを有する。
【００７６】
本血管修復パッチの第２の面には、血管壁へのパッチの確実な取り付けを容易にし、血流に耐えるようにするために、適切な生体適合性接着剤のコーティングが提供され得る。適切な生体適合性接着剤は上に記載されている。或いは、又はさらに、本血管修復パッチの第２の面には、上記のような物理的固定手段が提供され得る。
【００７７】
本発明の第１、第２及び第３の態様によれば、本血管修復パッチは、その第１及び第２の面を示すための標識とともに提供され得る。上記のように、本発明のパッチは、好ましくは、第１の面がパッチの内腔側を形成し、第２の面がパッチの非内腔側を形成するように配置される。或いは、本血管修復パッチはパッケージ中で提供され得、このパッケージは、平行配向フィラメントの配向方向を示すための標識とともに提供される。
【００７８】
本パッチが平行配向フィラメントを含む場合、本パッチ又は本パッチに対するパッケージ上のこれらの標識は、平行配向フィラメントの配向方向の両方を同時に示し、本パッチの第１及び第２の面を区別し得る。
【００７９】
場合によっては、本発明の第１、第２又は第３の態様による血管修復パッチは、移植後感染のリスクを低下させるために１つ以上の抗生物質でコーティングされ得る。
【００８０】
本発明の第４の態様によれば、血管障害を処置する方法が提供され、この方法は、血管修復パッチが血管壁の内側に適合するように、血管障害全域にわたり本発明の第１、第２及び第３の態様の何れかによる血管修復パッチを配置することを含む。
【００８１】
血管障害「全域にわたる」とは、一般に、本血管修復パッチが二次元で延びて血管障害を完全に被覆し、血管障害への血流を実質的に阻止することを意味する。本血管修復パッチが平行配向フィラメントを含む場合、本パッチの配置後、本パッチの内腔面に隣接する平行配向フィラメントが損傷血管を通る血流に平行に配向するように本パッチを配置することが好ましい。これにより、本血管修復パッチの表面にわたり血流に対する抵抗性が低下し、これによりパッチのずれ又は剥離の可能性が低下する。
【００８２】
血管障害は、血管壁、例えば動脈又は静脈の壁の断裂であり得る。より好ましくは、血管障害は大動脈解離である。
【００８３】
本発明の第４の態様によれば、本血管修復パッチは、好ましくは、例えば本血管修復パッチを配置するためにカテーテル又はガイドワイヤを使用して、血管内送達系によって配置される。この送達系は、血管障害全域にわたる血管壁へのパッチの固定を容易にするためにパッチに対して十分な力を加え、その後パッチを解放することが可能であるべきである。
【００８４】
本血管修復パッチは、好ましくは、第１の面が本パッチの内腔側を形成し、第２の面が本パッチの非内腔側を形成するように配置される。通常、本血管修復パッチは、第２の面上の生体接着剤によって、及び／又は本血管修復パッチの第２の面上に形成される、複数のマイクロニードルなどの物理的固定手段によって適所で保持される。しかし、本パッチがステントなどの外部固定手段によって所定の位置で固定され得ることは除外されない。
【００８５】
図６Ａ〜６Ｄを参照して本発明の方法を概略的に説明する。図６Ａは、矢印（６０２）によって表される血流の方向とともにインタクトな動脈（６０１）を表す。図６Ｂは、血管障害（６０３）の形成及び偽腔（６０４）の形成を示す。図６Ｃは、本発明による血管修復パッチ（６０６）を血管障害の部位まで運ぶカテーテル（６０５）を示し、図６Ｄは、血管障害を覆うパッチの配置を示す。
【００８６】
図７Ａ〜７Ｆを参照して、本発明の血管修復パッチの操作を概略的に説明する。図７Ａは、内皮（７０２）を含む、内膜の健常血管（７０１）、内膜及び、中膜の平滑筋細胞（７０３）を示す（外膜は示さない）。血流の方向を矢印（７０４）により示す。図７Ｂは、血管障害（７０５）の形成及び血管壁の層と層との間に偽腔（７０７）を形成する動脈血（７０６）の進入を示す。図７Ｃは、血管障害（７０５）上に配置される本発明による血管修復パッチ（７０８）を示し、本パッチは、平行である複数のポリマーフィラメントを含む第１のポリマーフィラメント層（７０９）を含み；第２のポリマーフィラメント層（７１０）はランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含む。
【００８７】
本パッチは、第１の基材層（７０９）の第１の主要（内腔）面が血管の内腔に面しており、第２の基材層の第２の主要（非内腔）面が血管壁に対して配置されたランダム配向フィラメントを含んで配置される。図７Ｄは、外科的介入後２〜４週間前後での本発明の血管修復パッチを示し、その時までに、上皮細胞の単層（７１１）が内腔面を覆うように形成される。図７Ｅは、外科的介入後１〜１２か月前後での本発明の血管修復パッチを示し、その時までに平滑筋細胞（７１２）が本装置の第２のポリマーフィラメント層に遊走した。最後に、図７Ｆは、血管壁の完全な細胞再生及び血管修復パッチの生体吸収後に形成される健常な再生血管を示す。
【００８８】
本発明の第５の態様によれば、血管障害を処置する方法での使用のための細胞外マトリクス化合物が提供され、この細胞外マトリクス化合物は、本発明の第１又は第２の態様による血管修復パッチの形態であり、本方法は、本血管修復パッチが血管壁の内側に適合するように、血管障害全域にわたり本血管修復パッチを置くことを含む。
【００８９】
細胞外マトリクス化合物は、コラーゲン（特にＩ型及びＩＩ型コラーゲン）、エラスチン、フィブロネクチン、ラミニン、ＶＥ−カドヘリン、ビトロネクチン、インテグリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、ケタラン硫酸、ヒアルロン酸及び、例Ａｒｇ−Ｇｌｙ．−Ａｓｐ（ＲＧＤ）、Ａｒｇ−Ｇｌｕ−Ａｓｐ−Ｖａｌ（ＲＥＤＶ）、Ｔｙｒ−Ｉｌｅ−Ｇｌｙ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（ＹＩＧＳＲ）から選択されるペプチド配列のうち１つ以上から選択され得る。
【００９０】
好ましくは、細胞外マトリクス化合物は、フィブロネクチン、ラミニン（特にラミニン−５１１）及びＶＥ−カドヘリンから選択される。より好ましくは、細胞外マトリクス化合物はフィブロネクチンである。
【００９１】
本発明の第６の態様によれば、血管障害を処置する方法での使用のための血栓形成剤が提供され、この血栓形成剤は、本発明の第１又は第３の態様による血管修復パッチの形態であり、本方法は、本血管修復パッチが血管壁の内側に適合するように、血管障害全域にわたり本血管修復パッチを置くことを含む。
【００９２】
血栓形成剤は、凝固カスケードの１つ以上の構成成分、例えば組織因子（ＴＦ又は第ＩＩＩ因子）、第ＶＩＩ因子、第Ｘ因子及びフィブリンから選択され得る。好ましくは血栓形成剤はＴＦである。
【００９３】
本発明の第７の態様によれば、本発明の第１の態様による血管修復パッチを作製する方法が提供され、この方法は、
（ａ）（ｉ）平行に配向する複数のポリマーフィラメントを含む第１のポリマーフィラメント層；及び（ｉｉ）ランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含む第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも１つを形成させることにより、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を提供すること
を含む。
【００９４】
本方法は、場合によっては、以下の段階：
（ｂ）１つ以上の細胞外マトリクス化合物をポリマー基材の第１の主要面に塗布すること；及び／又は
（ｃ）１つ以上の血栓形成剤をポリマー基材の第２の主要面に塗布すること
をさらに含み得る。
【００９５】
本発明の第７の態様の方法は、本発明の第１の態様に関連して既に述べた好ましい／任意の特徴の何れかを有し得る。特に、ポリマーフィラメントのタイプ及び寸法並びに細胞外マトリクス化合物及び／又は血栓形成剤のタイプ及び量は、本発明の第１の態様に関して記載されるとおりであり得る。同様に、ポリマー基材は、本発明の第１の態様に関して記載される寸法、形状又は物理的特性の何れかを有し得る。
【００９６】
段階（ａ）は、電界紡糸によって第１のポリマーフィラメント層及び／又は第２のポリマーフィラメント層を形成させることを含み得る。コレクターは、平面板（電界紡糸フィラメントのランダム配向ウェブを作製）又は回転ドラム（電界紡糸フィラメントの整列したウェブを作製、整列の程度はドラムの回転速度に依存する）など、多くの構造を有し得る。例えば、ポリマー（例えば上記のような生体吸収性ポリマー）は、５％〜１５％ｗ／ｖの範囲の濃度で溶媒中で溶解され得る。
【００９７】
適切な溶媒としては、クロロホルム、クロロホルムとジメチルホルムアミドとの混合液（例えば９０ｖｏｌ％クロロホルム及び１０ｖｏｌ％ジメチルホルムアミド）又はクロロホルムとジメチルスルホキシドとの混合液（例えば９０ｖｏｌ％のクロロホルム及び１０ｖｏｌ％のジメチルスルホキシド）が挙げられる。
【００９８】
次に、ポリマー溶液をシリンジポンプに入れ、５００〜５，０００μＬ／ｈの範囲の体積流量でコレクターに向かって推進する。シリンジポンプは通常、コレクターから１５〜３０ｃｍの距離に配置し、２０〜３０ｋＶの範囲の電位をシリンジとコレクターとの間にかける。このように形成された電界紡糸フィラメントウェブをコレクターから取り出す前に乾燥させる。
【００９９】
第１及び第２のポリマーフィラメント層を場合によっては個別に形成し、その後一緒に合わせ得る。或いは、第１及び第２のポリマーフィラメント層を各層の連続的電界紡糸によって形成し得る。
【０１００】
段階（ｂ）及び／又は（ｃ）の前に、細胞外マトリクス化合物及び／又は血栓形成剤のパッチへの接着を向上させ、これらの構成成分が血流によりパッチから洗い流されるのを防ぐために、ポリマー基材に対してプラズマ処理を行い得る。プラズマ処理は、大気圧コロナ放電を使用して、又は真空下で、空気、酸素、窒素、アルゴン及びそれらの組み合わせを含み得るガスを使用して、実行し得る。好ましいプラズマ処理は、酸素又は酸素とアルゴンとの混合物を約０．１５ｍｂａｒの圧力で使用する。
【０１０１】
細胞外マトリクス化合物及び／又は血栓形成剤は、何らかの適切な方法によってポリマー基材に塗布し得、例えば、スプレーアプリケーター、ローラーアプリケーターを使用して、又は基材の表面を細胞外マトリクス化合物及び／又は血栓形成剤の水溶液に浸すことによって、細胞外マトリクス化合物及び／又は血栓形成剤の水溶液を塗布する。
【０１０２】
好ましい一方法では、第１の基材層を１つ以上の細胞外マトリクス化合物の溶液に含浸するために、１つ以上の細胞外マトリクス化合物の約１００μｇ／ｍＬを含む水溶液にポリマー基材の第１の面を浸す。次に、第１の基材層において１つ以上の細胞外マトリクス化合物の分散を提供するために、含浸した基材を乾燥させる。
【０１０３】
別の好ましい方法では、第２の基材層を１つ以上の血栓形成剤の溶液に含浸するために、１つ以上の血栓形成剤の約１００μｇ／ｍＬを含む水溶液にポリマー基材の第２の面を浸す。次に、第２の基材層において１つ以上の血栓形成剤の分散を提供するために、含浸した基材を乾燥させる。
【０１０４】
本方法は、ポリマー基材の第２の面上に生体適合性接着剤のコーティングを提供することをさらに含み得る。適切な生体適合性接着剤は、本発明の第１の態様について記載のとおりである。
【０１０５】
本方法は、ポリマー基材の第２の面上に複数のマイクロニードルなどの物理的固定手段を提供することをさらに含み得る。
【０１０６】
本発明の第８の態様によれば、本発明の第２の態様による血管修復パッチを作製する方法が提供され、この方法は、
（ａ）少なくとも１つの、平行に配向する複数のポリマーフィラメントを含むポリマーフィラメント層を形成させることにより、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を提供すること；及び
（ｂ）１つ以上の細胞外マトリクス化合物をポリマー基材の第１の主要面上に塗布すること
を含む。
【０１０７】
本発明の第８の態様の方法は、本発明の第１の態様に関連して既に述べた好ましい／任意の特性の何れかを有し得る。特に、ポリマーフィラメントのタイプ及び寸法並びに細胞外マトリクス化合物のタイプ及び量は、本発明の第１の態様に関して記載されるとおりであり得る。同様に、ポリマー基材及び少なくとも１つのポリマーフィラメント層は、本発明の第１の態様に関連して記載されるポリマー基材及び第１のポリマーフィラメント層に関して記載される寸法、形状又は物理的特性の何れかを有し得る。
【０１０８】
段階（ａ）は、本発明の第７の態様に関連して上で述べたように、電界紡糸によって少なくとも１つのポリマーフィラメント層を形成させることを含み得る。
【０１０９】
本発明の第７の態様に関連して上で述べたように、ポリマー基材に対して工程（ｂ）の前にプラズマ処理を行い得る。
【０１１０】
細胞外マトリクス化合物は、何らかの適切な方法によってポリマー基材に塗布し得、例えば、スプレーアプリケーター、ローラーアプリケーターを使用して、又は基材の表面を細胞外マトリクス化合物の水溶液に浸すことによって、細胞外マトリクス化合物の水溶液を塗布し得る。
【０１１１】
好ましい一方法では、第１の基材層を１つ以上の細胞外マトリクス化合物の溶液に含浸するために、１つ以上の細胞外マトリクス化合物の約１００μｇ／ｍＬを含む水溶液にポリマー基材の第１の面を浸す。次に、第１の基材層において１つ以上の細胞外マトリクス化合物の分散を提供するために、含浸した基材を乾燥させる。
【０１１２】
本方法は、ポリマー基材の第２の面上に生体適合性接着剤のコーティングを提供することをさらに含み得る。適切な生体適合性接着剤は、本発明の第１の態様について記載のとおりである。
【０１１３】
本方法は、ポリマー基材の第２の面上に複数のマイクロニードルなどの物理的固定手段を提供することをさらに含み得る。
【０１１４】
本発明の第９の態様によれば、本発明の第３の態様による血管修復パッチを作製する方法が提供され、この方法は、
（ａ）少なくとも１つの、ランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含むポリマーフィラメント層を形成させることにより、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を提供すること；及び
（ｂ）１つ以上の血栓形成剤をポリマー基材の第２の主要面上に塗布すること
を含む。
【０１１５】
本発明の第９の態様の方法は、本発明の第１の態様に関連して既に述べた好ましい／任意の特性の何れかを有し得る。特に、ポリマーフィラメントのタイプ及び寸法並びに血栓形成剤のタイプ及び量は、本発明の第１の態様に関して記載されるとおりであり得る。同様に、ポリマー基材及び少なくとも１つのポリマーフィラメント層は、本発明の第１の態様に関連して記載されるポリマー基材及び第２のポリマーフィラメント層に関して記載される寸法、形状又は物理的特性の何れかを有し得る。
【０１１６】
段階（ａ）は、本発明の第７の態様に関連して上で述べたように、電界紡糸によって少なくとも１つのポリマーフィラメント層を形成させることを含み得る。
【０１１７】
本発明の第７の態様に関連して上で述べたように、ポリマー基材に対して工程（ｂ）の前にプラズマ処理を行い得る。
【０１１８】
血栓形成剤は、何らかの適切な方法によってポリマー基材に塗布し得、例えば、スプレーアプリケーター、ローラーアプリケーターを使用して、又は基材の表面を血栓形成剤の水溶液に浸すことによって、血栓形成剤の水溶液を塗布し得る。
【０１１９】
好ましい一方法では、第２の基材層を１つ以上の血栓形成剤の溶液に含浸するために、１つ以上の血栓形成剤の約１００μｇ／ｍＬを含む水溶液にポリマー基材の第２の面を浸す。次に、第２の基材層において１つ以上の血栓形成剤の分散を提供するために、含浸した基材を乾燥させる。
【０１２０】
本方法は、ポリマー基材の第２の面上に生体適合性接着剤のコーティングを提供することをさらに含み得る。適切な生体適合性接着剤は、本発明の第１の態様について記載のとおりである。
【０１２１】
本方法は、ポリマー基材の第２の面上に複数のマイクロニードルなどの物理的固定手段を提供することをさらに含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】動脈壁の断面の構造（１１０）を表す。
【０１２３】
【図２】平行配向ＰＣＬ繊維のＳＥＭ画像である。
【０１２４】
【図３】ランダム配向ＰＣＬ繊維のＳＥＭ画像である。
【０１２５】
【図４】本発明の第１の態様の血管修復パッチを概略的に示す。
【０１２６】
【図５】第２の主要面が複数のマイクロニードル（５０１）とともに提供されるパッチの改変物を示す。
【０１２７】
【図６Ａ】本発明の方法を概略的に示す。
【図６Ｂ】本発明の方法を概略的に示す。
【図６Ｃ】本発明の方法を概略的に示す。
【図６Ｄ】本発明の方法を概略的に示す。
【０１２８】
【図７】説明される図７Ａ〜７Ｆは、本発明の血管修復パッチの働きを示す。
【０１２９】
【図８】本発明のパッチで使用される繊維層におけるヒト大動脈内皮細胞／ヒト平滑筋細胞の細胞密度を示すグラフである。データを表２で提供する。
【０１３０】
【図９】本発明のパッチで使用される繊維層におけるヒト大動脈内皮細胞／ヒト平滑筋細胞の細胞速度を示すグラフである。データを表２で提供する。
【０１３１】
【図１０】対照実験に対するヒト大動脈内皮細胞／ヒト平滑筋細胞の細胞密度を示すグラフである。データを表２で提供する。
【０１３２】
【図１１】ヒト大動脈内皮細胞を使用して、例２の方法に従って試験したパッチの落射蛍光顕微鏡画像である。パッチは１層パッチであり、この層の繊維はランダム配向している。
【０１３３】
【図１２】ヒト大動脈内皮細胞を使用して、例２の方法に従って試験したパッチの落射蛍光顕微鏡画像である。パッチは２層パッチであり、両層の繊維は平行配向している。
【０１３４】
【図１３】ヒト大動脈内皮細胞を使用して、例２の方法に従って試験したパッチの落射蛍光顕微鏡画像である。パッチは２層パッチであり、両層の繊維はランダム配向している。
【０１３５】
【図１４】ヒト平滑筋細胞を使用して、例２の方法に従って試験したパッチの落射蛍光顕微鏡画像である。パッチは１層パッチであり、この層の繊維はランダム配向している。
【０１３６】
【図１５】ヒト平滑筋細胞を使用して、例２の方法に従って試験したパッチの落射蛍光顕微鏡画像である。パッチは２層パッチであり、両層の繊維は平行配向している。
【０１３７】
【図１６】ヒト平滑筋細胞を使用して、例２の方法に従って試験したパッチの落射蛍光顕微鏡画像である。パッチは２層パッチであり、両層の繊維はランダム配向している。
【０１３８】
【図１７】例２の方法に従って試験したパッチの落射蛍光顕微鏡画像であり、細胞密度の計算のための例となる領域を示す。
【０１３９】
【図１８】例２の方法に従って試験したパッチの落射蛍光顕微鏡画像であり、細胞速度の計算のための例となる長さを示す。
【０１４０】
【図１９】「対照実験」の方法に従って試験したパッチの落射蛍光顕微鏡画像である。
【０１４１】
【図２０】繊維が平行配向している１層パッチに対する動的粘弾性分析（ＤＭＡ）データを示すグラフである。
【０１４２】
【図２１】繊維がランダム配向している１層パッチに対するＤＭＡデータを示すグラフである。
【０１４３】
【図２２】繊維が平行配向している１つの層及び繊維がランダム配向している１つの層を含む、本発明のパッチに対するＤＭＡデータを示すグラフである。
【０１４４】
例
以下の方法を使用して、本発明のパッチの本発明のパッチのＳＥＭ画像を得た。試料調製：本発明のパッチの試料を採取し、試料をホルダーに接着接合させるためにカーボンテープを使用して試料ホルダーに置いた。次に、試料を金スパッタリング系に入れ、圧力を０．０５ｍＰａに下げ、金とともに試料を２０秒間スパッタする。次いで、チャンバーを周囲圧力まで満たし、試料を取り出す。ＳＥＭ画像のキャプチャ：ＳＥＭチャンバーに対して通気し、周囲圧力にする。試料ステージ上に試料を導入し、試料区画を閉じ、排気する。ＳＥＭ装置中のタングステンフィラメントに電気を通して（最大２５μＡ）これを加熱する。次に、全試料に対して同じ条件を使用してＳＥＭ画像を撮影する：スポットサイズ＝５０％、電圧＝１０ｋＶ、距離＝１０ｍｍ、倍率＝２０００×。
【０１４５】
ＤＭＡ  ＴＡ−Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＤＭＡ  Ｑ−８００を使用して、本発明のパッチの粘弾性を測定した。試料（パッチ）をクランプの間に挟み、試料に正弦波応力を加えた。１Ｈｚの周波数、０．０３Ｎのプレロード力（ｐｒｅ−ｌｏａｄ  ｆｏｒｃｅ）及び１．２５ｘプレロード力（ｐｒｅ−ｌｏａｄ  ｆｏｒｃｅ）の振幅で全実験を行った。各時点での歪み／応力を測定することによって、弾性率及び損失弾性率を抽出した。
【０１４６】
ＴＡ−ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＤＭＡ  Ｑ−８００を使用して、本発明のパッチのヤング率を測定した。変形が生じるまで試料（パッチ）に張力をかける張力アッセイを行った。機器は、特定の歪みで各パッチが受ける応力を測定した。０．００１０Ｎのプレロード力（ｐｒｅｌｏａｄ  ｆｏｒｃｅ）、０．９％の初期歪み、１０．０ｍの初期変位及び５．０％ｍｉｎ−１〜３０％ｍｉｎ−１の歪み勾配で全実験を実行した。本発明のパッチに対するヤング率を以下で提供する。
【表１】
2021511191.tif 000002
【０１４７】
例１
１．２０ｇのポリカプロラクトン（ＰＣＬ）を１０ｍＬのクロロホルム中で溶解させ、１２％ｗ／ｖの濃度にする。一定であるが激しくならないように撹拌しながら、ＰＣＬペレットを少量ずつ溶媒に添加する。ペレット全てが溶解したら、混合物をすぐに使用できる。
【０１４８】
気泡形成を防ぐために、先端が細いシリンジによりＰＣＬ混合物を吸引する。溶媒を蒸発させずに既存の気泡を除去するために、ドラフト内でシリンジの先端を上に向けて置く。
【０１４９】
シリンジをシリンジポンプ系の上に置き、混合物を２０００μＬ／ｈの体積流量で推進する。シリンジポンプをコレクターから２４．５ｃｍ離して水平に配置する。シリンジポンプとコレクターとの間に２５ｋＶの電位をかける。およそ１時間、混合物をコレクターに蓄積させる。その後、パッチをおよそ１時間風乾する。
【０１５０】
直径１５．６ｍｍの環状パッチを電界紡糸面全体から切り取る。
【０１５１】
次に、パッチの表面に対してプラズマ処理を行い、ナノファイバーの親水性を高める。低温プラズマ発生器を使用する。純粋な酸素ガスに対して１５０Ｐａの圧力で点火し、グロー放電を３分間点火する。この工程は、オープン・デューティ・サイクル（ｏｐｅｎ  ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅ）及び７０Ｗの電力を使用して行う。
【０１５２】
処理直後に、生体接着剤１００μＬを含有する２４ウェルプレート上にパッチを置く。並行して、１００μｇ／ｍＬの濃度でリン酸生理食塩水緩衝液（ＰＢＳ）中で溶解させた２００μＬのフィブロネクチンをパッチの上面に置く。５分後、パッチを２４ウェルプレートから取り外す。
【０１５３】
６ウェルプレートに細胞１００万個／ｃｍ２で播種したヒト大動脈内皮細胞の培養物の中央をプラスチック製細胞スクレーパーで傷付ける。パッチを損傷部位に置き、プレート表面に押し付ける。
【０１５４】
細胞を培養液中で４８時間温置する。その後、４％パラホルムアルデヒドを使用して室温で２０分間、細胞を固定する。ＰＢＳで１０分間２回連続して洗浄した後、細胞を０．２％ｔｒｉｔｏｎ（ＰＢＳ中）で１０分間透過処理する。次に細胞をＰＢＳで２回、１回の洗浄あたり１０分間洗浄し、ＰＢＳ−ＢＳＡ（ＰＢＳ、１％ウシ血清アルブミン）中の５％ヤギ血清で１時間ブロットする。細胞をファロイジン及びＤＡＰＩで１時間標識する。結合していない試薬を除去するために、ＰＢＳで１０分間の洗浄をさらに２回行う。
【０１５５】
プレート及びパッチに沿って細胞を可視化し、蛍光顕微鏡を使用して遊走について調べる。画像解析ソフトウェアＦｉｊｉを使用して、パッチの上部に向かって遊走した細胞の細胞密度を定量化する。
【０１５６】
例２
以下の実験は、本発明のパッチ内の細胞遊走に対する繊維配向及び／又は層数の影響を実証する。
【０１５７】
最初に、以下の条件を採用したことを除いて、例１と同じ手順を使用して、１層又は２層のＰＣＬシートを電界紡糸した：電圧＝１８．６ｋＶ、コレクターまでの距離＝１８ｃｍ、流量＝２０００μＬ／ｈ、体積＝２ｍＬ。回転速度０ｒｐｍでコレクターを使用して層１を作製する。この層は繊維がランダム配向している。回転速度１０００ｒｐｍでコレクターを使用して層２を作製する。この層の繊維は整列配向している。
【０１５８】
外科用メスを使用して２ｃｍ×１ｃｍの寸法のパッチを切り出す。ポリ（アクリル酸ブチル：アクリル酸）ベースの接着剤（１００μＬ）を１５ｃｍの距離から各パッチに噴霧し、各パッチを６ウェルの組織培養プレートに置く。５分間、２ｍＬの細胞培養液を使用して、ウェルを３回洗浄する。使用される細胞培養液は、実験に使用したものと同じであり、５％ウシ胎児血清及び１％ペニシリン／ストレプトマイシン入りの、内皮用のＧｒｏｗｔｈ  Ｍｅｄｉｕｍ−２  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ（Ｐｒｏｍｏｃｅｌｌ）を含む。
【０１５９】
１００μｇ／ｍＬのウシ血漿フィブロネクチン５０μＬを各パッチ上に沈着させる前に、各パッチをプラズマコロナで１分間処理する。その後、パッチを３７℃で２時間放置する。
【０１６０】
次にフィブロネクチンを穏やかに取り除き、各パッチを２ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍのシリコーンキャップで被覆する。次に、２．５ｍＬの培養液中で懸濁したヒト大動脈内皮細胞又はヒト大動脈平滑筋細胞（細胞３００，０００個）をプレート上に播種し、プレートを５％ＣＯ２、３７℃のインキュベーターに置いておく。
【０１６１】
１２時間後、各パッチからシリコーンキャップを取り外し、培地を２．５ｍＬの新鮮な細胞培養液と交換する。パッチをインキュベーターに戻し、２４時間ごとに細胞培養液を交換する。シリコーンキャップを取り外してから７２時間後に実験を終了する。
【０１６２】
組織培養プレートをＰＢＳですすぎ、４％パラホルムアルデヒドにより室温で３０分間固定する。その後、細胞をＰＢＳで５分間、２回洗浄する。過剰なアルデヒドをＰＢＳ中のグリシンの溶液（０．２ｍｏｌ／Ｌ）で１０分間クエンチし、ＰＢＳで５分間、２回洗浄した後、細胞をＰＢＳ中のＸ−１００  Ｔｒｉｔｏｎの溶液（０．２％）で透過処理する。
【０１６３】
ＰＢＳで１０分間、２回連続して洗浄した後、細胞をファロイジン−ローダミン１：１００及びＤＡＰＩ  １：１０００で１時間標識して、細胞のアクチン及び核を染色する。
【０１６４】
２回連続してＰＢＳで５分間洗浄した後、標本を６ウェルプレートから剥離し、２つの顕微鏡スライドに挟んで下向きに配置し、次いでＮｉｋｏｎ落射蛍光顕微鏡を使用して画像化する。
【０１６５】
４×及び１０×で画像を撮影し、各パッチの細胞コロニー形成を定量化し、細胞による移動距離及び細胞密度、例えば単位面積あたりの細胞数、の両方を観察する。図１１〜１８は、本発明のパッチの落射蛍光画像である。
【０１６６】
顕微鏡のソフトウェアに組み込まれた顕微鏡のスケールを使用してピクセルと距離との比率を計算する。ソフトウェア「ＦＩＪＩ」を使用して、細胞数を定量化する。浸潤領域の細胞数を数え、領域のサイズで除することによって、細胞浸潤領域密度を計算した（例えば図１７参照）。細胞が移動した距離（例えば図１８参照）を実験時間により除したものとして、細胞速度を計算する。
【０１６７】
対照実験
例２に記載のものと同じ手順に従い対照実験を行ったが、各パッチをシリコーンキャップで被覆せずに、ヒト内皮細胞／平滑筋細胞でパッチを完全に被覆できるようにし、ヒト内皮細胞／平滑筋細胞は、それらが添加されたときに６ウェル組織培養プレートと同じように各パッチに接着し得る。
【０１６８】
従って、これらの実験から得られたデータは、７２時間での「総」パッチコロニー形成に対する対照である。図１０は、ヒト内皮細胞及び平滑筋細胞に対する対照実験について得られたデータを示す（表２の「ＡＤＨ」の項目を参照）。
【０１６９】
パッチは実験の最初から「コロニー形成」されるので、コロニー形成速度に対する対照は測定しなかった。
【０１７０】
この結果から、内腔層の繊維が整列している場合、繊維がランダムに配向する場合よりも、内皮細胞が高い細胞密度を示すことが確認される。さらに、内皮細胞は、層内の繊維が整列している場合、層内の繊維がランダムに配向する場合よりも、速く遊走する。
【０１７１】
パッチが２層の場合、１層の場合よりも平滑筋細胞が低い細胞密度を示す。さらに、平滑筋細胞は、層内の繊維が整列している場合、層内の繊維がランダムに配向する場合よりも細胞密度が低くなる。最後に、平滑筋細胞は、この層の繊維がランダムに配向する場合、この層の繊維が整列している場合よりも速く遊走する。繊維が整列していると、パッチを通じた平滑筋細胞の進行を遅らせると思われる。
【表２】
2021511191.tif 000003
１Ｌ−Ｒ＝繊維の配向がランダムな１層パッチ。
１Ｌ−Ａ＝繊維の配向が平行である（整列）１層パッチ。
２Ｌ−Ｒ＝２層パッチ：非内腔側の面は繊維が平行に配向しており、内腔側の面は繊維がランダムに配向している。
２Ｌ−Ａ＝２層パッチ：非内腔側の面は繊維がランダムに配向しており、内腔側の面は繊維が平行に配向している。
ＡＤＨ＝接着−陽性対照
図８及び９は、表２で示される非対照データをグラフで表示する。
【０１７２】
この結果から、本発明のパッチの特異的な構造特性が、どのように、インビボでの性能が最適化された改良パッチをもたらすかが示される。従って、本発明の装置は２つの層を含み；第１の層は平行に配向したポリマーフィラメントを含み、第２の層はランダムに配向したポリマーフィラメントを含む。使用時、即ちインビボでは、第２の層は非内腔層（即ち平滑筋細胞と接触する層）であり、一方で第１の層は内腔層（即ち血流と接触する層）である。繊維の整列により、内皮細胞が最初の（内腔）層を迅速に通過してコロニーを形成するようになり、血流と接触している層のより速い再内皮化を促進する。さらに、第２の（非内腔）層における繊維のランダムな配向により、平滑筋細胞が第２の層を迅速に通過してコロニーを形成するようになる。
【０１７３】
しかし、平滑筋細胞は整列した第１の（内腔）層（図９参照）を迅速に移動し得ず、従って本発明のパッチの第１の層は平滑筋細胞に対する障壁を効果的に提供し、平滑筋細胞が主に第２の（非内腔）層に存在するようになる。
【０１７４】
例３
発明者らは、パッチの大動脈への流れに対する抵抗を評価するエクスビボ試験を開発した。この試験では、ブタ下行大動脈（直径１．５ｃｍ）、加圧空気で作動する膜ポンプ、ＰＶＣチューブ、本発明の接着パッチ及び水（室温）を利用する。
【０１７５】
最初に外科用パンチを使用して、大動脈に２〜４ｍｍの断裂を作製した。次に、ケーブルタイを使用して大動脈をＰＶＣチューブに接続した。ＰＶＣチューブを膜ポンプに接続した。
【０１７６】
膜ポンプの加圧空気は２ｂａｒｇで安定させた。この圧力で、ポンプは６Ｌ／ｍｉｎ及び１Ｈｚで拍動性の水流を送り、大動脈がさらされている生理的な血流をエミュレート（ｅｍｕｌａｔｉｎｇ）する。
【０１７７】
ポンプが有効になったら、ウォータージェットの断裂部からの放出が観察されたことを確認するために、断裂部を調べた。ウォータージェットが観察されない場合、ポンプを停止し、大動脈を通じて十分に拡大していることを確認するために断裂部を調べた。必要に応じて、断裂部を拡大し、ウォータージェットが断裂部から放出されていることが観察されるまでチェックを繰り返した。
【０１７８】
チェックが完了したら、膜ポンプを停止させ、大動脈の内側から断裂部を被覆するために、請求項に記載の接着パッチを手作業で導入した。パッチのサイズは２ｃｍ×１ｃｍであった（例２と同様）。接着剤には、シアノアクリル酸エチル（５０μＬ）、シアノアクリル酸エチル（１００μＬ）及びシリカ粒子（４％）の混合物並びにシアノアクリル酸ブチル（２０μＬ）が含まれた。大動脈へのパッチの接着を確実にするために、パッチに５秒間圧力をかけた。パッチを取り付けたら、膜ポンプを再びオンにして、水が大動脈を通じて流れるようにする。
【０１７９】
ポンプを作動させ、パッチの性能を視覚的に評価した。パッチが大動脈から剥離すると、パッチは系から排出され、断裂部からの漏水が観察される。接着剤が大動脈に取り付けられたパッチを保持する場合、漏水は観察されない。上記のように試験したパッチは、実験の持続時間にわたって大動脈に接着したままであり、漏水は観察されなかったことが分かった。
【０１８０】
上記は、当業者が特許請求の範囲で定義されるように本発明を実施するのを助けるための本発明の詳細な説明である。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書中に記載の本発明の特定の実施形態に様々な修正及び変更を加え得る。別段の定めがない限り、本明細書中で使用される技術及び科学用語は全て、本発明が属する技術分野の熟練者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書中で特定された全ての刊行物、特許出願、特許及び他の参考文献は、それらの全体において参照により組み込まれる。
陳述
以下の番号が付けられた陳述を参照して本発明をさらに説明する。
１．第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を含む血管修復パッチであって、前記基材が、少なくとも：
（ｉ）平行に配向する複数のポリマーフィラメントを含む前記第１の主要面に隣接する第１のポリマーフィラメント層と、
（ｉｉ）ランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含む前記第２の主要面に隣接する第２のポリマーフィラメント層と、
を含む、血管修復パッチ。
２．血管修復パッチの第１のポリマーフィラメント層が１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含み、場合によっては：
（ａ）前記１つ以上の細胞外マトリクス化合物が、コラーゲン（特にＩ型及びＩＩ型コラーゲン）、エラスチン、フィブロネクチン、ラミニン、ＶＥ−カドヘリン、ビトロネクチン、インテグリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、ケタラン硫酸、ヒアルロン酸及び、例Ａｒｇ−Ｇｌｙ．−Ａｓｐ（ＲＧＤ）、Ａｒｇ−Ｇｌｕ−Ａｓｐ−Ｖａｌ（ＲＥＤＶ）、Ｔｙｒ−Ｉｌｅ−Ｇｌｙ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（ＹＩＧＳＲ）から選択されるペプチド配列から選択され；及び／又は
（ｂ）前記第１のポリマーフィラメント層が、前記パッチの第１の主要面の表面積に基づいて０．５μｇ／ｃｍ２〜１００μｇ／ｃｍ２、好ましくは１μｇ／ｃｍ２〜５０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは１．５μｇ／ｃｍ２〜２０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２μｇ／ｃｍ２〜１５μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２．５μｇ／ｃｍ２〜１０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは３μｇ／ｃｍ２〜７μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含む、
陳述１に記載の血管修復パッチ。
３．ポリマー基材の第２のポリマーフィラメント層が１つ以上の血栓形成剤を含み、場合によっては、
（ａ）前記１つ以上の血栓形成剤が組織因子（ＴＦ又は第ＩＩＩ因子）、第ＶＩＩ因子、第Ｘ因子及びフィブリンから選択され；及び／又は
（ｂ）第２のポリマーフィラメント層が、パッチの第２の主要面の表面積に基づき、０．５μｇ／ｃｍ２〜１００μｇ／ｃｍ２、好ましくは１μｇ／ｃｍ２〜５０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは１．５μｇ／ｃｍ２〜２０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２μｇ／ｃｍ２〜１５μｇ／ｃｍ２、より好ましくは２．５μｇ／ｃｍ２〜１０μｇ／ｃｍ２、より好ましくは３μｇ／ｃｍ２〜７μｇ／ｃｍ２のエリアル・アマウント（ａｒｅａｌ  ａｍｏｕｎｔ）で前記１つ以上の血栓形成剤を含む、陳述１又は陳述２に記載の血管修復パッチ。
４．ポリマー基材が生体吸収性であり、場合によっては、第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、１つ以上の生体吸収性ポリマーを含み、場合によっては前記１つ以上の生体吸収性ポリマーが、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−Ｌ−ラクチド（ＰＬＬＡ）、ポリ−Ｄ−ラクチド（ＰＤＬＡ）、ポリ−ＤＬ−ラクチド（ＰＤＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド（ＰＧ）、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリ（グリコリド−コ−カプロラクトン）（ＰＧＣＬ）、ポリ（グリコリド−コ−トリメチレンカーボナート（ＰＧＡ−コ−ＴＭＣ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ−（Ｌ−ラクチド−コ−カプロラクトン）（ＰＬＬＡ−コ−ＣＬ）、ポリ−（Ｄ−ラクチド−コ−カプロラクトン）（ＰＤＬＡ−コ−ＣＬ）、ポリ−（ＤＬ−ラクチド−コ−カプロラクトン（ＰＤＬＬＡ−コ−ＣＬ）から選択される、陳述１〜３の何れかに記載の血管修復パッチ。
５．第１及び第２のポリマーフィラメント層の一方又は両方のポリマーフィラメントがＰＣＬ若しくはＰＧＬＡを含むか又はそれからなり、前記ＰＧＬＡが８０：２０〜２０：８０のラクチド：グリコリド比を有し、場合によっては、前記第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントが、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ、好ましくは少なくとも６０ｗｔ％のＰＣＬ、より好ましくは少なくとも７０ｗｔ％のＰＣＬ、より好ましくは少なくとも８０ｗｔ％のＰＣＬを含む、陳述４に記載の血管修復パッチ。
６．第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントが、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大５０ｗｔ％のＰＬＡ、ＰＬＬＡ、ＰＤＬＡ、ＰＤＬＬＡ、ＰＧＡ、ＰＧ、ＰＬＧＡ、ＰＧＣＬ、ＰＬＬＡ−コ−ＣＬ、ＰＤＬＡ−コ−ＣＬ又はＰＤＬＬＡ−コ−ＣＬを含み、場合によっては、前記第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントが、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大５０ｗｔ％ＰＬＧＡ、好ましくは少なくとも６０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大４０ｗｔ％ＰＬＧＡ、より好ましくは少なくとも７０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大３０ｗｔ％ＰＬＧＡ、より好ましくは少なくとも８０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大２０ｗｔ％ＰＬＧＡを含む、陳述５に記載の血管修復パッチ。
７．（ａ）第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、１〜２０μｍ、より好ましくは１〜１５μｍ、より好ましくは２〜１０μｍ、より好ましくは３〜８μｍ、より好ましくは約５μｍの範囲の平均フィラメント径を有し；及び／又は
（ｂ）前記第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のフィラメント径が、０．２〜２μｍの範囲の１つのピーク及び２．５〜１０μｍの範囲の第２のピークを有する二峰性分布を形成し；及び／又は
（ｃ）前記第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、電界紡糸フィラメントであり；及び／又は
（ｄ）前記第１のポリマーフィラメント層のフィラメントが、３６°以下、好ましくは１８°以下の標準偏差で配向し；及び／又は
（ｅ）前記第２のポリマーフィラメント層のフィラメントが、少なくとも４５°、好ましくは少なくとも５４°、より好ましくは少なくとも６３°、より好ましくは少なくとも７２°、より好ましくは少なくとも８１°、より好ましくは少なくとも９０°の標準偏差で配向する、
陳述１〜６の何れかに記載の血管修復パッチ。
８．ポリマー基材が、０．５〜３．０ＭＰａの範囲のヤング率を有する、陳述１〜７の何れかに記載の血管修復パッチ。
９．第２のポリマーフィラメント層が、３０〜７０％、好ましくは４０〜６０％、より好ましくは５０％前後の平均多孔度及び／又は５０〜３００μｍ、より好ましくは１００〜２５０μｍ、より好ましくは１５０〜２００μｍの範囲の平均孔径を有する、陳述１〜８の何れかに記載の血管修復パッチ。
１０．第１及び第２のポリマーフィラメント層のそれぞれが、独立して、１０μｍ〜２００μｍ、より好ましくは２０μｍ〜１００μｍ、より好ましくは３０μｍ〜７０μｍの範囲、例えば約５０μｍの厚さを有する、陳述１〜９の何れかに記載の血管修復パッチ。
１１．（ａ）２０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは５０μｍ〜２００μｍ、より好ましくは５０μｍ〜１５０μｍの範囲、例えば約１００μｍ、の全体的厚さ；及び／又は
（ｂ）独立して、１０〜５０ｍｍ、より好ましくは２０〜４０ｍｍの範囲である長さ及び幅
を有する、陳述１〜１０の何れかに記載の血管修復パッチ。
１２．第１のポリマーフィラメント層のフィラメントが、血管修復パッチの長さ方向に実質的に平行であり、前記パッチの長さが幅よりも大きく、好ましくは前記パッチの長さが前記幅よりも少なくとも２０％又は少なくとも５０％大きい、陳述１〜１１の何れかに記載の血管修復パッチ。
１３．生体適合性接着剤のコーティングがポリマー基材の第２の主要面に配置され、場合によっては前記生体適合性接着剤が、合成接着剤（アクリラート、シアノアクリラート及びポリウレタンなど）及び天然ポリマー（ヒアルロン酸、セルロース及びアルギナートなど）から選択される、陳述１〜１２の何れかに記載の血管修復パッチ。
１４．ポリマー基材の第２の面が、血管修復パッチを血管壁に固定するために適合している物理的固定手段を含み、場合によっては前記物理的固定手段が、複数のマイクロニードルを含み、場合によっては前記複数のマイクロニードルが生体吸収性材料から形成される、陳述１〜１３の何れかに記載の血管修復パッチ。
１５．陳述１〜１４の何れかで定義されるような血管修復パッチを作製する方法であって、
（ａ）（ｉ）平行に配向する複数のポリマーフィラメントを含む第１のポリマーフィラメント層；及び（ｉｉ）ランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含む第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも１つを形成させることにより、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を提供すること
を含み、場合によっては次の段階：
（ｂ）前記ポリマー基材の前記第１の主要面上に１つ以上の細胞外マトリクス化合物を塗布すること；及び／又は
（ｃ）前記ポリマー基材の前記第２の主要面上に１つ以上の血栓形成剤を塗布すること
をさらに含む、方法。
【配列表フリーテキスト】
【０１８１】
配列表１〜３  ＜２２３＞細胞接着及び遊走に対するペプチド配列
【図１】
2021511191.tif 000004
【図２】
2021511191.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
2021511191.tif 000013
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【配列表】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年11月17日(2020.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を含む血管修復パッチであって、前記基材が少なくとも以下を含むもの：
（ｉ）平行に配向する複数のポリマーフィラメントを含む前記第１の主要面に隣接する第１のポリマーフィラメント層、及び
（ｉｉ）ランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含む前記第２の主要面に隣接する第２のポリマーフィラメント層。
【請求項２】
ポリマー基材が生体吸収性である、請求項１に記載の血管修復パッチ。
【請求項３】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、１つ以上の生体吸収性ポリマーを含む、請求項２に記載の血管修復パッチ。
【請求項４】
１つ以上の生体吸収性ポリマーが、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−Ｌ−ラクチド（ＰＬＬＡ）、ポリ−Ｄ−ラクチド（ＰＤＬＡ）、ポリ−ＤＬ−ラクチド（ＰＤＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド（ＰＧ）、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリ（グリコリド−コ−カプロラクトン）（ＰＧＣＬ）、ポリ（グリコリド−コ−トリメチレンカーボナート（ＰＧＡ−コ−ＴＭＣ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ−（Ｌ−ラクチド−コ−カプロラクトン）（ＰＬＬＡ−コ−ＣＬ）、ポリ−（Ｄ−ラクチド−コ−カプロラクトン）（ＰＤＬＡ−コ−ＣＬ）、ポリ−（ＤＬ−ラクチド−コ−カプロラクトン（ＰＤＬＬＡ−コ−ＣＬ）から選択される、請求項３に記載の血管修復パッチ。
【請求項５】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントが、ＰＣＬ若しくはＰＧＬＡを含むか又はそれからなり、前記ＰＧＬＡが８０：２０〜２０：８０のラクチド：グリコリド比を有する、請求項４に記載の血管修復パッチ。
【請求項６】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントが、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬを含む、請求項５に記載の血管修復パッチ。
【請求項７】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のポリマーフィラメントが、少なくとも５０ｗｔ％のＰＣＬ及び最大５０ｗｔ％のＰＬＡ、ＰＬＬＡ、ＰＤＬＡ、ＰＤＬＬＡ、ＰＧＡ、ＰＧ、ＰＬＧＡ、ＰＧＣＬ、ＰＬＬＡ−コ−ＣＬ、ＰＤＬＡ−コ−ＣＬ又はＰＤＬＬＡ−コ−ＣＬを含む、請求項６に記載の血管修復パッチ。
【請求項８】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、１〜２０μｍの平均フィラメント径を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項９】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のうち少なくとも一方のフィラメント径が、０．２〜２μｍの範囲の１つのピーク及び２．５〜１０μｍの範囲の第２のピークを有する二峰性分布を形成する、請求項１〜８のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１０】
第１及び第２のポリマーフィラメント層のポリマーフィラメントが、電界紡糸フィラメントである、請求項１〜９のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１１】
ポリマー基材が、０．５〜３．０ＭＰａの範囲のヤング率を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１２】
第１のポリマーフィラメント層のフィラメントが、３６°を超えない標準偏差で配向し、第２のポリマーフィラメント層のフィラメントが、少なくとも４５°の標準偏差で配向する、請求項１〜１１のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１３】
第２のポリマーフィラメント層が、３０〜７０％の平均多孔度を有する、請求項１〜１２のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１４】
第２のポリマーフィラメント層が、５０〜３００μｍの範囲の平均孔径を、好適に有する、請求項１〜１３のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１５】
血管修復パッチの第１のポリマーフィラメント層が、１つ以上の細胞外マトリクス化合物を含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１６】
生体適合性接着剤のコーティングが、ポリマー基材の第２の主要面上に配置される、請求項１〜１５のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１７】
ポリマー基材の第２の面が、血管修復パッチを血管壁に固定するために適合している物理的固定手段を含み、前記物理的固定手段が、複数のマイクロニードルを含む、請求項１〜１６のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１８】
ポリマー基材の第２のポリマーフィラメント層が、１つ以上の血栓形成剤を含む、請求項１〜１７のいずれかに記載の血管修復パッチ。
【請求項１９】
血管障害を処置する方法での使用のための血栓形成剤であって、請求項１８において定義される血管修復パッチの形態であり、前記方法が、前記血管修復パッチが血管壁の内側に適合するように前記血管障害全域にわたり前記血管修復パッチを置くことを含む、血栓形成剤。
【請求項２０】
以下を含む、請求項１〜１８のいずれかにおいて定義される血管修復パッチを作製する方法：
（ａ）（ｉ）平行に配向する複数のポリマーフィラメントを含む第１のポリマーフィラメント層；及び（ｉｉ）ランダムに配向する複数のポリマーフィラメントを含む第２のポリマーフィラメント層の少なくとも一つを形成することにより、第１及び第２の主要面を有するポリマー基材を提供すること。
【請求項２１】
以下をさらに含む、請求項２０に記載の方法：
（ｂ）１つ以上の細胞外マトリクス化合物をポリマー基材の第１の主要面に塗布すること；及び／又は
（ｃ）１つ以上の血栓形成剤を前記ポリマー基材の第２の主要面に塗布すること。
【国際調査報告】
2021511191.tif 000029
2021511191.tif 000030