(57)【要約】本発明は、必要に応じてカテコールで改変された、生理学的環境、たとえば胃腸管、（特にＴＵＲＰ手技に関連する）膀胱における出血を処置するために好適な、生体適合性で折り畳み可能な薄いプロファイルで質量が小さく表面積が大きなキトサン被覆材に関する。キトサン被覆材の特徴および構造が提供される。キトサン被覆材を作成および使用する方法も提供される。一態様では、本発明はカテコール改変キトサンを含み、以下の特徴の１つもしくは複数、またはその全てによって特徴付けられる生体適合性で折り畳み可能な薄いプロファイルのキトサン系被覆材に関する。
2021508751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カテコール改変キトサンを含むキトサン材料であって、溶解に耐える乾燥固体形態である、キトサン材料。
【請求項２】
５００ミクロンまたはそれ未満の厚みを有する、請求項１に記載のキトサン材料。
【請求項３】
約０．０３ｇ／ｃｍ３〜約０．７ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する、請求項１または２に記載のキトサン材料。
【請求項４】
（ｉ）約０．３ｇ／ｃｍ３〜約０．４ｇ／ｃｍ３、（ｉｉ）約０．４ｇ／ｃｍ３〜約０．５ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する、請求項１または２に記載のキトサン材料。
【請求項５】
約０．３５ｇ／ｃｍ３〜約０．５５ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する、請求項１または２に記載のキトサン材料。
【請求項６】
圧縮されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項７】
前記材料が正方形、長方形、円形、または円形花弁形状であり、
正方形または長方形の長さおよび幅のそれぞれの測度が１）約１０〜約５０ｍｍ、または２）３０ｍｍ〜約７０ｍｍの範囲であり得、
円形または円形花弁形状のそれぞれの直径測度が約１０ｍｍ〜約５０ｍｍ、または３０ｍｍ〜約７０ｍｍの範囲である、
請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項８】
前記材料の測度が（ｉ）７０ｍｍ×７０ｍｍ、（ｉｉ）５０ｍｍ×５０ｍｍ、（ｉｉｉ）３０ｍｍ×３０ｍｍ、（ｉｖ）２５ｍｍ×２５ｍｍ、（ｖ）２０ｍｍ×２０ｍｍ、（ｖｉ）１０ｍｍ×１０ｍｍのいずれか１つである、請求項７に記載のキトサン材料。
【請求項９】
（１）１５重量％（ｗ／ｗ）もしくはそれ未満、（２）８重量％（ｗ／ｗ）もしくはそれ未満、または（３）４重量％（ｗ／ｗ）もしくはそれ未満の含水率を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項１０】
接着側と非接着側とを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項１１】
前記接着側が第１の層に提供され、前記非接着側が第２の層に提供されている、請求項１０に記載のキトサン材料。
【請求項１２】
前記材料が湿潤している場合に前記接着側が組織の表面に接着する、請求項１０に記載のキトサン材料。
【請求項１３】
前記材料が湿潤している場合に前記非接着側が送達デバイスに接着しない、請求項１０に記載のキトサン材料。
【請求項１４】
１分もしくはそれ未満で胃腸管粘膜に接着し、または３分もしくはそれ未満で膀胱粘膜に接着し、またはその両方である、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項１５】
組織部位においてキトサンのグルコサミンのＣ−２アミンで四級アンモニウムカチオンを形成する、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項１６】
前記キトサン材料の中で前記カテコールがｏ−キノンに酸化されて架橋している、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項１７】
１）暗褐色の着色を含む褐色の着色、または２）ピンク〜ピンク系褐色の着色の着色を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項１８】
前記カテコールが酸化されておらず、前記キトサン材料がピンクの着色を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項１９】
凍結乾燥されたラメラをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項２０】
前記凍結乾燥された構造が５０ミクロンもしくはそれ未満、または１００ミクロンもしくはそれ未満の厚みを有する、請求項１９に記載のキトサン材料。
【請求項２１】
前記凍結乾燥された構造が１つより多くの凍結乾燥された層を含む、請求項１９に記載のキトサン材料。
【請求項２２】
紡糸された繊維をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項２３】
多孔質表面をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項２４】
前記多孔質表面が（ｉ）吸収材表面および（ｉｉ）水分を標的組織表面部位から再指向して遠ざけるチャネルのうち１つまたは複数を提供する、請求項２３に記載のキトサン材料。
【請求項２５】
湿潤条件では湿潤組織に接着する、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項２６】
材料接着強度が約１ｋＰａより大きいかまたはこれに等しい、請求項２５に記載のキトサン材料。
【請求項２７】
約３７℃で少なくとも約６時間、水、生理食塩水溶液、血液、ＧＩ液、または尿への溶解に耐える、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項２８】
ひび割れまたは裂けることなく折り畳み、または巻くことができる、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項２９】
開いた、巻いていない、または折り畳んでいない状態で、閉じた、巻いた、または折り畳んだ場合の同じ材料の外向きの表面積の約８倍、約７倍、約６倍、約５倍、または約４倍のうちの１つである外向きの表面積を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項３０】
開いた、巻いていない、または折り畳んでいない状態の外向きの表面積の、閉じた、巻いた、または折り畳んだ状態に対する比が約１５：１、または約１４：１、または約１３：１、または約１２：１、または約１１：１、または約１０：１、または約９：１、または約８：１、または約７：１、または約６：１、または約５：１、または約４：１、または約３：１、または約２：１である、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項３１】
ひび割れまたは裂けることなく穿孔または縫合することができる、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項３２】
架橋されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項３３】
無傷で、バルーンデバイス、ワイヤデバイス、または内視鏡デバイスによって送達することができる、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項３４】
前記バルーンデバイスまたは前記ワイヤデバイスまたは前記内視鏡デバイスが３．２ｍｍもしくはそれ未満または７．０ｍｍもしくはそれ未満の直径を有する作業チャネルを含み、前記材料が前記を通して送達される、請求項３３に記載のキトサン材料。
【請求項３５】
湿潤化して軽い圧力の印加で、３０秒未満で胃粘膜に無傷で接着させることができ、または湿潤化して３分未満で膀胱粘膜に接着させることができ、またはその両方である、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項３６】
前記軽い圧力が約２００〜３００ｇであり、または前記材料が２分未満で膀胱粘膜に無傷で接着し、またはその両方である、請求項３５に記載のキトサン材料。
【請求項３７】
接着に干渉し得る親水性および疎水性の生物学的流体を除去することができる、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項３８】
無傷でその場に留まり、１）約２０ｍｌ／分〜約１５０ｍｌ／分、または２）約１ｍｌ／分〜約１５０ｍｌ／分の範囲の中程度から滲出性の出血を止めることができる、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項３９】
標的組織部位に接着した後で送達デバイスから容易に取り外される、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項４０】
傷害部位に接着した後、浸食性酵素および約ｐＨ３の酸性環境の存在下で、または尿の存在下で、またはその両方で、少なくとも６時間、溶解に耐えることができる、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項４１】
少なくとも１２時間、標的組織部位をシールし、保護することができる、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項４２】
７日を超えない期間にわたって付着部位からの制御された緩徐な溶解を達成することができる、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項４３】
折り畳み、また広げることができる、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項４４】
巻き、また広げることができる、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項４５】
適用後少なくとも１２時間、約３７℃、約ｐＨ４．５〜ｐＨ８で容易に溶解しない、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項４６】
１）適用後少なくとも１２時間もしくは２）適用後少なくとも２４時間または１）と２）の両方で、約３７℃で、水、生理食塩水溶液、血液、またはＧＩ液もしくは膀胱液または尿に容易に溶解しない、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項４７】
送達デバイスに接着しない、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項４８】
約３７℃で水、生理食塩水溶液、血液、またはＧＩ液もしくは膀胱液、または尿の存在下に長さおよび幅で約２５％を超え、または厚みで約５０％を超えるサイズの増加も減少もない、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項４９】
傷害部位と相互作用する接着側を含み、前記材料が乾燥して折り畳まれた、または乾燥して巻かれた状態にあるときに送達デバイスまたは前記接着側のうちの１つと相互作用する非接着側を含む、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項５０】
材料の特徴に影響を与えずに最終滅菌することができる、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項５１】
材料の特徴に影響を与えずに制御された条件下で長時間保存することができる、請求項１から３２のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項５２】
疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置における使用のための、請求項１から５１のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項５３】
湿潤化に際して前記材料を傷害部位に直接接着することおよび前記材料を約３０秒加圧することを含む、疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置における使用のための、請求項１から５１のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項５４】
前記材料が接着に際して親水性および疎水性の生物学的流体を除去する、疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置における使用のための、請求項１から５１のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項５５】
前記材料を標的組織部位のその場に残すことをさらに含む、疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置における使用のための、請求項１から５１のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項５６】
前記材料が少なくとも２４時間、前記標的組織部位に残る、疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置における使用のための、請求項５５に記載のキトサン材料。
【請求項５７】
被覆材が前記標的組織部位において緩徐に溶解することができ、人の介入なしに７日またはそれ未満で完全に溶解する、疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置における使用のための、請求項５５に記載のキトサン材料。
【請求項５８】
ＴＵＲＰと組み合わせた使用のための、請求項１から５１のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項５９】
送達デバイスの存在下および送達デバイスの非存在下の両方において尿の通過が妨害されないことを可能にする、請求項５８に記載のキトサン材料。
【請求項６０】
請求項１から５１のいずれか一項に記載のキトサン材料を生成する方法。
【請求項６１】
（ａ）水性反応溶液中でキトサンおよびカテコールを用いて合成を実施するステップ、
（ｂ）前記反応溶液をｐＨ５．５またはそれ未満に維持するステップ、
（ｃ）ステップ（ｂ）の後で前記反応溶液のｐＨを上昇させ、前記反応溶液への酸素曝露を制御してカテコールの酸化および架橋を行なうステップ、ならびに
（ｄ）前記反応溶液を乾燥するステップを含み、
ステップ（ｂ）とステップ（ｃ）の間に中間乾燥ステップを含まない、
カテコール改変キトサン材料を生成する方法。
【請求項６２】
ステップ（ｃ）において前記反応溶液のｐＨを約５．８〜約６．２の範囲に上昇させる、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
（ａ）キトサンを含む第１の水溶液を凍結乾燥するステップ、
（ｂ）キトサンを含む第２の水溶液を凍結乾燥するステップ、
（ｃ）ステップ（ａ）および（ｂ）のそれぞれから相互連結された多孔質構造の低密度キトサン材料を得るステップ、ならびに
（ｄ）ステップ（ａ）および（ｂ）のそれぞれからの前記低密度キトサン材料を圧縮するステップ、ならびに
（ｅ）ステップ（ａ）および（ｂ）のそれぞれからの前記圧縮された低密度キトサン材料から二層キトサン材料を調製するステップ
を含む、キトサン材料を生成する方法。
【請求項６４】
ステップ（ａ）および（ｂ）のそれぞれからの前記低密度キトサン材料を圧縮の前に組み合わせる、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記ステップ（ｄ）の圧縮を約２０℃〜約１５０℃の範囲の温度で行なうことができる、請求項６３に記載の方法。
【請求項６６】
被覆材を約１５％（ｗ／ｗ）未満の含水率まで乾燥するステップをさらに含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項６７】
（ａ）置換度を制御するステップ、
（ｂ）酸化のレベルを制御するステップ、および
（ｃ）乾燥した固体状のカテコール改変キトサン材料を調製するステップ
を含む、カテコール改変キトサン材料を生成する方法であって、
前記材料が約３７℃で少なくとも約６時間、水、生理食塩水溶液、血液、ＧＩ液、または尿への溶解に耐える、方法。
【請求項６８】
乾燥固体状形態が粉末である、請求項１から５９のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項６９】
乾燥固体状形態がマトリックスである、請求項１から５９のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項７０】
乾燥固体状形態が膜である、請求項１から５９のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項７１】
乾燥固体状形態が薄いフォイルである、請求項１から５９のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項７２】
乾燥固体状形態がプレジェットである、請求項１から５９のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項７３】
乾燥固体状形態が繊維である、請求項１から５９のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【請求項７４】
乾燥固体状形態がコーティングである、請求項１から５９のいずれか一項に記載のキトサン材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
政府のライセンス権
本発明は国立糖尿病研究所および消化器・腎臓病研究所によって与えられたＲ４２ＤＫ０７８４００およびＲ４４ＤＫ１０４５６４のもとに政府の補助を受けてなされた。政府は本発明において一定の権利を保有している。
【０００２】
背景
技術分野
体内における生体活性キトサン材料の安全で信頼でき、かつ効果的な送達はまだ大きな課題である。使用に際して、生体活性キトサン材料は、胃液、血液、胆汁、および尿などの生物学的流体の存在下に少なくとも１２時間の間、変化しないままでなければならず、胃腸管の粘膜および血管系の内弾性板などの組織に２４時間超の間、接着できなければならない。生体活性キトサンは体内で薬物送達、止血、創傷治癒、組織再生、および塞栓療法に限らない多くの用途を有している。身体上または体内で使用される現在のキトサン材料およびキトサン材料の組成物は、胃などの苛酷な環境では溶解および急速な損失に耐えることができず、組織に接着することによってその場に維持されることができないので、その用途が限定されている。
【０００３】
本開示はカテコール改変キトサンを含むキトサン材料およびその使用の分野に関する。
【背景技術】
【０００４】
関連技術の説明
心臓、肝臓、膵臓、胃、腸、結腸、前立腺、扁桃腺、耳、鼻、咽喉、および脳などの血管新生のある臓器および組織に対する多くの手術があり、これらは傷害の後および創傷の治癒を通して出血が続くことが多い。標準的な止血が適用されない限り初期の傷害が数日間、出血し続けることがあり、後になって出血が再発することもある。手術後の出血の処置のための標準治療の初期止血は、手術の種類によって異なる。この問題に局所的に対処するためには、結紮、ガーゼ充填、生物学的被覆材、焼灼、および結束が適用され得る。出血が長期化する場合には、２４時間までの充填が適用され得る。保存的管理の期間が過ぎても出血が制御できない場合には、観血的または内視鏡的手技によって出血を止めるため、患者を直ちに手術室に戻さなければならない。進歩した被覆材を使用する出血制御には進歩があったが、これらの進歩のいずれも、送達、組織接着、および他の生物学的流体に関する考慮と混在した連続的出血が高度に困難である特別な手術条件下では、信頼できる処置の選択肢にはまだ変換できていない。あらゆる状況における迅速な出血制御が強く望まれている。
【０００５】
最小侵襲性手術手技は、死亡率が低く、病院の費用が少なく、患者の不快感が少なく、（観血手術と比較して）顕著に低減されたリスクで身体の区域に接近できることから、介入的接近の好ましい手段になりつつある。進歩した生体材料は、現在の限界に対処し、最小侵襲性手術手技の安全性、信頼性、ならびに増大する実施および適用における改善を可能にする最前線にある。最小侵襲性手術の実施における現在の限界には、出血（特に大出血）の制御、傷つきやすい軟組織部位の縫合糸なしの閉鎖、治癒の局所的推進、病態の局所的処置、および手術／介入部位への固着または接着による局所的設置が含まれる。より最近には、最小侵襲性介入は、血管奇形、動脈瘤、および血管腫瘍などの血管病因に対処するために使用されている。血管奇形、動脈瘤、および血管腫瘍に対処するための好ましい手技は、異常な血管を閉塞させるための塞栓療法の使用である。塞栓療法には、長期間にわたってその場に留まり、引き続いて永久的に血管を閉鎖する大量の血栓の形成を促進する材料または固着された生体材料のステントまたはコイルなどの閉塞デバイスの局所送達が含まれる。
【０００６】
長期間変化しないままで局所血栓形成および正常な組織治癒を促進する生体適合性、組織接着性のキトサン材料は、進歩した材料を提供し、手術の実施における顕著な進歩を可能にする。
【０００７】
さらに、長期の出血は、死亡率および罹患率における付随するリスクを有し、胃腸（ＧＩ）管における重大な問題のままになっている。上部胃腸管出血（ＵＧＩＢ）および下部胃腸管出血（ＬＧＩＢ）のための胃腸管出血（ＧＩＢ）の迅速な出血制御を提供できる手法およびデバイスが必要である。前立腺の経尿道切除（ＴＵＲＰ）の間およびその後における現在の出血制御は、小血管動脈の出血に対しては焼灼、静脈の滲出への対処としてはバルーン圧の適用に頼っている。膀胱頸部および前立腺はいずれも血管新生が多い組織であり、傷害の後および創傷治癒の間に出血が続くことが多い。標準的な止血が適用されない限り、初期の傷害部位は数日間出血し続けることがあり、ＴＵＲＰ手技の約１週間後または２週間後、前立腺の空洞の瘡蓋が脱落したときに、出血が再発することもある。ＴＵＲＰの後の出血の処置のための現在の標準的な初期止血は、バルーンカテーテルを用いて手で牽引し、次いで生理食塩水で連続的に膀胱を潅流することである。典型的には、出血が長期化した場合にはバルーン圧を２４時間まで適用することができる。保存的管理の期間が過ぎても出血が制御できない場合には、観血的または内視鏡的手技によって出血を止めるため、患者を直ちに手術室に戻さなければならない。
【０００８】
ＧＩＢまたはＴＵＲＰの出血制御以外の適用のための進歩した被覆材を使用する出血制御には進歩があったが、これらの進歩のいずれも、送達、接着、酵素活性、連続的滲出性出血、酸性度、および尿に関連する考慮が高度に困難である胃腸管または膀胱、特に上部胃腸管および前立腺の特別な条件にはまだ変換できていない。ＴＵＲＰ、観血的前立腺切除術、および膀胱切除における迅速な出血制御が強く望まれている。
【０００９】
胃腸管出血（ＧＩＢ）は、救急部門にとって一般的な病状である。米国保健社会福祉省によれば、２０００年から２０１４年までに、毎年平均して３５万件を超える胃腸管出血からの退院があった。米国ではＧＩＢによる２０１０年の病院の直接費用が１１億ドルを超えた［１］。Ｔｒｅｉｔｚ結紮の近位における胃腸管出血と定義される上部ＧＩＢ（ＵＧＩＢ）は、下部ＧＩＢ（ＬＧＩＢ）の約５倍多い［２］。急性ＵＧＩＢは緊急の評価、蘇生術、ならびに適切な医学的および内視鏡的管理を必要とする潜在的に致命的な緊急事態である。西洋諸国でのＧＩＢの管理における最近の進歩にも関わらず、急性ＵＧＩＢの死亡率は顕著には改善されておらず、１０〜１４％と高いままである［３、４］。ＧＩＢの後の死亡の主な原因は心肺の合併症に続発する死亡であり、これはそのような患者における併存疾患の負荷を考慮すれば驚くことではない。制御できない出血による死亡は、症例の２０％〜２５％を占めると報告されている［５、６］。併存疾患を迅速に是正するためにできることはほとんどないが、より効果的で迅速な出血制御ができれば、ＵＧＩＢ関連の罹患および死亡の発生を顕著に低減させることができる。一般には、急性ＵＧＩＢの最も一般的な原因は消化器潰瘍、胃食道静脈瘤、Ｍａｌｌｏｒｙ−Ｗｅｉｓｓ裂傷、および浸食性食道胃炎である［７］。非静脈瘤上部胃腸管出血（ＮＶＵＧＩＢ）は食道または胃の静脈瘤からの出血を除いて、ＵＧＩＢの全ての原因を包含する。消化器潰瘍疾患の発生率は、プロトンポンプ阻害剤の開発および利用、ならびに個別の患者におけるＨｅｌｉｃｏｂａｃｔｅｒ  ｐｙｌｏｒｉの同定、処置、および根絶によって、減少してきた［８］。消化器潰瘍の発生率の減少にも関わらず、ＮＶＵＧＩＢの患者の死亡率は３〜４％の範囲である［９］。致命的であることは稀であるが、胃の悪性腫瘍は、従来の物理的止血法（クリップ、バンド、結紮）または焼灼によって対処することが困難な広範な出血を伴う脆弱な組織をもたらすことがある［１０］。
【００１０】
急性ＵＧＩＢの患者の現在の内視鏡的管理には、熱療法（たとえばバイポーラ電気凝固、ヒータープローブ、モノポーラ電気凝固、アルゴンプラズマ凝固、およびレーザー）、注射（エピネフリン、硬化剤（たとえば無水エタノール、ポリドカノール、およびエタノールアミン）、トロンビンまたはフィブリン糊（トロンビンとフィブリノーゲン）、およびクリップが含まれる［１１、１２］。
【００１１】
一般に、出血性消化器潰瘍の患者の大多数では、止血は上記の内視鏡的治療手順の組合せによって達成される。しかし、内視鏡処置が止血には十分でなく、したがって介入的放射線療法または手術介入を必要とする患者のサブセットが約５％残っている［１３、１４］。
【００１２】
出血が活発に拍動しているために病変部の視認性が悪いこと、内視鏡では病変部の解剖学的位置決めが難しいこと、現在利用可能なツールによる最大限の療法であること、および重度の凝固障害などの種々の理由により、内視鏡療法は失敗する。米国外でのみ利用可能な３種の異なったスプレー系止血粉末デバイスとして、Ａｎｋｅｆｏｒｄ  Ｂｌｏｏｄ  Ｓｔｏｐｐｅｒ［１５］、ＥｎｄｏＣｌｏｔ（商標）［１６］、およびＨｅｍｏＳｐｒａｙ（商標）［１７〜１９］も、ＮＶＵＧＩＢを制御すると考えられている。Ｈｅｍｏｓｐｒａｙに関する潜在的な懸念は、これが、組織の壊死および臓器不全を引き起こす可能性がある広範な微小塞栓［２０］を促進する血栓形成性ナノ粒子ベントナイトのために２００９年に米国で撤退したＷｏｕｎｄＳｔａｔ（商標）に関連する商品であることである。
【００１３】
良性前立腺過形成（ＢＰＨ）および前立腺がんは、高齢男性において手術介入によって処置される最も一般的な泌尿器科疾患のうちの２つである。推定５０％の男性が５０歳までにＢＰＨの組織学的証拠を有しており、７５％が８０歳までにそのような証拠を呈すると考えられる。これらの患者のうち４０〜５０％においては、ＢＰＨが臨床的に顕著になる。前立腺および尿道を含む手術介入による制御不能な出血の発生は比較的少ないが、これには病院において少なくとも２〜３泊の入院によって対処すべき顕著なリスクが残っている。米国保健社会福祉省の２００５年から２０１０年までの統計解析によれば、米国において観血的または経尿道手技による前立腺切除術からの平均１５万件の退院があり、直接の手術費用は年間平均４５億ドルを超えた。これらの患者において、観血的または経尿道の前立腺切除術の平均入院期間はそれぞれ３．１日および２．４日であった。手術中の顕著な血液損失（４〜５％）によって輸血を受けた患者では、平均入院期間は５〜６日に延び、それにより２０１０年の前立腺切除術患者の平均費用（２９，３００ドル）と比較してそれぞれの例で平均１５，７００ドル高くなっていた。前立腺切除術手技の費用は、手術室の使用時間、術者の時間、および入院期間によって高くなる。
【００１４】
ＴＵＲＰはＢＰＨのベンチマーク療法と考えられる。前立腺の部分的除去（切除）はＴＵＲＰにおいてシストスコープ（経尿道膀胱内視鏡）および電気焼灼を使用する尿道経由の最小侵襲性手術によって達成される。ＴＵＲＰで使用されるシンループ電気焼灼は他のあまり一般的でない最小侵襲前立腺切除術手技よりも組織の壊死が少ないが、ＴＵＲＰによる術中出血が多い。ＴＵＲＰにおける適切な前立腺切除および出血の制御は、他の形態の前立腺切除術と同様にその重要な課題である。前立腺切除術における術中出血の量は、前立腺の大きさ、前立腺を切除するための時間の長さ、および術者の技能による。前立腺切除術の後の顕著な出血または大出血は膀胱および尿道における望ましくない血栓の滞留（およびそれによる尿の滞留）を引き起こすことが多く、それにより入院期間が長くなり、再手術を要することさえある。一般に、動脈の出血は特定しやすく、電気凝固によって制御されるが、ＴＵＲＰで多い静脈の出血は制御がより困難である。電気焼灼および潅流によって静脈の出血を制御しようとする試みはＴＵＲＰ症候群などの望ましくない転帰をもたらすことがある。標準治療による制御では、静脈出血は膀胱を潅流液で満たすことおよび膨張した経尿道バルーンカテーテルを適用して出血している前立腺空洞を圧迫することによって制御される。ＴＵＲＰに関連する術後罹患率は１８％と高く、手術死亡率は０．３％と報告されている。高齢患者においては血液損失に関連する罹患および死亡のリスクは、凝固障害および心血管系の異常に関連して顕著に増大している。ＴＵＲＰの間の制御不能な出血は今でも前立腺切除の主な合併症の１つであり、そのためあまり望ましくない観血手術に転換することが多い。ＢＰＨの管理には顕著な進歩があるにも関わらず、制御不能な強い出血の発生率はいまだに６％程度であり、この出血に対処するための輸血率は４％〜５％である。
【００１５】
典型的なＴＵＲＰでは入院期間は２〜４日であり、出血が止まって尿が清澄になるまで、患者には膨張した尿バルーンカテーテルが設置される。ＴＵＲＰの後の術後出血を顕著に低減することができれば、カテーテル処置および病床を必要とする時間が短縮される。これはまた、尿管の感染、カテーテルに関連する患者の不快感、および関連する合併症の発生を減少させる。経尿道または観血手術に起因する顕著な血尿（尿中の血液）は血液動力学的不安定性および血栓の滞留を引き起こし、止血、血栓の除去、輸血、および凝固の評価についての緊急の医学的注意および医学的治療が必要になる。経尿道的アプローチによって顕著な血尿を処置することは手術が視覚的にも空間的にも制約されているので面倒である。止血を達成し、膀胱の血栓を除去するために、患者を手術室に戻して観血的膀胱手術を実施しなければならないことが多い。前立腺切除術を複雑化する要素は、ＴＵＲＰの患者は一般に、心臓血管系疾患などの他の慢性状態が存在するために抗凝固療法を受けていることである。出血のリスクのため、ＴＵＲＰ手術の前にこれらの患者をクマジンおよびプラビックスなどの抗凝固医薬から離脱させることが好ましいが、手技中の発作または心筋梗塞の可能性を低減するために患者に医薬を続けさせながら手技を実施できることが好ましい。前立腺切除の後の顕著な出血を制御する経尿道的適用のための、好ましくは抗凝固療法を受けている個体の場合に効果的な、信頼でき持続できる止血手法が緊急に求められている。
【００１６】
キトサン材料は種々の用途において大出血に対処するために当技術分野で使用されてきたが、成功の程度は様々であった。しかし、カテコール改変キトサンの可能性を解明し、体内、特に困難なｉｎ  ｖｉｖｏの生物学的環境の中における、安全で信頼できかつ効果的な生体活性キトサン材料の送達のための代替のより良いキトサン系解決策を提供するための進歩および改善がぜひとも必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
簡単な要旨
本発明は溶解に耐える組織接着性キトサン材料に関する。これらのキトサン材料はカテコール改変キトサンを含み、本明細書では一般に「被覆材」と称し、この用語は本発明のキトサン材料から形成された固体状の乾燥した材料を意味するために使用される。記載したキトサン材料は最小侵襲性手技に好適であり得、そのために使用され得る。
【００１８】
本明細書に記載したキトサン材料はキトサン材料それ自体に起因する数多くの有益な特性を有すること、およびこれらのキトサン材料は無数の可能な固体形態を取り得ることを理解されたい。本明細書に記載したキトサン材料に特徴的であり、これに起因する有益な特性には、それだけに限らないが、置換度および酸化のレベルを制御することによって材料を調節する能力が含まれる。置換度および酸化のレベルを制御して材料を調節することによって、キトサン材料はＧＩ管、尿道、下部ＧＩ管、腹腔および胸腔などの内部体腔などの困難な生物学的環境における急速な分解に耐え、かつ約７日未満で十分に溶解して消失することができる。キトサン材料のさらなる有益な特性は、これが生体適合性、止血性、および組織接着性でもあることである。さらに、本明細書に記載した固体状の乾燥したキトサン材料は、その毛管性（孔の存在または多孔性）および／またはある場合には少ない圧（たとえば約１気圧）でもよい加圧によって干渉する液体を置き換えることができる最終形態または個別の乾燥した材料構築物として送達することができ、または乾燥粉末の場合には通気圧で送達することができる。本発明のキトサン材料は、迅速に接着することができて溶解に耐える最終形態または個別の乾燥した材料構築物を生じる。
【００１９】
本明細書に記載した被覆材は、非限定的な例として、本発明のキトサン材料を使用して作成された最終形態として提供される。本明細書に記載し例示した被覆材は、カテコール改変キトサン材料の種々の試験物品、または最終形態への変換の例を提供し、これは固体キトサン材料の固体属性に起因することを実証している。さらなる乾燥した固体状キトサンの最終形態には、それだけに限らないが、凍結相分離マトリックスおよびそれによって形成された被覆材、繊維、粉末、フィルム、膜、メッシュ、プレジェットなどが含まれる。本開示は一般に、その特徴に鑑みて、種々の生理学的設定において出血を止めるために適用することができるキトサン被覆材に関する。実施形態にはとりわけ、キトサン胃腸管止血被覆材（ＣＧＨＤ）およびキトサン管腔内止血被覆材（ＣＥＨＤ）が含まれる。
【００２０】
本発明の材料は以下の１つもしくは複数の、または全ての特性の組合せを有する。（１）裂けること、または機械的性能を犠牲にすることなく、送達のために圧縮することができる。（２）長さ、幅、および高さにおける顕著な寸法変化または機械的特性の損失なしに約３７℃で血液および他の生物学的流体の存在下に適用することができる。（３）生物学的流体および血液の存在下に送達することができる。（４）手動でまたは最小侵襲性送達デバイスによって手術部位に送達することができる。（５）送達部位において圧縮した状態から膨張させることができる。（６）接着に干渉し得る親水性および疎水性の生物学的流体を除去することができる毛管現象、多孔性、および吸収性を可能にする。（７）湿潤化によって活性化され、均一な圧の印加で粘膜、切除した粘膜、および切除した組織に接着する。（８）それ自体または包装材に接着することなく、乾燥したときにそれ自体および包装材料に接触することができる。（９）湿潤接触が３００秒を超えない場合にはそれ自体または包装もしくは送達材料に接着することなく、尿または血液で湿潤化したときにそれ自体および包装または送達材料に接触することができる、材料の少なくとも１つの組織接着側を含む。（１０）均一に組織に接着し、局所での血栓形成を迅速に促進することができる。（１１）送達デバイスから解放され、手術部位からの送達デバイスの回収を可能にすることができる。（１２）適用後最初の１２時間、約３７℃で、約ｐＨ３．０〜約ｐＨ８の範囲の生物学的流体に曝露されたときに溶解に耐えることができる。（１３）（送達デバイスがその場にある場合またはない場合に）胃腸管および尿道におけるチャネルなどのオストミー連結チャネルが、存在する材料または材料の残留物で閉塞されず、排泄通路が妨害されないことを可能にする。（１４）傷害部位を保護し、治癒の促進を提供する。（１５）オストミーの使用において７日未満で手術による助けなしに除去できるように、付着部位からの制御された緩徐な分解および／または溶解を提供する。（１６）本発明の材料は粉末、フィルム、マトリックス、膜、薄いフォイル、プレジェット、繊維、およびコーティングのうちの１つを含んでよい。（１７）本発明の組織接着性材料には、それだけに限らないが、接着性被覆材、接着性止血被覆材、内部接着性固定材、活性薬剤の局所制御放出のための接着性パッチ、縫合糸、ステープル、整形外科用骨固定材、閉塞性無縫合糸パッチ、ならびに血栓形成の促進および血管奇形のシーリングのための材料としての使用が含まれ得る。
【００２１】
米国の既存のツールによってＵＧＩＢのかなりの部分は容易に制御されるが、活発な動脈出血の迅速な制御を提供する本発明の低リスクのデバイスに対するまだ満たされていないニーズが存在する。本発明を幅広く適用することにより、胃腸管出血の処置における罹患率および死亡率の顕著な低減とともに、関連する健康管理の費用の付随する低減が可能になる。
【００２２】
本発明の本キトサン材料は、あらゆる胃腸管出血への適用における使用に適しており、たとえば標準的な内視鏡作業チャネル（直径３．２ｍｍ以下）を通るワイヤによって、またはバルーンカテーテル送達によって、キトサン胃腸管止血用被覆材（ＣＧＨＤ）として送達することができる。本発明の主題の材料は、ピンポイントの正確度を必要とし、活発に出血していて視野が障害されている条件下では困難であるクリッピング、熱凝固、および注射などの現在の手順に伴う欠陥に対処しまたはこれを軽減する機会を提供する。
【００２３】
本発明は、上記組成物、上記組成物を使用する方法、および上記組成物を作成する方法を提供する。
【００２４】
好ましい実施形態では、キトサン材料はカテコール改変キトサンを含み、材料から形成されたＣＧＨＤ被覆材は止血性があり、５００ミクロンまたはそれ未満の厚みを有する。ＣＧＨＤ被覆材は（ｉ）約２００ミクロンもしくはそれ未満、（ｉｉ）約１００ミクロンもしくはそれ未満、または（ｉｉｉ）約５０ミクロンもしくはそれ未満のうちの１つである乾燥被覆材厚みを有してよい。被覆材は約０．０３ｇ／ｃｍ３〜約０．７ｇ／ｃｍ３の範囲、（ｉ）約０．３ｇ／ｃｍ３〜約０．４ｇ／ｃｍ３の範囲、（ｉｉ）約０．４ｇ／ｃｍ３〜約０．５ｇ／ｃｍ３、または約０．３５ｇ／ｃｍ３〜約０．５５ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有してよい。被覆材は圧縮してもよい。被覆材は正方形、長方形、円形、または円形花弁形状であってよく、正方形もしくは長方形の長さおよび幅のそれぞれについての測度（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）は約１０ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲であり得、または円形もしくは円形花弁形状については直径約１０ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲であり得る。ある特定の実施形態では、被覆材の測度は（ｉ）１０ｍｍ×１０ｍｍ、（ｉｉ）２０ｍｍ×２０ｍｍ、または（ｉｉｉ）２５ｍｍ×２５ｍｍのうちの１つである。被覆材は乾燥時に（１）１５重量％（ｗ／ｗ）もしくはそれ未満、（２）８重量％（ｗ／ｗ）もしくはそれ未満、または（３）４重量％（ｗ／ｗ）もしくはそれ未満の含水率を有する。被覆材は接着側と非接着側とを有する。被覆材は第１の層に提供された接着側を有し得、非接着側は第２の層に提供されている。被覆材が湿潤している場合には被覆材の接着側が組織の表面に接着する。被覆材が湿潤している場合には被覆材の非接着側は送達デバイスに接着しない。被覆材は１分またはそれ未満で胃腸管粘膜に接着することができる。被覆材は組織部位においてキトサンのグルコサミンのＣ−２アミンで四級アンモニウムカチオンを形成することができる。被覆材はキトサン被覆材の中でｏ−キノンに酸化され、架橋したカテコールを含んでよい。キトサン被覆材は暗褐色の着色を含む褐色の着色を有してよい。一実施形態では、被覆材は酸化されていないカテコールを含んでよく、キトサン被覆材はピンクの着色を有する。被覆材は凍結乾燥されたラメラを含んでよい。被覆材は５０ミクロンまたはそれ未満の厚みを有する凍結乾燥構造を含んでよい。被覆材は１つより多くの凍結乾燥された層を含む凍結乾燥構造を含んでよい。被覆材は紡糸された繊維を含んでよい。被覆材は多孔質表面を含んでよい。被覆材は多孔質表面を含んでよく、多孔質表面は（ｉ）吸収材表面および（ｉｉ）水分を標的組織表面部位から再指向して遠ざけるチャネルのうち１つまたは複数を提供する。被覆材は湿潤条件では湿潤組織に接着し得る。被覆材の接着強度は約１ｋＰａより大きいかまたはこれに等しくてもよい。被覆材は約３７℃で少なくとも約６時間、水、生理食塩水溶液、血液、またはＧＩ液への溶解に耐える。被覆材はひび割れまたは裂けることなく折り畳み、または巻くことができる。被覆材は開いた、巻いていない、または折り畳んでいない状態で、閉じた、巻いた、または折り畳んだ状態の場合の同じ被覆材の外向きの表面積の約６倍、約５倍、または約４倍のうちの１つである外向きの表面積を有し得る。被覆材は約１５：１、または約１４：１、または約１３：１、または約１２：１、または約１１：１、または約１０：１、または約９：１、または約８：１、または約７：１、または約６：１、または約５：１、または約４：１、または約３：１、または約２：１の、開いた、巻いていない、または折り畳んでいない状態の外向きの表面積の、閉じた、巻いた、または折り畳んだ状態に対する比を有し得る。被覆材はひび割れまたは裂けることなく穿孔または縫合することができる。被覆材は架橋することができる。被覆材は無傷で、バルーンデバイス、ワイヤデバイス、または内視鏡デバイスによって送達することができ、前記デバイスは３．２ｍｍまたはそれ未満の直径を有する作業チャネルを含み、被覆材は作業チャネルを通して送達される。被覆材は湿潤化して、たとえば約２００〜３００ｇの軽い圧力の印加で、３０秒未満で胃粘膜に無傷で接着させることができる。被覆材は接着に干渉し得る親水性および疎水性の生物学的流体を除去することができる。被覆材は無傷でその場に留まり、約２０ｍｌ／分〜約１５０ｍｌ／分の中程度から滲出性の出血を止めることができる。被覆材は標的組織部位に接着した後で送達デバイスから容易に取り外される。被覆材は傷害部位に接着した後、浸食性酵素および約ｐＨ３の酸性環境の存在下で少なくとも６時間、溶解に耐えることができる。被覆材は少なくとも１２時間、標的組織部位をシールし、保護することができる。被覆材は７日を超えない期間にわたって付着部位からの制御された緩徐な溶解を達成することができる。被覆材は折り畳み、また広げることができる。被覆材は巻き、また広げることができる。被覆材は適用後少なくとも１２時間、約３７℃で、水、生理食塩水溶液、血液、またはＧＩ液に容易に溶解しない。被覆材は適用後少なくとも２４時間、約３７℃で、水、生理食塩水溶液、血液、またはＧＩ液に容易に溶解しない。被覆材は送達デバイスに接着しない。被覆材は約３７℃で水、生理食塩水溶液、血液、またはＧＩ液の存在下に長さおよび幅で約２５％を超え、または厚みで約５０％を超えるサイズの増加も減少もない。被覆材は傷害部位と相互作用する接着側を含み、キトサン被覆材は、被覆材が乾燥して折り畳まれた、または乾燥して巻かれた状態にあるときに送達デバイスまたは接着側のうちの１つと相互作用する非接着側を含む。被覆材は、被覆材の特徴に影響を与えずに最終的に滅菌することができる。キトサン被覆材は、被覆材の特徴に影響を与えずに制御された条件下で長時間保存することができる。
【００２５】
本明細書に記載したデバイスによる処置に適したｍｌ／分単位のＵＧＩＢ出血速度、または血流量は、約１ｍｌ／分〜約２００ｍｌ／分の範囲でよい。好ましい実施形態では、デバイスによって対処される出血速度は約１ｍｌ／分〜約１５０ｍｌ／分の範囲である。Ｆｏｒｒｅｓｔ  １ａ  ＵＧＩＢは約２５ｍｌ／分である。Ｆｏｒｒｅｓｔ  １ａよりもっと大きな出血速度を被っている対象については、彼らが既に手術室にいない限り、生存の見込みはない。約２０ｍｌ／分〜２５ｍｌ／分のＵＧＩＢ出血速度は、「活発な」出血と考えられる。滲出性出血は一般に約１ｍｌ／分より大きい。それは、１ｍｌ／分などの低い出血速度では、対象が抗凝固療法を受けている場合、または抗凝固医薬を服用している以外の理由で凝固カスケードの障害を有している場合でなければ、典型的には血栓が生じて自然に止まることが指摘されているからである。不可逆的な抗凝固医薬を投与されている、または出血障害を有するそのような対象については、１ｍｌ／分の滲出性出血には懸念が残り、本発明の材料によって形成されたデバイスなどによって対処する必要がある。一部の実施形態では、約１ｍｌ／分〜約２５ｍｌ／分、または約１ｍｌ／分〜約２０ｍｌ／分、または約１ｍｌ／分〜約１５ｍｌ／分、または約１ｍｌ／分〜約１０ｍｌ／分、または約１ｍｌ／分〜約５ｍｌ／分のＵＧＩＢ出血速度に対処するために本明細書に記載したデバイスが使用される。一部の実施形態では、被覆材は疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置に使用することができる。たとえば、疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置における被覆材の使用は、湿潤化に際して被覆材を傷害部位に直接接着することおよび被覆材を約３０秒加圧することを含む。疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置における使用のための被覆材は、接着に際して親水性および疎水性の生物学的流体を除去し得る。疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置における使用のための被覆材は、被覆材を標的組織部位の所定の位置に残すことを含み、被覆材は少なくとも２４時間、標的組織部位に残り得る。疾患、状態、障害、外傷、または傷害の処置における使用のための被覆材は、標的組織部位においてゆっくりと溶解することができ、人の介入なしに７日またはそれ未満で完全に溶解する。
【００２６】
一部の実施形態では、本明細書に開示する発明は、キトサン被覆材を生成する方法を含む。一実施形態では、本方法は、水性反応溶液中でキトサンおよびカテコールを用いて合成を実施するステップ、反応溶液のｐＨをｐＨ５．５またはそれ未満に維持するステップ、反応溶液のｐＨを上昇させ、反応溶液への酸素の曝露を制御してカテコールの酸化および架橋を行なうステップ、ならびに反応溶液を乾燥するステップを含む。ある特定の実施形態では、本方法はステップの間の中間乾燥ステップを含まない。ある特定の実施形態では、本方法は反応溶液のｐＨを約５．８〜約６．２に上昇させるステップを含む。キトサン被覆材を生成する方法の別の実施形態は、キトサンを含む第１の水溶液を凍結乾燥するステップ、キトサンを含む第２の水溶液を凍結乾燥するステップ、上記ステップのそれぞれから相互連結された多孔質構造の低密度キトサン被覆材を得るステップ、およびステップのそれぞれからの低密度キトサン被覆材を圧縮するステップ、ならびに圧縮された低密度キトサン被覆材から２層キトサン被覆材を調製するステップを含む、キトサン被覆材を生成する方法を含む。ある特定の実施形態では、上述の凍結乾燥ステップのそれぞれからの低密度キトサン被覆材は、圧縮の前に組み合わされる。ある特定の実施形態では、圧縮ステップは約２０℃〜約１５０℃の範囲の温度で行なわれる。ある特定の実施形態では、被覆材は約１５％（ｗ／ｗ）未満の含水率まで乾燥される。
【００２７】
他に定義しない限り、本明細書で使用する全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野における当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書において方法および材料は本発明における使用のために記載されており、当技術分野で公知の他の好適な方法および材料も使用することができる。材料、方法、および実施例は説明のためのみであり、限定することを意図していない。本明細書で述べる全ての出版物、特許出願、特許、配列、データベースエントリー、および他の参考文献は参照により全体として組み込まれる。一致しない場合には、定義を含めて本明細書が優先する。
【００２８】
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、および１Ｇは本発明の材料から形成された被覆材の紹介、設置、および使用を図示している。
【図１Ｂ】図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、および１Ｇは本発明の材料から形成された被覆材の紹介、設置、および使用を図示している。
【図１Ｃ】図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、および１Ｇは本発明の材料から形成された被覆材の紹介、設置、および使用を図示している。
【図１Ｄ】図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、および１Ｇは本発明の材料から形成された被覆材の紹介、設置、および使用を図示している。
【図１Ｅ】図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、および１Ｇは本発明の材料から形成された被覆材の紹介、設置、および使用を図示している。
【図１Ｆ】図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、および１Ｇは本発明の材料から形成された被覆材の紹介、設置、および使用を図示している。
【図１Ｇ】図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、および１Ｇは本発明の材料から形成された被覆材の紹介、設置、および使用を図示している。
【図２】図２は、本発明の材料から形成され、折り畳まれた両側のある被覆材を保持している手袋をはめた手のデジタル画像を図示している。暗い側は組織接着性のカテコール改変キトサン側であり、明るい側および他の縁部区域は未改変キトサン被覆材側である（未改変被覆材表面の直径は２．５インチ、改変カテコール被覆材表面の直径は２インチである）。
【図３Ａ】図３Ａおよび図３Ｂは、バルーンカテーテルを２時間適用することによって２５０ｍｌのメスシリンダーの壁に接着させ、最初の付着の後４８時間近くで２５±３℃で０．９％ｗ／ｗ生理食塩水溶液に浸漬した、本発明の材料から形成された両側のあるカテコール改変キトサン被覆材のデジタル画像を図示している。４８時間では元の未改変キトサン被覆材の痕跡がないことに注目されたい。図３Ａは側面図、図３Ｂは平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａおよび図３Ｂは、バルーンカテーテルを２時間適用することによって２５０ｍｌのメスシリンダーの壁に接着させ、最初の付着の後４８時間近くで２５±３℃で０．９％ｗ／ｗ生理食塩水溶液に浸漬した、本発明の材料から形成された両側のあるカテコール改変キトサン被覆材のデジタル画像を図示している。４８時間では元の未改変キトサン被覆材の痕跡がないことに注目されたい。図３Ａは側面図、図３Ｂは平面図である。
【図４】図４は、１００ポンド近い雌ブタの膀胱頸部および尿道管腔に均一に付着した、３０分以内に本発明の材料から形成されたカテコールキトサン被覆材のデジタル内視鏡画像を図示している。膀胱は尿および観察を助けるために注入した生理食塩水で膨潤している。画像は、ブタの膀胱壁を通る内視鏡のトロカール送達によって、また内視鏡の視点をブタの膀胱頸部および尿道の入口に向けて取得した。画像は、開存した尿道、急速に分解しているかすかな未改変キトサン裏打ち、ならびに膀胱頸部および尿道の管腔に密着している改変カテコール被覆材を示している。
【図５Ａ】図５Ａおよび５Ｂは、１つの画像が折り畳まれた被覆材の平面図、他の全ての画像が断面／側面を図示している。参照番号は、添付した図に含まれている場合には、以下のように文章と対応している。１−前立腺、２−膀胱、３−尿道粘膜、４−カテーテルボディーチューブ、５−シース、６−送達カテーテルの送達バルーン上の巻かれたＣＥＨＤ、７ａ−取付け点（１４）が送達バルーンカテーテルの近位（左）にある円錐形に折り畳まれたＣＥＨＤ、７ｂ−取付け点（１４）が送達バルーンカテーテルの遠位（右）にある円錐形に折り畳まれたＣＥＨＤ、７ｃ−付着点（１４）が遠位にあるＣＥＨＤ円錐形に折り畳まれたＣＥＨＤの平面図。１つのバルーンの遠位および近位に取り付けられた２つの被覆材または近位のみに取り付けられた１つだけの被覆材があり得ることに注意されたい。代替の送達は送達バルーンの周囲に円筒状に巻き付けられたＣＥＨＤによるものであるが、図示していない。８−送達バルーン（比較的好ましくないシングルバルーンカテーテルおよび好ましいダブルバルーンの図がある）。ダブルバルーンカテーテルでは送達バルーンは近位バルーンでもある。９−円錐状に折り畳まれた被覆材の先端に向けて円形ウィンドウ取付け点を創成するための切込み（９ａ：近位、９ｂ：遠位）、１０−相互に対向する円錐状被覆材の２つの面の重なり合う縁部、１１−円錐状に折り畳まれたＣＥＨＤの先端（１１ａ：近位、１１ｂ：遠位）、１２−潅流ポート（１２ａ：近位、１２ｂ：遠位）、１４−ＣＥＨＤの本体が送達バルーンの上に折り畳まれ、かつその周囲に巻き付けられたバルーンカテーテルへの円錐状に折り畳まれたＣＥＨＤの先端の取付け点。単純な両側加圧接着によって、ＣＥＨＤ先端のカテーテルへの取付けが奏功している。この取付けは、ＣＥＨＤの適用においてＣＥＨＤがシースに引っかかることなく、折り畳まれ巻かれたＣＥＨＤの上をぴったり合ったシースがスライドすることを補助する。１５−ダブルバルーン送達カテーテルにおけるバルーンの遠位または設置／位置決め。ダブルバルーンカテーテルはシングルバルーンカテーテルよりも好ましい。それは、遠位バルーンを使用してシースを破裂させてその除去を開始することができ、それにより送達バルーンを位置決めする理想的な能力が得られるからである。遠位バルーンは、吻合および膀胱頸部の傷害の場合にＣＥＨＤを膀胱頸部に並置させるために使用することができる。１６−バルーンカテーテル用のポート（２バルーンカテーテルでは３つのポートが典型的であるが、２つのバルーンを有するマルチルーメンカテーテルはより多くのポートを有することがある）。典型的にはそれぞれのバルーンに１つのポート、ならびに潅流および排液のための少なくとも１つのポイントがある。ポートは典型的には標準的なシリンジルアコネクターに連結される。
【図５Ｂ】同上。
【図６】図６は、キトサン（Ｒ１＝Ｈおよびアセチル基）およびカテコール改変キトサン（Ｒ１＝Ｈ、アセチル、ヒドロコーヒー酸基、コーヒー酸基、ｔｒａｎｓ−コーヒー酸基、およびホモプロトカテチュ酸基）の化学構造表示を図示している。キトサンポリマーについては、好ましくはｎ＞６０、より好ましくはｎ＞３００、最も好ましくはｎ＞６００である。
【図７】図７は、１−エチル−３−（−３−ジメチルアミノ−プロピル）−カルボジイミドの存在下のＮ−アシル化付加反応を図示しており、ｐＨ５．５の水溶液中で３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸がキトサンのＣ−２アミンに置換度２５％で共有結合する。
【図８】図８は、高いｐＨおよび酸素の存在下におけるカテコール改変キトサンのオルト−キノン改変キトサンへの酸化を図示している。
【図９】図９は、カテコール改変キトサンとキトサンとの間の架橋を引き起こすシッフ塩基（Ａ）およびマイケル付加（Ｂ）反応を図示している。
【図１０】図１０は、セルの両端に巻き付けて圧力タイを適用することによって長さ６ｃｍ、直径１．５ｃｍのブタ小腸粘膜下層の伸長した管を支持することができる長さ４ｃｍおよび内径１．５ｃｍのガラス製フローセルを図示している。
【図１１】図１１は、セルに支持されたｅｘ  ｖｉｖｏ組織表面に接着された新規な被覆材の３７℃における尿の流れのもとでの接着性および耐溶解性を試験するための典型的なフローセルの設計（３つのセルが平行に取り付けられている）を図示している。
【図１２Ａ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、キトサン被覆材を調製するために使用したバッチの種々のパラメーターの表を示す図である。
【図１２Ｂ】同上。
【図１２Ｃ】同上。
【図１２Ｄ】同上。
【図１２Ｅ】同上。
【図１２Ｆ】同上。
【図１２Ｇ】同上。
【図１３Ａ】図１３Ａ〜図１３Ｅは、処方、ならびに溶解性、折り畳み性、破裂試験、ｅｘ  ｖｉｖｏ、加速安定性、およびｉｎ  ｖｉｖｏ特徴を含む種々のキトサン被覆材調製物の表を示す図である。
【図１３Ｂ】同上。
【図１３Ｃ】同上。
【図１３Ｄ】同上。
【図１３Ｅ】同上。
【図１４】図１４は、２．５インチ×直径２インチ（切断前）で、ほぼ５０ミクロンに圧縮された円形のカテコール改変キトサン被覆材を図示している。これらのカテコール改変キトサン被覆材の着色は左から右へ、明るいピンク系褐色（第１の被覆材）、暗いピンク系褐色の２つの被覆材、２つの黄褐色被覆材（ピンクなし）、１つの褐色の被覆材、および最後に１つの暗褐色の被覆材の範囲である。カテコールキトサン被覆材５および６は２．５インチ×２インチの鋳型から形成されており、いずれも２．５インチの鋳型から形成された未改変キトサン被覆材で裏打ちされている。未改変キトサンは被覆材６の白色のハロー（褐色もピンク色もなし）として明瞭に見ることができる。カテコールキトサンおよび未改変キトサン被覆材は圧縮の間に相互に接着して最終共有密度＞０．４ｇ／ｃｍ３になっている。ピンクの着色は未酸化カテコールに伴っており、褐色は酸化カテコール（ｏ−キノン）に伴っている。明るい褐色および明るいピンク色はカテコールによるキトサンの低い置換度（１０％に近い）に伴っており、より暗い着色（ピンク系褐色および褐色）はカテコールによるキトサンの高い置換度（２０％に近い）に伴っている。
【図１５】図１５は、折り畳んで広げたカテコール改変キトサン被覆材を図示しており、折り畳み軸（折り目）が見えるが元のままである。
【図１６Ａ】図１６Ａ〜１６Ｃは、溶解試験の結果を示す表を図示している。
【図１６Ｂ】同上。
【図１６Ｃ】同上。
【図１７Ａ】図１７Ａ〜１７Ｃは、処方アプローチ、親水性ポリマー、および親水性ポリマー成分の溶液中％ｗ／ｗを示す表を図示している。
【図１７Ｂ】同上。
【図１７Ｃ】同上。
【図１８】図１８は、胃粘膜に密着した本発明の改変カテコールキトサン被覆材の胃内視鏡デジタル画像を図示しており、胃環境における僅かな膨潤、ならびに被覆材を動脈傷害に適用した３時間後のヘパリン化（ＡＣＴ２５０秒以上）したブタの胃の内部の傷ついた胃大網動脈の上部胃腸管出血（Ｆｏｒｒｅｓｔ  １ａ）が効果的に制御されていることを示している。
【図１９】図１９は、図１８の画像を取得して４５分以内に行なった動物の屠殺時における図１８の被覆材の下の強い元のままの血栓の存在を示している。改変キトサン被覆材は屠殺時に傷害および胃粘膜に均一に接着していることが示された。
【図２０】図２０〜２５は、ブタ小腸粘膜下層の管腔を含む直径１５ｍｍのガラスセルを通して０．９％の生理食塩水を循環するペリスタポンプシステムを用い、２７℃に近いシステム温度、２０ｍｌ／分の流速で１６３時間（７日（１６８時間）に近い）、ポンプで流した実験を図示している。本発明の改変カテコールキトサン材料の小さな１０ｍｍ×１０ｍｍのパッチをガラスセルの内部で小腸粘膜下層表面に手で貼り付け、経時的に観察した。画像は、接着性の損失なしに７日にわたって材料が粘膜下層管腔にしっかりと接着したままであったことを示している。７日目にセルから管腔を取り出したとき、材料は分解していて極めて脆弱になっていたことが見出された。このシステムを使用して、経尿道開発のための処方をスクリーニングした。このモデルでは未改変のキトサンの存続は２〜３時間未満であった。
【図２１】同上。
【図２２】同上。
【図２３】同上。
【図２４】同上。
【図２５】同上。
【図２６】図２６は、胃粘膜に密着した本発明の材料から形成した改変カテコールキトサン被覆材の胃内視鏡デジタル画像を図示しており、胃環境における僅かな膨潤、および材料を動脈傷害に適用した３時間後のヘパリン化（ＡＣＴ２５０秒以上）したブタの胃の内部の傷ついた胃大網動脈の上部胃腸管出血（Ｆｏｒｒｅｓｔ  １ａ）が効果的に制御されていることを示している。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
詳細な説明
一態様では、本発明はカテコール改変キトサンを含み、以下の特徴の１つもしくは複数、またはその全てによって特徴付けられる生体適合性で折り畳み可能な薄いプロファイルのキトサン系被覆材に関する。（１）バルーンによって、または内視鏡デバイスを通して、無傷で送達することができる。（２）軽い圧力の印加で３０秒未満で湿潤し、胃粘膜に無傷で接着させることができる。（３）接着に干渉し得る親水性および疎水性の生物学的流体を除去することができる毛管現象、多孔性、および吸収性を有する。（４）無傷でその場に留まり、中程度から滲出性の出血、たとえば約２０ｍｌ／分〜約１００ｍｌ／分、またはそれを超える出血速度を止めることができる。（５）送達デバイスから解放され、ＧＩ環境からの送達デバイスの回収を可能にすることができる。（６）ＧＩ環境における浸食性の酵素および酸性度（ｐＨ３以上）の中で不利な急速な分解（６時間未満）に耐えることができる。（７）好ましくは１２時間まで、より好ましくは２４時間まで、最も好ましくは９６時間まで胃腸管の傷害部位を保護し、それに続く急速な治癒および閉鎖を補助することができる。（８）付着部位からの制御された緩徐な溶解を達成することができ、それにより、７日未満で補助なしに完全に除去することが可能で、溶解した残留物が安全に消化管を通過できる。
【００３１】
本発明は、折り畳み可能で薄い（厚み約５００ミクロン以下）組織接着性のキトサン系止血被覆材を使用する経尿道前立腺切除術、観血的前立腺切除術、膀胱切除における迅速な出血制御に対処する。本発明の材料から形成される被覆材は、以下の特徴の１つもしくは複数、または全てを有する。（１）裂けること、または機械的性能を犠牲にすることなく、折り畳み、または巻き、および折り畳んだものもしくは巻いたものを広げることができる。（２）長さ、幅、および高さにおける顕著な寸法変化または機械的特性の損失なしに約３７℃で血液および尿の存在下に適用することができる。（３）尿および血液の存在下に送達することができる。（４）経管腔または経尿道送達デバイスによって傷害部位に送達することができる。（５）折り畳んだものまたは巻いたものを送達部位で広げることができる。（６）接着に干渉し得る親水性および疎水性の生物学的流体を除去することができる毛管現象、多孔性、および吸収性によって特徴付けられる。（７）湿潤化によって活性化され、均一な圧力の印加で膀胱粘膜、切除した膀胱粘膜、および切除した前立腺に接着する。（８）それ自体または包装材に接着することなく、乾燥したときにそれ自体および包装材料に接触することができる。（９）湿潤接触が約３００秒以下である場合にはそれ自体または包装もしくは送達材料に接着することなく、尿または血液で湿潤化したときにそれ自体および包装または送達材料に接触することができる被覆材の組織接着側を含む。（１０）組織に均一に接着し、約５０ｍｍＨｇ以下の圧力で、中程度から滲出性の出血、またはたとえば約２０ｍｌ／分〜約１００ｍｌ／分、もしくはそれを超える出血速度を迅速に止めることができ、外来の手技としてＴＵＲＰを実施することを可能にする機会を提供する。（１１）送達デバイスから解放され、尿道からの送達デバイスの回収を可能にすることができる。（１２）適用後最初の約１２時間、約３７℃で、約ｐＨ４．５〜約ｐＨ８の尿に曝露したときに溶解に耐えることができる。（１３）（送達デバイスがその場に存在する場合または存在しない場合に）存在する被覆材または被覆材の残留物で尿道が閉塞されず、尿の通過が妨害されないことを可能にする。（１４）傷害部位を保護し、治癒の促進を提供する。（１５）約７日未満で手術による助けなしに除去できるように、付着部位（膀胱頸部、前立腺、および／または尿道）からの制御された緩徐な分解および／または溶解を提供する。
【００３２】
本発明は、（１）非侵襲的手技を使用して前立腺切除術における出血を迅速に制御する能力、（２）抗凝固療法を受けている患者における出血を制御する能力、（３）長期のカテーテル使用の必要性なしに出血を制御することによる患者の疼痛および不快感の顕著な低減、（４）入院期間の顕著な低減、（５）健康管理の費用の顕著な低減、（６）罹患率の顕著な低減、および（７）死亡率の低減への転帰の傾向を提供する。
【００３３】
本明細書で使用される場合、膀胱粘膜は、手術（たとえば外科的手術）によって露出された任意の組織表面を含む膀胱の任意の露出された組織表面を含んで幅広く定義される。したがって膀胱粘膜は膀胱内に天然に存在する膀胱粘膜、切除された膀胱粘膜、および切除された前立腺、その他を含む。
【００３４】
キトサン管腔内止血被覆材（ＣＥＨＤ）は、本明細書で使用される場合、止血性があり、管腔内区域、たとえば膀胱の内部で使用することができるキトサン被覆材を意味する。ＣＥＨＤはその適用の場所に限定されず、それだけに限らないが膀胱粘膜を含む人体内部の任意の位置に適用されるキトサン被覆材を含む。
【００３５】
本明細書に記載したデバイスによる処置に適したｍｌ／分単位の出血速度、即ち血液流速は約１ｍｌ／分〜約２００ｍｌ／分の範囲であってよい。好ましい実施形態では、デバイスが対処する出血速度は約１ｍｌ／分〜約１５０ｍｌ／分の範囲である。約２０ｍｌ／分〜２５ｍｌ／分の出血速度は「活発な」出血と考えられる。滲出性出血は一般に約１ｍｌ／分より大きい。それは、１ｍｌ／分などの低い出血速度では、対象が抗凝固療法を受けている場合、または抗凝固医薬を服用している以外の理由で凝固カスケードの障害を有している場合でなければ、典型的には血栓が生じて自然に止まることが指摘されているからである。不可逆的な抗凝固医薬を投与されている、または出血障害を有するそのような対象については、１ｍｌ／分の滲出性出血には懸念が残り、本発明の材料によって形成されたデバイスなどによって対処する必要がある。一部の実施形態では、約１ｍｌ／分〜約２５ｍｌ／分、または約１ｍｌ／分〜約２０ｍｌ／分、または約１ｍｌ／分〜約１５ｍｌ／分、または約１ｍｌ／分〜約１０ｍｌ／分、または約１ｍｌ／分〜約５ｍｌ／分のＴＵＲＰ出血速度に対処するために本明細書に記載したデバイスが使用される。
【００３６】
ＴＵＲＰ送達デバイスには、ＴＵＲＰ手技で使用される任意のデバイスまたはＴＵＲＰ手技に関連して使用される任意のデバイスが含まれ得る。
【００３７】
キトサン被覆材
キトサン被覆材は種々の量のキトサンを含む組成物を意味し得る。キトサン被覆材の一般的な含量、一般的な化学組成、および種々の形態は、たとえば米国特許第７８２０８７２号、第７４８２５０３号、第７３７１４０３号、第８３１３４７４号、第７８９７８３２号、第９００４９１８号、第８９２０５１４号、第９２０４９５７号、第８７４１３３５号、第８２６９０５８号、第９２０５１７０号、および第１００８６１０５号に記載されている。このようなキトサン被覆材は、既に記載したその化学的および物理的特性により、出血を止めるために使用されてきた。
【００３８】
使用されるキトサンは、好ましくは、非哺乳動物材料、ポリ［β−（１→４）−２−アミノ−２−デオキシ−Ｄ−グルコピラノースを含む。キトサンは、たとえばエビなどの動物甲殻類の殻から得られるキチンから従来の方法で加工することができる。キトサンは生体適合性かつ体内で生分解性であり得、無害な材料であるグルコサミンに分解することができる。本明細書で使用されるカテコール改変キトサンは、カテコール添加キトサンへの言及を含み得る。
【００３９】
キトサン被覆材は乾燥していても湿潤していてもよい。キトサン被覆材の含水率が約１５重量％未満、好ましくは約１０重量％未満、より好ましくは約５重量％未満である場合には、キトサン被覆材は「乾燥」している。キトサン被覆材が生理学的環境および生物学的流体の中の水、または水溶液の中の水を含む水の源と接触していた場合には、キトサン被覆材は「湿潤」している。たとえば、本開示に記載したキトサン被覆材が胃腸管液、尿、もしくは血液、または胃腸管もしくは膀胱の組織表面（膀胱粘膜またはＧＩ粘膜）と接触すれば、キトサン被覆材は湿潤になる。実質的に固体形態で残存しているキトサン被覆材は、キトサン被覆材の組織表面への接着を可能にするのに十分な量で、胃腸管または膀胱粘膜の生理的環境において水／水分を吸収し、置き換え、再指向し、または導く。接着したキトサン被覆材は創傷表面をシールし、さらなる出血を遅らせまたは止めるために使用することができる。
【００４０】
好ましい実施形態では、本発明の材料から形成されたキトサン胃腸管止血被覆材（ＣＧＨＤ）またはキトサン管腔内止血被覆材（ＣＥＨＤ）は、好ましくは２５重量％より多いまたはそれに等しいキトサン、より好ましくは５０重量％より多いまたはそれに等しいキトサン、最も好ましくは７５重量％より多いまたはそれに等しいキトサンを含む。キトサンは、β−（１−４）グリコシドリンケージで連結されたグルコサミンおよびＮ−アセチルグルコサミン残基からなる直鎖状多糖類（典型的にはグルコサミンの数はＮ−アセチルグルコサミンの数以上）を記述するために使用される一般名であり、その組成物は希釈した水性酸に可溶である（Ｒｏｂｅｒｔｓ  １９９１）。キトサンファミリーはポリ−β−（１−４）−Ｎ−アセチルグルコサミンおよびアセチル残基分画を有するポリ−β−（１−４）−Ｎ−グルコサミンを包含し、そのモチーフ修飾（ランダムまたはブロック）はキトサンの化学に影響する。キトサンのグルコサミン環のＣ−２アミノ基はプロトン化が可能であり、したがって、水中でのキトサンの可溶化を可能にする（ｐＫａ約６．５）（Ｒｏｂｅｒｔｓ  １９９１）。たとえばグアー、ペクチン、デンプン、およびポリアクリル酸などの他の親水性ポリマーを使用してもよい。
【００４１】
ＣＧＨＤの好ましい実施形態では、本発明の材料から形成された被覆材はポリマー性であり、薄く（好ましくは乾燥した被覆材の厚みは約５００ミクロン以下、より好ましくは厚み約２００ミクロン以下、最も好ましくは厚み約１００ミクロン以下）、可撓性、多孔質、乾燥、生体適合性、組織接着性、および止血性である。
【００４２】
ＣＥＨＤの好ましい実施形態では、本発明の材料から形成された被覆材はポリマー性であり、薄く（好ましくは乾燥した被覆材の厚みは約５００ミクロン以下、より好ましくは厚み約２００ミクロン以下または約１００ミクロン以下、最も好ましくは厚み約１５０ミクロン以下）、可撓性、多孔質、乾燥、生体適合性、組織接着性、および止血性である。
【００４３】
一部の実施形態では、被覆材は、厚みは約１００ミクロンであり、約７０ミクロンの２層（接着性で耐溶解性の１層およびキトサンのみの１層）で送達に際して１５０ミクロンに近い合計厚みを有する２層被覆材を含んでもよい。
【００４４】
被覆材の形状に制限はないが、正方形、長方形、円形、または円形花弁形状の被覆材が好ましい。一実施形態では、最大サイズは約５０ｍｍ×５０ｍｍまでの正方形または直径５０ｍｍでよい。別の実施形態では、被覆材のサイズは約４５ｍｍ×４５ｍｍの正方形または４５ｍｍの直径、４０ｍｍ×４０ｍｍの正方形または４０ｍｍの直径、３５ｍｍ×３５ｍｍの正方形または３５ｍｍの直径、３０ｍｍ×３０ｍｍの正方形または３０ｍｍの直径、２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形または２５ｍｍの直径、１５ｍｍ×１５ｍｍの正方形または１５ｍｍの直径、１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形または１０ｍｍの直径などであってよい。さらに別の実施形態では、長さおよび幅のそれぞれは、約１０ｍｍ〜約５０ｍｍ、または約１０ｍｍ〜約５０ｍｍの直径の範囲であってよい。被覆材のサイズが大きくなると、限られた空洞における送達の制限の対象になることが多くなる。
【００４５】
別の好ましい実施形態では、被覆材はバルーンカテーテルによって送達され、被覆材は約５ｃｍまたは最大７ｃｍの直径サイズを有する。バルーンカテーテルは好ましくは被覆材の中央の小穴（一般に直径約４ｍｍ〜約７ｍｍであるカテーテルバルーンとほぼ同じ直径、または穴はより大きく、たとえば１２ｍｍまででよい）を通過し、被覆材（被覆材の直径３０ｍｍ〜７０ｍｍ）は穴のいずれかの側の小さな被覆材タブによってバルーンの反対側のカテーテルチューブ（カテーテルと同じ直径）に接着する。一部の実施形態では、折り畳まれた、巻かれた、または圧縮された状態からの被覆材の表面積の変化は、被覆材が折り畳まれていない、巻かれていない、または圧縮されていない状態にあるときの表面積の約８分の１である。本明細書に記載した被覆材は、開かれた、巻かれていない、または折り畳まれていない状態において大きな被覆材表面積を提供し得る。あるいは、本明細書に記載した被覆材は、閉じられた、巻かれた、または折り畳まれた状態において小さな被覆材表面積を提供し得る。被覆材は折り畳まれ、巻かれ、または閉じられることができるので、より圧縮され、送達のために保護されることができ、標的の組織処置部位に送達される前に被覆材の表面が尚早に湿潤化される可能性が低減される。
【００４６】
ＣＧＨＤの好ましい実施形態では、被覆材の厚みは約５０ミクロン、直径約２．５ｃｍであり、開かれた、巻かれていない、または折り畳まれていない、約９．８５６ｃｍ２の外向きの表面積を有することになる。送達デバイスシースの内側では（典型的なフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）送達管の壁厚は約１５０ミクロンである）、閉じられた、巻かれた、または折り畳まれた被覆材は（長さ１．２５ｃｍの円筒の中で）、直径０．４５ｃｍの胃内視鏡のチャネルの中で約２．０７ｃｍ２、または直径０．３２ｃｍの胃内視鏡のチャネルの中で約１．５６ｃｍ２、または直径０．２８ｃｍの胃内視鏡のチャネルの中で約１．４１ｃｍ２の外向きの円筒状表面積を有することになる。したがって、１つの例では、本発明の被覆材は、開かれた、巻かれていない、または折り畳まれていない状態では、閉じられた、巻かれた、または折り畳まれた状態にある場合の同じ被覆材の外向きの表面積の約６倍、約５倍、または約４倍の外向きの表面積を有してよい。一部の実施形態では、開かれた、巻かれていない、または折り畳まれていない被覆材の外向きの表面積の閉じられた、巻かれた、または折り畳まれた被覆材に対する比は約１５：１、または約１４：１、または約１３：１、または約１２：１、または約１１：１、または約１０：１、または約９：１、または約８：１、または約７：１、または約６：１、または約５：１、または約４：１、または約３：１、または約２：１である。
【００４７】
一部のＣＧＨＤ実施形態では、最も一般的な胃内視鏡のチャネルの直径は０．２８ｃｍ（２．８ｍｍ）であり、したがってこれが被覆材送達のための最も好ましいサイズである。あるいは、より好ましいサイズは直径０．３２ｃｍであり、これは標準的な胃内視鏡のチャネルの直径であるが、０．２８ｃｍのチャネルほど一般的ではない。別の好ましい胃内視鏡のチャネル直径のサイズは０．４５ｃｍ〜０．３２ｃｍであり、これは特注の胃内視鏡チャネルのサイズであり、したがって０．３２ｃｍまたは０．２８ｃｍの胃内視鏡チャネル直径のサイズほど一般的ではない。
【００４８】
ＣＥＨＤの好ましい実施形態では、被覆材の厚みは約１００ミクロン、直径約５．０ｃｍであり、開かれた、巻かれていない、または折り畳まれていない、約３８．６６ｃｍ２の外向きの表面積を有することになる。バルーン送達デバイスの上では、閉じられた、巻かれた、または折り畳まれた被覆材は（長さ２．５ｃｍの円筒の中で）、被覆材の直径を３．０ｃｍとして、直径７ｍｍのカテーテルバルーンの上で約５．０９ｃｍ２、または直径４ｍｍのカテーテルバルーンの中で開いたときに約１４．０ｃｍ２、閉じたときに１．８５ｃｍ２の外向きの円筒状表面積を有することになる。したがって、１つの例では、本発明の被覆材は、開かれた、巻かれていない、または折り畳まれていない状態では、閉じられた、巻かれた、または折り畳まれた状態にある場合の同じ被覆材の外向きの表面積の約８倍の外向きの表面積を有してよい。一部の実施形態では、開かれた、巻かれていない、または折り畳まれていない被覆材の外向きの表面積の閉じられた、巻かれた、または折り畳まれた被覆材に対する比は約１５：１、または約１４：１、または約１３：１、または約１２：１、または約１１：１、または約１０：１、または約９：１、または約８：１、または約７：１、または約６：１、または約５：１、または約４：１、または約３：１、または約２：１である。
【００４９】
一部のＣＥＨＤ実施形態では、ＴＵＲＰにおける送達デバイスとともに使用される最も一般的なカテーテルバルーンの直径は０．４ｃｍ（４．０ｍｍ）であり、したがってこれが被覆材送達のための最も好ましいサイズである。あるいは、より好ましいサイズは直径０．５ｃｍであり、これはＴＵＲＰ送達デバイスのための標準的なカテーテルの直径であるが、０．４ｃｍのカテーテルほど一般的ではない。ＴＵＲＰ送達デバイスの別の好ましいカテーテル直径のサイズは０．５ｃｍ〜０．７ｃｍであり、これは特注のチャネルのサイズであり、したがって０．４または０．５ｃｍのカテーテル直径のサイズほど一般的ではない。
【００５０】
本明細書に記載した被覆材は折り畳み、および広げることができ、好ましくは適用後最初の６時間、より好ましくは適用後最初の１２時間、最も好ましくは適用後最初の２４時間以内に約３７℃で血液またはＧＩ液もしく尿などの体液に容易に溶解せず、ＧＩ液または膀胱液との接触により約７日以内に約３７℃で分解し、および／または完全に溶解する。
【００５１】
本明細書に記載した被覆材は送達デバイスに接着せず、感知できるほど膨潤も収縮もしない。即ち、これは血液および体液（ＧＩ液または尿もしくは膀胱液またはそれらの混合物）の存在下、約３７℃で長さおよび幅が約２５％を超え、または厚みが約５０％を超えてサイズが増加も減少もしない。
【００５２】
好ましい実施形態では、被覆材は被覆材の特徴に影響することなく熱滅菌してよい。これをその包装材の中で約２１℃〜約２５℃の室温で制御された条件下に保存すると、その組織接着特性、機械的特性、ＧＩまたは膀胱液中での溶解特性、膨潤特性、および止血特性は安定であり、経時的に（たとえば約２年以下）感知できるほど変化しない。
【００５３】
好ましい実施形態では、被覆材は組織接着側と非接着側とを有する。この実施形態では、非接着側は、湿潤化したときにそれ自体から、ならびに管腔の中および／または胃腸管もしくは膀胱の中で被覆材を加圧する任意のアプリケーターまたは送達デバイスの表面から、容易に滑って外れる表面を提供し得る。
【００５４】
被覆材の好ましい実施形態は、これが含水率約１５％以下、または約８％以下の実質的に乾燥したキトサン組成物から形成されていることである。乾燥したキトサン組成物は、好ましくはキトサンと水の水溶液の相分離および乾燥を使用して形成される。乾燥したキトサン被覆材は、好ましくは適当なサイズに切断され得るシート形態で調製される。
【００５５】
生体適合性、生体溶解性、組織接着性のキトサン被覆材の好ましい実施形態は、約３７℃で少なくとも約６時間、胃腸管（ＧＩ）液および血液中で溶解に耐えることができ、上部胃腸管の低いｐＨおよび強い酵素消化液の中での急速な溶解および分解への耐性を促進する材料および材料構造を含む。上部胃腸消化管はキトサン、セルロース、およびデンプンなどの大部分の有機物を急速に消化するように進化してきたので、これは本明細書で開示するキトサン被覆材の顕著な利点である。
【００５６】
生体適合性、生体溶解性、組織接着性のキトサン被覆材の好ましい実施形態は、約３７℃で少なくとも約６時間、膀胱液および血液の中で溶解に耐えることができ、膀胱内の尿の中での急速な溶解および分解への耐性を促進する材料および材料構造を含む。これは本明細書で開示するキトサン被覆材の顕著な利点である。
【００５７】
本明細書で提供するキトサン被覆材は、たとえばＧＩまたは膀胱内の粘膜表面に軽い圧力、即ち数百ＫＰａまでの圧力で適用することができる。本明細書で使用される場合、組織表面の被覆材に適用される軽い圧力は、組織の顕著な変形または移動を伴わずにキトサン被覆材を傷害部位に付着させ、接触させたまま保持し、それによりキトサン被覆材をその組成構造および特徴によって傷害部位との接着を促進して出血を止めるように相互作用することを可能にする圧力を示す。一部の実施形態では、軽い圧力は、最も好ましくは約１０ｋＰａもしくはそれ未満、より好ましくは２５ｋＰａもしくはそれ未満、または好ましくは５０ｋＰａもしくはそれ未満の圧力である（１００ｇ／ｃｍ２＝９．８ｋＰａであることに留意されたい）。典型的には胃などの軟組織に１００ｋＰａを超える負荷をかけると顕著な変形が生じ、支持するための反対方向への圧力を加えずに加圧することは不可能になる。ヒトの胃の弾性モジュラスの調査はＳａｒａｆ  ｅｔ  ａｌ．  ２００７．    Ｓａｒａｆ，  Ｈ．  ｅｔ  ａｌ．，  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｓｏｆｔ  ｈｕｍａｎ  ｔｉｓｓｕｅｓ  ｕｎｄｅｒ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｌｏａｄｉｎｇ，  Ｊ．  ＯＦ  ＢＩＯＭＥＣＨＡＮＩＣＳ，  ４０（９），  ｐｐ．  １９６０−１９６７  （２００７）に提供されている。
【００５８】
キトサン被覆材の生成
本発明のキトサン被覆材は種々の方法およびプロセスを使用して産生することができる。一部の実施形態では、キトサン被覆材は凍結相分離および乾燥によって形成され得る。代替の実施形態では、被覆材は凍結およびそれに続く乾燥の前の、低密度発泡体を提供するための発泡剤の添加によって形成される。凍結相分離およびそれに続く昇華による凍結溶媒の除去は、凍結乾燥と称される。凍結相分離は希薄溶液からの固化のプロセスであり、希薄溶液を保持している容器または鋳型の表面を通る熱の除去およびそれによる温度の低下によって、純粋な溶媒の局所的な固体結晶核形成ならびにそれに続く純粋な溶媒の結晶の伝播および成長がもたらされる。希薄溶液中での純粋な溶媒結晶の成長の結果、溶質は成長する結晶前線から拡散して、成長する結晶の隙間で固化する。希薄ポリマー水溶液の凍結相分離により、氷の厚い層の間の薄いポリマーラメラの交互の層が生じる。ポリマーラメラを破壊しない方法によって氷を除去すれば、相互連結した多孔質構造を有する低密度ポリマー被覆材が得られる。たとえば一実施形態では、低密度ポリマー被覆材は約０．００５ｇ／ｃｍ３〜約０．０５ｇ／ｃｍ３の初期被覆材密度を有し得る。
【００５９】
代替の実施形態では、凍結相分離被覆材は発泡した希薄溶液の凍結およびそれに続く乾燥によって形成される。代替の実施形態では、被覆材は遠心紡糸、電気紡糸、または凝固浴の中への溶媒繊維押出しなどの不織繊維紡糸プロセスによって形成される。さらに別の代替の実施形態では、本発明の材料から形成される乾燥被覆材は織物繊維形成プロセスから形成され得る。さらに別の代替の実施形態では、本発明の材料から形成される乾燥被覆材は相反転および非溶媒による沈殿（典型的には透析膜および濾過膜を製造するために使用される）によって形成され得る。さらに別の代替の実施形態では、本発明の材料から形成される被覆材はアディティブ３Ｄ印刷プロセスによって形成され得る。
【００６０】
本発明の材料から形成される好ましい実施形態では、被覆材調製プロセスは最初の被覆材の密度を最初の好ましい範囲の約０．００５ｇ／ｃｍ３〜約０．０５ｇ／ｃｍ３から最終の好ましい範囲の約０．０３ｇ／ｃｍ３〜約０．７ｇ／ｃｍ３に変化させる圧縮プロセスを含んでよい。しかし、約０．０８ｇ／ｃｍ３〜約１．２ｇ／ｃｍ３の範囲も意図される。約１．５ｇ／ｃｍ３の密度は孔のないキトサン被覆材の密度であることが留意される。圧縮プロセスは約２０℃〜約１５０℃の範囲の温度の適用を含んでよい。圧縮され乾燥した被覆材の生物学的流体との接触に際しての実質的な被覆材の膨潤を避けるために、圧縮の温度は、好ましくは、それだけに限らないが、対流、伝導、および輻射を含み得る方法によって適用され、圧縮される被覆材の温度は好ましくは少なくとも約８０℃で少なくとも約１５秒、維持されるべきである。
【００６１】
圧縮の間の熱は、キトサンにひび割れまたは裂け目を生じずにキトサンを可塑化し成形することを可能にする手段である（非破壊的成形）。純粋な乾燥キトサンの第１のガラス転移温度（Ｔｇ）は８０℃付近であり、この温度では、純粋な乾燥キトサンを加工する場合には、キトサンの非破壊的成形が容易になり、その構造のいくらかの結晶のアニーリングが可能になる。キトサンに水またはグリセロールなどの可塑剤を適用してＴｇを低下させ、それにより、より低い温度で同様のレベルの非破壊的成形を行なうことが可能である。ここでは、２０℃〜１５０℃の範囲でキトサンを非破壊的に成形できることが注目される。この範囲の外でも非破壊的にキトサンを成形することは可能であるが、ずっと困難になる。１５０℃を超えるとキトサンの熱分解が始まり、２０℃未満では可塑剤の添加によって、耐溶解性ならびに滅菌の際に起こるような分解プロセスへの耐性を提供するキトサンの結晶性の望ましくない損失が生じ得る。
【００６２】
好ましくは、圧縮によって生物学的流体との接触の際の圧縮され乾燥された被覆材の実質的な膨潤が防止され、圧縮は圧縮の間の乾燥被覆材の含水率約１５％ｗ／ｗ以下で行なわれる。圧縮は二連もしくは多連ローラーの圧縮および／または隣接するプラテンの間で一軸で適用してよい。
【００６３】
圧縮は、圧縮された被覆材に平滑な仕上げを提供するために均一で平坦なまたは湾曲した表面に対して行なってよい。
【００６４】
あるいは、圧縮は、欠失したまたは付加された表面質感を与える腐食された、機械加工された、切削された、または他の種類の処理をされた表面に対して適用してよい。表面質感はランダムでもよく、または規則的な繰り返しパターンでもよい。表面のパターンは被覆材の折り畳みおよび展開または巻き付けおよび展開を助けることができ、ヒンジ様の特性を被覆材に与えることができる。そのような質感は、適用した際に被覆材を迅速にその場に固定し、動かないようにするための補助として使用してよい。標的組織表面に位置決めする間の被覆材表面の移動は、フィルムの形成、したがって、表面において接着を阻害する生物学的流体を除去する能力の損失、したがって被覆材を表面に接着させる能力の損失をもたらし得る開放表面構造の閉鎖を引き起こす可能性がある。被覆材の表面で起こる変化のタイムスケールは極めて重要であり、顕著な表面被覆材チャネルの閉鎖を伴う表面における液体の取り込みは極めて望ましくない。そのような移動を避ける良い方法は、被覆材が組織表面に接触すれば直ちに被覆材をその場に物理的に固定することである。
【００６５】
本発明の前には、薄い固体状キトサン被覆材は一般に硬く、破壊、破砕、もしくはその他にその元の形状を失うこと、またはさもなくば使用に適さなくなることなしに、曲げ、または折り畳み、または巻くのに十分に可撓性でなかった。本明細書で提供するキトサン被覆材は、その組成構造および特徴により、折り畳み軸に沿って折り畳みおよび開くことができ、なお変化せずに出血を止める使用に適している。興味あることに、また予想と異なり、本明細書に記載したキトサン被覆材は、折り畳んだときに、その折り畳み線に沿っての裂けまたは破壊への耐性が小さくなることが見出された。一部の実施形態では、本明細書で提供するキトサン被覆材は、その組成構造および特徴により、その組成構造および特徴を失うことなく巻くことができ、なお変化せずに出血を止めることができる。
【００６６】
ＣＧＨＤの一部の実施形態では、本明細書で提供するキトサン被覆材は、その組成構造および特徴により、その組成構造および特徴を失うことなく巻くことができ、なお変化せずに出血を止めることができる。したがって一部の実施形態では、本明細書で提供するキトサン被覆材は、狭い作業チャネルを通して送達することができ、しかもその組成構造および特徴を変化せずに維持することができる。本明細書で提供するキトサン被覆材を送達させることができる狭い作業チャネルの例示的な直径には、約３．２ｍｍまたはそれ未満、およびそれだけに限らないが、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１．０ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．７ｍｍ、１．８ｍｍ、１．９ｍｍ、２．０ｍｍ、２．１ｍｍ、２．２ｍｍ、２．３ｍｍ、２．４ｍｍ、２．５ｍｍ、２．６ｍｍ、２．７ｍｍ、２．８ｍｍ、２．９ｍｍ、３．０ｍｍ、３．１ｍｍ、および３．２ｍｍなどの直径が含まれる。
【００６７】
ＣＥＨＤの一部の実施形態では、本明細書で提供するキトサン被覆材は、その組成構造および特徴により、その組成構造および特徴を失うことなく巻くことができ、なお変化せずに出血を止めることができる。したがって一部の実施形態では、本明細書で提供するキトサン被覆材は、尿道に沿うバルーンカテーテルによって送達することができ、しかもその組成構造および特徴を変化せずに維持することができる。キトサン被覆材を支持するバルーンカテーテルの例示的な直径には、約１２ｍｍまたはそれ未満、およびそれだけに限らないが、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４．０ｍｍ、４．５ｍｍ、５．０ｍｍ、５．５ｍｍ、６．０ｍｍ、６．５ｍｍ、７．０ｍｍ、７．５ｍｍ、８．０ｍｍ、８．５ｍｍ、９．０ｍｍ、９．５ｍｍ、１０．０ｍｍ、１０．５ｍｍ、１１．０ｍｍ、１１．５ｍｍ、および１２．０ｍｍなどの直径が含まれ得る。
【００６８】
カテコール改変キトサンおよびその製造
本明細書に記載したキトサン被覆材は、カテコール改変キトサンおよび／または親水性ポリマーを含むキトサン被覆材に関する。カテコール改変キトサンを含むキトサン被覆材の他の態様について、以下により詳細に記載する。
【００６９】
本開示のＣＧＨＤまたはＣＥＨＤの好ましい実施形態には、カテコール改変キトサンおよび／または必要に応じて他の親水性ポリマーを含む組成物が含まれる。好ましくは、被覆材中のカテコール改変キトサンは、約１ｋＰａ以上の組織接着で湿潤組織に長期に接着し、約３７℃で約６時間以上、水、生理食塩水溶液、血液および／またはＧＩもしくは膀胱液の中で溶解に耐える。好ましくは、カテコール改変キトサンは、キトサンのグルコサミンのＣ−２アミンの３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（別名３−（３，４−ジヒドロキシフェニル）プロピオン酸、ヒドロコーヒー酸）によるＮ−アシル化によって形成される。あるいは、カテコール改変キトサンを製造するためのキトサンのＮ−アシル化には、それだけに限らないが、３，４−ジヒドロキシけい皮酸（コーヒー酸）、ｔｒａｎｓ−３，４−ジヒドロキシけい皮酸（ｔｒａｎｓ−コーヒー酸）、および３，４−ジヒドロキシフェニル酢酸（ＤＯＰＡＣ、ホモプロトカテチュ酸）のうちの１つによる改変が含まれ得る。
【００７０】
カテコールは酸化されてｏ−キノンになるので、組成物中のカテコールの存在によってあるポリコンジュゲート構造が得られる。それにより、未改変キトサン組成物とカテコール改変キトサン組成物との間に可視的な相違が生じ、それぞれオフホワイトまたはピンクから暗褐色の色になり得る。カテコール改変キトサン組成物は、カテコールの酸化が起こるとピンクから褐色になることが注目される。
【００７１】
実質的に架橋がないことを意味するカテコール改変キトサンのピンクの着色は、水性合成で反応溶液のｐＨを５．５またはそれ未満に維持することによって得られる。ピンクの着色は、水性合成で、それだけに限らないが、アルゴンまたは窒素を含み得る不活性ガスでパージした水性システムを使用することなどによる実質的に酸素が存在しない状態で改変および引き続くプロセスステップを実施することによっても得られ得る。ピンクの着色は最終溶液またはカテコール改変生成物においては望ましくないが、（カテコールによるキトサンの誘導体化、ならびに／または残留する未反応物質を除去するための引き続くカテコールキトサン溶液の透析および／もしくは洗浄の直後などの）中間処理段階においては望ましいことがある。それは、後に所望の乾燥重量になるように純粋な乾燥したカテコール改変生成物を実質的に水に再溶解できる能力を引き続いて有して、安定な乾燥生成物であるポリマーを保存し、乾燥生成物の重量を決定することが可能になるからである。続いてこの水溶性キトサンカテコール材料を酸化し、架橋する（褐色に着色）。しかし、酸化前に乾燥されたカテコール改変キトサンは本発明の材料から形成されたキトサン被覆材における使用には適さない。それは、そのように処理したカテコール改変キトサンを含む被覆材は容易に再溶解せず、最終溶液には不溶性の（直径１０ミクロンを超える）粒子の望ましくない大量の分画（５％ｗ／ｗを超える）が含まれるからである。さらに、中間の凍結乾燥段階の後で調製されたカテコールキトサンは胃腸管液または膀胱内で早期に溶解する傾向が大きい。ＴＵＲＰにおける過度の架橋（即ち、褐色）はあまり望ましくない。それは、過度の架橋によって尿中での溶解時間が長くなり、たとえば目標の完全溶解が約７２時間〜約１６８時間である場合に１６８時間より長くなるからである。
【００７２】
好ましい実施形態では、カテコール改変キトサンは、保存を可能にするための中間の乾燥ステップによって溶液から取り出すのではなく、むしろ水溶液中に保持して、大気中の酸素の存在下に約ｐＨ５．５より高いｐＨに曝露することによって水溶液中で酸化させる。好ましいｐＨの制御は、水中に溶存している二酸化炭素の分圧を調整することによって達成される（分圧を上げるとｐＨが低下し、分圧を下げるとｐＨがｐＨ７近くまで上昇する）。ｐＨ制御の代替の好ましい手段は、ｐＨを下げるための強酸、およびｐＨを上げるための強塩基の、増分の添加である。強酸の例としては、それだけに限らないが、塩酸、硫酸、および硝酸が挙げられる。強塩基の例としては、それだけに限らないが、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが挙げられる。続いてこの水性で水溶性の酸化されたカテコール改変キトサンを乾燥することによって、上部胃腸管および膀胱における溶解および分解に対して良好な耐性を有するカテコールキトサンの好ましいレベルの架橋がもたらされる。カテコールキトサン溶液は水の添加によって希釈され、水の除去によって濃縮される。水は、それだけに限らないが、限外濾過、逆透析、および遠心分離などの手法によって除去され得る。溶液の固体分率は、溶液から既知の体積をサンプリングし、それだけに限らないが、重量法、フーリエ変換赤外線分光法、紫外可視分光法、屈折率法、および比重びん法などの分析を実施することによって決定され得る。
【００７３】
好ましい実施形態では、カテコール改変キトサン組成物は、カテコールのｏ−キノンへの酸化によって褐色になっている。キノンは、酸素の存在下および約５．５を超えるｐＨでのカテコールの水酸基の自動酸化によって生成する。改変キトサンにおいて、キノンとキトサンのＣ−２アミンとのシッフ塩基反応によって架橋が生成する。カテコール改変キトサン組成物の色は合成の間にｐＨおよび酸素への曝露を制御することによって制御される。ｐＨを約ｐＨ５．５またはそれ未満に維持することによって、ｏ−キノンの生成は阻害される。続いて透析溶液、最終洗浄しまたは透析したカテコールキトサン溶液を好ましいｐＨ範囲の５．８〜６．２に条件調整することによって、溶解耐性がより高い、より暗色の、より酸化されたカテコールが得られる。一部の実施形態では、カテコール改変キトサンの着色によって、カテコール改変キトサン被覆材の１つの態様が特徴付けられる。一部の実施形態では、着色はカテコールによるキトサンの置換の程度を反映している。一部の実施形態では、ピンクから褐色への着色は置換度と相関する。図１５に、カテコールによるキトサンの種々の置換度を反映し、これと相関する種々の着色の例示的な実施形態を示す。
【００７４】
カテコールキトサンから乾燥した被覆材を調製するために、好ましい明褐色から暗褐色のカテコール水性キトサン溶液を調製する。これはそれ自体で使用してもよく、または、それだけに限らないがキトサンおよび／または必要に応じて親水性ポリマーの溶液を含む他の水性親水性ポリマー溶液と混合してもよい。好ましくは、乾燥した相分離カテコールキトサン被覆材は、乾燥し緻密化された凍結相分離および繊維質の被覆材構造として調製される。
【００７５】
本発明の好ましい架橋したカテコール改変キトサン組成物は、良好な組織接着性および上部胃腸管または膀胱内で実質的に未改変のキトサンから形成された被覆材と比較して１０倍〜１００倍に増大した耐溶解性を提供する。たとえば、図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、キトサン被覆材は１５分で消失するが、いくつかのカテコール被覆材は２４時間を超えて存続することを実証する溶解試験結果を示す。本明細書に記載したカテコール改変キトサン組成物は、これまでのところ未知の持続性、生体適合性、および結果的には溶解する能力を提供する。
【００７６】
本発明の材料から形成されたＣＧＨＤまたはＣＥＨＤの胃腸管粘膜または膀胱粘膜への好ましい迅速な接着（１分以下）は、乾燥した被覆材組成物中の酸の存在によってキトサンのグルコサミンのＣ−２アミンでの四級アンモニウムカチオンの形成が促進されることによって乾燥キトサン被覆材中で得られる。被覆材中の好ましいキトサンの酸の塩には、酢酸、乳酸、グリコール酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、塩酸、グルタミン酸、アスコルビン酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、および酒石酸、ならびにそれらの組合せの塩が含まれ得る。好ましくは、キトサンの酸塩の重量％は約２％を超え、約１５％未満である。湿潤した組織への急速な接着（たとえば１分以下）を達成するため、胃腸管または膀胱の乾燥した被覆材中の水分は、好ましくは約１５重量％未満、より好ましくは約１０重量％未満、最も好ましくは約５重量％未満である。
【００７７】
凍結相分離し乾燥され、緻密化されたキトサン被覆材の場合には、キトサン溶液を、好ましくは約０．１％ｗ／ｗ、より好ましくは約０．５％ｗ／ｗ、最も好ましくは約０．２５％ｗ／ｗの親水性ポリマーキトサン溶液として凍結相分離鋳型（典型的には水平で平坦な底部を有するパンの形状）に注ぎ込む。親水性ポリマー溶液は、好ましくは水平で平坦なパンに好ましくは垂直深さ約１０ｍｍ、より好ましくは２．５ｍｍ、最も好ましくは鋳型の深さ５．０ｍｍまで添加する。続いて鋳型内の溶液を凍結し、昇華または凍結相置換（ポリマーに対する非溶媒で氷を溶媒抽出する）によって水を除去して乾燥して、（空孔体積９９％を超える）低密度の開放または多孔質の乾燥密度約０．０１ｇ／ｃｍ３未満（またはたとえば０．５％溶液からの未圧縮のカテコールキトサン被覆材については約０．００５ｇ／ｃｍ３。これは約０．０２５ｇ／ｃｍ３である未圧縮のＨｅｍＣｏｎ  Ｂａｎｄａｇｅキトサンスポンジの密度の約５分の１、即ち２０％である）の乾燥スポンジにする。凍結乾燥は典型的には３００ｍＴｏｒｒ未満の圧力で実施する。一方、エタノールなどの無水の冷却した（たとえば−２０℃未満の）溶媒を用いる凍結置換は大気圧で実施する。次いで乾燥スポンジを好ましくは約０．４ｇ／ｃｍ３を超える密度および約１００ミクロン未満の厚みに圧縮する。好ましい圧縮に制限はないが、整列した平坦なプラテンの間の一軸圧縮が含まれ得る。プラテンは１８℃〜１５０℃に加熱され、加圧は１０，０００ｂａｒまでである。
【００７８】
好ましい圧縮により、際立って薄く（たとえば約５０ミクロン以下〜約２００ミクロン以下の範囲）、強靭な（たとえば５ＭＰａ〜２５ＭＰａのＵＴＳ）、容易に折り畳めるキトサン被覆材が創成される。これは、正確で効果的な大表面積の設置および付着のために元の折り畳んでいない被覆材形態の性能を犠牲にすることなく再形成することができる制限された折り畳まれた形態で、体内のどの場所にでも最小の侵襲で設置することができる。
【００７９】
折り畳み性については以下の例で対処する。一実施形態では、折り畳み試験には水平に平坦な最終の圧縮された円形の被覆材を最初に反時計方向に１８０°、縁と縁を重ねて折り畳み、縁を一緒に保持して被覆材の中央部で堅く圧縮して被覆材に単一の直線状折り畳み軸（即ち折り目）を創成することが含まれる。折り畳まれた被覆材を次に開き、新たな折り畳み軸に沿って縁と縁の折り畳みを再現するが、折り畳みは反対の時計方向とする。折り畳みの成功は、折り畳みの軸に沿って裂け目もひび割れも見えないこと、および被覆材の引張り特性（被覆材の折り畳みを横切って穏やかに引っ張ることによって判定する）に顕著な損失がないこととして順位付けできる。図１５に、折り畳んで開き、目視できる折り畳み軸（折り目）について変化のないカテコール改変キトサン被覆材を示す。
【００８０】
希薄なポリマー水溶液の凍結相分離により、幅が２００ミクロンに近い氷晶シートの間に規則的に挟まれたミクロンおよびサブミクロンの薄いポリマーキトサンラメラの相分離が生じる。昇華（凍結乾燥）または代替の溶媒抽出によって氷を除去することにより、ほぼ整列した、薄い（１ミクロン以下）ポリマーキトサンラメラからなる乾燥スポンジが残る。そのガラス転移温度に近いまたはそれより高い温度（乾燥キトサンのＴｇはほぼ８０℃である）におけるポリマーキトサンラメラの圧縮により、割れ目を容易に伝播せず、障害なしに繰り返して折り畳むことができる数百層の強靭で追随性のあるポリマーキトサン薄層（ラメラ）から形成された薄く（ほぼ５０ミクロン）緻密なポリマー構造への圧縮が可能になる。そのような多層の積み重ねによって、優れた強度が達成される。本発明の前には、本明細書に記載した製造および使用のための、たとえば（吸収、流通、置換、および／または再指向による）干渉する液体の除去、折り畳み軸を形成する能力、および折り畳み軸に沿って繰り返して折り畳み、開くことによる機械的障害に耐える能力による接着などの、本発明によって解決される重要な課題に対処することを目的とする高密度の凍結相分離キトサン被覆材についてはこれまで検討されてこなかった。
【００８１】
一実施形態では、孔径範囲が２０〜３００ミクロンで空孔の実質的に大部分がほぼ１００〜２００ミクロンである非圧縮被覆材においては多孔性（空孔スペース＞９９％）は完全で中断されていない。中断されていない空孔構造は、圧縮された被覆材の血液などの生物学的流体を吸収する能力によって示される。
【００８２】
一部の実施形態では、直径ほぼ５００ミクロンで割れ目がなく縁がきれいな穴は、細いゲージ（直径ほぼ５００ミクロン）で鋭い先端を有する針を、針の先端を受容して解放することができる被覆材に対して直接適用された平坦で堅い弾性表面に被覆材を通して局所的に適用することによる圧縮によって被覆材に形成することができる。好ましい受容支持体の平坦な表面には、それだけに限らないが、ショア硬度５５Ｄ〜９０Ｄのきれいな乾燥した熱可塑性エラストマーが含まれる。穴を形成する代替の方法には、それだけに限らないが、小径のホールパンチ（ほぼ５００ミクロン）またはレーザーカット穴が含まれ得る。
【００８３】
一部の実施形態では、本明細書で提供するキトサン被覆材は、被覆材の中に穴を有する。一部の実施形態では、これらの穴は繊維または他の強化付着要素を受容する。そのような強化要素は、穴の縁に局所的に結合する強化液体の単なる局所的な適用によって形成され得る。本発明の開発において使用される強化液体には、被覆材の圧縮されたキトサンラメラを一緒に結合し、穴のストレス点におけるキトサンの局所的な剥離およびフィブリル化を防止するシアノアクリレート糊が含まれる。穴の強化要素の別の実施形態は、プラスチックまたは金属のミクロ成形された相互に噛み合う部品（上部胃腸管もしくは膀胱または体内適用の代替の区域で可溶性）であり、これらは穴の一方の側および穴の反対側に設置され、永久的に整合して、荷重をかけたときに被覆材の穴において被覆材の剥離、フィブリル化、または他のストレスに関連する障害を起こさずに穴を通る荷重を支持することができる。一部の実施形態では、ミクロ成形された部品は、被覆材を送達デバイスにスナップオンで取り付け、スナップオフで取り外すことが便利にできる送達デバイスへの取付け側の部品を含んでよい。
【００８４】
本明細書で使用される場合、折り畳み軸という用語は、曲げストレスおよび／または折り畳みの材料における記憶を表し、典型的には曲げストレスおよびせん断が大きい狭い領域に局在化している被覆材シートの部分を意図している。折り畳んだ紙における折り目は折り畳み軸の例である。
【００８５】
好ましい実施形態では、被覆材の組織接着性成分は、カテコールキトサンを含む組成物を含む、凍結相分離して乾燥したキトサンシートから形成される。好ましい実施形態では、被覆材の非組織接着性成分は、改変キトサンを含まない凍結相分離したキトサン乾燥シートから形成される。好ましい実施形態では、組織接着性および非組織接着性乾燥シートの両方は、圧縮前の約０．０３ｇ／ｃｍ３以下の密度から約０．４ｇ／ｃｍ３以上の最終密度を有する。
【００８６】
組織接着性表面層および非接着性表面層を有する被覆材で両方のシートから１つの被覆材を調製するために、たとえば１枚のシートを他のシートの上に載せ、これらをより高い密度になるように圧縮するために十分な均一な圧力を被覆材の上に印加することによって、２枚のシートを互いに結合する。好ましいプロセスでは、それぞれのシートの型の約０．０３ｇ／ｃｍ３以下の元の密度は、被覆材の最終密度の約０．３０ｇ／ｃｍ３以上に増大する。より好ましいプロセスでは、それぞれのシートの型の約０．０１５ｇ／ｃｍ３以下の元の密度は、被覆材の最終密度の約０．４ｇ／ｃｍ３以上に増大する。最も好ましいプロセスでは、それぞれのシートの型の約０．０１ｇ／ｃｍ３以下の元の密度は、被覆材の最終密度の約０．５ｇ／ｃｍ３以上に増大する。圧縮が終了すれば、圧縮された２枚のシートは互いに結合され、一方を他方から容易に引き剥がすことはできず、被覆材は剥離を生じることなしに折り畳み、および巻くことによって取り扱うことができる。
【００８７】
２つまたはそれより多い低密度多孔性材料を一緒に圧縮して最終的な高密度の２つまたはそれより多い層の多孔性材料を形成することによる材料のこの物理的接着によって、個別の材料に物理的または化学的な変化を生じさせることなく、さらなる結合剤または接着剤を添加せずに、どのようにしてそのような材料を一緒に接着するかという困難な課題を解決する。結合は微小表面の衝突および細孔を通る被覆材の浸透と、細孔の圧縮による物理的な噛み合わせに起因し得ると考えられる。低密度の凍結相分離された乾燥シートのこの物理的噛み合わせは同じ厚みの２つの材料または２層のみに限定されない。それは、噛み合い効果は側面性にも厚みにもよらないからである。したがって、同じまたは異なった厚みの同じまたは異なった材料の個別の凍結相分離され乾燥されたシートの多層構築物は、低密度のシート（好ましくは密度０．０５ｇ／ｃｍ３以下）を重ねて、アセンブリーを一緒に密度０．３ｇ／ｃｍ３以上にまで圧縮することによって形成することができる。そのような最終の物理的に接着したアセンブリーは、それだけに限らないが、構造的、物理的、および化学的な要素などを提供する層を内部に有する、それだけに限らないが、接着性または非接着性の材料を含む薄い上部および底部の表面層の利点を提供することが期待される。
【００８８】
一部の実施形態では、キトサン被覆材は接着側と非接着側を有している。一部の実施形態では、キトサンの接着側は組織に接着し、表面の水分を吸収しおよび／または再指向する。一部の実施形態では、非接着側は、キトサン被覆材が傷害部位に付着する際に送達デバイスから脱着し、キトサン被覆材は湿潤化している。これは部分的に組織表面へのキトサン被覆材の接着強度が、送達デバイスからの被覆材の脱着に際して、被覆材の位置を制御するからである。両側を有するキトサン被覆材における脱着または「容易に脱着」は、本明細書で使用される場合、その接着側が組織表面または傷害部位に適用され、水分の吸収によって接着したキトサン被覆材が組織表面または傷害部位に留まる一方、非接着側が送達デバイスから解放され、それにより組織表面または傷害部位におけるキトサン被覆材の位置を乱すことなく送達デバイスを傷害部位から引き戻すことが可能になることを示している。一部の実施形態では、キトサン被覆材は乾燥しているときは送達デバイスに付着し、それによりキトサン被覆材をデバイスとともに傷害部位に送達することが可能になる。
【００８９】
一実施形態では、被覆材を局所的に送達デバイスに取り付ける必要がある。一般には、これらの局所的取付け区域は被覆材の先端部にある。たとえば、１つの設計は、被覆材が（巻いたり／折り畳んだりする際に）送達シース、送達デバイス、またはそれ自体に付着するリスクを避けるために、被覆材の周辺部の被覆材の先端のタブに局所的なピンポイントの取付けを行ない、他の位置には取り付けないことである。取付け位置は、湿潤化されたとき、あるいは何らかの種類の物理的解放機構によって解放のために活性化されたときに弱くなるように設計してよい。
【００９０】
１つの機構では、本開示で提供するキトサン被覆材は、傷害部位において親水性および疎水性の液体を吸収し、導き、および／または再指向することによって出血を止めることができる。吸収によって傷害部位から水分が十分に除去され、それによりキトサン被覆材と傷害部位の組織との間の引き続く止血反応が可能になり、この止血反応が出血を止め、キトサン被覆材が付着したまま留まることを可能にし、それによって傷害部位がシールされる。本明細書で提供するキトサン被覆材の多孔質で緻密な多層構造により、傷害部位における水分の吸収、導出、および／または再指向、ならびに傷害部位へのキトサン被覆材の付着または接着が促進される。
【００９１】
本明細書に開示するキトサン被覆材は生体適合性である。一部の実施形態では、ｉｎ  ｖｉｖｏで傷害部位に適用されたキトサン被覆材からの溶解した残渣は栄養管または尿道を安全に通過して他の生体排泄物とともに排泄される。
【００９２】
１つより多くのまたは多数のキトサン被覆材を連続的に組織処置部位または傷害部位に使用しまたは適用してよい。１つより多くのキトサン被覆材を配置する場合には、そのような被覆材は隣接する組織部位または傷害部位の区域に個別に接着させてもよく、様々な程度に相互に重ねてもよい。本明細書に記載したキトサン被覆材は薄いので、用途に応じて、傷害部位の止血を促進しまたは達成するために必要に応じて多数のキトサン被覆材を使用してもよいことが意図される。
【００９３】
一実施形態では、キトサン被覆材は適用に際して互いに重なり合う。そのような場合には、理想的には後の被覆材の湿潤した接着側が前の被覆材の湿潤した被覆材の裏打ちにある程度接着する。したがって一実施形態では、キトサン被覆材は非接着性の裏打ちを有しないが、引き続いてキトサン被覆材を重ねて設置するために十分な接着性を提供する弱い湿潤接着性の裏打ちを有する。
【００９４】
送達デバイス
送達デバイスは、本明細書で使用される場合、キトサン被覆材を送達するためのデバイスである。送達デバイスはヒト、ブタ、イヌ、その他を含む動物の体内の様々な位置における傷害部位にキトサン被覆材を送達する。
【００９５】
一部の実施形態では、送達デバイスは動物の体内の生理学的部位に非侵襲的または最小侵襲的な様式で被覆材、たとえばキトサン被覆材を送達することができる最小侵襲性デバイスである。一部の実施形態では、送達デバイスはバルーンデバイスである。一部の実施形態では、送達デバイスはワイヤデバイスまたはニチノールもしくはステンレススチールの小径円筒からレーザーカットされたデバイスである。一部の実施形態では、送達デバイスの非侵襲性または最小侵襲性の特徴は、細いカテーテルまたは同等の作業チャネルを通しての被覆材、たとえばキトサン被覆材の送達によって達成される。ＣＧＨＤの一部の実施形態では、カテーテルまたは同等の作業チャネルは３．２ｍｍ未満の直径を有する。他のＣＧＨＤの実施形態では、胃内視鏡のチャネルは２．８ｍｍ〜４．５ｍｍの直径サイズの範囲でよい。一部のＣＥＨＤの実施形態では、バルーンカテーテルまたは同等の作業チャネルは約７ｍｍ未満の直径を有する。他のＣＥＨＤの実施形態では、ＴＵＲＰ送達デバイスのチャネルは５ｍｍ〜７ｍｍの直径サイズの範囲でよい。
【００９６】
一部のＣＧＨＤの実施形態では、カテーテルもしくはバルーンカテーテルまたは同等の作業チャネルは３．２ｍｍ未満の直径を有する。他のＣＧＨＤの実施形態では、胃内視鏡のチャネルは２．８ｍｍ〜４．５ｍｍの直径サイズの範囲でよい。
【００９７】
一部のＣＥＨＤの実施形態では、カテーテルもしくはバルーンカテーテルまたは同等の作業チャネルは約７ｍｍ未満の直径を有する。他の実施形態では、ＴＵＲＰ送達デバイスのチャネルは５ｍｍ〜７ｍｍの直径サイズの範囲でよい。
【００９８】
例示的な送達デバイスには、それだけに限らないが、バルーンデバイス、バルーンカテーテル、ワイヤデバイス、レーザーカットされた端部を有する円筒形デバイス、留置カテーテル、尿道または恥骨上カテーテル、体外式カテーテル、短期カテーテル、および間欠カテーテルが含まれる。
【００９９】
送達デバイスは医学手技の種々の態様において使用される内視鏡デバイスであってもよい。一部の実施形態では、内視鏡デバイスは細いカテーテルもしくは管／チューブ、または同様に細い径のデバイスの部分により非侵襲性または最小侵襲性である。
【０１００】
送達デバイスは経管腔または経尿道送達デバイスであってもよい。一部の実施形態では、経尿道送達デバイスは細いカテーテルもしくは管／チューブ、または同様に細い径のデバイスの部分により非侵襲性または最小侵襲性である。
【０１０１】
送達デバイスには、細径のチューブもしくはカテーテル、または同様の構造を有する他のデバイスが含まれる。
【０１０２】
送達デバイスへの被覆材の取付け
ＣＧＨＤ
凍結相分離被覆材は脆弱で剥離しやすいラメラの圧縮された層から構成されており、ワイヤおよびレーザーカットされた円筒形の送達デバイスへの被覆材の特別の取付けを必要とする。送達デバイスへのそれぞれの被覆材の取付け点は、被覆材を巻いたり開いたりする際の５０〜１００ｇまでの負荷に耐えることができなければならない。表面ラメラの凝集強度は低いので、送達デバイスへの被覆材の（たとえばシアノアクリレート糊による）直接の接着は、よく溶解された溶液から形成された凍結相分離被覆材については選択されない。これがあまり問題にならない一実施形態は炭酸に溶解したキトサンからカテコールキトサンが形成される実施形態である。この場合には、炭酸キトサンに溶解する前の塩基で沈殿し続いて水で洗浄した純粋なキトサン水性ゲルは、炭酸に不溶な固体状のキトサン繊維の分散物（キトサンの０．２％ｗ／ｗ以上）を含んでおり、これが炭酸溶液から続いてカテコール改変されたキトサンを強化する。凍結相分離された被覆材の全体および表面の構造の低分画（キトサンの０．２％〜５％ｗ／ｗ）のキトサン繊維による強化のこの炭酸キトサンの事例の他に、ワイヤ送達の場合の局所的な強化および送達デバイスへの被覆材の取付けの好ましい様式は、送達デバイスへの取付け点において被覆材に強化要素を備えた小径（約５００ミクロン）の貫通穴を設けることである。
【０１０３】
凍結相分離され乾燥された被覆材スポンジに予め穴を形成することは、圧縮されていない被覆材スポンジに受容穴を作成する好ましい方法である。低密度（０．０５ｇ／ｃｍ３未満）の圧縮されていないスポンジは容易に剥離し、極めて脆弱で、したがってスポンジに何らかの負荷をかける通常の穿孔アプローチを受け入れることができないので、スポンジのラメラ構造に何ら損傷を与えることなくこれらのスポンジに穴を作成する好ましい方法は、溶液を凍結相分離する直前に絶縁性の疎水性（非接着性）ロッドマンドレルを成形溶液に（溶液の上部から、溶液を通して反対側に、鋳型の底部表面に接触させ、好ましくは底部表面を通して鋳型の底部に）適用することである。これらのマンドレルはテーパ状になっていて、凍結相分離スポンジを乾燥した後に容易に除去できる。そのようなマンドレルは機械加工または成形が可能な硬いまたはやや硬い疎水性材料から作られていることが想定される。好適なマンドレル材料には、それだけに限らないが、フッ素化材料、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）およびＫｅｌ−Ｆ（商標）ならびに高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が含まれる。マンドレルの除去の後に作られる穴の直径は、スポンジに損傷を与えることなく脆弱な圧縮されていないスポンジに容易にスレッドを設置することができるように設計される。マンドレルは、鋳型の底部表面の好適なサイズの受容穴に差し込むことによって鋳型に支持され得る。あるいは、マンドレルは、凍結相分離鋳型の上部表面と成形溶液の上に直接設けられた解放可能な疎水性フィルムのシートによって支持してもよい。このフィルムは、凍結相分離溶液を乾燥する場合には乾燥前に、凍結相分離表面から除去されてマンドレルをその場に残す。したがって、乾燥後に、予め形成された穴は、被覆材を送達／配置デバイスに取り付けるためのタイスレッドを受容する準備ができている。タイスレッドは圧縮の前に、被覆材を巻き、開き、および送達する際の全ての力を受けるために好適な配置でスポンジに位置決めされる。低密度（０．０５ｇ／ｃｍ３未満）から高密度（０．４ｇ／ｃｍ３を超える）へのスポンジの圧縮によって、タイスレッドおよび任意の他の強化／取付け要素がその場に固定される。スレッドは被覆材の圧縮の前または後にその場に糊付けしてよく、またはスレッドを使用して、適用の後にスレッドが除去された穴を通して局所的にシアノアクリレート糊などの液体強化要素を局所的に適用してもよい。支持スレッドまたは他の種類の支持要素を取るための圧縮されていないスポンジに好適な穴を形成する代替の実施形態は、レーザーホールカッティングによる。
【０１０４】
直径ほぼ５００ミクロンで割れ目がなく縁がきれいな穴は、細いゲージ（直径ほぼ５００ミクロン）で鋭い先端を有する針を、針の先端を受容して解放し得る被覆材に対して直接適用された平坦で堅い弾性表面に被覆材を通して局所的に適用することによる圧縮によって被覆材に形成することができる。好ましい受容支持体の平坦な表面には、それだけに限らないが、ショア硬度５５Ｄ〜９０Ｄのきれいな乾燥した熱可塑性エラストマーが含まれる。穴を形成する代替の方法には、それだけに限らないが、小径のホールパンチ（ほぼ５００ミクロン）またはレーザーカット穴が含まれ得る。
【０１０５】
被覆材の中の穴は繊維または他の強化付着要素を受容することができる。そのような強化要素は、穴の縁に局所的に結合する強化液体の単なる局所的な適用によって形成され得る。本発明の開発において使用される強化液体には、被覆材の圧縮されたキトサンラメラを一緒に結合し、穴のストレス点におけるキトサンの局所的な剥離およびフィブリル化を防止するシアノアクリレート糊が含まれる。穴の強化要素の別の実施形態は、プラスチックまたは金属のミクロ成形された相互に噛み合う部品（上部胃腸管または体内適用の代替の区域で可溶性）であり、これらは穴の一方の側および穴の反対側に設置され、永久的に整合して、荷重をかけたときに被覆材の穴において被覆材の剥離、フィブリル化、または他のストレスに関連する障害を起こさずに穴を通る荷重を支持することができる。そのようなミクロ成形された部品は、被覆材を送達デバイスにスナップオンで取り付け、スナップオフで取り外すことが便利にできる送達デバイスへの取付け側の部品を含んでよいことが想定される。
【０１０６】
送達デバイスからの被覆材の一般的な解放は、スナップオフ脱着を含むいくつかの方法によって達成され得る。被覆材解放の好ましい方法は、送達デバイスを乾燥時には強く、湿潤時には弱い被覆材取付け繊維に使用することによるものである。そのような繊維には、それだけに限らないが、迅速に水溶性にするために処理されたキトサン繊維が含まれる。好ましいキトサン繊維は乾燥時には３０ＭＰａを超える強度、湿潤時には０．１ＭＰａ未満の強度を有する水溶性のマルチフィラメント繊維である。
【０１０７】
ＣＥＨＤ（バルーンへのＴＵＲＰ被覆材の取付け）
一実施形態では、円形の被覆材をそれ自体の上に縁から縁まで一度折り畳み、次いで、折り畳まれた被覆材（ここでは半分になっている）をそれ自体でもう一度、縁から縁まで折り畳む（ここでは４分の１になっている）。被覆材を開くと、被覆材の中央を通過する２本の折り畳み線が存在する。カテーテルの外周のトレース線を被覆材の中央に引く（小さな中央円）。鋏の先端または他の鋭利な切断器具を使用して、被覆材の中央の交差する折り畳み線に沿ってカテーテルに引いた外周まで切断する。折り畳み線が切れれば、被覆材の中央に４つの三角形の窓、即ちカテーテル連結用のタブができる。カテーテルは被覆材の中央の開口部を通して縫うことができ、被覆材のタブは両面接着テープまたは他の適用のための接着方法によって取り付け、タブをカテーテルの所望の位置に固定し、被覆材の全体をカテーテルバルーンの上に、これに対してセットすることができる。被覆材のタブは、好ましくはその上に被覆材を折り畳むカテーテルバルーンの反対に向いた被覆材の側に設置する。好ましくは、タブをカテーテルに取り付けるために使用する接着剤は水溶性で、バルーンカテーテルによる加圧の後で被覆材をカテーテルから滑らせて外して（必要に応じてカテーテルを除去して）その場に残すことを可能にする。
【０１０８】
適用および処置の方法
本開示で提供する本発明の材料から形成されたキトサン被覆材の実施形態は、好適な疾患、状態、障害、または緊急の外傷もしくは傷害において出血を止めるために使用することができる。一部の実施形態では、本発明の乾燥した固体状のキトサン材料は、任意の湿潤した生理学的表面、たとえば粘膜からの出血を止めるために使用することができる。例示的な適用には、それだけに限らないが、胃腸管または膀胱の出血、血管用途、体内手術による出血、体内生検による出血、実質臓器の切除の後の体内出血を含む他の管腔内適用、および口腔、眼科、聴覚器、または鼻の出血が含まれる。組織表面または傷害部位へのキトサン被覆材の接着を促進するために水または液体の添加を必要とし得るさらなる適用、たとえば体外表面におけるキトサン被覆材の使用も意図される。
【０１０９】
本発明の乾燥した固体状のキトサン材料は、それだけに限らないが、食道静脈瘤における出血、消化器潰瘍からの出血、十二指腸潰瘍からの出血、上部および下部胃腸管の生検に伴う出血、上部および下部胃腸管の切除、ならびに上部および下部胃腸管における裂傷または破裂を含み得る胃腸管出血の処置のために使用することができる。他の疾患、状態、障害、または緊急の外傷もしくは傷害には、それだけに限らないが、内部動脈傷害、肝臓からの内出血、大静脈からの内出血、心臓および肺ならびにそれらの血管の穿孔を含む胸腔の傷害、ならびに腹腔の傷害が含まれ得る。
【０１１０】
本発明のキトサン材料は、それだけに限らないが出血の処置を含み得る経尿道前立腺切除術および／または膀胱頸部の出血の処置のためにも使用することができる。
【０１１１】
本発明のキトサン材料は、（たとえばＵＧＩＢ、ＴＵＲＰ、もしくは他の最小侵襲性手技、または観血的手術で起こる）急性内部傷害の後で、傷害部位を閉鎖し、７日以内に溶解しまたは分解する前に細胞の再生に資する環境を提供することによって傷害部位を保護するためにも使用することができる。
【０１１２】
本発明のキトサン材料は、活性な医薬品および／または生物学的薬剤の送達を含む一般的な治療目的のために特定の標的部位に送達されて局所的に接着するように使用することもできる。そのような標的部位には、それだけに限らないが、血管吻合、食道静脈瘤、消化器潰瘍、切除した前立腺の裂溝、肝臓の切除および生検、腎臓の切除および生検、膀胱の切除および生検、咽喉の切除および生検、膵臓の切除および生検、胃の切除および生検、下部胃腸管の切除および生検、肺の切除および生検、ならびに心臓の切除および生検が含まれ得る。
【０１１３】
上記の種々の実施形態を組み合わせてさらなる実施形態を提供することができる。それだけに限らないが、米国仮特許出願第６２／６１２，０１３号および第６２／６３１，２９０号を含む、本明細書で言及したおよび／またはアプリケーションデータシートに列挙した米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、および非特許出版物の全ては、参照により全体として本明細書に組み込まれる。種々の特許、出願、および出版物の概念を採用してさらなる実施形態を提供するために必要であれば、本実施形態の態様を改変することができる。
【０１１４】
上記の詳細な説明に鑑みて、これらのおよび他の変更を本実施形態に加えることができる。一般に、以下の特許請求の範囲において、使用した用語は、特許請求の範囲を明細書および特許請求の範囲に開示した特定の実施形態に限定すると解釈すべきではなく、当該特許請求の範囲が権利を与える等価物の全ての範囲とともに、全ての可能な実施形態を含むと解釈すべきである。したがって、特許請求の範囲は本開示によって限定されない。
【実施例】
【０１１５】
実施例１〜６はＣＥＨＤキトサン被覆材を表す。
【０１１６】
キトサン管腔内止血被覆材の発明プロセスにおいて以下の材料および調製物を考慮した。
キトサンＡ：Ｐｒｉｍｅｘ、ＣｈｉｔｏＣｌｅａｒ  ６５０１０、ＴＭ  ４３７５、ＭＷ＝２５０〜３００ｋＤａ、ブルックフィールド
キトサンＢ：Ｐｒｉｍｅｘ、ＣｈｉｔｏＣｌｅａｒ  ４３０００、ＴＭ  ４１６７、ＭＷ＝１１０〜１５０ｋＤａ、２５℃およびスピンドルＬＶ１における１．０％酢酸中１．０％ｗ／ｗキトサン溶液のブルックフィールド粘度＝９ｃＰｓ、ＤＤＡ＝９５％（コロイド滴定による）
氷酢酸：Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、カタログＮｏ．Ａ３８−２１２
塩酸：１．０Ｍ水溶液、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．Ｈ９８９２
Ｌ−乳酸：ＪＴ  Ｂａｋｅｒ、カタログＮｏ．０１９６−０１
グリコール酸：ＪＴ  Ｂａｋｅｒ、カタログＮｏ．Ｍ８２１−０５
水酸化ナトリウム：５．０Ｍ  ＮａＯＨ水溶液、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．Ｓ８２６３−１５０ｍｌ
水酸化カリウム：メタノール中０．１  Ｍ  ＫＯＨ（ＢＤＨ）
エタノール：２００°プルーフＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．４５９８４４−１Ｌ
無水酢酸：Ｓｉｇｍａｎ  Ａｌｄｒｉｃｈから入手、ＡＣＳ試薬グレード、カタログＮｏ．３２０１０２−１Ｌ
３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（ヒドロコーヒー酸）：９８％  Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．１０２６０１
３，４−ジヒドロキシけい皮酸（コーヒー酸）：９８％  Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．Ｃ０６２５
ｔｒａｎｓ−３，４−ジヒドロキシけい皮酸（ｔｒａｎｓ−コーヒー酸）：Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．５１８６８
３，４−ジヒドロキシフェニル酢酸（ＤＯＰＡＣ、ホモプロトカテチュ酸）：９８％  Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．８５０２１７
１−エチル−３−（−３−ジメチルアミノ−プロピル）−カルボジイミド：（あるいはＮ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸、一般的頭字語ＥＤＣ）Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログ＃Ｅ７７５０
Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン：Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．Ａ７２５０
塩化ナトリウム：Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．７９３５６６−５００ｇ
グリセロール：Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．Ｇ−８７７３
ポリエチレングリコール：Ｓｐｅｃｔｒｕｍ、カタログＮｏ．ＰＯ１０８
ポリエチレンオキシド：Ｍｗ４００，０００ｄａ、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．３７２７７３−５００Ｇ
ポロキサマー４０７：Ｓｐｅｃｔｒｕｍ、カタログＮｏ．Ｐ１１６６
スクロース：Ｓｉｇｍａ、カタログＮｏ．Ｓ３９２９
Ｄ−ソルビトール：Ｓｉｇｍａ、カタログＳ１８７６
ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）：Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．１９１８９２
ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）：Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．３０８６３３
合成尿の処方：塩化カルシウム二水塩Ｓｉｇｍａ、カタログＮｏ．Ｃ５０８０（１．３０ｇ）；塩化マグネシウム六水塩Ｓｉｇｍａ、カタログＮｏ．Ｍ２６７０（１．３０ｇ）；塩化ナトリウムＳｉｇｍａ、カタログＮｏ．７９３５６６（９．２０ｇ）；硫酸ナトリウムＡｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．２３８５９７（４．６０ｇ）；クエン酸ナトリウム二水塩Ｓｉｇｍａ、カタログＮｏ．Ｓ４６４１（１．３０ｇ）；シュウ酸ナトリウムＳｉｇｍａ、カタログＮｏ．７１８００（０．０４ｇ）；オルトリン酸二水素カリウムＳｉｇｍａ、カタログＮｏ．Ｐ５６５５（５．６０ｇ）；塩化カリウムＦｉｓｈｅｒ、カタログＮｏ．ＢＰ３６６（３．２０ｇ）；塩化アンモニウムＳｉｇｍａ、カタログＮｏ．０９７１８（２．００ｇ）；尿素Ｓｉｇｍａ、カタログＮｏ．Ｕ１２５０（５０．００ｇ）；クレアチニンＡｃｒｏｓ、カタログＮｏ．２２８９４０５００（２．２０ｇ）を２．０リットルのメスフラスコに添加し、１．５リットルの脱イオン水を添加して溶解する。成分が水に溶解して溶液の温度が室温に平衡化した後、２．０Ｌのマークまで脱イオン水を加える。
尿道付きブタ膀胱：Ａｎｉｍａｌ  Ｂｉｏｔｅｃｈ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．（Ｄａｎｂｏｒｏ、ＰＡ  １８９１６）
ブタ小腸ケーシング：Ｂｕｔｃｈｅｒ  ａｎｄ  Ｐａｃｋｅｒ（２９／３２ｍｍ）（Ｍａｄｉｓｏｎ  Ｈｅｉｇｈｔｓ、ＭＩ  ４８０７１）
クエン酸添加ウシ全血：Ｌａｍｐｉｒｅ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｂｏｖｉｎｅ  ＣＰＤ、カタログＮｏ．７７２００１０
シアノアクリレートＡ：Ｐｅｒｍａｂｏｎｄ  ９１０  Ｔｉｓｓｕｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ、カタログＮｏ．７２５９０
シアノアクリレートＢ：Ｌｏｃｔｉｔｅ  ４９０２瞬間接着剤、カタログＮｏ．１８７５８４１
透析チューブ：３，５００Ｄａ  ＭＷＣＯ  Ｓｎａｋｅｓｋｉｎ透析チューブ（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）、カタログＮｏ．ＰＩ８８２４４
パラフィルム：「Ｍ」Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｆｉｌｍ、Ｐｅｃｈｉｎｅｙ  ｐｌａｓｔｉｃ  ｐａｃｋａｇｉｎｇ（Ｃｈｉｃａｇｏ、ＩＬ  ６０６３１）
接着剤：両面３Ｍ、カタログＮｏ．２１２００−４６１４４−６（Ｓｔ  Ｐａｕｌ、ＭＮ  ５５１４４）
スコッチファインラインテープ２１８：３Ｍ、カタログＮｏ．７０−００６０−４３９７−３（Ｓｔ  Ｐａｕｌ、ＭＮ  ５５１４４）
【０１１７】
（実施例１）
カテコールキトサンの調製および特徴解析
カテコールキトサンの合成は、末端カルボン酸を含むカテコール分子とキトサンのグルコサミンマーのＣ−２アミンとのＮ−アシル化反応である（図７参照）。反応は希薄水溶液中、室温でｐＨを制御して実施する。図１２Ａおよび１２Ｂに、本発明の調製で使用したカテコール改変処方のいくつかの例を示す。図１２Ｂのカラム１は被覆材の調製物のリストを示す。調製物の処方は図１２Ｂのカラム２に示している。カテコールキトサンの処方は「Ｃｓ−Ｃａｔ」の頭字語を有している。Ｃｓ−Ｃａｔの処方番号は「Ｃｓ−Ｃａｔ」の直後に示しており、「Ｃｓ−Ｃａｔ，ＸＸ」と書いている。ここでＸＸはカテコールキトサンの処方番号の数値表示である。キトサン溶液を調製し、典型的には水溶液を得るために使用した酸（乳酸または酢酸）とともに「キトサン」または「Ｃｓ」と書いている。ＨＰＭＣはヒドロキシプロピルメチルセルロースである。ＨＰＣはヒドロキシプロピルセルロースであり、ＨＥＣはヒドロキシエチルセルロースである。キトサンのロットはカラム３に示している。キトサンのカテコール置換度（図１２Ｂのカラム４）は以下のようにして決定した。ＵＶ／可視スペクトルを取得するため、水晶ＵＶテストセル（光路長１ｃｍ、×２（ＨＡＣＨ  Ｃｏ．、カタログＮｏ．４８２２８−００）を使用した。ＵＶ／可視分光計はＶａｒｉａｎ  Ｃａｒｙ  Ｂｉｏ１００であった。水中で３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸の標準溶液を調製し、２８０ｎｍの吸光度を濃度に対してプロットした。希薄溶液中の吸光度について以下に示すＢｅｅｒ  Ｌａｍｂｅｒｔ関係式における吸光係数ε
Ａ＝ε・ｃ・ｌ
（Ａは吸光度（無次元）であり、ｌは光路長である。）
【０１１８】
（吸光度＜０．５）を２，５４０±５０リットル／（ｍｏｌ・ｃｍ）として決定した。この値を使用して、既知量の改変キトサンの希薄水溶液、既知体積の溶液、および２８０ｎｍで測定したピーク吸光度における改変キトサン中の置換度を決定した。
【０１１９】
キトサンカテコール溶液を、その２８０ｎｍにおける吸光度が０．５未満になるように希釈する（通常、約５０倍または１００倍）。吸光度、希釈に使用した溶液の重量、および固形分パーセント（ＣＳ−カテコール）を使用して、式
【数１】
2021508751.tif 000003
に従って、キトサン主鎖上の遊離アミンに対するＨＣＡの分画置換度（ｆＤＳ）を見出した。ここでＡは改変キトサンの２８０ｎｍにおけるＵＶ／可視吸光度であり、Ｖは一定の乾燥質量になるまで乾燥するために採取した改変キトサン溶液の体積（リットル）であり、ｍＣＣはカテコール改変キトサンの測定した乾燥質量（ｇ）であり、ｆＤＤＡはキトサンの脱アセチル化の分画度である。
【０１２０】
溶液中の溶質（主として親水性ポリマー）のパーセンテージを図１２Ｂのカラム５に示す。凍結相分離のために平坦ウェル鋳型に注いだ溶液の深さを図１２Ｂのカラム６に示す。凍結に際して注いだ深さは実質的に変化しないままなので、凍結乾燥の後、注いだ深さは、圧縮した被覆材の最終の組を参照すれば、圧縮による変化量の有用な指標となる（図１２Ｂのカラム７に示す）。圧縮し乾燥した被覆材の最終の密度を、図１２Ｂのカラム８に示す。図１２Ｂのカラム９は、被覆材の調製に関する追加情報があれば示している。被覆材１７の調製物が高度に乾燥されているのに対し、被覆材調製物７１、７９、８０、８３、８４、および８５は全て、非カテコールキトサン被覆材の共圧縮とともに実施したことに留意することは興味深い。裏打ちとして使用したこれらの非カテコールキトサン被覆材は全て、５ｍｍ注いだ４３０００の０．５％ｗ／ｗキトサン酢酸溶液から形成した。
【０１２１】
カテコールキトサン合成の例を、以下に提供する６つのアプローチ変形例で示す。
【０１２２】
アプローチ１
ＣＳ−カテコール、バッチ１５：
キトサン（１．５１ｇ）を１．０ＭのＨＣｌ（５ｍＬ）とともに脱イオン水（１４０ｇ）に溶解した。脱イオン水とエタノールの１：１ｖ／ｖ溶液（１４５ｍＬ）を調製した。３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（ＨＣＡ、１０．５ｍｍｏｌ）およびＮ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸（ＥＤＣ、１３．０ｍｍｏｌ）を水／アルコール溶液に溶解した。次に水／アルコール溶液を上で調製したキトサン溶液にゆっくりと添加し、反応混合物を撹拌した。５．０ＭのＮａＯＨ溶液を使用して反応混合物のｐＨを５．５に維持し、一夜反応させた。一夜反応後、１．０ＭのＨＣｌ溶液１滴で酸性化した５Ｌの脱イオン水に対して３日間、脱イオン水に対して４時間、溶液を透析した。透析の間、定期的に（少なくとも２４〜４８時間ごとに）透析液を交換した。
【０１２３】
アプローチ２
ＣＳ−カテコール、バッチ２２−１：
キトサン（９．０３ｇ）を１．０ＭのＨＣｌ（３０ｍＬ）とともに脱イオン水（１２６ｇ）に溶解した。次いで１．０ＭのＮａＯＨ溶液を使用して溶液のｐＨを５．１にした。脱イオン水とエタノールの１：１ｖ／ｖ溶液（１５０ｍＬ）を調製し、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸（ＥＤＣ、３１．３ｍｍｏｌ）を水／アルコール溶液に溶解した。３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（ＨＣＡ、１５．７ｍｍｏｌ）を脱イオン水（１５ｍＬ）に溶解した。次にＨＣＡ溶液を上で調製したキトサン溶液にゆっくりと添加し、反応混合物を上方から撹拌した。次いでＥＤＣ溶液をＨＣＡ／キトサン溶液にゆっくりと添加した。０．１ＮのＫＯＨメタノール溶液を使用して反応混合物のｐＨを４．９に維持した。一夜反応後、１．０ＭのＨＣｌ溶液１滴で酸性化した５Ｌの脱イオン水に対して４日間、溶液を透析した。透析の間、定期的に（少なくとも２４〜４８時間ごとに）透析液を交換した。
【０１２４】
ＣＳ−カテコール、バッチ２２から透析後に単離した溶液の一部をオーブンに入れて溶液を濃縮した。溶液を８０℃で加熱して体積をほぼ３分の１減少させた。
【０１２５】
アプローチ３
ＣＳ−カテコール、バッチ３２（プロトタイプＡ、急性ｉｎ  ｖｉｖｏ  Ｉ）：
キトサン（１．５０４ｇ）を１．０ＭのＨＣｌ溶液（５．０ｍＬ）とともに脱イオン水（１４３．５ｇ）に溶解した。次いで１．０ＭのＮａＯＨ溶液で溶液のｐＨを５．５に上げた。脱イオン水とエタノールの１：１ｖ／ｖ溶液（１５０ｍＬ）を調製し、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸（ＥＤＣ、２．９３ｍｍｏｌ）と３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（ＨＣＡ、１０．４１ｍｍｏｌ）を水／アルコール溶液に溶解した。次に水／アルコール反応物溶液を塩化キトサン溶液にゆっくりと添加した。反応物のキトサン溶液への添加の間、１．０ＭのＮａＯＨ溶液を使用してｐＨを４．９〜５．５に制御した。反応物の添加後、反応混合物を２〜４時間モニタリングして、必要に応じて１．０ＭのＨＣｌおよび１．０ＭのＮａＯＨの滴を使用してｐＨを５．４〜５．７に制御した。次に、ｐＨを５．５に制御し、一夜反応させた。一夜（ほぼ１８〜２４時間）反応後、キトサンカテコール溶液のｐＨを制御して５．５に戻した。次に、キトサンカテコール溶液をほぼｐＨ５．８の５Ｌの脱イオン水に対して５日間、ほぼｐＨ６．１の脱イオン水に対して４〜２４時間、透析した。透析手技の間、定期的に（少なくとも２４〜４８時間ごとに）透析液を交換した。
【０１２６】
アプローチ４
ＣＳ−カテコール、バッチ３３
キトサン（０．５０７ｇ）を１．０ＭのＨＣｌ溶液（２．０ｍＬ）とともに脱イオン水（４７．５ｇ）に溶解した。５．０ＭのＮａＯＨ溶液を使用して溶液のｐＨを５．５に上げた。脱イオン水とエタノールの１：１ｖ／ｖ溶液（５０ｍＬ）を調製し、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸（ＥＤＣ、２．９４ｍｍｏｌ）と３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（ＨＣＡ、１．４９ｍｍｏｌ）を水／アルコール溶液（反応物溶液）に溶解した。次に反応物溶液を塩化キトサン溶液にゆっくりと添加した。２．５時間の間、ｐＨを５．４〜５．６に制御した。次いでｐＨを制御して５．４に下げ、一夜（ほぼ１８〜２４時間）反応させた。得られたキトサンカテコール溶液のｐＨをほぼ５．５に制御し、続いてほぼｐＨ５．８で３日間、脱イオン水に対して３日間、透析した。透析手技の間、定期的に透析液を交換した。透析後、透析チューブの溶液をドラフトの中に一夜吊るしておくことによって、透析中に増えた過剰の水を溶液から蒸発させた。溶液が透析前の重量に戻るまで放置した。
【０１２７】
アプローチ５
ＣＳ−カテコール、バッチ３５
キトサン（１．６８１ｇ＋１０．６％ｗ／ｗ水分）を１．０ＭのＨＣｌ溶液（１１ｍＬ）とともに脱イオン水（１４３．５ｇ）に溶解した。次いで１．０ＭのＮａＯＨ溶液で塩化キトサン溶液のｐＨをほぼ５．５に上げた。脱イオン水とエタノールの１：１ｖ／ｖ溶液（１５０ｍＬ）を調製し、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸（ＥＤＣ、８．７６ｍｍｏｌ）、３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（ＨＣＡ、２．３９ｍｍｏｌ）、およびＮ−アセチル−Ｌ−システイン（ＮＡＣ、２．３６ｍｍｏｌ）を水／アルコール溶液に溶解した（反応物溶液）。次に反応物溶液を塩化キトサン溶液に添加した。反応物溶液の添加の間、反応混合物のｐＨを５．２〜５．３に制御した。２時間後、反応混合物のｐＨをほぼ５．４に上げた。次いで溶液を一夜（ほぼ１８〜２４時間）反応させた。一夜反応後、溶液のｐＨをほぼ５．５まで制御した。溶液を５Ｌの脱イオン水に対して６日間、透析した。透析手技の間、定期的に（少なくとも２４〜４８時間ごとに）透析液を交換した。
【０１２８】
アプローチ６
ＣＳ−カテコール、バッチ３８
キトサン（１．６７８ｇ＋１０．６％ｗ／ｗ水分）を１．０ＭのＨＣｌ溶液（８ｇ）とともに脱イオン水（１４３．３ｇ）に溶解した。次いで１．０ＭのＮａＯＨ溶液で塩化キトサン溶液のｐＨをほぼ５．５に上げた。脱イオン水とエタノールの１：１ｖ／ｖ溶液（１５０ｍＬ）を調製し、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸（ＥＤＣ、２．９５ｍｍｏｌ）、３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（ＨＣＡ、１．４７５ｍｍｏｌ）を水／アルコール溶液に溶解した（反応物溶液）。次に反応物溶液を塩化キトサン溶液に添加した。反応物溶液の添加の間、反応混合物をｐＨ５．５付近に制御した。２時間後、反応混合物のｐＨを５．５１に調整した。次いで溶液を室温で２０時間、カバーしたビーカー中で反応させた。２０時間後、溶液のｐＨは５．５４であった。溶液を透析チューブ中でほぼ１００ｇの３ロットの溶液に分割し、最初の３日間はｐＨ５．８〜５．９、４日目はｐＨ６．２で、５Ｌの脱イオン水に対して５日間、透析した。透析手技の間、定期的に（２４時間ごとに）透析液を交換した。
【０１２９】
（実施例２）
凍結相分離親水性ポリマー被覆材
それだけに限らないが、予め調製した溶液、親水性ポリマー、水、酸、および追加の成分を含む成分を添加することによって、５００ｍｌ、１０００ｍｌ、または２０００ｍｌのＮａｌｇｅｎｅ  ＬＤＰＥボトルまたはポリプロピレンビーカーの中で親水性ポリマーの水溶液を調製した。図１２Ｂに検討した８５種類の処方の型を示す。
【０１３０】
尿と直接接触する被覆材を用いる経尿道前立腺切除術への適用のための処方に際して経験した主な問題点は、１）尿によって促進されるキトサンの急速な（一般に３０分未満）溶解、２）純粋なカテコール改変キトサンの迅速な接着の達成における血液による干渉、３）溶解および接着における問題に対処するために処方を変更した際の被覆材のひび割れおよび裂け目の受けやすさであった。最終的な親水性ポリマー溶液の％ｗ／ｗは０．１重量％〜４重量％ポリマーであった。ＩＫＡ  ＫＳ２６０オービタルシェーカーまたはＷｈｅａｔｏｎベンチトップボトルローラーを使用して、完全な溶液の均一性を達成するため、キャップしたボトルおよびその内容物を室温で１２〜２４時間にわたって連続的に混合した。溶液の均一性を達成するため、ビーカー内の溶液は磁気撹拌器のプレートの上で磁気撹拌ビーズを用いて室温で１２〜２４時間、混合した。混合の間、パラフィルムを使用してビーカーを外部環境から閉鎖した。凍結相分離のために調製した溶液は、懸濁条件が存在しない場合には、実質的に均一で澄明であった。カテコールキトサン溶液はいくらかのヘイズおよびミルク状の外観を呈し、いくらかの分散した微細なカテコールキトサンの球状粒子の存在を示した。
【０１３１】
キトサン溶液は、親水性ポリマーの最終溶液の重量％を０．２５％〜４％ｗ／ｗ水溶液の範囲として、凍結相分離被覆材として調製した。凍結相分離は、水平で平坦な底を有するテフロン（登録商標）コートしたアルミニウム製鋳型ウェルで実施した。好ましくは約１０ｍｍ、より好ましくは２．５ｍｍ、最も好ましくは５．０ｍｍ以下の鋳型の底からの高さまで、溶液をウェルに注いだ。次いで、鋳型内での温度が最初、凍結前に１５℃〜３０℃であった溶液を、鋳型の底を通して冷却することによって凍結させた。好適な凍結相分離構造を達成するために他の冷却温度を適用することができるが、適用する棚の冷却温度は好ましくは−４０℃であり、より好ましくは冷却温度は−５５℃であり、最も好ましくは冷却温度は−４５℃であった。溶液が凍結相分離に達し、凍結した溶液の温度が凍結温度で平衡に達した後で、系をさらに凍結相分離させ、少なくともさらに１時間、平衡状態にしてから乾燥した。様々な凍結相分離溶液の層を提供するために改変した凍結および鋳型充填方法では、第１の層を好ましい深さまで鋳型に加えて凍結し、次いで第２の層を加えて凍結して、このようにして多層の凍結相分離被覆材を調製することができた。（ｎ−１）番目の凍結した溶液とｎ番目の注いだ溶液との間に霜が生じて層の凍結構造の相違によってひび割れが生じないことを確実にするように注意する必要があった。一緒に接着してひび割れを生じない個別の凍結した層の層形成は大きな課題である。この検討の間に、単一の共接着した圧縮多層コンポジットシートに予め乾燥した親水性ポリマーマトリックスの単一の層を重ねて接着させる方法が成功することを発見したことは、予期しない有意義な知見であった。
【０１３２】
凍結相分離した凍結溶液のプラークを昇華凍結乾燥するために、２４平方フィートの棚を有するＶｉｒｔｉｓ  Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ  ２０００パイロットスケール凍結乾燥機を使用した。一次の凍結乾燥（親水性ポリマーに水素結合していない氷の除去）においては、その鋳型の中の平衡化した凍結プラークを凍結乾燥機の中で３００ｍＴｏｒｒ以下の減圧に供し、凍結乾燥機のコンデンサーを−６５℃以下に設定して、プラークの温度が−１５℃を超えることなく、凍結分離したプラークからの氷の昇華を促進するように、凍結乾燥機の棚を加熱した。実質的に全ての結合していない氷を除去した後、水素結合した氷を除去し、乾燥した被覆材マトリックス中の残存水分が４％以下になるように乾燥した被覆材マトリックス中の含水率を低減させるために、棚の温度をほぼ２５℃まで上昇させた。最終的な乾燥したマトリックスは充填した鋳型の元の形状と一致し、長さおよび幅ではほぼ５％収縮しており、密度は０．００５ｇ／ｃｍ３〜０．０４ｇ／ｃｍ３であった。これらは９５％を超える空孔スペースを含み、微細なポリマーラメラ（厚みサブミクロン〜５ミクロン）および１００ミクロン〜３００ミクロンの隣接するラメラの間を隔てる空孔を有する相互連結した多孔質構造であった。
【０１３３】
凍結相分離および乾燥の後、乾燥したマトリックスを元の厚み（１０ｍｍ〜２．５ｍｍ）から最終の厚み、好ましくは５０ミクロン近くまで圧縮した。圧縮していない２枚の被覆材を重ねて圧縮すれば、圧縮プロセスの終了時にはこれらは一緒に永久的に結合することになる。圧縮において、較正された均一な厚みの薄いシムを使用して、実質的にシムと同じ厚みの所望の厚みの圧縮された被覆材を得ることができる。５０ミクロン付近に設定された所望の圧縮でこの圧縮を達成するために、いくつかの方法がある。本検討で使用した好ましい圧縮方法は、乾燥した未圧縮の被覆材（寸法は典型的には長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×高さ２．５ｍｍまたは直径５０ｍｍ×高さ２．５ｍｍに近い）の全体を、整列したプラテンの間で、０．５ｍｍ／分以下の一軸圧縮速度で１００ミクロン以下の厚みまで圧縮することであった。プラテン（ダイヤモンドをスプレーし、またはテフロン（登録商標）でコートしたＭｉｃ  ６アルミニウム３００ｍｍ×３００ｍｍ×９０ｍｍ）は、その表面に機械加工された質感がないか、いくらかの制御された質感を有する平坦な平面状表面（３００ｍｍで５ミクロン以下）になるように機械加工した。圧縮の間のプラテンの温度は、３〜５分の一軸圧縮の間、好ましくは８０℃付近に維持した。圧縮は、プラテンの４つの隅に１つの隅あたり４トンまでの荷重をかけるスクリュー負荷によって達成した。荷重を解放するまで、圧縮を少なくとも２分維持した。新規な圧縮した親水性ポリマーマトリックスの圧縮厚みおよび重量を測定した。最終密度は０．２５〜０．９ｇ／ｃｍ３であった。圧縮の後、被覆材をさらに加工した。この付加的な加工には、直径２．５ｃｍの試験片へのダイカッティングおよびある場合には熱アニーリング熱処理（対流オーブン中６０℃〜１５０℃で５〜３０分加熱）が含まれていた。加工が終了すれば、被覆材をジップロック（登録商標）または熱シールを有するフォイルパウチに収納した。動物および生体適合性の試験を意図した包装した被覆材は、２５ｋＧｙでγ線照射した。
【０１３４】
（実施例３）
キトサン管腔内止血被覆材のプロトタイプのｉｎ  ｖｉｔｒｏおよびｅｘ  ｖｉｖｏ試験
ｉｎ  ｖｉｔｒｏビーカー試験
ＣＥＨＤの溶解挙動を、ＴＵＲＰのｉｎ  ｖｉｖｏ使用で経験するであろう条件と同様の条件下で検討した。ＣＥＨＤの溶解が早期の溶解（最初の２４時間）に耐え、続いて後に溶解して１６８時間（７日）後には残存のＣＥＨＤが存在しないという目標を満たすことを確立するため、７日までの期間の溶解をモニタリングした。
【０１３５】
粘膜表面を外向きにしたブタ膀胱組織の切片（２５ｍｍ×２５ｍｍ×３ｍｍ）を、２００ミリリットルのポリスチレンビーカーの底にシアノアクリレートセメントで固定した。標準生理食塩水中の１：２５０ｖ／ｖの血液の溶液１滴を、ｅｘ  ｖｉｖｏで切片化した膀胱組織の上面に載せた。直径２．５４ｃｍのプローブに５００グラムの標準重量（Ｔｒｏｅｍｎｅｒ、Ｔｈｏｒｏｆａｒｅ、ＮＪ  ０８０８６）を５分間印加することによって、湿潤した組織表面に９．７ｋＰａ（７３ｍｍＨｇ）の圧力でＣＥＨＤ被覆材の片（１．３ｃｍ×１．９ｃｍ）を適用した。十分な合成尿（５０ｍｌ）を室温でビーカーに添加し、ＣＥＨＤの片を浸漬した。ビーカーをパラフィルムで覆い、３７℃でインキュベート（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、モデル１４６Ｅ、ＣＡＴ．９７−９９０Ｅ）し、１２０ｒｐｍでシェーカー（ＩＫＡ  ＡＳ２６０．１、ＫＳ２６０）に載せた。合成尿溶液を２４時間ごとに交換し、完全に溶解するまで、または１６８時間まで、一定の間隔で、目視で存在する被覆材の量によって溶解挙動を記録した。いくつかの試験では、水平に引っ掻くようにピンセットを動かして、ずり力に対する抵抗を測定することによって、ＣＥＨＤ試験片の組織に対する接着を評価した。ＣＥＨＤの組織接着試験は、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ溶解試験の間、合格または不合格に基づいて実施し、低度、中程度、および高度として記録した。
【０１３６】
ｉｎ  ｖｉｔｒｏの溶解性およびブタ膀胱粘膜への接着性の結果を図１５に示す。ｉｎ  ｖｉｔｒｏの溶解性およびブタ膀胱粘膜への接着性の結果は、折り畳みおよびデバイス配置試験の結果と併せて、生体適合性およびｉｎ  ｖｉｖｏ試験のための３種の好ましい被覆材の型を選択するために使用した。これらの被覆材の型には、カテコール改変キトサン調製物ならびにカテコールおよびチオールによるキトサン改変の両方の調製物が含まれていた。好ましいｉｎ  ｖｉｖｏ前の被覆材の型に、Ａ、Ｂ、およびＣ型と標識した。被覆材ロット７１および８１はＡ型被覆材を表し、ロット７８および８３はＢ型被覆材を表し、ロット７５、８０、および８４はＣ型被覆材を表す。
【０１３７】
ｉｎ  ｖｉｔｒｏ模擬静脈創傷シーリング（ＳＶＷＳ）試験
実験室用の模擬静脈創傷シーリング（ＳＶＷＳ）デバイスを構築して、粘膜接着性キトサンの真皮への結合に関して真皮を模倣することが既に示されている表面を有する標準のＰＶＣプレートの中央にある直径１．５ｍｍの「傷害」開口に５分間、９．７ｋＰａの荷重をかけて、希薄血液、即ち１：２５０ｖ／ｖの標準生理食塩水中の血液の１滴によって接着されたＣＥＨＤのシーリング能力を試験した。内径０．２５０インチ、外径０．３７５インチのサイラスティック実験用チューブ（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ  ４８６８６）は、クエン酸添加ウシ全血の開放容器と、開口の直前にストッパーバルブを有する開口とを連結した。開口の上の相対的な容器中の血液レベルの垂直高さは、０．０〜５０ｃｍの間で調整可能であった。標準のＰＶＣの表面の開口の上の中央にＣＥＨＤの試験用被覆材を取り付けた後、ストッパーバルブを開いて被覆材を１５分間観察し、被覆材のシーリング維持能力（取り付けた被覆材を通って、またはその下への血液の漏洩がないこと）を評価（合格／不合格）した。それぞれの試験において圧力水頭を記録した。この試験によって、静脈出血圧におけるプロトタイプＣＥＨＤの迅速な模擬出血制御試験が提供された。
【０１３８】
模擬出血速度（ｇ／分）は、事前に秤量した吸収シートと、「傷害」の上に載せて流れる血液を１５秒間収集して４倍した同じ吸収シートとの重量差によって決定した。
【０１３９】
２３℃における２０ｃｍ〜４２ｃｍの水頭高さの差は、１４．７ｍｍＨｇ〜３０．９ｍｍＨｇの圧力（前立腺出血における静脈圧に典型的）と等価である。２０ｃｍおよび４２ｃｍの水頭高さの差についての出血速度は、それぞれ４．７および８．０ｇ／分と決定した。
【０１４０】
ｉｎ  ｖｉｔｒｏ模擬静脈創傷シーリング（ＳＶＷＳ）試験の結果を、２５ｋＧｙでγ線照射した被覆材ロットＢおよびＣについて、（フォイル包装中、温度２５℃で０〜６か月保存した保存寿命とともに）表１に示す。
【表１】
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【０１４１】
ＳＩＳにおける直径３ｍｍの穿孔の上に接着した１０ｍｍ×１０ｍｍの被覆材のｅｘ  ｖｉｖｏ流れ試験
ｉｎ  ｖｉｔｒｏで良好に機能した試験被覆材（被覆材Ｂ型およびＣ型、各１０枚。図１２Ａ、１２Ｂ、および１５を参照）を、特注製造したＡｄａｍｓおよびＣｈｉｔｔｅｎｄｅｎのガラス試験セルに支持したブタ小腸粘膜下層（ＳＩＳ）の直径３ｍｍの穴の中央部で、７ｐｓｉ付近のバルーン圧で約３分間、ＳＩＳに接着した（図１０参照）。ＳＩＳに接着して欠陥をシールしている被覆材を含む試験セルを、図１１に図示する流れシステムに接続した。１３−３１０−９１１フローカセットを備えたＦｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＦＨ１００Ｍマルチチャネルペリスタポンプを使用して、流速２０ｍｌ／分付近に制御した。３４℃〜３７℃付近でセルの体積を完全に満たす合成尿を、２０ｍｌ／分近くで６〜２０時間、セルに流した。試験の目的は、尿の流れの中で裂け目または被覆材からの粒子もしくは大きな片の損失なく、被覆材が粘膜に接着したままでいる能力を実証することであった。
【０１４２】
被覆材Ｃ型（被覆材ロット７５および８０）の場合には、１つの試験を２０時間実施した。試験の終了時に、試験被覆材の組織への接着を試験するために、ガラス試験セルのジャケットを有する回路を通して標準生理食塩水中１：２５０ｖ／ｖ血液の２０ｍｍＨｇに近い外部圧を印加した。加圧は４回行ない、被覆材は内部ＳＩＳ表面への直径３ｍｍの穴の上に接着したままであることに成功し、４回の加圧の全てで液圧の外部印加に耐性を示した。この２０時間試験した被覆材を（試験前後の乾燥重量の重量比較によって）質量損失についても検討した。２０時間後のＣ型被覆材の重量試験によって、カテコール改変キトサンの材料損失は（溶解による可能性が最も大きく）元の被覆材の乾燥重量に対して１５％以下であることが示された。Ｃ型被覆材についての他の全ての試験は、外部圧ストレスを印加せずに６時間実施した。Ｃ型被覆材の場合には、被覆材の顕著な目に見える溶解も被覆材からの材料の損失もなかった。試験の終了時に全ての被覆材はＳＩＳに接着したままであった。被覆材の（ＳＩＳ粘膜への）接着および凝集は中程度と格付けした。
【０１４３】
被覆材ロットＢ型（被覆材ロット７８および８３）の場合には、１つの試験を２４時間実施した。この２４時間試験した被覆材を（試験前後の乾燥重量の重量比較によって）質量損失について検討した。２４時間後のＢ型被覆材の重量試験によって、カテコール改変キトサンの材料損失は（溶解による可能性が最も大きく）元の被覆材の乾燥重量に対して３９．４％と顕著であることが示された。Ｂ型被覆材についての他の全ての試験は６時間実施した。Ｂ型被覆材の場合には、被覆材の顕著な溶解（ゲル化）および材料の損失（目に見える片の被覆材からの放出）の目に見える兆候があった。被覆材の（ＳＩＳ粘膜への）接着および凝集は中程度から低度と格付けした。
【０１４４】
（実施例４）
被覆材の折り畳み性および配置の試験
全ての被覆材ロット（Ｎ３以上）を折り畳み性について試験した。それは、折り畳み性が本発明の材料から形成された被覆材を前立腺および膀胱頸部の傷害部位に取り付け、巻き付け、および配置する能力のための重要な特徴であるからである。折り畳み試験には、水平に平坦な最終の圧縮された円形の被覆材を最初に反時計方向に１８０°、縁と縁を重ねて折り畳み、縁を一緒に保持して被覆材の中央部で堅く圧縮して被覆材に単一の直線状折り畳み軸（即ち折り目）を創成することが含まれていた。次いで、折り畳まれた被覆材を開き、新たな折り畳み軸に沿って縁と縁の折り畳みを再現するが、折り畳みは反対の時計方向とする。折り畳みの成功は、折り畳みの軸に沿って裂け目やひび割れが見えないこと、および被覆材の引張り特性（被覆材の折り畳みを横切って穏やかに引っ張ることによって判定する）に顕著な損失がないことによって順位付けする。折り畳み試験の結果を図１５のカラム４に示す。
【０１４５】
尿で満たされた膀胱頸部のモデルとして通常の生理食塩水を満たした２５０ミリリットルのメスフラスコを使用して、好ましいキトサン裏打ち被覆材Ａ、Ｂ、およびＣ型について配置試験（Ｎ＝５）を行なった。ＣＥＨＤ被覆材、シースカバー、およびバルーンカテーテル（遠位および近位のバルーン）を備えた完全にアセンブリーされたデバイスを、メスフラスコの頸部の下まで通常の生理食塩水に浸漬した。遠位バルーンを膨張させて保護用の耐水性シースをその末端部で破壊し、その後フラスコの外のシースの乾燥した自由末端部を引っ張ることによって破れたシースを手で完全にかつ元のままで除去し、遠位バルーンを膀胱頸部に素早く位置決めし、その後すぐに近位バルーンを平滑にかつ迅速に膨張させて開き、被覆材をフラスコの頸部に接着させることによって、ＣＥＨＤの適用を開始した。全ての被覆材の型（Ａ、Ｂ、およびＣ）はガラス容器の頸部に良好に接着し、送達が成功した。
【０１４６】
（実施例５）
被覆材の型の生体適合性
完成し包装された無菌（最終γ線照射２５ｋＧｙ）のデバイスのＩＳＯ１０９９３−１生体適合性試験を、限定された接触のための間接的血液流路接触がある体外連絡デバイスの試験要求項目に従って行なった。試験には細胞毒性、皮膚刺激、および急性全身毒性が含まれていた（各試験について３回）。
【０１４７】
被覆材Ａ型およびＣ型は全ての生体適合性試験に合格したが、被覆材Ｂ型は急性全身毒性試験に不合格であった。Ｂ型被覆材ではγ線照射によって細胞毒性のあるチオール残基が生成した疑いがある。
【０１４８】
（実施例６）
止血の急性ｉｎ  ｖｉｖｏ膀胱頸部およびブタ脾臓カプセル剥離モデル
体重４０〜５０ｋｇの６頭の馴化したヨークシャー種の雌ブタ（Ｏａｋ  Ｈｉｌｌ  Ｇｅｎｅｔｉｃｓ、ＣＡ）において、急性ｉｎ  ｖｉｖｏ試験を実施し、３種のＣＥＨＤプロトタイプ（被覆材Ａ：ｎ＝６、被覆材Ｂ：ｎ＝９、被覆材Ｃ：ｎ＝１０）を用いて送達デバイスを組み立てた。実験は急性のブタ膀胱頸部および脾臓実質の出血傷害モデルにおける個別のプロトタイプと対照の有効性のランダム盲検試験として設計した。
【表２】
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＊７日間の生存研究に進むために被覆材Ｃを選択した。
‡０、１、２、３および４＝それぞれ、なし（材料は接着しない）、低度（接着するが容易に除去できる）、中程度（プローブによって縁を除去できる）、中程度〜強度（プローブによる縁の除去に抵抗する）、および強度（プローブによって縁を除去できない）の接着。
†脾臓傷害モデルの陰性対照として手術用ガーゼを使用した。
【０１４９】
（実施例７〜１１）
実施例７〜１１はＣＧＨＤキトサン被覆材を表す。
ＣＧＨＤの開発において以下の材料を使用した。
【０１５０】
キトサンＡ：Ｐｒｉｍｅｘ、ＣｈｉｔｏＣｌｅａｒ  ６５０１０、ＴＭ  ４３７５、ＭＷ＝２５０〜３００ｋＤａ、２５℃およびスピンドルＬＶ１における１．０％酢酸中１．０％ｗ／ｗキトサン溶液のブルックフィールド粘度＝３９０ｃＰｓ、ＤＤＡ＝８０％（コロイド滴定による）
キトサンＢ：Ｐｒｉｍｅｘ、ＣｈｉｔｏＣｌｅａｒ  ４３０００、ＴＭ  ４１６７、ＭＷ＝１１０〜１５０ｋＤａ、２５℃およびスピンドルＬＶ１における１．０％酢酸中１．０％ｗ／ｗキトサン溶液のブルックフィールド粘度＝９ｃＰｓ、ＤＤＡ＝９５％（コロイド滴定による）
氷酢酸：Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、カタログＮｏ．Ａ３８−２１２
塩酸：１．０Ｍ水溶液、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．Ｈ９８９２
Ｌ−乳酸：ＪＴ  Ｂａｋｅｒ、カタログＮｏ．０１９６−０１
グリコール酸：ＪＴ  Ｂａｋｅｒ、カタログＮｏ．Ｍ８２１−０５
水酸化ナトリウム：５．０Ｍ  ＮａＯＨ水溶液、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．Ｓ８２６３−１５０ｍｌ
水酸化カリウム：メタノール中０．１  Ｍ  ＫＯＨ（ＢＤＨ）
エタノール：２００°プルーフＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．４５９８４４−１Ｌ
微細繊維キチン：直径約１０ミクロン、アスペクト比約１００／１、１００％アセチル化、Ｗｅｉｆａｎｇ
遠心紡糸キトサンナノ繊維：ロットＧ０１、坪量１２ｇ／ｍ２
Ｔｒｉｃｏｌメディカルグレード不織マイクロ繊維
脱イオン水：Ｒｉｃｃａ  ＡＣＳ試薬グレード脱イオン水、カタログＮｏ．９１５２−５
無水酢酸：Ｓｉｇｍａｎ  Ａｌｄｒｉｃｈから入手、ＡＣＳ試薬グレード、カタログＮｏ．３２０１０２−１Ｌ
３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（Ｍｗ＝１８２．１７ｇ／ｍｏｌ）：９８％  Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．１０２６０１
１−エチル−３−（−３−ジメチルアミノ−プロピル）カルボジイミド：（あるいはＮ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸、一般的頭字語ＥＤＣ）Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログ＃Ｅ７７５０
塩化ナトリウム：Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．７９３５６６−５００ｇ
合成胃液：ペプシン−Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｐ７０００−２５Ｇ、ＮａＣｌ−Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、７９３５６６−５００Ｇ、Ｈ２Ｏ  ＡＣＳ試薬グレード、ＮａＯＨ−Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．Ｓ８２６３−１５０ｍｌ
組織：新鮮なブタ膀胱粘膜、新鮮なブタ胃粘膜、Ａｎｉｍａｌ  Ｂｉｏｔｅｃｈ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．から入手
クエン酸添加ウシ全血：Ｌａｍｐｉｒｅ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｂｏｖｉｎｅ  ＣＰＤ、カタログＮｏ．７７２００１０
シアノアクリレート：Ｐｅｒｍａｂｏｎｄ  ９１０  Ｔｉｓｓｕｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ、カタログＮｏ．７２５９０
透析チューブ：３，５００Ｄａ  ＭＷＣＯ  Ｓｎａｋｅｓｋｉｎ透析チューブ（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）、カタログ＃ＰＩ８８２４４
ペクチン：ＭＰ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ  ＬＬＣ、カタログＮｏ．１０２５８７
グリセロール：Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．Ｇ−８７７３
ポリエチレングリコール：Ｓｐｅｃｔｒｕｍ、カタログＮｏ．ＰＯ１０８
ポリエチレンオキシド：Ｍｗ４００，０００ｄａ、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．３７２７７３−５００Ｇ
ポロキサマー４０７：Ｓｐｅｃｔｒｕｍ、カタログＮｏ．Ｐ１１６６
グアー：Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．Ｇ４１２９
セルロース（微結晶粉末）：Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．４３５２３６
ポリアクリル酸：Ｍｖ１，２５０，０００  Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、カタログＮｏ．３０６２１５−１００Ｇ
市販高効率キトサン止血被覆材であるＨｅｍＣｏｎ  Ｐａｔｃｈ（登録商標）Ｐｒｏを、急性止血研究の陽性対照被覆材として使用した。
【０１５１】
急性止血研究の陰性対照として標準的な手術用ガーゼを使用した。
【０１５２】
（実施例７）
カテコールキトサンの調製および特徴解析
【０１５３】
アプローチ１
キトサンＡ（９．０ｇ）を脱イオン水（１４８ｇ）およびＨＣｌ（２８ｍｌ、１．０Ｍ  ＨＣｌ）に溶解した。水：エタノールの１：１（１５０ｍｌ）溶液を調製した。３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（２５．９ｍｍｏｌ）およびＮ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸（５１．８ｍｍｏｌ）を水／アルコール溶液に溶解した。水／アルコール溶液をキトサン溶液に添加した。溶液を激しく混合した。０．１ＭのＨＣｌおよび０．１ＭのＮａＯＨ溶液の滴下添加を使用して反応混合物をｐＨ５．４に制御し、上方からの撹拌によって少なくとも１２時間反応させた。その後、１．０ＭのＨＣｌ溶液１滴で酸性化した５リットルの水に対して６日間、酸性化していない水に対して少なくとも３時間、キトサン溶液（約３００ｍｌ）を透析した。透析の間、約２４時間の間隔で少なくとも５回、水を交換し、透析液を交換した。
【０１５４】
アプローチ２
キトサンＡ（１．５ｇ）を水（１４０ｇ）およびＨＣｌ（５ｍｌ、１．０Ｍ  ＨＣｌ）に溶解した。水：エタノールの１：１溶液（１４５ｍｌ）を調製した。３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（１０．５ｍｍｏｌ）およびＮ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸（１３．０ｍｍｏｌ）を水／アルコール溶液に溶解した。水／アルコール溶液をキトサン溶液にゆっくりと添加し、反応混合物を上方からの機械的撹拌器によって低い撹拌速度で撹拌した。０．１ＭのＮａＯＨおよび０．１ＭのＮａＯＨ溶液の滴下添加を使用して反応混合物をｐＨ５．５に制御し、撹拌下に約１２時間反応させた。反応プロセスの後、アプローチ１に記載したようにして溶液を透析した。
【０１５５】
アプローチ３
キトサンＡ（９．０ｇ）をＨＣｌ（３０ｍｌ、１．０Ｍ）で酸性化した水（１２６ｇ）に溶解した。水：エタノールの１：１溶液（１５０ｍｌ）を調製し、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸（３１．３ｍｍｏｌ）を水／アルコール溶液に溶解した。その後、３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（１５．７ｍｍｏｌ）を１５ｍｌの水に溶解し、この溶液を上方からの中程度の機械的撹拌の下にキトサン溶液にゆっくりと添加した。Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸を含む水／アルコール溶液をキトサン溶液にゆっくりと添加し、反応混合物を上方からの機械的撹拌器によって低い撹拌速度で撹拌した。０．１ＭのＫＯＨ（メタノール溶液中）および０．１ＭのＨＣｌ溶液の滴下添加を使用して反応混合物をｐＨ５．５に制御し、撹拌下に約１２時間反応させた。反応プロセスの後、アプローチ１に記載したようにして溶液を透析した。
【０１５６】
アプローチ４
キトサンＡ（９．０ｇ）をＨＣｌ（３０ｍｌ、１．０Ｍ）で酸性化した水（１２６ｇ）に溶解した。次いで０．１ＭのＨＣｌおよび０．１ＭのＮａＯＨ水溶液を使用して溶液をほぼｐＨ５．１に調整した。水：エタノールの１：１溶液（１５０ｍｌ）を調製し、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸（３１．３ｍｍｏｌ）を水／アルコール溶液に溶解した。その後、３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸（１５．７ｍｍｏｌ）を１５ｍｌの水に溶解し、この溶液を上方からの中程度の機械的撹拌の下にキトサン溶液にゆっくりと添加した。Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸を含む水／アルコール溶液をキトサン溶液にゆっくりと添加し、反応混合物を上方からの機械的撹拌器によって低い撹拌速度で撹拌した。０．１ＭのＫＯＨ（メタノール溶液中）および０．１ＭのＨＣｌ溶液の滴下添加を使用して反応混合物をｐＨ５．０に制御し、撹拌下に約１２時間反応させた。反応プロセスの後、アプローチ１に記載したようにして溶液を透析した。
【０１５７】
カテコールキトサンの置換度
ＵＶ／可視スペクトルを取得するため、水晶ＵＶテストセル（光路長１ｃｍ、×２（ＨＡＣＨ  Ｃｏ．、カタログＮｏ．４８２２８−００）を使用した。
【０１５８】
ＵＶ／可視分光計はＶａｒｉａｎ  Ｃａｒｙ  Ｂｉｏ１００であった。水中で３，４−ジヒドロキシヒドロけい皮酸の標準溶液を調製し、２８０ｎｍの吸光度を濃度に対してプロットした。希薄溶液中の吸光度について以下に示すＢｅｅｒ  Ｌａｍｂｅｒｔ関係式における吸光係数ε
【数２】
2021508751.tif 000006
（Ａは吸光度（無次元）であり、ｌは光路長である。）
【０１５９】
（吸光度＜０．５）を２，５４０±５０リットル／（ｍｏｌ・ｃｍ）として決定した。この値を使用して、既知量の改変キトサンの希薄水溶液、既知体積の溶液、および２８０ｎｍで測定したピーク吸光度における改変キトサン中の置換度を決定した。
【０１６０】
キトサンカテコール溶液を、その２８０ｎｍにおける吸光度が０．５未満になるように希釈する（通常、約５０倍または１００倍）。吸光度、希釈に使用した溶液の重量、および固形分パーセント（ＣＳ−カテコール）を使用して、式
【数３】
2021508751.tif 000007
に従って、キトサン主鎖上の遊離アミンに対するＨＣＡの分画置換度（ｆＤＳ）を見出した。ここでＡは改変キトサンの２８０ｎｍにおけるＵＶ／可視吸光度であり、Ｖは一定の乾燥質量になるまで乾燥するために採取した改変キトサン溶液の体積（リットル）であり、ｍＣＣはカテコール改変キトサンの測定した乾燥質量（ｇ）であり、ｆＤＤＡはキトサンの脱アセチル化の分画度である。
【０１６１】
結果
キトサン−カテコール合成によって、乳状から澄明、明るいピンクから褐色の範囲で、粘度範囲が薄い液体状稠度（たとえば水の粘度は１ｃｐｓ付近）から濃い液体状稠度（たとえば蜂蜜の粘度は１００，０００ｃｐｓを超える）までの５０〜３００ｍＬのキトサンカテコール溶液が得られた。合成結果（表１を参照）は、キトサンの初期濃度、ほぼｐＨ２〜ｐＨ５のｐＨ調整ステップにおけるキトサンの沈殿の防止、反応中のｐＨのほぼ５．０〜５．５の維持、および透析洗浄ステップにおける低分子量成分の完全な除去に依存した。
【表３】
2021508751.tif 000008
¶溶液中の乾燥固体のパーセンテージは重量法で決定した
＊アプローチ２における合成では置換度の決定において過剰のＵｖ／可視吸光度を生じた
†透析膜中に懸濁した溶液から水を熱で補助した乾燥で除去することによってカテコールキトサンを濃縮した。
【０１６２】
（実施例８）
凍結相分離親水性ポリマー被覆材
それだけに限らないが、予め調製した溶液、親水性ポリマー、水、酸、および追加の成分を含む成分を添加することによって、５００ｍｌ、１０００ｍｌ、または２０００ｍｌのＮａｌｇｅｎｅ  ＬＤＰＥボトルまたはポリプロピレンビーカーの中で親水性ポリマーの水溶液を調製した。図１７Ａ〜１７Ｃに、処方アプローチ、親水性ポリマー、および溶液中の親水性ポリマー成分の％ｗ／ｗを列挙する。図１７Ａ〜１７Ｃの処方のいくつかはキトサンを含んでいない。処方戦略をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、およびＧとして図１７Ａ〜１７Ｃに列挙する。戦略Ａは一次的にはｉｎ  ｖｉｔｒｏでの模擬胃腸管液によって試験して胃の中で溶解に耐えないと予想されたキトサンなどの材料の対照であった。再アセチル化（戦略Ｂ）は、ペプシンの存在下のｉｎ  ｖｉｔｒｏ模擬胃腸管液試験まで溶解／分解の速度を低減させる提案した戦略の１つであり、脱アセチル化の程度が低いとキトサンの分解および溶解の速度が速くなることを実証した。戦略Ｃはキトサンのない公知の多糖類（グアー、ペクチン、およびデンプン）の組成物の検討であり、これらはｉｎ  ｖｉｔｒｏでの模擬胃腸管液による消化に耐性がある。戦略Ｄは戦略Ｃにキトサンおよびおそらく他の親水性ポリマーを加えたものであった。戦略Ｅは唯一の親水性ポリマーとしてカテコール改変キトサンを使用したものであった。戦略Ｆはカテコール改変キトサンと他の親水性ポリマーを使用したものであった。戦略Ｇは遠心紡糸キトサン繊維を使用したものであった。
【０１６３】
胃腸管における止血被覆材の適用のための処方に際して経験した主な問題点は、（１）合成胃液中におけるキチンおよびキトサンのペプシンによって促進される予期しない急速な（１０分未満）分解（ペプシンは脱アセチル化度の低下に伴って増大する速度でキトサンの分解速度を早くする）、（２）純粋なカテコール改変キトサンの接着の達成における血液による予期しない干渉、（３）他の問題に対処するために処方を変更した際の被覆材のひび割れおよび裂け目の受けやすさであった。
【０１６４】
最終的な親水性ポリマー溶液の％ｗ／ｗは０．１％〜４％ポリマーであった。ＩＫＡ  ＫＳ２６０オービタルシェーカーまたはＷｈｅａｔｏｎベンチトップボトルローラーを使用して、完全な溶液の均一性を達成するため、キャップしたボトルおよびその内容物を室温で１２〜２４時間にわたって連続的に混合した。溶液の均一性を達成するため、ビーカー内の溶液は磁気撹拌器のプレート上で磁気撹拌ビーズを用いて室温で１２〜２４時間、混合した。混合の間、パラフィルムを使用してビーカーを外部環境から閉鎖した。凍結相分離のために調製した溶液は、懸濁条件が存在しない場合には、実質的に均一で澄明であった（Ａ０６、Ｂ０２、Ｂ０４、およびＣ０５を除く）。カテコールキトサン溶液はいくらかのヘイズおよびミルク状の外観を呈し、いくらかの分散した微細なカテコールキトサンの球状粒子の存在を示した。
【０１６５】
戦略Ｇの場合を除いて、キトサン溶液は、親水性ポリマーの最終溶液の重量％を０．２５％〜４％ｗ／ｗ水溶液の範囲として、凍結相分離被覆材として調製した。凍結相分離は、水平で平坦な底を有するテフロン（登録商標）コートしたアルミニウム製鋳型ウェルで実施した。好ましくは約１０ｍｍ、より好ましくは２．５ｍｍ、最も好ましくは５．０ｍｍ以下の鋳型の底からの高さまで、溶液をウェルに注いだ。次いで、鋳型内での温度が最初、凍結前に１５℃〜３０℃であった溶液を、鋳型の底を通して冷却することによって凍結させた。好適な凍結相分離構造を達成するために他の冷却温度を適用することができるが、適用する棚の冷却温度は好ましくは−４０℃であり、より好ましくは冷却温度は−５５℃であり、最も好ましくは冷却温度は−４５℃であった。溶液が凍結相分離に達し、凍結した溶液の温度が凍結温度で平衡に達した後で、系をさらに凍結相分離させ、少なくともさらに１時間、平衡状態にしてから乾燥した。様々な凍結相分離溶液の層を提供するために改変した凍結および鋳型充填方法では、第１の層を好ましい深さまで鋳型に加えて凍結し、次いで第２の層を加えて凍結して、このようにして多層の凍結相分離被覆材を調製することができた。（ｎ−１）番目の凍結した溶液とｎ番目の注いだ溶液との間に霜が生じて層の凍結構造の相違によってひび割れが生じないことを確実にするように注意する必要があった。この検討の間に、単一の共接着した圧縮多層コンポジットシートに予め凍結乾燥した親水性ポリマーマトリックスの単一の層を重ねて接着させる方法が成功することを発見したことは、予期しない有意義な知見であった。別個に調製した凍結乾燥組成物を圧縮を使用して組み合わせることも可能である。
【０１６６】
凍結相分離した凍結溶液のプラークを昇華凍結乾燥するために、２４平方フィートの棚を有するＶｉｒｔｉｓ  Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ  ２０００パイロットスケール凍結乾燥機を使用した。一次の凍結乾燥（親水性ポリマーに水素結合していない氷の除去）においては、その鋳型の中の平衡化した凍結プラークを凍結乾燥機の中で３００ｍＴｏｒｒ以下の減圧に供し、凍結乾燥機のコンデンサーを−６５℃以下に設定して、プラークの温度が−１５℃を超えることなく、凍結分離したプラークからの氷の昇華を促進するように、凍結乾燥機の棚を加熱した。実質的に全ての結合していない氷を除去した後、水素結合した氷を除去し、乾燥した被覆材の中の残存水分が４％以下になるように乾燥した被覆材の中の含水率を低減させるために、棚の温度をほぼ２５℃まで上昇させた。最終的な乾燥したマトリックスは充填した鋳型の元の形状と一致し、長さおよび幅では約５％収縮しており、密度は０．００５ｇ／ｃｍ３〜０．０４ｇ／ｃｍ３であった。これらは９５％を超える空孔スペースを有し、微細なポリマーラメラ（たとえば厚みサブミクロン〜５ミクロン）およびたとえば２０ミクロン〜３００ミクロンの隣接するラメラの間を隔てる空孔を有する相互連結した多孔質構造（たとえば２０〜３００ミクロン）であった。
【０１６７】
凍結相分離および乾燥の後、乾燥したマトリックスを元の厚み（１０ｍｍ〜２．５ｍｍ）から最終の厚み、好ましくは５０ミクロン近くまで圧縮した。圧縮していない２枚の被覆材を重ねて圧縮すれば、圧縮プロセスの終了時にはこれらは一緒に永久的に結合することになる。圧縮において、較正された均一な厚みの薄いシムを使用して、実質的にシムと同じ厚みの所望の厚みの圧縮された被覆材を得ることができる。５０ミクロン付近に設定された所望の圧縮でこの圧縮を達成するために、いくつかの方法がある。本検討で使用した好ましい圧縮方法は、乾燥した未圧縮の被覆材（寸法は典型的には長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×高さ２．５ｍｍまたは直径５０ｍｍ×高さ２．５ｍｍに近い）の全体を、整列したプラテンの間で、１０ｍｍ／分以下または約０．５ｍｍ／分以下の一軸圧縮速度で１００ミクロン以下の厚みまで圧縮することであった。圧縮速度が遅いほど、最終被覆材の機械的特性が良好になり、たとえば約１０ｍｍ／分に近い初期圧縮速度で調製した被覆材が許容できる。プラテン（テフロン（登録商標）でコートしたＭｉｃ  ６アルミニウム３００ｍｍ×３００ｍｍ×９０ｍｍ）は、平坦な平面状表面（３００ｍｍで５ミクロン以下）になるように機械加工した。圧縮の間のプラテンの温度は、３〜５分の一軸圧縮の間、好ましくは８０℃付近に維持した。圧縮は、プラテンの４つの隅に１つの隅あたり４トンまで（トンは１０００キログラムを意味する）の荷重をかけるスクリュー負荷によって達成した。荷重を解放するまで、圧縮を少なくとも２分維持した。新規な圧縮した親水性ポリマーマトリックスの圧縮厚みおよび重量を測定した。最終密度は０．３５〜０．５５ｇ／ｃｍ３であった。圧縮の後、被覆材をさらに加工した。この付加的な加工には、直径２．５ｃｍの試験片へのダイカッティングおよびある場合には熱アニーリング熱処理（対流オーブン中６０℃〜１５０℃で５〜３０分加熱）が含まれていた。加工が完了すれば、被覆材を熱シールを有するフォイルパウチに収納した。動物および生体適合性の試験を意図した包装した被覆材は、２５ｋＧｙでγ線照射した。
【０１６８】
（実施例９）
胃腸管止血被覆材のプロトタイプのｉｎ  ｖｉｔｒｏ試験
合成胃液の調製：ペプシン（１．６ｇ）、ＮａＣｌ（１ｇ）、水（５００ｍｌ）をＮａｌｇｅｎｅ  ＬＤＰＥ  １０００ｍｌボトルに添加して混合した。Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  ｐＨ０〜１４ユニバーサルインジケーターストリップおよび３．０ＭのＨＣｌの滴下添加を使用して酸性度をｐＨ３〜４に調整した。必要があれば１．０ＭのＮａＯＨの滴下添加を使用してｐＨを上昇させた。
【０１６９】
１．試験管法
合成胃液中における試験物品の溶解／断片化に対する耐性を迅速にスクリーニングするため、標識を付した１５ｍｌのファルコン管の底に試験物品のシートの０．５ｃｍ×０．５ｃｍの片を加え、５ｍｌの胃液を管に加えてから栓をして、３７℃のインキュベーターに立てて入れ、穏やかに振盪した。実証できる試料の溶解／断片化が観察されるまで管をモニタリングし、溶解／断片化までの時間を記録した。試験管試験の結果を図１６Ａ〜１６Ｃに示す。
【０１７０】
２．ビーカー法
試験管試験で耐性を示す材料については、改変した試験方法を開発した。新鮮な胃粘膜の３８ｍｍ×３８ｍｍの片を、木綿スワブを使用して塗布したシアノアクリレート接着剤の薄層を使用してポリスチレンビーカー（２５０ｍｌ、Ｆｉｓｈｅｒ、カタログＮｏ．０８−７３２−１２４）の底の内側に接着した。糊付け前の粘膜表面はＴｅｘｗｉｐｅティッシュを使用して軽く叩いて乾燥させた。接着剤を２〜５分で乾燥させた。ビーカーに完全に接着させた後、上に露出した組織の表面をクエン酸添加ウシ全血を滴下（一般に２滴）して湿潤化させ、直径２５ｍｍのＰＶＣの平面先端のプローブを通して５００ｇの荷重を１分間、粘膜表面に直角に印加することによって、試験物品シートの２０ｍｍ×２０ｍｍの片を血液で覆われた粘膜表面に接着させた。室における合成胃液（約９０ｍｌ）をビーカーに添加した。パラフィルムを使用してビーカーをシールし、ビーカーを３７℃のインキュベーター内でＩＫＡ  ＫＳ２６０オービタルシェーカーに立てて入れ、穏やかに振盪した（１３０ｒｐｍ）。粘膜からの実証できる分離および／または試料の溶解／断片化が観察されるまで数分間、次いで１時間ごとに、ビーカーの内部をモニタリングし、分離／溶解／断片化までの時間を記録した。
【０１７１】
試験方法の開発の間、印加した荷重（５ｋｇまで）および付着のための印加の時間は５分までであった。最小侵襲性ｉｎ  ｖｉｖｏ適用と比較して、胃腸管手術チームは直径２．５ｃｍの被覆材に対して均一に３０秒を超えず、３００ｇを超えない荷重を印加することを助言した。５ｋｇおよび１２０秒の元の条件は５００ｇ、１分に改変された。ここでは荷重３００ｇで３０秒の印加を適用している。ビーカー試験の結果を図１６Ａ〜１６Ｃに示す。
【０１７２】
３．機械的折り畳み試験
試料シートを長さおよび幅の軸に沿って１８０°に折り畳み、折り目の線を圧縮した。乾燥した試験シート（２５ｍｍ×２５ｍｍ）を折り畳んで開き、裂け目およびひび割れに対する耐性の観察を記録した。折り畳み試験の結果を図１６Ａ〜１６Ｃに示す。
【０１７３】
４．機械的組織接着
１０Ｎのロードセルを備えた一軸機械テスター（Ｉｎｓｔｒｏｎ、モデル５８４４）を使用して、粘膜に対する湿潤接着を検討した。接着試験はＡＳＴＭ  Ｆ２２５８−０３  ”Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ：  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ  ｉｎ  Ｔｅｎｓｉｏｎ”を使用して実施した。試験は、ｚ垂直方向の一軸に整列した下部および上部のＰＶＣプローブを用いる試験構成で実施し、これらのプローブのｘ−ｙ水平の直径１５．２ｍｍの面の縁部が、Ｉｎｓｔｒｏｎのチャック固定具の上部の可動クロスヘッドに支持された上部プローブの一軸の降下とともに互いに正確に（±０．２ｍｍ）一致するようにした。下部のＰＶＣプローブは静止した底部のチャック固定具によって支持されていた。底部のＰＶＣ水平表面を使用して、試験の少なくとも５分前にシアノアクリレート糊によってＰＶＣの表面に接着された１０ｍｍ×１０ｍｍの粘膜組織試料を支持した。上部のＰＶＣ水平表面を使用して、試験の少なくとも５分前に３Ｍの両面テープによって接着された１０ｍｍ×１０ｍｍのＣＧＨＤ試験片を支持した。正方形の組織片は、試験表面の上にプローブを降下させる前に０．２５ｍｌの脱クエン酸ウシ全血ＣＰＤで湿潤させた。最大荷重の０．９８Ｎに達するまで、プローブを１０ｍｍ／分で降下させた。接触の際には、試験片と組織片は正確に（±０．２ｍｍ）接触し、互いに共平面であった。０．９８Ｎの一軸プローブ荷重を３０秒間維持し、その後、プローブを１０ｍｍ／分で除去して最大破壊応力を記録した。接着性試験の結果を表４に示す。
【０１７４】
【表４】
2021508751.tif 000009
【０１７５】
（実施例１０）
ｉｎ  ｖｉｖｏ（上部胃腸管出血のブタモデル）スクリーニング研究
【０１７６】
動物
全部で４頭の異種交配した成体馴化ブタ（体重４０〜５０キログラム）を本研究に使用した。
【０１７７】
全ての実験は、２０１１  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｕｎｃｉｌ，  ”Ｇｕｉｄｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｃａｒｅ  ａｎｄ  Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ａｎｉｍａｌ”および適用可能な連邦規制に従って実施した。動物についてのプロトコールはＮＩＨ  Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｃａｒｅ  ａｎｄ  Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ａｎｉｍａｌｓに従っており、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ  Ａｎｉｍａｌ  Ｃａｒｅ  ａｎｄ  Ｕｓｅ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅの承認を受けた。全ての手技および動物の世話は、承認された動物研究施設で実施した。
【０１７８】
獣医スタッフが全ての動物を検査してベースラインの健康状態を確認した。動物は手技の７２時間前に全ての寝床から連れ出し、手術の２４時間前に絶食させた。動物には随意に水を飲ませた。手技の２０分前に、動物に５００ｍｇの静脈内セフォテタンおよび２５０ｍｌのリンゲル乳酸塩の液体ボーラスを与えた。グリコピロレートおよびティレタミンＨＣｌとゾラゼパムＨＣｌの合剤（Ｔｅｌａｚｏｌ（登録商標）、Ｆｏｒｔ  Ｄｏｄｇｅ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｆｏｒｔ  Ｄｏｄｇｅ、ＩＡ）による予備投薬の後、５％のイソフルランを使用したマスクによって麻酔を誘導した。ブタに挿管し、ベンチレーターに入れ、気管内挿管による２〜３％のイソフルランで維持した。右大腿動脈を手術によって単離し、連続的な血圧のモニタリングおよび実験室での研究のための血液の回収を容易にするために、６Ｆｒのカテーテルを挿入した。凝固障害の状態を誘導するため、５０００単位のヘパリンを静脈内（ＩＶ）投与した。抗凝固状態を維持するため、手技の間、５０単位／ｋｇのヘパリンの連続注入を使用した。１０分後、次いで手技の間２０分ごとに、活性化凝固時間（ＡＣＴ）レベルを試験し、２５０秒を超えるＡＣＴの抗凝固状態を維持するために必要に応じて追加のヘパリン（元の用量の５０％、２５００単位）をＩＶ投与した。手術および回復の間、ＥＣＧ、血圧、および酸素飽和度をモニタリングした。血圧、％イソフルラン、Ｏ２流量、呼吸数、心拍数、ＳｐＯ２、毛細血管再充満時間、血圧および平均動脈圧、ならびに体温を含むバイタルサインを１５分ごとに記録した。
【０１７９】
実験の完了時、麻酔下にある間に、ユータゾール（１ｍｇ／１０ポンド）のＩＶ投与によって動物を安楽死させた。死亡はＥＣＧが平坦波になることおよび聴診器で拍動がないことによって確認した。
【０１８０】
胃出血モデル
クロルヘキサジンを使用してブタを準備し、無菌的にドレープで覆った。正中線開腹術を実施して胃を露出した。胃大網血管の５ｃｍのセグメントを胃壁から切開して遊離した。それぞれのセグメントについて、遊離しているが元のままの血管に隣接して１ｃｍの胃切開を作成した。次いで動脈を胃切開の方に押して位置決めし、動脈が胃管腔に露出するようにした。次いで胃の切開部を腹壁とともに通常の方法で閉鎖した。上部内視鏡（ＧＩＦ  Ｔｙｐｅ  Ｑ１８０、Ｏｌｙｍｐｕｓ）を実施して胃の中の胃創傷部位を特定した。次いで創傷部位および胃の血管の位置を確認して、内視鏡の生検鉗子でこれを切開し、脈動的出血を創成した。
【０１８１】
以下の表５に特定したキトサン胃腸管止血被覆材（ＣＧＨＤ）を手によるマニュアル適用によって適用した。簡単には、胃前壁に約１２ｃｍの切開を作成し、胃腔を露出して、胃の出血部位にＣＧＨＤプロトタイプ被覆材（２０ｍｍ×２０ｍｍ）を適用した。被覆材を適用する前に、乾燥し事前に秤量して折り畳んだガーゼスポンジを使用して、創傷からの血液があれば１５秒間にわたって吸収し、秤量して４倍し、１分あたりの出血速度（血液重量）を計算することによって、出血速度を決定した。ＣＧＨＤ被覆材を、その上にガーゼスポンジを載せて創傷の上に載せた。パッチの上に２００〜３００ｇ付近の軽い圧力で均一に３０秒、手で圧力を加えた。３０秒でガーゼを取り外し、その区域の初期の止血を観察し、１０分まで再出血の兆候を追跡した。適用の完了時に、ＣＧＨＤ被覆材を取り出し、接着スコアシステム（表５）を使用して、被覆材がどの程度組織表面に接着したかに従う接着スコアによって、被覆材と組織との接着を格付けした。
【表５−１】
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【０１８２】
結果
【表５−２】
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【０１８３】
３種のＣＧＨＤファミリーのプロトタイプ（Ｄ２４、Ｆ１１、およびＧ０１）は、胃血管傷害モデルで迅速な止血および許容できる接着スコアに関して良好な止血特性を実証した。純粋なカテコール改変キトサンの遅い創傷組織接着は、未改変のキトサンとカテコールキトサンとの組合せによって対処した。これらの圧縮した凍結相分離被覆材を最終的に８０℃付近で１５分〜３０分熱処理することによって、脈動的出血性胃腸管出血を短時間（３０秒）の低い加圧によって迅速に制御する良好な迅速組織接着およびしたがって有望な止血性能を備えた被覆材が得られた。Ｐａｔｃｈ  Ｐｒｏは必要に応じて折り畳むことができず、厚すぎるので、胃内視鏡送達における使用には適さないことが留意される。また、Ｐａｔｃｈ  Ｐｒｏは上部ＧＩで約１５分またはそれ未満で分解される標準的なキトサンから形成されている。
【０１８４】
（実施例１１）
ｉｎ  ｖｉｖｏ（上部胃腸管出血のブタモデル）３時間の研究
【０１８５】
動物
全部で４頭の異種交配した成体馴化ブタ（体重４０〜５０キログラム）を本研究に使用した。
【０１８６】
動物の準備、手術の準備、動物の麻酔、および動物の屠殺は、実施例４で提示したものと同じであった。
【０１８７】
胃出血モデル
クロルヘキサジンを使用してブタを準備し、無菌的にドレープで覆う。正中線開腹術を実施して胃を露出した。胃大網血管の２つの５ｃｍのセグメントを胃壁から切開して遊離した。それぞれのセグメントについて、遊離しているが元のままの血管に隣接して１ｃｍの胃切開を作成した。次いで動脈を胃切開の方に押して位置決めし、動脈が胃管腔に露出するようにした。次いで胃の切開部を腹壁とともに通常の方法で閉鎖した（図２）。およそ１２ｃｍの切開を胃の前壁に施して、胃腔を露出させた。次いで創傷部位および胃の血管の位置を確認して、鉗子でこれを切開し、脈動的出血を創成した。適用の前に、事前に測定して折り畳んだガーゼスポンジを使用して創傷からの血液があれば１５秒間にわたって吸収し、秤量して４倍し、出血速度を計算することによって、出血速度を決定した。次いで、ＣＧＨＤ被覆材を、その上にガーゼスポンジを載せて出血創傷の上に載せた。パッチの上に均一に３０秒、手で圧力を加えた。３０秒でガーゼを取り外し、その区域の止血を最初に、および１０分まで観察した。１０分間の観察後に、止血が達成されていれば、胃の切開を積層様式で、即ち術者が切開した層を一緒に連続的に縫合して閉鎖した。次いで腹壁を閉鎖して３時間観察した。３時間の適用の完了時に、創傷被覆材を特定して目視で検査するために、上部内視鏡検査（ＧＩＦ  Ｔｙｐｅ  Ｑ１８０、Ｏｌｙｍｐｕｓ）を実施した。次いで被覆材の全体観察のために腹部と胃の切開部を再び開いた。ＣＧＨＤ被覆材を取り出し、接着スコアシステム（表５）を使用して、被覆材がどの程度組織表面に接着したかに従う接着スコアを提示した。
【０１８８】
これらの手技が完了すれば、被覆材の２番目の組を上述のように再適用するため、古い血栓および残った創傷被覆材を除去することによって、創傷部位を再度準備した。この研究の相では２つの被覆材を試験するためにそれぞれの創傷部位を使用した。
【０１８９】
出血速度
Ｍｅｔｚｅｎｂａｕｍ鋏を使用して胃の血管に半分に切断した血管傷害を作成し、脈動的出血を創成した。出血速度は予め秤量したガーゼで測定し、ｇ／分で記録した。被覆材を適用する前に、それぞれの傷害について出血速度を決定して記録した。
【０１９０】
試験片は２０ｍｍ×２０ｍｍであった。
それぞれの型のナノスパンキトサン（Ｇ０１）およびキトサンカテコールブレンド（Ｆ１１）からの８種の被覆材を試験した。
【０１９１】
試験片の適用
傷害の上の中央部に出血を止めるために十分な指からの圧力で試験片を適用するとともに３０秒タイマーを始動させた。５０ｍｍ×５０ｍｍのガーゼの一片を２つに折り畳んで２０ｍｍ×２０ｍｍの試験片の上に適用した。続いて血液が溜まっていれば部位から吸引した。指で軽く３０秒加圧（荷重３００ｇ付近）した後、指を外して出血の兆候がないか試験被覆材を観察した。出血が観察されれば、再び３０秒加圧した。圧力を除いたときに止血が達成されていれば、被覆材を１０分間観察した。出血の再発がなければ、胃壁を閉じてＧＩ内視鏡で３時間観察した。３時間後に出血の再発がなければ、被覆材試験片は成功とみなした。５分以内に出血が再発すれば、被覆材を取り除いて新しい被覆材を適用した。２回までの再適用を利用した。
【表６】
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＊各群について１つの被覆材は３回目の加圧の後で滲出を止めるために余分の被覆材を有していた
＊＊１つの被覆材はさらに３０秒保持した
【０１９２】
ナノスパンキトサン被覆材（Ｇ０１）は、１２回の被覆材の適用の中で成功した適用が４回であった。一方、２５％カテコール／７５％  ２％キトサン被覆材（Ｆ１１）は、試験した１３回の被覆材の中で成功した適用は６回であった。被覆材の適用について２回の逸脱が留意された。各群について１つの被覆材はブタ＃４において止まらなかった滲出を止めるために余分の被覆材を有していた。ナノスパンキトサン被覆材の１つはさらに３０秒保持した。
【０１９３】
全ての適用において、内視鏡を挿入して、被覆材がまだ存在していて止血性があるかを評価した。全ての例において、全ての被覆材が存在し、止血性があり、内視鏡を通して視認可能であることが確認された。３時間を超える被覆材の適用後、傷害部位および被覆材の検査ができるように、胃を開いた。全ての被覆材に変化はなかった。全ての創傷において血栓形成が観察された。初期に被覆材が成功した全ての例において、３時間の時点で創傷からの引き続く出血が観察されなかったことが注目された。
【０１９４】
実施例３、４、および５の試験によって特定された最終の最良の被覆材のプロトタイプは、標準的な胃内視鏡の送達ポートを通しての送達に必要な短時間の手による軽い加圧保持でいったん接着すれば、持続する有効性があることが実証された。開発した最良の被覆材は、標準的な胃内視鏡の標準的な直径２．８ｍｍの送達チャネルを通して送達するための折り畳んだ（または巻いた）構成に適していた。
【０１９５】
３回以下の３０秒の保持適用による最初の１０分間の適用で止血（出血の完全な停止）に成功した全てのＣＧＨＤ被覆材は、ブタの閉鎖した胃の中で３時間の試験期間を通して完全な止血性を保っていた。Ｇ０１プロトタイプ適用の３１％およびＦ１１プロトタイプ適用の４６％で成功が達成された。特に初期の粘膜接着適用への成功の全てが長期では１００％の成功をもたらすということに注目すれば、この研究の困難な性質によって、臨床応用に関してほぼ５０％（即ちＦ１１プロトタイプ）が成功した。キトサンとカテコールキトサンの混合被覆材は、消化液による消化に実質的な耐性があり、最も複雑でコンパクトな形態に折り畳むこと／巻くことができ、未改変のキトサンとの混合と併用して良好な接着特性を提供することができる。
【０１９６】
参照文献
以下は、番号順に列挙し、本明細書を通して注記したカッコ内の番号に対応する参照文献のリストである。
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
2021508751.tif 000018
【図１Ｄ】
2021508751.tif 000019
【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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