(57)【要約】  インプラントは、組織内に植え込むことができ、正常体温で第１の材料特性を有する構造を備える。この第１の材料特性は、正常体温を上回る高温で変動可能である。このインプラントはまた、構造内に分散し、電磁放射で照射されると入射放射を熱エネルギーに変換するように適合された複数の粒子を有する。これらの粒子は、構造と熱接触しており、したがってこれらの粒子が入射放射に曝露されることによって構造の温度が上がり、それによって第１の材料特性が、正常体温での第１の材料特性に比べて変わる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織内に植え込むように適合された構造であって、正常体温で第１の材料特性を有し、前記材料特性が、正常体温を上回る高温で変動可能である構造と、
前記構造内に分散した複数の粒子であって、電磁放射で照射されると入射放射を熱エネルギーに変換するように適合され、かつ前記構造と熱接触しており、したがって前記粒子が前記入射放射に曝露されることによって前記構造の前記温度が上がり、それによって前記第１の材料特性が変わる粒子とを備える、組織内で使用するインプラント。
【請求項２】
前記材料特性が、前記構造が可塑的に拡張できる能力であり、前記構造が、正常体温では可塑的に拡張可能でないが、正常体温を上回る高温で可塑的に変形可能である、請求項１に記載のインプラント。
【請求項３】
前記構造が生体分解性であり、前記材料特性が前記構造の生体分解速度である、請求項１に記載のインプラント。
【請求項４】
前記材料特性が前記構造の粘度であり、前記構造が正常体温を上回る高温でより低い粘度を有する、請求項１に記載のインプラント。
【請求項５】
前記粒子がナノ粒子を含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項６】
前記粒子が、第１の厚さを有する非導電性核層と、前記核層に隣接し、第２の厚さを有する導電性外殻層とを備える、請求項１に記載のインプラント。
【請求項７】
前記第１の厚さと前記第２の厚さとの比によって、前記粒子によって熱に変換される電磁放射の最大波長が規定される、請求項６に記載のインプラント。
【請求項８】
前記外層が金を含む、請求項６に記載のインプラント。
【請求項９】
前記核層が二酸化ケイ素を含む、請求項６に記載のインプラント。
【請求項１０】
前記粒子がナノシェルを含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項１１】
前記粒子が実質的に球形である、請求項１に記載のインプラント。
【請求項１２】
前記構造が生体分解性である、請求項１に記載のインプラント。
【請求項１３】
前記構造がポリマーを含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項１４】
前記構造が天然ポリマーを含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項１５】
前記構造が合成ポリマーを含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項１６】
前記構造がコポリマーを含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項１７】
前記構造が、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリアルファヒドロキシ酸、多糖類、タンパク質、ヒドロゲル、リグニン、シェラック、天然ゴム、ポリ無水物、ポリアミドエステル、ポリビニルエステル、ポリビニルアルコール、ポリアルキレンエステル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン無水マレイン酸、ポリ（グリセロール−シバケート）、およびポリホスファゼンからなる群から選択された材料を含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項１８】
前記構造がポリ−Ｌ−ラクチドを含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項１９】
前記構造がポリ−ＤＬ−ラクチドを含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項２０】
前記構造がポリ−ε−カプロラクトンを含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項２１】
前記構造が、前記構造を軟化させるように適合された可塑剤を含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項２２】
前記構造が固体状態にある生体液を含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項２３】
前記生体液が血漿を含む、請求項２２に記載のインプラント。
【請求項２４】
前記構造がステントである、請求項１に記載のインプラント。
【請求項２５】
前記ステントが管状であり、前記高温で半径方向に拡張可能である、請求項２４に記載のインプラント。
【請求項２６】
前記ステントが側壁を有するチューブを含み、前記側壁によってその内部に複数の開口が画定される、請求項２４に記載のインプラント。
【請求項２７】
前記構造が胸部に植え込まれるように適合される、請求項１に記載のインプラント。
【請求項２８】
前記構造が動脈瘤を排除するように適合される、請求項１に記載のインプラント。
【請求項２９】
前記構造が整形外科インプラントである、請求項１に記載のインプラント。
【請求項３０】
前記高温が約３８℃から約６０℃の範囲である、請求項１に記載のインプラント。
【請求項３１】
前記電磁放射が、紫外光、可視光、近赤外光、および赤外光のうち１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項３２】
前記構造が、制御された様式でそこから放出されるように適合された治療薬を担持する、請求項１に記載のインプラント。
【請求項３３】
前記治療薬が再狭窄を阻止する、請求項３２に記載のインプラント。
【請求項３４】
前記治療薬が、抗生物質、血栓溶解剤、抗血栓剤、抗炎症剤、細胞傷害剤、抗増殖剤、血管拡張剤、遺伝子治療剤、放射性剤、免疫抑制剤、化学療法剤、内皮細胞誘引物質、内皮細胞促進剤、幹細胞、およびそれらの組合せのうち少なくとも１つを含む、請求項３２に記載のインプラント。
【請求項３５】
組織内に植え込むように適合された構造であって、正常体温では可塑的に変形可能でないが、正常体温を上回る高温で可塑的に変形可能である構造と、
前記構造内に分散した複数の粒子であって、電磁放射で照射されると入射放射を熱エネルギーに変換するように適合され、かつ前記構造と熱接触しており、したがって前記粒子が前記入射放射に曝露されることによって前記構造の前記温度が上がり、それによってその可塑的変形が可能となる粒子とを備える、組織内で使用する拡張可能なインプラント。
【請求項３６】
前記粒子がナノ粒子を含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項３７】
前記粒子が、第１の厚さを有する非導電性核層と、前記核層に隣接し、第２の厚さを有する導電性外殻層とを備える、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項３８】
前記第１の厚さと前記第２の厚さとの比によって、前記粒子によって熱に変換される電磁放射の最大波長が規定される、請求項３７に記載のインプラント。
【請求項３９】
前記外層が金を含む、請求項３７に記載のインプラント。
【請求項４０】
前記核層が二酸化ケイ素を含む、請求項３７に記載のインプラント。
【請求項４１】
前記粒子がナノシェルを含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項４２】
前記粒子が実質的に球形である、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項４３】
前記構造が生体分解性である、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項４４】
前記構造がポリマーを含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項４５】
前記構造がコポリマーを含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項４６】
前記構造が天然ポリマーを含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項４７】
前記構造が合成ポリマーを含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項４８】
前記構造が、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリアルファヒドロキシ酸、多糖類、タンパク質、ヒドロゲル、リグニン、シェラック、天然ゴム、ポリ無水物、ポリアミドエステル、ポリビニルエステル、ポリビニルアルコール、ポリアルキレンエステル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン無水マレイン酸、およびポリ（グリセロール−シバケート）、およびポリホスファゼンからなる群から選択された材料を含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項４９】
前記構造がポリ−Ｌ−ラクチドを含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項５０】
前記構造がポリ−ＤＬ−ラクチドを含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項５１】
前記構造がポリ−ε−カプロラクトンを含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項５２】
前記構造が、前記構造を軟化させるように適合された可塑剤を含む、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項５３】
前記構造がステントである、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項５４】
前記ステントが管状であり、前記高温で半径方向に拡張可能である、請求項５３に記載のインプラント。
【請求項５５】
前記ステントが側壁を有するチューブを含み、前記側壁によってその内部に複数の開口が画定される、請求項５３に記載のインプラント。
【請求項５６】
前記構造が胸部に植え込まれるように適合される、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項５７】
前記構造が動脈瘤を排除するように適合される、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項５８】
前記構造が整形外科インプラントである、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項５９】
前記高温が、約３８℃から約６０℃の範囲である、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項６０】
前記電磁放射が、紫外光、可視光、近赤外光、および赤外光のうち１つである、請求項３５に記載の装置。
【請求項６１】
前記構造が、制御された様式でそこから放出されるように適合された治療薬を担持する、請求項３５に記載のインプラント。
【請求項６２】
前記治療薬が再狭窄を阻止する、請求項６１に記載のインプラント。
【請求項６３】
前記治療薬が、抗生物質、血栓溶解剤、抗血栓剤、抗炎症剤、細胞傷害剤、抗増殖剤、血管拡張剤、遺伝子治療剤、放射性剤、免疫抑制剤、化学療法剤、内皮細胞誘引物質、内皮細胞促進剤、幹細胞、およびそれらの組合せのうち少なくとも１つを含む、請求項６１に記載のインプラント。
【請求項６４】
組織内に植え込むように適合された生体分解性構造であって、正常体温で前記組織内に植え込まれると第１の速度で分解する構造と、
前記構造内に分散した複数の粒子であって、電磁放射で照射されると入射放射を熱エネルギーに変換するように適合され、かつ前記構造と熱接触しており、したがって前記粒子が前記入射放射に曝露されることによって前記構造の前記温度が上がり、それによって前記構造の前記分解速度が前記第１の速度に比べて増大する粒子とを備える、組織内で使用する拡張可能な生体分解性インプラント。
【請求項６５】
前記粒子がナノ粒子を含む、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項６６】
前記粒子が、第１の厚さを有する非導電性核層と、前記核層に隣接し、第２の厚さを有する導電性外殻層とを備える、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項６７】
前記第１の厚さと前記第２の厚さとの比によって、前記粒子によって熱に変換される電磁放射の最大波長が規定される、請求項６６に記載のインプラント。
【請求項６８】
前記外層が金を含む、請求項６６に記載のインプラント。
【請求項６９】
前記核層が二酸化ケイ素を含む、請求項６６に記載のインプラント。
【請求項７０】
前記粒子がナノシェルを含む、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項７１】
前記粒子が実質的に球形である、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項７２】
前記構造がポリマーを含む、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項７３】
前記構造がコポリマーを含む、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項７４】
前記構造が天然ポリマーを含む、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項７５】
前記構造が合成ポリマーを含む、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項７６】
前記構造が、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリアルファヒドロキシ酸、多糖類、タンパク質、ヒドロゲル、リグニン、シェラック、天然ゴム、ポリ無水物、ポリアミドエステル、ポリビニルエステル、ポリビニルアルコール、ポリアルキレンエステル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン無水マレイン酸、およびポリ（グリセロール−シバケート）、およびポリホスファゼンからなる群から選択された材料を含む、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項７７】
前記構造がポリ−Ｌ−ラクチドを含む、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項７８】
前記構造がポリ−ＤＬ−ラクチドを含む、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項７９】
前記構造がポリ−ε−カプロラクトンを含む、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項８０】
前記構造がステントである、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項８１】
前記ステントが管状であり、前記高温で半径方向に拡張可能である、請求項８０に記載のインプラント。
【請求項８２】
前記ステントが側壁を有するチューブを含み、前記側壁によってその内部に複数の開口が画定される、請求項８０に記載のインプラント。
【請求項８３】
前記構造が胸部に植え込まれるように適合される、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項８４】
前記構造が動脈瘤を排除するように適合される、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項８５】
前記構造が整形外科インプラントである、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項８６】
前記高温が、約３８℃から約６０℃の範囲である、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項８７】
前記電磁放射が、紫外光、可視光、近赤外光、および赤外光のうち１つである、請求項６４に記載の装置。
【請求項８８】
前記構造内に分散し、試薬を担持する担体をさらに含み、前記粒子が前記入射放射に曝露されることによって前記担体の前記温度が上がり、それによって前記試薬がそこから放出され、前記試薬が前記構造と反応して、前記構造の前記分解速度が前記第１の速度に比べて増大するように適合された、請求項６４に記載の装置。
【請求項８９】
前記担体がマイクロスフェアを含む、請求項８８に記載の装置。
【請求項９０】
前記担体がヒドロゲルを含む、請求項８８に記載の装置。
【請求項９１】
前記担体が触媒を含む、請求項８８に記載の装置。
【請求項９２】
前記試薬が酵素を含む、請求項８８に記載の装置。
【請求項９３】
前記インプラントが、制御された様式でそこから放出されるように適合された治療薬を担持する、請求項６４に記載のインプラント。
【請求項９４】
前記治療薬が再狭窄を阻止する、請求項９３に記載のインプラント。
【請求項９５】
前記治療薬が、抗生物質、血栓溶解剤、抗血栓剤、抗炎症剤、細胞傷害剤、抗増殖剤、血管拡張剤、遺伝子治療剤、放射性剤、免疫抑制剤、化学療法剤、内皮細胞誘引物質、内皮促進剤、幹細胞、およびそれらの組合せのうち少なくとも１つを含む、請求項９３に記載のインプラント。
【請求項９６】
インプラントの材料特性を制御する方法であって、
内部に分散した複数の粒子を有するインプラントを設けることであって、前記インプラントが正常体温で組織内に植え込まれると第１の材料特性を有し、前記材料特性が正常体温を上回る高温で変動可能であること、および
前記インプラントを電磁放射に曝露させることであって、入射放射が熱エネルギーに変換され、したがって前記インプラントの温度が正常体温を上回るまで上がり、それによって前記材料特性が前記第１の材料特性に比べて変わることを含む方法。
【請求項９７】
前記材料特性が、前記構造が可塑的に変形できる能力であり、前記構造が、正常体温では可塑的に変形可能でないが、正常体温を上回る高温で可塑的に変形可能である、請求項９６に記載の方法。
【請求項９８】
前記インプラントが生体分解性であり、前記第１の材料特性が、前記インプラントの生体分解速度である、請求項９６に記載の方法。
【請求項９９】
前記材料特性が前記構造の粘度であり、前記構造が正常体温を上回る高温でより低い粘度を有する、請求項９６に記載の方法。
【請求項１００】
前記インプラントの前記電磁放射への曝露を停止することをさらに含み、それによって前記インプラントが冷めて体温まで戻り、前記インプラントが体温で実質的に可塑的に変形可能でなくなる、請求項９６に記載の方法。
【請求項１０１】
前記インプラントの前記温度を監視することをさらに含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１０２】
前記インプラント温度が、約３８℃から約６０℃の範囲の温度まで上がる、請求項９６に記載の方法。
【請求項１０３】
前記インプラントがステントである、請求項９６に記載の方法。
【請求項１０４】
前記インプラントを胸部に植え込むことをさらに含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１０５】
前記インプラントを用いて動脈瘤を排除することをさらに含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１０６】
前記インプラントが整形外科インプラントである、請求項９６に記載の方法。
【請求項１０７】
前記粒子がナノ粒子である、請求項９６に記載の方法。
【請求項１０８】
前記粒子がナノシェルである、請求項９６に記載の方法。
【請求項１０９】
前記ナノシェルが、非導電性核層と、導電性外殻層とを備える、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
前記電磁放射が、紫外光、可視光、近赤外光、および赤外光のうち１つである、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１１】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記インプラントを体外から前記電磁放射に曝露させることを含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１２】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記インプラントを体内から前記電磁放射に曝露させることを含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１３】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、カテーテルを用いて電磁放射を前記インプラントに伝達することを含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１４】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を固定された保持時間の間、伝達することを含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１５】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を前記インプラントに所望の温度が得られるまで伝達することを含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１６】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を定期的な間隔を置いて伝達することを含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１７】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を規定された期間、連続して伝達することを含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１８】
前記インプラントが生体分解性である、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１９】
前記インプラントから制御された様式で治療薬を放出させることをさらに含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１２０】
前記治療薬が再狭窄を阻止する、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２１】
前記治療薬が、抗生物質、血栓溶解剤、抗血栓剤、抗炎症剤、細胞傷害剤、抗増殖剤、血管拡張剤、遺伝子治療剤、放射性剤、免疫抑制剤、化学療法剤、内皮細胞誘引物質、内皮細胞促進剤、幹細胞、およびそれらの組合せのうち少なくとも１つを含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２２】
拡張可能なインプラントを体内の処置部位に伝達する方法であって、
内部に分散した複数の粒子を有するインプラントを設けること、
前記インプラントを前記処置部位に配置すること、
前記インプラントを電磁放射に曝露させることであって、前記粒子が入射放射を熱エネルギーに変換し、それによって前記インプラントの前記温度が前記インプラントのガラス転移温度を上回るまで上がること、および
前記インプラントの形状が変わるように前記インプラントを可塑的に変形させることを含む方法。
【請求項１２３】
前記インプラントの前記電磁放射への曝露を停止することをさらに含み、それによって前記インプラントが冷めて体温まで戻り、前記インプラントが体温で実質的に可塑的に変形可能でなくなる、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２４】
前記インプラントを拡張させることが、バルーンを拡張させることを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２５】
前記インプラントの前記温度を監視することをさらに含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２６】
前記インプラントを配置することが、体内管腔中にカテーテルを進めることを含み、前記インプラントが前記カテーテル上に配設される、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２７】
前記インプラント温度が、約３８℃から約６０℃の範囲の温度まで上がる、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２８】
前記インプラントがステントである、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２９】
前記インプラントを胸部に植え込むことをさらに含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３０】
前記インプラントを用いて動脈瘤を排除することをさらに含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３１】
前記インプラントが整形外科インプラントである、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３２】
前記粒子がナノ粒子である、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３３】
前記粒子がナノシェルである、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３４】
前記ナノシェルが、非導電性核層と、導電性外殻層とを備える、請求項１３３に記載の方法。
【請求項１３５】
前記電磁放射が、紫外光、可視光、近赤外光、および赤外光のうち１つである、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３６】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記インプラントを体外から電磁放射に曝露させることを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３７】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記インプラントを体内から電磁放射に曝露させることを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３８】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、カテーテルを用いて電磁放射を前記インプラントに伝達することを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３９】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を固定された保持時間の間、伝達することを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１４０】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を前記インプラントに所望の温度が得られるまで伝達することを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１４１】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を定期的な間隔を置いて伝達することを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１４２】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を規定された期間、連続して伝達することを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１４３】
前記インプラントが生体分解性である、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１４４】
前記インプラントから制御された様式で治療薬を放出させることをさらに含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１４５】
前記治療薬が再狭窄を阻止する、請求項１４４に記載の方法。
【請求項１４６】
前記治療薬が、抗生物質、血栓溶解剤、抗血栓剤、抗炎症剤、細胞傷害剤、抗増殖剤、血管拡張剤、遺伝子治療剤、放射性剤、免疫抑制剤、化学療法剤、内皮細胞誘引物質、内皮細胞促進剤、幹細胞、およびそれらの組合せのうち少なくとも１つを含む、請求項１４４に記載の方法。
【請求項１４７】
インプラントの分解を制御する方法であって、
内部に分散した複数の粒子を有する生体分解性インプラントを設けることであって、前記インプラントが、正常体温で組織内に植え込まれると第１の速度で分解すること、および
前記インプラントを電磁放射に曝露させることであって、入射放射が熱エネルギーに変換され、したがって前記インプラントの温度が正常体温を上回るまで上がり、それによって前記インプラントの前記生体分解速度が前記第１の速度に比べて変わることを含む方法。
【請求項１４８】
前記インプラントの前記電磁放射への曝露を停止することをさらに含み、それによって前記インプラントが冷めて体温まで戻る、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１４９】
前記インプラントの前記温度を監視することをさらに含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５０】
前記インプラント温度が、約３８℃から約６０℃の範囲の温度まで上がる、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５１】
前記インプラントがステントである、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５２】
前記インプラントを胸部に植え込むことをさらに含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５３】
前記インプラントを用いて動脈瘤を排除することをさらに含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５４】
前記インプラントが整形外科インプラントである、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５５】
前記粒子がナノ粒子を含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５６】
前記粒子がナノシェルを含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５７】
前記粒子が、非導電性核層と、前記核層に隣接する導電性外殻層とを備える、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５８】
前記電磁放射が、紫外光、可視光、近赤外光、および赤外光のうち１つである、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５９】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記インプラントを体外から電磁放射に曝露させることを含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１６０】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記インプラントを体内から電磁放射に曝露させることを含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１６１】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、カテーテルを用いて電磁放射を前記インプラントに伝達することを含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１６２】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を固定された保持時間の間、伝達することを含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１６３】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を前記インプラントに所望の温度が得られるまで伝達することを含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１６４】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を定期的な間隔を置いて伝達することを含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１６５】
前記インプラントを電磁放射に曝露させることが、前記放射を規定された期間、連続して伝達することを含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１６６】
前記インプラントを曝露させることが、試薬を含有する担体を照射することを含み、前記担体が前記試薬を放出させ、前記試薬が前記インプラントと反応して前記インプラントを分解させる、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１６７】
前記試薬が酵素である、請求項１６６に記載の方法。
【請求項１６８】
前記試薬が触媒である、請求項１６６に記載の方法。
【請求項１６９】
前記インプラントから制御された様式で治療薬を放出させることをさらに含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１７０】
前記治療薬が再狭窄を阻止する、請求項１６９に記載の方法。
【請求項１７１】
前記治療薬が、抗生物質、血栓溶解剤、抗血栓剤、抗炎症剤、細胞傷害剤、抗増殖剤、血管拡張剤、遺伝子治療剤、放射性剤、免疫抑制剤、化学療法剤、内皮細胞誘引物質、内皮細胞促進剤、幹細胞、およびそれらの組合せのうち少なくとも１つを含む、請求項１６９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に医療装置および方法に関し、より詳細には、脈管系ならびに他の体内管腔および体腔に使用するインプラントおよび生体分解性インプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
体組織内でのインプラントの使用は、医療においてますます重要になってきている。インプラントの使用例には、豊胸などの美容または再建手技における組織の改変（ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ）、ならびに管腔、通路、または流体貯蔵部の構築、保存、または閉鎖（例えば、狭窄病変部ステント術、動脈瘤または塞栓コイルの排除）などが含まれる。インプラントはまた、組織成長用の基質として（例えば、整形外科骨癒合手技）、望ましくない組織成長を制御するため、また、治療薬を組織に伝達するために使用される。インプラントはまた、治癒を可能にする、または補助するために、組織表面同士を一体に合わせる、または組織病変部を分離もしくは保護するために使用することができる。インプラントはまた、組織に入り込む、組織から出る、または組織中を通過する物質またはエネルギーの速度を調整するために使用することもできる。
【０００３】
しばしば、インプラントは様々な金属および／またはポリマーを用いて製造される。一般的な金属の例には、ステンレス鋼、チタン、ニチノールなどのニッケル−チタン合金が含まれ、また、ＰＴＦＥ（例えば、テフロン（登録商標））、ポリエチレン、ポリウレタン、およびポリエステルなどのポリマーがインプラントにしばしば使用される。これらの永久インプラントの潜在的な欠点は、インプラント材料が周囲の組織よりも硬く剛性となることがあり、したがって解剖学的または生理学的不適合が生じる恐れがあり、その結果組織損傷を招くか、または望ましくない生物学的応答を引き起こす可能性があることである。材料によっては、時間とともに疲労し破損することがあり、そのため内皮細胞層が破壊され、血栓症を引き起こす可能性がある。さらに、永久インプラントが常に求められるというわけではない。インプラントは限られた期間しか必要とされない場合があり、したがってそうしたインプラントは、もはや必要でなくなったときに、しばしば外科的に取り出さなければならない。これらの問題のいくつかを解決するために、生体分解性ポリマー・インプラントの使用が提案されてきている。植込み可能な生体分解性ポリマーの例には、脂肪族ポリエステルポリ乳酸、またはポリラクチド（ＰＬＡ）、およびポリグリコリド（ＰＧＡ）が含まれる。ＰＧＡは、元々は１９６０年代後期に縫合材料に使用するために提案された。１９７０年代初期までに、ＰＬＡが、光学活性ポリ−Ｌ−ラクチド（ＰＬＬＡ）およびラセミ混合ポリ−ＤＬ−ラクチド（ＰＤＬＡ）のどちらともを含めて、縫合材料として提案された。ＰＬＬＡはまた、イガキおよびタマイによって報告されたように、生体分解性ステントに使用されてきている。ＰＬＧＡとして知られる、ＰＬＡとＰＧＡのコポリマーもやはり、インプラントに使用することが提案されてきている。縫合および整形外科インプラントでの使用に近年（１９８０年代）提案されてきている別の材料に、ポリジオキサノンがある。１９９０年代中頃、ポリ無水物を用いた植込み可能な薬物伝達システムが、マサチューセッツ工科大学のＬａｎｇｅｒらによって提案され、より最近では、チロシン由来のポリアリーレートが、ヘルニア修復での使用に見られてきており、企業はチロシン由来のポリカーボネート、ポリ（ＤＴＥカーボネート）などの材料から構成される生体分解性ステントを開発している。
【０００４】
これらのより新規な生体分解性インプラント材料によって、初期のインプラント材料の問題のいくつかが解決されてきているものの、他の潜在的な欠点がなおも存在している。例えば、インプラントによっては、インプラントが処置部位の解剖学的構造により正確に適合するように、インプラントの形状を原位置で（ｉｎ  ｓｉｔｕ）調整することが望ましいことがしばしばある。しかし、生体分解性ポリマーは、体温では固体でなければならないため、正常体温では可塑的に変形、成型、または成形することができない。したがって、インプラントをそのガラス転移温度Ｔgを上回るまで加熱しなければならない。ガラス転移温度はかなり高いことが多く、例えば、ＰＤＬＬＡおよびＰＬＬＡは、約５０°〜８０℃のＴgを有し、したがって原位置での加熱は、局所的な組織損傷、血栓症、または患者に不快感をもたらす結果となる恐れがある。材料に不純物を加えることによって、材料の沸点が上がる、材料の凝固点が下がるなど、材料の特性のいくつかが変わることになることは周知である。したがって、生体分解性ポリマーに添加剤を混合してガラス転移温度を下げることができ、例えば、９０〜９８％のＰＬＬＡに２〜１０％のε−カプロラクトンを添加することによって、ガラス転移温度を約３８°〜５５℃に下げることができるが、熱伝導が非効率的であるか、または加熱が不均一であるため、ガラス転移温度よりも熱い熱源がなおも必要となり得、したがって同様の事態がなおも生じ得る。
【０００５】
不均一な加熱の問題に対して提案された一解決策に、放射を熱に変換する放射吸収材料でインプラントを被覆することがある。例示的なコーティングには、インドシアニン・グリーン、バイタル・ブルー、カーボン・ブラック、およびメチレン・ブルーなどの発色団が含まれる。放射は、しばしば紫外光または可視光であり、こうした放射は組織を通り抜けて浸透しにくいため、したがって第２のデバイスから原位置に供給しなければならない。さらに、この技術を用いて十分かつ均一な熱を生成するには課題が残されている。さらに、発色団は身体に有毒な望ましくない化学物質に分解することがある。したがって、生体分解性ポリマー・インプラントを含めたインプラントを原位置で成形または成型することができるように、そうしたインプラントを高温に加熱する、より容易で、毒性がより少なく、より侵襲的でない方策が求められている。さらに、かかる技術はまた、インプラントを均一に加熱することが可能でなければならない。
【０００６】
さらに、生体分解性インプラントは時間とともに分解することになるものの、分解速度を制御することが可能であればやはり望ましい。例えば、インプラントがもはや必要でなくなったときに、インプラントが原位置での標準速度よりも速く分解するように、分解速度を加速させることが可能であれば望ましい。こうした理由で、生体分解性インプラントの分解速度を制御する方策もやはり求められている。
【０００７】
入射放射を熱に変換するナノシェルについて記載している先行特許には、米国特許第６，３４４，２７２号、同第６，４２８，８１１号、同第６，５３０，９４４号、同第６，６４５，５１７号、同第６，６６０，３８１号、同第６，６８５，７３０号、同第６，６９９，７２４号、同第６，７７８，３１６号、および同第６，８５２，２５２号が含まれる。ステントの熱機械的拡張について記載している先行特許には、米国特許第５，６７０，１６１号、同第５，７４１，３２３号、同第６，６０７，５５３号、同第６，７３６，８４２号が含まれる。溶解可能なステントについて記載している先行特許には、米国特許第４，６９０，６８４号および同第４，７７０，１７６号が含まれる。薬物伝達を制御する生体侵食性ポリ無水物について記載している先行特許には、米国特許第４，８９１，２２５号が含まれる。チロシン由来のポリカーボネートをインプラントとして記載している先行特許には、米国特許第６，９５１０５３号、同第７，１０１，８４０号、および同第７，００５，４５４号が含まれる。生体分解性ステントについて記載している先行特許には、米国特許第５，７３３，３２７号、同第５，７６２，６２５号、同第５，８１７，１００号、同第６，０４５，５６８号、同第６，０８０，１７７号、同第６，２００，３３５号、同第６，４１３，２７２号、同第６，５００，２０４号、同第６，６３２，２４２号、米国再発行特許第３８，６５３号、同第３８，７１１号、米国特許第７，０６６，９５２号、および同第７，０７０，６１５号が含まれる。上記特許それぞれの全開示を参照により本明細書に組み込む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，３４４，２７２号
【特許文献２】米国特許第６，４２８，８１１号
【特許文献３】米国特許第６，５３０，９４４号
【特許文献４】米国特許第６，６４５，５１７号
【特許文献５】米国特許第６，６６０，３８１号
【特許文献６】米国特許第６，６８５，７３０号
【特許文献７】米国特許第６，６９９，７２４号
【特許文献８】米国特許第６，７７８，３１６号
【特許文献９】米国特許第６，８５２，２５２号
【特許文献１０】米国特許第５，６７０，１６１号
【特許文献１１】米国特許第５，７４１，３２３号
【特許文献１２】米国特許第６，６０７，５５３号
【特許文献１３】米国特許第６，７３６，８４２号
【特許文献１４】米国特許第４，６９０，６８４号
【特許文献１５】米国特許第４，７７０，１７６号
【特許文献１６】米国特許第４，８９１，２２５号
【特許文献１７】米国特許第６，９５１０５３号
【特許文献１８】米国特許第７，１０１，８４０号
【特許文献１９】米国特許第７，００５，４５４号
【特許文献２０】米国特許第５，７３３，３２７号
【特許文献２１】米国特許第５，７６２，６２５号
【特許文献２２】米国特許第５，８１７，１００号
【特許文献２３】米国特許第６，０４５，５６８号
【特許文献２４】米国特許第６，０８０，１７７号
【特許文献２５】米国特許第６，２００，３３５号
【特許文献２６】米国特許第６，４１３，２７２号
【特許文献２７】米国特許第６，５００，２０４号
【特許文献２８】米国特許第６，６３２，２４２号
【特許文献２９】米国再発行特許第３８，６５３号
【特許文献３０】米国再発行特許第３８，７１１号
【特許文献３１】米国特許第７，０６６，９５２号
【特許文献３２】米国特許第７，０７０，６１５号
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、一般に、内部に分散した複数の粒子を有するインプラントを提供する。これらの粒子は、電磁放射で照射されると入射放射を熱エネルギーに変換するように適合されている。これらの粒子はインプラントと熱接触しており、したがってこれらの粒子によって生じた熱によって、インプラントの温度が上がる。温度の上昇によって、インプラントの材料特性が変わる。
【００１０】
本発明の第１の態様では、組織内で使用するインプラントは、組織内に植え込むように適合され、正常体温で第１の材料特性を有する構造を備える。この材料特性は、正常体温を上回る高温で変動可能である。このインプラントはまた、構造内に分散し、電磁放射で照射されると入射放射を熱エネルギーに変換するように適合された複数の粒子を備える。これらの粒子は構造と熱接触しており、したがってこれらの粒子が入射放射に曝露されることによって構造の温度が上がり、それによって第１の材料特性が変わる。
【００１１】
本発明の別の態様では、組織内で使用する拡張可能なインプラントは、組織内に植え込むように適合され、正常体温では可塑的に変形可能でないが、正常体温を上回る高温で可塑的に変形可能である構造を備える。このインプラントはまた、構造内に分散し、電磁放射で照射されると入射放射を熱エネルギーに変換するように適合された複数の粒子を有する。これらの粒子は構造と熱接触しており、したがってこれらの粒子が入射放射に曝露されることによって構造の温度が上がり、この構造が可塑的に変形することが可能となる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様では、組織内で使用する拡張可能な生体分解性インプラントは、組織内に植え込むように適合され、正常体温で組織内に植え込まれると第１の速度で分解する生体分解性構造を備える。このインプラントはまた、構造内に分散した複数の粒子を備え、これらの粒子は、電磁放射で照射されると入射放射を熱エネルギーに変換するように適合されている。これらの粒子は構造と熱接触しており、したがってこれらの粒子が入射放射に曝露されることによって構造の温度が上がり、それによって構造の分解速度が第１の速度に比べて増大する。
【００１３】
このインプラントの分解速度はまた、触媒または酵素などの追加の試薬を使用することによって制御することができる。この試薬は、構造と反応して、構造の分解速度が正常体温での第１の速度に比べて増大するように適合されている。しばしば、この試薬は、マイクロスフェアなどの担体中に、ナノシェルなどの粒子と共に分散される。マイクロスフェアはヒドロゲルでよく、インプラント構造内に分配され、これらの粒子が入射放射に曝露されることによって担体またはマイクロスフェアの温度が上がり、それによって試薬が放出される。
【００１４】
しばしば、この構造は生体分解性であり、正常体温では可塑的に拡張可能でないが、正常体温を上回る高温で熱機械的に拡張可能である、合成または天然のポリマーまたはコポリマーから構成される。この構造は、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリアルファヒドロキシ酸、多糖類、タンパク質、ヒドロゲル、リグニン、シェラック、天然ゴム、ポリ無水物、ポリアミドエステル、ポリビニルエステル、ポリビニルアルコール、ポリアルキレンエステル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン無水マレイン酸、およびポリ（グリセロール−シバケート）を含めた材料のうち１つまたは複数からしばしば構成される。この構造はまた、ポリ−Ｌ−ラクチド、ポリ−ε−カプロラクトン、または血漿などの固体状態にある生体液を含むことができる。材料特性は、構造の生体分解速度、粘度でよく、またはこの特性は、構造が可塑的に拡張できる能力でもよい。
【００１５】
時には、この構造は、管状でよく、高温で半径方向に拡張可能なステントでよい。このステントは、側壁を有するチューブを含むことができ、この側壁によって複数の開口をその中に画定することができる。時には、この構造はまた、そこから放出されるように適合された治療薬を有することができる。治療薬は抗再狭窄剤でよく、または抗生物質、血栓溶解剤、抗血栓剤、抗炎症剤、細胞傷害剤、抗増殖剤、血管拡張剤、遺伝子治療剤、放射性剤、免疫抑制剤、化学療法剤、内皮細胞誘引物質、内皮細胞促進剤、幹細胞、およびそれらの組合せを含めたもののうち少なくとも１つでよい。時には、この構造は、胸部に植え込むように適合されることができ、または、この構造は、組織に薬剤を伝達するために使用することができる。この構造はまた、動脈瘤を排除するために使用することができ、または、この構造は整形外科インプラントでもよい。
【００１６】
これらの粒子は、ナノ粒子またはナノシェルを含むことができ、これらの粒子は、第１の厚さを有する二酸化ケイ素などの非導電性核層と、核層に隣接し、第２の厚さを有する金などの導電性外殻層とをしばしば有する。第１の厚さと第２の厚さとの比によって、それらの粒子によって熱に変換される電磁放射の最大波長が規定される。時には、これらの粒子は実質的に球形である。しばしば、この高温は、約３８℃から約６０℃の範囲であり、電磁放射はしばしば紫外光、可視光、近赤外光、または赤外光である。
【００１７】
本発明の別の態様では、インプラントの材料特性を制御する方法は、内部に分散した複数の粒子を有するインプラントを設けるステップを含む。このインプラントは、正常体温で組織内に植え込まれると第１の材料特性を有し、この材料特性は、正常体温を上回る高温で変動可能である。このインプラントを電磁放射に曝露させることによって、入射放射が熱エネルギーに変換されることになり、したがってインプラントの温度が正常体温を上回るまで上がり、それによってその材料特性が第１の材料特性に比べて変わる。
【００１８】
本発明のさらに別の態様では、拡張可能なインプラントを体内の処置部位に伝達する方法は、内部に分散した複数の粒子を有するインプラントを設けること、およびインプラントを処置部位に配置することを含む。配置は、インプラントをカテーテル上に配設して、体内管腔中にカテーテルを進めることを含むことができる。インプラントを電磁放射に曝露させることによって、これらの粒子が入射放射を熱エネルギーに変換することが可能となる。この熱エネルギーによって、インプラント温度がそのガラス転移温度を上回るまで上がり、したがってインプラントはその形状が変わるように可塑的に変形することができる。インプラントを拡張させることは、バルーンを拡張させることを含むことができる。
【００１９】
本発明の別の態様では、インプラントの分解速度を制御する方法は、内部に分散した複数の粒子を有する生体分解性インプラントを設けることを含む。このインプラントは、正常体温で組織内に植え込まれると第１の速度で分解する。このインプラントを電磁放射に曝露させることによって、これらの粒子が入射放射を熱エネルギーに変換することが可能となり、それによってインプラントの温度が正常体温を上回るまで上がる。この高温によって、インプラントの生体分解速度が第１の速度に比べて変わる。インプラントを曝露させることは、インプラント内に分散し、試薬および粒子を含有するマイクロスフェアなどの担体を照射することを含むことができる。この担体は照射されると加熱し、試薬を放出させ、この試薬はインプラントと反応してインプラントを分解させる。試薬は、酵素または触媒でよい。
【００２０】
この方法はまた、インプラントが冷めて体温まで戻り、インプラントが体温で実質的に非可塑的に変形可能となることが可能となるように、インプラントの電磁放射への曝露を停止することを含むことができる。この方法はまた、インプラントの温度を監視することを含むことができる。インプラントを電磁放射に曝露させることは、インプラントを体外から、または体内から曝露させることを含むことができる。時には、カテーテルを用いて放射をインプラントに伝達することができる。放射は、インプラントに所望の温度が得られるまで固定された保持時間の間、規定された期間、連続して、または定期的な間隔を置いて伝達することができる。
【００２１】
上記およびその他の実施形態について、添付の図面を参照しながら以下の説明でさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ−１Ｂ】様々な外殻厚さを有するナノシェルを示す図である。
【図２】核半径と殻厚さとの様々な比を有する金属ナノシェルの光学共鳴を示す図である。
【図３Ａ】内部に分散したナノシェルを有する生体分解性ステントを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すステントの一区画において熱を生じているナノシェルを示す図である。
【図３Ｃ】冷凍生体液から作製され、内部に分散したナノシェルを有するインプラントを示す図である。
【図３Ｄ】吻合の構築を促進するために用いた図３Ｃのインプラントを示す図である。
【図４Ａ−４Ｂ】非拡張状態、および拡張状態にあるステントの好ましい実施形態を示す図である。
【図５Ａ−５Ｅ】例示的な実施形態によるステントの拡張を示す図である。
【図６Ａ−６Ｅ】例示的な実施形態によるステントの生体分解を示す図である。
【図７】内部に分散したナノシェルおよび化学試薬を含有するマイクロスフェアを示す図である。
【図８Ａ−８Ｄ】例示的な実施形態による胸部インプラントの拡張を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１Ａおよび１Ｂは、様々な外殻厚さを有するナノシェルを示す。ナノシェルは、数ナノメートルから約５ミクロンまでの範囲の直径を有するナノ粒子である。ナノシェルは、非導電性、半導体、または誘電体の内核層と、非常に薄い導電性外殻層とから構成される。図１Ａの例示的な実施形態では、ナノシェル１００は球状に成形され、金から作製された球形外殻１０２を有する。図１Ａでは、球形内核１０６が見えるように、外殻１０２の部分１０４が除去されている。内核１０６は、二酸化ケイ素から作製される。内核に使用することができる他の一般的な材料には、それだけに限られるものではないが、硫化金、二酸化チタン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、およびデンドリマーなどの巨大分子が含まれる。また、外殻に使用するのによく適した金属には、それだけに限られるものではないが、銀、銅、白金、パラジウム、鉛、鉄などが含まれる。ナノシェルは、様々な内核直径および外殻厚さで作製することができる。図１Ｂは、図１Ａの外殻１０２に比べて、より薄い外殻１１２を有する別のナノシェル１１０を示す。図１Ｂのナノシェルもやはり、内核１０６が見えるように外殻１１２が除去された区画１１４を有する。
【００２４】
ナノシェルは、特定の波長の電磁放射と相互作用し、入射放射を熱エネルギーに効果的に変換する独特の能力を有する。核と殻の相対厚さを調整すること、および材料の選択によって、電磁スペクトルの紫外、可視、および赤外範囲の大部分にわたり任意の波長で光と反応する、または光を散乱させることになるナノシェルを製造することができる。したがって、ナノシェルは、特定の波長の電磁放射に同調させることができ、入射放射の熱エネルギーへの変換を最適化することができる。
【００２５】
図２は、核半径と殻厚さとの様々な比を有する金属ナノシェルの光学共鳴のグラフ２００を示す。図２では、ナノシェル２０２および２０４はどちらも、二酸化ケイ素から作製された６０ｎｍの内核を有する。ナノシェル２０２は、厚さ２０ｎｍの金の外殻を有し、結果として得られる最大吸収波長は約７４０ｎｍである。殻厚さが低減するにつれて、最大吸収波長は増大する。ナノシェル２０４は、厚さ５ｎｍの金の殻層を有し、結果として得られる最大吸収波長は約１０１０ｎｍである。ナノシェルの可同調性は、核直径と殻厚さとの比と、最大吸収波長との関係を含めて、先に参照により本明細書に組み込んだ米国特許第６，３４４，２７２号により詳しく論じられている。
【００２６】
ナノシェルは、科学文献および特許文献で詳しく説明されている。ナノシェルの製造方法、材料、および動作原理など他の側面については、米国特許第６，４２８，８１１号、同第６，５３０，９４４号、同第６，６４５，５１７号、同第６，６６０，３８１号、同第６，６８５，７３０号、同第６，６９９，７２４号、同第６，７７８，３１６号、および同第６，８５２，２５２号に記載されており、上記特許の全内容は先に参照により本明細書に組込み済みである。
【００２７】
ナノシェルは入射放射を熱に変換するのに有効であるため、ナノシェルをインプラント内に分散させ、光または他の形の電磁放射を用いてインプラントを加熱することができる。さらに、ナノシェルはある波長に同調させることができるので、約７００から約２５００ｎｍの間、より好ましくは約８００ｎｍから１２００ｎｍの間の近赤外波長の光と優先的に相互作用するナノシェルが望ましく、これは、この範囲の波長がほとんど吸収されずに組織を透過し、したがって比較的減衰がほとんどないためである。したがって、光の大部分がナノ粒子に伝達され、熱に変換され、ナノ粒子が内部に分散しているインプラントへと伝導される。このことによって、植え込まれたデバイスへの外部からのアクセスが可能となり、インプラントを取り囲む組織の加熱が実質的に回避される。近赤外光の特定の一光源として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザは、１０６４ｎｍの波長の光を発し、したがって体外からインプラントを照射するのに理想的である。さらに、生体分解性インプラントの場合、インプラントが分解するにつれて、ナノシェルが周囲組織中に放出される。ナノシェルは、その寸法が小型であるため、腎臓などの生体機能（ｂｏｄｙ  ｓｙｓｔｅｍ）によって容易に浄化される。したがって、ナノシェルは、生体適合性の問題を最小限としながらインプラントを体外から加熱することができる独特の方策を呈示する。
【００２８】
図３Ａは、植込み可能なステント３００を示す。ステントは、管腔内の標的処置部位に導入され、原位置で拡張され、それによって管腔壁に対して半径方向外側に力を加えて開存性を復元する、拡張可能な補綴およびスキャホールドのいかなるアレイも含むものとして定義される。ステントは、冠状血管系および末梢血管系、胆管、尿道および尿管、ならびに他の体腔を含めていくつかの管腔内に植え込むことができる。尿道ステントおよび尿管ステントは、例えば、全内容を参照により本明細書に組み込む米国特許第７，１１２，２２６号および同第７，０４４，９８１号を含めて、特許文献で詳しく報告されている。他のステントについて、以下で論じ本明細書に組み込む。ステント３００は、正常体温では固体であり、高温で可塑的に変形させることができる任意の材料３０２から作製された管状補綴である。例には、ポリウレタンなどの標準のエンジニアリング熱可塑性プラスチック、およびポリラクチドなどの生体分解性ポリマーを含めて、当業者に周知の他の材料が含まれる。ステント３００は、任意選択で、ガラス転移温度を正常体温のすぐ上にまで下げることを含めて、ステントの機械的特性を調整するように２〜１０％のポリ−ε−カプロラクトンを含有したコポリマーでよい。好ましい実施形態では、コポリマー・ステント３００は約４０°から約６０℃の範囲のガラス転移温度を有する。ステント３００はまた、インプラントをさらに軟化させるために可塑剤を含んでもよい。可塑剤は、オレイン酸やリノール酸など、生体適合性でなければならず、これらは食品医薬品局（ＦＤＡ）のガイドラインで「一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）」食品添加物として分類されている。ステント３００は、狭窄病変部位または内膜切開部位に伝達し、脈管の開存性を復元するために原位置で拡張させることができる。
【００２９】
図３Ａでは、好ましくは０．０００１から１％のナノ粒子３０４、より好ましくは０．０００２５％から０．５％、最も好ましくは０．０００５％から０．１％のナノ粒子がステント３００内に分散している。ナノ粒子３０４は、マイクロ波、超音波、磁界、電界、高周波、赤外、可視、紫外、レーザ、Ｘ線、ガンマ線、および宇宙線を含めて多くの形態の電磁放射と相互作用するように同調させることができる。しかし、この例示的な実施形態では、ナノ粒子３０４は、好ましくは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用いて体外からステント３００を照射することができるように、約１０６４ｎｍの波長を有する近赤外放射と相互作用するように同調されている。本実施形態のナノ粒子３０４は、好ましくは、金から構成される外殻と、二酸化ケイ素から構成される内核とを有するナノシェルである。ナノ粒子３０４は、入射放射を熱に変換し、それによってポリマー・マトリクスをそのガラス転移温度を上回るまで加熱し、それによってステント３００をバルーンまたは他の拡張可能な部材を用いて原位置で病変部に合うように可塑的に変形させることが可能となる。任意選択で、ステント３００はまた、その内部に分散した量子ドットを含むことができる。量子ドットは、有利な光学特性を含めて、多くの望ましい特性を有する。量子ドットは、ある波長の光で照射されると蛍光を発するため、量子ドットを用いて、ステント３００を原位置にある間視覚化するのを助けることができる。量子ドットを製造するために使用される材料の例には、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、硫化亜鉛、およびセレン化亜鉛が含まれる。
【００３０】
図３Ｂは、図３Ａの区画３０８を示し、この図は、入射放射３１２がナノ粒子３０４とどのように相互作用して、放射３１２がナノ粒子３０４によって熱に変換され、熱３１０が周囲のポリマー・マトリクス３０２に発せられるかを示すように拡大されている。この例示的な実施形態では、ステント３００は、側壁にいかなる開口もない管状補綴であり、したがってこのステントはまた、動脈瘤を排除するために使用することができる。しかし、これは限定を意味するものではなく、ステント３００は側壁に開口を含むように改変することもできる。
【００３１】
本明細書に記載の実施形態の多くでは、近赤外光を用いてナノ粒子を照射し、熱を発生させている。しかし、磁界を含めて、多くの波長の電磁放射もまた使用できることが当業者には明白であろう。ナノ粒子は、磁界に曝露させると熱を生成するように磁気応答性でもよい。磁気応答性材料の例には、酸化鉄、マグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）、およびマグヘマイト（γ−Ｆｅ3Ｏ3）が含まれる。
【００３２】
図４Ａおよび４Ｂは、ステントの実施可能な一幾何形状の好ましい実施形態を示す。図４Ａでは、ステント・セグメント３２の一部分が、分かりやすいように平面状に示されている。ステント・セグメント３２は、Ｉ形セル１２４の平行列１２２Ａ、１２２Ｂ、および１２２Ｃを備え、これらは軸方向軸Ａの周りで円筒状に形成されている。セル１２４は、上側および下側の軸方向スロット１２６と、周辺部連結スロット１２８とを有する。上側および下側のスロット１２６は、上側の軸方向ストラット１３２、下側の軸方向ストラット１３０、湾曲外側端部１３４、および湾曲内側端部１３６によって境界が画されている。周辺部スロット１２８は、外側周辺部ストラット１３８および内側周辺部ストラット１４０によって境界が画されている。各Ｉ形セル１２４は、周辺部連結ストラット１４２によって同じ列１２２内の隣接するＩ形セル１２４に連結されている。列１２２Ａは、各セル１２４の上側および下側スロット１２６の少なくとも一方の湾曲内側端部１３６同士を合併または接合することによって、列１２２Ｂに連結されている。
【００３３】
図４Ａ〜４Ｂでは、ステントは、上側の軸方向ストラット１３０および下側の軸方向ストラット１３２に、軸方向スロット１２６から周辺方向に外側に延びるバルジ１４４を含む。これらのバルジによって、軸方向スロット１２６の内側および外側端部に矢じり形または十字形がもたらされている。各上側の軸方向ストラット１３０にあるバルジ１４４は、同じセル１２４または隣接するセル１２４内の下側の軸方向ストラット１３２にあるバルジ１４４の方に延び、したがって各軸方向スロット１２６間の空間に凹形当接部１４６が形成されている。凹形当接部１４６は、隣接するステント・セグメントのセル１２４の湾曲外側端部１３４を受け、そこと係合するように構成され、それによって、ステント・セグメント間の間隔を維持している。上側の軸方向ストラット１３０および下側の軸方向ストラット１３２に沿ったバルジ１４４の軸方向位置は、セグメント間に所望の程度の間隔が得られるように選択することができる。
【００３４】
図４Ｂは、拡張状態の図４Ａのステント３２を示す。軸方向スロット１２４が、周辺方向に広がった変形ダイヤモンド形に変形し、バルジ１４４がここでは対角にある上側の軸方向ストラット１３０および下側の軸方向ストラット１３２にあるのが分かる。周辺部スロット１２８は、非拡張形状とほぼ同じ寸法および形状である。バルジ１４４は、互いにある程度引き離されているが、なおも凹形当接部１４６を形成して、隣接するステント・セグメント間で最小限度の間隔を維持している。先の実施形態と同様に、拡張させると、各セグメントが軸方向に幾分短くなり、ステント幾何形状は、セグメント間に理想的な間隔が得られるように最適化することができる。
【００３５】
図４Ａ〜４Ｂの実施形態はまた、ステント・セグメント３２によって遮断される脈管側枝にアクセスすることを可能とすることにも留意されたい。こうした側枝へのアクセスが望まれる場合、拡張カテーテルを周辺部スロット１２８内に挿入し、拡張させて、側枝を中に入れることができる拡大開口を設けることができる。
【００３６】
いくつかの他のステント幾何形状も適用可能であり、科学文献および特許文献で報告されてきている。他のステント幾何形状には、それだけに限られるものではないが、米国特許第６，３１５，７９４号、同第５，９８０，５５２号、同第５，８３６，９６４号、同第５，５２７，３５４号、同第５，４２１，９５５号、同第４，８８６，０６２号、および同第４，７７６，３３７号に開示のものが含まれ、上記特許の全開示を参照により本明細書に組み込む。
【００３７】
図３Ａに戻ると、ステント３００はまた、治療薬３０６を含むことができる。好ましい実施形態では、ステント３００は、ラパマイシン、エベロリムス、バイオリムスＡ９、パクリタキセル、プロドラッグ、または上述の誘導剤など再狭窄を阻止する１つまたは複数の薬剤、あるいは他の適当な薬剤で被覆する、それらを浸透させる、注入する、または他の形で結合させることができ、好ましくは、これらの薬剤は、ポリマー材料もしくは他の適当な材料の耐久性または生体侵食性担体に担持させる。あるいは、ステント３００は、例えば抗生物質、血栓溶解剤、抗血栓剤、抗炎症剤、細胞傷害剤、抗増殖剤、血管拡張剤、遺伝子治療剤、放射性剤、免疫抑制剤、化学療法剤、内皮細胞誘引物質もしくは促進剤、および／または幹細胞など、他の種類の薬剤または治療材料で被覆してもよい。かかる材料をステント３００の表面全体または一部分に被覆させることができ、あるいは、ステント３００は、多孔構造を有するか、または開口、空孔、通路またはかかる材料が堆積し得る他の機構を含んでもよい。
【００３８】
図３Ｃは、ナノシェルを用いてインプラントの分解を制御することができるインプラントを示す。例示的な実施形態では、ステント３２５は、吻合を構築するように適合されている。ステント３２５は、ポリマー、冷凍血漿、または他の固体状態にある生体液を含めた様々な溶解性材料から作製することができる。ナノシェル３３０は、ステント３２５内に分散している。図３Ｄは、一体に連結すべき２本の脈管の端部Ｖ１、Ｖ２内に配置され、それによって両端部が一体に縫合または熱的に結合されるように互いに位置が揃い、吻合３５２が構築されているステント３２５を示す。この実施形態では、ステント３２５を脈管端部Ｖ１、Ｖ２内に配置し、それらの両端部を一体に連結した後、ステント３２５を体外から近赤外光で照射することができる。ナノシェル３３０は、入射放射を熱に変換する。その結果生じる熱によってステント３２５が溶解し、それによって流体が流れる開存管腔が構築される。溶解性ステントに関するさらなる詳細が、米国特許第４，６９０，６８４号および同第４，７７０，１７６号に開示され、それらの全内容を参照により本明細書に完全に組み込む。
【００３９】
次に図５Ａ〜５Ｅを参照すると、例示的な実施形態による、狭窄病変部を処置するステントの展開が示されている。この実施形態は、大腿動脈ステント手技を例にとって説明するものであるが、本発明は、頸動脈および腸管動脈、脳内血管、その他の動脈または静脈、ならびに尿管、尿道、卵管、肝管、および胆管など非脈管性の体内管腔を含めて、種々の冠状動脈または末梢動脈、血管、およびステントまたは管状補綴が展開される他の体内管腔のいずれにおいても使用できることを理解されたい。図５Ａでは、ステント伝達カテーテル５００は、内部に分散した複数のナノシェル５１２を有するステント５０２を含み、このステントは、カテーテル・シャフト５０４の遠位端に取り付けられた拡張可能なバルーン５０６上に取り付けられている。この例示的な実施形態では、単一の生体分解性ステント５０２が伝達カテーテル５００上に配設されているが、複数のステントを伝達カテーテル５００上に配設することもできる。ステント５０２は、好ましくは、約９０から９９％のポリラクチドと、１から１０％のポリ−ε−カプロラクトン、より好ましくは９５から９９％のポリラクチドと、１から５％のポリ−ε−カプロラクトンとを含有するコポリマーから構成され、このコポリマーは、近赤外光を熱に変換するように同調された、好ましくは０．０００１から１％の金ナノシェル、より好ましくは、０．０００２５％から０．５％、最も好ましくは０．０００５％から０．１％の金ナノシェルと均一に混合されている。ステント５０２はまた、正常体温では固体であり、高温で可塑的に変形させることができるいかなる材料からも製造することができ、したがってポリウレタンなど多くの他のポリマー、ならびに他の生体分解性材料を用いてステント５０２を製造することができる。オーバー・ザ・ワイヤ・システム（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ｗｉｒｅ  ｓｙｓｔｅｍ）や迅速交換システム（ｒａｐｉｄ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｓｙｓｔｅｍ）などの伝達カテーテルが当技術分野で周知であり、ステント５０２を病変部Ｌに伝達するために使用することができる。
【００４０】
全内容を参照により本明細書に組み込む米国特許出願公開第２００６／０２８２１５０号および同第２００７／００２７５２１号に開示のように、複数のステントを有することによって、施術医師は、伝達すべきステントの数を選択することが可能となり、したがってステント長のカスタム化が可能となる。さらに、複数のステント・セグメントを伝達するための、長さのカスタム化が可能な他のステント伝達システムが提案されてきており、これらもやはり、１つまたは複数のステント５０２を伝達するために使用することができる。複数のステント・セグメントを伝達するためのカテーテルについて記載している先行公報には、米国特許第７，３０９，３５０号、同第７，３２６，２３６号、同第７，１３７，９９３号、同第７，１８２，７７９号、米国特許出願公開第２００５／００３８５０５号、同第２００４／０１８６５５１号、および同第２００３／０１３５２６６号が含まれる。関連する先行米国特許出願、米国特許出願公開、および米国仮特許出願には、米国特許出願公開第２００６／０２８２１５０号、同第２００６／０２８２１４７号、同第２００７／０１７９５８７号、同第２００７／００６７０１２号、米国仮特許出願第６０／７８４，３０９号、および米国特許出願第１１／４６２，９５１号が含まれる。上記特許および出願の全開示を参照により本明細書に組み込む。
【００４１】
図５Ａでは、典型的には、セルディンガー法などの経皮的手技を用いて、または外科的切開によってイントロデューサ・シース（図示せず）を標的末梢血管内に配置することによって、まず伝達カテーテル５００を処置脈管内に導入する。この例示的な実施形態では、標的脈管は大腿動脈である。次いで、イントロデューサ・シースを、大腿動脈内に僅かに進める。次いで、イントロデューサを介してガイドワイヤＧＷを挿入し、処置すべき病変部Ｌが位置する標的脈管Ｖ中に進める。次いで、ガイドワイヤＧＷの近位端をカテーテル・シャフト５０４の遠位端から挿入し、カテーテル・シャフト５０４内の管腔に通し、患者の体外にあるカテーテル・シャフト５０４の近位端から出す。
【００４２】
次いで、ステント５０２が病変部Ｌを越えるように、ステント伝達カテーテル５００を、ガイドワイヤＧＷを介して脈管Ｖ内に摺動可能に進める。蛍光透視下で伝達カテーテルを視覚化しやすくするために、任意選択による放射線不透過マーカ（図示せず）をカテーテル・シャフト５０４上に配置してもよい。伝達カテーテルを脈管内に適切に配置した後、ステント５０２が拡張しやすいように、ステント５０２を加熱することができる。
【００４３】
図５Ｂでは、外部電磁放射源５０８を用いて、ステント５０２を加熱するようにステント５０２を照射している。図５Ｂでは、外部放射源は、好ましくは、約１０６４ｎｍの波長の光を発するＮｄ：ＹＡＧレーザである。この波長は体外から印加され、光５１０は組織Ｔを透過してステント５０２に達する。ステント５０２内に分散したナノシェル５１２は、光を熱に変換するように同調されている。ナノシェル５１２によって生じた熱は、ステント５０２を構成するポリマーに伝導され、それによってステントが加熱される。体外からの放射印加に加えて、またはその代わりに、原位置で放射を印加することもできる。図５Ｃは、伝達カテーテル５００と共に展開された光ファイバ・カテーテル５１４を示す。この光ファイバ・カテーテル５１４は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光５１６をステント５０２に直接伝達するように適合されている。いくつかの実施形態では、伝達カテーテル５００と光ファイバ・カテーテル５１４とを、ステント５０２を加熱し、展開する単一のデバイスに組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、光ファイバ・カテーテル５１４は、任意選択によるディフューザ（図示せず）を含む。ディフューザは、ステント５０２のより広い面積をカバーするように放射を広げ、拡散させるように適合されている。
【００４４】
放射は、ステント５０２の温度がそのガラス転移温度Ｔg、すなわちこの例示的な実施形態では約４０°〜６０℃を上回るまで印加される。曝露時間は、それだけに限られるものではないが、放射適用面積、放射の波長および強度、インプラント材料の種類および質量、ならびにナノシェル濃度を含めて多くの要因に依存する。したがって、曝露時間は数秒から数時間、より好ましくは約１０秒から約１時間の範囲となり得る。これよりも長い曝露時間は、患者に不都合となるため望ましくない。
【００４５】
ステント５０２は、正常体温を上回るガラス転移温度を有する材料から製造される。したがって、ステント５０２は正常体温以下では固体である。正常体温とは約３７℃であり、したがってステント５０２の材料は３７℃よりも僅かに高いＴgを有するが、このＴgを上回るまでステントを加熱するのに必要となる温度によって組織が損傷するほど高くはないＴgを有するように選択される。
【００４６】
ステント５０２の温度がガラス転移温度を上回るまで上がると、その粘度が減少し、ステント５０２は可塑的に変形できるようになる。図５Ｄでは、バルーン５０６は拡張しており、典型的には造影剤および／または食塩水、ならびにＡｂｂｏｔｔ（旧Ｇｕｉｄａｎｔ  Ｃｏｒｐ．、サンタクララ、ＣＡ）製のＩｎｄｅｆｌａｔｏｒ（商標）などの膨張デバイスを用いて拡張させる。ステント５０２は軟性であり、したがってバルーン５０６を用いて拡張状態５１８まで拡張させて病変部Ｌを覆う。ステント５０２をその拡張状態５１８まで拡張させた後、放射印加を停止することができ、したがってステント５１８は体温まで冷めることになる。ステント５１８は冷めると凝固し、その拡張形状を永久に保持する。図５Ｅでは、次いでバルーン５０６を収縮させ、伝達カテーテル５００を脈管から引き抜くと、ステント５１８がナノシェル５１２と共に定位置に残ることになる。ステント５１８は生体分解性材料から構成され、したがって時間とともに分解することになり、ナノシェル５１２が脈管系に放出され、そこでそれらのナノシェルは腎臓によって濾過され、体外に排出されることになる。
【００４７】
次に図８Ａ〜８Ｄを参照すると、例示的な実施形態による、（例えば、乳房切除後の）美容および再建手技の間の豊胸用インプラントの拡張が示されている。図８Ａでは、内部に分散したナノ粒子８１４を有するインプラント８０４が、標準の外科手術または低侵襲手術を用いて胸部８０２に植え込まれている。このインプラントは、いかなる生体適合性熱可塑性プラスチックでも、または正常体温では固体であり、加熱すると可塑的に変形させることができる材料でもよい。かかる材料の例には、それだけに限られるものではないが、ポリウレタン、ポリエチレン、およびＰＶＣが含まれる。ナノ粒子８１４は、いかなる波長の電磁放射も熱に変換するように同調させることができるが、この例示的な実施形態では、ナノ粒子８１４は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザによって供給される近赤外光などの近赤外光に同調されている。
【００４８】
図８Ｂでは、胸部８０２が、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ８０６からの近赤外光８０８で照射されている。先に論じたように、この波長の光は、減衰されることなく組織中を容易に透過する。したがって、光８０８はナノ粒子８１４を照射し、本明細書では、このナノ粒子は、好ましくは金の外殻と二酸化ケイ素の内核とを有するナノシェルであり、したがって入射放射は熱に変換されることになる。この熱によって、インプラント８０２の温度はそのガラス転移温度を上回るまで上がり、その粘度は低下して、インプラント８０２が軟化する。次いで、インプラントを図８Ｃに示すようにより大きい体積に拡張させるために、注射器８１０を用いてインプラント８０４に食塩水などの流体を充填する。胸部８０２を所望の寸法および／または形状まで拡張させた後、照射８０８を停止してインプラント８０４を冷まし凝固させ、拡張形状を永久に保持することができる。その後、図８Ｄに示すように注射器８１０を除去することができる。代替実施形態では、バルーン・カテーテルなどの他の拡張可能な部材を用いてインプラントを拡張させることもできる。さらに、より望ましい臨床結果が得られるようにインプラントを微調整するために、または加齢に伴って生じる胸部寸法もしくは胸部形状の変化に対処するために、必要に応じて処置を繰り返し行うことができる。同様のインプラントを身体の他の領域、顎、鼻、唇、顔、殿部、ふくらはぎ、脚、大腿、脚、または身体の任意の部分を成形するためなどに使用することもできる。
【００４９】
また、ナノシェルを用いて、生体分解性インプラントの分解速度を制御することができる。図６Ａ〜６Ｅは、ナノシェルを用いてインプラントを加熱し、それによってインプラントが原位置で分解する速度を加速させることによって、生体分解性インプラントの分解速度を制御する方法を示す。この例示的な実施形態では、ステントの分解について説明する。しかし、これは限定を意味するものではなく、いくつかの他のインプラントの生体分解も同様の形で制御することができる。例えば、尿管インプラント、眼球インプラント、または（例えば、癌または糖尿病治療用の）薬物伝達デバイスは、限られた時間しか植え込む必要がなく、したがって外科的にそれらのインプラントを除去しなければならないことを回避するように、それらのインプラントの分解を加速できることが望ましい。図６Ａでは、ステント６０２は拡張され、脈管Ｖ内の狭窄病変部Ｌの部位に植え込まれている。この脈管は、冠状動脈、末梢動脈、またはいかなる体内管腔もしくは体腔でもよい。ステント６０２は、内部に分散した複数のナノシェル６０４を有する生体分解性ポリマーから構成される。この例示的な実施形態では、ステント６０２は、好ましくは、約９０から９９％のポリラクチドと、１から１０％のポリ−ε−カプロラクトン、より好ましくは９５から９９％のポリラクチドと、１から５％のポリ−ε−カプロラクトンとを有するコポリマーから構成され、このコポリマーは、約７００ｎｍから約２５００ｎｍの範囲、より好ましくは約８００ｎｍから１２００ｎｍの間の波長を有する近赤外光を熱に変換するように同調された、０．０００１から１％、より好ましくは、０．０００２５％から０．５％、最も好ましくは０．０００５％から０．１％の金ナノシェルと均一に混合されている。他の生体分解性ポリマーおよびナノシェルも可能であり、この例示的な実施形態は、限定を意図するものではない。
【００５０】
他の生体分解性材料のいくつかの例には、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）およびポリアルファヒドロキシ酸（ＡＨＡ）などのポリエステルが含まれる。例示的なＰＨＡには、それだけに限られるものではないが、３−ヒドロキシプロピオネート、３−ヒドロキシブチレート、３−ヒドロキシバリレート、３−ヒドロキシカプロエート、３−ヒドロキシヘプタノエート、３−ヒドロキシオクタノエート、３−ヒドロキシノナノエート、３−ヒドロキシデカノエート、３−ヒドロキシウンデカノエート、３−ヒドロキシドデカノエート、４−ヒドロキシブチレート、および５−ヒドロキシバリレートの諸ポリマーが含まれる。ＡＨＡの例には、それだけに限られるものではないが、ＰＬＡ、ＰＬＬＡまたはＰＤＬＬＡ、ポリグリコール酸およびポリグリコリド、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）、ポリ（ε−カプロラクトン）、およびポリジオキサノンを含めた様々な形態のポリラクチドまたはポリ乳酸が含まれる。デンプン、グリコーゲン、セルロース、およびキチンを含めた多糖類もまた、生体分解性材料として使用することができる。ゼイン、レシリン、コラーゲン、ゼラチン、カゼイン、絹、または羊毛などのタンパク質もやはり生体分解性インプラント材料として使用することが実施可能である。ポリ（ヒドロキシエチルメチルアクリレート）、ポリエチレングリコール、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、セルロースポリビニルアルコール、シリコーンヒドロゲル、ポリアクリルアミド、およびポリアクリル酸を含めたヒドロゲルなどのさらに他の材料が、生体分解性インプラント材料として考えられ得る。他の考えられ得る生体分解性材料には、リグニン、シェラック、天然ゴム、ポリ無水物、ポリアミドエステル、ポリビニルエステル、ポリビニルアルコール、ポリアルキレンエステル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン無水マレイン酸、およびポリ（グリセロール−シバケート）が含まれる。考えられ得るさらに別の生体分解性材料には、ペンシルバニア州立大学のＨａｒｒｙ  Ｒ．Ａｌｌｃｏｃｋによって開発されたポリホスファゼンが含まれる。
【００５１】
図６Ｂでは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ６１０を用いて、ステント６０２を近赤外光６１２で体外から照射している。レーザ６１０から供給される光６１２は約１０６４ｎｍの波長であり、この波長の光は、ほとんど吸収されることなく組織Ｔを通過することができる。光６１２によってステント６０２を照射し、ステント６０２内に分散したナノシェル６０４が光６１２と相互作用し、その光を熱に変換し、それによってステント６０２の温度が上がる。任意選択で、レーザ６１０からの光６１２の代わりに、またはそれに加えて、光ファイバ・カテーテル６０６を標準のカテーテル伝達技術を用いてステント６０２の部位に進め、Ｎｄ：ＹＡＧレーザからの近赤外光６０８を血管内からステント６０２に伝達して、ステント６０２をさらに照射することができる。曝露時間は、それだけに限られるものではないが、放射適用面積、放射の波長および強度、生体分解性材料の種類および質量、ナノシェル濃度、ならびにインプラント内の任意の触媒または酵素の濃度を含めて多くの要因に依存する。したがって、曝露時間は数秒から数時間、より好ましくは約１０秒から約１時間の範囲となり得る。新生児黄疸またはクリグラー−ナジャー症候群を治療するために使用される光線療法で見られる、１時間を超える照射時間（例えば１２時間／日）は、患者に不都合となるため実際的でなくなる。ステント６０２は、ガラス転移温度を上回る温度まで照射され、この温度は、上述のように正常体温よりも僅かに高く、かつ組織の熱による損傷の可能性を最小限に抑えるのに十分なほど低くなるように選択される。
【００５２】
ステント６０２の温度が増大するにつれて、身体とステント６０２との間で自然に生じる化学反応が加速し、それによってステント６０２が分解する速度が増大する。図６Ｃでは、ステント６０２は部分的に分解している。近赤外光６０８および６１２でステント６０２を照射し続けることによって、ステント６０２は高温に維持され、このステントは図６Ｄに示すように分解し続ける。この工程は、ステント６０２全体が低分子量の無毒性生成物に分解してしまうまで続けられ、したがって図６Ｅに示すように、病変部Ｌから除去されることになる。ステント６０２内のナノシェル６０４は、分解の間に脈管系内に放出され、これらのナノシェルは、腎臓によって濾過され、体外に排出されるのに十分なほど小さい。
【００５３】
代替実施形態では、ナノシェルおよび化学試薬を含有したマイクロスフェアをインプラント内に分散させ、これを用いて生体分解を先に述べたよりもさらに加速させることができる。図７は、約１〜１０μｍの範囲の直径を有し、親水基を豊富に有するポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリレートポリマーおよびコポリマーなどのヒドロゲル７０４から作製されたマイクロスフェア７００を示す。他のヒドロゲルについては、先に論じた。ナノシェル７０２は、化学試薬７０６と共にマイクロスフェア７００内に分散される。試薬は、インプラントと反応してインプラントを分解させるいかなる物質でもよい。考えられ得る試薬の例には、それだけに限られるものではないが、様々な結合の加水分解に触媒作用を及ぼす加水分解酵素、加水分解または酸化以外の手段によって様々な結合を切断するリアーゼ、および酸化を引き起こす酸化酵素が含まれる。これらの試薬を使用することによって、生体分解の速度を図６Ａ〜６Ｅに関して上述した方法に比べて加速させることができる。マイクロスフェア７００が照射されると、ナノシェル７０２が入射放射を熱に変換し、それによってマイクロスフェア７００の温度が上がる。先に述べたように、照射時間は、それだけに限られるものではないが、放射適用面積、放射の強度、生体分解性ポリマーの種類および質量、ナノシェル濃度、ヒドロゲル水濃度、ならびにインプラント内の任意の触媒または酵素の濃度を含めて多くの要因に依存する。したがって、曝露時間は数秒から数時間、より好ましくは約１０秒から約１時間の範囲となり得る。いくつかの実施形態では、患者に好都合なように、または生体侵食工程を制御するために、インプラントの放射を週一回、月一回、または毎日など、複数セッションに分けることが望ましい場合もある。
【００５４】
マイクロスフェア７００を照射し加熱するにつれて、マイクロスフェアは拡張し、インプラント材料内に試薬Ｅを放出する。この試薬は、インプラント材料と化学反応し始め、インプラント材料を分解させ、したがって原位置での生体分解速度が加速する。制御式薬物伝達システムの使用方法、材料、および動作原理に関する付加情報が、米国特許第６，６４５，５１７号（Ｗｅｓｔら）および同第４，８９１，２２５号（Ｌａｎｇｅｒら）を含めた科学文献および特許文献で報告されており、上記特許の全内容を参照により本明細書に組み込む。他の実施形態では、異なる分解可能材料層を有するインプラントを、異なる温度でマイクロスフェア７００から様々な試薬Ｅを選択的に放出させることによって、独立に分解させることができる。単一の処置セッションの間に、様々な層を同時に生体侵食させて除去することも、または異なる時間で電磁放射に複数回曝露させて様々な層を選択的に生体侵食させて除去することもできる。
【００５５】
例示的な実施形態について、理解しやすいように例によって幾分詳細に説明してきたが、様々な追加の改変形態、適合形態、および変形形態が当業者には明白となろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００５６】
６０２  ステント；  ６０８  ６１２  近赤外光；  ６１０  Ｎｄ：ＹＡＧレーザ；  
６１２  光；  ６０４  ナノシェル。
【図１Ａ】
2010518980.tif 000003
【図１Ｂ】
2010518980.tif 000004
【図２】
2010518980.tif 000005
【図３Ａ】
2010518980.tif 000006
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2010518980.tif 000009
【図４Ａ】
2010518980.tif 000010
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2010518980.tif 000012
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2010518980.tif 000014
【図５Ｄ】
2010518980.tif 000015
【図５Ｅ】
2010518980.tif 000016
【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６Ｅ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【国際調査報告】
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