(57)【要約】表面毛細管（ＳＣＦ）繊維を含み、デバイスに所望の特性を付与しうる医療用デバイスを記述する。例えば、ＳＣＦ繊維を包含する移植可能な人工器官を記述する。他の実施態様では、カテーテルの表面に沿ってＳＣＦ繊維を有するカテーテルを記述する。さらに、ＳＣＦ繊維は、繊維と結合して生物活性剤の送出に有用でありうる。繊維の流動体フロー能力により、医療用デバイスは、その構造内の細胞に、血液送出を促進する繊維マトリックスを組み込むことが記述される。
2006528033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移植可能な構造内に結合したＳＣＦ繊維を包含する人工器官の医療用デバイス。
【請求項２】
ＳＣＦ繊維が、約４デニールから約８デニールまでの寸法を有する請求項１に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項３】
ＳＣＦ繊維が、同じ直径を示す丸い繊維より大きな、少なくとも１．５の因子の表面積を有する請求項１に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項４】
ＳＣＦ繊維が、同じ直径を示す丸い繊維より大きな、２．５の因子から２．８の因子までの表面積を有する請求項１に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項５】
ＳＣＦ繊維が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、セルロース基材の重合体、ポリエステル、それの共重合体またはそれの混合物を包含する請求項１に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項６】
医療用物品が、ヒト患者の心臓血管系内の移植のために設計される請求項１に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項７】
デバイスが、血管閉鎖デバイスを包含する請求項１に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項８】
デバイスが、血管を通して流れを濾過する設計を有する塞栓保護デバイスを包含する請求項１に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項９】
さらに、繊維の表面毛細管内に生物活性剤を包含する請求項１に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項１０】
生物活性剤が、血栓分解剤、抗血小板剤、抗凝固剤、成長因子またはそれの組み合わせより構成される群から選択される請求項９に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項１１】
生物活性剤が、血栓分解剤を包含する請求項９に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項１２】
生物活性剤が、ｔＰＡを包含する請求項９に記載の人工器官の医療用物品。
【請求項１３】
さらに、ＳＣＦ繊維に結合した非繊維重合体基材を包含する請求項１に記載の人工器官の医療用デバイス。
【請求項１４】
さらに、ＳＣＦ繊維に結合した医療用接着剤を包含する請求項１に記載の人工器官の医療用デバイス。
【請求項１５】
さらに、ＳＣＦ繊維に結合した生育可能な細胞を包含する請求項１に記載の人工器官の医療用デバイス。
【請求項１６】
さらに、ＳＣＦ繊維が繊維マトリックス中にある別のＳＣＦ繊維を包含する請求項１に記載の人工器官の医療用デバイス。
【請求項１７】
さらに、繊維マトリックスが配置される基材、および患者の組織上に基材を固定する設計でＳＣＦ繊維に結合した医療用接着剤を包含する請求項１６に記載の人工器官の医療用デバイス。
【請求項１８】
基材が、生物適合性重合体を包含する請求項１７に記載の人工器官の医療用デバイス。
【請求項１９】
基材が、組織を包含する請求項１７に記載の人工器官の医療用デバイス。
【請求項２０】
ＳＣＦ繊維、およびＳＣＦ繊維に結合した定量の生物活性剤を包含する医療用デバイス。
【請求項２１】
生物活性剤が、抗微生物剤、血栓分解剤、抗血小板剤、抗凝固剤、成長因子およびその組み合わせより構成される群から選択される請求項２０に記載の医療用デバイス。
【請求項２２】
生物活性剤が、血栓分解剤を包含する請求項２０に記載の医療用デバイス。
【請求項２３】
生物活性剤が、ｔＰＡを包含する請求項２０に記載の医療用デバイス。
【請求項２４】
生物活性剤が、抗微生物剤を包含する請求項２０に記載の医療用物品。
【請求項２５】
ＳＣＦ繊維が、等価の直径を有する対応の円形繊維より大きな、少なくとも約１．５の因子の表面積を有する請求項２０に記載の医療用デバイス。
【請求項２６】
デバイスが、血管を通しての流れを遮断することなく、血管内での交換のために設計される請求項２０に記載の医療用デバイス。
【請求項２７】
デバイスが、カテーテルを包含し、そしてＳＣＦ繊維がカテーテルの内部表面で結合されるものである請求項２０に記載の医療用デバイス。
【請求項２８】
内側表面および外側表面を有する管状基材、および表面の一方の少なくとも一部と結合した少なくとも１つのＳＣＦ繊維を包含する管状医療用デバイス。
【請求項２９】
デバイスが、患者の血管内での交換について設計されるカテーテルを包含する請求項２８に記載の管状医療用デバイス。
【請求項３０】
カテーテルが、マイクロカテーテルである請求項２９に記載の管状医療用デバイス。
【請求項３１】
ＳＣＦ繊維が、生物活性剤と結合される請求項２８に記載の管状医療用デバイス。
【請求項３２】
生物活性剤が、硫酸ヘパリンを包含する請求項３１に記載の管状医療用デバイス。
【請求項３３】
少なくとも１つのＳＣＦ繊維が、内部表面の少なくとも一部と結合される請求項２８に記載の管状医療用デバイス。
【請求項３４】
その少なくとも一部がＳＣＦ繊維で被覆される非多孔性表面を包含する医療用デバイス。
【請求項３５】
非多孔性表面が、重合体を包含する請求項３４に記載の医療用デバイス。
【請求項３６】
表面が、患者内の構造の一部に適合する輪郭にされる請求項３４に記載の医療用デバイス。
【請求項３７】
ＳＣＦ繊維が、生物活性剤と結合される請求項３４に記載の医療用デバイス。
【請求項３８】
継ぎ目なしの構造内にＳＣＦ繊維および生育可能な細胞を包含する人工臓器。
【請求項３９】
生育可能な細胞が、肝臓細胞を包含し、そしてその細胞が、繊維表面に沿った毛細管チャネル内にある請求項３８に記載の人工臓器。
【請求項４０】
生育可能な細胞が、心臓細胞を包含し、そしてＳＣＦ繊維が、ＳＣＦ繊維の毛細管チャネルに沿って、血流を有する心臓細胞の近位に血液を送出するように設計される請求項３８に記載の人工臓器。
【請求項４１】
さらに、組織を包含する請求項３８に記載の人工臓器。
【請求項４２】
さらに、空洞を形成する重合体材料を包含し、そして生育可能な細胞が、その空洞内に配置される請求項３８に記載の人工臓器。
【請求項４３】
ＳＣＦ繊維が、約２．５から約２．８までの形状因子を有する請求項３８に記載の人工臓器。
【請求項４４】
動脈瘤を包むように設計されたＳＣＦ繊維で形成されるメッシュを包含する動脈瘤修復マトリックス。
【請求項４５】
ＳＣＦ繊維が、プロ血栓剤に結合される請求項４４に記載の動脈瘤修復マトリックス。
【請求項４６】
プロ血栓剤が、隣接組織に徐々に放出されるように配合される請求項４４に記載の動脈瘤修復マトリックス。
【請求項４７】
患者の体内流動体／組織を、生物活性剤と結合したＳＣＦ繊維と接触させることを包含する、生物活性剤を送出する方法。
【請求項４８】
患者の流動体／組織の接触が、ＳＣＦ繊維を包含する人工器官デバイスを移植することを包含する、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
患者の流動体／組織の接触が、カテーテルを通したＳＣＦ繊維の送出を包含する請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
ＳＣＦ繊維が、カテーテルの内側管腔と結合される請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
ＳＣＦ繊維が、カテーテルを通して送出される医療用デバイスと結合される請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
生物活性剤が、血栓分解剤、抗血小板剤、抗凝固剤、成長因子またはそれの組み合わせより構成される群から選択される請求項４７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に関する関連文献
本出願は、２００３年７月２２日に出願された、「微細チャネル化医療用物品」と題され、ここに参照して組み込まれるＯｇｌｅらに対する共に係属中の米国特許仮出願番号第６０／４８９，２８８号に優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、患者の体内流動体と接触するのに適切な医療用デバイスに関する。特に、本発明は、医療用デバイスまたはそれの一部の中または上に、表面毛細管繊維を組み込む、人工器官、カテーテル、合成臓器、生物適合性基材、薬剤送出構成要素、血管封鎖デバイスまたは動脈瘤修復マトリックスのような医療用デバイスに関する。さらに、本発明は、それらと結合した生物活性剤を有する表面毛細管繊維を有する医療用デバイス、並びに生物活性剤の送出の方法に関する。さらになお、本発明は、多様な医療用途に適した医療用デバイスにこれらの繊維を使用するアプローチ法に関する。
【０００３】
発明の背景
多様な医療用デバイス／医療用物品が、特に、患者の体内流動体と接触するように設計される。この接触の期間は、血管内手段で使用されるデバイスに典型的であるように比較的短いか、または、享受者の体内に移植された人工臓器に、および他の移植人工器官に典型的であるように長期間でありうる。カテーテルのようなある種のデバイス、他の経皮的デバイスまたはそれの構成要素は、短期間または比較的長期間の接触のいずれかを有しうる。
【０００４】
人工器官、すなわち、人工器官物品は、ヒトまたは動物における損傷を受けたか、または罹患した臓器、組織または他の構造を修復または交換するために使用される。人工器官は、それらが、典型的には延長した期間移植されるので、一般に、生物適合性である。人工器官の例としては、限定されないが、人工器官心臓、人工器官心臓弁、靭帯修復材料、血管修復および交換材料、ステント、および手術用補修材が挙げられる。人工臓器の開発は、提供者の臓器のセバー不足によって拍車がかけられた。現在まで、人工心臓（移植片）、人工肝臓（体外の）および人工腎臓（体外の）が医療機関で使用されてきた。
【０００５】
体内流動体との物品の接触は、多数の機能上および生物適合性の問題を作り出す。これらの医療用デバイスと関連したいくつかの問題は、以下の通りである；血液適合性、感染制御、拒絶、および栄養素移行（すなわち、生物活性の利益のために酸素添加された血液を、デバイスに通すか、または血管にある流動体を輸送する）。全てのこれらの問題は、例えば損傷を受けたか、または罹患した生来の構造を修復、治療または交換する医療用物品および対応の医療手段のある程度の成功を減じる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
血液適合性が達成されない場合、医療用デバイスと患者の体内流動体との間の相互作用は、凝固血栓形成あるいは「クロット」のような生物学的反応を作り出す事象の複雑なカスケードを生じうる。血栓形成は、血液と接触して入れられたときに医療用デバイスが見出す最初の事象でありうる。この生物学的反応は、毒性物質に、または不規則な表面構造に応答する可能性があり、そしてそれは、赤血球を溶解させて、それにより材料上での凝血塊の中心および非特異的フィブリン凝固を誘発しうる。この一次事象は、塞栓形成、繊維素過剰成長、再狭窄、および石灰化のような二次的疾患状態の発生を早めうる。二次的疾患は、移植後数分から数時間以内に起こる比較的初期の事象でありうる。非常に重要でありながら、血液適合性は、医療用物品の使用から生じうる唯一の生物学的障害ではない。例えば、非常に血液適合性のあるデバイスは、さらに、感染に関連する問題に直面する可能性がある。
【０００７】
体内流動体との接触への医療用物品またはデバイスの導入は、細菌コロニー形成の危険が増大されることを作り出す。これらの感染は、医療用物品の機能に影響を及ぼす可能性があり、そして罹患率および死亡率が増大されることを引き起こし得て、そしてそれは、医療用デバイスの機能に関連しても、しなくてもよい。例えば、感染は、糊の接着特性に影響を及ぼす可能性があり、そしてそれは、医療用デバイスの機能不全を生じうる。機械的および機能的懸念のほかに、しばしば汚染デバイスおよび周囲組織は、デバイスのペイリヤー（ｐａｉｌｕｒｅ）および／または感染の広がりを避けるために除去される。最悪の場合には、敗血症が進行し始め、そしてその全系が危険にさらされる。患者が敗血症にかかる場合、患者は、二次臓器機能不全で死亡する可能性がある。これらの懸念は、さらに、抗生物質耐性株の細菌の存在によって拡大される。
【０００８】
体は、免疫系によって感染に対処することに注がれる生物学的機構を使う。不幸にも、免疫系は、有害な外来侵入者を、助けになる医療用物品と必然的に区別できない。免疫系による医療用デバイスまたは人工器官臓器の攻撃は、「拒絶」と称される。
【０００９】
免疫系では、体内の各保護細胞（例えば、Ｂ細胞、マクロファージ、およびＴ細胞）は、侵入材料または生物（抗原）における特定の分子マーカーを認識するように遺伝子でプログラム処理される。これらの細胞の内の１つは、不適合抗原に遭遇した場合、細胞は、外来材料を飲み込み、そしてその細胞表面に抗原モチーフを発現しようとする。その反応が完了すると、サプレッサーＴ細胞は、免疫応答を遮断する支援をするが、しかし、材料が、吸着性でないか、または大きすぎると、その材料の慢性免疫反応または拒絶が、結果として起こりうる。拒絶は、望ましくない副作用をも有しうる高価な薬剤を用いた処置を必要とする可能性がある。極端な場合には、拒絶は、医療用デバイスの除去を必要とする可能性がある。
【００１０】
デバイス移植の別の問題は、栄養素輸送の不足でありうる。これは、構造の完全な状態および機能構造物のみならず、生物学的に必須の流動体の送出、例えば構造に不可欠な細胞への酸素付加血液をも要求しうる複雑な三次元構造が作製される組織操作および器官形成についての特定の問題である。医療用デバイスについての血管形成または他の型の流動体輸送系を促進する成果は、限られた成功を見出した。
【００１１】
これらの問題は、デバイスと材料の相互作用の基礎にあり、そしてこれらの問題の適切な取り扱いは、治療を提供するためか、または罹患または損傷を受けた体の部分を交換するための、良好で、長期継続し、いっそう成功するデバイスを製造する上で有益でありうる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第一の態様では、本発明は、移植可能な構造内に結合したＳＣＦ繊維を含む人工器官の医療用デバイスに関する。
【００１３】
さらなる態様では、本発明は、ＳＣＦ繊維、およびＳＣＦ繊維に結合した定量の生物活性剤を含む医療用デバイスに関する。
【００１４】
別の態様では、本発明は、内側表面および外側表面を有する管状基材を包含する管状医療用デバイスに関する。これらの実施態様では、少なくとも１つのＳＣＦ繊維は、その表面の一方の少なくとも一部と結合している。
【００１５】
さらに、本発明は、その少なくとも一部がＳＣＦ繊維で覆われている非多孔性表面を包含する医療用デバイスに関する。
【００１６】
さらに、本発明は、切れ目なしの構造内にＳＣＦ繊維および生存可能な細胞を包含する人工臓器に関する。
【００１７】
さらなる態様では、本発明は、動脈瘤を包むように設計されたＳＣＦ繊維と形成されたメッシュを包含する動脈瘤修復マトリックスに関する。
【００１８】
さらなる態様では、本発明は、生物活性剤を送出する方法に関する。その方法は、患者の体内流動体／組織を、生物活性剤と結合したＳＣＦ繊維と接触させることを包含する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の詳細な説明
改善された医療用デバイスは、医療用デバイスに所望の特性を付与する表面毛細管繊維（ＳＣＦ）を有する。特に、ＳＣＦ繊維の表面積および流動体移動許容性が増大したことは、これらの材料を組み込む医療用デバイスに所望の特性を供しうる。これらの繊維の利点を、ＳＣＦ繊維と同時に、医療用デバイスに組み込まれる別の材料によって付与される他の特性と合わせうる。特に、人工器官、すなわち、移植可能な医療用デバイスは、一般に高表面積の繊維に関連するデバイスに特定の特性を付与するＳＣＦ繊維を有しうる。さらに、カテーテルなどのような経皮デバイスは、ＳＣＦ繊維を有利に組み込みうる。いくつかの実施態様では、医療用デバイスに結合したＳＣＦ繊維は、生物活性剤を送出するために使用されうる。その繊維の高表面積により、ＳＣＦ繊維は、他の型の繊維と比較して多量の生物活性剤を制御された方法で維持できる。いくつかの実施態様では、大きな表面積の繊維は、医療用デバイス内または隣接の所望の位置で、血液のような流動体の制御した輸送および／または送出のために使用されうる。ＳＣＦ繊維の利点は、濾過、恒常性、薬剤送出、機械的連動を通した粘着の領域、および他の領域で改善された医療上の結果を供しうる。
【００２０】
多数の医療用物品は、患者の体内流動体と接触して使用されうる。適切な医療用物品は、一般に、患者の生物学的流動体および／または組織と接触することが意図される１つまたはそれより多くの生物適合性材料を組み込む。体内流動体としては、例えば、血液、血漿、血清、間質液、中枢神経系液、唾液および尿が挙げられる。目的の患者は、特に、例えば、ヒト患者、並びに家畜、ペットおよび他の利用価値のある動物が挙げられる。生物適合性材料は、一般に、非毒性、非発癌性、および血液適合性であり、そして溶血または明らかな免疫学上の応答を誘発しない。
【００２１】
所望の医療用デバイスは、唯一の構造構成要素としてＳＣＦ繊維を包含しうる。例えば、デバイスは、単独の繊維または複数の繊維を包含でき、そしてそれは、多重絡み合い繊維、織布繊維、管束繊維、個別に付着した繊維などでありうる。しかし、目的の多くの実施態様では、ＳＣＦ繊維を、１つまたはそれより多くの他の材料と合わせて、医療用デバイスを形成する。これらの他の材料は、例えば、組織、重合体、セラミックスおよび／または金属でありうる。
【００２２】
ＳＣＦ繊維は、繊維の表面内に形成される表面チャネルまたは毛細管によって特徴付けられる。表面毛細管は、繊維の長さに沿って、繊維の表面でさらされる毛細管の一部を有することによって特徴付けられる。表面毛細管は、平滑表面および同じ直径を有する繊維に比較して、繊維の表面積に明らかな増加を生じる。表面毛細管は、一般に、繊維の長さに沿って伸びる。いくつかの実施態様では、繊維の表面は、繊維の長さに沿って、複数の表面チャネルまたは毛細管を有する。ＳＣＦ繊維は、繊維の内側マスのいずれもが、１つまたはそれより多くの表面毛細管の壁とほとんど結合されない場合のように、繊維の塊の大部分を基本的に作る表面チャネルを有しうる。
【００２３】
特に、ＳＣＦ繊維基材は、比較的複雑な断面幾何学で形成されうる。いくつかの実施態様では、特定の医療用デバイスで使用される繊維の幾何学は、比較的大量の流動体を、際立った速度で、移動できる表面毛細管を有する。適切な繊維としては、市販で入手可能な４ＤＧ（商標）繊維（ファイバー・イノベーション・テクノロジー，インク．（Ｆｉｂｅｒ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．）、テネシー州ジョンソン・シティー（Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｃｉｔｙ、ＴＮ））が挙げられるが、しかし大きな流動体輸送または吸着または湿潤適応性を具備する新たな応用幾何学も含みうる。特に、幾何学は、特定の用途に特に有益であるとして選択されうる。ＳＣＦの製造のための適切なアプローチ法は、例えば、「開放毛細管構造、チャネル構造を製造する改善法およびそこで使用するための押出ダイ」と題される、参照してここに組み込まれるＴｈｏｍｐｓｏｎらに対する米国特許第５，２００，２４８号に記述される。代替繊維構造は、下に記述される。
【００２４】
さらに、その繊維のための重合体組成物の選択は、特定の用途のための繊維の特性にさらなる柔軟性を供しうる。例えば、繊維重合体組成物は、デバイスの疎水性または親水性特性を調節できるか、または重合体は、徐放性薬剤を溶解しうる。さらに、繊維は、繊維特性をさらに改質できる被覆材などを組み込みうる。したがって、ＳＣＦの医療用デバイスへの組込みは、改善された移植可能構成要素を開発するのに望ましい戦略を供給する。ＳＣＦ繊維のための重合体組成物は、一般に、確立された生物安定性、生物腐敗、強度、柔軟性および圧縮性のような医療用重合体の所定の望ましい特性を組み込みうる。
【００２５】
いくつかの実施態様では、ＳＣＦ繊維は、４ＤＧ（商標）繊維であり、そしてサイズ約１．５デニールから約１０００デニールまでの範囲に入る。繊維のサイズは、デバイスの機械的、構造的、濾過、圧縮性および流動体運動特性に影響しうる。したがって、選択された繊維サイズは、様々の用途で異なりうる。
【００２６】
ＳＣＦ繊維を組み込む医療用デバイスは、医療用デバイスに近接して生物活性剤の送出に有効でありうる。繊維の表面毛細管内に生物活性剤を組み込むことによって、生物活性剤の体積の体積は、同じ長さの従来の繊維表面に十分に結合しうるより明らかに大きくてよい。生物活性剤の形態は、所望の放出特徴を生じるように選択されうる。生物活性剤の勾配放出については、薬剤を、徐放剤と合わせうる。他の実施態様では、生物活性剤の形成は、短期間の間に適切な放出速度を生じるように選択されうる。繊維の特定の外形は、表面効果により放出速度に類似に影響を及ぼしうる。
【００２７】
適切な生物活性剤は、組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔＰＡ）またはウロキナーゼのような血栓分解剤でありうるか、またはその剤は、中程度の酸（おそらく、ビカーボネートのような中和塩基と一緒に）または石灰化プラークを吸収するオステオポンチンのような抗石灰化酵素を放出しうる。他の実施態様では、デバイスは、患者の脳細胞に栄養分を与えるＯ2および／または糖を放出しうる。別の実施態様では、デバイスは、利用可能なＯ2輸送を増大させるＮＯまたはヘパリンのような血管拡張剤を放出しうる。さらに別の実施態様では、デバイスは、成長因子を放出でき、そしてそれは、治癒を改善するか、または新たな血管を作り出しうる。別の実施態様では、デバイスは、ウイルス性ベクターを放出でき、そしてそれは、拡張療法（例えば、ｔＰＡ）のためのポリペプチド化合物の放出を上方調節するために周囲の細胞を形質移入する。特に、タンパク質／ポリペプチド基材の剤については、タンパク質のインビボ発現を促進するための、ウイルス性ベクターのようなベクター中でその剤をコードする遺伝子（核酸）の送出は、タンパク質それ自身の送出に対する代替物である。所望のポリペプチドについてのベクターの送出は、さらに下に記述される。デバイスは、複数のこれらの剤を放出するように設計されうる。
【００２８】
一般に、ＳＣＦを、医療用デバイスに、単独で、または重合体、セラミックス、金属、組織、生物学的巨大分子および他の組成物のような他の適切な材料と組み合わせて組み込みうる。例えば、ＳＣＦを、材料に編み込むか、および／または接着剤と一緒に硬化させうる。他の実施態様では、ＳＣＦを、構造フレームワークを供する足場に、または同等物に付着させうる。他の材料が、デバイスに含まれる場合、ＳＣＦは、薬剤送出のために供給されるか、またはデバイスに他の所望の特性を付与する比較的少量の構成要素でありうるか、またはＳＣＦは、デバイスに明らかな構造特性を付与する主要な構造構成要素でありうる。ＳＣＦを、例えば、相互織込みのような機械的接続を通して、共有または非共有化学結合でありうる接着剤および／または化学的結合を通して、他の材料と合わせうる。塞栓保護デバイスの形成におけるＳＣＦ繊維の使用は、参照してここに組み込まれる「塞栓保護システム」と題されるＯｇｌｅらに対する共に係属中の米国特許仮出願番号第６０／４８９，０４４号でさらに記述される。
【００２９】
一般に、繊維を、接着剤、機械的結合、化学的結合、ブレンドまたは他の適切なアプローチを有する他の材料と結合させうる。構成要素を組立てる上で使用されるアプローチは、一般に組立方法に続く構成要素の所望の官能性を供するように選択される。一般に、医療用デバイス作製のための従来のアプローチを、デバイス内の所望の設計にあるＳＣＦ繊維、またはそれの構成要素を提供するように適合させうる。組立方法は、使用中に体内流動体と接触する構成要素について適切な殺菌条件下で行われる。代わりに、またはさらに、デバイスまたはそれの構成要素を、例えば、電子ビーム照射、紫外線照射またはｘ線照射のような放射線、アルコール、過酸化物、アルデヒド、または多様な他の滅菌液のいずれかのような滅菌液および／またはオゾンのような滅菌ガスを使用して、組立に続いて滅菌しうる。
【００３０】
ＳＣＦ繊維は、体内流動体と接触する多様な医療用デバイスのいずれかに有益に組み込まれうる。所定の実施態様は、特に目的のものであり、そしてさらにここで検討される。例えば、ＳＣＦ繊維は、特に、患者への移植のために設計される人工器官内に組み込まれうる。ＳＣＦ繊維は、これらの実施態様について１つまたはそれより多くの望ましい特性を提供しうる。いくつかの実施態様では、ＳＣＦ繊維は、人工器官を接着剤で固定することを促進して、強力な接着剤結合を供する医療用接着剤と共に供給される。他の実施態様では、ＳＣＦ繊維を、人工器官中に供して、デバイスじゅうに、またはその一部に改善された流動体フローを生じる。さらに別の実施態様では、ＳＣＦ繊維は、細胞コロニー形成のために表面チャネル内に保護環境の存在により、生育可能な細胞によるコロニー形成が改善されることを提供する。生育可能な細胞を、移植前にデバイスと結合させるか、および／またはデバイスを、移植に続いて、生来の細胞によりコロニー形成させうる。いくつかのカテーテル用途では、カテーテルの内側表面での繊維の組込みは、望ましい方法で流動体フロー特性を加減しうる。種々の用途で、ＳＣＦ繊維は、生物学上活性な剤を送出するために有益に使用されうる。これらおよび他の利点により、ＳＣＦ繊維は、改善された医療用デバイスの範囲を形成するために使用されうる。
【００３１】
医療用デバイス
医療用デバイスは、一般に、疾患または他の症状の診断に、または疾患の治療、緩和、処置または防止に使用することが意図される機器、装置、器具、機械、仕掛け、移植片、インビトロ試薬、または構成部品、または付属品を含めた他の類似または関連の物品のようでありうる。特に興味深い医療用デバイスは、適切な滅菌環境で体内流動体を接触させるのに適しており、そして生物適合性であり、そして生物適合性医療用デバイスと称される少なくとも一部を含む。
【００３２】
適切な生物適合性医療用デバイスは、体内流動体と接触するために設計される全ての医療用デバイスを含む。この体内流動体との接触は、物質的、すなわち、患者の体の内でありうるか、または体外、すなわち、体内流動体が、体から、治療または透析または濾過のような他の処理のためのデバイスに流れ出る。これらの生物適合性物品は、下に記述される生物適合性材料から製造されうる。体内の生物適合性医療用デバイスは、およそ３つの群に組織されうる：移植デバイス、経皮デバイスおよび皮膚デバイス。移植デバイスは、患者に十分に移植される、すなわち、使用の時に完全に内部にある物品を広範に含む。経皮デバイスは、皮膚を透過し、それにより体の外側から体の中に拡張する物品を含む。皮膚デバイスは、例えば、患者の口腔内、または外傷での湿潤膜として表面で使用される。
【００３３】
移植デバイスは、制限なしに、ペースメーカーのような人工器官、ペースリードのような電気リード、除細動器、人工心臓および人工肝臓のような人工臓器、空洞支援デバイス、胸部移植片のような解剖組織復元人工器官、人工心臓弁、心臓弁ステント、心膜補修材、手術用補修材、冠状ステント、血管移植片、血管および構造ステント、血管強化材、血管または心臓血管シャント、生物学的導管、綿撒糸、縫合糸、環状構造環、ステント、ステープル、弁付移植片、外傷治癒のための真皮移植片、整形外科学上の脊柱移植片、整形外科学上のピン、子宮内デバイス（ＩＵＤ）、泌尿器ステント、特大顔面復元被覆、歯科移植片、眼内レンズ、クリップ、胸骨ワイヤー、骨、皮膚、靭帯、腱、およびそれの組み合わせを含む。
【００３４】
経皮デバイスとしては、制限なしに、種々の型のカテーテル、カニューレ；鉗子、開創器、針およびグローブのような手術器具、およびカテーテルカフが挙げられる。カテーテルは、血管系、胃腸管、または泌尿器系のような種々の体内系に対処するために使用されうる。体内流動体と接触する体外デバイスは、一般に、経皮デバイスと一緒に使用され、そしてＳＣＦ繊維は、全体的デバイスの経皮構成要素および／または加工構成要素と接触して使用されうる。皮膚デバイスとしては、限定なしに、ブリッジ支持体および歯列矯正器構成要素のような歯科ハードウエア、外傷補修材などが挙げられる。
【００３５】
心臓病学手段で使用されるデバイスとしては、例えば、血栓に関連した虚血事象を防止する歯科保護デバイスが挙げられる。医師は、心臓血管／血管系、泌尿器管、神経学上の系、整形外科的要素などと関連した問題を正す多様な医療用デバイスも使用する。原理上、ＳＣＦ繊維は、上に記述される医療用デバイスのいずれかで使用されうる場合、数個の医療用デバイスが特に興味深い。特に興味深いこのようなデバイスは、例えば、塞栓保護デバイス、血管封鎖デバイス、動脈瘤修復デバイス、カテーテル、人工肝臓、人工心筋、薬剤送出デバイス、合成神経、生物学上の接着剤付着構造、および腱修復デバイスのような整形外科構成要素が挙げられる。塞栓保護デバイスの適切な実施態様は、「塞栓保護デバイス」と題される、ここに参照して組み込まれる、Ｏｇｌｅに対する共に係属中の米国特許出願番号第１０／４１４，９０９号、および２００３年７月２２日に提出され、参照してここに組み込まれる「塞栓保護デバイス」と題されるＯｇｌｅに対する共に係属中の米国特許出願番号第６０／４８９，０４４号にさらに説明される。特に興味深い他の特定の医療用デバイスは、さらに下に記述される。
【００３６】
ＳＣＦ繊維
ここで使用される場合、ＳＣＦ繊維は、一般に、その繊維の長さまたはそれの一部に沿って伸びる表面に沿ってチャネルまたは毛細管を有する繊維に広く該当する。繊維は、長さに垂直な断面に沿って、その寸法より明らかに大きい長さを有する構造としてそれらの通常の手段を有する。毛細管は、実質的に、全体の長さ、またはそれの部分に沿って伸びうる。毛細管の存在により、毛細管での繊維を通じての断面は、変化する湾曲を有する縁を有する形状を示す。広範な断面形状のいずれもが、表面毛細管が形成される限り適切であるが、適切な断面形状は、図１Ａで概略図で示される。図１Ａに概略で示されるとおり、繊維は、８面毛細管を有する。比較のために、表面毛細管を有しない繊維は、図１Ａにある繊維とほぼ同じ表面積を有する図１Ａの繊維と同じ倍率で図１Ｂで概略で示される。
【００３７】
医療用デバイスに使用するためのＳＣＦ繊維は、一般に、生物適合性重合体から形成される。ＳＣＦ繊維は、合成重合体、並びに精製生物学上の重合体およびそれの組み合わせから作製されうる。適切な合成重合体としては、例えば、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ポリアセタール／ポリケタール、ポリスチレン、ポリアクリレート、ビニル重合体（例えば、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリビニルクロリド）、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン、酢酸セルロース、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルエーテルケトン、エチレン酢酸ビニル、ポリスルホン、ニトロセルロース、類似の共重合体およびそれの混合物が挙げられる。医療用デバイス分野で所望の特性および経験に基づいて、適切な合成重合体としては、特に、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステルテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスルホンおよび共重合体およびそれの混合物が挙げられる。
【００３８】
デキストラン、ヒドロキシエチル・スターチ、ゼラチンの誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ［Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド］、ポリ（ヒドロキシ酸）、ポリ（イプシロン−カプロラクトン）、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ（ジメチルグリコール酸）、ポリ（ヒドロキシブチラート）、および類似の共重合体のような生物再吸収可能な合成重合体も、使用されうる。医療分野における経験に基づいて、適切な再吸収可能な重合体としては、特に、ポリ酢酸、ポリグリコール酸、および共重合体およびそれの混合物が挙げられる。
【００３９】
適切な重合体は、生物学上の重合体も含む。生物学上の重合体は、天然に生じるか、またはインビトロ発酵などにより生産されうる。適切な生物学上の重合体としては、限定なしに、コラーゲン、エラスチン、絹、ケラチン、ゼラチン、ポリアミノ酸、腸線縫合糸、多糖（例えば、セルロースおよびスターチ）およびそれの混合物が挙げられる。生物学上の重合体は、一般に、生物再吸収可能である。精製生物学上の重合体は、さらに、繊維に加工するための重合体材料に適切に形成されうる。
【００４０】
繊維の適切な長さは、一般に繊維の特定用途に依る。この範囲外の長さも、予想されるが、広範な意味で、繊維は、一般に長さ約５００ミクロンから約１０センチメートルまでのサイズの範囲にある。さらに、一般に、繊維は、繊維の長さ対それの幅の比であるアスペクト比が大きく、そして典型的には少なくとも約３の値を示す。アスペクト比は、いくつかの実施態様では、少なくとも約１０であり得て、別の実施態様では、少なくとも約１００であり、他の実施態様では、少なくとも約１０００であり、そしてさらに別の実施態様では、約２０００から約１０，０００までである。同様に、毛細管は、一般に、毛細管の幅より大きな、少なくとも３の因子である繊維長さに沿って長さを有する。いくつかの実施態様では、表面毛細管は、繊維長さの少なくとも約５パーセントに沿って拡張し、別の実施態様では、少なくとも約２０パーセントで、別の実施態様では、少なくとも約４０パーセント、そして他の実施態様では、少なくとも約６０パーセントである。いくつかの実施態様では、表面毛細管は、実質的に繊維の全長に沿って拡張する。当業者は、繊維長さ、アスペクト比および毛細管チャネル拡張の別の範囲が予想され、そして本開示の範囲内にあることを認識する。特に、繊維の一方または両方の末端は、いくつかの実施態様では異なる特性を示すか、または表面毛細管を有しない可能性がある。
【００４１】
繊維の表面チャネルおよび対応の断面の特性は、一般に、繊維を形成するために使用される方法による。Ｂａｇｒｏｄｉａらに対する、参照してここに組み込まれる「改質ポリエステル繊維を製造する簡略法」と題される米国特許番号第４，８４２，７９２号は、繊維の長さに沿って伸びる連続表面「溝」を有する繊維を形成する１つのアプローチを記述する。’７９２号特許における方法は、従来の繊維から出発する溝を形成する。指向性繊維の別の形態は、参照してここに組み込まれる「配向特徴繊維」と題されるＨｏｇｌｅらに対する米国特許番号第５，２７７，９７６号で記述される。他の指向性繊維ノッチまたはチャネルは、参照してここに組み込まれる「指向性繊維を含む不織布ウエブ」と題されるＭｅｉｒｏｗｉｔｚらに対する米国特許番号第５，４５８，９６３号で記述される。相当に複雑な表面チャネル幾何学を示す繊維は、参照してここに組み込まれる「流動体を自主的に輸送する能力のある繊維」と題されるＰｈｉｌｌｉｐｓらに対する米国特許番号第５，９７２，５０５号で記述される。表面毛細管を有する繊維を形成する別のアプローチは、
参照してここに組み込まれる「開放毛細管チャネル構造、毛細管チャネル構造を製造する改善方法、およびそこで使用するための押出ダイ」と題されるＴｈｏｍｐｓｏｎらに対する米国特許番号第５，２００，２４８号（以降、’２４８号特許）で記述される。’２４８号の背景区分は、さらに、表面チャネルまたは毛細管を有する繊維を形成するためのアプローチの多様な代替実施態様を参照しやすくして載せる。これらのアプローチのいずれも使用されうる。しかし、’２４８号特許それ自身の方法によって形成される繊維は、所望の特徴および万能性を有する。
【００４２】
適切な繊維が、多様な方法で形成されうるので、繊維の断面特性は、類似の多様性を示しうる。一般に、繊維の断面特性は、そのような特性が所望の機能のためにいくつかの実施態様で必要とされないが、毛細管の長さに沿って比較的均一である。断面特性は、表面毛細管を有する繊維の長さに沿った断面の平均と評価されうる。少なくとも１つの表面毛細管の存在により、断面の外側輪郭線は、湾曲に少なくとも１回の変化を有する。いくつかの実施態様では、繊維は、湾曲に対応の変化を有する複数の表面毛細管を有する。したがって、繊維は、単独表面毛細管、２つの表面毛細管、または適切な実施態様では、３−２５の表面毛細管、並びにこの範囲内のいずれかおよび全ての値を示しうる。例えば、断面は、断面の外側表面に沿って図面を引くことによって形成される外側周囲の長さを有する。
【００４３】
断面は、断面を拡大し、外周の周囲をぴんと張った弦で概念的に包み、その概念的弦の長さを測定し、そして倍率の逆関数によって戻って長さを率に応じて決めて、外周を得ることによって測定されうる外周によって特徴づけられうる。類似に、この仮想弦で測量される面積は、繊維の断面をも特徴づける。外周ｃは、式ｃ＝２πｒによっておおよそ半径ｒに関連しうるので、繊維の半径は、全体の円周形状が推定される場合、外周から概算されうる。毛細管それら自身は、それらの数、形状および毛細管の間の壁厚によっておおよそ特徴づけられうる。適切な壁厚は、毛細管のサイズ、並びに繊維の全体の厚みによりうる。
【００４４】
繊維長と同様に、繊維の厚みは、繊維の特定の用途について適切に選択されうる。繊維厚は、いくつかの方法で測定されうる。先の段落で記述されるとおり、繊維の半径は、円形断面の仮定からおおよそ概算されうる。代わりに、平均断面を取り、そしてその後、断面の外周を横断する断面の中心を通るセグメントの長さを平均することによって、平均直径の範囲を明確にできる。さらに、カリパスを使用して、厚みを測定でき、そしてそれを平均して、直径の値を得ることができる。半径または直径を概算する上でのこれらの種々のアプローチは、一般に、おおよそ同じ大きさの値を付与する。さらに、繊維分野では、実践的方法は、繊維の拡大を用いる必要なく、繊維厚みを特徴づけるのに開発されてきた。したがって、繊維厚みは、デニールの単位で測定されうる。デニールは、厚い繊維に対応する大きな値を示す紡績糸の９，０００メートル当たりのグラム数に対応する。いくつかの実施態様では、適切な繊維は、５０ミクロンから約５ミリメートルまでの直径を示し、別の実施態様では、約１００ミクロンから約２ミリメートルまでであり、そしてさらに別の実施態様では、約１５０ミクロンから約１ミリメートルまでである。デニールで測定される場合、ＳＣＦ繊維は、サイズ約１．５デニールから約１０００デニールまでの範囲にあるサイズを示し、別の実施態様では、約５デニールから約５００デニールまで、他の実施態様では、約１０デニールから約２５０デニールまで、そしてさらなる実施態様では、約２０デニールから約２００デニールまでである。当業者は、直径測定法で、またはデニールでの繊維厚みの別の範囲が、意図され、そして本開示内にあると認識する。
【００４５】
毛細管チャネルは、それの機能および流動体とのそれの相互作用に基づいた特定の用途に適した幅を有しうる。目的の多くの用途について、適切な毛細管幅は、約１ミクロンから約０．５ｍｍ（５００ミクロン）までの範囲にあり、他の実施態様では、約５ミクロンから約２５０ミクロンまで、そして別の実施態様では、約１０ミクロンから約２００ミクロンまで、そしてさらなる実施態様では、約２５ミクロンから約１００ミクロンまで、並びにこれらの範囲内の全ての範囲および副範囲に入る。毛細管チャネルの幅は、倍率に基づいて繊維断面の顕微鏡写真における測定値から評価されうる。その幅は、幅が毛細管の表面開口部に対応するように、繊維の外周に沿って、毛細管の縁の間の距離として取られる。当業者は、明白な範囲内の毛細管の幅の値の別の範囲が、予想され、そして本開示内にあることを認識する。
【００４６】
繊維の別の特徴は、’２４８号特許で概説されるアプローチから借りうる。特に、全体の毛細管サイズを特徴づけうる。目的のいくつかの実施態様では、繊維は、少なくとも約０．５ｃｃ／ｇ、別の実施態様では、少なくとも１．０ｃｃ／ｇ、さらなる実施態様では、少なくとも約２．０ｃｃ／ｇ、そして別の実施態様では、少なくとも約３．０ｃｃ／ｇの毛細管体積比を有する。さらに、毛細管表面積比は、少なくとも約５００ｃｍ2／ｇ、いくつかの実施態様では、少なくとも約１０００ｃｍ2／ｇ、別の実施態様では、約２０００ｃｍ2／ｇ、そして他の実施態様では、少なくとも約３０００ｃｍ2／ｇでありうる。当業者は、毛細管体積および毛細管表面の別の範囲が予想され、そして本開示内にあることを認識する。これらの値を評価するための試験は、下に要約される。
【００４７】
いくつかの実施態様では、体内の流動体またはその構成要素のような水溶液が毛細管に入ることが望ましい。これらの実施態様については、重合体特性および毛細管特性は、毛細管が、液体の表面張力および液体と繊維の化学的特性の主な原因である液体に順応しうるように適切に選択される。特に、体内の流動体からの微粒子の除去に関与する実施態様については、そしてチャネルを通しての生物学上の液体の輸送に関与する実施態様について、毛細管への水性液体の流入を提供することが望ましい可能性がある。したがって、ポリエステルのような比較的親水性の重合体は、一般に、水性液体を毛細管に組み入れるための適切な繊維材料である。
【００４８】
種々の毛細管構造が、ここに網羅される一方で、高毛細管体積を示すいくつかの実施態様では、毛細管壁は、特に薄くてよい。毛細管壁が薄い場合、その重合体が圧縮変形に耐性でない限り毛細管は、圧縮力により崩壊する可能性がある。したがって、いくつかの実施態様では、重合体が、少なくとも約１００ＭＰａの弾性係数を示し、そして他の実施態様では、約３５℃から約４０℃までの生物学上の温度で、少なくとも約７５０ＭＰａを示すことが望ましい。類似に、重合体の湿潤特性は、等価でありうる。いくつかの実施態様では、重合体は、少なくとも約２０デニール／ｃｍの蒸留水との接着張力を示し、そして別の実施態様では、少なくとも約２５デニール／ｃｍを示す。生じた毛細管特性に関しては、いくつかの実施態様における毛細管構造は、５．０ｃｍ毛細管吸引／蒸留水との流体静力学張力で、少なくとも約１．５ｃｃ／ｇの毛細管吸着を示し、他の実施態様では、５．０ｃｍで少なくとも約４ｃｃ／ｇを示し、そして別の実施態様では、１０ｃｍ毛細管吸引で少なくとも約４ｃｃ／ｇを示す。毛細管吸着についての試験を、下に記述する。当業者は、明確な範囲内の弾性、粘性張力、および毛細管吸着の係数の別の範囲が予測され、そして本開示内にあることを認識する。
【００４９】
毛細管体積比、毛細管表面積比および接着張力を評価する試験方法は、’２４８号特許で詳細に記述され、そしてそれは、これらの値の測定の明確な説明についてここで参照して組み込まれる。
【００５０】
一般に、繊維を、デバイスに組み込むために一緒に付着させうる。例えば、化学的架橋、接着剤、撚り、編み、加熱結合などまたはそれの組み合わせを使用して、繊維を付着させうる。化学的架橋は、重合体を活性化して、化学的架橋を形成するために、放射線または同等物の使用、および／または２つまたはそれより多くの重合体繊維要素と結合しうる架橋剤に関与しうる。繊維またはそれの一部を結合するための適切な接着剤は、下に詳細に記述される。例えば、形成するために従来のアプローチを使用して、繊維を撚るかまたは編むことができる。編みまたは類似の物理的関連は、デバイスで使用するための構造を形成するために使用されうる。一般に、形態が形成される場合、適切な重合体、繊維またはその一部を、繊維および表面チャネル構造の望ましくない損失を誘発することなく、望ましい融合を形成するために制御されうる加熱結合を用いて一緒に結合できる。さらに、繊維を、下でさらに記述されるとおり、繊維を固定するためにおよび／またはデバイスを形成するためにデバイス内に別の材料などと結合できる。
【００５１】
他の材料
ＳＣＦ繊維に加えて、医療用デバイスは、１つまたはそれより多くの別の材料を包含しうる。これらの材料は、繊維の特定の所望の機能のために、または医療用デバイスの構造および／または機能に関連した他の目的のために、適切にＳＣＦ繊維に干渉するために使用されうる。適切な別の材料は、生物適合性であっても、なくともよい。しかし、別の生物適合性材料は、体内の流動体と接触するデバイスの一部に関して使用されうる。適切な別の材料は、例えば、重合体、金属、セラミックス、生物活性化合物、組織などでありうる。生物活性材料は、下でさらに記述されうる。
【００５２】
いずれの非生物適合性材料も、体内の流動体と接触するデバイスの一部を操作および／または構造的に支持するために使用されうる。例えば、従来の構造材料のような種々の材料を、体外の装置の構造上および制御部分を形成するために使用しうる。例えば、透析装置の実施態様は、さらに例えば、参照してここに組み込まれる「腹膜透析を行うための装置」と題されるＪｅｐｐｓｓｏｎらに対する米国特許番号第５，７２２，９４７号で記述される。透析装置の特性を、体内の流動体の体外操作に関与する他の使用法に順応させうる。類似に、種々の制御装置を、所定の経皮装置と関連して、カテーテルおよび同等物を操作するために使用しうる。カテーテル装置は、さらに例えば、参照してここに組み込まれる「遠位マニホールド予備弁／マニホールドを有するカテーテル」と題されるＤｉＣａｐｒｉｏらに対する米国特許番号第６，１７６，８４３号で記述される。
【００５３】
適切な生物適合性材料に関して、適切なセラミックスは、限定なしに、ヒドロキシアパタイト、アルミナおよび熱分解炭素を含む。生物適合性金属としては、例えば、チタン、コバルト、ステンレス鋼、ニッケル、鉄アロイ、エルジロイ（Ｅｌｇｉｌｏｙ）（登録商標）のようなコバルトアロイ、コバルト−クロム−ニッケルアロイ、ＭＰ３５Ｎ、ニッケル−コバルト−クロム−モリブデンアロイ、およびニチノール（Ｎｉｔｉｎｏｌ）（登録商標）、ニッケル−チアンアロイが挙げられる。金属のような別の材料は、血管造影法および医療技術を介して可視化されうるように、デバイスの部分を放射性不透過性にさせるために重合体成分に導入されうる。一般に、適切な金属は、生物適合性金属を包含する。ガイドワイヤー、つなぎ鎖および同等物も、下に記述される生物適合性織物と同じ材料から形成されうるこれらの生物適合性金属および／または生物適合性重合体から形成されうる。
【００５４】
さらに、塞栓保護デバイスは、さらに、患者内の、またはデバイスの部分を一緒に確保するためにデバイス内の送出の場でのデバイスの固定を促進するために、デバイスの外側に生物適合性接着剤を包含しうる。いくつかの実施態様では、生物適合性接着剤は、デバイスの一部または構成要素を一緒に確保するために使用される。追加または代替実施態様では、ＳＣＦ繊維は、医療用接着剤を送出するために使用される。さらに、医療用接着剤は、生物活性剤と合わせて、そして接着剤の特徴に基づいて選択された送出を示す生物活性剤を送出するために表面毛細管内に置くことができ、そしてそれは、吸収性接着剤でありうる。特定の医療用接着剤は、連続区分でさらに記述される。
【００５５】
上に明記されるとおり、医療用デバイスの構成要素は、重合体から形成されうる。適切な重合体の特徴は、一般に、構成要素の特定の用途による。いくつかの実施態様では、重合体は、弾性または柔軟性重合体である一方で、他の実施態様では、重合体は、構造上の構成要素を形成するために使用されうる堅固な重合体である。一般に、体内の流動体を接触させない構成要素については、および市販で利用可能な重合体のような所望の特性を有する重合体を使用しうる。体内の流動体を接触する構成要素については、多様な生物適合性重合体は、使用のために適合されうる。適切な柔軟性重合体としては、例えば、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン、ポリテトラフルオロエチレンおよび共重合体およびその混合物が挙げられる。適切な堅固な重合体としては、例えば、デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）およびセルコン（Ｃｅｌｃｏｎ）（登録商標）のようなポリアセタール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリルスルホン、ポリエーテルエーテル−ケトン、ポリエーテルイミドおよび共重合体およびその混合物が挙げられる。いくつかの実施態様では、デキストラン、ヒドロキシエチル・スターチ、ゼラチンの誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリ［Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド］、ポリグリコース、ポリエステル、ポリ（オルトエステル）、ポリ（エステルアミド）、ポリ無水物および共重合体およびそれの混合物のような吸着性重合体を使用することが望ましい。再吸着性ポリエステルとしては、例えば、ポリ（ヒドロキシ酸）およびそれの共重合体、ポリ（イプシロン−カプロラクトン）、ポリ（ジメチルグリコール酸）、ポリ（ヒドロキシブチラート）および共重合体およびそれの混合物が挙げられる。他の再吸着性重合体としては、例えば、Ｄ，Ｌ−ポリ乳酸、Ｌ−ポリ乳酸、ポリ（グリコール酸）、およびＬ−乳酸の共重合体、Ｄ−乳酸およびグリコール酸が挙げられる。
【００５６】
さらに、患者の体内の流動体と接触する部分のようなデバイスの部分を、生物適合性繊維で被覆しうる。生物適合性繊維は、絹、ナイロンおよび／または例えばダクロン（Ｄａｃｒｏｎ）（登録商標）ポリエステルのようなポリエステルのような多様な生物適合性材料から形成されうる。繊維は、織りによるように、ＳＣＦ繊維から形成されてもされなくてもよい。さらに、繊維は、織られてもなくてもよい。繊維は、材料の所望の用途のために適切な多孔性を有するように選択されうる。例えば、繊維がＳＣＦ繊維から形成される場合、孔サイズは、繊維の周囲に流れを供するように選択されうる。不織布繊維については、所望の多孔性は、微細な針または同等物で繊維を機械的に刺すことによって、または適切な孔を開けるレーザーによって導入されうる。中程度の電力を有する多様なレーザーを、孔を開けるのに使用でき、そして従来のレンズは、所望の孔サイズを生じるレーザービームに焦点を当てるために使用されうる。
【００５７】
重合体構成要素は、例えば従来の重合体加工法を含めた多様なアプローチのいずれかによって製造されうる。適切なアプローチとしては、例えば明らかな構造特性を示す重合体構成要素の生産に適している射出成形、および反応射出成形および立体リソグラフィーのような高速プロトタイプ・アプローチが挙げられる。
【００５８】
他の実施態様は、医療用デバイスについての構成要素として、流動体管理またはデバイスに対する生物学的拒絶を調節できる、界面活性剤または他の表面仕上剤を使用しうる。さらに、他の実施態様は、材料に対してハイホリシティー（ｈｙｒｏｈｏｌｉｃｉｔｙ）または疎水性特性のいずれかを生じるこれらの被覆材の調節を伴いうる。
【００５９】
いくつかの実施態様では、医療用デバイスは、組織材料を包含する。適切な組織材料は、天然材料、合成組織マトリックスおよびそれの組み合わせから形成されうる。合成組織マトリックスは、架橋して組織マトリックスを形成する細胞外マトリックスタンパク質から形成されうる。細胞外マトリックスタンパク質は、市販で利用可能である。本発明に使用するための天然、すなわち、生物学的組織材料は、比較的無傷の組織、並びに脱細分化組織を含む。これらの組織は、例えば、生来の心臓弁、根、壁およびリーフレットのような生来の心臓弁の一部、心臓周辺の補修材のような心臓周辺組織、結合組織、バイパス移植片、腱、靭帯、皮膚補修材、血管、軟骨、硬膜、皮膚、骨、筋膜、粘膜下層、臍帯組織、および同等物から得られうる。
【００６０】
天然組織は、特定の動物種、特に、ヒト、ウシ、ブタ、イヌ、アザラシまたはカンガルーのような哺乳類から由来しうる。これらの組織は、同種移植片および自家移植片を含めた全臓器を含みうる。これらの天然組織は、一般に、コラーゲン含有材料を含む。天然組織は、典型的に、しかし必然的にではなく軟質組織である。組織は、脱細分化されうる。脱細分化アプローチは、例えば、参照してここに組み込まれる「生育可能な体組織由来の人工器官のためのマトリックス基材およびそれを製造する方法」と題されるＥｉｓｈｏｐｒｉｃらに対する米国特許番号第５，８５５，６２０号に記述される。
【００６１】
組織は、架橋により固定されうる。固定は、例えば、組織の酵素分解を防止することによって、機械的安定化を提供する。グルタアルデヒド、ホルムアルデヒドまたはそれの組み合わせは、特に、固定のために使用されるが、しかしエポキシドおよび他の二官能アルデヒドのような他の固定剤も使用しうる。アルデヒド官能基は、コラーゲンのようなタンパク質中のアミン基と非常に反応性がある。架橋の毒性影響を緩和するアルデヒド架橋組織の処理は、参照してここに組み込まれる「生物適合性人工器官組織」と題されるＡｓｈｗｏｒｔｈらに対する米国特許番号第６，４７１，７２３号でさらに記述される。
【００６２】
生物活性剤
医療用デバイスまたはそれの構成要素は、一般に、患者内の機械的および構造機能を提供する。しかし、デバイスの機械的特性を、生物学上の活性剤と合わせて、処理に対する別の寸法を提供することが望ましい可能性がある。
【００６３】
いくつかの実施態様では、生物活性剤のデバイスとの結合は、塞栓保護デバイス内のような、塞栓を収縮または排除する、および／またはデバイスの近接に、および／または下流に生物活性剤を送出する処置を提供しうる。適切な生物活性剤は、例えば、血栓分解（抗血栓発生）剤、抗血小板剤、抗凝固剤、抗微生物剤、血管拡張薬、プロ凝固剤、再狭窄阻害剤、酸性剤、成長因子およびその組み合わせを含む。
【００６４】
適切な血栓分解剤としては、例えば、組織型プラスミノーゲン活性化因子（ｔＰＡ）、ＴＮＫ−ｔＰＡおよびＹＭ８６６のような突然変異形態のｔＰＡ、ウロキナーゼ、ストレプトキナーゼ、スタフィロキナーゼ、および同等物が挙げられる。特に、ｔＰＡは、プラスミノーゲンで作用して、プラスミンを形成するポリペプチドである。プラスミンは、血餅中の主要な構造タンパク質の内の１つであるフィブリンを分解する（２２，２３）。プラスミンも、フィブリンの前駆体であるフィブリノーゲンを溶解する。ｔＰＡは、参照してここに組み込まれる「組織プラスミノーゲン活性化因子を製造する方法」と題されるＲｙｏｔａｒｏらに対する米国特許番号第４，９３５，３６８号に記述の方法によって製造されうる。ｔＰＡの有効な前駆体は、参照してここに組み込まれる「血栓形成、塞栓形成および関連の症状の処置のためのプロ−ｔＰＡ」と題されるＤｏｗｄｌｅに対する米国特許番号第６，００１，３５５号で記述される。類似体、例えば、突然変異型のｔＰＡは、例えば、参照してここに組み込まれる「組織プラスミノーゲン活性化因子（ＴＰＡ）類似体」と題されるＭａｒｏｔｔｉらに対する米国特許番号第５，１０６，７４１号、「ＴＰＡ類似体」と題されるＳａｔｏらに対するＰＣＴ公開公報ＷＯ９３／２０１９４号、および「突然変異ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子を発現するセルライン、それの構築戦略、および発現タンパク質を製造する方法」と題されるＸｉａらに対するＰＣＴ公開公報ＷＯ０２／２２８３２号に記述されるとおり知られており、そしてその３つ全ては、参照してここに組み込まれる。請求項を含めた本出願のどこでも、ｔＰＡは、プラスミンの形成を刺激するのに有効である天然ｔＰＡ、それのフラグメント、およびそれの類似体に該当する。
【００６５】
適切な材料設計と一緒に、ｔＰＡと結合した所望の医療用デバイスは、心肺バイパスに関連した塞栓を破壊または収縮する能力がある可能性がある。最近の報告は、心肺バイパスの間に発生される塞栓のほとんどは、明らかにフィブリン構成要素を有することを示唆する（１９、２０）。フィブリンを分解する体の一次手段は、組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔＰＡ）を介している。ｔＰＡは、最近、心臓麻痺および卒中のための治療薬（血栓溶解、再灌流療法）としての臨床用途にある。この療法は、静脈ラインを通してｔＰＡを送出して、冠状動脈中のクロットを破壊および溶解し、それにより血液の流れを回復するこをと含む。（２１）ｔＰＡは、全身出血事象を引起すことなく、クロット分解について高い特異性のｔＰＡに基づいて、塞栓または同等物に対する保護を供するために、ここに記述される医療用デバイスと共に使用するのに特に興味深い。
【００６６】
適切な抗血小板剤としては、例えば、アセチルサリチル酸、ＡＤＰ阻害剤、ホスホジエステラーゼＩＩＩ阻害剤、糖タンパク質ＩＩＢ／ＩＩＩＡ阻害剤、アデノシン再摂取阻害剤、ニトログリセリンおよびイソソルビド・ジニトラートのようなニトラート、およびビタミンＥが挙げられる。適切な抗凝固剤としては、例えば、ヘパリン、ワルファリンおよび同等物が挙げられる。適切な成長因子としては、例えば、血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）および同等物が挙げられる。一般に、これらの剤の適切な形態は、市販で十分に入手可能である。
【００６７】
いくつかの実施態様では、治療用組成物を分解することにより形成する材料を、デバイスに組み込む。例えば、一酸化窒素（ＮＯ）は、有益な血管応答を刺激しうる。ＮＯＮＯ-官能基を有する化合物は、医療用デバイスの移植に続いて一酸化窒素を発生しうる。適切な組成物としては、例えば、（ＣＨ3）2ＣＨＮＨＮＯＮＯ-、（ＣＨ3ＣＨ2）2ＮＮＯＮＯ-、Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）3ＮＨＮＯＮＯ-、ＮａＮＯＮＯＮａが挙げられる。１−（２Ｓ−カルボキシピロリジン−１−イル）−オキソ−２−ヒドロキシジアゼン・二ナトリウム塩、１−ヒドロキシ−２−オキソ−３−カルボキシメチル−３−メチル−１−トリアジン・Ｎ−メチルアミド二ナトリウム塩、１−ヒドロキシ−２−オキソ−３−カルボキシメチル−３−メチル−１−トリアジン・Ｎ−メチルアミドナトリウム塩、Ｌ−プロリル−Ｌ−レウシルグリシンアミドノビス（一酸化窒素）アダクトおよび対応のタンパク質アダクトの合成は、参照してここに組み込まれる「生物重合体に結合した一酸化窒素放出組成物、それを組み込む医薬組成物、およびそれを使用して生物学上の障害を処置する方法」と題されるＳａａｖｅｄｒａらに対する米国特許番号第５，６３２，９８１号で記述される。例えば、血栓形成を防止するのに有効である硫酸デルマタンとのヘパリンの接合体は、参照してここに組み込まれる「グルコサミノグリカン−抗スロンビンＩＩＩ／ヘパリンコファクターＩＩ接合体を包含する医療用デバイス」と題されるＢｅｒｒｙらに対する米国特許番号第６，４９１，９６５号で記述される。さらに、いくつかの重合体は、分解して、３−ヒドロキシ吉草酸に分解するポリヒドロキシブチラートのような、酸性部分を形成する。このような酸性剤は、それの放出の付近で塞栓形成を遅延させうる。
【００６８】
いくつかの実施態様では、プロ凝固剤を使用しうる。これらの剤としては、金属、生物学上の剤または他のエネルギー発生刺激を含む。金属化合物の例は、血流の明らかな外傷を止める硝酸銀（止血棒剤）である。他の生物学上の材料は、類似の結果物、例えば、コラーゲンまたは別のタンパク質、または凝固カスケードに関連したタンパク質の組み合わせ、すなわち、因子ＶＩＩａ、Ｘａ、Ｖ、ＸＩＩＩａ、フィブリン、トロンビン、バン・ウィレプブランド因子（ｖＷＦ）または血小板によって分泌されるか、または血漿から結合される他の共クロット形成因子を生じうる。これらの剤は、例として意図され、そして限定しない。
【００６９】
いくつかの実施態様では、血餅形成は、有益ではないかもしれないが、血餅形成を防止する剤の溶出は有用でありうる。これは、医療用物品を、血栓分解工程を阻害または逆行させる生物活性剤、すなわち、硫酸ヘパリン、アンチスロンビンＩＩ、プロテインＣ、および組織プラスミノーゲン活性化因子と結合させることによって行いうる。
【００７０】
他の実施態様では、可能性のある感染を防止および処置するのに役立つ抗微生物剤の結合は、医療用物品と結合した。これらの剤としては、限定なしに、抗生物質、抗微生物金属が挙げられる。抗生物質の例としては、例えば、細胞壁合成に干渉する、ペニシリン、ホスホノマイシン、バシトラシンおよびバンコマイシンが挙げられる。特に、ペニシリンは、細胞壁合成における架橋反応を阻害する。ストレプトマイシン、テトラサイクリン、クロラムフェニコールおよびエリスロマイシンのような他の抗生物質は、細菌のリボソームに結合することによってタンパク質合成を阻害することにより作用する。他の適切な抗生物質としては、例えば、リソスタフィンのようなバクテリオシン、およびアクチノマイシン、バシトラシン、サークリン、フンギスポリン、グラミシジンＳ、マルフォルミン、マイコバシリン、ポリミキシン、チロシジンおよびバリノマイシンのようなペプチド抗生物質が挙げられる。
【００７１】
他の実施態様では、血管の再狭窄を阻害する生物活性剤の送出が望ましい可能性がある。再狭窄を阻害する適切な治療剤としては、例えば、放射性活性原子／イオン、一酸化窒素放出剤、ヘパリン、アンギオペプチン、カルシウム・チャネル遮断剤、アンギオテンシン変換酵素阻害剤、シクロスポリンＡ、トラピジル、テルビナフィン、コルチシン、タキソール、ｃ−ｍｙｃおよびｃ−ｍｙｂアンチセンス、ＳＭＣ幼若化物質血小板由来の成長因子に対する抗生物質などが挙げられる。
同じ分類および／または異なる分類の２つまたはそれより多くの生物活性剤の組み合わせを使用しうる。
【００７２】
生物活性剤を、１つまたはそれより多くのアプローチにより塞栓保護デバイスの材料と結合させうる。例えば、剤が、デバイス内に融合されうるように、デバイスを、その剤の溶液と接触させうる。その後、剤は、デバイスの移植により、おそらく徐々に放出される。他の実施態様では、生物活性剤を、重合体マトリックス内に組み込むように、生物活性剤を、重合および／または架橋／移植段階の間に重合体と接触させておく。その後、生物活性剤を、移植に続いて溶出させる。特に、ＳＣＦ繊維は、デバイスの送出に続いて、組成物の連続溶出のために、比較的多量に表面毛細管内に液体組成物を取り込みうる。生物活性剤を、生物適合性接着剤または他の制御放出剤と一緒に、毛細管チャネルに吸着させうる。接着剤からの生物活性剤の溶出または接着剤の分解は、制御された方法で、生物活性剤を放出しうる。
【００７３】
全身投与については、ヒト患者のための＋ＰＡの治療用量は、０．０１から８０マイクロモル（７０−８７５０ｎｇ／ｍｌ）でありうるが、しかし５００−１０００ｎｇ／ｍｌで最も有効であると考えられる。例えば、Ｗｕ  ＪＨおよびＤｉａｍｏｎｄ  ＳＬ、「組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔＰＡ）は、フィブリンのプラスミン分解を阻害する。ｔＰＡ指向性繊維分解を遅らせるが、しかしアルファ２−アンチプラスミンまたは固有のプラスミノーゲンの漏出を要求しない機構。」、Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  １９９５年；９５（６）巻：２４８３−２４９０頁を参照。局所濃度が、送出期間より高い可能性があるので、低い用量は、局所送出に有効でありうる。局所送出のための適切な対応用量は、移植の時間じゅう維持されうる。用量が早く放出されすぎる場合、毒性環境は、結果として起こりうる（全身送出としては＞２５，０００ｎｇ／ｍｌ  ）。例えば、Ｈｒａｃｈ  ＣＪ、Ｊｏｈｎｓｏｎ  ＭＷ、Ｈａｓｓａｎ  ＡＳ、Ｌｅｉ  Ｂ．Ｓｉｅｖｉｎｇ  ＰＡおよびＥｌｎｅｒ  ＶＭ、「ネコの眼における市販の生体内組織プラスミノーゲン活性化因子溶液の網膜毒性」、Ａｒｃｈｉｖｅ  Ｏｐｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ  ２０００年５月；１１８（５）巻：６５９−６３頁を参照。当初の供給用量を決定するために、デバイスからのｔＰＡの放出速度論は、所望の用量のｔＰＡまたは他の生物学的に活性な剤を送出するのに使用されうる。適切な用量の経験的な評価は、参照してここに組み込まれる「塞栓保護デバイス」と題されるＯｇｌｅに対する共に継続中の米国特許出願番号第１０／４１４，９０９号で記述されるフローループ研究のようなインビトロ研究から、または動物研究から概算されうる。いくつかの実施態様では、適切な生物適合性担体を有する生物学上活性な剤を送出することが望ましい可能性がある。適切な生物適合性担体は、例えば、生理学上緩衝された生理食塩水でありうる。適切な緩衝液は、例えば、以下の化合物に基づきうる：ホスフェート、ボレート、ビカルボネート、カルボネート、カコジレート、シトレート、およびトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ＴＲＩＳ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピパラジン−Ｎ’−（２−エタンスルホン酸）（ＨＥＰＥＳ）またはモルホリンプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）のような他の有機緩衝液。生物適合性担体のイオン強度は、例えば、ＮａＣｌ，ＫＣｌおよびそれの組み合わせを含めた１つまたはそれより多くの不活性塩の添加により調節されうる。いくつかの実施態様では、イオン強度は、生理学的値に近い。
【００７４】
さらに、または代わりに、所望のポリペプチド−生物活性剤をコードする遺伝子は、ベクターで送出されうる。ベクターは、隣接細胞によって取込まれ、そしてタンパク質として発現されうる。適切なベクターは、当業界で知られており、そして、例えば、ウイルス性ベクター、プラスミドおよび同等物を含む。特に、ｔＰＡをコードするベクターは、デバイスを通して送出されうる。ウサギにおけるｔＰＡ発現のためのベクターの効率は、参照してここに組み込まれるＷａｕｇｈら、「血栓耐性を促進する遺伝子療法：インビボのウサギのモデルにおける動脈血栓形成を防止する組織プラスミノーゲン活性化因子の局所過剰発現」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ−ＵＳＡ  ９６（３）巻：１０６５−１０７０頁（１９９９年２月２日）でさらに記述される。ヒト細胞における発現のために適切な制御配列を有する形質転換ヒト細胞について適切なベクター、例えばプラスミドおよびウイルス性ベクターは、「組織プラスミノーゲン活性化因子（ＴＰＡ）類似体」と題されるＭａｒｏｔｔｉらに対する米国特許番号第５，１０６，７４１号、および「組織プラスミノーゲン活性化因子を産生する方法」と題されるＲｙｏｔａｒｏらに対する米国特許番号第４，９３５，３６８号でさらに記述され、そしてその両方は、参照してここに組み込まれる。
【００７５】
医療用接着剤
他の実施態様は、ＳＣＦ繊維を包含する医療用デバイスと組み合わせて医療用接着剤を使用することに関する。医療用接着剤は、これらのデバイス内のいくつかの異なる役割で有利に使用されうる。医療用接着剤は、それらが体内の流動体を接触するのに適切であるという利点を有する。これらのデバイスに関して、医療用接着剤は、デバイスを固定することを促進するために使用でき、接着剤は、生物活性剤の送出に関連して使用でき、接着剤は、構造上の方法で医療用デバイスの一部を一緒に保持するために使用でき、および／または医療用接着剤は、繊維の表面毛細管を通して選択された位置に送出されうる。便宜上、ここに使用される場合、接着剤は、一般に、用途のための形態、並びに一組の形態での治療法に続いて接着剤組成物に該当する。
【００７６】
適切な医療用接着剤は、それらが、非毒性、非発癌性であり、そして溶血または免疫学上の反応を誘発しない点で、生物適合性であるべきである。一般に、接着剤は、単独成分接着剤または多成分接着剤でありうる。別の適切な接着剤としては、合成接着剤、天然接着剤およびそれの組み合わせが挙げられる。例えば、広範な適切な接着剤が、下でさらに検討されるが、適切な生物適合性接着剤としては、シアノアクリレート（エチオン・プロダクツ（Ｅｔｈｉｃｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から得られる２−オクチルシアノアクリレート、デルマボンド（商標）のような）、フィブリン糊（バクスターから得られるティスコール（登録商標）のような）およびそれの混合物のような、市販で入手可能な手術用接着剤が挙げられる。
【００７７】
以下は、例えばシアノクアリレート化合物を含めた１つの成分接着剤である、適切な合成接着剤のリストである。特定のシアノアクリレートとしては、例えば、メチルシアノアクリレート、エチルシアノアクリレート、ｎ−プロピルシアノアクリレート、イソプロピルシアノアクリレート、ｎ−ブチルシアノアクリレート、イソブチルシアノアクリレート、ｎ−アミルシアノアクリレート、イソアミルシアノアクリレート、３−アセトキシプロピルシアノアクリレート、２−メトキシプロピルシアノアクリレート、３−クロロプロピルシアノアクリレート、ベンジルシアノアクリレート、フェニルシアノアクリレート、ブチル−２−シアノアクリレート、フッ素処理した２−シアノアクリレートおよびそれの組み合わせが挙げられる。エチルシアノアクリレートおよびブチル−２−シアノアクリレートは、コネチカット州ハートフォード（Ｈａｒｔｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎ）のロクタイト・コープ．（Ｌｏｃｔｉｔｅ  Ｃｏｒｐ．）から利用可能である。これらの化合物は、大気中の湿度にさらされることにより急速に硬化する。接着剤は、時期尚早の硬化を避けるために適切に保存すべきである。
【００７８】
適切な２成分合成接着剤としては、例えば、ウレタン基材の重合体、共重合体およびそれの混合物が挙げられる。ポリウレタンは、カルボン酸のエステル−アミド誘導体である。ウレタン・オリゴマー／プレポリマーは、終端の反応性官能基と共に形成されうる。終端の官能基のため、プレポリマーは、特に、ポリウレタンとして、そして他の成分として一般に特徴の所望の特性の範囲を示す架橋混合重合体の形成に適切である。接着剤の形成に関して、所定の実施態様では、ウレタン・プレポリマーは、接着剤の１成分として使用され得て、そして架橋剤または複数の剤は、接着剤の他の成分または複数成分である。
【００７９】
イソシアネート（−ＮＣＯ）末端のウレタン・プレポリマーは、特に適切な接着剤成分である。ポリウレタン・プレポリマー（ウレタン・オリゴマー）を含むポリウレタンは、ビスクロロホルメートのジアミンとの反応またはジイソシアネートのポリヒドロキシ化合物との反応により形成されうる。ポリヒドロキシ化合物を有するジイソシアネートに関するウレタン重合に対するアプローチは、それらの末端にイソシアネート官能基を有するウレタン・プレポリマーを生産するために使用されうる。適切なウレタン・プレポリマーは、ポリイソシアネートのポリオールとの反応によって形成されうる。
【００８０】
適切なポリイソシアネートとしては、例えば、ｏ−、ｍ−およびｐ−フェニレン・ジイソシアネート（ＰＤＩ）、２，４−および２，６−トリレンジイソシ−アネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタン−２，４’および４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−２，４’および４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、トリフェニルメタン４，４’、４’’−トリイソシアネート、アニリン−ホルムアルデヒド縮合産物のホスゲン化によって得られるポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ＰＡＰＩ）、ｍ−およびｐ−イソシアナト−フェニルスルホニルイソシアネート、および同等物のような、−ＮＣＯ基を除いて６−２０個の炭素原子を含む芳香族ポリイソシアネート；エチレンジイソシアネートのような、２−１８個の炭素原子を含有する脂肪族ポリイソシアネート；イソホロンジイソシアネートのような、４−１５個の炭素原子を含有する脂環式ポリイソシアネート；キシレン・ジイソシアネートのような、８−１５個の炭素原子を含有するアラル族ポリイソシアネート；およびウレタン改質ＴＤＩ、カルボジイミド改質ＭＤＩ、ウレタン改質ＭＤＩおよび同等物のような、ウレタン、カルボジイミド、アロファネート、尿素、ビウレット、ウレソジオン、ウレシミン、イソシヌレートおよび／またはオキサオリドング（ｏｘａｏｌｉｄｏｎｇ）基を含む、これらのポリイソシアネートの改質ポリイソシアネート、並びにそれの混合物が挙げられる。
【００８１】
手術用接着剤については、この基から得られる適切なポリイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート、特にＰＤＩ、ＴＤＩ（２，４−および２，６−異性体およびＴＤＩとの異性体の混合物と一緒に）、ＭＤＩ（４，４’−および２，４’−異性体およびＭＤＩまたはＰＡＰＩとの異性体の混合物と一緒に）、およびＰＤＩ、ＴＤＩおよび／またはＭＤＩから誘導される、ウレタン、カルボジイミド、アロファネート、尿素、ビウレットおよび／またはイソシアヌレート基を含む改質ポリイソシアネートが挙げられる。低毒性により、ｐ−ＰＤＩ（以降、ＰＰＤＩ）は、特に適切である。代替の実施態様は、芳香族ポリイソシアネート、特にＴＤＩ、ＭＤＩ、改質ＭＤＩおよびそれの混合物のような、微量（通常には、約５００重量まで、そしていくつかの実施態様では、約３０重量Ａ％まで）の１つまたはそれより多くの他のポリイソシアネートとのＰＰＤＩの組み合わせを含む。
【００８２】
プレポリマーの形成のために適切なポリオールは、親水性ポリエーテルポリオール、他のポリオールおよびそれの混合物を含む。代表的適切な親水性ポリエーテルポリオールは、エチレンオキシド（以降、ＥＯ）のアダクト、または多価フェノール、アミン、ポリカルボン酸、燐酸および同等物のような、少なくとも２つの活性水素原子を含有する１つまたはそれより多くの化合物で形成される他のアルカリ性オキシド（類）（以降、ＡＯ）とのＥＯの組み合わせを含む。適切な多価アルコールとしては、エチレングリコールのような二価アルコール、グリセロールのような三価アルコール、およびペンタエリスリトールのような、４−８個またはそれより多くの水酸基を有する多価アルコールが挙げられる。代表的適切な多価フェノールとしては、ヒドロキノンのようなモノ−およびポリ−核フェノールが挙げられる。ポリエーテルポリオールの形成のための適切なアミンは、アンモニア、モノ−、ジ−およびトリ−エタノールアミンのようなアルカノールアミン；脂肪族、芳香族、アラル族および脂環式モノアミン；脂肪族、芳香族、アラル族および脂環式ポリアミン、およびヘテロ環ポリアミンが挙げられる。
【００８３】
ウレタン・プレポリマーの形成のために、水素原子含有化合物を活性化させるＥＯの添加、またはＡＯとのＥＯの組み合わせは、単独段階で、または多段階で、大気圧下で、または高圧下で、従来の方法で、アルカリ性触媒、アミン触媒および酸性触媒のような触媒を用いても、用いなくても行われうる。ＥＯおよびＡＯの添加は、任意添加、続いてブロック添加のような、任意添加、ブロック添加またはそれの組み合わせによって行われうる。任意添加は、適切なアプローチである。
【００８４】
ＮＣＯ末端ウレタン・プレポリマーを生成するのに適切なポリオールは、約１００から約５，０００まで、いくつかの実施態様では、約２００から約３００までの平均等価重量を示し得て、そして一般に２−８個の水酸基、または代わりに２−４個の水酸基を有しうる。当業者は、上の明白な範囲内の別の範囲の分子量および水酸基数が、予想され、そして本開示の内であることを認識する。
【００８５】
ポリイソシアネートおよびポリオールを、約１．５対約５．０、そしてさらに約１．７から約３．０までのＮＣＯ／ＯＨの比で混合できる。生じたプレポリマーは、約１重量％から約１０重量％まで、いくつかの実施態様では約１重量％から約８重量％までのＮＣＯ含有率を示しうる。低ＮＣＯ含有率は、低い結合強度を生じ得て、そして高いＮＣＯ含有率は、脆い結合に至る可能性がある。当業者は、別の範囲の官能基比および明白な範囲内の官能基重量が予想され、そして本開示の内であることを認識する。
【００８６】
ポリイソシアネートおよびポリオールは、反応して、ウレタン・プレポリマーを形成する。これらのプレポリマーは、中程度の分子量オリゴマーである。オリゴマーのサイズは、ＮＣＯ官能基およびＯＨ官能基の相対量によって制御される。ＮＣＯ官能基を過剰に加えるので、重合は、ＯＨ基の全てが反応したときに終結する。未反応ＮＣＯ基は、最終接着剤を形成する別の重合のための基礎を形成する。生物吸着性ウレタン基材の接着剤は、適切な親水性ウレタン・プレポリマーから製造されうる。
【００８７】
ウレタン基材の医療用接着剤の第二成分として適切な組成物としては、プレポリマーを形成するために使用されるポリオールのようなポリオールが挙げられる。添加されるポリオールの量は、ウレタン・プレポリマー中で未反応のまま残る官能基の数に基づきうる。代わりに、ウレタン・オリゴマー接着剤の二次成分は、シアノアクリル酸およびそれのエステルのような、重合性二重結合に関与した炭素原子に付いたシアノ基を含む不飽和シアノ化合物でありうる。これらの不飽和シアノ化合物の例としては、例えば、シアノアクリル酸、シアノメタクリル酸、メチルシアノアクリル酸、メチルシアノメタクリル酸、エチルシアノアクリル酸、エチルシアノメタクリル酸、イソブチルシアノアクリル酸、イソブチルシアノメタクリル酸、対応のエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、シアノアクリロニトリル、シアノメタクリロニトリル、およびそれの混合物が挙げられる。このような接着剤は、参照してここに組み込まれる、Ｍａｔｓｕｄａらに対する米国特許番号第４，７４０，５３４号に記述される。ポリオールと不飽和シアノ化合物の混合物は、接着剤の第二または別の成分として使用されうる。
【００８８】
ウレタン基材の接着剤組成物は、一般に、約２０から約９０重量パーセントまでのウレタン・プレポリマーを、そしていくつかの実施態様では、約３０から約７０重量パーセントまでのウレタン・プレポリマーを包含する。ウレタン・プレポリマー対不飽和シアノ化合物の比は、望ましい柔軟性を達成するまで変化されうる。高い百分率のウレタン・プレポリマーの使用は、大きな柔軟性を示す接着剤を生じうる。所望の場合、触媒を添加しうる。ウレタン基材の医療用接着剤は、参照してここに組み込まれる「医療用接着剤」と題されるＰＣＴ出願公報ＷＯ００／４３０５０号でさらに検討される。
【００８９】
天然の組成物である成分に基づいた接着剤は、一般に、固有の天然の結合親和性および対応の生物学上の応答に基づく。一般に、接着剤の１つまたはそれより多くの成分は、タンパク質またはタンパク質基材の化合物である。タンパク質は、ポリペプチド成分（すなわちアミノ酸）を有するあらゆる化合物の点で、広く解釈されることが意図され、そして天然タンパク質、および追加のポリペプチド、ヌクレオチド、炭化水素、および他の有機または無機化合物のような、別の共有または非共有で結合した成分を有するポリペプチドの誘導体を含みうる。タンパク質成分は、一般に、残りの接着剤成分と結合するのに有用な官能基を有する側鎖を有するアミノ酸を含有する。さらに、基材が架橋組織である場合、接着剤成分は、架橋工程の間の反応により、組織基材で排除された官能基を置換できる。
【００９０】
１つの型の生物学上の接着剤は、タンパク質フィブリノーゲンに基づく。因子Ｉとして知られるフィブリノーゲンは、天然の血餅過程に関与する。タンパク質トロンビンは、フィブリノーゲンから１つまたは２つのペプチドを除去して、フィブリンを形成する。トロンビンも、血餅過程に関与する。多様なフィブリン接着剤は、フィブリンの架橋に基づいている。フィブリンのりは、一般に、フィブリノーゲン、トロンビンおよび因子ＸＩＩＩの組み合わせに関与する。因子ＸＩＩＩは、自然の外傷治癒機構にも関与する。フィブリン安定化因子としても知られる因子ＸＩＩＩは、トロンビンによって活性化され、そして可溶性フィブリンを不溶性クロットに変換する。フィブリン接着剤は、重合し、そしてコラーゲンおよび他の組織構成要素と共有結合もして、液体堅固な結合を形成する。完璧な接着剤でのフィブリノーゲン、トロンビンまたは因子ＸＩＩＩ成分の最終量は、望まれる場合、調節して、強度および／または硬化時間のような、または従来の用途のための選択接着剤特性を得ることができる。
【００９１】
参照してここに組み込まれるＩｗａｔｓｕｋｉらに対する米国特許番号第４，８１８，２９１号は、絹−フィブリンタンパク質を、それの機械的強度を増強するフィブリンのりに封入することを記述している。フィブリン接着剤は、参照してここに組み込まれる米国特許番号第４，４１４，９７６号に記述されるとおり、アルブミンも含有しうる。
【００９２】
別の型の接着剤は、生物学上の成分および合成成分を含む。一般に、生物学上の成分は、タンパク質を含む。例えば、ゼラチン−レソルシノールアルデヒド接着剤は、ゼラチンとレソルシノールを加熱することによって形成されるゼラチン−レソルシノール材料を含む。ゼラチンは、コラーゲンタンパク質上の加水分解活性によって形成される。ホルムアルデヒド、グルタルデヒドまたは同等物は、ゼラチン−レソルシノール材料を架橋して、のりの形成を完了するために使用されうる。
【００９３】
類似の接着剤は、水溶性タンパク質様材料およびジ−またはポリアルデヒドから形成されうる。タンパク質様材料は、精製タンパク質またはタンパク質の混合物でありうる。適切なタンパク質としては、オバルブミンを含めたアルブミンが挙げられる。特定の目的のタンパク質としては、ヒトまたは動物起源の血清アルブミンが挙げられる。適切な水溶性ジ−またはポリアルデヒドとしては、グリオキサールおよびグルタルアルデヒドが挙げられる。接着剤は、タンパク質様材料の被覆剤の上に層を噴霧することによるアルデヒドの塗布の後に、１分またはそれより少ない範囲で硬化する。このような接着剤は、さらに、参照してここに組み込まれるＫｏｗａｎｋｏに対する米国特許番号第５，３８５，６０６号で記述される。
【００９４】
タンパク質様材料に基づいた類似の接着剤は、参照してここに組み込まれるＢａｒｒｏｗｓらに対する米国特許番号第５，５８３，１１４号で記述された。さらに、タンパク質様材料は、一次成分として血清アルブミンを含みうる。二次成分は、二官能性架橋剤を含み、そしていくつかの架橋剤は、約１，０００から約１５，０００までの範囲に入る分子量を示すポリエチレングリコールを含む。そのポリエチレングリコールを、タンパク質の一次または二次アミンで結合する架橋剤を活性化させる遊離基を組み込むように改質しうる。適切な遊離基としては、例えば、スクシンイミジル、マレイミジル、フタミミジル、他のイミド、イミダゾリルのようなヘテロ環式遊離基、ニトロフェニルのような芳香族遊離基、およびトレシル（ＣＦ3−ＣＨ2ＳＯ2−Ｏ−）のようなフッ素処理したアルキルスルホン遊離基が挙げられる。連結基は、ポリエチレングリコールと遊離基の間で結合されうる。
【００９５】
接着剤は、接着剤の機械的特性を改質する添加剤を含みうる。適切な添加剤としては、例えば、フィラー、軟化剤および安定化剤が挙げられる。代表的フィラーとしては、例えば、カーボンブラックおよび金属酸化物、シリケート、アクリル樹脂粉末、および種々のセラミック粉末が挙げられる。代表的な軟化剤としては、例えば、リン酸ジブチル、ジオクチルホスフェート、トリクレシルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、および他のエステルが挙げられる。ウレタン基材の重合体のための代表的安定化剤は、例えば、トリメチルジヒドロキノン、フェニル−ベータ−ナフチルアミン、ｐ−イソプロポキシジフェニルアミン、ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、および同等物が挙げられる。タンパク質基材の接着剤は、安定性を改善するグルコースまたはショ糖のような糖、およびヘパリンを含めた安定化剤も含有しうる。フィブリン糊は、塩化カルシウムと共に、フィブリン分解の阻害剤（抗フィブリン分解剤）のような追加の成分、例えば、アプロチニンおよび／またはトランスエキサミン酸（ｔｒａｎｓｅｘａｍｉｃ  ａｃｉｄ）を含有しうる。
【００９６】
接着剤の特性は、一般に、特定の用途に基づいて選択される。特に、硬化速度および接着剤強度は、当業者による上の検討に基づいて選択されうる。送出のための接着剤は、液体担体を含んでも、含まなくてもよい。接着剤を、体から離れた医療用デバイスに塗布し、そして体内の流動体と接触する前に硬化および乾燥させる場合、担体は、それ自体生物適合性であることは必要ないかもしれない。しかし、担体が体内の流動体と接触する用途については、担体は、生物適合性であるべきでもある。適切な生物適合性担体としては、例えば、精製水、緩衝液および／または生理食塩水のような水性担体が挙げられる。生物適合性担体は、一般に滅菌状態である。
【００９７】
医療用接着剤を用いて医療用デバイスを形成することに関して、接着剤は、例えば、従来の製造アプローチを使用して塗布されうる。例えば、ＳＣＦ繊維の束を、接着剤と一緒に硬化させうる。例として、繊維を、配向した束に配列でき、そして接着剤を、その束を、束の末端の近くに一緒に固定するために使用しうる。一般に、接着剤は、物品の使用の前に硬化させる。一般に、接着剤を、使用前に医療用デバイスの組立のための多様な役割の内のいずれかで使用しうる。
【００９８】
いくつかの実施態様では、医療用接着剤を、ＳＣＦ繊維から生物活性剤を送出するために使用しうる。一般に、ＳＣＦ医療用物品から、上に記述されるもののような生物学上活性な剤を結合および送出する方法は、膨大である。例えば、その剤は、当業界で知られる手段により材料から制御形態で放出されうる。ＳＣＦ繊維構造は、多様な処理方法を実施する独自の特徴的利点を供する。毛細管の表面積が増大されると、生物活性剤と共に表面被覆剤を塗布するための別の表面を増大する。溝または表面毛細管は、それらの隙間に（液体または固体として）その剤を捕捉するように作用しうる。そうでなければ、ＳＣＦデバイス材料を、重合体配合物中に捕捉される生物活性剤と配合させて、時間をかけて構造の外に拡散しうる。押出、成形または繊維を形成する他のアプローチの前に、生物活性剤を、重合体配合物と合わせる。これらの送出アプローチは、単独で、または組み合わせで実施されうる。他の適切な技術は、遺伝子療法、マイクロスフェアー、または重合体温度放出のような創造的な新たな送出技術を使用しうる。生物活性剤の局所送出は、大きな組織的量の剤を導入することなく、特異的部位に向けられうる。いくつかの代替的実施態様では、剤は、接着剤のバインダーマトリックスの使用なしに、生物適合性材料に直接的に共有結合で結合される。他の実施態様では、光化学結合は、共有結合のために使用されうる。光化学結合は、特定の官能基の反応性中間体を形成するために、高エネルギー光源、例えば紫外線の使用に基づく。これらの反応性中間体は、２つの組成物の間の炭素−炭素結合を形成しうる。
【００９９】
生物活性剤が、医療用接着剤を使用して、ＳＣＦ繊維に塗布される実施態様については、生物活性剤を、繊維と接触される液体接着剤組成物と合わせうる。接着剤および生物活性剤を有する液体は、その後、表面毛細管に吸着しうる。多量の表面毛細管は、対応の多量の生物活性剤および接着剤の吸収を供する。いったん接着剤が硬化すると、生物活性剤と接着剤の混合物は、表面毛細管内で固定される。医療用デバイスの送出により、生物活性剤は、接着剤マトリックスからの生物活性剤の押出により、および／または生物活性剤を放出する接着剤の再吸収または分解により送出されうる。接着剤特性の選択は、生物活性剤の送出速度を調節するために使用されうる。さらに、接着剤対生物活性剤の比は、送出速度および総用量を調節するために同様に使用されうる。
【０１００】
患者内の移植については、縫合、ステープル留め、鉗子留め、接着剤を用いた付着およびその組み合わせのような多様なアプローチは、人工器官を確保するために使用されうる。特定のアプローチの選択は、特定の移植手段に依りうる。例えば、手術上のポリエステル補修材（図３）の肺への付着は、優れた生物適合性および優れた接着を要求するが、しかし強度は、動脈を補修する上で不可欠であるものでなくてよい。ＳＣＦ繊維の溝は、接着剤を吸着する毛細管系を創り出し、接着剤対表面の比を増大させる増加した表面積、さらに溝は、機械的連動を供する。これらの因子の両方が、接着剤強度および結合の性能を増大する。
【０１０１】
したがって、医療用デバイスを、医療用デバイスを固定するためのＳＣＦ繊維との接着剤の合わせた結合である、ＳＣＦ繊維と接着剤を結合することなく、人工器官の移植のために使用しうる。いくつかの実施態様では、ＳＣＦ繊維の基の末端を、接着剤と結合しうる。その後、組織のような患者内の構造と、接着剤を有する繊維末端を接触させて、繊維末端と組織または他の体の部分の間に結合を形成しうる。代わりに、繊維は、織布のメッシュのような繊維構造に形成するか、または繊維を絡ませることができ、そして接着剤を有する繊維構造は、繊維構造と選択された体の部分との間の強力な結合を形成できる。繊維構造を、例えば、接着剤結合、化学的結合および／または機械的結合を通して、医療用デバイスの他の部分に同様に付着させうる。
【０１０２】
さらに、明らかな量の液体を送出するそれらの能力により、ＳＣＦ繊維を、選択位置に制御される方法で、多量の接着剤を送出するために使用しうる。特に、ＳＣＦ繊維の束を、接着剤の貯蔵器からある位置まで接着剤配合物を制御して送出するために使用しうる。ＳＣＦ繊維束および貯蔵器を、例えば、カテーテルまたは同等物を通して、送出の付近に配置しうる。適切な時点で、貯蔵器からＳＣＦ繊維までの流れを開始するために、貯蔵器に孔を開けるか、そうでなければ開放しうる。繊維の毛細管作用は、接着剤組成物を、表面毛細管に流し出す。毛細管の他方の末端との接触は、選択された送出点で、接着剤組成物を毛細管から流し出しうる。このような接着剤送出を、患者に医療用デバイスを確保するか、または接着剤を通して支持体を供給することによって、罹患または損傷を受けた組織を修復するために使用しうる。例えば、弱まった組織構造を、接着剤で増強できる。
【０１０３】
目的の特定の実施態様
塞栓保護デバイス
塞栓保護デバイスは、遠位臓器または組織に酸素添加血液を遮断する血管中の塞栓と関連した虚血有害事象の発生を防止するために使用される。塞栓保護デバイス（ＥＰＤ）は、参照してここに組み込まれる「塞栓保護デバイス」と題されるＯｇｌｅに対する共に係属中の米国特許出願番号第１０／４１４，９０９号、参照してここに組み込まれる「塞栓保護デバイス」と題されるＯｇｌｅらに対する、２００３年７月２２日に出願された米国特許出願番号第６０／４８９，０４４号で記述される。本実施態様に関して、塞栓保護デバイスは、生物適合性重合体ＳＣＦ繊維を包含する。適切な設計で、ＳＣＦ繊維を組み込む塞栓保護デバイス（ＥＰＤ）は、２つの所望の特性を有しうる。第一に、繊維を有するデバイスは、血管壁の複雑で、そしてしばしば非対称の輪郭に順応でき、したがって小さな直径の塞栓の逃げるための開放部位を避ける。第二に、これらのデバイスは、塞栓廃棄の手段として特に有効でありうる。デバイス除去により、塞栓は、デバイス内にとどまらせて、循環に再入する塞栓の機会を減じそうである。
【０１０４】
デバイスは、手術的介入の部位に遠位に送出され、そして続いて、膨張されて、目的の血管を充填するべき重合体繊維マトリックスより構成されうる。（例えば、図２中の略図描写を参照。）デバイスの参入および展開は、限定された血管外傷で達成され、そして適所で一度に、マトリックスが、いくつかの実施態様では直径４０μｍと同じ小ささの塞栓を捕捉でき、そしていくつかの実施態様では、捕捉された塞栓を溶解するクロット破壊剤を放出する。束のための適切な数の繊維は、得られたマットおよび対応の有効な孔サイズにおける所望のパッキング密度を生じるように経験的に選択されうる。これの全ては、血管を通した血液要素の流れを維持しつつ達成されうる。１つの実施態様では、繊維を、そらが展開される介入の部位に遠位の血管に送出するガイドワイヤーに付着させる。重合体は、患者の血管内で、血管を通した流れを濾過するように配置された構造への放出により拡張しうる。
【０１０５】
図２で概略断面に関して、デバイス１００は、患者の血管１０２内に示される。デバイス１００は、覆い１０４、および塞栓保護構造１０６を包含する。構造１０６は、ガイドワイヤー１２０、ガイドワイヤーに沿って配列されるＳＣＦ繊維束１２２、およびガイドワイヤー１２０に乗せられたマイクロ−カテーテル１２４を包含する。覆い１０４は、構造１０６に乗せられたカテーテル様構造である。繊維束１２２は、固定点１２６でガイドワイヤー１２０に確保される。このガイドワイヤーへの固定は、接着剤、バンドまたは同等物との機械的固定および／または他の適切な固定アプローチまたはアプローチの組み合わせで達成されうる。それらの他方の末端では、繊維束１２２を、ガイドワイヤー１２０上を滑る小型管１２８上に付着させる。選択された位置での構造１０６の展開により、覆い１０４を、図２Ｂで示されるとおり引き戻して、血管１０２内の繊維束１２２をさらすことができる。図２Ｃで示されるとおり、マイクロカテーテル１２４を有する管１２８に対して押すことによって、繊維の末端を、互いに接近させて、繊維の中央をフレアアウト膨らませて、血管内腔を充填する。患者からの取出に関して、繊維束１２２を、図２Ｄで示されるとおり、収縮デバイス１３０内に引き込みうる。
【０１０６】
さらに、対応の方法は、塞栓の有害な影響を減少または排除するのに有効でありうる。いくつかの実施態様では、その方法は、塞栓保護デバイスを送出すること、および生物学上活性な剤を投与することを包含する。塞栓保護デバイスの送出は、塞栓保護デバイスが血管内の流れを濾過するように、つなぎ鎖でつなぎ留められるべきデバイスで、患者の血管内で行われうる。
【０１０７】
糊適合性基材
縫合、ステープル留め、鉗子留め、接着剤を用いた付着およびその組み合わせのような多様なアプローチは、人工器官を確保するために使用されうる。特定のアプローチの選択は、特定の移植手段に依りうる。例は、図３に示される。この実施態様では、血管移植片１５０は、管状部分１５２、および管状部分１５２の各末端に、それぞれ、２つの付着部分１５４、１５６を有する。付着部分１５４、１５６は、一般に、それらの表面に沿ってＳＣＦ繊維を有する。付着部分は、例えば、織布または絡ませたＳＣＦ繊維のマット、または他のあらゆる適切なＳＣＦ繊維構造でありうる。ＳＣＦ繊維は、例えば、管状部分１５２に糊付けまたは化学的に結合されうる。管状部分１５２は、生物適合性織物、組織、それらの組み合わせ、または当業者で知られる他の構造から形成されうる。移植片１５０の移植については、付着部分のＳＣＦ繊維を、それらの表面に沿って医療用接着剤と結合させる。その後、医療用接着剤を、生来の血管の部分に接着させて、移植片を血管に確保しうる。接着剤結合を形成する上でＳＣＦ繊維の使用は、強力な接着剤結合を生じうる。これらの実施態様に関して、ＳＣＦ繊維を、デバイスを確保するために使用されるべきデバイスの部分と結合させうる。したがって、人工器官の特定の付着区分は、医療用接着剤を使用して移植を促進するＳＣＦ繊維を包含しうる。したがって、繊維を、種々の他の目的ために、そして人工器官を有する構造のために有益に使用しうるが、ＳＣＦ繊維を、デバイスの接着を促進するために人工器官内に有利に組込みうる。接着剤と結合したＳＣＦ繊維で形成される人工器官またはそれの部分を、織込、絡みまたは科学的に結合されて、構造を形成する複数のＳＣＦ繊維を有する基材として形成しうる。
【０１０８】
修復補修材
ＳＣＦ繊維は、患者内の修復補修材の付着で有益に使用されうる。例えば、修復補修材は、ＳＣＦ繊維のマットであり得るか、またはＳＣＦ繊維を、ポリエステルまたは組織補修材のような補修材材料の表面に付着させうる。ＳＣＦ繊維を、例えば、接着剤で、または化学的結合で補修材材料に確保させうる。例としては、肺を修復するための手術用ポリエステル補修材は、図４Ａに示される。補修材は、一般に、優れた生物適合性および優れた接着を示すが、しかし強度は、大動脈を補修する上で不可欠であるのと同じものでなくともよい。図４Ｂを参照。図４Ａに関して、肺１７０は、手術用補修材１７２と共に示される。図４Ｂに関して、心臓１８２の近隣の大動脈１８０は、大動脈補修材１８４と共に示される。図４Ｃの拡大図は、接着剤１９２で、ＳＣＦ繊維１９４に結合した患者の組織１９０を示す挿絵を描く。修復補修材は、特定の型の人工器官と考えられうる。
【０１０９】
特に、ＳＣＦ繊維溝は、増大した表面積で接着剤を吸着する毛細管系を創り出し得て、そしてそれは、所定量の繊維について接着剤の量を増大させる。さらに、繊維の表面溝は、機械的連動を供する。これらの因子の両方が、接着剤強度および結合の性能を増大させうる。ＳＣＦ繊維は、人工器官の全固定区分を形成するために使用されうるか、またはその繊維は、他の構造と合わせうる。例えば、繊維を、重合体基材との繊維の共有結合のような、接着剤付着または化学的付着を通して重合体表面のような固形表面に付着させうる。
【０１１０】
腱修復
腱断裂は、整形外科医師によって治療される明らかな疾患になりつつある。これらの修復は、腱再構築が、元気な筋肉によって付与される機械的力に耐えるのに明らかな強度を要求するという事実によって複雑にされうる。ＳＣＦ繊維を組み込む医療用デバイスは、外傷／裂傷を負った腱の修復に使用されうる。図５に関して、筋肉２０２に付着した腱２００が、腱補修材２０４と共に示される。裂傷を繋ぐ修復材料の付着は、非常に強力でなければならない。ＳＣＦ材料は、縫合の代わりに接着剤を使用できる利点を供与する。その後、接着剤結合の大きな表面積より負荷を分配することによって、修復は、より有効であろう。いくつかの実施態様では、修復マトリックスを、高い引張強度ポリエステルより製造し、そして都合により、細胞の成長を助成する成長因子で処理して、腱と修復マトリックスの間の継ぎ目なしのメッシュを形成しうる。
【０１１１】
薬剤送出要素
医療用物品から局所領域への生物活性剤の送出は、全身投与に対する選択肢として提案された。これらのアプローチは、全身特性の危険が減少されること、効率が増大されること、そして投与の時間および用量に関してさらに制御された放出についての能力により、非常に魅力的である。本発明により予見される実施態様は、生物活性応答を刺激する薬剤を送出するＳＣＦ技術の使用である。例えば、多数の小型繊維粒子が、感染の相互操作性サプレッションのための殺菌部位を提供するために結合した抗微生物剤を有しうる。ＳＣＦ繊維粒子は、互いに化学的に架橋されていても、いなくてもよい絡み合ったＳＣＦ繊維の群から形成されうる。図６に関して、ＳＣＦ粒子２１０の集合が、概略で示される。図６のバルーンにおける拡大図では、挿絵は、抗微生物剤２１４を有するＳＣＦ繊維２１２と共に示される。ＳＣＦ構造の増大した形状因子／表面積は、例えば、所定量の薬剤送出材料についての薬剤の３倍増大した量の因子を提供しうる。吸着剤重合体から形成されるＳＣＦ粒子の使用は、最終的に除去される必要がなかった構造を生じうる。いくつかの実施態様では、要素に、ゲンタマイシンを染み込ませうる。
【０１１２】
血管封鎖デバイス
侵襲の少ない血管内手段の数は、上り坂にある。血管内手段を行う過程の間に、穿刺は、血管手段を行う経路のために大腿動脈に近づく手段を供するために患者の鼠径部で行われうであろう。原理的に、類似の穿刺傷は、他の血管に近づく他の患者の位置に配置されうる。その手段の完了により、外傷は、切り傷を閉じるのに明らかな圧力および時間を必要とする。血管閉鎖デバイスは、外傷に入れられ、塞栓保護デバイスのように突き固められるべきＳＣＦ繊維のマトリックスを提供しうる。ＳＣＦ繊維は、都合により、血流を止めるであろうプロ血栓分解剤で被覆されうる。デバイスは、その手段の後に、ＰＬＡまたは吸着されるべき他の吸着性重合体より製造されうる。図７Ａに関して、患者の大腿骨２２０は、大腿動脈２２４に近づくために示される穴２２２と共に示される。図７Ｂにある拡大図で、穴２２２は、ＳＣＦ繊維を包含する血管閉鎖デバイス２２６で封鎖される。血管閉鎖デバイスは、一般に、参照してここに組み込まれる「栓を用いた外傷閉鎖」と題されるＤｉａｚに対する米国特許番号第５，６９０，６７４号でさらに記述される。
【０１１３】
ＳＣＦ表面を有するカテーテル
さらに複雑で、そして解剖学的に小さな手段を行う上での増加で、小型の生物学上のカテーテルの到来が必要とされる。しかし、非常に小さなサイズのカテーテルは、血栓形成および閉塞の問題に悩まされている。それ自身予見される実施態様は、内部ＳＣＦ結合表面を有する小型カテーテルを具備する。表面毛細管の存在は、血栓形成を減少する流れを促進しうる。さらに、または代わりに、ＳＣＦ繊維を、抗凝集剤および／または血栓溶解剤と結合させうる。例えば、具備することを助成する硫酸ヘパリン表面処理の追加は、小型カテーテルを通した血液の流れを維持した。ＳＣＦ繊維を、例えば、接着剤を用いるか、または架橋のような化学的結合を用いて、カテーテルの内側表面および／または外側表面に結合しうる。図８Ａに関して、マイクロ−カテーテル２４０は、略図で示される。図８Ｂに関して、内側表面に沿ってＳＣＦ繊維２４２を有するマイクロカテーテル２４０の断面図の別の拡大図が示される。カテーテルのサイズは、選択用途に基づいて、当業者によって選択されうる。
【０１１４】
動脈瘤修復マトリックス
脈管動脈瘤は、毎年多くの人に影響を及ぼす明らかな問題である。治療されない場合、断裂は致命的でありうる。動脈瘤修復マトリックスの実施態様の例は、１つまたはそれより多くのＳＣＦ繊維より構成される。例えば、小型ＳＣＦ繊維を、小型カテーテルを介して、動脈瘤に入れうる。繊維を、クロット剤の用量を提供するプロ血栓溶解薬剤で被覆し、その形状因子は、被覆されうる薬剤の量のほぼ三倍であろう。繊維は、動脈瘤を完全に包むために軟質で、そして変形可能であるので、その繊維は、包装されるのが容易である。プロ−スロモティック剤（ｐｒｏ−ｔｈｒｏｍｏｔｉｃ  ａｇｅｎｔ）は、ゆっくりと放出される場合、血液は、毛細管網の流れ特徴のため、繊維を包みうる。動脈瘤は、完全に覆い、そして修復されうる。
【０１１５】
この実施態様は、図９で略図で示される。図９Ａでは、動脈瘤３００は、中脳動脈３０２で描かれる。ＳＣＦ繊維３０４は、カテーテル３０８中の側部ポート３０６を通して送出される。図９Ｂで示されるとおり、カテーテルは、取り除かれ、そして動脈瘤３００は、ＳＣＦ繊維３０４で包まれる。
【０１１６】
人工肝臓
いくつかの人工肝臓は、肝臓細胞を含むカートリッジで充填した２つのチャンバーを包含するチャンバー系を使用する。これは、デバイスを、血管と接触させるときに、血液が濾過され、そして循環系に戻されるような透析機器に類似する。
【０１１７】
ＳＣＦ繊維の使用は、以下の理由について本実施態様で非常に有用であろう：その繊維は、細胞コロニー形成に利用可能な表面領域を増大させる〜２．８形状因子を有する。その溝は、コロニー化細胞を促進する自然の機構の輪郭を創り出す。繊維は、流動体の流れを非常にうまく管理し、したがって、繊維じゅうに渡って血液を流す大きなマトリックスを創り出し、そしてＳＣＦは、それの特異的形状により非常に密接に包まれるグローブを有する。図１０に関して、人口肝臓３２０は、流入物３２２、流出物３２４、および流入物３２２と流出物３２４の間の空洞３２８内のＳＣＦ繊維と肝臓細胞３２６のマトリックスと共に示される。図１１に関して、肝臓細胞３３０は、ＳＣＦ繊維３２４の表面チャネル３３２で略図で示される。
【０１１８】
生物人工心筋
心臓細胞は、単層シート中で、インビトロで生育できることが示された。これらのシートは、電子パルスにさらされたとき、人工筋肉によって収縮力を引き出しうる。細胞を供給する微細脈管構造を提供する手段はないので、この技術は、細胞層の数が増大するときに限定される。この実施態様は、最初に組織を等価に育成し、そしてその後、移植されたときに微細脈管構造を提供する微細脈管構造を創り出すＳＣＦ繊維を予見する。図１１に関して、合成心臓筋肉組織３５０が、ＳＣＦ繊維束３５４と心臓細胞３５６を包含する複数の層３５２と共に描かれる。血流は、流れの矢印３５８で略図で示される。
【０１１９】
再生神経末端
神経に関連した問題の修正は、神経接続の再生を含みうる。接続のこの再生は、神経末端を再接続する成長因子およびチャネルの経路を提供することによって、助成されることが示された。いくつかの実施態様では、ＳＣＦマトリックスが、神経成長因子（ＮＧＦ）を、神経末端の再接続を刺激する側に運ぶ。図１３で略図で描かれるとおり、神経細胞３７０は、ＳＣＦ繊維３７４で毛細管３７２をコロニー化して示される。
【０１２０】
医療用デバイス、保存、包装、分配および使用の完了
ＳＣＦ基材は、全医療用デバイスそれ自身を形成しうるか、または繊維は、他の生物適合性成分と共に、医療用デバイスに組み込まれうる。例えば、腱修復キットを形成するＳＣＦ複合材を、生じた人工器官の保存および／または分配の前に、組織腱人工器官に組み込みうる。特定のデバイスにより、デバイスの最終組立体は、使用者によって完成されうる。繊維を、生物活性剤と結合させる場合、デバイスは、適切な場合、デバイスに結合した生物活性剤と一緒に保存しても、しなくてもよい。生物活性剤の存在は、適切に選択されうる冷蔵のような特定の保存懸念を含みうる。
【０１２１】
ＳＣＦ材料は、医療用デバイスへの形成の前、またはそれに続いて、適切に保存されうる。一般に、繊維または繊維を有する複合材は、乾燥した滅菌環境で保存される。医療用デバイスの構成要素は、生育可能な細胞と共に、またはなしに組織構成成分のようなそれらの完全性を維持するために湿度を必要とする場合、繊維複合材を有する医療用デバイスは、湿潤な滅菌環境で保存されうる。湿潤環境は、水性グルタルデヒドのような滅菌液体中の医療用デバイスを浸して、または浸さずに、維持されうる。
【０１２２】
分配については、医療用デバイスを、封印され、そして滅菌の容器に入れる。その容器は、医療用デバイスの構成要素が同一に保存されるべきでない場合、データが、最大限の望ましい保存時間に反映するように時期を示されうる。容器は、医療用デバイスの目的用途および／または移植についての指示と一緒に、そして他の適切なおよび／または要求される標識と一緒に梱包される。容器は、人工器官および同等物の移植のような、適切な医療手段で使用するために医療機関専門家に配布される。
【０１２３】
上に記述される実施態様は、例示されることが意図され、そして限定することを意図しない。別の実施態様は、請求項の範囲内にある。本発明は、所望の実施態様に関して記述されたが、当業者は、本発明の概念および範囲から逸脱することのない形態で、そして詳細に変化がなされうることを認識する。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１Ａ】ＳＣＦ繊維の概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの繊維とおよそ同じ表面積を有する表面毛細管なしの繊維の概略断面図である。
【図２Ａ】患者の血管に送出されるべき覆い内の塞栓保護デバイスの略図である。
【図２Ｂ】覆いが、引っ込められている図２Ａのデバイスの略図である。
【図２Ｃ】ガイドワイヤーを展開した図２Ａの塞栓保護デバイスの断面略図である。
【図２Ｄ】収縮デバイスを通して取り除かれるべき図２Ｃのデバイスの略図である。
【図３】付着領域でＳＣＦ繊維を含む血管人工器官の斜視図である。
【図４Ａ】ＳＣＦ繊維を含む手術用補修材を伴う肺の略図である。
【図４Ｂ】ＳＣＦ繊維を含む手術用補修材を伴う大動脈の略図である。
【図４Ｃ】接着剤で組織に付着したＳＣＦ繊維の拡大略図である。
【図５】ＳＣＦ繊維を含む補修材を伴う腱の図である。
【図６】生物活性剤を有する繊維の挿絵を示す挿入物と共に、生物活性剤を伴うＳＣＦ粒子の略図である。
【図７Ａ】カテーテルで静脈に近づくために作られた穿刺傷を有する患者の足の図である。
【図７Ｂ】ＳＣＦ繊維を含む血管封鎖デバイスで塞がれた穿刺傷の拡大図である。
【図８Ａ】ＳＣＦ繊維を含む被覆材を有するカテーテルの斜視図である。
【図８Ｂ】内側カテーテル表面に沿って繊維を示す図８Ａのカテーテルの断面略図である。
【図９Ａ】動脈瘤に結合されるべきＳＣＦ繊維を示す略図である。
【図９Ｂ】ＳＣＦ繊維で包まれる図９Ａの動脈瘤の略図である。
【図１０】人工肝臓の側面図である。
【図１１】肝細胞と結合したＳＣＦ繊維の断片的な断面略図である。
【図１２】ＳＣＦ繊維マットの層を含む合成心筋および心筋細胞の側面図である。
【図１３】繊維の表面毛細管内の神経細胞の略図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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