(57)【要約】本発明は、哺乳動物に移植され得る生物学的材料を製造するためのマトリクスとしての成形表面を備えるポリホスファゼン含有支持体に関する。本発明はまた、該支持体の製造方法、および微細構造化表面を備えるポリホスファゼン含有支持体に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
哺乳動物に移植可能な生物学的材料を製造するためのマトリクスとしての、一般式（Ｉ）
【化１】
2004531231.tif 000003
［ここで、ｎは２〜∞を意味し、Ｒ1〜Ｒ6は、同一であるかまたは異なり、そしてアルコキシ、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノまたはアリールオキシ基、あるいはヘテロ原子として窒素を有するヘテロシクロアルキルまたはヘテロアリール基を意味する］
を有する生体適合性ポリマーを少なくとも部分的に含む成形表面を備える支持体の使用。
【請求項２】
前記生体適合性ポリマーが、前記支持体表面上のコーティングとして存在する、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
定着剤（adhesion promoter）を含む層が、前記表面と前記生体適合性ポリマーのコーティングとの間に配置される、請求項２に記載の使用。
【請求項４】
前記定着剤が、極性末端基を含む化合物、特に有機シリコン化合物である、請求項３に記載の使用。
【請求項５】
前記有機シリコン化合物がアミノプロピルトリメトキシシランである、請求項４に記載の使用。
【請求項６】
前記移植可能な生物学的材料が、細胞、単層または多層細胞集合体（aggregates）、組織、あるいは細胞成分を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の使用。
【請求項７】
以下の一般式（Ｉ）
【化２】
2004531231.tif 000004
を有する生体適合性ポリマーを少なくとも部分的に含む微細構造化表面を備える支持体であって、
ここで、ｎは２〜∞を意味し、Ｒ1〜Ｒ6は、同一であるかまたは異なり、そしてアルコキシ、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノまたはアリールオキシ基、あるいはヘテロ原子として窒素を有するヘテロシクロアルキルまたはヘテロアリール基を意味し、そしてここで、該表面構造は、約１０ｎｍ〜１００μｍの大きさを有する、支持体。
【請求項８】
前記生体適合性ポリマーが、外部微細構造化表面を備えるコーティングとして前記支持体表面上に存在する、請求項７に記載の支持体。
【請求項９】
定着剤を含む層が、前記支持体の表面と前記生体適合性ポリマーのコーティングとの間に配置される、請求項８に記載の支持体。
【請求項１０】
前記定着剤が、極性末端基を含む化合物、特に有機シリコン化合物である、請求項９に記載の支持体。
【請求項１１】
前記有機シリコン化合物がアミノプロピルトリメトキシシランである、請求項１０に記載の支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、哺乳動物に移植され得る生物学的材料を製造するためのマトリクスとしての成形表面を備えるポリホスファゼン含有支持体、このような支持体の製造方法、および微細構造化表面を備えるポリホスファゼン含有支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工器官を成長させることを目的とした細胞（特に、内皮細胞）の培養は、インプラント学（implantology）において比較的新しい発展である。この技術の１つの特別な利点は、この様式で作製されたインプラントが身体と完全な適合性を示すと予想されることである。エクスビボで培養された細胞収集物が後のインプラント（例えば、器官、動脈など）のために望ましい形状または力学的安定性のいずれも初めに有さない場合、このようなインプラントは、初めに、成形支持体（forming substrate）上において予備成形される。その上でこのような細胞が培養されそしてこのようなインプラントのための初期支持体構造体である、現在使用されている支持体の例としては、ポリ乳酸、ポリエチレングリコール、ポリウレタン、テフロン、および無機支持体が挙げられる。
【０００３】
このような初期支持構造（primary supporting structures）または支持基体（supporting substrates）を製造するために使用される多数の他の材料が、先行技術より公知であり、そして研究されている。例えば、ε−ＰＴＦＥ（これはまた、人工血管の培養のために使用され得る）の伸張性シェルが、WO 98/56312より公知である。この適用のための他の材料が、EP-A-0 810 845、米国特許第4,883,699号、および米国特許第4,911,691号に記載されている。この目的のための他のポリマーの例としては、加水分解化ポリアクリロニトリル（米国特許第4,480,642号）、親水性ポリエーテル（米国特許第4,798,876号）およびポリウレタンジアクリレート（米国特許第4,424,395号）が挙げられる。また、この目的のためのコーティングとして使用され得る種々のヒドロゲルが公知である。潜在的に適用可能である材料の群にはまた、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）およびポリヒドロキシエチルメタクリレート  ｐ（ＨＥＭＡ）が、補足され得る。更に、ポリウレタン、ポリエチレンおよびポリプロピレンのような標準的な材料の群の使用もまた、このような支持体のために可能な材料として先行技術において記載されている。これらの材料と互いとの混合物もまた公知である。別の群の材料が、EP-A-0 804 909から公知である。
【０００４】
これらの材料の固有特徴が異なる場合、これらの材料の各々、またはこれらの物質の各々は、人工インプラントの培養において特定の用途について特別の特徴を示すと仮定され得る。例えば、ＰＶＡは、液体に非常によく溶解し、そして迅速に吸収される。他の材料は、血液と良好な適合性を示す。なお他の材料は、特に伸張性である。しかし、残念ながら、全ての材料は、種々の領域において欠点を有する。例えば、ＰＶＡは、特に良好な血液適合性を示さない。
【０００５】
例えば、ε−ＰＴＦＥは、非常に伸張性でありそしてまた良好な血液適合性を示す；しかし、この材料は、非常に扱い難く、そしてこの材料からの支持基体の製造は、一連の特別な処理工程を必要とする（WO 96/00103を参照のこと）。その様式で得られるε−ＰＴＦＥ支持体の表面はまた、非常に多孔性であり、その結果、細胞がこの材料中へ非常に強力に成長し、そして支持基体からインプラント用の培養細胞材料を分離する際に損傷を回避することはほとんど不可能である。他の材料について、いくつかの場合においてこのような支持基体のために重要である弾性特徴は、可塑剤を添加することによってのみ達成され得、これは、血液および身体との適合性を減少させ、そしてまた“可塑剤”の流出に起因して細胞培養物に対して望ましくない影響を与える。
【０００６】
インプラントのための細胞の培養において生じる最大の難点は、支持基体またはその分解産物との反応である。例えば、炎症反応が、当該技術水準における公知物質のいくつかの溶解または吸収および分解に起因して、レシピエントにおいて生じ得ることが公知である（van der Giesen, Circulation, Volume 94, No. 7, 1996）。それらは、このような支持基体の部分的に不完全な適合性のため、または記載の物質の分解に起因して生じる分解産物との反応のために、生じる。更に、亀裂（cracks）および破損が、培養インプラントが支持基体から除去される際に、新たに培養されたインプラントにおいて生じ得る。その不利益な影響は、主に、インプラント用に増殖する細胞は支持基体へ非常に密接に結合する（例えば、特に、ポリラクチドとそうである）という事実に起因する；溶解から生じる多孔構造のため、または支持基体の基底表面性質に起因して、それらは支持基体と合わさり、その結果、損傷なしでそれらを除去することが事実上不可能となる。
【０００７】
支持基体の表面に堆積する細菌およびタンパク質に対する挙動もまた、記載のインプラント（特に、細胞）の首尾良い培養において主要な因子であり、何故ならば、これらの堆積物は、患者における顕著な炎症ならびに細胞の増殖および培養についての他の問題へと至り得るからである。
【０００８】
支持基体からの培養血管インプラントの除去の際に生じ得る、記載した亀裂は、血管インプラントの製造において重要な局面である。これらの亀裂は、例えば、レシピエントまたは患者における大いに発達した血栓についての、そして移植後にレシピエントまたは患者にとって危険となり得る他の沈着物（タンパク質、マクロファージなど）についての、付着点となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、所望の細胞の最も選択的な増殖を可能にし、そして使用される支持基体からの所望の細胞から作製されるインプラントの本質的に損傷のない分離を確実にすることが意図される、生物学的材料からインプラントを製造するための新規のシステムを提供するという目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、特許請求の範囲において特徴付けられるような実施形態によって達成される。特に、哺乳動物に移植可能な生物学的材料を製造するためのマトリクスとしての、以下の一般式（Ｉ）
【００１１】
【化１】
2004531231.tif 000002
【００１２】
［ここで、ｎは２〜∞を意味し、Ｒ1〜Ｒ6は、同一であるかまたは異なり、そしてアルコキシ、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノまたはアリールオキシ基、あるいはヘテロ原子として窒素を有するヘテロシクロアルキルまたはヘテロアリール基を意味する］
を有する生体適合性ポリマーを少なくとも部分的に含む、成形（forming）（または、形状構築（form building））表面を備える支持体の使用が提供される。
【００１３】
本発明の１つの好ましい実施形態において、式（Ｉ）に従う生体適合性ポリマーが、支持体上のコーティングとして提供され、成形表面を発達させる（develop）。本発明のこの実施形態において、使用される支持体について特別な制限はなく、そしてそれはプラスチック、金属、合金およびセラミックスのような任意の材料であり得る。生物適合性コーティングは、例えば、約１ｎｍ〜約１０００μｍ、好ましくは約１０μｍ以下、そして特に好ましくは約１μｍ以下の厚みを有する。本発明の別の好ましい実施形態において、成形表面（forming surface）を有する支持体は、式（Ｉ）に従う生体適合性材料から製造される造形物体（shaped object）または成形（moulding）もしくは成形化物品（moulded article）である。
【００１４】
式（Ｉ）に従う生体適合性ポリマーの重合度は、好ましくは２０〜２００，０００、より好ましくは４０〜１００，０００の範囲内である。
【００１５】
好ましくは、使用されるポリマーにおける基Ｒ1〜Ｒ6の少なくとも１つは、少なくとも１つのフッ素原子で置換されたアルコキシ基である。
【００１６】
アルコキシ、アルキルスルホニルおよびジアルキルアミノ基におけるアルキル基は、例えば、１〜２０の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖アルキル基であり、ここで、アルキル基は、例えば、少なくとも１つのハロゲン原子（例えば、フッ素原子）で置換され得る。
【００１７】
アルコキシ基の例は、メトキシ、エトキシ、プロポキシおよびブトキシ基であり、これは、好ましくは、少なくとも１つのフッ素原子で置換され得る。２，２，２−トリフルオロエトキシ基が特に好ましい。アルキルスルホニル基の例としては、メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニルおよびブチルスルホニル基が挙げられる。ジアルキルアミノ基の例としては、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジプロピルアミノ、およびジブチルアミノ基が挙げられる。
【００１８】
アリールオキシ基におけるアリール基は、例えば、１以上の芳香族環系を有する化合物であり、ここで、アリール基は、例えば、上記に定義されるアルキル基の少なくとも１つで置換され得る。アリールオキシ基の例は、フェノキシおよびナフトキシ基ならびにそれらの誘導体である。
【００１９】
ヘテロシクロアルキル基の例は、少なくとも１つの環原子が窒素原子である、３〜７原子を含む環系である。ヘテロシクロアルキル基は、例えば、上記で定義されたアルキル基の少なくとも１つで置換され得る。ヘテロシクロアルキル基の例としては、ピペリジニル、ピペラジニル、ピロリジニルおよびモルホリニル基ならびにそれらの誘導体が挙げられる。ヘテロアリール基は、例えば、少なくとも１つの環原子が窒素原子である、１以上の芳香族環系を有する化合物である。へテロアリール基は、例えば、上記で定義されたアルキル基の少なくとも１つで置換され得る。ヘテロアリール基の例としては、ピロリル、ピリジニル、ピリジノリル、イソキノリニル、およびキノリニル基ならびにそれらの誘導体が挙げられる。
【００２０】
本発明の別の好ましい実施形態において、定着剤（adhesion promoter）を含む層が、支持体の表面とポリホスファゼン誘導体から作製された生体適合性コーティングとの間に配置される。
【００２１】
定着剤、またはスペーサーは、好ましくは、極性末端基を含む。それらの例としては、ヒドロキシ、カルボキシ、カルボキシル、アミノまたはニトロ基が挙げられる。Ｏ−ＥＤタイプの末端基もまた使用され得、ここで、Ｏ−ＥＤは、アルコキシ、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノまたはアリールオキシ基、あるいはヘテロ原子として窒素を有するヘテロシクロアルキルまたはヘテロアリール基を意味し、そして例えばハロゲン原子（特に、フッ素）によって様々に置換され得る。
【００２２】
特に、定着剤は、例えば、有機シリコン化合物、好ましくはアミノ−末端化シランまたはアミノシランに基づくもの、アミノ−末端化アルケン、ニトロ−末端化アルケンおよびシランまたはアルキルホスホン酸であり得る。アミノプロピルトリメトキシシランが特に好ましい。
【００２３】
特に、定着剤は、定着剤を支持体の表面へ例えばイオン性および／または共有結合を介してカップリングし、そして更に、定着剤を式（Ｉ）の記載のポリマーのコーティングへ例えばイオン性および／または共有結合を介してカップリングすることによって、支持体の表面へのコーティングの接着（adhesion）を改善する。
【００２４】
用語“生物学的材料”としては、例えば、哺乳動物（特に、ヒト起源）の細胞成分または組織、単層もしくは多層細胞集合体（cellular aggregations）、真核細胞が挙げられる。１つの好ましい実施形態において、生物学的出発材料のドナーは、移植可能な生物学的材料のレシピエントと同一である。生物学的出発材料または生物学的材料の例としては、種々の起源（例えば、皮膚、包皮、動脈のような血管、脂肪組織、眼、網（omentum）、臍帯、静脈瘤（varices）など由来の）の内皮細胞、種々の起源（例えば、胃、腸など由来の）の上皮細胞、骨細胞、軟骨細胞、および全ての癒着性細胞または癒着が誘発可能である細胞、細胞集合体（cell aggregations）または組織（例えば、人工培養皮膚または類似組織）、天然組織、タンパク質、糖分子および脂質が挙げられる。人工器官、血管、骨、軟骨、ミエリン鞘が、成形表面を備える支持体を使用することによって製造され得る。
【００２５】
本発明の更なる目的は、上記に定義の成形表面を備える支持体を製造するための方法に関し；ここで、造形体（shaping body）、成形（moulding）（または成形化物品（moulded article））あるいは支持基体の表面へ式（Ｉ）に従う生体適合性ポリマーのコーティングを適用することは、先行技術から公知である。
【００２６】
例えば、成形表面を備える支持体は、好ましい実施形態に従って、一般的に以下の工程によって、製造され得る：
（ａ）０．１％〜９９％の濃度で一般式（Ｉ）の少なくとも１つの化合物を含有する溶液を、有機性および極性である溶媒中において調製する。例えば、酢酸エチル、アセトン、ＴＨＦ、トルエン、またはキシレンが、ここで、溶媒として使用され得る。これらの溶媒の混合物もまた使用され得、またはそれらは他の溶媒によって補充され得る。この溶液を、ポリマーに対してもしもあれば僅かな接着を示す支持体［例えば、ガラス、シリコン、種々のセラミックス、または他の好適な材料、例えば、ポリマー（ＰＤＭＳ、テフロン、ＰＭＭＡ、ポリカーボネートまたはシリコーン）］へ適用する。列挙した支持体の表面はまた、例えば、特定の官能基（−ＮＨ2、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＨ、−ＣＯＯＭｅ、−ＣＦ3など）を導入することによって化学的に修飾され得る。
【００２７】
（ｂ）溶媒の蒸発が、更なる処理なく進行し得る；しかし、最善の場合、支持体上の溶媒蒸気の濃度は、圧力および温度に従って、制御される。乾燥の第一段階の開始時に、コーティングされた支持体上の大気は、溶媒蒸気で飽和されるべきであり、次いで溶媒蒸気の濃度が多くの時間に渡って徐々に減少される。温度は、−３０℃から＋９０℃まで変化し得る。圧力は、乾燥の第一段階の間、通常の圧力から水流吸引器真空（water aspirator vacuum）（２０Ｔｏｒｒ）への勾配に従い得る。乾燥の第一段階後、コーティングされた支持体を、更に、オイルポンプ真空（０．１Ｔｏｒｒ）で、ある期間の間、乾燥させる。
【００２８】
次いで、式（Ｉ）に従う生体適合性ポリマーでコーティングされた支持体は、好適な滅菌後にまたはそれ無しで、直接使用され得る。０．１μｍ〜３００μｍまたはそれより厚い、好ましくは０．５μｍ〜３０μｍの範囲内、そして特に好ましくは約５μｍの、種々のコーティング厚みが、ポリマー溶液の濃度および乾燥の第一段階の間に使用される条件に依存して、得られる。
【００２９】
本発明の別の目的は、上記に定義の式（Ｉ）に従う生体適合性ポリマーを少なくとも部分的に含む微細構造化（microstructured）表面を備える支持体に関し、該表面構造の寸法または大きさは、ナノメートル、マイクロメートル、またはなおより大きいかもしくはより小さい範囲、好ましくは１０ｎｍ〜１００μｍの範囲である。１つの好ましい実施形態において、生体適合性ポリマーは、外部に微細構造化された表面（externally microstructured surface）を備えるコーティングとして、支持体上に存在する。
【００３０】
表面の構造化は、いずれの特定の制限にも支配されない。例えば、フォトリソグラフィー的に、電子ビームを用いて、イオンビームを用いて、レーザーを用いて、または他の技術によって生じることができる全ての構造が、作製され得る。コーティングまたは支持体の表面の微細構造化はまた、“溶融構造化（fusion structuring）または融解構造化（melt structuring）”によって得られ得、ここで、細いワイヤは、生体適合性ポリマーの融解温度にされて、次いで直接接触によってコーティングの表面へ所望の構造を融解する。
【００３１】
特別な利点が、コーティングまたは支持体の表面へインプリントされた、液体の流動挙動（flow behavior）に特に都合よく影響を与える（例えば、シャークスキン（shark skin）またはロータス（lotus）効果）構造でのこの構造化によって、達成され得る。
【国際公開パンフレット】
2004531231.tif 000005
2004531231.tif 000006
2004531231.tif 000007
2004531231.tif 000008
2004531231.tif 000009
2004531231.tif 000010
2004531231.tif 000011
2004531231.tif 000012
2004531231.tif 000013
2004531231.tif 000014
2004531231.tif 000015
2004531231.tif 000016
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004531231.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月13日(2003.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
哺乳動物に移植可能な生物学的材料を製造するために望ましい細胞を培養するためのマトリックスとしての、一般式（Ｉ）
【化１】
2004531231.tif 000018
［ここで、ｎは２〜∞を意味し、Ｒ1〜Ｒ6は、同一であるかまたは異なり、そしてアルコキシ、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノまたはアリールオキシ基、あるいはヘテロ原子として窒素を有するヘテロ環式アルキルまたはヘテロアリール基を意味する］
を有する生体適合性ポリマーを少なくとも部分的に含む成形表面を備える支持体の使用。
【請求項２】
前記生体適合性ポリマーが、前記支持体表面上のコーティングとして存在する、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
定着剤（adhesion promoter）を含む層が、前記支持体の表面と前記生体適合性ポリマーのコーティングとの間に配置される、請求項２に記載の使用。
【請求項４】
前記定着剤が、極性末端基を含む化合物、特に有機シリコン化合物である、請求項３に記載の使用。
【請求項５】
前記有機シリコン化合物がアミノプロピルトリメトキシシランである、請求項４に記載の使用。
【請求項６】
前記移植可能な生物学的材料が、細胞、単層または多層細胞性集合体（aggregates）、組織、あるいは細胞成分を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の使用。
【国際調査報告】
2004531231.tif 000019
2004531231.tif 000020
2004531231.tif 000021
2004531231.tif 000022
2004531231.tif 000023
2004531231.tif 000024
2004531231.tif 000025
2004531231.tif 000026
2004531231.tif 000027
2004531231.tif 000028