(57)【要約】本開示は、光線療法において有益である生体光ハイドロゲルおよび方法を提供するものである。特に、本開示の生体光ハイドロゲルは、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド(HEAA)、および少なくとも一つの発色団を含み、該少なくとも一つの発色団は光重合の後に完全には光退色されていない。本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、創傷治癒および皮膚の若返りの促進、ならびに、にきびおよびその他のさまざまな皮膚疾患の治療のために有用なものである。
2017524398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体光ハイドロゲル組成物であって、
N-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）、および
少なくとも一つの発色団を含み、
該少なくとも一つの発色団が該組成物の光重合の後に完全には光退色されていない、組成物
【請求項２】
クロスリンカーをさらに含む、請求項1に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項３】
前記クロスリンカーがポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（PEGDA）である、請求項2に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項４】
開始剤をさらに含む、請求項1、2または3に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項５】
前記開始剤分子がトリエタノールアミン（TEA）である、請求項4に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項６】
前記ハイドロゲルが、触媒をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項７】
前記触媒が1−ビニル−2ピロリジノン（NVP）である、請求項6に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項８】
前記触媒がポリビニルピロリジノン（PVP）である、請求項6に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項９】
前記発色団が可視光を吸収および/または放射する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項１０】
前記ハイドロゲルが界面活性剤をさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項１１】
前記界面活性剤がプルロニックF127である、請求項10に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項１２】
前記ハイドロゲル中のプルロニックF127の含有量が約5〜50重量％である、請求項11に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項１３】
前記ハイドロゲル中のプルロニックF127の含有量が10〜25重量％である、請求項11に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項１４】
前記界面活性剤が臭化セトリモニウム（CTAB）である、請求項10に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項１５】
前記組成物が該組成物の機械強度を増加させる作用物質をさらに含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項１６】
前記組成物の機械強度を増加させる前記作用物質が二酸化ケイ素（SiO2）、ベントナイトまたはその組み合わせである、請求項15に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項１７】
前記ハイドロゲルが増粘剤をさらに含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項１８】
前記増粘剤がゼラチン、ヒドロキシエチルセルロース（HEC）、またはカルボキシメチルセルロース（CMC）を含む、請求項17に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項１９】
抗微生物剤をさらに含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項２０】
前記ハイドロゲル中のHEAAの含有量が5〜50重量％である、請求項1〜19のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項２１】
前記ハイドロゲル中のHEAAの含有量が約15〜25重量％である、請求項1〜19のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項２２】
前記ハイドロゲル中のHEAAの含有量が約20重量％である、請求項1〜19のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項２３】
前記ハイドロゲル中のHEAAの含有量が20.45重量％である、請求項1〜19のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項２４】
前記発色団がキサンテン色素である、請求項1〜23のいずれかに記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項２５】
前記キサンテン色素が、エオシンY、エリスロシンB、フルオレセイン、ローズベンガルおよびフロキシンBから選択される、請求項24に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項２６】
前記キサンテン色素がエオシンYである、請求項25に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項２７】
前記発色団が、約0.005重量％〜約5重量％の量で存在する、請求項1〜26のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項２８】
前記発色団が、約0.005重量％〜0.1重量％の量で存在する、請求項1〜26のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項２９】
フルオレセイン、エリスロシンB、ローズベンガル、フロキシンB、またはその組み合わせをさらに含む、請求項26〜28のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物。
【請求項３０】
創傷治癒を促進するための方法であって、
傷の上に生体光ハイドロゲル組成物を適用することであって、該ハイドロゲル組成物がN-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含むこと、および
該少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、
該方法は創傷治癒を促進する、方法。
【請求項３１】
皮膚疾患の生体光治療のための方法であって、
標的皮膚組織に生体光ハイドロゲル組成物を適用することであって、該ハイドロゲル組成物がN-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含むこと、および
該少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、
該方法は該皮膚疾患の治癒を促進する、方法。
【請求項３２】
前記皮膚疾患が、にきび、湿疹、乾癬または皮膚炎から選択される、請求項24に記載の方法。
【請求項３３】
にきびの生体光治療のための方法であって、
標的皮膚組織に生体光ハイドロゲル組成物を適用することであって、該ハイドロゲル組成物がN-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含むこと、および
該少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、
該方法はにきびを治療する、方法。
【請求項３４】
皮膚の若返りを促進するための方法であって、
標的皮膚組織に生体光ハイドロゲル組成物を適用することであって、該ハイドロゲル組成物がN-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含むこと、および
該少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、
該方法は皮膚の若返りを促進する、方法。
【請求項３５】
瘢痕の予防または治療のための方法であって、
標的皮膚組織に生体光ハイドロゲル組成物を適用することであって、該ハイドロゲル組成物がN-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含むこと、および
該少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、
該方法は創傷治癒を促進する、方法。
【請求項３６】
生体光による皮膚の治療のための方法であって、
皮膚に生体光ハイドロゲル組成物を適用することであって、該ハイドロゲル組成物がN-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含むこと、および
該少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、
該方法が前記皮膚の治療を促進する、方法。
【請求項３７】
前記発色団が可視領域の光を吸収および/または放射する、請求項23〜36のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記発色団がキサンテン色素である、請求項23〜36のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
前記キサンテン色素が、エオシンY、エリスロシンB、フルオレセイン、ローズベンガルおよびフロキシンBから選択される、請求項23〜36のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
N-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および前記少なくとも一つの発色団および少なくとも一つの容器を含む、請求項1〜22のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物を調製するためのキット。
【請求項４１】
前記HEAAの重合性モノマーを含む第一の容器および前記少なくとも一つの発色団を含む第二の容器を含む、請求項1〜22のいずれか一項に記載の生体光ハイドロゲル組成物を調製するためのキット。
【請求項４２】
シリンジをさらに含む、請求項40または41に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示分野
本開示は、一般に生体光ハイドロゲルの形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
光線療法は最近、手術、治療および診断における使用を含む、医学および美容の両分野で幅広い用途があることが認識されている。例えば、光線療法は、低い侵襲性でがんおよび腫瘍を治療するため、抗菌治療として標的部位を殺菌するため、創傷治癒を促進するため、および顔の皮膚の若返りのために使用されている。
【０００３】
ハイドロゲルは溶媒（水等）を吸収し、識別可能に溶解することなく急速に膨張し、可逆的な変形を可能とする3次元ネットワークを維持する。手術、医療診断および治療、接着剤およびシーラーを含むいくつかの用途で使用するためにハイドロゲルの形成が提唱されてきた。ハイドロゲルの形成の一つの方法として光重合が採用されている。光重合は、開始剤分子を、二重結合を含むモノマーまたはマクロマーと反応することができるフリーラジカルに変換し、ラジカル連鎖重合化を増やすために光を使用することを含む。生物医学的、および組織工学の適用を意図したハイドロゲルの形成は穏やかな条件下、例えば中性のpHで行われるべきであり、非毒性の光開始剤を必要とする。
【０００４】
従って、光線療法において有益な、新規の改善されたハイドロゲル組成物の形成および方法を提供することが本開示の目的である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、光線療法において有益な生体光ハイドロゲルおよび方法を提供する。特に、本開示の生体光ハイドロゲルは、重合性モノマー、および少なくとも一つの発色団を含む。好ましくは、少なくとも一つの発色団は光を吸収および/または放射し、ハイドロゲルの光重合を開始することができ、さらに少なくとも一つの発色団は光重合の後に完全に光退色されていない。
【０００６】
いくつかの実施形態では、生体光ハイドロゲル組成物はクロスリンカーをさらに含む。いくつかの実施形態では、クロスリンカーはポリ（エチレン）グリコールジアクリレート（PEGDA）である。前記組成物は開始剤を含んでいてもよい。開始剤はTEAであってもよい。前記組成物は触媒を含んでいてもよく、当該触媒は1−ビニル−2ピロリジノン（NVP）であってもよい。
【０００７】
いくつかの実施形態では、触媒はポリビニルピロリジノン（PVP）であってもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、発色団は可視光を吸収および/または放射する。いくつかの実施形態では、発色団は約400nm〜750nmまたは約400〜700nmまたは約400nm〜800nmの範囲の光を吸収および/または放射する。
【０００９】
いくつかの実施形態では、ハイドロゲル組成物は界面活性剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、界面活性剤はプルロニックF127である。界面活性剤は約1〜5重量％、約2.5〜7.5重量％、約5〜10重量％、約7.5〜12.5重量％、約10〜15重量％、約12.5〜17.5重量％、約15〜20重量％、約20〜25重量％のプルロニック（登録商標）F127で、生体光ハイドロゲル中に存在してもよい。特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルはカチオン性界面活性剤を含む界面活性剤をさらに含む。特定の他の実施形態では、カチオン性界面活性剤はセチルトリメチルアンモニウム臭化物（CTAB）である。特定の実施形態では、CTABはCTABによってミセルの形成が可能となるパーセント濃度（臨界ミセル濃度と呼ばれる）で、生体光ハイドロゲル中に存在してもよい。特定の実施形態では、臨界ミセル濃度は生体光ハイドロゲルのインキュベーションの温度の上昇に伴って増加させてもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、ハイドロゲル組成物は安定剤をさらに含む。安定剤はゼラチン、ヒドロキシエチルセルロース（HEC）、カルボキシメチルセルロース（CMC）またはそのほかの任意の増粘剤であってもよい。
【００１１】
本発明のハイドロゲル組成物の発色団はキサンテン色素であってもよい。キサンテン色素はフルオレセインまたはエオシン、またはその他の任意のキサンテン色素であってもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態では、生体光ハイドロゲル組成物は生体光ハイドロゲルの機械強度を向上させることができる追加の化合物をさらに含む。いくつかの実施形態では、追加の化合物はシリカベースの化合物であってもよい。特定の実施形態では、シリカベースの化合物はシリカクレイまたはヒュームドシリカ（SiO2）であってもよい。特定の実施形態では、シリカクレイはベントナイトであってもよい。ベントナイトは生体光ハイドロゲルの約0.01〜0.5重量％、約0.25〜0.75重量％、約0.5〜0.75重量％、約0.75〜1.0重量％で、生体光ハイドロゲル中に存在してもよい。ヒュームドシリカは生体光ハイドロゲルの約0.01〜1.0重量％、約1.0〜2.0重量％、約2.0〜3.0重量％、約3.0〜4.0重量％、約4.0〜5.0重量％で生体光ハイドロゲル中に存在してもよい。
【００１３】
特定の他の実施形態では、生体光ハイドロゲルは生体光ハイドロゲルの機械強度を向上させるために、さらなる界面活性剤および追加の化合物の組み合わせを含む。特定の他の実施形態では、生体光ハイドロゲルの機械強度を向上させるためのさらなる界面活性剤と追加の化合物との組み合わせは、それぞれCTABとヒュームドシリカとを含む。
【００１４】
本開示の任意の態様または実施形態の生体光ハイドロゲル組成物は、細胞または組織型の炎症誘発性反応を調節するために使用してもよい。いくつかの実施形態では、本開示の任意の態様または実施形態の生体光ハイドロゲル組成物は、細胞または組織型中のコラーゲンの生成の増加を刺激するために使用してもよく、いくつかの実施形態では、本開示の任意の態様または実施形態の生体光ハイドロゲル組成物は線維芽細胞の増殖を刺激するために使用してもよい。
【００１５】
本開示の任意の態様または実施形態の生体光ハイドロゲル組成物は、組織の美容的または医学的処置のためにも使用されうる。一部の実施形態では、美容的処置は、皮膚の若返りおよびコンディショニングであり、医学的処置は創傷治癒、歯周治療またはにきび治療または、にきび、湿疹、乾癬または皮膚炎を含むその他の皮膚疾患の治療である。一部の態様では、生体光ハイドロゲル組成物は、炎症を調節するため、コラーゲンの合成を調節するため、または血管新生を促進するために使用される。
【００１６】
本開示は創傷治癒を促進する方法も提供し、当該方法は、創傷に、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含む生体光ハイドロゲル組成物を適用すること、および少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を当該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、当該方法は創傷治癒を促進する。
【００１７】
本開示は皮膚障害を治療する方法を提供し、当該方法は標的皮膚組織に、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含む生体光ハイドロゲル組成物を適用すること、および少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を当該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、当該方法は当該皮膚障害の治癒を促進する。いくつかの実施形態では、皮膚障害はにきび、湿疹、乾癬、および皮膚炎から選択される。
【００１８】
本開示はにきびを治療する方法を提供し、当該方法は標的皮膚組織に、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含む生体光ハイドロゲル組成物を適用すること、および少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を当該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、当該方法はにきびを治療する。
【００１９】
本開示は皮膚の若返りの方法を提供し、当該方法は標的皮膚組織に、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含む生体光ハイドロゲル組成物を適用すること、および少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を当該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、当該方法は皮膚の若返りを促進する。
【００２０】
本開示は瘢痕の予防または治療する方法を提供し、当該方法は標的皮膚組織に、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）および少なくとも一つの発色団を含む生体光ハイドロゲル組成物を適用すること、および少なくとも一つの発色団によって吸収される波長を有する光を当該生体光ハイドロゲル組成物に照射することを含み、当該方法は瘢痕を予防または治療を促進する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本開示のさらなる態様および利点は、以下の図面に関連した説明を参照することでよりよく理解される。
【図１−１】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）の発光スペクトルを図示している。
【図１−２】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）の発光スペクトルを図示している。
【図１−３】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）の発光スペクトルを図示している。
【図２−１】本開示の実施形態に従い、5〜10分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）の発光スペクトルを図示している。
【図２−２】本開示の実施形態に従い、5〜10分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）の発光スペクトルを図示している。
【図２−３】本開示の実施形態に従い、5〜10分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）の発光スペクトルを図示している。
【図３−１】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/ゼラチンの発光スペクトルを図示している。
【図３−２】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/ゼラチンの発光スペクトルを図示している。
【図３−３】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/ゼラチンの発光スペクトルを図示している。
【図４−１】本開示の実施形態に従い、5〜10分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/ゼラチンの発光スペクトルを図示している。
【図４−２】本開示の実施形態に従い、5〜10分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/ゼラチンの発光スペクトルを図示している。
【図４−３】本開示の実施形態に従い、5〜10分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/ゼラチンの発光スペクトルを図示している。
【図５】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/HECの発光スペクトルを図示している。
【図６】本開示の実施形態に従い、5〜10分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/HECの発光スペクトルを図示している。
【図７】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/Pl-F127の発光スペクトルを図示している。
【図８】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/Pl-F127-CTABの発光スペクトルを図示している。
【図９】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/Pl-F127-ベントナイトの発光スペクトルを図示している。
【図１０】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/Pl-F127-SiO2の発光スペクトルを図示している。
【図１１】本開示の実施形態に従い、0〜5分間照射したときの生体光ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/Pl-F127-SiO2-CTABの発光スペクトルを図示している。
【図１２】本開示の１つの実施形態に従い、青色光および膜で処置してから48時間後のヒト皮膚線維芽細胞（DHF）のコラーゲン生成の調節を示すグラフを示している。
【図１３】本開示の１つの実施形態に従い、青色光および膜で処置してから24時間後のヒト皮膚線維芽細胞（DHF）の調節を示すグラフを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
(1)  概要
本開示は、生体光ハイドロゲルおよびその使用を提供する。これらの材料を使用した生体光治療は、ハイドロゲルを形成する有益な効果と、材料を照射したときに生成される蛍光によって誘導される光生体刺激とを組み合わせる。本開示の生体光ハイドロゲルの形成の特定の実施形態は、可視光によって活性化される。さらに、特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルを使用した光線療法は、例えば、創傷治癒を促進する、例えば、コラーゲン合成を促進することにより皮膚を若返らせる、にきび等の皮膚疾患を治療する、および歯周炎を治療する。
【００２３】
(2)  用語の定義
本開示のさらなる詳細の記述を続ける前に、特定の組成物または過程段階はさまざまに異なりうるという理由から、本開示はこれらに限定されないことが理解されるべきである。本書および添付した請求項で使用する時、文脈により明らかにそうでないことが示されていない限り、単数形（「a」、「an」、および「the」）には、複数の対象物が含まれることに注意する必要がある。
【００２４】
本書で使用される場合、与えられた値または範囲の文脈での「約」という用語は、与えられた値または範囲の20%以内、好ましくは10%以内、さらに好ましくは5%以内の値または範囲を指す。
【００２５】
「および／または」という用語は本書で使用される場合、もう一方のあるなしに関わらず、二つの特定された特徴または構成要素のそれぞれの特定開示として解釈されるべきことをここで指摘しておく。例えば、「Aおよび／またはB」は、それぞれが本書に個別に提示されたかのように、（i）A、（ii）B、（iii）AおよびBのそれぞれの特定開示として解釈されるものとする。
【００２６】
「生体光」とは、生体関連の文脈での、光子の生成、操作、検出および適用を意味する。すなわち、生体光組成物および材料は、主に光子の生成および操作のために、その生理的効果を発揮する。
【００２７】
「ハイドロゲル」とは水を含む固体または半固体テクスチャの材料を指す。ハイドロゲルは、他の物質のなかでも水を保持することができる分子構造の3次元ネットワークによって形成される。3次元分子ネットワークは共有化学結合、もしくはイオン結合、またはその組み合わせによって、共に保持され得る。ハイドロゲルのなかには、互いに化学的または物理的反応を起こし、ハイドロゲルに寸法安定性を与える3次元分子ネットワークを作製する2つ以上材料の混合物によって形成することができる。
【００２８】
「局所適用」または「局所使用」とは、皮膚、粘膜、膣、口腔、内部の手術創部など、体の表面に適用されることを意味する。
【００２９】
「発色団」、および「光活性剤」という用語は、本明細書では互換的に使用される。発色団とは、光照射に接触した時、光を吸収することができる化合物を意味する。発色団は容易に光励起を受け、そのエネルギーをその他の分子に移動するかまたは光（蛍光）として放射することができる。
【００３０】
「光退色」とは、発色団の光化学的破壊を意味する。発色団は完全にまたは部分的に光退色しうる。
【００３１】
「作用光」という用語は、特定の光源（例えば、ランプ、LED、またはレーザー）から放射され、物質（例えば、発色団または光活性剤）によって吸収されることができる光エネルギーを意味することを意図する。「作用光」という表現および「光」という用語は本明細書では互換的に使用される。好適実施形態では、作用光は可視光である。
【００３２】
「光重合」とは本明細書では「開始剤」と呼ばれる光感受性化合物と相互作用し、液体または半液体モノマーまたはマクロマーの重合を開始し、ハイドロゲルを形成することができるフリーラジカルを作製するために、可視光またはUV光を使用することを指す。
【００３３】
「皮膚の若返り」とは、皮膚の一つ以上の老化の兆候を、減少、縮小、遅延または逆転する、または皮膚の状態を一般的に改善する過程を意味する。例えば、皮膚の若返りとして、皮膚の明度の増加、毛穴サイズの減少、小皺またはしわの低減、薄く透けた皮膚の改善、堅さの改善、たるんだ肌の改善（骨量の減少によってできたものなど）、乾燥肌（痒いことがある）の改善、そばかすの低減または回復、しみ、クモ状静脈、粗くざらざらした肌、伸ばした時に消える小皺の低減または予防、たるんだ皮膚の低減、またはしみで覆われた肌の改善が挙げられる。本開示によると、本開示の組成物、方法および使用の特定の実施形態によって、上記の状態の一つ以上を改善でき、老化の兆候の一つ以上を、減少、縮小、遅延または逆転さえも行いうる。
【００３４】
「創傷」とは、例えば、急性、亜急性、遅延または治癒困難創傷、および慢性創傷を含む、任意の組織の傷害を意味する。創傷の例には、開放創および閉鎖創の両方を含みうる。創傷には、例えば、切断、やけど、切開、切除、病変、裂傷、擦り傷、穿刺または穿通創傷、手術創、切断、挫傷、血腫、圧挫損傷、潰瘍（例えば、圧力、糖尿病性、静脈または動脈など）、瘢痕（美容術）、および歯周炎（歯周組織の炎症）によって生じる創傷が含まれる。
【００３５】
本主題の特徴および利点は、添付の図で示される、選択された実施形態の以下の詳細な説明を踏まえてさらに明らかになる。明らかとなるように、開示および請求された主題は、すべて本請求の範囲を逸脱することなく、さまざまな点での変更が可能である。従って、図面および説明は、制限的ではなく例示的性質を持つとして見なされるべきであり、主題の全範囲は請求項に記述される。
【００３６】
(3)  生体光ハイドロゲル
本開示は、広い意味で、生体光ハイドロゲルおよび生体光ハイドロゲルを使用する方法を提供する。生体光ハイドロゲルは、広い意味で、特定の波長の光（例えば、光子）で活性化されうる。本開示の様々な実施形態に記載の生体光ハイドロゲルは重合性モノマー、および少なくとも一つの発色団を含む。発色団は光を吸収および/または放射し、重合性モノマーの光重合を開始することができる。いくつかの実施形態では、発色団は光重合の後に完全には光退色されていない。生体光ハイドロゲルを連続してまたは繰り返し照射することによって、少なくとも一つの発色団を活性化することができ、治療効果を放ち続ける光、および/または組成物中に含まれるその他の作用物質（agent）の光化学的活性化をもたらす。
【００３７】
発色団が特定波長の光子を吸収する時、それは励起される。これは不安定な状態であり、分子は基底状態に戻ろうとして過剰のエネルギーを放出する。一部の発色団については、基底状態に戻る時、過剰エネルギーを光として放射することが好ましい。この過程は、蛍光発光と呼ばれる。放射された蛍光のピーク波長は、変換過程のエネルギー損失のために、吸収波長と比べて長波長に向かって移行する。これはストークスシフトと呼ばれる。適切な環境では（例えば、生体光ハイドロゲル中では）、このエネルギーの大部分は、生体光ハイドロゲルのその他の構成要素または直接治療部位に移動される。
【００３８】
理論に束縛されるものではないが、光活性化された発色団によって放射される蛍光は、生物細胞および組織によって認識され、好ましいバイオモジュレーションにつながりうる、そのフェムト秒、ピコ秒、またはナノ秒の放射特性のために治療特性を持ちうると考えられる。さらに、放射された蛍光は、より長い波長を持つため、活性化光よりも深く組織中に浸透する。一部の実施形態では組成物を通過する活性化光を含む、このような広い範囲の波長で組織を照射することは、細胞および組織に対して多様でかつ補完的な効果を持ちうる。つまり、発色団は、組織への治療的効果のために本開示の生体光ハイドロゲルに使用される。
【００３９】
本開示の生体光ハイドロゲルは、マスクまたは創傷包帯として、または光源の付属品として、導波管としてまたは光フィルターとして局所使用を有することができる。さらに、生体光材料は、発色団と組織との間の接触を制限することができる。これらの材料は、組成物を構成する構成要素に基づいて説明されうる。追加的にまたは代替的に、本開示の組成物は機能的特性および構造的特性を持ち、これらの特性は組成物を定義および記述するためにも使用されうる。発色団、重合性モノマー、クロスリンカー、開始剤、触媒、および増粘剤および界面活性剤等のその他の選択的成分を含む本開示の生体光ハイドロゲルの個別構成要素が以下に詳述される。
【００４０】
本開示は本明細書に記載の材料にプレミックス組成物を与え、曝露するとゲル化または重合化する。プレミックス組成物は少なくとも一つの発色団、および重合化形態で「PHEAA」と呼ばれるHEAA等の重合性モノマーを含む。
【００４１】
(a)  発色団
適切な発色団は、蛍光化合物（または染料）（「蛍光色素」または「発蛍光団」としても知られる）でありうる。その他の色素グループまたは色素（生物学的および組織学的色素、食品着色料、カロテノイド、およびその他の色素）も使用しうる。適した光活性剤は、一般に安全と認められる（GRAS）ものでありうる。有利なことに、皮膚またはその他の組織による忍容性が良好でない光活性剤を本開示の生体光ハイドロゲルに含めることができ、特定の実施形態にあるように、光活性剤は、ハイドロゲル内に被覆されており、組織と接触しえない。
【００４２】
特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルは、光の適用時に部分的または完全な光退色を受ける第一の発色団を含む。一部の実施形態では、第一の発色団は、約380〜800nm、380〜700nm、400〜800nmまたは380〜600nmの波長など、可視スペクトルの範囲の波長で吸収する。その他の実施形態では、第一の発色団は、約200〜800nm、200〜700nm、200〜600nmまたは200〜500nmの波長で吸収する。いくつかの実施形態では、第一の発色団は、約200〜600nmの波長で吸収する。一部の実施形態では、第一の発色団は、約200〜300nm、250〜350nm、300〜400nm、350〜450nm、400〜500nm、450〜650nm、600〜700nm、650〜750nmまたは700〜800nmの波長の光を吸収する。
【００４３】
当業者には当然のことながら、特定の発色団の光特性は、発色団の周囲の媒体に応じて変化しうる。従って、本書で使用される場合、特定の発色団の吸収および／または放射波長（またはスペクトル）は、本開示の生体光ハイドロゲルで測定される波長（またはスペクトル）に対応する。
【００４４】
本明細書に開示された生体光ハイドロゲルは、少なくとも一つの追加的発色団を含みうる。発色団を組み合わせることは、組み合わされた色素分子による光吸収を増加し、吸収およびフォトバイオモジュレーションの選択性を高めうる。従って、特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルは、複数の発色団を含む。このような複数発色団材料が光で照射される時、エネルギー移動が発色団間で起こりうる。共鳴エネルギー移動として知られるこの過程は、励起された「供与体」発色団（本明細書では第一の発色団とも呼ばれる）がその励起エネルギーを「受容体」発色団（本明細書では第二の発色団とも呼ばれる）に移動させる、よく見られる光物理的過程である。共鳴エネルギー移動の効率および有向性は、供与体および受容体発色団のスペクトル特性に依存する。特に、発色団間のエネルギーの流れは、吸収および発光スペクトルの相対的位置付けおよび形状を反映する、スペクトルの重複に依存する。より具体的には、エネルギー移動が起こるためには、供与体発色団の発光スペクトルが、受容体発色団の吸収スペクトルと重複しなければならない。
【００４５】
エネルギー移動は、供与体放射の減少またはクエンチングおよび励起状態の存続時間の減少を通して現れ、受容体放射強度の増加も伴う。エネルギー移動の効率を高めるために、供与体発色団は光子を吸収し、光子を放射する能力に優れているはずである。さらに、供与体発色団の放射スペクトルと受容体発色団の吸収スペクトルの間の重複が多いほど、供与体発色団はより良く受容体発色団にエネルギーを移動することができる。
【００４６】
特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルは第二の発色団をさらに含み、第一の発色団は第二の発色団の吸収スペクトルと少なくとも約80％、約75％、約70％、約65％、約60％、約55％、約50％、約45％、約40％、約35％、約30％、約25％、約20％、約15％、または約10％重複する発光スペクトルを有していてもよい。いくつかの実施形態では、第一の発色団は、第二の発色団の吸収スペクトルと少なくとも約20％重複する発光スペクトルを持つ。いくつかの実施形態では、第一の発色団は第二の発色団の吸収スペクトルと少なくとも約1〜10％、約5〜15％、約10〜20％、約15〜25％、約20〜30％、約25〜35％、約30〜40％、約35〜45％、約50〜60％、約55〜65％、または約60〜70％重複する発光スペクトルを有する。
【００４７】
本明細書で使用される場合、スペクトルの重複%は、スペクトル四半値全幅（FWQM）で測定された、供与体発色団の放射波長範囲と受容体発色団の吸収波長範囲との重複%を意味する。一部の実施形態では、第二の発色団は可視スペクトルの範囲の波長で吸収する。特定の実施形態では、第二の発色団は、約50〜250、25〜150または10〜100nmの範囲内の、第一の発色団の吸収波長よりも比較的長い吸収波長を持つ。
【００４８】
発色団は、生体ハイドロゲルの重量当たり約0.001〜40％の量で存在できる。特定の実施形態では、第一の発色団は、生体光ハイドロゲルの重量あたり、約0.001〜3％、約0.001〜0.01％、約0.005〜0.1％、約0.1〜0.5％、約0.5〜2％、約1〜5％、約2.5〜7.5％、約5〜10％、約7.5〜12.5％、約10〜15％、約12.5〜17.5％、約15〜20％、約17.5〜22.5％、約20〜25％、約22.5〜27.5％、約25〜30％、約27.5〜32.5％、約30〜35％、約32.5〜37.5％、または約35〜40％の量で存在する。
【００４９】
第二の発色団を含む実施形態では、第二の発色団は生体光ハイドロゲルの重量あたり約0.001〜40％の量で存在することができる。いくつかの実施形態では、第二の発色団は生体光ハイドロゲルの重量あたり約0.001〜3％、約0.001〜0.01％、約0.005〜0.1％、約0.1〜0.5％、約0.5〜2％、約1〜5％、約2.5〜7.5％、約5〜10％、約7.5〜12.5％、約10〜15％、約12.5〜17.5％、約15〜20％、約17.5〜22.5％、約20〜25％、約22.5〜27.5％、約25〜30％、約27.5〜32.5％、約30〜35％、約32.5〜37.5％、または約35〜40％の量で存在する。
【００５０】
特定の実施形態では、発色団または発色団の組み合わせの重量あたりの総重量は、生体光ハイドロゲルの重量あたりの約0.005〜1％、約0.05〜2％、約1〜5％、約2.5〜7.5％、約5〜10％、約7.5〜12.5％、約10〜15％、約12.5〜17.5％、約15〜20％、約17.5〜22.5％、約20〜25％、約22.5〜27.5％、約25〜30％、約27.5〜32.5％、約30〜35％、約32.5〜37.5％、または約35〜40.001％の量で存在することができる。
【００５１】
使用される発色団の濃度は、生体光ハイドロゲルからの生体光活性の望ましい強度および持続時間に基づいて、および望ましい医学的または美容的効果に基づいて選択されうる。例えば、キサンテン色素などの一部の色素は、それより後は濃度をさらに増加しても実質的により高い放射蛍光を提供しない「飽和濃度」に達する。飽和濃度を超えて発色団をさらに増加させると、マトリックスを通過する活性化光の量を減少させうる。そのため、特定の用途に対して活性化光よりも多くの蛍光が必要な場合、高い濃度の発色団を使用しうる。しかし、放射される蛍光と活性化光のと間にバランスが必要な場合、飽和濃度に近いまたはそれより低い濃度を選択しうる。
【００５２】
本開示の生体光ハイドロゲルに使用されうる適切な発色団には、以下が含まれるがこれらに限定されない。
【００５３】
クロロフィル色素
例示的なクロロフィル色素としては、クロロフィルa、クロロフィルb、クロロフィリン、細菌クロロフィルa、細菌クロロフィルb、細菌クロロフィルc、細菌クロロフィルd、プロトクロロフィル、プロトクロロフィルa、両親媒性クロロフィル誘導体1および両親媒性クロロフィル誘導体2が挙げられるがこれらに限定されない。
【００５４】
キサンテン誘導体
例示的なキサンテン色素としては、エオシン、エオシンB（4'，5'−ジブロモ，2'，7'−ジニトロ−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシンY、エオシンY（2'，4'，5'，7'−テトラブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシン（2'，4'，5'，7'−テトラブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシン（2'，4'，5'，7'−テトラブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）メチルエステル、エオシン（2'，4'，5'，7'−テトラブロモ−フルオレセイン，モノアニオン）p−イソプロピルベンジルエステル、エオシン誘導体（2'，7'−ジブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシン誘導体（4'，5'−ジブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシン誘導体（2'，7'−ジクロロ−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシン誘導体（4'，5'−ジクロロ−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシン誘導体（2'，7'−ジヨード−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシン誘導体（4'，5'−ジヨード−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシン誘導体（トリブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシン誘導体（2'，4'，5'，7'−テトラクロロ−フルオレセイン，ジアニオン）、エオシンセチルピリジニウム塩素イオン対、エリスロシンB（2'，4'，5'，7'−テトラヨード−フルオレセイン，ジアニオン）、エリスロシン、エリスロシンジアニオン、エリチオシンB、フルオレセイン、フルオレセインジアニオン、フロキシンB（2'，4'，5'，7'−テトラブロモ−3，4，5，6−テトラクロロ−フルオレセイン，ジアニオン）、フロキシンB（テトラクロロ−テトラフロモ−フルオレセイン）、フロキシンB、ローズベンガル（3，4，5，6−テトラクロロ−2'，4'，5'，7'−テトラヨードフルオレセイン，ジアニオン）、ピロニンG、ピロニンJ、ピロニンY、ローダミンなどのローダミン色素、（以下に限定されないが4，5−ジブロモ−ローダミンメチルエステル、4，5−ジブロモ−ローダミンn−ブチルエステル、ローダミン101メチルエステル、ローダミン123、ローダミン6G、ローダミン6Gヘキシルエステル、テトラブロモ−ローダミン123、およびテトラメチル−ローダミンエチルエステルを含む）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００５５】
メチレンブルー色素
例示的なメチレンブルー誘導体としては、1−メチルメチレンブルー、1，9−ジメチルメチレンブルー、メチレンブルー、メチレンブルー（16μM）、メチレンブルー（14μM）、メチレンバイオレット、ブロモメチレンバイオレット、4−ヨードメチレンバイオレット、1，9−ジメチル−3−ジメチル−アミノ−7−ジエチル−アミノ−フェノチアジン、および1，9−ジメチル−3−ジエチルアミノ−7−ジブチル−アミノ−フェノチアジンが挙げられるがこれらに限定されない。
【００５６】
アゾ色素
例示的なアゾ（またはジアゾ）色素としては、メチルバイオレット、ニュートラルレッド、パラレッド（ピグメントレッド1）、アマランス（アゾルビンS）、カルモイシン（アゾルビン、フードレッド3、アシッドレッド14）、アルーラレッドAC（FD&C40）、タートラジン（FD&Cイエロー5）、オレンジG（アシッドオレンジ10）、ポンソー4R（フードレッド7）、メチルレッド（アシッドレッド2）、およびムレキシド-プルプル酸アンモニウムが挙げられるがこれらに限定されない。
【００５７】
本開示の一部の態様では、本明細書に開示の生体光ハイドロゲルの一つ以上の発色団は、アシッドブラック1、アシッドブルー22、アシッドブルー93、アシッドフクシン、アシッドグリーン、アシッドグリーン1、アシッドグリーン5、アシッドマゼンタ、アシッドオレンジ10、アシッドレッド26、アシッドレッド29、アシッドレッド44、アシッドレッド51、アシッドレッド66、アシッドレッド87、アシッドレッド91、アシッドレッド92、アシッドレッド94、アシッドレッド101、アシッドレッド103、アシッドローセイン（Acid  roseine）、アシッドルビン、アシッドバイオレット19、アシッドイエロー1、アシッドイエロー9、アシッドイエロー23、アシッドイエロー24、アシッドイエロー36、アシッドイエロー73、アシッドイエローS、アクリジンオレンジ、アクリフラビン、アルシアンブルー、アルシアンイエロー、アルコール可溶性エオシン、アリザリン、アリザリンブルー2RC、アリザリンカルミン、アリザリンシアニンBBS、アリザロールシアニンR、アリザリンレッドS、アリザリンパープリン、アルミノン、アミドブラック10B、アミドシュワルツ、アニリンブルーWS、アントラセンブルーSWR、オーラミンＯ、アゾカルミンB（Azocannine  B）、アゾカルミンG、アゾイックジアゾ5、アゾイックジアゾ48、アズールA、アズールB、アズールC、ベーシックブルー8、ベーシックブルー9、ベーシックブルー12、ベーシックブルー15、ベーシックブルー17、ベーシックブルー20、ベーシックブルー26、ベーシックブラウン1、ベーシックフクシン、ベーシックグリーン4、ベーシックオレンジ14、ベーシックレッド2、ベーシックレッド5、ベーシックレッド9、ベーシックバイオレット2、ベーシックバイオレット3、ベーシックバイオレット4、ベーシックバイオレット10、ベーシックバイオレット14、ベーシックイエロー1、ベーシックイエロー2、ビエブリッヒスカーレット、ビスマルクブラウンY、ブリリアントクリスタルスカーレット6R、カルシウムレッド、カルミン、カルミン酸、セレスチンブルーB、チャイナブルー、コチニール、コエレスチンブルー、クロムバイオレットCG、クロモトロープ2R、クロモキサンシアニンR、コンゴコリント、コンゴレッド、コットンブルー、コットンレッド、クロセインスカーレット、クロシン、クリスタルポンソー6R、クリスタルバイオレット、ダリア、ダイアモンドグリーンB、ダイレクトブルー14、ダイレクトブルー58、ダイレクトレッド、ダイレクトレッド10、ダイレクトレッド28、ダイレクトレッド80、ダイレクトイエロー7、エオシンB、エオシンブルーイッシュ、エオシン、エオシンY、エオシンイエローイッシュ、エオシノール、エリーガーネットB、エリオクロムシアニンR、エリスロシンB、エチルエオシン、エチルグリーン、エチルバイオレット、エバンスブルー、ファーストブルーB、ファーストグリーンFCF、ファーストレッドB、ファーストイエロー、フルオレセイン、フードグリーン3、ガレイン、ガラミンブルー、ガロシアニン、ゲンチアナバイオレット、ヘマテイン、ヘマチン、ヘマトキシリン、ヘリオファーストルビンBBL、ヘルベチアブルー、ヘマテイン、ヘマチン、ヘマトキシリン、ホフマンバイオレット、インペリアルレッド、インドシアニングリーン、イングレインブルー、イングレインブルー1、イングレインイエロー1、INT、ケルメス、ケルメス酸、ケルンエヒトロート、Lac、ラッカイン酸、ラウトバイオレット、ライトグリーン、リサミングリーンSF、ルクソールファーストブルー、マゼンタ0、マゼンタI、マゼンタII、マゼンタIII、マラカイトグリーン、マンチェスターブラウン、マルチウスイエロー、メルブロミン、マーキュロクロム、メタニルイエロー、メチレンアズールA、メチレンアズールB、メチレンアズールC、メチレンブルー、メチルブルー、メチルグリーン、メチルバイオレット、メチルバイオレット2B、メチルバイオレット10B、モルダントブルー3、モルダントブルー10、モルダントブルー14、モルダントブルー23、モルダントブルー32、モルダントブルー45、モルダントレッド3、モルダントレッド11、モルダントバイオレット25、モルダントバイオレット39、ナフトールブルーブラック、ナフトールグリーンB、ナフトールイエローS、ナチュラルブラック1、ナチュラルグリーン3（クロロフィリン）、ナチュラルレッド、ナチュラルレッド3、ナチュラルレッド4、ナチュラルレッド8、ナチュラルレッド16、ナチュラルレッド25、ナチュラルレッド28、ナチュラルイエロー6、NBT、ニュートラルレッド、ニューフクシン、ナイアガラブルー3B、ナイトブルー、ナイルブルー、ナイルブルーA、ナイルブルーオキサゾン、ナイルブルーサルフェート、ナイルレッド、ニトロBT、ニトロブルーテトラゾリウム、ニュークリアファーストレッド、オイルレッドＯ、オレンジG、オルセイン、パラロザニリン、フロキシンB、ピクリン酸、ポンソー2R、ポンソー6R、ポンソーB、ポンソー・デ・キシリジン、ポンソーS、プリムラ、プルプリン、ピロニンB、フィコビリン、フィコシアニン、フィコエリスリン、フィコエリスリンシアニン（PEC）、フタロシアニン、ピロニンG、ピロニンY、キニン、ローダミンB、ロザニリン、ローズベンガル、サフロン、サフラニンＯ、スカーレットR、スカーレットレッド、シャルラッハR、シェラック、シリウスレッドF3B、ソロクロムシアニンR、ソルブルブルー、ソルベントブラック3、ソルベントブルー38、ソルベントレッド23、ソルベントレッド24、ソルベントレッド27、ソルベントレッド45、ソルベントイエロー94、スピリットソルブルエオシン、スーダンIII、スーダンIV、スーダンブラックB、サルファーイエローS、スイスブルー、タートラジン、チオフラビンS、チオフラビンT、チオニン、トルイジンブルー、トルイジンレッド、トロペオリンG、トリパフラビン、トリパンブルー、ウラニン、ビクトリアブルー4R、ビクトリアブルーB、ビクトリアグリーンB、ビタミンB、ウォーターブルーI、ウォーターソルブルエオシン、キシリジンポンソー、またはイエローイッシュエオシンのいずれかから独立して選択されうる。
【００５８】
特定の実施形態では、適用部位で生体光の相乗作用を提供するために、本開示の生体光ハイドロゲルには、上記の発色団のいずれか、またはその組み合わせが含まれる。
【００５９】
特定の理論に束縛されるものではないが、発色団の組み合わせの相乗効果とは、生体光効果がその個別の効果の合計よりも大きいことを意味する。有利なことに、これは、生体光ハイドロゲルの反応性の増加、より速いまたは改善された治療時間につながりうる。また、光への曝露時間、使用される光源の出力、および使用される光の波長など、治療条件を、同じまたはより良い治療結果を達成するために変更する必要はない。つまり、発色団の相乗的組み合わせの使用は、光源へのより長い曝露時間、より高い出力の光源、または異なる波長の光源を必要とすることなく、同じまたはより良い治療を可能にしうる。
【００６０】
一部の実施形態では、生体光ハイドロゲルとして、第一の発色団としてエオシンY、および第二の発色団として、ローズベンガル、フルオレセイン、エリスロシン、フロキシンB、クロロフィリンのいずれか一つ以上を含む。これらの組み合わせは、一部にはこれらの吸収と放射スペクトルとの重複または近接近のために、活性化された時、互いにエネルギーを移動させることができるので、相乗効果を持つと考えられる。この移動されたエネルギーは、次に蛍光として放射される、かつ／または活性酸素種の生成につながる。この吸収されて再放射された光は、組成物全体に移動され、治療部位中へも移動されると考えられる。
【００６１】
さらなる実施形態では、材料は以下の相乗的組み合わせを含む：エオシンYとフルオレセイン、フルオレセインとローズベンガル、エリスロシンとエオシンY、ローズベンガルまたはフルオレセインとの組み合わせ、フロキシンBとエオシンY、ローズベンガル、フルオレセイン、エリスロシンの一つ以上との組み合わせ。その他の相乗効果のある発色団の組み合わせも可能である。
【００６２】
生体光ハイドロゲル中の発色団の組み合わせの相乗効果によって、活性化光（LEDからの青い光など）によって通常は活性化され得ない発色団が、活性化光によって活性化される発色団からのエネルギー移動を通して活性化されうる。このようにして、光活性化された発色団の異なる特性を利用し、必要な美容または医学的処置に従って調整できる。
【００６３】
例えば、ローズベンガルは、分子酸素の存在下で活性化された時、高収率の一重項酸素を生成できるが、放射された蛍光に関しては低い量子収率を持つ。ローズベンガルは、540nmのあたりにピーク吸収を持つので、緑色の光によって活性化されうる。エオシンYは高い量子収率を持ち、青い光によって活性化されうる。ローズベンガルとエオシンYを組み合わせることによって、治療的蛍光を放射し、青い光で活性化された時に一重項酸素を生成できる組成物が得られる。この場合、青い光はエオシンYを光活性化し、エオシンYはそのエネルギーの一部をローズベンガルに移動するだけでなく、一部のエネルギーを蛍光として放射する。
【００６４】
一部の実施形態では、１または複数の発色団は、光活性化時のその放射蛍光が電磁スペクトルの緑、黄、オレンジ、赤および赤外部分の一つ以上の中にあり、例えば約490nm〜約800nmの範囲内のピーク波長を持つように選択される。特定の実施形態では、放射蛍光は、0.005〜約10mW/cm2、約0.5〜約5mW/cm2の間の出力密度を持つ。
【００６５】
(b)  重合性ポリマー
重合性ポリマーは親水性モノマーであってもよい。本明細書で使用するとき、親水性モノマーは重合化されるとき、水等の水媒体と接触すると、ハイドロゲルを形成することができる親水性ポリマーを生み出すモノマーを指す。いくつかの実施形態では、親水性モノマーは重合体骨格または側鎖に官能基を含むことができる。「官能基」という用語は、本明細書で使用するとき、結合形成能力を表す化学部分を指す。官能基の例として限定されないが、ヒドロキシル（−OH）、カルボキシル（−COOH）、アミド（−CONH−）、チオール（−SH）、スルホン酸（−SO3H）基が挙げられる。親水性モノマーの例として、限定されないが、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−2−ヒドロキシエチルビニルカルバメート、2−ヒドロキシエチルビニルカーボネート、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシヘキシルおよびメタクリル酸ヒドロキシオクチル等のヒドロキシルを含むモノマー、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、マレイン酸およびその塩等のカルボキシルを含むモノマー、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸モノエチルエステルおよびその塩等の不飽和ポリカルボキシル酸の遊離カルボキシル基を含むエステル、（メタ）アクリルアミド、クロトン酸アミド、ケイ皮酸アミド、マレイン酸ジアミドおよびフマル酸ジアミド等のアミドを含むモノマー、メタンチオール、エタンチオール、1−プロパンチオール、ブタンチオール、tert−ブチルメルカプタンおよびペンタンチオール等のチオールを含むモノマー、p−スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、p−a−メチルスチレンスルホン酸、イソプレンスルホニドおよびその塩等のスルホン酸を含むモノマーが挙げられる。
【００６６】
本開示の特定の態様では、重合性モノマーはN−ヒドロキシエチルアクリルアミド（HEAA）である。本開示の特定の実施形態では、HEAAは、約1〜50重量％、または約5〜50重量％、または約5〜40重量％、または約10〜30重量％、または約15〜25重量％、または約20重量％のHEAAの量で、生体光ハイドロゲル組成物に存在する。
【００６７】
(c)  クロスリンカー
本開示の架橋剤は重合の過程の間に架橋構造を形成することを意図している。架橋剤の典型的な例として、限定されないが、その分子ユニットに少なくとも2つの重合性不飽和二重結合を有する化合物、分子中で酸基、ヒドロキシル基、アミノ基等の官能基と反応することができる少なくとも2つの基を有する化合物、モノマーの官能基と反応することができる少なくとも一つの二重結合および少なくとも一つの基を有する化合物、分子ユニット内でモノマーの官能基と反応することができる少なくとも2つの点を有する化合物が挙げられ、モノマー成分の重合の過程でグラフトボンデージ（graft  bondage）によって架橋構造を形成することができる親水性ポリマーが挙げられる。
【００６８】
本開示の生体光ハイドロゲルのいくつかの実施形態は、以下からなる架橋剤を有する。ポリ（エチレングリコール）ジアクリラート、またはN，N'−メチレンビス（メタ）アクリルアミド等の多価（メタ）アクリルアミド化合物、またはポリ（エチレングリコール）ジ（メタ）アクリラート、ポリ（プロピレン）グリコールジ（メタ）アクリラート、ジ（メタ）アクリル酸グリセリン、グリセロールアクリラートメタクリラート、トリメチロールプロパジ（メタ）アクリラート、トリメチロールプロパンアクリラートメタクリラート、ペンタエリトリトール  ジ（メタ）アクリラート、グリセロール  トリ（メタ）アクリラート、トリメチロールプロパン  トリ（メタ）アクリラート、ペンタエリトリトール  トリ（メタ）アクリラート、およびペンタエリトリトール  テトラ−（メタ）アクリラート等のポリ（メタ）アクリル酸化合物、またはトリアリルアミン、ポリ（アリルオキシ）アルカン、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、およびリン酸トリアリル等のポリアリル化合物、またはポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、およびグリセロールトリグリシジルエーテル等のポリグリシジル化合物、ジイソシアン酸2，4−トルイレンおよびジイソシアン酸ヘキサメチレン等のポリイソシアン酸化合物、またはN−メチロール（メタ）アクリルアミドおよび（メタ）アクリル酸グリシジル等の反応基を含む（メタ）アクリルアミドまたは（メタ）アクリル酸。
【００６９】
架橋の密度の減少によって吸収能力が増し、同時に可溶性成分の含有量が増加することは、当業者によく知られている。本開示に使用される架橋剤の量は変化させることができる。本開示の特定の実施形態では、架橋剤はポリ（エチレングリコール）ジアクリラート（PEGDA）である。本開示のさらなる実施形態では、PEGDAは合計組成物の0.1〜10重量％、または1〜5重量％の量で生体光ハイドロゲル組成物中に存在する。
【００７０】
(d)  開始剤
本開示の生体光ハイドロゲルの特定の実施形態は重合開始剤も含むことができる。本明細書で使用するとき、重合反応のための「開始剤」とはフリーラジカル種を典型的に与えることによって、重合反応を開始することができる化合物を指す。フリーラジカル種は開始剤化合物によって直接生成することができ、または重合の開始を容易にする化合物から抽出することができる。本開示の開始剤分子は光開始剤（photoinitator）であってもよく、光により活性化することができる。活性化された開始剤化合物によって生成または抽出されるフリーラジカルはラジカル鎖重合を増やすことができる。本開示の開始剤分子はトリエタノールアミン（TEA）を含んでいてもよい。生体光ハイドロゲル材料のいくつかの実施形態では、約0〜1重量％、約0.1〜0.5重量％、約0.2〜1.0重量％、約0.25〜1.25重量％、約0.1〜2.0重量％、約0.2〜4.0重量％のTEAを含んでいてもよい。
【００７１】
(e)  触媒
本開示の生体光ハイドロゲルの特定の実施形態は触媒を含んでいてもよい。本明細書で使用するとき、重合反応のための「触媒」とは反応開始後、重合可能な材料の重合を補助することができる化合物を指す。一般的に、触媒が重合反応の完了を促進し、および/または重合可能な材料が重合化産生物に組み込まれる割合を増加させる。本開示の触媒は重合化産生物に組み込まれ、生体適合性特性（複数可）を改善した生成物を提供することができる。適切な促進剤は一般的に、マクロマーを含む組成物に添加され、それとともに重合されるときに、マトリックス形成を高める低分子量モノマータイプの化合物である。本開示の触媒として1−ビニル−2ピロリジノン（NVP）を挙げることができる。特定の実施形態では、触媒はNVPである。生体光ハイドロゲル材料のいくつかの実施形態では、約0〜1重量％、約0.1〜0.5重量％、約0.2〜1.0重量％、約0.25〜1.25重量％、約0.1〜2.0重量％約0.2〜4.0重量％のNVPを含んでいてもよい。
【００７２】
(f)  界面活性剤
本開示の生体光ハイドロゲルは界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤は合計組成物の約5〜10重量％、または約10〜15重量％、または約15〜20重量％、または約20〜25重量％または約25〜30重量％の量で存在してもよい。特定の実施形態では、界面活性剤はポロクサマーである。ポロクサマーはBASF  Corporationから市販されている。ポロクサマーは、粘度が再び低下する点まで温度を上昇させるにつれて粘度を増加させる特性を有する、熱可逆性ゼラチン組成物（reverse  thermal  gelatin  composition）を作製する。本開示の特定の実施形態では、界面活性剤はプルロニック（登録商標）F127（ポロクサマー407としても知られている）である。いくつかの実施形態では、生体光ハイドロゲル材料は組成物の合計の1〜25重量％の量で、プルロニック（登録商標）F127を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、生体光ハイドロゲル材料は約1〜5重量％、約2.5〜7.5重量％、約5〜10重量％、約7.5〜12.5重量％、約10〜15重量％、約12.5〜17.5重量％、約15〜20重量％、約20〜25重量％のプルロニック（登録商標）F127を含んでいてもよい。特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルはカチオン性界面活性剤を含む界面活性剤をさらに含む。特定の他の実施形態では、カチオン性界面活性剤はセチルトリメチルアンモニウム臭化物（CTAB）である。特定の他の実施形態では、カチオン性界面活性剤はセチルトリメチルアンモニウム臭化物（CTAB）である。特定の実施形態では、CTABはCTABによってミセルを形成することができるパーセント濃度（臨界ミセル濃度と呼ばれている）で、生体光ハイドロゲル中に存在していてもよい。特定の実施形態では、臨界ミセル濃度は、生体光ハイドロゲルのインキュベーション温度が上昇するにつれて増加する。
【００７３】
(g)  増粘剤
特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、ゼラチン、および/またはヒドロキシエチルセルロース（HEC）およびカルボキシメチルセルロース（CMC）等の改変セルロースおよび/またはキサンタンガム、グアーガム、および/またはスターチ等の多糖等の増粘剤または安定剤、ならびに/またはその他の増粘剤も含んでいてもよい。本開示の特定の実施形態では、安定剤または増粘剤はゼラチンを含みうる。例えば、生体光ハイドロゲルは約0〜5重量％、約1〜5重量％、約1.5〜10重量％、または約2〜20重量％のゼラチンを含んでいてもよい。本開示の他の実施形態では、安定剤または増粘剤はHECを含んでいてもよい。例えば、生体光ハイドロゲルは約0〜2.5重量％、約1〜5重量％、約1.5〜10重量％のHECを含んでいてもよい。
【００７４】
（h）  機械的強度剤
いくつかの実施形態では、生体光ハイドロゲル組成物は、生体光ハイドロゲルの機械的強度を高めることができる追加の化合物をさらに含む。いくつかの実施形態では、追加の化合物はシリカベースの化合物であってもよい。いくつかの実施形態では、シリカベースの化合物はシリカクレイまたはヒュームドシリカ（SiO2）であってもよい。特定の実施形態では、シリカクレイはベントナイト（B）であってもよい。ベントナイト界面活性剤は生体光ハイドロゲルの約0.01〜0.5重量％、約0.25〜0.75重量％、約0.5〜0.75重量％、約0.75〜1.0重量％で生体光ハイドロゲルに存在していてもよい。ヒュームドシリカ界面活性剤は、生体光ハイドロゲルの約0.01〜1.0重量％、約1.0〜2.0重量％、約2.0〜3.0重量％、約3.0〜4.0重量％、約4.0〜5.0重量％で生体光ハイドロゲルに存在していてもよい。
【００７５】
特定の他の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、生体光ハイドロゲルの機械的強度を高めるために、さらなる界面活性剤と追加の化合物との組み合わせを含む。特定の他の実施形態では、生体光ハイドロゲルの機械的強度を高めるためのさらなる界面活性剤と追加の化合物との組み合わせは、CTABおよびヒュームドシリカを含む。
【００７６】
（i）抗微生物剤
抗微生物剤は、微生物を死滅させるか、成長または蓄積を阻害し、本開示の生体光ハイドロゲル中に任意に含まれる。例示的な抗微生物剤（または抗菌剤）は、米国特許出願公開第2004/0009227号および第2011/0081530号に記載されている。本開示の方法および組成物での使用に適切な抗菌剤には、過酸化水素、過酸化水素尿素、過酸化ベンゾイル、フェノール化合物および塩素化フェノール化合物および塩素化フェノール化合物、レゾルシノールおよびその誘導体、ビスフェノール化合物、安息香酸エステル（パラベン）、ハロゲン化カルボニリド、高分子抗菌剤、チアゾリン（thazoline）、トリクロロメチルチオイミド、天然抗菌剤（「天然精油」とも呼ばれる）、金属塩、ならびに広域スペクトル抗生物質が含まれるがこれに限定されない。
【００７７】
過酸化水素（H2O2）は強力な酸化剤で、水と酸素に分解して、いかなる持続的な有毒残渣化合物も形成しない。過酸化水素が生体光ハイドロゲルで使用されうる濃度の適切な範囲は、約0.1％〜約3％、約0.1〜1.5％、約0.1％〜約1％、約1％、約1％未満である。
【００７８】
過酸化水素尿素（過酸化尿素、過酸化カルバミドまたはペルカルバミドとしても知られる）は、水溶性であり、約35%の過酸化水素を含む。過酸化水素尿素が本開示の生体光ハイドロゲルで使用されうる濃度の適切な範囲は、約0.25％未満、約0.3％未満、約0.001〜0.25％、または約0.3％〜約5％である。過酸化水素尿素は、熱または光化学反応で加速されうる緩徐放出形式で、尿素と過酸化水素に分解する。
【００７９】
過酸化ベンゾイルは、過酸化基で結合された2つのベンゾイル基（カルボン酸のHを除去した安息香酸）から成る。これは、にきびの治療では、2.5%〜10%に変化する濃度で存在する。放出された過酸化基は、細菌を死滅させるのに効果的である。過酸化ベンゾイルは、皮膚の代謝回転および毛穴の清浄も促進し、これは細菌数の低減およびにきびの減少にさらに寄与する。過酸化ベンゾイルは、皮膚に接触すると安息香酸と酸素に分解するが、どちらも毒性はない。過酸化ベンゾイルが生体光ハイドロゲルで使用されうる濃度の適切な範囲は、約2.5％〜約5％である。
【００８０】
特定の実施形態によると、本開示の生体光ハイドロゲルは、酸素ラジカル源のように酸素を豊富に含む化合物などの一つ以上の追加的構成要素を、任意に含みうる。過酸化物化合物は、2つの酸素原子を含み、それぞれがお互いおよびラジカルまたは一部の元素に結合されている鎖状の構造である、過酸化基（R-O-O-R）を含む酸化剤である。酸化剤を含む本開示の生体光材料に光が照射されると、発色団がより高いエネルギー状態に励起される。発色団の電子がより低いエネルギー状態に戻る時、より低いエネルギーレベルの光子を放射し、そのため、より長い波長の光の放射を生じる（ストークスシフト）。適正な環境では、このエネルギーの一部が酸素または活性過酸化水素に移動されて、一重項酸素などの酸素ラジカルの形成を生じる。生体光材料の活性化によって生成される一重項酸素およびその他の活性酸素種は、ホルミシス形式で働くと考えられる。これは、標的組織の細胞のストレス反応経路を刺激・調節することにより、通常は有毒な刺激（例えば、活性酸素）への低い曝露によってもたらされる健康利益効果である。外因性に生成されたフリーラジカル（活性酸素種）に対する内因性反応は、外因性フリーラジカルに対する防御力の増加で調節され、治癒および再生過程の加速を誘発する。さらに、酸化剤の活性化は、抗菌効果も生成しうる。フリーラジカルへの曝露に対する細菌の極端な感受性は、本開示の生体光ハイドロゲルを殺菌組成物にする可能性がある。
【００８１】
本開示で使用しうる特定のフェノールおよび塩素化フェノール抗菌剤には、フェノール、2-メチルフェノール、3-メチルフェノール、4-メチルフェノール、4-エチルフェノール、2,4-ジメチルフェノール、2,5-ジメチルフェノール、3,4-ジメチルフェノール、2,6-ジメチルフェノール、4-n-プロピルフェノール、4-n-ブチルフェノール、4-n-アミルフェノール、4-tert-アミルフェノール、4-n-ヘキシルフェノール、4-n-ヘプチルフェノール、モノ-およびポリ-アルキルおよび芳香族ハロフェノール、p-クロロフェニル、メチルp-クロロフェノール、エチルp-クロロフェノール、n-プロピルp-クロロフェノール、n-ブチルp-クロロフェノール、n-アミルp-クロロフェノール、sec-アミルp-クロロフェノール、n-ヘキシルp-クロロフェノール、シクロヘキシルp-クロロフェノール、n-ヘプチルp-クロロフェノール、n-オクチル、p-クロロフェノール、o-クロロフェノール、メチルo-クロロフェノール、エチルo-クロロフェノール、n-プロピルo-クロロフェノール、n-ブチルo-クロロフェノール、n-アミルo-クロロフェノール、tert-アミルo-クロロフェノール、n-ヘキシルo-クロロフェノール、n-ヘプチルo-クロロフェノール、o-ベンジルp-クロロフェノール、o-ベンジル-m-メチルp-クロロフェノール、o-ベンジル-m,m-ジメチルp-クロロフェノール、o-フェニルエチルp-クロロフェノール、o-フェニルエチル-m-メチルp-クロロフェノール、3-メチルp-クロロフェノール、3,5-ジメチルp-クロロフェノール、6-エチル-3-メチルp-クロロフェノール、6-n-プロピル-3-メチルp-クロロフェノール、6-イソ-プロピル-3-メチルp-クロロフェノール、2-エチル-3,5-ジメチルp-クロロフェノール、6-sec-ブチル-3-メチルp-クロロフェノール、2-イソ-プロピル-3,5-ジメチルp-クロロフェノール、6-ジエチルメチル-3-メチルp-クロロフェノール、6-iso-プロピル-2-エチル-3-メチルp-クロロフェノール、2-sec-アミル-3,5-ジメチルp-クロロフェノール、2-ジエチルメチル-3,5-ジメチルp-クロロフェノール、6-sec-オクチル-3-メチルp-クロロフェノール、p-クロロ-m-クレゾールp-ブロモフェノール、メチルp-ブロモフェノール、エチルp-ブロモフェノール、n-プロピルp-ブロモフェノール、n-ブチルp-ブロモフェノール、n-アミルp-ブロモフェノール、sec-アミルp-ブロモフェノール、n-ヘキシルp-ブロモフェノール、シクロヘキシルp-ブロモフェノール、o-ブロモフェノール、tert-アミルo-ブロモフェノール、n-ヘキシルo-ブロモフェノール、n-プロピル-m,m-ジメチルo-ブロモフェノール、2-フェニルフェノール、4-クロロ-2-メチルフェノール、4-クロロ-3-メチルフェノール、4-クロロ-3,5-ジメチルフェノール、2,4-ジクロロ-3,5-ジメチルフェノール、3,4,5,6-テトラブロモ-2-メチルフェノール、5-メチル-2-ペンチルフェノール、4-イソプロピル-3-メチルフェノール、パラ-クロロ-メタキシレノール（PCMX）、クロロチモール、フェノキシエタノール、フェノキシイソプロパノール、および5-クロロ-2-ヒドロキシジフェニルメタンが含まれるがこれに限定されない。
【００８２】
レゾルシノールおよびその誘導体も、抗菌剤として使用できる。特定のレゾルシノール誘導体には、メチルレゾルシノール、エチルレゾルシノール、n-プロピルレゾルシノール、n-ブチルレゾルシノール、n-アミルレゾルシノール、n-ヘキシルレゾルシノール、n-ヘプチルレゾルシノール、n-オクチルレゾルシノール、n-ノニルレゾルシノール、フェニルレゾルシノール、ベンジルレゾルシノール、フェニルエチルレゾルシノール、フェニルプロピルレゾルシノール、p-クロロベンジルレゾルシノール、5-クロロ-2,4-ジヒドロキシジフェニルメタン、4'-クロロ-2,4-ジヒドロキシジフェニルメタン、5-ブロモ-2,4-ジヒドロキシジフェニルメタン、および4'-ブロモ-2,4-ジヒドロキシジフェニルメタンを含むがこれに限定されない。
【００８３】
本開示に使用しうる特定のビスフェノール抗菌剤には以下が含まれるがこれに限定されない：2，2'−メチレン  ビス−（4−クロロフェノール）、2，4，4'トリクロロ−2'−ヒドロキシ−ジフェニルエーテル（Ciba  Geigy（ニュージャージー州、フローハムパーク）からTriclosan（登録商標）という商標で販売されている）、2，2'−メチレン  ビス−（3，4，6−トリクロロフェノール）、2，2'−メチレン  ビス−（4−クロロ−6−ブロモフェノール）、ビス−（2−ヒドロキシ−3，5−ジクロロフェニル）スルフィド、およびビス−（2−ヒドロキシ−5−クロロベンジル）スルフィド。
【００８４】
本開示で使用しうる特定のベンゾイル（benzoie）エステル（パラベン）には、メチルパラベン、プロピルパラベン、ブチルパラベン、エチルパラベン、イソプロピルパラベン、イソブチルパラベン、ベンジルパラベン、メチルパラベンナトリウム、およびプロピルパラベンナトリウムが含まれるがこれに限定されない。
【００８５】
本開示に使用することができる特定のハロゲン化カルバニリドとして、3，4，4'−トリクロロカルバニリド（Ciba−Geigy（ニュージャージー州フローラムパーク）からTriclocarban（登録商標）という商標で販売されている3−（4−クロロフェニル）−1−（3，4−ジクロロフェニル（3,4-dichlorphenyl））尿素など）、3−トリフルオロメチル−4，4'−ジクロロカルバニリド、および3，3'，4−トリクロロカルバニリドが含まれるがこれに限定されない。
【００８６】
本開示で使用しうる特定の高分子抗菌剤には、ポリヘキサメチレンビグアナイド塩酸塩、およびポリ（イミノイミドカルボニル  イミノイミドカルボニル  イミノヘキサメチレン塩酸塩）（Vantocil（登録商標）  IBという商標で販売されている）を含むがこれに限定されない。
【００８７】
本開示で使用しうる特定のチアゾリンには、Micro-Check（登録商標）という商標で販売されているもの、および2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン（Vinyzene（登録商標）  IT-3000  DIDPという商標で販売されている）を含むがこれに限定されない。
【００８８】
本開示に使用することができる特定のトリクロロメチルチオイミドとして、N−（トリクロロメチルチオ）フタルイミド（Fungitrol（登録商標）という商標で販売されている）、およびN−トリクロロメチルチオ−4−シクロヘキセン−1，2−ジカルボキシイミド（Vancide（登録商標）という商標で販売されている）を含むがこれに限定されない。
【００８９】
本開示で使用しうる特定の天然抗菌剤には、アニス、レモン、オレンジ、ローズマリー、ウィンターグリーン、タイム、ラベンダー、クローブ、ホップ、ティーツリー、シトロネラ、小麦、大麦、レモングラス、ニオイヒバ、シダーウッド、シナモン、フリーグラス（fleagrass）、ゼラニウム、ビャクダン、スミレ、クランベリー、ユーカリ、クマツヅラ、ペパーミント、安息香、バジル、フェンネル、モミ、バルサム、メントール、オクメア・オリガナム（ocmea  origanuin）、ヒダスティス（hydastis）、カラデンシス（carradensis）、ベルベリダシアエ・ダセアエ（Berberidaceac  daceae）、ラタフィアエ・ロンガ（Ratanhiae  longa）、およびウコンの油を含むがこれに限定されない。また、このクラスの天然抗菌剤には、抗菌性の利益を提供することがわかっている植物油の重要な化学成分も含まれる。これらの化学物質には、アネトール、カテコール、カンフェン、チモール、オイゲノール、ユーカリプトール、フェルラ酸、ファルネソール、ヒノキチオール、トロポロン、リモネン、メントール、サチチル酸メチル、カルバコール、テルピネオール、ベルベノン、ベルベリン、ラタニア抽出物、カリオフェレン・オキシド、シトロネル酸、クルクミン、ネロリドール、およびゲラニオールが含まれるがこれに限定されない。
【００９０】
本開示で使用しうる特定の金属塩には、周期表の3a〜5a、3b〜7bおよび8のグループの金属塩が含まれるがこれに限定されない。金属塩の特定の例には、アルミニウム、ジルコニウム、亜鉛、銀、金、銅、ランタン、スズ、水銀、ビスマス、セレニウム、ストロンチウム、スカンジウム、イットリウム、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、タリウム、イッテルビウム、ルテチウムの塩、およびその混合物が含まれるがこれに限定されない。金属イオンベースの抗菌剤の例は、HealthShield（登録商標）という商標で販売されている、HealthShield  Technology社（マサチューセッツ州ウェイクフィールド）製のものである。
【００９１】
本開示で使用されうる特定の広域スペクトル抗菌剤には、本明細書の抗菌剤のその他のカテゴリーで記載されたものを含むがこれに限定されない。
【００９２】
本開示の方法で使用しうる追加的抗菌剤には、ピリチオン（特にピリチオン含有亜鉛複合体で、Octopirox（登録商標）という商標で販売されているものなど）、ジメチルジメチルオール（dimethyidimethylol）  ヒダントイン（Glydant（登録商標）という商標で販売）、メチルクロロイソチアゾリノン／メチルイソチアゾリノン（Kathon  CG（登録商標）という商標で販売）、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、イミダゾリジニル尿素（Germall  115（登録商標）という商標で販売）、ジアゾリジニル尿素（Germall  11（登録商標）という商標で販売）、ベンジルアルコールv2-ブロモ-2-ニトロプロパン-1,3-ジオール（Bronopol（登録商標）という商標で販売）、ホルマリンまたはホルムアルデヒド、ヨードプロペニルブチルカルバメート（Polyphase  P100（登録商標）という商標で販売）、クロロアセトアミド、メタンアミン、メチルジブロモニトリル  グルタロニトリル(1,2-ジブロモ-2,4-ジシアノブタン)（Tektamer（登録商標）という商標で販売）、グルタルアルデヒド、5-ブロモ-5-ニトロ-1,3-ジオキサン（Bronidox（登録商標）という商標で販売）、フェネチルアルコール、o-フェニルフェノール／o-フェニルフェノールナトリウム  ヒドロキシメチルグリシン酸ナトリウム（Suttocide  A（登録商標）という商標で販売）、ポリメトキシ二環式オキサゾリジン（Nuosept  C（登録商標）という商標で販売）、ジメトキサン、チメロサール（thimersal）、ジクロロベンジルアルコール、カプタン、クロルフェネネシン、ジクロロフェン、クロロブタノール、ラウリン酸グリセリル、ハロゲン化ジフェニルエーテル、2,4,4'-トリクロロ-2'-ヒドロキシ-ジフェニルエーテル（Ciba-Geigy（ニュージャージー州フローラムパーク）からTriclosan（登録商標）という商標で販売）、および2,2'-ジヒドロキシ-5,5'-ジブロモ-ジフェニルエーテルが含まれるがこれに限定されない。
【００９３】
本開示の方法で使用することができる追加の抗菌剤として、米国特許第3,141,321号、4,402,959号、4,430,381号、4,533,435号、4,625,026号、4,736,467号、4,855,139号、5,069,907号、5,091,102号、5,639,464号、5,853,883号、5,854,147号、5,894,042号および5,919,554号、ならびに米国特許出願公開第20040009227号および20110081530号に開示されている抗菌剤が含まれる。
【００９４】
(4)  生体光材料の光特性
特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルは、実質的に透明または半透明性である。生体光ハイドロゲルの透過率％は、例えば、Perkin−Elmer  Lambda  9500シリーズUV−可視分光光度計を使用して、250nm〜800nmの波長範囲で測定できる。一部の実施形態では、可視領域内の透過率が測定されて平均化される。いくつかのその他の実施形態では、生体光ハイドロゲルの透過率は発色団を除外して測定される。透過率は厚さに依存するため、各サンプルの厚さを分光光度計に装填する前にキャリパーで測定できる。透過率値は、以下によって正規化できる。
【００９５】
【数１】
2017524398.tif 000003
ここで、t1＝実際の試料の厚さ、t2＝透過率測定値を正規化しうる厚さ。当技術分野では、透過率測定値は通常、1cmを基準として正規化される。
【００９６】
一部の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、可視領域内で、約20％、30％、40％、50％、60％、70％、または75％を超える透過率を持つ。一部の実施形態では、透過率は可視領域内で、40%、41%、42%、43%、44%、または45%を超える。
【００９７】
（5）使用方法
本開示の生体光ハイドロゲルは、美容的および/または医学的利益を持ちうる。それらは、皮膚の若返りおよび皮膚のコンディショニングを促進するため、にきび、湿疹、皮膚炎または乾癬などの皮膚疾患の治療を促進するため、組織修復を促進するため、および炎症を調節するため、コラーゲン合成を調節するため、瘢痕を低減または回避するため、または美容のため、または歯周炎ポケットの深さの低減を含む創傷治癒の促進のために使用できる。それらは急性炎症を治療するために使用できる。急性炎症は、疼痛、熱、発赤、膨張および機能喪失として現れる可能性があり、例えば蚊、ハチ、スズメバチによる虫刺され、ツタウルシに対するアレルギー反応等のアレルギー反応、または切除を伴う治療後に見られる炎症反応などの炎症反応が挙げられる。
【００９８】
従って、特定の実施形態では、本開示は急性炎症を治療する方法を提供する。
【００９９】
特定の実施形態では、本開示は、皮膚の若返りを提供するため、皮膚状態を改善するため、皮膚疾患を治療するため、瘢痕を防止または治療するため、および／または創傷治癒および／もしくは組織修復を加速するための方法を提供し、方法は、本開示の生体光ハイドロゲルを、治療を必要とする皮膚または組織の領域に適用し、生体光ハイドロゲル中に存在する発色団（複数可）の吸収スペクトルと重複する波長を持つ光を生体光ハイドロゲルプレミックスに照射し、ハイドロゲルの形成を誘発し、生体光ハイドロゲル中に存在する発色団（複数可）の吸収スペクトルと重複する波長を有する光を生体光ハイドロゲルに連続してまたは繰り返し照射することを含む。
【０１００】
本開示の方法では、任意の作用光の供給源を使用できる。任意のタイプのハロゲン、LEDまたはプラズマアークランプまたはレーザーが適切でありうる。作用光に適した供給源の主要特性は、この供給源は組成物中に存在する一つ以上の光活性因子を活性化するために適切な波長（または複数の波長）の光を放射することである。一つの実施形態では、アルゴンレーザーが使用される。別の実施形態では、チタンリン酸カリウム（KTP）レーザー（例えば、GreenLight（商標）レーザー）が使用される。また別の実施形態では、光硬化装置などのLEDランプが作用光の供給源である。また別の実施形態では、作用光の供給源は、約200〜800nmの波長を持つ光源である。別の実施形態では、作用光の供給源は、約400〜600nmの波長を持つ可視光源である。別の実施形態では、作用光の供給源は、約400〜700nmの波長を持つ可視光源である。また別の実施形態では、作用光の供給源は青い光である。また別の実施形態では、作用光の供給源は赤い光である。また別の実施形態では、作用光の供給源は緑色の光である。さらに、作用光源は、適切な出力密度を持つべきである。非平行光源（LED、ハロゲン、またはプラズマランプ）の適切な出力密度は、約0.1mW/cm2〜約200mW/cm2の範囲である。レーザー光源の適切な出力密度は、約0.5mW/cm2〜約0.8mW/cm2の範囲である。
【０１０１】
本開示の方法の一部の実施形態では、被験者の皮膚表面で光は、約0.1mW/cm2〜約500mW/cm2、または0.1〜300mW/cm2、または0.1〜200mW/cm2のエネルギーを持ち、与えられるエネルギーは、治療されている状態、光の波長、皮膚から光源までの距離、および生体光材料の厚さに少なくとも依存する。特定の実施形態では、被験体の皮膚で光は、約1〜40mW/cm2、または約20〜60mW/cm2、または約40〜80mW/cm2、または約60〜100mW/cm2、または約80〜120mW/cm2、または約100〜140mW/cm2、または約30〜180mW/cm2、または約120〜160mW/cm2、または約140〜180mW/cm2、または約160〜200mW/cm2、または約110〜240mW/cm2、または約110〜150mW/cm2、または約190〜240mW/cm2である。
【０１０２】
生体光ハイドロゲル内の発色団（複数可）の活性化は、照射時ほぼ即時に起こりうる（フェムトまたはピコ秒）。本開示の生体光ハイドロゲルの吸収、反射および再放射の相乗効果、および治療されている組織とのその相互作用を利用するために、長時間の曝露は有益でありうる。一つの実施形態では、組織もしくは皮膚または生体ハイドロゲルの作用光への曝露時間は、0.01分〜90分の間である。別の実施形態では、組織もしくは皮膚または生体光ハイドロゲルの作用光への曝露時間は、1分〜5分の間である。一部のその他の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、1分〜3分の間照射される。特定の実施形態では、光は、約1〜30秒、約15〜45秒、約30〜60秒、約0.75〜1.5分、約1〜2分、約1.5〜2.5分、約2〜3分、約2.5〜3.5分、約3〜4分、約3.5〜4.5分、約4〜5分、約5〜10分、約10〜15分、約15〜20分、または約20〜30分の間適用される。治療時間は、最大約90分、約80分、約70分、約60分、約50分、約40分または約30分の範囲でありうる。当然のことながら、線量を維持するために、治療領域に送達されるフルエンス率を調節することによって治療時間を調節できる。例えば、送達されるフルエンスは、約4〜約60J/cm2、4〜約90J/cm2、10〜約90J/cm2、約10〜約60J/cm2、約10〜約50J/cm2、約10〜約40J/cm2、約10〜30J/cm2、約20〜40J/cm2、約15J/cm2〜25J/cm2、または約10〜約20J/cm2/でありうる。
【０１０３】
特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、特定の間隔で再照射されうる。また別の実施形態では、作用光の供給源は、適切な曝露時間の間、治療エリアの上方で連続的に動作している。また別の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、生体光ハイドロゲルが少なくとも部分的に光退色するかまたは完全に光退色するまで、照射されうる。
【０１０４】
特定の実施形態では、生体光ハイドロゲル中の発色団（複数可）は、太陽および頭上からの照明からのものを含む周辺光によって光励起できる。特定の実施形態では、発色団（複数可）は、電磁スペクトルの可視領域の光によって光活性化できる。光は、太陽光、電球、LED装置、テレビ、コンピュータ、電話、携帯デバイスにおけるなどの電子表示スクリーン、携帯デバイスにおけるフラッシュライトなど、任意の光源によって放射できる。本開示の方法では、任意の光源を使用できる。例えば、周辺光と直接太陽光または直接人工光との組み合わせを使用しうる。周辺光には、LED電球、蛍光電球などの頭上からの照明、および間接太陽光を含みうる。
【０１０５】
本開示の方法では、生体光ハイドロゲルは、光の適用後に皮膚から取り除かれうる。その他の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、組織上に長時間配置されたままとなり、状態を治療するのに適切な時点で、直接光または周辺光で再活性化される。
【０１０６】
本開示の方法の特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、組織に、1週間に1回、2回、3回、4回、5回または6回、毎日、またはその他の任意の頻度で適用されうる。合計治療時間は、1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、7週間、8週間、9週間、10週間、11週間、12週間、または適切と考えられるその他の任意の長さでありうる。
【０１０７】
特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルは創傷治癒を促進するために使用することができる。この場合、生体光ハイドロゲルを医師またはそのほかの医療提供者によって適切であると見なされる創傷部位に適用することができる。
【０１０８】
特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、瘢痕の再建を最適化するために、創傷閉鎖の後に使用できる。この場合、生体光ハイドロゲルは、週1回または、医師またはその他の医療提供者によって適切と見なされる間隔など、定期的な間隔で適用されうる。
【０１０９】
特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、治療された皮膚の状態を維持するために、にきび治療の後に使用できる。この場合、生体光ハイドロゲルは、週1回または、医師またはその他の医療提供者によって適切と見なされる間隔など、定期的な間隔で適用されうる。
【０１１０】
特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、治療された皮膚の状態を維持するために、切除を伴う皮膚若返り治療の後に使用できる。この場合、生体光ハイドロゲルは、週1回または、医師またはその他の医療提供者によって適切と見なされる間隔など、定期的な間隔で適用されうる。
【０１１１】
本開示の方法では、追加的構成要素を生体光ハイドロゲルに任意に含めるか、または生体光ハイドロゲルと組み合わせて使用しうる。このような追加的構成要素には、治癒因子、抗微生物剤、酸素を豊富に含む作用物質、しわ充填剤（例えば、ボトックス、ヒアルロン酸およびポリ乳酸）、真菌剤（fungal  agent）、抗菌剤、抗ウイルス剤、および／またはコラーゲン合成を促進する作用物質を含むがこれに限定されない。これらの追加的構成要素は、本開示の生体光ハイドロゲルの局所適用の前、それと同時、および／またはその後に、皮膚に局所的に適用されうる。適切な治癒因子は、適用部位上の組織の治癒または再生過程を促進または亢進する化合物を含む。本開示の生体光ハイドロゲルの光活性化の間、治療部位で皮膚または粘膜によるこのような追加的構成要素の分子吸収の増加がありうる。特定の実施形態では、治療部位での血流の増加が、一定時間観察され得る。フリーラジカルカスケードの動的相互作用による、リンパ排液の増加および浸透圧平衡の変化の可能性は、治癒因子を含めることで強化または補強もされうる。治癒因子は、光退色時間およびプロファイルなど、生体光組成物からの生体光出力も調節するか、または組成物内の特定の成分の浸出も調節しうる。適切な治癒因子には、グルコサミン、アラントイン、サフロン、コラーゲン合成を促進する作用物質、抗真菌剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、および成長因子などの創傷治癒因子が含まれるがこれに限定されない。
【０１１２】
(i)  皮膚の若返り
本開示の生体光ハイドロゲルは、皮膚の若返りの促進、または皮膚状態および外観の改善において有益でありうる。真皮は、皮膚の2番目の層で、皮膚の構造要素である結合組織を含む。異なる機能を持つさまざまなタイプの結合組織がある。エラスチン線維は、皮膚に弾力性を与え、コラーゲンは皮膚に強度を与える。
【０１１３】
真皮と表皮の間の接合部は、重要な構造物である。真皮・表皮接合部は、連結して指のような表皮隆起を形成する。表皮の細胞は、真皮の血管から栄養素を受け取る。表皮隆起は、これらの血管および必要な栄養素に曝される表皮の表面積を増加させる。
【０１１４】
皮膚の老化には、皮膚への著しい生理学的変化が伴う。新しい皮膚細胞の生成は減速し、真皮・表皮接合部の表皮隆起は平らになる。エラスチン線維の数は増加するが、その構造および結合力（coherence）は減少する。皮膚の老化と共に、コラーゲンの量および真皮の厚さも減少する。
【０１１５】
コラーゲンは、皮膚の細胞外基質の主な構成要素で、構造骨組を提供する。老化過程の間、コラーゲン合成の減少およびコラーゲン線維の不溶化は、真皮の菲薄化および皮膚の生物力学特性の低下に寄与する。
【０１１６】
皮膚の生理学的変化は、しばしば経時老化、内因性老化、および光老化と呼ばれる、顕著な老化症状をもたらす。皮膚はより乾燥し、粗さおよび落屑が増加し、外観がくすみ、最も明瞭には小皺およびしわが現れる。皮膚の老化のその他の症状または兆候には、薄く透けた皮膚、（こけた頬と落ち込んだ眼窩並びに手および首の堅さの顕著な喪失につながる）下層脂肪の減少、骨量の減少（骨量減少のために骨が皮膚から後退し、皮膚のたるみを生じる）、乾燥肌（痒い場合がある）、皮膚を冷却するために十分に汗をかくことの不能、望ましくない顔の毛、そばかす、しみ、クモ状静脈、荒れてガサガサの肌、伸ばすと消える小皺、たるんだ皮膚、および／またはしみの多い顔が含まれるがこれに限定されない。
【０１１７】
真皮・表皮接合部は、表皮の角化細胞を、真皮の下部にある細胞外基質から分離する基底膜（basement  membrane）である。この膜は、角化細胞と接触している基底板（basal  lamina）、および細胞外基質と接触している下層網状板の2つの層から構成される。基底板は、構造ネットワークおよび細胞付着のための生体接着特性を提供する役割を果たす分子であるIV型コラーゲンおよびラミニンを豊富に含む。
【０１１８】
ラミニンは、基底膜にのみ存在する糖タンパク質である。これは、非対称な十字の形状に配置され、ジスルフィド結合で一緒に保持された3つのポリペプチド鎖（アルファ、ベータおよびガンマ）から成る。3つの鎖は、ラミニン1およびラミニン5を含む、ラミニンの12の異なるイソ型を生じる、異なるサブタイプとして存在する。
【０１１９】
真皮は、α-インテグリンおよびその他のタンパク質から成る、角化細胞上にある特定接合部である半接着斑に、角化細胞の基底膜の所でVII型コラーゲン原線維によって固定されている。ラミニン、および特にラミニン5は、基底角化細胞中の半接着斑膜貫通タンパクとVII型コラーゲンとの間の実際の固定点を構成する。
【０１２０】
ラミニン5合成およびVII型コラーゲンの発現は、老化した皮膚では減少することが証明されている。これによって、真皮と表皮の間の接触が失われ、皮膚が弾力性を失い、垂れ下がるようになる。
【０１２１】
最近、表情じわと一般的に呼ばれる別のタイプのしわが、一般的認知を得た。表情じわは、特に真皮での弾性の低下から生じ、このため顔面筋が顔の表情を生み出す時、皮膚が元の状態にもはや戻ることができなくなる。
【０１２２】
本開示の生体光ハイドロゲルおよび本開示の方法は、皮膚の若返りを促進するために使用され得る。特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、皮膚の明度、毛穴サイズの減少、しみの減少、肌色を均一にすること、乾燥の減少、および皮膚の引き締めを促進するために使用され、それによって皮膚の若返りを促進することができる。特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、コラーゲン合成を促進する。特定のその他の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、小皺またはしわの出現、薄く透けた皮膚、（こけた頬と落ち込んだ眼窩並びに手および首の堅さの顕著な喪失につながる）下層脂肪の減少、骨量の減少（骨量減少のために骨が皮膚から後退し、皮膚のたるみを生じる）、乾燥肌（痒い場合がある）、皮膚を冷却するために十分に汗をかくことの不能、望ましくない顔の毛、そばかす、しみ、クモ状静脈、荒れてガサガサの肌、伸ばすと消える小皺、たるんだ皮膚、またはしみの多い顔が含まれるがこれに限定されない皮膚老化の一つ以上の兆候を減少、軽減、遅延または逆転さえしうる。特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法には、毛穴サイズの減少を誘発し、皮膚小区分の彫り、および/または皮膚の半透明性を高めうる。
【０１２３】
特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、コラーゲン促進剤と併せて使用されうる。コラーゲン合成を促進する作用物質（すなわち、コラーゲン合成促進剤）には、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、脂質、小さな化学分子、天然産物および天然産物からの抽出物が含まれる。
【０１２４】
例えば、ビタミンC、鉄、およびコラーゲンの摂取は、皮膚または骨のコラーゲン量を効果的に増加できることが発見された。例えば、米国特許出願公開第2009/0069217号を参照。ビタミンCの例には、L-アスコルビン酸またはL-アスコルビン酸ナトリウムなどのアスコルビン酸誘導体、アスコルビン酸を乳化剤などでコーティングして得られるアスコルビン酸製剤、およびこれらビタミンCの2つ以上を任意の割合で含む混合物が含まれる。さらに、アセロラまたはレモンなど、ビタミンCを含む天然産物も使用されうる。鉄製剤の例には、硫酸第一鉄、クエン酸第一鉄ナトリウム、またはピロリン酸第二鉄などの無機鉄、ヘム鉄、フェリチン鉄、またはラクトフェリン鉄などの有機鉄、およびこれらの鉄の2つ以上を任意の割合で含む混合物が含まれる。さらに、ほうれん草またはレバーなど、鉄を含む天然産物も使用されうる。さらに、コラーゲンの例には、ウシまたはブタなど、哺乳類の骨、皮膚などを酸またはアルカリで処理することで得られる抽出物、ペプシン、トリプシン、またはキモトリプシンなどのプロテアーゼで抽出物を加水分解することで得られるペプチド、およびこれらのコラーゲンの2つ以上を任意の割合で含む混合物が含まれる。植物起源から抽出されたコラーゲンも使用されうる。
【０１２５】
追加的なコラーゲン合成促進剤は、例えば、米国特許第7,598,291、7,722,904、6,203,805、5,529,769号、および米国特許出願公開第2006/0247313、2008/0108681、2011/0130459、2009/0325885、および2011/0086060号に記述されている。
【０１２６】
(ii)  皮膚疾患
本開示の生体光ハイドロゲル及び方法は皮膚疾患を治療するために使用することができ、皮膚疾患として以下に限定されないが、紅斑症、毛細血管拡張症、化学線毛細血管拡張症、基底細胞癌、接触性皮膚炎、隆起性皮膚線維肉腫、性器疣贅、化膿性汗腺炎、メラノーマ、メルケル細胞癌、貨幣状皮膚炎、伝染性軟属腫（molloscum  contagiosum）、乾癬、乾癬性関節炎、酒さ、疥癬、頭皮乾癬、脂腺癌、扁平上皮癌、脂漏性皮膚炎、脂漏性角化症、帯状疱疹、癜風、疣贅、皮膚がん、天疱瘡、日焼け、皮膚炎、湿疹、発疹、膿痂疹、慢性単純性苔癬、鼻瘤、口囲皮膚炎、鬚毛部仮性毛包炎（pseudofolliculitis  barbae）、薬疹、多形性紅斑、結節性紅斑、環状肉芽腫、光線性角化症、紫斑病、円形脱毛症、アフタ性口内炎、乾燥肌、肌荒れ、乾燥症、尋常性魚鱗癬、真菌症、単純ヘルペス、間擦疹、ケロイド、角化症、稗粒腫、伝染性軟属腫、ばら色粃糠疹、掻痒症、蕁麻疹、ならびに血管腫瘍および形態異常（malformation）が挙げられる。皮膚炎には、接触皮膚炎、アトピー性皮膚炎、脂漏性皮膚炎、貨幣状皮膚炎、全身性剥脱性皮膚炎、およびうっ滞性皮膚炎が含まれる。皮膚がんには、黒色腫、基底細胞癌、および扁平上皮癌が含まれる。
【０１２７】
(iii)にきびおよびにきび跡
本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、にきびを治療するために使用しうる。本明細書で使用される場合、「にきび」とは、皮膚腺または毛包の炎症によって生じる皮膚の疾患を意味する。本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、発現前の早期段階またはにきびの病変が目に見える後期の段階で、にきびを治療するために使用できる。軽度、中程度および重度のにきびは、生体光ハイドロゲルおよび方法の実施形態で治療できる。にきびの発現前の早期段階は、毛嚢脂腺器官にある皮脂腺からの皮脂または真皮油（dermal  oil）の過剰分泌で通常始まる。皮脂は、毛包の管を通して皮膚表面に達する。管の中および皮膚上での過剰量の皮脂の存在は、毛包管からの皮脂の正常な流れを妨害または停滞させる傾向があり、そのため皮脂の濃縮化および固化を起こして、面皰として知られる固体の栓を作る。にきびの発症の正常な順序では、毛包口の過角化が刺激されて、それにより管のブロックが完了される。通常の結果は、丘疹、膿疱、または嚢胞で、これらは二次感染を引き起こす細菌で汚染されていることがよくある。にきびは、面皰、炎症性丘疹、または嚢胞の存在によって具体的に特徴付けられる。にきびの外観は、わずかな皮膚過敏から、陥凹および外観を損なう瘢痕の発現までに及びうる。従って、本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、皮膚過敏、陥凹、瘢痕の発現、面皰、炎症性丘疹、嚢胞、過角化（hyperkeratinazation）、およびにきびに関連した皮脂の濃厚化および硬化の一つ以上を治療するために使用できる。
【０１２８】
一部の皮膚疾患は、発赤、顔面紅潮、灼熱感、落屑、吹き出物、丘疹、膿疱、面皰、斑、結節、小疱、水疱、毛細血管拡張症、クモ状静脈、ただれ、表面の過敏または痛み、痒み、炎症、赤、紫もしくは青い斑点もしくは変色、ほくろ、および／または腫瘍を含む様々な症状を呈する。
【０１２９】
本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、さまざまなタイプのにきびを治療するために使用しうる。にきびの一部のタイプには、例えば、尋常性座瘡、嚢腫性座瘡、萎縮性座瘡、臭素座瘡、塩素座瘡、集簇性座瘡、化粧品性座瘡、洗剤性座瘡、流行性座瘡、夏季座瘡、電撃性座瘡、ハロゲン座瘡、硬結性座瘡、ヨード座瘡、座瘡ケロイド、機械的座瘡、丘疹性座瘡、ポマード座瘡、月経前座瘡、膿疱性座瘡、壊血病性座瘡、腺病性座瘡、蕁麻疹様座瘡、痘瘡状座瘡、毒物性座瘡、プロピオン酸座瘡、表皮剥離性座瘡、グラム陰性座瘡、ステロイド座瘡および結節嚢胞性座瘡が含まれる。
【０１３０】
特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルは、全身または局所的な抗生物質治療と併せて使用される。例えば、にきびを治療するために使用される抗生物質としては、テトラサイクリン、エリスロマイシン、ミノサイクリン、ドキシサイクリンが挙げられ、これらも本開示の組成物および方法と一緒に使用されうる。生体光ハイドロゲルの使用は、抗生物質による治療に必要な時間を減少させるか、または用量を減少させることができる。
【０１３１】
(iv)創傷治癒
本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、創傷の治療、創傷治癒の促進、組織修復の促進および／または運動機能（例えば、関節の動き）の改善を含む、美容術の防止もしくは減少のために使用されうる。本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法によって治療されうる創傷としては、例えば、異なる方法で始まり（例えば、長期間のベッド休養による圧力潰瘍、外傷または手術によって誘発された創傷、やけど、糖尿病または静脈不全に関連した潰瘍、歯周炎などの状態によって誘発された創傷）、異なる特性を持つ皮膚および皮下組織への損傷が挙げられる。特定の実施形態では、本開示は、例えば、やけど、切開、切除、病変、裂傷、剥離、刺創または穿通創、手術創、挫傷、血腫、圧挫損傷、切断、痛みおよび潰瘍の治療ならびに／または治癒を促進するための生体光ハイドロゲルおよび方法を提供する。
【０１３２】
本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、耐久性のある構造的、機能的、および美容的閉合を作るための順序正しくタイムリーな一連のイベントをたどらなかった創傷である、慢性皮膚潰瘍または創傷の治療および／または治癒を促進するために使用されうる。慢性創傷の大部分は、その病因に基づいて、圧力潰瘍、神経障害性（糖尿病性足部）潰瘍および血管性（静脈性または動脈性）潰瘍の3つのカテゴリーに分類できる。
【０１３３】
例えば、本開示は、糖尿病性潰瘍の治療および／または治癒の促進のための生体光ハイドロゲルおよび方法を提供する。糖尿病患者は、神経性および血管性の両方の合併症のために、足およびその他の潰瘍形成を起こしやすい。末梢神経障害は、足および／または脚の感覚の変化または完全喪失を起こす可能性がある。進行した神経障害を持つ糖尿病患者は、鋭さと鈍さとを識別する能力をすべて失う。神経障害患者は、足への切り傷または外傷に、数日または数週間、全く気が付かないことがある。進行した神経障害を持つ患者は、持続的な圧力損傷を感じる能力を失い、その結果、組織虚血および壊死が起こり、例えば足底潰瘍形成につながりうる。微小血管疾患は、糖尿病の重大な合併症の一つで、潰瘍形成にもつながりうる。特定の実施形態では、慢性創傷の治療のための生体光ハイドロゲルおよび方法が本明細書に提供されており、慢性創傷は、糖尿病の神経性および／または血管性の合併症による糖尿病性足潰瘍および／または潰瘍形成によって特徴付けられる。
【０１３４】
その他の例では、本開示は、圧力潰瘍の治療および／または治癒の促進のための生体光ハイドロゲルおよび方法を提供する。圧力潰瘍は床擦れ、褥瘡性潰瘍および坐骨結節潰瘍を含み、患者にかなりの痛みおよび不快感を起こさせる可能性がある。圧力潰瘍は、皮膚に長時間圧力が加えられた結果として起こる可能性がある。従って、個人の体重または質量のために、患者の皮膚に圧力がかかる可能性がある。圧力潰瘍は、皮膚のエリアへの血液供給が、2時間または3時間を超えて妨害または遮断された時に発症する可能性がある。影響を受けた皮膚エリアは、赤くなり、痛みおよび壊死が起こる可能性がある。治療しない場合、皮膚が破れて開き、感染する可能性がある。従って圧力潰瘍は、例えば、長時間ベッドに横になる、車椅子に座る、および／またはギブス包帯を装着することからの圧力下にある皮膚のエリアに起こる皮膚潰瘍である。圧力潰瘍は、人が寝たきり、意識を失った、痛みを感じることができない、または動けない時に起こる可能性がある。圧力潰瘍は、臀部エリア（仙骨または腸骨稜上）、または足のかかとなど、体の骨張った隆起部に起こることがよくある。
【０１３５】
本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法によって治療できる創傷のさらなるタイプには、米国特許出願公開第2009/0220450号に開示されているものが含まれる。
【０１３６】
創傷治癒過程には3つの明確な段階がある。第一に、創傷が起こった時から最初の2〜5日までに典型的に起こる炎症段階では、血小板が凝集して顆粒を沈着し、フィブリンの沈着を促進し、成長因子の放出を刺激する。白血球が創傷部位に移動し、破片を消化して創傷から外に移し始める。この炎症段階の間、単球もマクロファージに変換され、これは血管新生および線維芽細胞の生成を刺激するために成長因子を放出する。
【０１３７】
第二に、典型的には創傷が生じてから2日〜3週間までに起こる増殖段階では、肉芽組織が形成され、上皮形成および収縮が開始される。この段階の重要な細胞タイプである線維芽細胞は、増殖してコラーゲンを合成し、創傷を満たして、その上で上皮細胞が成長する強い基質（matrix）を提供する。線維芽細胞がコラーゲンを生成すると、血管新生が近くの血管から拡大し、肉芽組織を生じる。肉芽組織は、典型的には創傷の基部から成長する。上皮形成には、創傷を密封するために、上皮細胞の、創傷表面からの移動を伴う。上皮細胞は、類似のタイプの細胞に接触する必要性によって促進され、これらの細胞がその上を移動するグリッドとして機能するフィブリン鎖のネットワークによって誘導されている。筋線維芽細胞と呼ばれる収縮性細胞が創傷中に現れ、創傷の閉鎖を助ける。これらの細胞は、コラーゲン合成および収縮性を示し、肉芽創では一般的である。
【０１３８】
第三に、創傷が発現してから3週間から数年まで起こりうる創傷治癒の最終段階のリモデリング段階では、瘢痕中のコラーゲンが繰り返し分解および再合成を受ける。この段階の間、新しく形成された皮膚の引張強度が増加する。
【０１３９】
しかし、創傷治癒の速度が増すと、瘢痕形成の関連増加がよく起こる。瘢痕化は、大部分の成体動物およびヒト組織における治癒過程の結果である。瘢痕組織は、通常、機能品質が劣るため、それを置換する組織と同一ではない。瘢痕のタイプには、萎縮性、肥大性およびケロイド性瘢痕、および瘢痕拘縮が含まれるがこれに限定されない。萎縮性瘢痕は平らで、谷または穴として周辺の皮膚よりも下にくぼんでいる。肥大性瘢痕は、元の病変の境界内に留まっている隆起した瘢痕であり、異常なパターンで配列された過剰なコラーゲンを含むことがよくある。ケロイド性瘢痕は、元の創傷の縁を超えて広がる隆起した瘢痕であり、周辺の正常皮膚に部位特異的な方法で侵入し、異常な形状で配置された渦巻き状コラーゲンをしばしば含む。
【０１４０】
それに対して、正常皮膚は、バスケットウィーブパターンに配列されたコラーゲン線維から成り、これは真皮の強度と弾性の両方に寄与する。従って、より滑らかな創傷治癒過程を達成するためには、コラーゲン生成を刺激するだけでなく、瘢痕形成を減少させる方法でそれを行うアプローチが必要である。
【０１４１】
本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、実質的に均一な上皮化の形成の促進、コラーゲン合成の促進、制御された収縮の促進によって、および/または瘢痕組織の形成の低減によって、創傷治癒を促進する。特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、実質的に均一な上皮化の形成を促進することによって創傷治癒を促進しうる。一部の他の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、コラーゲン合成を促進する。一部の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、制御された収縮を促進する。特定の実施形態では、本開示の生体光ハイドロゲルおよび方法は、例えば、瘢痕組織の形成を減少させることによって、創傷治癒を促進する。
【０１４２】
本開示の方法では、本開示の生体光ハイドロゲルは、陰圧補助創傷閉鎖デバイス（negative  pressure  assisted  wound  closure  device）およびシステムと組み合わせても使用しうる。
【０１４３】
特定の実施形態では、生体光ハイドロゲルは、最大1、2または3週間、所定の位置に保たれ、さまざまな間隔で、周辺光を含みうる光を照射される。この場合、組成物は、光への曝露と曝露の間、不透明材料で覆われるか、または光に曝露したままにしうる。
【０１４４】
(6)  キット
本開示は、本開示の生体光材料を調製するため、および／または生体光材料を形成するために必要な任意の構成要素を提供するためのキットも提供する。
【０１４５】
一部の実施形態では、キットは、本開示の生体光ハイドロゲルを作るために使用できる構成要素または組成物を含む容器を含む。一部の実施形態では、キットは、本開示の生体光ハイドロゲル材料を含む。本開示の生体光ハイドロゲル材料を構成する様々な構成要素が、別々の容器中に提供されうる。例えば、HEAA重合性モノマーが発色団とは別個の容器に与えられていてもよい。このような容器の例は、二重チャンバーシリンジ、取り外し可能な仕切り付きの二重チャンバー容器、パウチ付きの小袋、および複数区画ブリスターパックである。別の例は、別の構成要素の容器内に注入できるシリンジ中に構成要素の一つを提供することである。
【０１４６】
その他の実施形態では、キットは、本開示の生体光ハイドロゲルの治療を増強するための全身性薬物を含む。例えば、キットは、（例えばにきび治療または創傷治癒のための）全身性または局所性抗生物質またはホルモン治療、または陰圧デバイスを含みうる。
【０１４７】
その他の実施形態では、キットは、生体光ハイドロゲル材料の構成要素を適用するための手段を備える。
【０１４８】
特定の実施形態では、生体光ハイドロゲル材料を保持するためのチャンバー、および生体光材料を容器から放出するためにチャンバーと連通している出口を備える容器が提供されており、ここで、生体光材料は、少なくとも一つの発色団を含む。
【０１４９】
キットの特定の実施形態では、キットは、生体光ハイドロゲルの発色団を活性化するために適切な波長を持つ携帯光などの光源をさらに含みうる。携帯光は、電池式または再充電式でありうる。
【０１５０】
本開示による、形成する生体光ハイドロゲルの使用方法についての書面指示をキットに含めるか、または本開示の生体光ハイドロゲル材料を構成している組成物または構成要素を含む容器に含めるか付属させうる。
【０１５１】
同等の生体光ハイドロゲル、方法およびキットの特定は、十分に通常の実施者の技能の範囲内であり、本開示の教えを考慮すると、通常の実験以上のものを必要としない。
【０１５２】
この開示を見直した後、当業者であれば変形および改変を考え付く。開示された特徴は、本明細書で開示されたその他の一つ以上の特徴との任意の組み合わせおよび副組み合わせ（複数の従属組み合わせ（multiple  dependent  combination）および副組み合わせを含む）で、実施されうる。その任意の構成要素を含め、上に記載または例示された様々な特徴は、その他のシステムに組み合わせまたは組み込みうる。さらに、特定の特徴は、省略するか、または実施しなくても良い。変更、代替、修正の例は、当業者であれば究明可能であり、本明細書に開示された情報の範囲を逸脱することなく行なうことができる。本明細書に引用されたすべての参照は、参照によりその全体が組み込まれ、本願の一部となる。
【０１５３】
本開示の実施は、以下の実施例からさらに完全に理解されるが、これらは例示目的のみで本書に提示されており、いかなる方法でも本開示を制限するものとして解釈されるべきではない。
【実施例】
【０１５４】
実施例
【０１５５】
実施例1：ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）のハイドロゲル
2.025gのHEAA（モノマー）、0.274gのPEGDA（クロスリンカー）、0.048gTEA（開始剤）及び7.50mLのH2Oを含む水溶液を室温で調製した。当該溶液に、0.1mLのエオシンY溶液（10.9mg/mL）、0.1mLのフルオレセイン溶液（10.9mg/mL）および0.1mLのNVP溶液（0.411g/mL）を添加した。ハイドロゲル中のエオシンYの最終濃度はハイドロゲルのグラムあたり109マイクログラムであった。その後、得られた混合物を強く均一にし、ペトリ皿に投じ、青色光（ピーク波長400〜470nm、出力密度約30〜150mW/cm2）を2分間照射した後、約2mm厚の堅いハイドロゲルを得た。
【０１５６】
膜を通じて、および膜によって放射された光をSP−100分光放射計（SP−100、ORB  Optronix）で計測し、450nmのピーク放射波長（400〜470nmの範囲のピーク波長、出力密度約30〜150mW/cm2）を有する光で5分間照射した。図1および図2はそれぞれ5分と10分照射した後の膜からの発光スペクトルを示している。見れば分かるように、蛍光が喪失しているにもかかわらず、照射から10分後でも発色団は完全には光退色されていなかった。生体光膜は約35％の最初の蛍光活性を保持していた。
【０１５７】
実施例2：ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/ゼラチンのハイドロゲル
本実験では、事前に約40℃に温めた8.00mLのH2Oに0.250gのゼラチンを溶解させた。その後HEAA2.024g、PEGDA0.253gおよびTEA0.034gをゼラチン溶液に添加し、混合物を室温で約15分間攪拌した。攪拌しながら、0.10mLのエオシンY溶液（10.9mg/mL）、0.10mLのフルオレセイン溶液（10.9mg/mL）および0.10mLのNVP溶液を得られた溶液に添加した。ホモジナイズした後、溶液をペトリ皿に投じ、前と同様に青色光を2分間照射し、光重合および架橋を開始させ、発色団を組み入れたハイドロゲルを形成した。ここでまた、上記投じた容量はハイドロゲルの厚さが約2mmであるようなものであった。
【０１５８】
ポリマーを通じて伝達される活性化している青色光、およびポリマーから放射される蛍光の光を実施例1と同様に測定した。図3は、生体光膜を青色光に5分間曝露した後の発光スペクトルを表しており、発色団の部分的光退色が明らかとなった。前記膜は、5分間の照射の後には最初の蛍光活性の約32％を失い、10分間の照射の後には最初の蛍光活性の約50％を失ったことが推測できる。(図4参照)
【０１５９】
実施例3：ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/HECのハイドロゲル
2.007gのHEAA、0.256gのPEGDA、および0.030gのTEAの量を添加し、7.522gのヒドロキシエチルセルロース（HEC）の水溶液（2％）に完全に混合した。得られた溶液に、0.10mLのエオシンY溶液（10.9mg/mL）、0.10mLのフルオレセイン溶液（10.9mg/mL）および0.10mLのNVP溶液を添加し、ホモジナイズし、光活動性の溶液を得た。その後、当該溶液をペトリ皿に投じ、光重合/架橋を開始するために青色光に曝露し、前と同様に2分間曝露した後に発色団を含むハイドロゲルを形成した。
【０１６０】
ポリマーを通じて伝達される活性化している青色光、およびポリマーから放射される蛍光の光を実施例1と同様に測定した。図5および6はそれぞれ5分間および10分間の光活性化の間に生体光膜（biophotonic  membrane）の真下で検出された光のスペクトルを示している。意外なことに、このデータは最初の5分間の照射で蛍光が有意に増加していることを示している。5分では、測定された蛍光の強度は最初に測定された蛍光の強度の2倍超であった。また、この蛍光の増加は、ピンク色から黄色への生体光膜の明白な着色の変化に関連しており、このことはエオシンのほぼ完全な光退色を示唆していた。5分〜10分の照射の間に、蛍光のわずかな減少が観察され、最終的には0時間に記録した蛍光より約160％高かった。
【０１６１】
実施例4：ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/PL−F127のハイドロゲル
2.002gのHEAA、0.240gのPEGDA、および0.035gのTEAの量を7.512gの熱硬化性のプルロニックPL−F127の水溶液（25％）に添加した。当該混合物を強く攪拌することによってホモジナイズし、攪拌しながら、得られた溶液に0.1mLのエオシンY溶液（10.9mg/mL）、0.1mLのフルオレセイン溶液（10.9mg/mL）および0.1mLのNVP溶液を添加した。その後、得られた混合物をペトリ皿に投じ、実施例1の青色光を2分間照射し、PEGDAと架橋されたポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/PL−F127を形成した。上記投じた容量は形成されたハイドロゲルが約2mm厚になるように制御した。
【０１６２】
ポリマーを通じて放射された光、およびポリマーによって放射された蛍光をSP−100分光放射計（SP−100,  ORB  Optronix）を用いて測定した。
【０１６３】
図7は青色光に生体光膜を5分間曝露している間に記録した光スペクトルを示している。見れば分かるように、この場合に放射された蛍光は、全ての膜が同じ濃度のエオシンYおよびフルオレセインを含んでいるが、前の実施例で観察された蛍光より有意に高かった。理論に縛られることを意図しないが、この蛍光の増強はプルロニックF−127の界面活性剤の性質に起因している可能性があると考えられる。
【０１６４】
実施例5：ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/PL−F127−CTABのハイドロゲル
2.010gのHEAA、0.499gのPEGDA、0.081gのセチルトリメチルアンモニウム臭化物（CTAB）および0.0453gのTEAの量を8.00gの熱硬化性プルロニックPL−F127の水溶液（25％）に添加した。当該混合物を強く攪拌することによってホモジナイズし、攪拌しながら、得られた溶液に0.1mLのエオシンY溶液（10.9mg/mL）、0.1mLのフルオレセイン溶液（10.9mg/mL）および0.1mLのNVP溶液を添加した。その後、得られた混合物をペトリ皿に投じ、実施例1の青色光を30秒間照射し、PEGDAと架橋されたポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/PL-F127-CTABを形成した。上記投じた容量は形成されたハイドロゲルが約2mm厚になるように制御した。
【０１６５】
ポリマーを通じて放射された光、およびポリマーによって放射された蛍光を、SP−100分光放射計（SP−100、ORB  Optronix）を用いて測定した。
【０１６６】
図8は青色光に生体光膜を5分間曝露している間に記録した光スペクトルを示している。見れば分かるように、この場合に放射された蛍光は、全ての膜が同じ濃度のエオシンYおよびフルオレセインを含んでいるが、前の実施例で観察された蛍光より有意に高かった。実施例4で観察された膜によって示された放射された蛍光に比べ、この実施例5の膜は、減少した量の紫色および青色光を放射し、緑色、オレンジ色および赤色光に関してはこれらのそれぞれの色の光の各々について約2倍放射しており、実施例5の生体光ハイドロゲルから放射される黄色の光の量に関しては、当該色の光の約3倍放射した。
【０１６７】
実施例6：ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/PL−F127−ベントナイトのハイドロゲル
2.010gのHEAA、0.537gのPEGDA、0.021gのベントナイト（B）および0.0453gのTEAの量を7.500gの熱硬化性プルロニックPL−F127の水溶液（25％）に添加した。当該混合物を強く攪拌することによってホモジナイズし、攪拌しながら、得られた溶液に0.1mLのエオシンY溶液（10.9mg/mL）、0.1mLのフルオレセイン溶液（10.9mg/mL）および0.1mLのNVP溶液を添加した。その後、得られた混合物をペトリ皿に投じ、実施例1の青色光を30秒間照射し、PEGDAと架橋されたポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/PL−F127−Bを形成した。上記投じた容量は形成されたハイドロゲルが約2mm厚になるように制御した。
【０１６８】
ポリマーを通じて放射された光、およびポリマーによって放射された蛍光を、SP−100分光放射計（SP−100、ORB  Optronix）を用いて測定した。
【０１６９】
図9は青色光に生体光膜を5分間曝露している間に記録した光スペクトルを示している。見れば分かるように、この場合に放射された蛍光は、実施例4（同じ濃度のエオシンYとフルオレセインとを含んだ膜）で観察された蛍光より少なくはなかったが、実施例4で観察された膜によって示される放射された蛍光に比べ、この実施例6の膜は減少した量の紫色および青色光を放射し、放射された緑色、黄色、オレンジ色および赤色光に関しては、実施例6の生体光ハイドロゲルから放射されたこれら3色のそれぞれの量が増加した。
【０１７０】
実施例7：ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/PL−F127−SiO2のハイドロゲル
2.012gのHEAA、0.528gのPEGDA、0.150gのヒュームドシリカ（SiO2）、および0.0453gのTEAの量を、7.500gの熱硬化性プルロニックPL-F127の水溶液（25％）に添加した。当該混合物を強く攪拌することによってホモジナイズし、攪拌しながら、得られた溶液に0.1mLのエオシンY溶液（10.9mg/mL）、0.1mLのフルオレセイン溶液（10.9mg/mL）および0.1mLのNVP溶液を添加した。その後、得られた混合物をペトリ皿に投じ、実施例1の青色光を30秒間照射し、PEGDAと架橋されたポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/PL−F127−SiO2を形成した。上記投じた容量は形成されたハイドロゲルが約2mm厚になるように制御した。
【０１７１】
ポリマーを通じて放射された光、およびポリマーによって放射された蛍光を、SP−100分光放射計（SP−100、ORB  Optronix）を用いて測定した。
【０１７２】
図10は青色光に生体光膜を5分間曝露している間に記録した光スペクトルを示している。見れば分かるように、この場合に放射された蛍光は、実施例4（同じ濃度のエオシンYとフルオレセインとを含んだ膜）で観察された蛍光より少なくはなかったが、実施例4で観察された膜によって示される放射された蛍光に比べ、この実施例6の膜は減少した量の紫色および青色光を放射し、放射された黄色、オレンジ色および赤色光に関しては、実施例6の生体光ハイドロゲルから放射されたこれら3色のそれぞれの量がわずかに増加した。
【０１７３】
実施例8：ポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）PL−F127−SiO2−CTABのハイドロゲル
2.068gのHEAA、0.501gのPEGDA、0.081gのCTAB、0.151gのヒュームドシリカ（SiO2）、および0.0453gのTEAの量を、7.500gの熱硬化性プルロニックPL−F127の水溶液（25％）に添加した。当該混合物を強く攪拌することによってホモジナイズし、攪拌しながら、得られた溶液に0.1mLのエオシンY溶液（10.9mg/mL）、0.1mLのフルオレセイン溶液（10.9mg/mL）および0.1mLのNVP溶液を添加した。その後、得られた混合物をペトリ皿に投じ、実施例1の青色光を30秒間照射し、PEGDAと架橋されたポリ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）/PL−F127−SiO2−CTABを形成した。上記投じた容量は形成されたハイドロゲルが約2mm厚になるように制御した。
【０１７４】
ポリマーを通じて放射された光、およびポリマーによって放射されら蛍光を、SP−100分光放射計（SP−100、ORB  Optronix）を用いて測定した。
【０１７５】
図11は青色光に生体光膜を5分間曝露している間に記録した光スペクトルを示している。見れば分かるように、この場合に放射された蛍光は、実施例5の生体光ハイドロゲルによって放射された蛍光より少なかったが、実施例4の生体光ハイドロゲルによって放射された蛍光より多かった。（同じ濃度のエオシンYとフルオレセインとを含んだ膜）。実施例4で観察された膜によって示される放射した蛍光に比べ、この実施例7の膜は有意に減少した量の紫色および青色光を放射し、放射された緑色、黄色、オレンジ色および赤色光に関しては、実施例7の生体光ハイドロゲルから放射されたこれら4色のそれぞれの量が有意に増加したが、実施例5の生体光膜に比べ、生体光膜から放射されるこれら4色の量は少なかった。
【０１７６】
実施例9：実施例1〜4の生体光ポリマー膜によるHaCaT細胞のIL6およびIL8の調節
実施例1〜4の生体光ハイドロゲルの炎症、特にサイトカインIL6およびIL8を調節する能力を評価した。これらの炎症性サイトカインの調節を評価するために、一般に認められたin  vitroモデルとしてHaCaTヒト角化細胞を使用した。
【０１７７】
過剰な、制御されない炎症が多くの皮膚疾患および創傷に観察されており、創傷治癒のプロセスを損なうなどによって宿主に有害となる可能性がある。そのため、IL6およびIL8の分泌を下方制御することが、創傷治癒および湿疹および乾癬等のその他の病態の緩和に有益となり得る。
【０１７８】
非毒性濃度のIFNγを使用して、HaCaT細胞によるIL6およびIL8の分泌を調節した。ポジティブ対照としてデキサメタゾン（最終濃度5uM）（炎症促進性サイトカインの産生の強力な阻害剤）を使用した。HaCaT細胞に対する光の潜在毒性の影響について、生菌数の分光光度的評価であるXTTベースのin  vitro毒性学アッセイキットを使用して評価した。
【０１７９】
実施例1〜4のポリマー膜によって放射され、伝達された光を細胞培養物に照射した。当該膜を細胞培養物より5cm上に配置し、400〜470nmのピーク波長、および約30〜150mW/cm2の出力密度を有する青色光を90秒間照射した。
【０１８０】
サイトカインの定量は、製造者の指示（R&D  Systems製のDuoSet  ELISA開発キット）に従い、照射から24時間後に培養上清に対してサイトカインELISAによって実施した。分泌されたサイトカインの量は、細胞生存率に対して正規化された。治療後24時間の生存細胞数の分光光度評価を使用した細胞生存率で測定した場合、すべての試験サンプルに対して毒性効果は観察されなかった。サンプルはすべて四つ組でスクリーニングした。各試験対象の膜に3回反復測定した。
【０１８１】
実施例1〜4の生体光ハイドロゲルからのエオシンおよびフルオレセインによって放射された光が、IFNγ刺激されたHaCaT細胞に対してIL6およびIL8の下方調節を引き起こしたことがわかった。
【０１８２】
表1は各ポリマーからの照射時間の間に培養された細胞が受けた光線処置をまとめている。表2は各ポリマーでの照射後のIL6およびIL8の発現をまとめている。
【０１８３】
【表１】
2017524398.tif 000004
【０１８４】
【表２】
2017524398.tif 000005
【０１８５】
結論
本実験の結果から青色光の貫通を可能にするマトリックス（最大5J/cm2のエネルギーフルエンスが細胞に送達された）が炎症促進性サイトカインIL−6の下方制御に最も効果的であることが明らかとなった。PHEAAマトリックスでは62％、PHEAA/HECマトリックスでは57％のIL−6の産生の減少がそれぞれ観察された。
【０１８６】
緑色および赤色光スペクトル内で最も高い蛍光を生成するマトリックスがIL−8の分泌の調節に最も効果的である。PHEAAマトリックスでは24％、PHEAA/PL−F127マトリックスでは28％のIL−8産生の減少がそれぞれ観察された。興味深いことに、同じマトリックスがIL−6の分泌を下方調節する能力があり、このことは青色、緑色、および赤色蛍光の組み合わせが最適な治療効果を達成するために必要であることを示唆している。
【０１８７】
おそらく赤色光スペクトル内でより高い蛍光を生成する能力を有するマトリックスの生成が創傷治癒のプロセスの炎症相の間に、炎症促進性サイトカインに対して下方調節の効果を高めていると思われる。
【０１８８】
実施例10：実施例1〜4の生体光ポリマー膜によるコラーゲンの産生の調節
ヒト皮膚線維芽細胞（DHF）をin  vitroモデルとして使用し、細胞外マトリックス（ECM）構成要素の一つであるコラーゲンの分泌に対する本開示の生体光ポリマー膜の実施形態と組み合わせての可視青色光の効果の試験を行った。
【０１８９】
コラーゲンの産生は創傷治癒および皮膚疾患および皮膚の若返り等の他の徴候に有用であり得る。創傷治癒では、傷を負ってから4〜5日以内にマトリックス生成細胞（すなわち線維芽細胞）が肉芽組織に移動する。これらの線維芽細胞はマトリックスメタロプロテイナーゼ（MMP）によって仮のマトリックスを分解し、サイトカイン/成長因子に反応して増殖し、コラーゲンI、III、およびV、プロテオグリカン、フィブロネクチンおよびその他の構成要素から構成される新しい細胞外マトリックス（ECM）を合成する。TGF−ベータは、プロテアーゼインヒビターを強化しながら、同時にプロテアーゼを阻害し、マトリックスの蓄積に有利に働く。
【０１９０】
非毒性濃度のTGFβ−1が細胞に加えられ、過剰増殖の状態を模倣した。生菌数の分光光度的評価であるXTTベースのin  vitro毒性学アッセイキットを使用して、光が細胞に与える潜在的な毒性作用を評価した。
【０１９１】
細胞培養物に実施例1〜4のポリマー膜によって放射および伝達される光を照射した。当該膜を細胞培養物より5cm上に配置し、400〜470nmの間のピーク波長、約30〜150mW/cm2の出力密度を有する青色光を5分間照射した。ビタミンCおよびTGFβ-1をポジティブ対照として使用した。
【０１９２】
処理から48時間、ピクロシリウスレッド法を使用してコラーゲンの産生を評価した。端的には、塩基性アミノ酸が豊富に存在するコラーゲン分子が酸性色素と強く反応する。シリウスレッドはコラーゲン（I、II、V型）と反応し、結合する伸長した色素分子であり、数回洗浄して遊離した色素を取り除いた後、結合したシリウスレッドを水酸化ナトリウムで溶出し、分光光度計を用いて定量する。サンプルはすべて四つ組でスクリーニングした。各試験マトリックスについて2回反復測定した。
【０１９３】
表3は各ポリマーからの照射時間の間に培養された細胞が受け取った異なる光および放射フルエンシー（fluency）をまとめている。
【０１９４】
【表３】
2017524398.tif 000006
表4は実施例1〜4の各ポリマーで照射後のTGF−ベータ1刺激DHF細胞のコラーゲンの産生を示している。
【０１９５】
【表４】
2017524398.tif 000007
【０１９６】
結論
ピクロシリウスレッドアッセイの結果では、赤色光スペクトル（最大0.28J/cm2のエネルギーフルエンスが細胞に送達された）内で最も高い蛍光を生成するマトリックスが最も効果的にコラーゲンの産生に刺激を与えることが分かった。PHEAA/ゼラチンマトリックス、PHEAA/HECマトリックス、およびPHEAA/PL−F127マトリックスで、それぞれで照射したときに、DHF培養上清におけるコラーゲンの産生が5倍、6.3倍、および6.5倍に増加したことが観察された。
【０１９７】
興味深いことに、同じマトリックス、すなわちPHEAA/ゼラチン、PHEAA/HEC、およびPHEAA/PL−F127が緑色光のスペクトル内で高い蛍光を生成し、このことは緑色および赤色等のより深く貫通する光がDHFで一緒にコラーゲンの合成を調節することを示唆している（図12）。
【０１９８】
実施例11：DHFにおけるサイトカインおよび成長因子
試験対象のマトリックスによって媒介される生物学的効果を表すより詳細な画像を得るために、Human  Cytokine  Antibody  Array（RayBio  Cシリーズ、RayBiotech,Inc.）を行った。分泌性の細胞−細胞シグナル伝達タンパク質として広く定められているサイトカインは炎症、自然免疫、アポトーシス、血管新生、細胞増殖および分化に重要な役割を担っている。複数のサイトカインを同時に検知することは、細胞の活動を試験するための強力なツールをもたらす。サイトカインによる細胞プロセスの制御は複雑でダイナミックなプロセスであり、複数のタンパク質が関与していることが多い。ポジティブおよびネガティブフィードバックループ、多面的効果および冗長機能、複数のサイトカインの空間的および時間的発現または複数のサイトカイン間の相乗的相互作用、膜結合受容体の可溶性形態の放出による平均的な制御はすべて、サイトカインシグナル伝達の効果を調節する一般的な機序である。
【０１９９】
DHFおよびTHP−1細胞（以下の実施例12）による細胞培地におけるサイトカイン分泌プロファイルに対する光／生体光膜の効果（光を照射する前に、THP−1細胞はホルボール12−ミリスタート13−アセタート（PMA）を加えることによってマクロファージに分化された）は、Human  Cytokine  Antibody  Array  （Raybiotech製RayBio  Cシリーズ）を使用して測定した。端的には、非毒性濃度のTGFβ−1を使用して、DHF細胞を刺激した。THP−1細胞をマクロファージに分化する場合（以下の実施例8）では、IFNγおよびLPSを使用して、炎症性表現型に細胞を刺激した。DHFおよびTHP−1細胞上清を照射から24時間後に回収し、製造者の指示に従ってアレイされた抗体膜とともにインキュベートした。得られたシグナルはImageJ（U.S.National  Institute  of  Health）ソフトウェアで定量した。各実験について、XTTアッセイを実施し、分泌されたサイトカインの量を細胞生存率に正規化した（全ての場合において、生存率は処理の非毒性効果を示す90％超であった）。サンプルはすべて四つ組で行った。
【０２００】
DHFおよびTHP−1細胞（以下の実施例12）におけるサイトカインおよび成長因子の分泌に対する照射された膜の効果を以下の表5および表6にそれぞれまとめる。
【０２０１】
【表５−１】
2017524398.tif 000008
【表５−２】
2017524398.tif 000009
【０２０２】
実施例12：マクロファージにおけるサイトカインおよび成長因子
実施例11の方法を実施例11の方法および膜1を用いて照射したマクロファージに対して実施した。
【０２０３】
【表６−１】
2017524398.tif 000010
【表６−２】
2017524398.tif 000011
【０２０４】
本実験の結果では、生体光膜1および4が、それぞれDHFおよびTHP1マクロファージ細胞において、炎症促進性サイトカイン（IL6、IL8、TNFアルファ、IL1ベータおよびIFNガンマなど）の下方制御に効果的であることが明らかとなった。
【０２０５】
PHEAAポリマーおよびPHEAA/PL−F127ポリマーが、炎症性疾患に関与するサイトカイン（MCP1およびRANTES等）の下方調節に効率的であることが証明された。
【０２０６】
実施例13：生体光膜の照射時のDHF細胞内の増殖レベル
創傷部位への線維芽細胞の移動および損傷部位内の増殖は、損傷の肉芽形成および治癒の必要条件である。線維芽細胞はその後瘢痕組織の構築およびそのリモデリングに関与する。このように、生存可能で活発に分裂する線維芽細胞は治癒の進行に欠かせない存在である。
【０２０７】
XTTに基づいた方法によって、増殖細胞のミトコンドリアデヒドロゲナーゼ活性を測定する。端的には、生存可能な細胞のミトコンドリアデヒドロゲナーゼは、XTTのテトラゾリウム環を還元し、水に可溶性のオレンジ色の誘導体を生み出す。得られるオレンジ色の溶液の吸光度を分光光度的に測定する。対照細胞に対する細胞数の増加または減少により、それに伴いオレンジ色の誘導体の量が変化し、このことは生存可能な分裂細胞の数の変化を示している。
【０２０８】
生体光膜4（PHEAA/PL−F127）でDHF細胞を5分間照射し、処理から24時間後にXTT溶液を当該細胞に添加した。4時間後、オレンジ色の上清の吸光度を分光光度的に測定した。照射されていない対照と比較して、活発に増殖する線維芽細胞の数の差を計算した。
【０２０９】
データによると、対照に比べ、ポリマー膜4がDHFの増殖を誘発することが分かった。発表では、最大約25〜30％の増殖が認められた。本件では、最大50％の増殖が観察された（図13）。
【０２１０】
実施例14：創傷治癒プロセスにおける生体光PHEAA/Pl-F127の形成の生物学的特性の評価
【０２１１】
皮膚の損傷により、炎症、新しい組織の形成、および組織のリモデリングを含む時間および空間が重複する事象のカスケードが開始され、最終的に損傷部位の少なくとも部分的な再構築が導かれる。様々なサイトカイン、成長因子、および低分子量の化合物を放出することによって、損傷後ただちに修復プロセスが開始される。初期の炎症ステップの間、細胞片と細菌が白血球およびマクロファージM1等の食細胞の存在によって排除される。後期の炎症反応は、成長因子および細胞移動、増殖、分化、および組織修復に必要なECM構成要素合成を誘発するサイトカインシグナルに欠かせない（EmingSA,  KriegT,  Davidson  JM.Inflammation  in  wound  repair：molecular  and  cellular  mechanisms.  J  Invest  Dermatol,  2007；  127：514−525）。過剰な炎症活動は治癒の質に深刻な影響を及ぼし得る。慢性創傷は、持続する炎症、成長因子の産生の妨害されたパターン、およびMMPの過剰なプロテイナーゼ活性を特徴とする（;  Eming  et  al.,  2007;  Loots  MA,  Lamme  EN,  Zeegelaar  J,  Mekkes  JR,  Bos  JD,  Middelkoop  E.  Differences  in  cellular  infiltrate  and  extracellular  matrix  of  chronic  diabetic  and  venous  ulcers  versus  acute  wounds.  J  Invest  Dermatol.  1998;  111:850-857,  Schultz  GS,  Mast  BA.  Molecular  analysis  of  the  environments  of  healing  and  chronic  wounds:  cytokines,  proteases  and  growth  factors.  Wounds,  1998;  10(suppl.  F):1F-9F）。明らかな炎症および妨害された成長因子の産生、および酵素活性が、アトピー性皮膚炎および乾癬等の他の皮膚疾患にも認められる。
【０２１２】
過剰で制御されない炎症は宿主に有害であり、肉芽形成、再上皮化（reepithalisation）および瘢痕形成プロセスに負に影響し、従って、本試験の目的はKLOX  Multi-LEDライトを5cm離れたところから照射したときの、炎症を制御および減少させ、創傷治癒の次のフェーズに進めるPHEAA/PLF127ハイドロゲルの能力を評価することであった。いかなる特定の仮説に縛られることはないが、この現象は、炎症の消散を加速し、創面収縮および再上皮化を促進する、様々な異なる種類のメディエーター、成長因子および酵素の誘導によって達成することができる。
【０２１３】
PHEAA/PLF127ハイドロゲルは、液体の調合物であり、広範囲の発色団と共に使用され得るビヒクルであり、当該発色団を含む調合物は、5cm離れたところに位置する（KLOX  Multi-LEDライト等による）青色光を照射したときに、約30秒以内に光重合される。PHEAA/PLF127ハイドロゲルは、液体の形態で適用することができ、その後、光重合のために照射され得、その後、生体光処理がすぐに続く。あるいは、PHEAA/PLF127ハイドロゲル発色団を含む調合物は適用前に30秒間光重合することができ、この後者の手順を実施例14に記載の全ての実験に使用した。処理後、ポリマー化PHEAA/PLF127ハイドロゲルは、該重合化ポリマーが剥離可能である（pealable）ので、容易に取り除かれる。重合プロセスの間に、当該調合物は大きな熱量を放出せず、処理後、重合した調合物は治療を受ける被験体の皮膚の上で冷たさを感じさせ得る。
【０２１４】
この実施例14の以下に示す実験では、PHEAA/PLF127ハイドロゲルは、エオシンYおよびフルオレセインの2つの発色団を、該２つの発色団の間では等しい重量パーセントの量で含んでいた（各発色団につき、ハイドロゲル1グラムにつき109マイクログラム）。形成前の重合した調合物は、オートクレーブによって滅菌することができ、または両者とも重合能力を変化させることなく、0.22umのフィルターを使用して濾過することによって液体の形態で滅菌することができる。
【０２１５】
実験デザイン
a）タンパク質の分泌
ヒト皮膚線維芽細胞（DHF）および3D皮膚モデルをin  vitroモデルとして使用し、青色光を組み合わせたPHEAA/PL−F127が、炎症性メディエーター、成長因子、組織リモデリングタンパク質（マトリックスメタロプロテイナーゼ（MMP）等）、およびマトリックスメタロプロテイナーゼの組織阻害因子（TIMP）の分泌に与える影響を試験した。
PHEAA/PL−F127および可視青色光（KLOX  Multi-LEDライト）を使用して、5cm離れたところで異なる出力密度で当該細胞に照射した。照射時間の間に細胞が受け取る青色光および蛍光の線量を表7に示す。
【０２１６】
【表７】
2017524398.tif 000012
【０２１７】
DHFはガラス底の皿で培養した。照射を行う1時間前に、非毒性濃度のIFN−γ（300U/ml）で細胞を処理し、急性及び慢性創傷で観察される炎症状態を誘発した。IFN−γは照射後に培養培地で保持され、アッセイが実施されている全時間を通して炎症状態を模倣した。PHEAA/PL−F127をガラス皿の反対側に適用し、青色可視光（KLOX  Thera（商標）ランプ）を使用して5cm離れたところから照射した。増加している放射フルエンシー（J/cm2）を使用してDHFを照射した。また、光単独で細胞を処理し、内部対照として使用し、光単独の場合と比べて、光とPHEAA/PL−F127との組み合わせが有意な生物学的効果を及ぼすかどうかを確認した。処理後の24時間、48時間、72時間に上清を回収し、アレイを実施し、PHEAA/PL−F127による処理を行ったときの、炎症性サイトカイン、ケモカイン、成長因子、MMP、およびTIMPの産生プロファイルを評価した。各アレイで分析したタンパク質のリストを以下の表8、9、10に記載している。
【０２１８】
【表８】
2017524398.tif 000013
【０２１９】
【表９】
2017524398.tif 000014
【０２２０】
【表１０】
2017524398.tif 000015
【０２２１】
3D皮膚モデル実験では、正常なヒト由来表皮角化細胞（NHEK）および皮膚線維芽細胞（NHFB）から構成される表皮（EpiDerm）全層組織（3D皮膚とも呼ばれる）を使用した。処理前に挿入物内部に創傷を作製し、処理から24時間後に上述のタンパク質アレイのために上清を回収した。重合した膜を3D皮膚挿入物の表面に層化されたナイロンメッシュの上に配置した。ナイロンメッシュは、3D皮膚挿入物を皿の深い箇所に配置するため、処理後に重合した膜を容易に取り除くための2つのノッチを含んでいる。ナイロンメッシュはサンプルに送達される放射フルエンシーを妨害しない。
【０２２２】
当該処理の潜在的な細胞毒性を評価するために、処理された細胞培養物および3D皮膚挿入物からの上清の乳酸脱水素酵素（LDH）の活性もスクリーニングした。LDHは細胞が損傷を受けたときに培養培地に放出される細胞内酵素である。これは細胞毒性のマーカーである。アッセイではNADをNADHに還元するLDH活性を定量する。NADHは比色分析によって特に検出することができる。
【０２２３】
b）細胞増殖
処理を行う前に、G1フェーズにシンクロナイズするために、細胞を飢餓状態にした（血清およびホルモンを取り除いた培地）。CyQUANT直接細胞増殖アッセイを使用して、処理から24時間後、48時間後、72時間後に細胞の増殖をモニタリングした。
【０２２４】
c）総コラーゲンの産生
DHF細胞を培養し、対数的な増殖フェーズを達成し、次にPHEAA/PL−F127および可視青色光（KLOX  Multi  LEDライト）を14.4J/cm2の出力密度で5cm離れたところから照射した。TGF−β1およびビタミンCを本実験の目的のためにポジティブ対照として使用した。照射から48時間後に、上清を回収し、SIRCOL総コラーゲンアッセイを使用してコラーゲンの総含有量をスクリーニングした。
【０２２５】
結果
a）（i）ヒト皮膚線維芽細胞における炎症性メディエーターの産生に及ぼすPHEAA/PL−F127が媒介する効果
【０２２６】
処理から24時間後、48時間後、および72時間後に上清を回収し、炎症性サイトカインアレイを実施し、KLOX  Multi-LEDライトと組み合わせたPHEAA/PL−F127による処理を行ったときの、炎症性サイトカインの産生を評価した。アレイの結果は表11に要約されている。
【０２２７】
LDH活性の分析では、PHEAA/PL−F127を照射した全てのサンプルに処理の有意な細胞毒性効果が観察されなかったことを示した。
【０２２８】
【表１１−１】
2017524398.tif 000016
【表１１−２】
2017524398.tif 000017
【０２２９】
炎症性サイトカインのアレイ分析から得られた結果では、PHEAA/PL−F127膜媒介性抗炎症効果を使用する生体光処理は、大部分の試験対象の炎症促進性サイトカインおよびケモカインと同様IFN−γ刺激性ヒト線維芽細胞で観察されるように、生体光処理の後に有意に下方制御されたことを示した。
【０２３０】
4つの異なる強度の試験では、出力密度19.5J/cm2が、炎症の特徴である炎症促進性サイトカイン（IL6、TNFα、TNFβ、IL1α、およびIL1β等）の産生を減少させるのに最も効果的であるように見えた。これらのサイトカインと共に、炎症細胞にケモアトラクタントとして作用して、該炎症細胞を炎症部位まで運ぶ、その他のケモカイン（MCP2、MCP3、M−CSF、ENA78、TARC、RANTES、およびMIP1−Δ等）のレベルも有意に減少した。
【０２３１】
（IFN−γ刺激がない）静止状態では、生体光PHEAA/PL−F127による処理を行ってもサイトカインメディエーターレベルに変化は観察されなかった。
【０２３２】
主要なサイトカインプレーヤーのレベルと共に、炎症フェーズの持続時間と範囲を制御することによって、生体光PHEAA/PL−F127による処理は、炎症の消散を容易にし、加速させることができ、創傷治癒プロセスを肉芽形成、再上皮化、およびリモデリング等の次のフェーズに移すことができる。
【０２３３】
a）（ii）ヒト皮膚線維芽細胞培養物における成長因子の分泌に及ぼすPHEAA/PL−F127媒介性効果  
処理の48時間および72時間後に、上清を回収し、生体光PHEAA/PL−F127処理を行ったときの、成長因子の産生プロファイルを評価するために成長因子アレイを実施した。該アレイの結果を表12に要約する。
【０２３４】
【表１２】
2017524398.tif 000018
【０２３５】
組織修復プロセスの全ての段階は、様々な異なる成長因子によって制御され、組織の修復および治癒プロセスが、例えば、インスリン成長因子（IGFs）およびインスリン成長因子結合タンパク質ファミリー（IGF）、神経成長因子（NGF）、上皮成長因子（EGF）、トランスフォーミング成長因子αおよびβ（TGF）ならびにヘパリン結合EGF（HB−EGF）を含むEGFファミリー、血管内皮成長因子ファミリー（VEGF）、血小板由来成長因子（PDGF）ファミリーメンバー、線維芽細胞成長因子（FGF）ファミリーメンバー、および顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（GM−CSF）等の成長因子の産生の増加によって恩恵を受けていることは当技術分野で公知である。興味深いことに、上の表12に示された結果によって表されるように、生体光PHEAA/PL−F127で処理したときに、大部分の成長因子の有意な誘導が検出された。さらに、成長因子の産生の生体光PHEAA/PL−F127媒介性誘導はアッセイが行われた時間経過の間に保持されるだけでなく、より多くの成長因子が処理後48時間より72時間に検出された。
【０２３６】
IFN−γ刺激を受けていないDHF細胞では、成長因子の産生の増加は検出されなかったが、このことはPHEAA/PL−F127が媒介する効果が（IFN−γ刺激によって作動される）炎症性表現型にのみ特異的であり得ることを示唆している。
【０２３７】
a）（iii）損傷した3D皮膚挿入物における炎症性メディエーターおよび成長因子の産生に与えるPHEAA/PL−F127が媒介する効果
PHEAA/PL−F127処理を行ったときの、ヒト皮膚線維芽細胞の単層における細胞応答を観察することにより、3D皮膚等のさらに複雑な細胞システムに与える当該マトリックスによって媒介される効果を調べるよう促された。表皮全層は、ヒトの皮膚にかなり似ている表皮と真皮の両方を有するin  vitroモデルである。これらの特徴の長所を考えると、損傷を受けた皮膚挿入物のサイトカインおよび成長因子プロファイルに与えるPHEAA/PL−F127が媒介する効果を評価することができた。急性炎症を誘発させるために、生検穿孔器を用いて表皮全層の皮膚挿入物に損傷を与えた。処理行っている間にPHEAA/PL−F127を皮膚挿入物の上部に適用した。KLOX  Theraランプを用いて、皮膚挿入物に14.4J/cm2の強度のPHEAA/PL−F127を5cm離れたところから照射した。当該ウェルに新鮮な培養培地を加え、3D皮膚挿入物を5％のCO2雰囲気下、37℃で培養した。処理後、照射から24時間後と72時間後に上清を回収し、スクリーニングを行い、分泌した炎症性メディエーターおよび成長因子の量を定量した。回収した上清を使用したタンパク質アレイの結果を表13にまとめる。
【０２３８】
【表１３】
2017524398.tif 000019
【０２３９】
炎症性サイトカインアレイの分析によると、PHEAA/PL−F127が、損傷した表皮全層の皮膚挿入物に抗炎症性効果を媒介していることが明らかとなった。上方および下方制御されたメディエーターおよび成長因子のパターンは、ヒト皮膚線維芽細胞の単層で観察されたものと似ている。
【０２４０】
試験を行った14.4J/cm2の放射フルエンシーが、炎症の特徴である炎症促進性サイトカイン（IL6、TNFα、TNFβ、IL1α、およびIL1β等）の産生を減少させることが証明された。これらのサイトカインと共に、炎症細胞にケモアトラクタントとして作用し、該炎症細胞を炎症部位に運ぶ特定のケモカイン（MCP1、MCP2、MIP−1Δ、TARC、およびGRO−α等）のレベルも有意に減少した。
【０２４１】
創傷治癒のプロセスに有益な効果を与えることが証明された特定の成長因子（EGF、IGF−1、ANG、およびVEGF等）は、有意に上方制御された。興味深いことに、PHEAA/PL−F127による照射の効果は処理から最大72時間経過しても保持された。
【０２４２】
表皮全層皮膚システムによって、ヒト皮膚線維芽細胞の単層で以前に観察されたことを確認することができ、PHEAA/PL−F127による処理での処理が炎症の消散を促し加速させることができることが証明された。
【０２４３】
主要なサイトカイン・プレイヤーのレベルとともに炎症の持続時間を減少させることによって、PHEAA/PL−F127による処理は治癒プロセスを加速させ、回復プロセスを短縮させることができる。
【０２４４】
上述の処理されたヒト皮膚線維芽細胞培養物からの上清の乳酸脱水素酵素（LDH）活性についてもスクリーニングを行い、当該処理の細胞毒性を評価した。全てのPHEAA/PL−F127を照射された皮膚挿入物に、当該処理の有意な細胞毒性作用は観察されなかった。
【０２４５】
b）（i）ヒト皮膚線維芽細胞のPHEAA/PL−F127媒介性増殖
PHEAA/PL−F127による処理を行ったときの、成長因子の産生の有意な増加はDHF細胞に観察された増殖速度の増加に直接相関する。PHEAA/PL−F127および可視の青色光（KLOX  Thera（商標）ランプ）でDHF細胞を照射したときも上のことが観察された。処理を行ったときの、DHFの増殖能の倍増加を表14にまとめる。
【０２４６】
【表１４】
2017524398.tif 000020
【０２４７】
48時間後、処理されたサンプルでは、3倍の細胞増殖で培養物はコンフルエントになった。
PHEAA/PL−F127で処理された細胞に対して行った増殖アッセイにより、未処理の対照細胞に比べ、DHFの増殖速度が3倍近く増加したことが明らかとなった。この効果は照射後最大72時間経過しても観察された（これらの実験設定ではこれ以上長いタイムポイントは試験しなかった）。
【０２４８】
これらのデータにより、PHEAA/PL−F127が細胞成長の加速および増殖能の増加を担っている細胞機序（複数可）を作動することが示唆された。これらの観察は以前の結果と相関し、増殖プロセスに関係する様々な成長因子の産生の有意な増加を証明した。
【０２４９】
b）（ii）ヒト皮膚線維芽細胞におけるマトリックスメタロプロテイナーゼ（MMP）およびマトリックスメタロプロテイナーゼの組織阻害剤（TIMP）の産生に与えるPHEAA/PL−F127媒介性効果
処理後24時間に、上清を回収し、MMPおよびTIMP抗体アレイによって、MMPおよびTIMPのレベルを評価した。アレイの結果は表15に要約されている。
【０２５０】
【表１５】
2017524398.tif 000021
PHEAA/PL−F127で処理されたDHF培養物における実施したMMPおよびTIMPレベルの分析により、処理後24時間経過しても、試験対象のMMPおよびTIMP（すなわちMMP1、MMP9、MMP10、TIMP1、およびTIMP2）の大部分が変化せず、その産生に有意な増加も減少も観察されなかった。
【０２５１】
MMP3（MMP1、MMP7およびMMP9活性化ならびにコラーゲンII、III、およびIV型の分解に関与）と共にMMP2（コラーゲンIV型およびゼラチンの分解に関与）のレベルが、19.5J/cm2の出力密度で照射されたDHFで減少した。
【０２５２】
興味深いことに、より高い出力密度の24J/cm2では、DHFが産生するMMP10（プロテオグリカンおよびフィブロネクチンの分解に関与）およびMMP13（II型コラーゲンの切断に関係）の量が増加した。これは処理から24時間後のTIMP4（MMPのタンパク分解活性の制御に関与）の産生の上昇を伴った。
【０２５３】
PHEAA/PL−F127で処理したときに、静止した、IFN−γで刺激されない線維芽細胞では、MMPおよびTIMPレベルの有意な変化は検出されなかった。
【０２５４】
c）ヒト皮膚線維芽細胞培養物における総コラーゲン産生に対するPHEAA/PL−F127媒介性効果
未処理の対照細胞と比較したときの、14.4J/cm2のPHEAA/PL−F127によって処理されたDHFにおいて、MMPのレベルが変化しないことは、同じ線量で観察されたコラーゲンタンパク質のレベルの増加と直接相関する。コラーゲンは新しい組織形成に関与する細胞外マトリックスの必須構成要素である。得られた結果は表16に要約されている。
【０２５５】
【表１６】
2017524398.tif 000022
総コラーゲン産生の分析により、PHEAA/PL−F127で処理されたヒト皮膚線維芽細胞が未処理の対照細胞より6倍も多くコラーゲンを産生および分泌したが、このことはPHEAA/PL−F127がコラーゲン産生の増加をもたらす細胞機序（複数可）を作動させる能力を有することを示唆している。
【０２５６】
本開示は本明細書に記述および図示された特定の実施形態に限定されないが、添付の請求項で定義される本開示の範囲内に入るすべての変更および変形を含むと理解される。
【図１−１】
2017524398.tif 000023
【図１−２】
2017524398.tif 000024
【図１−３】
2017524398.tif 000025
【図２−１】
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【図２−２】
2017524398.tif 000027
【図２−３】
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【図３−１】
2017524398.tif 000029
【図３−２】
2017524398.tif 000030
【図３−３】
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【図４−１】
2017524398.tif 000032
【図４−２】
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【図４−３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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