"本願明細書に記載された発明。簡単な要旨本願は、ケラチンを含有する保護コーティングを含む医療移植片を提供する。この保護コーティングは、結合領域および生物活性領域を含む。前記結合領域は、前記基材表面に結合したシラン成分を含む少なくとも1つの有機シラン化合物を含む。この生物活性領域は、ケラチンの反応性ペンダント基reactivependantgroupに結合した前記有機シランの有機成分を含む。詳細な要旨本願は、ケラチンを含有する保護コーティングを含む基材を提供する。好ましい実施形態において、この保護コーティングは、骨誘導特性を含む。さらに好ましい実施形態において、この保護コーティングは、骨伝導特性と骨誘導特性の両方を含む。この基材は、好ましくは、医療デバイス上に存在し、さらに好ましくは、医療移植片上に存在する。この医療デバイスは、好ましくは、組織工学構造物、整形外科移植片、歯科移植片および心室補助デバイスからなる群から選択される。この基材は、生体適合性物質を含む。この生体適合性物質は、好ましくは、シリコン、金属、合金およびセラミックからなる群から選択される。好ましい金属は、チタンを含み、そして、チタン金属またはその合金であり得る。好ましいセラミックは、ヒドロキシアパタイトを含む。好ましい実施形態において、保護コーティングは、ケラチンならびに骨形成タンパク質BMPおよびトランスフォーミング成長因子βTGF-βからなる群から選択される1つ以上の生物活性因子を含む。このケラチンは、毛髪、毛皮、羽毛、角、蹄、嘴または足からなる群から選択される物質由来である。ケラチンは、好ましくは、毛髪由来であり、より好ましくはヒト毛髪由来であり、これは、ヒト毛髪ケラチンと呼ばれ得る。ケラチンはまた、好ましくは、還元ケラチンを含む。好ましくは、この保護コーティングは、結合領域および生物活性領域を含む。この結合領域は、移植片表面の結合とケラチン上の反応性ペンダント基の結合の両方に適合される物質を含む。好ましくは、この結合領域は、少なくとも1つのシラン化合物を含み、さらに好ましくは、有機シランを含む。好ましくは、この有機シランは、シラン成分および有機成分を含む。この結合領域は、医療デバイス表面に結合したシラン成分を含み、そしてこの生物活性領域は、有機シランの有機成分に結合したケラチンを含む。この有機シランについて適切な有機成分は、ケラチン上の反応性ペンダント基との反応に適合される。好ましくは、この有機シランは、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、アミン基、イソシアネート基およびカルボキシル基からなる群から選択される部分を含む有機成分を含む。好ましい有機成分は、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基およびアミン基からなる群から選択される部分を含む。さらに好ましい有機成分は、エポキシ基、アクリレート基、アルコキシ基、ビニル基およびアルキルアミン基からなる群から選択される。最も好ましい有機部分は、ビニル基およびエポキシ基からなる群から選択される。好ましくは、この有機シランは、約1個~3個のハロゲンおよび約1個~3個のアルコキシ基からなる群から選択される置換基を含む。好ましいハロゲンは、塩素である。また、基材を保護基材でコーティングする方法を、提供する。この方法は、以下:前記基材とカップリング物質を結合して結合領域を生成する工程;および前記結合領域とケラチンを結合する工程を包含する。さらに好ましくは、この方法は、前記基材とカップリング物質を結合する前に、この基材表面を酸化する工程を包含する。好ましい実施形態において、この基材とカップリング物質を結合する前に、この基材を洗浄する。さらに好ましくは、この洗浄工程は、無水溶媒中での超音波処理および水中での超音波処理を包含する。適切な無水溶媒には、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、アセトンまたはテトラヒドロフランが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。好ましい無水溶媒は、ジクロロメタンである。好ましくは、水は、脱イオン水である。前記結合領域にケラチンを結合させる工程は、適切な溶媒にケラチンを溶解して、無水溶媒を添加してケラチン混合物を生成する工程、前記ケラチン混合物に前記結合領域を曝露する工程;そして前記生物活性領域を生成するのに有効な条件下で硬化させる工程を包含する。還元/還元ケラチンについて、適切な溶媒は、水である。酸化/還元ケラチンについて、適切な溶媒は、塩基含有水溶液を含む。適切な塩基には、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウムおよび/または水酸化カリウムが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。好ましい塩基は、水酸化アンモニウムである。適切な無水溶媒には、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、アセトンまたはテトラヒドロフランが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。好ましい無水溶媒は、ジメチルスルホキシドである。この方法は、触媒および開始剤からなる群から選択される試薬とケラチン混合物とを混合する工程を包含する。ビニル官能化シランカップリング剤を使用する場合、適切な開始剤または触媒は、フリーラジカルを生成する。好ましいフリーラジカル開始剤は、アントラキノン-2-スルホン酸またはアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム塩一水和物Aldrich;Milwaukee,WIからなる群から選択される。硬化は、このケラチン混合物に曝露される基材を、このコーティングを硬化させるのに十分な期間にわたって有効なエネルギー供給源に曝露する工程を包含する。好ましくは、この硬化は、前記触媒または前記開始剤の存在下で生じる。この硬化期間は、代表的には、約1時間~約24時間であり、好ましくは約24時間である。例えば、本願発明は以下の項目を提供する。項目1医療デバイスであって、以下:ケラチンを含む保護コーティングを含む基材であって、該保護コーティングは、結合領域および生物活性領域を含む、基材;該基材の表面に結合したシラン成分を含む少なくとも1つの有機シラン化合物を含む該結合領域;および該ケラチンの反応性ペンダント基に結合した該有機シランの有機成分を含む該生物活性領域を含む、医療デバイス。項目2項目1に記載の医療デバイスであって、前記有機シラン化合物の前記シラン成分が、前記基材の表面と共有結合している、医療デバイス。項目3項目2に記載の医療デバイスであって、前記生物活性領域が、前記有機シラン化合物の前記シラン成分に共有結合した前記ケラチンの反応性ペンダント基を含む、医療デバイス。項目4項目1に記載の医療デバイスであって、前記保護コーティングが、培養2T3マウス骨芽細胞によって示される骨マトリクス形成を増加させるのに有効である、医療デバイス。項目5組織工学構築物、整形外科移植片、歯科移植片および心室補助デバイスからなる群から選択される、項目3に記載の医療デバイス。項目6組織工学構築物、整形外科移植片、歯科移植片および心室補助デバイスからなる群から選択される、項目4に記載の医療デバイス。項目7医療移植片を含む、項目1に記載の医療デバイス。項目8医療移植片を含む、項目3に記載の医療デバイス。項目9医療移植片を含む、項目4に記載の医療デバイス。項目10医療移植片を含む、項目5に記載の医療デバイス。項目11医療移植片を含む、項目6に記載の医療デバイス。項目12項目1に記載の医療デバイスであって、前記基材が、生体適合性物質を含む、医療デバイス。項目13項目7に記載の医療デバイスであって、前記基材が、生体適合性物質を含む、医療デバイス。項目14項目8に記載の医療デバイスであって、前記基材が、生体適合性物質を含む、医療デバイス。項目15項目9に記載の医療デバイスであって、前記基材が、生体適合性物質を含む、医療デバイス。項目16項目10に記載の医療デバイスであって、前記基材が、生体適合性物質を含む、医療デバイス。項目17項目11に記載の医療デバイスであって、前記基材が、生体適合性物質を含む、医療デバイス。項目18項目12に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、シリコン、金属、合金およびセラミックからなる群から選択される、医療デバイス。項目19項目12に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、チタンおよびヒドロキシアパタイトからなる群から選択される、医療デバイス。項目20項目12に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、シリコンを含む、医療デバイス。項目21項目14に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、シリコン、金属、合金およびセラミックからなる群から選択される、医療デバイス。項目22項目14に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、チタンおよびヒドロキシアパタイトからなる群から選択される、医療デバイス。項目23項目14に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、シリコンを含む、医療デバイス。項目24項目15に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、シリコン、金属、合金およびセラミックからなる群から選択される、医療デバイス。項目25項目15に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、チタンおよびヒドロキシアパタイトからなる群から選択される、医療デバイス。項目26項目15に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、シリコンを含む、医療デバイス。項目27項目16に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、シリコン、金属、合金およびセラミックからなる群から選択される、医療デバイス。項目28項目16に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、チタンおよびヒドロキシアパタイトからなる群から選択される、医療デバイス。項目29項目16に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、シリコンを含む、医療デバイス。項目30項目17に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、シリコン、金属、合金およびセラミックからなる群から選択される、医療デバイス。項目31項目17に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、チタンおよびヒドロキシアパタイトからなる群から選択される、医療デバイス。項目32項目17に記載の医療デバイスであって、前記生体適合性物質が、シリコンを含む、医療デバイス。項目33項目12に記載の医療デバイスであって、前記保護コーティングが、ケラチンならびに骨形成タンパク質BMPおよびトランスフォーミング成長因子βTGF-βからなる群から選択される1つ以上の生物活性因子を含む、医療デバイス。項目34項目17に記載の医療デバイスであって、前記保護コーティングが、ケラチンならびに骨形成タンパク質BMPおよびトランスフォーミング成長因子βTGF-βからなる群から選択される1つ以上の生物活性因子を含む、医療デバイス。項目35項目1~33および項目34のいずれか1項に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、毛髪、毛皮、羽毛、角、蹄、嘴および足からなる群から選択される物質由来である、医療デバイス。項目36項目1~33および項目34のいずれか1項に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、毛髪由来である、医療デバイス。項目37項目1~33および項目34のいずれか1項に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、ヒトの毛髪ケラチンである、医療デバイス。項目38項目35に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、還元ケラチンを含む、医療デバイス。項目39項目36に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、還元ケラチンを含む、医療デバイス。項目40項目37に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、還元ケラチンを含む、医療デバイス。項目41項目1~33および項目34のいずれか1項に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、約50kDa~約85kDaの分子量を有する高分子量ケラチンHMWKを含む、医療デバイス。項目42項目35のいずれか1項に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、約50kDa~約85kDaの分子量を有する高分子量ケラチンHMWKを含む、医療デバイス。項目43項目36いずれか1項に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、約50kDa~約85kDaの分子量を有する高分子量ケラチンHMWKを含む、医療デバイス。項目44項目39に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、約50kDa~約85kDaの分子量を有する高分子量ケラチンHMWKを含む、医療デバイス。項目45項目40に記載の医療デバイスであって、前記ケラチンが、約50kDa~約85kDaの分子量を有する高分子量ケラチンHMWKを含む、医療デバイス。項目46項目1~33および項目34のいずれか1項に記載の医療デバイスであって、前記保護コーティングが、培養2T3マウス骨芽細胞による骨マトリクス形成を促進するのに有効である、医療デバイス。項目47項目41に記載の医療デバイスであって、前記保護コーティングが、培養2T3マウス骨芽細胞による骨マトリクス形成を促進するのに有効である、医療デバイス。項目48項目44に記載の医療デバイスであって、前記保護コーティングが、培養2T3マウス骨芽細胞による骨マトリクス形成を促進するのに有効である、医療デバイス。項目49項目43に記載の医療デバイスであって、前記保護コーティングが、培養2T3マウス骨芽細胞による骨マトリクス形成を促進するのに有効である、医療デバイス。項目50項目45に記載の医療デバイスであって、前記保護コーティングが、培養2T3マウス骨芽細胞による骨マトリクス形成を促進するのに有効である、医療デバイス。項目51医療移植片を含む、項目1~33および項目34のいずれか1項に記載の医療デバイス。項目52医療移植片を含む、項目41に記載の医療デバイス。項目53医療移植片を含む、項目43に記載の医療デバイス。項目54医療移植片を含む、項目44に記載の医療デバイス。項目55医療移植片を含む、項目45に記載の医療デバイス。項目56医療移植片を含む、項目46に記載の医療デバイス。項目57項目52に記載の医療移植片であって、前記保護コーティングが、ケラチンならびに骨形成タンパク質BMPおよびトランスフォーミング成長因子βTGF-βからなる群から選択される1つ以上の生物活性因子を含む、医療移植片。項目58項目53に記載の医療移植片であって、前記保護コーティングが、ケラチンならびに骨形成タンパク質BMPおよびトランスフォーミング成長因子βTGF-βからなる群から選択される1つ以上の生物活性因子を含む、医療移植片。項目59項目55に記載の医療移植片であって、前記保護コーティングが、ケラチンならびに骨形成タンパク質BMPおよびトランスフォーミング成長因子βTGF-βからなる群から選択される1つ以上の生物活性因子を含む、医療移植片。項目60項目56に記載の医療移植片であって、前記保護コーティングが、ケラチンおよび骨形成タンパク質BMPおよびトランスフォーミング成長因子βTGF-βからなる群から選択される1つ以上の生物活性因子を含む、医療移植片。項目61項目1~33および項目34のいずれか1項に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、アミン基、イソシアネート基およびカルボキシル基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目62項目1~33および項目34のいずれか1項に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基およびアミン基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目63項目62に記載の医療移植片であって、前記アミン基が、アルキルアミン基である、医療移植片。項目64項目1~33および項目34のいずれか1項に記載の医療移植片であって、前記有機成分が、ビニル基およびエポキシ基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目65項目52に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、アミン基、イソシアネート基およびカルボキシル基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目66項目52に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基およびアミン基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目67項目66に記載の医療移植片であって、前記アミン基が、アルキルアミン基である、医療移植片。項目68項目52に記載の医療移植片であって、前記有機成分が、ビニル基およびエポキシ基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目69項目53に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、アミン基、イソシアネート基およびカルボキシル基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目70項目34に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基およびアミン基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目71項目53に記載の医療移植片であって、前記アミン基が、アルキルアミン基である、医療移植片。項目72項目53に記載の医療移植片であって、前記有機成分が、ビニル基およびエポキシ基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目73項目54に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、アミン基、イソシアネート基およびカルボキシル基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目74項目54に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基およびアミン基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目75項目74に記載の医療移植片であって、前記アミン基が、アルキルアミン基である、医療移植片。項目76項目54に記載の医療移植片であって、前記有機成分が、ビニル基およびエポキシ基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目77項目55に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、アミン基、イソシアネート基およびカルボキシル基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目78項目54に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基およびアミン基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目79項目78に記載の医療移植片であって、前記アミン基が、アルキルアミン基である、医療移植片。項目80項目55に記載の医療移植片であって、前記有機成分が、ビニル基およびエポキシ基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目81項目56に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、アミン基、イソシアネート基およびカルボキシル基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目82項目56に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基およびアミン基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目83項目82に記載の医療移植片であって、前記アミン基が、アルキルアミン基である、医療移植片。項目84項目56に記載の医療移植片であって、前記有機成分が、ビニル基およびエポキシ基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目85項目60に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、アミン基、イソシアネート基およびカルボキシル基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目86項目60に記載の医療移植片であって、前記有機シランの前記有機成分が、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基およびアミン基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目87項目86に記載の医療移植片であって、前記アミン基が、アルキルアミン基である、医療移植片。項目88項目60に記載の医療移植片であって、前記有機成分が、ビニル基およびエポキシ基からなる群から選択される部分を含む、医療移植片。項目89項目1~33および項目34のいずれか1項に記載の医療移植片であって、前記有機シランが、約1個~3個のハロゲンおよび約1個~3個のアルコキシ基からなる群から選択される置換基を含む、医療移植片。項目90項目52に記載の医療移植片であって、前記有機シランが、約1個~3個のハロゲンおよび約1個~3個のアルコキシ基からなる群から選択される置換基を含む、医療移植片。項目91項目53に記載の医療移植片であって、前記有機シランが、約1個~3個のハロゲンおよび約1個~3個のアルコキシ基からなる群から選択される置換基を含む、医療移植片。項目92項目54に記載の医療移植片であって、前記有機シランが、約1個~3個のハロゲンおよび約1個~3個のアルコキシ基からなる群から選択される置換基を含む、医療移植片。項目93項目55に記載の医療移植片であって、前記有機シランが、約1個~3個のハロゲンおよび約1個~3個のアルコキシ基からなる群から選択される置換基を含む、医療移植片。項目94項目56に記載の医療移植片であって、前記有機シランが、約1個~3個のハロゲンおよび約1個~3個のアルコキシ基からなる群から選択される置換基を含む、医療移植片。項目95項目60に記載の医療移植片であって、前記有機シランが、約1個~3個のハロゲンおよび約1個~3個のアルコキシ基からなる群から選択される置換基を含む、医療移植片。項目96項目88に記載の医療移植片であって、前記有機シランが、約1個~3個のハロゲンおよび約1個~3個のアルコキシ基からなる群から選択される置換基を含む、医療移植片。項目97保護コーティングを用いて医療デバイスをコーティングする方法であって、該方法が、以下:結合領域を生成する該医療デバイスの1つ以上の表面にカップリング剤を結合させる工程;および該結合領域にケラチンを結合させる工程を包含する、方法。項目98項目97に記載の方法であって、前記結合領域にケラチンを結合させる工程が、以下:溶媒にケラチンを溶解する工程;およびケラチン混合物を生成するために、第2の無水溶媒を添加する工程;該ケラチン混合物に該結合領域を曝露し、ケラチンコーティング結合領域を生成する工程;および前記生物活性領域を生成するのに有効な条件下で、該ケラチンコーティング結合領域を硬化する工程を包含する、方法。項目99前記1つ以上の表面に前記カップリング剤を結合させる前に、該1つ以上の表面を洗浄する工程をさらに包含する、項目98に記載の方法。項目100前記1つ以上の表面に前記カップリング剤を結合させる前に、該1つ以上の表面を酸化する工程をさらに包含する、項目98に記載の方法。項目101前記1つ以上の表面に前記カップリング剤を結合させる前に、該1つ以上の表面を酸化する工程をさらに包含する、項目99に記載の方法。項目102項目99に記載の方法であって、前記洗浄工程が、最初に無水溶媒中で、前記1つ以上の表面に超音波処理し、そして該1つ以上の表面を水中で超音波処理する工程を包含する、方法。項目103項目102に記載の方法であって、前記第1の無水溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、アセトンまたはテトラヒドロフランからなる群から選択される、方法。項目104項目102に記載の方法であって、前記最初の無粋溶媒が、ジクロロメタンである、方法。項目105項目101に記載の方法であって、前記洗浄が、最初に無水溶媒で、前記1つ以上の表面に超音波をあて、そして前記1つ以上の表面を水で超音波処理する工程を包含する、方法。項目106項目105に記載の方法であって、前記第1の無水溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、アセトンまたはテトラヒドロフランからなる群から選択される、方法。項目107項目106に記載の方法であって、前記最初の無粋溶媒が、ジクロロメタンである、方法。項目108項目105に記載の方法であって、前記水が、脱イオン水である、方法。項目109項目107に記載の方法であって、前記水が、脱イオン水である、方法。項目110項目109に記載の方法であって、前記ケラチンが、還元/還元ケラチンである場合、前記溶媒が水である、方法。項目111項目109に記載の方法であって、前記ケラチンが、酸化/還元ケラチンである場合、前記溶媒が塩基含有水溶液を含む、方法。項目112項目111に記載の方法であって、前記塩基が、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される、方法。項目113項目111に記載の方法であって、前記塩基が、水酸化アンモニウムである、方法。項目114項目98に記載の方法であって、前記第2の無水溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、アセトンおよびテトラヒドロフランからなる群から選択される、方法。項目115項目98に記載の方法であって、前記第2の無水溶媒が、ジメチルスルホキシドである、方法。項目116項目105に記載の方法であって、前記第2の無水溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、アセトンおよびテトラヒドロフランからなる群から選択される、方法。項目117項目105に記載の方法であって、前記第2の無水溶媒が、ジメチルスルホキシドである、方法。項目118項目107に記載の方法であって、前記第2の無水溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、アセトンおよびテトラヒドロフランからなる群から選択される、方法。項目119項目118に記載の方法であって、前記第2の無水溶媒が、ジメチルスルホキシドである、方法。項目120触媒およびインヒビターからなる群から選択される活性化剤と前記ケラチン混合物を混合する工程をさらに包含する、項目99~118および項目119のいずれか1項に記載の方法。項目121項目120に記載の方法であって、前記活性化剤が、ビニル官能化シランであり、そして該活性化剤が、フリーラジカルを生成するのに有効である、方法。項目122項目121に記載の方法であって、前記活性化剤が、アントラキノン-2-スルホン酸を含む、方法。項目123項目98に記載の方法であって、前記条件が、前記生物活性領域を生成するのに有効な期間、前記ケラチンコーティング結合領域をエネルギー源に曝露する工程を包含する、方法。項目124項目120に記載の方法であって、前記条件が、前記生物活性領域を生成するのに有効な期間、前記ケラチンコーティング結合領域をエネルギー源に曝露する工程を包含する、方法。項目125項目121に記載の方法であって、前記条件が、前記生物活性領域を生成するのに有効な期間、前記ケラチンコーティング結合領域をエネルギー源に曝露する工程を包含する、方法。項目126項目122に記載の方法であって、前記条件が、前記生物活性領域を生成するのに有効な期間、前記ケラチンコーティング結合領域をエネルギー源に曝露する工程を包含する、方法。項目127項目123に記載の方法であって、前記条件が、前記活性化剤の存在を包含する、方法。項目128項目124に記載の方法であって、前記条件が、前記活性化剤の方法を包含する、方法。項目129項目125に記載の方法であって、前記条件が、前記活性化剤の存在を包含する、方法。項目130項目126に記載の方法であって、前記条件が、前記活性化剤の存在を包含する、方法。項目131項目123に記載の方法であって、前記期間が、約1時間~約24時間である、方法。項目132項目126に記載の方法であって、前記期間が、約1時間~約24時間である、方法。項目133項目127に記載の方法であって、前記期間が、約1時間~約24時間である、方法。項目134項目130に記載の方法であって、前記期間が、約1時間~約24時間である、方法。項目135項目126に記載の方法であって、前記期間が、約24時間である、方法。項目136項目130に記載の方法であって、前記期間が、約24時間である、方法。詳細な説明ケラチンは、傷害または損傷なしで容易に提供され得るヒトタンパク質の、唯一ではないにしても数少ないファミリーの1つである。この独特の構造タンパク質のファミリーは、非常に多くの脊椎動物組織において見出され得、最も著しくは毛髪および毛皮において見出され得る。何百トンというヒト毛髪が、毎日破棄されている。100以上の相同体を有するファミリーのように、ケラチンの生体適合性は、その構造改変体によって予め決定される。どのヒトタンパク質も、この程度の構造および組成の多様性を示さず、それゆえ、免疫系による耐性を示さない。本願は、ヒト毛髪繊維からケラチンを選択的に抽出し、医療デバイス物質例えば、金属およびセラミック表面上に分子コーティングを生成する浸漬プロセスにおいて、このケラチンを使用する。この方法は、この移植片表面とケラチン上の反応性ペンダント基の両方に結合するのに適合したカップリング剤を使用する。好ましくは、この結合領域は、少なくとも1つのシラン化合物を含み、さらに好ましくは、有機シランを含む。好ましくは、この有機シランは、シラン成分および有機成分を含み、ここでこの結合領域は、医療デバイス表面に結合したシラン成分およびケラチン上の反応性部分と結合した有機成分を含む。好ましい実施形態において、この有機シランのシラン成分は、医療デバイス表面と共有結合しており、この有機シランの有機成分はケラチン上の反応性部分と共有結合している。水接触角およびX線光電子分光法XPSによるこれらのコーティングの特性決定から、非常に異なった表面特性が示された。このオングストロームの薄さのケラチンコーティングは、頑強であり、そしてグリットブラストされたチタンディスクの標準形態の妨げにはならなかった。これらの表面特性は、培養中のケラチンコーティングされたチタンディスク上の2T3マウス骨芽細胞の付着、増殖および分化につながることが示された。一般的に、このコーティング方法は、代表的には、金属およびセラミック表面を有する医療デバイス物質に、適用可能である。このコーティング方法は、宿主の受容性を促進して、そして/または組織増殖を加速する、より生体適合性の界面を生成して、最終的には、生物学的に活性な表面を生成する能力を有する。ケラチンヒト毛髪は、角質として知られる鱗状の重なった形に配置される扁平細胞からなる剛健な管状外層から構成される。この毛髪の内部バルクは、皮質として知られており、繊維状ケラチンにより高密度に充填された細長い細胞から構成されている。α-ヘリカルケラチンのミクロフィブリルコイルドコイルを含む、この繊維状ケラチンは、束状に配置され、マクロフィブリルと呼ばれる。この構造の中間フィラメントIFは、非晶質ケラチンマトリックス物質と一緒に結合している。このマトリックスおよびIFは、機能および組成において異なる。このマトリックスは、IFを一緒に維持する接着剤である。この接着剤は、硫黄含量が高く、低分子量ケラチンLMWK代表的には、10~15kDa未満からなる。このIFは、相対的に低い硫黄含量ではあるが、高分子量のケラチン高分子量ケラチンすなわちHMWKを含み、ほぼ50~85kDaである。ケラチンの1つの際立った特徴は、ポリペプチド鎖の3次元ネットワークを形成するジスルフィド架橋の存在により、ケラチンに、大部分において構造の完全性を与える。このネットワーク構造は、ケラチンが不溶性であることを示す。しかしながら、ケラチンは、ジスルフィド結合切断を介する3次元構造の破壊により、可溶性になり得る。ジスルフィド結合切断は、酸化的、還元的に行なわれるか、またはこの2つの組み合わせによって行なわれ得る。制御された条件下でのジスルフィド結合切断および選択的抽出により、HMWKからLMWKが単離される。このプロセスは、角質をばらばらにすることなく皮質タンパク質を取り外すのに用いる。毛髪繊維の内部構造を、角質に対して実質的な障害を与えずに取り外す。この抽出プロセスによるHMWKは、ゲル電気泳動により、分子量66kDaおよび43kDaで2つの広いタンパク質バンドを生じる。これらのケラチンは、構造的生体適合性物質セラミックおよび金属表面のコーティングを含むとして有用である。成長因子例えば、骨形成タンパク質BMPおよびトランスフォーミング成長因子βTGF-βは、毛髪濾胞に存在し、コーティングにより送達可能であり、このコーティングに骨誘導性および骨伝導性の特性を提供する。ケラチンは、一般的に、式:を有するアミノ酸を含む。表1は、例えば、ヒト毛髪に見出されるアミノ酸残基を要約し、各残基に対応するR1基を示す。ヒト毛髪における最も多いアミノ酸は、システインであり、これは、ジスルフィド架橋されたシステイン基の形態で見出される。上に議論したように、この基は、他の硫黄含有部分最も著しくは、チオールに変換され得る。チオールは、以下に記載されるような多くの化学技術を使用してカップリング物質の反応性末端と反応し得る:S.PataiEd.,theChemistryoftheThiolGroup,Parts1and2,JohnWileySons,NewYork,NY1974これは、本明細書中で参考として援用される。他の反応シナリオ例えば、ポリマー合成に関するものはまた、チオールを利用して所望の架橋の組み合わせを形成するのに役立つ例えば、これは、Rempp,P.およびMerrill,E.W.,PolymerSynthesis,HuethingWepfVerlagBasel,Heidelberg,Germany1986;Young,R.J.andLovell,P.A.,IntroductiontoPolymers,ChapmanHall,London1991;Odian,G.,PrinciplesofPolymerization,JohnWileySons,NewYork,NY1991に記載され、本明細書中で参考として援用される。システインに加えて、以下のアミノ酸は、反応性ペンダント基として有用であり得る、窒素または酸素を含むペンダント基を有する;アルギニン、セリン、グルタミン酸、スレオニン、アスパラギン酸、リジン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、トリプトファンおよびヒスチジン。タンパク質が、α-ケラチンである場合、架橋のための反応性ペンダント基を含む好ましいアミノ酸残基は、システイン、アルギニン、セリンおよびグルタミン酸であり、最も好ましくは、シスチンおよびアルギニンである。ジスルフィド結合切断およびケラチン抽出ケラチンは、多くの方法でプロセシングされ得、および/または単離され得る。好ましくは、このプロセシングは、得られるタンパク質を水溶性にするのに十分である。適切なプロセシング技術としては、プロセシングが、ペプチド結合の有意な加水分解なしにタンパク質を水溶性にする限り、公知の酸化技術、還元技術、および/またはそれらの組み合わせが挙げられる。多くの還元化学は、ケラチンのジスルフィド結合切断について公知である:Wardell,J.L.,PreparationofThiolstheChemistryoftheThiolGroup,Patai,S.Editor,pp.163-353,JohnWileySons,NewYork,NY1974を参照のこと。これは、本明細書中で参考として援用される。HMWKは、少なくとも2つの還元性抽出を使用して毛髪から抽出され得る例えば、Crewther,W.G.,Fraser,R.D.B.,Lennox,F.G.,andLindley,H.,TheChemistryofKeratinsAdvancesinProteinChemistry,Anfinsen,C.B.,Jr.,Anson,M.L.,Edsall,J.T.,およびRichards,F.M.Editors,AcademicPress,NewYork,pp.191-3461995に記載され、本明細書中に参考として援用される。以下の方法は、コーティングを作製する際に使用するため、ケラチンをプロセシングするのに適している:-酸化/還元ケラチンを供給源物質例えば、ヒト毛髪として使用する好ましい実施形態において、毛髪を、適切な酸化剤により酸化する。適切な酸化剤としては、過酸化水素、過酢酸、過カルボン酸、過硫酸、二酸化塩素、ナトリウム過酸化物およびカルシウム過酸化物、過ホウ酸塩ならびに次亜塩素酸塩が、挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。最も好ましい酸化剤は、過酸化水素である。このオキシダントを、約35までの濃度で、好ましくは、約0.1~約10の濃度で使用する。この酸化は好ましくは、還流温度で生じる。好ましい実施形態において、角質をばらばらにして、ケラチン供給源物質を増やすために、毛髪は、約0.1~約10の濃度の過酸化水素H2O2を用いて処理される。このプロセスはまた、幾つかのシスチン残基の分画を硫酸基に変換する。他の酸化反応条件を一定に保持したままで、酸化時間を変えることにより、好ましくは、約0時間~約4時間で、酸化量を制御し得る。これらの条件としては、オキシダントの濃度および型、温度、ならびに抽出培地とケラチン供給源物質との比が挙げられる。反応が完了した後、酸化した毛髪を濾過して、好ましくは脱イオン水を用いてリンスする。この濾液を破棄し、毛髪を乾燥させた。他の酸化の条件が一定に維持される場合、シスチンの硫酸残基への変換速度は、酸化に使用された時間量に大まかに比例している。得られる酸化ケラチン固体中の残留シスチンを、還元技術を使用して硫黄を含む他の部分に変換する。好ましくは、ジスルフィド架橋されるシスチン基を、それ自体で有用であるか、または種々の化学技術を使用して改変され得るチオール基に変換する。酸化された毛髪を、好ましくは還元剤で処理する。適切な還元剤としては、チオグリコール酸およびその塩、メルカプトエタノール、ジチオスレイトール、チオグリセロール、チオ乳酸、グルタチオン、システイン、硫化ナトリウムならびに硫化水素ナトリウムが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。好ましい還元剤は、チオグリコール酸およびメルカプトエタノールであり、最も好ましくは、チオグリコール酸である。酸化した毛髪を、還元剤で処理するために、予め酸化した毛髪を、代表的には約10Nまでの濃度、好ましくは、約0.1N~1Nの濃度の還元剤;約7より大きいpH、好ましくは、pH9以上、最も好ましくは、pH9で;約25°C~約80°Cの温度、好ましくは、約60°Cの温度にて、好ましくは、約1時間~約72時間かけて、最も好ましくは、約24時間かけて懸濁する。この反応は、不活性雰囲気、好ましくは窒素下で生じる。この液体分画を、公知の方法例えば、濾過もしくはカニュレーションおよび/または遠心分離が挙げられ、必ずしもこれらに限定はされず、好ましくは、不活性雰囲気下であるを使用して、残りの固体から分離する。好ましい分離方法は、濾過である。一旦、この固体を除去すると、可溶性ケラチンタンパク質は、水混和性非溶媒の添加またはスプレー乾燥により、この溶液から分離される。水混和性非溶媒には、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン、アセトン、ジオキサン等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されず、この場合も不活性雰囲気下である。好ましい非溶媒は、エタノールである。沈殿物を、公知の技術を使用して、好ましくは、濾過および非溶媒のさらなるアリコートを使用するリンスによって、非溶媒から分離する。得られたケラチンタンパク質を、公知の技術を使用して、好ましくは、室温にて一晩減圧下で乾燥させる。このプロセスは、スルホン酸基およびチオール基の両方を有するケラチンを生じる。最も好ましい反応において、清浄な乾燥したヒト毛髪を、過酸化水素を用いて、加熱しながら、好ましくは還流で、ジスルフィド結合を切断するのに有効な期間、代表的には、約180分間かけて処理する。この毛髪を、好ましくは、濾過によって液体から分離し、溶液を廃棄した。毛髪を、好ましくは、大量の水でリンスし、風乾させた。次いで、この乾燥させた酸化毛髪を、還元剤、好ましくは、pH9水酸化アンモニウムで調整するの1Mチオグリコール酸を用いてで処理し、この混合物を、不活性ガス、好ましくは、窒素雰囲気下で、一定の時間、好ましくは24時間かけて、好ましくは約60°Cまで加熱する。還元性抽出後、この固体を、好ましくは、遠心分離により溶液から分離する。この濾過した液体を、過剰のエタノール、好ましくは、約8倍量過剰のエタノールに、添加、好ましくは滴下し、それによりケラチン沈殿物を形成させる。この沈殿したケラチンを、濾過により分離し、減圧下で乾燥する。乳鉢および乳棒を使用して、ケラチンを微粉末に挽く。還元/還元抽出別の実施形態において、選択的にマトリックスケラチンを抽出するのに有効な第1の条件下で、第1の還元剤を用いて毛髪を処理して、可溶性の還元マトリックスケラチンLMWKを含む第1の溶液を生成し、そして毛髪固体HMWKを維持することにより、第1の還元性抽出を行う。LMWKを本明細書中に記載の技術に供して、コーティングを生成し得るが、本明細書中の技術における用途に好ましいタンパク質は、HMWKであり、これは、好ましくは、2回目の抽出の間に単離される。残りの毛髪固体および第1の溶液を分離して、この残りの毛髪固体を、α-ケラチンを可溶化するのに有効な第2の条件下で、可溶性の還元α-ケラチンHMWKおよび固体角質を含む第2の溶液を生成して、2回目の抽出溶液に曝露する。適切な還元剤としては、この場合も、チオグリコール酸およびその塩、メルカプトエタノール、ジチオスレイトール、チオグリセロール、チオ乳酸、グルタチオン、システイン、硫化ナトリウムならびに水硫化ナトリウムが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。好ましい還元剤は、チオグリコール酸およびメルカプトエタノールであり、最も好ましくは、チオグリコール酸である。所望のタンパク質を、選択的に還元および抽出するために、毛髪または他のタンパク質源を、約0.1M~約10Mの濃度、好ましくは約1.0Mの還元剤に、懸濁する。毛髪繊維を穏やかに膨張させて、pHを約9以上好ましくは、pHを約9~約10.5にする。従って、最初の還元は、約20°C~約100°Cの温度で、好ましくは、約25°Cで生じる。最初の還元を達成するのに必要とされる時間は、約8時間~約36時間、最も好ましくは、約24時間である。この反応は、不活性雰囲気、好ましくは窒素下で生じる。この液体分画を、公知の方法例えば、濾過、カニュレーションおよび/または遠心分離が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されず、好ましくは、不活性雰囲気下を使用して、残りの固体から分離する。好ましい分離方法は、濾過である。2回目の抽出を、適切な膨張剤、好ましくは、尿素および/または塩基例えば、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを使用して行う。この2回目の抽出のための最も好ましい膨張剤は、濃尿素である。2回目の抽出は、約1M~約10M尿素、好ましくは、約7M尿素で、少なくとも約1時間、好ましくは約1時間~約72時間、より好ましくは20時間以上、最も好ましくは約24時間の時間で生じる。2回目の抽出は、室温で生じるが、約20°C~約100°Cの温度、好ましくは25°Cで行われ得る。液体分画を、公知の方法を使用して空のインタクトな角質から分離する。適切な方法としては、濾過、カニュレーションおよび/または遠心分離が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されず、好ましくは、不活性雰囲気下である。好ましい分離方法は濾過である。一旦、角質を取り除くと、この水溶性ケラチンタンパク質を、さらなる使用のために溶液中に保持し得、あるいはこれを、水混和性非溶媒への添加またはスプレー乾燥によって、この溶液から単離し得る。水混和性非溶媒としては、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン、アセトン、ジオキサン等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されず、この場合も不活性雰囲気下である。好ましい非溶媒は、エタノールである。沈殿物を、公知の方法を使用し、好ましくは、濾過および非溶媒のさらなるアリコートを使用するリンスによって、非溶媒から分離する。沈殿したタンパク質を、公知の方法を使用し、好ましくは、室温にて一晩、減圧下で乾燥する。抽出された水溶性ケラチンタンパク質本明細書中において、集合的に水溶性タンパク質というは、チオールまたはチオール基を含む。コーティングプロセス表面を洗浄する工程基材をコーティングする前に、任意の適切な手順を使用して、表面を洗浄する。適切な手順の例は、無水溶媒および水中の連続した超音波処理である。適切な無水溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、アセトンまたはテトラヒドロフランが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。好ましい無水溶媒は、ジクロロメタンである。水は、好ましくは、脱イオン水であり、その後、乾燥し、好ましくは風乾する。結合領域を形成する工程洗浄後、移植片を、カップリング物質、好ましくは有機シランの溶液に浸す。表面コーティングにおけるシラン化合物の使用は、公知の工業プロセスである。ArkelsB.Tailoringsurfaceswithsilanes.Chemtech1977;766-778本明細書中に、参考として援用される。有機シランは、表面化学を保護し、変化させ得るだけでなく、カップリング剤として使用されて、さらに別の化合物と基材の外側表面との結合を容易にさせ得る。種々の化学官能基を有する市販の有機シランには、多くの異なる型がある。有機シランは、好ましくは、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、アミン基、イソシアネート基およびカルボキシル基からなる群から選択される部分を含む有機成分を含む。好ましい有機成分は、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基およびアミン基からなる群から選択される部分を含む。さらに好ましい有機成分は、エポキシ基、メタクリレート基、アルコキシ基、ビニル基およびアルキルアミン基からなる群から選択される。最も好ましい有機部分は、ビニル基およびエポキシ基からなる群から選択される。有機シランは、好ましくは、約1~3個のハロゲンおよび約1~3個のアルコキシ基からなる群から選択される置換基を含む。好ましいハロゲンは、塩素である。好ましい有機シランは、特に表面がチタンの場合、ビニルメチルジクロロシランGelestInc.,Tullytown,PAである。有機シランは、有機溶媒中である。有機溶媒は、実質的に、結合プロセスに負の影響を与えることなしに、溶液中の有機シランを維持するのに有効な、任意の有機溶媒である。有機溶媒は、好ましくは、酸素および/または窒素以外の元素を含む。適切な有機溶媒の例としては、アルカン、アルキレンクロライド、クロロホルム、キシレンおよびそれらの組み合わせが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。好ましいアルカンはヘキサンであり、好ましいアルキレンクロライドは、メチレンクロライドである。最も好ましい有機溶媒は、ヘキサンである。有機溶媒中の有機シランのパーセンテージは、約1~約10重量パーセンテージまで変動し得、好ましくは、約1重量パーセントである。基材を、コーティングを形成するのに十分な時間、適切には約1~約30分間、代表的には約10分間、溶媒中に維持する。次いで、この基材を溶液から取り出し、大量の新たな有機溶媒でリンスして、風乾させた。生物活性領域を形成する工程生物活性領域を形成するために、上記のように得られたケラチン粉末を、適切な溶媒に溶解する。還元/還元ケラチンについて、適切な溶媒は水である。酸化/還元ケラチンについて、適切な溶媒は、塩基を含む水溶液を含む。適切な塩基としては、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウムおよび/または水酸化カリウムが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい塩基は、水酸化アンモニウムである。好ましい実施形態において、約15グラムのケラチン粉末を、約30mLの3N水酸化アンモニウムに溶解する。無水溶媒を加える。適切な無水溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、アセトン、またはテトラヒドロフランが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。好ましい無水溶媒は、ジメチルスルホキシドである。ケラチンおよび塩基の前記の重量および容積に、約270mLのジメチルスルホキシドを加える。この混合物を、穏やかに加熱しながら、ケラチンが溶解するまで攪拌する。好ましくは、適切な触媒または開始剤を使用する。例えば、ビニル官能化シランカップリング剤を使用する場合、フリーラジカルを生成するために適切な開始剤または触媒を使用する。そのような開始剤の例は、UV活性化された光開始剤例えば、アントラキノン-2-スルホン酸またはアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム塩一水和物Aldrich;Milwaukee,WIである。前記の重量および容積に、約1.5グラムのアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム塩一水和物を加える。得られる溶液を、シランコーティング移植片に、これを完全に浸すように注ぐ。次いで、効果的なエネルギー源例えば、加熱ランプ、オートクレーブ、マイクロ波、またはUVランプを使用して、浸した基材のコーティングを硬化する。好ましいエネルギー源は、UVランプλ=365nm、1.05ampsである。硬化は、コーティングを硬化するのに十分な時間代表的には、約1時間~約24時間、好ましくは、約24時間継続される。硬化後、基材を溶液から取り出して、好ましくは、多量の脱イオン水を用いてリンスし、乾燥し、好ましくは風乾する。当業者は、前記のパラメータ例えば、重量、容積、および時間が、移植片の表面領域、使用される特定の結合材料および他の因子に依存して変化し得ることを認知する。本願は、以下の実施例これは、単に説明であり、特許請求の範囲を特定の実施形態に制限するものとして構成されるべきではないを参照してよりよく理解される。以下の材料と方法を、以下に記載する実施例において使用した:材料と方法ケラチンの調製代表的な反応において、500gの清浄な乾燥したヒト毛髪を、12L丸底フラスコに入れた。1重量パーセント/体積の過酸化水素8,350mLを加え、この反応物を加熱して180分間還流した。この毛髪を、濾過により液体から分離し、この液体を廃棄した。毛髪を多量の水でリンスして、風乾させた。100gの乾燥した、酸化した毛髪を、2000ml丸底フラスコに入れた。pH9にて水酸化アンモニウムで調節する、1000mLの1Mチオグリコール酸を加え、この混合物を窒素雰囲気下、24時間にわたって60°Cまで加熱した。還元抽出後、固体を遠心分離により液体から分離した。濾過した液体を、8倍の容量過剰のエタノールに滴下し、それによってケラチンの沈殿を形成させた。形成したケラチンを濾過によって分離し、減圧下で乾燥した。ケラチンを乳鉢と乳棒を使用して微粉末に挽いた。細胞応答に使用するために非常に制御され、かつ十分に特性化された表面を有するグリットブラストチタン試験ディスクを、調製した。選択された材料は、医療等級で市販されている純粋なチタンであるC.P.Ti。この材料を、大きなシート約5フィート×4フィート×0.050インチ、全てのサンプルセットについて金属同質性を確保するためとして、TimetO’Fallon,MO,USAから購入した。1フィート×1フィートシートを、元の大きな単一シートから切り取った。各ディスクについて、一貫した表面の仕上がりを確保するために、これらのシートにおいて表面調製を行なった。各1フィート×1フィートシートを、20グリット酸化アルミニウムAl2O3粉末を粗い表面の仕上がりのために使用し、圧縮空気を用いた酸化アルミニウムグリットブラストプロセスに供した;グリッドブラストは、SouthwestResearchInstituteSanAntonio,TX,USAによって行なわれた。表面の仕上がり操作の品質制御を行い、これを、表面の粗さの均一性測定により評価した。ダイヤモンド針接触側面計を使用して、表面の粗さを、各1フィート×1フィートのプレート上の異なる10個の位置で測定した。この粗さ測定を、あらゆる方向で行なった。平均Raは、9.56μmであり、標準偏差は1.63μmであった。直径14.75mmおよび厚さ0.80mmを有するディスクを、細胞アッセイのために調製した。ディスクを、洗浄剤溶液で3回洗浄し、各洗浄の間にDI水で2回リンスした。最後のリンスの後、エタノールをディスクに注ぎ、過剰な水を除去した。ディスクを風乾した。チタンディスクのコーティング代表的な手順において、チタンディスクを、ジクロロメタンおよび脱イオン水中での連続した超音波処理により洗浄した後、風乾した。ディスクを、ヘキサン中1重量のビニルメチルジクロロシランGelestInc.,Tullytown,PA溶液に10分間浸した。各ディスクを、個別に溶液から取り出して、多量の新たなヘキサンでリンスし、風乾させた。代表的なケラチンコーティング工程において、15グラムのケラチン粉末を、30mLの3N水酸化アンモニウムに溶解した。270mLのジメチルスルホキシドを加えて、この混合物を穏やかに加熱しながら、ケラチンが溶解するまで攪拌した。1.5グラムのアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム塩一水和物Aldrich;Milwaukee,WIを加えて、この溶液を、シランコーティングされたチタンディスクサンプルに注ぎ、ディスクサンプルを、浅いガラス皿に完全に浸した。このガラス皿を、UVランプλ=365nm、1.05amps下に24時間、置いた。UV曝露後、各ディスクを溶液から取り出して、多量の脱イオン水でリンスし、風乾させた。水接触角水平な表面に1滴の超純水100μLを置くことによって、接触角を、光学コンパレータ上で測定した。測定値を得る前に、界面エネルギーを30秒間平衡化させた。X線光電子分光法XPSAl単色源1486.6eVにてAlKα放射を備える物理電子工学PHI5700ESCAシステムを使用して、XPSデータを得た。分析の間、XPS超高真空チャンバ中の基本圧力は、2×10-10トールであった。0.1eVの工程サイズおよび11.75eVのパスエネルギーを用いて、高解像スキャンを得た。シランおよびケラチンコーティングの存在を、これらの各コーティングのみに存在する元素の原子濃度を探知することによってモニターした。シランコーティングには、シリコンを使用し、ケラチンコーティングには、窒素を使用した。硫黄がまた、ケラチン中に存在し、XPSにより検出されるが、硫黄のシグナルとノイズの比が、ほぼ1.5であり;それゆえ、硫黄シグナルについて計算される原子の濃度は、エラーバーと同じオーダーにあったので、本研究では硫黄を使用しなかった。XPSはまた、フィルム厚さを測定するために使用した。清浄な基材のシグナルが公知である場合、フィルムを上に有するこの基材由来のXPSシグナルは、以下の標準減衰式を使用して、計算され得る:N=N0exp[-t/λsinθ]ここで、Nは、フィルムを上に有する基材のXPSシグナルピーク下の領域であり、N0は、清浄な基材のXPSシグナルであり、tは、フィルムの厚さであり、λは、フィルム中の光電子の平均自由光路本研究において、20Åであると想定されるであり、θは、XPS検出器と表面の間の角度であり、この場合、45°に等しい。C.S.Fadley,ProgressinSurfaceScience1984;16:275-388本明細書中で参考として援用される。骨芽細胞培養アッセイα-最小基本培地α-MEMをGibcoBRLGrandIsland,NY,USAから、胎児ウシ血清FBSをSummitBiotechnologyFortCollins,CO,USAから購入した。ホルマリンをElectronMicroscopySciencesFortWashington,PA,USAから得た。全ての他の試薬を、SigmaChemicalCo.St.Louis,MO,USAから購入した。骨形成タンパク質2BMP-2プロモータにより駆動された2T3細胞株は、トランスジェニックマウスから単離され、クローン化されている。Ghosh-ChoudhuryN,WindleJJ,KoopBA,HarrisMA,Guerrero,DL,WozneyJM,MundyGR,およびHarrisSE.ImmortalizedmurineosteoblastsderivedfromBMP2-T-anigenexpressingtransgenicmiceEndocrinology1996;137:331-339本明細書中に参考として援用される。これらの細胞は、インビトロで骨マトリックス形成を起こす。2T3細胞を、1群あたり1プレートの12-ウェルプレートにおいて、各チタンディスク上にプレートした。10FBSで補充したα-MEMを用いて、細胞が90コンフルーエンスに達するまで約5日培養した。培地を、1日おきに変えた。一旦、細胞がコンフルーエンスに達すると、培地を、処理群について5FBS、100μg/mLアスコルビン酸AsAおよび5mMβ-グリセロリン酸β-GP含有α-MEMに変え、コントロール群についてAsAおよびβGP無しの5FBSα-MEMに変えた。この培地を、3日おきに変えて、処理期間の最終日である14日までに新たな試薬を加えた。細胞を37°C、5CO2で培養した。VonKossa染色VonKossa細胞染色を、以前に出版された手順から改変した。BeresfordJN,GravesSE,およびSmoothyCA、Formationofmineralizednodulesbybonederivedcellsinvitro:amodelofboneformation。Am.J.Med.Genet.1993;45:163-78。2T3細胞を、チタンディスク上に固定するために、最初に細胞を、PBS出洗浄して、10リン酸緩衝ホルマリン中で10分間固定した。このホルマリン溶液を吸引し、細胞を、脱イオン水dH2Oでリンスした。新たな2硝酸銀AgNO3を、細胞に加え、次いで、細胞を有するチタンディスクを、10分間直射日光下に置いた。10分後、AgNO3を取り除いて、2T3細胞を、dH2Oの安定な気流下でリンスした。5チオ硫酸ナトリウムNa2S2O3溶液を、細胞に3分間にわたって添加した。Na2S2O3を取り除いて、細胞をdH2Oで再びリンスした。以下のエタノールEtOHシリーズを、細胞に適用した:30秒間の95EtOH、もう一度これを繰り返した後、各30秒間の100EtOH適用を2回行なう。次いで、細胞を風乾させた。走査型電子顕微鏡検査表面形態学の画像を得るために、細胞を有するチタンディスクを、10秒間スパッタコータ-で、金/パラジウムAu/Pdコーティングした。チタン表面の画像を、Amray走査型電子顕微鏡SEMAmray,Bedford,MA,USA上に、15kVにて得た。画像を、3つの倍率:100×、500×および1,000×で得た。統計的方法示される場合、サンプル群間の違いを、不均等分散で生徒の両側スチューデントt-検定を使用して決定した。統計的有意差を、0.05未満のp値に設定した。実施例1本研究において、フリーラジカル付加化学を使用して、ケラチンを、コーティングされたガラスおよびチタン基材上に移植するために、ビニル官能化シランカップリング剤を使用した。UV活性化光開始剤アントラキノン-2-スルホン酸を、フリーラジカル生成のために使用したが、別の触媒による熱開始反応もまた、使用され得る。このプロセスの最初の工程において、基材の優れたコーティングを、シランのヘキサン溶液に浸漬することによって達成した。図1に示されるように、チタンディスクの水接触角において得られた増加は、平均して38°だった。処理群としては、光開始剤図1においてcat.触媒と示されるの存在下、および非存在下の両方において、シランカップリングを有するケラチンコーティングおよびシランカップリングを有さないケラチンコーティングの種々の組み合わせが挙げられる。これは、2工程コーティングアプローチの有効性を確かめるために行なわれた。全てのサンプル群は、コントロールチタン群の接触角p≦0.05の統計的有意差と異なる接触角を生じたが、シランコーティングの全処理後のケラチンの共有結合接合により、非処理のコントロールと比べて、接触角の最も効果的な減少を生じた。完全に処理したチタンディスクサンプルは、7.6°の平均接触角を有した。ガラス基材についての結果は、非処理のコントロールと完全に処理されたサンプルとの間の接触角の16.5°の減少と同様である。ケラチン処理されたガラスは、9.0°の平均接触角を有した。これらのデータを、図2に示す。一旦、チタンディスクおよびガラス顕微鏡スライドの両方が、コーティングされ得ることが決定されると、チタンディスクのみを、さらなる評価に使用した。前に述べたように、チタンディスクを、シランのヘキサン溶液に浸漬することによって、首尾よいコーティングを得た。非処理のチタンディスクおよびシランコーティングされたチタンディスク由来のXPSSi2pシグナルを、図3Aに示す。約20の原子濃度に相当するコーティングされたディスク由来のSiシグナルは、非処理のディスクの3未満の原子濃度と比べると、明かに、シランコーティングの存在を示している。非処理のディスク上の少量のSiは、おそらく表面汚染のためであった。ケラチンの添加により、約3非処理ディスクにおけるバックグランドレベルから8.5までの窒素原子濃度が増加した。図3Bは、非処理チタンディスク由来の代表的なN1sXPSシグナルならびにシラン、触媒およびケラチンでコーティングされたサンプルの代表的なN1sXPSシグナルを示す。異なる処理群において測定されたSiおよびNの原子濃度を、図4に示す。これら2つの元素の濃度は、有機シランおよびケラチンの存在と非常によく相関していた。シランコーティングにおける触媒およびケラチンの添加により、Siの原子濃度が減少した。これは、異なったさらなるコーティングによるシリコンシグナルの減衰に起因する。チタンXPSシグナルを、上記の減衰式に使用して、全フィルムの厚さを計算した。結果を、図5に示す。シラン触媒またはケラチンを有するフィルムの厚さの変化は、おそらく、シランフィルム自体の厚さの変化のためである。それにもかかわらず、触媒ケラチンフィルムおよびケラチンのみのフィルムから、シランコーティング存在下で、ケラチンフィルムはより頑丈であることが明らかである。シランフィルムの変化をなくして、ケラチンコーティングの厚さをさらに正確に決定するために、基材としてシランを処理して、シランコーティングされたディスク由来のシリコンシグナルを使用した減衰式を使用して、シランフィルム表面のケラチンコーティングの厚さを計算した。シランのみでコーティングされたディスク由来のSi2pXPSシグナルを、この場合において、清浄な基材のシグナルとして使用した。幾つかの異なるサンプルの結果を、図5の括弧内に示す。このデータは、ケラチンコーティングの平均の厚さが、約8.5Åであることを示す。ケラチンコーティングされたチタンディスク上の骨芽細胞の分化および石灰化を、ディスク表面のvonKossa分析によって実証した。小結節形成が、インビトロでの石灰化に重要な工程であると考えられる。100μg/mlアスコルビン酸および5mMβ-グリセロリン酸の存在下または非存在-下で、細胞を、5FBSを含むα-MEM中で培養した。AsAおよびβ-GP無し-のvonKossa分析により実証されたようにパネルAおよびC、骨芽細胞の分化および石灰化は、より小さく僅かな小結節を示した。2週間後、2T3細胞は、100μg/mlAsAおよび5mMβ-GPの存在下で、移植片表面上に大きな小結節を石灰化することが観察されたパネルBおよびD。画像AおよびBは、100×倍率スケールバー=100μmで得られ、画像CおよびDは、1,000×倍率スケールバー=10μmで得られた。インビトロでの小結節の石灰化は、インビボで生成される線維性骨に似ているように見える。2週間後、2T3細胞は、AsAおよびβ-GPを有する、または有さない移植片表面上の培養において、石灰化することが観察された。2週目におけるAsAおよびβ-GPなしの細胞のvonKossa染色は、より小さくわずかな小結節を示した図6Aおよび6C。対照的に、AsAおよびβ-GPで処理したディスクには、より多くの大きな小結節が存在した図6Bおよび6D。コラーゲンコーティング基材上の2T3骨芽細胞における小結節形成を誘導するAsAおよびβ-GPの能力は、以前に報告されている。本研究において、本発明者らは、ケラチンコーティング基材について類似の結果を見出し、従って、これは、生体適合性を示す。チタン基材上にケラチンコーティングを適用するための2工程の浸漬プロセスは、それぞれ水接触角およびXPSスペクトルデータにより実証されるように、親水性かつ頑強なフィルムを生じた。このプロセスは、ケラチンが表面に共有結合するために、より生体安定なコーティングを生じるはずである。このコーティングプロセスは、シランおよびケラチンの両方の非常に薄い層を生じ、表面の粗いチタン移植片表面への細胞の接着を促進するために、移植片の製造業者によりしばしば使用される表面形態学と干渉しないと予測される。2T3骨芽細胞アッセイは、コーティングが、接着、増殖および分化を促進したことを示した。これらの細胞の、骨マトリックスを生成する能力は、ケラチンコーティング骨伝導性特性を示す。さらなる研究において、本発明者らは、これらのケラチンコーティングが骨の増殖速度を加速し得ることを示すことを意図している。当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、上記の本発明に対して多くの改変がなされ得ることを理解する。本明細書中に記載される実施形態は、例示のみを意味し、添付の特許請求の範囲において規定される本発明を制限するものとして理解されるべきでない。"