JP2005522594A - Covering process using electrospinning of very small peptides - Google Patents

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ロブ キーファー,
ロバート エス. シュワルツ,
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セカント メディカル, インコーポレイテッド
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Abstract

本発明の電気紡績方法において存在する複数の可変物の同定および操作を介して用途の広いカバープロセスが、可能になった。種々の同定された可変物を操作および制御することにより、電気紡績を使用して所望される特性を有する薄い材料を予測可能に作製することが可能である。電気紡績プロセスにより作り出される繊維は、100マイクロメートル未満の平均直径を有する。同定された可変物の適切な操作が、これらの繊維が標的表面と接触する際に依然として湿っており、それによりお互い接着して布様材料を形成し、所望される場合、標的表面に接着してその上にカバーを形成することを確実にする。特に小さいサイズのこれらの繊維、およびその間に結果として生じるすき間が、薬物送達および放射線送達のための効果的な媒体を提供し、そして燃料電池における使用のための効果的な膜を形成する。A versatile cover process has become possible through the identification and manipulation of multiple variables present in the electrospinning method of the present invention. By manipulating and controlling the various identified variables, electrospinning can be used to predictably produce thin materials with desired properties. The fibers produced by the electrospinning process have an average diameter of less than 100 micrometers. Appropriate manipulation of the identified variables is still wet when these fibers contact the target surface, thereby adhering to each other to form a cloth-like material and, if desired, adhere to the target surface. Ensure that the cover is formed on the lever. The particularly small size of these fibers, and the resulting gaps therebetween, provide an effective vehicle for drug and radiation delivery and form an effective membrane for use in fuel cells.

Description

(発明の背景)
本発明のプロセスは、多用途を有する布地(fabric)および/または布地様カバーを生じ、医療デバイスおよび産業的濾過適用に特に適している。このカバーは、意図される適用に依存して、広範な所望の特徴を有するように作製され得る。このプロセスは、一般に、電気紡績技術を含む。
(Background of the Invention)
The process of the present invention results in a versatile fabric and / or fabric-like cover and is particularly suitable for medical devices and industrial filtration applications. This cover can be made to have a wide range of desired characteristics, depending on the intended application. This process generally involves electrospinning technology.

静電気紡績、すなわち「電気紡績」は、電場で供給源から標的まで駆動される、荷電した溶媒を使用して、微細なポリマー繊維を作製するためのプロセスである。正に荷電した溶液を引きつけるために電場を使用すると、供給源容器のオリフィスから接地された標的まで、溶液の噴射が生じる。この噴射は、オリフィスから進むにつれてテイラー円錐といわれる円錐形状を形成する。代表的には、オリフィスからの距離が増すにつれて、その円錐は、標的付近にまで伸び、その噴射は、標的に達する前に、多くの繊維に分かれるかまたは斜めに伸びる。また、標的に達する前に、および多くの変数(標的距離、電荷、溶液粘性、温度、溶媒揮発性、ポリマー流量などが挙げられる)に依存して、その繊維は、乾燥し始める。これらの繊維は、非常に薄く、代表的にはナノメートルの単位で測定される。標的に対するこれらの繊維の収集は、確実に繊維が、標的に達する場合に互いに接着するに十分、なおぬれているようにするために、溶液が集められると仮定すると、非常に高い多孔性および表面積、ならびに非常に小さな平均孔サイズを有する、無作為に配向した繊維材料を形成する。   Electrospinning, or “electrospinning”, is a process for making fine polymer fibers using a charged solvent that is driven from a source to a target in an electric field. Using an electric field to attract a positively charged solution results in a jet of solution from the source container orifice to the grounded target. This jet forms a conical shape called the Taylor cone as it travels from the orifice. Typically, as the distance from the orifice increases, the cone extends to near the target, and the jet breaks into many fibers or extends diagonally before reaching the target. Also, before reaching the target, and depending on many variables, including target distance, charge, solution viscosity, temperature, solvent volatility, polymer flow rate, etc., the fiber begins to dry. These fibers are very thin and are typically measured in nanometers. The collection of these fibers against the target is very high in porosity and surface area, assuming that the solution is collected to ensure that the fibers are still wet enough to adhere to each other when reaching the target. As well as randomly oriented fiber materials with very small average pore sizes.

図1は、溶媒電気紡績に必要な基本成分(basic component)の模式図である。ポリマーは、溶媒と混合されて、所望の品質を有する溶液1を形成する。この溶液は、シリンジ様容器2に充填され、スピナレット12を形成する鈍化針(blunt needle)3に流体接続される。この針3は、遠位開口部4を有し、この開口部を通って、溶液1が制御された力5によって噴出され、プランジャー6によって供給される単純化された様式で表されるが、任意の適切な制御可能な変動速度流体配置システムであり得、正確な流量を確実にするために作動されるべきである。   FIG. 1 is a schematic diagram of basic components necessary for solvent electrospinning. The polymer is mixed with a solvent to form a solution 1 having the desired quality. This solution is filled into a syringe-like container 2 and fluidly connected to a blunt needle 3 that forms a spinneret 12. This needle 3 has a distal opening 4 through which the solution 1 is ejected by a controlled force 5 and is represented in a simplified manner supplied by a plunger 6. Any suitable controllable variable speed fluid placement system, which should be activated to ensure accurate flow rate.

有意な電位差7が、スピナレット12および受容プレート8を横切って確立される。電位差7は、その溶液に刺激を与えるにあたって、そしてスピナレット3から受容プレート8へと配置されたポリマー溶液1の表面張力を減少させることによって、力5を補助する。電位差7と配置力5の合力は、溶液9の噴射を作製し、電荷に起因して、スピナレット3と受容プレート8との間の位置10において斜めに伸びる。斜めに伸びる作用は、この斜めに伸びる作用は、複数の小さなより糸または微小繊維11を作製し、これは、溶媒の揮発性に依存して、プレート8に達する際に乾燥していても乾燥していなくてもよい。   A significant potential difference 7 is established across the spinneret 12 and the receiving plate 8. The potential difference 7 assists the force 5 in stimulating the solution and by reducing the surface tension of the polymer solution 1 placed from the spinneret 3 to the receiving plate 8. The resultant force of the potential difference 7 and the placement force 5 creates an injection of the solution 9 and extends diagonally at a position 10 between the spinneret 3 and the receiving plate 8 due to the charge. The diagonally extending action produces a plurality of small strands or microfibers 11 which, depending on the volatility of the solvent, are dry even when they reach the plate 8. It does not have to be.

電気紡績は、米国特許第1,975,504号(Anton Fonnhals of Germanyに1934年10月2日に発光された)において初めて導入された。Formhalsは、比較的平行な、シルク様より糸の供給をもたらすために、彼の取り組みを移動可能なスプール収集デバイスと組み合わせて電場を使用することに集中した。Formhalsによるその後の取り組み(例えば、米国特許第2,160,962号に記載される)は、溶液供給デバイスと、収集電極との間の距離を増大させることに向けられた。その結果、そのより糸は、収集される場合には完全に乾燥し、従って、互いに張り付かなかった。   Electrospinning was first introduced in US Pat. No. 1,975,504 (lighted on Anton Fonhals of Germany on Oct. 2, 1934). Formhals focused his efforts on using an electric field in combination with a movable spool collection device to provide a relatively parallel, silk-like strand supply. Subsequent efforts by Formhals (eg, as described in US Pat. No. 2,160,962) were directed to increasing the distance between the solution supply device and the collection electrode. As a result, the strands were completely dry when collected and therefore did not stick together.

電気紡績は、Formhalsの取り組みの後、数十年もの間実用可能な製造方法にならなかった。なぜなら、それは、十分量の材料を生成できず、その生産量は一貫せず、低品質であり、かつその技術的必要性は、重大なプロセス開発をもたらすには不十分であったからである。しかし、最近では、医療フィルタおよびデバイスカバーのような適用、ならびに非医療濾過適用は、電気紡績プロセスのさらなる開発を出願人は導いた。   Electrospinning has not become a viable manufacturing method for decades after Formhals' efforts. This is because it is not possible to produce a sufficient amount of material, its production is inconsistent, low quality, and its technical need is insufficient to bring about significant process development. Recently, however, applications such as medical filters and device covers, as well as non-medical filtration applications, have led the applicant to further develop electrospinning processes.

電気紡績は、現在では、ナノメートル単位で測定される直径を有する繊維を作り出す唯一の方法である。しかし、現在までは、製造プロセスとしての電気紡績は、電気紡績が推定可能な反復可能な布地を生成するために使用される点に改良されなかった。さらに、電気紡績された布地についての用途、特に医療用途は、これまで、規定されておらず、そして利用されてもこなかった。   Electrospinning is currently the only way to create fibers with diameters measured in nanometers. To date, however, electrospinning as a manufacturing process has not been improved in that it can be used to produce repeatable fabrics that can be estimated by electrospinning. In addition, applications for electrospun fabrics, particularly medical applications, have not been defined and used to date.

(発明の要旨)
本発明は、規則性を有する所望の布地を作製するために使用可能な電気紡績プロセスを提供する。適切な変数を操作することによって、電気紡績された布地は、物体(例えば、ステント)に接着し得る布地を形成することを可能にする特徴を達成する。その結果、その物体は、覆われるか;または繊維は、種々の適用を有する独立した布地シートもしくは「被膜(skin)」を作製するために使用され得る。図5は、電気紡績された布地でカバーされたステントの写真である。さらに、その皮膚は、伸張可能であり、被膜の繊維を適所へ配向させる。繊維を並べると、増大した引っ張り強さ、変化した透過性、減少したかさ高さ、および減少した最終部分伸長(final part elongation)(その材料について、応力歪曲線上の増大した傾き)を生じる。これらの伸張性特徴は、電気紡績した材料を、ステントを覆うために使用する場合、非常に重要になる。カバーされたステントが展開および拡張される場合、膜カバーは、容易に伸張され、続いて、膜の周辺の強さを増大させる。この電気紡績された材料は、100マイクロメーター未満の平均直径を有する複数の無作為に配向された、内部で絡み合った(inter−tangled)織られていない微小繊維を含む。
(Summary of the Invention)
The present invention provides an electrospinning process that can be used to make a desired fabric having regularity. By manipulating the appropriate variables, the electrospun fabric achieves features that allow it to form a fabric that can adhere to an object (eg, a stent). As a result, the object is covered; or the fibers can be used to create independent fabric sheets or “skins” with various applications. FIG. 5 is a photograph of a stent covered with an electrospun fabric. In addition, the skin is extensible and directs the fibers of the coating in place. Arranging the fibers results in increased tensile strength, altered permeability, reduced bulk height, and reduced final part elongation (for the material, increased slope on the stress-strain curve). These extensibility features become very important when electrospun materials are used to cover the stent. When the covered stent is deployed and expanded, the membrane cover is easily stretched and subsequently increases the strength around the membrane. The electrospun material includes a plurality of randomly oriented, inter-tangled, non-woven fibers that have an average diameter of less than 100 micrometers.

従って、本発明の一局面は、物体(例えば、ステント)を、線維性ポリマー層でカバーするための方法を提供する。このステントは、標的プレート上の所定の位置に対して電位差が充電されたスピナレットを提供することによって、線維性ポリマー層で覆われる。このステントは、スピナレットと、上記標的プレート上の所定の位置との間に配置される。このポリマーは、次いで、スピナレットを通じて力がかけられ、それにより、電位差のうちの少なくともいくらかがポリマーに伝えられ、その結果、このポリマーは、液体とプレートとの間の電位差に起因して、標的プレートに向かう流れを形成する。この流れがプレートに達する前に、この流れは、液体とプレートとの間の電位差に起因して、複数のナノ繊維へと斜めに伸びる。少なくともいくつかの、好ましくは、大部分のナノ繊維は、標的プレートに達する代わりにステントに突き当たる。この標的プレート上の所定の位置は、次いで、物体全体がカバーされるまで、物体に対して動かされる。これは、針を動かすか、電位差が針に対して最も大きい、標的プレート上の点を電気的に動かすか、または物体自体を動かすか、またはこれらの3つの技術の組み合わせによって達成される。   Accordingly, one aspect of the present invention provides a method for covering an object (eg, a stent) with a fibrous polymer layer. The stent is covered with a fibrous polymer layer by providing a spinneret charged with a potential difference to a predetermined location on the target plate. The stent is placed between the spinneret and a predetermined location on the target plate. The polymer is then forced through the spinneret, thereby transferring at least some of the potential difference to the polymer, so that the polymer is the target plate due to the potential difference between the liquid and the plate. Form a flow toward Before this flow reaches the plate, the flow extends obliquely into a plurality of nanofibers due to the potential difference between the liquid and the plate. At least some, preferably most, of the nanofibers strike the stent instead of reaching the target plate. This predetermined position on the target plate is then moved relative to the object until the entire object is covered. This is accomplished by moving the needle, electrically moving a point on the target plate where the potential difference is greatest relative to the needle, or moving the object itself, or a combination of these three techniques.

本発明の別の局面は、デバイスおよび線維性ポリマーでコートされた物体(例えば、ステント)を含むデバイスを生成するための方法を包含する。ここで、カバーされた物体とコートされた物体との間で明確に区別される。複数のギャップ、孔、または穴を規定する物体(例えば、ステント)に特に適用可能である場合、ポリマーがどのように、物体を覆うように分布しているかに基づいて、区別される。ポリマーカバー物体とは、本明細書中で使用される場合、その物体の外表面の実質的に全体を覆うようにいくらか連続した層を提供するポリマーを有する物体である。カバーは、物体によって規定される任意のギャップまたは穴に拡がる(span)。従って、カバーされたステントは、ステントの個々のワイヤ間で形成された穴に拡がるポリマー層を含む。図1は、カバーされたステントの例である。   Another aspect of the invention encompasses a method for producing a device comprising the device and an object (eg, a stent) coated with a fibrous polymer. Here, a clear distinction is made between covered and coated objects. Where particularly applicable to an object (eg, a stent) that defines multiple gaps, holes, or holes, a distinction is made based on how the polymer is distributed over the object. A polymer cover object, as used herein, is an object having a polymer that provides a somewhat continuous layer to cover substantially the entire outer surface of the object. The cover spans any gap or hole defined by the object. Thus, the covered stent includes a polymer layer that extends into the holes formed between the individual wires of the stent. FIG. 1 is an example of a covered stent.

ポリマーコート物体は、本明細書中で使用される場合、物体を構成する個々の膜が、その膜に結合されるポリマーの層を有するものである。従って、コートステントは、複数の編まれたワイヤから構成され、これらのワイヤは、各々、ポリマーでコートされるが、ワイヤ間のギャップは、開いたままである。コートステントがカバーステントより好ましい適用が存在する。しかし、コートステントの製造は、これまで、ステントを液体ポリマー中で浸漬コートし、ステントを乾燥させることによって達成されてきた。これは、多くの理由が原因で問題である。非常に小さなステントを浸漬コートすることは困難である。なぜなら、個々のワイヤ間のギャップが、ポリマー溶液の表面張力に起因してポリマーでふさがれるからである。このポリマーはまた、乾燥する際に、ステントの個々のワイヤを一緒に接着する傾向がある。このステントは、後で延ばす場合、乾燥したポリマーコートは、ひびおよび欠けを生じ、このことにより、ポリマーの欠けが血流に入ることによって、潜在的に有害な状況を引き起こす。   A polymer-coated object, as used herein, is one in which the individual films that make up the object have a layer of polymer bonded to the film. Thus, a coated stent is composed of a plurality of braided wires, each of which is coated with a polymer, but the gap between the wires remains open. There are applications where a coated stent is preferred over a cover stent. However, the manufacture of coated stents has heretofore been achieved by dip coating the stent in a liquid polymer and drying the stent. This is a problem for a number of reasons. It is difficult to dip coat very small stents. This is because the gaps between the individual wires are blocked by the polymer due to the surface tension of the polymer solution. The polymer also tends to adhere the individual wires of the stent together when dried. If the stent is later extended, the dried polymer coat will crack and chip, causing a potentially detrimental situation by the polymer chip entering the bloodstream.

従って、本発明のコート方法は、カバー物体(好ましくは、ステント)で始まり、このステントを線維性の好ましくは電気紡績された、ポリマーがそのギャップに拡がる能力を喪失する点まで加熱する。このギャップに拡がる繊維は壊れ、表面張力によって最も近いワイヤに引っ込められる。ステントの個々のワイヤは、ここでコートされる。このコートは、浸漬コートステントのコートとは異なる。なぜなら、ステントが加熱される程度に依存して、このコートは、線維性品質を維持するからである。このコートはまた、代表的には、ワイヤの周囲の一部をコートするのみである。従って、線維性コートは、ひびが入ることに抵抗性であり、個々のワイヤが一緒に接着しない。本発明のコートステントの拡張は、一緒に2本のワイヤから離して分けるのとは対照的に、一緒に2本のパイプクリーナーをこすることに似ている。   Thus, the coating method of the present invention begins with a cover object (preferably a stent) and heats the stent to a point where the fiber, preferably electrospun, loses the ability of the polymer to expand into the gap. The fibers extending into this gap break and are retracted to the nearest wire by surface tension. The individual wires of the stent are now coated. This coat is different from the coat of a dip coated stent. This is because, depending on the degree to which the stent is heated, this coat maintains a fibrous quality. This coat also typically only coats a portion of the periphery of the wire. Thus, the fibrous coat is resistant to cracking and the individual wires do not adhere together. Expansion of the coated stent of the present invention is similar to rubbing two pipe cleaners together, as opposed to separating them away from the two wires together.

本発明の一局面は、電気紡績された布地を使用して、薬物を標的部位に送達する方法を包含する。薬物送達能力を有する電気紡績された布地についての適用としては、局所的局部的送達、抗生物質適用、整形外科的適用、心血管適用、婦人科学的適用、ヘルニア適用、抗接着適用が挙げられる。電気紡績技術で薬物送達を組み込む、4つの好ましい方法が存在する:1)薬物とポリマーとを混合して、その後、混合物を紡績すること、2)2つのスピナレットを使用して、ポリマーおよび薬物を別個かつ同時に紡績すること、3)紡績したポリマーを薬物に含浸させること、および4)紡績したポリマーを薬物含有ミクロスフェアで含浸させること。   One aspect of the invention includes a method of delivering a drug to a target site using an electrospun fabric. Applications for electrospun fabrics with drug delivery capabilities include topical local delivery, antibiotic application, orthopedic application, cardiovascular application, gynecological application, hernia application, anti-adhesion application. There are four preferred methods of incorporating drug delivery with electrospinning technology: 1) mixing the drug and polymer, then spinning the mixture, 2) using two spinnerets to combine the polymer and drug Spinning separately and simultaneously, 3) impregnating the spun polymer with the drug, and 4) impregnating the spun polymer with the drug-containing microspheres.

第1の好ましい方法を使用すると、薬物は、紡績プロセスにおいて使用される液体ポリマーと混合される。得られた混合物を電気紡績すると、所望の薬物を含む布地を生じる。この方法は、身体によって拒絶される、受け入れられない微小繊維を作製するために特に適切であり得る。さらに、この微小繊維は、後に溶融され得るか、圧縮され得るか、または他の方法で操作され得、それによって、微小繊維の薬物含有量を減らすことなく、繊維間の相互作用を変化または排除し得る。   Using the first preferred method, the drug is mixed with the liquid polymer used in the spinning process. Electrospinning the resulting mixture yields a fabric containing the desired drug. This method may be particularly suitable for making unacceptable microfibers that are rejected by the body. In addition, the microfibers can be subsequently melted, compressed, or otherwise manipulated, thereby changing or eliminating interactions between the fibers without reducing the drug content of the microfibers. Can do.

第2の好ましい方法を使用すると、2つのスピナレットは、互いに近位で使用され、その各々は、共通の標的を有する。一方のスピナレットは、ポリマーが充填される一方で、他方は、薬物溶液が充填される。これらのスピナレットは充電され、それらの溶液は、共通標的において同時に紡績され、ポリマー微小繊維を含むおよび薬物微小繊維を含む材料を作製する。第2のスピナレットに供給される薬物はまた、第2のポリマーと混合されて、薬物の紡績特徴を改善し得る。   Using the second preferred method, two spinnerets are used proximal to each other, each of which has a common target. One spinneret is filled with polymer while the other is filled with drug solution. These spinnerets are charged and their solutions are spun simultaneously at a common target, creating a material containing polymer microfibers and drug microfibers. The drug supplied to the second spinneret can also be mixed with the second polymer to improve the spinning characteristics of the drug.

本発明の薬物送達の第3の方法は、薬物に電気紡績された布地を含浸することを包含する。いくつかの薬物は、電気紡績プロセスを生き残ることができないかもしれない。電気紡績された布地の極めて小さい繊維サイズ、および対応して、繊維間の相互作用のサイズが小さいことを利用すると、その布地を、液体薬物で含浸させることが可能である。好ましくは、スクリムを覆うように紡績された、例えば、ポリエステル(例えば、PET)は、ラパマイシンで含浸され得る。PETを紡績する場合、ヘキサフルオロ−イソ−プロパノール(HFIP)(揮発性物質)を使用して、PETを溶液に溶解させる。例えば、浸漬コートによる含浸は、ラパマイシンとPETとを混合する代わりに、紡績を行う前に、ラパマイシンとともに紡績したPETは、ラパマイシンが、HFIPによって破壊されるのを防ぐ。ラパマイシンとPGAおよびPCLの溶液を混合すると、電気紡績された膜内にラパマイシンが維持されることを助ける。   The third method of drug delivery of the present invention involves impregnating a drug electrospun fabric. Some drugs may not be able to survive the electrospinning process. Taking advantage of the very small fiber size of the electrospun fabric and correspondingly the small size of the interaction between the fibers, the fabric can be impregnated with a liquid drug. Preferably, for example, polyester (eg, PET) spun to cover the scrim can be impregnated with rapamycin. When spinning PET, hexafluoro-iso-propanol (HFIP) (volatile material) is used to dissolve the PET in the solution. For example, impregnation with a dip coat, instead of mixing rapamycin and PET, PET spun with rapamycin before spinning prevents rapamycin from being destroyed by HFIP. Mixing a solution of rapamycin with PGA and PCL helps maintain rapamycin in the electrospun membrane.

遅延薬物放出効果は、所望の薬物を含む電気紡績された布地をミクロスフェアで含浸することによって得られ得る。このミクロスフェアは、製造プロセスからおよび蒸発から、薬物をさらに保護する。薬物送達の第4の方法を用いると、この薬物を含むミクロスフェアは、布地の隙間内にトラップされ、ゆっくりとインビボで溶解し、含まれる薬物を放出する。ミクロスフェア複合物(composite)を作製するために使用されるポリマーの例は、PGAミクロスフェア形態のAlkermiesでドープまたは充填されたPCL膜である。このポリマーは、好ましくは、スクリムを覆うように紡績される。紡績プロセスにおいて使用されるポリマーは、薬物放出速度、材料強度、剛性、分解時間などを規定するので、ポリマー選択は重要である。ポリマー選択はまた、布地の弾性をもたらす。ポリマー(例えば、ポリウレタン、PGA、PLAおよびPDO)は、紡績される場合、縮れた微小繊維を作製する。これらの縮れた微小繊維は、寄り合わされたバネのように挙動し、それによって、布地の弾性品質を与える。図6は、弾性品質を有する電気紡績された布地の電子顕微鏡で撮った写真である。比較は、提示物3〜6に対して行われ得、これらの提示物は、非弾性の電気紡績された布地の写真である。   The delayed drug release effect can be obtained by impregnating the electrospun fabric containing the desired drug with microspheres. The microspheres further protect the drug from the manufacturing process and from evaporation. With the fourth method of drug delivery, microspheres containing this drug are trapped within the fabric gap and slowly dissolve in vivo to release the contained drug. An example of a polymer used to make a microsphere composite is a PCL membrane doped or filled with Alkermies in the form of PGA microspheres. The polymer is preferably spun over the scrim. Polymer selection is important because the polymer used in the spinning process defines drug release rate, material strength, stiffness, degradation time, and the like. Polymer selection also provides fabric elasticity. Polymers (eg polyurethane, PGA, PLA and PDO) produce crimped microfibers when spun. These crimped microfibers behave like nested springs, thereby giving the fabric an elastic quality. FIG. 6 is a photograph taken with an electron microscope of an electrospun fabric having elastic quality. Comparisons can be made to presentations 3-6, which are photographs of inelastic electrospun fabrics.

布地からの薬物放出速度は、布地とレシピエント組織との間の薬物濃度の差異に依存する。薬物が放出されるにつれて、布地中のその濃度が低下すると同時に、レシピエント組織における濃度は増大し、その後徐々に薬物のうちのいくらかが血液に運ばれるにつれて減少する。従って、薬物放出速度は、動的であり、「薬物放出動態」とまとめていわれ得る。「薬物含有布地(例えば、電気紡績された布地)からの薬物放出動態」は、非薬物含有電気紡績された「カバー」をさらに使用して制御され得る。このカバーは、薬物含有布地とレシピエント組織との間に障壁を提供する。薬物含有布地よりも、小さな平均微小繊維サイズおよび小さな隙間を有する場合、そのカバーにより、所望の速度に薬物放出を制限し、長期にわたって低レベルの薬物放出をもたらすことが可能になる。そのカバーは、薬物含有ポリマーとして同じまたは異なるポリマーを使用して作製され得る。薬物含有布地として使用され得る比較的大きな微小繊維(直径が5マイクロメーターの大きさ)を有する、電気紡績された布地の顕微鏡写真である図7および図8を参照する。図9および10は、非薬物含有カバーとして使用され得る比較的小さな微小繊維(直径が1マイクロメーターの大きさ)を有する、電気紡績された布地の顕微鏡写真である。   The rate of drug release from the fabric depends on the difference in drug concentration between the fabric and the recipient tissue. As the drug is released, its concentration in the fabric decreases while the concentration in the recipient tissue increases and then gradually decreases as some of the drug is carried to the blood. Thus, the drug release rate is dynamic and can be summarized as “drug release kinetics”. “Drug release kinetics from drug-containing fabrics (eg, electrospun fabrics)” can be further controlled using non-drug-containing electrospun “covers”. This cover provides a barrier between the drug-containing fabric and the recipient tissue. If it has a smaller average microfiber size and smaller gaps than a drug-containing fabric, its cover allows the drug release to be limited to the desired rate, resulting in a low level of drug release over time. The cover can be made using the same or different polymer as the drug-containing polymer. Reference is made to FIGS. 7 and 8, which are micrographs of electrospun fabrics having relatively large microfibers (diameter of 5 micrometers in diameter) that can be used as drug-containing fabrics. Figures 9 and 10 are photomicrographs of electrospun fabrics having relatively small microfibers (1 micrometer in diameter) that can be used as non-drug-containing covers.

本発明の薬物含有布地についての好ましい適用は、内膜過形成を予防する方法に関する。内膜過形成は、平滑筋細胞が血管の内部における損傷部位へと施行されることによる医学的状態である。平滑筋細胞は、瘢痕組織の形態に修復するための材料を提供するためにその部位に繰り出す。内膜過形成は、危険な状態であり得る。なぜなら、それは、部分的または完全な血管の遮断を引き起こすからである。免疫抑制剤を損傷部位に適用することによって内膜過形成が減少され得ることが見出された。従来の見識では、損傷部位のできるだけ近くに、薬物が血管の内部に導入されることが示された。このことにより、近年、薬物が含まれた(medicated)ステントおよび移植片の開発にますます焦点が当てられてきている。薬物が含まれたステントは、薬物を血管の内膜(intima)に薬物を直接適用するための優れた機構である。内膜過形成を予防するために使用される薬物が含まれたステントの議論は、Yangの公開された米国特許出願第20020143385A1号(これはその全体が本明細書中に参考として援用される)に見出され得る。内膜過形成を予防するように設計された移植片の議論は、Kolluriの米国特許第6,440,166号(本明細書中にその全体が参考として援用される)において議論される。Kolluriは、内膜過形成を予防するために移植片の管腔壁に焦点を当てた。   A preferred application for the drug-containing fabric of the present invention relates to a method for preventing intimal hyperplasia. Intimal hyperplasia is a medical condition in which smooth muscle cells are applied to the site of injury within a blood vessel. Smooth muscle cells are delivered to the site to provide material for repair to the form of scar tissue. Intimal hyperplasia can be a dangerous condition. Because it causes partial or complete blood vessel blockage. It has been found that intimal hyperplasia can be reduced by applying an immunosuppressant to the site of injury. Traditional insight has shown that drugs are introduced inside blood vessels as close as possible to the site of injury. This has increasingly focused on the development of medicated stents and grafts in recent years. Drug-containing stents are an excellent mechanism for applying drugs directly to the vascular intima. A discussion of stents containing drugs used to prevent intimal hyperplasia can be found in Yang's published US Patent Application No. 20020143385A1, which is hereby incorporated by reference in its entirety. Can be found. A discussion of grafts designed to prevent intimal hyperplasia is discussed in US Pat. No. 6,440,166 to Kolluri, which is hereby incorporated by reference in its entirety. Kolliri focused on the luminal wall of the graft to prevent intimal hyperplasia.

驚くべきことに、薬物が含まれたステントおよび移植片は、内膜過形成を予防するために使用される場合、予測したよりもよくない結果をもたらした。さらなる研究は、時折、平滑筋細胞が、血管壁に、その外側から入り、損傷部位に対して半径方向に壁を通って移動することによって、標的部位に近づくことを見出した。従って、薬物が含まれたステントとの接触は、平滑筋細胞(すなわち、内膜組織の内表面に移動するその平滑筋細胞)の全てによってなされない。従って、血管壁に浸透する前に平滑筋細胞が免疫抑制剤と接触するようにする薬物送達機構は、血管の管腔に配置される薬物が含まれたステントよりも、内膜過形成を予防するにあたってより有効である。免疫抑制剤、増殖因子、サイトカインまたは他の治療剤で含浸された、本発明の独立した電気紡績された布地は、本出願についての最適な薬物送達ビヒクルである。   Surprisingly, drug-containing stents and grafts yielded results that were not better than expected when used to prevent intimal hyperplasia. Further studies have occasionally found that smooth muscle cells approach the target site by entering the vessel wall from the outside and moving through the wall in a radial direction relative to the damaged site. Thus, contact with the drug-containing stent is not made by all of the smooth muscle cells (ie, those smooth muscle cells that migrate to the inner surface of the intimal tissue). Thus, drug delivery mechanisms that allow smooth muscle cells to contact immunosuppressants before penetrating the vessel wall prevent intimal hyperplasia rather than stents containing drugs placed in the lumen of the vessel. It is more effective to do. The independent electrospun fabric of the present invention, impregnated with immunosuppressive agents, growth factors, cytokines or other therapeutic agents, is the optimal drug delivery vehicle for this application.

本発明の内膜過形成を予防する方法は、従って、進入切開(entry incision)を閉じる前の最後の工程として、電気紡績された布地の層を損傷した血管または修復された血管の外側表面に巻き付ける工程を包含する。この薬物送達ラップ(wrap)は、分解性または非分解性ポリマーから作製され得る。このラップは、切開前に、より大きな材料見本からサイズを合わせて切断され得る。好ましくは、このラップは、治癒されるべき損傷の程度に比例して、標的部位のいずれかの側に重なり合って、標的部位を完全にカバーするようなサイズにされる。   The method of preventing intimal hyperplasia of the present invention is therefore a last step prior to closing an entry incision on the outer surface of a damaged or repaired vessel with a layer of electrospun fabric. Including the step of winding. The drug delivery wrap can be made from a degradable or non-degradable polymer. The wrap can be cut to size from a larger sample before incision. Preferably, the wrap is sized to overlap on either side of the target site and cover the target site completely in proportion to the degree of damage to be healed.

本発明はまた、患者への放射線の送達のための適用を包含する。放射活性材料は、効果であり、安全に取り扱い、維持することが難しい。さらに、放射活性崩壊は、複雑な蓄積問題をもたらす。本発明の電気紡績された布地は、後に放射線で「充電」され得る非放射活性材料を含み得る。この材料は、材料と液体ポリマー溶液とを混合するか、または形成された電気紡績された布地の隙間にこの材料を含浸するかのいずれかによって、布地に導入される。この材料は、好ましくは、酸化196ツリウム(同位体前駆体)であり、これは、放射線に曝されることによって、「充電」された後に放射活性になる。充電可能な材料を使用し、挿入充電の直前まで待つと、その材料は、代表的には放射活性材料に付随する費用および安全性の懸念なくして、布地が生成され、保存され、取り扱われることを可能にする。 The invention also encompasses applications for the delivery of radiation to a patient. Radioactive materials are effective and difficult to handle and maintain safely. Furthermore, radioactive decay results in complex accumulation problems. The electrospun fabrics of the present invention can include non-radioactive materials that can later be “charged” with radiation. This material is introduced into the fabric either by mixing the material with a liquid polymer solution or by impregnating this material into the gaps of the formed electrospun fabric. This material is preferably 196 thulium oxide (isotopic precursor), which becomes radioactive after being “charged” by exposure to radiation. When using a rechargeable material and waiting until just before the insertion charge, the material is typically produced, stored and handled without the cost and safety concerns associated with radioactive materials. Enable.

あるいは、材料(例えば、塩化カルシウムまたはリン酸カルシウム)は、電気紡績プロセスに同様に組み込まれ得る。これらの材料は、放射線を蓄積する(storing)のではなく引きつけることによって特徴付けられる。従って、移植される場合、放射線標的として作用する医療デバイスが作製される。そのデバイスは、所望の位置に放射線を集め、それによって、放射線を集中させると同時に、周辺の組織を保護する。結果は、放射活性エネルギーのより効率的な使用である。より小さな線量が使用されて、前に必要であったより強いビーム、付随損傷を避けられずに生じたあまり集中されていないビームという結果を達成する。   Alternatively, materials such as calcium chloride or calcium phosphate can be similarly incorporated into the electrospinning process. These materials are characterized by attracting rather than storing radiation. Thus, when implanted, a medical device is created that acts as a radiation target. The device collects radiation at the desired location, thereby concentrating the radiation and at the same time protecting the surrounding tissue. The result is a more efficient use of radioactive energy. Smaller doses are used to achieve the result of a stronger beam that was previously required, a less focused beam that was unavoidably caused by collateral damage.

本発明の別の局面は、スクリムを用いて補強された電気紡績された材料を作製するためのプロセスを提供する。このスクリムは、電気紡績装置の紡績チャンバに配置され、ポリマー層は、布地スクリムの表面に直接電気紡績される。これは、布地スクリムの強度を有する電気紡績された材料のより小さな繊維サイズを組み込むので、有利である。種々の技術が、スクリムと紡績された膜との間の結合強度を改善するために開発された。この紡績された材料は、スクリム布に直接「湿式」紡績され得る。この湿式の微小繊維は、スクリムに張り付く。このスクリム布は、紡績されたポリマーの薄められた混合物で予めコートされ得る。この技術は、微小繊維が紡績され得る粘着性の表面を作製する。   Another aspect of the invention provides a process for making an electrospun material reinforced with a scrim. The scrim is placed in the spinning chamber of the electrospinning device and the polymer layer is electrospun directly onto the surface of the fabric scrim. This is advantageous because it incorporates the smaller fiber size of the electrospun material having the strength of a fabric scrim. Various techniques have been developed to improve the bond strength between the scrim and the spun membrane. This spun material can be “wet” spun directly onto the scrim fabric. These wet microfibers stick to the scrim. The scrim fabric can be precoated with a diluted mixture of spun polymers. This technique creates a sticky surface on which microfibers can be spun.

本発明の別の局面は、スクリムを用いて、織る加工がなされた電気紡績された材料を作製するためのプロセスを提供する。この織る加工がなされるプロセスは、ポリマーを硬化させる前に、ポリマーに織地をスタンピングするかまたは圧延することによって、湿式の新たに電気紡績されたポリマーを利用する。あるいは、織地は、織る加工がなされた基材(例えば、スクリーン)上に布地を形成することによって、布地に付与され得る。織る加工は、膜が流体を吐く能力を増大させ、材料の可撓性を改善し、材料がよりよくドレープ形成することを可能にし、材料の剛性を低下させる。この織る加工プロセスは、熱または溶媒のいずれかを用いて膜を軟らかくすることによって、乾燥膜に対して行われ得る。   Another aspect of the present invention provides a process for making an electrospun material that has been woven using a scrim. This process of weaving utilizes a wet, newly electrospun polymer by stamping or rolling the fabric into a polymer prior to curing the polymer. Alternatively, the fabric can be applied to the fabric by forming the fabric on a substrate (eg, a screen) that has been processed to weave. The weaving process increases the ability of the membrane to eject fluid, improves the flexibility of the material, allows the material to better drape, and reduces the stiffness of the material. This weaving processing process can be performed on the dry membrane by softening the membrane using either heat or a solvent.

本発明のまた別の局面は、電気紡績ポリマー層を、既に紡績されたポリマーカバーを対象物品または基材に結合させるための接着剤として使用するためのプロセスを提供する。使用される湿潤ポリマーは、好ましくは、既に紡績されたポリマーカバーと同じである。この目的において、接着剤の代わりに湿潤な電気紡績ポリマー層を使用するには、いくつかの利点がある。第1に、グルーと繊維が同じであり、接着が失敗する機会が減少する。第2に、材料要求性および材料操作の複雑性が軽減される。例えば、大部分のグルー(例えば、PMMA、シアノアクリレート、エポキシドなど)は、毒性である。医療適用のためのこれらの接着剤の使用は、有意に複雑性および安全性についての考慮事項を増加させる。第3に、既に紡績された材料を結合性ポリマー層に結合するために、熱は必要ない。接着剤は、しばしば、熱を必要とし、これは繊維を弱め得る。第4に、繊維を作製するために使用された結合剤と同じポリマーを使用することにより、より少ない種類の材料から構成されるデバイスが生じ、そのために、潜在的に、医療用製品のための制御経路が短縮され得る。   Yet another aspect of the invention provides a process for using an electrospun polymer layer as an adhesive to bond an already spun polymer cover to a target article or substrate. The wet polymer used is preferably the same as the already spun polymer cover. For this purpose, there are several advantages to using a wet electrospun polymer layer instead of an adhesive. First, the glue and fiber are the same, reducing the chances of bonding failure. Second, material requirements and material handling complexity are reduced. For example, most glues (eg, PMMA, cyanoacrylate, epoxide, etc.) are toxic. The use of these adhesives for medical applications significantly increases complexity and safety considerations. Third, no heat is required to bond the already spun material to the binding polymer layer. Adhesives often require heat, which can weaken the fibers. Fourth, using the same polymer as the binder used to make the fiber results in a device composed of fewer types of materials, potentially for medical products The control path can be shortened.

本発明のなお別の局面は、複合材料を電気紡績するためのプロセスである。複合材料は、1つよりも多い電気紡績ポリマーを有し、各ポリマーの異なる利点を組み合わせる。このプロセスは、1つのスピナレット中でポリマーを混合する工程、または2つのスピナレットを使用して、それぞれに由来する材料を同時に一般的な標的上に紡績する工程を包含し得る。   Yet another aspect of the present invention is a process for electrospinning a composite material. Composite materials have more than one electrospun polymer and combine the different advantages of each polymer. This process can include mixing the polymers in one spinneret or using two spinnerets to simultaneously spin the material from each onto a common target.

本発明のなお別の局面は、燃料電池に使用され得る複合材料を電気紡績するプロセスを提供する。燃料電池は、2つの電解質を、特定の帯電原子を通さないように設計されたポリマー膜で分離することによって、作動する。この膜は、代表的には、ペルフルオロスルホネート イオノマー(Nafion(登録商標)と称して、Dupontにより販売)を用いて、多孔性が0として製造される。いくつかの場合には、この膜は、積層プロセスにおいて、スクリム繊維により強化される。上述の含浸技術を用いて、電気紡績材料は、Nafion(登録商標)様の材料で含浸され、改善された電導性能、強度、持続性、および最も重要なことに、軽減された製造費用を有する膜が製造される。   Yet another aspect of the invention provides a process for electrospinning a composite material that can be used in a fuel cell. Fuel cells operate by separating two electrolytes with a polymer membrane designed to pass certain charged atoms. This membrane is typically produced with a porosity of zero using a perfluorosulfonate ionomer (named Nafion®, sold by Dupont). In some cases, the membrane is reinforced with scrim fibers in the lamination process. Using the impregnation technique described above, the electrospun material is impregnated with a Nafion®-like material and has improved electrical conductivity, strength, durability, and most importantly reduced manufacturing costs. A membrane is produced.

さらに、電気紡績膜の表面領域は、輸送/セル効率に影響する。Nafion(登録商標)含有するバルクな膜を使用することによって、膜厚の有意な増大を起こすことなく、ポリマー表面領域が劇的に増大し得る。また、セルが多孔性が0である区画を有する限り、ポリマーの流量、繊維のサイズ、温度、または圧力を操作することによって、この膜の範囲を超えて変動する厚さを有する膜も製造され得る。   In addition, the surface area of the electrospun membrane affects the transport / cell efficiency. By using a bulk film containing Nafion®, the polymer surface area can be dramatically increased without causing a significant increase in film thickness. Also, as long as the cell has compartments with zero porosity, a membrane with a thickness that varies beyond the range of this membrane can be produced by manipulating the polymer flow rate, fiber size, temperature, or pressure. obtain.

好ましくは、燃料電池は、10:1の比でポリエチレンオキシドと混合された100%のNafion(登録商標)を使用して、紡績のための繊維溶液を作製することで製造される。あるいは、複合材料は、1つのスピナレット中のNafionを第2のスピナレットからのPET、PP、PUと紡績することによるものであり得る。さらに、Nafion(登録商標)は、熱および最小限の圧力を使用して、PET、PTFE、PP、またはPEEKのような材料からなるオープンスクリムクロスの両面上で直接紡績され、所望の表面織地またはバルクを達成し得る。   Preferably, the fuel cell is made by making a fiber solution for spinning using 100% Nafion® mixed with polyethylene oxide in a 10: 1 ratio. Alternatively, the composite material may be by spinning Nafion in one spinneret with PET, PP, PU from a second spinneret. In addition, Nafion® is spun directly on both sides of an open scrim cloth made of materials such as PET, PTFE, PP, or PEEK using heat and minimal pressure to produce the desired surface fabric or Bulk can be achieved.

(発明の詳細な説明)
(本発明の電気紡績プロセスの機械的設定)
ここで図2を参照すると、本発明の電気紡績プロセスの好ましい機械的設定が示される。いくつかの構成要素は、図1のものと類似であるが、明瞭さのために、全ての構成要素に新しい番号が与えられている。電気紡績装置20は、紡績チャンバ24の上にスピナレット22を備え、この紡績チャンバは、その下端部において、収集プレート26によって規定される。スピナレット22は、x−y並進機30のキャリッジ28に設置され、このx−y並進機は、好ましくは、電気的に制御される運動システムである。x−y並進機30は、チャンバの頂部の水平プレートにおいて、紡績チャンバ24内の任意の位置に、スピナレット22を再配置する。
(Detailed description of the invention)
(Mechanical setting of the electrospinning process of the present invention)
Referring now to FIG. 2, a preferred mechanical setting for the electrospinning process of the present invention is shown. Some components are similar to those in FIG. 1, but for clarity all components have been given new numbers. The electrospinning device 20 comprises a spinneret 22 on a spinning chamber 24, which is defined by a collecting plate 26 at its lower end. The spinneret 22 is installed in a carriage 28 of an xy translator 30, which is preferably an electrically controlled motion system. The xy translator 30 repositions the spinneret 22 anywhere in the spinning chamber 24 on the horizontal plate at the top of the chamber.

x−y並進機30は、1対の第一の水平ガイドバー36に沿ってキャリッジ28を並進させるための第一のベルト34に作動可能に取り付けられた、xモータ32を備える。並進機30はまた、第一の水平ガイドバー36に対して垂直な、1対の第二の水平ガイドバー42に沿ってキャリッジ28を並進させるための第二のベルト40に作動可能に取り付けられた、yモータ38を備える。   The xy translator 30 includes an x motor 32 operably attached to a first belt 34 for translating the carriage 28 along a pair of first horizontal guide bars 36. The translator 30 is also operably attached to a second belt 40 for translating the carriage 28 along a pair of second horizontal guide bars 42 perpendicular to the first horizontal guide bar 36. In addition, a y motor 38 is provided.

スピナレット22は、シリンジ43および針44を備える。針44は、種々の大きさのものであり得るが、ほとんどの適用について、最適には、20ゲージの針である。スピナレットは、調節可能なブラッケット46を用いてキャリッジアセンブリ28に設置され、このブラケットはまた、正のDC電源のための電気接点として働く。ブラケット46は、設置ポート48に接続し、そして設置ポート48を上下して再配置され得るように構成および配置され、これによって、スピナレット22に高さ調節を提供する。設置ポート48はまた、絶縁体であり、正のDC電力を装置20の残りの部分から絶縁する。   The spinneret 22 includes a syringe 43 and a needle 44. Needle 44 may be of various sizes, but for most applications it is optimally a 20 gauge needle. The spinneret is installed on the carriage assembly 28 using an adjustable bracket 46, which also serves as an electrical contact for a positive DC power source. The bracket 46 is configured and arranged to connect to the installation port 48 and be repositioned up and down the installation port 48, thereby providing height adjustment to the spinneret 22. The installation port 48 is also an insulator, isolating positive DC power from the rest of the device 20.

スピナレット22はまた、正のDC電力ケーブル50および圧力ライン52に接続される。電力ケーブル50は、電気紡績プロセスに影響を与えるために必要な正のDC電位を提供する。圧力ライン52は、シリンジ43の遠隔制御を可能にする。圧力ライン52は、圧力下で流体を運び、この流体は、シリンジ43のプランジャー54に下向きの力を与えるために使用される。この流体は、好ましくは、圧縮された空気または窒素であるが、任意の圧縮可能な流体または非圧縮可能な流体であり得る。   The spinneret 22 is also connected to a positive DC power cable 50 and a pressure line 52. The power cable 50 provides the positive DC potential necessary to influence the electrospinning process. The pressure line 52 allows remote control of the syringe 43. The pressure line 52 carries fluid under pressure, and this fluid is used to apply a downward force to the plunger 54 of the syringe 43. This fluid is preferably compressed air or nitrogen, but can be any compressible or non-compressible fluid.

ここで図3〜4を参照する。好ましくは、紡績チャンバ24の外側で、電力ケーブル50および圧力ライン52が、電源56(図3)およびポンプ58(図4aおよび4b)に、それぞれ接続される。電源56は、好ましくは、0kVと30kVとの間のDCを供給する。好ましいポンプ58a(図4aに示される)は、家庭用供給源からの圧縮された空気または窒素を使用して、コイル状の圧力ライン52を通してシリンジ43へと圧力を付与する。代替のポンプ58b(図4bに示される)は、シリンジポンプ(例えば、Harvard Apparatusによって作製されるもの)であり、そしてまた、コイル状の圧力ライン52を通してシリンジ43へと圧力を付与するように機能する。両方のポンプ58は、調節可能な供給速度を有する。   Reference is now made to FIGS. Preferably, outside the spinning chamber 24, a power cable 50 and a pressure line 52 are connected to a power source 56 (FIG. 3) and a pump 58 (FIGS. 4a and 4b), respectively. The power supply 56 preferably provides a DC between 0 kV and 30 kV. A preferred pump 58a (shown in FIG. 4a) applies pressure to the syringe 43 through the coiled pressure line 52 using compressed air or nitrogen from a domestic source. An alternative pump 58b (shown in FIG. 4b) is a syringe pump (eg, made by Harvard Apparatus) and also functions to apply pressure to the syringe 43 through the coiled pressure line 52. To do. Both pumps 58 have adjustable feed rates.

コンピュータ(図示せず)が、好ましくは、両方のモータ32および38、電源56ならびにポンプ58とデータフロー通信し、従って、これらを制御する。このコンピュータは、電気紡績プロセスに固有の変数の多くに最適な制御を提供する、種々の作業特異的なプログラムを実行する。X−Y並進機モータ32および38に対する好ましい制御器プログラムは、Arrick Robotics of Hurst、Texasから市販されている、MD2である。ポンプを制御し、そしてMD2プログラムに支持を提供するためのコンピュータプログラムが、開発されている。しかし、このプログラムは、所定の所望の布地出力のためのパラメータを格納し、そして紡績プロセスが開始する直前に入力された命令を実行するためのメモリデバイスにすぎない。   A computer (not shown) preferably communicates data flow with and controls both motors 32 and 38, power source 56 and pump 58. The computer executes various work-specific programs that provide optimal control over many of the variables inherent in the electrospinning process. A preferred controller program for the XY translator motors 32 and 38 is MD2, commercially available from Arick Robots of Hurst, Texas. Computer programs have been developed to control the pump and provide support for the MD2 program. However, this program is merely a memory device for storing parameters for a given desired fabric output and executing instructions entered just before the spinning process begins.

(同定された変数)
本発明の種々の局面は、変数の有効数字の機敏な同定および操作によって、容易にされる。これらの変数、および電気紡績プロセスの結果に対するこれらの変数の影響を理解することによって、電気紡績を使用して、多くの所望の特性のうちの1つ以上を有する繊維材料の作製が可能になる。本発明において同定された変数としては、以下が挙げられる:
ポリマーの型
ポリマーの粘度
ポリマーの導電率
電位
スピナレットの大きさ
収集領域までの距離
空気の温度/湿度
ポリマー供給速度
スピナレットと収集領域との間の相対運動
紡績チャンバ内の圧力
ポリマーを可溶化するために使用される化学物質
ポリマーの結晶性。
(Identified variables)
Various aspects of the invention are facilitated by the agile identification and manipulation of significant digits of variables. Understanding these variables, and the effect of these variables on the results of the electrospinning process, allows electrospinning to be used to make fiber materials having one or more of many desired properties. . The variables identified in the present invention include the following:
Polymer Type Polymer Viscosity Polymer Conductivity Potential Spinneret Size Distance to Collection Area Air Temperature / Humidity Polymer Feed Rate Relative Motion between Spinneret and Collection Area Pressure in Spin Chamber To Solubilize Polymer Chemicals used Polymer crystallinity.

1.ポリマーの型。電気紡績プロセスにおいて使用されるポリマーについての一般的な要件は、このポリマーが、流れなければならず、そして繊維を形成するための固有の特性を有さなければならないことである。これらの特徴を有するポリマーは、群を形成し、この群から、電気紡績材料の意図される目的に基づいて、個々の選択がなされ得る。   1. The type of polymer. A general requirement for the polymer used in the electrospinning process is that the polymer must flow and have unique properties for forming fibers. Polymers having these characteristics form a group from which individual selections can be made based on the intended purpose of the electrospun material.

例えば、インビボで使用される一時的な医療デバイスが、経時的に分解して、除去手術が必要でないことが、しばしば望ましい。従って、これらの適用については、分解性ポリマーが選択される。電気紡績に適切な分解性ポリマーとしては、以下:ポリ(L−ラクチド)(PLA)、75/25ポリ(DL−ラクチド−co−E−カプロラクトン)、25/75ポリ(DL−ラクチド−co−E−カプロラクトン)、ポリ(E−カプロラクトン)(PCL)、コラーゲン、Polyactive、およびポリグリコール酸(PGA)が挙げられる。これらのポリマーを溶解するために使用可能な、多くの受容可能な揮発性有機液体が存在する。これらの溶媒の例としては、以下:ヘキサフルオロ−イソ−プロパノール、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、クロロホルム、およびジメチルホルムアミドが挙げられる。溶媒に対する溶質の濃度は、最終製品に対して劇的な影響を有し得る。例えば、より低い溶質の濃度は、所定の数/大きさのスピナレットに対して減少した製造速度、より小さい繊維直径、より低い透過性、およびより低い多孔性を生じ得る。   For example, it is often desirable that temporary medical devices used in vivo degrade over time and do not require removal surgery. Therefore, degradable polymers are selected for these applications. Degradable polymers suitable for electrospinning include: poly (L-lactide) (PLA), 75/25 poly (DL-lactide-co-E-caprolactone), 25/75 poly (DL-lactide-co-). E-caprolactone), poly (E-caprolactone) (PCL), collagen, polyactive, and polyglycolic acid (PGA). There are many acceptable volatile organic liquids that can be used to dissolve these polymers. Examples of these solvents include the following: hexafluoro-iso-propanol, dichloromethane, dimethylacetamide, chloroform, and dimethylformamide. The concentration of the solute relative to the solvent can have a dramatic effect on the final product. For example, lower solute concentrations can result in reduced production rates, smaller fiber diameters, lower permeability, and lower porosity for a given number / size spinneret.

他の適用は、分解しない材料を必要とする。電気紡績のために受容可能な非分解性ポリマーとしては、以下:ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、およびシリコーンが挙げられる。また、揮発性有機液体(例えば、ジメチルアセトアミド、塩化メチレン、ジメチルホルムアミド、ヘキサフルオロ−イソ−プロパノール(ポリウレタンについて)、ヘキサフルオロ−イソ−プロパノール(ポリエステルについて)、および90℃のキシレン(ポリプロピレンについて))が、溶媒として選択されるべきである。   Other applications require materials that do not decompose. Non-degradable polymers acceptable for electrospinning include the following: polytetrafluoroethylene, polyurethane, polyester, polypropylene, polyethylene, and silicone. Also volatile organic liquids such as dimethylacetamide, methylene chloride, dimethylformamide, hexafluoro-iso-propanol (for polyurethane), hexafluoro-iso-propanol (for polyester), and 90 ° C. xylene (for polypropylene) Should be selected as the solvent.

2.ポリマーの粘度。首尾よい結果は、1センチポアズと50センチポアズとの間の粘度を有するポリマーを使用して、達成される。一般に、より高い粘度を有するポリマーは、より大きい繊維を生じる。   2. The viscosity of the polymer. Successful results are achieved using polymers with viscosities between 1 centipoise and 50 centipoise. In general, polymers with higher viscosities produce larger fibers.

3.ポリマーの導電率。ポリマーの導電率を変化させることによって、繊維の大きさが逆に変化する。換言すれば、ポリマーの導電率を増加させることによって、得られる繊維の大きさが減少する。ポリマーの導電率は、イオン性材料(例えば、塩)を、ポリマー溶液に添加することによって、変化され得る。   3. The conductivity of the polymer. By changing the conductivity of the polymer, the fiber size is changed in reverse. In other words, increasing the conductivity of the polymer reduces the resulting fiber size. The conductivity of the polymer can be changed by adding an ionic material (eg, a salt) to the polymer solution.

4.電位。スピナレットと受容プレートとの間の電位を増加させることによって、電気紡績される繊維の大きさが減少する。   4). potential. By increasing the potential between the spinneret and the receiving plate, the size of the electrospun fiber is reduced.

5.スピナレットの大きさ。スピナレットの大きさは、スピナレットの針を出るポリマーストリームの大きさを決定する。このストリームが大きすぎる場合、このストリームは、所定の電圧レベルについて、より遅く撒布されるか、または全く撒布されない。より遅く、または標的により近づけて撒布することによって、標的上への水の堆積が生じる。受容不可能に大きい繊維の出現はまた、スピナレットの大きさと共に増加する。逆に、スピナレットの針が小さすぎる場合、ストリームは早すぎて散布され得、そして繊維は、標的に到達するとすぐに乾燥する。   5. The size of the spinneret. The spinneret size determines the size of the polymer stream exiting the spinneret needle. If this stream is too large, it will be distributed later or not at all for a given voltage level. Distributing slower or closer to the target results in water deposition on the target. The appearance of unacceptably large fibers also increases with the size of the spinneret. Conversely, if the spinneret needle is too small, the stream can be sprinkled too early and the fiber will dry as soon as it reaches the target.

6.収集領域までの距離。収集領域までの距離は、標的に衝突する際に、紡績された繊維がどのくらい湿っているかに最も影響を与える。この距離が短い場合、繊維は、これらが衝突する場合に依然としてかなり湿っており、これらが一緒に、および標的に固着する程度を増加させる。従って、繊維を基材に接着させることが望ましい場合、針は、低下され得る。逆に、厚い、高さのある(lofty)材料を生じることが望ましい場合、針は、上昇され得る。   6). Distance to collection area. The distance to the collection area has the greatest effect on how wet the spun fiber is when it hits the target. If this distance is short, the fibers are still quite wet when they collide, increasing the degree to which they stick together and to the target. Thus, the needle can be lowered if it is desired to adhere the fibers to the substrate. Conversely, if it is desired to produce a thick, lofty material, the needle can be raised.

7.空気の温度。空気の温度が上昇するにつれて、針の高さは、類似の繊維乾燥挙動を維持するために、低下されなければならない。紡績チャンバ内の空気の温度を低下させることによって、繊維の乾燥速度が低下するので、所定のスピナレットの高さについて、より湿った繊維を作製する傾向がある。   7). Air temperature. As the air temperature increases, the needle height must be reduced to maintain similar fiber drying behavior. Reducing the temperature of the air in the spinning chamber reduces the drying rate of the fibers, and therefore tends to produce wetter fibers for a given spinneret height.

8.ポリマー供給速度。スピナレットを通してのポリマーの流量を増加させることによって、高さのある膜が増加し、剛性が増加し、材料が層間剥離に抵抗する能力が低下し、他の基材への膜の接着が減少し、そして膜内の材料を捕捉する能力が減少する。   8). Polymer feed rate. Increasing the polymer flow rate through the spinneret increases the height of the membrane, increases stiffness, reduces the ability of the material to resist delamination, and reduces membrane adhesion to other substrates. , And the ability to capture material in the membrane is reduced.

9.収集領域の運動。スピナレットと収集領域との間の相対運動は、得られる材料の特性のいくつかに影響を与える。カバーされる標的の表面が、スピナレットの下で移動するが、このスピナレットは、伝導性プレートに対して静止している場合(例えば、ステントが定常ストリームの下で回転される場合)、回転の速度が増加するにつれて、得られる材料の厚さは減少し、そしてこの材料を構成する繊維は、互いにより整列する傾向がある。このことは、得られる材料の強度、剛性および多孔性に影響を与え得る。針が、伝導性プレートに対して移動し、これによって、ポリマーストリームが移動する距離が増加する場合、スピナレットの高さの変化に付随する効果が現れる。   9. Collection area movement. The relative movement between the spinneret and the collection area affects some of the properties of the resulting material. If the surface of the target to be covered moves under a spinneret that is stationary relative to the conductive plate (eg when the stent is rotated under a steady stream), the speed of rotation As the increases, the resulting material thickness decreases and the fibers that make up this material tend to be more aligned with each other. This can affect the strength, stiffness and porosity of the resulting material. As the needle moves relative to the conductive plate, thereby increasing the distance traveled by the polymer stream, the effect associated with changing the spinneret height appears.

10.紡績チャンバ内の圧力。紡績チャンバ内の大気圧を変化させることは、紡績されるポリマーの乾燥速度に影響を与える;より低い圧力は、乾燥プロセスを加速し、より高い圧力は、乾燥または溶媒の蒸発を遅くする。従って、繊維が標的表面に衝突する場合に、線維が乾燥しすぎるかまたは湿りすぎる場合、乾燥速度を調節するための1つの方法は、紡績チャンバの圧力を調節することである。   10. Pressure in the spinning chamber. Changing the atmospheric pressure in the spinning chamber affects the drying rate of the polymer being spun; lower pressures accelerate the drying process and higher pressures slow drying or solvent evaporation. Thus, if the fibers impinge on the target surface and the fibers are too dry or too wet, one way to adjust the drying rate is to adjust the spinning chamber pressure.

11.使用される溶媒。より揮発性の溶媒(すなわち、キシレン、アセトン、HFIP、およびクロロホルム)は、紡績チャンバの圧力変化により応答性である傾向がある。   11. The solvent used. More volatile solvents (ie, xylene, acetone, HFIP, and chloroform) tend to be more responsive to changes in spinning chamber pressure.

12.ポリマーの結晶性。大部分のポリマーは、より低い結晶性を有するように作製荒れうる。より結晶性の低いポリマーは、ポリマーのアモルファス領域として、紡績チャンバの圧力変化によく応答して、より高い結晶性の領域より速く溶媒を放出する。従って、より遅い乾燥およびより良好な微小繊維結合を正確に生じるために、アモルファスポリマーについて、上昇した圧力が使用され得る。   12 Polymer crystallinity. Most polymers can be made rough to have lower crystallinity. The less crystalline polymer, as an amorphous region of the polymer, responds well to spinning chamber pressure changes and releases the solvent faster than the higher crystalline region. Thus, elevated pressure can be used for amorphous polymers to accurately produce slower drying and better microfiber bonding.

(薬物送達材料を作製するためのプロセス)
電気紡績技術を使用して、材料がインビボに配置される場合に薬物の溶出を容易にする材料を作製する好ましい方法が、ここで記載される。ポリマーベースの溶液(好ましくは、ポリマー、溶媒および免疫抑制剤の溶液)が開発される。本願のために好ましいポリマーは、15〜20質量%、好ましくは、17.90質量%のポリDL−ラクチド(PLA)を、80〜85質量%、好ましくは、82.10質量%の溶媒(例えば、HFIP)と混合することによって開発される。次いで、好ましい免疫抑制剤が、ポリマー質量の0.05%で添加される。好ましい免疫抑制剤としては、ラパマイシン、タキソール、およびワルフィン(warfin)が挙げられる。この混合物は、完全に溶解される。他の受容可能なポリマーとしては、ポリエステル(PET)、ポリグリコリド酸(PGA)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリジオキサノン(PDO)、およびポリウレタン(PU)が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、これらの他のポリマーが使用される場合、これらのポリマーは、80〜90質量%の溶媒(例えば、HFIP)と共に、10〜20質量%で使用される。
(Process for making drug delivery material)
A preferred method of using electrospinning techniques to make a material that facilitates drug elution when the material is placed in vivo is now described. A polymer-based solution (preferably a solution of polymer, solvent and immunosuppressant) is developed. Preferred polymers for the present application are 15-20% by weight, preferably 17.90% by weight poly DL-lactide (PLA), 80-85% by weight, preferably 82.10% by weight solvent (eg , HFIP). The preferred immunosuppressant is then added at 0.05% of the polymer mass. Preferred immunosuppressive agents include rapamycin, taxol, and warfin. This mixture is completely dissolved. Other acceptable polymers include, but are not limited to, polyester (PET), polyglycolide acid (PGA), polycaprolactone (PCL), polydioxanone (PDO), and polyurethane (PU). Preferably, when these other polymers are used, these polymers are used at 10-20 wt% with 80-90 wt% solvent (e.g. HFIP).

基材(例えば、粗いメッシュスクリーン)が、標的プレートとして使用され、その結果、材料が、このプレートから、損傷なしに取り外され得る。このスクリーンは、非常に目が粗く、そして両側からの乾燥および硬化を可能にする。さらに、このスクリーンの制限された表面積は、容易な膜解放を促進し得る。しかし、標的プレートになるためには、この基材は、接地され得るように導電性でなければならない。基材を接地すること(例えば、接地ケーブルに接続することによって)は、スピナレットと基材との間の電位を確立するために必須である。基材が伸長される場合に、材料がこの基材から分離し、そして容易に取り外されるので、伸長可能な材料(例えば、スクリーン)が好ましい。さらに、空気の流れがスクリーンを通して引かれ得、これは、紡績されたポリマーを、ポリマーがより高い密度を有する位置で、より不連続な紡績パターンに集める。次いで、運動制御器および電気紡績デバイスのコンピュータが、エネルギーを与えられ、そして運動制御器のためのコンピュータプログラムが開始される。好ましい制御器プログラムは、Arrick Robotics of Hurst,Texasから市販されている、MD2である。このプログラムを実行する前に、予め決定された量の溶液(好ましくは、4.0mL)が、スピナレット内に移動される。ピストンが、スピナレットバレルのボアに挿入され、そしてバレルアセンブリが反転される。次いで、全ての空気がバレルから排出されるまで、このピストンが押される。次いで、針(好ましくは、20ゲージの針)が、バレルの端部に固定される。あるいは、バレルなしのシステムが使用される場合、所望の量の溶液が、コンピュータにプログラムされる。バレルのないシステムは、マニホルドベースの、多スピナレットシステムである。各スピナレットがマニホルドに接続され、このマニホルドは、供給レザバに流体接続される。溶液の供給速度は、加圧流体の使用によって制御可能であり、この流体は、分布の速度を制御するために、レザバに適用される。   A substrate (eg, a coarse mesh screen) is used as the target plate so that material can be removed from the plate without damage. This screen is very rough and allows drying and curing from both sides. Furthermore, the limited surface area of this screen can facilitate easy membrane release. However, to be a target plate, the substrate must be conductive so that it can be grounded. Grounding the substrate (eg, by connecting to a ground cable) is essential to establish a potential between the spinneret and the substrate. Stretchable materials (eg, screens) are preferred because when the substrate is stretched, the material separates from the substrate and is easily removed. In addition, an air flow can be drawn through the screen, which collects the spun polymer into a more discontinuous spinning pattern at locations where the polymer has a higher density. The motion controller and electrospinning device computer are then energized and a computer program for the motion controller is started. A preferred controller program is MD2, commercially available from Arick Robots of Hurst, Texas. Prior to running this program, a predetermined amount of solution (preferably 4.0 mL) is transferred into the spinneret. The piston is inserted into the bore of the spinneret barrel and the barrel assembly is inverted. The piston is then pushed until all the air is exhausted from the barrel. A needle (preferably a 20 gauge needle) is then secured to the end of the barrel. Alternatively, if a barrelless system is used, the desired amount of solution is programmed into the computer. The system without the barrel is a manifold-based, multi-spinneret system. Each spinneret is connected to a manifold, which is fluidly connected to a supply reservoir. The solution feed rate can be controlled by the use of a pressurized fluid that is applied to the reservoir to control the rate of distribution.

次に、ポンプが、スピナレットアセンブリに接続され、そして針の高さが、予め決定された高さ(最適には、12.00インチ)に調節される。DC電源もまた、予め決定された値(この適用については、最適には19kV)にエネルギー付与される。   The pump is then connected to the spinneret assembly and the needle height is adjusted to a predetermined height (optimally 12.00 inches). The DC power supply is also energized to a predetermined value (optimally 19 kV for this application).

ポンプがエネルギー付与され、そして予め決定された流量(好ましくは、0.60mL/分)に調節される。シリンジバレルシステムが使用されている場合、ポンプは、機械的に、このバレルをシリンジに通して、予め決定された速度で移動させて、流量を制御する。バレルなしのシステムが使用される場合、圧力が操作されて、スピナレットを通る流量を制御する。   The pump is energized and adjusted to a predetermined flow rate (preferably 0.60 mL / min). If a syringe barrel system is used, the pump mechanically moves the barrel through the syringe and moves it at a predetermined rate to control the flow rate. If a barrelless system is used, the pressure is manipulated to control the flow rate through the spinneret.

所望のコンピュータプログラムが、ここで、適切な布地特性(例えば、厚さ、面積密度、寸法)を得るために実行される。このコンピュータプログラムは、所定の所望の布地出力のためのパラメータを格納するための手段である。このコンピュータプログラムは、所望の材料厚さまたは面積密度が得られるまで、運動制御器に指示して、適切な数の経路を作製させる。   The desired computer program is now run to obtain the appropriate fabric properties (eg, thickness, area density, dimensions). This computer program is means for storing parameters for a predetermined desired fabric output. This computer program instructs the motion controller to create the appropriate number of paths until the desired material thickness or area density is obtained.

プログラムが実行され、そして停止された後に、電源およびポンプはオフにされ、そして新たに電気紡績された材料が基材上に残った状態で、基材が、紡績キャビティから除去される。この材料は、基材から取り外される前に、硬化される。好ましくは、この適用について、この材料は、少なくとも3時間硬化される。次いで、この材料は、材料がスクリーンから分離するまでスクリーンの角部を次第に引くことによって、この基材から取り外される。このプロセスは、放射熱または対流熱を使用して、好ましくは、紡績されたポリマーのガラス転移温度未満で、加速され得る。   After the program is run and stopped, the power source and pump are turned off and the substrate is removed from the spinning cavity with the newly electrospun material remaining on the substrate. This material is cured prior to removal from the substrate. Preferably, for this application, the material is cured for at least 3 hours. The material is then removed from the substrate by gradually pulling the corners of the screen until the material separates from the screen. This process can be accelerated using radiant heat or convective heat, preferably below the glass transition temperature of the spun polymer.

次に、この材料は、洗浄溶液(好ましくは、脱イオン水、CO、メタノール、アルコール、キシレン、滅菌水など)中で、2分間リンスされる。このリンス工程の目的は、存在し得るあらゆる表面薬物を除去することである。表面薬物を除去することは、望ましい。なぜなら、これらのポリマーは、治療レベルの薬物を、予め決定された速度で送達するように設計されるからである。表面薬物は、除去されない場合、意図される投薬用量に加えて、制御されない速度で即座に送達される。表面薬物の存在は、ポリマーおよび溶媒が硬化する間に起こる、浸出に起因する。次いで、この材料は、乾燥される。 Then, the material, washing solution (preferably, deionized water, CO 2, methanol, alcohols, xylene, sterile water) in, is rinsed for 2 minutes. The purpose of this rinsing step is to remove any surface drug that may be present. It is desirable to remove surface drug. This is because these polymers are designed to deliver therapeutic levels of drugs at a predetermined rate. If not removed, the surface drug is delivered immediately at an uncontrolled rate in addition to the intended dosage. The presence of the surface drug is due to leaching that occurs while the polymer and solvent are cured. This material is then dried.

次に、新たに形成された材料は、予め決定された大きさおよび形状の変に切断される。この材料の大きさおよび形状は、顧客の要求によってか、または用途に特定の適用に基づいてパッケージされる場合、意図される用途によって、決定される。材料に存在する領域の1単位あたりの薬物の量が、考慮される。顕著には、薬物は、材料と接触する組織に直節送達されるので、所定の適用のために必要な薬物の量は、経口的にかまたは注射によって薬物を与える類似の効果を達成するために必要とされるより極度に少ない。   The newly formed material is then cut to a predetermined size and shape change. The size and shape of this material is determined by customer requirements or by the intended use when packaged based on the application specific application. The amount of drug per unit of area present in the material is considered. Notably, since the drug is delivered directly to the tissue in contact with the material, the amount of drug required for a given application is to achieve a similar effect of giving the drug orally or by injection Extremely less than needed.

ここで、この材料は、検査およびパッケージされる準備ができている。検査は、最低でも、この材料の特性(例えば、厚さ、多孔性、および面積密度、引張り強度、縫合保持および化学抽出を使用して取り出される投薬量)を決定するために、1つの「実行」あたり1つ以上のサンプルが試験される。これらの特性のための最適値は、意図される適用と共に広く変動する。いくつかの整形外科の適用は、より厚い(0.01インチ)、より多孔性の膜(100ミクロンより大きい細孔)を必要とする(例えば、小さい傷(miniscal)の修復)。大部分の脈管適用については、より薄い(0.002インチのオーダー)およびより低い多孔性(50ミクロンの細孔を有して30cc/cm/分未満)が適切である。1つ以上のアッセイもまた、実際の薬物含有量を決定するために実施される。認容可能である場合、他の片が、別個の容器に個々にパッケージされる。リントのない材料(例えば、DuPont(登録商標)製のTyvek(登録商標))から作製されるポーチはこれらの片を十分に保護する。最後に、材料およびポーチは、ETO、γ線、電子線などを使用して滅菌される。 Here, the material is ready for inspection and packaging. The inspection is at least one “execution” to determine the properties of this material (eg, thickness, porosity, and area density, tensile strength, suture retention and dosage removed using chemical extraction). One or more samples are tested. The optimum values for these characteristics will vary widely with the intended application. Some orthopedic applications require thicker (0.01 inches), more porous membranes (pores larger than 100 microns) (eg, small scar repair). For most vascular applications, thinner (on the order of 0.002 inches) and lower porosity (less than 30 cc / cm 2 / min with 50 micron pores) are appropriate. One or more assays are also performed to determine the actual drug content. If acceptable, the other pieces are individually packaged in separate containers. A pouch made from a lint-free material (eg, Tyvek® from DuPont®) provides sufficient protection for these pieces. Finally, the material and pouch are sterilized using ETO, gamma rays, electron beams, and the like.

(放射線送達材料を作製するためのプロセス)
電気紡績は、放射性同位体をインビボで標的部位に送達し得る材料を作製するために、使用され得る。β線放出同位体が好ましい。なぜなら、β放射線は、低い透過深さを有し、原料物質が標的組織と調節接触される場合の適用に理想的であるからである。放射性同位体を送達し得る材料を作製する、2つの好ましい方法が存在する。第一の方法は、「非放射能」同位体を、電気紡績材料中に紡績する。この材料は、同位体含有材料を放射線に供することによって、「放射性」にされ得る。この方法は、製造の間の、増加した放射線保護に対する必要性を明らかにする。第二の方法は、「放射能」同位体を、電気紡績される材料に紡績する。各方法は、別の利点を有する。
(Process for making radiation delivery material)
Electrospinning can be used to create materials that can deliver radioisotopes to target sites in vivo. β-ray emitting isotopes are preferred. This is because beta radiation has a low penetration depth and is ideal for applications where the source material is in regulatory contact with the target tissue. There are two preferred methods of making materials that can deliver radioisotopes. The first method spins “non-radioactive” isotopes into the electrospun material. This material can be made "radioactive" by subjecting the isotope-containing material to radiation. This method reveals the need for increased radiation protection during manufacturing. The second method spins “radioactive” isotopes into the material being electrospun. Each method has other advantages.

非放射能紡績プロセスは、材料の貯蔵寿命を増加させる。なぜなら、放射能崩壊が、材料が使用前に荷電されるまで、または材料が身体内に挿入された後まで、開始しないからである。しかし、この適用のための同位体の選択は、ある程度制限される。全ての同位体が同時に放射線を吸収するわけではない。吸収時間が大きすぎる場合、ポリマーは、膜が十分に放射性になる前に分解する。従って、放射能紡績は、より多くの同位体を利用する方法を提供する。両方の製造プロセスは、本発明の利点を使用して、比較的実施が容易である。   Non-radioactive spinning processes increase the shelf life of the material. This is because radioactive decay does not begin until the material is charged before use or after the material is inserted into the body. However, the selection of isotopes for this application is limited to some extent. Not all isotopes absorb radiation at the same time. If the absorption time is too long, the polymer will degrade before the membrane is sufficiently radioactive. Thus, radioactive spinning provides a way to utilize more isotopes. Both manufacturing processes are relatively easy to implement using the advantages of the present invention.

第一のプロセス(ここで、非放射能同位体が材料に紡績される)は、ポリマーの溶液(溶媒および前駆体同位体)を作製することで開始する。このポリマーは、好ましくは、17.90質量%のPLAである。この溶媒は、好ましくは、82.10質量%のHFIPであり、そしてこの前駆体同位体は、好ましくは、ポリマーの質量の1%の、酸化169ツリウムである。ツリウム化合物は、核反応器中のボンバードメントから中性子を受容する親和性を有する。ポリマーおよび溶媒は、一緒に混合され、次いで、同位体が添加され、そして完全に溶解される。基材(例えば、粗いメッシュスクリーン)が、標的プレートとして使用され、その結果、材料は、このプレートから、損傷なしで取り外され得る。しかし、標的プレートになるためには、この基材は、接地され得るように、電気を伝導しなければならない。接地ケーブルに接続することなどによってこの基材を接地することは、スピナレットと基材との間の電位を確立するために必須である。伸長可能な材料(例えば、スクリーン)は、基材として好ましく、その結果、この基材が伸張される場合に、材料がこの基材から容易に取り外される。 The first process, where non-radioactive isotopes are spun into the material, begins with the creation of a polymer solution (solvent and precursor isotopes). This polymer is preferably 17.90% by weight PLA. The solvent is preferably 82.10% by weight HFIP and the precursor isotope is preferably 169 thulium oxide, 1% of the polymer weight. Thulium compounds have an affinity to accept neutrons from bombardments in nuclear reactors. The polymer and solvent are mixed together, then the isotope is added and completely dissolved. A substrate (eg, a coarse mesh screen) is used as the target plate so that the material can be removed from the plate without damage. However, to become a target plate, the substrate must conduct electricity so that it can be grounded. Grounding the substrate, such as by connecting to a ground cable, is essential to establish a potential between the spinneret and the substrate. An extensible material (eg, a screen) is preferred as the substrate so that the material is easily removed from the substrate when the substrate is stretched.

電気紡績デバイスの運動制御器およびコンピュータが、エネルギー付与される。運動制御器のためのMD2コンピュータプログラムが、開始される。このプログラムを実行する前に、予め決定された量の溶液(好ましくは、3.2mL)が、スピナレットに移される。バレルシステムが使用されている場合、ピストンが、スピナレットバレルのボアに挿入され、このバレルアセンブリがひっくり返され、そして全ての空気がバレルから排出されるまで、ピストンが押される。次いで、針(好ましくは、20ゲージの針)が、バレルの端部に固定される。   The electrospinning device motion controller and computer are energized. The MD2 computer program for the motion controller is started. Prior to running this program, a predetermined amount of solution (preferably 3.2 mL) is transferred to the spinneret. If a barrel system is used, the piston is inserted into the bore of the spinneret barrel, the barrel assembly is turned over, and the piston is pushed until all air is exhausted from the barrel. A needle (preferably a 20 gauge needle) is then secured to the end of the barrel.

あるいは、バレルなしのシステムが使用される場合、所望の量の溶液が、コンピュータにプログラムされる。バレルなしのシステムは、マニホルドベースの、複数スピナレットシステムである。各スピナレットがマニホルドに接続され、このマニホルドは、供給レザバに流体接続される。溶液の流量は、加圧流体の使用によって制御可能であり、この加圧流体は、分配の速度を制御するために、レザバに適用される。   Alternatively, if a barrelless system is used, the desired amount of solution is programmed into the computer. The barrelless system is a manifold based, multiple spinneret system. Each spinneret is connected to a manifold, which is fluidly connected to a supply reservoir. The flow rate of the solution can be controlled by the use of pressurized fluid, which is applied to the reservoir to control the rate of dispensing.

次に、ポンプが、スピナレットアセンブリに接続され、そして針の高さが、予め決定された高さ(最適には、12.00インチ)に調節される。DC電源もまた、予め決定された値(この適用については、最適には、23kV)にエネルギー付与される。   The pump is then connected to the spinneret assembly and the needle height is adjusted to a predetermined height (optimally 12.00 inches). The DC power supply is also energized to a predetermined value (optimally 23 kV for this application).

ポンプがエネルギー付与され、そして予め決定された流量(好ましくは、0.60mL/分)に調節される。シリンジバレルシステムが使用されている場合、このポンプは、バレルをシリンジに通して、予め決定された速度で機械的に移動されて、流量を制御する。バレルなしのシステムが使用される場合、圧力が操作されて、スピナレットを通る流量を制御する。所望のコンピュータプログラムが、ここで、適切な布地特性(例えば、厚さ、面積密度、寸法)を得るために、実行される。このコンピュータプログラムは、所定の所望の布地出力のためのパラメータを格納する手段である。このコンピュータプログラムは、運動制御器を支持して、所望の材料厚さまたは面積密度が得られるまで、適切な数の通路を作製させる。   The pump is energized and adjusted to a predetermined flow rate (preferably 0.60 mL / min). If a syringe barrel system is used, the pump is mechanically moved at a predetermined rate through the barrel through the syringe to control the flow rate. If a barrelless system is used, the pressure is manipulated to control the flow rate through the spinneret. The desired computer program is now executed to obtain the appropriate fabric properties (eg, thickness, area density, dimensions). This computer program is means for storing parameters for a predetermined desired fabric output. The computer program supports the motion controller and creates the appropriate number of passages until the desired material thickness or area density is obtained.

このプログラムが実行され、そして停止された後に、電源およびポンプはオフにされ、そして基材は、新たに電気紡績された材料が基材上に残った状態で、紡績キャビティから除去される。この材料は、基材から取り外される前に硬化される。好ましくは、この適用について、材料は、少なくとも3時間硬化される。次いで、この材料は、この材料がスクリーンから離れるまで、スクリーンの角部を次第に引くことによって、基材から取り外される。   After this program is run and shut down, the power supply and pump are turned off and the substrate is removed from the spinning cavity with the newly electrospun material remaining on the substrate. This material is cured prior to removal from the substrate. Preferably, for this application, the material is cured for at least 3 hours. The material is then removed from the substrate by gradually pulling the corners of the screen until the material leaves the screen.

次に、この材料は、洗浄溶液(好ましくは、脱イオン水、CO、メタノール、アルコール、キシレン、滅菌水など)中で、2分間リンスされる。このリンス工程の目的は、存在し得るあらゆる表面同位体を除去することである。表面同位体を除去することは、望ましい。なぜなら、このポリマーは、治療レベルの同位体を、予め決定された速度で送達するように設計されるからである。表面同位体は、除去されない場合、意図される程度に加えて、制御されない割合で放射線を送達する。表面同位体の存在は、ポリマーおよび溶媒が硬化している間に起こる浸出に起因する。一旦、この材料がリンスされると、これは乾燥される。 Then, the material, washing solution (preferably, deionized water, CO 2, methanol, alcohols, xylene, sterile water) in, is rinsed for 2 minutes. The purpose of this rinsing step is to remove any surface isotopes that may be present. It is desirable to remove surface isotopes. This is because the polymer is designed to deliver therapeutic levels of isotopes at a predetermined rate. If surface isotopes are not removed, they deliver radiation at an uncontrolled rate in addition to the intended extent. The presence of surface isotopes is due to leaching that occurs while the polymer and solvent are cured. Once this material is rinsed, it is dried.

次に、新たに形成された材料は、予め決定された大きさおよび形状(好ましくは、顧客の要求によって決定される)の片に切断される。単位面積あたりの所望の線量および投薬時間が考慮され、これは、同位体の半減期によって決定される。この材料は、ここで、容易に調査され、そして梱包される。調査は、最低でも、1回の「実行」あたり複数のサンプルを試験して、厚さ、多孔性および面積密度のような材料の特性を決定する。各々についての最適値は、顧客の要求に依存する。1つ以上のアッセイもまた、実際の薬物含有量を決定するために実施される。認容可能である場合、他の片が、別個の容器に個々にパッケージされる。リントなしの材料(例えば、DuPont製のTyvec(登録商標))から作製されるポーチは、片を十分に保護する。   The newly formed material is then cut into pieces of a predetermined size and shape (preferably determined by customer requirements). The desired dose and dosage time per unit area is taken into account, which is determined by the isotope half-life. This material is now easily investigated and packaged. The survey, at a minimum, tests multiple samples per “run” to determine material properties such as thickness, porosity and area density. The optimum value for each depends on customer requirements. One or more assays are also performed to determine the actual drug content. If acceptable, the other pieces are individually packaged in separate containers. A pouch made from a lint-free material (eg, Tyvec® from DuPont) protects the piece well.

材料およびポーチは、核反応器に入れられて、中性子を受ける準備ができている。受けられる放射能の量は、反応器内で費やされた時間の量、および反応器内のエネルギーレベルに正比例する。使用される反応器は、MITR−IIであり、Massachusetts Institute of Technology(MIT)によって所有される、タンク型の反応器であった。好ましくは、この材料は、30分と60分との間、より好ましくは、40分と50分との間、この容器内に入れられ、そして容器の電力は、好ましくは、1メガワットと10メガワットとの間、より好ましくは、3メガワットと7メガワットとの間に設定される。ポジティブな結果が、タリウムをドープしたポリウレタンを42分間、5メガワットに配置することによって、得られた。適切な時間が経過した後に、新たな放射性材料を含むポーチがアッセイに供され、実際のエネルギーレベルを決定され、次いで、滅菌される。   The material and pouch are placed in a nuclear reactor and ready to receive neutrons. The amount of radioactivity received is directly proportional to the amount of time spent in the reactor and the energy level in the reactor. The reactor used was a MITR-II, a tank-type reactor owned by Massachusetts Institute of Technology (MIT). Preferably, the material is placed in the container for between 30 and 60 minutes, more preferably for 40 and 50 minutes, and the power of the container is preferably between 1 and 10 megawatts And more preferably between 3 and 7 megawatts. Positive results were obtained by placing thallium doped polyurethane for 42 minutes at 5 megawatts. After an appropriate time, a pouch containing new radioactive material is subjected to the assay, the actual energy level is determined, and then sterilized.

放射性材料を生成する第二の方法は、いくらかの例外があるが、上に記載された第一の方法と事実上同じである。好ましい同位体は、塩化45カルシウムであり、これは、適切なベータエネルギーレベル、半減期を有し、そして比較的無害である。この同位体が、放射性材料を得るために働くとみなされる適切な取り扱い手段を用いて、上記のように溶液と混合される。唯一の他の例外は、材料が、生成された後に反応器に入れられないことである。なぜなら、これは、すでに放射性であるからである。 The second method of producing radioactive material is virtually the same as the first method described above with some exceptions. A preferred isotope is 45 calcium chloride, which has an appropriate beta energy level, half-life, and is relatively harmless. This isotope is mixed with the solution as described above using suitable handling means deemed to work to obtain the radioactive material. The only other exception is that no material can enter the reactor after it has been produced. This is because it is already radioactive.

(高融点の熱可塑性物質から膜を作製するためのプロセス)
融解されて押出されるかまたは繊維に紡績されるために、多量の熱(600Fより高温)を通常必要とする材料を作製するための、電気紡績技術を使用する好ましい方法が、ここで記載される。しかし、材料が溶媒と混合される場合、材料は、融点より低くても十分に溶ける。
(Process for making membranes from high melting thermoplastics)
A preferred method of using electrospinning techniques is described herein for making materials that usually require large amounts of heat (above 600 F) to be melted and extruded or spun into fibers. The However, when the material is mixed with a solvent, the material is sufficiently soluble even below the melting point.

従って、最初に、ポリマーベースの溶液が、好ましくは、ポリマーおよび溶媒の溶液から開発される。この適用のために好ましいポリマー溶液は、低結晶性のポリエーテルイミド(例えば、General Electric Plastic(登録商標)製のUltem(登録商標))(18.00質量%)を、溶媒(好ましくは、クロロホルム)(82.00質量%)と混合することによって、開発される。この混合物は、完全に溶解される。この適用のための他の認容可能なポリマーとしては、PEEK、PTFE、PEK、PTFE、およびピッチカーボングラファイトが挙げられる。より結晶性の低いポリマー(例えば、PUまたはUltem)、または高揮発性の溶媒(例えば、クロロホルム、キシレン、HFIP、またはアセトン)を使用することが望ましい場合、さらなる工程が実施されて、繊維が標的に衝突する場合にこれらの繊維が湿っていることを確実にする。これらの工程は、紡績チャンバ内の圧力を上昇させるかまたはチャンバの温度を低下させることによって、紡績チャンバ内の大気を交換することを包含する。あるいは、溶媒は、揮発性が低くなるように混合され得る。   Thus, initially a polymer-based solution is preferably developed from a solution of polymer and solvent. A preferred polymer solution for this application is a low crystalline polyetherimide (eg, Ultem® from General Electric Plastic®) (18.00 wt%) in a solvent (preferably chloroform). ) (82.00% by weight). This mixture is completely dissolved. Other acceptable polymers for this application include PEEK, PTFE, PEK, PTFE, and pitch carbon graphite. If it is desirable to use a less crystalline polymer (eg, PU or Ultem) or a highly volatile solvent (eg, chloroform, xylene, HFIP, or acetone), additional steps are performed to target the fiber Ensure that these fibers are moist when hitting. These steps include exchanging the atmosphere in the spinning chamber by increasing the pressure in the spinning chamber or decreasing the temperature of the chamber. Alternatively, the solvents can be mixed so that they are less volatile.

粗いメッシュスクリーン(好ましくは、アルミニウム)が、基材としての使用のために、紡績キャビティの底部に配置される。この基材は、最終的に、正に荷電したケーブルに接続される。   A coarse mesh screen (preferably aluminum) is placed at the bottom of the spinning cavity for use as a substrate. This substrate is finally connected to a positively charged cable.

電子スピニングデバイスのモーションコントローラーおよびコンピュータにエネルギーが与えられる。モーションコントローラーのためのMD2コンピュータプログラムが開始される。プログラムを実行する前に、所定の量の溶液(作製される材料の量に依存する)が、スピナレットに移される。バレルシステムが使用されている場合、ピストンがスピナレットバレルのボア内に挿入され、バレルアセンブリが反転され、そして全ての空気がバレルから排出されるまで、ピストンが押される。次いで、ニードル(好ましくは、20ゲージニードル)が、バレルの端部に固定される。   Energy is applied to the motion controller and computer of the electronic spinning device. The MD2 computer program for the motion controller is started. Prior to running the program, a predetermined amount of solution (depending on the amount of material made) is transferred to the spinneret. If a barrel system is used, the piston is inserted into the bore of the spinneret barrel, the barrel assembly is inverted, and the piston is pushed until all air is exhausted from the barrel. A needle (preferably a 20 gauge needle) is then secured to the end of the barrel.

あるいは、バレルレスシステムが使用される場合、所望の量の溶液がコンピュータ内にプログラムされる。バレルレスシステムは、マニホルドに基づくマルチスピナレットシステムである。各スピナレットを、マニホルドに接続し、これは、供給レザバに流体接続される。溶液の供給速度は、加圧流体の使用によって制御可能であり、この加圧流体は、分配速度を制御するためにレザバに適用される。   Alternatively, if a barrelless system is used, the desired amount of solution is programmed into the computer. The barrelless system is a manifold-based multi spinneret system. Each spinneret is connected to a manifold, which is fluidly connected to a supply reservoir. The solution feed rate can be controlled by the use of a pressurized fluid, which is applied to the reservoir to control the dispensing rate.

次に、ポンプが、スピナレットアセンブリに接続され、そしてニードル高さが所定の高さ(最適には、9.00インチ)に調節される。正に荷電したワイヤをニードルプレートにクランプ留めして、それがニードル先端を出る場合、溶液に電荷を課す。接地ケーブルを、ここで、基材(接続プレート)に接続する。   The pump is then connected to the spinneret assembly and the needle height is adjusted to a predetermined height (optimally 9.00 inches). When a positively charged wire is clamped to the needle plate and it exits the needle tip, it charges the solution. The ground cable is now connected to the substrate (connection plate).

冷却プロセスを、ここで、膜が基材に形成されるまで、溶媒がポリマーから発展(evolve)しないことを確実にするために、使用する。この冷却工程の実行の失敗は、ニードル先端の詰まりを生じる。この揮発物の発展はまた、高圧または低い程度の結晶性を有するポリマーを使用して減少し得る。冷却プロセスは、スピナレットの内側のポリマー溶液の温度を−35℃の温度に低下されるための圧縮ガスを使用して実行される。この温度は、スピニングプロセスの期間の間、維持される。   A cooling process is used here to ensure that the solvent does not evolve from the polymer until a membrane is formed on the substrate. Failure to perform this cooling step results in clogging of the needle tip. This volatile evolution can also be reduced using polymers with high pressure or a low degree of crystallinity. The cooling process is performed using a compressed gas to reduce the temperature of the polymer solution inside the spinneret to a temperature of -35 ° C. This temperature is maintained during the spinning process.

DC電源はまた、所定の値にエネルギーが加えられ、これは、この適用について、最適には、23kVである。ポンプにエネルギーが加えられ、所定の流量(好ましくは、0.60mL/分)に調節される。シリンジバレルシステムが使用されている場合、ポンプは、流量を制御するために、所定の速度でシリンジによってバレルを機械的に移動させる。バレルレスシステムが使用される場合、圧力が、スピナレットを通る流量を制御するために操作される。特定のポンプ型が、連続的な流量の維持ほど重要ではない。   The DC power supply is also energized to a predetermined value, which is optimally 23 kV for this application. Energy is applied to the pump and adjusted to a predetermined flow rate (preferably 0.60 mL / min). If a syringe barrel system is used, the pump mechanically moves the barrel by the syringe at a predetermined speed to control the flow rate. When a barrelless system is used, the pressure is manipulated to control the flow rate through the spinneret. The particular pump type is not as important as maintaining a continuous flow rate.

所望のコンピュータプログラムがここで、所望のサンプル寸法を得るために実行される。コンピュータプログラムはCNC機械加工操作と類似する。オペレーターが、X、Y、およびZ座標、時間および次の点への速度を規定する。プログラムは、必要なだけの回数でサイクルされ、所望の厚みが達成されるまで各パスで薄層を作製し得るか、または平行移動速度を調節することによって単回のパスで所望の厚みを達成し得る。所望のコンピュータプログラムが、ここで、適切な布地特性(例えば、厚み、面積密度、寸法)を得るために実行される。コンピュータプログラムは、所定の所望の布地出力のためのパラメーターを保存するための手段である。所望の面積密度および材料の厚みは、顧客の要求によって決定される。所定のポリマー流量およびポリマー対溶媒比について、膜は、紡績の時間および紡績面積のサイズに基づいて所定の面積密度に紡績され得る。   The desired computer program is now executed to obtain the desired sample size. Computer programs are similar to CNC machining operations. The operator defines the X, Y, and Z coordinates, time and velocity to the next point. The program can be cycled as many times as necessary to produce thin layers in each pass until the desired thickness is achieved, or achieve the desired thickness in a single pass by adjusting the translation speed Can do. The desired computer program is now run to obtain the appropriate fabric properties (eg, thickness, area density, dimensions). The computer program is a means for storing parameters for a predetermined desired fabric output. The desired area density and material thickness are determined by customer requirements. For a given polymer flow rate and polymer to solvent ratio, the membrane can be spun to a given area density based on the time of spinning and the size of the spinning area.

プログラムが実行され、そして停止された後に、電源およびポンプが切られ、基材が、スピニングキャビティーから取り出されて、新たなエレクトロ紡績材料が基材に残る。材料(依然として基材に結合されている)は、好ましくは、炉(既に450°Fに予熱されている)内に15分間置かれる。注意すべきことは、布地特性(例えば、堅さ、厚み、強度、および織地(texture)が、所望の場合、加熱手順の間に変更され得る。さらに、織地は、布地の所望の逆表面特性を有する材料上でまたはその間にサンプルを配置することによって布地上に与えられ得る。重量は、この工程の間に材料を圧縮するために加えられ、繊維内粘着のためにより多くの表面積を提供する。   After the program is run and stopped, the power and pump are turned off, the substrate is removed from the spinning cavity, and new electrospun material remains on the substrate. The material (still bonded to the substrate) is preferably placed in a furnace (already preheated to 450 ° F.) for 15 minutes. It should be noted that fabric properties (eg, stiffness, thickness, strength, and texture) can be altered during the heating procedure, if desired. In addition, the fabric can have the desired reverse surface properties of the fabric. The weight can be applied to the fabric by placing a sample on or between the materials having a weight added to compress the material during this process, providing more surface area for intra-fiber adhesion .

材料がカレンダーされる場合、この材料は、1500psiの圧力を有するロール管で圧縮される。このようにすることは、材料の強度を改善し、そして材料の厚みの均一性を増加し、そして材料の多孔性および浸透性を減少する。   When the material is calendered, the material is compressed with a roll tube having a pressure of 1500 psi. Doing this improves the strength of the material and increases the thickness uniformity of the material and decreases the porosity and permeability of the material.

次いで、この材料は、材料がスクリーンから分離されるまで、スクリーンの角の上に徐々に引っ張ることによって基材から取り出される。材料の縁部は、比較的均一な中間部分よりも薄くなるようである。これらの縁部は、除去され、そして材料の残り(均一な面積密度を有する)が、顧客が所望する適用に特異的な寸法に切り出される。例えば、馬蹄形の5〜10mmの厚みの片が、膝半月移植片について理想的である。   This material is then removed from the substrate by gradually pulling over the corners of the screen until the material is separated from the screen. The edges of the material appear to be thinner than the relatively uniform middle part. These edges are removed and the remainder of the material (with a uniform area density) is cut to dimensions specific to the application desired by the customer. For example, a horseshoe-shaped 5-10 mm thick piece is ideal for a knee meniscus graft.

この材料は、ここで、点検およびパッケージの準備をされる。点検は、最小で、厚み、多孔性、および面積密度のような材料の特性を決定するために、「実行」当たり1つ以上のサンプルを試験する。再び、これらの変数は、適用特異的であり、そして高度に選択可能である。   This material is now ready for inspection and packaging. The inspection, at a minimum, tests one or more samples per “run” to determine material properties such as thickness, porosity, and area density. Again, these variables are application specific and highly selectable.

(スクリムを用いる強化電気紡績材料を作製するためのプロセス)
ここで、スクリムをカバーするための電気紡績を作製するために、電気紡績技術を使用する好ましい方法が記載される。スクリムは、さらなる材料強度が必要とされる適用のために使用される。適用の例は、抗癒着特性を有するヘルニアメッシュである。ヘルニアメッシュのために。PGA、PCL、PDO、HA、ヒドロゲルまたはこれらの混合物のようなポリマーが、より標準的な編まれたメッシュ(例えば、Johnson & Johnsonによって作製されるProleneTM)上に直接紡績される。さらに、同じ技術が、ポリマーをステント表面上に直接紡績するために使用され得る。ポリマーベースの溶液を、好ましくは、ポリマーおよび溶媒から調製し、そして溶液を、布地スクリムまたはステントの表面上に紡績した。いくつかの場合において、プライミング工程は、先に議論されるように必要とされるが、一方、他の場合、湿った微小繊維は、膜を直接スクリムに結合するのに十分である。
(Process for producing reinforced electrospun material using scrim)
Here, a preferred method of using electrospinning techniques is described for making electrospinning to cover the scrim. The scrim is used for applications where additional material strength is required. An example of application is a hernia mesh with anti-adhesion properties. For hernia mesh. PGA, PCL, PDO, HA, polymers such as hydrogels, or mixtures thereof, more standard woven mesh (eg, Prolene TM is manufactured by Johnson & Johnson) is spun directly onto. Furthermore, the same technique can be used to spin the polymer directly onto the stent surface. A polymer-based solution was preferably prepared from the polymer and solvent and the solution was spun onto the surface of the fabric scrim or stent. In some cases, a priming step is required as discussed above, while in other cases wet microfibers are sufficient to bond the membrane directly to the scrim.

この適用のための好ましいポリマー溶液は、ポリマー(好ましくは、質量で7.5%のポリジオキサノン(PDO)を、溶媒(好ましくは、質量で92.50%のHFIP)と混合し、そしてこの混合物を完全に溶解させることによって開発される。さらに、スピニングの前に、ポリプロピレンスクリムは、電気紡績材料を受容するように、きれいでなければならない。33%ブタノールおよび67%ヘキサンの洗浄溶液が好ましい。洗浄は、約30秒間、洗浄溶液中にポリプロピレンスクリムを浸漬し、そしてスクリムを乾燥させることによって達成される。   A preferred polymer solution for this application is to mix a polymer (preferably 7.5% polydioxanone (PDO) by weight) with a solvent (preferably 92.50% HFIP by weight) and mix the mixture. Furthermore, before spinning, the polypropylene scrim must be clean to receive the electrospun material, preferably a 33% butanol and 67% hexane wash solution. Is achieved by immersing the polypropylene scrim in the cleaning solution for about 30 seconds and drying the scrim.

洗浄されることに加えて、スクリムはまた、表面コートされ得るかまたはプライムされ得る。上記のポリマー紡績溶液は、コーティング溶液として使用され得る。最高の結果は、スクリムを溶液中に約1分間浸漬し、そしてそこからスクリムを除去することによって達成される。スクリムと電気紡績カバーとの間の最適な接着には、スクリムの表面が、電気紡績が開始される前に、乾燥されないことが重要である。好ましくは、プライミングコートは、10ミクロンの厚み未満である。   In addition to being cleaned, the scrim can also be surface coated or primed. The above polymer spinning solution can be used as a coating solution. The best results are achieved by immersing the scrim in the solution for about 1 minute and removing the scrim therefrom. For optimum adhesion between the scrim and the electrospun cover, it is important that the surface of the scrim is not dried before electrospinning is started. Preferably, the priming coat is less than 10 microns thick.

スクリム基材は、接地プレートの上にスピニングキャビティーの底に配置される。スクリムは、プレートが十分に接地されるように、電気的に絶縁体である。次いで、ニードル高さは、スクリムの上面の上8インチに調節される。   The scrim substrate is placed on the ground plate at the bottom of the spinning cavity. The scrim is electrically insulating so that the plate is well grounded. The needle height is then adjusted to 8 inches above the top surface of the scrim.

電気紡績デバイスのモーションコントローラーおよびコンピュータに、エネルギーが与えられる。モーションコントローラーのためのMD2コンピュータプログラムが開始される。プログラムを実行する前に、所定の量の溶液(好ましくは、4.0mL)がスピナレットに移される。バレルシステムが使用されている場合、ピストンがスピナレットバレルのボア内に挿入され、バレルアセンブリが反転され、そして全ての空気がバレルから排出されるまで、ピストンが押される。次いで、ニードル(好ましくは、20ゲージニードル)が、バレルの端部に固定される。   Energy is applied to the motion controller and computer of the electrospinning device. The MD2 computer program for the motion controller is started. Prior to running the program, a predetermined amount of solution (preferably 4.0 mL) is transferred to the spinneret. If a barrel system is used, the piston is inserted into the bore of the spinneret barrel, the barrel assembly is inverted, and the piston is pushed until all air is exhausted from the barrel. A needle (preferably a 20 gauge needle) is then secured to the end of the barrel.

あるいは、バレルレスシステムが使用される場合、所望の量の溶液がコンピュータ内にプログラムされる。バレルレスシステムは、マニホルドに基づくマルチスピナレットシステムである。各スピナレットを、マニホルドに接続し、これは、供給レザバに流体接続される。溶液の供給速度は、加圧流体の使用によって制御可能であり、この加圧流体は、分配速度を制御するためにレザバに適用される。   Alternatively, if a barrelless system is used, the desired amount of solution is programmed into the computer. The barrelless system is a manifold-based multi spinneret system. Each spinneret is connected to a manifold, which is fluidly connected to a supply reservoir. The solution feed rate can be controlled by the use of a pressurized fluid, which is applied to the reservoir to control the dispensing rate.

次に、ポンプが、スピナレットアセンブリに接続され、そしてニードル高さが所定の高さ(最適には、8インチ)に調節され、そこに1分間保持され、そしてプロセスの残りについて12インチの高さを調節する。8インチのニードル高さで1分間開始して、基材に十分に接着する初期の湿潤カバーを提供する。プロセスの残りについて12インチのニードル高さに後に上昇させ、所望の多孔性を有する適切な高さの材料を作製する。DC電源はまた、所定の値にエネルギーが加えられ、これは、この適用について、最適には、18kVである。ポンプにエネルギーが加えられ、所定の流量(好ましくは、0.60mL/分)に調節される。シリンジバレルシステムが使用されている場合、ポンプは、流量を制御するために、所定の速度でシリンジによってバレルを機械的に移動させる。バレルレスシステムが使用される場合、圧力が、スピナレットを通る流量を制御するために操作される。使用される特定のポンプ方法は、連続的な定常の流れが維持される限り、重要ではない。   The pump is then connected to the spinneret assembly and the needle height is adjusted to a predetermined height (optimally 8 inches), held there for 1 minute, and 12 inches high for the rest of the process Adjust the height. Start with an 8 inch needle height for 1 minute to provide an initial wet cover that adheres well to the substrate. The remainder of the process is later raised to a 12 inch needle height to produce the appropriate height material with the desired porosity. The DC power supply is also energized to a predetermined value, which is optimally 18 kV for this application. Energy is applied to the pump and adjusted to a predetermined flow rate (preferably 0.60 mL / min). If a syringe barrel system is used, the pump mechanically moves the barrel by the syringe at a predetermined speed to control the flow rate. When a barrelless system is used, the pressure is manipulated to control the flow rate through the spinneret. The particular pumping method used is not critical as long as a continuous steady flow is maintained.

所望のコンピュータプログラムがここで、所望のサンプル寸法を得るために実行される。コンピュータプログラムはCNC機械加工操作と類似する。オペレーターが、X、Y、およびZ座標、時間および次の点への速度を規定する。プログラムは、必要なだけの回数でサイクルされ、所望の厚みが達成されるまで各パスで薄層を作製し得るか、または平行移動速度を調節することによって単回のパスで所望の厚みを達成し得る。所望のコンピュータプログラムが、ここで、適切な布地特性(例えば、厚み、面積密度、寸法)を得るために実行される。コンピュータプログラムは、所定の所望の布地出力のためのパラメーターを保存するための手段である。所望の面積密度および材料の厚みは、顧客の要求によって決定される。所定のポリマー流量およびポリマー対溶媒比について、膜は、紡績の時間および紡績面積のサイズに基づいて所定の面積密度に紡績され得る。   The desired computer program is now executed to obtain the desired sample size. Computer programs are similar to CNC machining operations. The operator defines the X, Y, and Z coordinates, time and velocity to the next point. The program can be cycled as many times as necessary to produce thin layers in each pass until the desired thickness is achieved, or achieve the desired thickness in a single pass by adjusting the translation speed Can do. The desired computer program is now run to obtain the appropriate fabric properties (eg, thickness, area density, dimensions). The computer program is a means for storing parameters for a predetermined desired fabric output. The desired area density and material thickness are determined by customer requirements. For a given polymer flow rate and polymer to solvent ratio, the membrane can be spun to a given area density based on the time of spinning and the size of the spinning area.

プログラムが実行され、そして停止された後に、電源およびポンプが切られ、基材が、スピニングキャビティーから取り出されて、新たな電気紡績材料およびスクリムが基材に残る。この材料は、基材から除去される前に、硬化される。好ましくは、この適用のために、材料は、少なくとも3時間硬化され得る。次いで、この材料は、材料がスクリーンから分離されるまで、スクリーンの角の上に徐々に引っ張ることによって基材から取り出される。   After the program is run and stopped, the power and pump are turned off, the substrate is removed from the spinning cavity, and new electrospun material and scrim remain on the substrate. This material is cured before being removed from the substrate. Preferably, for this application, the material can be cured for at least 3 hours. This material is then removed from the substrate by gradually pulling over the corners of the screen until the material is separated from the screen.

次いで、新たに形成された材料は、所定のサイズおよび形状の片に切り出される。この材料のサイズおよび形状は、顧客の要求によって、または使用に基づいてパッケージされる場合、特定の適用によって、意図される使用によって、決定される。   The newly formed material is then cut into pieces of a predetermined size and shape. The size and shape of this material is determined by customer requirements or, if packaged based on use, by the specific application and intended use.

この材料は、ここで、点検およびパッケージの準備をされる。点検は、最小で、厚み、多孔性、面積密度、縫合保持、およびボールバーストのような材料の特性を決定するために、「実行」当たり1つ以上のサンプルを試験する。各々の最適な値は、顧客の要求によって決定される。受け入れ可能である場合、他の片は、別の容器内に個々にパッケージされる。DuPont(登録商標)によって作製されるTyvek(登録商標)のような糸屑(lint)の無い材料から作製されるポーチは、片を適切に、保護する。最後に、この材料およびポーチは、滅菌される。   This material is now ready for inspection and packaging. The inspection, at a minimum, tests one or more samples per “run” to determine material properties such as thickness, porosity, area density, suture retention, and ball burst. Each optimal value is determined by customer requirements. If acceptable, the other pieces are individually packaged in separate containers. A pouch made of lint-free material such as Tyvek® made by DuPont® properly protects the piece. Finally, the material and pouch are sterilized.

(スクリムを用いる織られた電気紡績材料を作製するためのプロセス)
ここで、スクリムをカバーするための織られた電気紡績を作製するために、電気紡績技術を使用する好ましい方法が記載される。この織られた表面は、小さなタックダウンスポット(エンボス鋳型によって局所的に結合された布地の部分)を使用して、より安定な膜を作製する。さらに、この織地は、ウィック(wick)流体に対する膜の能力を改善し、材料の可撓性を改善し、材料をより良く覆い、そして堅さを減少させる。このプロセスは、最初、スクリムを用いる電気紡績された材料を作製するための上記プロセスと同一である。
(Process for making woven electrospun material using scrim)
Here, a preferred method of using electrospinning techniques to make woven electrospinning to cover the scrim is described. This woven surface uses a small tack-down spot (the part of the fabric that is locally bound by the embossing mold) to create a more stable membrane. In addition, this fabric improves the membrane's ability to wick fluid, improves the flexibility of the material, better covers the material, and reduces stiffness. This process is initially identical to the process described above for making an electrospun material using a scrim.

このプロセスの織る局面は、スクリムがスピニングキャビティーから除去された後に、開始する。再び、スクリムは、スクリーンから除去されない。しかし、スクリムが3時間硬化される前に、電気紡績された膜は、織られた表面鋳型または回転鋳型上に配置され、そして織られた表面押印が、膜の外面に適用される。   The weaving aspect of this process begins after the scrim is removed from the spinning cavity. Again, the scrim is not removed from the screen. However, before the scrim is cured for 3 hours, the electrospun membrane is placed on a woven surface mold or rotating mold and a woven surface imprint is applied to the outer surface of the membrane.

次いで、この材料は、上記のように、3時間硬化され得る。パッケージングおよび滅菌によるプロセスの残りは、同じままである。   This material can then be cured for 3 hours as described above. The rest of the packaging and sterilization process remains the same.

(制御された薬物放出速度を有する布を作製するためのプロセス)
ここで、薬物溶出物体または布の薬物放出速度を制御するために、本発明のエレクトロスピニング技術を使用する好ましい方法が、記載される。物体または布を、非常に小さな隙間を有する電気紡績カバーでカバーすることによって、物体または布の薬物放出動力学は、制御され得る。製造方法は、スクリムを用いる強化電気紡績材料を作製するためのプロセスと非常に類似する。
(Process for making fabrics with controlled drug release rate)
Here, a preferred method of using the electrospinning technique of the present invention to control the drug release rate of a drug eluting object or fabric is described. By covering the object or fabric with an electrospun cover having a very small gap, the drug release kinetics of the object or fabric can be controlled. The manufacturing method is very similar to the process for making reinforced electrospun materials using scrim.

ポリマーベースの溶液は、好ましくは、ポリマーおよび溶媒から調製され、そしてこの溶液は、薬物含有物体(例えば、布地、好ましくは、電気紡績された布地、またはステント)の表面上に紡績される。先に考察されるように、いくつかの場合において、プライミング工程が必要とされるが、他の場合、湿潤微小繊維が、膜を直接スクリムに結合するのに十分である。   A polymer-based solution is preferably prepared from a polymer and a solvent, and the solution is spun onto the surface of a drug-containing object (eg, a fabric, preferably an electrospun fabric, or a stent). As discussed above, in some cases a priming step is required, but in other cases wet microfibers are sufficient to bond the membrane directly to the scrim.

この適用のための好ましいポリマー溶液は、ポリマー(好ましくは、質量で7.5%のポリジオキサノン(PDO)を、溶媒(好ましくは、質量で92.50%のHFIP)と混合し、そしてこの混合物を完全に溶解させることによって開発される。さらに、スピニングの前に、基材材料自体が電気紡績されない限り、電気紡績材料を受容するように、薬物含有布または物体は、きれいでなければならない。33%ブタノールおよび67%ヘキサンの洗浄溶液が好ましい。洗浄は、約30秒間、洗浄溶液中にポリプロピレンスクリムを浸漬し、そしてスクリムを乾燥させることのよって達成される。洗浄されることに加えて、薬物含有物体または布はまた、表面コートされ得るかまたはプライムされ得る。上記のポリマー紡績溶液は、コート溶液として使用され得る。最高の結果は、物体または布を溶液中に約1分間浸漬することによって達成される。物体または布と電気紡績カバーとの間の最適な接着には、物体または布の表面が、電気紡績が開始される前に、乾燥されないことが重要である。好ましくは、プライミングコートは、10ミクロンの厚み未満である。   A preferred polymer solution for this application is to mix a polymer (preferably 7.5% polydioxanone (PDO) by weight) with a solvent (preferably 92.50% HFIP by weight) and mix the mixture. Furthermore, before spinning, the drug-containing cloth or object must be clean so as to receive the electrospun material, unless the substrate material itself is electrospun before spinning. A washing solution of% butanol and 67% hexane is preferred, washing is accomplished by immersing the polypropylene scrim in the washing solution for about 30 seconds and allowing the scrim to dry. Containing objects or fabrics can also be surface coated or primed. The best results are achieved by immersing the object or fabric in the solution for about 1 minute for optimal adhesion between the object or fabric and the electrospun cover. It is important that the surface not be dried before electrospinning is started, preferably the priming coat is less than 10 microns thick.

薬物含有物体または布は、接地プレートの上にスピニングキャビティーの底に配置される。物体が電気的に絶縁である場合、プレートが十分に接地されなければならにない。次いで、ニードル高さは、スクリムの上面の上8インチに調節される。物体が布である場合、布は接地基材上に配置される。   The drug-containing object or cloth is placed on the bottom of the spinning cavity on the ground plate. If the object is electrically isolated, the plate must be well grounded. The needle height is then adjusted to 8 inches above the top surface of the scrim. If the object is a cloth, the cloth is placed on a grounded substrate.

電気紡績デバイスのモーションコントローラーおよびコンピュータに、エネルギーが与えられる。モーションコントローラーのためのMD2コンピュータプログラムが開始される。プログラムを実行する前に、所定の量の溶液(好ましくは、4.0mL)がスピナレットに移される。バレルシステムが使用されている場合、ピストンがスピナレットバレルのボア内に挿入され、バレルアセンブリが反転され、そして全ての空気がバレルから排出されるまで、ピストンが押される。次いで、ニードル(好ましくは、20ゲージニードル)が、バレルの端部に固定される。   Energy is applied to the motion controller and computer of the electrospinning device. The MD2 computer program for the motion controller is started. Prior to running the program, a predetermined amount of solution (preferably 4.0 mL) is transferred to the spinneret. If a barrel system is used, the piston is inserted into the bore of the spinneret barrel, the barrel assembly is inverted, and the piston is pushed until all air is exhausted from the barrel. A needle (preferably a 20 gauge needle) is then secured to the end of the barrel.


あるいは、バレルレスシステムが使用される場合、所望の量の溶液が、コンピューターにプログラムされる。バレルレスシステムは、マニホールド型のマルチスピナレットシステムである。各スピナレットは、マニホールドに接続され、供給レザバに流体接続される。溶液の供給速度は、配速度を制御するためにレザバに適用される加圧流体の使用を通じて制御可能である。

Alternatively, if a barrelless system is used, the desired amount of solution is programmed into the computer. The barrelless system is a manifold type multi spinneret system. Each spinneret is connected to a manifold and fluidly connected to a supply reservoir. The solution feed rate can be controlled through the use of pressurized fluid applied to the reservoir to control the delivery rate.

次に、ポンプは、スピナレットアセンブリに接続され、そして針の高さは、予め決定された高さに調節される(最適には、8インチから出発し、そこで1分間保持され、そして残りのプロセスのために12インチまで高さを調節される)。針の高さ8インチ(1分間)から出発することは、基材を十分に接着する初期ウェットカバーを提供する。残りのプロセスのために後で針の高さを12インチに上昇させることで、所望の空隙率を有する十分に高い物質層が形成される。DC電源はまた、予め決定された値で始動される(この適用については、最適には18kVである)。   The pump is then connected to the spinneret assembly and the needle height is adjusted to a predetermined height (optimally starting at 8 inches where it is held for 1 minute and the rest Height adjusted to 12 inches for the process). Starting with a needle height of 8 inches (1 minute) provides an initial wet cover that adheres well to the substrate. By raising the needle height to 12 inches later for the rest of the process, a sufficiently high material layer with the desired porosity is formed. The DC power supply is also started at a predetermined value (for this application, it is optimally 18 kV).

ポンプは、始動され、予め決定された流量(好ましくは、0.60mL/分)に調節される。シリンジバレルシステムが使用される場合、ポンプは、予め決定された速度で、シリンジを通ってバレルを移動させ、流量を制御する。バレルレスシステムが使用される場合、スピナレットを通る流量を制御するために圧力が操作される。使用される特定のポンプ法は、連続的で安定な流量が維持される限り、重要でない。   The pump is started and adjusted to a predetermined flow rate (preferably 0.60 mL / min). If a syringe barrel system is used, the pump moves the barrel through the syringe at a predetermined rate to control the flow rate. When a barrelless system is used, the pressure is manipulated to control the flow rate through the spinneret. The particular pumping method used is not critical as long as a continuous and stable flow rate is maintained.

ここでは、所望のサンプル寸法を得るために、所望のコンピュータープログラムが実行される。コンピュータープログラムは、CNC機械操作と同様である。操作者は、次の点までのX、Y、およびZ座標、時間ならびに速度を規定する。このプログラムは、所望の厚みが達成されるまで、各々の通路に薄層が生成されるか、または移動速度を調節することによって単一通路における所望の厚みを達成し得るまで、必要な回数繰り返される。ここでは、適切な布地特性(例えば、厚み、面積密度、寸法)を得るために、所望のコンピュータープログラムが実行される。コンピュータープログラムは、所定の所望の布地出力についてのパラメータを保存する手段である。所望の面積密度および材料厚は使用者の要求により決定される所定のポリマー流量およびポリマー対溶媒比について、紡績領域の紡績時間およびサイズに基づき所定の面積密度になるまで膜が紡績され得る。   Here, a desired computer program is executed to obtain the desired sample dimensions. The computer program is similar to CNC machine operation. The operator defines the X, Y and Z coordinates, time and speed to the next point. This program is repeated as many times as necessary until a thin layer is produced in each passage until the desired thickness is achieved, or the desired thickness in a single passage can be achieved by adjusting the travel speed. It is. Here, a desired computer program is executed in order to obtain suitable fabric properties (eg, thickness, area density, dimensions). The computer program is means for storing parameters for a predetermined desired fabric output. The desired area density and material thickness can be spun for a given polymer flow rate and polymer to solvent ratio determined by the user's requirements until a given area density is achieved based on the spinning time and size of the spinning region.

プログラムが実行および停止された後、電源およびポンプは、スイッチを切られ、そして基材が紡績空洞から取り除かれ、新たに電気紡績された材料およびスクリムが基材上に残る。この材料は、基材から除去される前に硬化される。好ましくは、この適用については、この材料は、少なくとも3時間硬化される。次いで、この材料は、材料がスクリーンから分離されるまで、スクリーンのコーナーで徐々に引っ張ることにより基材から除かれる。   After the program is run and stopped, the power supply and pump are switched off and the substrate is removed from the spinning cavity, leaving the newly electrospun material and scrim on the substrate. This material is cured before being removed from the substrate. Preferably, for this application, the material is cured for at least 3 hours. This material is then removed from the substrate by gradually pulling at the corners of the screen until the material is separated from the screen.

物体が布の場合、布は紡績され、基材上に配置され、そして布の両側がカバーされるようにこのプロセスが繰り返される。物体が三次元的である場合、物体は適切に操作され、所望の量の物体が覆われるまでこのプロセスが繰り返される。好ましくは、この物体は、初期カバープロセスの間に紡績される。   If the object is a fabric, the fabric is spun, placed on the substrate, and the process is repeated so that both sides of the fabric are covered. If the object is three-dimensional, the object is properly manipulated and the process is repeated until the desired amount of object is covered. Preferably, this object is spun during the initial cover process.

物体が薬物溶出包帯として使用される布である場合、新たに形成された材料は、予め決定されたサイズおよび形状の切片に切り取られる。この材料のサイズおよび形状は、使用者の要求により決定されるか、または使用別適用(use specific application)に基づきパッケージされている場合、意図された使用により決定される。   If the object is a fabric used as a drug eluting dressing, the newly formed material is cut into sections of a predetermined size and shape. The size and shape of this material is determined by the user's requirements or by the intended use when packaged based on use specific application.

ここでは、この材料は、検査および包装される準備がなされている。最小限の検査で、「実行」ごとの1つ以上のサンプルが試験され、材料の特性(例えば、厚み、間隙性、面積密度、縫合保持率、およびボール破裂)が決定される。各々についての最適な値が使用者の要求により決定される。許容可能な場合、他の切片は、別々の容器に個々に包装される。糸屑がでない材料(例えば、DuPont(登録商標)により製造されたTyvek(登録商標))で製造されたポーチは、この切片を十分に保護する。最後に、この材料およびポーチは滅菌される。   Here, the material is ready for inspection and packaging. With minimal inspection, one or more samples per “run” are tested to determine material properties (eg, thickness, porosity, area density, suture retention, and ball burst). The optimum value for each is determined by the user's request. If acceptable, the other sections are individually packaged in separate containers. A pouch made of a lint-free material (eg, Tyvek® manufactured by DuPont®) provides sufficient protection for this section. Finally, the material and pouch are sterilized.

(予め紡績させた材料を物体に結合するプロセス)
予め紡績させたポリマーを基材(例えば、ステント、スクリム、または他の物体)に結合する電気紡績技術を使用する好ましい方法がここに記載される。上記の通り、ポリマー溶液は、基材物体と接触したウェット微小繊維が生成される様式で電気紡績させた場合に、基材に接着する。ウェット紡績ポリマーは特に、同じ材料の他の紡績ポリマーに接着性であることもまた実証されている。従って、本発明の電気紡績技術は、予め紡績させたポリマー繊維を物体に結合させるのに使用され得る接着層を生成することについて十分に適切である(特に、接着ポリマーが予め紡績させたポリマー布地のそれと同じである場合)。
(Process for bonding pre-spun material to object)
Preferred methods are described herein using electrospinning techniques to bond a pre-spun polymer to a substrate (eg, a stent, scrim, or other object). As described above, the polymer solution adheres to the substrate when electrospun in a manner that produces wet microfibers in contact with the substrate object. It has also been demonstrated that wet spun polymers are particularly adhesive to other spun polymers of the same material. Accordingly, the electrospinning technique of the present invention is well-suited for producing an adhesive layer that can be used to bond pre-spun polymer fibers to an object (particularly a polymer fabric pre-spun with an adhesive polymer). If it is the same as that).

この適用についての好ましいポリマー溶液は、ポリマー(好ましくは、物体に結合される材料を製造するのに使用されたのと同じポリマー)と溶媒を混合することにより生成される。良好な結果は、12容積%のPETと88容積%のHFIPを用いてステンレス鋼にPETを結合させ、この混合物を十分に溶解させることで得られる。良好な結果はまた、14質量%のPGAおよび86質量%のHFIPを用いて、編み込まれたPETおよびポリプロピレンウェブに紡績されたPGAフィルムを結合させることで得られる。   A preferred polymer solution for this application is produced by mixing the polymer (preferably the same polymer used to produce the material to be bonded to the object) and the solvent. Good results are obtained by bonding PET to stainless steel using 12% by volume PET and 88% by volume HFIP and fully dissolving the mixture. Good results are also obtained by bonding spun PGA films to knitted PET and polypropylene webs using 14 wt% PGA and 86 wt% HFIP.

紡績前に、基材がプロピレンスクリムである場合、このスクリムは、電気紡績材料を受容するように洗浄なれなければならない。33%のブタノールおよび67%のヘキサンの洗浄溶液が好ましい。洗浄は、ポリプロピレンスクリムをこの洗浄溶液中に約30秒間浸し、そしてスクリムを乾燥させることにより達成される。洗浄に加えて、このスクリムはまた、表面コートされるかまたはプライムされなければならない。上記のポリマー紡績溶液は、コート溶液として使用され得る。最良の結果は、スクリムをこの溶液中に約1分間浸し、その中からスクリムを取り出すことにより達成される。スクリムと電気紡績カバーとの間の最適な接着のために、スクリムの表面が、電気紡績開始前に乾燥されないことが重要である。好ましくは、プライミングコートは、10ミクロン厚未満である。   Prior to spinning, if the substrate is a propylene scrim, the scrim must be washable to receive the electrospun material. A wash solution of 33% butanol and 67% hexane is preferred. Cleaning is accomplished by immersing the polypropylene scrim in this cleaning solution for about 30 seconds and allowing the scrim to dry. In addition to cleaning, the scrim must also be surface coated or primed. The above polymer spinning solution can be used as a coating solution. The best results are achieved by immersing the scrim in this solution for about 1 minute and removing the scrim from it. For optimal adhesion between the scrim and the electrospinning cover, it is important that the surface of the scrim is not dried before electrospinning begins. Preferably, the priming coat is less than 10 microns thick.

基材は、接地プレート上、紡績空洞の底部に配置される。基材が電気的絶縁体である場合、プレートは十分に接地されなければならない。次いで、針の高さは、基材の上表面上、8インチに調節される。   The substrate is disposed on the ground plate at the bottom of the spinning cavity. If the substrate is an electrical insulator, the plate must be well grounded. The needle height is then adjusted to 8 inches on the top surface of the substrate.

電気紡績デバイスのモーションコントローラーおよびコンピューターが起動される。モーションコントローラー用のMD2コンピュータープログラムが初期化される。プログラム実行前に、予め決定された量の溶液(好ましくは、4.0mL)が、スピナレットに移される。バレルシステムが使用される場合、ピストンは、スピナレットバレルのボアに挿入され、バレルアセンブリが逆にされ、そして全ての空気がバレルから排出されるまでピストンが押し下げられる。次いで、針(好ましくは、20ゲージ針)は、バレルの末端に固定される。   The motion controller and computer of the electrospinning device are activated. The MD2 computer program for the motion controller is initialized. Prior to program execution, a predetermined amount of solution (preferably 4.0 mL) is transferred to the spinneret. If a barrel system is used, the piston is inserted into the bore of the spinneret barrel, the barrel assembly is inverted, and the piston is pushed down until all the air is exhausted from the barrel. A needle (preferably a 20 gauge needle) is then secured to the end of the barrel.

あるいは、バレルレスシステムが使用される場合、所望量の溶液がコンピューターにプログラムされる。このバレルレスシステムは、マニホールド型のマルチスピナレットシステムである。各スピナレットは、マニホールドに接続され、供給レザバに流体接続される。溶液の供給速度は、配速度を制御するためにレザバに適用される加圧流体の使用を通じて制御可能である。   Alternatively, if a barrelless system is used, the desired amount of solution is programmed into the computer. This barrelless system is a manifold type multi spinneret system. Each spinneret is connected to a manifold and fluidly connected to a supply reservoir. The solution feed rate can be controlled through the use of pressurized fluid applied to the reservoir to control the delivery rate.

次に、ポンプは、スピナレットアセンブリに接続され、そして針の高さは、予め決定された高さに調節される(最適には、8インチから出発し、基材がウェットポリマーカバーを覆っていることが確実される)。DC電源はまた、予め決定された値で始動される(この適用については、最適には18kVである)。   The pump is then connected to the spinneret assembly and the needle height is adjusted to a predetermined height (optimally starting from 8 inches, the substrate covers the wet polymer cover Is guaranteed). The DC power supply is also started at a predetermined value (for this application, it is optimally 18 kV).

ポンプは、始動され、予め決定された流量(好ましくは、0.60mL/分)に調節される。シリンジバレルシステムが使用される場合、ポンプは、予め決定された速度で、シリンジを通ってバレルを移動させ、流量を制御する。バレルレスシステムが使用される場合、スピナレットを通る流量を制御するために圧力が操作される。使用される特定のポンプ法は、連続的で安定な流量が維持される限り、重要でない。   The pump is started and adjusted to a predetermined flow rate (preferably 0.60 mL / min). If a syringe barrel system is used, the pump moves the barrel through the syringe at a predetermined rate to control the flow rate. When a barrelless system is used, the pressure is manipulated to control the flow rate through the spinneret. The particular pumping method used is not critical as long as a continuous and stable flow rate is maintained.

ここでは、所望のサンプル寸法を得るために、所望のコンピュータープログラムが実行される。コンピュータープログラムは、CNC機械操作と同様である。操作者は、次の点までのX、Y、およびZ座標、時間ならびに速度を規定する。このプログラムは、基材全体に単一ウェットカバーを提供するよう設計されている。   Here, a desired computer program is executed to obtain the desired sample dimensions. The computer program is similar to CNC machine operation. The operator defines the X, Y and Z coordinates, time and speed to the next point. This program is designed to provide a single wet cover for the entire substrate.

プログラムが実行および停止された後、電源およびポンプは、スイッチを切られ、そして基材が紡績空洞から取り除かれ、新たに電気紡績されたカバーが基材上に残る。予め紡績された材料は次いで、新たに紡績されるカバーが硬化される前に基材の周囲でラッピングされる。   After the program is run and stopped, the power supply and pump are switched off and the substrate is removed from the spinning cavity, leaving a newly electrospun cover on the substrate. The pre-spun material is then wrapped around the substrate before the newly spun cover is cured.

(ポリマー層で物体を覆うためのプロセス)
物体(例えば、ステント)に対して電気紡績カバーを生成する電気紡績技術を使用する好ましい方法がここに記載される。ポリマーベースの溶液(好ましくはポリマーおよび溶媒の溶液)が調製され、そしてこの溶液は、布地スクリムまたはステントの表面で紡績される。いくつかの場合、上記のようなプライミング工程が必要であり、他の場合、ウェット微小繊維はステントを直接膜に結合させるのに十分である。
(Process for covering an object with a polymer layer)
A preferred method of using electrospinning techniques to create an electrospun cover for an object (eg, a stent) is described herein. A polymer-based solution (preferably a polymer and solvent solution) is prepared and spun on the surface of the fabric scrim or stent. In some cases, a priming step as described above is required, and in other cases, wet microfibers are sufficient to bond the stent directly to the membrane.

この適用についての好ましいポリマー溶液は、ポリマー(好ましくは、7.5質量%のポリジオキサノン(PDO))と溶媒(好ましくは、92.50質量%のHFIP)を混合し、この混合物を完全に溶解させることにより生成される。さらに紡績前、ステントは、電気紡績材料を受容するように洗浄なれなければならない。33%のブタノールおよび67%のヘキサンの洗浄溶液が好ましい。洗浄は、ステントをこの洗浄溶液中に約30秒間浸し、そしてステントを乾燥させることにより達成される。   A preferred polymer solution for this application is mixing the polymer (preferably 7.5% by weight polydioxanone (PDO)) and solvent (preferably 92.50% by weight HFIP) to completely dissolve this mixture. Is generated. In addition, prior to spinning, the stent must be able to be cleaned to receive the electrospun material. A wash solution of 33% butanol and 67% hexane is preferred. Cleaning is accomplished by immersing the stent in this cleaning solution for about 30 seconds and allowing the stent to dry.

洗浄に加えて、ステントはまた、表面コートされるかまたはプライムされ得る。上記のポリマー紡績溶液は、コート溶液として使用され得る。最良の結果は、ステントをこの溶液中に浸し、その中からステントを取り出すことにより達成される。ステントと電気紡績カバーとの間の最適な接着のために、ステントの表面が、電気紡績開始前に乾燥されないことが重要である。好ましくは、プライミングコートは、10ミクロン厚未満である。   In addition to cleaning, the stent can also be surface coated or primed. The above polymer spinning solution can be used as a coating solution. The best results are achieved by immersing the stent in this solution and removing the stent from it. For optimal adhesion between the stent and the electrospinning cover, it is important that the surface of the stent is not dried before electrospinning begins. Preferably, the priming coat is less than 10 microns thick.

ステント基材は、接地プレート上、紡績空洞の底部に配置される。針の高さは、スクリムの上表面上、8インチに調節される。電気紡績デバイスのモーションコントローラーおよびコンピューターが起動される。モーションコントローラー用のMD2コンピュータープログラムが初期化される。プログラム実行前に、予め決定された量の溶液(好ましくは、4.0mL)が、スピナレットに移される。バレルシステムが使用される場合、ピストンは、スピナレットバレルのボアに挿入され、バレルアセンブリが逆にされ、そして全ての空気がバレルから排出されるまでピストンが押し下げられる。次いで、針(好ましくは、20ゲージ針)は、バレルの末端に固定される。   The stent substrate is disposed on the ground plate at the bottom of the spinning cavity. The needle height is adjusted to 8 inches on the top surface of the scrim. The motion controller and computer of the electrospinning device are activated. The MD2 computer program for the motion controller is initialized. Prior to program execution, a predetermined amount of solution (preferably 4.0 mL) is transferred to the spinneret. If a barrel system is used, the piston is inserted into the bore of the spinneret barrel, the barrel assembly is inverted, and the piston is pushed down until all the air is exhausted from the barrel. A needle (preferably a 20 gauge needle) is then secured to the end of the barrel.

あるいは、バレルレスシステムが使用される場合、所望量の溶液がコンピューターにプログラムされる。このバレルレスシステムは、マニホールド型のマルチスピナレットシステムである。各スピナレットは、マニホールドに接続され、供給レザバに流体接続される。溶液の供給速度は、配速度を制御するためにレザバに適用される加圧流体の使用を通じて制御可能である。   Alternatively, if a barrelless system is used, the desired amount of solution is programmed into the computer. This barrelless system is a manifold type multi spinneret system. Each spinneret is connected to a manifold and fluidly connected to a supply reservoir. The solution feed rate can be controlled through the use of pressurized fluid applied to the reservoir to control the delivery rate.

次に、ポンプは、スピナレットアセンブリに接続され、そして針の高さは、予め決定された高さに調節される(最適には、8インチから出発し、1分間保持され、そして残りのプロセスのために12インチの高さに調節される)。針の高さ8インチ(1分間)から出発することは、基材を十分に接着する初期ウェットカバーを提供する。残りのプロセスのために後で針の高さを12インチに上昇させることで、所望の空隙率を有する十分に高い物質層が形成される。DC電源はまた、予め決定された値で始動される(この適用については、最適には18kVである)。   The pump is then connected to the spinneret assembly and the needle height is adjusted to a predetermined height (optimally starting at 8 inches and held for 1 minute and the rest of the process Adjusted to a height of 12 inches). Starting with a needle height of 8 inches (1 minute) provides an initial wet cover that adheres well to the substrate. By raising the needle height to 12 inches later for the rest of the process, a sufficiently high material layer with the desired porosity is formed. The DC power supply is also started at a predetermined value (for this application, it is optimally 18 kV).

ポンプは、始動され、予め決定された流量(好ましくは、0.60mL/分)に調節される。シリンジバレルシステムが使用される場合、ポンプは、予め決定された速度で、シリンジを通ってバレルを移動させ、流量を制御する。バレルレスシステムが使用される場合、スピナレットを通る流量を制御するために圧力が操作される。使用される特定のポンプ法は、連続的で安定な流量が維持される限り、重要でない。   The pump is started and adjusted to a predetermined flow rate (preferably 0.60 mL / min). If a syringe barrel system is used, the pump moves the barrel through the syringe at a predetermined rate to control the flow rate. When a barrelless system is used, the pressure is manipulated to control the flow rate through the spinneret. The particular pumping method used is not critical as long as a continuous and stable flow rate is maintained.

ここでは、所望のサンプル寸法を得るために、所望のコンピュータープログラムが実行される。コンピュータープログラムは、CNC機械操作と同様である。操作者は、次の点までのX、Y、およびZ座標、時間ならびに速度を規定する。このプログラムは、所望の厚みが達成されるまで、各々の通路に薄層が生成されるか、または移動速度を調節することによって単一通路における所望の厚みを達成し得るまで、必要な回数繰り返される。ここでは、適切な布地特性(例えば、厚み、面積密度、寸法)を得るために、所望のコンピュータープログラムが実行される。コンピュータープログラムは、所定の所望の布地出力についてのパラメータを保存する手段である。所望の面積密度および材料厚は使用者の要求により決定される。所定のポリマー流量およびポリマー対溶媒比について、紡績領域の紡績時間およびサイズに基づき所定の面積密度になるまで膜が紡績され得る。   Here, a desired computer program is executed to obtain the desired sample dimensions. The computer program is similar to CNC machine operation. The operator defines the X, Y and Z coordinates, time and speed to the next point. This program is repeated as many times as necessary until a thin layer is produced in each passage until the desired thickness is achieved, or the desired thickness in a single passage can be achieved by adjusting the travel speed. It is. Here, a desired computer program is executed in order to obtain suitable fabric properties (eg, thickness, area density, dimensions). The computer program is means for storing parameters for a predetermined desired fabric output. The desired area density and material thickness are determined by user requirements. For a given polymer flow rate and polymer to solvent ratio, the membrane can be spun until a given area density is achieved based on the spinning time and size of the spinning region.

プログラムが実行および停止された後、電源およびポンプは、スイッチを切られ、そしてステントが紡績空洞から取り除かれ、新たに電気紡績されたカバーがステント上に残る。   After the program is run and stopped, the power supply and pump are switched off and the stent is removed from the spinning cavity, leaving a newly electrospun cover on the stent.

(ポリマーを用いて物体をコートするためのプロセス)
上記のカバーされたステントは、先行技術のコートされたステントが克服できなかった問題のうちのすべてではないにしても多くを回避する、コートされたステントを形成するために最適に適合されている。このコート方法は、上記カバーステントまたは繊維状ポリマー層でカバーされた他の物体を、そのステントの編組み(braid)によって形成される間隙に広がる電気紡績微小繊維が分離する温度まで、加熱する工程を包含する。これらの編組み繊維が分離した時、これらの繊維は、収縮して最も近いワイヤ上に収集する傾向がある。この温度は、その編組み微小繊維すべてが分離してその個々のワイヤ上に収集されるまで、維持される。このステントは、カバーされていることに対して、ここではコートされている。
(Process for coating objects with polymers)
The above covered stent is optimally adapted to form a coated stent that avoids many if not all of the problems that prior art coated stents could not overcome. . This coating method comprises heating the cover stent or other object covered with a fibrous polymer layer to a temperature at which the electrospun microfibers spreading in the gap formed by the braid of the stent are separated. Is included. When these braided fibers separate, they tend to shrink and collect on the nearest wire. This temperature is maintained until all of the braided microfibers are separated and collected on the individual wires. The stent is coated here, as opposed to being covered.

顕著なことに、そのコートは、その繊維の品質のいくつかを保持する。その温度の上昇、または加熱時間の延長、あるいはその両方は、そのコートの繊維性(fibrosity)を有効に減少することが、見出された。そのコートの繊維性の減少はまた、そのコートの多孔性およびその繊維間の間隙の大きさを減少させる。このカバーされたステントが、十分長く加熱されるかまたは十分に熱い場合、そのポリマーは、融解し、そしてそのステントのワイヤ上に非繊維状コートを形成する。   Notably, the coat retains some of the fiber quality. It has been found that increasing the temperature, or increasing the heating time, or both, effectively reduces the fibrity of the coat. The decrease in the fiber of the coat also reduces the porosity of the coat and the size of the gap between the fibers. If the covered stent is heated long enough or hot enough, the polymer melts and forms a non-fibrous coat on the wire of the stent.

コートされるべき物体が温度感受性である場合、同じ結果が、加熱せずに得られ得る。カバーされた物体を加熱する代わりに、その物体は、溶媒から気体で満たされた雰囲気中に配置される。この溶媒ガスチャンバ中に物体を配置することによって、このカバーは軟化し、あたかも加熱されたかのように挙動する。同様に、生じるコートの繊維性は、チャンバ中で経過した時間および/または溶媒ガスの濃度によって、影響を受け得る。そのガスを形成するために使用される溶媒は、電気紡績のためのそのポリマー溶液を生成するためにそのポリマーと混合される溶媒と同じであり得る。   If the object to be coated is temperature sensitive, the same result can be obtained without heating. Instead of heating the covered object, the object is placed in an atmosphere filled with gas from a solvent. By placing an object in the solvent gas chamber, the cover softens and behaves as if heated. Similarly, the fibrous properties of the resulting coat can be affected by the time elapsed in the chamber and / or the concentration of solvent gas. The solvent used to form the gas can be the same solvent that is mixed with the polymer to produce the polymer solution for electrospinning.

(複合材料を電気紡績するためのプロセス)
2つ以上のポリマーの利点を1つの材料に組み合わせた複合材料を電気紡績するための電気紡績技術を使用する好ましい方法が、ここで記載される。本明細書中に記載される好ましい複合材料は、PETの強度を、PUの弾性と組み合わせる。2つのポリマーをベースとする溶液(好ましくは、ポリマーおよび溶媒の各々)が開発され、それらの溶液は、一緒になって、基材表面上へと紡績される。
(Process for electrospinning composite materials)
Preferred methods of using electrospinning techniques for electrospinning composite materials that combine the advantages of two or more polymers into one material are now described. The preferred composite materials described herein combine the strength of PET with the elasticity of PU. Two polymer-based solutions (preferably each of the polymer and solvent) are developed and the solutions are spun together onto the substrate surface.

この適用のための第1のポリマー溶液は、ポリマー(好ましくは、7.50重量%のPET)を、溶媒(好ましくは、92.50%のHFIP)と混合し、その混合物を完全に溶解させることによって、開発される。この適用のための第2のポリマー溶液は、ポリマー(好ましくは、7.50重量%のPU)を、溶媒(好ましくは、92.50%のDMAC)と混合し、その第2の混合物を完全に溶解させることによって、開発される。   The first polymer solution for this application is to mix the polymer (preferably 7.50 wt% PET) with the solvent (preferably 92.50% HFIP) and dissolve the mixture completely. Developed by The second polymer solution for this application consists of mixing the polymer (preferably 7.50% by weight PU) with a solvent (preferably 92.50% DMAC), and thoroughly mixing the second mixture. Developed by dissolving in

その後、ポリマー溶液の両方が、別個のスピナレット中に配置される。しかし、これらのポリマーおよび溶媒が混合である場合、それらは、単一のスピナレット中に配置され得る。その後、これらのスピナレットの針が、その基材の上8インチの高さへと調節される。その複合材料が、スクリム表面上に紡績されるべき場合、そのスクリムは、清浄にされ、そして上記のように開始(prime)され、それらのスピナレットは、そのスクリム表面の上8インチの高さへと調節される。   Thereafter, both polymer solutions are placed in separate spinnerets. However, when these polymers and solvents are mixed, they can be placed in a single spinneret. These spinneret needles are then adjusted to a height of 8 inches above the substrate. If the composite material is to be spun onto the scrim surface, the scrim is cleaned and primed as described above, and the spinnerets are 8 inches above the scrim surface. Adjusted.

動作制御装置および電気紡績デバイスのコンピューターに、エネルギーが付与される。この動作制御装置のためのMD2コンピュータープログラムが、初期化される。そのプログラムを実行する前に、所定量の上記溶液(好ましくは4.0mL)が、このスピナレット中に移される。バレル(barrel)システムが使用される場合、ピストンが、スピナレットバレルの穴に挿入され、バレルアセンブリが反転され、そしてピストンが、そのバレルから空気が追い出されるまで押される。その後、針(好ましくは、20ゲージ針)が、そのバレルの端部に固定される。   Energy is applied to the operation control apparatus and the electrospinning device computer. The MD2 computer program for this motion control device is initialized. A predetermined amount of the above solution (preferably 4.0 mL) is transferred into the spinneret before running the program. If a barrel system is used, the piston is inserted into the spinneret barrel hole, the barrel assembly is inverted, and the piston is pushed until air is expelled from the barrel. A needle (preferably a 20 gauge needle) is then secured to the end of the barrel.

あるいは、バレルなしのシステムが、使用される場合、望ましい量の溶液が、上記コンピューター中にプログラムされる。そのバレルなしのシステムは、マニホルドベースのマルチスピナレットシステムである。各スピナレットが、マニホルドに結合され、そのマニホルドは、供給レザバに流体連絡されている。その溶液の供給速度は、加圧流体の使用を解して制御可能であり、その加圧流体は、分配速度を制御するために上記レザバに適用される。   Alternatively, if a barrelless system is used, the desired amount of solution is programmed into the computer. The barrelless system is a manifold based multi spinneret system. Each spinneret is coupled to a manifold, which is in fluid communication with a supply reservoir. The solution feed rate can be controlled through the use of pressurized fluid, which is applied to the reservoir to control the dispensing rate.

次いで、ポンプが、スピナレットアセンブリに連結され、DC電源もまた、所定の値までエネルギー付与される。この値は、この適用のためには、最適には18kVである。このポンプが、エネルギー付与され、そして所定の流量(好ましくは0.60mL/分)に調節される。シリンジバレルシステムが使用される場合、このポンプは、バレルを、シリンジを通して所定の速度で機械的に移動させて、流量を制御する。バレルなしのシステムが使用される場合、圧力が、そのスピナレットを通る流量を制御するために操作され得る。使用される特定のポンプ方法は、連続する定常流量が維持される限り、重要ではない。   The pump is then connected to the spinneret assembly and the DC power supply is also energized to a predetermined value. This value is optimally 18 kV for this application. The pump is energized and adjusted to a predetermined flow rate (preferably 0.60 mL / min). When a syringe barrel system is used, the pump mechanically moves the barrel through the syringe at a predetermined speed to control the flow rate. If a barrelless system is used, the pressure can be manipulated to control the flow rate through the spinneret. The particular pumping method used is not critical as long as a continuous steady flow is maintained.

望ましいコンピュータープログラムは、ここで、望ましいサンプル寸法を得るために実行される。このコンピュータープログラムは、CNC機械加工操作と類似する。操作者は、X座標、Y座標、およびZ座標、時間、および次の点までの速度を規定する。このプログラムは、必要ならば多数回循環することにより、望みの厚さが達成されるまで各経路上に薄層を生成し得るか、または移動速度をそれに応じて調節することによって、単一の経路中で望みの厚さを達成し得る。望ましいコンピュータープログラムは、ここで、適切な布地(fabric)特性(例えば、厚さ、面積密度(areal density)、寸法)を得るために、実行される。このコンピュータープログラムは、所定の望ましい布地出力のためのパラメーターを保存する手段である。所望の面積密度および材料の厚さが、消費者の要求によって決定される。所定のポリマー流量およびポリマー対溶媒比のために、膜が、紡績時間および紡績面積の大きさに基づいて、所定の面積密度まで紡績され得る。   The desired computer program is now run to obtain the desired sample dimensions. This computer program is similar to CNC machining operations. The operator defines the X, Y, and Z coordinates, time, and speed to the next point. This program can produce a thin layer on each path by cycling as many times as necessary until the desired thickness is achieved, or by adjusting the moving speed accordingly, a single The desired thickness can be achieved in the path. The desired computer program is now run to obtain the appropriate fabric characteristics (eg, thickness, area density, dimensions). This computer program is a means of storing parameters for a predetermined desired fabric output. The desired area density and material thickness are determined by consumer demand. For a given polymer flow rate and polymer to solvent ratio, the membrane can be spun to a given area density based on the spinning time and the size of the spinning area.

プログラムが実行されて停止した後、電源およびポンプが止められ、基材が、紡績空洞から取り出され、新たに電気紡績された材料およびスクリムが、基材上に残る。この材料は、基材から取り出される前に切断可能にされる。好ましくは、この適用のために、この材料は、少なくとも3時間の間、硬化させられる。その後、この材料は、スクリーンから分離する前、スクリーンの角を徐々に引っ張ることによって、基材から取り出される。   After the program is run and stopped, the power supply and pump are turned off, the substrate is removed from the spinning cavity, and the newly electrospun material and scrim remain on the substrate. This material is made severable before being removed from the substrate. Preferably, for this application, the material is cured for at least 3 hours. This material is then removed from the substrate by slowly pulling the corners of the screen before separating from the screen.

次いで、この新たに形成された材料は、所定の大きさおよび形状の片へと切断される。この材料の大きさおよび形状は、消費者の要求によってか、または用途特異的な適用に基づいてパッケージされる場合は意図される用途によって、決定される。   The newly formed material is then cut into pieces of a predetermined size and shape. The size and shape of this material is determined by consumer demands or by the intended use when packaged based on application specific applications.

この材料は、ここで、検査およびパッケージする準備ができている。検査は、最低限、「実行(run)」1回につき1つ以上のサンプルを試験して、その材料の特性(例えば、厚さ、多孔性、面積密度、縫合保持力、およびボールバースト(ball burst))を決定する。各々についての最適値は、その適用および/または消費者の需要によって決定される。許容される場合、他の片が、別個の容器中に個別にパッケージされる。リントを含まない材料(例えば、DuPont(登録商標)によって製造されたTyvek(登録商標))から作製されたポーチは、これらの片を十分に保護する。最終的に、この材料およびポーチは、滅菌される。   This material is now ready for inspection and packaging. Inspection, at a minimum, tests one or more samples at a “run” time to determine the properties of the material (eg, thickness, porosity, area density, suture retention, and ball burst). burst)). The optimal value for each is determined by its application and / or consumer demand. If allowed, the other pieces are individually packaged in separate containers. A pouch made from a lint-free material (eg, Tyvek® manufactured by DuPont®) fully protects these pieces. Finally, the material and pouch are sterilized.

(燃料電池のための複合材料を電気紡績するためのプロセス)
ここで、燃料電池における使用のために最適に適合された複合材料を電気紡績するための電気紡績技術を使用する好ましい方法が、記載される。本明細書中に記載される好ましい複合材料は、PETの強度を、DuPont(登録商標)によって製造されたNafion(登録商標)の弾性と組み合わせる。2つのポリマーをベースとする溶液(好ましくは、ポリマーおよび溶媒の各々)が開発され、それらの溶液は、一緒になって、基材表面上へと紡績される。
(Process for electrospinning composite materials for fuel cells)
Here, a preferred method of using electrospinning techniques for electrospinning composite materials optimally adapted for use in fuel cells is described. The preferred composite materials described herein combine the strength of PET with the elasticity of Nafion® manufactured by DuPont®. Two polymer-based solutions (preferably each of the polymer and solvent) are developed and the solutions are spun together onto the substrate surface.

この適用のための第1のポリマー溶液は、ポリマー(好ましくは、7.50重量%のPET)を、溶媒(好ましくは、92.50%のHFIP)と混合し、その混合物を完全に溶解させることによって、開発される。この適用のための第2のポリマー溶液は、Nafion(登録商標)(イオンを濾過するために設計された障壁ポリマー)7.50重量%を、溶媒(好ましくは、92.50%のHFIP)と混合し、その第2の混合物を完全に溶解させることによって、開発される。Nafion(登録商標)はまた、溶液形態でも入手可能であり、この形態で、許容可能な結果を達成するために使用され得る。その後、ポリマー溶液の両方が、別個のスピナレット中に配置される。しかし、これらのポリマーおよび溶媒が混合である場合、それらは、単一のスピナレット中に配置され得る。その後、これらのスピナレットの針が、その基材の上8インチの高さへと調節される。   The first polymer solution for this application is to mix the polymer (preferably 7.50 wt% PET) with the solvent (preferably 92.50% HFIP) and dissolve the mixture completely. Developed by The second polymer solution for this application is 7.50 wt% Nafion® (a barrier polymer designed to filter ions) with solvent (preferably 92.50% HFIP). Developed by mixing and completely dissolving the second mixture. Nafion® is also available in solution form and can be used in this form to achieve acceptable results. Thereafter, both polymer solutions are placed in separate spinnerets. However, when these polymers and solvents are mixed, they can be placed in a single spinneret. These spinneret needles are then adjusted to a height of 8 inches above the substrate.

動作制御装置および電気紡績デバイスのコンピューターに、エネルギーが付与される。この動作制御装置のためのMD2コンピュータープログラムが、初期化される。そのプログラムを実行する前に、所定量の上記溶液(好ましくは4.0mL)が、このスピナレット中に移される。バレル(barrel)システムが使用される場合、ピストンが、スピナレットバレルの穴に挿入され、バレルアセンブリが反転され、そしてピストンが、そのバレルから空気が追い出されるまで押される。その後、針(好ましくは、20ゲージ針)が、そのバレルの端部に固定される。   Energy is applied to the operation control apparatus and the electrospinning device computer. The MD2 computer program for this motion control device is initialized. A predetermined amount of the above solution (preferably 4.0 mL) is transferred into the spinneret before running the program. If a barrel system is used, the piston is inserted into the spinneret barrel hole, the barrel assembly is inverted, and the piston is pushed until air is expelled from the barrel. A needle (preferably a 20 gauge needle) is then secured to the end of the barrel.

あるいは、バレルなしのシステムが、使用される場合、望ましい量の溶液が、上記コンピューター中にプログラムされる。そのバレルなしのシステムは、マニホルドベースのマルチスピナレットシステムである。各スピナレットが、マニホルドに結合され、そのマニホルドは、供給レザバに流体連絡されている。その溶液の供給速度は、加圧流体の使用を解して制御可能であり、その加圧流体は、分配速度を制御するために上記レザバに適用される。   Alternatively, if a barrelless system is used, the desired amount of solution is programmed into the computer. The barrelless system is a manifold based multi spinneret system. Each spinneret is coupled to a manifold, which is in fluid communication with a supply reservoir. The solution feed rate can be controlled through the use of pressurized fluid, which is applied to the reservoir to control the dispensing rate.

次いで、ポンプが、スピナレットアセンブリに連結され、DC電源もまた、所定の値までエネルギー付与される。この値は、この適用のためには、最適には18kVである。このポンプが、エネルギー付与され、そして所定の流量(好ましくは0.60mL/分)に調節される。シリンジバレルシステムが使用される場合、このポンプは、バレルを、シリンジを通して所定の速度で機械的に移動させて、流量を制御する。バレルなしのシステムが使用される場合、圧力が、そのスピナレットを通る流量を制御するために操作されえる。使用される特定のポンプ方法は、連続する定常流量が維持される限り、重要ではない。   The pump is then connected to the spinneret assembly and the DC power supply is also energized to a predetermined value. This value is optimally 18 kV for this application. The pump is energized and adjusted to a predetermined flow rate (preferably 0.60 mL / min). When a syringe barrel system is used, the pump mechanically moves the barrel through the syringe at a predetermined speed to control the flow rate. If a barrelless system is used, the pressure can be manipulated to control the flow rate through the spinneret. The particular pumping method used is not critical as long as a continuous steady flow is maintained.

望ましいコンピュータープログラムは、ここで、望ましいサンプル寸法を得るために実行される。このコンピュータープログラムは、CNC機械加工操作と類似する。操作者は、X座標、Y座標、およびZ座標、時間、および次の点までの速度を規定する。このプログラムは、必要ならば多数回循環することにより、望みの厚さが達成されるまで各経路上に薄層を生成し得るか、または移動速度をそれに応じて調節することによって、単一の経路中で望みの厚さを達成し得る。望ましいコンピュータープログラムは、ここで、適切な布地(fabric)特性(例えば、厚さ、面積密度(areal density)、寸法)を得るために、実行される。このコンピュータープログラムは、所定の望ましい布地出力のためのパラメーターを保存する手段である。望ましい免疫密度および材料の厚さが、消費者の要求によって決定される。所定のポリマー流量およびポリマー対溶媒比のために、膜が、紡績時間および紡績面積の大きさに基づいて、所定の面積密度まで紡績され得る。   The desired computer program is now run to obtain the desired sample dimensions. This computer program is similar to CNC machining operations. The operator defines the X, Y, and Z coordinates, time, and speed to the next point. This program can produce a thin layer on each path by cycling as many times as necessary until the desired thickness is achieved, or by adjusting the moving speed accordingly, a single The desired thickness can be achieved in the path. The desired computer program is now run to obtain the appropriate fabric characteristics (eg, thickness, area density, dimensions). This computer program is a means of storing parameters for a predetermined desired fabric output. The desired immune density and material thickness are determined by consumer demand. For a given polymer flow rate and polymer to solvent ratio, the membrane can be spun to a given area density based on the spinning time and the size of the spinning area.

プログラムが実行されて停止した後、電源およびポンプが止められ、基材が、紡績空洞から取り出され、新たに電気紡績された材料およびスクリムが、基材上に残る。この材料は、基材から取り出される前に切断可能にされる。好ましくは、この適用のために、この材料は、少なくとも3時間の間、硬化させられる。その後、この材料は、スクリーンから分離する前、スクリーンの角を徐々に引っ張ることによって、基材から取り出される。   After the program is run and stopped, the power supply and pump are turned off, the substrate is removed from the spinning cavity, and the newly electrospun material and scrim remain on the substrate. This material is made severable before being removed from the substrate. Preferably, for this application, the material is cured for at least 3 hours. This material is then removed from the substrate by slowly pulling the corners of the screen before separating from the screen.

次いで、この新たに形成された材料は、所定の大きさおよび形状の片へと切断される。この材料の大きさおよび形状は、消費者の要求によってか、または用途特異的な適用に基づいてパッケージされる場合は意図される用途によって、決定される。   The newly formed material is then cut into pieces of a predetermined size and shape. The size and shape of this material is determined by consumer demands or by the intended use when packaged based on application specific applications.

この材料は、ここで、検査およびパッケージする準備ができている。検査は、最低限、「実行(run)」1回につき1つ以上のサンプルを試験して、その材料の特性(例えば、厚さ、多孔性、面積密度、縫合保持力、およびボールバースト(ball burst))を決定する。各々についての最適値は、その適用および/または消費者の需要によって決定される。許容される場合、他の片が、別個の容器中に個別にパッケージされる。リントを含まない材料(例えば、DuPont(登録商標)によって製造されたTyvek(登録商標))から作製されたポーチは、これらの片を十分に保護する。最終的に、この材料およびポーチは、滅菌される。   This material is now ready for inspection and packaging. Inspection, at a minimum, tests one or more samples at a “run” time to determine the properties of the material (eg, thickness, porosity, area density, suture retention, and ball burst). burst)). The optimal value for each is determined by its application and / or consumer demand. If allowed, the other pieces are individually packaged in separate containers. A pouch made from a lint-free material (eg, Tyvek® manufactured by DuPont®) fully protects these pieces. Finally, the material and pouch are sterilized.

本発明が、その趣旨または中心的特性から逸脱することなく、他の特定の形態で実施され得ることを、当業者はさらに認識する。本発明の上記の記載が、その例示的実施形態のみ開示する点で、本発明の範囲内にある他の改変形が企図されることが、理解されるべきである。従って、本発明は、本明細書中に詳細に記載された特定の実施形態には限定されない。むしろ、本発明の範囲および内容を示すものとして、添付の特許請求の範囲に対して参照がなされるべきである。   Those skilled in the art will further appreciate that the present invention may be implemented in other specific forms without departing from its spirit or core characteristics. It is to be understood that other variations within the scope of the present invention are contemplated in that the above description of the invention discloses only exemplary embodiments thereof. Accordingly, the present invention is not limited to the specific embodiments described in detail herein. Rather, reference should be made to the appended claims as indicating the scope and content of the invention.

図1は、公知の電気紡績装置の基本的な構成要素の概略的な説明である。FIG. 1 is a schematic description of the basic components of a known electrospinning apparatus. 図2は、本発明の好ましい電気紡績装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a preferred electrospinning apparatus of the present invention. 図3は、本発明の好ましい実施形態の電源の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a power supply according to a preferred embodiment of the present invention. 図4aは、本発明の好ましい実施形態のポンプの斜視図である。FIG. 4a is a perspective view of a preferred embodiment pump of the present invention. 図4bは、本発明の代替実施形態のポンプの斜視図である。FIG. 4b is a perspective view of an alternative embodiment pump of the present invention. 図5は、本発明のカバーされたステントの写真である。FIG. 5 is a photograph of the covered stent of the present invention. 図6は、本発明の弾性の電気紡績布地の写真である。FIG. 6 is a photograph of the elastic electrospun fabric of the present invention. 図7は、比較的大きな微小繊維を有する、本発明の電気紡績布地の写真である。FIG. 7 is a photograph of the electrospun fabric of the present invention having relatively large microfibers. 図8は、布地の縁部を写した、図7の電気紡績された布地の写真である。FIG. 8 is a photograph of the electrospun fabric of FIG. 7 showing the edges of the fabric. 図9は、図7の電気紡績された布地と比べた場合に、比較的小さな微小繊維を有する、本発明の電気紡績された布地の写真である。FIG. 9 is a photograph of the electrospun fabric of the present invention having relatively small microfibers when compared to the electrospun fabric of FIG. 図10は、布地の縁部を写した、図9の電気紡績された布地の写真である。FIG. 10 is a photograph of the electrospun fabric of FIG. 9 showing the edges of the fabric.

Claims (116)

以下を包含する繊維カバーを作製する方法であって、以下:
スピナレットを標的プレート上の所定の位置に対する電位に荷電する工程;
該スピナレットと該標的プレート上の該所定の位置との間に物体を配置する工程;
該スピナレットを介して液体を押し進め、これにより少なくともいくらかの該電位を該液体に移動し、その結果、該液体が、該液体と該所定の位置との間の該電位に起因して、該標的プレート上の該所定の位置に向かって流れを形成し、それにより該流れが、該液体と該所定の位置との間の電位に起因して、複数のナノファイバー中に広がり、これにより少なくともいくつかの該ナノファイバーが、該標的プレートに届く代わりに該物体と衝突する工程;
該物体に対して該標的プレート上の該所定の位置を動かし、それにより該ナノファイバーに該物体をカバーさせる、方法。
A method of making a fiber cover comprising:
Charging the spinneret to a potential for a predetermined location on the target plate;
Placing an object between the spinneret and the predetermined position on the target plate;
Pushing a liquid through the spinneret, thereby transferring at least some of the potential to the liquid, so that the liquid is due to the potential between the liquid and the predetermined position due to the target Forming a flow toward the predetermined position on the plate, whereby the flow spreads into the plurality of nanofibers due to the potential between the liquid and the predetermined position, thereby at least The nanofibers collide with the object instead of reaching the target plate;
Moving the predetermined position on the target plate relative to the object, thereby causing the nanofibers to cover the object.
請求項1に記載の方法であって、該方法が、前記ナノファイバーが前記物体と衝突する場合、該ナノファイバーが湿っていることを確実にする工程をさらに包含する方法。 The method of claim 1, further comprising ensuring that the nanofibers are wet when the nanofibers collide with the object. 請求項2に記載の方法であって、前記ナノファイバーが前記物体と衝突する場合、該ナノファイバーが湿っていることを確実にする工程が、前記スピナレットを該物体から所定の距離に配置する工程を包含する、方法。 3. The method of claim 2, wherein when the nanofibers collide with the object, ensuring that the nanofibers are wet is placing the spinneret at a predetermined distance from the object. Including the method. 請求項2に記載の方法であって、前記ナノファイバーが前記物体と衝突する場合、該ナノファイバーが湿っていることを確実にする工程が、スピナレットと該物体との間の空気圧を、所定の圧力に調節する工程を包含する、方法。 3. The method of claim 2, wherein, when the nanofibers collide with the object, ensuring that the nanofiber is wet comprises setting the air pressure between the spinneret and the object to a predetermined value. Adjusting the pressure. 請求項2に記載の方法であって、前記ナノファイバーが前記物体と衝突する場合、該ナノファイバーが湿っていることを確実にする工程が、スピナレットと該物体との間の気温を、所定の温度に調節する工程を包含する、方法。 3. The method of claim 2, wherein when the nanofibers collide with the object, ensuring that the nanofiber is wet is the temperature between the spinneret and the object is a predetermined value. Adjusting the temperature. 請求項1に記載の方法であって、該方法が、前記流れに対して前記物体を回転させる工程をさらに包含する、方法。 The method of claim 1, further comprising rotating the object relative to the flow. 請求項1に記載の方法であって、前記物体に対して前記標的プレート上の前記所定の位置を移動させる工程が、該標的プレート上の該所定の位置上に該物体を移動させる工程を包含する、方法。 2. The method of claim 1, wherein moving the predetermined position on the target plate relative to the object comprises moving the object onto the predetermined position on the target plate. how to. 請求項1に記載の方法であって、前記物体に対する前記標的プレート上の前記所定の位置を移動させる工程が、該標的プレート上の該所定の位置を該物体の下に移動させる工程を包含する、方法。 2. The method of claim 1, wherein moving the predetermined position on the target plate relative to the object includes moving the predetermined position on the target plate below the object. ,Method. 請求項8に記載の方法であって、該方法が、前記標的プレート上の前記所定の位置の前記相対的移動と共に前記スピナレットを移動させ、その結果該スピナレットが、該所定の位置の実質的に真上に残っている工程をさらに包含する、方法。 9. The method of claim 8, wherein the method moves the spinneret with the relative movement of the predetermined position on the target plate so that the spinneret is substantially at the predetermined position. The method further comprising a step remaining directly above. 請求項1に記載の方法であって、前記スピナレットと前記標的プレート上の前記所定の位置との間に物体を配置する工程が、該スピナレットと該標的プレート上の該所定の位置との間にステントを配置する、方法。 2. The method of claim 1, wherein placing an object between the spinneret and the predetermined position on the target plate includes between the spinneret and the predetermined position on the target plate. A method of placing a stent. 請求項10に記載の方法であって、前記物体に対して前記標的プレート上の前記所定の位置を移動させる工程が、該標的プレート上の該所定の位置の上で該ステントを回転させ、それによりナノファイバーでステント全体をカバーする工程を包含する、方法。 11. The method of claim 10, wherein the step of moving the predetermined position on the target plate relative to the object rotates the stent over the predetermined position on the target plate, Covering the entire stent with nanofibers. 請求項1に記載の方法であって、前記スピナレットを介して液体を押し進める工程が、該スピナレットを介してポリマーおよび溶媒の混合物を押し進める工程を包含する、方法。 The method of claim 1, wherein pushing the liquid through the spinneret comprises pushing a mixture of polymer and solvent through the spinneret. 請求項1に記載の方法であって、前記スピナレットと前記標的プレート上の前記所定の位置との間に物体を配置する工程が、該標的プレート上に基材を配置する工程を包含する、方法。 The method of claim 1, wherein placing an object between the spinneret and the predetermined position on the target plate comprises placing a substrate on the target plate. . 請求項13に記載の方法であって、該方法が、前記基材から前記カバーを除去し、これによってナノファイバーの自立構造の物質を形成する工程をさらに包含する、方法。 14. The method of claim 13, further comprising removing the cover from the substrate, thereby forming a self-supporting material of nanofibers. 請求項1に記載の方法であって、前記スピナレットと前記標的プレート上の前記所定の位置との間に物体を配置する工程が、該スピナレットと該標的プレート上の該所定の位置との間にスクリムを配置する工程を包含する、方法。 2. The method of claim 1, wherein placing an object between the spinneret and the predetermined position on the target plate includes between the spinneret and the predetermined position on the target plate. Placing the scrim. 請求項1に記載の方法であって、該方法が、以下:
第2のスピナレットを前記標的プレート上の前記所定の位置に対して電位で荷電する工程;
該第2のスピナレットを介して第2の液体を押し進め、これにより少なくともいくらかの該電位を該液体に移動し、その結果、該液体が、該液体と該所定の位置との間の電位に起因して、該標的プレート上の該所定の位置に向かって流れを形成し、それにより該流れが、該液体と該所定の場所との間の電位に起因して、複数のナノファイバー中に広がり、これにより少なくともいくらかの該ナノファイバーが、該標的プレートに届く代わりに該物体と衝突する工程をさらに包含する、方法。
The method of claim 1, wherein the method comprises:
Charging a second spinneret at a potential relative to the predetermined location on the target plate;
Pushing the second liquid through the second spinneret, thereby transferring at least some of the potential to the liquid so that the liquid is due to the potential between the liquid and the predetermined position Forming a flow towards the predetermined location on the target plate, whereby the flow spreads into the plurality of nanofibers due to the potential between the liquid and the predetermined location Further comprising the step of causing at least some of the nanofibers to collide with the object instead of reaching the target plate.
請求項1に記載の方法であって、該方法が、前記材料を伸ばし、それにより前記ナノファイバーをお互いに整列させる工程をさらに包含する、方法。 The method of claim 1, further comprising stretching the material, thereby aligning the nanofibers with each other. 請求項12に記載の方法であって、前記スピナレットを介してポリマーと溶媒との混合物を押し進める工程が、PLA、PET、PGA、PCL、PDO、コラーゲン、ポリテトラフルオロエチレン、多活性、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、シリコーン、およびPUの群に属するポリマーとHFIP、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、クロロホルム、ジメチルホルムアミド、塩化メチレンおよびキシレンの群に属する溶媒との混合物を押し進める工程を包含する、方法。 13. The method according to claim 12, wherein the step of pushing the mixture of the polymer and the solvent through the spinneret is PLA, PET, PGA, PCL, PDO, collagen, polytetrafluoroethylene, polyactive, polyurethane, polyester. Pushing a mixture of a polymer belonging to the group of polypropylene, polyethylene, silicone and PU with a solvent belonging to the group of HFIP, dichloromethane, dimethylacetamide, chloroform, dimethylformamide, methylene chloride and xylene. 請求項1に記載の方法であって、該方法が、前記ナノファイバーを織る工程をさらに包含する、方法。 The method of claim 1, further comprising the step of weaving the nanofibers. 請求項19に記載の方法であって、前記ナノファイバーを織る工程が、該ナノファイバーを加熱し、そして織られた表面上の該ナノファイバーに圧力をかけ、それにより該表面の織地をナノファイバーに移動する、方法。 20. The method of claim 19, wherein the step of weaving the nanofibers heats the nanofibers and applies pressure to the nanofibers on a woven surface, thereby causing the surface fabric to become nanofibers. The way to go. 請求項19に記載の方法であって、前記ナノファイバーを織る工程が、前記スピナレットと前記標的プレート上の前記所定の位置との間に配置される物体として織られた基材を使用し、これにより、該ナノファイバーが該織られた基材上で乾燥するように、該基材の織地を該ナノファイバーに移動する工程を包含する、方法。 21. The method of claim 19, wherein the step of weaving the nanofibers uses a woven substrate as an object placed between the spinneret and the predetermined location on the target plate. Moving the substrate fabric to the nanofibers such that the nanofibers dry on the woven substrate. 物体を材料でカバーする方法であって、該方法が、以下:
スピナレットを標的プレート上の所定の位置に対する電位で荷電する工程;
該スピナレットと該標的プレートとの間に、カバーされるべき物体を配置する工程;
該スピナレットを介して液体を押し進め、これにより少なくともいくらかの該電位を該液体に移動し、その結果、該液体が、該液体と該所定の位置との間の電位に起因して、該標的プレート上の該所定の位置に向かう流れを形成し、それにより該流れが、該液体と該所定の場所との間の電位に起因して、複数のナノファイバー中に広がり;これにより該複数のナノファイバーが、該物体と衝突する工程;
該ナノファイバーが該物体と衝突する場合、該ナノファイバーが該物体と接着するほど十分に湿っていることを確実にする工程、
該ナノファイバーがまだ湿っている間に、該物体の上に材料を配置し、その結果該ナノファイバーが該材料を該スピナレットに結合させる工程を包含する、方法。
A method of covering an object with a material, the method comprising:
Charging the spinneret with a potential relative to a predetermined location on the target plate;
Placing an object to be covered between the spinneret and the target plate;
Pushing the liquid through the spinneret, thereby transferring at least some of the potential to the liquid so that the liquid is due to the potential between the liquid and the predetermined position Forming a flow toward the predetermined location above, whereby the flow spreads into the plurality of nanofibers due to the potential between the liquid and the predetermined location; The fiber colliding with the object;
Ensuring that when the nanofibers collide with the object, the nanofibers are sufficiently wet to adhere to the object;
Placing the material on the object while the nanofibers are still wet, so that the nanofibers bind the material to the spinneret.
請求項22に記載の方法であって、前記スピナレットを介して液体を押し進める工程が、該スピナレットを介して溶媒中に溶解された第1のポリマーを押し進める工程を包含する、方法。 23. The method of claim 22, wherein pushing the liquid through the spinneret comprises pushing a first polymer dissolved in a solvent through the spinneret. 請求項23に記載の方法であって、前記ナノファイバーがまだ湿っている間に、前記物体の上に材料を配置する工程が、該ナノファイバーがまだ湿っている間に、該物体の上に前記第1のポリマーの材料を配置する工程を包含する、方法。 24. The method of claim 23, wherein the step of placing material on the object while the nanofibers are still wet comprises the steps of placing the material on the object while the nanofibers are still wet. Disposing a material of the first polymer. 基材を構造体に結合させる方法であって、該方法が、以下:
電気紡績装置を提供する工程;
液体形態において結合物質を提供する工程;
液体形態において該結合物質を該電気紡績装置に導入する工程;
該電気紡績装置を操作し、その結果該結合物質が、100マイクロメートル未満の平均直径を有するナノファイバー中に広がる工程;
該ナノファイバーを標的構造体に向ける工程;
該ナノファイバーが該標的構造体と接触している際に該ナノファイバーが十分湿ったままであることを確実にし、その結果、該ナノファイバーが該標的構造体上に薄いカバーを形成し、該カバーが複数の無作為に配置された内部空間を備える工程
を包含する、方法。
A method of bonding a substrate to a structure, the method comprising:
Providing an electrospinning apparatus;
Providing a binding substance in liquid form;
Introducing the binding substance into the electrospinning device in liquid form;
Operating the electrospinning device so that the binding material extends into nanofibers having an average diameter of less than 100 micrometers;
Directing the nanofibers to a target structure;
Ensuring that the nanofibers remain sufficiently wet when the nanofibers are in contact with the target structure, so that the nanofibers form a thin cover on the target structure, Comprising a plurality of randomly arranged interior spaces.
請求項25に記載の方法であって、電気紡績装置を提供する工程が、以下:
流体管に作動可能に接続された針を提供する工程;
該流体管を介して流体を押し進めるように構築され、配列されるポンプを提供する工程;
該針から作動可能に置き換えられる標的プレートを提供する工程;および
該標的プレートと該針との間に可変の制御可能な電位を確立するように構築され、配列される電源を提供する工程
を包含する、方法。
26. The method of claim 25, wherein the step of providing an electrospinning device includes the following:
Providing a needle operably connected to the fluid conduit;
Providing a pump constructed and arranged to push fluid through the fluid conduit;
Providing a target plate operatively replaced from the needle; and providing a power source constructed and arranged to establish a variable controllable potential between the target plate and the needle. how to.
請求項25に記載の方法であって、液体形態において結合物質を提供する工程が、PLA、PET、PGA、PCL、PDO、コラーゲン、多活性、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、シリコーン、およびPUの群に属するポリマーとHFIP、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、クロロホルム、ジメチルホルムアミド、塩化メチレンおよびキシレンの群に属する溶媒との混合物を提供する工程を包含する、方法。 26. The method of claim 25, wherein the step of providing the binding material in liquid form comprises PLA, PET, PGA, PCL, PDO, collagen, polyactive, polytetrafluoroethylene, polyurethane, polyester, polypropylene, polyethylene, Providing a mixture of silicone and a polymer belonging to the PU group with a solvent belonging to the group of HFIP, dichloromethane, dimethylacetamide, chloroform, dimethylformamide, methylene chloride and xylene. 請求項26に記載の方法であって、液体形態において前記結合物質を前記電気紡績装置に導入する工程が、前記流体管を介して液体形態において該結合物質を押し進める工程を包含する、方法。 27. The method of claim 26, wherein introducing the binding material into the electrospinning device in liquid form includes pushing the binding material in liquid form through the fluid conduit. 請求項28に記載の方法であって、前記流体管を介して液体形態における前記結合物質を押し進める工程が、該流体管を介して液体形態において該結合物質を押し進める前記ポンプを使用して達成される、方法。 29. The method of claim 28, wherein pushing the binding material in liquid form through the fluid conduit is accomplished using the pump pushing the binding material in liquid form through the fluid conduit. The way. 請求項26に記載の方法であって、前記電気紡績装置を操作し、その結果前記結合物質が、100マイクロメートル未満の平均直径を有するナノファイバー中に広がる工程が、以下:
針を前記標的プレートの12インチ上に配置する工程;
前記電源を制御して該針と該プレートとの間の19kV電位を確立する工程;および
前記流体管を介して前記結合剤を0.60mL/分で押し進めるように、前記ポンプを電圧を加えて作動させ、そして設定する工程
を包含する、方法。
27. The method of claim 26, wherein the step of operating the electrospinning device so that the binding material extends into nanofibers having an average diameter of less than 100 micrometers is as follows:
Positioning a needle 12 inches above the target plate;
Controlling the power supply to establish a 19 kV potential between the needle and the plate; and applying a voltage to the pump to push the binder through the fluid line at 0.60 mL / min. A method comprising the steps of actuating and setting.
薬物を標的部位に送達する方法であって、該方法が、以下:
標的プレート上の所定の位置に対する電位でスピナレットを荷電し;
該スピナレットを介して薬物を含む液体を押し進め、それにより少なくともいくらかの該電位を該液体に移動し、その結果該液体が、該液体と該所定の位置との間の該電位に起因して、該標的プレート上の該所定の位置に向けられる流れを形成し、それにより該流れが、該液体と該所定の位置との間の電位に起因して、複数のナノファイバー中に広がる工程;
該ナノファイバーが該標的プレートと衝突する場合、該ナノファイバーが一緒に接着し、布様材料を形成するほど十分に湿っていることを確実にする工程;
インビボで標的部位にて該布様材料を配置し、これにより該標的部位にて組織が該布様材料から該薬物を流出する工程
を包含する、方法。
A method of delivering a drug to a target site, the method comprising:
Charging the spinneret with a potential for a predetermined position on the target plate;
Pushing the liquid containing the drug through the spinneret, thereby transferring at least some of the potential to the liquid, so that the liquid is due to the potential between the liquid and the predetermined position, Forming a flow directed to the predetermined location on the target plate, whereby the flow spreads into a plurality of nanofibers due to an electrical potential between the liquid and the predetermined location;
Ensuring that when the nanofibers collide with the target plate, the nanofibers adhere together and are sufficiently wet to form a cloth-like material;
Placing the cloth-like material at a target site in vivo, whereby tissue drains the drug from the cloth-like material at the target site.
請求項31に記載の方法であって、前記ナノファイバーが前記標的プレートと衝突する場合、該ナノファイバーが一緒に接着し、布様材料を形成するほど十分湿っていることを確実にする工程が、前記スピナレットを該標的プレートから所定の距離に配置する工程を包含する、方法。 32. The method of claim 31, wherein, when the nanofibers collide with the target plate, ensuring that the nanofibers adhere together and are sufficiently wet to form a cloth-like material. Placing the spinneret at a predetermined distance from the target plate. 請求項31に記載の方法であって、前記ナノファイバーが前記標的プレートと衝突する場合、該ナノファイバーが一緒に接着し、布様材料を形成するほど十分湿っていることを確実にする工程が、前記スピナレットと該標的プレートとの間の気圧を所定の圧力に調節する工程を包含する、方法。 32. The method of claim 31, wherein, when the nanofibers collide with the target plate, ensuring that the nanofibers adhere together and are sufficiently wet to form a cloth-like material. Adjusting the air pressure between the spinneret and the target plate to a predetermined pressure. 請求項31に記載の方法であって、前記ナノファイバーが前記標的プレートと衝突する場合、該ナノファイバーが一緒に接着し、布様材料を形成するほど十分湿っていることを確実にする工程が、前記スピナレットと該標的プレートとの間の気温を所定の温度に調節する工程を包含する、方法。 32. The method of claim 31, wherein, when the nanofibers collide with the target plate, ensuring that the nanofibers adhere together and are sufficiently wet to form a cloth-like material. Adjusting the air temperature between the spinneret and the target plate to a predetermined temperature. 請求項31に記載の方法であって、該方法が、以下:
前記スピナレットと前記標的プレート上の前記所定の位置との間に物体を配置し、その結果少なくともいくらかの前記ナノファイバーが、該標的プレートに達する代わりに該物体と衝突する工程;
該物体に対する該標的プレート上の該所定の位置を移動させ、それにより該ナノファイバーに該布様材料で該物体をカバーさせる工程をさらに包含する、方法。
32. The method of claim 31, wherein the method comprises:
Placing an object between the spinneret and the predetermined position on the target plate so that at least some of the nanofibers collide with the object instead of reaching the target plate;
Moving the predetermined position on the target plate relative to the object, thereby causing the nanofibers to cover the object with the cloth-like material.
請求項35に記載の方法であって、前記スピナレットと前記標的プレート上の前記所定の位置との間に物体を配置する工程が、該スピナレットと該標的プレート上の該所定の位置との間にステントを配置する工程を包含する、方法。 36. The method of claim 35, wherein placing an object between the spinneret and the predetermined position on the target plate includes between the spinneret and the predetermined position on the target plate. Placing the stent. 請求項35に記載の方法であって、前記スピナレットと前記標的プレート上の前記所定の位置との間に物体を配置する工程が、該スピナレットと該標的プレート上の該所定の位置との間にスクリムを配置する工程を包含する、方法。 36. The method of claim 35, wherein placing an object between the spinneret and the predetermined position on the target plate includes between the spinneret and the predetermined position on the target plate. Placing the scrim. 請求項35に記載の方法であって、該方法が、前記物体をプライム溶液でプライムし、その後前記スピナレットと前記標的プレート上の前記所定の位置との間に該物体を配置する工程をさらに包含する、方法。 36. The method of claim 35, further comprising priming the object with a prime solution and then placing the object between the spinneret and the predetermined location on the target plate. how to. 請求項38に記載の方法であって、前記物体をプライムする工程が、前記液体中において該物体をディップコートする工程を包含する、方法。 39. The method of claim 38, wherein priming the object comprises dip coating the object in the liquid. 請求項31に記載の方法であって、前記スピナレットを介して薬物を含む液体を押し進める工程が、該スピナレットを介してポリマー、薬物および溶媒を含む液体を押し進める工程を包含する、方法。 32. The method of claim 31, wherein pushing the liquid containing the drug through the spinneret comprises pushing the liquid containing the polymer, drug and solvent through the spinneret. 請求項40に記載の方法であって、前記スピナレットを介してポリマー、薬物および溶媒を含む液体を押し進める工程が、PLA、PET、PGA、PCL、PDO、コラーゲン、多活性、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、シリコーン、およびPUの群から選択されるポリマーとラパマイシン、タキソールおよびワルファリンから選択される薬物ならびにHFIP、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、クロロホルム、ジメチルホルムアミド、塩化メチレンおよびキシレンの群に属する溶媒を含む液体を押し進める工程を包含する、方法。 41. The method of claim 40, wherein the step of pushing a liquid comprising a polymer, a drug and a solvent through the spinneret comprises PLA, PET, PGA, PCL, PDO, collagen, multi-activity, polytetrafluoroethylene, polyurethane A polymer selected from the group of polyester, polypropylene, polyethylene, silicone, and PU and a drug selected from rapamycin, taxol and warfarin and belongs to the group of HFIP, dichloromethane, dimethylacetamide, chloroform, dimethylformamide, methylene chloride and xylene Pushing the liquid containing the solvent. 請求項41に記載の方法であって、前記スピナレットを介してポリマー、薬物および溶媒を含む液体を押し進める工程が、質量で15〜20%のPLA、質量で80〜85%のHFIP、およびポリマー質量の0.05〜1%のラパマイシン、タキソールおよびワルファリンの群から選択される薬物を含む液体を押し進める工程を包含する、方法。 42. The method of claim 41, wherein pushing the liquid comprising the polymer, drug and solvent through the spinneret comprises 15-20% PLA by mass, 80-85% HFIP by mass, and polymer mass. Pushing a liquid comprising a drug selected from the group of 0.05 to 1% rapamycin, taxol and warfarin. 請求項42に記載の方法であって、前記スピナレットを介してポリマー、薬物および溶媒を含む液体を押し進める工程が、質量で17.9%のPLA、質量で82.1%のHFIP、およびポリマー質量の0.05%のラパマイシン、タキソールおよびワルファリンの群から選択される薬物を含む液体を押し進める工程を包含する、方法。 43. The method of claim 42, wherein forcing the liquid comprising polymer, drug and solvent through the spinneret comprises 17.9% PLA by mass, 82.1% HFIP by mass, and polymer mass. Pushing the liquid comprising a drug selected from the group of 0.05% rapamycin, taxol and warfarin. 請求項41に記載の方法であって、前記スピナレットを介してポリマー、薬物および溶媒を含む液体を押し進める工程が、PET、PGA、PCL、PDO、コラーゲン、多活性、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、シリコーン、およびPUの群から選択される質量で10〜20%のポリマー、質量で80〜90%のHFIP、およびポリマー質量の0.05〜1%のラパマイシン、タキソールおよびワルファリンの群から選択される薬物を含む液体を押し進める工程を包含する、方法。 42. The method of claim 41, wherein the step of pushing a liquid comprising a polymer, a drug and a solvent through the spinneret comprises PET, PGA, PCL, PDO, collagen, multi-activity, polytetrafluoroethylene, polyurethane, polyester 10-20% polymer by weight selected from the group of polypropylene, polyethylene, silicone, and PU, 80-90% HFIP by weight, and 0.05-1% rapamycin, taxol and warfarin by weight of polymer. Pushing the liquid containing a drug selected from the group. 請求項31に記載の方法であって、該方法が、洗浄溶液中で前記布様材料をリンスして、表面薬物を除去し、その後インビボでの標的部位にて該布様材料を配置する工程をさらに包含する、方法。 32. The method of claim 31, wherein the method comprises rinsing the cloth-like material in a cleaning solution to remove surface drug and then placing the cloth-like material at a target site in vivo. Further comprising a method. 請求項45に記載の方法であって、前記布様材料をリンスする工程が、脱イオン水、CO、メタノール、アルコール、キシレン、および滅菌水から選択される洗浄溶液中の前記布様材料でリンスする工程を包含する、方法。 The method according to claim 45, rinsing the cloth-like material, deionized water, CO 2, methanol, alcohols, xylene, and the cloth-like material in the wash solution is selected from sterile water A method comprising the step of rinsing. 請求項31に記載の方法であって、該方法が、以下:
第2のスピナレットを前記標的プレート上の前記所定の位置に対する電位で荷電し;
第2のスピナレットを介して、ポリマーおよび溶媒を含む、第2の液体を押し進め、これにより少なくともいくらかの該電位を前記液体に移動し、その結果該液体が、該液体と該所定の位置との間の電位に起因して、該標的プレート上の該所定の位置に向かう流れを形成し、これにより該流れが該液体と該所定の位置との間の電位に起因して、複数のナノファイバー中に広がる工程をさらに包含する、方法。
32. The method of claim 31, wherein the method comprises:
Charging a second spinneret at a potential relative to the predetermined location on the target plate;
The second liquid, including the polymer and solvent, is pushed through the second spinneret, thereby transferring at least some of the potential to the liquid, so that the liquid is in contact with the liquid and the predetermined position. Due to the potential between, forming a flow towards the predetermined location on the target plate, whereby the flow is caused by the potential between the liquid and the predetermined location A method further comprising the step of spreading therein.
請求項31に記載の方法であって、インビボでの標的部位に前記布様材料を配置する工程が、該材料を血管の領域上の血管の外部壁の周りを包む工程を包含し、ここで内膜過形成が、妨げられる、方法。 32. The method of claim 31, wherein placing the cloth-like material at a target site in vivo comprises wrapping the material around the outer wall of the blood vessel over the region of the blood vessel, A method wherein intimal hyperplasia is prevented. 請求項31に記載の方法であって、前記スピナレットを介して薬物を含む液体を押し進め、それにより少なくともいくらかの前記電位を該液体に移動させ、その結果該液体が、該液体と該所定の位置との間の電位に起因して、前記標的プレート上の前記所定の位置に向かう流れを形成し、それにより該流れが、該液体と該所定の位置との間の電位に起因して、複数のナノファイバー中に広がり、それにより該流れが該液体と該所定の位置との間の電位に起因する複数のナノファイバー中に広がる工程が、該スピナレットを介して免疫抑制薬を含む液体を前に押し出し、これにより該液体に該電位の少なくともいくらかを移動させ、その結果該液体が該液体と該所定の位置との間の電位に起因して、標的プレート上の該所定の位置に向かって流れを形成し、これにより該流れが、該液体と該所定の位置との間の電位に起因して、複数のナノファイバー中に広がる、方法。 32. The method of claim 31, wherein a liquid containing a drug is pushed through the spinneret, thereby transferring at least some of the potential to the liquid, so that the liquid and the predetermined position. Forming a flow toward the predetermined position on the target plate, whereby the flow is a plurality of liquids due to the electric potential between the liquid and the predetermined position. Spreading into the plurality of nanofibers, whereby the flow spreads into the plurality of nanofibers due to an electrical potential between the liquid and the predetermined location, the liquid containing the immunosuppressive drug is passed through the spinneret. And thereby moving at least some of the potential to the liquid so that the liquid moves toward the predetermined position on the target plate due to the potential between the liquid and the predetermined position. Flow Forming a, thereby the said stream, due to the potential between the liquid and the predetermined position, spread in a plurality of nanofibers, method. 100マイクロメーター未満の平均直径を有する第1のポリマーの複数の無作為に配向された内部で絡み合った織られていない微小繊維を含む、材料。   A material comprising a plurality of randomly oriented internally entangled non-woven microfibers of a first polymer having an average diameter of less than 100 micrometers. 前記微小繊維は薬物を含む、請求項50に記載の材料。 51. The material of claim 50, wherein the microfiber comprises a drug. 前記薬物は免疫抑制剤である、請求項51に記載の材料。 52. The material of claim 51, wherein the drug is an immunosuppressant. 前記薬物は、ラパマイシン、タキソール、およびワルファリンの群に属する、請求項52に記載の材料。 53. The material of claim 52, wherein the drug belongs to the group of rapamycin, taxol, and warfarin. 前記微小繊維の間かつ該微小繊維により規定される隙間内にトラップされる薬物をさらに含む、請求項50に記載の材料。 51. The material of claim 50, further comprising a drug trapped between the microfibers and within a gap defined by the microfibers. 複数の薬物含有ミクロスフェアをさらに含み、各々のミクロスフェアは、前記微小繊維の間に、かつ該微小繊維により規定される隙間内にトラップされる、請求項50に記載の材料。 51. The material of claim 50, further comprising a plurality of drug-containing microspheres, each microsphere being trapped between the microfibers and within a gap defined by the microfibers. 前記材料は、100マイクロメーター未満の平均直径を有する第2のポリマーの複数の無作為に配向された内部で絡み合った織られていない微小繊維をさらに含む、請求項50に記載の材料。 51. The material of claim 50, wherein the material further comprises a plurality of randomly oriented internally entangled non-woven microfibers of a second polymer having an average diameter of less than 100 micrometers. 前記微小繊維は、過フルオロスルホネートイオノマーを含む、請求項50に記載の材料。 51. The material of claim 50, wherein the microfiber comprises a perfluorosulfonate ionomer. 前記第1のポリマーの無作為に配向された内部で絡み合った織られていない微小繊維に操作可能に付着されたスクリムをさらに含み、その結果、該スクリムは、該スクリムの少なくとも一方の側上が該微小繊維によってカバーされる、請求項50に記載の材料。 The scrim further includes a scrim operatively attached to randomly oriented internally entangled non-woven microfibers of the first polymer so that the scrim is on at least one side of the scrim. 51. The material of claim 50, covered by the microfibers. 前記微小繊維は同位体をさらに含む、請求項50に記載の材料。 51. The material of claim 50, wherein the microfiber further comprises an isotope. 前記同位体は酸化ツリウム169を含む、請求項59に記載の材料。 60. The material of claim 59, wherein the isotope comprises thulium oxide 169 . 前記同位体は塩化カルシウム45を含む、請求項59に記載の材料。 60. The material of claim 59, wherein the isotope comprises calcium chloride 45 . 前記ポリマーは、液体形態にある場合に、1〜50センチポアズの粘度を有する、請求項50に記載の材料。 51. The material of claim 50, wherein the polymer has a viscosity of 1 to 50 centipoise when in liquid form. 標的部位に放射線を送達する方法であって、該方法は、以下の工程:
標的プレート上の所定の位置に対する電位差でスピナレットを充電する工程;
該スピナレットを通して同位体を含む液体に力をかけ、それにより、該電位のうちの少なくともいくらかを該液体に移動させ、その結果、該液体が、該液体と該所定の位置との間の電位差に起因して、該標的プレート上の該所定の位置に向かって指向される流れを形成し、それにより、該流れは、該液体と該所定の位置との間の電位差に起因して、複数のナノ繊維へと広がる工程;
該スピナレットを、該標的プレートから所定の距離に配置し、その結果、該ナノ繊維が該標的プレートに衝突する場合、一緒に接着するに十分湿潤である工程;
布様材料をインビボで標的部位に配置する工程;
電磁気エネルギーを該布様材料に向かって配向させる工程
を包含する、方法。
A method of delivering radiation to a target site, the method comprising the following steps:
Charging the spinneret with a potential difference relative to a predetermined location on the target plate;
A force is applied to the liquid containing the isotope through the spinneret, thereby transferring at least some of the potential to the liquid, so that the liquid is subjected to a potential difference between the liquid and the predetermined location. Due to forming a flow directed toward the predetermined location on the target plate, whereby the flow is caused by a plurality of potential differences between the liquid and the predetermined location. The process of spreading into nanofibers;
Placing the spinneret at a predetermined distance from the target plate, so that it is sufficiently wet to adhere together when the nanofibers impact the target plate;
Placing the cloth-like material at a target site in vivo;
Orienting electromagnetic energy toward the cloth-like material.
前記布様材料に向かって電磁エネルギーを指向させる工程は、該布様材料をインビボで標的部位に配置する前に行う、請求項63に記載の方法。 64. The method of claim 63, wherein directing electromagnetic energy toward the cloth-like material is performed prior to placing the cloth-like material at a target site in vivo. 前記布様材料に向かって電磁エネルギーを指向させる工程は、該布様材料をインビボで標的部位に配置する後に行う、請求項63に記載の方法。 64. The method of claim 63, wherein directing electromagnetic energy toward the cloth-like material is performed after placing the cloth-like material at a target site in vivo. 前記布様材料に向かって電磁エネルギーを指向させる工程は、該布様材料を所定の電力レベルで所定の期間、核反応器に配置する工程を包含する、請求項64に記載の方法。 65. The method of claim 64, wherein directing electromagnetic energy toward the cloth-like material comprises placing the cloth-like material in a nuclear reactor at a predetermined power level for a predetermined period of time. 前記布様材料を所定の電力レベルで所定の期間、核反応器に配置する工程は、該布様材料を1〜10メガワットの間の電力レベルで30〜60分間の間核反応器に配置する工程を包含する、請求項66に記載の方法。 Placing the cloth-like material in the nuclear reactor at a predetermined power level for a predetermined period of time places the cloth-like material in the nuclear reactor at a power level between 1-10 megawatts for 30-60 minutes. 68. The method of claim 66, comprising a step. 前記布様材料を所定の電力レベルで所定の期間、核反応器に配置する工程は、該布様材料を3〜7メガワットの間の電力レベルで40〜50分間の間核反応器に配置する工程を包含する、請求項67に記載の方法。 Placing the cloth-like material in the nuclear reactor at a predetermined power level for a predetermined period of time places the cloth-like material in the nuclear reactor for 40-50 minutes at a power level between 3-7 megawatts. 68. The method of claim 67, comprising a step. 前記布様材料を所定の出力レベルで所定の時間の間、核リアクターに配置する工程が、該布様材料を、約5メガワットの出力レベルで約42分の間、核リアクターに配置することを含む、請求項67に記載の方法。 Placing the cloth-like material in the nuclear reactor at a predetermined power level for a predetermined time comprises placing the cloth-like material in the nuclear reactor at a power level of about 5 megawatts for about 42 minutes. 68. The method of claim 67, comprising. ステントのためのカバーであって:
第1のポリマーの複数の繊維であって、平均して100マイクロメーターより小さい直径を有し、該ステントの外表面に接着し、互いに相互に角度をなすが織られていない繊維;
該カバー内に作動可能に含まれる薬物、を備える、カバー。
The cover for the stent:
A plurality of fibers of a first polymer having an average diameter of less than 100 micrometers, adhered to the outer surface of the stent and angled to each other but not woven;
A cover comprising a drug operatively contained within the cover.
前記薬物が、前記繊維中に溶解されている、請求項70に記載のステントカバー。 71. The stent cover of claim 70, wherein the drug is dissolved in the fiber. 前記薬物が、前記繊維によって規定され、かつ前記繊維の間に位置決めされる隙間内の液体形態中に含まれる、請求項70に記載のステントカバー。 71. The stent cover of claim 70, wherein the drug is contained in a liquid form defined by the fibers and in a gap positioned between the fibers. 前記薬物が、前記繊維によって規定され、かつ前記繊維の間に位置決めされる隙間内のミクロスフェア内に含まれる、請求項70に記載のステントカバー。 71. The stent cover of claim 70, wherein the drug is contained within microspheres in gaps defined by the fibers and positioned between the fibers. ステントであって:
本体管腔支持構造;
該支持構造上に配置されるカバーであって、100マイクロメーターより小さい平均直径を有する複数の繊維を含み、該繊維が、該支持構造上で、該カバー内の実質的にランダムな複数の隙間スペースを生成するように、実質的にランダムなパターンで整列されるカバー;および
該カバー内に配置される治療薬剤、を備える、ステント。
A stent:
Body lumen support structure;
A cover disposed on the support structure, comprising a plurality of fibers having an average diameter of less than 100 micrometers, wherein the fibers are a plurality of substantially random gaps in the cover on the support structure. A stent comprising a cover that is aligned in a substantially random pattern to create a space; and a therapeutic agent disposed within the cover.
前記治療薬剤が、薬物である、請求項74に記載のステント。 75. The stent of claim 74, wherein the therapeutic agent is a drug. 前記治療薬剤が、成長因子およびサイトカインの群に属する、請求項74に記載のステント。 75. The stent of claim 74, wherein the therapeutic agent belongs to the group of growth factors and cytokines. 前記治療薬剤が、生存細胞である、請求項74に記載のステント。 75. The stent of claim 74, wherein the therapeutic agent is a living cell. 前記治療薬剤が、抗再狭窄薬剤である、請求項74に記載のステント。 75. The stent of claim 74, wherein the therapeutic agent is an anti-restenosis agent. 前記治療薬剤が、前記隙間スペース内に配置される、請求項74に記載のステント。 75. The stent of claim 74, wherein the therapeutic agent is disposed within the interstitial space. 前記繊維の少なくとも一部分が、前記治療薬剤を含む、請求項74に記載のステント。 75. The stent of claim 74, wherein at least a portion of the fibers comprise the therapeutic agent. 前記繊維が、ポリマーを含む、請求項74に記載のステント。 75. The stent of claim 74, wherein the fibers comprise a polymer. 前記繊維が、ポリマーおよび治療薬剤を含む、請求項74に記載のステント。 75. The stent of claim 74, wherein the fiber comprises a polymer and a therapeutic agent. 身体管腔の開存性を維持するための構造体であって:
支持足場;
該足場に付与されるカバーであって、該足場に付与される複数のナノファイバーを、該ナノファイバーを互いにかつ該足場への接着を最大にするように実質的に湿潤状態で含み、該ナノファイバーが約100マイクロメーターより小さい平均直径を有する、カバー;
該ナノファイバーによって形成される該カバー中の複数の隙間スペース、を備える、構造体。
A structure for maintaining the patency of a body lumen comprising:
Support scaffold;
A cover applied to the scaffold, comprising a plurality of nanofibers applied to the scaffold, wherein the nanofibers are substantially wet in order to maximize adhesion to each other and to the scaffold, A cover wherein the fibers have an average diameter less than about 100 micrometers;
A structure comprising a plurality of interstitial spaces in the cover formed by the nanofibers.
前記隙間スペースの少なくとも一部分中に配置された組織処理物質をさらに備える、請求項83に記載の構造体。 84. The structure of claim 83, further comprising a tissue treatment material disposed in at least a portion of the gap space. 前記組織処理物質が、抗再狭窄薬物である、請求項84に記載の構造体。 85. The structure of claim 84, wherein the tissue treatment substance is an anti-restenosis drug. 前記ナノファイバーが、ポリマーを含む、請求項83に記載の構造体。 84. The structure of claim 83, wherein the nanofiber comprises a polymer. 前記ナノファイバーが、ポリマーおよび組織処理物質を含む、請求項83に記載の構造体。 84. The structure of claim 83, wherein the nanofiber comprises a polymer and a tissue treatment material. 身体管腔の開存性を維持する方法であって:
ステントフレームを提供する工程;
該ステントフレームを、湿潤繊維でカバーする工程であって、該繊維が直径100マイクロメーターより小さい直径を有する工程;
該湿潤繊維を、互いに、かつ該ステントフレームに、複数の実質的にランダムに配置された隙間スペースを有するカバーを生成するように接着させる工程;
該カバーに治療薬剤を装填する工程;
該ステントフレームを身体管腔中に導入する工程;
該治療薬物を該身体管腔中の組織に影響するようにする工程、を包含する、方法。
A method for maintaining patency of a body lumen, comprising:
Providing a stent frame;
Covering the stent frame with wet fibers, the fibers having a diameter less than 100 micrometers in diameter;
Adhering the wet fibers to each other and to the stent frame so as to produce a cover having a plurality of substantially randomly spaced gap spaces;
Loading the cover with a therapeutic agent;
Introducing the stent frame into a body lumen;
Allowing the therapeutic drug to affect tissue in the body lumen.
前記カバーに治療薬剤を装填する工程が、前記ステントフレームを、ポリマーおよび前記薬剤を含む繊維でカバーすることを包含する、請求項88に記載の方法。 90. The method of claim 88, wherein loading the cover with a therapeutic agent comprises covering the stent frame with a polymer and a fiber comprising the agent. 前記カバーに治療薬剤を装填する工程が、前記隙間スペースの少なくとも一部分を、前記薬剤で充填することを包含する、請求項88に記載の方法。 90. The method of claim 88, wherein loading the cover with a therapeutic agent comprises filling at least a portion of the gap space with the agent. 前記治療薬物を組織に影響するようにする工程が、該組織中に薬物の溶出を可能にすることを含む、請求項88に記載の方法。 90. The method of claim 88, wherein the step of causing the therapeutic drug to affect tissue comprises allowing dissolution of the drug into the tissue. 前記溶出が、抗再狭窄薬物の溶出を含む、請求項91に記載の方法。 92. The method of claim 91, wherein the elution comprises elution of an anti-restenotic drug. 前記ステントフレームのカバーが、電子スピニングを用いて実施される、請求項88に記載の方法。 90. The method of claim 88, wherein the covering of the stent frame is performed using electronic spinning. 前記治療薬物を該身体管腔中の組織に影響するようにする工程が、前記ステントを、該ステントが該身体管腔中の組織に接触するまで拡張することを包含する、請求項88に記載の方法。 90. The method of causing the therapeutic drug to affect tissue in the body lumen comprises expanding the stent until the stent contacts tissue in the body lumen. the method of. 前記ステントを拡張することが、前記繊維を周縁に整列させ、それによって前記カバーの半径方向強度を増大する、請求項94に記載の方法。 95. The method of claim 94, wherein expanding the stent aligns the fibers with a periphery, thereby increasing the radial strength of the cover. 移植可能な薬物含有物体の薬物放出速度を制御する方法であって、
該物体を、該物体が移植されるとき、該物体により含まれる薬物が該物体を取り囲む組織中に溶出し得る速度を制御するに十分小さい、繊維間に規定される隙間を有する繊維状の布地でカバーする工程を包含する、方法。
A method for controlling the drug release rate of an implantable drug-containing object comprising:
A fibrous fabric having a defined gap between fibers that is small enough to control the rate at which the drug contained by the object can elute into the tissue surrounding the object when the object is implanted A method comprising the step of covering with.
前記物体を、該物体が移植されるとき、該物体により含まれる薬物が該物体を取り囲む組織中に溶出し得る速度を制御するに十分小さい、繊維間に規定される隙間を有する繊維状の布地でカバーする工程が、該物体を、平均して100マイクロメーターより小さい直径を有する複数の繊維を有するポリマー布地でカバーすることを包含する、請求項96に記載の方法。 A fibrous fabric having a gap defined between fibers that is small enough to control the rate at which the drug contained by the object can elute into the tissue surrounding the object when the object is implanted 99. The method of claim 96, wherein covering with covering comprises covering the object with a polymer fabric having a plurality of fibers having an average diameter of less than 100 micrometers. 前記物体を、該物体が移植されるとき、該物体により含まれる薬物が該物体を取り囲む組織中に溶出し得る速度を制御するに十分小さい、繊維間に規定される隙間を有する繊維状の布地でカバーする工程が、該物体を、互いに角度をなすが織られていない複数の繊維を有するポリマー布地でカバーすることを包含する、請求項96に記載の方法。 A fibrous fabric having a gap defined between fibers that is small enough to control the rate at which the drug contained by the object can elute into the tissue surrounding the object when the object is implanted 99. The method of claim 96, wherein the covering step comprises covering the object with a polymer fabric having a plurality of fibers that are angled but not woven with respect to each other. 薬物溶出布であって:
第1の平均直径の繊維の内側層であって、かつ該繊維間の隙間を規定する繊維の内側層;
該内側層によって放出可能に含まれる治療薬;
第2の平均直径の繊維の外側層であって、かつ該治療薬の放出速度が、該外側層の隙間によって制御されるように、該内側層の隙間より小さい該繊維間の隙間を規定する繊維の外側層;を備え、
ここで、該外側層が、該内側層に作動可能に付着され、そしてそれを実質的に取り囲む、布。
Drug eluting cloth:
An inner layer of fibers having a first average diameter and defining an interstices between the fibers;
A therapeutic agent releasably contained by the inner layer;
An outer layer of fibers of a second average diameter and defining a gap between the fibers that is smaller than the gap in the inner layer such that the release rate of the therapeutic agent is controlled by the gap in the outer layer An outer layer of fibers;
Wherein the outer layer is operably attached to and substantially surrounds the inner layer.
前記外側層の繊維が、100マイクロメーターより小さい平均直径を有する電子紡績された繊維を含む、請求項99に記載の薬物溶出布。 100. The drug eluting fabric of claim 99, wherein the outer layer fibers comprise electrospun fibers having an average diameter of less than 100 micrometers. 前記内側層および外側層の繊維が、電子紡績された繊維を含む、請求項99に記載の薬物溶出布。 100. The drug eluting fabric of claim 99, wherein the fibers of the inner and outer layers comprise electrospun fibers. 前記第1の平均直径が、前記第2の平均直径より大きい、請求項101に記載の薬物溶出布。 102. The drug eluting fabric of claim 101, wherein the first average diameter is greater than the second average diameter. 請求項99に記載の薬物溶出布であって、前記外側層は、第1のポリマーを含み、前記内層は、該第1のポリマーとは異なる第2のポリマーを含む、薬物溶出布。 100. The drug eluting fabric according to claim 99, wherein the outer layer includes a first polymer and the inner layer includes a second polymer different from the first polymer. 請求項99に記載の薬物溶出布であって、前記内層によって放出可能に含まれる治療剤は、該内層の隙間の少なくとも一部に配置される、薬物溶出布。 100. The drug eluting cloth according to claim 99, wherein the therapeutic agent releasably contained by the inner layer is disposed in at least a part of a gap of the inner layer. 請求項99に記載の薬物溶出布であって、前記内層によって放出可能に含まれる治療剤は、複数のミクロスフェア中に包まれ、該ミクロスフェアは、該内層の隙間の少なくとも一部に配置される、薬物溶出布。 100. The drug-eluting fabric according to claim 99, wherein the therapeutic agent releasably contained by the inner layer is wrapped in a plurality of microspheres, and the microspheres are disposed in at least a part of the gap of the inner layer. Drug eluting cloth. 物体をコートする方法であって、該方法は、以下の工程:
該物体を、繊維間の隙間を規定する線維の層でカバーする工程;
該カバーされた物体を、該隙間の少なくとも一部が減少されるまで処理する工程、
を包含する、方法。
A method of coating an object comprising the following steps:
Covering the object with a layer of fibers defining gaps between the fibers;
Treating the covered object until at least a portion of the gap is reduced;
Including the method.
請求項106に記載の方法であって、前記繊維間の隙間を規定する該繊維の層で前記物体をカバーする工程は、該物体の上にポリマーを電気紡績する工程を包含する、方法。 108. The method of claim 106, wherein covering the object with a layer of the fibers defining the gap between the fibers includes electrospinning a polymer over the objects. 請求項106に記載の方法であって、前記繊維間の隙間を規定する該繊維の層で前記物体をカバーする工程は、該繊維間の隙間を規定する該繊維の層でステントをカバーする工程であって、該ステントは空間を規定し、該繊維の層は、該空間を覆うように拡がるブリッジ部分を含む、工程、を包含する、方法。 107. The method of claim 106, wherein covering the object with a layer of the fibers defining the gap between the fibers comprises covering the stent with the layer of fibers defining the gap between the fibers. And wherein the stent defines a space, and the layer of fibers includes a bridge portion that extends to cover the space. 請求項106に記載の方法であって、前記カバーされた物体を隙間の少なくとも一部が減少されるまでに処理する工程は、該カバーされた物体を、該隙間の一部が減少されるまで所定の温度に加熱する工程を包含する、方法。 107. The method of claim 106, wherein the step of treating the covered object until at least a portion of the gap is reduced comprises treating the covered object until the portion of the gap is reduced. A method comprising the step of heating to a predetermined temperature. 請求項109に記載の方法であって、前記カバーされた物体を隙間の少なくとも一部が減少されるまで所定の温度に加熱する工程は、前記カバーされたステントを所望の時間の間、前記繊維の層の前記ブリッジ部分が崩壊し、該ステントに結合するまで、所定の温度に加熱する工程を包含する、方法。 110. The method of claim 109, wherein the step of heating the covered object to a predetermined temperature until at least a portion of the gap is reduced comprises the covering stent for a desired time. Heating to a predetermined temperature until the bridging portion of the layer of material collapses and bonds to the stent. 請求項109に記載の方法であって、前記カバーされた物体を隙間の少なくとも一部が減少されるまで所定の温度で加熱する工程は、該カバーされた物体を該隙間の実質的に全てが減少されるまで所定の温度に加熱する工程を包含する、方法。 110. The method of claim 109, wherein the step of heating the covered object at a predetermined temperature until at least a portion of the gap is reduced, wherein the covered object is substantially all of the gap. Heating to a predetermined temperature until reduced. 請求項109に記載の方法であって、前記カバーされた物体を隙間の少なくとも一部が減少されるまで所定の温度で加熱する工程は、該カバーされた物体を該繊維が溶融するまで所定の温度に加熱して、それにより、該隙間の全てを実質的に排除する工程を包含する、方法。 110. The method of claim 109, wherein the step of heating the covered object at a predetermined temperature until at least a portion of the gap is reduced comprises a predetermined temperature until the fiber melts. Heating to temperature, thereby substantially eliminating all of the gaps. 請求項106に記載の方法であって、前記カバーされた物体を隙間の少なくとも一部が減少されるまで処理する工程は、該カバーされた物質を該隙間の少なくとも一部が減少されるまで溶媒ガス雰囲気に露出する工程を包含する、方法。 107. The method of claim 106, wherein the step of treating the covered object until at least a portion of the gap is reduced includes treating the covered material with a solvent until at least a portion of the gap is reduced. A method comprising exposing to a gas atmosphere. 体腔の開存性を維持するための構造体であって、該構造体は、以下:
少なくとも1つの空間を規定する側壁を有する足場構造体;
該足場構造体の少なくとも一部に付着されるが、該側壁の少なくとも1つの空間に拡がらない、線維性コート、
を備える、構造体。
A structure for maintaining patency of a body cavity, the structure comprising:
A scaffold structure having sidewalls defining at least one space;
A fibrous coat attached to at least a portion of the scaffold structure but not extending into at least one space of the sidewall;
A structure comprising:
請求項114に記載の構造体であって、前記足場構造体は編まれたワイヤステントを含む、構造体。 119. The structure of claim 114, wherein the scaffold structure comprises a knitted wire stent. 請求項114に記載の構造体であって、前記足場構造体は、編まれていないステントを含む、構造体。 119. The structure of claim 114, wherein the scaffold structure comprises an unwoven stent.
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