JP2009518069A - 組成物、コーティング及びデバイス、並びにそれらの製造方法及び使用方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、酸化窒素生成を誘導するカルコゲニド化合物と、そのカルコゲニド化合物を組み入れた生体適合性マトリックスとを含む生体適合性、抗血栓性コーティングを提供する。このようなコーティングを組み入れたデバイス、並びにこのようなコーティングの製造方法及び使用方法も、ここに開示している。

Description

国家後援研究又は開発に関する表明
アメリカ国立衛生研究所（ＮＩＨ）、許可番号ＥＢ０００７８３号及びＥＢ００４５２７号により一部支援されている研究の過程で行われた本発明に、政府は一定の権利を保有する。
関連出願
本出願は、参照によりその全開示が本明細書に組み込まれている２００５年１２月２日出願の米国仮特許出願第６０／７４１，６０１号の利益を主張するものである。

人工血管、血管内カテーテル、冠状動脈及び血管ステント、ペースメーカー及び除細動器の電気導線用絶縁材料、体外循環バイパス回路、並びに人工肺などの、血液と接触し且つ移植可能な医療デバイスは、多くの異なった材料で製造される。ヒトの血液及び組織とのこれらの材料の不適合性は、患者に重大な合併症を起こす恐れがあり、また最終的にデバイスの機能障害をひき起こす恐れがある。血管内へのこれらの装置の移植によって、内皮層の損傷を起こす恐れがあり、また移植部位全体にわたってほとんど即時に炎症反応をひき起こす恐れがある。例えば、アテローム性動脈硬化として閉塞された動脈を開口することに加えて、血管ステントを配置すると、いくつかの例では、損傷した血管の内皮障害、内部薄層の破壊、及び中膜の離断の原因となる。損傷後３〜７日以内に、異物を破壊しようとして、好中球、単球及びリンパ球の接着、補充及び活性化を含むいくつかの過程が生じる可能性がある。

血液適合性のある生体材料が、２つの取組みのうちの１つを用い一般に開発されている。第１の方法は、血液−材料相互作用を抑制する化学的表面部分を活用するものである。第２の方法は、すべての健康な血管の内壁を裏打ちしているナチュラル内皮細胞（ＥＣ）を模倣することを試みるものである。内皮細胞は酸化窒素（ＮＯ）を発生させ、このものが血小板の機能と、平滑筋細胞の増殖とを抑制する。このような性状を含む材料は、循環器疾患の治療にも重要である可能性がある。

材料、特に、生体内で酸化窒素を発生することができる、及び／又は医療デバイス内に酸化窒素の血栓形成防止性をもたらすことができる、医療デバイスに使用するための材料を提供することが望ましいであろう。このようなデバイスは、例えば、過剰出血などの臨床的リスクを有する恐れのある抗凝固剤を投与する必要性をなくすか、又は最小限に留め得るものである。

本発明の開示は、一部で、例えば生体内で酸化窒素を発生することが可能な組成物を対象とする。この組成物は、カルコゲニド化合物又はカルコゲニド部分を含有でき、また生体適合性マトリックスをさらに含有できる。カルコゲニド化合物には、有機セレン、有機テルル、有機硫黄及びこれらの組合せから選択されるものが含まれる。カルコゲニド化合物は、セレン、テルル若しくは硫黄の少なくとも１種、又はこれらの組合せを含む酵素であってもよい。この組成物は、生体適合性マトリックスをさらに含有できる。

本明細書において、移植可能な医療デバイスに使用するための生体適合性、抗血栓性コーティングを提供しており、このコーティングには酸化窒素の生成を誘導するカルコゲニド化合物と、前記カルコゲニド化合物を組み入れている生体適合性マトリックスとが含まれる。この生体適合性マトリックスはポリマーを含有でき、このポリマーは例えば親水性としてもよい。他の実施形態において、このマトリックスは、カルボキシル部分、アルデヒド部分、及びハロゲン化物部分のうちの１種以上を含むポリマーを含有することができる。非限定的例において、このマトリックスは約０．６ミリモル／ｇを超えるカルボキシル部分を含む。カルコゲニド化合物は、カルボキシル部分及び／又はアミン部分を含有できる。

カルコゲニド化合物は、マトリックスの表面に配置でき、及び／又はマトリックス（例えばポリマー、多孔性膜構造、繊維質マトリックス、又はヒュームドシリカ）と共有結合できる。本明細書において開示しているコーティング及びマトリックスは、さらに治療薬を含有できる。
一実施形態において、この開示しているコーティングは、マトリックスから分離している層を含むことができる。例えば、マトリックスは第１のポリマーを含有でき、分離している層は第２のポリマーを含有できる。このような分離している層は、治療薬をさらに含有できる。一実施形態において、第２のポリマーは親水性としてもよい。

生体インプラントと関連して使用するための組成物であって、カルコゲニド部分に共有結合しているマトリックスを含み、この場合このカルコゲニド部分が、有機セレン部分、有機テルル部分、及びこれらの組合せからなる群から選択される組成物も提供している。
それを必要とする患者の標的部位へ、酸化窒素を直接送達する方法も提供している。一般に、この方法は、開示しているコーティング及び／又は組成物を、患者の標的部位へ直接移植するステップを含む。

やはり提供するものは、本明細書において開示しているコーティング及び組成物の実施形態によってコーティングした医療デバイスでもある。
本開示の実施形態及び実施化、他の実施形態、並びにそれらの特徴及び特性は、以下の記述及び図面、並びに上記の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

本開示は、例えば医療デバイスと一緒に使用するのに適合できる生体適合性組成物（又はその少なくとも一部）を対象とする。有機セレン化合物、有機硫黄化合物、有機テルル化合物若しくはこれらの組合せなどのカルコゲニド化合物、及び／又は、他の材料若しくはマトリックス（その一非限定的例はポリマーである）の中に及び／若しくはこれらの表面上に組み入れられた、カルコゲニド含有酵素を含む組成物を提供している。他の実施形態において、組成物は、有機セレン部分、有機テルル部分、及び／又は有機硫黄部分に共有結合した少なくとも１種の材料／マトリックス（例えばポリマー）残基、並びに／又は、カルコゲニド元素を含む酵素に共有結合した少なくとも１種の材料／マトリックス（例えばポリマー）残基を含む。

本開示はまた、一部で、酸化窒素形成のための組成物であって、カルコゲニド化合物を含む組成物も提供する。この場合、カルコゲニド化合物は、有機セレン部分、有機テルル部分、有機硫黄部分及びこれらの組合せから選択される部分、並びに／又は、セレン、テルル若しくは硫黄の少なくとも１種を含む酵素を含有する。例示的化合物には、二セレン化合物及び二テルル化合物が含まれる。

この組成物は、生体適合性及び／又は生分解性ポリマーなどの生体適合性及び／又は生分解性マトリックスをさらに含有できる。このようなポリマーは親水性又は疎水性とすることができる。いくつかの実施形態において、このマトリックスには、１種又は複数のカルボキシル部分、アルデヒド部分、アミン部分又はハロゲン化物部分を有するポリマーが含まれる。他の実施形態において、このマトリックス又はポリマーは、約０．６ミリモル／ｇを超えるカルボキシル部分を含む。別法として、このマトリックスは多孔性膜構造を含有できる。

本開示の組成物は、カルボキシル部分及び／又はアミン部分が含まれるカルコゲニド化合物を含む。いくつかの実施形態において、カルコゲニド化合物は、ポリマー及び／又はマトリックス内に、あるいはポリマー及び／又はマトリックスの表面上に固定化される。他の実施形態において、このカルコゲニド化合物は、ポリマー及び／又はマトリックスに共有結合される。カルコゲニド部分又はカルコゲニド化合物は、１種又は複数の有機セレン部分、有機硫黄部分、又は有機テルル部分を含有できる。いくつかの実施形態において、有機セレン部分は、セレノシスタミン、セレノシスチン、３，３’−ジセレノジプロピオン酸、セレノシステイン、エブセレン、プロピル−セレノシスチン、アリル−セレノシスチン、メチル−セレノシスチン、セレノメチオニン、セレンコリン、及びこれらの組合せから選択される。他の実施形態において、組成物は、グルタチオンペルオキシダーゼ及びチレドキシン還元酵素などのセレン酵素を含有できる。

また、カルコゲニド部分に直接的に又は化学的部分を介して共有結合したマトリックスを含む組成物であって、この場合のカルコゲニド部分が、有機セレン部分、有機テルル部分、有機硫黄部分若しくはこれらの組合せ、及び／又は、セレン、テルル、硫黄の少なくとも１種を含む酵素から選択されるものである組成物も提供している。
いくつかの実施形態において、このカルコゲニド部分は、下記化学式の構造Ｉ及びＩＩから選択される部分を含有できる。

式中、Ｒ_１は、Ｈ、アルキル、アリール又は結合を表し、Ｒ_２は、アルキル、アミド、カルボキシル、アミノ、又は結合を表し、Ｒ_３は、アルキル又は結合を表し、Ａは、それぞれの出現について独立に、Ｓ、Ｓｅ、又はＴｅを表し、Ｒ_４は、Ｈ又はアルキルを表し、破線は、構造ＩＩが環状である場合に含まれる任意選択的結合を表し、Ｒ_５は、それぞれの出現について独立に、アルキル、アリール、アミド、カルボキシル、アミノ、又は結合を表し、またＲ_６は、それぞれの出現について独立に、Ｈ、カルボキシル、アミノ、アリール、又は結合を表す。

マトリックスには、例えばポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレンイミン、ポリメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリジメチルシロキサンが含まれる。このマトリックスは、これに結合された固定化部分を含有できる。このような固定化部分は、粒子、セルロースなどの繊維状マトリックス、又はセルロースを含むナノ若しくはミクロ粒子、及びヒュームドシリカを含有できるが、それらに限定されない。カルコゲニドにより誘導体化されたヒュームドシリカはポリマー充填剤として使用でき、例えば、充填したポリマー（例えば充填したポリウレタン）を含む組成物の一部を形成できる。

酸化窒素を生成する、医療デバイス向けコーティングが、本明細書において企図されている。このようなコーティングは、ポリマーとカルコゲニド化合物とを含む組成物を含有できる。このようなコーティングは層状とすることができ、例えばその中にカルコゲニド化合物を有する第１のポリマー層と、第２のポリマー層とを含有できる。第２のポリマー層は、親水性状を有してよく、及び／又は生分解性としてよい。いくつかの実施形態において、第２のポリマー層は、他の治療薬を含有できる。

例えば、このコーティングは、セレン部分に共有結合したポリエチレンイミンの第１の層を含有できる。このような第１の層は、例えばヒドロゲルの形態としてよい。次いで、このコーティングは、治療薬、例えば抗感染薬を有するポリテトラフルオロエチレンの第２の層をさらに含有できる。
本明細書においてまた提供しているものは、電極表面と、本明細書において開示している生体適合性のある検体透過性組成物又はコーティングとを含む検体センサーでもある。このコーティングは、検体センサーの電極表面に配置できる。カルコゲニド化合物を組み入れることにより、例えば移植可能なセンサーの生体適合性を改良できると考えられる。

本明細書において開示している組成物は、酸化窒素を直接送達するために、例えばデバイス移植部位に局所的に投与できる。本組成物の局所投与は、縫合糸、血管インプラント、ステント、心臓弁、薬物ポンプ、薬物送達カテーテル、注入カテーテル、薬物送達ガイドワイヤー、又は移植可能な医療デバイスを介して行い得る。例えば、本明細書において開示している組成物及び／又はコーティングが被覆された医療デバイスを移植することによって、酸化窒素を局所部位に直接送達できる。

本開示の一態様において、それを必要とする患者の標的部位への酸化窒素の直接送達方法であって、本開示の組成物を患者の標的部位に直接投与するステップを含む送達方法を提供している。
本開示の他の態様において、本明細書において開示している組成物の一実施形態を含む医療デバイスを開示している。このような医療デバイスには、血管内若しくは血管外医療デバイス、バルーン、カテーテルチップ、補綴型心臓弁、縫合糸、外科用ステープル、合成血管グラフト、ステント、ステントグラフト、人工血管又は非血管グラフト、シャント、動脈瘤フィラー、管腔内舗床システム、ガイドワイヤー、塞栓剤、フィルター、薬物ポンプ、動静脈シャント、人工心臓弁、人工インプラント；血管内又は血管若しくは非血管部位に外科手術により導入される異物；導線、ペースメーカー、移植可能なパルス発生器、移植可能な心臓除細動器、電気除細動器、細動除去器、脊髄刺激装置、脳刺激装置、仙骨神経刺激装置、化学的センサー、乳房インプラント、介入性循環器デバイス、カテーテル、プラスチック管、又は透析用袋若しくは膜が含まれるが、それらに限定されない。

また提供されるのは、医療デバイスに血液が曝露されることに起因する血小板凝集及び血小板接着の抑制方法でもある。このような方法は、本明細書において開示している少なくとも１種の組成物を、医療デバイスを血液に曝す前に、医療デバイス内に又は医療デバイス上に組み入れることを含む。他の実施形態において、それを必要とする患者の傷害された組織を治療する方法は、患者の傷害された組織部位に本明細書において開示している少なくとも１種の組成物を投与することを含む。アテローム動脈硬化症に罹患している対象の血管形成を増進する方法であって、不十分な血液灌流を経験している、若しくは不十分な血液灌流の危険がある対象の組織部位に本明細書において開示している組成物を移植するステップを含む方法も提供している。

液体中のニトロソチオールを検出する方法であって、本明細書において開示している組成物と液体を接触させるステップを含む方法も提供している。
いくつかの実施形態において、式ＩＩＩ、ＩＶ又はＶにより表される化合物を含む組成物を提供している。

式中

はポリマー残基又は繊維質マトリックスを表し、式中、Ｒ_１は、アルキル、アリール、カルボキシル、又は結合を表し、Ｒ_２は、アルキル、アリールアミド、カルボキシル、アミノ、又は結合を表し、Ｒ_３は、アルキル又は結合を表し、Ａは、それぞれの出現について独立に、Ｓ、Ｓｅ、又はＴｅを表し、Ｒ_４は、Ｈ、アリール、又はアルキルを表し、Ｒ_５は、アリール、又はアルキルを表し、またＲ_６は、Ｈ、カルボキシル、又はアミノを表す。

カルコゲニド化合物及びカルコゲニド部分
様々なカルコゲニド化合物及びカルコゲニド部分が、本開示の範囲内にあるものとして企図されている。いくつかの実施形態において、このような化合物は、体液例えば血液と接触すると酸化窒素を発生できる。当技術分野の開業医は、種々のカルコゲニド化合物が本明細書に開示している種々の組成物及びデバイスでの使用に適している状況下にあることを容易に認めるであろう。

「カルコゲン化合物」は、周期表の６Ａ欄内にある原子を含む化合物及び部分を指す。６Ａ族又はカルコゲン化合物は１６族化合物と称してもよい。６Ａ族原子には、酸素、硫黄、セレン、テルル、及びポロニウムの少なくとも１つが含まれる。「カルコゲニド化合物」は、重い方の６Ａ族原子を含む化合物及び部分を指し、硫黄、セレン、テルル、及びポロニウムの少なくとも１つが含まれる。用語「カルコゲニド化合物」及び「カルコゲン化合物」によって、非置換のカルコゲン化合物及びカルコゲニド化合物、並びに置換されたカルコゲン化合物及びカルコゲニド化合物の両方が企図される。置換されたカルコゲニド化合物は、炭化水素主鎖の１個又は複数の炭素上の水素が置換基で置き換えられている化合物及び部分を指す。このような置換基には、例えばハロゲン、ヒドロキシル、カルボニル（カルボキシル、アルコキシカルボニル、ホルミル、又はアシルなど）、チオカルボニル（チオエステル、チオアセテート、又はチオホルメートなど）、アルコキシ、ホスホリル、ホスホネート、ホスフィネート、アミノ、アミド、アミジン、イミン、シアノ、ニトロ、アジド、スルフヒドリル、アルキルチオ、サルフェート、スルホネート、スルファモイル、スルホンアミド、スルホニル、ヘテロサイクリル、アラルキル、又は芳香族若しくはヘテロ芳香族部分が含まれてよい。

どんな学説にも制約されずに、カルコゲニド化合物（置換された若しくは非置換の有機セレン、有機テルル、有機硫黄化合物、及びこれらの組合せなど）、及び／又はセレン、硫黄、テルル、及びこれらの組合せを含む酵素は、内因性又は外因性の硝酸塩、亜硝酸塩、又はニトロソチオールの供給源に曝されると（場合によって還元剤の存在において）、組成物内で及び／又は組成物表面で、酸化窒素及び／又は、ＮＯを発生する活性化学種を生成させると考えられる。硝酸塩、亜硝酸塩、又はニトロソチオールの供給源及び還元剤は、血液などの体液から得てもよいし、本組成物内やデバイス内にあってもよいと理解されたい。また、硝酸塩、亜硝酸塩、又はニトロソチオールの供給源及び還元剤は、考察している体液に静脈注入してもよいし、又は他の方法で添加若しくは投与してもよいと理解されたい。このような還元剤には、アスコルビン酸、ＮＡＤＨ、ＮＡＤＰＨ、チオール化合物（グルタチオン、システイン、ジスレイトール、２−メルカプトエタノール、２−メルカプトエチルアミンなど）、トリス［２−カルボエチル］ホスフィン塩酸塩などの生化学的還元剤又は有機還元剤を含むことができる。本明細書において使用している用語「酸化窒素（ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅ）」又は「ＮＯ」は、例えばニトロソニウムイオン及びニトロキシルイオンを含む、非荷電の酸化窒素化学種及び荷電した酸化窒素化学種を包含する。

このようなカルコゲニド化合物には、アルキルチオ化合物及びアルキルチオ部分、チオカルボニル部分、並びにセレノアルキル化合物が含まれてよい。例示的有機セレン化合物には、セレノシスタミン、セレノシスチン、３，３’−ジセレノジプロピオン酸、セレノシステイン、エブセレン、プロピル−セレノシスチン、アリル−セレノシスチン、メチル−セレノシスチン、セレノメチオニン、及びセレンコリンが含まれる。いくつかの実施形態において、有機セレン及び／又は有機テルル化合物は、二セレン又は二テルル化合物としてよく、例えば−Ｓｅ−Ｓｅ−部分、及び／又はＴｅ−Ｔｅ−部分を含む。

セレン化合物は、セレンを含む酵素をも包含する。例示的酵素には、グルタチオンペルオキシダーゼ及びチレドキシン還元酵素が含まれる。
硫黄化合物には、２−メルカプトエタノール、ジチオスレイトール、２−メルカプトエチルアミン・ＨＣｌ、シスタミン、２−アミノエチル−２−アミノエタンチオスルホネート、３−メルカプトプロピオン酸、２−（トリメチルシリル）エタンチオール、（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシランなどの有機硫黄化合物、並びに、システイン及びシスチン、グルコース−システイン、Ｎ−イソブチリルシステイン、２，３−ジメルカプトコハク酸−システイン（１−２）混合ジスルフィドなどの硫黄含有アミノ酸、ペプチド及びそれらの誘導体が含まれる。また、硫黄化合物には、システイン残基を含有するペプチド、酵素、タンパク質又は、Ｓ−部分を有するように修飾若しくは合成されたそれらの誘導体、例えばアルブミン及びアルブミン−Ｃｙｓ、並びにそれらの主鎖又は側鎖中に上述のＳ含有分子を含有するポリマーが含まれる。

テルル化合物は、有機テルル化合物を含むことができる。テルル化合物は、硫黄及び／又はセレンをさらに含有できる。例示的テルル化合物には、式Ａｒ−Ｔｅ−Ｔｅ−Ａｒによって表すことができる二テルル化合物が含まれる。式中Ａｒは、置換された又は非置換のアリール部分であり、例えば複素環などがあげられる。本明細書において企図される特に例示的なテルル化合物は、下記の式で表すことができる。

テルル−セレン混合、セレン−チオール混合、又はテルル−チオール混合化学種も、本開示により企図される。例えばＲ−Ｓｅ−Ｔｅ−Ｒ、Ｒ−Ｓｅ−Ｓ−Ｒ、Ｒ−Ｔｅ−Ｓ−Ｒ（式中、それぞれのＲは独立に、有機部分を表す）などの化合物を提供している。いくつかの実施形態において、このような化学種は、還元後、１種又は複数のセレノール、チオール、又はテレラノール化学種を生じ、これらは触媒となる。

有機セレン化合物は、硫黄をさらに含むことができる。例えば、分子、酵素、タンパク質又はポリマーなどの有機セレン化合物、あるいはそれらの複合体は、スルフヒドリル、ジスルフィド、及びセレノスルフィド官能基部分、並びにセレノール／セレノレート及びジセレニド部分を含むことができる。いくつかの実施形態において、硫黄含有部分は、例えばセレノスルフィド架橋を形成することによって触媒部位を安定化できる。このような架橋は、可逆的に切断可能であって、有機セレン化合物上に触媒部位を形成できる。

Ｓｅ部位の付近にＳ部分が存在すると、例えばＳｅ固定化ポリマーマトリックスにおいて上述の化学種のカップリングにより、レドックス反応の間に、セレノスルフィド結合が中間体状態を形成できる。このような結合を含む化合物が、本開示により企図されている。このような化合物には、グルタチオン−グルタセレノン（ＧＳ−ＳｅＧ）、Ｃｙｓ−Ｓｅｃ（セレノスルフィド、Ｃｙｓ−システイン、Ｓｅｃ−セレノシステイン）、グルタチオンペルオキシダーゼ−Ｓｅ−ＳＧ（又は、−Ｃｙｓ，セレノスルフィド結合を含む化合物）、並びにこのような結合を含むポリマー（例えばポリマー−−−−Ｓｅ−Ｓ−−−−−ポリマー）が含まれる。

さらなるカルコゲニド化合物及びカルコゲニド部分には、下記の構造を有するものが含まれる。

式中、Ｒは、薬物、糖類、又は他の部分などの有機部分であり、Ｒ₁は、アルキル、アミノ、アミド、カルボキシル、又は水素から選択され、Ｒ₂は、カルボキシル、アルコキシ、アルキル、アミノ、又はＨから選択され、またＡはセレン、硫黄、又はテルルである。
いくつかの実施形態において、カルコゲニド化合物又はカルコゲニド部分は、ホウ水素化物（その非限定的例には水素化ホウ素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素亜鉛が含まれる）又は水素化アルミニウムリチウム及び水素化スズブチルなどの他の水素化物、並びにジイミドなどの還元剤によって還元されている。このような還元部分は、特定のカルコゲニド部分を参照して企図されている。他の実施形態において、このカルコゲニド化合物又はカルコゲニド部分には、２種以上のカルコゲニド化合物が含まれる。

ポリマー及びマトリックス
様々なポリマーが、本明細書において開示される実施形態で使用できる。このような使用向けのポリマーは生体適合性のものとすることができる。主題の開示において、非生分解性及び／又は生分解性ポリマーがいずれも使用できることを理解されたい。以下に考察するように、ポリマーの選択は、このようなポリマーの様々な物理的及び化学的特性と、このようなポリマーが置かれるであろう使用状態とによって一部決まるであろう。

代表的な天然ポリマー及びマトリックスには、ゼイン、改質ゼイン、カゼイン、ゼラチン、グルテン、血清アルブミン、又はコラーゲンなどのタンパク質、及びセルロース、デキストラン、ヒアルロン酸、アルギン酸ポリマーなどの多糖、並びに濾紙などの天然繊維質マトリックスが含まれる。
本開示により企図される繊維質マトリックスには、セルロース及びセルロース系マトリックス、酢酸セルロース及びフタル酸セルロースを含むセルロース誘導体、セルロース複合体膜、ミクロ−及びナノ粒子を含むセルロース粒子、布（リネン、木綿、レーヨン、ナイロン及びポリエステル系布など）が含まれる。他のマトリックスには、ヒュームドシリカなどの二酸化ケイ素の粒子が含まれる。他の実施形態において、本開示により企図される生体適合性マトリックスには、シリコン含有ポリマー、ヒドロゲルなどが含まれる。

代表的な合成ポリマーには、ポリホスファジン、ポリ（ビニルアルコール）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレン、ポリアクリルアミド、ポリ酸無水物、ポリ（ホスホエステル）、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンオキシド、ポリアルキレンテレフタレート、ポリビニルエーテル、ポリビニルエステル、ポリハロゲン化ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリグリコリド、ポリシロキサン、ポリホスフェート、ポリエステル、及びポリウレタンが含まれる。例えばポリマーには、ポリジメチルシロキサン、エチレンビニルアセテート、ナイロン、ポリアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が含まれてよい。シリコンゴムもポリマーとして使用できる。

合成的に改質した天然ポリマーには、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、及びニトロセルロースが含まれる。他の考察の対象になる同様なポリマーには、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、酢酸フタル酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、三酢酸セルロース、及び硫酸セルロースナトリウム塩が含まれるが、それらに限定されない。

いくつかの実施形態において、本開示の組成物は生体適合性ポリマーを含む。生体適合性ポリマーの例には、ポリ（ヒドロキシバレレート）、ポリ（Ｌ−乳酸）、ポリカプロラクトン、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）、ポリ（ヒドロキシブチレート）、ポリ（ヒドロキシブチレート−ｃｏ−バレレート）、ポリジオキサノン、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリ（グリコール酸）、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）、ポリ（グリコール酸−ｃｏ−トリメチレンカーボネート）、ポリホスホエステル、ポリホスホエステルウレタン、ポリ（アミノ酸）、シアノアクリレート、ポリ（トリメチレンカーボネート）、ポリ（イミノカーボネート）、コポリ（エーテル−エステル）（例えばＰＥＯ／ＰＬＡ）、ポリアルキレンオキサレート、ポリホスファゼン、並びにフィブリン、フィブリノーゲン、セルロース、デンプン、コラーゲン及びヒアルロン酸などの生体分子が含まれる。ポリウレタン、シリコーン、及びポリエステルが使用でき、同様にポリオレフィン、ポリイソブチレン、及びエチレン−アルファオレフィンコポリマー；アクリルポリマー及びコポリマー、ポリ塩化ビニルなどのハロゲン化ビニルポリマー及びコポリマー；ポリビニルメチルエーテルなどのポリビニルエーテル；ポリフッ化ビニリデン及びポリ塩化ビニリデンなどのポリハロゲン化ビニリデン；ポリアクリロニトリル；ポリビニルケトン；ポリスチレンなどのポリ芳香族ビニル；ポリ酢酸ビニルなどのポリビニルエステル；エチレン−メタクリル酸メチルコポリマー、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、ＡＢＳ樹脂、及びエチレン−酢酸ビニルコポリマーなどの、ビニルモノマーのお互い及びオレフィンとのコポリマー；ナイロン６６及びポリカプロラクタムなどのポリアミド；アルキド樹脂；ポリカーボネート；ポリオキシメチレン；ポリイミド；ポリエーテル；エポキシ樹脂；レーヨン；レーヨン−トリアセテート；セルロース、酢酸セルロース、酪酸セルロース；酢酸酪酸セルロース；セロファン；硝酸セルロース；セルロースプロピオネート；セルロースエーテル；並びにカルボキシメチルセルロースが使用できる。本明細書において企図される特定のポリマーには、ポリエチレンイミン、ポリメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリジメチルシロキサンが含まれる。

抗タンパク質吸着性ポリマーも、本開示により企図される組成物に使用できる。このようなポリマーには、ポリエチレングリコール、ポリウレタン、及びシリコーンエラストマー、シリカ含有ポリマー、及びポリ（塩化ビニル）が含まれる。
使用できる他のポリマーには、テコフィリック（ｔｅｃｏｐｈｉｌｉｃ）ポリウレタン、ＰＤＭＳコポリマー、カルバメートなどが含まれる。いくつかの実施形態では、本開示組成物の実施形態において水吸収性を調節するポリマーが使用できる。本開示により企図されるポリマーは、セレン化合物の拡散を制御するポリマー、及び／又はＳ−ニトロソチオールの拡散を制御するポリマーを含むこともできる。

すべての主題のポリマーは、コポリマー又はターポリマーとして提供できる。これらのポリマーは薬品供給業者から入手でき、又は標準的手法を用いモノマーから合成できる。
コーティング及びデバイス
本明細書において企図される組成物及びコーティングには、上述の１種又は複数のポリマーなどのマトリックス、並びに有機セレン、有機硫黄及び／若しくは有機テルル化合物などのカルコゲニド化合物、並びに／又はセレン、硫黄及び／若しくはテルルを含む酵素が含まれる。いくつかの実施形態において、このような組成物は、例えば血液などの体液に接触すると、酸化窒素を生成できる。

このような組成物は、層若しくは膜として、あるいは、検知層上に、又は検体センサーの電極表面上に、又は医療デバイス上に少なくとも一部配置された層若しくは膜として使用するのに適しているであろう。一部として、検体の検出に使用するために役立つ、本開示の生体適合性、検体透過性組成物には、（ａ）セレン、テルル、及び／又は硫黄化合物；セレン、テルル、及び／又は硫黄含有酵素；それらの残基又は部分；並びに／あるいはそれらの組合せと、（ｂ）考察の対象となる検体を少なくとも部分的に透過可能である生体適合性ポリマーとが含まれる。

ある実施形態において、カルコゲニド化合物は、ポリマー中に組み入れられる。このカルコゲニド化合物は、ポリマーに共有結合し、ポリマー全体に分散され、及び／又はポリマー層又はマトリックスの表面上に配置される。カルコゲニド化合物又はカルコゲニド部分を共有結合させる種々の方法が使用できる。例えば、セレノシスタミン中の生来のアミノ基（−ＮＨ_２）は、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、又はアルデヒド基（−ＣＨＯ）及びハロゲン化物（−Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｆ）などの、官能基を有するポリマー主鎖中に一般に見出される様々な反応部位と反応できる。セレン及び／又は硫黄含有酵素は、酵素上の任意の適用可能な反応性基を使用して、同様な取組みにより固定化できる。他の実施形態において、反応性カルコゲニド剤が、他の小分子、タンパク質、酵素、ポリマー又はポリマー性材料と最初にカップリングし、結合し、又は会合して接合体を形成し、次いでさらに所望の基質の表面内若しくは表面上に、例えば医療デバイスの金属表面上に固定化される。さらに他の実施形態において、Ｓ−ニトロソチオール分解のための触媒作用部分は、ポリマーフィルム、ガラス表面などの所望の材料表面上における官能基の共有結合カップリング反応によって得ることができる。

他の代替的実施形態において、疎水性有機セレン、有機硫黄、又は有機テルル化合物を選択し、疎水性ドメインをその内部構造として有する材料、例えばポリ（塩化ビニル）、ポリウレタンなどに組み入れることができる。このような組成物向けに、カルコゲニド化合物を、ポリマー又はポリマーを含む組成物に添加できる。物質をポリマーに封入する様々な方法が当技術分野で知られている。例えば、ポリマー組成物において、薬剤又は物質を溶解して適度に一定な濃度の均一溶液を形成でき、又はそれを分散させてポリマー組成物内で所望のレベルの「装填量（ｌｏａｄｉｎｇ）」（薬剤を含む全組成物グラム当りの生物学的活性物質グラム、通常は百分率で表す）で懸濁液又は分散液を形成できる。例えば、カルコゲニド化合物を含む組成物は、カルコゲニド化合物０．０１質量％、１質量％、３質量％、又は５質量％以上さえも有することができる。

用語「組み入れられる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）」及び「封入される（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）」は、本開示の組成物などの、カルコゲニド化合物（又は他の材料）及びポリマー組成物を参照して使用する場合、当技術分野で認められる。これらの用語により、カルコゲニド化合物又は他の材料をポリマーマトリックスに組み入れる任意の方法であって、例えば、このようなポリマーのモノマーに結合させて（共有結合又は他の結合相互作用により）、このようなモノマーを重合反応の一部としてポリマー配合物を生成させる；ポリマー性マトリックス全体に分散させる；ポリマー性マトリックスの表面に付加する（共有結合又は他の結合相互作用により）；ポリマー性マトリックスの内部に封入する；ブレンドする、混合する、膨潤させるなどの方法が企図される。用語「同時に組み入れられる（ｃｏ−ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）」及び「同時に封入される（ｃｏ−ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）」は、カルコゲニド化合物又は他の材料と、少なくとも１種の他の薬剤又は他の材料とを主題の組成物に組み入れることを指す。治療薬を例えばマトリックスに組み入れる場合、このような治療薬は、企図された形でこのようなマトリックスから放出することができること、例えばこのマトリックスが治療的に有効な量の治療薬を送達できることを理解されたい。

一実施形態において、任意のカルコゲニド化合物又は他の材料がポリマー中に封入される物理的形態は特定の実施形態により変更できる。例えば、セレン化合物、テルル化合物、硫黄化合物又は他の材料は、最初ミクロスフェア中に封入し、次いでミクロスフェア構造の少なくとも一部が保持されるような形で、ポリマーと結合させる。別法として、カルコゲニド化合物又は他の材料は、ポリマー内で十分に混合されない可能性があり、それなりに、ポリマー内に溶解されるよりもむしろ、細かな小滴として分散されている。任意の封入されたセレン化合物又は他の材料が、時間が経っても有効であることによってその封入形態が何らかの特定用途に十分許容可能であるかどうかが決まり、それに応じた任意の封入又は組み入れの形態が本開示により企図される。例えば、カルコゲニド化合物はマトリックスの多孔性層に、あるいは天然若しくは合成マトリックスの一部である細孔に組み込むことができる。一実施形態において、カルコゲニド化合物により誘導体化されたポリマーは、次いで架橋されてヒドロゲルを形成する。

適切な組成物は、広い範囲の追加的材料をも含有できる。例えば、得られた組成物の生物付着を予防する能力、及び／又は組成物の検体透過性を含む、物理的及び化学的性質を変化させる材料を、例えば本組成物に組み入れることができる。このような材料は、特定の薬用組成物を調製するために、希釈剤、結合剤及び接着剤、滑剤、崩壊剤、着色剤、増量剤、香料、甘味剤、並びに緩衝剤及び吸着剤などの雑材料を、それらに限定されず含有できる。このような追加的材料を、主題の組成物の意図される目的を決して実質的に妨げないように選択していることを理解されたい。

主題の組成物及びコーティングは、医薬的に許容可能な担体を含有できる。用語「医薬的に許容可能な担体」は当技術分野で認められ、例えば、任意の主題の組成物を体の１つの器官又は部分から、体の他の器官又は部分へ運搬又は輸送することに関連した液体若しくは固体の充填剤、希釈剤、賦形剤、溶媒又は封入材料などの医薬的に許容可能な材料、組成物又は媒体が含まれる。それぞれの担体は、主題の組成物の他の成分に適合し、かつ患者に有害ではないという意味で「許容可能」でなければならない。ある実施形態では、医薬的に許容可能な担体は非発熱性である。医薬的に許容可能な担体として役立ち得る材料のいくつかの例には、（１）ラクトース、グルコース及びスクロースなどの糖、（２）コーンスターチ及びバレイショデンプンなどのデンプン、（３）カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロース及び酢酸セルロースなどのセルロース及びその誘導体、（４）プロピレングリコールなどのグリコール、（５）グリセリン、ソルビトール、マンニトール及びポリエチレングリコールなどの多価アルコール、（６）オレイン酸エチル及びラウリン酸エチルなどのエステル、（７）緩衝剤、（８）エチルアルコール、（９）他の、医療デバイスコーティング製剤に用いられる無毒な適合性物質が含まれる。

カルコゲニド化合物の他に、主題の組成物及びコーティングは、治療薬を含有できる。主題の組成物中の治療薬は、組成物の目的によって広く変動できる。用語「治療薬」には、限定されずに、薬物、ビタミン、ミネラルサプリメント、疾患又は疾病の治療、予防、診断、療法又は緩和向けに使用される物質、体の構造又は機能に影響を及ぼす物質、又は所定の生理学的環境に置かれた後に生物学的に活性に若しくはより活性になるプロドラッグが含まれる。本開示が企図する組成物は、１種若しくは複数の酸化窒素放出剤若しくは発生剤を単独で、又は１種若しくは複数の酸化窒素発生剤若しくはカルコゲニド化合物と組み合わせて含有でき、かつ１種又は複数の他の治療薬を含むことができることを理解されたい。

本開示において有用な適切な「治療薬」には、血栓形成防止剤（例えばヘパリン、共有結合性ヘパリン、ヒルジン、ヒルログ、クマジン、プロタミン、アルガトロバン、Ｄ−フェニルアラニル−Ｌ−ポリ−Ｌ−アルギニルクロロメチルケトンなど）、血栓溶解剤（例えばウロキナーゼ、ストレプトキナーゼ、組織プラスミノーゲン活性化因子など）、線維素溶解薬、血管攣縮抑制剤、カリウムチャンネル活性化剤（例えばニコランジル、ピナシジル、クロマカリム、ミノキシジル、アプリルカリム、ロプラゾラムなど）、カルシウムチャンネル遮断薬、血圧降下薬；抗ウイルス薬、抗菌薬及び抗真菌剤を含む抗感染薬；抗菌薬又は抗生物質（例えばアドリアマイシンなど）、抗血小板薬（例えばアスピリン、チクロピジン、糖タンパク質ＩＩｂ／ＩＩＩａ阻害剤、表面糖タンパク質受容体など）；抗有糸分裂剤、抗増殖剤又は微小管阻害剤（例えばタキサン、コルチシン、メトトレキセート、アザチオプリン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、シトカラシン、フルオロウラシル、アドリアマイシン、ムタマイシン、ツベルシジン、エポシロンＡ又はＢ、ジスコデルモリドなど）、抗分泌剤（例えばレチノイドなど）、リモデリング阻害剤、アンチセンスヌクレオチド（例えばデオキシリボ核酸など）、抗癌剤（例えばクエン酸タモキシフェン、アシビシン、ビゼレシン、ダウノルビシン、エピルビシン、ミトキサントロンなど）、ステロイド（例えばデキサメタソン、デキサメタソンリン酸ナトリウム、酢酸デキサメタソン、β−エストラジオールなど）、非ステロイド抗炎症薬（ＮＳＡＩＤ）、ＣＯＸ−２阻害剤、５−リポキシゲナーゼ（５−ＬＯ）阻害剤、ロイコトリエンＡ４（ＬＴＡ４）ヒドロラーゼ阻害剤、５−ＨＴアゴニスト、ＨＭＧ−ＣｏＡ阻害剤、抗悪性腫瘍薬、トロンボキサン阻害剤、欝血除去薬、利尿薬、鎮静性若しくは非鎮静性抗ヒスタミン薬、誘導性酸化窒素合成酵素阻害剤、オピオイド、鎮痛薬、ピロリ菌抑制剤、プロトンポンプ阻害剤、イソプロスタン阻害剤、血管作用薬、β−アゴニスト、抗コリン作用薬、肥満細胞安定化薬、免疫抑制薬（例えばシクロスポリン、ラパマイシン、エベロリムス、アクチノマイシンＤなど）、成長因子アンタゴニスト又は抗体（例えばトラピダル（ＰＤＧＦアンタゴニスト）、アンジオペプチン（成長ホルモンアンタゴニスト）、アンジオゲニンなど）、ドーパミンアゴニスト（例えばアポモルフィン、ブロモクリプチン、テストステロン、コカイン、ストリキニーネなど）、放射線治療剤、放射線不透過剤として機能する重金属（例えばヨウ素含有化合物、バリウム含有化合物、金、タンタル、白金、タングステンなど）、生物剤（例えばペプチド、タンパク質、酵素、細胞外基質成分、細胞成分など）、アンギオテンシン変換酵素（ＡＣＥ）阻害剤、アンギオテンシンＩＩ受容体アンタゴニスト、レニン阻害剤、フリーラジカル捕捉剤、鉄キレート剤又は酸化防止剤（例えばアスコルビン酸、アルファトコフェロール、スーパーオキシド不均化酵素、デフェロキサミン、２１−アミノステロイドなど）、性ホルモン（例えばエストロゲンなど）、抗重合酵素（例えばＡＺＴなど）、抗ウイルス剤、光線力学的療法剤（例えば５−アミノレブリン酸、メタ−テトラヒドロキシフェニルクロリン、ヘキサデカフルオロ亜鉛フタロシアニン、テトラメチルヘマトポルフィリン、ローダミン１２３など）、抗体標的療法剤（例えば緑膿菌外毒素Ａに対する、かつＡ４３１類表皮癌細胞反応性のＩｇＧ２カッパ抗体、サポリン共役ノルアドレナリン作動性酵素ドーパミンβ水酸化酵素に対するモノクローナル抗体など）、及び遺伝子療法剤が含まれるが、それらに限定されない。

本開示の化合物及び組成物は、疾患又は障害の治療に使用される他の薬物と組み合わせて投与することもできる。
表現「医薬的に許容可能な」は、当技術分野で認められている。ある実施形態において、この用語には組成物、ポリマー及び他の材料、並びに／又は剤形が含まれ、これらは健全な医学的判断の範囲内で、過剰な毒性、刺激、アレルギー応答、又は他の問題若しくは合併症を生じることがなく、ヒト及び動物の組織と接触させて使用するのに適しており、適正な利益／リスク比率でバランスがとれている。

一実施形態において、本組成物は、例えば連続的に表面へ漏れ出すことができる亜硝酸塩／硝酸塩又はニトロソチオールの貯蔵場所を作るために、そのマトリックス内に亜硝酸塩／硝酸塩又はニトロソチオールの親油性塩を含有できる。
本開示の組成物は、生物付着又は微生物の干渉を予防する助けになる他の薬剤をも含有できる。このような薬剤には、抗真菌剤及び抗生物質が含まれる。例えば、ゲンタマイシン及び／若しくはペニシリン、並びに／又は他の広域スペクトル抗生物質及び抗真菌剤（例えばケタコナゾール）を酵素混合物又はポリマーマトリックスに組み込んで、微生物の成長を予防できる。

本開示のポリマー中に、当技術分野で知られている可塑剤及び安定剤を組み込むことができる。ある実施形態において、可塑剤及び安定剤などの添加剤は、それらの生体適合性で選択される。
本開示の組成物の一実施形態では、充填剤、増粘剤などの１種又は複数の補助物質（adjuvant substance）をさらに含有できる。他の実施形態において、補助物質として役立つ材料は、ポリマーマトリックスと結合できる。このような追加材料は、形成されるポリマーマトリックスの特性に影響を及ぼし得る。例えば、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、マウス血清アルブミン（ＭＳＡ）、又はシリカ粒子などの充填剤は、ポリマー性マトリックスと結合し、又はポリマーマトリックス内に分散される。例えば、充填剤は、ヒュームドシリカ粒子に固定化されたカルコゲニド化合物を含有できる。ある実施形態において、充填剤の量は、ポリマーマトリックスの約０．１質量％〜約５０質量％以上の範囲としてよい。他の実施形態において、充填剤は次の量のいずれかで存在できる：約２．５質量％、５質量％、１０質量％、２５質量％、又は４０質量％。本開示におけるある実施形態では、炭水化物、糖、デンプン、糖類、セルロース並びに、マンニトース及びスクロースを含む多糖などの当業者に知られている他の充填剤が使用できる。主題の組成物中には、ｐＨを調節するために緩衝剤、酸及び塩基も、組み入れることができる。

ポリマー性マトリックスの任意の実施形態の電荷、親油性又は親水性は、組成物又は膜の表面に適正な化合物をいくつかの形で結合させ又は組み入れることにより改良できる。例えば、難溶性若しくは疎水性組成物の濡れ性を増進させるため界面活性剤が使用できる。適切な界面活性剤の例には、デキストラン、ポリソルベート、及びラウリル硫酸ナトリウムが含まれる。一般に、界面活性剤は低濃度で、通常約５％未満で使用される。

結合剤は、ポリマー配合物中に組み入れてマトリックスを結合させ完全性を保持できる接着材料である。結合剤は乾燥粉末として、又は溶液として添加できる。糖、天然ポリマー及び合成ポリマーが結合剤として作用できる。もっぱら結合剤として添加される材料は、一般にマトリックス配合物の約０．５質量／質量％〜１５質量／質量％の範囲で含まれる。微結晶セルロースなどのある種の材料は、多重性状を示し、このものは球状化促進剤であり、また追加的な結合性状をも有することができる。

コーティング又は組成物の性状を改良するため、種々のさらなるコーティングが適用できる。コーティングの３つの例示的タイプは、密封、光沢、及び腸溶コーティングである。種々の溶解及び侵食性状を有する他のタイプのコーティングを使用して、主題のマトリックスの挙動をさらに改良でき、このようなコーティングは当業者には容易に知られている。

カルコゲニド化合物、例えば有機セレン、有機チオール、若しくは有機テルル化合物、及び／又はセレン、テルル若しくは硫黄含有酵素などの酸化窒素発生剤を含む組成物を血液に接触させると、例えばそれにより、図１及び図１２に概略的に示すように、内因性Ｓ−ニトロソチオールのＮＯへの変換が促進される。正常な鬱血の間に、血液中のＳ−ニトロソチオールが、本明細書で開示する組成物と相互作用して、ポリマー若しくはポリマーコーティングの表面にＮＯを生成できる。この方法で、ポリマー表面からの局所的なＮＯの発生により、血小板接着を予防できる。ヒトの血液中に見出される内因性Ｓ−ニトロソチオールの濃度は、Ｓ−ニトロソアルブミン０．２５〜７μＭ、Ｓ−ニトロソグルタチオン０．０２〜０．２μＭ、Ｓ−ニトロソシステイン０．２〜０．３μＭ、Ｓ−ニトロソヘマグロビン０．３〜０．００３μＭを含む。例えば、図１２は、有機二テルル化物を使用して反応の最初に大量のＮＯを生成させることができ、また定常状態でＮＯ発生を継続させることができることを示している。例えば二有機テルル化物によるこのような触媒的ＮＯ発生は、グルタチオン又はシステインなどの還元剤の存在において一般に生じ得る。

やはり本開示が企図するのは、医療デバイスに使用するためのコーティングである。このようなコーティングはポリマーとカルコゲニド化合物とを含有できる。コーティングは１つ又は複数の層を含むことができ、例えばコーティングは、カルコゲニド化合物を含む第１のポリマー層と、場合によって第２のポリマー層とを含むことができる。第１及び／又は第２の層は、１種又は複数の追加的治療薬をさらに含有できる。第２の層は第１の層の上に配置でき、また第１の層は第２の層の上に配置できる。第１及び／又は第２の層は、生分解性及び／又は親水性とすることができる。

前述のように、本開示の組成物及びコーティングは、例えば医療デバイス上又は医療デバイス内で、またいくつかの実施形態では医療デバイスの金属表面上で使用できる。本明細書で使用する「医療デバイス」は、任意の血管内若しくは血管外医療デバイス、医療機器、インプラントを含む異物などを指す。血管内医療デバイス及び機器の例には、挿入に適したバルーン又はカテーテルチップ、補綴型心臓弁、縫合糸、外科用ステープル、合成血管グラフト、ステント（例えばＰａｌｍａｚ−Ｓｃｈａｔｚ、Ｗｉｋｔｏｒ、Ｃｒｏｗｎ、Ｍｕｔｌｉｌｉｎｋ、ＧＦＸステント）、ステントグラフト、人工血管又は非血管グラフト、シャント、動脈瘤フィラー（ＧＤＣ（Ｇｕｇｌｉｌｍｉ取り外し可能コイル）を含む）、管腔内舗床システム、ガイドワイヤー、塞栓剤（例えばポリマー性粒子、球及び液体塞栓剤）、フィルター（例えば大静脈フィルター）、薬物ポンプ、動静脈シャント、人工心臓弁、人工インプラント；血管内又は血管若しくは非血管部位に外科手術により導入される異物；導線、ペースメーカー、移植可能なパルス発生器、移植可能な心臓除細動器、電気除細動器、細動除去器、脊髄刺激装置、脳刺激装置、仙骨神経刺激装置、化学的センサー、乳房インプラント、介入性循環器デバイス、カテーテルなどが含まれる。血管外医療デバイス及び機器の例には、それらの表面が患者の血流と接触しているプラスチック管、透析用袋又は膜が含まれる。

デバイス又は人工材料は、本明細書において開示している組成物又はコーティングで少なくとも一部被覆した後には、例えば心臓弁としての移植、カテーテルとしての挿入、ステントとしての挿入を含む、その意図した使用に、あるいは心肺酸素付加又は血液透析に実質的に適したものとなるであろう。
やはり本明細書において開示のものは、本明細書に記載の化合物及び組成物を治療的に有効な量投与する方法であって、例えば再狭窄、血管攣縮、アテローム性動脈硬化症、及び動脈の血管拡張が示される疾患を含む心血管性疾患及び障害を治療するための方法である。例えば、患者に、治療的に有効な量の本明細書において企図する組成物を投与することができる。治療的に有効な量は、例えば治療的に有効な量の酸化窒素を提供するのに必要なカルコゲニド化合物の量に基づくものとしてよい。

用語「治療的有効性」は当技術分野で認められ、薬理学的活性物質に起因する動物（特に哺乳動物、より具体的にはヒト）における局所的又は全身的効果を指す。したがって、この用語は、動物又はヒトの疾患の診断、療法、軽減、治療又は予防における使用、あるいは望ましい身体的又は心理的発達及び／又は状態の強化における使用を意図している任意の物質を意味する。表現「治療的に有効な量」は、任意の治療に適用可能な適正な利益／リスク比率で、なんらかの所望される局所的又は全身的効果をもたらす物質の量、例えば何らかの所望される効果をもたらす量の酸化窒素を発生させる物質の量、を意味する。このような物質の治療的に有効な量は、治療される対象及び疾患の状態、対象の体重及び年令、疾患状態の重症度、当業者が容易に決定することができる投与の方法などに応じて変動するであろう。例えば、本発明のいくつかの組成物は、このような治療に適用可能な適正な利益／リスク比率をもたらすのに十分な量で投与できるものである。

本開示の他の実施形態は、本明細書において開示している組成物を組み入れ、かつ前記医療デバイスを患者の上又は中に配置するステップによって前記医療デバイスに血液（血液成分又は血液製品を含む）を曝すことに起因する血小板凝集及び血小板接着を抑制する方法を提供する。
いくつかの実施形態においては、虚血性細胞／組織に対して血管新生化／血流を増大させることなどの、血管形成効果を促進する方法を、それを必要とする患者向けに提供している。非限定的例として、本コーティング又は組成物は、例えば虚血性心筋、心筋梗塞、虚血性心筋症などの冠状動脈疾患、又は、慢性四肢虚血性跛行（骨格筋）、休息痛／虚血性潰瘍／壊疽などの末梢動脈疾患が存在するか又は疑われる場合に、血管形成を促進するために使用できる。例えば、脳／神経組織における発作／梗塞周囲の虚血性半影帯などの虚血性発作／神経疾患の場合に、血管形成の促進を必要とする患者の治療を示すことができる。

本明細書において開示している組成物を投与することによって、それを必要とする患者の血管内管腔表面の癒合及び／又は内皮化を促進する方法も提供している。例えば、冠状／頸動脈において、あるいは、脱内皮化された管腔表面上において、不安定な／潰瘍化したアテローム性動脈硬化性プラークの内皮化を促進する方法である。このプラークは、例えば頸動脈内の動脈内膜切除、血栓切除（動脈／静脈いずれかの）、血管形成（バルーン、レーザー若しくは低温血管形成など）、粥腫切除に続いて、又は血栓症に続いて見出されるものである。

本明細書において提供している組成物は、急性若しくは慢性の動脈血栓症及び／又は静脈血栓症の回復、例えば血管再生及び／又は新血管新生及び／又は再開通を助けることもできる。他の実施形態において、遺伝子療法用途、器官再生用途向けに、また生体人工複合器官（例えば膵臓、腎臓、肺、肝臓）の配置向けに、新毛細管床の発達を促進する組成物を提供している。傷の癒合を促進及び／若しくは増進する方法、並びに／又は、例えば虚血性、糖尿病性、神経障害性、及び静脈欝血系の傷などの慢性傷のため肉芽組織を増強する方法も提供している。

一実施形態においては、本明細書において開示している組成物は、切開後の線維質組織の形成を妨げるため、又は新生内膜過形成を治療するために使用できる。本明細書において開示している組成物を投与することによって、例えば、穿刺又は開口部を封止する血管部位を治療する方法、またこのような部位での組織応答を治療、抑制、又は防止する方法を提供している。一実施形態においてこの方法は、本明細書において開示している実施形態のような酸化窒素剤若しくはそれを含む組成物、又は、酸化窒素剤及び止血デバイス若しくは止血材料を投与するステップを含むことができる。また、例えばこの組成物をこの部位に適用するステップを含むことができる。

ここに開示する組成物は、医療デバイス又はその表面（例えば胸郭、腹部、及び／若しくはヘルニアなどの体腔内に配置された例えば人工若しくは自然の置換部表面）；移植可能なバイオセンサー（例えば血管内、脳、心臓、消化管センサー）、ペースメーカー／導線、移植可能な薬物送達システムなどのデバイス；並びに生体人工器官、関節又は心臓弁などの他のバイオメカニカルデバイス／表面が取り込まれ、及び／又は組織に封入されることを防止するためにも使用できる。ここに開示する組成物は、例えばセンサーなどの移植可能なデバイスの生体適合性を、本開示の組成物を含まない移植可能なデバイスと比較して改良できる。例えば、本明細書において開示している組成物の実施形態を含むデバイスは、患者への副作用が実質的にほとんど、又はまったくなくて、本開示組成物を使用しないデバイスと比較して例えば２倍の期間、体内に配置できる。

本開示の他の実施形態は、傷害又は損傷を受けた組織を治療するために、傷害又は損傷を受けた組織の部位（例えば損傷した血管）へ、本明細書において開示している組成物を局所投与することに関する。このような損傷は、侵襲的手順で医療デバイスを使用した結果生じる恐れがある。したがって、例えば血管形成術により遮断された血管系を処置する場合、いくつかの例では血管に損傷が及ぶ恐れがある。このような損傷は、本明細書において記述している化合物及び組成物の使用により治療できる。このような治療は、損傷した組織の修復の他に、再閉塞、例えば再狭窄を軽減し及び／又は遅らせるためにも使用できる。本化合物及び組成物は、薬物送達カテーテル、注入カテーテル、薬物送達ガイドワイヤー、移植可能な医療デバイスなどに限らず当業者に知られている任意の方法を使用して、局所的に送達することができる。一実施形態において、すべての又は大部分の損傷領域は、本明細書において開示している組成物自体で、又は本明細書において記述しているマトリックスを含んだ、コーティングマトリックスとして役立つ医薬的に許容可能な担体又は賦形剤で被覆される。このコーティングマトリックスは、液体、ゲル、半固体又は固体の稠度のものとすることができる。この組成物は、本明細書に掲げているものなどの１種又は複数の治療薬と組み合わせて適用することができる。この担体又はマトリックスは、治療薬の計量された又は持続する放出をもたらす薬剤で作られ、又はこれらの薬剤を含むことができる。

心血管性疾患及び障害を治療する場合、本明細書において開示している組成物は、所望の位置への組成物の送達に適した動脈内若しくは静脈内カテーテルを使用することにより、損傷した血管又は非血管表面に直接静脈投与できる。例えば、医療デバイス上に配置した、開示されたコーティングを使用して生体内で酸化窒素を発生させるため、所望の位置にカルコゲニド剤を送達できる。損傷した動脈表面の位置は、当業者に入手可能な日常的かつよく知られている方法を使用して行われる、Ｘ線血管造影法などの従来の診断方法で決定される。さらに、動脈内若しくは静脈内カテーテルを使用する本組成物の投与は、当業者によく知られている日常的方法を使用して行われる。典型的には、本化合物又は組成物は、血管形成術のバルーンを膨らませた時点で頸動脈又は冠状動脈に通常導入される初期手順用に使用されるものと同一のカテーテルを通して血管形成部位に送達される。本組成物は、延長された時間的期間にわたって体温でゆっくり分解し、例えば再狭窄を含む心血管性疾患及び障害を治療するのに有効な速度で酸化窒素を放出できる。

「心血管性疾患又は障害（ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ ｄｉｓｅａｓｅ ｏｒ ｄｉｓｏｒｄｅｒ）」は、以下のものに限定されないが、再狭窄、冠状動脈疾患、アテローム性動脈硬化症、アテロ−ム発生、脳血管性疾患、狭心症、虚血性疾患；急性心筋梗塞に関連した欝血性心不全又は肺水腫；血栓症；高血圧症における高血圧又は血圧上昇；血管攣縮；血小板凝集、血小板接着、平滑筋細胞増殖；医療デバイスの使用に関連した血管若しくは非血管性合併症；医療デバイスの使用に関連した傷、血管若しくは非血管壁損傷；末梢血管疾患；経皮的冠動脈形成術に続く新生内膜過形成などを含む、当技術分野で知られている任意の心血管性疾患又は障害を指す。医療デバイスの使用に関連した合併症は、血小板堆積の増加、活性化、血栓形成又は血小板の消費、及びタンパク質の凝固という結果として生じる。「心血管性疾患又は障害」の定義内にあるこのような合併症には、例えば心筋梗塞、肺血栓塞栓症、脳血栓塞栓症、血栓静脈炎、血小板減少症、出血障害及び／又は、前述の障害の結果として直接的若しくは間接的に生じる何らかの他の合併症が含まれる。

「再狭窄（ｒｅｓｔｅｎｏｓｉｓ）」は、例えば血管形成術、バルーン拡張、粥腫切除、レーザー切除処置又はステント挿入などの傷に起因する動脈への外傷に続いて起る、末梢若しくは冠状動脈の閉塞を指す心血管性疾患又は障害である。再狭窄は、例えば移植手術、静脈移植、冠状動脈バイパス手術、動脈内膜切除、心臓移植、バルーン血管形成、粥腫切除、レーザー切除、血管内ステント配置などの、いくつかの侵襲性外科技術に続いて起る恐れもある。

「アテローム性動脈硬化症（ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ）」は、血管緊張調節性血流を通常制御している、動脈壁内のいくつかの正常平滑筋細胞がそれらの特性を変化させ、「癌様」挙動を展開する慢性的血管損傷の一形態である。これらの血管平滑筋細胞が異常増殖性となり、成長因子、組織分解酵素及び他のタンパク質などの物質を分泌し、これらの物質が平滑筋細胞を侵襲性として、内部血管裏打ち部内に広がり、血流を遮断し、その血管が局所的な血液凝固による完全な遮断を異常に受けやすくなって、動脈によって供給を受ける組織の壊死を招く。「血液」には、血液製品、血液成分などが含まれる。

やはり本開示が企図するものは、例えば血液及び／又は組織中のＳ−ニトロソチオールを検出する、検体検知センサーでもある。このような検体には、ニトロソチオール及びグルコースが含まれる。このようなセンサーは、生体内使用又は皮下使用のため移植可能とすることができ、あるいは、外科的又は侵襲性手順を使用せずに入手可能な体液について外部的に使用できる。別法として、本開示のセンサーは、遠隔操作で分析される液体に対して使用できる。このようなセンサーは、例えば数日にわたって試料又は患者のＳ−ニトロソチオール含量の測定値を得るため、使用できる。

本明細書において開示しているコーティング、組成物及び方法の実施形態は、ある種の実施形態における治療様相と組み合わせて使用できる。例として、本開示のセンサー、デバイス及び方法は、外科手術と一緒に、かつ／又は他のセンサーと一緒に使用できる。さらにまた、本明細書において開示しているセンサーは、２つ以上の検体を同時に又は段階的な形で検知可能とすることができ、あるいは全身性治療、例えばインスリン投与、又はこれらの様相の組合せについて使用できる。例えば、検体センサーは、可変速又はプログラム式の移植可能なインスリン注入ポンプと組み合わせて使用できる。

本開示が企図するものは、患者の体液と接触させるもの、患者の間質空間と接触させるもの、あるいは皮下又は静脈若しくは動脈の血液、唾液、尿、汗などと接触させるものなどの検体センサーである。検体センサー中で使用する電極には、電流測定に基づいて機能する電極が含まれる。
本開示を一般的に記述してきたが、本開示のある種の態様及び実施形態を単に例証する目的で含まれ、かつ決して本開示を限定することを意図するものではない下記の実施例を参照することによって、本開示はより容易に理解されるであろう。

疎水性有機セレン触媒、エブセレンを、親水性ポリウレタン（Ｔｅｃｏｐｈｉｌｉｃ，ＳＰ−６０−Ａ、吸水２０％）フィルム中に組み入れ、その後それを、ＲＳＮＯ化学種を検出する電気化学的ＮＯセンサー上に載せる。ＮＯセンサー配列は、その全体が参照により本明細書に組み入れられている米国特許出願公開第２００４／０２２４８６８号明細書中に開示されているＮＯセンサー配列に類似したＮＯセンサー配列を使用している。３８ｍｇのポリウレタンを、２ｍｇのエブセレンを含有するＴＨＦ溶液２ｍｌ中に溶解させる。２．４ｃｍ^２ガラススライド上にカクテル溶液０．５ｍｌを注型することにより、触媒セレン剤をドーピングしたポリマーフィルムを調製する。得られたフィルムの１片を、外側触媒膜として、電流測定式ＮＯ選択センサーの末端チップに付加して、ＲＳＮＯセンサーを作り出す。図３は、Ｓ−ニトロソ−Ｎ−アセチル−ＤＬ−ペニシラミン（ＳＮＡＰ）の０．５〜２５μｍの間の種々の所与の濃度で得られたＲＳＮＯセンサーの定量的電流測定応答を示す。

表面固定化
金属キレート樹脂粒子上の表面カルボキシル基（Ｃｈｅｌｅｘ、カルボキシル基０．６ｍｍｏｌ／ｇ、粒径〜０．５ｍｍ）を、セレノシスタミンの末端アミンとカップリングさせる。ＭＥＳ緩衝液（２５ｍＭ、ｐＨ６．７）１０ｍｌ中に分散させた１ｇのＣｈｅｌｅｘ樹脂粒子を、１−（３−ジメチルアミノプロピル）−３−エチルカルボジイミド（ＥＤＣ又はＥＤＡＣ、４００ｍｇ）及びＮ−ヒドロキシコハク酸イミド（ＮＨＳ、７０ｍｇ）と一緒に１０分間保持して、カルボキシル基を活性化する。次いで、保持した反応混合物にセレノシスタミン（ＳｅＣＡ）溶液（ＭＥＳ緩衝液５ｍｌ中にＳｅＣＡ２００ｍｇ）を添加し、その後４０分間反応させる。黄色を帯びた粒子が得られるので、０．１Ｍ ＮａＢＨ_４溶液２０ｍｌ中でさらに還元し、固定化ＳｅＣＡ化学種の未反応の半分を切断して、粒子表面上にセレノール基を作り出す（反応スキームの概略のための図４を参照されたい）。１０ｍｇの得られた透明（無色）粒子は、薄いナイロンメッシュ（穴径〜５０μｍ）中に封入され、発生されるＮＯをケミルミネセンスでモニタリングすることにより観察されるように、Ｓ−ニトロソ−Ｎ−アセチルペニシラミン（ＳＮＡＰ）分解の触媒作用を行うことが可能であることが見出される（図５参照）。

ポリマー主鎖に共有結合される有機セレン化学種
図６に示すように、セレノシスタミン（ＳｅＣＡ）は、βグルコース単位上のジオール基酸化により作られるジアルデヒドとＳｅＣＡとを反応させることにより、濾紙上に固定化される。第１に、０．１Ｍ ＮａＩＯ_４溶液中で３時間、濾紙（Ｗｈａｔｍａｎ５０、直径５５ｍｍ）の表面を酸化し、次いでＳｅＣＡ（０．１Ｍトリス緩衝液（ｐＨ８．２）中５０ｍＭ）と１時間反応させる。得られたシッフ塩基結合及び二セレン化物結合を、０．１Ｍ ＮａＢＨ_４溶液中で１時間さらに還元して、Ｃ−Ｎ単結合及びセレノール基を生成させる。得られた紙を０．１Ｍリン酸緩衝（ｐＨ４．５）溶液内で１晩貯蔵し、使用前に洗浄する。還元反応は、０．１Ｍ ＨＣｌ溶液で停止させる。図７に示すように、ＲＳＮＯ溶液中に改質濾紙が存在／不在の際、ＮＯ流出量が変化する結果から、得られた改質濾紙片が、ＲＳＮＯを触媒的に分解することが見出される。

有機セレン固定化ポリマーによる長期間のＮＯ発生
ＧＳＮＯ １００μＭ、ＧＳＨ ５００μＭ、及びＥＤＴＡ ０．５ｍＭを含有するＰＢＳ（ｐＨ７．４）溶液からの長期間のＮＯ発生をモニターするため、実施例３で記述しているように調製したＳｅ−固定化濾紙（Ｓｅ−ＦＰ）の小片（面積０．１２５ｃｍ^２）を使用することができる。ＮＯ発生／生成は、ケミルミネセンス検出により測定される。それぞれの試験バッチにおいて、所与のＧＳＮＯ全体量が分解され、ＮＯ生成が停止し、また同一の初期濃度を有する上述の全成分（ＧＳＮＯ、ＧＳＨ及びＥＤＴＡ）含有の作りたての緩衝溶液中では、この反応が回復される。図８に示すように、１２試験バッチまでＳｅ−ＦＰ片は所与のＲＳＮＯ全量を消費してＮＯを生成させ、その際全体で２．４マイクロモル（０．２マイクロモル×１２）のＧＳＮＯが分解される。実施例３で記述しているＳｅ固定化手順の間におけるＳｅＣＡ（λmax＝３００ｎｍ）溶液のＵＶ／ＶＩＳ吸収の変化から、別個に、濾紙上のＳｅ装填量は、〜４．１マイクロモル／ｃｍ^２未満と見積られる。この計算に基づいて、Ｓｅ−ＦＰ片は、ＧＳＮＯを連続的に消費し、かつ所与のＳｅ−ＦＰ片中の固定化Ｓｅ量（０．１２５ｃｍ^２のＳｅ−ＦＰにおいて〜０．５２マイクロモル）を超えるＧＳＮＯを分解することができる（２．４マイクロモル）ことが明らかである。

有機セレン固定化ポリマー改質ＮＯセンサーの使用によるＳ−ニトロソチオール検出
実施例３で記述するように調製したＳｅ−固定化濾紙（Ｓｅ−ＦＰ）の小片を、図９Ｂに示すように、溶液相中のＲＳＮＯ化学種を検出する電流測定ＮＯセンサーに取り付ける。このような改質ＮＯセンサーは、Ｓｅ−ＦＰ上での触媒的ＲＳＮＯ分解によるＮＯの生成、及びその後の白金電極上でのＮＯ酸化によって、電流計の電流シグナルを生じることができる。図９Ａは、このセンサーの電流測定応答パターンは再現性があり、ＥＤＴＡ０．５ｍＭ及びＧＳＨ５μＭを含有する所与のＰＢＳ（ｐＨ７．４）溶液中のＲＳＮＯ化学種の濃度変化（０．５μＭ〜８μＭ）に関して定量的であることを示す。このようなＲＳＮＯセンサーの感度は、ＲＳＮＯ化学種の性質に依存するであろう。図９Ａ（挿入画、電流対濃度曲線）は、ＧＳＮＯが、ＳＮＡＰよりも大きな電流レベルの変化を生じることを示す。

改質ＮＯセンサーについての電流測定ＲＳＮＯ検出に関する制御実験
周囲条件において、セレノシスタミンを含むＳｅ化合物は、酸素還元の中間体としてＨ_２Ｏ_２が生成し、ＧＳＨを犠牲にして酸素を還元することが示されている。しかし、Ｈ_２Ｏ_２は、ＮＯセンサーの所与の配列を妨げる分子である恐れがあるため、ＧＳＮＯ不在の状態でＧＳＨ濃度を増加させることにより、改質ＮＯセンサーの性能を試験している。図１０により、ＧＳＨ濃度を著しく増加させても、無視できる電流変化しか見出されず、このことは測定の間、改質ＮＯセンサーへのＳｅ−ＦＰによる酸素還元からの著しい寄与がないことを意味すること、また、代表的なこれまでの実施例で得られた電流レベル変化は、Ｓｅ−ＦＰ表面での触媒的ＲＳＮＯ分解によって作られたＮＯの存在のためであるように見えることが実証される。

二有機二テルル化物の調製
化合物２（図１１を参照されたい）は、二テルル化二ナトリウム溶液及び水中の６−ブロモヘキサン酸ナトリウム塩を使用することにより、図１１の反応スキームに従って、８０℃でin situで調製される。

図１３は、生理学的ｐＨでグルタチオン（ＧＳＨ）などの還元剤の存在において、Ｓ−ニトロソグルタチオン（ＧＳＮＯ）又はＳ−ニトロソシステイン（ＣｙＳＮＯ）を分解しＮＯとする二有機二テルル化物の触媒活性を示す。二有機二テルル化物（化合物２）は、周囲温度でＥＤＴＡの存在下ＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４）中のＧＳＮＯ及びＧＳＨから、使用した二有機二テルル化物２の量を遙かに超えるＮＯを発生させることができる。

ヒュームドシリカの誘導体化
図１４Ａに示すように、アミン含有シリル化試薬（例えば、３−ブロモプロピルトリメトキシシラン）を使用して、２段階の合成により、ヒュームドシリカ表面上にセレン基を固定できる。ヒュームドシリカ粒子が、３−ブロモプロピルトリメトキシシランと反応して、セレノシスタミン向けに結合部位を提供する。次いでこのシリル化粒子がセレノシスタミンと反応して、ヒュームドシリカ粒子上にセレン部位が導入される。これらの反応が行われ、分析のため誘導体化粒子が集められる。

実施例９の粒子を３７℃においてＰＢＳ緩衝液に浸漬し、次いで分取量のＳ−ニトロソチオールを時間間隔をあけて添加することにより、ＮＯの直接測定技術であるケミルミネセンス法で実施例９の粒子からの酸化窒素生成を測定する。図１４Ｂに示すように、誘導体化ヒュームドシリカ粒子は、Ｓ−ニトロソチオールが消費されるまでＳ−ニトロソチオールからのＮＯ発生をもたらし、その時点でＳ−ニトロソチオールの追加の分取量を添加する。そして、この過程を数回繰り返す。この過程は、Ｓ−ニトロソチオールの供給源が存在する限り連続的に実施できる。ヒトの体は、０．２μＭ〜７μＭの範囲における定常状態濃度のＳ−ニトロソチオールを含有する。したがってカテーテル表面からＮＯを連続的に発生する能力は、実質的に無限にある。Ｓ−ニトロソチオールの緩衝液への単独添加又はヒュームドシリカへの単独添加では、ＮＯを生成させない。したがって、誘導体化粒子から生成されるＮＯは、セレン改質による結果である。

ＳｅＤＰＡによるＰＥＩの誘導体化
ＥＤＣ／ＮＨＳカップリング法を使用することにより、二セレン化物である３，３’−ジプロピオニックジセレニド（ＳｅＤＰＡ）がポリエチレンイミン（ＰＥＩ）に共有結合して、セレン含有ＰＥＩ（ＲＳｅＰＥＩ、図１５参照）を作り出す。ＥＤＣ及びＮＨＳによりＳｅＤＰＡのカルボン酸基が最初活性化されて、Ｎ−コハク酸イミンエステルを形成する。２−［Ｎ−モルホリノ］エタンスルホン酸ナトリウム塩（ＭＥＳ、ｐＨ５．８）緩衝液中のＰＥＩ（４０ｍｇ／ｍＬ、平均ＭＷ２５ｋ又は７５０ｋのいずれか）の溶液を、室温で２時間、活性化ＳｅＤＰＡ（１２．５ｍＭ）、ＥＤＣ及びＮＨＳと反応させる。ＰＥＩへの二セレン化物の最大カップリングを達成するため、ＥＤＣ：ＮＨＳ：ＲＳｅ−ＣＯＯＨのモル比を６：４：１に調節する。得られたＲＳｅＰＥＩ溶液を、最初は同一のＭＥＳ緩衝液に対して、次いでＤＩ水に対して１日間透析する（ＭＷＣＯ、１５ｋＤ）。ＳｅＤＰＡにより誘導体化したＲＳｅＰＥＩについて、水素化ホウ素ナトリウム（２０ｍＭ）でジセレニド結合を還元した後に、反応混合物を最初は５０ｍＭのＮａＣｌに対して、次いでＤＩ水に対して３日間徹底的に透析することにより、非共有結合ＳｅＤＰＡ化学種を除去する。カップリング反応に対して二セレン化物を添加しないことを除いて同じ方法で、対照用ＰＥＩも調製する。得られたＲＳｅＰＥＩ材料は、作りたての溶液として使用するか、又は凍結乾燥後貯蔵する。ＩＣＰ−ＭＳ分析により、乾燥ポリマーは、３．６±０．３、及び３．９±０．３質量／質量％（それぞれ平均ＭＷ２５ｋ、及び７５０ｋのＰＥＩについて）のＳｅを含有することが見出されている。カップリング反応後のＳｅ含量が、もっぱら第一級アミン基との実際のカップリング効率を表すとの仮定に基づいて、ＰＥＩ中の全第一級アミン基のうち小部分（〜６％）が消費され、残りの遊離アミンは濾紙又は透析膜上へのさらなる固定化に適用可能である。

透析膜（ＤＭ）上の架橋したＳｅＰＥＩヒドロゲル形成
１０ｍＬの１質量％ＲＳｅＰＥＩ（平均ＭＷ２５ｋのＰＥＩから誘導体化した）と、０．１Ｍ ＭＯＰＳ緩衝液（ｐＨ７．９）中の０．１ｍＭ ＥＤＴＡとを入れたＤＭ（ＭＷＣＯ、２５ｋＤ）の管を、最初は同一組成の溶液中に少なくとも２日間浸漬する。ＭＯＰＳ緩衝液で洗浄した後、ＤＭの管をグルタルアルデヒド溶液（１質量％）に２０分間浸漬して、透析膜の細孔構造内でＲＳｅＰＥＩ化学種を架橋させる。得られたＤＭ管をＤＩ水で洗浄し、その後１０ｍＭ水素化ホウ素ナトリウム溶液に１時間浸漬して、イミン結合を還元させる。すべての反応は、ゆっくり振盪又は攪拌しながら行われる。全溶液を排出した後、改質ＤＭ（ＲＳｅＰＥＩ−ＤＭ）管の内側／外側を再び洗浄し、使用するまで０．１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ４．３）中で貯蔵する。同じ方法で、対照用ＰＥＩ（ＲＳｅを結合していない）でＤＭの対照片を調製する。必要により管壁部の小片を切り取り、ＮＯ発生を試験する。図１６は、２つの不連続な方式Ｆ（急速）及びＳ（緩徐）でＮＯを発生させることにより、溶液相様表面の触媒活性を図示している。

電流測定式ＮＯ／ＲＳＮＯセンサーの製作
ガス検出用配置として、ガラス壁管内に密封した白金担持Ｐｔ作用電極（Ｐｔ円板（外径２５０μｍを有する））と、基準／対電極としてのＡｇ／ＡｇＣｌ線を用いる。２つの電極は、ＰＴＦＥガス透過膜（ＧＰＭ）の背部に組み込まれている。新鮮な血液中のＲＳＮＯからのＮＯ発生を実証するＲＳＮＯセンサーを作り出すため、ＲＳｅＰＥＩ−ＤＭ片をＮＯセンサーのＧＰＭ上に、Ｏリングを使用して添付し、ＲＳｅＰＥＩ処理面がＧＰＭに向き合うようにする。対照用ＮＯセンサーも、上述の対照用ＤＭ（ＲＳｅ化学種を含まないもの）により調製する。全センサーの分極、較正、及びその後の電流測定は、標準的な形で行われる。

血液中のＲＳＮＯの検出
ミシガン大学メディカルスクールの体外式模型人工肺（ＥＣＭＯ）研究室から、動物の血液を新たに入手している。血液試料は入手直後、血液（ブタの腸から、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社（セントルイス、ミズーリ州））に対して１：５００の体積比で添加した濃縮ヘパリン溶液（２Ｕ／ｍｌ）を使用して、ヘパリン処置する。得られた血液試料は、２５０〜３００秒の範囲にあるＡＣＴ（活性化凝固時間）値を有し、暗所で２５℃に保持し、３時間以内に使用する。血漿に曝すことがＲＳｅＰＥＩ−ＦＰ材料のＮＯ発生能力に影響を及ぼすかどうか調べるために、ヘパリン処理したブタの血液から２５０ｇ、１５分間の遠心沈降により血小板に富む血漿を調製する。ＲＳｅＰＥＩ−ＦＰポリマー片（０．５ｃｍ^２）をその血漿内に５日間まで貯蔵し、それによるＲＳＮＯ化学種からの触媒的ＮＯ発生を、ＤＩ水による簡単な洗浄後のＮＯＡ測定により間欠的に試験する。ウサギの血液中で発生するＮＯを、固定化ＲＳｅＰＥＩ片を使用して直接検出するため、２つの電極、対照用ＮＯセンサー及びＲＳＮＯセンサーを使用する。各センサーは、まず最初に、ＰＢＳ緩衝液中で、ＮＯへのその固有応答性に関し較正される。次いで、両センサーの電流測定シグナルは、これらのセンサーを同一のＮ_２飽和６０ｍｌＰＢＳ（ｐＨ７．４）溶液内に置くことにより２５℃で安定化される。最後に、Ｎ_２雰囲気下で４０ｍｌの新鮮な全血試料をＰＢＳ溶液に添加して、４０体積／体積％の希釈が得られ、この試料への各センサーの電流測定応答をモニターする。

図１７で例証するように、２５℃でＰＢＳ（ｐＨ７．４）中にウサギの血液を注入すると、ＲＳＮＯセンサーは、対照用ＮＯセンサーにより示される応答よりも大きい電流測定ＮＯ応答の増加を示す。２つのセンサーにより検出されるＮＯレベルの差、すなわちΔＲは、固定化ＲＳｅ触媒が存在する場合に主として生じる内因性ＲＳＮＯの分解を強く示唆している。デバイスの表面の位置にあると、この触媒層は、有効ＮＯレベルとしておよそ８５ｎＭの変化に等しい応答の増加（ΔＲ）を生じる。両センサーは、ＮＯへの直接応答性について予め較正されている。また、使用した透析膜がＭＷＣＯ（２５ｋＤａ）であるため、センサー表面で、ＡｌｂＳＮＯなどのＳ−ニトロソタンパク質ではなく、ＬＭＷ−ＲＳＮＯがＮＯに変換されやすい。図１７に示す応答パターンには再現性があり、新鮮なウサギの血液を使用したいくつかの別個の実験で観察されている。

５，５’−ジテルロ−２，２’−ジチオフェンカルボン酸（ＤＴＤＴＣＡ、２）の合成
２−チオフェンカルボン酸（２．０ｇ、１５．６ミリモル）のＴＨＦ（２００ｍＬ）溶液を、０℃において攪拌しているところに、ＮａＨ（９５％、０．６６ｇ、１５．７ミリモル）を添加する。１０分後、上記の溶液中にｎ−ＢｕＬｉ（２．５Ｍのヘキサン溶液、６．３ｍＬ、１５．７ミリモル）をゆっくり滴下し、１０分間攪拌する。反応混合物を室温（ＲＴ）まで加温し、次いで５０分間攪拌する。強い窒素気流下で反応混合物中にテルル（１．９ｇ、１４．９ミリモル）を素早く添加する。２時間攪拌した後、減圧下で混合物を濃縮して、約２０ｍｌの赤褐色スラリーを得る。このスラリーを、０℃においてＤＩ水（３００ｍＬ）とＣＨ_２Ｃｌ_２（２００ｍＬ）との溶液に注ぎ入れる。この間は、１．５Ｎ ＨＣｌを使用して、溶液のｐＨをおよそ１に調節している。０℃において、空気を吹き込むことにより、この混合物全体を激しく混合する。この混合物を濾過して、未溶解固体を除去し、フィルターケーキをＣＨ_２Ｃｌ_２で洗浄する。分離した水層に対してＣＨ_２Ｃｌ_２で２回以上抽出操作を行う。一緒にした有機層を無水Ｎａ_２ＳＯ_４で乾燥し、濾過し、ＣＨ_２Ｃｌ_２で洗浄する。減圧下で濾液を濃縮して、暗赤色固体を得る。

粗製残渣をＣＨ_２Ｃｌ_２（５０ｍＬ）と共にすりつぶし、次いで濾過し、ＣＨ_２Ｃｌ_２で洗浄して、赤褐色固体を得る（０．９３ｇ、収率２５％）。分解温度１６８〜１７２℃；^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ_６，２５℃）：δ＝１３．１７（ｂｓ，２Ｈ；２ＣＯＯＨ）、７．５４（ｄ，Ｊ＝４．５Ｈｚ，２Ｈ；２ＣＣＨ）、７．４３（ｄ，Ｊ＝４．５Ｈｚ，２Ｈ；２ＴｅＣＣＨ）；^１3Ｃ ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ_６，２５℃）：δ＝１６２．２８、１４２．１３、１４０．１２、１３４．５３、１０６．１９；^１25Ｔｅ ＮＭＲ（ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ_６，２５℃）：δ＝４９７．６０；ＩＲ（ＫＢｒ）＝３４２６ｃｍ^−１（ＣＯＯ−Ｈ）、２９５９、２５５４ｃｍ^−１（＝Ｃ−Ｈ）、１６６７ｃｍ^−１（Ｃ＝Ｏ）、１５１６ｃｍ^−１（Ｃ＝Ｃ）、１４２２ｃｍ^−１（＝Ｃ−Ｈ）；ＨＲＭＳ（ＥＩ）：ｍ／ｚ：［Ｍ］_＋ Ｃ_１０Ｈ_６Ｏ_４Ｓ_２Ｔｅ_２の計算値、５１３．７８３２：５１３．７８３５；元素分析 Ｃ_１０Ｈ_６Ｏ_４Ｓ_２Ｔｅ_２の計算値；Ｃ，２３．５７；Ｈ，１．１９；Ｏ，１２．５６；Ｓ，１２．５９：実測値 Ｃ，２３．２５；Ｈ，１．２３；Ｓ，１２．２８。

テルロスルフィドポリマー
テルロスルフィドポリマー７への合成経路を、図１８に示している。親水性ポリウレタン（Ｔｅｃｏｐｈｉｌｉｃ、ＳＰ−９３Ａ−１００）を、使用前にソックスレー抽出により精製する。乾燥させた親水性ポリウレタン（２．０ｇ、約４．８ミリモルのウレタン基）を無水ＤＭＡＣ（４０ｍＬ）中に溶解する。この溶液を、ＨＭＤＩ（３．８９ｍｌ、２４ミリモル）及びＤＢＴＤＬ（７２μＬ、０．１２ミリモル）のＤＭＡＣ（４ｍＬ）溶液を攪拌しているところに、４０〜４５℃で３時間滴下する。１．５日後、混合物をＲＴまで冷却し、次いで無水Ｅｔ_２Ｏ（４００ｍＬ）中にゆっくり添加する。生成される固体を濾過し、無水Ｅｔ_２Ｏ（６００ｍＬ）で洗浄する。フィルターケーキを、Ｎ_２を吹き付けて乾燥し、続いて真空乾燥して、白色のポリマーである所望の生成物（２．０ｇ）を得る。ＩＲ（ＮａＣｌ上フィルム）＝３３２３ｃｍ^−１（Ｎ−Ｈ）、２９２７、２８５８ｃｍ^−１（ＣＨ_２）、２２６４ｃｍ^−１（ＮＣＯ）、１７１５ｃｍ^−１（Ｃ＝Ｏ）、１６１５ｃｍ^−１（ＨＮＣＯＮＨ）、１５２８ｃｍ^−１（Ｃ−Ｎ，Ｎ−Ｈ）、１１０１ｃｍ^−１（ＣＨ_２−ＯＣＨ_２）。

アミノ化ポリマー５：
ポリマー４（１．８６ｇ）を無水ＤＭＡＣ（３０ｍＬ）中に溶解し、次いでジプロピルアミン−ＰＥＯ（１０．４ｇ）のＤＭＡＣ（１２ｍＬ）溶液を攪拌しているところに、４０℃で３時間かけてゆっくり添加する。混合物を４０℃で１日間攪拌し、次いでＥｔ_２Ｏ（４００ｍＬ）中にゆっくり添加する。生成される黄色ポリマーを濾過し、Ｅｔ_２Ｏ（６００ｍＬ）で洗浄する。フィルターケーキを、ＭｅＯＨで２日間ソックスレー抽出する。ＲＴまで冷却した後、固体ケーキをＭｅＯＨで再び洗浄し、次いで真空ポンプで２日間乾燥して、ポリマー５（０．８２ｇ）を得る。アミノ化ポリマー５のＤＭＡＣ溶液を、イソプロパノール中のブロモフェノールブルー及びｐ−トルエンスルホン酸を使用して、温度滴定する（１ｇのポリマー５中のアミン部位は０．２ミリモル）。ＩＲ（ＮａＣｌ上フィルム）＝３３２３ｃｍ^−１（Ｎ−Ｈ）、２９１６、２８５７ｃｍ^−１（ＣＨ_２）、１７１５ｃｍ^−１（Ｃ＝Ｏ）、１６１４ｃｍ^−１（ＨＮＣＯＮＨ）、１５２９ｃｍ^−１（Ｃ−Ｎ，Ｎ−Ｈ）、１１０２ｃｍ^−１（ＣＨ_２−Ｏ−ＣＨ_２）。

二テルル化物ポリマー６：
ＤＴＤＴＣＡ２（１７ｍｇ、３３マイクロモル）のＴＨＦ（５ｍＬ）溶液を、ＤＩ水（５ｍＬ）中のＥＤＣ．ＨＣｌ（１５ｍｇ、７８マイクロモル）と混合する。濁った混合物を攪拌し、Ｅｔ_３Ｎ（２０ｍｇ、１９８マイクロモル）を添加することにより透明になった。次いで、ＲＴでこの混合物中にＮＨＳ（９ｍｇ、７８マイクロモル）を添加する。次いで、アミノ化ポリマー５（０．３４ｇ、遊離アミン６８マイクロモル）のＴＨＦ（１２ｍＬ）溶液を上記溶液と混合し、ＲＴで１晩攪拌する。この混合物をＥｔ_２Ｏ（９００ｍＬ）中にゆっくり添加して、微赤黄色のポリマーを形成させる。この固体をＥｔ_２Ｏ及びＤＩ水で洗浄する。フィルターケーキをＲＴにおいてＭｅＯＨ中で１晩攪拌する。この残渣を再び濾過し、ＭｅＯＨで洗浄し、次いで真空ポンプで乾燥して黄色のポリマー６（０．２ｇ）を得る。ＩＲ（ＮａＣｌ上フィルム）＝３３２０ｃｍ^−１（Ｎ−Ｈ）、２９１５、２８４９ｃｍ^−１（ＣＨ_２）、１７１５ｃｍ^−１（Ｃ＝Ｏ）、１６１６ｃｍ^−１（ＨＮＣＯＮＨ）、１５２６ｃｍ^−１（Ｃ−Ｎ，Ｎ−Ｈ）、１４４５ｃｍ^−１（＝Ｃ−Ｈ）、１０９９ｃｍ^−１（ＣＨ_２−Ｏ−ＣＨ_２）。

テルロスルフィドポリマー７：
ポリマー６の小フィルム（３．９２ｍｇ、大きさ０．９ｃｍ×１．８ｃｍ；厚さ２．４μｍ）を、ＧＳＨ／ＧＳＮＯ（グルタチオン／ｓ−ニトロソグルタチオン）（１００μＭ／１００μＭ）の１０ｍＭ ＰＢＳ緩衝液（１０ｍＬ、ｐＨ７．４、０．５ｍＭ ＥＤＴＡ（特に指定しない限り同一のＰＢＳ緩衝液を使用）を含有する）溶液中に浸漬する。この混合物をＲＴで１晩浸盪した後、フィルムを混合物から取り出す。このフィルムを、作りたてのＧＳＨ／ＧＳＮＯ（２００μＭ／２００μＭ）のＰＢＳ緩衝液溶液１０ｍＬの中で再び６時間浸盪する。溶液からフィルムを取り出し、次いで作りたてのＰＢＳ緩衝液１０ｍＬ中に入れる。フィルムを洗浄する同一の手順を数回行って、ＮＯＡ実験に使用する直前の水和状態として、所望のポリマー７のフィルムを得る。ＩＲ（ＮａＣｌ上フィルム）＝３３２６ｃｍ^−１（Ｎ−Ｈ）、２９２３、２８５９ｃｍ^−１（ＣＨ_２）、１７１６ｃｍ^−１（Ｃ＝Ｏ）、１６６２ｃｍ^−１（ＧＳＨのＣ＝Ｏ）、１６１５ｃｍ^−１（ＨＮＣＯＮＨ）、１５３１ｃｍ^−１（Ｃ−Ｎ，Ｎ−Ｈ）、１４５０ｃｍ^−１（＝Ｃ−Ｈ）、１２４９ｃｍ^−１（ＧＳＨのＣＨ_２）、１１０８ｃｍ^−１（ＣＨ_２−Ｏ−ＣＨ_２）。

図１９Ａに示すように、触媒的量のＤＴＤＴＣＡ２を添加すると速やかに比較的大きなシグナルが現れる。図１９Ａは、ＧＳＮＯ（２５μＭ）及びＧＳＨ（１００μＭ）を含有するＰＢＳ緩衝液溶液中への二テルル化物（２．５μＭ）による、触媒的ＮＯ発生の他の測定値も示している。ＮＯ発生速度は、時間と共にゆっくり低下し定常状態に達して、すべてのＧＳＮＯが消費されるまでそれが継続する。ＤＴＤＴＣＡ２は、ＲＳＨが不在でもＲＳＮＯを分解してＮＯとする；図１９Ｂを参照されたい。ポリマー７は、図１９Ｃに示すように、ＧＳＨ／ＧＳＮＯのＰＢＳ緩衝液溶液からの触媒的ＮＯ発生を示す。

ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ｐＨＥＭＡ）及びポリ（エチレングリコールメタクリレート）（ＰＥＧＭＡ）ヒドロゲルと架橋した有機テルル化物結合ポリ（アリルアミン塩酸塩）
ＰＡＡ−Ｔｅ２の合成（スキーム１（Ａ）、図２０参照）：ＤＴＤＴＣＡ１（４０ｍｇ、０．０７９ミリモル）及びＥｔ_３Ｎ（３５ｍｇ、０．３５ミリモル）をＴＨＦ（２ｍｌ、使用前に蒸留した）中に溶解させる。上記の溶液に、ＥＤＣ．ＨＣｌ（０．１６ミリモル）のＤＩ水（０．２ｍＬ）溶液を添加した後、この混合物をＲＴで３０分間攪拌する。次いでこの混合物に、ＰＡＡ塩酸塩（Ｍｗ７０，０００、３００ｍｇ、４．３ミリモル）及びＥｔ_３Ｎ（３５ｍｇ、０．３５ミリモル）のＤＩ水（２ｍｌ）溶液を注ぎ入れ、１日間攪拌する。蒸発によりＴＨＦを除去した後、反応混合物をメンブランフィルター（Ｍｗカットオフ、３０，０００）で遠心濾過し、食塩水で数回洗浄して水溶性小分子を除去する。凍結乾燥により、残留物を乾燥する。得られた固体を、ＴＨＦ中で５時間攪拌し、次いで濾過し、ＴＨＦで洗浄する。フィルターケーキを窒素気流により乾燥して、赤褐色に着色したＰＡＡ−Ｔｅ２のポリマー固体を得る。^１Ｈ ＮＭＲ分析により、ポリマー主鎖の１．３モル％のアミン基が、ＤＴＤＴＣＡとカップリングしていることが示される（理論値、１．８モル％）。ヒドロゲル３の合成（スキーム１（図２０Ａ）参照）：２−ヒドロキシエチルメタクリレート（使用前に蒸留により精製したＨＥＭＡ、２１０ｍｇ、７１．９質量％）、ＰＥＧＭＡ（平均Ｍｗ５２６、５４ｍｇ、１８．５質量％）、及びエチレングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭ、１５ｍｇ、５．１質量％）を、ＰＡＡ−Ｔｅ２（１０ｍｇ、３．４質量％）のＤＩ水（０．２ｍｌ）溶液と混合し、窒素ガスで泡立てることにより脱酸素させる。この混合物（ｍｌ）に２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ、３ｍｇ、１．０質量％）を添加した後、透明な溶液をテフロンで密封した２枚のスライドガラス間に移す。ＵＶランプ（３２０ｎｍ）を使用して５時間、重合を行う。このヒドロゲルからＰＡＡ−Ｔｅ２が浸出する可能性を防ぐため、過剰の１，６−ジイソシアナトヘキサン中にＲＴで１晩浸漬することにより、得られたヒドロゲルをさらに架橋させる。上述の調製手順の間に、限定された量のＥｔ_３Ｎしか使用していないので、ＰＡＡ−Ｔｅ２のほんの小部分の遊離アミン部位（およそ１０モル％）しか互いの架橋のために利用できない。得られた相互侵入網目（ＩＰＮ）型ヒドロゲルを、低分子量化合物を除去するためＴＨＦ及びＤＩ水で完全に洗浄して、褐色のヒドロゲルフィルム３を得る（厚さ０．２４ｍｍ）。

ヒドロゲル４の合成（スキーム１（図２０Ｂ）参照）：ヒドロゲル４はブランクであり、ヒドロゲル３の調製に用いる方法と同一の方法によって合成している。しかし、ＰＡＡ−Ｔｅ２の代わりにＰＡＡ塩酸塩を使用し、また架橋手順の間ＰＡＡ塩酸塩中のアミン部位に相当するＥｔ_３Ｎを１０モル％使用している。

ヒドロゲルによる触媒的ＮＯ発生
図２１Ａに示すように、ヒドロゲル３は、脱酸素したＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４）中でＧＳＨの存在下において、ＧＳＮＯから触媒的にＮＯを発生させることが可能である。著しいＲＳＮＯの分解の原因となり得るどんな少量の遊離銅イオン不純物も捕捉するため、強い銅キレート剤であるＥＤＴＡを試験溶液に添加する。実験を開始する前に、ヒドロゲル３の円板（厚さ０．２４ｍｍ、半径０．３５ｍｍ）を、ＥＤＴＡ ０．５ｍＭを含有するＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４）中に浸漬する。このヒドロゲル３フィルムを、ＥＤＴＡと一緒にＧＳＮＯ及びＧＳＨを含有する別個の反応溶液に添加すると、ＮＯの増加が検出され、最終的に定常状態のＮＯ流束に達する（図２１Ａを参照されたい）。反応セルからヒドロゲル３を除去すると、ＮＯ流束は元のベースラインの近くまで減少する。その後、ヒドロゲル３の同一片を浸漬し／取り出すサイクルにより、ほとんど同一の可逆的な定常状態のＮＯ流束が示された。同一の反応条件下でＣｙＳＮＯ及びＣｙＳＨを使用した同様な実験では、同一の大きさのヒドロゲル３の新たな片もＮＯを発生させることが可能であることを示した。このことは、生物学的活性のあるＲＳＮＯ小片は両方とも、本有機テルル結合ポリマーによる触媒的分解を受けやすいことを示唆している。

ＧＳＮＯ及びＧＳＨからのブランク用ヒドロゲル４のＮＯ発生：ポリマー主鎖それ自体ではなく、有機テルル化物からのみＮＯ発生が誘導されることを確認するため、ブランク用ヒドロゲル４が、脱酸素したＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４、ＥＤＴＡ ０．５ｍＭを含有する）中のＧＳＮＯ及びＧＳＨから触媒的にＮＯを発生させるかについて調べる（図２１Ｂを参照されたい）。ヒドロゲル４の実験前処理は、ヒドロゲル３についての実験と同一である。図２１Ｂに示すように、同じ大きさのヒドロゲル４を浸漬し／取り出す際にＮＯ発生は観察されず、有機テルル化物がＮＯを発生させる役割を果していることを示している。

以下に掲げる項目のものを含む、本明細書において言及しているすべての出版物及び特許は、それぞれの個別的出版物又は特許が明確にかつ個別的に参照により組み込まれていることを示していたかのように、参照によりそれらの全体を本明細書に組み込んでいる。対立する場合、本出願が、本明細書における任意の定義を含み、照査するであろう。それらに対し本特許出願が優先権を主張する任意の米国仮特許出願が、参照により他の米国仮特許出願を組み込む範囲までは、本特許出願は、このような他の米国仮特許出願を参照により特に組み込み、又はこのような他の米国仮特許出願への優先権を主張していない限り、このような他の米国仮特許出願を参照により本明細書に組み込むことはない。

また参照によりその全体を本明細書に組み込まれているものは、米国特許出願公開第２００３／００４４５４６号である。
上述のカルコゲニド化合物、コーティング及び組成物の企図される等価物には、他の形でこれらに対応し、またこれらと同じ一般的性質（例えば生体適合性、酸化窒素発生性）を有するような材料であって、その場合１つ又は複数の単純な置換基の変更が行われて、それが、このような分子の、その意図する目的を達成する有効性に悪影響を及ぼさないような材料が含まれる。一般に、本開示の化合物は、容易に入手できる出発材料、試薬、及び従来の合成手順を使用し、例えば本明細書において記述されている一般的反応スキームで例示される方法、あるいはそれらの方法の修正形態によって調製できる。これらの反応において、それら自体知られているが本明細書では言及されていない変形形態を利用することも可能である。

本開示は、とりわけ、コーティング、組成物、デバイス、及び方法を提供する。主題の開示の特定の実施形態を考察してきているが、上記の明細書は例示的であり、限定的なものではない。本明細書を検討すると、当業者には本開示の多くの変形形態が明らかになるであろう。本開示の完全な範囲は、それらの等価物の完全な範囲と共に特許請求の範囲を参照して、またこのような変形形態と共に明細書を参照して決定されるべきである。

Ｓ−ニトロソチオール（ＲＳＮＯ）とセレノール化合物の間の仮説的触媒サイクルを示す図である。 例示的な有機セレン化合物を示す図である。 ＳＮＡＰ（Ｓ−ニトロソ−Ｎ−アセチル−ＤＬ−ペニシラミン）の０．５μｍと２５μｍの間の種々の濃度における、エブセレン含有ＲＳＮＯセンサーの定量的応答を示すグラフである。 ＳｅＣＡの表面に結合したＣｈｅｌｅｘ粒子を作成することが可能な反応機序を図示する図である。 ＳｅＣＡ固定化Ｃｈｅｌｅｘ粒子によるＳＮＡＰの分解を示すグラフである。 濾紙上へのセレノシスタミンの固定化を示す図である。 ０．５ｃｍ^２濾紙上に固定化されたＳｅＣＡからのＮＯ発生を示すグラフである。 Ｓｅ固定化濾紙からのＮＯの生成を示すグラフである。 種々のＲＳＮＯ化学種に対するＳｅ系ＲＳＮＯセンサーの応答曲線を示すグラフである。 電流測定式ＮＯセンサー上にＳｅ固定化濾紙を取り付けることにより構築されるＳｅ系ＲＳＮＯセンサーの概略図である。 Ｓｅ−ＦＰによる酸素還元に由来するＮＯ電流変化を示すグラフである。 二有機テルル化合物を調製する反応スキームを示す図である。 ＲＳＮＯとテルロール化合物の間の仮説的触媒サイクルを示す図である。 二芳香族二テルル化合物のための仮説的触媒サイクルを示す図である。 室温（ＲＴ）において１．０マイクロモルのＥＤＴＡが存在する状態で、２ｍｌのＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４）中の０．２マイクロモルのＳ−ニトロソグルタチオン（ＧＳＮＯ）及び１．０マイクロモルのグルタチオン（ＧＳＨ）中に、０．０２５マイクロモルの二有機二テルル化合物（ＲＴｅＴｅＲ）を添加する場合、ＮＯＡによりモニターされるＮＯ発生プロフィルを示すグラフである。 セレン誘導体化ヒュームド粒子を形成する合成経路を示す図である。 Ｓ−ニトロソ−Ｎ−アセチル−ペニシラミンの標準的注入による、ＰＢＳ緩衝液中のセレン誘導体化粒子からのＮＯ発生曲線を示すグラフである。 Ｓｅ固定化ポリエチレンイミン（ＲＳｅＰＥＩ）のポリマー構造の概略図である。 触媒的ＲＳｅ−ヒドロゲル層に基づくＲＳＮＯセンサーの電流測定型検出スキームを示す図である。 室温においてＥＤＴＡ０．５ｍＭ、ＧＳＮＯ １００μＭ及びＧＳＨ５０μＭを含有するＰＢＳ（ｐＨ７．３）溶液中の透析膜（ＤＭ）上に固定化されたＲＳｅＰＥＩ（ＲＳｅＰＥＩ−ＤＭ）（０．５ｃｍ^２）片による触媒的ＮＯ発生を示すグラフである（指示しているそれぞれの矢印の場所で、所与のＤＭが溶液中に挿入され（↓）、又は溶液から取り出される（↑）ことに注目されたい）。 ２つの電流測定式ＮＯセンサー（すなわち、一方は対照用ＤＭを有する対照用ＮＯセンサーであり、他方はＲＳｅＰＥＩ−ＤＭを有するＲＳＮＯセンサーである）で、ＰＢＳ（ｐＨ７．３）を有する水浴内において２５℃で測定を行ってた場合の、内因性ＲＳＮＯの検出を示すグラフである。 ５，５’−ジテルロ−２，２’−ジチオフェンカルボン酸（ＤＴＤＴＣＡ）及びそのテルロスルフィドポリマー７のための反応スキームを示す図である。 ケミルミネセンスＮＯ分析器（ＮＯＡ）による、ｐＨ７．４のＰＢＳ緩衝液（０．５ｍＭ ＥＤＴＡ）中にＧＳＮＯ ２５μＭ及びＧＳＨ １００μＭが含まれる溶液における２．５μＭの５，５’−ジテルロ−２，２’−ジチオフェンカルボン酸（ＤＴＤＴＣＡ）２による触媒的ＮＯ発生の測定値を示すグラフであり、矢印は混合物中への所与の化学種の添加を示している。 ケミルミネセンスＮＯ分析器（ＮＯＡ）による、ｐＨ７．４のＰＢＳ緩衝液（０．５ｍＭ ＥＤＴＡ）中にＧＳＮＯ ５０μＭ及びＧＳＨ １００μＭが含まれる溶液における２．５μＭの５，５’−ジテルロ−２，２’−ジチオフェンカルボン酸（ＤＴＤＴＣＡ）２による触媒的ＮＯ発生の測定値を示すグラフであり、矢印は混合物中への所与の化学種の添加を示している。 ＰＢＳ緩衝液中のＧＳＮＯ １００μＭ及びＧＳＨ ２５μＭからの、テルロスルフィドポリマー７を媒介とする触媒的ＮＯ発生を示すグラフであり、矢印は混合物中への所与の化学種の添加を示している。 ヒドロゲル３（Ｔｅ結合ポリマー，Ａ）及びヒドロゲル４（ブランク用ポリマー，Ｂ）の相互侵入網目の合成を示す図である。 ケミルミネセンス酸化窒素分析器（ＮＯＡ）により測定された、ＲＴにおいてＥＤＴＡ ０．５ｍＭを含有する１０ｍＭ ＰＢＳ緩衝液（ｐＨ＝７．４）のうち脱酸素した２ｍｌ中にＧＳＨ １００μＭ及びＧＳＮＯ １００μＭが含まれる溶液に、ヒドロゲル３を浸漬し／取り出す際に、ヒドロゲル３により誘導される酸化窒素流束を示すグラフである。 ケミルミネセンス酸化窒素分析器（ＮＯＡ）により測定された、ＲＴにおいてＥＤＴＡ ０．５ｍＭを含有する１０ｍＭ ＰＢＳ緩衝液（ｐＨ＝７．４）のうち脱酸素した２ｍｌ中にＧＳＨ １００μＭ及びＧＳＮＯ １００μＭが含まれる溶液に、ヒドロゲル４を浸漬し／取り出す際に、ヒドロゲル４により誘発される酸化窒素流束を示すグラフである。

Claims (44)

1. 移植可能な医療デバイスに使用される生体適合性、抗血栓性コーティングであって、酸化窒素の生成を誘導するカルコゲニド化合物と、前記カルコゲニド化合物を組み入れている生体適合性マトリックスと、を含むことを特徴とするコーティング。
2. 前記カルコゲニド化合物が、有機セレン化合物及び有機テルル化合物から選択されることを特徴とする請求項１に記載のコーティング。
3. 前記カルコゲニド化合物が、セレンを含む酵素及びテルルを含む酵素から選択されることを特徴とする請求項２に記載のコーティング。
4. 前記マトリックスがポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載のコーティング。
5. 前記ポリマーが、カルボキシル部分、アルデヒド部分、及びハロゲン化物部分のうちの１種以上を含むことを特徴とする請求項４に記載のコーティング。
6. 前記ポリマーが、０．６ミリモル／ｇを超えるカルボキシル部分を含むことを特徴とする請求項４に記載のコーティング。
7. 前記ポリマーが親水性であることを特徴とする請求項４に記載のコーティング。
8. 前記ポリマーが、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレンイミン、ポリメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリジメチルシロキサンから選択されることを特徴とする請求項４に記載のコーティング。
9. 前記マトリックスが治療薬をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のコーティング。
10. 前記カルコゲニド化合物がカルボキシル部分又はアミン部分を含むことを特徴とする請求項１に記載のコーティング。
11. 前記カルコゲニド化合物が前記マトリックスの表面に配置されることを特徴とする請求項１に記載のコーティング。
12. 前記カルコゲニド化合物が前記ポリマーに共有結合していることを特徴とする請求項４に記載のコーティング。
13. 前記マトリックスが、多孔性膜構造、繊維質マトリックス、又はヒュームドシリカを含むことを特徴とする請求項１に記載のコーティング。
14. 前記有機セレン化合物が、セレノシスタミン、セレノシスチン、３，３’−ジセレノジプロピオン酸、セレノシステイン、エブセレン、プロピル−セレノシスチン、アリル−セレノシスチン、メチル−セレノシスチン、セレノメチオニン、セレンコリン（selenium choline）、二セレン化合物、及びこれらの組合せから選択されることを特徴とする請求項２に記載のコーティング。
15. セレンを含む前記酵素が、グルタチオンペルオキシダーゼ及びセレノシステイン含有チオレドキシンから選択されることを特徴とする請求項３に記載のコーティング。
16. ニトロソチオールを分解して酸化窒素を発生させることを特徴とする請求項１に記載のコーティング。
17. 前記マトリックスから分離している層をさらに含み、前記マトリックスが第１のポリマーを含有し、前記分離している層が第２のポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載のコーティング。
18. 前記第２のポリマーが親水性であることを特徴とする請求項１７に記載のコーティング。
19. 前記分離している層が治療薬をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載のコーティング。
20. 医療デバイス上に配置され、前記医療デバイスが、縫合糸、血管インプラント、ステント、ステントグラフト、心臓弁、薬物ポンプ、センサー、薬物送達カテーテル、注入カテーテル、及び薬物送達ガイドワイヤーから選択されることを特徴とする請求項１に記載のコーティング。
21. 生体インプラントに関連して使用される組成物であって、カルコゲニド部分に共有結合しているマトリックスを含み、前記カルコゲニド部分が有機セレン部分及び有機テルル部分から選択されることを特徴とする組成物。
22. 前記有機セレン部分が二セレン部分であることを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
23. 前記有機テルル部分が二テルル部分であることを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
24. 前記カルコゲニド部分が、下記化学式の構造Ｉ及びＩＩから選択される部分を含むことを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
    

    

    （式中、Ｒ_１は、アルキル、Ｈ、アリール、又は結合を表し、
    Ｒ_２は、アルキル、アミド、カルボキシル、アミノ、又は結合を表し、
    Ｒ_３は、アルキル又は結合を表し、
    Ａは、それぞれの出現について独立に、Ｓ、Ｓｅ、又はＴｅを表し、
    Ｒ_４は、Ｈ、アルキル、又は結合を表し、
    破線は、構造ＩＩが環状である場合に含まれる任意選択的結合を表し、
    Ｒ_５は、それぞれの出現について独立に、アルキル、アリール、アミド、カルボキシル、アミノ、又は結合を表し、また
    Ｒ_６は、それぞれの出現について独立に、Ｈ、カルボキシル、アミノ、アリール、又は結合を表す）
25. 前記マトリックスがポリマー部分を含むことを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
26. 前記ポリマー部分が、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレンイミン、ポリメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、又はポリジメチルシロキサンを含むことを特徴とする請求項２５に記載の組成物。
27. 前記マトリックスが繊維質マトリックス又はヒュームドシリカを含むことを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
28. 生体適合性で移植可能な検体センサーであって、
    電極表面と、その上に配置された請求項１〜１９のいずれか一項に記載のコーティングと、を備え、前記コーティングは少なくとも部分的に検体を透過させることを特徴とする検体センサー。
29. 皮下に移植可能であることを特徴とする請求項２８に記載の検体センサー。
30. 血管内に移植可能であることを特徴とする請求項２８に記載の検体センサー。
31. ニトロソチオールを検出することを特徴とする請求項２８に記載の検体センサー。
32. それを必要とする患者の心血管性疾患又は障害の治療方法であって、血流又は組織に届くデバイスを移植するステップを含み、前記デバイスが請求項１〜１９のいずれか一項に記載のコーティングを含むことを特徴とする治療方法。
33. 前記心血管性疾患又は障害が、再狭窄（restenosis）、冠状動脈疾患（coronary artery disease）、アテローム性動脈硬化症（atherosclerosis）、アテローム発生（atherogenesis）、脳血管性疾患（cerebrovascular disease）、狭心症（angina）、虚血性疾患（ischemic disease）、欝血性心不全（congestive heart failure）；急性心筋梗塞に関連した肺水腫；血栓症；高血圧症（hypertension）における高血圧若しくは血圧上昇；血小板凝集（platelet aggregation）、血小板接着（platelet adhesion）、平滑筋細胞増殖（smooth muscle cell proliferation）；医療デバイスの使用に関連した血管若しくは非血管性合併症；医療デバイスの使用に関連した傷；血管若しくは非血管壁損傷；末梢血管疾患、又は経皮的経血管冠動脈形成術（percutaneous transluminal coronary angiogragh）に続く新生内膜過形成（neoinitimal hyperplasia）であることを特徴とする請求項３２に記載の治療方法。
34. 前記心血管性疾患又は障害が、再狭窄又はアテローム性動脈硬化症であることを特徴とする請求項３２に記載の治療方法。
35. 前記医療デバイスが、縫合糸、血管インプラント、ステント、ステントグラフト、心臓弁、薬物ポンプ、薬物送達カテーテル、注入カテーテル、及び薬物送達ガイドワイヤーから選択されることを特徴とする請求項３３に記載の治療方法。
36. 抗感染薬を投与する追加的ステップを含むことを特徴とする請求項３２に記載の治療方法。
37. それを必要とする患者の標的部位に酸化窒素を直接送達する方法であって、前記患者の標的部位に直接、請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の組成物を移植するステップを含むことを特徴とする送達方法。
38. 前記組成物が、前記患者の標的部位への酸化窒素の持続的な送達を与えることを特徴とする請求項３７に記載の送達方法。
39. 請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の組成物、又は、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のコーティングを含むことを特徴とする医療デバイス。
40. 血管内又は血管外医療デバイス、バルーン、カテーテルチップ、補綴型心臓弁、縫合糸、外科用ステープル、合成血管グラフト、ステント、ステントグラフト、血管又は非血管グラフト（vascular or non-vascular graft）、シャント（shunt）、動脈瘤フィラー（aneurysm filler）、管腔内舗床システム（intraluminal paving system）、ガイドワイヤー、塞栓剤（embolic agent）、フィルター、薬物ポンプ、動静脈シャント（arteriovenous shunt）、人工心臓弁、人工インプラント；血管内又は血管若しくは非血管部位に外科手術により導入される異物；導線、ペースメーカー、移植可能なパルス発生器、移植可能な心臓除細動器、電気除細動器、細動除去器、脊髄刺激装置、脳刺激装置、仙骨神経刺激装置（sacral nerve stimulator）、化学センサー、心血管インターベンションデバイス（interventional cardiology device）、カテーテル、及びプラスチック管から選択されることを特徴とする請求項３９に記載の医療デバイス。
41. 医療デバイスに血液が曝露されることに起因する血小板凝集及び血小板接着を抑制する方法であって、患者に請求項３９に記載の医療デバイスを移植するステップを含むことを特徴とする抑制方法。
42. アテローム性動脈硬化症に罹患している対象の血管形成を増進する方法であって、不十分な血液灌流（blood perfusion）を有する、又は不十分な血液灌流の危険がある前記対象の組織部位に、請求項３９に記載の医療デバイスを移植するステップを含むことを特徴とする増進方法。
43. Ｓ−ニトロソチオールを検出するためのセンサーにおいてカルコゲニド化合物を使用することを特徴とするカルコゲニド化合物の使用方法。
44. 生体内において、ポリマーと、酸化窒素を発生させるためのカルコゲニド化合物とを含む組成物を使用することを特徴とする組成物の使用方法。

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