JP2010500064A - 埋込み型光学システム、その開発および適用のための手順 - Google Patents

埋込み型光学システム、その開発および適用のための手順 Download PDF

Info

Publication number
JP2010500064A
JP2010500064A JP2009523308A JP2009523308A JP2010500064A JP 2010500064 A JP2010500064 A JP 2010500064A JP 2009523308 A JP2009523308 A JP 2009523308A JP 2009523308 A JP2009523308 A JP 2009523308A JP 2010500064 A JP2010500064 A JP 2010500064A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
implantable optical
cells
annular
implantable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009523308A
Other languages
English (en)
Inventor
ネレア、ガラゴリ、ガンチェギ
イラセ、マダリエタ、パルド
ベアトリス、オラルデ、グラエルス
Original Assignee
フンダシオン イナスメット
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by フンダシオン イナスメット filed Critical フンダシオン イナスメット
Publication of JP2010500064A publication Critical patent/JP2010500064A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/148Implantation instruments specially adapted therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/145Corneal inlays, onlays, or lenses for refractive correction
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P27/00Drugs for disorders of the senses
    • A61P27/02Ophthalmic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2240/00Manufacturing or designing of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2240/001Designing or manufacturing processes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2250/00Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2250/0058Additional features; Implant or prostheses properties not otherwise provided for
    • A61F2250/0067Means for introducing or releasing pharmaceutical products into the body

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本発明は、中央光学部および環状固定部を含んでなる埋込み型光学システムに関し、該環状部は、患者の眼組織へのインプラントの組込みを助成するヒト細胞を含めた動物細胞と、具体的機能に向けた化学化合物を出して組織でインプラントの存在のために安定した微小環境を作り出すためのシステムを含んでなる。重合により該システムを得るための方法と様々なタイプの眼障害におけるその適用も記載されている。

Description

発明の分野
本発明の分野は眼科である。更に詳しくは、本発明は角膜障害に適用される埋込み型光学システムに関する。それは、1つの中央光学部と、患者の角膜組織へのインプラントの組込みを助成する、動物細胞を含む1つの環状周辺部を含んでなる。本発明は、該システムを得るための方法と、眼障害におけるその適用についても記載している。
角膜に罹患する障害は世界中における盲目の主原因の1つであり、白内障より有意に少ないだけである。角膜盲目の疫学は複雑であり、角膜瘢痕を引き起こして最終的に盲目へ至る様々な感染性および炎症性眼疾患に付随する。しかも、角膜疾患の有病率は諸国および諸群でも異なる(1)。遺伝的または後天的条件のために、約一千万人が世界中において角膜盲目に罹患している(1,3)。
角膜問題を処理するために最も成功した技術は角膜移植であり、その成功は患者またはレシピエントのタイプに主に依存している。角膜移植は先進国で“低リスク”とみなされた患者の約90%で成功している(1)。これらは、(ジストロフィーまたは以前の手術による)外傷、円錐角膜または内皮不全に起因した角膜瘢痕のために失明することにより特徴づけられる。これらの患者で角膜移植の高成功率にもかかわらず、現行技術には重大な制約がある。これらには、免疫拒絶または内皮機能不全に起因した移植片の欠損、位相不規則性、屈折エラーの予測不能性および他の一般的ではないが疑わしい問題、例えば縫合部の感染などに起因した重度の乱視、再発性角膜疾患がある。
角膜移植生存の確率は、角膜炎症疾患(単純または帯状疱疹)、ドライアイ(シェーグレン症候群)、重度および全身性表層眼疾患(スティーブンス‐ジョンソン症候群、眼瘢痕性類天疱瘡、化学/熱傷など)および成功率がゼロに近い一部の先天性異常(例えば、ピーターの異常)に罹患した“高リスク”とみなされる患者で有意に低下する。同様の命運は、以前に免疫拒絶を起こした患者にも及ぶ。感染(特にトラコーマ)に起因する角膜盲目は世界の多くの地域に特有である;発展途上国ではアイバンク(1,2)、術後医療およびルーチン術後モニタリングに必要な社会的関係を欠くことから、そこでは状況が悪化している。
年間約40,000例の角膜移植が米国で現在行われていると見積もられる。スペインではその数が約1500例であり、年10%増加している。これらの数値は変わることがあり、1)アイバンクシステムで必要とされる血清検査の数の増加および2)屈折手術を必要とする人々の数の増加(4,5,6)のために、角膜組織の献体の減少にあるトレンドが最近現われていたからである。
角膜盲目は特に悲惨で失意に至るとみなされ、患者の大多数が無傷の網膜および眼神経を有しているからである。理想的な状況は、ヒトドナー由来のものと完全に置き換われる人工角膜を得ることであろう。そのため、これら患者のニーズを満たすある形の人工角膜またはケラトプロステーシス(keratoprosthesis)が開発されていれば、という希望がずっと存在していた。
ケラトプロステーシスの歴史は18世紀に始まった(7,8)。このような開発の新時代は、様々な形のメチルメタクリレート(PMMA)の使用で1950年に始まった。これらで最も重要なものはDohlman、StrampelliおよびCardonaプロステーシスであり、これらは、プロステーシスの固定を行うために様々な組織で囲まれた、角膜を貫通するPMMAの中央光学硬質部を含んでなる(9,10,11,12,13)。これらのインプラントで直面する難題は、光学的透明性の維持、レセプター組織へのバイオインテグレーションおよび挺出の防止であった。DohlmanおよびCardonaプロステーシスの固定システムは、挺出を最少化するために、異なる操作および組織(例えば、筋膜、強膜、骨膜など)を組み合わせている。これらの試行は、挺出、眼内炎、緑内障および網膜剥離を含めた重度の合併症を、それらのためにもたらしている(14,15,16)。
これらタイプのインプラントで最近のトレンドの1つは、コア(レンズまたは中央部)とスカート(コアまたは環状部を囲むリング)およびスカートとレセプター組織との一体化を改善する上で、多孔質材料の組込みであった。これらの材料としては、テフロン(登録商標)、ゴアテックス(42,43,44)、ダクロン、炭素繊維およびゴム(7,17,18)がある。関連操作では、バイオインテグレーション増加の目的で、軟質材料および/またはそれら表面の修飾を用いていた(19,20,21,22,23)。
最近の十年間でケラトプロステーシス研究のリーダー、Chirilaのグループは、多孔質スカート(PHEMAスポンジ)および透明コア(PHEMAゲル)に用いられた、親水性ポリマー、2‐ヒドロキシエチルメタクリレートまたはPHEMAの使用に基づく、新インプラント(Chirila KPro)を開発していた。両コンポーネント“コアおよびスカート”は両部を貫くポリマーメッシュにより結合され、これがこの界面で組織のクラック、濾過および成長を防いでいた(8,3,24,25,26,27)。しかし、実験動物では術後合併症があり、外科的縫合部でスカートの破損をもたらす材料の機械的強度不足によりそれらの大部分で引き起こされていた。残念ながら、この弱点はPHEMAスポンジに固有であった。その後で、同様の特徴だが、結膜瞼と縫合部におけるスポンジの機械的抵抗性との依存性を減少させる目的で前モデルより優れた、KProタイプIIが開発されていた。それが患者10例で移植され、結果はKProタイプIプロステーシスのものよりかなり満足できたが、再発性炎症が角膜で観察された。KProタイプIIプロステーシスは、米国食品医薬品局により最近承認された(Reg.No.K013756)、AlphaCorTM(65,66)として知られる新世代のケラトプロステーシスにつながるものであった(28)。
しかしながら、用いられるデバイスおよび材料のデザイン改良にもかかわらず、光学的透明性の維持、上皮カバーリング、乏しい組織一体性および挺出に関連した合併症が、現在のケラトプロステーシスを臨床的に有効なものとすることを妨げていた(3,7,15,29,30,31)。
他の方法がインビトロで角膜層の開発に存在している。1999年、Griffithと彼女のチームは上皮、間質および内皮層を再生する生物学的技術を用いて角膜を再構築した(36,33)。彼らは、組織のオリジナル構造を形態的に維持した、不死化細胞に基づく多層角膜を開発した(37)。
しかも、同年、Germainと彼女のチームはコラーゲンゲルで上皮細胞を培養して、上皮を開発していた(32)。
彼らは基底膜に加えて4〜5細胞層の厚さの上皮を示したが、彼らは完全角膜の再構築を果たせなかった。
最近、MarmoおよびBackは、角膜上皮形成を活性化するために、レンズのボディでの上皮細胞または辺縁幹細胞の使用を提案していた。彼らは活性カバーリングとして上皮部分の使用も提案している(72)。
生物学的技術および組織エンジニアリングは、組織の再構築における創始者として細胞を用いることを我々に可能にさせている。これらの細胞は、それらの組織からおよびサポート(合成、天然または混合源)の存在下で単離されると、オリジナルと形態的に類似した、コラーゲンおよび他の接着繊維から構成される細胞外マトリックスを作ることができる(45)。
ハイドロゲルは細胞サポートとして良い候補である。それらは、多くの水を捕捉しながらそれに溶解しない能力を有した、三次元ネットワークを形成する親水性ポリマーである。それらは良い生体適合性と酸素および他の栄養素への高い透過性も示し、そのためそれらは細胞療法(38)、組織再生(39)および活性物質の制御放出(65)で選択の材料である。
これらの利点は、予防(血栓の防止、58,59)、診断(バイオセンサーカバーリング、60)および治療:軟骨(45)、骨(46)、骨髄(47,48,49,50)、胚組織(51)、膵臓(52)、心臓弁(53)などから細胞の封入、DNA(54)、ヌクレオチド(55)、成長因子(56)および他のタンパク質(57)の封入などの適用において、封入材、細胞サポートおよびカバーリングとして光重合性ハイドロゲルの使用に至った。
光重合技術は、これらの光重合性材料で、細胞および細胞成分のみならず、他の成分でも封入を可能とする(64)。それは、特に望ましい治療範囲内で薬剤の制御放出を行える、活性物質放出システムとして作用する粒子、例えば生分解性ポリマーから構成されるミクロおよび/またはナノ小球の封入を可能にする。Hubbellと共同研究者は、制御放出材料およびシステムを作るために、光重合の技術を提案した(65)。
活性物質の制御放出システムは20世紀の初めから用いられるようになり(61)、薬剤の投与を改善する必要性から始まった。これらは放出される用量を制御しうるシステムと、これらの活性分子を特異的に標的器官へ向けられるシステムである。
これらのシステムは目における様々な治療介入への適用について研究されてきた。主な需要は、網膜、硝子質の障害または緑内障を広範囲の治療剤で治療するための生分解性インプラントに関してである(66〜71)。
生分解性材料の中では、分解産物の毒性の全体的不在と制御分解速度のおかげで、ポリ(DL‐乳酸)および/またはポリ(D‐乳酸‐コ‐グリコール酸)が最も多用されていた(62)。
ポリ(乳酸)/ポリ(グリコール酸)ミクロ小球から一般活性成分の放出は、ポリマーマトリックスおよびポリマー構造の孔からの拡散により通常生じる。しかしながら、ポリマーマトリックスの生分解と分解ポリマーの溶解は、ミクロ小球の幾何学性とポリマーマトリックスのテクスチャーを継続的に変え続ける。結果として、活性剤の放出のためのモデルは拡散および分解の組合せである(63)。
業界水準の要求および制約を鑑みて、本発明の著者らはハイドロゲルおよび生物学的技術を同時使用して間質インプラントの概念を進化させた、新モデルのケラトプロステーシスを開発してきた。これは伝統的ケラトプロステーシスに生物学的インテリジェンスを与え、各患者のレセプター組織の状態および具体的要求に応じてそれを修正しやすくさせ、そのため同一ケラトプロステーシスが光学かつ治療上で二重の機能を発揮する。
このケラトプロステーシスは中央光学部および環状部(コアおよびスカート)を含んでなる。主な新規性は、コラーゲン繊維およびプロテオグリカンを分泌してインプラントの組込みおよび角膜透明性の維持を改善しうる細胞成分と、具体的機能に向けた化学化合物(例えば、抗炎症、再生物質など)を出して組織でインプラントの存在のために安定した微小環境を作り出すためのシステムを、環状部、スカートが含んでいることである。
この2コンパートメントレンズのデザインは患者の要求に応じられ、間質および角膜上皮の病状に依存する。その特徴のおかげで、インプラントは異なる眼障害の患者で他のインプラントタイプの開発にも用いられる。
平面および斜視図で示された光学システムの全体図.A:中央光学部,B:細胞(B1)および活性小球(B2)を含有する環状部。 異なるタイプのインプラントの略図.A)およびB)は間質前部に埋め込まれたレンズ;C)間質中部に埋め込まれたレンズ;およびD)間質後部に埋め込まれたレンズ.(Ep):上皮;(Es a):間質前部;(Es m):間質中部;(Es p):間質後部;(En):内皮。 光重合により2コンパートメントレンズを得るためのプロセスの略図.段階1)ポリマー溶液(SP)および光開始剤(FI)からなる中央光学部の溶液(SOL.A)の調製;段階2)治療システムとしてポリマー溶液(SP)、光開始剤(FI)、細胞(C)および活性小球(E)を含んでなる環状部またはリングの溶液(SOL.B)の調製;段階3)段階1および2の溶液AおよびBを特別な型へ入れる;および段階4)2コンパートメントレンズを得るためにUV光でのシステムの光重合。 2コンパートメントレンズを得るための光重合段階の略図.1)1および2期の溶液AおよびBで型を各々満たす(図3);2)型の閉鎖;3)サンプルの重合および均質化;4)リッドを開けてセパレーターを除く;5)リッドの閉鎖;6)サンプルの重合および均質化;7)リッドを開けて2コンパートメントレンズを取り出す。 63×で共焦点顕微鏡により撮影された、一次間質細胞(CEP)を含有するPEGDA(H)ハイドロゲルの三次元像。
発明の目的
本発明の主目的は、中央光学部と、ヒトを含めた生動物細胞で固定するための環状部により形成される、新モデルの埋込み型光学システムを提供することである。
本発明の他の目的は、該埋込み型光学システムを得るための操作に関する。
該操作で得られる埋込み型光学システムも本発明の目的である。
最後に、本発明の他の目的は、角膜およびレンズ障害における、特に角膜インプラント、例えば間質内レンズまたはケラトプロステーシスおよび眼内レンズの開発における、埋込み型光学システムの使用である。
発明の説明
伝統的ケラトプロステーシスに関する現行業界水準の要求をカバーするために、本発明の著者らはインプラントのデザインおよび角膜障害の種類の双方にかかわる新モデルの埋込み型光学システムを開発してきた。
本発明は、化学的活性物質と不活性な、合成材料と生きた材料、非生分解性材料と生分解性材料との混合物からなるハイブリッドシステムを提供し、すべてが一緒になることで、諸コンポーネントの各々にそれらの機能を発揮させうる埋込み型システムをもたらしている。
本発明の主な面は、中央光学部と、ヒト細胞を含めた生動物細胞を含む環状固定部を含んでなる、埋込み型光学システムである。
具体的な態様において、細胞は埋め込まれる患者および/またはドナーからのものである。これらの細胞は、眼障害の程度および修復させる対象に応じて、幹細胞、一次角膜実質細胞、線維芽細胞、筋線維芽細胞、間質細胞へ分化しやすい様々な起源の細胞、再生効果を発揮しうる遺伝子組み換え細胞および水晶体の細胞から選択される。
リングへ組み込まれた細胞は、(患者の)レセプター組織の他のコラーゲンおよびプロテオグリカンと原線維間リンクを形成する細胞外マトリックスの成分を成長、増殖および分泌させて、1)業界水準で現行インプラントにおける最多の失敗原因の1つがインプラント‐組織接着の不全によるインプラントの挺出であることから特に重要である、宿主組織への環状部の付着およびインプラント許容性の改善、および2)生細胞によりもたらされる修復効果を可能にする。
本発明の好ましい態様において、固定するための環状部は、特定の目的(例えば、抗炎症、抗菌、抗ウイルス、抗腫瘍など)に向けられた1種以上の眼科向け活性物質を含む治療制御放出システムを追加で含んでなる。本発明の具体的態様において、このシステムは様々な技術で活性物質を封入したミクロおよび/またはナノ小球、カプセルまたは生分解性ミセルである。
レンズを含む材料に関して、中央部の材料は、好ましくはレンズの光学的要求を満たして、様々な屈折エラー(近視、遠視、老眼)を補正するようにデザインしうる、合成源および非生分解性のものである。他方、環状部の材料は組織へのレンズの接合の要素として作用し、その内部に細胞および他の成分を維持しうる三次元マトリックスであって、好ましくは合成源または混合、生分解性または非生分解性である。
本発明の具体的態様において、中央部および環状部双方の材料はポリマー材料である。そのため、好ましい態様において、環状固定部に含有される成分は該ポリマー材料に包埋される。
他の具体的態様において、ポリマー材料はハイドロゲルである。これらハイドロゲルの重合メカニズムは、温度変化、イオン変化、連結物質の添加または光照射による、物理的または化学的なイオンまたは共有結合である。
一部タイプのハイドロゲルは、モノマー液体をゲルへ変換させる、光開始剤の存在下で可視または紫外光を用いて、インビボおよびインビトロ双方で重合される。これらタイプのハイドロゲルは、環境または生理的温度および最少の発熱で、重合面積および時間に及ぼすコントロール、短い硬化時間(1秒未満〜数分間)という、他の従来重合技術にはない利点を有している。光重合の他の大きな利点は、例えば実験装置、カテーテルまたは皮下注射を用いて経皮照射しながら、最少侵襲的に水性前駆体からその場でハイドロゲルが作製されうることである。
更に、光重合性ハイドロゲルは、それらが光封入の技術を可能にするという利点を有している。この技術は、それがゲル化プロセスの初期へ細胞を組み込められる、即ち材料のゲル化が開始されたときに、細胞が既にその内部へ取り込まれているように、それが液相で細胞およびポリマーの混合を行える、という大きな長所も有している。それがこの技術の制約の1つ、即ち植付けの初期における材料への細胞の低い接着有効性を解決することから、これは組織エンジニアリングにとり大きな利点である。この有効性はサポート材料が多孔質マトリックスタイプであるときに減少するが、材料への接着以外にいかなるオプションもなく、細胞が単なる重量および重力で下降するからである。
このように、本発明の具体的態様において、ハイドロゲル重合に用いられる物理的方法は、レンズ生体成分の周辺にリングの部分を形成するハイブリッドシステムを光封入の技術で作らせうる光重合であり、そこでは放出に関与する細胞およびミクロ/ナノ粒子がハイドロゲルでそれらの光封入前に形成されている。
ハイドロゲルの光重合能は、材料の加工処理と埋込み型光学システムの製造も同時に可能とさせる。
本発明の好ましい態様において、環状部および中央部は、レンズの両部分のシーリングを後で促すために、共通して少なくとも1種のハイドロゲルマクロマー、好ましくはポリエチレングリコールのアクリル系誘導体、例えばポリエチレングリコールジアクリレート(PEGDA)を含んでなる。具体的態様において、ハイドロゲルマクロマーは各部分で別々に他のモノマー/ポリマーを共重合させうる。
共通ポリマーは水に可溶性であり、好ましくはUVまたは可視光下で活性化されてラジカル重合で重合させる光開始剤により、重合性ゾーンを形成する。可能な重合性領域は、アクリレート類、ジアクリレート類、オリゴアクリレート類、メタクリレート類、ジメタクリレート類、オリゴメタクリレート類または光重合しやすい生物源のあらゆる他の化合物である。
一部の例は、合成ポリマー、例えばポリ(エチレンオキシド)、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(アミノ酸)から誘導される、または天然化合物、例えばアルギネート、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ケラタン硫酸およびキトサンから誘導される不飽和ポリマーである。ポリ(エチレングリコール)およびヒアルロン酸のコポリマーの場合のような、両タイプの化合物の共重合も可能である。
環状コンポーネントは生分解性ポリマーで構成してもよく、該ポリマーは生分解性領域、好ましくは加水分解性領域、例えばエステル、ペプチド、無水物、オルトエステルまたはホスホエステルリンクを形成する。加水分解しやすい可能なポリマーは脂肪族ポリエステル、例えばポリグリコール酸(PGA)およびそのコポリマー、ポリ乳酸(PLA)およびそのコポリマー、またはポリカプロラクトン(PCL)およびそのコポリマー、ポリヒドロキシブチレート類(PHB)、ポリホスファゼン類、ポリオルトエステル類およびポリシアノアクリレート類である。
制御放出治療システムのコンポーネント材料に関して、これらは起源が合成、半合成および/または天然である。合成源の中で最も汎用されるものは、ポリ(アクリル酸)から誘導されるものおよびポリエステルの誘導体、主にポリ(ε‐カプロラクトン)、ポリ(乳酸)と、乳酸およびグリコール酸のコポリマーである。半合成源の他の材料、例えば異なる溶解度でセルロースから誘導されるもの、不溶性ポリマー、例えばエチルセルロースおよびセルロースアセトブチレート、および溶解度がpHに依存するもの、例えばセルロースアセトフタレートも用いられる。天然源ポリマー、主にタンパク質種、例えばゼラチンおよびアルブミンのもの、および多糖種、例えばアルギネート類、デキストラン、アラビアガムおよびキトサンのものも考えるべきである。
好ましい発明において、本発明は制御放出システムの製造にポリエステル類を用いる。ポリエステル類、例えばポリ(D‐乳酸‐コ‐グリコール酸)およびその誘導体が、それらの利用可能性、生分解性、毒性の欠如、生体適合性および様々な活性成分との易混合性のために、ポリマー制御放出システムで特に魅力的である。
これら材料が活性剤を留めるように用いられる封入技術は、主にコアセルベーション、界面重合、溶媒の蒸発による乳化および霧化である。好ましい態様では、溶媒の乳化および蒸発の技術が用いられる。
制御放出システムへ組み込める活性物質に関して、これらは主に眼科で適用の抗炎症、抗菌、抗ウイルス、抗腫瘍などの薬剤である。他の特に興味あるものとしては、角膜機能に関与しうる、成長因子、成長因子インヒビター、他のサイトカインおよびインヒビターなどがある。
このように、治療システムは埋込みゾーンで組織修復に有益な活性化合物の放出を指示する。同時に、生分解性材料から形成されているため、制御放出システムは分解して、マトリックスの細胞および接着線維により侵襲される穴をリングの基本マトリックスに残し、該リングの接着効果を増強して、間質層へのインプラントの組込みを助成する。
記載された特徴に基づき、環状またはリング部の組成は3つのバリアントを有する:
‐タイプ1リング:ポリマー溶液に細胞を封入させる;
‐タイプ2リング:ポリマー溶液に活性小球を封入させる;および
‐タイプ3リング:ポリマー溶液に細胞および活性小球を封入させる(図1)。
環状部に包埋される細胞および小球の濃度は、システムデザイン、小球サイズ、活性物質の負荷/放出などに応じて変わる。本発明の好ましい態様では、リングで栄養素の通過に良い透過性を留めるために、その全成分の全固体質量は処方物の全容量の10%〜30%にすべきである。こうすると、70〜90%、好ましくは80%の一定水分を保存した組成物が得られる。
本発明の他の主な面は本発明の埋込み型光学システムの製造のための操作であり、これは下記段階を含んでなる:
a.中央光学部の形成のためにポリマー溶液を含んでなる溶液Aの調製;
b.環状固定部の形成のためにポリマー溶液および動物細胞を含んでなる溶液Bの調製;
c.セパレーターを含有する特別な型へ独立して溶液AおよびBを入れる;
d.中央および環状部に各々相当する個別疑似ゲルを得るためにc)で得られたシステムの重合;および
e.2コンパートメントレンズを得るために、セパレーターの除去と環状部での中央部のシーリング
段階a)およびb)の調製液を各光学システムで特別な専用型に入れる。光学部のデザインは主に要求される屈折補正とレンズ埋込みの位置に依存するが、これは環状部のデザインも決める(図2)。各レンズは、したがって、光学および環状部の具体的な厚さおよび直径を要する。本発明の好ましい態様において、レンズは100μm〜600μmの光学部の厚さ、100μm〜300μmの環状部の厚さおよび6mm〜10mmの全直径を有し、そのうち4〜6mmは光学部および2〜4mmは環状部に相当する。
好ましい態様において、溶液Bは制御的に1種以上の活性物質を放出しうる治療システムを追加で含んでなる。
他の具体的態様において、ポリマー溶液AおよびBは、段階d)およびe)でUVまたは可視光により活性化される光開始剤を追加で含んでなる。それらは短い分解時間も呈し、少なくとも部分的に水に可溶性であり、細胞化合物と良い生体適合性を有している。
光重合で用いられる光開始剤は、好ましくはα‐ヒドロキシアセトン類、フェニルグリオキシレート類、ベンジルジメチルケタール類、α‐アミノケトン類、カンファーキノン類、例えば2‐ヒドロキシ‐1‐〔4‐(ヒドロキシエトキシ)フェニル〕‐2‐メチル‐1‐プロパノンまたは2,2‐ジメトキシ‐2‐フェニルアセトフェノンである。
重合の開始は320〜900nm、好ましくは350〜370nm範囲の波長でUV光の放射により行われる。
このような場合に、型が作られている材料とそのデザインは、光重合が適切な一定条件で生じるように、UV光の通過を許すべきである。好ましい材料は熱可塑性または熱安定性ポリマー材料、例えばポリメチルメタクリレート、メチルポリカーボネート、ポリビニルクロリドおよび無機ガラス、例えばUV光の低またはゼロ吸収の石英である。
重合は2期で行われる:光学部および環状部に各々相当する2つの疑似ゲルが得られる第一期、並びにセパレーターの除去で、光学および環状疑似ゲルの双方が接触して、レンズの両部の架橋および接合を行わせる第二期(図4)。
用いられる型は:
‐手動または自動であって、光重合を行わせる型のリッドに組み込まれるまたは組み込まれない可動式セパレーター
‐サンプルの同時光重合および均質化を確保する目的で型の運動を可能にするカップリングシステム
を有しうる。
本発明の他の主な面は、記載された操作により得られる埋込み型光学システムである。
本発明の埋込み型システムは、各患者の個別要求に応じて、レンズの個別化を可能にする。異なる組成(材料、細胞および活性物質)の選択と、形状、湾曲などに関する異なるデザインの選択で、これは適合させうる。
このように、本発明の主な面は、角膜障害における、特に角膜インプラント、例えば間質内レンズの開発における、健康角膜の患者で屈折欠陥の補正のための、浅表層域(上皮および間質前部)に欠陥がある患者の間質前部で埋込みのためのケラトプロステーシスとして、および完全間質欠陥の患者で上皮および間質の除去後に間質後部で埋込みのためのケラトプロステーシスとして、記載された埋込み型光学システムの使用である(図2)。
記載された埋込み型光学システムは、眼内レンズの開発に適用される、他のタイプの眼障害、例えばレンズの障害にも用いられる。
ここで記載された発明は、この特許出願で詳しく記載されていない変更および修正の余地がある。しかしながら、本発明は、業界水準から演繹され、したがって当業者に明らかな、これらすべての可能な変更および修正を含んでいる。
我々は本発明の非制限例態様を以下で提示している:
実施例1
光重合で2コンパートメントレンズを得るための操作(図3)
段階1.中央光学部の調製(溶液A)
光学および環状部の基本材料として、PBS中10%の重量/容量割合で平均分子量3400のポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEGDA)を用いた。2‐ヒドロキシ‐1‐〔4‐(ヒドロキシエトキシ)フェニル〕‐2‐メチル‐1‐プロパノンをポリマー溶液の0.05%重量/容量の割合で開始剤として用いた。70%エタノール中開始剤溶液を使用直前に調製し、氷上で保ち、光入射を避けた。
段階2.環状またはリング部タイプ3の調製(溶液B)
ポリマー溶液を得る
環状部の基本ポリマー溶液を得るための操作は、1期で記載されたものと同様であった。しかしながら、この場合にポリマー溶液が細胞を受容して可能な細胞毒性作用を制限するものであるとすれば、後でUV光への暴露のために型へ混合液の投入の瞬間に開始剤を加えた。
制御放出治療システムを得る
活性物質で負荷された生分解性小球を制御放出治療システムとして用いた。この場合には、デキサメタゾン(眼科で広く用いられているステロイド抗炎症剤)で負荷されたポリ(乳酸‐コ‐グリコール酸)(PLGA)ミクロおよび/またはナノ小球を用いることになり、連続水相中にポリマーおよび薬剤の有機溶液を分散させた油相/水相(O/W)エマルジョンから溶媒の蒸発に基づくミクロ/ナノ封入技術を用いた。
これを行うために、既定量のデキサメタゾンをジクロロメタン(内部有機相)に溶解されたポリマーへ加えた。混合液を超音波で1分間均質化させ、既定容量の水および乳化剤(外部水相)へ加えた。Polytronホモゲナイザーにおいて5000rpmで2分間均質化させて有機/水性(O/W)エマルジョンを得た。次いで水相を追加して同速度で再び1分間均質化させることにより、容量を調整した。この混合液を次いで、溶媒が完全に蒸発するまで、大容量の水溶液(水および乳化剤)へ攪拌しながら環境温度で3〜4時間かけて入れた。成熟小球を蒸留水で数回洗浄した。粒度フラクションを篩で分けた。最後に、それらを貯蔵のために真空下2〜4℃で凍結乾燥させた。このタイプの制御放出システムの2つの異なる態様が以下で示されている。
‐デキサメタゾンで負荷されたPLGAミクロ小球
800mg PLGA50:50(インヘレント粘度0.17〜0.24dL/g)、2mLジクロロメタンおよび80〜160mgデキサメタゾンを含んでなる有機相を1分間攪拌し、氷上で更に1分間超音波に曝した。1%(Pm72000)で5mLポリビニルアルコール(PVA)を含んでなる水相にこの溶液を滴下し、5000rpmで2分間均質化させた。容量を0.1%のポリビニルアルコールで15mLに調整し、更に1分間均質化させた。このエマルジョンを0.1%の容量20mL PVAへ加え、磁気で3〜4時間攪拌した。成熟ミクロ小球を蒸留水で3回洗浄し、それらを篩にかけ、20〜50μmサイズのものを濾取した。最後に、貯蔵のために真空下2〜4℃で凍結乾燥させた。
‐デキサメタゾンで負荷されたPLGAナノ小球
15mLジクロロメタン中800mg PLGA50:50(インヘレント粘度0.17〜0.24dL/g)と15mLアセトンに溶解された200mgデキサメタゾンからなる有機相を5分間攪拌した。、次いで5%ポリビニルアルコール(Pm72000)を含んでなる200mLの水相へこの有機相を滴下した。エマルジョンを60Wで10分間の超音波への暴露により形成させ、それを氷上で保った。環境温度で12時間磁気攪拌することにより溶媒の蒸発を行った。成熟ナノ小球を蒸留水で3回洗浄し、4℃にて35,000rpmで1時間の遠心により回収した。最後に、貯蔵のために真空下2〜4℃で凍結乾燥させた。
一次間質細胞を得る
目の摘出前に、その領域を塩水溶液中ヨウ素溶液で洗浄した。外科用メス(No.12)を用いて角膜を摘出し、氷上に保たれた1%ペニシリンおよびストレプトマイシン含有の抗生物質溶液入りDMEM‐F12培地に集めた。角膜を四分割し、142rpmおよび37℃で30〜45分間にわたりコラゲナーゼの酵素培地(1mL DMEM‐F12中3.3mgコラゲナーゼ〔SIGMA.Ref.C8176〕)へ入れた。この1回目消化の内容物を濾過し、前記と同条件下で更に1時間の消化(2回目消化)を行うために、得られた組織を新鮮コラゲナーゼ培地へ再び再懸濁した。2回目濾過後(上澄は保存する)、操作を繰返し、フィルターに留まる内容物を再び142rpmおよび37℃で2時間半にわたり新鮮酵素培地に再懸濁した。この3回目消化後、上澄を集めた。間質角膜実質細胞を含む2回目および3回目消化からの培地を集め、遠心し、細胞生存性を調べるために既知量のDMEM‐F12へ再懸濁した。この時点で、2つのオプションがある。1)(次のセクションで記載されているように)一次角膜実質細胞を封入すること、またはそれらをインキュベートして封入しうる線維芽細胞を得ること
デキサメタゾン‐PEGDAハイドロゲルシステムで負荷された一次角膜実質細胞‐PLGA小球を得る
光開始剤を含有するポリマーPEGDA溶液とデキサメタゾンで負荷されたPLGA小球を含んでなる混合液を調製した。攪拌機でこの組成物を1分間維持した後、4℃で10分間にわたる角膜実質細胞の細胞懸濁液の遠心後に既に得られた細胞タブレットにそれをチップした。
80%一定水分と、10%PEGDA、5%小球(500nm〜100μmの直径)および5%細胞(約20μmの直径)からなる20%固形分のサンプルを得た。
生細胞の膜から自由に拡散する蛍光クロロメチルの誘導体を用いて、PEGDAハイドロゲル中封入細胞の細胞生存性を調べた。560nmの赤色シグナルは、細胞がハイドロゲル内で生存し続けていられたことを示している(図5)。
段階3および4.2コンパートメントレンズを得るために特別な型中へ溶液の投入とシステムの光重合(図4)
溶液AおよびBを型の対応キャビティへ入れた(4.1)。型を閉じた後(4.2)、それらをサンプルの均質化のための運動に付し、光重合を開始させるためにそれらをUV光に曝した(4.3)。このように、この第一段階では、光学部および環状部に相当する2つの個別疑似ゲルを強度4mW/cmおよびλ=365nmのUV光下において1〜2分間で得た。
型を開いてセパレーターを除いた後(4.4)、強度4mW/cmおよびλ=365nmのUV光に暴露されたシステムを更に3〜5分間にわたり維持することで、両疑似ゲル(光学および環状)の架橋および接合を行った(4.5)。最後に型を開いた後、2コンパートメントレンズまたはケラトプロステーシス(4.7)を得た。
得られた2コンパートメントレンズは7mm(中央部で4mmおよび環状部で3mm)の直径および0.200mmの厚さを有していた。
参照文献
1.Whitcher JP, Srinivasan M, Upadhyay MP. Corneal blindness: a global perspective. Bull World Health Organ 2001; 79(3):214-221
2.Aiken-O'Neill, P. and M.J. Mannis, Summary of comeal transplant activity Eye Bank Association of America. Cornea, 2002. 21(1): p. 1-3.
3.Chirila, T.V., An overview of the development of artificial corneas with porous skirts and the use of PHEMA for such an application. Biomaterials, 2001. 22: p. 3311-3317.
4.Carlsson, D.J., et al., Bioengineered corneas: how close are we? Curr Opin Ophthalmol, 2003. 14(4): p. 192-7.
5.America, E.B.A.O., Eye Banking Statistical Report. 1999, Eye Bank Association of America: Washington, DC.
6.Li, F., et al., Cellular and nerve regeneration within a biosynthetic extracellular matrix for corneal transplantation. Proc Natl Acad Sci U S A, 2003. 100(26): p. 15346-51.
7.Hicks CR, Fitton JH, Chirila TV, Crawford GJ, Constable IJ. Keratoprostheses: advancing toward a true artificial cornea. Surv Ophthalmol 1997; 42(2):175-189.
8.Hicks C, Crawford G, Chirila T, Wiffen S, Vijayasekaran S, Lou X et al. Development and clinical assessment of an artificial cornea. Prog Retin Eye Res 2000; 19(2):149-170.
9.Marchi V, Ricci R, Pecorella I, Ciardi A, Di Tondo U. Osteo-odonto-keratoprosthesis. Description of surgical technique with results in 85 patients. Cornea 1994; 13(2):125-130.
10.Doane MG, Dohlman CH, Bearse G. Fabrication of a keratoprosthesis. Cornea 1996; 15(2):179-184.
11.Teichmann KD, al Hussain HM, Karcioglu ZA. Long-term complications of Strampelli's osteo-odonto-keratoprosthesis. Aust N Z J Ophthalmol 1996; 24(2):158-159.
12.Cardona H. Keratoprosthesis with a plastic fiber meshwork supporting plate. Report of an experimental and comparative histologic study. Am J Ophthalmol 1967; 64(2):228-233.
13.Khan AO. Visual sensation in cataract surgery. Ophthalmology 2001; 108(12):2157-2158.
14.Hicks CR, Lou X, Platten S, Clayton AB, Vijayasekaran S, Fitton HJ et al. Keratoprosthesis results in animals: an update. Aust N Z J Ophthalmol 1997; 25 Suppl 1:S50-S52.
15.Dohlman CH, Terada H. Keratoprosthesis in pemphigoid and Stevens-Johnson syndrome. Adv Exp Med Biol 1998; 438:1021-1025.
16.Nouri M, Terada H, Alfonso EC, Foster CS, Durand ML, Dohlman CH. Endophthalmitis after keratoprosthesis: incidence, bacterial causes, and risk factors. Arch Ophthalmol 2001; 119(4):484-489.
17.Hsiue GH, Lee SD, Chang PC. Platelet adhesion and cellular interaction with poly(ethylene oxide) immobilized onto silicone rubber membrane surfaces. J Biomater Sci Polym Ed 1996; 7(10):839-855.
18.Pintucci S, Perilli R, Formisano G, Caiazza S. Influence of dacron tissue thickness on the performance of the Pintucci biointegrable keratoprosthesis: an in vitro and in vivo study. Cornea 2001; 20(6):647-650.
19.Crawford GJ, Constable IJ, Chirila TV, Vijayasekaran S, Thompson DE. Tissue interaction with hydrogel sponges implanted in the rabbit cornea. Cornea 1993; 12(4):348-357.
20.Hicks CR, Chirila TV, Dalton PD, Clayton AB, Vijayasekaran S, Crawford GJ et al. Keratoprosthesis: preliminary results of an artificial corneal button as a full-thickness implant in the rabbit model. Aust N Z J Ophthalmol 1996; 24(3):297-303.
21.Hicks CR, Vijayasekaran S, Chirila TV, Platten ST, Crawford GJ, Constable IJ. Implantation of PHEMA keratoprostheses after alkali burns in rabbit eyes. Cornea 1998; 17(3):301-308.
22.Hicks CR, Chirila TV, Clayton AB, Fitton JH, Vijayasekaran S, Dalton PD et al. Clinical results of implantation of the Chirila keratoprosthesis in rabbits. Br J Ophthalmol 1998; 82(1):18-25.
23.Sandeman SR, Faragher RG, Allen MC, Liu C, Lloyd AW. Novel materials to enhance keratoprosthesis integration. Br J Ophthalmol 2000; 84(6):640-644.
24.Legeais JM, Renard G, Parel JM, Savoldelli M, Pouliquen Y. Keratoprosthesis with biocolonizable microporous fluorocarbon haptic. Preliminary results in a 24-patient study. Arch Ophthalmol 1995; 113(6):757-763.
25.Renard G, Cetinel B, Legeais JM, Savoldelli M, Durand J, Pouliquen Y. Incorporation of a fluorocarbon polymer implanted at the posterior surface of the rabbit cornea. J Biomed Mater Res 1996; 31(2):193-1999
26.Renard G. [Artificial cornea]. Bull Acad Natl Med 1996; 180(3):659-665.
27.Caldwell DR. The soft keratoprosthesis. Trans Am Ophthalmol Soc 1997; 95:751-802.
28.Hicks CR, Crawford GJ, Lou X, Tan DT, Snibson GR, Sutton G et al. Corneal replacement using a synthetic hydrogel cornea, AlphaCor: device, preliminary outcomes and complications. Eye 2003; 17(3):385-392.
29.Dohlman, C., A recollection from Boston. Experimental Eye Research, 2004. 78(3): p.xxi-xxii.
30.Hicks, C.R. and G.J. Crawford, Melting after keratoprosthesis implantation: the effects of medroxyprogesterone. Cornea, 2003. 22(6): p. 497-500.
31.Hicks, C.R., et al., Outcomes of implantation of an artificial cornea alphacor: effects of prior ocular herpes simplex infection. Cornea, 2002. 21 (7): p. 685-690.
32.Germain, L., et al., Reconstructed human cornea produced in vitro by tissue engineering. Pathobiology, 1999. 67(3): p. 140-7.
33.Griffith, M., et al., Functional human corneal equivalents constructed from cell lines. Science, 1999. 286(5447): p. 2169-72.
34.Orwin, E.J. and A. Hubel, In vitro culture characteristics of corneal epithelial, endothelial, and keratocyte cells in a native collagen matrix. Tissue Eng, 2000. 6(4): p.307-19.
35.Schneider, A.I., K. Maier-Reif, and T. Graeve, Constructing an in vitro cornea from cultures of the three specific corneal cell types. In Vitro Cell Dev Biol Anim, 1999.35(9): p. 515-26.
36.Griffith, M. et al. “Artificial Cornea”. U.S. 6.645.715, November 11th, 2003. Appl. 09/624909, July 24th, 2000. p45.
37.Cukierman, E., et al., Taking cell-matrix adhesions to the third dimension. Science, 2001. 294(5547): p. 1708-12.
38.Scharp, D. et al. Implantation of encapsulated biological materials for treating diseases. US20040136971, July 15th, 2004. Appl. 10/684,859, Oct. 14th, 2003. p. 1-66.
39.Bhatia, S.N. et al. Three dimensional cell patterned biopolymer scaffolds and method of making the same. US20050169962, Aug. 4th, 2005. Appl. 11/035,394, Jan. 12th, 2005. p. 1-25.
40.Chirila, T.V. et al. Keratoprosthesis. US 5300116, April 5th, 2004. Appl. 931027, Aug. 14th, 1992.
41.Chirila, T.V. et al. Method of producing a Keratoprosthesis. US 5458819, Oct. 17th ,1995. Appl. 170379, Dec. 20th, 1993.
42.Caldwell Delmar, R. et al. Intraocular protesis. US 4865601, Sept 12th, 1989. Appl. 70783, Jul. 7th, 1987.
43.Caldwell Delmar, R. et al. Intraocular protesis. US 4932968, June 12th, 1990. Appl. 391887, Aug. 9th, 1989.
44.Jacob-Labarre, J. Intraocular protesis. US 5282851, Feb. 1st, 1994. Appl. 837483, feb. 18th, 1992.
45.Elisseeff J, McIntosh W, Anseth K, Riley S, Ragan P, Langer R. Photoencapsulation of chondrocytes in poly(ethylene oxide)-based semi-interpenetrating networks. Journal of Biomedical Materials Research 2000;51(2)
46.Wang D, Williams CG, Yan F, Cher N, Lee H, Elisseeff JH. Bioresponsive phosphoester hydrogels for bone tissue engineering. Tissue Engineering 2005; 11(1-2):201-213.
47.Williams CG, Kim TK, Taboas A, Malik A, Manson P, Elisseeff J. In Vitro Chondrogenesis of Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells in a Photopolymerizing Hydrogel. Tissue Engineering 2003; 9(4): 679-688
48.Nuttelman CR, Tripodi MC, Anseth KS. Synthetic hydrogel niches that promote hMSC viability. Matrix Biology 2005;24(3):208-218.
49.Miles-Thomas J, Elisseeff JH, Morales N, Frimberger D, Gearhart JP, Lakshmanan Y. Human stem cells in a photopolymerizable hydrogel: The next generation of engineered tissue. Journal of Urology 2004; 171(4 Supplement):46.
50.Alhadlaq A, Elisseeff JH, Hong L, Williams CG, Caplan AI, Sharma B, Kopher RA, Tomkoria S, Lennon DP, Lopez A, Mao, Jeremy J. Adult stem cell driven genesis of human-shaped articular condyle. Annals of Biomedical Engineering 2004;32(7): 911-923.
51.Bryant, Stephanie J.; Nuttelman, Charles R.; Anseth, Kristi S.. Cytocompatibility of UV and visible light photoinitiating systems on cultured NIH/3T3 fibroblasts in vitro. Journal of Biomaterials Science Polymer Edition, (2000) Vol. 11, No. 5
52.Cruise, Gregory M.; Hegre, Orion D.; Scharp, David S.; Hubbell, Jeffrey A.. A sensitivity study of the key parameters in the interfacial photopolymerization of poly(ethylene glycol) diacrylate from porcine islets. Biotechnology and Bioengineering, (1998) Vol. 57, No. 6, pp. 655-665.
53.Masters, Kristyn S.; Shah, Darshita N.; Leinwand, Leslie A.; Anseth, Kristi S. Crosslinked hyaluronan scaffolds as a biologically active carrier for valvular interstitial cells. Biomaterials (2005), 26(15), 2517-2525
54.Quick, Deborah J.; Anseth, Kristi S. DNA delivery from photocrosslinked PEG hydrogels: encapsulation efficiency, release profiles, and DNA quality. Journal of Controlled Release, (April 28 2004) Vol. 96, No. 2, pp. 341-351.
55.Ramakumar, Sanjay [Reprint Author]; Phull, Hardeep; Purves, Todd; Funk, Joel; Copeland, Duan; Ulreich, Judith B.; Lai, Li-Wen; Lien, Yeong-Hau. Howard Novel delivery of oligonucleotides using a topical hydrogel tissue sealant in a murine partial nephrectomy model. Journal of Urology, (SEP 2005) Vol. 174, No. 3, pp. 1133-1136.
56.Elisseeff, Jennifer; McIntosh, Winnette; Fu, Karen; Blunk, Torsten; Langer, Robert. Controlled-release of IGF-I and TGF-β1 in a photopolymerizing hydrogel for cartilage tissue engineering. Journal of Orthopaedic Research (2001), 19(6), 1098-1104
57.Patton, Jaqunda N.; Palmer, Andre F. Photopolymerization of Bovine Hemoglobin Entrapped Nanoscale Hydrogel Particles within Liposomal Reactors for Use as an Artificial Blood Substitute. Biomacromolecules (2005), 6(1), 414-424
58.Hill-West JL, Chowdhury SM, Slepian MJ, Hubbell JA. Inhibition of thrombosis and intimal thickening by in situ photopolymerization of thin hydrogel barriers. Proc Natl Acad Sci U S A 1994; 91(13):5967-5971.
59.West JL, Hubbell JA. Separation of the arterial wall from blood contact using hydrogel barriers reduces intimal thickening after balloon injury in the rat: the roles of medial and luminal factors in arterial healing. Proc Natl Acad Sci U S A 1996; 93(23):13188-13193.
60.Quinn CP, Pathak CP, Heller A, Hubbell JA. Photo-crosslinked copolymers of 2-hydroxyethyl methacrylate, poly(ethylene glycol) tetra-acrylate and ethylene dimethacrylate for improving biocompatibility of biosensors. Biomaterials 1995; 16(5):389-396.
61.Edman P. Solid microspheres as drug delivery systems. En: Sartoreli AC, ed. Methods of drug delivery. New York:Pergamon Press;1985:23.
62.Julienne MC, Alonso Ma J, Gomez JL, Benoit JP. Preparation of poly (DL lactide/glycolide) nanoparticles of controlled particle size distribution: application of experimental designs. Drug Dev Ind Pharm 1992;(18):1063.
63.Shen Wu X. Preparation, characterization, and drug delivery applications of microspheres based on biodegradable lactic/glycolic acid polymers. En: Wise LM, Trantolo DJ, Altobelli DE, Yaszemski MJ, Gresser JD, Schwartz, eds. Encyclopedic handbook of biomaterials and bioengineering. New York: Marcel Dekker; 1995:1151-200.
64.Hubbel JA. et al. Gels for encapsulation of biological materials US 5801033, September 1st, 1998; App. US480678, june 7th, 1995. p 32.
65.Hubbel JA, et al. Photopolymerizable biodegradable hydrogels as tissue contaction materials as controlled-release carriers. US2002091229, July 11th, 2002. App. 10/021508, October 22, 2001.
66.Lee DA. Drug delivery device (US19894863457).
67.Ohtori A, et al. Controlled-release pharmaceutical preparation for intra-ocular implant. EP 0488401, June 3rd, 1992. App. EP91120586.2, November 11th, 1989.
68.Wong VG. Biodegradable ocular implants. US 5164188, November 17th, 1992. App. 440344, November 22, 1989.
69.Huang GT, et al. Sustained release intraocular implants and related methods. US2005244468, November 3rd, 2005. App. US10837356, April 30th, 2004.
70.Hughes PM, Malone et al. Macromolecule-containing sustained release intraocular implants and related methods. US2005281861, December 22, 2005. App. 1116698, april 27, 2005.
71.Jimenez AM, et al. Implants and microspheres for the sustained release of drugs for ophthalmic use and preparation methods thereof. WO2006/028361, march 16, 2006.
72.Marmo JC and Back A. Device and Methods for Improving Vision US 2005/0080484, April 14, 2005. App. 10661400, September 12, 2003.

Claims (29)

  1. 中央光学部と、固定用の環状部とを備えてなり、環状部がヒト細胞を含めた動物細胞を含んでなることを特徴とする、埋込み型光学システム。
  2. 細胞が、インプラントを受容する患者および/またはドナーからのものである、請求項1に記載の埋込み型光学システム。
  3. 細胞が、幹細胞、一次角膜実質細胞、線維芽細胞、筋線維芽細胞、再生効果を発揮しうる遺伝子組み換え細胞および水晶体の細胞から選択される、請求項1または2に記載の埋込み型光学システム。
  4. 固定用の環状部が、1種以上の活性物質を含む制御放出治療システムをさらに備えてなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の埋込み型光学システム。
  5. 治療システムが、ミクロおよび/またはナノ小球、カプセルまたは生分解性ミセルタイプである、請求項4に記載の埋込み型光学システム。
  6. 光学部の材料が合成源で非生分解性のものである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の埋込み型光学システム。
  7. 環状部の材料が、合成、天然または混合源で、生分解性または非生分解性である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の埋込み型光学システム。
  8. 中央および環状部の材料がポリマー材料である、請求項6または7に記載の埋込み型光学システム。
  9. 環状固定部に含まれる成分がポリマー材料に包埋されている、請求項8に記載の埋込み型光学システム。
  10. 中央部および環状部双方のポリマー材料がハイドロゲルタイプポリマー材料である、請求項9に記載の埋込み型光学システム。
  11. 環状および中央部が、共通して少なくとも1種のハイドロゲルタイプマクロマーを含んでなる、請求項10に記載の埋込み型光学システム。
  12. マクロマーが、各部分で別々に他のモノマーおよび/またはポリマーを共重合している、請求項11に記載の埋込み型光学システム。
  13. マクロマーがポリエチレングリコールのアクリル系誘導体である、請求項12に記載の埋込み型光学システム。
  14. マクロマーがポリエチレングリコールジアクリレート(PEGDA)である、請求項13に記載の埋込み型光学システム。
  15. ハイドロゲルが物理的または化学的方法で重合する、請求項10〜14のいずれか一項に記載の埋込み型光学システム。
  16. 用いられる物理的方法が光重合である、請求項15に記載の埋込み型光学システム。
  17. 環状部の組成が70%〜90%にわたる水分率を有している、請求項1〜16のいずれか一項に記載の埋込み型光学システム。
  18. a.中央光学部の形成のためにポリマー溶液を含んでなる溶液Aを調製する段階;
    b.固定用の環状部の形成のためにポリマー溶液および動物細胞を含んでなる溶液Bを調製する段階;
    c.セパレーターを有する特別な型へ独立して溶液AおよびBを入れる段階;
    d.中央および環状部に各々相当する個別疑似ゲルを得るためにc)で得られたシステムを重合する段階;および
    e.2コンパートメントレンズを得るために、セパレーターと重合による環状部での中央部のシーリングとを除去する段階;
    を含んでなる、請求項1〜17のいずれか一項に記載の埋込み型光学システムの開発のための操作。
  19. 溶液Bが、制御的に1種以上の活性物質を放出しうる治療システムをさらに含んでなる、請求項18に記載の操作。
  20. 溶液AおよびBが光開始剤をさらに含んでなる、請求項18に記載の操作。
  21. 段階d)およびe)がUVまたは可視光で行われる、請求項20に記載の操作。
  22. UV光が範囲320〜900nmの波長を有している、請求項21に記載の操作。
  23. UV光が範囲350〜370nmの波長を有している、請求項22に記載の操作。
  24. 請求項18〜23の操作で得られる埋込み型光学システム。
  25. 角膜障害における、請求項1〜17および24のいずれか一項に記載の埋込み型光学システムの使用。
  26. 角膜インプラントの開発における、請求項25に記載の埋込み型光学システムの使用。
  27. 間質内レンズまたはケラトプロステーシスの開発における、請求項26に記載の埋込み型光学システムの使用。
  28. 水晶体の障害における、請求項1に記載の埋込み型光学システムの使用。
  29. 眼内レンズの開発における、請求項28に記載の埋込み型光学システムの使用。
JP2009523308A 2006-08-08 2006-08-08 埋込み型光学システム、その開発および適用のための手順 Pending JP2010500064A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/ES2006/000467 WO2008020087A1 (es) 2006-08-08 2006-08-08 Sistema óptico implantable, procedimiento para su desarrollo y aplicaciones

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010500064A true JP2010500064A (ja) 2010-01-07

Family

ID=39081974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009523308A Pending JP2010500064A (ja) 2006-08-08 2006-08-08 埋込み型光学システム、その開発および適用のための手順

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100215720A1 (ja)
EP (1) EP2052698A4 (ja)
JP (1) JP2010500064A (ja)
CN (1) CN101522133B (ja)
WO (1) WO2008020087A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5591226B2 (ja) 2008-05-12 2014-09-17 ユニバーシティ・オブ・ユタ・リサーチ・ファウンデイション 眼内薬物送達装置および関連する方法
US9877973B2 (en) 2008-05-12 2018-01-30 University Of Utah Research Foundation Intraocular drug delivery device and associated methods
US10064819B2 (en) 2008-05-12 2018-09-04 University Of Utah Research Foundation Intraocular drug delivery device and associated methods
US9095404B2 (en) 2008-05-12 2015-08-04 University Of Utah Research Foundation Intraocular drug delivery device and associated methods
WO2011094170A1 (en) * 2010-01-27 2011-08-04 Alcon Research, Ltd. Pulsatile peri-corneal drug delivery device
ES2940188T3 (es) * 2010-09-30 2023-05-04 Keramed Inc Córnea artificial deformable de forma reversible
AU2013373704B2 (en) 2013-01-15 2017-11-30 Medicem Institute s.r.o. Bioanalogic intraocular lens
US10441676B2 (en) 2013-01-15 2019-10-15 Medicem Institute s.r.o. Light-adjustable hydrogel and bioanalogic intraocular lens
GB201519811D0 (en) * 2015-11-10 2015-12-23 Univ Belfast Ocular compositions
DE102017112087A1 (de) 2017-06-01 2018-12-06 Carl Zeiss Meditec Ag Künstliche Augenlinse mit lasererzeugter doppelbrechender Struktur sowie Verfahren zum Herstellen einer künstlichen Augenlinse
DE102017112085A1 (de) * 2017-06-01 2018-12-06 Carl Zeiss Meditec Ag Künstliche Augenlinse mit darin ausgebildetem Medikamentendepot und Verfahren zum Herstellen einer künstlichen Augenlinse
CN109265592B (zh) * 2018-09-07 2020-08-07 清华大学深圳研究生院 具有高抗氧化性的角膜接触镜及其制备方法
CN109157305B (zh) * 2018-09-25 2021-05-25 广州锐澄医疗技术有限公司 复合人工角膜及其制备方法
CN115671389B (zh) * 2022-09-15 2024-01-30 北京航空航天大学 用于内皮移植的复合型人工角膜及其制备和使用方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027954A (ja) * 1988-03-04 1990-01-11 Alcon Surgical Inc 着色周辺部付きレンズの製造方法
JPH02104364A (ja) * 1988-03-02 1990-04-17 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> 角膜移植片およびその製法
JPH05127132A (ja) * 1991-10-31 1993-05-25 Yasuhiro Koike 視力矯正用レンズの製造方法
JPH1176279A (ja) * 1997-09-12 1999-03-23 Menicon Co Ltd 眼内レンズの製造方法
JP2004535511A (ja) * 2001-07-16 2004-11-25 フアルマシア・フローニンゲン・ベー・ベー 眼内でヒドロゲル類を形成可能な組成物
JP2005532094A (ja) * 2002-06-18 2005-10-27 ザ・ボード・オブ・トラスティーズ・オブ・ザ・レランド・スタンフォード・ジュニア・ユニバーシティ 人工角膜
JP2005535736A (ja) * 2002-03-12 2005-11-24 フィディア アドヴァンスド バイオポリマーズ ソシエタ ア レスポンサビリタ リミタータ 光硬化によるハイドロゲル材料の調製のためのヒアルロン酸のエステル誘導体

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4863457A (en) 1986-11-24 1989-09-05 Lee David A Drug delivery device
US5282851A (en) 1987-07-07 1994-02-01 Jacob Labarre Jean Intraocular prostheses
US4932968A (en) 1987-07-07 1990-06-12 Caldwell Delmar R Intraocular prostheses
US4865601A (en) 1987-07-07 1989-09-12 Caldwell Delmar R Intraocular prostheses
US5164188A (en) 1989-11-22 1992-11-17 Visionex, Inc. Biodegradable ocular implants
US5529914A (en) 1990-10-15 1996-06-25 The Board Of Regents The Univeristy Of Texas System Gels for encapsulation of biological materials
KR0185215B1 (ko) 1990-11-30 1999-05-01 요시다 쇼오지 서방성 안구삽입용 약제
PT627911E (pt) 1992-02-28 2001-04-30 Univ Texas Hidrogeis biodegradaveis fotopolimerizaveis como materiais de contacto de tecidos e veiculos de libertacao controlada
AU650156B2 (en) 1992-08-05 1994-06-09 Lions Eye Institute Limited Keratoprosthesis and method of producing the same
DE19508922C2 (de) * 1994-03-14 1999-10-14 Norbert Schrage Hornhautprothese
EP0889743A1 (en) * 1996-03-29 1999-01-13 Desmos, Inc. Cellular attachment to laminin 5-coated trans-epithelial appliances
CA2227827A1 (en) 1998-01-23 1999-07-23 Unknown In vitro artificial cornea and sclera
US6544286B1 (en) * 2000-07-18 2003-04-08 Tissue Engineering Refraction, Inc. Pre-fabricated corneal tissue lens method of corneal overlay to correct vision
AU2003251874A1 (en) 2002-07-12 2004-02-02 Dirk R. Albrecht Three dimensional cell patterned bioploymer scaffolds and method of making the same
WO2004024035A1 (en) 2002-09-13 2004-03-25 Ocular Sciences, Inc. Devices and methods for improving vision
CA2501949A1 (en) 2002-10-11 2004-04-22 Novocell, Inc. Implantation of encapsulated biological materials for treating diseases
WO2005110374A1 (en) 2004-04-30 2005-11-24 Allergan, Inc. Intraocular drug delivery systems containing a therapeutic component, a cyclodextrin, and a polymeric component
US8119154B2 (en) 2004-04-30 2012-02-21 Allergan, Inc. Sustained release intraocular implants and related methods
EP1787643A1 (en) 2004-09-09 2007-05-23 Jimenez Bayardo, Arturo Implants and microspheres for the sustained release of drugs for ophthalmic use and preparation methods thereof
US20060287721A1 (en) * 2004-10-05 2006-12-21 David Myung Artificial cornea

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02104364A (ja) * 1988-03-02 1990-04-17 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> 角膜移植片およびその製法
JPH027954A (ja) * 1988-03-04 1990-01-11 Alcon Surgical Inc 着色周辺部付きレンズの製造方法
JPH05127132A (ja) * 1991-10-31 1993-05-25 Yasuhiro Koike 視力矯正用レンズの製造方法
JPH1176279A (ja) * 1997-09-12 1999-03-23 Menicon Co Ltd 眼内レンズの製造方法
JP2004535511A (ja) * 2001-07-16 2004-11-25 フアルマシア・フローニンゲン・ベー・ベー 眼内でヒドロゲル類を形成可能な組成物
JP2005535736A (ja) * 2002-03-12 2005-11-24 フィディア アドヴァンスド バイオポリマーズ ソシエタ ア レスポンサビリタ リミタータ 光硬化によるハイドロゲル材料の調製のためのヒアルロン酸のエステル誘導体
JP2005532094A (ja) * 2002-06-18 2005-10-27 ザ・ボード・オブ・トラスティーズ・オブ・ザ・レランド・スタンフォード・ジュニア・ユニバーシティ 人工角膜

Also Published As

Publication number Publication date
CN101522133B (zh) 2012-08-08
EP2052698A4 (en) 2010-01-06
US20100215720A1 (en) 2010-08-26
EP2052698A1 (en) 2009-04-29
WO2008020087A1 (es) 2008-02-21
CN101522133A (zh) 2009-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2052698A1 (en) Implantable optical system, method for developing it and applications
Mobaraki et al. Corneal repair and regeneration: current concepts and future directions
Mahdavi et al. Bioengineering approaches for corneal regenerative medicine
Trujillo-de Santiago et al. Ocular adhesives: Design, chemistry, crosslinking mechanisms, and applications
Chen et al. Biomaterials for corneal bioengineering
Khosravimelal et al. Hydrogels as emerging materials for cornea wound healing
Hynes et al. A tissue-engineered approach towards retinal repair: scaffolds for cell transplantation to the subretinal space
CA2848405C (en) Fabrication of gelatin hydrogel sheet for the transplantation of corneal endothelium
Holland et al. Artificial cornea: past, current, and future directions
Lai et al. Effect of charge and molecular weight on the functionality of gelatin carriers for corneal endothelial cell therapy
Wang et al. Decellularized porcine cornea-derived hydrogels for the regeneration of epithelium and stroma in focal corneal defects
Lai et al. Low Bloom strength gelatin as a carrier for potential use in retinal sheet encapsulation and transplantation
Hancox et al. The progress in corneal translational medicine
Lace et al. Biomaterials for ocular reconstruction
Sun et al. Construction and evaluation of collagen-based corneal grafts using polycaprolactone to improve tension stress
Lai et al. Functional biomedical polymers for corneal regenerative medicine
Prasathkumar et al. The Design and Developments of Protein‐Polysaccharide Biomaterials for Corneal Tissue Engineering
Li et al. Applications of hydrogel materials in different types of corneal wounds
Kishore et al. Application of hydrogels in ocular tissue engineering
CN107007879A (zh) 一种活性人工角膜及其制备方法
Griffith et al. Corneal regenerative medicine: corneal substitutes for transplantation
Jorge E et al. In vivo Biocompatibility of Chitosan and Collagen–Vitrigel Membranes for Corneal Scaffolding: a Comparative Analysis
Tavakoli et al. Regenerative medicine as a novel strategy for AMD treatment: A review
Zheng et al. Recent Advances in Ocular Therapy by Hydrogel Biomaterials
Singh et al. Tissue Engineering Therapies for Ocular Regeneration

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110318

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110617

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110624

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110719

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120127

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120427

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120509

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120525

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120911