JP2012500666A - 治療薬を電磁的に制御して解放するコーティングを有する医療器具 - Google Patents
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Abstract
治療薬を電磁的に制御して解放するイオン性ポリマーを含むコーティングを有する医療器具。コーティングからの治療薬の解放は、電磁場を医療器具に作用させることにより容易に行われるか、調整される。電磁場に暴露することにより、イオン性ポリマーにおける電気化学的変化、コーティング及び/又はイオン性ポリマーにおける構造的変化、コーティングの透過性における変化、イオン性ポリマーの配向の変化や、イオン性ポリマーの運動を含む様々な方法にて治療薬が解放される。電磁場を使用して治療薬を搬送する方法も開示される。
Description
本発明は、治療薬を制御して解放するコーティングを有する医療器具に関する。
多くの移植可能な医療器具は、移植時に医療器具から溶出する薬品がコーティングされる。例えば、血管ステントは、血管治療のためのステントから溶出する薬品がコーティングされ、且つ/又はステントの移植による望ましくない効果及び合併症を防止する。この薬品溶出医療器具において、様々な方法が薬品溶出のための機構を提供すべく提案されてきた。
しかしながら、医療器具から薬品を溶出させる改良された器具及び方法が継続的に要求されている。
本発明の一態様において、(i)イオン性ポリマーを含むコーティングと、(ii)コーティングによって保持される治療薬とを備える医療器具が提供される。治療薬は医療器具が電磁場に暴露された場合に医療器具から解放される。
本発明の別の態様において、(i)(a)イオン性ポリマーを含むコーティングと(b)コーティングに保持される治療薬とを備える医療器具を提供する工程と、(ii)医療器具を患者の体内の部位に位置させる工程と、(iii)医療器具に電磁場を作用させる工程とを含む治療薬の搬送方法が提供される。電磁場を作用させることにより、治療薬は医療器具から解放される。
添付の図面において所定の特徴、例えばコーティングの厚みに対する高分子の径は、より明りょう且つ詳細に示すべく強調表示される。
本発明の医療器具は、治療薬を制御して解放するコーティングを有する。コーティングからの治療薬の解放は、電磁場(電場及び磁場を含む)を医療器具に作用させることにより、容易に行うことができ、あるいは変更することができる。従って、治療薬は、治療薬の治療上の効果を向上させるべく、且つ治療薬に起因する望ましくない副作用を低減すべく好適な時間に要求に応じて解放される。例えば、再狭窄の防止のためにコーティングされた薬品を有する血管ステントの場合に、ステントの移植後数週間あるいは数ヶ月して生じる再狭窄を処置すべく薬品の解放はより好適な時間まで遅らせることができる。
本発明の医療器具は、治療薬を制御して解放するコーティングを有する。コーティングからの治療薬の解放は、電磁場(電場及び磁場を含む)を医療器具に作用させることにより、容易に行うことができ、あるいは変更することができる。従って、治療薬は、治療薬の治療上の効果を向上させるべく、且つ治療薬に起因する望ましくない副作用を低減すべく好適な時間に要求に応じて解放される。例えば、再狭窄の防止のためにコーティングされた薬品を有する血管ステントの場合に、ステントの移植後数週間あるいは数ヶ月して生じる再狭窄を処置すべく薬品の解放はより好適な時間まで遅らせることができる。
電磁場の源は、(例えばMRI装置を使用して)患者の体外に位置されるか、(例えば電磁場を形成すべく変化する電磁場の流れを形成する源に接続される血管内リード線を使用して、あるいは食道のRFプローブを使用して)患者の体内に位置され、且つ磁気共鳴イメージング装置(MRI)を含む様々な装置によって設けられる。電磁場は、静的又は時間により変化(即ち、振動)し、電磁波(即ち、RF又はマイクロ波)を形成する。いくつかの例において、電磁場は身体組織を損傷しないように非電離性である。
コーティングはイオン性ポリマー(イオン伝導性ポリマーとしても周知)であり、その様々な種類が公知であり、スルホン化テトラフルオロエチレン共重合体(例えばデュポン社から販売されている登録商標名Nafion)、及びエチレン−メタクリル酸共重合体(例えばデュポン社から販売されている登録商標名Surlyn)を含む。いくつかの例において、イオン性ポリマーは、導電性も備える。例えばイオン性ポリマーは、重合鎖に沿って導電性通路を形成すべくポリマーの主鎖に沿ってπ共役二重結合を有する。
医療器具は、コーティングによって医療器具に保持される治療薬を更に備える。治療薬は、コーティング内に分散されるか、コーティング下に設けられる、等の様々な方法にてコーティングによって医療器具に保持される。電磁場を医療器具に作用させることにより、イオン性ポリマー及び/又はコーティングが変化し、これにより治療薬は医療器具から解放される。いくつかの例において、電磁場はコーティングを通して電流を誘導してもよい。電流はイオン性ポリマー内にて生成されるか、イオン性ポリマーと接触する医療器具の金属部(例えば金属製ステントの表面)により生成されるか、これらの組み合わせにより生成されてもよい。イオン性ポリマーを通過する電流は、治療薬の解放において、役割を果たしてもよい。
実施例において、イオン性ポリマーは電磁場に暴露された場合に電気化学的に変化(例えば酸化や還元)する。例えばイオン性ポリマーは帯電し、この帯電は電磁場に暴露されると逆転されるか中和される。いくつかの例において、電磁場によって誘発される電気化学的変化は、電磁場が取り払われるか、変化すると逆転する。
例えば、図1A乃至1Cに示す実施例において、ステントのストラット部10は、可逆の電気化学的性質を有するイオン性ポリマーを含むコーティング12を有する。図1Aに示すように、コーティング12のイオン性ポリマーは、正に帯電する。図1Bに、コーティング12中のイオン性ポリマーが、正に帯電したイオン性ポリマーへの静電気引力によりコーティング12のポリマーマトリックス内に引き込まれ保持される陰イオン性治療薬14(対イオンとして機能する)を備えることを示す。
処置において、ステントは血管内に移植される。治療薬の解放が要求されると、ステントは電磁場に暴露される。図1Cに示すように、これによりコーティング12中のイオン性ポリマーは、イオン性ポリマーの帯電が中和されるように電気化学的に変化する。イオン性ポリマーへの静電気引力から解放されると、陰イオン性治療薬14は、コーティング12から解放される。
実施例において、治療薬はコ―ティング下に設けられ、コーティングは制御して治療薬にコーティングを通過させる選択的な浸透膜として機能する。治療薬は、単体にて治療薬を製剤するものや、治療薬を保持する任意の構造体を含む様々な方法により設けられる。例えば、治療薬は、コーティング下に設けられるポリマー層内に分散されるか、あるいは治療薬は医療器具の表面の小孔、凹み、空洞や、穴に含まれてもよい。
例えば、図2A乃至2Cに示す実施例において、ステントのストラット部20は、陰イオン性治療薬28を含む内側層22を有する。内側層22を覆うようにイオン性ポリマーを含むバリアコーティング24が設けられ、このバリアコーティング24は、内側層22から治療薬28を選択的に通過させる膜として機能する。図2Aの正面図、及び図2Bの側面断面図に示すように、バリアコーティング24は、陰イオン性治療薬28を輸送可能な複数のマイクロサイズ又はナノサイズのイオン伝導性チャネル26を有する。しかしながら、イオン伝導性チャネル26は、陰イオン性治療薬28の輸送を妨害すべく負の帯電に並べられる。
処置において、ステントは血管内に移植される。治療薬の解放が要求されると、ステントは電磁場に暴露される。図2Cに示すように、これにより、イオン性ポリマーは、イオン伝導性チャネル26に並ぶ負の帯電が中和されるように電気化学的に変化する。これにより、陰イオン性治療薬28は、イオン伝導性チャネル26を通過可能となる。
実施例において、イオン性ポリマーにより、コーティングは電磁場に暴露されると構造的に変化する。コーティングは、その寸法(即ち膨張)や形状を含む様々なタイプの変化を生じ得る。例において、この構造的変化によるコーティングにおける応力によって、治療薬は解放される。
例えば、図3A乃至3Cに示す実施例において、ステントのストラット部30は、電磁場下において電気化学的に可逆に変化するイオン性ポリマーを含むコーティング32を有する。図3Aに示すように、作用される電磁場が取り払われると、コーティング32中のイオン性ポリマーは、帯電しなくなる。コーティング32は治療薬34を含み、この治療薬34は、コーティング32内にて薄層35を形成する。
処置において、ステントは血管内に移植される。治療薬の解放が要求されると、ステントは電磁場に暴露される。図3Bに示すように、電磁場下において、イオン性ポリマーは、イオン性ポリマーが負の帯電36を得るように電気化学的に変化する。この負の帯電の引力下において、血中の陽イオン37及び水分子38はコーティング32に引き込まれる。図3Cに示すように、陽イオン37及び水分子38が進入することにより、コーティング32は膨張し、コーティング層32に応力が付与される。これにより、薄層35は分離し、治療薬34を解放する。
実施例において、イオン性ポリマーは、磁場に影響を付与され易い。従って、磁場を医療器具に作用させることによりイオン性ポリマーは電磁場下において並べられるか運動する。
例えば、図4A及び4Bに示す実施例において、ステントのストラット部40は、磁気感受性イオン性ポリマー44を含むコーティング42を有する。図4Aに示すように、磁気感受性イオン性ポリマー44は、様々な配向(任意であってよい)にて位置される。治療薬46は、コーティング42内にて分散し、磁気感受性イオン性ポリマー44のマトリックス内に捕捉される。
処置において、ステントは血管内に移植される。治療薬の解放が要求されると、ステントは磁場に暴露される。図4Bに示すように磁場下において、コーティング42中の磁気感受性イオン性ポリマー44は、所定の一方向に配向されるように磁場に並べられる。この磁気感受性イオン性ポリマー44の一方向の配向により、治療薬46が磁気感受性ポリマー44間を移動しコーティングから解放されるための通路が形成される。
例えば、図5A乃至5Cに示す別例において、ステントのストラット部50は、磁気感受性イオン性ポリマー54を含むコーティング52を有する。図5Aに示すように、治療薬56は、コーティング52内にて分散し、磁気感受性イオン性ポリマー54のマトリックス内に捕捉される。
処置において、ステントは血管内に移植される。治療薬の解放が要求されると、ステントは交番磁場に暴露される。図5Bに示すように磁場下において、コーティング52中の磁気感受性イオン性ポリマー54は、個別の極性及び配向(矢印57の方向)に従って移動する。この磁気感受性イオン性ポリマー54の運動により、治療薬56は、磁気感受性イオン性ポリマー54間の空隙を通して分散しコーティング54から解放されるように振動する。交番磁場は、磁気感受性イオン性ポリマー54の振動(前後)を誘発するため、更に容易に治療薬56を解放可能である。
本発明の実施例において、医療器具は、登録商標名Nafion(イオン特性を有するスルホン化テトラフルオロエチレン共重合体)、及び8.8重量パーセントのパクリタキセル(治療薬)から形成されるコーティングを有するステントである。登録商標名Nafionの生体適合性は、1991年発行のTurner等によるBiomaterialsの12巻「バイオセンサー応用のためのペルフルオロスルホン酸高分子膜に関する生体内予備生体適合性研究」の361乃至368頁に報告されているように査定される。コーティングはステント表面領域の約1μg/mm2のパクリタキセルを投与するために十分な厚みを有する。コーティングは2重量パーセントの固体(ポリマーと薬品)を含むジメチルアセトアミド/テトラヒドロフランの溶媒混合液をコーティング溶液として使用して形成される。コーティング溶液はスプレーコーティング又は浸漬被覆によってステントに塗布される。
本発明において使用可能な医療器具の例として、ステント、ステントグラフト、カテーテル、ガイドワイヤ、神経血管動脈瘤コイル、バルーン、バルーンカテーテル、フィルタ(例、大静脈フィルタ)、血管移植片、イントラルミナルペービングシステム(intraluminal paving systems )、ペースメーカー、電極、リード線、除細動器、関節、骨インプラント、脊椎インプラント、アクセスポート、大動脈内バルーンポンプ、心臓弁、縫合糸、人工心臓、神経医学的刺激器(neurological stimulators)、人工耳、網膜インプラント、及び治療用コーティングと組み合わせて使用可能なその他の器具が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらの医療器具は、移植されるか、脈管構造、胃腸管、腹、腹膜、気道, 食道、気管、結腸、直腸、胆道、尿路、前立腺、脳、脊椎、肺、肝臓、心臓、骨格筋、腎臓、膀胱、小腸、胃、膵臓、卵巣、子宮、軟骨、眼、骨、関節等の身体組織、腔や、体腔に使用される。
本発明において使用される治療薬は、任意の薬学的に利用可能な薬剤、生体分子、小分子や、細胞である。生体分子の例は、ペプチド、ポリペプチド、及びタンパク質、抗体、オリゴヌクレオチド、二本鎖又は一本鎖DNA(裸の及びcDNAを含む)、RNAの他、アンチセンスDNA及びRNA等のアンチセンス核酸、低分子干渉RNA(siRNA)、並びにリボザイム等の核酸、遺伝子、炭水化物、成長因子を含む血管新生因子、細胞周期阻害剤、及び再狭窄防止剤を含む。小分子の例は、ホルモン、ヌクレオチド、アミノ酸、糖、及び脂質を含み、化合物は、100kD(約166.05402x10−27kg)以下の分子量を有する。細胞の例は、幹細胞、前駆細胞、内皮細胞、成人の心筋細胞、及び平滑筋細胞を含む。
不定冠詞による要素の参照、即ち「a」や「an」は、1つ以上の要素が設けられる可能性を排除するものではない。むしろ冠詞「a」や「an」は、本明細書において明確に示す場合を除き1つ以上(又は少なくとも1つ)を意味するものと意図される。要素を参照する場合における用語「第1」、「第2」等は、要素の位置や順番を示すことを意図したものではない。むしろこれらの用語は、要素をその他のものから容易に考察及び区別すべく使用される。
上記実施例及び例は、本発明を例示することにのみ使用され、これらに限定されることを意図したものではない。明細書に開示される本発明の態様及び実施例は、それぞれ個別に、あるいは本発明のその他の態様、実施例、及び変形例と組み合わせて考察されてもよい。本発明の精神及び要旨が組み込まれる開示される実施例は、当業者によって変形可能であり、この変形も本発明の精神の範囲内にある。
Claims (22)
- イオン性ポリマーを含むコーティングと、
同コーティングによって保持される治療薬とを含み、
該治療薬は、医療器具が電磁場に暴露された場合に医療器具から解放されることを特徴とする医療器具。 - 前記イオン性ポリマーは、電磁場に暴露された場合に電磁的に変化することを特徴とする請求項1に記載の医療器具。
- 前記電磁的変化は可逆であることを特徴とする請求項2に記載の医療器具。
- 前記イオン性ポリマーは帯電し、同帯電は、電磁場への暴露により中和されるか逆転されることを特徴とする請求項2に記載の医療器具。
- 前記治療薬は、コーティング内にて分散することと、該治療薬は、イオン性ポリマーとは正負逆に帯電することを特徴とする請求項4に記載の医療器具。
- 前記コーティングは治療薬を覆って設けられることと、前記コーティングは治療薬の選択的透過膜として機能することとを特徴とする請求項1に記載の医療器具。
- 前記コーティングは、医療器具が電磁場に暴露された場合に治療薬を浸透可能となることを特徴とする請求項6に記載の医療器具。
- 前記イオン性ポリマーは、電磁場に暴露された場合に電磁的に変化することを特徴とする請求項6に記載の医療器具。
- 前記コーティングは複数のイオン伝導性チャネルを有することと、前記治療薬は医療器具が電磁場に暴露された場合に該イオン伝導性チャネルを通して輸送されることを特徴とする請求項6に記載の医療器具。
- 前記治療薬は、陰イオン性又は陽イオン性であることを特徴とする請求項6に記載の医療器具。
- 前記コーティングは、医療器具が電磁場に暴露された場合に構造的に変化することを特徴とする請求項1に記載の医療器具。
- 前記構造的変化は、コーティングの膨張であることを特徴とする請求項11に記載の医療器具。
- 前記治療薬は、コーティング内に複数の薄層を形成することと、同薄層はコーティングが膨張した場合に治療薬を解放することとを特徴とする請求項12に記載の医療器具。
- 前記イオン性ポリマーは、電磁場に影響を受けやすいことと、該電磁場は磁場であることとを特徴とする請求項1に記載の医療器具。
- 前記イオン性ポリマーは、不均一に配向されることと、イオン性ポリマーの少なくともいくつかは、磁場に暴露されると、磁場に並べられることとを特徴とする請求項14に記載の医療器具。
- 前記イオン性ポリマーは、電磁場に暴露された場合に運動することを特徴とする請求項14に記載の医療器具。
- 前記医療器具は、血管ステントであることを特徴とする請求項1に記載の医療器具。
- (a)イオン性ポリマーを含むコーティングと、
(b)同コーティングによって保持される治療薬と
を含む医療器具を提供する工程と、
該医療器具を患者の体内の部位に位置させる工程と、
該医療器具に電磁場を作用させる工程とを含み、電磁場を作用させることにより、治療薬が医療器具から解放されることを特徴とする治療薬の搬送方法。 - 前記電磁場の作用工程は、医療器具に時間変動電磁場を作用させる工程を含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記時間変動電磁場は、振動電磁場であることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記電磁場の作用工程は、医療器具に静電磁場を作用させる工程を含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記電磁場は患者の体外に位置されることを特徴とする請求項18に記載の方法。
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