JP2014517751A - 生体吸収性ポリ(l−ラクチド)スキャフォールドの分解プロファイルの管理 - Google Patents

生体吸収性ポリ(l−ラクチド)スキャフォールドの分解プロファイルの管理 Download PDF

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Abstract

生分解性ステントスキャフォールドの分解プロファイルを管理する方法が開示される。開示される方法は、径方向強度喪失時間およびステント分解時間を含む分解プロファイルの特性を管理することを含む。

Description

本発明は、生体吸収性ポリマー医療機器、特にステントによる血管の治療方法に関する。
本発明は、体内の管腔への埋込みに適合した、径方向に拡張可能なエンドプロステーゼに関する。「エンドプロテーゼ」とは体内に配置される人工装具のことである。「管腔」とは血管等の管状臓器のキャビティ(空洞)を指す。ステントはエンドプロテーゼの一例である。ステントは概して円筒形状をした機器であり、血管、または尿道および胆管等の他の解剖学的な管腔の一部を開通したままに保ち、時には拡張させる機能を有する。ステントは、血管内のアテローム硬化性狭窄の治療で使用されることが多い。「狭窄」とは体内の通路または開口部が狭くなっているかまたは収縮していることを指す。このような治療では、ステントは体内の血管を補強し、血管系の血管形成術後の再狭窄を防ぐ。「再狭窄」は、治療(バルーン血管形成術、ステント埋込み術または弁形成術)が明らかに成功した後に再発する血管または心臓弁の狭窄を指す。
ステントは、スキャフォールド(骨格)で構成されるのが典型であり、スキャフォールドは、構造的な要素つまりストラット(支柱)を相互連結したパターンつまり網状組織を含み、ストラットは、線材、チューブ、または素材を円筒形にロール加工したシートで形成される。このスキャフォールドは、物理的に開通を維持し、必要に応じて通路の壁を拡張もするのでその名が付けられた。典型的にはステントは、治療部位に送達され展開可能となるように、カテーテル上に圧縮つまりクリンピング(圧着)される。
送達には、カテーテルを用いてステントを細い管腔に挿入し、治療部位までステントを運ぶことが含まれる。展開には、ステントが所望の部位に到達した時に、ステントの直径を大きく拡張させることが含まれる。ステントによる機械的な治療行為の方がバルーンの血管形成術と比較すると再狭窄の発生率が低い。それでも、再狭窄は大きな問題を抱えている。ステントを埋め込んだ部位にもし再狭窄が発生すると、バルーンで治療しただけのこれら組織の病変の場合よりも治療の選択肢が限られているので、その治療が困難になることがある。
ステントは機械的な治療というだけではなく、生物学的療法を提供する手段としても使用される。生物学的療法は局部に治療剤を投与するために投薬ステントを使用する。治療剤は、ステントの存在に対する不都合な生物学的応答も和らげることができる。治療部位における有効濃度は、副作用または中毒性副作用さえ起こすことが多い全身薬投与を必要とする。局部的な送達は、指定部位に薬品を集中させ、全身投与法より総投薬量が少なくて済むので、好ましい治療法である。このように、局部的な送達は副作用が少なく、かつ、より良好な結果を達成する。
投薬ステントは、金属製またはポリマー製のスキャフォールドの表面を、活性薬剤または生物活性薬剤または薬品を含むポリマー製キャリアで被覆して作製できる。ポリマースキャフォールドに活性薬剤または薬品のキャリアとしての機能を持たせることもできる。
ステントはいくつもの機械的要件を満たすことができなければならない。ステントは、構造的な負荷、すなわちステントが血管の壁を支持するときに加えられる径方向の圧縮力、に耐えられるように十分な径方向強度がなくてはならない。ステントの「径方向強度」は、復元不可能な変形を受けたときの圧力として定義される。径方向強度の喪失に続いて機械的完全性は次第に低下する。
ステントは拡張すると、脈拍により生じる周期的負荷を含むステントに加えられる様々な力があるにもかかわらず、治療に必要な期間は管腔をしかるべく支えなければならない。更に、ステントは、破壊に対してある種の耐性を伴う十分な柔軟性もなくてはならない。
冠動脈疾患の治療は、1970年代以降3度の変革を遂げた。最初は1970年代のバルーン血管形成術であり、次いで1990年代の金属ステント、3度目は2000年代の金属製の薬剤溶出性ステント(DES)である。現在、全ての市販の金属製DESは生体安定性金属で作製されており、埋込み後は体内へ恒久的に留まるので、更なる非侵襲のスクリーニングまたは再治療が困難となっている。
ステントは、金属等の生体安定性または非溶解性材料から作製され、経皮的冠動脈形成術(PCI)においても、浅大腿動脈(SFA)等の末梢血管への適用においても、そのようなステントが早期およびそれより後でのリコイル(反動)および再狭窄を防止できることが認められており、治療法の標準となっている。
病変血管の治療効果を上げるためには、ステントは限られた期間だけ存在する必要がある。生体内溶解性ステントまたはスキャフォールドの進歩により、血管内の恒久的な金属埋込みを未然に防ぎ、緩やかに拡張する管腔および血管の再構成が可能になり、スキャフォールドの完全な吸収の後、治癒した生来の血管細胞だけを残すことができるようになった。生体吸収性ポリマー等の生分解性、生体吸収性、および/または生体内溶解性の材料から作製されるステントは、ステントが治療に不要になってから、またはそれから少し経ってから初めて完全に溶解するように設計できる。結果として、完全に生体吸収性のステントは、潜在的な長期的合併症、および晩期血栓症の危険性を低下または排除し、非侵襲診断のMRI/CT造影を容易にし、通常の血管運動の回復を可能とし、プラーク退縮の可能性を提供できる。更に、生体吸収性ステントは恒久的に側枝を拘留することはない、または将来のフォローアップの非侵襲造影の使用を妨げることはない。
耐久性のあるステントと異なり、生体吸収性ステントの特性は、一旦埋め込むと劇的に経時変化する。適切な治療を提供するためのステントの能力は、その初期特性だけでなく、時間関数としての特性、つまり分解プロファイル(概要)にも依存する。ステントが展開直径で管腔を支持できる期間、および完全に生体吸収するまでの時間等の分解プロファイルは、適切な治療に不可欠な振舞いに影響を与える。
要約すると、完全に生体内溶解性のスキャフォールドは、第4の血管疾病治療法の革命であると期待される最新の血管回復治療法として、血管の完全性を回復させる可能性がある。この新しい概念には非常に興味がそそられるが、これまでのところ様々な企業および学会により開発されたほとんどの生体内溶解性のスキャフォールドプロジェクトは、実際の商業化にはほど遠い。主な理由の一つは、この領域における研究者の多くは、時間ゼロ(すなわち、管腔内で分解が始まる前の埋込み時)におけるスキャフォールド品質管理の業務に焦点を当てていて、分解プロファイル管理に対する適切な取組みはなされてこなかった、ということにある。
関連出願の相互参照
個々の刊行物または特許明細書を、あたかも特別にかつ個々に参照して組み込んでいるかのごとく、および、上記個々の刊行物または特許明細書が、全ての図を含みつつ、本明細書に完全に記載されているかのごとく、本明細書に記載する全ての刊行物および特許明細書を参照して本明細書に組み込む。
本発明の様々な実施の形態は生体吸収性ステントを製造する方法を含み、この方法は以下を備える:生体吸収性ポリマーを提供するステップ;埋込み後に完全に吸収されるように、生体吸収性埋込みステントスキャフォールドの所望の分解時間の範囲を選択するステップ;完成したステントが分解時間の範囲を提供する、生体吸収性ポリマーから作製されたステントのMn(0)の範囲を決定するステップであって、完成したステントの決定されたMn(0)の範囲は、生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルから決定される;および、生体吸収性ポリマーからステントスキャフォールドを作製するステップであって、ステントスキャフォールドは決定されたMn(0)の範囲内のMn(0)を有する。
本発明の更なる実施の形態は生体吸収性ステントを製造する方法を含み、この方法は以下を備える:生体吸収性ポリマーを提供するステップ;埋込み部位に提供するために生体吸収性埋込みステントスキャフォールドの所望の最小開通時間を選択するステップ:生体吸収性ポリマーから作製された生体吸収性ステントスキャフォールドの径方向強度喪失時のMnを決定するステップ;径方向強度喪失時のMnに等しい、所望の最小開通時間におけるMnを提供する、生体吸収性ポリマーから作製されたステントスキャフォールドのMn(0)を決定するステップであって、決定されたMn(0)は、生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルから決定される;および、生体吸収性ポリマーからステントスキャフォールドを作製するステップであって、ステントスキャフォールドは決定されたMn(0)以上のMn(0)を有する。
本発明の更なる実施の形態は生体吸収性ステントを製造する方法を含み、この方法は以下を備える:生体吸収性ポリマーを提供するステップであって、生体吸収性ポリマーはモノマーの重合反応により形成される繰返し単位でできている;埋込み後に完全に吸収されるように生体吸収性埋込みステントスキャフォールドの所望の分解時間の範囲を選択するステップ;ステントスキャフォールドの分解時間の範囲を提供するために、生体吸収性ポリマー内のモノマー含有量の範囲を決定するステップであって、決定されるモノマー含有量の範囲は、生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルから決定される;および、生体吸収性ポリマーからステントスキャフォールドを作製するステップであって、ステントスキャフォールドは決定された範囲内のモノマー含有量を有する。
本発明の別の実施の形態は生体吸収性ステントを製造する方法を含み、この方法は以下を備える:生体吸収性ポリマーを提供するステップであって、生体吸収性ポリマーはモノマーの重合反応により形成される繰返し単位でできている;生体吸収性埋込みステントスキャフォールドの所望の最小開通時間を選択するステップ;生体吸収性ポリマーから作製された生体吸収性ステントスキャフォールドの径方向強度喪失時のMnを決定するステップ;径方向強度喪失時のMnに等しい所望の最小開通時間におけるMnを提供する完成したステントの、生体吸収性ポリマーのモノマー含有量を決定するステップであって、決定されたモノマー含有量は、生体吸収性ポリマーの分解特性対モノマー含有量のモデルから決定される;および、生体吸収性ポリマーからステントスキャフォールドを作製するステップであって、ステントスキャフォールドの生体吸収性ポリマーは決定されたモノマー含有量以下のモノマー含有量を有する。
本発明の更なる実施の形態は生体吸収性ステントを製造する方法を含み、この方法は以下を備える:放射線暴露ステップの前に、PLLAでできている生体吸収性ポリマースキャフォールドを提供するステップであって、スキャフォールドのPLLAのMnが少なくとも約250kDaである;埋込み部位に提供するために、PLLAスキャフォールドの所望の最小開通時間を選択するステップ;PLLAスキャフォールド分解中の径方向強度喪失時のMnを提供するステップ;径方向強度喪失時のMnに等しい所望の最小開通時間におけるPLLAスキャフォールドのMnを提供する、PLLAスキャフォールドのMn(0)を決定するステップ;および、PLLAスキャフォールドのMnをMn(0)未満にならない値まで減少させる31〜75kGyの放射線量にPLLAスキャフォールドを暴露するステップを含む、滅菌を実行するステップ。
本発明の別の実施の形態は生体吸収性ステントを作製する方法を含み、この方法は以下を備える:PLLAポリマースキャフォールドを提供するステップであって、PLLAポリマーチューブは少なくとも250kDaのMnを有する;レーザーカッティングされたスキャフォールドを、Mnを減少させるために、クリンピング前に第1の放射線量に暴露するステップ;暴露されたスキャフォールドを送達バルーン上で縮小した直径にクリンピングするステップ;クリンピングされたスキャフォールドを、MnをMn(0)まで低減させる滅菌のために20〜31kGyの第2の放射線量に暴露するステップであって、Mn(0)は16〜20ヶ月の分解時間と、少なくとも約3ヶ月の径方向強度喪失の時間とを提供する。
本発明の別の実施の形態は生体吸収性ステントを製造する方法を含み、この方法は以下を備える:放射線暴露ステップの前に、PLLAでできている生体吸収性ポリマースキャフォールドを提供するステップであって、スキャフォールドのPLLAのMnは少なくとも約250kDaである;および、スキャフォールドを、滅菌のために放射線に暴露するステップであって、放射線はスキャフォールドのMnを70kDa以下に低下させ、暴露されたスキャフォールドのMnは、18ヶ月未満の暴露されたスキャフォールドの分解時間と、径方向強度喪失までの少なくとも3ヶ月の時間を提供する。
本発明の別の実施の形態はステントを製造する方法を含み、この方法は以下を備える:150〜200kDaのMnを有するPLLA樹脂を提供するステップ;PLLAスキャフォールドを形成するためにPLLAを処理するステップ;PLLAスキャフォールド上に80〜100kDaのMnを有するPDLLAを含む被膜を形成するステップ;および、被膜を形成されたスキャフォールドを滅菌のために放射線に暴露するステップであって、放射線暴露によりPLLAスキャフォールドのMnを70kDa以下まで減少させる。
本発明の別の実施の形態はステントを製造する方法を含み、この方法は以下を備える:生体吸収性ポリマー樹脂を提供するステップ;チューブを形成するためにポリマー樹脂を押出成形するステップ;ポリマーチューブを径方向に拡張させるステップ;拡張されたチューブからステントスキャフォールドを作製するステップ;スキャフォールドを放射線滅菌するステップ;および、樹脂、押出成形チューブおよび径方向に拡張されたチューブのうちの少なくとも1つを、Mnを減少させるために加水分解により事前に分解処理するステップ。
本発明の別の実施の形態はステントを製造する方法を含み、この方法は以下を備える:生分解性ステントスキャフォールドでできているPLLAステントスキャフォールドを作製するステップであって、PLLAステントスキャフォールドのMnは250kDaを超える;および、PLLAステントスキャフォールドのMnを100kDa以下に減少させるために、放射線滅菌の前にPLLAステントスキャフォールドを加水分解で事前に分解処理するステップであって、事前の分解処理は、18ヶ月未満のスキャフォールドの分解時間を提供する。
図1は、例示のステントスキャフォールドを示す。 図2は、分子量減少、強度喪失、および質量喪失のグラフを重ねた生体吸収性スキャフォールドの分解挙動の略図である。 図3Aは、モノマー濃度が異なるPLLAスキャフォールドの分解プロファイルを示す。 図3Bは、2ロットの動物実験の生体外試験からの分解プロファイルを示す。 図4は、Mnおよび分解速度または分解速度定数に関する分解プロファイルおよびその関連特性の、本願発明者が見つけた依存性の略図である。 図5は、Mnが変化した時の生体吸収性スキャフォールドの機械的強度の変化を示す。 図6は、3つの分解プロファイルを示し、プロファイル1は、心臓治療に要求される3ヶ月の開通に等しい3ヶ月目におけるMnを示す。 図7は、図3Aの直線回帰プロットから算出されたラクチド含有量の関数としたときの分解速度定数(k)を示す。 図8は、開始Mnおよびモノマー濃度が異なる2つの生体吸収性スキャフォールドの分解プロファイルを示す。 図9は、PLLAスキャフォールドのMn対時間を示す。 図10は、2つの仕様のPLLAスキャフォールドのMn対分解時間を示す。 図11は、PBS緩衝溶液内で分解処理されるPLLAサンプルの関連温度範囲内のlogk(速度含)対1/Tを示す。 図12は、5段階の温度における分解前の正規化Mn対時間を示す。 図13は、PLLAスキャフォールドの生産プロセスがモノマーラクチド生成に与える影響を示す。 図14は、水素炎イオン化型検出法によるガスクロマトグラフィから得られた押出成形チューブのラクチド含有量を示す。 図15は、実施例2から、4ロットの押出成形チューブの、ラクチド含有量の関数とした分解時間全体にわたる径方向強度の変化を示す。
冠動脈は、心筋に酸素を含む血液を供給する大動脈から分岐する動脈を指すのが一般的である。末梢動脈は、心臓および脳以外の血管を指すのが一般的である。冠動脈疾患および末梢動脈疾患は共に、動脈が硬化し、かつ狭くなり、つまり狭窄して、血流が制限される。冠動脈では心臓への血流が制限される一方、末梢動脈では腎臓、胃、腕、脚および足への血流が制限される。狭窄は、プラークと呼ばれる、コレステロール他の物質の血管壁への堆積、により起きる。これらの狭くなった、つまり狭窄した部分は病変と呼ばれることが多い。動脈疾患は、狭窄の再発すなわち血管形成術治療後に起きる再狭窄も含む。動脈の再狭窄を招くメカニズムがいくつか存在するであろうが、重要なものは炎症反応であり、血管形成術を施した部位周辺の組織増殖を誘発する。炎症反応は、血管を開くために使用するバルーンの膨張により、またはステントを配置する場合はステント自体の異物により起きることがある。
本発明の実施の形態は、生体吸収性ポリマーステントによる体の各種管腔の治療、特に、冠動脈における冠動脈疾患および末梢動脈疾患の治療、および大腿浅動脈、腸骨動脈、および頸動脈を含む各種末梢血管の治療に適用できる。本実施の形態は更に、自己拡張およびバルーン膨張ステント等の各種ステントに適用可能である。実施の形態は更に、チューブ、線材構造、および織物のメッシュ構造から形成されることが多いスキャフォールド構造を含む各種ステント設計に適用可能である。
本発明の実施の形態では、リンク要素と連結または結合される複数の円筒状リングをステントに含めることができる。血管の一区画で展開する場合、円筒状リングは、拡張した直径または血管内の周期的力に起因する直径の範囲で負荷に耐え、血管壁を支持する。負荷に耐えるとは、径方向内側に向いた力により課される負荷を支えることを指す。リンク要素またはストラット等の構造要素は負荷に耐える要素ではなく、リング間の連結を維持する役割を果たす。例えば、ステントには、相互連結する構造要素つまりストラットのパターン、つまり網状組織で構成されるスキャフォールドがある。
図1は例示のステント100を示す。実施の形態によっては、ステントは、本体、バックボーン(基幹)、または、相互連結する構造要素105のパターンつまり網状組織を有するスキャフォールドを含む。ステント100をチューブから形成してもよい(不図示)。図1に、リンク要素110により連結された円筒状リング107を含む多くのステントパターンに典型的な特徴を示す。上記のように、円筒状リングは血管壁を支持するよう径方向を向く力を提供して負荷に耐える。リンク要素は、一般に円筒状リングを互いに保持するよう機能する。複数の構造要素を有するステント100等の構造は、ステントスキャフォールドまたはスキャフォールドと呼ばれる。スキャフォールドには更に被膜を含めてもよいが、スキャフォールドが管腔内で拡張された時に管腔壁の支持に関与するのは、耐負荷構造であるスキャフォールド構造である。
図1の構造パターンは単なる例示であって、ステントパターンの基本的な構造および特徴を説明するに過ぎない。ステント100等のステントは、ポリマーチューブ、またはシートをロール加工および溶接加工してチューブを形成することにより作製できる。チューブまたはシートは押出成形法または射出成形法で形成できる。図1に示すようなステントパターンは、レーザーカッティングまたは化学エッチング等の技法でチューブまたはシート上に形成できる。次いで、体管腔に送達するためにバルーンまたはカテーテル上にステントをクリンピングできる。
ステントスキャフォールドの作製プロセスには、生体吸収性ポリマーの原料つまり樹脂の選定が含まれる。ステントスキャフォールドを作製するための処理ステップには、チューブを形成するための樹脂の溶融処理(押出成形)、オプションのチューブの拡張、スキャフォールドを形成するためのチューブのレーザーカッティング、レーザーカッティングしたスキャフォールドへのオプションの被覆、送達バルーン上にレーザーカッティングしたスキャフォールドを縮径してクリンピング、ステントならびにバルーンのパッケージ化、および放射線滅菌の各ステップが含まれる。
生分解性ポリマーの分解メカニズムは、加水分解に不安定なバックボーンを化学的加水分解する方法が主流である。バルク(大部分)溶解ポリマーでは、ポリマー体積全体を通じてポリマーが化学的に分解される。ポリマーが分解される時、分子量は減少する。分子量の減少に続いて機械的特性(例えば強度)およびステント特性が低下する。機械的特性の低下に続いて、機械的完全性の喪失、次いで、溶解つまり質量の喪失に至る。機械的完全性はクラックおよび断片化で実証される。断片の酵素攻撃および代謝が起き、ポリマー質量の急速な喪失が生じる。
用語「分子量」は分子量の1つ以上の定義を指すことがある。「分子量」は個々のセグメント、ブロック、またはポリマー鎖の分子量を指すことがある。「分子量」は、各種のセグメント、ブロック、またはポリマー鎖の重量平均分子量または数平均分子量を指すこともある。
数平均分子量(Mn)は、個々のセグメント、ブロック、またはポリマー鎖の普通の、平均の分子量である。分子量は「ダルトン(Dalton)」と称されるgram/moleで表されるのが普通である。これは、N個のポリマー分子の分子量を測定して重量を合計し、Nで除することにより決定される:
Figure 2014517751
上式で、Niは、分子量Miのポリマー分子の個数である。重量平均分子量は次式で与えられる:
Figure 2014517751
上式で、Niは、分子量Miの分子の個数である。他に指定がない限り、「分子量」は数平均分子量(Mn)を指すことにする。
本発明のステントによる動脈疾患の治療は、血管の病変部の治療および回復を可能にするステントが埋め込まれた時点で、時間依存特性を持つことになる。特に、時間依存特性には、分子量、機械的特性、ステント特性(例えば、径方向強度)、機械的完全性、および質量が含まれる。治療プロセスは、図2に略示する分解特性のフェーズと関連させることができる。
図2は、生体内埋込み後の、ポリ(L−ラクチド)スキャフォールドの分子量シーケンスの減少、強度喪失、および質量喪失により説明できるライフサイクルを示す略図である。Pistner H,BendixD,Muhling J,Reuther J.ポリ(L−ラクチド):長期分解特性の生体内研究 Biomaterial,1993;14:291〜298。
この分解/吸収は更に3つのフェーズに分けることができる。フェーズIの間、分子量減少が発生するものの、機械的強度も質量も影響を受けることはない。分子量がスキャフォールドの機械的特性に影響を与えるほど低くなると、その材料はフェーズIIの分解特性領域に入り、スキャフォールドは次第に強度を喪失していく。フェーズIIIでは、加水分解による分子鎖切断が水溶性低分子量の分子種を産生した後、顕著な質量喪失が起きる。
3つのフェーズのうち、生体吸収性スキャフォールドによる治療にとってフェーズIが特に重要である。フェーズ1の間、スキャフォールドは主として収縮性の再形成(血管収縮)により起きる再狭窄を予防するために恒久的な金属ステントと同様な機能が要求される。Ormiston JA,Serruys PW,血液循環:心臓血管インターベンション2,255(2009)。本明細書で詳細に説明するように、本願発明者は、フェーズIの期間、つまり径方向強度の喪失時間が2つのパラメータ(図8参照)、すなわち1)動力学的分解特性(分解速度)と、2)スキャフォールドの分解時間t=0における分子量初期値(Mn(0))とに依存することを発見した。Mn(数平均分子量)を採用する理由は、加水分解が各ポリマー鎖に起きる場合、加水分解と関連性が高いからである。本明細書で詳細に説明するように、本願発明者が実証したのは、動力学的分解特性の管理は、押出成形チューブ内のラクチド含有量を、プロセス内のラクチド含有量仕様書に導いて管理することにより達成できる、ということである。他に規定がない限り、ラクチドとは、重合されていない、つまり他の分子と化学結合されていないL−ラクチドモノマーを指す。
分解プロセスのフェーズIで、スキャフォールドは、展開直径またはほぼその直径で血管の開通性を維持、つまり開いたまま保持するための機械的支持という治療初期における必要性を提供する。ステントが提供する開通性により、血管のステント埋込み部分は、増大した展開直径で肯定的な再形成を受け、否定的な再形成を予防することができる。再形成とは、一般に、ステントが埋込まれた部分の血管壁の直径が、ステントの支持がなくても増大したままとなるような耐負荷能力が強化された血管壁の構造的変化を指す。開通期間は、肯定的な再構成を恒久的に獲得するために必要である。
フェーズIの間、生体吸収性ステントの性能は、生体吸収性スキャフォールドが、一定の高い径方向強度、最小のリコイル、良好な送達性、および管理された速度での反管腔側細胞への治療薬送達性を有するという点において、実質的に耐久性のある、または非生分解性ステントの性能を模擬している。
フェーズIの間、ステントは血管の自然な脈動を抑制する、または阻止する。ステント構造はリコイルを(例えば、10%未満に)抑制し、円形状の管腔を維持する一方で、血管はステント埋込みの直径までそれ自体を再形成し、かつ成形するが、これは肯定的な再形成に相当する。十分な形成が行われる前の早期のリコイルは否定的な再形成を生じることがある。それは、例えば、本来の展開直径の50%以下の、本来のステント埋込み直径より著しく小さな直径にステントが成形(molding)されるということである。
フェーズIIの開始時に、ステントの径方向強度は分子量の減少に起因して低下し始める。径方向強度は、ステントが血管部分の壁をもはや支持できないポイントまで低下する。ステントの径方向強度が低下するので、血管の負荷は、ステントから、再形成された直径でそれ自体を理想的に支持できる血管壁へと次第に移行する。血管壁の再形成はステントの径方向強度喪失後も継続される。フェーズIIで、ステントは機械的完全性も喪失し始める。ステントが機械的完全性を喪失する前に、ステントの構造要素が内皮層により血管壁内に組み込まれることが望ましい。次いで、ステントが粉々になって血管運動が可能になる。血管運動により血管が運動するので血管壁は再形成を継続する。
フェーズIIIで、ステントは、健康な血管部分と同一または類似の血管運動を示す直径が増加した状態の治療済血管を残して、最終的に完全溶解する。
ポリ(L−ラクチド)(PLLA)は、比較的高い強度および約37℃のヒトの体温での剛性があるので、ステント材料として魅力的である。PLLAは約60〜65℃のガラス転移温度を有するので(Medical Plastics and Biomaterials Magazine, March 1998)、体温においてスティフネス(堅さ)および剛性を保つことができる。この特性により、著しいリコイルもなく(例えば10%未満)展開直径またはほぼその直径で管腔を維持するPLLAステントスキャフォールドの能力が容易に得られる。
一般に、半結晶性ポリマーのTgは形態、ひいてはそれが処理された方法に依存することがある。従って、Tgとは、例えば、PLLA樹脂、押出成形チューブ、拡張チューブ、およびスキャフォールドのTg等のように、それが関連する状態におけるTgを指す。
分解プロファイルとは、一般に、動物またはヒトの患者の体管腔に埋め込んだ時からの時間経過による生体吸収性ステントまたはスキャフォールドの複数の特性の時間依存性または変化を指す。この分解プロファイルは、生体外試験における時間経過による特性変化を指すこともある。これらの特性には、ステント本体またはスキャフォールドのポリマーの分子量、ステント本体またはスキャフォールドのポリマー強度、ステント本体またはスキャフォールドの質量、ステントまたはスキャフォールドの機械的完全性、およびステントまたはスキャフォールドの径方向強度が含まれる。
治療に重要な分解特性の内の2つの特性は、径方向強度喪失までの時間または喪失の時間、およびステント完全吸収の時間または分解時間である。径方向強度喪失の時間は、埋込み後にステントが径方向強度を維持する時間、および埋込み後からステントが径方向強度を喪失し始める時間までの時間経過を指すこともある。
理想的には、ステントが径方向強度を喪失し始めると、その分解期間中の全ての基本的な安全要件も満たしつつ、生体吸収性スキャフォールドが可能な限り速く吸収されることが望ましい。このような安全性の要求には、血栓事象等の有害事象を起こす可能性がある断片の解放、または炎症反応を引き起こす分解生成物の突然の解放を許さない漸進的な粉末化および吸収が含まれる。このようにして、本ステントスキャフォールドは、血管治癒の肯定的な再形成を可能とし、生体吸収性スキャフォールドの本明細書で説明する利点を最大限まで可能とする。従って、非常に重要なことは、埋込みの時間(T)における機能的で適切な管理の方法を進展させるだけでなく、Tから完全に吸収されるまでの分解プロファイル管理の方法もまた進展させる、ということである。
本発明の様々な実施の形態は、指定された治療の要求される、または所望される分解特性を満たす分解プロファイルの特性を提供する生体吸収性スキャフォールドの特性を決定することが含まれる。スキャフォールドの特性には、数平均分子量の初期値Mn(0)およびスキャフォールドの分解速度定数が含まれる。本願発明者は、分解速度定数がスキャフォールドのモノマー含有量に依存し、ひいてはモノマーを用いて分解速度定数を管理できることを発見した。分解プロファイルの特性には、スキャフォールドの径方向強度喪失までの時間および分解時間(完全に吸収される時間)が含まれる。望まれる分解特性には、機械的支持の最小時間または開通時間および所望される分解時間が含まれる。
バルーン血管形成術の臨床前および臨床の試験が実証したのは、再狭窄が主として初期の収縮性の再形成(血管収縮)により起き、過形成の治癒反応によるものはあまりない、ということである。Mintz G, Popma J, Pichard A, Kent K, Satler L, Wong CD, Hong M, Kovach J, Leon M, Circulation 94, 35 (1996); Kimura T, Kaburagi S, Tamura T, Yokoi H, Nakagawa Y, Hamasaki N, Nosaka H, Nobuyoshi M, Mintz G, Popma J, Leon M, Circulation 96, 475 (1997); Di Mario C, Gil R, Camenzind E, Ozaki Y, von Birgelen C, Umans V, de Jaegere P, de Feyter P, Roelandt J, Serruys PW, American Journal of Cardiology, 75, 772 (1995); Luo H, Nishioka T, Eigler N, Forrester J, Fishbein M, Berglund H, Siegel R, Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology 16, 1393 (1966).) 収縮性の再形成は、ある期間、血管を開いたままに保つように血管スキャフォールドを埋込むことにより防止できる。Nobuyoshi他は、1ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、6ヶ月および1年間における血管形成術後の再狭窄率を研究した。Nobuyoshi M, Kimura T, Nosaka H, MiokaS, Ueno K, Yokoi H, Hamasaki N, Horiuchi H, Ohishi H, Journal of the American College of Cadiology 12, 616 (1988).一連の血管形成術を用いて、彼らが結論付けたことは、冠動脈血管形成術後の1〜3ヶ月に再狭窄率が著しく増加し、その後、安定化したということである。この発見は、バルーン血管形成術後、大部分が3ヶ月以内に再狭窄が起き、その後増加するのが観察されることはほとんどない、というSerruys 他の結果と一致している。Ormiston JA, Serruys PW, Circulation: Cadiovascular Interventions 2, 255 (2009); Serruys PW, Luijten HE, Beatt KJ, Geuskens R, de Feyter PJ, van den Brand M, Reiber JH, ten Katen HJ, van Es GA, Hugenholtz PG, Circulation 77, 361 (1988).) 従って、収縮性の再形成およびその結果の再狭窄を防止するには、生体吸収性ステントにより最低でも3ヶ月間、血管壁に機械的支持を提供することが望ましい。
従って、冠動脈への適用では、ステントが肯定的再形成に対してサポートを提供する最小の期間(最小開通期間)は少なくとも約3ヶ月となる。よって、径方向強度喪失の時間または径方向強度が維持される時間を、少なくとも約3ヶ月とするのが望ましい。末梢血管への適用では、最小開通期間は、例えば、少なくとも約4〜5ヶ月と、幾分長目にすべきであると考えられる。鼻への適用では、最小開通期間は、例えば、エンドナサル法による前頭洞手術後では少なくとも約3週間、と短くてもよい。神経への適用では、最小開通期間は3ヶ月でよい。
分解時間に関して、生体吸収性ステントの分解時間は、冠血管への適用に対しては約18〜26ヶ月、(例えば、浅大腿動脈(SFA)等の)末梢血管への適用に対しては(例えば、16〜20ヶ月等の)約18ヶ月、神経への適用では18〜24ヶ月、鼻への適用では1年未満であるのが望ましい。言うまでもなく、分解プロファイルを管理するための本明細書で説明する方法およびその特徴は、広く適用可能であり、上記範囲に限定されない。
本発明の様々な実施の形態は、ポリ(L−ラクチド)ステントの分解プロファイル、特には、径方向強度喪失の時間および分解時間を管理することを含む。これらの実施の形態では、分解プロファイルは、埋込み時間つまりゼロ時間(Mn(0))における数平均分子量、および完成したスキャフォールドのモノマー含有量(MC)、ここでは、ポリ(L−ラクチド)の、すなわちL−ラクチドのMC、により管理される。モノマー含有量とは、化学的にポリマーに結合していないモノマーの含有量を指す。
スキャフォールドのMn(0)は、最終的または完成ステント製品のポリマースキャフォールドのMnである。最終的または完成製品とは、滅菌直後、滅菌後の任意の時間、またはヒトの患者の体内に送達する直前または直後のステントまたはステントスキャフォールドを指すことができる。
本願発明者が数多くの研究を通じて発見したのは、ポリ(L−ラクチド)の分解プロファイルが、ポリ(L−ラクチド)のMn(0)および分解速度定数により支配的に管理されるということである。以下に示すように、発明者が発見したことは、予測可能な一貫した方法で分解速度定数をモノマー含有量により管理できるということである。
本願発明者が認識していることは、PLLAスキャフォールドの所望される特性または要求される特性を、PLLAの動力学的分解特性、特にはMnの動力学的分解特性を用いて予測され得るということである。本願発明者が発見したことは、ポリ(L−ラクチド)スキャフォールドのMnの分解プロファイルが、自己触媒の動力学の以下の関係式により近似できるということである:
In[Mn(t)/Mn(0)]=−kt
または
Mn(t)/Mn(0)=exp(−kt)
ここで、kは分解速度定数である。C. G. Pitt, M. M. Gratzl, G. L. Kimmel, J. Surles, A. Schindler, Biomaterials 2, 215 (1981).
本願発明者はPLLA押出成形チューブ内のラクチド含有量と、PLLAスキャフォールドの分解プロファイルとの間の関係を試験した。図3Aは、モノマー濃度が異なるPLLAスキャフォールドの分解プロファイルを示す。図3Bは、動物実験で使用された2ロットのスキャフォールドの体外試験で得られた、上記の動力学的関連性に該当する分解プロファイルを示す。全てのデータセットは動力学的関連性に完全に適合している。
Mnに関して、本願発明者のここ数年の研究に基づいて発見されたことは、ポリ(L−ラクチド)ステントスキャフォールドのMnがスキャフォールドの埋込み直後から減少し始めるということである。図4は、本願発明者によって発見された、分解プロファイルおよび関連する特性(径方向強度喪失までの時間および分解時間)がMnおよび分解速度または分解速度定数に依存している関係を略示する。図4は、2つの初期値Mn(0)と対応する2セットの分解プロファイルを示す。2つの分解プロファイルが各Mn(0)について示され、それぞれ異なる分解速度または分解速度定数を有する。従って、図4は、生体吸収性スキャフォールドの分解プロファイルに対するMn(0)および分解速度定数の影響を示す。例えば、Mn(0)が高いと、分解速度定数の増加により分解プロファイルの勾配は急になり、分解時間が短かくなる。図4は更に、Mn(0)の減少が分解プロファイルを矢印で示す方向に移行させて、分解時間が短かくなることを示す。
更に本願発明者が発見したことは、分解中の径方向強度およびスキャフォールド完全性の時間変化がスキャフォールドの分子量に依存するということである。一般に、径方向強度および径方向スティフネスの値はスキャフォールドの材料だけの関数ではない。材料の強度およびスティフネス(弾性率)は、径方向強度および径方向スティフネスと区別でき、その理由は後者の2つの量はステント特性だからである。ステント特性は、ステント材料および、構造要素であるステントパターンおよび厚さを含むステント形状で決まる複雑な関数である。従って、径方向の強度およびスティフネスの実際の値は、材料およびステント形状に依存する。
本願発明者の研究のいくつかで示唆したのは、所望の機械的強度(例えば、径方向強度および引張強さ)の喪失の開始は、PLLAバックボーンの推移分子量(transition molecular weight)Mn,Trと関係しているということである。図5は、分子量の関数とした時の機械的強度の変化を示す一般的なグラフであり、図上にMn,TrおよびMn,cを配置して定義する。分子量がMn,Trを超えると、機械的強度は分子量と無関係となる。分子量がMn,Tr以下の場合、機械的強度は低下し始めるが、生体吸収性スキャフォールドが脆くなり機械的完全性を喪失し始める臨界分子量Mn,cに達するまでは、まだ機械的完全性は維持されている。強度低下は機械的完全性喪失以前に起きると予測されるので、所望の分解開始時点で生体吸収性スキャフォールドが適切な強度を維持するのを保証するために、Mn,Trを用いて最小Mn(0)を予測してもよい。
生体吸収性PLLAスキャフォールドでは、Mn,Trは47kDaである(実施例4)。Mn,Trが分解速度定数と無関係であることは既知である。Mn,Trに到達する時間は径方向強度喪失の時間と一致する。Mn,Trは所望の開通時間におけるMnの下限値である。所望の開通時間の前に、スキャフォールドのMnがMn,Tr以下に下がると、肯定的再形成を実行するに足るだけ長い時間、スキャフォールドは管腔を支持していられない。
図4を再び参照すると、径方向強度喪失時間および分解時間(Dt)は、Mn(0)および分解速度に依存する。Mn(0)がMn1からMn2へと減少すると、径方向強度喪失時間および分解時間は共に短くなる。更に、Mn1およびMn2のプロファイルで示されるように、分解速度が速くなるとともに、Mnの分解プロファイルの傾きが強まり、径方向強度喪失時間および分解時間は短くなる。
本願発明者が発見したのは、PLLAスキャフォールドが更に30kDaのMnまで分解されると、スキャフォールドは機械的完全性を喪失し始める、ということである。機械的完全性喪失の開始時におけるMnはMn,cと表す。
上記のように、肯定的再形成を提供するためのステントによる治療では、所望する最小開通時間が存在する。従って、生体吸収性スキャフォールドは、Mn,Trを超える所望の最小開通時間におけるMnを有する分解プロファイルを持つべきである。Mn,Trは、所望の最小開通時間におけるMnの下限値を表す。冠動脈病変の治療では、スキャフォールド設計の基本的な安全性要件を満たす最小開通時間は約3ヶ月である。
図6は、PLLAスキャフォールドの3つの分解プロファイルを示す。例えば、プロファイル1はMn,Tと等しい3ヶ月後におけるMnを有し、これは冠動脈治療で許容される。プロファイル2はプロファイル1と同一のMn(0)を有するが、より速い分解速度または分解速度定数を有し、Mn,Tより短い所望の開通時間におけるMnをもたらす。プロファイル3は、プロファイル1および2と同一の分解速度または分解速度定数であるが、より小さなMn(0)を有する。その結果、所望の開通時間におけるMnはMn,Tより小さい。更に、言うまでもなく、Mn(0)または分解速度の一方または両方の変化でも、生体吸収性スキャフォールドの分解時間は変化する。
従って、本願発明者が発見したのは、Mn(0)および分解速度を調整して、例えば、所望する開通時間、構造的完全性喪失の時間、および分解時間等の、特定の治療の要件を満たす分解プロファイルを得ることができるということである。
上記のように、本願発明者が発見したのは、生体吸収性スキャフォールドのモノマー含有量により、分解速度定数を予測可能で一貫性のある方法で管理できるということである。特に、本願発明者が発見したのは、分解速度定数が、PLLAスキャフォールド内のラクチドのモノマー含有量に対して線形性(直線関係)を示したということである。
本願発明者が発見したのは、ブタモデルを用いた臨床前研究において、スキャフォールド完全性が生体内の動力学的分子量傾斜に依存する傾向が強まることが示されたことである。更に本願発明者が発見したのは、対応する生体外実験で、径方向強度低下の開始が、より高い生体外分解速度定数(k)と関連するサンプルで初期に観察されることが実証されたことである。従って、分子量を喪失させる明確な方法が、生体吸収性スキャフォールドの分解および吸収の挙動の管理に不可欠である。生体内および生体外の結果の本願発明者による比較が示したことは、初期段階の分解の各時点における分子量データが両モデル間で類似していたということである。この発見は参考文献(Weir N. A., Buchanan F. J., Orr J. F., Diskson G. R. “Degradation of poly−L−lactide. Part 1 : in vitro and in vivo physiological temperature degradation”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part H: Journal of Engineering in Medicine 218, 307−319 (2004); Hayashi T. “Biodegradable polymers for biomedical uses”, Progress in Polymer Science 19, 663−701 (1994))における、生体内の初期段階におけるポリ(L−ラクチド)分解は、主として最低限の酵素活性による単純な加水分解によりもたらされているので、生体内の分解挙動の代理としての生体外法の使用が適用可能である、という発見と同調するものであった。
ラクチドは、溶融押出成形中のポリマーの熱破壊した支配的副生成物である。押出成形されたチューブロットの異なる下流処理ステップでラクチド含有量を追跡することにより、本願発明者が確信したことは、実施例1で示したように、押出成形法はラクチド含有量に対して最大に寄与しているということであった。従って、樹脂内のラクチドモノマーおよび押出成形中に生成されるラクチドが、主として、または完全に、完成ステントスキャフォールド内のモノマーの供給源である。更に、実施例2に示すように、本願発明者が発見したことは、完成スキャフォールド内のラクチド含有量を管理するには、≦0.5wt%のラクチド含有量のレベルで、押出成形チューブ内のラクチド含有量を管理すれば十分であるということである。
本願発明者は、動力学的分解モデルの予測能力を試験するための生体外実験により、ラクチド含有量が異なる押出成形チューブのロットの分解挙動を調査した。
Figure 2014517751
図3Aは、動力学的モデルに基づく指数回帰の線を含む。各データ点はn=6を表し、エラーバーは1標準偏差を表す。R(決定係数)はモデル適合度を示す。指数回帰を用いて分解速度定数kを、モデルに従って決定する。
自己触媒モデルを利用して、図3Aのグループ毎に分解速度定数(k)を計算する。図7は、図3Aの直線回帰のプロットから計算されるラクチド含有量の関数として分解速度定数(k)を示す。図7は、生体外の分解速度定数(k)の、ラクチド含有量に対する直線的な正比例の依存関係を示す。得られたモデル(シグマプロットを用いる)は次の関係で示される:
k(×10−3)=10.080[LA]+1.5131
上式で、kは1次の速度定数(days−1)および[LA]は押出成形チューブ内のラクチド含有量(wt%)である。この式により、押出成形チューブ内の初期のラクチド含有量が多いほど、スキャフォールドのサンプルは速く分解される。更に、直線相関を利用して、約0.02wt%〜約1.08wt%の範囲内の所与の初期ラクチド含有量から動力学的分解を予測できる。
様々なラクチド含有量により導かれる多様な動力学的分解速度の結果として、分解中の径方向強度の時間的進行も影響を受けると予測される。分解時間全体にわたって径方向強度の進行を追跡することにより、同様に、本願発明者が示したのは、完成スキャフォールド(FG)で径方向強度が維持された期間は、ラクチド含有量が多いと短かくなるということであった(実施例3)。
図8は、分解プロファイルおよびその関連特性の、Mnおよびモノマー濃度に対する依存関係を示す。図8は、2つの初期値Mn(0)、すなわちMn1およびMn2と対応する2セットの分解プロファイルを示す。2つの分解プロファイルは、2つの異なるモノマー濃度と対応するそれぞれのMn(0)に対して示される。このように、図8は、Mn(0)およびモノマー濃度が生体吸収性スキャフォールドの分解プロファイルに与える影響を示す。Mn1とMn2では、モノマー濃度の高い方が分解プロファイルの傾斜が急になる。図8は更に、Mn(0)を減少させると、分解プロファイルが矢印の示す下方へ移行することを示す。このように、本願発明者が発見したことは、L−ラクチド濃度を増加させると、ステントスキャフォールドにより径方向強度が維持される期間が短かくなる。
図8を用いて、所望する径方向強度喪失時間および分解時間を得るためのモノマー濃度の調整法または選択法を説明することができる。例えば、要求される開通時間がt1の場合、プロファイル1は、MnがMn,Tr以下に下がり、従ってt1以前に径方向強度を喪失するので許容できない。プロファイル2〜4は、Mnがt1でMn,Trより高く、従ってそれぞれの径方向強度喪失の時間はt1の後に発生するので、許容できる。よって、プロファイル1と比較すると、(例えば、プロファイル3の)より高いMn(0)、(例えば、プロファイル2の)より低いモノマー濃度、または両方を選択または調整すべきである。更に、プロファイル4の分解時間を例えば5年等として、冠動脈治療に所望される場合より長くすることもできる。この場合、(例えば、プロファイル2の)低いMn、(例えば、プロファイル3の)高いモノマー濃度、またはその両方を選択して、許容可能な径方向強度喪失時間を得ながら、短い分解時間を得ることができる。
モノマー含有量は、幾つかの方法で管理することができる。これらの方法には、所望レベルのノマー濃度を有する市販の樹脂の選定が含まれる。更に、押出成形条件を管理することにより、押出成形温度が上昇すると増加する傾向にあるモノマー生成を減らすことができる。更に、例えば、押出成形ステップで、スキャフォールドポリマーにモノマーを追加してモノマー濃度を増加させることができる。
本発明の様々な実施の形態を2つの異なるスキャフォールド設計を用いてPLLAスキャフォールドに適用してきたが、これらの方法は一般に、他の種類の生体吸収性ポリマーおよび他のスキャフォールド設計に適用できる。生体吸収性スキャフォールドの分解プロファイルを管理する方法は、(例えば、冠動脈、SFA、神経、鼻等の)様々な種類の治療、および異なるスキャフォールド設計に適用できる。Mn(0)およびスキャフォールドの初期のモノマー含有量を用いて、ある種の治療の仕様を満たす分解プロファイルを管理することができる。ケース毎の管腔を支持する径方向強度の大きさは、選定したポリマーの種類およびスキャフォールドの形状(例えば、パターン構造要素の厚さ等)により得られる。上記で検討したように、選択された分解時間または分解範囲、およびスキャフォールドが管腔の開通を維持する時間を含む生体吸収性ステントスキャフォールドの好ましいまたは要求される分解プロファイル特性があり得る。従って、ステントスキャフォールドを作製する方法は、所望の分解プロファイル特性を提供するMn(0)およびMCまたはそれら両方を決定することを含めてもよい。これら方法は、決定されたMn(0)およびMCまたはそれら両方を完成ステントスキャフォールドが有するようにステントスキャフォールドを作製することを更に含む。
PLLA分解の自己触媒メカニズムに基づく予測モデルを利用して、分解時間t=0での最小のMn初期値を得ることができる:
lnMn(0)=lnMn,Tr+kt (1)
上式で、kは基準分解速度定数(days−1)、Mn(0)は数平均分子量の初期値、およびMn,Trは、製品の安全性に最低限必要な分解期間t(days)(日数)における機械的強度転移の数平均分子量である。最小のMn(0)は、(例えば、3ヶ月の)所望の最小開通時間中の開通を維持するスキャフォールドの最小のMn初期値である。予測されたMn(0)を得るために、各パラメータ(Mn,Tr、kおよびt)が決定または規定される。
上記で検討したように、分解速度定数およびラクチド含有量は、直線回帰に従い、次式で表される:
k(×10−3)=10.080[LA]+1.5131 (R=0.9988)
上式で、kは分解速度定数(days−1)、LAは押出成形チューブ内の初期のラクチド含有量(wt%)である。押出成形チューブ内の≦0.2wt%のラクチド含有量の規定では、上式で算出された最速の可能性がある分解速度定数は、3.53×10−3(days−1)である。Mn,Trおよびtの所与の対では、分解速度定数が速いほど、より高いMn(0)を要求することが式1から分かるので、3.53×10−3(days−1)が、最悪のケースのシナリオを表すことから、基準の分解速度定数(k,r)として選択される。
表1は上記パラメータを要約した表である。これらのパラメータを式1に適用すると、66kDaの最小のMn初期値が得られる。よって、0.02wt%のラクチド含有量では、例示の分子量は、Mn(0)≧66kDaとすることができる。これまで説明してきたように、この分子量はPLLAバックボーンとPDLLA被膜ポリマーの合計と考えられる。
Figure 2014517751
Mn(0)を決定する他の実施の形態において、ステントスキャフォールドを作製する方法は、所望の最小開通時間を提供するMn(0)を決定することを含めることができる。この方法は、PLLAスキャフォールドでは約47kDaである、生体吸収性ポリマーから作製した生体吸収性ステントのMn,Trを決定することを含む。次いで、この方法は、Mn,Trと等しい所望の最小開通時間においてMnを提供するMn(0)を決定することを含む。ステントスキャフォールドは、この決定されたMn(0)以上のMn(0)を有する生体吸収性ポリマーから作製できる。決定されたMn(0)は、生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルから見いだせる。
長期間の生体外分解実験から得られたデータに基づくと、Mn110kDaを有するPLLAスキャフォールドのMn、およびPLLAバックボーン内の0.02%以下のL−ラクチドモノマー含有量を有するスキャフォールドは、図9に示すように29ヶ月もの長い分解時間を有する。
2つの例示の変更には、(1)0.1%以下のラクチド含有量および(2)0.2%以下のラクチド含有量が含まれる。径方向強度が維持される選択された時間、または径方向強度喪失の時間を提供するMn(0)は、動力学的モデルから決定できる。
例示の変更(1)では、少なくとも60kDaのMn(0)が、埋込み後少なくとも3ヶ月間維持される径方向強度を提供するはずであり、分解時間の合計は、丁度18ヶ月以内と予測されよう。例示の変更(2)では、少なくとも66kDaのMn(0)が同一の結果を提供するはずである。図10は、PLLAスキャフォールドの2つの変更の、Mn対分解時間を示す。(1)0.1wt%ラクチドおよびMn(0)=60kDa、(2)0.2wt%ラクチドおよびMn(0)=66kDa。
特定の実施の形態において、ステントを作製する方法は、所望の分解プロファイル特性を提供するMn(0)を決定することを含むことができる。決定されるMn(0)は、本願発明者が発見したモノマー含有量に依存する特定の分解速度または分解速度定数を有するポリマーのMn(0)である。従って、そのMn(0)は所与のモノマー含有量と対応する。
Mn(0)を決定するこれらの実施の形態によっては、所望の分解時間または範囲が選択され、次いで、完成ステントスキャフォールドの分解時間または範囲を提供するステントスキャフォールドのMn(0)またはMn(0)の範囲が決定される。次いで、ステントスキャフォールドが、決定されたMnの範囲内のMn(0)を有するように、生体吸収性ポリマーから作製できる。
これらの実施の形態において、Mn(0)が決定される範囲は、生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルから決定することができる。脂肪族ポリエステルの加水分解モデルは次式の形式をとる:
Mn(t)=Mn(0)exp(−kt)
上式で、Mn(t)は時間tにおける数平均分子量、Mn(0)はt=0における数平均分子量、kは加水分解速度定数である。Pitt, C.G., J. of Applied Polymer Science 26, 3779−3787 (1981); Pitt, C.G., Biomaterials 2, 215−220 (1981); Weir, N.A., Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: J. of Engineering in Medicine 218, 307−319 (2004); Weir, N.A., Part H: J. of Engineering in Medicine 218, 321 −330 (2004).モデルに内在する仮定は、質量喪失があるとサンプル内の水の濃度およびカルボキシル末端基に影響を与えるので、質量喪失が起きないという条件では合理的である。上式は次のように書き換えることもできる:
ln[Mn(t)/Mn(0)]=−kt
従って、Mn(t)/Mn(0)対tのデータを対数−直線プロットで表すことにより、加水分解速度定数は連結点の傾斜から推測できる。分解速度定数kは、例えば、所与のモノマー含有量を有するポリマーの生体外または生体内の分解データから、見付けることができる。
特定の他の実施の形態において、ステントを作製する方法は、所望の分解プロファイル特性を提供するMCを決定することを含めることができる。決定されるMCは、特定のMn(0)を有するポリマーに対するものである。
MCを決定するこれらの実施の形態によっては、所望の分解時間または範囲を選択してから、分解時間の範囲を提供するMCの範囲を決定する。次いで、MCが決定された範囲内にあるように、生体吸収性ポリマーからステントスキャフォールドを作製する。MCの決定範囲は、生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルから得られる。例えば、PLLAでは、速度定数kはMn(t)/Mn(0)=exp(−kt)から得られる。次いで、MC(0)は、図7A〜7Bに示すような生体外の分解データから決定することができる。
MC決定の他の実施の形態では、所望の最小開通時間を選択してから、生体吸収性ステントのMn,Trを決定する。次いで、Mn,Trに等しい所望の最小開通時間におけるMnを提供するMC,Trを決定する。次に、MCが、決定されたMC以下となるように、ステントスキャフォールドを生体吸収性ポリマーから作製できる。
決定されたMCは、生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルを用いて得ることができる。例えば、PLLAでは、Mn(t)/Mn(0)=exp(―kt)から速度定数kが得られる。次いで、MCを図7A〜7Bに示すような生体外の分解データから決定することができる。
上記説明の実施の形態では、Mn(0)またはMCは、分解プロファイルパラメータを提供する生体吸収性ポリマースキャフォールドに対して決定され、次いで、Mn(0)およびMCを有するステントスキャフォールドを作製できる。本発明の実施の形態は、決定されたMn(0)およびMCを有するステントスキャフォールドを作製するステップを含む。
押出成形では、ポリマーは融点(Tm)を超えて処理される。溶融したポリマーの粘度は温度とともに増加するので、樹脂のMnが高いほど、押出成形機内で処理するのに必要な温度は高くなる。但し、モノマーの生成は温度とともに増加し、Mnの低下は温度とともに増加する。PLLA樹脂の例示の溶融処理は、3/4”の単軸押出成形機で行うことができる。Mnが約350kDaの樹脂では、処理温度が200〜210℃、滞留時間が8〜10分である。チューブはダイから出ると室温の水槽内で急冷される。押出成形機のバレル圧力は約2000psiである。押出成形後の結晶化度は約10〜15%である。
冠動脈へ適用する場合、ステント製造で使用するポリマーチューブの外径は2〜4mmとすることができる。SFAへ適用する場合の外径はさらに太く、例えば4〜9mmである。これらの範囲を超える直径であってもよい。ポリマーチューブの壁の厚さは0.05〜3mmにできるが、本発明は、壁の厚さが0.05mm未満のチューブにも、3mmを超えるチューブにも適用できる。
レーザーカッティングに先立ち、チューブを径方向に拡張してその径方向強度を高めることにより、ステントの径方向強度を高めるようにしてもよい。チューブをその拡張プロセス中に軸方向に伸ばしたり、延ばしたりすることもできる。径方向拡張プロセスは、フープ方向に沿ってポリマー鎖を好適に整列させる傾向があり、結果として径方向強度が強化される。径方向拡張ステップは、埋め込んだ時に管腔を支持するのに十分な強くて薄いストラットをもつステントスキャフォールドを作製するのに不可欠である。
チューブは、ポリマーのTgと融点の間の温度に加熱されることにより径方向に拡張される。チューブが拡張した時点で、ポリマーのTg以下、一般に室温まで冷却して、チューブをその拡張された直径に維持する。チューブは拡張され、次いで非平衡速度で冷却され、それによりチューブは拡張された直径に維持される。径方向拡張の割合は200〜500%とすることができる。径方向拡張の割合は、RE%=(RE比−1)×100%と定義され、ここで、RE比=(拡張チューブ内径)/(元のチューブ内径)。ポリマーチューブが被る軸方向拡張の割合は、AE%=(AE比−1)×100%と定義され、ここでAE比=(拡張チューブの長さ)/(元のチューブの長さ)である。
チューブは、ガラスの型の内側に入れたチューブをブロー成形により径方向に拡張できる。チューブは加熱され、型の内径まで拡張される。例えば、加熱ノズルを型の長さに沿って平行移動させながら、加熱ノズルから暖気を型に吹き込むと、チューブはノズルの平行移動とともに拡張される。ここで、チューブに軸方向張力をかけた状態にして、軸方向伸びを与えるようにしてもよい。例示の実施の形態のチューブは、内径0.018”/外径0,056”から内径0.072”/外径0.084”まで拡張され、径方向拡張(RE)が350%、長手方向延伸が50%である。ここで、RE=[(外径)finish/(外径)start−1]×100である。例示のPLLAチューブは、その拡張中に約70〜110℃で加熱されてもよい。
拡張されたチューブにはステントパターンが、例えばレーザー加工によりカッティングされる。チューブ拡張によりチューブの壁の厚さは薄くなる。冠動脈ステントの場合、その巾および厚さを、例えば、140〜160μとすることができる。SFAの場合、その巾および厚さを180〜230μとしてもよい。
拡張されたチューブにステントパターンをカッティングした後、ステントスキャフォールドにポリマーおよび薬品を含み得る薬品送達被膜を任意に塗布してもよい。例示のステントは、PLLAスキャフォールドと、例えば、重量比1対1のポリ(DL−ラクチド)およびエベロリムスから成る被膜とを含んでもよい。
ステントをいつでも送達できるようにするために、ステントを送達バルーンに固定する。このプロセスで、バルーン上に、ステントが縮小された直径で圧縮すなわちクリンピングされる。例示の実施の形態において、ステントは、それぞれの直径縮小の間にドウェル(停止)期間を伴う多ステッププロセスで、カッティング時の直径からクリンピング時の直径に(例えば、0.136”から0.047”に)クリンピングされる。ステントのクリンピング温度は、環境温度を超える、例えば約48℃またはPLLAのTgより僅かに低い温度とすることができる。リコイルを防ぐためにクリンピング直後にステント上にシースを配置してもよい。次にステントを、封止した袋内に配置してもよい。
次いで、クリンピングし、クリンピングしたステントをパッケージ化した後、ステントに最終滅菌処理を施してもよい。最終滅菌処理とは、例えば、電子ビームまたはガンマ線などの放射線にステントを暴露する、ステント製造における最終的な滅菌ステップを指す。典型的には、例えば、他のステップを介在させずに放射線に1回または複数回通して、ステントを1ステップで滅菌する。従って、最終的な照射ステップを滅菌ステップだけとしてもよい。最終滅菌処理後には放射線暴露が追加されることはない。最終滅菌処理はクリンピングおよびパッケージ化の後にステントに実施されるのが普通であるが、クリンピングまたはパッケージ化の一方または両方の前に実施してもよい。
パッケージ化されたステントおよびカテーテルを滅菌することにより、ステントおよび送達システムのバイオバーデンは規定レベルまで低下する。バイオバーデンとは、一般に、対象を汚染する微生物の数を指す。滅菌の程度は、典型的には、滅菌処理後の製品ユニットに存在する生育可能な微生物の確率を指す無菌性保証水準(SAL)により測定する。製品に要求されるSALは、製品の使用意図に依存する。例えば、体内の流体通路で使用するステント等の製品はクラスIII機器と見なされ、10−6のSALが要求される。各種医療機器のSALは、バージニア州(VA.)アーリントン(Arlington)の米国医療機器振興協会(AAMI)の資料にある。
滅菌処理は、ステントおよびカテーテルを、電子ビーム(eビーム)、ガンマ線、およびX線滅菌等の放射線暴露により実施できる。滅菌の放射線量は、要求されるSALを提供する放射線量を選択することにより決定できる。サンプルを1回ないし複数回通過させて要求放射線量に暴露できる。ステント滅菌の例示の放射線量は20〜35kGyとしてもよい。
樹脂は、何らかの処理ステップに入る前に、分子量Mn,r、およびモノマー含有量MC,rを有する。先に述べたように、MnおよびMCは共に製造プロセス中に変化する。Mnは、押出成形中および放射線滅菌中に著しく減少する。押出成形温度が高いほど、Mnは大きく減少する。放射線量が多いほど、Mnは大きく減少する。例えば、Mnが350kDaのPLLA樹脂は215℃の押出成形温度により、押出成形チューブのMnが250kDaとなる。電子ビーム滅菌前にMn=250kDaのPLLAステントスキャフォールドは、27.5kDaの放射線量暴露後に90〜100kDaのMnまで減少する。
上記のように、MCは押出成形中に増加することがある。押出成形温度が高いほどモノマー生成量が増える。処理パラメータ、特に、押出成形および放射線滅菌の処理パラメータとの組合せにおけるMn,r、MC,rは、所望の分解プロファイルを有するMn(0)を提供しないことがある。
例えば、Mn,r、MC,rおよび処理パラメータは、所望の分解プロファイルを提供するMn(0)を超えるMn(0)を有するステントスキャフォールドをもたらすことがある。すなわち、径方向強度を維持する時間および/または分解時間が所望時間より長くなる。例えば、Mn=365kDaをもつPLLA樹脂、およびモノマー含有量が約0.1%のLLAから作製されたスキャフォールドが、上記開示した例示の処理条件を用いて処理されて、Mn=100〜110kDaの最終的なPLLAスキャフォールドを生み出す。このステントスキャフォールドの分解時間は約2.5〜3年であり、許容できないこともないが、冠動脈および他への適用では、より短い時間の方が望まれよう。
Mn(0)が所望の値より大きい場合、特定の実施の形態では、所望の処理パラメータを提供するMn(0)を提供するよう処理中に調整できる。特に、生体吸収性ポリマーのMnは、例えば、電子ビームまたはガンマ線等の、放射線へ暴露することにより減少させることができる。電子ビーム照射を用いて分子量を変更する方法では、PLLAスキャフォールドへの電子ビーム照射量を変更することにより実行され、対象スキャフォールドの所望の分子量またはMnが得られる。電子ビームの効果は、分子量を低下させるPLLA分子鎖切断に左右される。スキャフォールドの分子量の初期値が判明すると、電子ビームを用いて分子量を管理できる範囲において、電子ビーム照射量と得られる分子量との間にはある関係が存在する。従って、(分子量の初期値以下の)所望する広い範囲の開始分子量は、スキャフォールドに対する電子ビーム照射量を変化させることにより得られる。
上記実施の形態では、所望する分解プロファイル、特に、スキャフォールドの分解時間および開通時間を提供するMn(0)を決定するためのいくつかの方法が開示されている。開通時間に関しては、所望する開通時間の範囲で径方向強度喪失の時間を提供するMn(0)が決定される。
特定の実施の形態では、電子ビーム照射を利用してMnを調整し、スキャフォールドが分解しつつも径方向強度を維持する時間、ひいては分解時間等の、所望の分解特性を提供するために見いだされたMn(0)を得ることができる。
実施の形態によっては、最終の放射線滅菌ステップにおける放射線量を調整して、クリンピング後のMnを、所望の分解プロファイルを提供するMn(0)まで低下させる。この実施の形態では、クリンピング後のMnを所望のMn(0)まで低下させるのに必要な放射線量は、実験的または経験的に決定された放射線量とMnとの関係から決定してもよい。例示の実施の形態では、クリンピング後のPLLAスキャフォールドのMn初期値は、約250kDaである。径方向強度喪失の時間は、上記開示のように、この喪失の時間と対応するMn(0)を決定することにより、2.5〜3ヶ月まで短くしてもよい。次いで、クリンピング後のMnをこのMn(0)まで減少させるのに必要な放射線量が、放射線量対Mnの関係から得られる。例えば、電子ビーム放射線量を31kGyから75kGyまで調整して所望のMn(0)を達成できる。
本願発明者は、Mn(0)が約70kDaであるスキャフォールドは18ヶ月未満の分解時間を提供し、径方向強度喪失の時間は少なくとも3ヶ月であると判定した。このように、最終滅菌処理における放射線量を調整してMnを約70kDaまで減少させることができる。
他の実施の形態では、最終の放射線ステップに加え、製造プロセスでの1つ以上のポイントで放射線によりMnを調整して、所望の分解プロファイルを提供するMn(0)をもつスキャフォールドを得ることができる。最終の滅菌処理で1回だけ放射線暴露するのに対して、2ステップ以上で分子量を調整する利点は、それぞれの暴露が単一暴露より少ない放射線量にできることである。放射線量が少なければ、スキャフォールドのポリマーがスキャフォールドの機械的特性を変化させてしまう高温等の、高い放射線量による悪影響の可能性を低減させよう。
実施の形態によっては、ステントスキャフォールドは、製造時に他のポイントで1回だけ放射線に暴露される。他の実施の形態では、ステントスキャフォールドは、最終の滅菌処理に加えて、製造時に2ポイント以上で放射線に暴露される。これらの実施の形態では、ステントスキャフォールドは、レーザーカッティング後でクリンピング前、レーザーカッティング後で塗布およびクリンピング前、塗布後でクリンピング前、拡張後でレーザーカッティング前、または押出成形後で拡張前に、放射線に暴露することができる。
これらの実施の形態によっては、最終の滅菌処理における放射線量は20〜31kGyである。従って、最終滅菌処理以前の製造ステップ間の放射線量は、最終滅菌処理後のスキャフォールドのMnが所望のMn(0)になるように調整される。例示の実施の形態では、20〜35kGyの最終滅菌処理に加えて、追加の放射線暴露ステップがレーザーカッティングとクリンピングの間だけに実施される。レーザーカッティングとクリンピングの間の放射線量を調整して最終滅菌後の所望のMn(0)を得てもよい。この放射線量を6〜50kGyとしてもよい。放射線量は主としてMnおよびモノマー含有量に依存する。例えば、レーザーカッティング後に約250kDaのMnおよび約0.1wt%のモノマー含有量をもつPLLAスキャフォールドの場合、放射線量を調整して、約18ヶ月の分解時間および約3ヶ月で径方向強度を喪失する60kDaの最終滅菌処理後のスキャフォールドを得ることができる。
特定の実施の形態では、PLLAスキャフォールドの事前分解処理でMnを調整し(減少させ)て、所望の分解特性を与えるMn(0)を得てもよい。この方法は、スキャフォールドを加水分解で事前に分解処理することにより、PLLAスキャフォールド分解特性を調整することを含む。事前分解処理はスキャフォールドのMnを減少させる。この方法は、スキャフォールドのポリマーに加水分解を起こさせる期間の間、スキャフォールドを流体に暴露することを含んでもよい。このような実施の形態では、スキャフォールドに流体を噴霧する、またはスキャフォールドを流体中に浸漬することにより、スキャフォールドを事前分解処理流体に暴露してもよい。
事前分解処理流体は水または水性流体でもよい。事前分解処理流体は、スキャフォールドの生体内分解にできるだけ近い模擬流体としてもよい。スキャフォールドが事前分解処理されているときに、緩衝溶液のような、非常に僅かなpHの変化しか起こさない流体を使用してもよい。緩衝溶液は、弱酸およびその共役塩基の混合物、または弱塩基およびその共役酸の混合物を含む水溶液である。緩衝溶液は、少量の強酸または強塩基をその溶液に加えても溶液のpHがほとんど変化しない特性を有する。PLLA等の、加水分解で分解可能な脂肪族ポリマーは、分解中のポリマーにおけるpHまたはそのポリマーの局所でのpHの低下を起こすことがある酸性分解生成物を有するので、これは重要である。緩衝溶液は、多様な化学的用途でpHをほとんど一定に保つ手段として使用される。
実施の形態によっては、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)溶液が使用される。PBSは、塩化ナトリウム、リン酸ナトリウム、および(処方によっては)塩化カリウムおよびリン酸カリウムを含む水性食塩水である。
更に、このような実施の形態では、スキャフォールドを、製造プロセスの選択されたステップの後に事前分解処理してもよい。実施の形態によっては、スキャフォールドを、レーザーカッティング後で塗布前に事前分解処理する。他の実施の形態では、スキャフォールドを、塗布後でクリンピング前に事前分解処理する。
他の実施の形態では、事前分解処理を、レーザーカッティング前に実施できる。この実施の形態では、市販の樹脂が分子量の設計要件を満たさない場合、押出成形されたチューブ、拡張されたチューブ、または押出成形前のPLLA樹脂の事前分解処理を実施してもよい。
実施の形態によっては、流体による事前分解処理を室温すなわち、20〜30℃の間(両側温度も含む)の任意の温度で実施できる。他の実施の形態では、事前分解処理を、室温未満または室温を超える温度で実施してもよい。選択された温度での事前分解処理は、選択された温度の流体に、スキャフォールド、チューブまたは樹脂を暴露することにより実施される。温度が上昇すると分解が速くなるので、室温より高い温度で実施すると、事前分解処理の時間を短縮できる。実施の形態によっては、事前分解処理の温度は40〜70℃または50〜70℃とすることができる。より狭くは、事前分解処理の温度は40〜45℃、40〜70℃、45〜50℃、50〜55℃、55〜60℃、60〜65℃、または65〜70℃である。
事前分解処理の後、スキャフォールド、チューブまたは樹脂を事前分解処理流体から取り出し、水で洗浄して残留している事前分解処理流体または塩を除去する。次いで、洗浄したスキャフォールドを真空中で乾燥させてもよい。
事前分解処理されたスキャフォールド、チューブまたは樹脂は、所望の分解時間および/または径方向強度喪失の時間をもたらすMn(0)を提供する目標のMnまで事前分解処理される。従って、事前分解処理される樹脂の目標Mnの決定には、製造プロセス全体にわたる、特には押出成形および滅菌全体にわたる、Mnの減少を考慮しなければならない。事前分解処理される押出成形チューブまたは拡張されるチューブの目標Mnの決定には、その他の製造プロセス全体にわたる、特には滅菌全体にわたる、Mnの減少を考慮しなければならない。事前分解処理されるスキャフォールドの目標Mnの決定には、その他の製造プロセス全体にわたる、特には滅菌全体にわたる、Mnの減少を考慮しなければならない。分解速度は温度に依存するので、事前分解処理の時間は、事前分解処理の温度に依存する。
本願発明者が実験で見出したことは、スキャフォールドの分解メカニズムが、約37℃の人体内分解温度の分解メカニズムと比べて、より高い温度の範囲内でも不変のままであるということである。図11は、PBS緩衝溶液内で分解されるPLLAサンプルの関連する温度範囲内のlogk(分解速度定数)対1/Tを示す。直線への優れたデータ適合性が示すことは、動力学的分解モデルが全ての試験温度で適合しているということである。従って、患者内で一旦展開されると、事前分解処理されたPLLAスキャフォールド製品は、事前分解処理されていないスキャフォールドと同一の方法で分解されると予想される。
図12は、5つの温度での、Mn(t)対事前分解処理時間を示す。M(t)は事前分解処理前の分子量で正規化されている。所望の分子量初期値を達成するのに必要な事前分解処理時間を図12から評価できる。例えば、事前滅菌処理されたスキャフォールドの分子量(Mn)を250kDaから100kDaに低下させるには、レーザー処理したスキャフォールドを、約5日間、_70℃_にてPBS緩衝溶液内で事前分解処理すればよいことになる。
上で説明した実施の形態は、完成したスキャフォールドの分子量を放射線により調整して、所望の分解特性を得ることを含む。既に説明したように、約350kDa、モノマー濃度0.1wt%の樹脂から作製した、先に記載した通りに処理されたPLLAスキャフォールドの分解時間は2.5〜3年であり、冠動脈治療等の適用に所望されるMn(0)より高い約100〜110kDaのMn(0)を得る。
更にスキャフォールドは、生体吸収性ポリマー、および抗増殖剤等の薬品を含むスキャフォールド上の薬品送達被膜を含む。生体吸収性ポリマーは薬品のキャリアとして働き、薬品のリリースを制御する。この薬品の目的はそのスキャフォールドの埋込み後1〜3ヶ月までの期間に発生する平滑(smooth)細胞増殖を低減することである。薬品のリリースプロファイル(薬品リリース量対時間、または累積薬品リリース対時間、薬品リリースの期間)は、ポリマーキャリアまたは被膜の吸収により管理、調整または制御される。
どの生体吸収性ポリマーでも、ポリマーキャリアの分解プロファイルはポリマーの初期の分子量に依存する。ポリマーキャリアの開始分子量が少ないほど、抗増殖剤のリリース時間は短くなる。一般に、キャリア内のどの薬品のリリースプロファイルも、キャリアの開始分子量に依存する。一般に、平滑(smooth)細胞増殖を治療するための薬品のリリース時間の最小範囲があり、約1〜3ヶ月である。従って、被膜の薬品リリースプロファイルはこの制限を満たすべきである。
スキャフォールドを被覆した後、ステントスキャフォールドに何らかの放射線暴露をすると、スキャフォールドの分子量を減少させるだけでなく被膜のポリマーキャリアの分子量をも減少させる。キャリアの分子量の減少は、薬品のリリースプロファイルに影響する。特に、キャリアの分解時間が短くなるので、薬品のリリース期間が短くなる。従って、何らかの放射線暴露以前のポリマーキャリアの分子量(Mn)は、何らかの放射線暴露の後も、Mnが所望の最小薬品リリース時間を提供するに足るほど高くなるように選択すべきである。
他の実施の形態では、スキャフォールドのPLLA樹脂および被膜のPDLLA樹脂をともに、所望の分解プロファイルを提供するよう選定してもよい。特に、これらの樹脂は、スキャフォールドおよび被膜のMn(0)がそれぞれ所望の分解プロファイルを提供するように選定される。加えて、これらの樹脂は、スキャフォールドおよび被膜のモノマー含有量もそれぞれ所望の分解プロファイルを提供するように選定される。
先の実施例に戻ると、スキャフォールド生成用の約350kDaの高いMnおよび0.1%までのモノマー含有量をもつPLLA樹脂は、2.5〜3年の分解時間となる100〜110のMnを最終滅菌処理後に有するスキャフォールドを生成する。ポリマーキャリアを含む被膜は、約47kDaのMnおよび実に4%までのモノマー含有量をもつPDLLA樹脂から作製できる。ポリマーキャリアの質量喪失は、埋込み後ほんの数週間以内に発生し始めることがある。
スキャフォールドの分解時間を短くさせ、かつ被膜の分解時間を長くさせることが要望されることもあろう。実施の形態によっては、スキャフォールド用のPLLA樹脂および被膜用のPDLLA樹脂の両方のMnおよびモノマー含有量を調整または選択して、スキャフォールドおよび被膜の所望の、分解時間等の分解プロファイルを得る。
上で検討したように、Mn(0)およびMCは所望の分解プロファイルと対応するように決定できる。従って、樹脂のMnおよびモノマー含有量を変更して、所望の分解プロファイルと対応するMn(0)およびMCを得ることができる。得られたMn(0)およびMCは、Mnが押出成形条件および放射線量の影響を受け、モノマー含有量が押出成形条件の影響を受けるので、特定の処理条件と対応する。更なる実施の形態では、押出成形条件、主として温度、を調整して所望の分解プロファイルを得ることもできる。
例えば、スキャフォールドの所望される分解プロファイルには16〜20ヶ月の分解時間が含まれる。PDLLA被膜ポリマーの所望する分解時間は2〜3ヶ月である。これらの分解特性は、Mn(0)が150〜200kDaである樹脂から作製されたPLLAスキャフォールド、およびMn(0)が70〜100kDaであるPDLLA被膜で得られる。
[生体外実験のステント構造/特性データ]
本明細書で説明する生体外実験で使用されたステントスキャフォールドのパターンは、Yang&Jow他の米国特許出願第12/447,758号(US2010/0004735)に記載するパターンと対応する。スキャフォールドのストラットの断面は150×150μである。
[実施例1−押出成形がラクチド含有量に対して最大に寄与したことの実証]
図13は、PLLAスキャフォールドの製造プロセスがモノマーラクチド生成に与える影響を示す。2ロットの押出成形チューブを微量濃度(<0.02wt%)および高濃度(0.97±0.03wt%)で作製した。微量濃度のラクチド(<0.02wt%)では、押出成形チューブから完成品(FG)までラクチド含有量の僅かな増加が検出された。これはPDLLA被膜ポリマー内のラクチド含有量によるものであり、PLLAスキャフォールド分解に寄与するとは期待されない。その理由は、水と接触したとき、PDLLA被膜が薄いこと、およびラクチドの水に対する溶解度が高いことを考慮するとラクチドが溶出してしまうはずだからである。従って、押出成形されたチューブ内のラクチド含有量は、完成品(FG)におけるラクチド含有量を示している。ラクチド含有量が高い押出成形チューブのロットでは(0.97±0.03wt%)、押出成形チューブから完成品FGまでに僅かな減少が観察された。この減少は電子ビームのエネルギーによる環状ラクチドモノマー内のエステル結合開裂の確率増加に起因すると考えられる。これは、等価的な効果を分解にもたらすジラクチック酸(di-lactic acid)等の、他の形式の低分子量の分子種を産生するはずである。このような現象は、提案されたラクチド含有量の限界値のような低レベルでは観察されない。この場合、押出成形されたチューブは、対応する完成品FGと比較して最悪のシナリオのラクチド含有量を表す。
[実施例2−押出成形されたチューブ内のラクチド含有量が完成品FG内の含有量と等価であったことを示す]
押出成形前のPLLA樹脂にL−ラクチドの所定量をスパイク(添加)することにより得られた様々なラクチド含有量レベル(0.02(微量)、0.17、0.57、および1.08wt%のラクチド)の押出成形チューブのロットから、4グループのPLLAスキャフォールド完成品(FG)を作製した。全ての完成品のグループではn=10、押出成形チューブのグループでは、グループ「1.08wt%」および「0.02wt%」に対してn=2、グループ「0.17wt%」に対してn=10、グループ「0.57wt%」に対してn=21である。エラーバーは1標準偏差を表す。
図14は、水素炎イオン化型検出法によるガスクロマトグラフィから得られた押出成形チューブのラクチド含有量を示す。図14が示すのは、押出成形チューブ内のラクチド含有量が、FG内のラクチド含有量と等価であるか、または分解への影響という点で最悪の事態シナリオを表しているのかの何れかである、ということである。更に図14が示すことは、押出成形チューブからFGへのラクチド含有量の喪失が、押出成形チューブ内のラクチド含有量の低下とともに減少するということである。押出成形チューブが約0.5wt%以下のラクチドを含む場合、押出成形チューブとFGとの間のラクチド含有量は不変なまま、またはFGの方が若干増加する、のいずれかであり、繰り返すが、これはPDLLA被膜ポリマー内のラクチドの既知量に起因する。従って、0.5wt%のラクチド含有量レベルにおいて、押出成形チューブ内のラクチド含有量を管理することにより、FG中のラクチド含有量を十分に管理することができる。このデータは、高いレベルにおけるラクチド含有量の喪失が、開裂されるラクチド分子の確率が増加する、すなわち、分解に対して同じ影響を与えると予測される他形式の低分子量の分子種を生成する、ことにより起きていることを示す。従って、押出成形チューブのラクチド含有量は、分解への影響という点から見て、対応するFG内のラクチド含有量と等価であると判定される。
[実施例3−押出成形におけるラクチドの混合:生体外で分解中の径方向強度変化への影響]
図15は、実施例2からの4ロットの押出成形チューブのラクチド含有量の関数として、分解全体にわたる径方向強度の経過を示す。各データポイントはn=6を表す。エラーバーは1標準偏差を表す。分解時間全体にわたる径方向強度の経過が追跡された。図15が示すところによれば、ラクチド含有量が高いほど、FGにおいて径方向強度が維持される期間が短くなる。限られた期間のために本実験における「0.02wt%」および「0.17wt%」のラクチド含有量レベルではこのような影響は実証されなかったが、同様な結果がこれらのラクチド含有量レベルでも観察されたものと予測される。
限られた期間のために本実験における「0.02wt%」および「0.17wt%」のラクチド含有量レベルではこのような影響は実証されなかったが、同様な結果がこれらのラクチド含有量レベルでも観察されたものと予測される。
[実施例4−PLLAスキャフォールドのMn,Trの決定]
表2は、PLLAスキャフォールドのMn,Trを決定するために使用する2つの実験の要約である。表2に示すように、各実験によりMn,Trの範囲が結論付けられる。
Figure 2014517751
ラクチド含有量が0.95wt%のFGの径方向強度試験は、52kDa〜45kDaの範囲に入ったMn,Trをもたらした。これは周方向のドッグボーンについての引張試験から得られた51kDaの上限と一直線に並ぶ。ラクチド含有量が0.51wt%のFGに関する生体外の実験で、47kDaのMnをもつ分解されたスキャフォールドが、依然として高い径方向強度を維持できることを実証することにより、Mn,Trについて更に詳細に解析した。従って、PLLA生体吸収性スキャフォールドのMn,Trとして47kDaが選択される。
本発明の特定の実施の形態を示し、説明してきたが、当業者には言うまでもなく、本発明から逸脱することなくより広い態様で変更および改変が可能である。従って、このような全ての変更および改変が本発明の真の精神および範囲内に入るように、特許請求の範囲内に含められるべきである。

Claims (32)

  1. 生体吸収性ポリマーを提供するステップと;
    埋込み後に完全に吸収されるよう、生体吸収性埋込みステントスキャフォールドの所望の分解時間の範囲を選択するステップと;
    完成したステントが前記分解時間の範囲を提供する、前記生体吸収性ポリマーから作製されたステントのMn(0)の範囲を決定するステップであって、前記完成したステントの決定された前記Mn(0)の範囲は、前記生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルから決定される、前記決定するステップと;
    前記生体吸収性ポリマーからステントスキャフォールドを作製するステップであって、前記ステントスキャフォールドは決定された前記Mn(0)の範囲内のMn(0)を有する、前記作製するステップとを備える;
    生体吸収性ステントを製造する方法。
  2. 前記ステントスキャフォールドが決定された前記Mn(0)の範囲内の前記Mn(0)を有するように、前記ステントスキャフォールドを作製するステップ中に、前記生体吸収性ポリマーの分子量を調整するステップを更に含む;
    請求項1のステントを製造する方法。
  3. 前記分子量は、前記生体吸収性ポリマーの放射線への暴露または加水分解による事前分解で調整される、
    請求項2のステントを製造する方法。
  4. 前記生体吸収性ポリマーは、PLLAである、
    請求項1のステントを製造する方法。
  5. 前記生体吸収性ポリマーは、PLLAであり、
    前記動力学的モデルは、形式Mn(t)/Mn(0)=exp(−kt)を有し、ここでtは分解時間、Mn(t)は時間関数としてのMn、およびkは分解速度定数である、
    請求項1のステントを製造する方法。
  6. 前記分解時間の範囲は、13〜16ヶ月、16〜20ヶ月、または20〜24ヶ月である、
    請求項1のステントを製造する方法。
  7. 生体吸収性ポリマーを提供するステップと;
    埋込み部位に提供するために生体吸収性埋込みステントスキャフォールドの所望の最小開通時間を選択するステップと;
    前記生体吸収性ポリマーから作製された生体吸収性ステントスキャフォールドの径方向強度喪失時のMnを決定するステップと;
    前記径方向強度喪失時のMnに等しい、所望の最小開通時間におけるMnを提供する、前記生体吸収性ポリマーから作製されたステントスキャフォールドのMn(0)を決定するステップであって、決定された前記Mn(0)は、前記生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルから決定される、前記決定するステップと;
    前記生体吸収性ポリマーから前記ステントスキャフォールドを作製するステップであって、前記ステントスキャフォールドは決定された前記Mn(0)以上のMn(0)を有する、前記作製するステップとを備える;
    生体吸収性ステントを製造する方法。
  8. 前記ステントスキャフォールドが決定された前記Mn(0)を超えるまたは等しいMn(0)を有するように、前記ステントスキャフォールドを作製するステップ中に前記生体吸収性ポリマーの分子量を調整するステップを更に含む、
    請求項7のステントを製造する方法。
  9. 前記分子量は、前記生体吸収性ポリマーの放射線への暴露または加水分解による事前分解で調整される、
    請求項8のステントを製造する方法。
  10. 前記生体吸収性ポリマーは、PLLAであり、
    前記径方向強度喪失における前記Mnは、約47kDaである、
    請求項7のステントを製造する方法。
  11. 前記生体吸収性ポリマーは、PLLAであり、
    前記動力学的モデルは、形式Mn(t)/Mn(0)=exp(−kt)を有し、ここでtは分解時間、Mn(t)は時間関数としてのMn、およびkは分解速度定数である、
    請求項7のステントを製造する方法。
  12. 前記所望の最小開通時間は、3ヶ月である、
    請求項7のステントを製造する方法。
  13. 生体吸収性ポリマーを提供するステップであって、前記生体吸収性ポリマーはモノマーの重合反応により形成され繰返し単位でできている、前記提供するステップと;
    埋込み後に完全に吸収されるように生体吸収性埋込みステントスキャフォールドの所望の分解時間の範囲を選択するステップと;
    前記ステントスキャフォールドの前記分解時間の範囲を提供するために、前記生体吸収性ポリマー内のモノマー含有量の範囲を決定するステップであって、決定される前記モノマー含有量の範囲は、前記生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルから決定される、前記決定するステップと;
    前記生体吸収性ポリマーから前記ステントスキャフォールドを作製するステップであって、前記ステントスキャフォールドは決定された範囲内の前記モノマー含有量を有する、前記作製するステップとを備える;
    生体吸収性ステントを製造する方法。
  14. 作製される前記ステントスキャフォールドが決定された範囲内の前記モノマー含有量を有するように、前記作製するステップ中の前記モノマー含有量を調整するステップを更に含む、
    請求項13のステントを製造する方法。
  15. 前記モノマー含有量は、押出成形ステップ前のモノマー追加、前記押出成形ステップの温度管理、またはそれらの組合せにより調整される、
    請求項14のステントを製造する方法。
  16. 前記生体吸収性ポリマーは、PLLAである、
    請求項13のステントを製造する方法。
  17. 前記分解時間の範囲は、13〜16ヶ月、16〜20ヶ月、または20〜24ヶ月である、
    請求項13のステントを製造する方法。
  18. 生体吸収性ポリマーを提供するステップであって、前記生体吸収性ポリマーはモノマーの重合反応により形成される繰返し単位でできている、前記提供するステップと;
    生体吸収性埋込みステントスキャフォールドの所望の最小開通時間を選択するステップと;
    前記生体吸収性ポリマーから作製された前記生体吸収性ステントスキャフォールドの径方向強度喪失時のMnを決定するステップと;
    前記径方向強度喪失時のMnに等しい所望の最小開通時間におけるMnを提供する完成したステントの、前記生体吸収性ポリマーのモノマー含有量を決定するステップであって、決定された前記モノマー含有量は、前記生体吸収性ポリマーの分解特性対モノマー含有量のモデルから決定される、前記決定するステップと;
    前記生体吸収性ポリマーから前記ステントスキャフォールドを作製するステップであって、前記ステントスキャフォールドの前記生体吸収性ポリマーは決定された前記モノマー含有量未満またはそれに等しいモノマー含有量を有する、前記作製するステップとを備える;
    生体吸収性ステントを製造する方法。
  19. 放射線暴露ステップの前に、PLLAでできている生体吸収性ポリマースキャフォールドを提供するステップであって、前記スキャフォールドのPLLAのMnが少なくとも約250kDaである、前記提供するステップと;
    埋込み部位に提供するために、前記PLLAスキャフォールドの所望の最小開通時間を選択するステップと;
    前記PLLAスキャフォールド分解中の径方向強度喪失時のMnを提供するステップと;
    前記径方向強度喪失時のMnに等しい前記所望の最小開通時間における前記PLLAスキャフォールドのMnを提供する、前記PLLAスキャフォールドのMn(0)を決定するステップと;
    前記PLLAスキャフォールドのMnをMn(0)未満にならない値まで減少させる31〜75kGyの放射線量に前記PLLAスキャフォールドを暴露するステップを含む、滅菌を実行するステップとを備える;
    生体吸収性ステントを製造する方法。
  20. 決定された前記Mn(0)は、前記生体吸収性ポリマーの動力学的分解モデルから決定される、
    請求項19の方法。
  21. 前記径方向強度喪失におけるMnは、約47kDaである、
    請求項19の方法。
  22. 提供された前記スキャフォールドの径方向強度喪失までの時間は、約12ヶ月から3ヶ月に短縮される、
    請求項19の方法。
  23. 前記放射線量は、前記PLLAスキャフォールドのMnを前記Mn(0)まで低下させる、
    請求項19の方法。
  24. 滅菌された前記スキャフォールドの前記モノマー含有量は、0.2wt%以下であり、
    前記放射線量は、前記PLLAスキャフォールドのMnを66kDaまで低下させる、
    請求項23の方法。
  25. PLLAポリマースキャフォールドを提供するステップであって、PLLAポリマーチューブは少なくとも250kDaのMnを有する、前記提供するステップと;
    レーザーカッティングされた前記スキャフォールドを、Mnを減少させるために、クリンピング前に第1の放射線量に暴露するステップと;
    暴露された前記スキャフォールドを送達バルーン上で縮小した直径にクリンピングするステップと;
    クリンピングされた前記スキャフォールドを、前記MnをMn(0)まで低減させる滅菌のために20〜31kGyの第2の放射線量に暴露するステップであって、前記Mn(0)は16〜20ヶ月の分解時間と、少なくとも約3ヶ月の径方向強度喪失の時間とを提供する、前記曝露するステップとを備える;
    生体吸収性ステントを製造する方法。
  26. 滅菌された前記スキャフォールドのモノマー含有量は、0〜0.1wt%、0.1〜0.2wt%、0.2〜0.5wt%、0.5〜1wt%であり、かつ最終滅菌後の前記Mnは、55〜110kDaである、
    請求項19の方法。
  27. 前記第1の放射線量は、6〜50kGyである、
    請求項19の方法。
  28. 放射線暴露ステップの前に、PLLAでできている生体吸収性ポリマースキャフォールドを提供するステップであって、前記スキャフォールドのPLLAのMnは少なくとも約250kDaである、前記提供するステップと;
    前記スキャフォールドを、滅菌のために放射線に暴露するステップであって、放射線は前記スキャフォールドのMnを70kDa以下に低下させ、暴露された前記スキャフォールドのMnは、18ヶ月未満の暴露されたスキャフォールドの分解時間と、径方向強度喪失までの少なくとも3ヶ月に時間を提供する、前記曝露するステップとを備える;
    生体吸収性ステントを製造する方法。
  29. 前記スキャフォールドの前記モノマー濃度は、0.2wt%以下である、
    請求項28の方法。
  30. 150〜200kDaのMnを有するPLLA樹脂を提供するステップと;
    PLLAスキャフォールドを形成するために前記PLLAを処理するステップと;
    前記PLLAスキャフォールド上に80〜100kDaのMnを有するPDLLAを含む被膜を形成するステップと;
    被膜を形成された前記スキャフォールドを滅菌のために放射線に暴露するステップであって、放射線暴露により前記PLLAスキャフォールドのMnを70kDaまたはそれ未満まで減少させる、前記曝露するステップとを備える;
    ステントを製造する方法。
  31. 生体吸収性ポリマー樹脂を提供するステップと;
    チューブを形成するために前記ポリマー樹脂を押出成形するステップと;
    前記ポリマーチューブを径方向に拡張させるステップと;
    拡張された前記チューブからステントスキャフォールドを作製するステップと;
    前記スキャフォールドを放射線滅菌するステップと;
    前記樹脂、前記押出成形チューブおよび径方向に拡張された前記チューブのうちの少なくとも1つを、Mnを減少させるために加水分解により事前に分解処理するステップとを備える;
    ステントを製造する方法。
  32. 生分解性ステントスキャフォールドでできているPLLAステントスキャフォールドを作製するステップであって、前記PLLAステントスキャフォールドのMnは250kDaを超える、前記作製するステップと;
    前記スキャフォールドのMnを100kDaまたはそれ未満に減少させるために、放射線滅菌の前に前記PLLAステントスキャフォールドを加水分解で事前に分解処理するステップであって、前記事前の分解処理は、18ヶ月未満の前記スキャフォールドの分解時間を提供する、前記分解処理するステップとを備える;
    ステントを製造する方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019527084A (ja) * 2016-06-23 2019-09-26 ポリ−メド インコーポレイテッド 生分解が管理された医療デバイス

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8814930B2 (en) 2007-01-19 2014-08-26 Elixir Medical Corporation Biodegradable endoprosthesis and methods for their fabrication
US9889238B2 (en) 2009-07-21 2018-02-13 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Biodegradable stent with adjustable degradation rate
US8889823B2 (en) * 2009-07-21 2014-11-18 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Method to make poly(L-lactide) stent with tunable degradation rate
US8207240B2 (en) * 2009-09-14 2012-06-26 Abbott Cardiovascular Systems Inc Method to minimize molecular weight drop of poly(L-lactide) stent during processing
US8841412B2 (en) 2011-08-11 2014-09-23 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Controlling moisture in and plasticization of bioresorbable polymer for melt processing
US9408952B2 (en) * 2011-11-30 2016-08-09 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Pediatric application of bioabsorbable polymer stents in infants and children with congenital heart defects
US9078740B2 (en) 2013-01-21 2015-07-14 Howmedica Osteonics Corp. Instrumentation and method for positioning and securing a graft
WO2015005205A1 (ja) * 2013-07-09 2015-01-15 国立大学法人名古屋工業大学 骨欠損部充填材料、及びその製造方法
US10143572B2 (en) 2013-09-04 2018-12-04 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Assessment of a drug eluting bioresorbable vascular scaffold
KR101846769B1 (ko) 2014-04-08 2018-04-06 보스톤 싸이엔티픽 싸이메드 인코포레이티드 부분적으로 코팅된 스텐트
US9730819B2 (en) 2014-08-15 2017-08-15 Elixir Medical Corporation Biodegradable endoprostheses and methods of their fabrication
US9855156B2 (en) * 2014-08-15 2018-01-02 Elixir Medical Corporation Biodegradable endoprostheses and methods of their fabrication
US9480588B2 (en) 2014-08-15 2016-11-01 Elixir Medical Corporation Biodegradable endoprostheses and methods of their fabrication
GB2546319B (en) * 2016-01-15 2019-07-03 Cook Medical Technologies Llc Coated medical device and method of coating such a device
US11622872B2 (en) 2016-05-16 2023-04-11 Elixir Medical Corporation Uncaging stent
CN113143536B (zh) 2016-05-16 2022-08-30 万能医药公司 撑开支架
CN106073943B (zh) * 2016-07-19 2019-06-04 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印的防渗漏乳房假体成型方法和乳房假体
US10966848B2 (en) 2016-12-29 2021-04-06 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices formed from polymer filaments
CN115219655A (zh) * 2022-06-14 2022-10-21 南京浩衍鼎业科技技术有限公司 一种聚合物产品降解速率控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040138738A1 (en) * 2000-06-13 2004-07-15 Scimed Life Systems, Inc. Disintegrating stent and method of making same
WO2007106158A2 (en) * 2006-02-28 2007-09-20 Boston Scientific Scimed, Inc. Biodegradable implants having accelerated biodegradation properties in vivo
US7794776B1 (en) * 2006-06-29 2010-09-14 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Modification of polymer stents with radiation
WO2011011242A2 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Biodegradable stent with adjustable degradation rate
JP2013523258A (ja) * 2010-03-31 2013-06-17 アボット カーディオヴァスキュラー システムズ インコーポレイテッド 埋込み型デバイス用の吸収性コーティング
JP2013527778A (ja) * 2010-03-31 2013-07-04 アボット カーディオヴァスキュラー システムズ インコーポレイテッド 分解速度の調節可能なポリ(l−ラクチド)ステントの作製方法
JP2013545509A (ja) * 2010-10-15 2013-12-26 アボット カーディオヴァスキュラー システムズ インコーポレイテッド ポリ(l−ラクチド)ステントの加工における鎖切断及びモノマー生成を最小化する方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6206883B1 (en) 1999-03-05 2001-03-27 Stryker Technologies Corporation Bioabsorbable materials and medical devices made therefrom
ES2367628T3 (es) 2000-03-13 2011-11-07 Kabushiki Kaisha Kyoto Iryo Sekkei Varillas de hilo para stents vasculares y stents vasculares con la utilización de las mismas.
US20030069629A1 (en) 2001-06-01 2003-04-10 Jadhav Balkrishna S. Bioresorbable medical devices
GB0116341D0 (en) 2001-07-04 2001-08-29 Smith & Nephew Biodegradable polymer systems
US7731890B2 (en) 2006-06-15 2010-06-08 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Methods of fabricating stents with enhanced fracture toughness
US8747879B2 (en) 2006-04-28 2014-06-10 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Method of fabricating an implantable medical device to reduce chance of late inflammatory response
US8394446B2 (en) * 2005-07-25 2013-03-12 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Methods of providing antioxidants to implantable medical devices
US20070179276A1 (en) 2006-01-31 2007-08-02 Purac Biochem Bv Method for the purification of resorbable polymers from residual monomers
US20090076594A1 (en) * 2006-03-14 2009-03-19 Patrick Sabaria Method of monitoring positioning of polymer stents
US7794495B2 (en) * 2006-07-17 2010-09-14 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Controlled degradation of stents
US8388673B2 (en) 2008-05-02 2013-03-05 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Polymeric stent
US8802126B2 (en) * 2008-06-30 2014-08-12 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Polyester implantable medical device with controlled in vivo biodegradability
US8613880B2 (en) 2010-04-21 2013-12-24 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Post electron beam conditioning of polymeric medical devices

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040138738A1 (en) * 2000-06-13 2004-07-15 Scimed Life Systems, Inc. Disintegrating stent and method of making same
WO2007106158A2 (en) * 2006-02-28 2007-09-20 Boston Scientific Scimed, Inc. Biodegradable implants having accelerated biodegradation properties in vivo
US7794776B1 (en) * 2006-06-29 2010-09-14 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Modification of polymer stents with radiation
WO2011011242A2 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Biodegradable stent with adjustable degradation rate
JP2013523258A (ja) * 2010-03-31 2013-06-17 アボット カーディオヴァスキュラー システムズ インコーポレイテッド 埋込み型デバイス用の吸収性コーティング
JP2013527778A (ja) * 2010-03-31 2013-07-04 アボット カーディオヴァスキュラー システムズ インコーポレイテッド 分解速度の調節可能なポリ(l−ラクチド)ステントの作製方法
JP2013545509A (ja) * 2010-10-15 2013-12-26 アボット カーディオヴァスキュラー システムズ インコーポレイテッド ポリ(l−ラクチド)ステントの加工における鎖切断及びモノマー生成を最小化する方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIOMATERIALS, 1981, VOL.2, P.215-220, JPN6016008208, ISSN: 0003269932 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019527084A (ja) * 2016-06-23 2019-09-26 ポリ−メド インコーポレイテッド 生分解が管理された医療デバイス
JP2022079625A (ja) * 2016-06-23 2022-05-26 ポリ-メド インコーポレイテッド 生分解が管理された医療デバイス
JP7128120B2 (ja) 2016-06-23 2022-08-30 ポリ-メド インコーポレイテッド 生分解が管理された医療デバイス
JP7369818B2 (ja) 2016-06-23 2023-10-26 ポリ-メド インコーポレイテッド 生分解が管理された医療デバイス

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