JP2020072872A - 内部人工器官 - Google Patents

Abstract

【課題】内部人工器官を提供すること。【解決手段】内部人工器官は、拡張状態と非拡張状態とを有し、内面、外面、第１端部、第２端部、前記第１端部から第２端部までの長さ、および第１および第２端部を貫通して延びる管腔を有している、ステントと、ステントの外面の少なくとも一部の周囲に配置されたポリマーコーティングであって、基部および基部から外側に延びる複数のマイクロピラーを備えており、マイクロピラーがマイクロパターンに配列されている、ポリマーコーティングと、を備えており、マイクロピラーの各々が、マイクロピラーの表面から内側に延びる複数の凹部を有している。【選択図】図１

Description

ステントは体内管腔（ｂｏｄｙ ｌｕｍｅｎ）内に導入される医療装置であり、当業においてよく知られている。ステントは非拡張状態で体内管腔の所望の位置に送達され、次いで内部の半径方向の力（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒａｄｉａｌ ｆｏｒｃｅ）によって拡張される。以下においては一括してステントと称するステント、グラフト、ステント−グラフト、大静脈フィルタ、拡張可能な骨組（ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ）および同様の植込み型医療装置は、半径方向に拡張可能な内部人工器官に含まれ、そのような内部人工器官は、経管的に植え込むことができる脈管内インプラントとして用いられている。

食道用ステントは様々な悪性疾患および非悪性疾患に罹患した患者を治療するために用いられてきた。最も一般的には、食道用ステントは食道癌の治療に関係する。食道用ステントはまた、食道を閉塞するように大きくなる食道以外の腫瘍（ｎｏｎ−ｅｓｏｐｈａｇｅａｌ ｔｕｍｏｒｓ）から生じる症状を軽減するため、および難治性狭窄、瘻管および穿孔を含むが、これらに限定されない良性食道疾患を治療するために用いられている。そのような場合の各々において、食道用ステントは食道壁に対して機械的支持を提供し、管腔の開通性を維持し得る。食道用ステントは、食道の構造および蠕動のような状況のためにステント移動を生じやすい。

ステント移動の危険性を低減する１つの方法は、ステントの地金部分を食道組織に露出させることであった。ステントの開放した編組構造は、ステントへの組織内殖を促進する足場を提供し得る。この組織内殖はステントを適所に固定することを支援し、移動の危険性を低減し得る。しかしながら、場合によっては、組織内殖は食道の再閉塞をもたらすことが知られている。加えて、組織内殖によって固定された食道用ステントは、侵襲的処置なしでは、移動させたり、または除去したりすることができない。組織内殖を低減するためには、ステントを管腔と食道壁との間に物理的障壁を生成する（例えば、ポリマーからなる）コーティングによって被覆してきた。しかしながら、状況によっては、そのようなステントは、地金の相当物と比較して、許容できない移動発生率（ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）を有し得る。

ステント移動の危険性を低減する別の方法は、食道内においてフレア状ステント（ｆｌａｒｅｄ ｓｔｅｎｔ）を用いることであった。しかしながら、フレア部を有するステントは許容できない移動発生率を有し得る。

例えば、改良された移動抵抗性、改良された食道壁に対するステントの癒着、および／または改良された抜去性（ｒｅｍｏｖａｂｉｌｉｔｙ）を有する改良されたステントが望まれている。（特許文献１）および（特許文献２）において検討されているような以前の気管ステントは、ステント自体に組み込まれた隆起または他の表面構造（ｓｕｒｆａｃｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ）を組み込んでいる。上記特許文献は、参照により、余すところなく本願に援用される。共有の（ｃｏ−ｏｗｎｅｄ）（特許文献３）に記載されている別の気管ステントは、前記ステントの外面上に複数の表面突起を備える。前記特許文献は、参照によって余すところなく本願に援用される。

本開示の範囲を限定することなく、権利請求される実施形態のうちのいくつかの概要を以下に述べる。本開示の要約した実施形態および／または本開示の付加的な実施形態のさらなる詳細は、以下の発明の詳細な説明に見られ得る。本明細書における技術的な開示の簡単な要約書も提供する。前記要約書は、特許請求の範囲の解釈のために用いられるものではない。

米国特許出願公開第２００６／００６９４２５号明細書 米国特許出願公開第２００９／００６２９２７号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００３５７１５号明細書

本開示は、好ましくはポリマーコーティングがマイクロパターンに配列された突起のような多数の表面構造を有している人工器官を提供する。本願においてマイクロパターンとは、マイクロスケール構造（ｍｉｃｒｏ−ｓｃａｌｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ）（例えばマイクロピラーのような突起）の規則的または不規則なアレイを備え得る。一般に、マイクロスケール構造は、約１マイクロメートル〜約９９９マイクロメートルの範囲にある寸法（例えば長さ、幅または高さ）を有する構造（ｆｅａｔｕｒｅ）を意味する。本願において、文脈上他に示されていない限り、マイクロスケール構造は（例えば、基部から延びる）マイクロピラーと称される。

少なくとも一実施形態において、拡張状態および収縮状態を有する内部人工器官は、ポリマーコーティングが外面に付着したステントを備える。ステントは管腔を画定する内面を有する。少なくとも一実施形態において、ステントはフレア状ステントである。ポリマーコーティングは、基部と、基部から外側に延びる複数の突起（例えばマイクロピラーなど）とを備える。少なくとも一実施形態において、突起はマイクロパターンに配列されている。内部人工器官が管壁（ｖｅｓｓｅｌ ｗａｌｌ）によって画定された管腔内において拡張状態に拡張されると、マイクロピラーは、管壁と内部人工器官との間に噛み合い（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ）を生じる力を作用させる。

何らかの理論に拘束されることを望むものではないが、組織は、１つ以上の機構の結果として、マイクロパターン化されたコーティング（以下「マイクロパターン化コーティング」と称する）に係合し得る。例えば、組織は、１つ以上のマイクロピラーのまわり、および／または、それらの間において成長することによって、１つ以上のマイクロピラーを有するマイクロパターン化コーティングと噛み合う。１つ以上の実施形態において、例えば、粘膜付着性ゲルを含み得るマイクロパターン化コーティングと、それに接触した組織との間に化学結合機構が形成される。１つ以上の実施形態において、組織の適当な幾何学的形状を有するマイクロパターンとの係合は、ファンデルワールス結合による近接引力（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ａｔｔｒａｃｔｉｏｎ）によるものであってもよい。

マイクロパターンは、ステントを組織と効率よく噛み合わせるために特定の組織に対して特異的に設計されている。少なくとも一実施形態において、マイクロパターンは内部人工器官の少なくとも一部に沿って存在する。少なくとも一実施形態において、マイクロパターンの突起は一様であり得るか、またはマイクロパターンは、第１形態を有する突起と、少なくとも第２形態を有する突起とから形成され得る。

突起はマイクロピラーであり、円柱、長方形の底面を有する角柱（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｐｒｉｓｍｓ）および類似の構造のうちから選択される。少なくとも一実施形態において、マイクロパターンの突起は円柱状マイクロピラーであり、各円柱状マイクロピラーは直径および高さを有し、各円柱状マイクロピラーの直径はその高さに等しい。少なくとも一実施形態において、円柱状マイクロピラーは外側面（ｌａｔｅｒａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）を有し、円柱状マイクロピラーの外側面は、隣り合ったマイクロピラーの外側面から、円柱状マイクロピラーの直径を超える距離だけ離れている。少なくとも一実施形態において、マイクロパターンは格子パターンである。

少なくとも一実施形態において、マイクロパターンの各突起は、第１寸法および第２寸法を有する。第１寸法は、約１μｍ〜９９９μｍ（例えば約１μｍ〜１００μｍ）であり、第２寸法は、約１μｍ〜９９９μｍ（例えば約１μｍ〜１００μｍ）である。各突起は隣り合った突起から一定の距離だけ離間されている。この距離と第１寸法との間の比は、約２．１〜２．４である。少なくとも一実施形態において、各突起は、約１〜１．３である第１寸法と第２の寸法との間の比を有する。

少なくとも一実施形態において、内部人工器官は、例えばステントの遠位端部の回収ループによって回収可能である。
内部人工器官の実施形態を製造するいくつかの方法が提供される。１つの製造方法は、ポリマーコーティングを形成することと、ポリマーコーティングは、基部と、マイクロパターンにある基部から外側に延びる複数の突起とを備えることと、管腔を画定する内面と、外面とを有するステントを提供することと、ポリマーコーティングの基部をステントの外面に付着させることとを含む。ポリマーコーティングは、マイクロパターンの反転形状を有する型を用いて、型にポリマー材料を注入し、場合によりポリマー材料が硬化する前に型に温度または圧力を適用して、またはソフトリソグラフィ技術を用いて、またはポリマー材料の層からポリマーコーティングをエッチングすることによって、形成される。少なくとも一実施形態において、基部の表面およびステントの外面のうちの少なくとも一方に接着剤層が施される。少なくとも一実施形態において、ポリマーコーティングは管状構造物として形成される。１つ以上の実施形態において、ポリマーコーティングは、ステントの外面のまわりに巻き付けられる（例えば、らせん状に巻き付けられる、周方向に巻き付けられる、無作為に巻き付けられる等）細長片に形成される。

本開示の内部人工器官の平面図。 図１に示した内部人工器官の断面図。 図１に示した内部人工器官のポリマーコーティングの拡大図。 図３に示したポリマーコーティングの一部の断面図。 ポリマーコーティングの実施形態の一部の断面図。 ポリマーコーティングの実施形態の一部の断面図。 ポリマーコーティングの実施形態の一部の断面図。 図３〜図６に示したポリマーコーティングのマイクロピラーの断面図。 図３〜図６に示したポリマーコーティングのマイクロピラーの断面図。 図３〜図６に示したポリマーコーティングのマイクロピラーの断面図。 図３〜図６に示したポリマーコーティングのマイクロピラーの断面図。 図３〜図６に示したポリマーコーティングのマイクロピラーの断面図。 図３〜図６に示したポリマーコーティングのマイクロピラーの断面図。 図３〜図６に示したポリマーコーティングのマイクロピラーの断面図。 図３〜図６に示したポリマーコーティングのマイクロピラーの断面図。 図３〜図６に示したポリマーコーティングのマイクロピラーの断面図。 図３〜図６に示したポリマーコーティングのマイクロピラーの断面図。 図３に示したポリマーコーティングの実施形態の平面図。 図３に示したポリマーコーティングの実施形態の平面図。 図３に示したポリマーコーティングの実施形態の平面図。 図３に示したポリマーコーティングの実施形態の平面図。 図３に示したポリマーコーティングの実施形態の平面図。 図３に示したポリマーコーティングの実施形態の平面図。 図３に示したポリマーコーティングの実施形態の平面図。 図３に示したポリマーコーティングの実施形態の平面図。 図３に示したポリマーコーティングの実施形態の平面図。 図３に示したポリマーコーティングの実施形態の平面図。 本開示のポリマーコーティングの実施形態を示す図。 本開示のポリマーコーティングの実施形態を示す図。 マイクロパターンを形成するマイクロピラーのアレイの実施形態を示す図。 マイクロパターンを形成するマイクロピラーのアレイの実施形態を示す図。 マイクロパターンを形成するマイクロピラーのアレイの実施形態を示す図。 内部人工器官を製造する１つの方法の間におけるステントおよびポリマーコーティングを示す図。 内部人工器官を製造する１つの方法の間におけるステントおよびポリマーコーティングを示す図。

本開示の主題は多くの異なる形態で具体化され得るが、ここでは本開示の特定の好ましい実施形態について詳細に記載する。この記載は、本開示の原理の例示であり、本開示を示した特定の実施形態に限定するようには意図されない。

この開示において、図中の同一参照数字は、別段の指示がない限り、同一の特徴を指すものとする。
本開示は、医療装置において使用するためのマイクロパターン化ポリマーコーティングに関する。いくつかの実施形態において、マイクロパターン化ポリマーコーティングは、ステントのような植え込み型医療装置とともに用いられ、特に、食道用ステント、胆管用ステントおよび大腸用ステントを含むが、これらに限定されない胃食道系において用いられるステントのステント移動を低減または防止する。本願に記載するステントは、気管、心臓血管系および体内の他の箇所（例えば任意の体内管腔）において用いられてもよい。

図１および図２は、近位端部２２および遠位端部２４を有する本開示の食道用内部人工器官２０を示している。内部人工器官２０は、拡張型ステント（ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ ｓｔｅｎｔ）４０と、ポリマーコーティング５０とを備える。拡張型ステント４０は、自己拡張型（ｓｅｌｆ−ｅｘｐａｎｄｉｎｇ）、バルーン拡張型（ｂａｌｌｏｏｎ ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ）、またはハイブリッド拡張型（ｈｙｂｒｉｄ ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ）である。拡張型ステント４０の実施形態は、本体および／または端部において、一定の直径、テーパー部、フレア部、および／または直径の他の変化を有するステントを企図する。拡張型ステント４０は、内面４２、外面４４、第１端部４６および第２端部４８を有し、ポリマーコーティング５０は外面４４の少なくとも一部のまわりに配置されている。少なくとも一実施形態において、ポリマーコーティング５０は、拡張型ステント４０の外面４４全体をほぼ被覆する。他の実施形態において、ポリマーコーティング５０は、拡張型ステント４０の外面４４の一部を被覆する。図２に示したように、ポリマーコーティング５０は、拡張型ステント４０の外面４４に直接結合される。１つ以上の実施形態において、ポリマーコーティング５０は、該コーティングを装置に付着させる接着剤または他の手段を用いて、拡張型ステント４０の外面４４に結合される。少なくとも一実施形態において、ポリマーコーティングは、少なくとも部分的に内面４２も被覆する。少なくとも一実施形態において、部分的な被覆は、周および／または長さの部分的な被覆を含む。

図２および図３に示す少なくとも一実施形態において、ポリマーコーティング５０は、基部５２と、基部５２から外側に延びたマイクロピラー５４のような複数の突起とを備える。少なくとも一実施形態において、マイクロピラーは、コーティングの基部に継ぎ目なく組み込まれている。少なくとも一実施形態において、基部５２は拡張型ステント４０と境界を共有する。「境界を共有する（ｃｏｔｅｒｍｉｎｏｕｓ）」とは、ポリマーコーティング５０の基部５２と拡張型ステント４０とが同一の境界を有し、同一の領域を被覆し、範囲が同一であることを意味する。換言すると、拡張型ステント４０および基部５２は、各々、第１端部と第２端部とを有し、拡張型ステント４０および基部５２は、それらの第１端部と第２端部との間に延在する。拡張型ステント４０の第１端部は基部５２の第１端部と同一であり、拡張型ステント４０の第２端部は基部５２の第２端部と同一である。拡張型ステント４０および基部５２はそれらの第１端部と第２端部との間に延在するため、拡張型ステント４０と基部５２とは同一の境界を有し、同一の領域を被覆し、範囲が同一である。よって、基部５２と拡張型ステント４０とは境界を共有する。従って、拡張型ステント４０と基部５２とは、少なくとも一実施形態において境界を共有する。また、基部５２は少なくとも一実施形態において管状である。

いくつかの実施形態において、図３〜図７に示すように、マイクロピラーは、円柱（図３）、矩形または多角形の底面を有する角柱（図４）、角錐（図５）、隆起（図６）であるか、または円形、正方形、多角形などの断面を画定しない、多数の表面上に複数の隆起および隆条を有する従来とは異なる（ｎｏｎ−ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ）形状を有する（図７）。各マイクロピラーは、円形断面（図８Ａ）、正方形断面（図８Ｂ）、矩形断面（図８Ｃ）、星型断面（図８Ｄ）および六角形断面（図８Ｅ）、五角形断面（図８Ｆ）、七角形（図８Ｇ）、八角形断面（図８Ｈ）、九角形断面（図８Ｉ）、十角形断面（図８Ｊ）、他の多角形断面、または従来とは異なる形状の断面を有し得る。各断面は、基部の外面とピラーの端部との最大距離である第１寸法ｈと、（例えばピラーの）２本の対辺間の最大距離である第２寸法ｄとを有する。例えば、円形断面において第２寸法ｄは直径であり、正方形においてｄは２本の辺間であり、矩形において主要寸法は２本の短辺間であり、星型において主要寸法は２つの頂点間であり、六角形において主要寸法は２つの対向頂点間である。いくつかの実施形態において、第２寸法ｄは２本の対辺の中間点間である。少なくとも一実施形態において、半径方向に切断したマイクロピラーの断面は少なくとも４本の辺を有する。本開示の実施形態は、すべて等しい長さの辺、等しい長さの辺と等しくない長さの辺との組み合わせ、またはすべて等しくない辺を有する多角形断面を企図する。本開示の実施形態は、従来の形状（例えば円形、正方形、矩形、六角形、多角形など）と、少なくとも周の一部が曲線である周を有する従来とは異なる形状とを含む多数の断面形状の多数のピラーを企図する。少なくとも一実施形態において、マイクロピラーは中実構造物であるが、他の実施形態では、マイクロピラーは中空構造物であり得る。少なくとも一実施形態において、各マイクロピラーは一定の断面を有するが、他の実施形態ではマイクロピラーは可変断面を有する。少なくとも一実施形態において、マイクロピラーは基部から垂直に延びている（例えば図４）。少なくとも一実施形態において、マイクロピラーは基部から非垂直の角度で延び（例えば図５）、マイクロピラーの上面５８の幾何学的中心５７（図３を参照）はマイクロピラー（例えば図５）によって被覆される基部の領域の幾何学的中心から側方に偏倚されている。図５において、側断面の幾何学的中心を通って延びるマイクロピラー５４の長手軸線は、基部５２に対して９０度未満の角度を形成する。少なくとも一実施形態において、複数のマイクロピラー５４は１つ以上の特定のマイクロパターンに配列され得る。理論によって拘束されることを望むものではないが、マイクロパターンは、内部人工器官と管壁との間の摩擦係合または噛み合いの強度に影響を与え得る。同様に、マイクロパターンは、内部人工器官のマイクロピラーと組織との間における所望の摩擦係合または噛み合いに依存する。このため、少なくとも一実施形態では、特定用途（例えば植え込み部位、生物学的組織、所望の組織係合特性など）に適したマイクロパターンの幾何学的形状および寸法を有する特定の微細構造が選択される。

本願に記載するマイクロピラーまたは孔の表面構造（例えば図６の隆起、図７の隆起および隆条など）は、１つ以上のマイクロスケールまたはナノスケール（例えば約１ナノメートル〜約９９９ナノメートル）の寸法を有してもよいことに留意すべきである。

少なくとも一実施形態では、マイクロパターン内のマイクロピラーはすべて同一の形状を有しており、他の実施形態では、マイクロピラーはポリマーコーティングに沿って形状が変化する。よって、少なくとも一実施形態において、マイクロパターンは、マイクロピラーが第１形態を有する部分と、マイクロピラーが第２形態を有する部分とを備えることができる。さらに、実施形態は、１つのみのマイクロパターンを有するポリマーコーティング、または多数のマイクロパターンを有するポリマーコーティングを含む。よって、単一のステントを用いるときに、ポリマーコーティングを体内管腔（例えば血管など）の特定の構造的特性に適合させることができ、所望の摩擦係合または噛み合いが得られる。

少なくとも一実施形態において、寸法ｄは１μｍ〜１００μｍである。少なくとも一実施形態において、寸法ｄは約１４μｍ〜１８μｍである。少なくとも一実施形態において、寸法ｄは少なくとも寸法ｈに等しい。少なくとも一実施形態において、ｈのｄに対する比は約１〜１．３である。少なくとも一実施形態において、２つの隣り合ったマイクロピラーは距離ｓだけ離間されている（図３に図示）。少なくとも一実施形態において、間隔ｓの寸法ｄに対する比は約２．１〜２．４である。

いくつかの実施形態において、基部の外面から最も遠く離れた、マイクロピラー５４のような突起の端部は、組織の付着を向上するような形状に形成される。１つ以上の実施形態において、そのような端部は、テーパーをなしている、尖っている、丸みを帯びている、凹状である、凸状である、鋸歯状である、または解されている（ｆｒａｙｅｄ）ことができる。各突起（マイクロピラー５４）の両端は、マイクロピラー５４よりさらに小さいスケールの複数のピラーを備えることができる。

少なくとも一実施形態において、マイクロピラー５４のような突起はまた、平滑面、粗面５５ａ（図９Ａ）、マイクロピラーの表面から外側に延びる複数の隆起５５ｂ（図９Ｂ）、マイクロピラーの表面から内側に延びる複数の凹部５５ｃ（図９Ｃ）、マイクロピラーの表面上に位置する複数の隆条５５ｄ（図９Ｄ）、突起の残部よりも柔軟であるか、または硬質である、突起の端部またはその近くに位置する先端部（ｔｉｐ）５５ｅ（図９Ｅ）、解れた先端部５５ｆ（図９Ｆ）、凸状（例えば、丸味を帯びた）先端部（図９Ｇ）、フレア状（例えば平坦な上面）先端部（図９Ｈ）、凹状（例えば、丸味を帯びた）先端部（図９Ｉ）、基部５２と先端部との間に延びるマイクロピラーカラムの寸法ｄより大きい第１寸法ｄｔを有する先端部（図９Ｊ）のような構造、および内部人工器官に望ましい把持性（ｇｒｉｐｐｉｎｇ）、剛性、または可撓性の特性を与え得る他の構造、並びにそれらの構造の任意の組み合わせを備えることができる。少なくとも一実施形態において、先端部５５ｅは突起の残部とは異なる材料を含む。

図３は、ポリマーコーティング５０の拡大図を示している。少なくとも一実施形態において、マイクロピラーは、各々、直径ｄと、基部５２の外面５６から円柱の上面５８までを測定した高さｈとを有する円柱である。少なくとも一実施形態において、直径ｄは、１μｍ〜１５０μｍ（例えば、１μｍ〜１００μｍ、１μｍ〜５０μｍ、１μｍ〜２０μｍなど）である。少なくとも一実施形態において、直径ｄは約１４μｍ〜１８μｍである。少なくとも一実施形態において、マイクロピラーの直径ｄは、少なくともその高さｈに等しい。少なくとも一実施形態において、マイクロピラー５４の高さｈのマイクロピラーの直径ｄに対する比は、約１〜１．３である。少なくとも一実施形態において、マイクロピラーは外側面５９をそれぞれ有する。少なくとも一実施形態において、２つの隣り合ったマイクロピラーは離間されている。マイクロピラーは、体内管（ｂｏｄｉｌｙ ｖｅｓｓｅｌ）の組織がピラー間の空き空間（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓｐａｃｅ）（例えば空所）を充填することができるように、十分に離間されていることが望ましい。間隔が小さすぎる場合には、組織が実際に噛み合うことができないことがある。少なくとも一実施形態において、マイクロピラー間の間隔は、体内管の組織の特定の種類に依存する（例えば、それに基づいて選択され得る）。少なくとも一実施形態において、１つのマイクロピラーの中心５７と隣り合ったマイクロピラーの中心５７との間で測定される間隔ｓは、１つのマイクロピラーの直径ｄよりも大きい。少なくとも一実施形態において、間隔ｓの直径ｄに対する比は約２．１〜２．４である。

少なくとも一実施形態において、マイクロピラーはマイクロパターン内において等距離に離間されている。少なくとも一実施形態において、マイクロピラーのマイクロパターンは矩形アレイ（例えば図３、図１０Ｃ）である。少なくとも一実施形態において、マイクロパターンは、格子パターン（例えば図１０Ｃ、図１１におけるような正方形アレイ）である。少なくとも一実施形態において、マイクロパターンは、正ｎ多角形のアレイ（例えば図１０Ｄ、図１０Ｅにおける六角形アレイ）であり、マイクロピラーは多角形の中心に存在してもよいし（例えば図１０Ｃ、図１０Ｄなど）、または多角形の中心に存在しなくてもよい（例えば図１０Ｅ）。換言すると、マイクロパターンにおいて、マイクロピラーは、マイクロパターンの行および列に配列され、行および列は直交してもよいし、または直交しなくてもよい。例えば、図１０Ｃのマイクロパターンは、直交する行および列を備えるが、図１０Ｄおよび図１０Ｅのマイクロパターンは直交しない行および列を備える。１つ以上の実施形態において、各マイクロピラーは長手軸線を有し、マイクロピラーは、内部人工器官の軸線方向（例えば、ステントの長手軸線に平行な行に配列される）および周方向（例えば、ステントの長手軸線を中心として周方向に延びる行に配列される）のうちの少なくとも一方に、軸線方向において整列されている。少なくとも一実施形態において、マイクロピラーのマイクロパターンは、この段落に記載した特徴のうちのいずれか、またはすべてを備える。いくつかの実施形態において、図１０Ａおよび図１０Ｂに示した実施形態のように、マイクロパターンは、基部５２全体ではなく、基部５２の一部のみを被覆してもよい。図１０Ａに示したように、マイクロピラーのマイクロパターンは基部５２上にらせん状に配置されてもよい。１つ以上の実施形態において、図１０Ｂに示したように、マイクロパターンが「窓ガラス」のような形態を形成するように、第１マイクロパターンは基部５２に沿って長手方向に配置されてもよく、第２マイクロパターンは基部のまわりに周方向に配置される。図１０Ｂに示したように、（例えば、ステントの長手軸線に平行な）行に配列されたマイクロピラーは、連続した行であってもよいし、または（例えば、ｓより大きな寸法を有する隙間によって分離された行セグメントに整列された）不連続な行であってもよく、不連続部の長さは任意の長さ（例えば寸法ｓの２倍以上）を有し得る。例えば、図１０Ｂに示した実施形態は、窓ガラスを横切って延びる不連続な行（および周方向に配向された列）を示しており、その不連続部の長さは寸法ｓ（図３を参照）の５倍であるが、一方、図１０Ｅに示した実施形態は、不連続部の長さが寸法ｓ（図３を参照）の２倍である不連続な行（および非垂直に配向された列）を示している。図３に示した寸法ｓに関して、行および／または列の不連続部は任意の長さ（例えば、ｓの少なくとも２倍、ｓの少なくとも５倍、ｓの少なくとも１０倍、ｓの少なくとも５０倍、ｓの少なくとも１００倍、ｓの少なくとも５００倍、ｓの少なくとも１０００倍など）を有し得る。

ポリマーコーティング５０に用いられる材料に関して、材料は組織との有効な噛み合いを生じるのに十分なほど可撓性であり、かつ、ポリマーコーティング５０を生成するための処理に耐えられることが重要である。許容可能な材料の例としては、可撓性シリコーン、ヒドロゲル、粘膜付着性基材（ｍｕｃｏａｄｈｅｓｉｖｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）、感圧接着剤、および合成ゴムのような他の適当なエラストマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。他の許容可能な材料としては、任意の可撓性で、生体適合性かつ非生物分解性のポリマーが挙げられる。少なくとも一実施形態において、（例えば、マイクロピラー５４を有する）ポリマーコーティング５０は、生化学的方法で組織壁に係合することができるタンパク質を含有する。少なくとも一実施形態において、ポリマーコーティング５０は少なくとも１種の治療薬を含有してもよい。他の実施形態では、治療薬を含有するポリマーコーティング５０に付加的なコーティングが施されてもよい。治療薬は、非遺伝子薬（ｎｏｎ−ｇｅｎｅｔｉｃ ａｇｅｎｔｓ）、遺伝子薬（ｇｅｎｅｔｉｃ ａｇｅｎｔｓ）、細胞物質などのような薬剤または他の医薬品であり得る。適切な非遺伝子治療薬の一部の例としては、ヘパリンおよびヘパリン誘導体のような抗血栓薬、脈管細胞増殖促進剤、増殖因子阻害剤、パクリタキセルなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。薬剤が遺伝子治療薬を含む場合、そのような遺伝子薬としては、ＤＮＡ、ＲＮＡ、およびそれらの各誘導体および／または各成分、並びにヘッジホッグタンパク質などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。治療薬が細胞物質を含む場合、その細胞物質としては、ヒト由来および／または非ヒト由来の細胞、並びにそれらの各成分および／または各誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

好ましい実施形態において、マイクロピラー５４および基部５２は同一の材料から形成されている。１つ以上の実施形態において、マイクロピラー５４は１つの材料から形成されており、基部５２は異なる材料から形成されている。１つ以上の実施形態において、マイクロピラー５４は材料の層によって形成されており、これらの層は、内部人工器官の管壁との所望の摩擦係合に必要とされる特性に応じて、同一の材料であってもよいし、または異なる材料であってもよい。

内部人工器官２０は、患者の管腔内に挿入されたときの組織壁との摩擦係合が向上したことで、ステントの除去が、いくつかの従来の除去技術ではより困難になることがある。図１に示した少なくとも一実施形態では、内部人工器官２０は、ステントの一端上に縫合糸または除去ループ５５を備える。少なくとも一実施形態において、除去ループ５５はステントの遠位端部上に備えられている。本願において「遠位」という用語は本開示の装置の操作者から離れる方向を指し、一方、「近位」という用語は本開示の装置の操作者に向かう方向を指す。縫合糸または除去ループは内部人工器官を除去するために当業においてよく知られているが、典型的には、縫合糸または除去ループは、ステントの近位端部上、換言すると、施術者に最も近い端部上に備えられている。本願では、縫合糸または除去ループは内部人工器官の反対の端部に付けられている。少なくとも一実施形態において、施術者が内部人工器官の内部からループを把持し、ループに軸線方向の力を作用させることによって、内部人工器官の遠位端部は内部人工器官自体の管腔を通って引っ張られる。よって、ステントが裏返しに反転されながら、マイクロピラーは管壁から剥がされて、内部人工器官を除去する。他の実施形態において、施術者は、内部人工器官の外側から、または内部人工器官の端部において、ループを把持してもよい。

内部人工器官２０を製造するために、いくつかの方法を用いることができる。ポリマーコーティング５０は、ステントとは別々に成形され、次いで、内部人工器官の外面とポリマーコーティングの基部との間に位置する接着剤層６０によってステントに付着される。マイクロパターンの反転形状（ｉｎｖｅｒｓｅ）を有する型にポリマー材料を注入して、ポリマーコーティングを生成することができる。また、真空ポンプシステムを用いて、ポリマー材料を、型を介して引き抜くこともできる。少なくとも一実施形態において、ポリマーコーティングはソフトリソグラフィ技術を用いて生成される。１つ以上の実施形態において、エッチング技術を用いてコーティングを生成することができる。この場合、コーティング材料の層から材料を除去して、ポリマーコーティング５０のマイクロパターンを生成する。さらに別の実施形態では、熱エンボス加工（ｈｏｔ ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ）と呼ばれる技術を用いることができる。この技術は、部分的に硬化したポリマーにポリマーコーティングの所望形状を型押し（ｓｔａｍｐｉｎｇ）し、次いで、ポリマーをステントに適用する前に硬化させることを含む。型押しは、溶媒の使用を含んでも、含まなくてもよい。

少なくとも一実施形態において、図１１に示すように、コーティング５０は、その基部によって画定された管腔を有するほぼ管状の構造物として成形される。ステントまたはコーティングの基部の内面の少なくとも一部のいずれかに接着剤層６０が施される。少なくとも一実施形態において、接着剤層６０は、コーティングの基部の内面全体をほぼ被覆する。ステント４０はコーティング５０の管腔内に挿入される。少なくとも一実施形態において、コーティング５０の接着剤層６０を介したステント４０に対する適切な接着を保証するために、熱および／または圧力が加えられてもよい。接着剤層は、コーティングが金属ステント（あるいはその上のステントコーティング）に付着することを可能にするシリコンコーティング、他の適当な接着剤またはプライミング溶液を含有し得る。１つ以上の実施形態において、図１２に示すように、コーティング５０は、管状構造物として成形されるのではなく、ステント４０の外面４４に付着される細長片として成形される。いくつかの実施形態において、細長片は、ステントの周方向の周の少なくとも一部のまわりに周方向に取り付けられる周囲細長片（ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ ｓｔｒｉｐｓ）として適用される。いくつかの実施形態において、細長片は、ステントに対して長手方向に取り付けられた長手方向細長片である。いくつかの実施形態においてステントは、図１２に示すように、ステントのまわりにらせん状に巻き付けられる。いくつかの実施形態において、コーティングは単一の細長片または多数の細長片として適用される。コーティングが多数の細長片として適用される場合、直接隣り合った細長片は互いに当接してもよいし、または互いから離間されていてもよい。少なくとも一実施形態において、細長片は、ステントの長さに沿って延びるが、ステントの周囲の一部のみを被覆する部分的な管状構造物であってもよい。いくつかの実施形態において、ステント４０の一部が露出されていてもよい。ステントまたはコーティングの基部の少なくとも一部のいずれかに接着剤層６０が施される。少なくとも一実施形態において、コーティング５０の接着剤層６０を介したステント４０に対する適切な接着を保証するために、熱および／または圧力が加えられてもよい。少なくとも一実施形態において、マイクロピラーの個々のマイクロパターンはステント４０またはポリマーコーティング５０のいずれかに直接形成および／または直接付着される。

１つ以上の実施形態において、ポリマーコーティング５０は、コーティング５０をステント４０に結合するために付加的な接着剤層を必要とすることなく、ステント４０をコーティング材料中で浸漬被覆することによって形成することができる。例えば、ステント４０は、空洞と管状部材とを備えた型に挿入される。空洞は、所望のマイクロパターンの反転形状である型の内壁によって画定される。ステント４０は、その内面が管状部材のまわりに配置されるように、管状部材上に置かれる。ステント４０を有する型は、コーティング材料が型を充填し、ステント４０に付着するように、コーティング材料中に浸漬される。いくつかの実施形態では、型に温度変化および／または圧力変化を適用して、コーティング材料を硬化させてもよい。コーティング材料が硬化してポリマーコーティング５０を形成したならば、型から内部人工器官２０を取り出すことができる。これに代わって、ポリマーコーティング５０は同様の型を用いて、ステント上に射出成型される。型がコーティング材料に浸漬されるのではなく、コーティング材料が型に注入される。

本開示のいくつかの例示的な実施形態の記述は以下の番号が付けられた記載に含まれている。
記載１．拡張状態と非拡張状態とを有する内部人工器官であって、該内部人工器官は、
ステントであって、管腔を画定する内面、外面、第１端部、第２端部、および前記内面と外面との間に画定される厚さを有し、かつ、前記厚さを貫通して延びる複数の開口を有する、ステントと、
前記ステントの外面に付着したポリマーコーティングであって、基部および前記基部から外側に延びる複数の突起を備え、前記突起がマイクロパターンに配列されており、前記基部とステントとが境界を共有しており、前記基部が前記ステントの開口を被覆しているポリマーコーティングと、を備える、内部人工器官。

記載２．前記内部人工器官が管壁によって画定された管腔内で拡張すると、前記突起のマイクロパターンが、前記管壁と内部人工器官との間に所望の噛み合いを生じる力を作用させる、記載１に記載の内部人工器官。

記載３．前記突起が、円柱、長方形の底面を有する角柱、および多角形の底面を有する角柱のうちから選択されるマイクロピラーである、記載１または記載２に記載の内部人工器官。

記載４．前記マイクロパターンの突起が円柱状マイクロピラーであり、各円柱状マイクロピラーが直径および高さを有する、記載１乃至３のいずれか１項に記載の内部人工器官。

記載５．前記マイクロピラーの直径が約１μｍ〜１００μｍである、記載１乃至４のいずれか１項に記載の内部人工器官。
記載６．前記マイクロピラーの直径が約１４μｍ〜１８μｍである、記載１乃至５のいずれか１項に記載の内部人工器官。

記載７．前記マイクロピラーの高さが約１μｍ〜１００μｍである、記載１乃至６のいずれか１項に記載の内部人工器官。
記載８．前記高さが約１４μｍ〜１８μｍである、記載１乃至７のいずれか１項に記載の内部人工器官。

記載９．前記円柱状マイクロピラーの直径が前記円柱状マイクロピラーの高さに等しい、記載４乃至８のいずれか１項に記載の内部人工器官。
記載１０．各円柱状マイクロピラーが外側面を有し、前記外側面が、隣り合ったマイクロピラーの外側面から、前記直径を超える距離だけ離れている、記載４乃至９のいずれか１項に記載の内部人工器官。

記載１１．前記マイクロパターンの各突起が第１寸法および第２寸法を有しており、第１寸法が約１μｍ〜１００μｍであり、第２寸法が約１μｍ〜１００μｍであり、第１寸法と第２寸法との比が、約１〜１．３である、記載１乃至１０のいずれか１項に記載の内部人工器官。

記載１２．前記マイクロパターンが格子パターンである、記載１乃至１１のいずれか１項に記載の内部人工器官。
記載１３．前記ポリマーコーティングがヒドロゲルおよびシリコーンのうちから選択されるポリマー材料である、記載１乃至１２のいずれか１項に記載の内部人工器官。

記載１４．前記マイクロパターンの突起が一様である、記載１乃至１３のいずれか１項に記載の内部人工器官。
記載１５．前記マイクロパターンが、第１形態の突起と、少なくとも第２形態の突起とを備える、記載１乃至１３のいずれか１項に記載の内部人工器官。

記載１６．内部人工器官を製造する方法であって、前記方法は、
ポリマーコーティングを形成することと、前記ポリマーコーティングが、基部と、マイクロパターンにある前記基部から外側に延びる複数の突起とを備えることと、
管腔を画定する内面と、外面とを有するステントを提供することと、
前記ポリマーコーティングの基部を前記ステントの外面に付着させることと、を含む、方法。

記載１７．前記ポリマーコーティングが、前記マイクロパターンの反転形状を有する型を用いて、前記型にポリマー材料を注入して、形成される、記載１６に記載の方法。
記載１８．前記基部の表面およびステントの外面のうちの少なくとも一方に接着剤層が施される、記載１６または記載１７に記載の方法。

記載１９．前記ポリマーコーティングが、細長片に形成されて、前記ステントの外面のまわりにらせん状に巻き付けられる、記載１６乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
上記の開示は、例示であり、網羅的なものではないことが意図される。この記載は、当業者に多くの変形例および別例を示唆するであろう。これらの別例および変形例はすべて特許請求の範囲内に含まれることが意図され、特許請求の範囲では、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は「含むが、それに限定されるものではない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ， ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」ことを意味する。当業者は、本願に記載した特定の実施形態に対する他の均等物を認識し得、その均等物もまた特許請求の範囲によって包含されることが意図される。

さらに、従属請求項に示された特定の特徴は本開示の範囲内において他の方法で互いに組み合わせることができ、そのため本開示は従属請求項の特徴の他の可能な組み合わせを有する他の実施形態も明確に対象とするものと認識されるべきである。

これで、本開示の好ましい実施形態および代替実施形態の説明を完結する。当業者は、本願に記載した特定の実施形態に対する他の均等物を認識し得、その均等物は本願に添付された特許請求の範囲によって包含されることが意図される。

Claims (15)

1. 拡張状態と非拡張状態とを有する内部人工器官であって、
   内面、外面、第１端部、第２端部、前記第１端部から第２端部までの長さ、および前記第１および第２端部を貫通して延びる管腔を有している、ステントと、
   前記ステントの外面の少なくとも一部の周囲に配置されたポリマーコーティングであって、基部および前記基部から外側に延びる複数のマイクロピラーを備えており、前記マイクロピラーがマイクロパターンに配列されている、ポリマーコーティングと、を備えており、
   前記マイクロピラーの各々が、該マイクロピラーの表面から内側に延びる複数の凹部を有している、内部人工器官。
2. 前記複数の凹部が前記マイクロピラーの側面から内側に延びている、請求項１に記載の内部人工器官。
3. 前記ポリマーコーティングが前記ステントの外面を部分的に覆っているだけである、請求項１に記載の内部人工器官。
4. 前記ポリマーコーティングが前記ステントの周囲を部分的に覆っている、請求項３に記載の内部人工器官。
5. 前記ポリマーコーティングが前記ステントの長さを部分的に覆っている、請求項３に記載の内部人工器官。
6. 前記ポリマーコーティングが少なくとも１つの細長片である、請求項３に記載の内部人工器官。
7. 前記少なくとも１つの細長片が、長手方向細長片、周囲細長片、またはらせん状細長片である、請求項６に記載の内部人工器官。
8. 前記少なくとも１つの細長片が複数の細長片である、請求項６に記載の内部人工器官。
9. 前記少なくとも１つの細長片が、互いに離間された複数の細長片である、請求項６に記載の内部人工器官。
10. 前記ポリマーコーティングが、可撓性シリコーン材料である、請求項１に記載の内部人工器官。
11. 前記マイクロパターンが前記マイクロピラーの矩形アレイである、請求項１に記載の内部人工器官。
12. 前記マイクロピラーが円柱状である、請求項１に記載の内部人工器官。
13. 各マイクロピラーが直径および高さを有しており、高さの直径に対する比が１〜１．３である、請求項１に記載の内部人工器官。
14. 各マイクロピラーが直径および高さを有しており、隣り合ったマイクロピラーが一定の距離をおいて離間しており、前記距離が前記直径よりも大きい、請求項１に記載の内部人工器官。
15. 前記距離の前記直径に対する比が２．１〜２．４である、請求項１４に記載の内部人工器官。