JP2021525778A - 吸収性バイオフォトニック繊維システム - Google Patents

Abstract

本技術は、一般に、吸収性バイオフォトニック繊維システム及び該吸収性バイオフォトニック繊維システムを含む物品、並びに、例えば創傷治療におけるその潜在的な使用に関する。【選択図】図４Ａ

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１８年６月５日出願の米国仮出願第６２／６８０，９４７号及び２０１８年１１月２６日出願の米国仮出願第６２／７６８，７０２号の利益を主張し、これら両方の開示はその全体が参照により本明細書に援用される。

技術分野
本開示は、一般に、吸収性バイオフォトニック繊維システム及びそれを含む物品、並びに例えばバイオフォトニック治療におけるこのようなシステム及び物品の使用に関する。

バイオフォトニック組成物は、現在、手術、療法、及び検査に使用するために医療、美容、及び歯科の分野において幅広い用途を有すると認識されている。例えば、バイオフォトニック組成物は、皮膚及び様々な組織障害を治療することに加えて、創傷治癒を促進するためにも使用されてきた。これら用途では、バイオフォトニック療法は、典型的には、光を吸収及び／又は発光することができる光吸収分子を含むバイオフォトニック製剤及び／又はバイオフォトニック組成物を用いて行われてきた。これらバイオフォトニック製剤及び／又は組成物は、典型的には、液体又は半液体（例えば、ゲル、ペースト、クリーム等）として調製され、使用されてきた。その液体及び／又は半液体のテクスチャーから、これらバイオフォトニック製剤及び／又は組成物のうちの一部は、それを塗布することができる支持体／表面を必要とする。これら液体及び半液体のバイオフォトニック製剤及び／又は組成物のうちの一部は、流体と接触したときに広がる傾向を有する場合もある。

光吸収分子が繊維材料に組み込まれたいくつかのバイオフォトニック繊維が提案されている（例えば、国際公開第２０１６／０６５４８８８号）。このようなバイオフォトニック繊維は、バイオフォトニック製剤及び組成物でみられる問題点のいくつかを軽減する。

これまでに知られているバイオフォトニック繊維にもかかわらず、作製することができるバイオフォトニック製品の範囲を拡大することができ、更にこれらバイオフォトニック製品を使用することができる治療用途の範囲を拡大することができる追加的及び／又は補完的な特徴を提供するバイオフォトニック繊維システムが当技術分野では依然として必要とされている。

様々な態様によれば、本開示は、少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素と、少なくとも１つの吸収性構成要素とを含む吸収性バイオフォトニック繊維システムであって、該少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素が、光に曝露された際に光刺激を受けて蛍光を放出する吸収性バイオフォトニック繊維システムに関する。いくつかの実施では、吸収性バイオフォトニック繊維システムは、局所適用に好適である。いくつかの実施では、バイオフォトニック繊維システムは、該システムに埋め込まれたバイオフォトニック繊維を含む。

様々な態様によれば、本開示は、創傷を治癒、管理、又は治療するための、本明細書に定義される吸収性バイオフォトニック繊維システムの使用に関する。

様々な態様によれば、本開示は、創傷を治癒、管理、又は治療するための物品の製造における、本明細書に定義される吸収性バイオフォトニック繊維システムの使用に関する。

様々な態様によれば、本開示は、本明細書に定義される吸収性バイオフォトニック繊維システムの使用であって、該物品が創傷被覆材である使用に関する。

様々な態様によれば、本開示は、創傷を治癒、管理、又は治療するための、光源と組み合わせた本明細書に定義される吸収性バイオフォトニック繊維システムの使用に関する。

様々な態様によれば、本開示は、バイオフォトニック繊維を含む少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素であって、該バイオフォトニック繊維間に間隙が存在するバイオフォトニック繊維構成要素と；ヒドロゲルを含む少なくとも１つのヒドロゲル構成要素であって、該ヒドロゲルの少なくとも一部が該間隙内に存在するヒドロゲル構成要素とを含む、創傷を治癒、管理、又は治療するための製造品に関する。

様々な態様によれば、本開示は、創傷を治癒、管理、又は治療するための、本明細書に定義される製造品の使用に関する。様々な態様によれば、本開示は、本明細書に定義される製造品の使用であって、該製造品が創傷被覆材である使用に関する。様々な態様によれば、本開示は、創傷を治癒又は治療するための、光源と組み合わせた本明細書に定義される製造品の使用に関する。

様々な態様によれば、本開示は、創傷治癒、創傷管理、又は創傷治療の方法であって、ａ）本明細書に定義される吸収性バイオフォトニック繊維システム又は本明細書に定義される製造品を創傷に適用することと、ｂ）埋め込まれたバイオフォトニック繊維構成要素の光活性化を達成するのに十分な時間、化学光に従って該吸収性バイオフォトニック繊維システム又は該製造品に照射することと、を含む方法に関する。

様々な態様によれば、本開示は、創傷を治癒、管理、及び／又は治療するためのキットであって、本明細書に記載される吸収性バイオフォトニック繊維システム又は本明細書に記載される製造品と；該創傷の治療において該キットを使用するための説明書とを含むキットに関する。

創傷を治療するためのキットであって、本明細書に記載される吸収性バイオフォトニック繊維システム又は本明細書に記載される製造品と；光源とを含むキット。

本技術の他の態様及び特徴は、添付の図面と併せて特定の実施形態に関する以下の説明を精査すれば、当業者に明らかになるであろう。

本開示に記載される実施形態の全ての特徴は、相互に排他的ではなく、互いに組み合わせることができる。例えば、ある実施形態の要素を、更に言及することなく他の実施形態で利用することができる。特定の実施形態の詳細な説明は、添付の図面を参照して以下に提供される。

図１は、本技術の一実施形態に係る吸収性バイオフォトニック繊維システムの断面の概略図である。 図２は、本技術の別の実施形態に係る吸収性バイオフォトニック繊維システムの断面の概略図である。 図３Ａ〜３Ｆは、本技術の一実施形態に係る吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理した皮膚ヒト線維芽（ＤＨＦ）細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフである。図３Ａ：照射の３時間後；図３Ｂ：照射の６時間後；図３Ｃ：照射の１８時間後；図３Ｄ：照射の２４時間後；図３Ｅ：照射の４８時間後；及び図３Ｆ：照射後７２時間。 図３Ａ〜３Ｆは、本技術の一実施形態に係る吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理した皮膚ヒト線維芽（ＤＨＦ）細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフである。図３Ａ：照射の３時間後；図３Ｂ：照射の６時間後；図３Ｃ：照射の１８時間後；図３Ｄ：照射の２４時間後；図３Ｅ：照射の４８時間後；及び図３Ｆ：照射後７２時間。 図３Ａ〜３Ｆは、本技術の一実施形態に係る吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理した皮膚ヒト線維芽（ＤＨＦ）細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフである。図３Ａ：照射の３時間後；図３Ｂ：照射の６時間後；図３Ｃ：照射の１８時間後；図３Ｄ：照射の２４時間後；図３Ｅ：照射の４８時間後；及び図３Ｆ：照射後７２時間。 図３Ａ〜３Ｆは、本技術の一実施形態に係る吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理した皮膚ヒト線維芽（ＤＨＦ）細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフである。図３Ａ：照射の３時間後；図３Ｂ：照射の６時間後；図３Ｃ：照射の１８時間後；図３Ｄ：照射の２４時間後；図３Ｅ：照射の４８時間後；及び図３Ｆ：照射後７２時間。 図３Ａ〜３Ｆは、本技術の一実施形態に係る吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理した皮膚ヒト線維芽（ＤＨＦ）細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフである。図３Ａ：照射の３時間後；図３Ｂ：照射の６時間後；図３Ｃ：照射の１８時間後；図３Ｄ：照射の２４時間後；図３Ｅ：照射の４８時間後；及び図３Ｆ：照射後７２時間。 図３Ａ〜３Ｆは、本技術の一実施形態に係る吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理した皮膚ヒト線維芽（ＤＨＦ）細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフである。図３Ａ：照射の３時間後；図３Ｂ：照射の６時間後；図３Ｃ：照射の１８時間後；図３Ｄ：照射の２４時間後；図３Ｅ：照射の４８時間後；及び図３Ｆ：照射後７２時間。 図４Ａ〜４Ｆは、図３Ａ〜３Ｆで使用したのとは別の吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理したＤＨＦ細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフを示す；図４Ａ：照射の３時間後；図４Ｂ：照射の６時間後；図４Ｃ：照射の１８時間後；図４Ｄ：照射の２４時間後；図４Ｅ：照射の４８時間後；及び図４Ｆ：照射後７２時間。 図４Ａ〜４Ｆは、図３Ａ〜３Ｆで使用したのとは別の吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理したＤＨＦ細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフを示す；図４Ａ：照射の３時間後；図４Ｂ：照射の６時間後；図４Ｃ：照射の１８時間後；図４Ｄ：照射の２４時間後；図４Ｅ：照射の４８時間後；及び図４Ｆ：照射後７２時間。 図４Ａ〜４Ｆは、図３Ａ〜３Ｆで使用したのとは別の吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理したＤＨＦ細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフを示す；図４Ａ：照射の３時間後；図４Ｂ：照射の６時間後；図４Ｃ：照射の１８時間後；図４Ｄ：照射の２４時間後；図４Ｅ：照射の４８時間後；及び図４Ｆ：照射後７２時間。 図４Ａ〜４Ｆは、図３Ａ〜３Ｆで使用したのとは別の吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理したＤＨＦ細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフを示す；図４Ａ：照射の３時間後；図４Ｂ：照射の６時間後；図４Ｃ：照射の１８時間後；図４Ｄ：照射の２４時間後；図４Ｅ：照射の４８時間後；及び図４Ｆ：照射後７２時間。 図４Ａ〜４Ｆは、図３Ａ〜３Ｆで使用したのとは別の吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理したＤＨＦ細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフを示す；図４Ａ：照射の３時間後；図４Ｂ：照射の６時間後；図４Ｃ：照射の１８時間後；図４Ｄ：照射の２４時間後；図４Ｅ：照射の４８時間後；及び図４Ｆ：照射後７２時間。 図４Ａ〜４Ｆは、図３Ａ〜３Ｆで使用したのとは別の吸収性バイオフォトニック繊維システムで処理したＤＨＦ細胞におけるＩＬ−６のサイトカイン調節のグラフを示す；図４Ａ：照射の３時間後；図４Ｂ：照射の６時間後；図４Ｃ：照射の１８時間後；図４Ｄ：照射の２４時間後；図４Ｅ：照射の４８時間後；及び図４Ｆ：照射後７２時間。

本技術について、以下により詳細に説明する。本明細書は、該技術が実行され得る様々な方法の全て又は本技術に付加され得る全ての機能の詳細なカタログであることを意図するものではない。例えば、ある実施形態に関して説明された特徴を他の実施形態に組み込んでもよく、特定の実施形態に関して説明された特徴をその実施形態から削除してもよい。更に、本明細書で示唆される様々な実施形態に対する多数の変形例及び追加例は、本開示に照らして当業者には明らかであり、その変形例及び追加例は本技術から逸脱するものではない。したがって、以下の記載は、この技術のいくつかの特定の実施形態を説明することを意図するものであり、その全ての置換例、組み合わせ例、及び変形例を網羅的に特定することを意図するものではない。

本明細書で使用するとき、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈から特に明確に指示されない限り、複数の指示対象を含む。端点による数値範囲の本明細書における列挙は、その範囲内に包含される全ての数値を含むことを意図する（例えば、１〜５の列挙は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、４．３２、及び５を含む）。

「約」という用語は、本明細書において明示的に使用されていようといまいと、本明細書に記載する全ての量が実際の所与の値を指すことを意味し、また、このような所与の値についての実験条件及び／又は測定条件に起因する等価物及び近似値を含む、当技術分野における通常の技能に基づいて合理的に推測されるであろう、このような所与の値の近似値を指すことも意味する。例えば、所与の値又は範囲の文脈における「約」という用語は、該所与の値又は範囲の２０％以内、好ましくは１５％以内、より好ましくは１０％以内、より好ましくは９％以内、より好ましくは８％以内、より好ましくは７％以内、より好ましくは６％以内、より好ましくは５％以内である値又は範囲を指す。

「及び／又は」という表現は、本明細書で使用する場合、他方の特徴又は構成要素の有無にかかわらず、２つの指定された特徴又は構成要素のそれぞれが具体的に開示されていると解釈されるべきである。例えば、「Ａ及び／又はＢ」は、それぞれが本明細書に個別に記載されているかのように、（ｉ）Ａ、（ｉｉ）Ｂ、並びに（ｉｉｉ）Ａ及びＢのそれぞれが具体的に開示されていると解釈されるべきである。

「バイオフォトニック」という用語は、本明細書で使用するとき、生物学的に関連する文脈において光子の生成、操作、検出、及び適用を指す。本明細書で使用するとき、「バイオフォトニック組成物」という表現は、生物学的に関連する用途のために、照射を受けて光子を生成することができる、本明細書に記載される光吸収性分子含有組成物を指す。本明細書で使用するとき、「バイオフォトニックレジメン」又は「バイオフォトニック治療」又は「バイオフォトニック療法」という表現は、本明細書に定義されるバイオフォトニック組成物と、該バイオフォトニック組成物内の光吸収分子を活性化するために該バイオフォトニック組成物の照射期間に与えられる光源から放出される波長との組み合わせを使用することを指す。

「光吸収分子」、「光捕捉分子」、「光活性化剤」、「発色団」、及び「光活性化因子」という用語及び表現は、本明細書において互換的に使用される。光吸収分子とは、光照射により接触したときに光を吸収することができる分子又は分子の複合体を意味する。光吸収分子は容易に光励起を受け、いくつかの例では、次いで、そのエネルギーを他の分子へと移動させたり、不安定な状態から遷移し、遷移して基底状態に戻る際に光として放出したりすることができる（すなわち、蛍光）。放出された蛍光エネルギーは、組成物の他の構成要素又は治療部位に移動することができる。異なる波長は、組織に対して異なる補完的な治療効果を有し得る。

「ヒドロゲル」という表現は、本明細書で使用するとき、水を含有するゲルに限定されると解釈されるべきではなく、一般的には、水に加えて有機ポリマー及び／又は非ポリマー構成要素を含有するものを含む、全ての親水性のゲル及びゲル組成物に及ぶ。異なるヒドロゲルは、ヒドロゲルの吸水能力に影響を与える異なる％の水（ｗ／ｗ）を有し得る。例えば、含水率％の低いヒドロゲルほど高い吸水性を有する。また、ヒドロゲルのｐＨは適宜調整することができる。

「化学光」という用語は、本明細書で使用するとき、特定の光源（例えば、ランプ、ＬＥＤ、若しくはレーザー、又はこれらの変形例）から放出され、物質（例えば、上記で定義された光吸収分子）によって吸収されることが可能な光エネルギーを指す。いくつかの実施形態では、化学光は可視光である。

本明細書で使用するとき、「治療された組織」、「管理された組織」、「管理された皮膚」、「治療された皮膚」、及び「皮膚の管理された領域／部分」、「皮膚の治療された領域／部分」、「管理された軟組織」、及び「治療された軟組織」のような表現における「治療された」、「管理された」という用語は、本技術の実施形態に係る方法が実施された皮膚又は軟組織の表面又は層（複数可）を指す。

これらの実施形態のいくつかの態様では、「生体組織」という表現は、生物系又は生物の任意の器官及び組織を指す。生体組織の例としては、脳、小脳、脊髄、神経、血液、心臓、血管、皮膚、毛髪、脂肪、軟骨、靭帯、腱、卵巣、卵管、子宮、膣、乳腺、精巣、輸精管、精嚢、前立腺、唾液腺、食道、胃、肝臓、胆嚢、膵臓、腸、直腸、肛門、腎臓、尿管、膀胱、尿道、咽頭、喉頭、気管支、横隔膜、視床下部、下垂体、松果体又は松果腺、甲状腺、副甲状腺、副腎（例えば、副腎）、リンパ節及びリンパ管、骨格筋、平滑筋、心筋、末梢神経系、耳、目、鼻、歯茎、頭皮等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本明細書で使用するとき、「繊維」という用語は、複合材料の構成要素として使用される紐又は糸又はフィラメントに関する。繊維は、例えば、生地等であるがこれに限定されない他の材料の製造に使用することができる。

本明細書で使用するとき、「織布」という表現は、織ることによって形成される材料（例えば、生地）を指す。本明細書で使用するとき、「不織布」という表現は、化学的、機械的、熱又は溶媒の処理によって互いに結合した短繊維（短い）及び長繊維（連続的に長い）から作製される材料（例えば、生地）を指す。「不織布」という表現は、本明細書では、織られてもおらず編まれてもいない材料（例えば、フェルト）を表すために使用されてもよい。本明細書で使用するとき、「フェルト」とは、繊維をマット加工（ｍａｔｔｉｎｇ）し、凝縮させ、一緒にプレスすることによって生産されるテキスタイルである。本明細書で使用するとき、「カーディング」という用語は、後続の加工に好適な連続したウェブ又はスライバーを生産するために繊維をほどき、洗浄し、相互に混合する機械的なプロセスを意味する。これは、針布で覆われた異なる動きをする面と面との間に繊維を通すことによって達成される。これによって繊維の房（ｌｏｃｋｓ）及び組織化されていない塊が分解し、次いで、個々の繊維が互いに平行になるように整列する。場合により、カーディングプロセスから生産された物品を、その後、「カレンダ加工」と呼ばれる更なる機械的なプロセスに供してもよく、それによって、カーディングされた物品は１つ以上のニードルプレス操作に供され、各操作は、様々な数の平滑な、かぎ状の、又はとげ付きの針であってよく、該針がカーディングされた物品に繰り返し抜き差しされ、該プロセスを通して、ランダムに配向された繊維が、カーディングプロセスの完了後に更に絡み合う。不織布材料に関しては、カレンダ加工されたスクリムの組成の程度が、形態及び形状を与えるための物品の剛性及び成形性に影響を与える可能性がある。例えば、配置し、患者から除去するために使用され得るギプス包帯である。

本明細書で使用するとき、「創傷」という用語は、皮膚が断裂、切断、若しくは穿刺されている（すなわち、開放創）、又は鈍的力による外傷が挫創（すなわち、閉鎖創）を引き起こす傷害、あるいは縫合創を指す。開放創は、創傷の原因となった物体に従って分類することができる：切開創又は切創（切除創を含む）は、ナイフ、カミソリ、ガラスの破片等の滑らかで鋭利な物体によって引き起こされる。裂創は、多少の鈍的外傷によって引き起こされる不規則な断裂様創傷である。裂創及び切開創は、直線状（規則的）に見える場合もあり、星状（不規則）に見える場合もある。裂創という用語は、切開創に関連して一般的に誤用されている。擦過創（すり傷）は、皮膚の最上層（表皮）が削り取られた表在性の傷である。擦過創は、粗面上を滑り落ちることによって引き起こされる場合が多い。剥脱創とは、身体構造がその正常な付着点から強制的に引き離される傷害である。四肢が切断されるのではなく、引き剥がされる切断の一種である。穿刺創は、破片、釘、針等の皮膚を穿刺する物体によって引き起こされる。穿通創とは、ナイフ等の物体が皮膚に入り、そして、皮膚から出ることによって引き起こされる。銃創は、弾丸又は体に追突したり、体を貫通したりする類似の発射体によって引き起こされる。入口の部位にあるものと出口の部位にあるものとの２つの創傷が存在する場合もあり、一般的には「貫通性」と呼ばれる。爆風傷害で受けた創傷。閉鎖創としては、以下が挙げられる：血管が損傷し、次に、皮膚の下に血液がたまることによって引き起こされる血腫（又は血液腫瘍）。体内の血管病理に起因する血腫としては、点状出血、紫斑、及び斑状出血がある。異なる分類は、サイズに基づいている。外部起源の外傷に起因する血腫は、一般的に打撲傷とも呼ばれる挫創である。挫滅創は、長期間にわたって大きな又は極端な量の力が印加されることによって引き起こされる。汚染のレベルに応じて創傷を分類することもできる：生物が存在せず、合併症を起こすことなく皮膚が治癒する可能性が高い場合、無菌条件下の清潔創である。汚染創は、通常、偶発的な傷害に起因するものであり、傷口には病原体及び異物が存在する。感染創とは、病原体が存在し、増殖しており、感染の臨床徴候（黄色の外観、痛み、発赤、膿の滲出）を呈している創傷である。定着創は、病原体を含み、治癒が困難な慢性的な状態である（すなわち、褥瘡）。急性と言われる創傷は、典型的には、２つの主な種類：外傷創及び手術創に分類される。慢性と言われる創傷は、系統だった一連の段階で、そして、ほとんどの創傷が治癒すると予測可能な量の時間では治癒しない創傷であり、３ヶ月以内に治癒しない創傷は慢性であると考えられることが多い。慢性の創傷は、創傷治癒の相のうちの１つ以上で留まっていると考えられる。本明細書で使用するとき、創傷としては、静脈性潰瘍（静脈性下腿潰瘍を含む）、動脈性潰瘍、潰瘍前病変、表在性潰瘍、糖尿病性足部潰瘍等が挙げられる。

創傷被覆材は、創傷治癒プロセスを支援し、創傷の管理を容易にし、創傷治癒を促進する目的で、創傷を被覆するために使用することができる。理想的な創傷被覆材は、創傷治癒プロセスに役立つために特定の特徴を有する。望ましい特徴の例としては、水分を保持及び吸収して、特に周囲空気から被覆された創傷領域に酸素を供給し、創傷領域から周囲空気へと過剰な二酸化炭素を除去するため、並びに細菌の成長を制御するために気体の良好な浸透を可能にする能力が挙げられる。また、慢性創傷等の創傷の治癒の促進において創傷被覆を支援するバイオフォトニック組成物も提案されている（特に、参照によりその全体が本明細書に援用される国際公開第２０１５／００００５８号を参照のこと）。

創傷被覆材が水分を保持し、吸収する能力は、創傷被覆材中に吸水性材料を含めることによって達成され得る。このような用途に有用な吸水性材料としては、ヒドロゲルが挙げられるが、これらに限定されない。ヒドロゲルは、水又は水溶液中で膨潤し、水又は水溶液のかなりの部分をその構造内に保持する能力を有する水不溶性ポリマーである。ヒドロゲルは、その含水率の高さから天然組織と同様の程度の柔軟性を有し得るので、ヒドロゲルは様々な用途に使用することができる。例えば、強度、含水率、透明度、及び透過性、又は生体適合性を増大させる等、ヒドロゲルの特定の特性を向上させる試みが行われてきたが、多くの場合、結果はまちまちであった。

一実施形態では、本技術は、吸収性バイオフォトニック繊維システムに関する。この実施形態のいくつかの実施では、吸収性バイオフォトニック繊維システムは、吸収性バイオフォトニック繊維被覆材である。いくつかの例では、吸収性バイオフォトニック繊維被覆材は、吸収性バイオフォトニック繊維創傷被覆材である。

いくつかの実施形態では、本技術の吸収性バイオフォトニック繊維システムは、バイオフォトニック繊維構成要素と吸収性構成要素とを含む。これらの実施形態のいくつかの実施では、バイオフォトニック繊維構成要素は、複数のバイオフォトニック繊維を含む。これらの実施形態のいくつかの実施では、吸収性構成要素はヒドロゲル構成要素である。

図１は、本技術の一実施形態に係る吸収性バイオフォトニック繊維システムを示す。吸収性バイオフォトニック繊維システム１０は、１０_Ｔの厚さを有する。吸収性バイオフォトニック繊維システム１０は、バイオフォトニック繊維構成要素及び吸収性構成要素３０を含む。バイオフォトニック繊維構成要素２０及び吸収性構成要素３０は、いずれも組織対向面２０_１、３０_１及び非組織対向面２０_２、３０_２を有する。いくつかの実施では、バイオフォトニック繊維構成要素２０の組織対向面２０_１は、吸収性構成要素３０の非組織対向面３０_２と接触している。吸収性バイオフォトニック繊維システム１０を創傷被覆材として使用する状況では、好ましくは、吸収性構成要素３０の組織対向面３０_２は、組織と直接接触している。バイオフォトニック繊維構成要素２０及び吸収性構成要素３０は、それぞれ、その非組織対向面２０_２、３０_２からその組織対向面２０_１、３０_１に及ぶ厚さ２０_Ｔ、３０_Ｔを有する。いくつかの例では、吸収性バイオフォトニック繊維システム１０の厚さ１０_Ｔは、約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約９ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約６ｍｍ、又は約２ｍｍ〜約６ｍｍの間の範囲である。いくつかの例では、バイオフォトニック繊維構成要素２０の厚さ２０_Ｔは、約０．１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約２ｍｍ、又は約２ｍｍ未満、又は約１ｍｍ未満の範囲である。いくつかの例では、吸収性構成要素３０の厚さ３０_Ｔは、約０．１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約２ｍｍ、又は約２ｍｍ未満、又は約１ｍｍ未満の範囲である。いくつかの例では、吸収性バイオフォトニック繊維システム１０の厚さ１０_Ｔは、２０_Ｔ及び３０_Ｔの厚さの合計である。

いくつかの実施形態では、バイオフォトニック繊維構成要素２０と吸収性構成要素３０とを一緒に維持するために接着剤（図示せず）を使用してもよい。使用することができる接着剤の例としては、バイオフォトニック繊維構成要素２０の組織対向面２０_１及び吸収性構成要素３０の非組織対向面３０_２のいずれか一方（又は両方）に塗布され得るアクリル系接着剤が挙げられるが、これには限定されない。接着剤は、それが塗布される表面を完全に被覆してもよく、部分的にのみ被覆してもよい。部分的な被膜としてのみ存在する場合、接着剤は規則的なパターンを形成することが好ましい。部分的な被膜は、不連続被膜と呼ばれることもある。

いくつかの他の実施形態では、ヒドロゲル構成要素自体が接着剤である。このような実施形態では、本明細書で更に説明するように、バイオフォトニック繊維構成要素２０の少なくとも一部が、吸収性構成要素３０の少なくとも一部に埋め込まれている。

図２は、本技術の別の実施形態に係る吸収性バイオフォトニック繊維システム１０を示す。この実施形態では、吸収性バイオフォトニック繊維システム１０は、バイオフォトニック繊維構成要素２０と、第１の吸収性構成要素３０と、第２の吸収性構成要素４０とを含む。各構成要素２０、３０、４０は、組織対向面２０_１、３０_１、４０_１及び非組織対向面２０_２、３０_２、４０_２を含む。この実施形態では、バイオフォトニック繊維構成要素２０は、第１の吸収性構成要素３０と第２の吸収性構成要素４０との間に（例えば、挟まれて）配置されており、第２の吸収性構成要素４０の組織対向面４０_１は、バイオフォトニック繊維構成要素２０の非組織対向面２０_２と接触しており、バイオフォトニック繊維構成要素２０の組織対向面２０_１は、第１の吸収性構成要素３０の非組織対向面３０_２と接触している。バイオフォトニック繊維構成要素２０、第１の吸収性構成要素３０、及び第２の吸収性構成要素４０は、それぞれ、その非組織対向面２０_２、３０_２、４０_２からその組織対向面２０_１、３０_１、４０_１に及ぶ厚さ２０_Ｔ、３０_Ｔ、４０_Ｔを有する。いくつかの例では、吸収性バイオフォトニック繊維システム１０の厚さ１０_Ｔは、約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約９ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約６ｍｍ、又は約２ｍｍ〜約６ｍｍの間の範囲である。いくつかの例では、バイオフォトニック繊維構成要素２０の厚さ２０_Ｔは、約０．１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約２ｍｍ、又は約２ｍｍ未満、又は約１ｍｍ未満の範囲である。いくつかの例では、第１の吸収性構成要素３０の厚さ３０_Ｔは、約０．１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約２ｍｍ、又は約２ｍｍ未満、又は約１ｍｍ未満の範囲である。いくつかの例では、第２の吸収性構成要素４０の厚さ４０_Ｔは、約０．１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約２ｍｍ、又は約２ｍｍ未満、又は約１ｍｍ未満の範囲である。いくつかの例では、吸収性バイオフォトニック繊維システム１０の厚さ１０_Ｔは、２０_Ｔ、３０_Ｔ及び４０_Ｔの厚さの合計である。

ｉ）バイオフォトニック繊維構成要素
いくつかの実施形態では、バイオフォトニック繊維構成要素は、バイオフォトニック繊維を含む。これらの実施形態のいくつかの実施では、バイオフォトニック繊維は、バイオフォトニック生地又はバイオフォトニックメッシュを形成する。バイオフォトニックメッシュは、化学光がメッシュ内に到達するように、メッシュ内に所定の波模様及び間隔を有していてよく、該間隔はそれに応じて調整してよい。更に別の実施形態では、繊維の配置はランダムであってもよく、スクリム又は他のフェルトのような配向（綿菓子の構造に類似）を形成する規則正しい配置であってもよい。いくつかの他の実施では、バイオフォトニック繊維は織布材料から作製される。いくつかの他の実施では、バイオフォトニック繊維は不織布材料から作製される。

本開示のバイオフォトニック繊維は、バイオフォトニック繊維の光活性化又は光刺激によって光活性化可能であるか又は光刺激される光吸収分子を含む。いくつかの例では、光吸収分子は、バイオフォトニック繊維の表面に存在する（例えば、バイオフォトニック繊維に光吸収分子を塗布若しくは噴霧するか、又は光吸収分子を含む組成物又は製剤に繊維を浸漬する）。他の例では、光吸収分子は、バイオフォトニック繊維を作製する材料に組み込まれる（例えば、光吸収分子は、バイオフォトニック繊維を作製する材料と混合される／バイオフォトニック繊維を作製する材料に配合される）。いくつかの他の実施では、光吸収分子は、バイオフォトニック繊維の表面上に存在し、且つバイオフォトニック繊維を作製する材料に組み込まれている／配合されている。

いくつかの例では、バイオフォトニック繊維は、合成繊維、天然繊維、及び紡織繊維であるが、これらに限定されない。例えば、合成繊維は、ポリマーから作製されてもよく、異なるポリマーの組み合わせから作製されてもよい。いくつかの例では、ポリマーは熱可塑性ポリマーである。いくつかの実施では、本開示のバイオフォトニック繊維は、参照によりその全体が本明細書に援用される国際公開第２０１６／０６５４８８号に記載されているようなものである。

いくつかの例では、ポリマーは、アクリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、テフロン、ポリブチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ナイロン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリメチルメタクリレートポリエステル、ポリウレタン、レーヨン、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、又はこれらの任意の混合物から作製される。

いくつかの他の例では、バイオフォトニック繊維は、グリコール酸、コポリマーラクチド／グリコリド、ポリエステルポリマー、コポリマーポリグリコール酸／トリメチレンカーボネート、天然タンパク質繊維、セルロース繊維、ポリアミドポリマー、ポリプロピレンのポリマー、ポリエチレンのポリマー、ナイロン、ポリ乳酸のポリマー、ポリブチレンテレフタレートのポリマー、ポリエステル、コポリマーポリグリコール、ポリブチレン、ポリメチルメタクリレートのポリマー、又はこれらの任意の混合物から作製され得る。

いくつかの実施では、本開示のバイオフォトニック繊維は、通常芯鞘型又はサイドバイサイド型として、バイオフォトニック繊維を形成する２つの異なるポリマーを有する共押出繊維であってもよい。

いくつかの実施では、バイオフォトニック繊維（個々に測定、モノフィラメント）の直径は、約１５マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、約２５マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、約５０マイクロメートル〜約４００マイクロメートル、約５０マイクロメートル〜約３００マイクロメートル、好ましくは約５０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートル、好ましくは約７５マイクロメートル〜約３００マイクロメートル、最も好ましくは約７５マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルで変動する。いくつかの特定の実施では、本明細書に定義されるバイオフォトニック繊維の直径は、約１５マイクロメートル、約２０マイクロメートル、約２５マイクロメートル、約５０マイクロメートル、約７５マイクロメートル、約１００マイクロメートル、約１２５マイクロメートル、約１５０マイクロメートル、約１７５マイクロメートル、約２００マイクロメートル、約２２５マイクロメートル、約２５０マイクロメートル、約２７５マイクロメートル、約３００マイクロメートル、約３２５マイクロメートル、約３５０マイクロメートル、約３７５マイクロメートル、約４００マイクロメートル、約４２５マイクロメートル、約４５０マイクロメートル、約４７５マイクロメートル、約５００マイクロメートルである。いくつかの例では、本明細書に定義されるバイオフォトニック繊維の直径（個別に測定）は、約３１マイクロメートルである。

いくつかの実施では、バイオフォトニック繊維は、約３００デニール〜約４８０デニール、約４１０デニール〜約４７０デニール、約４２０デニール〜約４６０デニール、約４２０デニール〜約４５０デニール、又は約４２８デニールの線質量密度を有する。本明細書で使用するとき、「デニール」という用語は、繊維の線質量密度の尺度の単位を指し、９０００メートルあたりの質量（グラム）として定義される。

いくつかの実施形態では、本開示のバイオフォトニック繊維は、ポリマーペレットを溶融し、押出成形し、次いで、まだ熱いうちに引っ張って繊維にする押出成形工程によって調製される。繊維をＬｕｒｏｌ Ｏｉｌ（商標）／水溶液（１０％）に浸漬した。次いで、保管及び使いやすさのために繊維をボビンに巻き取る。いくつかの例では、本開示のバイオフォトニック繊維は、ＴＥＭ共回転二軸押出成形機を用いて調製される。

いくつかの実施では、光吸収分子は、光に曝露されたときに光励起され、次いで、そのエネルギーを他の分子へと移動させるか又は例えば蛍光等の光としてそれを放出することができる化学化合物である。例えば、いくつかの例では、光吸収分子は、光によって光励起されたときにそのエネルギーを移動させて、光分散を増強又は加速することができる。光吸収分子の例としては、蛍光化合物（又はステイン）（「蛍光色素」又は「フルオロフォア」又は「発色団」としても知られている）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、他の色素群又は色素（生物学的及び組織学的色素、食品着色料、カロテノイド、及び他の色素）を使用することもできる。好適な光吸収分子は、一般的に安全とみなされるもの（ＧＲＡＳ）であってよい。いくつかの例では、光吸収分子は、天然に存在する発色団であるか、又は光を吸収し、１つ以上の波長の光を放出することができる任意の小さな生体分子又は大きな生体分子である。

特定の実施では、本開示のバイオフォトニック繊維は、第１の光吸収分子を含む。いくつかの実施では、第１の光吸収分子は、約３８０ｎｍ〜約１０００ｎｍ、約３８０ｎｍ〜約８００ｎｍ、約３８０ｎｍ〜約７００ｎｍ、約４００ｎｍ〜約８００ｎｍ、又は約３８０ｎｍ〜約６００ｎｍの波長等の可視スペクトル域の波長を吸収する。他の実施形態では、第１の光吸収分子は、約２００ｎｍ〜約１０００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約８００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約６００ｎｍ、又は約２００ｎｍ〜約５００ｎｍの波長を吸収する。一実施形態では、第１の光吸収分子は、約２００ｎｍ〜約６００ｎｍの波長を吸収する。いくつかの実施形態では、第１の光吸収分子は、約２００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２５０ｎｍ〜約３５０ｎｍ、約３００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約３５０ｎｍ〜約４５０ｎｍ、約４００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約４５０ｎｍ〜約６５０ｎｍ、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約６５０ｎｍ〜約７５０ｎｍ、又は約７００ｎｍ〜約８００ｎｍの波長の光を吸収する。いくつかの実施では、光吸収分子は、約４００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲内の光を放出する。特定の実施形態では、治療領域に送達されるフルエンスは、約０．００１〜約６０Ｊ／ｃｍ^２、約４〜約６０Ｊ／ｃｍ^２、約１０〜約６０Ｊ／ｃｍ^２、約１０〜約５０Ｊ／ｃｍ^２、約１０〜約４０Ｊ／ｃｍ^２、約１０〜約３０Ｊ／ｃｍ^２、約２０〜約４０Ｊ／ｃｍ^２、約１５Ｊ／ｃｍ^２〜約２５Ｊ／ｃｍ^２、又は約１０〜約２０Ｊ／ｃｍ^２であってよい。いくつかの実施形態では、５分間の照射後に治療領域に送達されるフルエンスは、約３３Ｊ／ｃｍ^２〜約４５Ｊ／ｃｍ^２又は約５５Ｊ／ｃｍ^２〜約１２９Ｊ／ｃｍ^２である。

本明細書に開示されるバイオフォトニック繊維は、少なくとも１つの追加の光吸収分子を含んでいてもよい。光吸収性分子を組み合わせることにより、組み合わせられた光吸収性分子による光吸収が増加し、吸収性及び光生体調節選択性が向上し得る。このように、特定の実施形態では、本開示のバイオフォトニック繊維は、１つより多い光吸収分子を含む。

バイオフォトニック繊維がその表面（すなわち、繊維の周囲環境と接触している繊維の表面）に光吸収分子を有する他の実施では、このようなバイオフォトニック繊維は、１つ以上の光吸収分子及び担体材料を含む光吸収分子組成物を噴霧することによって調製され得る。

いくつかの具体例では、光吸収分子組成物は、繊維を組成物に浸漬することができる稠度を有する。いくつかの具体例では、光吸収分子組成物は、液体又は半液体の形態である。担体材料は、光吸収分子と相溶性があり、光吸収分子の光活性特性に影響を与えない任意の材料である任意の液体又は半液体の材料、例えば水であってよい。他のいくつかの具体例では、光吸収分子組成物は、光吸収分子組成物を繊維上に噴霧することができる稠度を有する。

バイオフォトニック繊維が該繊維に組み込まれている光吸収分子を有する実施では、バイオフォトニック繊維は、光吸収分子を繊維組成物に組み込むことによって調製される。いくつかの例では、バイオフォトニック繊維は押出成形によって調製される。いくつかの特定の実施では、バイオフォトニック繊維は、紡糸を使用するプロセスによって調製される。紡糸は、湿式、乾式、乾式ジェットウェット、溶融、又はゲルであってよい。紡糸されているポリマーは、流体状態に変換されてもよい。ポリマーが熱可塑性である場合、それを溶融させてもよく、そうでなければ、溶媒に溶解させてもよく、又は可溶性若しくは熱可塑性の誘導体を形成するために化学的に処理してもよい。次いで、溶融したポリマーを紡糸口金に強制的に通し、次いで、冷却してゴム状の状態に、次いで、固化した状態にする。ポリマー溶液を使用する場合は、紡糸口金に強制的に通した後、溶媒を除去する。光吸収分子の組成物は、流体状態のポリマーに添加してもよく、溶融状態のポリマーに添加してもよく、溶媒に溶解しているポリマーに添加してもよい。溶融紡糸は、溶融可能なポリマーに使用することができる。光吸収分子が分散しているポリマーは、紡糸口金から押し出した後に冷却することによって固化する。

使用する光吸収分子の濃度は、バイオフォトニック繊維から放出される光活性の所望の強度及び持続時間、並びに所望の光治療、医療、又は美容の効果に基づいて選択してよい。例えば、キサンテン系色素などのいくつかの色素は、「飽和濃度」に達した後、更に濃度を上げても、発光される蛍光は実質的には増えない。飽和濃度を超えて光吸収分子の濃度を更に上げると、バイオフォトニック繊維を通過する活性化光の量が減少する場合がある。したがって、特定の用途で活性化光よりも多くの蛍光が必要な場合には、高濃度の光吸収分子を使用することができる。ただし、放出される蛍光と活性化光とのバランスが必要な場合には、飽和濃度に近い濃度又は飽和濃度よりも低い濃度を選択してもよい。

本開示のバイオフォトニック繊維において使用することができる好適な光吸収分子としては、クロロフィル色素、キサンテン誘導体、メチレンブルー色素、及びアゾ色素が挙げられるが、これらに限定されるものではない。キサンテン誘導体の例としては、エオシン、エオシンＢ（４’，５’−ジブロモ，２’，７’−ジニトロ−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシンＹ；エオシンＹ（２’，４’，５’，７’−テトラブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシン（２’，４’，５’，７’−テトラブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシン（２’，４’，５’，７’−テトラブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）メチルエステル；エオシン（２’，４’，５’，７’−テトラブロモ−フルオレセイン，モノアニオン）ｐ−イソプロピルベンジルエステル；エオシン誘導体（２’，７’−ジブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシン誘導体（４’，５’−ジブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシン誘導体（２’，７’−ジクロロ−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシン誘導体（４’，５’−ジクロロ−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシン誘導体（２’，７’−ジヨード−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシン誘導体（４’，５’−ジヨード−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシン誘導体（トリブロモ−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシン誘導体（２’，４’，５’，７’−テトラクロロ−フルオレセイン，ジアニオン）；エオシンジ塩化セチルピリジニウムイオン対；エリスロシンＢ（２’，４’，５’，７’−テトラヨード−フルオレセイン，ジアニオン）；エリスロシン；エリスロシンジアニオン；エリチオシンＢ；フルオレセイン；フルオレセインジアニオン；フロキシンＢ（２’，４’，５’，７’−テトラブロモ−３，４，５，６−テトラクロロ−フルオレセイン，ジアニオン）；フロキシンＢ（テトラクロロ−テトラブロモ−フルオレセイン）；フロキシンＢ；ローズベンガル（３，４，５，６−テトラクロロ−２’，４’，５’，７’−テトラヨードフルオレセイン，ジアニオン）；ピロニンＧ，ピロニンＪ，ピロニンＹ；ローダミン等（４，５−ジブロモ−ローダミンメチルエステル；４，５−ジブロモ−ローダミンｎ−ブチルエステル；ローダミン１０１メチルエステル；ローダミン１２３；ローダミン６Ｇ；ローダミン６Ｇヘキシルエステル；テトラブロモ−ローダミン１２３；及びテトラメチル−ローダミンエチルエーテルが挙げられるが、これらに限定されない）のローダミン色素が挙げられるが、これらに限定されない。

いくつかの実施形態では、光吸収分子は、ビタミン等であるがこれらに限定されない内因性分子である。内因性光吸収分子として作用し得るビタミンの例としては、ビタミンＢが挙げられる。いくつかの例では、内因性光吸収分子はビタミンＢ１２である。いくつかの例では、内因性光吸収分子は、７，８−ジメチル−１０−［（２Ｓ，３Ｓ，４Ｒ）−２，３，４，５−テトラヒドロキシペンチル］ベンゾ［ｇ］プテリジン−２，４−ジオンである。いくつかの例では、光吸収分子は、天然に存在する発色団であるか、又は光を吸収し、１つ以上の波長の光を放出することができる任意の小さな生体分子又は大きな生体分子（例えば、ペプチド、ポリペプチド、核酸、炭水化物等）である。

特定の実施形態では、本開示のバイオフォトニック繊維は、相乗的なバイオフォトニック効果を提供するように、上記の光吸収分子のいずれか又はその組み合わせを含んでいてもよい。例えば、以下の光吸収分子の相乗効果のある組み合わせを用いることができる：エオシンＹ及びフルオレセイン；フルオレセイン及びローズベンガル；エオシンＹ、ローズベンガル又はフルオレセインと組み合わせたエリトロシン；エオシンＹ、ローズベンガル、フルオレセイン及びエリトロシンのうちの１つ以上と組み合わせたフロキシンＢ；エオシンＹ、フルオレセイン及びローズベンガル。

いくつかの例では、光吸収分子は、約１００ｇ／Ｌ（全体積）、約５０ｇ／Ｌ、約１０ｇ／Ｌ、約５ｇ／Ｌ、約１ｇ／Ｌ、又は約０．１ｇ／Ｌの濃度で光吸収分子組成物中に存在する。好ましくは、光吸収分子は、約１０ｇ／Ｌ〜約１００ｇ／Ｌの濃度で光吸収分子組成物中に存在する。いくつかの例では、光吸収分子は、０．１ｇ／Ｌよりも低い濃度で光吸収分子組成物中に存在し、例えば、光吸収分子は、ミリグラム／Ｌ又はマイクログラム／Ｌの範囲の濃度で光吸収分子組成物中に存在する。

いくつかの実施形態では、本開示のバイオフォトニック繊維は潤滑剤を含む。いくつかの例では、潤滑剤は、本開示のバイオフォトニック繊維上に塗布される。いくつかの例では、潤滑剤は、Ｌｕｒｏｌｌ Ｏｉｌ（商標）等であるがこれらに限定されないトリートメントオイルである。

いくつかの実施では、本明細書に定義されるバイオフォトニック繊維を織って生地材料にし、複数のバイオフォトニック繊維を含むバイオフォトニック生地を得ることもできる。いくつかの実施では、本明細書に定義されるバイオフォトニック繊維を機械的に、熱的に、又は化学的に絡ませることにより該繊維を互いに結合させて、不織布材料を作製してもよい。いくつかの例では、バイオフォトニック織布又は不織布材料は、衣服、衣料品、創傷被覆材、ギプス包帯（例えば、四肢又は胴体を囲む）、タオル、寝具等であるがこれらに限定されない製造品の製造に使用され得る。いくつかの実施では、衣服は、シャツ、パンツ、手袋、マスク、靴下等であってよい。いくつかの実施では、不織布生地材料は、物品の剛性に影響を与えるランダム又は非ランダムに配向された繊維を有していてよい。これにより、例えば物品がギプス包帯である場合等、特定の形状をとる能力を有する物品を得ることができる。

いくつかの実施では、本明細書に定義されるバイオフォトニック繊維を織ってメッシュにし、バイオフォトニックメッシュを得ることもできる。本明細書で使用するとき、「バイオフォトニックメッシュ」という表現は、バイオフォトニック繊維のゆるく織られたシートを指す。

光吸収分子が繊維のポリマーに配合される実施では、配合されたポリマー又はこのような繊維から作製されたメッシュも光活性化可能である。一方、光吸収分子が繊維のポリマーに配合されない実施では、生地を光活性化可能にするために、このような繊維から作製された生地又はメッシュに光吸収分子組成物を塗布又は浸漬又は噴霧してもよい。

他のいくつかの例では、バイオフォトニック繊維は、不織布のバイオフォトニック生地又はバイオフォトニックメッシュであってよい。このようなバイオフォトニック生地及びバイオフォトニックメッシュは、押出成形され、紡糸されたフィラメントを均一なランダム方式で回収ベルト上に堆積させ、続いて、繊維を結合させることによって生産することができる。また、ウェブ敷設プロセス中にエアジェット又は静電荷によって繊維を分離してもよい。回収面は、通常、空気流が偏向して、繊維が無制御に運ばれるのを防ぐために穿孔されている。結合は、加熱されたロール又はホットニードルを適用してポリマーを部分的に溶融させ、繊維を融着させることにより、ウェブに強度及び完全性を与える。一般に、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリウレタン、及びレーヨン等であるがこれらに限定されない高分子量且つ分子量分布の広いポリマーをスパンボンド生地の製造に使用することができる。いくつかの例では、バイオフォトニック生地又はバイオフォトニックメッシュは、ポリマーの混合物で構成されていてもよい。高融点繊維が散在している別の繊維であってよい低融点ポリマーがバインダーとして機能することもでき、２つのポリマーを組み合わせて単繊維型にしてもよい。後者の場合、いわゆる二成分繊維は低融点構成要素を有しており、これが高融点芯を覆う鞘として作用する。また、二成分繊維は、２つの隣接するポリマーを押出成形することによって紡糸してもよい。

いくつかの例では、スパンボンディングは、紡糸に沿ってボンディング装置を配置することにより、繊維の紡糸をウェブの形成と組み合わせてもよい。いくつかの配置では、ウェブを別の工程で結合させてもよい。紡糸プロセスは、連続フィラメント糸の生産と同様であってよく、所与のポリマーについて同様の押出成形機条件を利用してよい。溶融ポリマーが紡糸口金を出て、冷気によって急冷されることによって、繊維が形成される。このプロセスの目的は、ワイドウェブを生産することであり、したがって、多数の紡糸口金を並べて配置して、全幅にわたって十分な繊維を生成する。

移動ベルト又はスクリーン上に堆積させる前、紡糸口金の出力は、通常、繊維内の分子鎖を配向させて繊維強度を増大させ、延伸性を低下させるために細くしなければならない複数の個々のフィラメントを含む。これは、紡糸口金を出た直後にプラスチック繊維を急速に延伸することによって達成される。実際には、機械的に又は空気圧で繊維を加速させる。移動ベルト上にフィラメント束を空気圧で堆積させることによってウェブを形成する。空気圧式銃は、高圧空気を使用して、ベンチュリ管のように低圧であるが高速の狭窄領域を通ってフィラメントを移動させる。ウェブが最大の均一性及び被覆率を達成するために、ベルトに到達する前に個々のフィラメントを分離させる。これは、張力下にある間及び堆積前に束に静電荷を誘起することによって達成される。電荷は摩擦電気的に誘起されてもよく、高電圧電荷を印加することによって誘起されてもよい。ベルトは、通常、電気的に接地された導電線で作製される。堆積時に、ベルトがフィラメントを排出する。直線状に配置されたフィラメントを、このような束分離装置を必要としないいわゆるスロットダイを介して紡糸することによってウェブが生産される。

紡糸されたウェブにおける繊維を結合させるために、多くの方法を使用することができる。これらとしては、機械的ニードリング、熱的結合、化学的結合が挙げられる。最後の２つは、繊維の融着又は接着によりウェブの大きな領域を結合（領域結合）又は小さな領域を結合（点結合）させることができる。点結合は、繊維を点で融着させるので、点結合と点結合との間の繊維は比較的自由なままである。短繊維ウェブでは使用されるが、連続フィラメントウェブでは通常使用されない他の方法としては、ステッチボンディング、超音波融着、及び水圧交絡が挙げられる。

いくつかの実施形態では、本技術のバイオフォトニック生地及びバイオフォトニックメッシュは、バイオフォトニック生地又はバイオフォトニックメッシュを構成するバイオフォトニック繊維の間に存在する間隙を有する。

いくつかの実施形態では、本技術のバイオフォトニック繊維は、束状繊維を与えるために１つ以上のパターンに束ねられる。いくつかの例では、本明細書で論じられるように織ってメッシュ又はスクリムにすることができる束状繊維を与えるために、１つ以上のパターン（断面で観察される）に繊維を束ねてもよい。

ｉｉ）吸収性構成要素
いくつかの実施形態では、吸収性構成要素はヒドロゲル構成要素である。このような実施態様では、ヒドロゲル構成要素はヒドロゲルを含む。これらの実施形態のいくつかの実施では、ヒドロゲルは、ヒドロゲルを貫通する複数の開口部を含む。これらの実施形態のいくつかの実施では、ヒドロゲルは、親水性ポリマーマトリックスに分散している水を含む。いくつかの例では、親水性ポリマーマトリックスは、親水性モノマーの架橋親水性ポリマーである。これらの実施形態のいくつかの実施では、ヒドロゲル構成要素は、可塑剤（例えば、有機可塑剤）、界面活性剤、ポリマー、ｐＨ調整剤、電解質、塩化物源、及びこれらの任意の混合物等であるがこれらに限定されない添加剤を更に含む。ヒドロゲルの含水率は、ヒドロゲルの約０重量％〜約９５重量％、場合によりヒドロゲルの約１０重量％〜約９５重量％であってよい。ヒドロゲルの含水率は、少なくとも約４０重量％、場合により少なくとも約５０重量％であってもよい。ヒドロゲルの含水率は、約１０重量％〜約４０重量％であってもよい。ヒドロゲルの含水率は、約５０重量％〜約９５重量％であってもよい。ヒドロゲルは、水を吸収する能力を有し；例えば、ヒドロゲルは、少なくとも約３０重量％、場合により少なくとも約１００重量％、場合により少なくとも約２００重量％、場合により少なくとも約３００重量％、場合により約３００重量％〜約１００００重量％の吸水能力を有し得る。

ヒドロゲルが複数の開口部を含む実施形態では、複数の開口部により、ヒドロゲル構成要素に水分を保持することが可能になる。吸収性バイオフォトニック繊維システムが創傷被覆材に使用される状況では、広い範囲の創傷滲出速度にわたって、湿潤創傷環境を長期間維持することが望ましい場合がある。滲出速度が高いと、ヒドロゲルの開口層が膨潤し、開口部の大きさが小さくなるが、開口部が閉じるほどではない。それにより、ヒドロゲルの層は、ヒドロゲルを除去することも、ヒドロゲルの開口部を塞ぐこともなく、創傷内の水分が過剰になるのを防ぐために創傷液を除去することができる。更に、ヒドロゲルは、水蒸気を吸収し、湿潤創傷接触面を保持するための保湿剤として機能することができる。ヒドロゲルは、当業者の選択により、予重合混合物又は重合生成物に添加され得る１つ以上の追加成分を含んでいてもよい。このような追加成分は、例えば、水、有機可塑剤、界面活性剤、高分子材料（本質的に疎水性又は親水性、タンパク質、酵素、天然ポリマー、及びガムを含む）、ペンダントカルボン酸を有する及び有しない合成ポリマー、電解質、ｐＨ調整剤、着色剤、塩化物源、及びこれらの混合物を含む添加剤から選択され得る。ポリマーは、天然ポリマー（例えば、キサンタンガム）、合成ポリマー（例えば、ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロックコポリマー又はポリ−（メチルビニルエーテル−ａｌｔ−無水マレイン酸））、又はこれらの任意の組み合わせであってよい。

ヒドロゲルが開口部を含む実施形態では、最初にヒドロゲルのシート（又は層）を形成し、次いで、該シートから所望のサイズ及び形状の孔を切り取り、除去することによって、開口部が形成され得る。いくつかの例では、開口部は、当該技術分野において公知の技術を使用し、成形ダイを使用して切り取られる。

ｉｉｉ）追加材料
いくつかの実施形態では、本技術の吸収性バイオフォトニック繊維システムは、例えば、システムの包装、輸送、及び／又は保管において有用であり得る追加の層を含んでいてもよい。例えば、吸収性バイオフォトニック繊維システムは、該システムの片側又は両側に１つ以上のライナーを含んでいてもよい。いくつかの例では、このようなライナーは、使用前に吸収性バイオフォトニックシステムから剥離され得る剥離ライナーであってよい。本明細書では、このような目的のために一般的に使用される任意の市販の剥離ライナーを利用することができる。好適な剥離ライナーの非限定的な例は、ポリエチレン（ＰＥ）ライナー、ポリエステル（ＰＥＴ）フィルム、ポリウレタン（ＰＵ）フィルム等である。いくつかの実施では、吸収性バイオフォトニック繊維システムの一方の側にライナーを配置し、他方の側は接着性（すなわち、粘着性）のままであってもよく、吸収性バイオフォトニック繊維システムの両側にライナーを配置してもよい。

ｉｖ）調製及び使用方法
いくつかの実施形態では、本技術の吸収性バイオフォトニック繊維システムは、本技術のバイオフォトニック繊維又はバイオフォトニック生地又はバイオフォトニックメッシュ上にヒドロゲル前駆体製剤の層を配置することによって調製される。いくつかの例では、ヒドロゲルの開口部を形成するために、適用されたヒドロゲルの一部を切り取り、除去する。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルは、当技術分野に記載の方法に従って切り取られる。

バイオフォトニック繊維構成要素が２つのヒドロゲル構成要素の間に存在する（すなわち、２つのヒドロゲル構成要素の間に挟まれている）実施形態では、ヒドロゲルの開口部は、バイオフォトニック繊維の繊維に埋め込まれた光吸収分子に光が到達し、光吸収分子によって放出された光がヒドロゲル構成要素から出て行くことができる厚さを有する。

いくつかの実施形態では、バイオフォトニック繊維の間に形成された間隙内にヒドロゲルが存在するように、バイオフォトニック繊維構成要素の少なくとも一部がヒドロゲル構成要素の少なくとも一部に埋め込まれていてもよい。

いくつかの実施形態では、バイオフォトニック繊維の間に存在する間隙は、ヒドロゲル構成要素からの水分の蒸発を促進するために十分に大きい。

いくつかの実施形態では、ヒドロゲルの開口部は、水分の蒸発を促進するために十分に大きい。高い蒸発速度は、開口部周辺のヒドロゲルの膨潤を最小限に抑え、その結果、開口部の閉鎖の程度を低下させることに寄与すると考えられる。いくつかの例では、ヒドロゲル内の開口部は、吸収性バイオフォトニック繊維システムにおける放出された光の移動を促進することに加えて、バイオフォトニック繊維によって放出された光の吸収性バイオフォトニック繊維システムの外への移動を促進する。例えば、図２を参照すると、ヒドロゲル構成要素４０の非組織対向面４０_Ｔに到達した光（例えば、化学光源によって放出された）は、バイオフォトニック繊維構成要素２０に到達するように、ヒドロゲル構成要素４０のヒドロゲルを通り、一部はヒドロゲルの開口部を通って移動する。バイオフォトニック構成要素２０に到達した光は、バイオフォトニック繊維内／上に存在する光吸収分子を光活性化する。次いで、光活性化された光吸収分子は蛍光を放出し、これは順にバイオフォトニック繊維構成要素２０の組織対向面２０_１及びヒドロゲル構成要素３０の非組織対向面３０_２に到達する。次いで、蛍光は、ヒドロゲルを通り、一部は開口部を通って移動して、ヒドロゲル構成要素３０の組織対向面３０_１に到達し、吸収性バイオフォトニック繊維システム１０の外に出る。吸収性バイオフォトニック繊維システム１０によって放出された蛍光は、例えば創傷等の組織の光子治療に使用することができる。

いくつかの実施形態では、本開示の吸収性バイオフォトニック繊維システムは、治療及び／又は美容及び／又は医療の効果を有し得る。これら実施形態のいくつかの実施では、吸収性バイオフォトニック繊維システムは、光療法を必要としている被験体の組織若しくは器官の予防及び／若しくは治療を促進するため、並びに／又は組織若しくは器官を治療するために使用してよい。いくつかの例では、吸収性バイオフォトニック繊維システムは、創傷治癒を促進するために使用してもよい。この場合、吸収性バイオフォトニック繊維システムは、医師若しくは他の医療提供者、又は在宅患者の介護者、又は患者のみによって必要であるとみなされたときに創傷部位に適用してよい。特定の実施形態では、吸収性バイオフォトニック繊維システムは、傷跡の修正を最適化するために創傷閉鎖後に使用してもよい。この場合、吸収性バイオフォトニック繊維システムは、週１回等の一定の間隔で適用してもよく、医師若しくは他の医療提供者又は患者のみによって適切であるとみなされた間隔で適用してもよい。本開示の吸収性バイオフォトニック繊維システムによって治療され得る創傷としては、例えば、様々な原因により惹起された皮膚及び皮下組織への傷害（例えば、手術部位の感染、長期間の床上安静による褥瘡性潰瘍、トンネルを含む褥瘡性潰瘍、定着創又は感染創、外傷又は手術によって誘発された創傷、火傷、糖尿病又は静脈不全に関連した潰瘍）、並びに様々な特徴を有する動脈性創傷、動脈性潰瘍、虚血性潰瘍が挙げられる。特定の実施形態では、本開示は、例えば、火傷、切開創、切除、病変、裂創、擦過創、穿刺又は穿通創、外科的創傷、挫創、血腫、挫滅創、切断、手術後の創傷、ただれ、及び潰瘍を治療する及び／又は治癒を促進するための吸収性バイオフォトニック繊維システムを提供する。

特定の実施形態では、本開示の吸収性バイオフォトニック繊維システムは、全身的又は局所的な抗生物質治療（例えば、テトラサイクリン、エリスロマイシン、ミノサイクリン、ドキシサイクリン等）と組み合わせて使用される。いくつかの実施では、本開示の吸収性バイオフォトニック繊維システムで構成される製造品は、例えば、細菌が定着した創傷に関連する望ましくない臨床的転帰を最小限に抑えるために創傷の治療に使用される場合、細菌の増殖を制御することができる可能性がある。

いくつかの実施形態では、本開示のバイオフォトニック繊維及び生地は、被験体、例えば被験体の組織（例えば、創傷組織）に対して光療法を行う方法において使用され得る。このような方法は、本明細書で定義される吸収性バイオフォトニック繊維システムを、光療法を必要としている被験体又は組織に適用する工程と、該吸収性バイオフォトニック繊維システムに、光吸収分子の吸収スペクトルと部分的に又は完全に重なる波長を有する光を照射する工程とを含む。このような実施形態では、吸収性バイオフォトニック繊維システムのヒドロゲル構成要素の組織対向面を、被験体の組織（例えば、皮膚）上に配置する。次いで、吸収性バイオフォトニック繊維システムの露出した非組織対向面（例えば、バイオフォトニック繊維構成要素の非組織対向面、又はヒドロゲル構成要素の非組織対向面のいずれか）に光を照射する。

本開示の方法では、化学光の任意の光源を使用することができる。任意の種類のハロゲン、ＬＥＤ、若しくはプラズマアークのランプ、又はレーザーが好適であり得る。好適な化学光源の主な特徴は、吸収性バイオフォトニック繊維システム中に存在する１つ以上の光吸収分子を活性化するのに適切な波長（複数可）の光を放出することであろう。一実施形態では、アルゴンレーザを使用する。別の実施形態では、リン酸チタニルカリウム（ＫＴＰ）レーザー（例えば、ＧｒｅｅｅｅｎＬｉｇｈｔ（商標）レーザー）を使用する。更に別の実施形態では、光硬化装置等のＬＥＤランプが化学光源である。更に別の実施形態では、化学光源は、約２００ｎｍ〜８００ｎｍの波長を有する光源である。別の実施形態では、化学光源は、約４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長を有する可視光源である。別の実施形態では、化学光源は、約４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する可視光源である。更に別の実施形態では、化学光源は青色光である。更に別の実施形態では、化学光源は赤色光である。更に別の実施形態では、化学光源は緑色光である。更に別の実施形態では、化学光源は、混合光、例えば、赤色光と青色光又は赤色光と緑色光等である。

更に、化学光源は、好適な出力密度を有していなければならない。非平行光源（ＬＥＤ、ハロゲンランプ又はプラズマランプ）のための好適な出力密度は、約０．１ｍＷ／ｃｍ^２〜約２００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲内である。レーザー光源のための好適な出力密度は、約０．５ｍＷ／ｃｍ^２〜約０．８ｍＷ／ｃｍ^２の範囲内である。

いくつかの実施形態では、光は、被験者の皮膚表面において約０．００１ｍＷ／ｃｍ^２〜約５００ｍＷ／ｃｍ^２、又は約０．１〜３００ｍＷ／ｃｍ^２、又は約０．１〜２００ｍＷ／ｃｍ^２のエネルギーを有し、印加されるエネルギーは、治療される状態、光の波長、光源からの組織の距離、及び吸収性バイオフォトニック繊維システムの厚さに少なくとも依存する。特定の実施形態では、被験体の組織における光は、約１〜４０ｍＷ／ｃｍ^２、又は約２０〜６０ｍＷ／ｃｍ^２、又は約４０〜８０ｍＷ／ｃｍ^２、又は約６０〜１００ｍＷ／ｃｍ^２、又は約８０〜１２０ｍＷ／ｃｍ^２、又は約１００〜１４０ｍＷ／ｃｍ^２、又は約３０〜１８０ｍＷ／ｃｍ^２、又は約１２０〜１６０ｍＷ／ｃｍ^２、又は約１４０〜１８０ｍＷ／ｃｍ^２、又は約１６０〜２００ｍＷ／ｃｍ^２、又は約１１０〜２４０ｍＷ／ｃｍ^２、又は約１１０〜１５０ｍＷ／ｃｍ^２、又は約１９０〜２４０ｍＷ／ｃｍ^２である。

光吸収分子の活性化は、照射のほぼ直後（フェムト秒又はピコ秒）に生じ得る。本開示のバイオフォトニック繊維及び生地の吸収された光、反射された光、及び再放出された光の相乗効果、並びに治療される組織との相互作用を利用するためには、長時間の曝露期間が有益である可能性がある。一実施形態では、吸収性バイオフォトニック繊維システムの化学光への曝露時間は０．０１分〜９０分の期間である。別の実施形態では、吸収性バイオフォトニック繊維システムの化学光への曝露時間は１分〜５分の期間である。いくつかの他の実施形態では、吸収性バイオフォトニック繊維システムに１分〜３分の期間照射される。特定の実施形態では、約１〜３０秒、約１５〜４５秒、約３０〜６０秒、約０．７５〜１．５分、約１〜２分、約１．５〜２．５分、約２〜３分、約２．５〜３．５分、約３〜４分、約３．５〜４．５分、約４〜５分、約５〜１０分、約１０〜１５分、約１５〜２０分、又は約２０〜３０分の期間、光が適用される。治療時間は、約９０分、約８０分、約７０分、約６０分、約５０分、約４０分、又は約３０分以下の範囲であってよい。治療領域に送達されるフルエンスの量を調整することにより、線量を維持するために治療時間を調整できることが理解されるであろう。例えば、送達されるフルエンスは、約４〜約６０Ｊ／ｃｍ^２、４〜約９０Ｊ／ｃｍ^２、１０〜約９０Ｊ／ｃｍ^２、約１０〜約６０Ｊ／ｃｍ^２、約１０〜約５０Ｊ／ｃｍ^２、約１０〜約４０Ｊ／ｃｍ^２、約１０〜約３０Ｊ／ｃｍ^２、約２０〜約４０Ｊ／ｃｍ^２、約１５Ｊ／ｃｍ^２〜約２５Ｊ／ｃｍ^２、又は約１０〜約２０Ｊ／ｃｍ^２、又は約０．００１Ｊ／ｃｍ^２〜約１Ｊ／ｃｍ^２であってよい。

特定の実施形態では、吸収性バイオフォトニック繊維システムに特定の間隔で再照射してもよい。更に別の実施形態では、化学光源は、適切な曝露時間の間、治療される領域上で連続運動している。更に別の実施形態では、吸収性バイオフォトニック繊維システムが少なくとも部分的に光退色するか又は完全に光退色するまで、吸収性バイオフォトニック繊維システムに照射してもよい。

特定の実施形態では、吸収性バイオフォトニック繊維システムの光吸収分子は、太陽及び天井照明からの光を含む周囲光によって光励起され得る。特定の実施形態では、光吸収分子は、電磁スペクトルの可視域の光によって光活性化され得る。光は、太陽光、電球、ＬＥＤ装置；テレビ、コンピュータ、電話、モバイル機器等の電子ディスプレー画面；モバイル機器の懐中電灯等の任意の光源によって放出され得る。本開示の方法では、任意の光源を使用することができる。例えば、周囲光と直射太陽光又は直接人工光との組み合わせを使用してよい。周囲光としては、ＬＥＤ電球、蛍光灯等の天井照明、及び間接太陽光を挙げることができる。

本開示の方法では、吸収性バイオフォトニック繊維システムは、光の適用後に組織から除去されてもよい。他の実施形態では、吸収性バイオフォトニック繊維システムは、組織上に長時間放置され、状態を治療するのに適切な時点において直接光又は周囲光で再活性化されてもよいし、されなくてもよい。

特定の実施形態では、本開示の吸収性バイオフォトニック繊維システムは、製造品、例えば医療機器（例えば、創傷被覆材等）の製造において使用してもよい。

等価な組成物、方法、及びキットの特定は、十分に当業者の技能の範囲内であり、本開示の教示に照らして、日常的な実験以上のものは必要としないであろう。本開示の実施は、以下の実施例から更により完全に理解されるが、これは説明のためだけに本明細書に提示され、いかなる方法でも本開示を限定するものとして解釈されるべきではない。

以下の実施例は、本技術の様々な実施形態の実施について説明するために与えられる。これらは、この技術の全体的な範囲を限定することを意図するものでもなく、規定することを意図するものでもない。本技術は、本明細書に記載され、図示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の実施形態で定義される本開示の範囲内の全ての改変例及び変形例を含むことが理解されるべきである。

実施例１：バイオフォトニック繊維メッシュの蛍光放出特性
ポリマー材料（すなわち、光吸収分子を配合したポリマー材料）で作製された繊維に光吸収分子を組み込んだ。この配合は、ポリマー溶融物を得、該ポリマー溶融物に固体形態の光吸収分子を直接添加し、次いで、該溶融物を冷却することを含んでいた。このプロセスにより、光吸収分子をポリマー繊維に組み入れることができた。光吸収分子のポリマーに対する比は、使用される光吸収分子に依存するように選択され、例えば、エオシンＹについては、１％ｗ／ｗの比（水中）をマスター発色団バッチに使用した。ポリプロピレンポリマー（ＰＰ）、ポリエチレンポリマー（ＰＥ）、ナイロン６、又はポリ乳酸ポリマー（ＰＡ）、又はこれらの組み合わせでバイオフォトニック繊維を作製した。エオシンＹ若しくはフルオレセイン、又はエオシンＹとフルオレセインとの組み合わせを、光吸収分子として用いた。ポリエチレンで作製されたバイオフォトニック繊維を５０／５０ポリエチレン芯／ポリプロピレン鞘にした。幅１１ｃｍの１ｍｍ厚メッシュ（１ｍｍメッシュ）及び幅２２ｃｍの２ｍｍ厚メッシュ（２ｍｍメッシュ）を作製するために、バイオフォトニック繊維を編むことによってバイオフォトニックメッシュを作製した。ＫＴ−Ｌ（商標）ランプを使用して５ｃｍで５分間照射した後、蛍光を放出する能力についてバイオフォトニックメッシュを評価した。１ｍｍ厚メッシュについては表１に、２ｍｍ厚メッシュについては表２に結果を提示する。

表１：光刺激を受けたバイオフォトニック織布メッシュ（１ｍｍ）の蛍光放出

表２：光刺激を受けたバイオフォトニック織布メッシュ（２ｍｍ）の蛍光放出

表３は、ＫＴ−Ｌ（商標）ランプを用いて５ｃｍで５分間照射した、１％ｗ／ｗのエオシンＹを含むバイオフォトニックゲル組成物によって放出された蛍光を示す。表１、２、３に提示されたデータから、光活性化吸収性バイオフォトニック繊維システムは、バイオフォトニック組成物（ゲル）によって放出される蛍光と比較して、より多く黄色、橙色、赤色の波長に広がる蛍光を放出することが観察され得る。

表３：エオシンＹを含むバイオフォトニックゲルの蛍光放出

実施例２：バイオフォトニックカーディング材料の蛍光放出特性
バイオフォトニック繊維のカーディング、積層、及び／又はカレンダ加工によって２．２〜２．６Ｊ／ｃｍ^２の範囲で蛍光を放出することができるかどうかを判定するために、不織布バイオフォトニック繊維材料を作製した。実施例１で概説したように、ナイロンバイオフォトニック繊維を作製した。３００デニールの同重量の複数のスプールを作製した。次いで、これらを長さ２．５インチに切断し、１４個のクリンプにした。繊維束を２本のロールの間で把持し、小型チャンバー又はパッキン箱に強制的に入れた。以下の組成を有する様々な重量（ｇｓｍ）のカーディング材料を作製した：繊維のレーヨン繊維に対する比：５０／５０（ナイロンエオシン／レーヨン）及び７０／３０（ナイロンエオシン／レーヨン）。次いで、繊維束を積層し、カーディングした。３３Ｊ／ｃｍ^２に設定したＫＴ−Ｌ（商標）ランプを使用して５ｃｍで５分間照射した後、蛍光を放出する能力についてこれら不織布バイオフォトニック繊維材料を評価した。結果を表４に提示する。

表４：不織布バイオフォトニック繊維システムによって放出される蛍光

＊低坪量：１００〜１２９ｇｓｍ
＊＊高坪量：１３５〜１５０ｇｓｍ

実施例３：ヒドロゲルの蛍光放出特性
６７％ヒドロゲルを調製した。ＫＴ−Ｌ（商標）ランプを使用して５ｃｍで５分間照射した後、蛍光を放出する能力についてヒドロゲルを評価した。結果を表５に提示する。

表５：光刺激を受けたヒドロゲル（ヒドロゲルのみ）の蛍光放出

実施例４：ヒドロゲルを含むバイオフォトニック繊維メッシュの蛍光放出特性
実施例１に記載した１ｍｍのバイオフォトニックメッシュの上に実施例３に記載したヒドロゲルを組み合わせ、ヒドロゲル（すなわち、メッシュの上のヒドロゲル）に照射することによって、ヒドロゲルを含むバイオフォトニック繊維メッシュを調製した。ＫＴ−Ｌ（商標）ランプを使用して５ｃｍで５分間照射した後、蛍光を放出する能力についてバイオフォトニック繊維システムを評価した。結果を表６に提示する。

表６：ヒドロゲルを含む光刺激を受けたバイオフォトニック繊維システムの蛍光放出

実施例３に記載したヒドロゲルの上に実施例１に記載した１ｍｍのバイオフォトニックメッシュを配置し、バイオフォトニックメッシュ（すなわち、ヒドロゲルの上のメッシュ）に照射することによって、更なるバイオフォトニック繊維システムを調製した。ＫＴ−Ｌ（商標）ランプを使用して５ｃｍで５分間照射した後、蛍光を放出する能力についてバイオフォトニック繊維システムを評価した。結果を表７に提示する。

表７：ヒドロゲルを含む光刺激を受けたバイオフォトニック繊維システムの蛍光放出

実施例５：ヒドロゲルを含むバイオフォトニックカーディング材料の蛍光放出特性
実施例３に記載したヒドロゲルを実施例２に記載した吸収性バイオフォトニックカーディング材料と組み合わせ、ヒドロゲルに照射することにより、バイオフォトニックカーディング材料を調製した。３３Ｊ／ｃｍ^２に設定したＫＴ−Ｌ（商標）ランプを使用して５ｃｍで５分間照射した後、蛍光を放出する能力についてバイオフォトニックカーディング材料を評価した。結果を表８に提示する。

表８：ヒドロゲルを含む光刺激を受けたバイオフォトニックカーディング材料の蛍光放出

＊低坪量：１００〜１２９ｇｓｍ
＊＊高坪量：１３５〜１５０ｇｓｍ

実施例６：吸収性バイオフォトニック繊維システムの抗炎症特性
実施例１で定義した吸収性バイオフォトニック繊維システムの抗炎症効果を評価するために実験を行った。皮膚ヒト線維芽細胞（ＤＨＦ細胞）を、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ、Ｍａｎａｓｓａｓ，ＶＡ，ＵＳＡ）から購入し、線維芽細胞増殖キット−低血清（ＡＴＣＣ）を補充した線維芽細胞基本培地中で増殖させた。細胞を８０％コンフルエントで継代し、３回目及び４回目の継代時に使用した。ヒト組換えＩＬ−１α，β及びＥｌｉｓａキットは、Ｒ＆Ｄ ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ，ＵＳＡ）から購入した。ＸＴＴは、Ｆｉｓｈｅｒ Ｔｈｅｒｍｏｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ，ＵＳＡ）から購入した。使用したヒドロゲル被覆材は、３０％Ｈ_２Ｏであり、５０／５０メッシュであった。刺激の前に、炎症促進性サイトカインＩＬ−６放出を評価するために６０，０００細胞／ウェルの密度で２，２ウェルスライドＬａｂ−Ｔｅｋ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ；Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ，ＵＳＡ）にＤＨＦ細胞を播種した。加湿した５％ＣＯ_２環境において３７℃で５〜６時間インキュベートした後、細胞を２０ｎｇ／ｍＬのＩＬ−１α／βカクテルで１８時間予備刺激した。翌日、照射の期間中に培地をＰＢＳに交換した。次いで、新鮮ＩＬ−１α／β培地を添加し、ＩＬ−６産生の経時変化（３、６、１８、２４、４８、７２時間）を行った。次いで、各時点で上清を回収し、Ｅｌｉｓａキットで分析した。照射条件：ＫＴ−Ｌ（商標）ＬＥＤランプＬＢＬ−０１２９から５ｃｍの距離で５分間、又は１分間休止を含んで５分間を２回照射（５−１−５）。１）未処理対照（細胞を刺激又は処理のいずれにも曝露しなかった）；２）刺激対照（細胞を刺激したが処理しなかった）；３）バイオフォトニックメッシュ＋ヒドロゲル被覆材５０／５０（刺激された細胞を直接接触している被覆材で処理した）；４）メッシュなしのブランクヒドロゲル（刺激した細胞を直接接触しているブランクで処理した）；及び５）デキサメタゾン５μＭ（抗炎症特性としての陽性対照）。別の等しい条件セットは、細胞を光に曝露することなく試験した。

製造業者のプロトコールに従ってＥＬＩＳＡを実施した。分析のために試薬希釈剤（必要に応じて）でサンプルを希釈した。４５０ｎｍにおける吸光度をＳｙｎｅｒｇｙ ＨＴマイクロプレートリーダー（Ｂｉｏｔｅｋ，Ｗｉｎｏｏｓｋｉ，ＶＴ，ＵＳＡ）を用いて測定し、５７０ｎｍにおける吸光度について補正した。結果をＥｘｃｅｌ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ｏｆｆｉｃｅ ２０１６）を用いて分析した。各実験の終了時に、（２，３−ビス−（２−メトキシ−４−ニトロ−５−スルホフェニル）−２Ｈ−テトラゾリウム−５−カルボキサニリド）（ＸＴＴ）のフォルマザンへの還元をアッセイすることにより、培養細胞の生存率を求めた。処理後、細胞をＸＴＴ溶液（最終濃度２５０μｇ／ｍＬ）と共に３７℃で２時間インキュベートした。培地の存在下における対照吸光度の百分率として、生細胞の減少を計算した。４５０ｎｍにおける吸光度をＳｙｎｅｒｇｙ ＨＴマイクロプレートリーダー（Ｂｉｏｔｅｋ，Ｗｉｎｏｏｓｋｉ，ＶＴ，ＵＳＡ）を用いて測定した。結果をＥｘｃｅｌ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ｏｆｆｉｃｅ ２０１６）を用いて分析した。統計解析は、それぞれＤＲＣ及びＴＣ並びに細胞増殖アッセイについて、チューキーの多重比較検定を伴う二元配置分散分析又は一元配置分散分析を用いて行った。ＫＴ−Ｌ（商標）ＬＥＤランプと組み合わせて適用したとき、ヒドロゲルメッシュ５０／５０がＩＬ−６誘導に対して任意の抗炎症効果を有するかどうかを判定するために、上記の通り、健常ＤＨＦ細胞を２０ｎｇ／ｍＬのＩＬ−１αβで刺激した。製剤の効果を時間依存的に観察した。その結果を図３Ａ〜３Ｆ及び図４Ａ〜４Ｆに提示する。バイオフォトニックメッシュ＋ヒドロゲル５０／５０で細胞を５分間処理した場合、何の処理も受けなかった対照細胞と比較して、３〜２４時間の曝露によってＩＬ−６が統計的に有意に減少した。４８時間後及び７２時間後には、ＩＬ−６放出はベースラインに戻った。これらの結果は、処理の最初の２４時間以内に５０／５０のバイオフォトニックメッシュ＋ヒドロゲルにより炎症が良好に調節されることを示唆している。２０ｎｇ／ｍＬのＩＬ−１α／βで一晩予備刺激した後、ＫＴ−Ｌ（商標）ランプを用いて５０／５０の組み合わせでメッシュ＋ヒドロゲルを含む吸収性バイオフォトニックシステムでＤＨＦ細胞を処理した。照射後、細胞を再びＩＬ−１α／βカクテルと共に３時間、６時間、１８時間、２４時間、４８時間、又は７２時間インキュベートした。データは、最初の２４時間の間に５０／５０組み合わせのバイオフォトニックメッシュ＋ヒドロゲルによる５分間処理においてＩＬ−６が対照と比較して統計的に有意に減少したことを示す。炎症促進性メディエーター（ＩＬ−６）の産生をＥＬＩＳＡによって評価した。結果は、四連で行った３つの独立した実験の平均値±ＳＤを表す。これらの結果は、本技術の吸収性バイオフォトニックシステムが創傷の治癒及び／又は治療を促進することを示す。

実施例７：吸収性バイオフォトニック繊維システムのインビボ試験
豚に深さ約３ｍｍの創傷（３つ）を作製し（直径５ｃｍ）た。創傷を作製した際に、各創傷から生検を採取した。生検を小片に切断した：ｉ）切断された生検から２片をトリゾールで処理し、液体窒素中で保存し、ｉｉ）切断された生検から１片をホルマリンで処理し、更なる分析に使用した。創傷を作製した日に、健常皮膚（対照）の生検を採取するとともに、創傷部分からも生検を採取した。ヒドロゲルによる処理の前に、リトマス紙を開放領域に適用して、創傷のｐＨを測定した。被覆材を交換する度に同じ適用を繰り返した。創傷周辺及び作製した創傷を覆うために適用した以下の処理システムを試験した：
処理＃１：標準治療（ＳＯＣ）：通常のガーゼを適用し、各処理と処理との間にガーゼが豚にまだ存在していることを確認した。照射は適用しなかった。
処理＃２：実施例１で定義された吸収性バイオフォトニック織布繊維システムを適用し、ＫＴ−Ｐ５０（商標）ランプ（ＫＬＯＸ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ，Ｌａｖａｌ，ＣＡ）を用いた５分間の照射を、創傷から約１．５〜３．０ｃｍの距離で適用した。
処理＃３：実施例６で定義された吸収性バイオフォトニック不織布繊維システムを適用し、ＫＴ−Ｐ５０（商標）ランプ（ＫＬＯＸ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ，Ｌａｖａｌ，ＣＡ）を用いた５分間の照射を、創傷から約１．５〜３．０ｃｍの距離で適用した。

照射期間中、処理された創傷は照射を受けたが、対照創傷は手術中に使用される複数のドレープの層で覆われていた。対照創傷は、創傷がブルーライトに曝露されないように覆われていた。創傷が作製されたとき及び各処理の前にデジタルイメージングカメラで創傷の写真を撮影し、ソフトウェアを使用して測定を行って、以下を規定した：面積、面積減少、外周、長さ、幅、最大深さ、平均深さ、及び体積。治癒パラメータを特徴付けるために、Ｄｒａｉｚｅスコア及びＭｏｄｉｆｉｅｄ Ｈｏｌｌａｎｄｅｒ Ｃｏｓｍｅｓｉｓスコアを用いて各創傷をスコア化した。照射が完了した後、吸収性バイオフォトニック繊維システムを創傷の所定の位置に残し、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅテープ及び包帯で覆った。処理を週２回繰り返し（工程２〜１０を繰り返す）、スコアリングシステムによって全ての創傷が完全閉鎖に達したと判定されるまでこれを継続した。創傷が完全に閉鎖したとき、創傷領域から生検サンプルを採取した。生検の処理及び保管については、工程２に記載の通り行った。以下の表９は、標準治療で１、５、８、１２、１５、１９、２６、２９、及び３３日間処理した後の創傷治癒の進行を示し、表１０は、処理＃２で１、５、８、１２、１５、１９、２６、２９、及び３３日間処理した後の創傷治癒の進行を示し、表１１は、処理＃３で１、５、８、１２、１５、１９、２６、２９、及び３３日間処理した後の創傷治癒の進行を示す。表１２及び１３は、繊維システムに吸収された滲出液の量を表す。

表９：指定の日数の標準治療処理後の創傷治癒の進行

表１０：指定の日数の処理＃２後の創傷治癒の進行

表１１：指定の日数の処理＃３後の創傷治癒の進行

表１２：指定の日数の処理＃２後の繊維システムに吸収された滲出液の量

表１３：指定の日数の処理＃３後の繊維システムに吸収された滲出液の量

吸収性バイオフォトニック繊維システムによる処理（処理＃２及び＃３）は、処理の５日目に創傷がその初期体積の半分になっており、組織型は１００％肉芽組織であったことを示す。また、組織型が肉芽（５１％）及び上皮（４９％）であった場合、１２日目に創傷が閉鎖した。この創傷の閉鎖速度は０．６４ｃｍ^３／日であったが、標準的なバイオフォトニック製剤（ゲル）で処理した創傷の閉鎖速度は０．４ｃｍ^３／日であった（データは示さない）。これらの結果を踏まえて、吸収性バイオフォトニック繊維システムによる処理は、標準治療処理と比較して、そして、標準的なバイオフォトニック製剤（ゲル）と比較して、治癒プロセスを加速させる。吸収性バイオフォトニックシステムで処理した創傷は、標準的なバイオフォトニック製剤（ゲル）で処理した創傷よりも約４１％早く閉鎖した。

参照による援用
本明細書に引用された全ての参照文献及びその参照文献は、更なる又は別の詳細、特徴、及び／又は技術的背景を教示するために、必要に応じてその全体が参照により本明細書に援用される。

等価物
本開示は、特定の実施形態を参照して具体的に図示及び説明されてきたが、望ましくは、上に開示された特徴及び機能及び他の特徴及び機能の変形例又はその代替例を組み合わせて他の多くの異なるシステム又は用途にすることができることが理解されるであろう。また、現在では予見できない又は予測できない様々な代替例、改変例、変形例、又は改良例が、この後当業者によって作製される可能性があるが、これらも以下の実施形態によって包含されることが意図される。

Claims (36)

1. − 少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素と；
   − 少なくとも１つの吸収性構成要素と
   を含み、
   前記の少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素が、光に曝露された際に光刺激を受けて蛍光を放出する、吸収性バイオフォトニック繊維システム。
2. 前記の少なくとも１つの吸収性構成要素がヒドロゲル構成要素である、請求項１に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
3. 前記の少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素がバイオフォトニック繊維を含む、請求項１又は２に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
4. 前記バイオフォトニック繊維が織布である、請求項３に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
5. 前記バイオフォトニック繊維が不織布である、請求項３に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
6. 前記バイオフォトニック繊維が光受容分子を含む、請求項３に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
7. 前記光受容分子がエオシンＹである、請求項６に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
8. 前記光受容分子がエオシンＹ及びフルオレセインである、請求項６に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
9. 前記の少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素の光刺激によって、前記吸収性バイオフォトニックシステムが蛍光を放出するようになる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
10. 放出された前記蛍光が４００ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲の波長を有する、請求項９に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
11. 前記の少なくとも１つのバイオフォトニック繊維の光刺激により、前記吸収性バイオフォトニックシステムが、黄色、橙色、及び／又は赤色の領域の蛍光を放出するようになる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
12. 前記バイオフォトニック繊維がナイロンで構成されている、請求項３〜１１のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
13. 前記バイオフォトニック繊維の繊維間に間隙が存在する、請求項３〜１１のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
14. 前記の少なくとも１つの吸収性構成要素がヒドロゲルを含む、請求項２〜１３のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム
15. 前記ヒドロゲルが複数の開口部を含む、請求項１４に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
16. 約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約９ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約６ｍｍ、又は約２ｍｍ〜約６ｍｍの厚さを有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
17. 前記の少なくとも１つのバイオフォトニック構成要素が、約０．１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約２ｍｍ、又は約２ｍｍ未満、又は約１ｍｍ未満の厚さを有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
18. 前記の少なくとも１つの吸収性構成要素が、約０．１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約２ｍｍ、又は約２ｍｍ未満、又は約１ｍｍ未満の厚さを有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
19. 前記の少なくとも１つのバイオフォトニック構成要素が、第１の吸収性構成要素と第２の吸収性構成要素との間に配置されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
20. 前記の少なくとも１つのバイオフォトニック繊維剤構成要素がメッシュである、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
21. 吸収性バイオフォトニック繊維システム創傷被覆材である、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム。
22. 創傷を治癒させるための、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システムの使用。
23. 創傷を治癒させるための、光源と組み合わせた請求項１〜２１のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システムの使用。
24. 創傷を治癒させるための製造品であって、
    − バイオフォトニック繊維を含む少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素であって、前記バイオフォトニック繊維間に間隙が存在するバイオフォトニック繊維構成要素と；
    − ヒドロゲルを含む少なくとも１つの吸収性構成要素であって、前記ヒドロゲルの少なくとも一部が前記間隙内に存在する吸収性構成要素と
    を含む製造品。
25. 前記の少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素がバイオフォトニックメッシュである、請求項２４に記載の製造品。
26. 吸収性バイオフォトニック繊維システム被覆材である、請求項２３又は２４に記載の製造品。
27. 前記被覆材が創傷被覆材である、請求項２６に記載の製造品。
28. 前記バイオフォトニック繊維が光受容分子を含む、請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の製造品。
29. 前記の少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素の光刺激により、前記製造品が蛍光を放出するようになる、請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の製造品。
30. 放出された前記蛍光が４００ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲の波長を有する、請求項２９に記載の製造品。
31. 放出された前記蛍光が４００ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲の波長を有する、請求項２９に記載の製造品。
32. 前記の少なくとも１つのバイオフォトニック繊維の光刺激により、前記吸収性バイオフォトニックシステムが、黄色、橙色、及び／又は赤色の領域の蛍光を放出するようになる、請求項２４〜３１のいずれか一項に記載の製造品。
33. 創傷を治癒させる方法であって、
    ａ）請求項１〜２１のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム又は請求項２４〜３２のいずれか一項に記載の製造品を創傷に適用することと；
    ｂ）バイオフォトニック繊維構成要素の光活性化を達成するのに十分な時間、前記吸収性バイオフォトニック繊維システム又は前記製造品に化学光を照射することと
    を含む方法。
34. 前記少なくとも１つのヒドロゲル構成要素が前記創傷と直接接触しており、前記照射が前記少なくとも１つのバイオフォトニック繊維構成要素に対して実施される、請求項３３に記載の方法。
35. 創傷を治療するための、光活性化された請求項１に記載のバイオフォトニック繊維システムによって黄色、橙色、及び／又は赤色のスペクトルにおいて放出される蛍光の使用。
36. 創傷を治療するためのキットであって、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の吸収性バイオフォトニック繊維システム又は請求項２４〜３２のいずれか一項に記載の製造品を含むキット。

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