JP5133707B2 - 電源併用による治療薬デリバリー用体内医療器具 - Google Patents

Description

電界を駆動力として用いて薬剤を被験者に送るプロセスであるイオン泳動による薬剤デリバリー医療器具は周知である。この技法は通常電界発生に二つ以上の電極と同様に局所的、生理的ｐＨでの正味電荷を帯びた薬剤が必要である。

薬剤の細胞への送達を増進する電気穿孔に依存する医療器具も又周知ある。電気穿孔法は短い一時的な高電圧パルスを用いて細胞膜又は細胞内の細胞小器官に一時的な細孔を生ずる。この一時的な透過化膜を用いて多種多様な治療薬、例えば遺伝子、タンパク質、小分子薬剤、染料、トレーサーなどを細胞や細胞小器官に添加できる。電気穿孔は既に化学療法と血管遺伝子治療や血管内治療を含む遺伝子治療の両者に有効であることが証明されている。例えばディーン（Dean）、“脈管構造と肺の電気穿孔”（Electroporation of the Vasculature and the Lung）、ディエヌエイアンドセルバイオロジー（DNA and Cell Biology）、２２巻（12号）、２００３年、７９７頁；ヤング(Yang)、 “血管遺伝子治療の画像処理”（Imaging of Vascular Gene Therapy）、ラジオロジー（Radiology）、２００３年、２２８巻、３６−４９頁；ダンカン（Duncan）“ポリマー薬物治療法の夜明け時代(The Dawning Era of Polymer Therapeutics)、ネーチャーレビュー（Nature Reviews）、２巻、5月、２００３年、３４７頁；ラバサニファー等（Lavasanifar et al.）、アドバンスドラッグデリバリーレビュ（Advances Drug Delivery Reviews）、５4巻（２００２年）、１６９頁を参照し、それぞれの全体が文献として取り入れる。

残念ながら血管組織の生体内電気穿孔の有効性は、通常電極配置の制限とそれによる電界の最適分配を制限する生体構造により妨げられる。

例えば図１Ａに参照されるように、カテーテル１００の多孔性バルーン１１０内に第一電極Ｅ１と第二電極Ｅ２を備えることが知られている。カテーテル１００を例えば前もって挿入したガイドワイヤーＥ１上に血管壁１５０が形成する管腔のような身体内腔に挿入し、管腔内の所望位置に配置する。多孔性バルーン１１０を膨張して血流を一時的に防ぎ、薬剤溶液がバルーン内に注入される。バルーンの多孔性により、薬剤は血管壁に送達できる。電極系はガイドワイヤーＥ１を一電極として用い、バルーン１１０内に含まれる内部巻きワイヤーＥ２を第二電極として用いる。二つの電極間に電圧をかけると、電界が発生し、周囲の血管壁１５０に電気穿孔を起こし血管壁内の細胞に薬剤を送達する。

残念ながら両電極が血管内腔に位置する電極配置では、電界ベクトル（例えば一次電界ベクトル又は二次電界ベクトル）は血管壁方向を向いている。

この問題に取り組むために他の電極配置が開発された。例えば図１Ｂを参考にすると、血管壁１５０の反対側に血管壁１５０外側に位置する電極Ｅ１とＥ２（例えば二つのステンレススチール電極）をもつカテーテル１００を用いて、ＤＮＡのような分子を電気穿孔により血管壁１５０に送達することは又周知である（即ち電界を血管１５０の外膜面から印加する）。カテーテル１００は使用時には血管内に位置し、バルーン１１５aとバルーン１１５ｂが膨張し、ＤＮＡがバルーン１１５aとバルーン１１５ｂ間の容積に放出される。一旦内腔がＤＮＡで充満されると、方形波電気パルスが電極Ｅ１とＥ２に送られる。図１Ａの電極配置と異なり、電極を血管１５０の外膜面反対側に配置することにより、界ベクトルが血管壁方向に向いた電界が与えられる。しかしこのような方法は二つの電極が血管壁１５０の外側に位置する必要があるため、図１Ａに関連したものに比べより複雑である。図１Ｂに記載の構造は又薬剤が溶液中に与えられ、又任意方向に自由に流れられると云う不都合がある。それ故不均一な電界により薬剤が不均一な分配を起こす。具体例としてパクリタキセルを用いると、この薬剤用量が比較的狭い有効ウインドウ内でなければならいないことが知られており、流体担体使用システムでは困難になる。

上記のような現在使用の電気穿孔デリバーリーシステムでの他の不都合は、加圧薬剤注入に適応する追加の管腔及び取り入れ口が必要なことである。

薬剤添加ヒドロゲルを塗布したバルーンと連結したドラッグデリバリーが又試みられた。しかし薬剤６５％までが曝露６０秒以内にバルーンから血流に流し出される。ノエルカプリス（Noel Caplice）及びロバートシマリ（Robert Simari）、“冠動脈再狭窄での遺伝子移入” （Gene Transfer for Coronary Restenosis）新規血管再生戦略（Novel Revascularization Strategies）、カレントインターベンショナルカージオロジーレポート（Current Interventional Cardiology Reports）、１９９９年、１、１５７−１６４頁はその全体を文献として取り入れる。

本発明の種々の様態には、先行装置の上記や他の欠点に取り組み、イオン泳動、電気穿孔又はその両者のような電界効果に基づく治療薬を送達する（即ち送達が電気的に支援される）種々の改良装置が提供される。

該発明は通常以下のものを含む体内（即ち埋め込み可能、挿入可能など）ドラッグデリバリー装置に関する。（a）一つ以上の治療薬の一つ以上の供給源、（ｂ）一つ以上の第一電極、（ｃ）一つ以上の第二電極及び（ｄ）第一電極と第二電極間に電圧をかける一つ以上の電源。電源を適合して、例えば電気穿孔及び／又はイオン泳動を含む被験者内への治療薬送達の電気的支援を推進する。

該発明の一様態では組織に向う電界が発生できるように、医療器具の被験者内配置時に被験者の組織が第一電極と第二電極間に位置するように適応する。更に治療薬供給源を用いて治療薬が電界へ導入される。

該発明の他様態では、治療薬供給源が一つ以上のタイプのイオン伝導ポリマーと一つ以上のタイプの荷電治療薬を含有するポリマー領域である。

該発明の更なる他様態では、治療薬供給源が一つ以上のタイプの電気導電ポリマーと一つ以上のタイプの荷電治療薬を含有するポリマー領域である。

本発明の利点は電界ベクトルが周囲組織に向けられているため、電気的支援による治療薬送達が増進される体内医療器具が提供されることである。

本発明の他の利点は加圧薬剤注入に対応する管腔や引き込み口の必要なしに電気的支援による治療薬送達が達成される体内医療器具が提供されることである。

以下の詳細な説明と特許請求項を検討すると、本発明のこれらや他様態、実施形態及び利点がその技術分野における通常の技術者には容易に明らかになる。

本発明をより完全に理解するのに以下の該発明での種々の様態と実施形態を参照として利用できる。以下の該発明の詳細記述は該発明を説明するためで限定する意図はない。本発明の範囲は特許請求項により規定される。

上記のように該発明は通常以下のものを含む体内（即ち埋め込み可能、挿入可能など）ドラッグデリバリー装置に関する。（a）一つ以上の治療薬の一つ以上の供給源、（ｂ）一つ以上の第一電極、（ｃ）一つ以上の第二電極及び（ｄ）第一電極と第二電極間に電圧をかける一つ以上の電源。電源を適合して、例えば電気穿孔及び／又はイオン泳動を含む被験者内への治療薬送達の電気的支援を推進する。

例えば該発明の一様態では、治療薬供給源が一つ以上のタイプの電気伝導性ポリマーと一つ以上のタイプの荷電治療薬を含有するポリマー領域である。

他様態では、治療薬供給源が一つ以上のタイプのイオン伝導ポリマーと一つ以上のタイプの荷電治療薬を含有するポリマー領域である。

例えばポリマー領域を第一電極と第二電極間に配置した場合、電極間隔を狭くでき（例えば電極の短絡防止により）、その結果荷電治療薬を駆動する電界の増加をもたらす点でこのポリマー領域の使用は有利になる。更に電界が無い場合には、装置を付けたままでも治療薬の移動性は十分に低く治療薬の過剰な流失を防ぎ、又は装置内に治療薬が保持されるように電界方向を操作できる。更に上記の図１Ｂの装置のような治療薬が溶液として与えられ、任意方向に自由に流動可能な装置とは対照的に、治療薬の移動は治療薬をポリマー領域内に配置することで制限し、その結果治療薬のより正確な局所投薬が可能である。このデザインは又装置の異なる区域に異なる治療薬又は異なる治療薬用量を提供できるという点で有利であり、多くの場合（例えば不安定プラークが血管の片側にある）有益である。更に別の加圧薬剤注入脈管や引き込み口を有する複雑なデザインの必要性が避けられる治療薬送達用医療器具が構築できる。

該発明の他様態に従うと、被験者内に医療器具配置時にベクトルが組織に向かう電界が発生するように、被験者組織（即ち（a）骨格組織、心臓組織及び平滑筋、（ｂ）別名内皮として周知の身体内部上の上皮組織内面、（ｃ）神経組織及び（ｄ）靱帯、腱、軟骨、骨、脂肪組織及び線維組織のような結合組織で、動脈硬化プラークには見られるものも含むが、血液やリンパ液のような流体組織は含まない広範囲の身体構造関連の生きた細胞と生きていない細胞の集合）を第一電極と第二電極間に位置するように電極を適応する。更に治療薬供給源は一つ以上の治療薬が発生電界に導入されるように適応する。これにより例えば電気穿孔効率の増加、イオン泳動効率の増加（例えば一つ以上の荷電治療薬を用いた場合）、或いは両者が生ずる。ここで用いる“配置”とは患者への埋め込みだけか挿入だけからなっても良く、又該装置が被験者内で膨張する段階のような埋め込み或いは挿入以上の更なる段階を含んでも良い。

該発明のこの追加様態のある実施形態では、治療薬供給源は一つ以上のポリマーと一つ以上の治療薬を含有するポリマー領域である。

ある他の実施形態では一つ以上の治療薬は荷電治療薬である。

更なるある実施形態では一つ以上の電極が医療器具周囲の組織に貫通するように適応する。

本発明の種々の様態と実施形態により利益を得る体内医療器具は多数有り、例えば以下のものから選択できる。カテーテル（例えばバルーンカテーテルのような腎カテーテル又は血管カテーテル）、バルーン、ガイドワイヤー、フィルター（例えば大静脈フィルター）、ステント（冠状血管ステント、末梢血管ステント、大脳ステント、尿道ステント、尿管ステント、胆管ステント、気管ステント、胃腸ステント及び食道ステントを含む）、ステントグラフト、血管グラフト、血管アクセスポート、脳動脈塞栓コイル（ググリルミ脱着コイルや種々の他の金属コイル）を含む塞栓装置、心筋プラグ、中隔欠損閉鎖装置、パッチ、ペースメーカーとペースメーカーリード線、除細動リード線と除細動コイル、左心補助循環装置と左心補助循環ポンプ、完全人工心臓、心臓弁、血管弁、生体内組織再生用の組織工学的足場、生体検査装置、更には体内に埋め込むか挿入し、治療薬をそこから放出する多くの他装置。

本発明の医療器具としては、診断、全身治療、或いは例えば以下の任意の組織や器官の局所治療に用いる内部医療器具が挙げられる。腫瘍、心臓、冠状動脈血管系と末梢血管系（全体で“脈管構造”と呼ぶ）、腎臓、膀胱、尿道、尿管、前立腺、膣、子宮及び卵巣を含む泌尿生殖器系、眼、肺、気管、食道、腸、胃、脳、肝臓、膵臓、骨格筋、平滑筋、乳房、皮膚組織、軟骨を含む器官。ここで用いた“治療“は、疾患や病気の防止、疾患や病気関連の兆候や症状の減少や除去、又は疾患や病気の大幅な除去又は完全な除去を意味する。典型的被験者（又”患者“と呼ばれる）は脊椎動物被験者、より一般的には哺乳類被験者、更により一般的にはヒト被験者である。

それ故ある実施形態では、本発明に従う器具は治療薬の組織への送達に適応する。例えば該装置を用いて、特に心臓壁や膀胱壁のような組織外壁を含む種々の組織表面に治療薬を送達できる。治療薬は又管腔壁、例えば以下に相当するものに送達できる。心臓、動脈（例えば冠状動脈、大腿動脈、大動脈、腸骨動脈、頸動脈及び椎骨脳底動脈）と静脈のような心臓血管系脈管、尿道（尿道前立腺部を含む）、膀胱、尿管、膣、子宮、精管及び卵管のような泌尿器生殖器系脈管、鼻涙管、耳管、気管、気管支、鼻腔及び鼻洞のような呼吸器脈管、食道、腸、十二指腸、小腸、大腸、結腸、胆管及び膵管系のような消化管脈管、リンパ系脈管、主要体腔（腹膜腔、胸腔、心嚢）など。

上記のように該発明の種々の様態では一つ以上のポリマーと一つ以上の治療薬を含有するポリマー領域を利用する。

“ポリマー”領域とはポリマーを通常少なくとも５０重量％のポリマー、７５重量％のポリマー、９０重量％のポリマー又はそれ以上のポリマーを含有する領域である。

ここで用いた“ポリマー”とは通常モノマーと云われる同じか異なる構成単位の複数コピーを含有し、通常５乃至１０乃至２５乃至５０乃至１００又はそれ以上の構成要素を含む分子である。構成ポリマー鎖の数と性質により本発明に用いるポリマーは環状、線形及び分岐構造を含む種々の構造を有する。分岐構造としては、特に星形構造（例えば三つ以上の鎖が単一分岐点から放射する構造）、櫛形構造（例えば主鎖と複数側鎖を有する構造）及び樹状構造（例えば樹枝状ポリマーや高分岐ポリマー）が挙げられる。ポリマーは、例えば単一構成単位の複数コピーを含有するホモポリマー鎖、及び／又は少なくとも二つの異なる構成単位の複数コピーを含有するコポリマー鎖を含有し、その単位はランダム分布、統計分布、グラジエント分布及び周期分布（例えば交互分布）を含む種々の分布のいずれかである。“ブロックコポリマー”は例えばホモポリマー鎖とランダムコポリマー鎖及び周期コポリマー鎖から選んだ二つ以上の異なるポリマーを含有するポリマーである。

イオン伝導ポリマー領域はイオン移動が可能で、本発明では荷電治療薬移動が可能なポリマー領域である。他のイオン種のように荷電治療薬が濃度勾配に応えて（“拡散”と呼ばれるプロセスにより）移動し、且つ電場に応えて（“遊走”と呼ばれるプロセスにより）移動する。移動性を増進するためにイオン伝導ポリマー領域は一つ以上の低ガラス転移温度（Ｔｇ）の非晶性ポリマー鎖を含有する。ポリマー鎖が非晶性であるか否かは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いてポリマーマトリクスの熱転移を観察して決定できる。ここで用いた“低Ｔｇポリマー鎖”とは常温より低い、より一般的には約２０℃より低い、約０℃より低い、約―２５℃より低い或いは約―５０℃よりさえ低いＴｇを示すポリマー鎖である。逆に高温又は“高Ｔｇポリマー鎖”は常温より高い、より一般的には５０℃より高い、７５℃より高い或いは１００℃よりさえ高いＴｇを示すポリマー鎖である。Ｔｇは示差走査熱量法（ＤＳＣ）、動的機械分析法（ＤＭＡ）又は誘電分析法（ＤＥＡ）を含む多数の技法のいずれかにより測定できる。“常温”とは通常２５℃−４５℃で、より一般的には体温（例えば３５℃−４０℃）である。イオン伝導ポリマー領域内の移動性は又エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フタル酸ジエチル及び他の可塑剤のような可塑剤の使用により増強される。

イオン伝導ポリマー領域は、イオン移動を可能にする以外に又電荷中和型（例えば非イオン化酸、塩基、塩などの形）とは反対に治療薬をイオン形に維持できる（時々“溶媒和”と呼ばれるプロセスにより）。電荷中和種は通常電場に応じて移送しない（濃度勾配に応じて拡散が進むであろうが）。治療薬をイオン形に維持するに適するポリマーは、通常イオンと錯体を形成できるカチオン及び／又はアニオン配位部位を有するか、又は自身がイオン化する。

適切なイオン伝導ホモポリマーやコポリマーは他の多くの中から、例えば以下が選択できる。（a）ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）（特に低分子量のポリエチレングリコールとも又云われる）及びポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）のようなポリエーテル、（ｂ）ジメチルシロキサンとエチレンオキサイドのブロックコポリマー、ポリジメチルシロキサンーグラフトーエチレンオキサイドの架橋ウレタン網目組織及びポリメチルヒドロシロキサン、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル及びポリエチレングリコールベースのコポリマーのようなポリシロキサン、例えばリアン、ダブリュージェイ等（Liang W-J, et al.）、“エポキシド架橋ポリシラン／ポリエーテル網目組織に基づくハイブリッド電解質のモルフォロジーとイオン導電性の研究”（Morphology and Ionic Conductivity Studies based on Epoxide-Crosslinked Polysilane/Polyether Networks）、マクロモレキュールインケミストリーアンドフィジック（Macromol. Chem. Phys.）、２００４年、２０５巻、６００−６１０頁参照、（ｃ）メトキシエトキシエトキシポリホスファゼン（MEEP）のようなポリホスファゼン、（ｄ）ポリビニルピロリジン、（e）ポリメトキシエトキシエチルメタアクリレート（polyMEEMA）及びポリω−カルボキシオリゴオキシエチレンメタアクリレートのようなポリアクリレートやポリメタアクリレート、（ｆ）ポリクラウンエーテル、（ｇ）例えばポリジエトキシー３−メチルイタコネートやポリジポリプロピレングリコールイタコネートのようなイタコン酸エステル、ポリエチレンサクシネートのようなコハク酸エステル及びポリエチレンアジペートのようなアジピン酸エステルのような高分子電解質、（ｈ）ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリアルキレンスルフィド、ポリプロピオラクトン、酢酸セルロース、ポリビニルメチルケトン、ポリヘキサメチレンビニレン、ポリスチレン、ポリー２―エチルー２オキサゾリンのような他ポリマー及びそのブレンド。

本発明のイオン伝導ポリマー領域内での荷電治療薬のイオン化と輸送を支える最適ホモポリマーとコポリマーは、治療薬から治療薬により変わり、技術の通常技術者により所定治療薬用の適切ポリマーを容易に決められる。

例えば該発明のある実施形態ではイオン化金属―塩錯体を形成するポリマーを用いる。ＰＥＯは、例えばアルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン及び遷移金属カチオンを含む広範囲の金属カチオンと錯体を形成する。これらとしてＬｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｃｓ^＋、Ａｇ^＋、Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｚｎ^２＋、Ｃｕ^２＋などのような多数の一価カチオンと二価カチオンが挙げられる。従ってＰＥＯはこのようなカチオンの安定化と輸送が可能であると同時に種々の治療薬対イオンを含むカチオンの対イオンの安定化と輸送が可能である。更にＰＥＯは金属カチオンと錯体を形成できる非荷電治療薬の輸送を促進できる。例えば銀イオンはオレフィンとポリマーに同時に配位し、例えば特にＰＥＯ、更には酢酸セルロース、ポリビニルメチルケトン、ポリヘキサメチレンビニレン、ポリスチレン、ポリＮ−ビニルピロリドン及びポリー２―エチルー２オキサゾリンを含む種々のポリマーでのオレフィンの輸送を促進できる。

該発明の或る他実施形態では高分子電解質をイオン伝導ポリマーとして用いる。高分子電解質は複数（例えば５、１０、２５、５０、１００又はそれ以上）の荷電部位（例えばイオン的に解離した基）を有するポリマーである。従ってここに規定する高分子電解質という用語は、ポリカチオンとその前駆体（例えば多酸塩基）、ポリアニオンとその前駆体（例えば多塩基酸）、複数の陰性基と陽性基と有するポリマー（例えば複数の酸性基と塩基性基を有するポリマー）、アイオノマー（構成単位の一部ではあるがかなりの部分が電荷を帯びた高分子電解質）などを含む広範囲の種が含まれる。

例えば本発明に従うポリマー領域は実質的に不動の高分子電解質ポリカチオン又は高分子電解質ポリアニオン、更には可動な反対電荷の治療薬を含有する。

多くの高分子電解質は解離基のタイプにより多塩基酸と多酸塩基に分類される。多塩基酸は解離するとプロトンを分離してポリアニオンを生ずる。一方多酸塩基はプロトンを受け入られる基を含み、その結果ポリカチオンを生ずる。高分子電解質分子は架橋して安定性を増加しても良い。

上記のようなイタコン酸ポリアニオン、コハク酸ポリアニオン及びアジピン酸ポリアニオン以外に、ポリアニオンの追加具体例としては他の多くの中で、ポリスチレンスルフォン酸ポリアニオン（例えばポリスチレンスルフォン酸ナトリウム（ＰＰＳ）、ポリアクリル酸ポリアニオン、アルギン酸ナトリウムポリアニオン、ユードラジット（eudragit）ポリアニオン、ゼラチンポリアニオン、ヒアルロン酸ポリアニオン、カラギーナンポリアニオン、硫酸コンドロイチンポリアニオン及びカルボキメチルセルロースポリアニオンが挙げられる。ポリカチオンの具体例としては、他の多くの中で硫酸プロタミンポリカチオン、ポリアリルアミンポリカチオン（例えばポリアリルアミン塩酸塩）（PAH）、ポリジアリルジメチルアンモニウムポリカチオン、ポリエチレンイミンポリカチオン、キトサンポリカチオン、ゼラチンポリカチオン、スペルジミンポリカチオン及びアルブミンポリカチオンが挙げられる。

本発明の或る他実施形態ではイオン液体に基づくイオン輸送ポリマー領域を用いる。例えばイオン輸送ポリマーは、（a）

のようなイミダゾリウム（即ちエチルイミダゾリウム）カチオンとモノエーテル／ポリエーテルスペーサに基づくTFSIがビストリフルオロメタンスルホニルイミドを表し、ｘが例えば２乃至１０の範囲の整数であるモノマー、（ｂ）

のようなイミダゾリウムカチオンとアルキルスペーサに基づくｙが例えば１乃至１０の範囲の０．５の倍数（例えば１，１．５、２、２，５等）であるモノマー、（ｃ）

のようなスルフォン酸アニオンとアルキルスペーサに基づくｎが例えば１乃至２０の範囲の整数であるモノマー及び（ｄ）

のようなスルフォン酸アニオンとモノエーテル／ポリエーテルスペーサに基づくｎが例えば１乃至１０の範囲の整数でRが水素かアルキル（例えばメチル、エチルなど）であるモノマーを含むイオン液体から誘導したモノマーの重合により形成される。より詳細については、例えばエッチ大野等（H. Ohno et al.）、“イオン液体に基づく新種イオン導電ポリマーの開発”（Development of new class of ion conductive polymers based on ionic liquids）、エレクトロキミカアクタ（Electrochimica Acta）、５０巻（２００４年）、２５５−２６１頁に見出され、その全体を文献として取り入れる。このようなポリマーは技術的にはポリカチオンとポリアニオンである。

イオン導電ポリマー領域は、又イオン液体電解質（例えば１−エチルー３−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルフォニルアミド及び／又は１−ブチルー３―メチルイミダゾリウム）存在下にモノマー（例えばメチルメタアクリレート）を重合してイオン液体電解質から作成され、その結果イオン液体電解質用の固体マトリクスを形成する。このタイプの電解質はポリピロール半導体作動装置と連動して効果的に機能することが示された。ディ、ゾウ等（D. Zhou et al.）、ポリピロールとポリマー内蔵イオン液体電解質に基づく半導体作動装置“（Solid state actuators based on polypyrrole and polymer-in-ionic liquid electrolytes）、エレクトロキミカアクタ（Electrochimica Acta）、４８巻（２００３年）、２３５５−２３５９頁で、はその全体を文献として取り入れる。

該発明の或る追加実施形態では導電ポリマーを用いる。導電ポリマーは通常共役バックボーン（例えば交互配列の炭素―炭素一重結合と炭素―炭素二重結合含有のバックボーンを有する）として特徴付けられる。一般的に既知の幾つかの導電ポリマーはポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリーｐ−フェニレンビニレン、ポリスルフォン及びポリアセチレンである。これらポリマーの内で生理条件下でより安定なものの一つであるポリピロールを以下に図示する。

ポリピロールの既知誘導体としては以下の置換ポリマーが挙げられる。特にポリ（N―メチルピロール）、ポリ（N―ブチルピロール）、ポリ（N―（２−シアノエチル）ピロール）、ポリ（N―（２―カルボキシエチル）ピロール）、ポリ（N―フェニルピロール）、ポリ（N―（６−ヒドロキシヘキシル）ピロール）及びポリ（N―（６−テトラヒドロピラニルヘキシル）ピロール）。

導電コポリマーは又上記モノマーと他モノマーから形成できる（例えばピロールモノマー、アニリンモノマー、チオフェンモノマー、エチレンジオキシチオフェンモノマー、ｐ−フェニレンビニレンモノマー、スルフォンモノマー、アセチレンモノマーなどから）。例えばピロールコポリマーは例えば以下モノマー二つ以上から形成できる。特にピロール、１−（２−シアノエチル）ピロール、１−フェニルピロール、ピロールー３−酢酸、ピロールー１―プロピオン酸及び同一物のペンタフルオロフェノールエステル。具体例としては例えばポリ（ピロールーコーピロールー３−酢酸）、ポリ（ピロールーコーピロールー１−プロピオン酸）、ポリ（ピロールーコーピロールー１−プロピオン酸ペンタフルオロフェノールエステル）、ポリ（ピロールーコー１−（２―シアノエチル）ピロール）及びポリ（ピロールーコー１−フェニルピロール）が挙げられる。更なる情報に関しては例えば、グリッドル、エイ等（Glidle, A. et al.）、“センサー材料最適化のための電着コポリマー組成のXPS分析”（XPS assaying of electrodeposited copolymer composition to optimize sensor materials）、ジャーナルオブエレクトロンスペクトロスコピーアンドリレーテッドフェノメナ（Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena）、１２１巻（２００１年）、１３１―１４８頁を参照し、その全体を文献として取り入れる。

電気導電ポリマーは通常その中性状態では半導体である。しかし該ポリマーが酸化又は還元により荷電状態になると（ポリピロールは酸化されると陽に荷電し、還元されると中性になる）、導電率は半導体状態から半金属状態に変化すると考えられる。酸化と還元により電荷の不均衡が起こり、次いでイオン流が材料に入るか出ると考えられている。これらのイオンは通常ポリマー関連のイオン伝導媒体から材料に入るか、材料から出てイオン伝導媒体に入る。例えばイオン（通常“水和殻”と云われる水分子殻で囲まれた）のポリマー内か外への物質移動により寸法変化が導電ポリマーを含む電気活性ポリマー（EAP）で起こる。例えば幾つかの導電ポリマーでは鎖間へのイオン挿入により膨張すると考えられる一方、他では鎖間反発が支配的な影響であると考えられる。機構に関係なくイオンの材料内か外への物質移動によりポリマーの膨張又は収縮をもたらし、大きな応力（例えば１MPaのオーダーで）と歪み（例えば３０％のオーダーで）をもたらす。ここで用いる導電ポリマーの膨張又は収縮とは通常“作動”と呼ばれる。

導電ポリマーは荷電状態では上述の高分子電解質と類似の或る特性を有する高分子電解質に類似している。しかしこれらポリマーは上記高分子電解質と異なり本発明の目的のためのイオン導電ポリマーであるとは考えない。例えばそれらは電気導電性であり、イオン移動に必要な有意な電位勾配（電界）がその中に確立しにくい。

それでも導電ポリマーの酸化還元が材料内外へのイオン流れと関連する事実により、これら材料は荷電治療薬の保持及び／又は送達に有用になる。実際マイケル等（Michel et al.）の研究で例えばヒドロゲルバルーンを用いる局所送達により機械薬理組み合せの療法を用いて優れた血栓溶解が達成されることが報告された。例えばマイケル等（Michel et al.）、“ウロキナーゼによるカテーテルベースの局所血栓溶解：生体内ブタ血栓モデルでの在来型ウロキナーゼ注入法との管腔内血餅溶解の有効性比較“（Catheter-based Local Thrombolysis with Urokinase: Comparative Efficacy of Intraluminal Clot Lysis with Conventional Urokinase Infusion Techniques in an In Vivo Porcine Thrombus Model）、カテーテライゼーションアンドカージオバスクラーダイアグノシス（Catheterization and Cardiovascular Diagnosis）、４１巻、２９３−３０２頁（１９９７年）参照。それ故ポリピロールや他の導電ポリマーの作動性により治療に対する機械要素が提供でき、例えば電気穿孔法と連動して本発明に従う荷電治療薬送達で特に好ましくなる。

導電ポリマーの酸化還元切り替えにより多数の異なる酸化状態に接近できる。これらのレドックス状態は電気化学的切り替え時にポリマーで出入りする電荷均衡対イオン（しばしばドーパントイオンと呼ばれる）により安定化する。具体例としては負に荷電の治療薬を含む種々の電荷均衡アニオンは、ポリピロールのような酸化された陽荷電の導電ポリマーと結合できる。しかし正味の負電荷がポリマーの還元／中和によりポリマー内部に発生し、アニオンがポリマーから除かれる。イオン送達用導電ポリマーの使用に関する更なる情報は、例えば米国特許出願番号２００２／００２２８２６に見られ、その全体を文献として取り入れる。又エッチ、フアン等（H. Huang et al.）、“電気化学制御による５−フルオロウラシル放出に関するプローブビーム偏向の研究”（Probe beam deflection study on electrochemically controlled release of 5-Fluorouracil）、エレクトロキミカアクタ（Electrochimica Acta）、４３巻、９号、９９９−１００４頁、１９９８年；エスケイ、リー等（S.-K. Lee et al.）、“ドラッグデリバリシステム材料としてのポリピロール物性に関する実験分析”（Experimental Analysis on the Properties of Polypyrrole as Drug Delivery System Materials）、スマートストラクチャーエンドマテリアルズ（Smart Structures and Materials）、２００３年：電気活性ポリマー作動器具と装置（Electroactive Polymer Actuators and Devices）（EAPAD）、ヨセフ、バーーコーエン（Yoseph Bar-Cohen）編、プロシーディングオブエスピーアイイー（Proceedings of SPIE）、５０５１巻（２００３年）で、ポリピロールからのサルチル酸塩とエピネフリンのような荷電薬剤の送達を記載；アールエル、ブランクスプール（R.L. Blankspoor）、エルエル、ミラー（L.L. Miller）、”重合化３−メトキシチオフェン、アニオンの制御放出用加工可能材料”（Polymerized 3-Methoxythiophene. A processable Material for the Controlled Release of Anions）、ジャーナルオブケミカルソサエティ、ケミカルコミュニケーション（J. Chem. Soc., Chem. Commun.）、９０−９２頁（１９８５年）で３−メトキシチオフェンからのグルタミン酸イオンの送達を記載；エイシー、チャン（A.-C. Chang）、エルエル、ミラー（L.L. Miller）、“３−メトキシチオフェンオリゴマーフィルムからのサリチル酸塩、TCNQ^―及びフェロシアン酸塩の電気化学的制御結合と放出”（Electrochemically Controlled Binding and Release of salicylate, TCNQ- and Ferrocyanide from Films of Oligomeric 3-Methoxythiophene）、ジャーナルオブエレクトロアナリティカルケミストリー（J. Electroanal. Chem.）、２４７巻（１９８８年）、１７８−１８４頁；ビー、ジンガー（B. Zinger）、エルエル、ミラー（L.L. Miller）、“ポリピロールフィルムからの化学薬品の徐放”（Timed Release of Chemicals from Polypyrrole Films）、ジャーナルオブアメリカンケミカルソサエティ（J. Am. Chem. Soc.）、１９８４年、１０６巻、６８６１−６８６３頁で、ポリピロールからのグルタミン酸イオンの放出を記載；ビー、ピロット等（B. Pirot et al.）、“ポリマー塗布電極でのオリゴヌクレオチド捕捉に関する電気化学法”（Electrochemical method for entrapment of oligonucleotides in polymer-coated electrodes）、ジャーナルオブバオメディカルマテリアルリサーチ（J. Biomed. Mater. Res.）、１９９９年、４６巻（４号）、５６６−７２頁で、オリゴヌクレオドのポリー３，４−エチレンジオキシチオフェン導電フィルムへの取り込みで、ポリビニルピロリドンやポリエチレングリコールのような中性の水溶性ポリマー添加によるオリゴヌクレオチドの高収率取り込みの記載を参照。これらの各々はその全体を文献として取り入れる。

本発明のある実施形態では過剰酸化の導電ポリマーを用いて、例えば電気穿孔と連結して荷電治療薬の内部医療器具から送達する。

過剰酸化ピロールは分子認識に用いられた。具体的にはポリピロールフィルムの過剰酸化によりドーパントアニオン（例えばL-グルタミン酸のようなアミノ酸）の分子形を相補する空洞が生じ、そのフィルムがポリマー受容体として利用できることが知られている。ポリマーコロイド（例えばポリアニリンコロイドやポリピロールコロイド）は又過剰酸化されてポリマー受容体を生成できる。過剰酸化ポリマーコロイドは種々のアミノ酸に対して鏡像体選択性を示した。この選択性はポリマーの不可逆的過剰酸化と同時に起こる脱ドーピングプロセス（ドーパントの抽出）により生ずる空洞の観点で説明できる。水溶性有機電解質と無機電解質に分散したコロイドは、溶液中の電位を制御してそのアニオンを取り込み且つ追い出すことができる。更なる情報は例えばビー、デーレ等（B. Deore et al.）、“新規分子刷り込みポリマーマトリクスとしてのドーパント相補空洞を有する過剰酸化ポリピロール”（Overoxidized Polypyrrole with Dopant Complementary cavities as a New Molecularly Imprinted Polymer Matrix）、アナリティカルサイエンス（Anal. Sci.）、１５巻、１９９９年、８２７−８２９頁；ジー、チェン等（Z. Chen et al.）、“L-乳酸塩による鋳型化過剰酸化ポリピロールコロイドによるアミノ酸の鏡像体選択的吸収”（Enatioselective uptake of amino acid with overoxidized polypyrrole colloid templated with L-lactate）、アナリスト（Analyst）、２０００年、１２５巻、２２４９−２２５４頁；エッチ、シージ等（H. Shiigi et al.）、“分子認識用の分子刷り込み過剰酸化ポリピロール材”（Molecularly Imprinted Overoxidized Polypyrrole Materials for Molecular Recognition）、ミクロキミカアクタ（Microchim. Acta）、１４３巻、１５５−１６２頁（２００３年）を参照し、各々はその全体を文献として取り入れる。

該発明の種々の実施形態で用いるポリマー領域は、又導電ポリマー、イオン伝導ポリマー、イオン液体など（イオン伝導特性及び／又は電気導電特性を与える）の種以外に、ポリマー領域のこれらや他の特性を修正するポリマー成分や無機成分を含む成分を備えても良い。

例えば幾つかの実施形態では非イオン伝導、非導電ポリマーを用いて所望の機械特性や他の特性を与える。適切なポリマーとしては、例えば米国特許出願番号２００３／０２３６５１４の段落「５４」に挙げた種々のホモポリマーとコポリマーから選択でき、その全体を文献として取り入れる。組み合わせ（例えばブレンド）によりしばしば各ポリマーの所望特性を兼ね備える。具体例としては電気導電であるがもろく且つ熱安定性に欠けるポリアニリンは、これらの欠点に応えるためにポリイミドとブレンドされた。例えはエムジー、ハン等（M.G. Han, et al.）、“電気導電ポリアニリン／ポリイミドブレンドのX線光電子分光法による研究”（X-ray photoelectron spectroscopy study of electrically conducting polyaniline/polyimide blends）、ポリマー（Polymer）、４１巻（２０００年）、３２５３−３２６２頁を参照し、その全体を文献として取り入れる。

幾つかの実施形態での他具体例としては、（a）上記のようなイオン伝導鎖及び／又は電気導電ポリマー鎖を含有し、且つ（ｂ）ホモポリマー鎖及び／又はコポリマー鎖（例えば米国特許出願番号２００３／０２３６５１４の段落「５４」に挙げた種々のホモポリマーとコポリマーに基づく鎖から選択）含有のブロックコポリマーが用いられる。

無機材料も又該発明のポリマー領域内に備えても良い。例えばそのようなポリマー領域は（a）導電ポリマー、イオン伝導ポリマー、イオン液体など含有の一つ以上のポリマー相と（ｂ）無機材料含有の一つ以上の無機相を含有しても良い。幾つかの場合にはポリマー相と無機相は比較的弱い力（例えばファンデルワールス力、イオン力、水素結合など）により互いに相互作用しても良い。他の場合にはこれらの相はより強い力（例えば共有結合、配位結合及びイオン性配位結合）により一緒に結合する。無機材料の例としては、金属材と炭素系材料、ケイ素系材料、ゲルマニウム系材料及び金属酸化物のような非金属材が挙げられる。具体例としては他の多くの中でも、ポリオキソメタレートを含むケイ素酸化物、ゲルマニウム酸化物、金属酸化物（例えば遷移金属酸化物、スズ酸化物など）及び結晶性アンチモン酸のような結晶化合物が挙げられる。例えばゴメスーロメロ、ピー等（Gomez-Romero, P et al.）、“有機―無機ハイブリッド材料―相乗的活性の探査”（Hybrid Organic-Inorganic Materials-In Search of Synergic Activity）、アドバンスインマテリアル（Adv. Mater.）、２００１年、１３、No３．２月５日；ゾンガ、ペン（Zhonghua Peng）、共有結合型有機―無機ハイブリッドの合理的合成“（Rational Synthesis of Covalently Bonded Organic-Inorganic Hybrids）、アンゲバンテヘミー、インターナショナルエディション（Angew. Chem. Ind. Ed.）、２００４年、４３巻、９３０−９３５頁；ベレッツィ、エフエイ等（Beleze, F.A. et al.）、”導電ポリマーと結晶性アンチモン酸間に形成の有機―無機ハイブリッドの合成と特徴付け“（Synthesis and Characterization of Organic-Inorganic Hybrids）、ジャーナルオブブラジリアンケミストリー（J. Braz. Chem.）、１２巻、４号、５４２−５４７頁、２００１年；マックラクラン、エムジェイ等（MacLachlan, M.J. et al.）、”ニューフェース（界面）、ポリマーと無機材料“（New (inter)Faces: Polymers and Inorganic Materials）、アドバンスインマテリアル（Adv. Mater.）、２０００年、１２巻、Ｎｏ９、６７５頁などで、それぞれはその全体を文献として取り入れる。

該発明の或る様態と実施形態では（例えばある電気穿孔実施形態）、非荷電治療薬を用いてイオン輸送又は電気伝導が可能か又は不可能な（例えばイオン伝導ポリマー又は電気導電ポリマーを含有するかしない）ポリマー領域を含む種々の起源から放出しても良い。このポリマー領域に適するホモポリマー、コポリマー及びポリマーブレンドは、例えばここに記載のものと同様に米国特許出願番号２００３／０２３６５１４の段落「５４」に挙げたものから選択しても良い。

上に示したように本発明に従う医療器具は治療薬デリバリー装置である。“治療薬”、“薬剤”、“生物活性剤”、“医薬品”、“医薬活性剤”及び他の関連用語はここでは互換的に使用でき、遺伝子治療薬と非遺伝子治療薬を含む。治療薬は単独でも組み合わしても使用できる。

技術の通常技術者には容易決定でき、且つ最終的には例えば治療条件、治療薬自身の性質、投与形態が導入される組織などに依存する薬剤有効量で、広範囲の治療薬負荷が本発明の装置と連結して使用できる。

治療薬は例えば以下から選択できる。アドレナリン作用薬、副腎皮質ステロイド、副腎皮質抑制剤、嫌酒薬、アルドステロン拮抗薬、アミノ酸とタンパク質、アンモニア解毒薬、タンパク同化剤、蘇生薬、鎮痛薬、男性ホルモン薬、麻酔薬、食欲抑制化合物、食欲抑制薬、拮抗薬、下垂体前葉活性化薬と下垂体前葉抑制剤、駆虫薬、抗アドレナリン作用薬、抗アレルギー薬、抗アメーバ薬、抗アンドロゲン薬、抗貧血薬、抗狭心症薬、抗不安薬、抗関節炎薬、抗喘息薬、抗アステローム硬化症薬、抗菌剤、抗胆石症薬、胆石除去薬、抗コリン作用薬、抗凝血剤、抗コクシジウム剤、抗痙攣薬、抗うつ剤、抗糖尿病薬、抗利尿薬、解毒剤、抗ジスキネジア薬、制吐薬、抗てんかん剤、抗エストロゲン薬、抗線溶剤、抗真菌薬、抗緑内障薬、抗血友病薬、抗血友病因子、抗出血薬、抗ヒスタミン剤、抗高脂血症薬、抗高リポタンク血症薬、降圧剤、抗低血圧症、抗感染症薬、抗炎症薬、抗角質化剤、抗菌剤、偏頭痛薬、有糸分裂阻害剤、抗真菌薬、抗悪性腫瘍薬、抗ガン補助剤、好中球減少症治療薬、強迫障害治療薬、駆虫剤、抗パーキンソン病薬、抗ニューモシスティス用薬、増殖抑制剤、前立腺肥大治療薬、抗原虫薬、鎮痒薬、乾癬治療薬、抗精神病薬、抗リウマチ薬、抗住血吸虫薬、抗脂漏薬、鎮痙薬、抗血栓剤、鎮咳薬、抗潰瘍薬、抗尿路結石薬、抗ウイルス薬、良性前立腺過形成治療薬、血糖値調整剤、骨吸収阻害剤、気管支拡張薬、炭酸脱水酵素阻害薬、心抑制薬、心臓保護剤、心血管作動薬、利胆薬、利胆作用薬、コリン作動薬、コリン作用物質、コリンエステラーゼ不活性化剤、吸虫抑制剤、認知補助剤と認知強化剤、抑制剤、診断補助薬、利尿薬、ドーパミン作動薬、外部寄生虫撲滅薬、吐薬、酵素阻害剤、エステロゲン、線維素溶解薬、酸素フリーラジカル捕捉剤、消化器運動作用薬、糖質コルチコイド、性腺刺激法、止血剤、ヒスタミンＨ２受容体拮抗剤、ホルモン、コレステロール低下剤、血糖降下薬、脂質低下薬、血圧降下剤、ＨＭＧＣoＡ還元酵素阻害剤、免疫薬、免疫調節剤、免疫応答修飾因子、免疫賦活剤、免疫抑制剤、インポテンス治療補助剤、角質溶解薬、ＬＨＲＨ作用薬、黄体退縮作用薬、粘液溶解薬、粘膜保護薬、散瞳薬、鼻づまり用薬、神経弛緩剤、神経筋遮断薬、神経防護薬、ＮＭＤＡ拮抗剤、非ホルモン性ステロール誘導体、分娩促進薬、プラスミノーゲン活性化因子、血小板活性化因子拮抗剤、血小板凝集阻害剤、脳梗塞後治療と頭部外傷後治療、プロゲスチン、プロスタグランジン、前立腺成長阻害剤、甲状腺刺激薬、向精神薬、放射性試薬、再分配剤、疥癬虫殺虫剤、硬化薬、鎮痛剤、催眠鎮静薬、選択アデノシンA1拮抗薬、セロトニン拮抗薬、セロトニン阻害剤、セロトニン受容体拮抗薬、ステロイド、興奮剤、甲状腺ホルモン、甲状腺阻害剤、甲状腺擬態薬、トランキライザー、不安定狭心症治療薬、尿酸排泄促進薬、血管収縮薬、血管拡張薬、外傷治療薬、創傷治療薬、キサンチン酸化酵素阻害剤及び類似体。

本発明に実施に利用できる多くの追加治療薬が一般に譲渡された米国特許出願番号２００３／０２３６５１４の段落「００４０」乃至「００４６」に記載のものから選択しても良く、ここにその全体の開示を文献として取り入れる。

幾つかの具体的な良好薬剤としては、他の多くの内でパクリタキセル、シロリムス、エバロリムス、タクロリムス、エリスロポリエチンD、デキサメタゾン、エストラジオール、ハロフジノン、シロスタゾール、ゲルダナマイシン、ABT―578（アボットラボラトリーズ（Abbot Laboratories））、トラピジル、リプロスチン、アクチノマイシンＤ、レステンーＮＧ、Ａｐ−１７、アブシキマブ、クロピドグレル、リドグレル、ベータブロッカー、ｂＡＲＫｃｔ阻害剤、ホスホランバン阻害剤及びＳｅｃｒａ２遺伝子／タンパク質、レシキモッド、イミキモッド（更には他のイミダゾキノリン免疫応答修飾因子）、ヒトアポリオタンパク質（例えばAI、AII、AIII、AIV、AVなど）、血管内皮増殖因子（例えばVEGF―２）、更には前述のものの誘導体が挙げられる。

該発明のある様態と実施形態では、選択治療薬は荷電した治療薬である。“荷電治療薬”とは関連電荷を有する治療薬を意味する。例えば治療薬は（a）本来帯電しているか（例えば酸、塩基或いは塩のため）又は（ｂ）荷電種と共有結合で結合して電荷を帯びるように修正するか、或いは（ｃ）荷電種と非共有結合型結合するか（例えば荷電との水素結合に基づくか、荷電種と錯体を形成且つ／又は配位結合を形成して）、又は（ｄ）特にナノカプセルや荷電ミセルを含む荷電ナノ粒子（即ち直径１００ｎｍ以下の荷電粒子）のような荷電粒子に付着するかその中にカプセル化して関連電荷を有しても良い。

一つの具体例としてパクリタキセルを取り上げると、パクリタキセルメチルピリジニウムメシレートとN-２−ヒドロキシプロピルメチルアミドと共役したパクリタキセルを含む種々のパクリタキセルのカチオン形が周知であり、イオン伝導ポリマー、例えばポリーL―グルタミン酸塩のようなアニオン性高分子電解質と錯体を形成できる。パクリタキセルのアニオン形の例としてはパクリタキセルーポリーｌ―グルタミン酸、パクリタキセルーポリーｌ―グルタミン酸―PEOがある。これら以外にもその全体を文献として取り入れた米国特許６，７３０，６９９に、ポリーｄ−グルタミン酸、ポリーｄｌ―グルタミン酸、ポリーｌ−アスパラギン酸、ポリーｄ−アスパラギン酸、ポリーｄｌ―アスパラギン酸、ポリーｌ−リシン、ポリーｄ−リシン、ポリーｄｌ―リシンを含む種々の他ポリマー、ポリエチレングリコール、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸及びポリ乳酸との上記ポリアミノ酸コポリマー、更にはポリー２−ヒドロキエチルー１−グルタミン、キトサン、カルボキメチルデキストラン、ヒアルロン酸、ヒト血漿アルブミン及びアルギン酸と共役したパクリタキセルが記載されている。勿論これらはナトリウムを含む種々の金属カチオンと結合できる。パクリタキセルの更なる他のアニオン形としては、パクリタキセルー１’−リンゴ酸のナトリウム塩のようなカルボキン酸塩形が挙げられ（例えばイーダブリュ、デゥアーメン等（E.W. Damen et al.）、“水溶解度改良のプロドラッグとしてのパクリタキセルリンゴ酸エステル”（Paclitaxel esters of malic acid as prodrugs with improved water solubility）、バイオオーガニックメディシナルケミストリー（Biorg. Med. Chem.）、２０００年、２月８日（２号）、４２７−３２頁）を参照し、その全体を文献として取り入れている。この点ではイオン伝導ポリエーテル（例えばPEO）は、一価又は二価金属カチオン（例えばLi⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Ag⁺、Mg^２＋、Ca^２＋、Zn^２＋、Cu^２＋など）や、かさ高い陰イオンを有する塩と連結して良く機能することが知られている。

本発明の種々な様態と実施形態で用いるポリマー領域は、医療器具支持基板全体か一部だけの上に形成した層を含み、大部分の装置領域が足場や繊維などのような支持基板が不要な種々の形を備えても良い。層は支持基板上の種々の位置で、種々の形状で備えられる。層は互いの上に積み重ねても良い。従って複数の治療薬を順次に現れる複数層に積層できる。ここで用いた所定材料の“層”とはその厚さが長さと幅両者に比して小さい材料領域である。ここで用いた層は平面である必要はなく、例えば支持基板の輪郭を取ることができる。層は不連続でも良い（例えば模様化）。“膜”、“層”及び“塗膜“のような用語はここでは互換性があるように用いる。

ポリマー領域が支持基板全体上又は一部上に形成される場合、支持基板は金属材やセラミック材、炭素系材料、ケイ素系材料、ポリマー材料などのような非金属材を含む種々の材料から形成できる。

例えば塗装の完全性と安定性を増進するために（例えば塗膜と基板界面での相互作用改善により）、該発明のある実施形態ではこのポリマー領域がホモポリマー鎖やコポリマー鎖を含む同一ポリマー鎖か関連ポリマー鎖含有の基板上に配置することが望ましい。ホモポリマーは例えば全ホモポリマー又はブロックコポリマー内の鎖と一致しても良い。同様にコポリマー鎖は例えばランダムコポリマーや交互コポリマーのような全非ブロックコポリマーに一致するか、又はブロックコポリマー内の鎖に一致しても良い。従ってホモポリマーを基板内、塗膜内又は両者内に用いても良い。非ブロックコポリマーを基板内、塗膜内又は両者内に用いても良い。ブロックコポリマーを基板内、塗膜内又は両者内に用いても良い。

他の多くの内で一例としてはポリアミノ酸膜のようなポリアミド塗膜を有するナイロンバルーンのようなポリアミド鎖を持つポリマー含有基板の使用である。

本発明に従う種々の良好な基板とポリマー領域としてはブロックコポリマーの使用が挙げられる。上記のごとく“ブロックコポリマー”とは、例えば特にホモポリマー鎖やランダムコポリマー鎖や周期コポリマー鎖のようなコポリマー鎖から選んだ二つ以上の異なるポリマー鎖含有のポリマーである。ブロックコポリマーは例えばこのブロックコポリマー形成鎖をポリマー材の物性に合うように変化できるので医療器具に有用である。

ある実施形態では本発明の医療器具に用いるブロックコポリマー（例えば基板、治療薬含有ポリマー領域など）としては、（a）一つ以上の低Tgポリマー鎖（以下“低”と指定する）と（ｂ）一つ以上の高Tgポリマー鎖（以下“高”と指定する）を含有する。

ブロックコポリマー配座は広く変化し、例えば以下の配座（H鎖とL鎖は説明目的で用いているが、異なる特性を有する他の鎖が明らかに置換できる）が挙げられる。（a）（HL）_ｍ、L（HL）_ｍ、及びH（HL）_ｍ型の交互鎖を有するブロックコポリマーで、ｍは１以上の正の自然数、（ｂ）X(LHL)_ｎ、及びX（HL）_ｎのような複数腕形状を有する星形ブロックコポリマーで、ｎは３以上の正の自然数でXは中心基種（前もって形成したポリマー鎖が付着した開始剤分子など（及び（ｃ）L鎖バックボーンと複数のH側鎖又はその逆を有する（即ちH鎖バックボーンと複数のL側鎖を有する）櫛形コポリマー。

低Tgポリマー鎖の例としては、多くの他の中でポリエーテル鎖（即ち複数のC―O―C結合含有ポリマー鎖）が挙げられる一方、高Tgポリマー鎖の例としては、多くの他の中でポリアミド鎖（即ち複数の―NH―CO―結合含有ポリマー鎖）が挙げられる。前に示したようにポリエーテル鎖とポリアミド鎖含有ブロックコポリマーは、例えば特にバルーン、カテーテル及び内視鏡で医療器具として使用できる。更なる情報は、例えばウオン等（Wang et al.）の米国特許５，５５６，３８３を参照。多くのポリエーテルーポリアミドブロックコポリマーは優れた機械物性を有し、安定で且つ容易に加工（例えば溶融加工や溶液加工）できる。更に上記のように種々のポリエーテルはイオン伝導ポリマーとして有効である。

例えばホモポリマーやコポリマーに備えられるポリエーテル鎖の幾つかの具体例としては、式―[R₁―O]_n―又は―[R₁―O―R_２―O]_n―のものであり、R₁とR₂は同じでも異なっても良く、１乃至１０個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、分岐アルキル基、環状アルキル基、芳香族基及びアルキル芳香族基（より一般的には１乃至６個の炭素原子を有する直鎖アルキル基又は分岐アルキル基）から選ばれ、ｎは５以上、通常は１０以上、２５以上、５０以上、１００以上、２５０以上、５００以上又は１０００以上でさえある。ポリエーテルは例えばR₁＝R₂＝ジメチレン（即ち―[(CH₂)₂―O]_n―）で、通常ポリエチレングリコール又はポリエチレンオキサイドと云われるエチレンオキサイド、R₁＝R₂＝トリメチレン（即ち―[(CH₂)₃―O―]_n）でトリメチレンオキサイド、R₁＝R₂＝メチル置換ジメチレン（即ち―[CH₂ CH₂ (CH₂)―O―]_n）で、ポリプロピレングリコール又はポリプロピレンオキサイドと云われるプロピレンオキサイド及びR₁=R₂＝テトラメチレン（即ち―[(CH₂)₄―O―]_n）で、ポリテトラメチレングリコール、ポリテトラメチレンオキサイド（PTMO）又はエトラセーンと云われるテトラヒドロフランのような環状エーテルの開環付加重合で形成できる。

例えばホモポリマーやコポリマーに備わるポリアミド鎖の例としては、式―[R₃―NH―CO]_m―又は―[NH―R₃―NH―CO―R₄―CO]_m―のポリアミドであり、R₃とR₄は同じ異なっても良く、１乃至２０個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、分岐アルキル基、環状アルキル基、芳香族基及びアルキル芳香族基（より一般的にはメチル、エチル、プロピルなどのような１乃至１５個の炭素原子を有する直鎖アルキル基又は分岐アルキル基）から選ばれ、ｍは５以上、通常は１０以上、２５以上、５０以上、１００以上、２５０以上、５００以上又は１０００以上でさえある。具体例としてはナイロン６、ナイロン４／６、ナイロン６／６、ナイロン６／１０、ナイロン６／１２、ナイロン１１及びナイロン１２のようなナイロン及びポリL―グルタミン酸

とポリーL―リシン

のようなポリアミノ酸（PAA）、混合ペプチド及び完全長タンパク質が挙げられる。ポリL―グルタミン酸とポリーL―リシンと同様に種々の混合ポリペプチドと完全長タンパク質は、その正味の陰電荷と陽電荷により上記のようにイオン伝導ポリマー種の高分子電解質であることに注目したい。医療器具基板、治療薬含有ポリマー領域及び他の用途で有用なポリエーテルーポリアミドブロックコポリマーの具体例としては、エルフアトケミ（Elf Atochem）のピーバックス（PEBAX）として利用できるポリテトラエチレンオキサイドーｂ−ポリアミドー１２−ブロックコポリマーがある。

上記のようにピーバックス（PEBAX）のようなポリエーテルーポリアミドブロックコポリマーは、優れた機械物性を有し、安定で且つ容易に加工（例えば溶融加工や溶液加工）できる。ピーバックス（PEBAX）のようなポリエーテルーポリアミドブロックコポリマーは、又金属、セラミックや他ポリマーを含む他材料、特にポリエーテル、ポリアミド及びポリエーテルーアミドコポリマーと良好な界面接触が可能である。

それ故該発明の或る実施形態ではポリエーテルーポリアミドブロックコポリマー（例えばピーバックス（PEBAX））含有医療器具（例えばピーバックス（PEEBAX）バルーン）は、以下の一つ以上（即ちブレンド）を含有するポリマー塗装を備える。（a）例えばPEO、PPO、PTMO及び以下の二つ以上のコポリマーのようなポリエーテルホモポリマーとコポリマーを含むポリエーテル：エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド及びテトラメチレンオキサイド、（ｂ）ナイロン６、ナイロン４／６、ナイロン６／６、ナイロン６／１０、ナイロン６／１２、ナイロン１１及びナイロン１２のようなナイロンホモポリマーとコポリマーを含むポリアミド、及びポリL―グルタミン酸、ポリーL―リシン、ペプチドや完全長タンパク質を含む混合アミノ酸のようなポリアミノ酸ホモポリマーとコポリマーのようなポリアミド高分子電解質、及び（ｃ）要素（a）と（ｂ）に示したような一つ以上のポリエーテル鎖と一つ以上のポリアミド鎖含有のブロックコポリマー。必要ならばこれら材料は異なる試薬と架橋して所望物性、例えば溶解度減少などを得ても良い。

本発明で用いる少なくとも一つのポリマー含有のポリマー領域は、種々の技法、例えば以下を含有する溶液で作成できる。（a）少なくとも一つのポリマーと（ｂ）他の多くの内でも、水、アセトニトリル、エタノール、テトラヒドロフラン（THF）、メタノールのような少なくとも一つの溶剤。必要ならば（ｃ）少なくとも一つの治療薬（用途により荷電か非荷電の）及び（ｄ）他の多くの内でも非荷電治療薬がイオン伝導ポリマー含有ポリマー領域内に備えられ、治療薬輸送を促進するように治療薬とポリマーと配位／錯体化する荷電種を含むような種々の他薬剤を添加しても良い。少なくとも一つのポリマーが熱可塑性を有する場合、要素（a）と多くの他薬剤中でも任意の（ｃ）及び／又は（ｄ）から融解物を形成できる。次いでこのような溶液又は融解物は、流し込み、浸漬、吹きつけ、押し出し、アプリケーター（例えばローラー又は刷毛）による塗装、スピンコーティング、ウエブコーティング、エアサスペンジョンを含む機械的懸濁液による塗装を含む技法、インクジェット法、静電気法及びこれらプロセスの組み合わせを含む種々の技法により基板（例えば医療器具支持基板又は鋳型のような取り外し可能な基板）に塗布できる。

高分子電解質を用いた場合には、ポリマー塗装は逐次層法を用いて成長できる。逐次層法を用いて静電的自己組織化により多種の基板を塗布できる。逐次層法では第一電荷を有する第一層は通常支持基板に沈着し、第一層と符号が反対の電荷を有する第二電荷を有する第二相などが続く。外層の電荷は各逐次層上への沈着ごとに逆転する。具体例としては（a）高分子電解質ホモポリマーと非ブロックコポリマー、例えばポリーL―グルタミン酸高分子電解質、ポリーL―リシン高分子電解質、混合ポリアミノ酸高分子電解質及びタンパク質高分子電解質及び（ｂ）一つ以上の高分子電解質鎖と一つ以上の高分子電解質鎖又は非高分子電解質含有コポリマー（例えばPEO―ポリグルタミン酸塩、PEO―ポリリシンなど）が挙げられる。必要ならば治療薬はこのような荷電ポリマーと共役しても良い（例えばパクリタキセルーポリーL―グルタミン酸、パクリタキセルーポリグルタミン酸―PEO、パクリタキセルーポリーL―リシン、パクリタキセルーポリーL―リシンーPEOなど）。更には必要ならば高分子電解質含有種は他ポリマーで架橋しても良い（例えばPEOで架橋したポリアミノ酸又はパクリタキセルーポリアミノ酸共役物など）。

又高分子電解質含有種を用いて荷電ナノ粒子のような荷電粒子を形成しても良い。このような荷電粒子は順次、例えば逐次層沈着プロセスに加わっても良い（即ち帯電層の内一つ以上が荷電粒子層でも良い）。更に一つ以上の治療薬を荷電治療薬を提供するために任意にこの荷電粒子に付着するかその内に配置しても良い。これらの場合には荷電治療薬（微粒子形状で）は、特に荷電薬剤添加粒子が装置表面かその近くに提供された場合、該発明の医療器具から送達できる。

荷電粒子の具体例としては、（a）ポリアニオン、例えばポリーL―グルタミン酸と（ｂ）ポリカチオン、例えばポリーL―リシンの交互層含有のナノカプセルが挙げられる。必要ならば荷電治療薬又は非荷電治療薬がナノカプセルコア内に備えても良い。例えばアイエル、ラドチェンコ等（I.L. Radtchenko et al.）、“貧水溶性薬剤カプセル化の新規方法：高分子電解質多層シェル中での沈着”（A novel method for encapsulation of poorly water-soluble drugs: precipitation in polyelectrolyte multiplayer shells）、インターナショナルジャーナルオブファーマシューティック（International Journal of Phramaceutics）、２４２巻（２００２年）、２１９−２２３頁を参照し、その全体を文献として取り入れる。治療薬は又荷電治療薬（例えばポリーL―リシンのようなポリカチオン又はポリーL―グルタミン酸のようなポリアニオンと共役したパクリタキセル）を用いてナノカプセルの一つ以上の層内に備えても良い。

荷電粒子の更なる具体例としては荷電ミセルが挙げられる。例えばポリエチレンオキサイドーブロックーポリアミノ酸はドラッグデリバリー用荷電ミセルを形成できる。幾つかの場合には治療薬は治療薬含有ミセルを形成するために、そのコポリマーのポリアミノ酸ブロック（例えばポリーｌ―リシンブロック、ポリーｌ―アスパラギン酸ブロック、ポリー２−ヒドロキシエチルー１−アスパラギン酸アミドブロックなど）と共役された。共役薬剤の親水性／疎水性程度により、ミセル形成に必要な両性度を得るために又追加単位（例えば疎水性単位）のポリアミノ酸ブロックへの付着が必要なこともある。

他の場合には治療薬はポリアルキレンオキサイドーブロックーポリアミノ酸を用いて形成したミセル内に物理的にカプセル化する。物理カプセル化は通常透析法かエマルジョン法で実施されるが、ミセルの同時形成も起こりうる。例えば幾つかの場合には治療薬は前段落に記載したようにポリエチレンオキサイドーブロックーポリアミノ酸共役物を用いてカプセル化する。この共役物と物理カプセル化治療薬（同一である）間の強い相互作によりミセル安定性が改善されると考えられる。

他の場合には治療薬に強い親和性が持つポリエチレンオキサイドーブロックーポリアミノ酸が用いられる。例えば芳香族構造を持つポリエチレンオキサイドーブロックーポリアミノ酸（例えばポリーβ―ベンジルーｌ−アスパラテート、ポリーβ―ベンジルーｌ−グルタメートなど）が芳香族構造又有する治療薬のカプセル化に用いられた。薬剤内ミセルの芳香族コアと薬剤内の芳香族構造間のパイーパイ相互作用がこの系の安定化を増強すると考えられる。

ポリエチレンオキサイドーブロックーポリーN―ステアリン酸ヘキシルーｌ−アスパラギン酸アミド）のような他の両親媒性ブロックコポリマーをうまく用いて又ミセル形成した。更に使用アミノ酸によりポリエチレンオキサイドーブロックーポリアミノ酸コポリマーは、DNA又はペプチドのような反対荷電の高分子とポリイオン錯体を形成しミセル化できる。

ミセルに関する更なる情報は、例えばラバサニファー、エイ等（Lavasanifar, A. et al.）、“ドラッグデリバリー用のポリエチレンオキサイドーブロックーポリーｌ―アミノ酸”（Poly(ethylene oxide)-block-poly(l-amino acid) micelles for drug delivery）、アドバンスドドラッグデリバリーレビュー（Advanced Drug Delivery Reviews）、５４巻（２００２年）、１６９−１９０頁；柿沢等（Kakizawa, Y. et al.）、”遺伝子と関連化合物送達用のブロックコポリマーミセル“（Block copolymer micelles for delivery of gene and related compounds）、アドバンスドドラッグデリバリーレビュー（Advanced Drug Delivery Reviews）、５４巻（２００２年）、２０３―２２２頁に見られ、それぞれはその全体を文献として取り入れる。

上記のように本発明の種々の体内ドラッグデリバリー装置は、一つ以上の治療薬源を有する以外に、（a）一つ以上の第一電極、（ｂ）一つ以上の第二電極及び（ｃ）第一電極と第二電極間で電圧をかける一つ以上の電源を又備えている。

所望の効果により印加電圧の性質は広く変わる。例えば幾つかの実施形態では治療薬が装置内に少なくとも一時的に保持されるように電圧をかける（例えば荷電治療薬の体内電極方向へのイオン泳動により）。幾つかの実施形態では電圧を治療薬が放出するように印加する（例えば治療薬源の外部電極方向への治療薬のイオン泳動によるか、又は導電ポリマーを中和し装置からの荷電治療薬の排除による）。更に幾つかの実施形態では電気穿孔を促進するように電圧を印加する。

イオン泳動による保持と放出は（a）定電流、（ｂ）定電圧、（ｃ）例えば単掃引又は多重掃引による電流走査／掃引、（ｄ）例えば単掃引又は多重掃引による電圧走査／掃引、（e）電流方形波又は他の電流パルス波形、（ｆ）電圧方形波又は指数関数形電圧出力パルスを含む他の電圧パルス波形及び（ｇ）異なる電流パラメーターと電圧パラメーターの組み合わせを含む種々の電気刺激を印加して誘導できる。

電気穿孔に関しては通常高電圧パルスを用いて電界に曝露した細胞内に一時的な細孔を創生し、細胞に治療薬が負荷されるようにする（例えば拡散、泳動又は両者により）。細胞膜の一時的通気孔の密度と大きさは、例えば電界パラメーターと極性に依存する。ジェイ、ゲール（J. Gehl）、アクタフィジオロジーオブスカンジナビア（Acta Physiol. Scand.）、２００３年、１７７巻、４３７−４４７参照。これを用いて種々大きさの種々の治療薬の細胞膜又は細胞内細胞小器官内への流入を調整できる。電気穿孔での典型的電圧パルスは他の範囲もあるが、電界強さ５０−５００V/cm、より一般的には１００−２００V/cmを有し、他の範囲もあるが例えば通常０．０００１ｍｓと１０，０００ｍｓ間の範囲で広く変化できる持続時間を有する。単一パルス及び多重パルスは通常５乃至２０パルス（例えば１０パルス）が用いられる。

イオン泳動ドラッグデリバリー及び／又は電気穿孔で用いる電源と電力印加スキームは医療器具技術で良く知られており、ここでは更には検討しない。電気穿孔装置の製造元としては特に、ブリッジテクノロジー（Bridge Technology）、パロアルト（Pal Alto）、カルフォルニア（CA）、米国、ビーティエックス／ジェネトロニックス（BTX/Genetronics）、サンジエゴ（San Diego）、カルフォルニア（CA）、米国、サイトパルスサイエンス（Cyto Pulse Sciences）、コロンビア（Columbia）、メリーランド（MD）、米国、イーーシーアパラタスコーポレーション（E-C Apparatus Corp.）、ホルブルック（Holbrook）、ニューヨーク（NY）、米国、インビトロゲン（Invitrogen）、カルスバード（Carlsbad）、カルフォルニア（CA）、米国、ジョウアンインコーポレーテッド（Jouan, Inc.）、ウインチェスター（Winchester）、バージニア（VA）、米国、ライフテクノロジー（Life Technologies）、ゲイサーズバーグ、（Gaithersburg）、メリーランド（MD）、米国、アウルサイエンティフィックインコーポレーテッド（Owl Scientific, Inc.）、ウオバーン（Woburn）、マサチューセッツ（MA）、米国が挙げられる。

本発明に用いる電極に関しては、イオン泳動及び／又は電気穿孔を含む医療器具を用いるドラッグデリバリー法を支えるに適した任意の導電材料で形成できる。電極用の導電材料の例としては、他の多くの中でも以下の適切な部材が挙げられる。金属と金属合金（例えば高伝導性、耐酸化性及び蛍光透視か類似法で装置の視感度を助けるX線不透過性によるステンレススチール、金又は白金、或いは組織内残存でき、最後には体内で酸化されるマグネシウム、導電ポリマー及び導電炭素。電極は他の多くの中で、層、棒、ワイヤー、チューブ、ブレード、グリッドを含む無数の形状が取れる。

幾つかの様態と実施形態では、本発明の医療器具電池は医療器具が被験者に適切に配置され、且つ電極適切定電圧又は可変電圧が電極間に印加された場合、治療薬が装置から外向けに（例えば周囲組織方向に）移動するように電界を治療薬源に向ける。

本発明に従う具体的実施形態をバルーンカテーテル１００の外観図である図１４を参考にして説明する。カテーテル１００は本発明の理解を助ける目的で示され、他のカテーテルを含む広範囲の他医療器具が該発明の範囲内である。図示のカテーテル１００は液体導入用ルアー（Leur）ポート１１４とガイドワイヤー１１２導入用でカテーテル１００操作用ハブ１１６を有するとルアー（Leur）組み立て部１１０を含む。ルアー（Leur）組み立て部１１０により膨張用液体又は薬剤の注入又はガイドワイヤー１１２の導入のようなカテーテル内腔へのアクセスが可能になる。図示のバルーンカテーテル１００は膨張可能部１２０を含む遠位部１０２を含む。遠位部１０２は任意の所望長さでも良い。

例えば図２Ａに被験者周囲組織２２２（例えば血管）により生じた内腔に挿入拡張された時の図１４装置の実施形態の拡張可能部１２０の断面図を示す。図２Ａに上記のような金属材又は非金属材（例えばピーバックス（PEEBAX）のようなポリエーテルーポリアミドブロックコポリマー基板）で形成できるバルーンのような拡張可能医療器具基板２１０を示す。基板２１０が非導電性で、それ故電極として効果的に機能できない場合には、体内電極が例えば金属グリッド２１８i（又は図２Ｃのほぼ同じ実施形態で示すような金属層２１８i）の形で基板２１０上に提供される。例えばスパッター蒸着のような遮蔽蒸着法を用いてバルーン上に金属グリッドか金属層を蒸着しても良い。荷電治療薬とイオン伝導ポリマー（例えばポリエーテル、ポリアミド、ポリエーテルーポリアミドブロックコポリマー又は架橋ポリエーテルーポリアミドブレンドのようなイオン導電ポリマー）のような治療薬含有ポリマー塗膜２１２が器具基板２１０と体内電極２１８i上に提供される。このような塗膜は上記のような溶剤ベースの方法又は熱可塑性ベースの方法を用いて与えられる。図示していないが治療薬含有ポリマー塗膜２１２表面は、塗膜と周囲環境間の界面を増加するようにザラザラにし、界面での治療薬輸送を改善しても良い。体外電極２１８oは例えば金属グリッドの形で、例えば蒸着により治療薬含有ポリマー塗膜２１２外面に備えられる。ドラッグデリバリーに際し電源（図示していない）を用いて体内電極２１８iと体外電極２１８o間に適当な電圧をかける（大きさ及び極性は共に一定でも時間依存でも良い）。使用極性は例えばポリマー塗膜から送達されるべき治療薬の電荷と同様に治療薬を基板２１０方向に移動させたいか否か（薬剤保持を助けるために）、或いは治療薬を組織２２２方向に移動させたいか否か（薬剤放出を助けるために）に依存する。

図２Ｄに示すような他の実施形態では、治療薬含有ポリマー塗膜２１２は荷電治療薬（例えば負に荷電の治療薬）及び電気導電ポリマー（例えば酸化ポリピロール又は過酸化ポリピロール）を含有する。このようなバルーンを構築できる技法の具体例は以下の通りである。図２Ｄを参考にしてポリエーテルーブロックーポリアミドバルーン２１０は金層のような導電層２１８iで少なくとも一部が塗布されている（この場合のバルーンは電気導電性ではなく、それ故例えば続く電気化学重合段階で電極として有効に働かないので）。次いでポリピロールを導電層２１８i表面上で電気化学重合して（例えばポリピロールに取り入れた荷電治療薬存在下で）装置を完成する。

上記の図２Ａと図２Ｃとは異なり追加の導電層２１８oは図２Ｄのポリピロール表面には備わっていない（例えばポリピロールが電気導電性であるため短絡するのを避けるために）。代わりに電解質（例えば血液のような体液）を好ましくはポリピロールと対向電極間に配置する。種々の対向電極の配置が可能である。多くの実施形態で一つ以上の対向電極がバルーン挿入内腔内に備えられる。例えばポリピロールと対向電極間に絶縁層を配置して一つ以上の対向電極がバルーン表面に取り付けられる。この絶縁層は例えばバルーン全体を覆う多孔層又はイオン移動膜でも良く（一方対向電極は治療薬が放出されるように金属グリッド、被覆ワイヤーなどでも良い）、或いは絶縁層はバルーン表面上に一つ以上の小さなパッチの形で与えても良く（例えばその表面にそれぞれが対向電極を持つ）、その結果ポリピロールが直接体液に曝露できる。追加例としては一つ以上の対向電極をバルーンに近位（又は遠位）に位置するカテーテル表面に備えても良く（例えば近接軸周りに圧着した金マーカーバンドは更に対向電極として働く）、ガイドワイヤーを対向電極として用いても良いなどである。

多孔バルーンデザインと異なり図１Aに示したように（低圧にだけ適するため、バルーンは血管形成術用バルーンに不適切になる）、上に検討したようなバルーンは両者とも血管形成術と同様にドラッグデリバリーに使用できることに注目したい。

取り入れドーピング（治療薬）イオンを有するポリマー膜形成するためにピロールのような電気化学重合可能モノマーの電気化学重合は、以下のものを含む種々の直流及び交流の電気化学的条件で実施できる。（a）定電流、（ｂ）定電圧、（ｃ）例えば単掃引又は多重掃引による電流走査／掃引、（ｄ）例えば単掃引又は多重掃引による電圧走査／掃引、（e）電流方形波又は他の電流パルス波形、（ｆ）電圧方形波又は他の電圧パルス波形及び（ｇ）異なる電流パラメーターと電圧パラメーターの組み合わせ。印加電流と電圧パラメーターの極性は提供された電気化学的窓口／範囲で陰極領域から陽極領域で適用できる単相でも二相でも良く、電気化学重合可能種に必要な還元／酸化プロセスに調節できる。記載条件の幾つかを用いた異なる名前の電気化学法は周知である。これら方法の一般的命名法としては、例えば定電位法、動電位法、サイクリックボルタンメトリー、電位方形波法、電位方形ステップ法、電位走査／保持法、方形波ボルタンメトリー、定電流法、動電流法、ガルバニックサイクル法、ガルバニック方形波法などが挙げられる。

幾つかの様態と実施形態では、本発明医療器具の電池は医療器具を被験者に適切に配置し適切な定電圧又は可変電圧を電極間に印加すると、電界が被験者の組織に向かう。その結果多数の好ましい効果が達成できる。例えば荷電治療薬が組織に移行し（例えばイオン泳動と連結して）、一時的細孔が細胞膜及び／又は組織細胞の細胞小器官に生ずる（例えば電気穿孔と連結して）などである。

このような電界を作る一方法は、医療器具を被験者に適切に配置した場合、被験者の組織（及び或る実施形態では治療薬源も同様に）を電極間に位置するように配置することである。

該発明の幾つかの様態と実施形態では、これは一つ以上の体内電極を医療器具表面又は近くに位置させ、一つ以上の電極を治療が望まれる組織内又は越えて位置することで達成する。

例えば図２A、２C及び２Dのように、図２Bに被験者の周囲組織２２２により生じた内腔に挿入拡張された時の図１４の装置実施形態の拡張可能部１２０の断面図を示す。図２Bに上記のような金属材又は非金属材（例えばピーバックス（PEEBAX）のようなポリエーテルーポリアミドブロックコポリマー基板）で形成できるバルーンのような拡張可能医療器具基板２１０を示す。基板２１０が非導電性で、それ故電極として効果的に機能できない場合には、第一電極は例えばチューブ又は金属グリッド２１８の形で基板２１０上に備えられる。荷電治療薬とイオン導電ポリマーのような治療薬含有ポリマー塗膜２１２が器具基板２１０と第一電極２１８上に提供される。必要ならば治療薬含有ポリマー塗膜２１２表面は塗膜と周囲環境間の界面領域を増加するようにザラザラにしも良い。第二電極（図示していない）を被験者の皮膚上に備える。導電ゲル、導電クリームなどを用いてイオン泳動技術で周知なように電気接触を増強できる。全組み立て部が被験者の周囲組織２２２で生じた内腔（例えば血管）内に配置される。ドラッグデリバリーに際し電源（図示していない）を用いて第一電極と第二極間に適当な定電圧又は時間依存電圧を印加する。上記のように使用極性は、例えばポリマー塗膜から送達されるべき治療薬の電荷と同様に治療薬を保持又は放出したいか否かに依存する。

被験者の組織が第一電極と第二電極間に位置する該発明の他実施形態を図３に示し、周囲組織３２２で生じた内腔３２０内に配置の医療器具断面図が図示される。多数の血小板沈着物３２４が血管壁３２２内面上に見られる。医療器具は上述の種々の材料（例えばピーバックス（PEEBAX）のようなポリエーテルーポリアミドブロックコポリマー基板）で形成できるステント本体やバルーン３１０のような膨張性管状医療器具基板を含む。バルーン３１０は治療薬源、例えばイオン伝導ポリマー塗膜３１２内に分散した荷電薬剤分子３１４を含有するもののような治療薬含有ポリマー領域を備える。第一電極３１８は塗膜３１２下でそれと電気接触するように備わる。
単一な第一電極３１８を示したが、複数電極を用いて、例えばバルーン３１０外周に沿って一定間隔離しても良い。上記のように塗膜３１２表面は塗膜と周囲環境間の界面領域を増加するようにザラザラにし、界面での治療薬輸送を改善しても良い。バルーン３１０外面は種々の導電材、例えばステンレススチールや他の適切金属、ダイアモンド材のような不導材でできた切刃３１６a―ｄを備えるか、導電塗装を備えても良い。切刃はバルーン切断技術で周知のものを含む多数の配置（他の多くの中でも、例えば縦直線配置、螺旋配置など）が取れることに注目したい。図示の本発明の実施形態では切刃３１６a―ｄは又第二電極としても機能する。それ故切刃３１６a―ｄの第一要件は組織を切断貫通できることであり、かす治療薬送達に適した電界を提供するに十分な導電性であることである。

図３からは明白ではないが、切刃３１６a―ｄ先端は周囲組織と電気接触し、刃３１６a―ｄ側部、特にイオン伝導ポリマー塗膜３１２隣接部は絶縁材、他の多くの中でも例えばダイアモンド層又は非導電ポリマー層を備えても良い。

具体例としてはバルーン切断技術で一般的であるように刃をバルーン上に取り付けても良い。刃と同様に刃に直接隣接するバルーン部を遮蔽しながら（刃と金層間の直接電気接触を防ぐために）金層のような導電層を蒸着（例えばスパッタリングにより）する。代わりにダイアモンド刃のような不導性刃を金塗膜のような導電塗膜と一緒に用いても良い。絶縁層を刃の上に備えられる（例えばダイアモンド様塗膜が例えばレーザー蒸着を用いて蒸着できる）。刃と同様に刃に直接隣接するバルーン部を遮蔽しながら（刃と金層間の直接電気接触を防ぐために）刃先端を遮蔽することで先端以外は刃はダイアモンド様塗膜で絶縁される。金層のような導電層をこの構造物上に蒸着する。

続いてイオン伝導ポリマー層を治療薬と共に導電（例えば金）層表面に沈着する。一旦ポリマー層含有治療薬ができると、実施形態によっては刃又は刃先端のマスクを取り除き装置を完成しても良い。

図３に示す実施形態ではバルーン３１０は切刃３１６a―ｄ先端が種々の血小板沈着物３２４を貫通するように膨張する。次いで電源（図示していない）を用いて第一電位E1の切刃電極３１６aと３１６ｂと、第一電位E1に比して負である第二電位E2の電極３１８を配置し、その結果カテーテル（及び内腔）軸に横方向の主ベクトルを有する電界を生ずる。その結果荷電医薬品３１４（図示実施形態では負荷電の）は電気推進力を受け、図示のように薬剤が外向きにプラーク沈着物３２４に輸送される。更に一連の高電圧パルスをかけて電界に曝露された細胞膜内に一時的細孔が生じ、その細胞に治療薬が負荷できる。このような電圧パルス時の電位差は、例えば上記のイオン泳動段階のように塗膜３１２（例えば電極３１８）下に備わる電極と、組織貫通電極（例えば切刃３１６（a）、３１６（ｂ））間で得られる。代わりに電気穿孔での電位差は電極３１６（a）と３１６（ｂ）のような隣接組織貫通電極間に得ても良い。

勿論電極極性を切り替えて正荷電の治療薬は外向き推進力を受けることもできる。更に正と負荷電治療薬両者を先ず第一極性を有する電極に電圧をかけ、次いで印加電圧極性を切り替え、各治療薬を組織に移動後任意に電気穿孔パルスを与えて所望のように周囲組織に電気輸送できる。

かくして図１Aに示したような現行電気穿孔バルーン系と対照的に、このデザイン（更にはここに記載の他のあるもの）は装置軸に対して横方向で周囲組織に配向した主電気ベクトルを生ずる。更に必要ならばこのデザイン（更にはここに記載の他のあるもの）は、例えばいずれの一つ又は複数の電極を作動するかを選ぶことにより、血管外周の一部だけで薬剤注入処理できる。幾つかの実施形態では温度センサーを治療が必要な一つ以上の領域位置（例えば脆弱な血小板位置）を検知するように装置外面に備え、続いてこの領域だけでの治療（例えばイオン泳動及び／又は電気穿孔）を提供するか、又はこれら領域で追加治療を提供しても良い。

切刃以外に種々の他の貫通部材が本発明で使用できる。貫通部材の他例としてはビジル等（Vigil et al.）の米国特許６，２１０、３９２に記載のような管状突起部が挙げられ、その全体を文献として取り入れる。

他の代替え物としては切刃又は血管壁を貫通（即ち突き刺す）又は数箇所だけで血管壁を屈曲（例えば血管壁に一時的へこみを生ずる）する他の突起物のようなマクロサイズの貫通電極を用いる代わりに（又は以外に）、該発明の他実施形態ではミクロブレードや極微針のような数々の電気導電性の組織貫通ミクロ部材（即ち貫通長さが約１０ミクロン（マイクロメーター）より小さい部材）を用いる。非常に多くの場所で組織を貫通する以外に、このような部材は大きさのより大きい切刃や他突起物より遙かに小さい力が組織貫通に必要なだけである。又非常に小さい装置が利用できる。

ミクロブレードや極微針は周知であり、例えばLIGA（“lithotgraphie galvanoformung abforumung”（独語）の略でリソグラフィー、電鋳法、成型を意味し）や他の金属MEM（ミクロ電気機械）技術のような種々の技術により作成できる。例えば図４にLIGA技術を用いて作った貫通部材４１６の秩序配列を示す。上記のようにこの部材様材料としてはステンレススチール、金又は白金のような耐腐食材や、マグネシウムのように体内で分解する材料が挙げられる。

極微針は又カーボンナノチューブから作成でき、膜を実際に損傷することなしに幾つかの細胞に穴が開けられることが示された。カーボンナノチューブが高導電性であるので、該発明の装置での使用に適する。細胞を実際に損傷することなしに細胞膜に穴を開け第二電極が反対側に達するのは勿論非常に望ましい。

カーボンナノチューブの例としては単相カーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブ（この用語は所謂“数層”カーボンナノチューブを採用する）が挙げられる。ナノチューブの具体例としては、内径が０．２５ナノメーターから５ナノメーターで、長さが十数マイクロメーターを有する単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）と、内径が０．２５ナノメーターから１０ナノメーター、外径が５ナノメーターから５０ナノメーターで、長さが十数マイクロメーターを有する多層カーボンナノチューブが挙げられる。

比較的垂直に配向したカーボンナノチューブを有する基板の提供に用いる技術の例は以下の通りである。先ず整列したカーボンナノチューブをシリコンウエハーの触媒線引きの島状溝内に成長する。この構造物をエポキシポリマーで上塗りし（例えばスピンコーティングで）、次いで化学機械研磨法（ＣＭＰ）を用いて平坦化し、均一長さの配向カーボンナノチューブを持つ明確な島を作る。これらの島は例えば二フッ化キセノンプラズマを用いて除去し、エポキシの一部を酸素プラズマで除去する。一部がエポキシから突き出たカーボンナノチューブ含有の生成島をインジウム層のような層上に置き、加熱により軟化しカーボンナノチューブをインジウム層に埋め込む。次いでこの構造物を残留エポキシを除くように更なる酸素プラズマに曝露する。例えばティエイ、エルーアガジー等（T.A. El-Aguizy, et al.）、“カーボンナノチューブの移植”（Transplanting carbon nanotubes）、アプライドフィジックレターズ（Applied Physics Letters）、８５巻（２４号）、５９９５−５９９７頁、１２月１３日、２００４年を参照し、その全体を文献として取り入れる。

本発明ではこの島は生体整合性基板に埋め込めても良い。この点ではインジウムは生体整合材料であり歯科用合金の亜鉛の置き換えとして用いられている。又インジウムは自己不動態化し、通常厚さが８０―１００オングストロームの自然酸化インジウム層を有する。それ故一片のインジウムは生体整合性基板として用いても良い。インジウム層（例えば０．００１インチ乃至０．００４インチ）を他の金属材又は非金属材（例えば多くの他の可能性の中でも白金）表面上に蒸着（例えばスパッタリングにより）しても良い。島は加熱によりインジウム層に埋め込むことができる。必要ならば支持医療器具基板（例えばバルーンや他の膨張性部材）に付着する前に、埋め込み島を有する基板は例えば接着剤を用いて他のプロセス（例えばエポキシ除去など）に付しても良い。

極微針含有構造物の実施形態を図５の部分断面図に図解的に示す。図５の断面領域は例えば図３の領域Ｂの断面と同様である（しかしバルーンの湾曲部と上にある層は示していないことに注目）。図５にバルーン５１０のような基板、バルーン上の導電層５１６、導電層５１６上に或いはそれで形成した導電ニードル５１７、導電層５１６とニードル５１７の一部上に配置し、ニードル５１７先端を露出したままの絶縁層５１６i、導電電極層５１８及び荷電薬剤含有のポリマー層５１２のような治療薬含有層を示す。図５に又周囲組織５２２で規定される内腔５２０を示す。

図６Ａは該発明の更なる他実施形態に従う血管壁６２２のような周囲組織が形成した内腔６２０に配置されている医療器具の概略断面図である。図６Ｂは図６Ａの領域Ｂの詳細図である。これらの図での医療器具基板は管の性質により流れ（例えば血流）を妨害しない導電ポリマー（例えばポリピロール）のような電気活性ポリマー材でできた膨張領域６１９（例えば管状領域）を含む。操作時には膨張領域６１９の導電ポリマーを酸化又は還元するに十分な電圧を膨張領域６１９と対向電極６１９ｃe（図示の実施形態では血流６２１中に位置する）間に印加し、その結果技術的に知られているように膨張領域６１９を膨張する。ポリピロールのような酸化可能ポリマーを例にとると、理論に縛れるつもりはないが印加電位により正電荷を帯びるように導電ポリマーの酸化が起こる。それに応じて血液６２１のアニオンが水和殻と一緒に膨張部材６１９に引き込まれ部材６１９を膨張させる。

装置残部は上記の図５残部と同様であり、導電膨張部材６１９と接触する導電ニードル６１７及び導電膨張部材６１９と、ニードル６１７先端を曝露したままの導電ニードル６１７の一部上に配置した絶縁層６１６iを含む。装置は更に導電電解質層６１８と荷電薬剤含有のポリマー層６１２を含む。電極６１８と導電ニードル６１７（例えば導電ポリマーにより）間に電圧をかけ、荷電薬剤がポリマー層６１２から内腔６２０を通して血管壁６２２に輸送される推進力を与える。更に一連の高電圧パルスをかけて電界に曝露した細胞膜内に一時的細孔を生じ、その結果細胞にその薬剤を負荷できる。

図８Ａ−８Ｄは該発明の実施形態に従うＣＴＯ（慢性全体閉塞）装置８１０の使用を示す概略部分断面図である。図示装置８１０は細長い軸領域８１０ｓと軸領域８１０ｓの遠位端に位置する広口領域８１０eを含む。多数の導電刃又はニードル８１７が細長領域の遠位端に備わる。

装置８１０の構成は図８Ｅを参照した方が良く理解できる。図８Ｅの断面領域は妨害物、例えばプラーク８２４を拘束する膨張領域８１０eの遠位端を受け継ぐ領域に一致する。図８ＥにＣＴＯ装置遠位端の広口領域８１０eの一部と基板８１０e上の導電層８１６に一致する基板を示し、導電ニードル８１７が導電層８１６上又はそれででき、絶縁層
８１６iがニードル８１７先端を曝露したままで導電層８１６とニードル８１７の一部上に配置される。更に導電電極層８１８と荷電薬剤含有ポリマー層８１２が提供される。ニードル８１７はプラークに関与して（又例えば図１１Ｂ参照）、内腔８２０の一部が図示のようにポリマー層８１２とプラーク８２４間に位置できる。

操作時にはＣＴＯ装置８１０は血管壁８２２が作った内腔８２０へ挿入される。装置８１０は妨害プラーク８２４に達するまで前進し、到達点で図８Ｂと８Ｅに示すようにプラーク８２４を貫通する。この点で（a）電極層８１８と（ｂ）装置８１０の導電層８１６とニードル８１６間に電圧をかける。図示した実施形態では血管拡張剤又はプラーク除去剤のような荷電治療薬をポリマー領域８１２内に配置する。印加電圧は薬剤がポリマー層８１２からプラーク８２４に移動するに適切な大きさと極性をもつ。このイオン泳動プロセスに続くか又は同時に、電気穿孔を起こすに適した電圧スキームを印加してドラッグデリバリーを増強しても良い。

次いで必要ならばＣＴＯ装置８１０を少し引っ込め、更なる妨害プラーク８２４に達するまで更に内腔を前進し、図８Ｃに示すように到達点でニードル８１７は再度プラーク８２４を貫通する。適切な電圧を再度電極層８１８と装置８１０の導電層８１６とニードル８１６間に印加し、図８Ｄに示すように装置８１０がプラークを取り除くまで更にプラーク８２４を取り除く。

この特別な場合には使用治療薬が比較的早く作用することに注目したい。勿論選択した治療薬が或る時間、数時間、数日間えさえ有効な事象も。ＣＴＯ装置８１０は段階間で完全に取り外しても良い。

妨害物治療とは対照的に本発明に従う他装置は血管拡大治療に用いても良い。例えば現在知られている動脈瘤治療法では医師がカテーテルを動脈瘤口に配置し、次いでググリルミ脱着コイル（ＧＤＣ）のようなコイルをカテーテルを通して動脈瘤に挿入する。ＧＤＣの場合、このコイルはステンレススチールデリバリーワイヤーにハンダ付けした柔らかい白金コイルである。コイルが動脈瘤内に適切に位置すると、弱電流をデリバリーワイヤーに印加し、白金コイルの近位位置のコイルを電解により溶解する。一旦電解が起こるとデリバリーワイヤーを除去してコイルを適所に残す。

図９Ａは本発明に従う動脈瘤治療装置９００の概略図であり、コイルを囲むスリーブを有する金属コイル９１０を含み、且つとりわけ薬剤（例えば荷電凝固剤）含有ポリマー層９１２と多数の導電ニードル９１７を含む。装置９００の構成と運転は図９Ｂの部分断面図を参考にすると理解しやすい。図９Ｂの断面領域は図９Ａの装置９００外面を取った領域に相当する。図９Ｂに見られるように、金属コイル９１０は内部導電層９１６（例えば導電チューブ形状で）と導電層９１６上又はそれでできた導電ニードル９１７を含むスリーブで囲まれる。絶縁層９８１６iは導電層９１６とニードル９１７先端が曝露されたままでニードル９１７の一部上に配置する。更に導電電極層９１８とポリマー層９１２がニードル９１７間の絶縁層９１６i上に備えられる。

操作時には装置９００を動脈瘤に挿入し、（a）電極層９１８と（ｂ）金属コイル９１０、導電層９１６及びニードル９１６（これら全てが導電性）間に電圧をかける。図示実施形態では荷電治療薬（例えば凝固剤）をポリマー領域９１２内に配置し、薬剤がポリマー層９１２から動脈瘤に移動するに適した大きさと極性の電圧を印加する。このイオン泳動プロセスに続くか又は同時に電気穿孔を起こすに適した電圧スキームを又印加し送達を増強できる。

図１０Ａに取りかかると、この図は大動脈壁１０２２にできた動脈瘤１０２０内に配置した大動脈瘤グラフト１０００を示す概略部分断面図である。グラフト１０００は動脈瘤１０２０を橋渡しする管状基板１０１０を含む。グラフト１０００の末端１０００eは大動脈壁１０２２により囲まれ、且つそれと密に接触している。

装置１０００末端領域１０００eの構成は図１０Ｂを参考にするとより良く理解できる。図｀０Ｂの部分断面図領域は大動脈壁１０２２と連結している末端領域１０００eの一つを取った領域と一致する。図１０Ｂに導電層１０１６を塗布したグラフト１０００基板１０１０を示す。導電ニードル１０１７が導電層１０１６上に又はそれで形成され、絶縁層１０１６iは導電層１０１６とニードル１０１７先端が曝露したたままでニードル１０１７の一部上に配置する。更に導電電極層１０１８と荷電薬剤含有ポリマー層１０１２が備えられる。ニードル１０１７は大動脈壁１０２２と連結する。

一旦グラフトが大動脈内に適切に配置されると、（a）電極層１０１８と（ｂ）導電層１０１６とニードル１０１６間に電圧をかける。図示実施形態では成長因子のような荷電治療薬がポリマー領域１０１２内に配置され、薬剤がポリマー層１０１２から大動脈壁１０２４に移動するに適した大きさと極性の電圧を印加する。このイオン泳動プロセスに続くか又は同時に電気穿孔を起こすに適した電圧スキームを又印加し送達を増強できる。

該発明の他実施形態では組織に向かう電界を提供するのに組織の貫通を必要としない。このような配置の一例として本発明に従う分岐点配置の医療器具を示す図７の部分断面図が示され、主血管７２２ｍ、側枝血管７２２ｓとこの血管７２２ｍと７２２ｓの交差点にあるプラーク沈着物７２４を含有する。この装置は側枝７１０ｓと主バルーン７１０ｍの両者がそれぞれ主血管７２２ｍと側枝血管７２２ｓの内腔を塞ぐように膨張する側枝付き主バルーンを含む。膨張前にこの装置は技術的に周知なようにガイドワイヤー７３０の後を追っても良い。主バルーン７１０ｍ、側枝７１０ｓ又は両者が荷電薬剤含有のポリマー層（独立には図示されていない）と共に少なくともプラーク７２４近くに備えられる。主バルーン７１０ｍは互いに同時又は独立に電気的バイアスをかけた主バルーン電極７１８ｍを備え、側枝バルーン７１０ｓは同時又は独立にバイアスをかけた側枝バルーン電極７１８ｓを備える。

ドラッグデリバリーは主バルーン電極７１８ｍと側枝バルーン電極７１８ｓ間に電圧をかける電源（図示していない）を用いて増進される。例えば主バルーン電極７１８ｍは第一電位でバイアスをかけ、側枝バルーン電極７１８ｓは主バルーン電極７１８ｍに対して正の第二電位のバイアスをかける。その結果主電極７１８ｍと側枝電極７１８ｓ間の主バルーン７１０ｍ外面にあるポリマー塗膜内の負に帯電した薬剤が、荷電薬剤が塗膜から出て電極７１８ｍと電極７１８ｓ間にあるプラーク７２４に向かわせる方向を持つ電界を受ける。同様の効果を用いて側枝バルーン７１０ｓ外面にあるポリマー塗膜内の薬剤輸送を促進できる。例えば同一バイアス条件下で（側枝バルーン電極７１８ｓが主バルーン電極７１８ｍ電位に対して正である）、側枝電極７１８ｓと主電極７１８ｍ間の側枝バルーン７１０ｓ外面にあるポリマー塗膜内の正に帯電した薬剤は、正荷電の薬剤がポリマー塗膜から出てプラーク７２４に向かわせる方向を持つ電界を受ける。

代わりに主バルーン７１０ｍと側枝バルーン７１０ｓは同一電荷を有する薬剤を備え、その薬剤をバイアスを変えて各バルーンから移動しても良い。例えば負荷電の薬剤を選んだ場合、主バルーン電極７１８ｍ電位に対して正の電位を持つ側枝バルーン電極７１８ｓにバイアスをかけると、主電極７１８ｍと側枝電極７１８ｓ間の主バルーン７１０ｍ外面にあるポリマー塗膜内の負に帯電した薬剤が、荷電薬剤が塗膜から出てプラーク７２４に向かわせる方向を持つ電界を受ける。このイオン泳動ステップに続くか又は同時に電気穿孔を起こすに適した電圧スキームを又印加し細胞送達を増強できる。次いで主バルーン電極７１８ｍが側枝バルーン電極７１８ｓ電位に対して正の電位を持つように極性を反転すると、側枝電極７１８ｓと主電極７１８ｍ間の側枝バルーン７１０ｓ外面にあるポリマー塗膜内の負に帯電した医薬品は、荷電医薬がポリマー塗膜から出てプラーク７２４に向かわせる方向を持つ電界を受ける。前と同様にこのイオン泳動ステップに続くか又は同時に電気穿孔を起こすに適した電圧スキームを又印加し細胞送達を増強できる。

該発明の他実施形態を図１１と併せて示す。本図に心房壁１１２２欠損部のいずれかの側に位置する左ディスク１１００ｌと右ディスクを含む心房中隔欠損症（ＡＳＤ）閉塞装置１１００を示す。左ディスク１１００ｌは、例えば多くの他の中でも単一螺旋形電極又は一連の同心円状リング電極を含む一つ以上の左電極１１１８ｌを備える。右ディスク１１００ｒは通常左ディスク１１００ｌと同一デザインの一つ以上の右電極１１１８ｒを備えるが、これだけには限らない。例えば荷電薬剤及びイオン伝導ポリマー含有の薬剤含有左層１１１２ｌと薬剤含有右層１１１２ｒが、それぞれ左電極１１１８ｌと右電極１１１８ｒ上に配置される。

左ディスク１１００ｌと右ディスク１１００ｒは特に以下の技法を用いて心房壁のいずれかの側に配置できる。この技法は経食道蛍光透視誘導と共に全身麻酔下で行える。装置１１００は一つの電極が左ディスク１１００ｌの一つ以上の左電極１１１８ｌと電気接触し、他は右ディスク１１００ｒの一つ以上の右電極１１１８ｒと電気接触する少なくとも二つの電極を含む硬い絶縁ケーブルのような細長い部材に解放可能なように（例えばネジ山で）取り付ける。装置１１００の左ディスク１１００ｌと右ディスク１１００ｒは潰れ、前もって大腿静脈から心臓左心房に挿入した鞘（例えばカテーテル）に挿入する。装置１１００はケーブルを押して鞘内を前進する。装置１１００が鞘から出てくると、左ディスク１１００ｌはバネ的に開く。次いで鞘と装置１１００を後退し、左ディスク１１００ｌは左心房壁１１２２ｌにぴったりとはまる。次いで鞘を更に取り去ると右ディスク１１００ｒはバネ的に開かれ、それによりこの装置が心房壁の欠損を封止する。

次いで荷電治療薬がイオン泳動により左ポリマー層１１１２ｌ、右ポリマー層１１１２ｒ又は両者から左ディスク１１００ｌと右ディスク１１００ｒ間に位置する心房壁１１２２組織に向かって移動するように、左電極１１１８ｌと右電極１１１８ｒ間に電圧をかける。上で検討したように治療薬は左ディスク１１００ｌと右ディスク１１００ｒの治療薬が反対電荷である場合には極性を反転することなしに両ディスクから移動するか（及びそれ故互いに向かって移動する）、又は治療薬が同一荷電の場合には極性を反転して移動できる。電気穿孔を起こすに適切な電圧スキームを一つ又は複数のイオン泳動ステップに続くか又は同時に印加して送達を増進できる。

該発明の更なる他実施形態を、他の穿刺部位の中でも心房穿刺部位封止用（例えば心臓カテーテル挿入に続く大腿動脈の穿刺部封止用）の装置１２００を示す図１２に示す。

装置１２００によりアンカー１２００aを取り付け縫合糸１２００eと共に動脈１２２２内部に配置することで、動脈１２２２穿刺部位の機械的遮断が提供される。アンカー１２００aと縫合糸１２００eは又穿刺（例えばカテーテル挿入で生じた路）内の栓１２００ｐを配置保持する。アンカー１２００a、縫合糸１２００e及び栓１２００ｐは、ポリ乳酸塩、ポリグリコール酸塩、ポリラクチド―グリコリド、コラーゲンなどのような生分解性材料を用いて少なくとも一部が形成できる。更にアンカー１２００aは好ましくは一つ以上の薬剤含有領域（独立には図示していない）、例えば荷電薬剤とイオン伝導ポリマー含有のポリマー領域で覆った一つ以上の電極１２１８a（例えば非生分解性電極又はマグネシウムのような生分解性電極）を備えても良い。一つ以上の電極１２１８aを体外電源と、例えば縫合糸１２００e内の導体により連結しても良い。アンカー１２００aは遠位部かその近くに配置し、体外電源と例えば鞘１２００ｓ内部の一つ以上の導体により連結した一つ以上の電極１２１８ｓを更に含む送達鞘１２００ｓを用いて送達する。

装置１２００の配置時に鞘１２００ｓとアンカー１２００aは動脈１２２２に導入する。次いで装置１２００をアンカー１２００aが動脈穿刺部に据えられるまで引き出す。次いで栓１２００を外動脈壁１２２２に位置するまで鞘１２００ｓを通して縫合糸１２００eに沿って導入する。必要ならばテーパーを用いて栓を外動脈壁１２２２に対して栓を押しつけても良い。

鞘１２００ｓを引き出す前のある時点で、荷電治療薬がイオン泳動によりアンカー上のポリマー層から鞘１２００ｓとアンカー１２００a間に位置する心臓壁１２２２組織に向かって移動するように、鞘電極１２１８ｓとアンカー電極１２１８a間に電圧をかける。必要ならば追加荷電治療薬を鞘電極１２１８a上に配置し、上で検討したような技法を用いて動脈壁１２２２組織に向かって移動しても良い。電気穿孔を起こすに適切な電圧スキームを一つ又は複数のイオン泳動ステップに続くか又は同時に印加して送達を増進しても良い。次いで縫合糸を切断し鞘を除去して手順を完了する。

該発明の更なる他実施形態を、血管壁１３２２内の動脈瘤１３２２a治療用装置１３００の概略部分断面図である図１３に示す。この装置１３００はその遠位端に或いはその近くに開口部１３１０aを有する細長いカテーテル１３１０を含む。一つ以上の電極１３１８aが例えば開口部１３１０aを取り囲んで開口部１３１０a近くに備えられる。治療薬、例えばイオン伝導ポリマー塗膜内に分散した荷電治療薬含有の一つ以上のポリマー塗膜１３１２が電極１３１８a上に備わる。装置１３００は更に開口部１３１０eから延長可能で、その遠位端に備わる一つ以上の電極１３１８eを有する一つ以上の延長可能部材１３１５を含む。

操作に際してはカテーテル１３１０を血管１３２２に挿入し、開口部１３１０aが血管１３２２内の動脈瘤１３２２aに隣り合う位置にくるまで前進させる。次いで延長可能部材１３１５を開口部１３１０aから動脈瘤１３２２aに延ばす。延長可能部材１３１５が動脈瘤に入り、電極１３１８eを動脈瘤開口部に隣接に位置決めする時に曲がるような機械的メモリーを延長可能部材は備える。荷電治療薬がイオン泳動によりポリマー層１３１２から動脈瘤開口部とこれを包囲する組織に向かって動くように電極１３１８aと電極１３１８e間に電圧をかける。必要ならば追加荷電治療薬を電極１３１８上に配置し、又動脈瘤開口部とこれを包囲する組織に向かって反対側から移動させる。電気穿孔を起こすに適切な電圧スキームをイオン泳動に続くか又は同時に印加して送達を増進しても良い。

他の関連実施形態ではＧＤＣコイルのような金属動脈瘤コイルを同様の効果を与えるように動脈瘤内電極として用いても良い。

該発明の他実施形態では一つ以上の感知とペース調整用電極と、心臓へ高電圧送電する一つ以上の除細動用電極に連結したパルス発生器からなる埋め込み可能電気除細動器（ＩＣＤ）に向けられる。

多くのシステムでパルス発生器が除細動経路の一部の役割を果たす。例えばパルス発生器の外部構造は導電性であり、従って除細動陽極の役割を果たし且つ単一コイルは除細動陰極の役割を果たす。又この単一コイルは通常感知とペース調整用双曲電極の役割を果たす先端電極とリング電極を有する。ペース調整電極／感知電極両者は除細動とは独立なので、専用ダイポールと呼ばれるものを形成する。

他のシステムでは二重コイル装置として周知の遠位（陰極）除細動コイルと近位（陽極）除細動コイルを備える。パルス発生器の外部構造は又必要なら装置の追加陽極の役割を果たせる。単一先端電極も又通常この装置にペース調整感知機能を同様に一体化して備える。除細動コイルはペース調整感知用電極に連結しているので、統合バイポールと呼ばれるものを形成する。

患者内への電極配置は変化できる。二重コイル用の一つの配置スキームを例にすると、二つの除細動コイルと先端電極含有のリード線は、例えば心臓の（a）先端電極が右心室尖部にあり（例えば柵状織に楔止めする）、（ｂ）遠位除細動コイルが右心室にあり、且つ（ｃ）近位除細動コイルは上大動脈にある点まで心臓内へ前進しても良い。一方単一コイル装置では先端電極は再度右心室尖部にあるが、除細動コイルは右心室にある。

勿論他のデザインと電極配置が可能である。例えばペース調整と感知に用いる心房電極又は左心室電極用ポートを持つ二室両心室装置も周知である。

選択システムに関係なく除細動コイルは通常組織損傷防止のための鞘を備えている。本発明の或る実施形態ではコイルは荷電治療薬とイオン伝導ポリマー又は電気導電ポリマーからなる一つ以上のポリマー領域で塗布されている。

電気導電ポリマーが選ばれた場合、装置は先ず荷電（即ち酸化か還元された）形の導電ポリマーを患者に挿入し、反対電荷の治療薬を負荷する。適切電圧をかけるとポリマーは荷電がより低い（即ちより中性な）形に変化し、その場で少なくとも荷電治療薬の一部が放出される。この電圧を例えば除細動と同時に印加しても良く、又除細動直前にポリマーをより中性に変えるに十分な適切バイアスをポリマー塗布コイル印加しても良い。例えばバイアスをポリマー塗布除細動コイルと他の除細動コイル間、ポリマー塗布除細動コイルと別の専用電極か非専用電極間、ポリマー塗布除細動コイルとパルス発生器外部構造間などに印加しても良い。いずれの場合も選択除細動電圧は治療薬放出後近くの組織に電気穿孔を起こすに十分であり、治療薬送達を増進する。

イオン伝導ポリマーを選んだ場合には装置を又患者に挿入し、荷電治療薬を負荷する。適切電圧をかけて荷電薬剤を生成電界存在下にポリマー塗膜から移動する。上と同様に電圧を例えば除細動と同時に印加するか、又は適切バイアスを除細動の直前にポリマー塗布コイルに印加して少なくとも治療薬の一部を放出しても良い。又上記のように選択除細動電圧は治療薬放出後近くの組織に電気穿孔を起こすに十分であり、治療薬送達を増進する。

種々の実施形態がここに具体的に示され記載されたが、本発明の修正と変形は上記の教示の範囲内であり、且つ該発明の精神と意図範囲から逸脱することなしに付随請求項の範囲内であることは明らかである。

図１Ａは先行技術に従う電気穿孔による身体内腔への治療薬送達法を示す概略部分断面図である。 図１Ｂは先行技術従う電気穿孔による身体内腔壁への治療薬送達法を示す概略断面図である。 図２Ａは本発明の実施形態に従う図１４の医療器具の概略断面図である。 図２Ｂは本発明の他実施形態に従う図１４の医療器具の概略断面図である。 図２Ｃは本発明の更なる他実施形態に従う図１４の医療器具の概略断面図である。 図２Ｄは本発明の更に異なる実施形態に従う図１４の医療器具の概略断面図である。 図３は本発明の他実施形態に従うドラッグデリバリーバルーンの概略断面図である。 図４は本発明の種々実施形態で用いる秩序配列した組織貫通部材の透視図である。 図５は本発明の他実施形態に従うずらりと並んだ極微針含有医療器具の概略部分断面図である。 図６Ａは本発明の他実施形態に従う身体内腔内に配置の医療器具の概略断面図である。 図６Ｂは図６Ａの領域Ｂの詳細図である。 図７は本発明の他実施形態に従う分岐部位への治療薬導入用バルーン装置の概略部分断面図である。 本発明の実施形態に従う慢性完全閉塞（ＣＴＯ）装置の使用を示す概略部分断面図である。 本発明の実施形態に従う慢性完全閉塞（ＣＴＯ）装置の使用を示す概略部分断面図である。 本発明の実施形態に従う慢性完全閉塞（ＣＴＯ）装置の使用を示す概略部分断面図である。 本発明の実施形態に従う慢性完全閉塞（ＣＴＯ）装置の使用を示す概略部分断面図である。 図８Ｅは図８Ｂの詳細断面図である。 図９Ａは本発明の実施形態に従う動脈瘤塞栓装置の概略透視図である。 図９Ｂは図９Ａの概略部分断面図である。 図１０Ａは大動脈瘤内に配置の大動脈瘤グラフトを示す概略部分断面図である。 図１０Ｂは図１０Ａ装置の一端末の概略部分断面図である。 図１１は本発明の実施形態に従う中隔欠損部に配置の心房中隔欠損閉鎖用装置の概略断面図である。 図１２は本発明の実施形態に従う動脈穿刺部位に配置の動脈穿刺部位封止装置の概略部分断面図である。 図１３は本発明の実施形態に従う動脈瘤部位に配置の動脈瘤治療用器具の概略部分断面図である。 図１４は本発明に従うバルーンカテーテルの外観図である。

Claims (20)

1. 体内医療器具であって、
   （a）該医療器具を被験者内に配置したときに電極間に被験者組織があるように適合さ
   れた電極と、
   （ｂ）該電極間に電圧を印加し、その結果該組織に向かうベクトルを有する電界を発生するように適合された電源と、
   （ｃ）該電界に治療薬を導入するように適合された治療薬源と
   を含み、
   該治療薬源は、イオン伝導性ポリマー塗膜内に分散した荷電治療薬を含み、
   該器具は、非伝導性膨張性部材および第一電極をさらに含み、該第一電極は、該非伝導性膨張性部材にわたり提供され、該治療薬を含むポリマー塗膜は該第一電極にわたり提供され、
   該器具は、さらに、該膨張性部材の外面に配置された第二電極を含み、該第二電極は、組織と電気接触をなすための先端、および少なくとも一部に絶縁材の層が提供される刃の側部を備える切刃からなり、そのため該切刃は、該被験者内の該膨張性部材が膨張したときに該被験者の内部組織を突き刺すようになっている体内医療器具。
2. 該医療器具がカテーテル、グラフト、ステント、バルーン、慢性完全閉塞装置、動脈瘤治療装置、血管形成装置、フィルター、心房中隔欠損閉鎖装置、動脈穿刺封止用装置及び除細動装置から選択される請求項１の体内医療器具。
3. 該医療器具が、埋め込み又は挿入後体液流れの新規通路又は増進通路を提供する医療器具と、埋め込み又は挿入後体液流れを妨げる医療器具とから選択される請求項１の体内医療器具。
4. 該電源が該組織内で電気穿孔を起こすに十分な電圧を印加するように適合されている請求項１の体内医療器具。
5. 該治療薬源の少なくとも一部が該電界内に位置する請求項１の体内医療器具。
6. 該電源が該荷電治療薬保持の増進、該荷電治療薬送達の増進又は両者を起こすに十分な電圧を印加するように適合されている請求項５の体内医療器具。
7. 該電源が更に該組織内で電気穿孔を起こすに十分な電圧を印加するように適合されている請求項６の体内医療器具。
8. 該医療器具が複数の該ポリマー領域を含む請求項６の体内医療器具。
9. 該医療器具が正電荷を有する第一荷電治療薬を含む第一ポリマー領域と負電荷を有する第二荷電治療薬を含む第二ポリマー領域を含む請求項８の体内医療器具。
10. 該ポリマー領域がポリエーテル、高分子電解質、電気導電ポリマー及びこれらの組み合わせから選択されるポリマーを含む請求項６の体内医療器具。
11. 該ポリマー領域がホモポリマー、ランダムコポリマー、周期コポリマー、ブロックコポリマー及びそれらの組み合わせから選択されるポリマーを含む請求項６の体内医療器具。
12. 該荷電治療薬が本質的に帯電した治療薬、荷電分子に共有結合的に付着した治療薬、荷電分子に非共有結合的に付着した治療薬、荷電粒子に付着するか又はその中にカプセル化した治療薬及びそれらの組み合わせから選択される請求項６の体内医療器具。
13. 該荷電治療薬が荷電パクリタキセルを含む請求項６の体内医療器具。
14. 該荷電治療薬が高分子電解質鎖を含む請求項６の体内医療器具。
15. 該ポリマー領域がポリマー基板上に配置される請求項６の体内医療器具。
16. 該ポリマー基板がポリエーテル鎖を含む第一ポリマーを含み、該ポリマー領域がポリエーテル鎖を含む第二ポリマーを含み、且つ該第一ポリマーと第二ポリマーが同一でも異なっても良い請求項１５の体内医療器具。
17. 該ポリマー基板がポリアミド鎖を含む第一ポリマーを含み、該ポリマー領域がポリアミド鎖を含む第二ポリマーを含み、且つ該第一ポリマーと第二ポリマーが同一でも異なっても良い請求項１５の体内医療器具。
18. 該ポリマー基板がポリエーテル鎖とポリアミド鎖を含むブロックコポリマーを含み、且つ該ポリマー領域がポリエーテル鎖、ポリアミド鎖及びそれらの組み合わせから選択される鎖を含むイオン伝導ポリマーを含む請求項１５の体内医療器具。
19. 該ブロックコポリマーがポリテトラメチレンオキサイド鎖とナイロン１２鎖を含む請求項１８の体内医療器具。
20. 該イオン伝導ポリマーがポリエチレンオキサイド鎖、ポリアミノ酸、高分子電解質鎖及びそれらの組み合わせから選択される鎖を含む請求項１８の体内医療器具。