JP5253702B2 - 磁気共鳴画像において可視となる移植又は挿入可能な医療器具 - Google Patents
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Description
ヒドロゲルポリマは、ヒドロゲルポリマに関連する検出可能な核種の緩和時間を、医療器具の周囲の環境内の検出可能な核種の緩和時間に対して短くすることによって適応化し、これによりヒドロゲルポリマによってコーティングされた医療器具をMRIにおいて可視とするようにしてもよい。検出可能な核種は、例えば、ヒドロゲルポリマに関連する水分子又はヒドロキシル基内の陽子であってもよい。
例1
プライマ溶液の準備
プライマ1
ガラスビーカ中に、980gのバイヒドロールPR240(Bayhydrol PR240)と、20gのネオクリルCX−100(NeoCryl CX-100)、(ネオレジン(NeoResin)を使用してもよい)を入れ、完全に混合されるまで撹拌した。バイヒドロールPR240は、溶媒なしで水中でアニオン性脂肪族ポリウレタンを分散させたものである。また、ネオクリルCX−100は、多官能性アジリジン架橋剤である。
プライマ2
ガラスビーカ中で、875gのバイヒドロールPR240(Bayhydrol PR240)と、25gのネオクリルCX−100(NeoCryl CX-100)と、100gの脱イオン水を完全に混合されるまで撹拌した。
例2
常磁性イオン含有ヒドロゲルの準備
ヒドロゲル1
990gの脱イオン水をガラスビーカに入れ、撹拌を開始した。10gのグラスコールWN33(Glascol WN33)(Allied Colloids社製)と、アクリル酸ナトリウム及びアクリルアミドのコポリマをビーカ内に添加した。そして、ビーカをパラフィルムで封止し、グラスコールWN33が十分に溶解して1重量%のグラスコール溶液が得られるまで15時間撹拌を続けた。その後、グラスコールWN33溶液を撹拌しながら、この溶液中に、13.5gのGd−DTPA(Aldrich社製)を沈殿させないように非常にゆっくりと添加した。Gd−DTPA(ジエチレントリアミン五酢酸ガドリニウム(III)ジヒドロゲン塩水和物)は、MRI造影剤として幅広く用いられる安定したガドリニウム(III)キレートである。続いて、pH8〜pH10になるようにアンモニウム水酸化物を適量加えた。そして、ビーカをパラフィルムで封止し、グラスコールWN33及びGd−DTPAが十分に溶解し混合されるまで6〜15時間撹拌した。その後、撹拌しながら23重量%の塩化ナトリウム溶液3.8gを添加した。また、40gのプライマ1溶液を添加し完全に混合して終了した。
ヒドロゲル2
950gの脱イオン水をガラスビーカに入れミキサで撹拌した。40gのグラスコールS19(Glascol S19:Allied Colloids社製)、ポリアクリル酸をビーカにゆっくりと添加した。ビーカをパラフィルムで封止し、グラスコールS19が十分に溶解して1重量%のグラスコール溶液が得られるまで15時間撹拌を続けた。その後、グラスコールS19溶液を撹拌しながら、この溶液中に、10gのGd−DTPA(Aldrich社製)を沈殿させないように非常にゆっくりと添加した。そして、ビーカをパラフィルムで封止し、グラスコールS19及びGd−DTPAが十分に溶解し混合されるまで6〜15時間撹拌した。その後、撹拌しながら23重量%の塩化ナトリウム溶液5.0gを添加した。続いて、pH9〜pH10になるようにアンモニウム水酸化物を適量加えた。また、40gのプライマ1溶液を添加し完全に混合した。また、40gのプライマ1溶液を添加し完全に混合して終了した。
ヒドロゲル3
975gの脱イオン水をガラスビーカに入れミキサで撹拌した。15gのグラスコールWN23(Allied Colloids社製)、アクリル酸とアクリルアミドの共重合体をビーカにゆっくりと添加した。ビーカをパラフィルムで封止し、グラスコールWN23が十分に溶解して1重量%のグラスコール溶液が得られるまで15時間撹拌を続けた。その後、グラスコールWN23溶液を撹拌しながら、この溶液中に、10gのGd−DTPA(Aldrich社製)を沈殿させないように非常にゆっくりと添加した。そして、ビーカをパラフィルムで封止し、グラスコールWN23及びGd−DTPAが十分に溶解し混合されるまで6〜15時間撹拌した。その後、撹拌しながら23重量%の塩化ナトリウム溶液5.0gを添加した。続いて、pH9〜pH10になるようにアンモニウム水酸化物を適量加えた。また、20gのプライマ1溶液を添加し完全に混合した。また、40gのプライマ1溶液を添加し完全に混合した。そして、撹拌しながら5gのネオクリルCX−100を滴下して終了した。
ヒドロゲル4
700gの脱イオン水をガラスビーカに入れミキサで撹拌した。300gのグラスコールE15(Allied Colloids社製)、15%固相を含有する水溶性ポリアクリル酸溶液をビーカにゆっくりと添加した。ビーカをパラフィルムで封止し、グラスコールE15が十分に溶解して1重量%のグラスコール溶液が得られるまで15時間撹拌を続けた。その後、グラスコールE15溶液を撹拌しながら、この溶液中に、10gのGd−DTPA(Aldrich社製)を沈殿させないように非常にゆっくりと添加した。そして、ビーカをパラフィルムで封止し、グラスコールE15及びGd−DTPAが十分に溶解し混合されるまで6〜15時間撹拌した。その後、撹拌しながら23重量%の塩化ナトリウム溶液5.0gを添加した。続いて、pH9〜pH10になるようにアンモニウム水酸化物を適量加えた。また、撹拌しながら10gのネオクリルCX−100を滴下して終了した。
例3
常磁性イオンを含有するヒドロゲルの定着
ヒドロゲル1
ポリエーテルアミド製のA6フレンチ(F)カテーテルをイソプロパノールで洗浄した。カテーテルを直線状に保持するために、管腔に適切な大きさのテフロン(登録商標)コートされたステンレス鋼主軸を挿入した。カテーテルをプライマ1に浸漬した後、10分間自然乾燥した。そして、カテーテルをヒドロゲル1溶液中に浸漬した後、15分間自然乾燥した。その後、カテーテルを再びヒドロゲル1溶液中に浸漬した後、15分間自然乾燥し、後処理として140°Fのオーブン中に8〜24時間、静置した。
ヒドロゲル2
ポリエーテルアミド製のA3フレンチカテーテルをイソプロパノールで洗浄した。カテーテルを直線状に保持するために、管腔に適切な大きさのテフロンコートされたステンレス鋼主軸を挿入した。カテーテルをプライマ1に浸漬した後、10分間自然乾燥した。そして、カテーテルをヒドロゲル2溶液中に浸漬した後、15分間自然乾燥した。その後、カテーテルを再びヒドロゲル2溶液中に浸漬した後、15分間自然乾燥し、後処理として140°Fのオーブン中に8〜24時間、静置した。
ヒドロゲル3
ポリエーテルアミド製のA3フレンチカテーテルをイソプロパノールで洗浄した。カテーテルを直線に保持するために、管腔に適切な大きさのテフロンコートされたステンレス鋼主軸を挿入した。カテーテルをプライマ2に浸漬した後、10分間自然乾燥した。そして、カテーテルをヒドロゲル3溶液中に浸漬した後、15分間自然乾燥した。その後、カテーテルを再びヒドロゲル3溶液中に浸漬した後、15分間自然乾燥し、後処理として140°Fのオーブン中に8〜24時間、静置した。
ヒドロゲル4
ポリエーテルアミド製のA6カテーテルをイソプロパノールで洗浄した。カテーテルを直線に保持するために、管腔に適切な大きさのテフロンコートされたステンレス鋼主軸を挿入した。カテーテルをプライマ1に浸漬した後、10分間自然乾燥した。そして、カテーテルをヒドロゲル4溶液中に浸漬した後、15分間自然乾燥した。その後、カテーテルを再びヒドロゲル4溶液中に浸漬した後、15分間自然乾燥し、後処理として140°Fのオーブン中に8〜24時間、静置した。
例4
常磁性イオンの充填及び放出テスト
ヒドロゲル1でコーティングされたA6フレンチポリエーテルアミドカテーテルを約1in長の断片に切断し、5mlのポリプロピレン容器に入れた。そして、5.0mlのリン酸緩衝溶液(PBS)を注入してカテーテルを浸漬し、容器を揺動器上に置き、37℃のオーブン中に入れた。浸漬してから1分間経過後、5分間経過後、30分間経過後、1時間経過後、及び4時間経過後、浸漬溶液の一部を取り出してICP−AESによって342.247nmを監視してガドリニウム含有量を測定した。コーティングされたカテーテルから放出されたガドリニウム量(マイクログラム/インチ)を以下の表1に示す。
常磁性イオンを含有するヒドロゲルのMRI画像
例3においてコーティングされたヒドロゲル試料について、可視性の時間的変化を判定するためにMRI画像を検査した。ヒドロゲルにおけるガドリニウムの可視性の耐久性を確認するために、異なるヒドロゲルでコーティングした各試料を無脂肪のヨーグルト及び疑似組織中に入れてMRI測定する前に、事前に一定時間、食塩水中に浸漬した。浸漬時間は、それぞれ0分間、5分間、10分間、20分間、40分間、及び60分間とした。また、コーティングされていない6フレンチナイロンカテーテルを対照被験体とした。コーティングされた全ての試料は、いずれの時刻においても視認可能であったのに対し、対照被験体は、どの時刻でも視認不可能であった。この結果を下記の表2に示す。
例6
原子緩和時間におけるヒドロゲルポリマ架橋度の影響
ヒドロゲルポリマの架橋度を変更した場合の原子緩和時間への影響を判定した。グラスコールWN33(0.5重量%)の3つの水溶液をビーカに準備した。第1の溶液は架橋剤を加えず、第2の溶液には0.1重量%のCX−100を添加し、第3の溶液には0.25重量%のCX−100を添加した。溶液が入れられたビーカを連続励起間隔150ms、200ms、300ms、400ms、600ms、及び1000msで実験した。陽子T1(縦軸スピン)の緩和時間は、周知の連続励起間隔で3つの溶液の各々に対して、観測シグナル強度で計算した。溶液1のT1は5356ms、溶液2のT1は5524ms、溶液3のT2は4690msであった。これらの結果は、架橋度を変更すると、ヒドロゲルポリマに関連する検出可能な陽子の緩和時間が変化することを示している。
Claims (13)
- (a)基体と、
(b)上記基体の表面の少なくとも一部をコーティングする架橋ヒドロゲルポリマとを備える移植又は挿入可能な医療器具であって、
該架橋ヒドロゲルポリマは、該架橋ヒドロゲルポリマの架橋度を変え、周囲の環境内の検出可能な核種に対して該器具に関連する検出可能な核種の磁気特性を変えること及び該架橋ヒドロゲルポリマ内に常磁性材料を組み込むことにより、当該医療器具を患者に移植又は挿入した際、当該医療器具を磁気共鳴画像において可視とするように適応化されていることを特徴とする移植又は挿入可能な医療器具。 - 上記常磁性材料は、デンプンがコーティングされた酸化鉄粒子を含むことを特徴とする請求項1記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 上記常磁性材料は、常磁性イオン、常磁性イオンキレート基又は常磁性イオンキレート錯体を含むことを特徴とする請求項1記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 上記常磁性イオンキレート基は、上記架橋ヒドロゲルポリマに共有結合されていることを特徴とする請求項3記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 上記常磁性イオンは、クロム(III)、マンガン(II)、鉄(III)、鉄(II)、コバルト(II)、銅(II)、ニッケル(II)、プラセオジウム(III)、ネオジウム(III)、サマリウム(III)、イッテルビウム(III)、ガドリニウム(III)、テルビウム(III)、ジスプロシウム(III)、ホルミウム(III)、エルビウム(III)からなるグループから選択されることを特徴とする請求項3記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 上記常磁性イオンキレート基は、有機酸官能基を含むことを特徴とする請求項3記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 上記常磁性イオンキレート基は、カルボキシル基又はアミノポリカルボキシル酸基を含むことを特徴とする請求項6記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 上記架橋ヒドロゲルポリマは、置換された又は置換されていないアクリル酸モノマユニット、又は、置換された又は置換されていないアクリルアミドモノマユニット又はその両者を含むことを特徴とする請求項1記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 上記常磁性イオンキレート錯体は、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、テトラアザシクロドデカン五酢酸(DOTA)、テトラアザシクロテトラデカン四酢酸(TETA)からなるグループから選択されることを特徴とする請求項3記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 上記架橋ヒドロゲルポリマは、ポリアクリレート、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メタクリル酸)、ポリアクリルアミド、ポリ(N−アルキルアクリルアミド)、ポリアルキレンオキシド、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(プロピレン)オキシド、ポリ(ビニルアルコール)、ポリビニル芳香族、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(エチレンイミン)、ポリエチレンアミン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルスルホン酸、ポリアミド、ポリ(L−リジン)、親水性ポリウレタン、無水マレイン酸ポリマ、タンパク質、コラーゲン、セルロースポリマ、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、カルボキシメチルデキストラン、修飾デキストラン、アルギナート、アルギン酸、ペクチン酸、ヒアルロン酸、キチン、プルラン、ゼラチン、ジェラン、キサンタン、カルボキシメチルデンプン、硫酸コンドロイチン、グアール、デンプン、及びこれらのコポリマ、混合物及び誘導体からなるグループから選択されることを特徴とする請求項1記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 上記架橋ヒドロゲルポリマは、ポリ(アクリル酸)、ポリアクリルアミド、ポリ(N−アルキルアクリルアミド)アクリル酸及びアクリルアミドのコポリマ、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(プロピレンオキシド)、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのコポリマ、ヒアルロン酸、ポリ(L−リジン)からなるグループから選択されることを特徴とする請求項1記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 上記架橋ヒドロゲルポリマ上に形成された潤滑コーティング層を更に備える請求項1記載の移植又は挿入可能な医療器具。
- 当該医療器具は、カテーテル、ガイドワイヤ、バルーン、ステントからなるグループから選択されることを特徴とする請求項1記載の移植又は挿入可能な医療器具。
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