JP7174712B2 - ポリドーパミンおよび抗体でコーティングされた医療機器 - Google Patents

ポリドーパミンおよび抗体でコーティングされた医療機器 Download PDF

Info

Publication number
JP7174712B2
JP7174712B2 JP2019555673A JP2019555673A JP7174712B2 JP 7174712 B2 JP7174712 B2 JP 7174712B2 JP 2019555673 A JP2019555673 A JP 2019555673A JP 2019555673 A JP2019555673 A JP 2019555673A JP 7174712 B2 JP7174712 B2 JP 7174712B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antibody
medical device
antibodies
cells
polydopamine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019555673A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020516386A (ja
JP2020516386A5 (ja
Inventor
クトリク,マイケル・ジェー.ビー.
Original Assignee
オーバスネイチ・メディカル・プライベート・リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オーバスネイチ・メディカル・プライベート・リミテッド filed Critical オーバスネイチ・メディカル・プライベート・リミテッド
Publication of JP2020516386A publication Critical patent/JP2020516386A/ja
Publication of JP2020516386A5 publication Critical patent/JP2020516386A5/ja
Priority to JP2022178229A priority Critical patent/JP2023017932A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7174712B2 publication Critical patent/JP7174712B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28Materials for coating prostheses
    • A61L27/34Macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A61L15/26Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/44Medicaments
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/08Materials for coatings
    • A61L29/085Macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/14Materials characterised by their function or physical properties, e.g. lubricating compositions
    • A61L29/16Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/08Materials for coatings
    • A61L31/10Macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/14Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L31/16Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/30Polyalkenyl halides
    • B01D71/32Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/36Polytetrafluoroethene
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2250/00Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2250/0058Additional features; Implant or prostheses properties not otherwise provided for
    • A61F2250/0067Means for introducing or releasing pharmaceutical products into the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00389The prosthesis being coated or covered with a particular material
    • A61F2310/0097Coating or prosthesis-covering structure made of pharmaceutical products, e.g. antibiotics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/20Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
    • A61L2300/252Polypeptides, proteins, e.g. glycoproteins, lipoproteins, cytokines
    • A61L2300/256Antibodies, e.g. immunoglobulins, vaccines
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/416Anti-neoplastic or anti-proliferative or anti-restenosis or anti-angiogenic agents, e.g. paclitaxel, sirolimus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2420/00Materials or methods for coatings medical devices
    • A61L2420/06Coatings containing a mixture of two or more compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/20Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of the heart, e.g. heart valves

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)

Description

関連出願への相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国仮出願第62/485,223号(2017年4月13日出願)および第62/645,606号(2018年3月20日出願)の優先権を主張する。
本発明は、ポリドーパミンおよび抗体でコーティングされた、血管内機器などの医療機器に関する。
生体分子の固定化は、生物学および物理学の両方にとって大きな関心事である。この分野における研究の活発な領域は、血管内機器用の生物活性コーティングの開発である。これらの機器(冠動脈ステント、血管グラフトなど)は、著しく高い死亡率および罹患率を引き起こすことが知られている、冠動脈疾患(CAD)および末梢動脈疾患(PAD)を治療するために使用される。危険因子の修正および新規な薬物療法の導入などの治療の進歩により、アテローム性血管疾患の発生率が著しく低下し、その予後が改善されたが、血管内ステント留置による外科的血管バイパスグラフティングおよび経皮経管冠動脈形成術(PTCA)は、北米で年間行われている最も一般的な手順の中に位置し続けている。これらの血行再建術は、日常的に使用されているが、残念ながら、ステント埋め込みの長期的な成功は、治療部位での再狭窄と遅発性ステント血栓症によって限定されている一方、PADの治療に使用される合成グラフトの短期および中期の成功は、それらの血栓形成性によって限定されている。
動脈内ステントは、広範な材料(例えば、316Lステンレス鋼(SS)、タンタル、ニチノール、コバルト-クロム(CoCr)合金、白金-イリジウム、ポリマーなど)で作られた円筒状のメッシュである。内膜過形成と称されるプロセスにおけるステント埋め込み後の管腔増大の減少である再狭窄は、介入医が直面する最も重要な問題の1つのままである。血管壁中への局所的な細胞毒性化合物の放出を通して早期の再狭窄を減少させるように設計された薬剤溶出ステントは、遅発性血栓症および遅発性再狭窄などの合併症をもたらすことが見出された。薬剤溶出ステントは、再狭窄の原因である平滑筋細胞(SMC)の増殖を阻害するだけでなく、治癒に重大なプロセスである、ステントを覆うコンフルエントな内皮細胞(EC)層の形成も阻害することがすぐに認識された。
延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)は、動脈再建に最も頻繁に使用される導管になった。大口径の血管グラフトの高流量は、最小限の補助的薬物療法のみでの85~95%の長期(>10年)の開存率を提供する。しかしながら、小口径の人工血管プロテーゼ(<5mm)の開発の成功は、主にePTFEの高い血栓形成性によって引き起こされる開存性の短縮のため、引き続き課題となっている。これは、このインターフェースでのECの接触阻害の欠如によってさらに永続化され、EC過形成につながる可能性がある。合成グラフトのヒトにおける完全な内皮化の失敗は、動脈再建の失敗の一般的な原因である筋内膜過形成の発生に最終的に寄与する、グラフトの表面での連続性の血栓炎症事象をもたらす5~7。実際、小口径の大腿膝窩グラフトの50%未満が埋め込み後5年で開存性のままである
補綴血管内材料の完全な表面再内皮化の失敗は、ヒトでは一般的であるが、コンフルエントなEC被覆が他の哺乳動物種では一般的である。補綴グラフト上に確立された内皮細胞の供給源は、毛細血管浸潤から、または隣接する動脈の端からの内方増殖によると考えられていた10。しかしながら、このパラダイムは、最近疑問視されている。ヒトに埋め込まれた高多孔性ePTFEグラフトでは、毛細血管内方増殖は、グラフトの外側から管腔までの距離の半分を超えることはめったにないことが示されている11。むしろ、ヒトにおける補綴埋め込み物のまばらな内皮細胞の裏打ちの主な供給源は、「フォールアウトヒーリング」と名付けられたプロセスを通じ、循環血液からであり得ることが示されている12。Shi et alによるその後の研究では、フォールアウトECは、骨髄由来であり13、14、血液中で循環内皮前駆細胞(EPC)であることがさらに実証された。
動脈内皮は、動的器官であり、その弛緩および収縮、ならびに線維素溶解、血栓形成、および血小板活性化/阻害などの動的プロセスを制御することにより、血管ホメオスタシスを維持する。この活性器官の形成は、ステント埋め込み後の血管においておよび挿入補綴グラフトにおいて好ましい生物学的特性を提供し得る。ECは、サイトカイン放出を阻害することによりSMCの増殖を妨害し、ステント表面および補綴グラフト材料を不動態化し、血栓症を予防する15~17。埋め込まれた血管機器上のコンフルエントな内皮裏打ちの重要性の認識は、それらの長期開存性を改善するための手段としてのECを有する血管ステントおよびグラフトのシーディングの研究を促した。Herringが1978年に最初にECシーディングを導入して以来、多くのグループがこの技術の発展に貢献してきたが、どのグループの成功も限定的であった18~60。自己ECが組織の最良の供給源を提供することが一般的に合意されているが、しかしながら、自己ECの限定された入手可能性ならびにシーディングおよび埋め込みの退屈なプロセスは、プロテーゼの表面上の細胞の予測可能なコンフルエントな単層の達成の失敗と相まって、手に負えない問題であった。さらに、静脈床、動脈床、微小血管床、大血管床の構造と生化学的環境は、すべて独特である。したがって、あるベッドから別のベッドへのECの配置は、細胞パフォーマンスの機能不全をもたらし得る。材料の再内皮化のための最良の手法は、プロテーゼへのEPCの誘引を加速することにより、フォールアウトヒーリングのプロセスを促進するであろう61。245μmの平均EC面積に基づいて、4100細胞/mmの密度でEPCを捕獲することは、材料表面の完全な被覆を提供し、これは、血管プロテーゼの効果的な内皮化につながる62
我々は、EPC捕獲冠動脈内ステントを設計し、開発し、かつ試験した63~65。このステントは、マウスモノクローナル抗ヒトCD34抗体が埋め込まれたポリマーデキストランコーティングを利用して、EPCを捕獲し、天然の内皮化プロセスを強化する。デキストランコーティング技術は、CD34+細胞捕獲に効果的であることが証明されている。我々のデキストランコーティングと同様に、特異的な細胞型の捕獲のための他の抗体固定化戦略は、ある程度成功している。残念ながら、それらもしばしば限られた範囲の基材に特異的であり、生物活性の喪失を被り、労働集約的化学を必要とする。この研究では、我々は、広範囲の基材に効果的に適用され得る生物学的に活性な分子の固定化のための普遍的な方法を開発することを目的とする。
弁は、心血管系の正常な生理学的機能に不可欠である。例えば、天然の心臓弁は、ある心腔から別の心腔への一方向の血流を保証する。天然の心臓または静脈弁は、様々な病理学的原因で機能不全になる。いくつかの病態は、弁プロテーゼとの自然の弁の完全な外科的置換を必要とする。人工心臓弁は、心臓弁膜症の患者の心臓に埋め込まれた機器である。
過去数十年にわたる補綴弁設計および外科手順の著しい改善にもかかわらず、弁置換は、患者に決定的な治療法を提供しない。代わりに、弁置換を受ける患者の予後は、補綴弁の血行動態、耐久性、および血栓形成性の影響を受ける。
ドーパミン(DA、3,4-ジヒドロキシフェネチルアミンから短縮)は、脳および身体においていくつかの重要な役割を果たすカテコールアミンおよびフェネチルアミンファミリーの有機化学物質である。ポリドーパミン(PDA)は、ドーパミン由来の合成ユーメラニンポリマーである。ポリドーパミンは、多くの種類の表面にわずかに塩基性のpHでドーパミンの酸化的自己重合を介して堆積し得る。しかしながら、形成の機構に関する基本的な理解は、今なお欠如している。Lynge et al.,Polydopamine-a nature-inspired polymer coating for biomedical science,Nanoscale,2011,3:4916。
理想的な下塗りコーティングは、あらゆる基材に普遍的に適用され得るものである。これに関して、アルカリ性pHに緩衝されたドーパミンの希釈水溶液への基材の単純な浸漬が、基材上でのポリドーパミン膜の自発的堆積をもたらすという発見以来、下塗りとしてのポリドーパミンの使用は、大きな関心を集めている。Messersmith et al(Science,2007,318,426-430)は、ポリドーパミンコーティングが、金属、金属酸化物、セラミックス、合成ポリマー、ならびに広範囲の他の親水性および疎水性材料を含めた実質的にすべての型の基材表面上に形成することができることを実証した。ポリドーパミンコーティングは、表面への合成ポリマーまたは生体分子の結合のためのプラットフォームとして使用されている。例えば、国際公開第2011/005258号は、親水性外層を提供するためのポリドーパミンコーティングへのアミン官能化ポリエチレングリコール(PEG-NH)の付着を開示している。
耐久性を考慮すると、コーティングは、コーティングの物質のゆっくりとした侵食によって、および/またはコーティングが基材の表面から剥離されることによって、基材から除去され得る。したがって、コーティングの耐久性を増強するための1つの方法は、コーティングと基材の表面間の結合を強化することである。これは、とりわけ、コーティングと表面間のより良い接着を達成するために、下塗りでコーティングされる表面を処理することによって達成され得る。
国際公開第2011/005258号
Lynge et al.,Polydopamine-a nature-inspired polymer coating for biomedical science,Nanoscale,2011,3:4916 Messersmith et al(Science,2007,318,426-430)
本開示は、コーティングを有する医療機器であって、コーティングが(i)ポリドーパミンと、(ii)ポリエーテル誘導体と、(iii)抗体および/または抗体断片とを含み、ポリドーパミンがポリエーテル誘導体に共有結合しており、ポリエーテル誘導体が抗体および/または抗体断片に共有結合している、コーティングを有する医療機器を提供する。
抗体および/または抗体断片は、内皮前駆細胞または内皮細胞の細胞表面抗原に特異的に結合し得る。
本開示は、コーティングを有する医療機器であって、コーティングが(i)ポリドーパミンと、(ii)ポリエーテル誘導体と、(iii)抗体および/または抗体断片とを含み、ポリドーパミンがポリエーテル誘導体に共有結合しており、ポリエーテル誘導体が抗体および/または抗体断片に共有結合しており、抗体および/または抗体断片が内皮前駆細胞または内皮細胞の細胞表面抗原に特異的に結合する、コーティングを有する医療機器を提供する。
コーティングを有する人工弁であって、コーティングが(i)ポリドーパミンと、(ii)ポリエーテル誘導体と、(iii)抗体および/または抗体断片とを含み、ポリドーパミンがポリエーテル誘導体に共有結合しており、ポリエーテル誘導体が抗体および/または抗体断片に共有結合しており、人工弁が人工心臓弁または人工静脈弁である、コーティングを有する人工弁も本開示に包含される。
細胞表面抗原の非限定的な例は、CD34、CD133、CDw90、CD117、HLA-DR、VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3、Muc-18(CD146)、Thy-1、Thy-2、CD130、CD30、幹細胞抗原(Sca-1)、幹細胞因子1(SCF/c-Kitリガンド)、Tie-1、Tie-2、VE-カドヘリン、P1H12、TEK、CD31、Ang-1、Ang-2、HAD-DR、CD45、CD105、CD14、フォンビルブランド因子(vWF)、およびE-セレクチンを含む。
ポリエーテル誘導体は、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレングリコール(PEG)誘導体、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリプロピレングリコール(PPG)誘導体、またはそれらの組合せとすることができる。
PEGは、約200ダルトン~約20,000ダルトン、約200ダルトン~約5,000ダルトン、約200ダルトン~約1,000ダルトン、約200ダルトン~約350ダルトンの範囲の平均分子量を有し得る。
医療機器は、ステント、人工心臓弁、血管補綴フィルター、カテーテル、ペースメーカー、血管グラフト、合成グラフト、ペースメーカーリード、除細動器、卵円孔開存(PFO)中隔閉鎖機器、血管クリップ、血管動脈瘤オクルーダー、血液透析グラフト、血液透析カテーテル、房室シャント、大動脈瘤グラフト機器もしくはコンポーネント、人工静脈弁、シャント、ワイヤ、センサ、縫合糸、血管吻合クリップ、留置静脈もしくは動脈カテーテル、血管鞘、または薬物送達ポートとすることができる。
医療機器は、人工大動脈弁、人工肺動脈弁、人工僧帽弁、または人工三尖弁などの人工心臓弁または人工静脈弁とすることができる。
医療機器は、金属(ステンレス鋼など)、合金、および/またはポリマーを含み得る。ポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ダクロン、ポリウレタン、ポリプロピレン、またはそれらの組合せもしくは誘導体などの生体適合性ポリマーとすることができる。
コーティングは、医薬物質をさらに含んでも含まなくてもよい。一実施形態では、医薬物質は、平滑筋細胞移動および/または増殖を阻害する。別の実施形態では、医薬物質は、血管拡張剤である。
医薬物質の非限定的な例は、パクリタキセル、ラパマイシン、ラパマイシン誘導体、シロリムス、エベロリムス、タクロリムス、バイオリムス、バイオリムスA-9、またはそれらの組合せを含む。
抗体および/または抗体断片は、モノクローナルまたはポリクローナルとすることができる。抗体および/または抗体断片は、ヒト化抗体もしくは抗体断片、またはキメラ抗体もしくは抗体断片とすることができる。抗体および/または抗体断片は、Fab、F(ab’)、または単鎖Fv(scFv)を含み得る。
一実施形態では、抗体および/または抗体断片は、異なる細胞表面抗原に特異的に結合する。
医療機器の抗体および/または抗体断片は、医療機器が対象に埋め込まれた場合に、インビボで内皮前駆細胞および/または内皮細胞を捕獲し得る。
本開示は、血管疾患を治療または予防するための方法であって、本医療機器を患者に埋め込むステップを含む、血管疾患を治療または予防するための方法を提供する。
血管疾患は、アテローム性動脈硬化症、再狭窄、血栓症、および/または血管閉塞とすることができる。
異なる抗体固定化技法を示す図である。図1A:デキストランコーティングを使用した非配向固定化。図1B:アミンカップリングを使用した非配向固定化。1Aと1Bの両方は、埋められた抗原結合領域をもたらし得る。図1C:抗体の修飾Fc領域を介したPEG修飾表面への抗体の配向固定化。抗原結合部位は、免疫結合に利用可能なままである。 異なる抗体固定化技法を示す図である。図1A:デキストランコーティングを使用した非配向固定化。図1B:アミンカップリングを使用した非配向固定化。1Aと1Bの両方は、埋められた抗原結合領域をもたらし得る。図1C:抗体の修飾Fc領域を介したPEG修飾表面への抗体の配向固定化。抗原結合部位は、免疫結合に利用可能なままである。 異なる抗体固定化技法を示す図である。図1A:デキストランコーティングを使用した非配向固定化。図1B:アミンカップリングを使用した非配向固定化。1Aと1Bの両方は、埋められた抗原結合領域をもたらし得る。図1C:抗体の修飾Fc領域を介したPEG修飾表面への抗体の配向固定化。抗原結合部位は、免疫結合に利用可能なままである。 本コーティングを形成するスキームである。図2A:ポリドーパミン堆積-コーティングの基礎。図2B:リンカー層ポリエチレングリコール(PEG)堆積-配向抗体コーティングの基礎。図2C:配向抗体コーティング。 本コーティングを形成するスキームである。図2A:ポリドーパミン堆積-コーティングの基礎。図2B:リンカー層ポリエチレングリコール(PEG)堆積-配向抗体コーティングの基礎。図2C:配向抗体コーティング。 本コーティングを形成するスキームである。図2A:ポリドーパミン堆積-コーティングの基礎。図2B:リンカー層ポリエチレングリコール(PEG)堆積-配向抗体コーティングの基礎。図2C:配向抗体コーティング。 本コーティングの実施形態の一般的な構造を示す図である。 基材/医療機器(例えば、316Lステンレス鋼(316S)、コバルトクロム(CoCr)、ePTFE、または心膜)をコーティングする際に生じる、塩基性環境においてドーパミンから酸化的自己重合によってポリドーパミンが形成し得る例示的な構造およびポリマー構成を示す図である。 基材/医療機器(例えば、316Lステンレス鋼(316S)、コバルトクロム(CoCr)、ePTFE、または心膜)をコーティングする際に生じる、塩基性環境においてドーパミンから酸化的自己重合によってポリドーパミンが形成し得る例示的な構造およびポリマー構成を示す図である。 求核性提示表面への後のカップリングに関する抗体または抗体断片の酸化的活性化に関する例示的な反応スキームである。 中間PEGリンカーを介してポリドーパミンに結合している抗体(例えば、抗CD34抗体など)で基材/血管内材料/医療機器(例えば、316Lステンレス鋼(316L SS)、コバルト-クロム(CoCr)、ePTFE、または心膜)をコーティングするための例示的な反応スキーム(酸化法)である。例として、PEGは、マイケル付加を介してポリドーパミンに結合することが示されている。 中間PEGリンカーを介してポリドーパミンに結合している抗体(例えば、抗CD34抗体など)で基材/血管内材料/医療機器(例えば、316Lステンレス鋼(316L SS)、コバルト-クロム(CoCr)、ePTFE、または心膜)をコーティングするための例示的な反応スキーム(酸化法)である。例として、PEGは、マイケル付加を介してポリドーパミンに結合することが示されている。 中間PEGリンカーを介してポリドーパミンに結合している抗体(例えば、抗CD34抗体など)で基材/血管内材料/医療機器(例えば、316Lステンレス鋼(316L SS)、コバルト-クロム(CoCr)、ePTFE、または心膜)をコーティングするための例示的な反応スキーム(酸化法)である。例として、PEGは、マイケル付加を介してポリドーパミンに結合することが示されている。 中間PEGリンカーを介してポリドーパミンに結合している抗体(例えば、抗CD34抗体など)で基材/血管内材料/医療機器(例えば、316Lステンレス鋼(316L SS)、コバルト-クロム(CoCr)、ePTFE、または心膜)をコーティングするための例示的な反応スキームである。例として、PEGは、マイケル付加またはシッフ塩基反応を介してポリドーパミンに結合することが示されている。 中間PEGリンカーを介してポリドーパミンに結合している抗体(例えば、抗CD34抗体など)で基材/血管内材料/医療機器(例えば、316Lステンレス鋼(316L SS)、コバルト-クロム(CoCr)、ePTFE、または心膜)をコーティングするための例示的な反応スキームである。例として、PEGは、マイケル付加またはシッフ塩基反応を介してポリドーパミンに結合することが示されている。 中間PEGリンカーを介してポリドーパミンに結合している抗体で基材/血管内物質/医療機器をコーティングするための例示的な反応スキーム(酵素法)である。図8A:ポリドーパミンがコーティングされた基材は、アミノ-PEG-ジベンゾシクロオクチン(DBCO)と反応する。図8B:DBCO反応性部分を創出するための抗体の官能化(例えば、抗体のFc領域で)。ステップ1は、末端ガラクトース残基の除去を示し、ステップ2は、GalNAzの取込みを示す。Zeglis et al.,Chem.2013,24(6),1057-1067.Qu et al.,Adv.Healthc.Mater.2014,3(1),30-35を参照されたい。図8C:PEGリンカーとの官能化抗体の反応。 中間PEGリンカーを介してポリドーパミンに結合している抗体で基材/血管内物質/医療機器をコーティングするための例示的な反応スキーム(酵素法)である。図8A:ポリドーパミンがコーティングされた基材は、アミノ-PEG-ジベンゾシクロオクチン(DBCO)と反応する。図8B:DBCO反応性部分を創出するための抗体の官能化(例えば、抗体のFc領域で)。ステップ1は、末端ガラクトース残基の除去を示し、ステップ2は、GalNAzの取込みを示す。Zeglis et al.,Chem.2013,24(6),1057-1067.Qu et al.,Adv.Healthc.Mater.2014,3(1),30-35を参照されたい。図8C:PEGリンカーとの官能化抗体の反応。 中間PEGリンカーを介してポリドーパミンに結合している抗体で基材/血管内物質/医療機器をコーティングするための例示的な反応スキーム(酵素法)である。図8A:ポリドーパミンがコーティングされた基材は、アミノ-PEG-ジベンゾシクロオクチン(DBCO)と反応する。図8B:DBCO反応性部分を創出するための抗体の官能化(例えば、抗体のFc領域で)。ステップ1は、末端ガラクトース残基の除去を示し、ステップ2は、GalNAzの取込みを示す。Zeglis et al.,Chem.2013,24(6),1057-1067.Qu et al.,Adv.Healthc.Mater.2014,3(1),30-35を参照されたい。図8C:PEGリンカーとの官能化抗体の反応。 ジベンゾシクロオクチン(DBCO)官能化基材(例えば、ディスク)上のアジド官能化蛍光プローブ(カルボキシローダミン110-アジド)の結合の蛍光強度を示すグラフである。「ベア」:処理もコーティングもされていないCoCrのベアメタルディスク。「ベア+DBCO」:DBCOのみでコーティングされており、ポリドーパミンではコーティングされていないベアメタルディスク。「PDOP」:ポリドーパミンでコーティングされたベアメタルディスク。「PDOP+DBCO」:ポリドーパミン、次いで、DBCOでコーティングされたベアメタルディスク。 ドーパミンの酸化的自己重合によって形成されたポリドーパミンに結合している中間アミノ-dPEG-t-boc-ヒドラジドリンカーを介して抗CD34抗体(BioLegend、カタログ#343602)でコーティングされた316L SS冠動脈ステント上のCD34発現Kg1a細胞(「陽性」)の捕獲を示す写真である。コーティングを、細胞とのインキュベーション前に、ウシ血清アルブミン(BSA)でブロックした。結合した細胞を、共焦点顕微鏡上での核色素Sytox Green染色によって視覚化した。対照細胞は、CD34を発現しないCHO細胞(「陰性」)であった。 ドーパミンの酸化的自己重合によって形成されたポリドーパミンに結合している中間アミノ-dPEG-t-boc-ヒドラジドリンカーを介して抗CD34抗体(BioLegend、#343602)でコーティングされたコバルトクロム(CoCr)ディスク上のCD34発現Kg1a細胞(「陽性」)の捕獲を示す写真である。コーティングを、細胞とのインキュベーション前に、ウシ血清アルブミン(BSA)でブロックした。結合した細胞を、共焦点顕微鏡上での核色素Sytox Green染色によって視覚化した。対照細胞は、CD34を発現しないCHO細胞(「陰性」)であった。 ドーパミンの酸化的自己重合によって形成されたポリドーパミンに結合している中間アミノ-dPEG-t-boc-ヒドラジドリンカーを介して抗CD34抗体(BioLegend、#343602)でコーティングされた医療用の延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)エンドグラフト上のCD34発現Kg1a細胞(「陽性」)の捕獲を示す写真である。コーティングを、細胞とのインキュベーション前に、ウシ血清アルブミン(BSA)でブロックした。結合した細胞を、共焦点顕微鏡上での核色素Sytox Green染色によって視覚化した。対照細胞は、CD34を発現しないCHO細胞(「陰性」)であった。 抗CD34抗体がコーティングされたePTFEに結合しているCD34+細胞またはCD34-細胞の安定性評価を示す写真である。ePTFE基材をPBS中に12日間置き、次いで、細胞結合に使用した。結合した細胞を蛍光色素で染色し、共焦点顕微鏡下で観察した。 ドーパミンの酸化的自己重合によって形成されたポリドーパミンに結合している中間アミノ-dPEG-t-boc-ヒドラジドリンカーを介して抗CD34抗体(BioLegend、#343602)でコーティングされたウシ心膜上のCD34発現Kg1a細胞(「CD34+細胞」)の捕獲を示す写真である。コーティングを、細胞とのインキュベーション前に、ウシ血清アルブミン(BSA)でブロックした。結合した細胞を、共焦点顕微鏡上での核色素Sytox Green染色によって視覚化した。対照細胞は、CD34を発現しないCHO細胞(「CD34-細胞」)であった。 抗H-2K抗体がコーティングされたePTFEグラフトに関する細胞毒性アッセイを示すグラフである。コーティングされたグラフトを、CHO H-2K(+)細胞とともに1、2、または3日間インキュベートした。次いで、それらを固定し、蛍光顕微鏡で画像化した。
本開示は、抗体および/または抗体断片などのリガンド/生体分子にさらに結合しているメラニン、メラニン様ポリマー、メラニンの合成バージョン、または芳香族カテコールポリマー(例えば、ポリドーパミンまたはドーパミン類似体のポリマー)でコーティングされた医療機器または基材を提供する。ポリドーパミンコーティングおよびリガンドは、有機ポリマー/オリゴマーなどのリンカーを介して結合していてもよい。本開示は、(i)ポリドーパミン、(ii)有機ポリマー(例えば、ポリエチレングリコール(PEG)などのポリエーテル誘導体、および本明細書に記載の他の有機ポリマー/オリゴマー)、ならびに(iii)抗体および/または抗体断片でコーティングされた医療機器(例えば、ステント、人工弁など)を提供する。ポリドーパミンは、有機ポリマー/オリゴマーに共有結合していてもよく、有機ポリマー/オリゴマーは、抗体および/または抗体断片に共有結合していてもよい。抗CD34抗体などの抗体および/または抗体断片は、内皮前駆細胞(EPC)または内皮細胞の細胞表面抗原/分子に特異的に結合し得る。抗体および/または抗体断片は、医療機器が対象に埋め込まれた場合に、インビボで内皮前駆細胞および/または内皮細胞を捕獲し得る。医療機器は、医薬物質または治療薬も含み得る。
本開示は、(i)メラニン、メラニン様ポリマー、メラニンの合成バージョン、または芳香族カテコールポリマー(例えば、ポリドーパミンまたはドーパミン類似体のポリマー)、(ii)有機ポリマー(例えば、ポリエチレングリコール(PEG)などのポリエーテル誘導体、および本明細書に記載の他の有機ポリマー/オリゴマー)、および(iii)リガンド/生体分子(例えば、抗体および/または抗体断片)でコーティングされた医療機器を提供する。メラニン、メラニン様ポリマー、合成バージョンのメラニン、または芳香族カテコールポリマー(例えば、ポリドーパミンまたはドーパミン類似体のポリマー)は、有機ポリマー/オリゴマーに共有結合していてもよく、有機ポリマー/オリゴマーは、リガンド/生体分子(例えば、抗体および/または抗体断片)に共有結合していてもよい。リガンド/生体分子(例えば、抗体および/または抗体断片)は、内皮前駆細胞または内皮細胞の細胞表面抗原/分子に特異的に結合し得る。
本コーティングは、広範囲の基材/材料に適用可能であり得、生体適合性であり、広範囲のリガンド/生体分子への容易な化学的性質および広範な反応性を提供する。リガンド/生体分子は、配向された様式でコーティングに結合していてもよい。コーティングは、長期の化学的安定性も有する。
一実施形態では、ポリドーパミンコーティングは、医療機器または基材の表面上での塩基性条件(例えば、わずかに塩基性の条件)下でのドーパミンの酸化的自己重合を介して形成される。その後、ポリエチレングリコール(PEG)リンカーが適用され、これは、一端でポリドーパミンコーティングと結合し、もう一端で抗体または抗体断片のFc断片と結合する。
医療機器のコーティングは、抗体、抗体断片またはそれらの組合せをさらに含み得、ここで、抗体、抗体断片またはそれらの組合せは、内皮前駆細胞または内皮細胞の細胞表面抗原に特異的に結合する。ある実施形態では、細胞表面抗原は、CD133、CD34、CDw90、CD117、HLA-DR、VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3、Muc-18(CD146)、Thy-1、Thy-2、CD130、CD30、幹細胞抗原(Sca-1)、幹細胞因子1(SCF/c-Kitリガンド)、Tie-1、Tie-2、VE-カドヘリン、P1H12、TEK、CD31、Ang-1、Ang-2、HAD-DR、CD45、CD14、CD105、E-セレクチン、フォンビルブランド因子(vWF)、またはそれらの組合せである。
医療機器は、本コーティングを付着させるための血液接触表面(または管腔表面)を含み得る。リガンド(抗体および/または抗体断片など)は、内皮前駆細胞(EPC)などの標的細胞上の抗原と相互作用して、内皮前駆細胞を機器の表面に固定化し、内皮を形成し得る。
リガンドは、循環内皮細胞および/または内皮前駆細胞上の受容体分子などの細胞膜構造を結合する分子とすることができる。例えば、リガンドは、抗体、抗体断片、ペプチドなどの小分子、細胞接着分子、基底膜成分、またはそれらの組合せとすることができる。抗体を使用する実施形態では、抗体は、細胞の細胞膜上の細胞表面受容体などの特異的なエピトープまたは構造を認識して結合する。リガンドはまた、脂肪酸、ペプチド、タンパク質、核酸、サッカライドなどを含めた細胞成分などの様々な供給源に由来してもよく、例えば、前駆内皮細胞の表面上の抗原などの構造と相互作用することができ、抗体と同じ結果または効果をもたらす。
抗体が固液界面で標的タンパク質に結合する能力は、抗体を使用したインビトロ診断アッセイおよびインビボ治療学に最も重要である。固定化抗体のFabドメインが抗原に結合するために、Fabドメインは、(i)アクセスしやすくなければならず、すなわち、界面から外側に配向されており、(ii)生物学的に活性である、すなわち、標的分子に関する解離定数(Kd)が低い分子立体構造を有する。固定化抗体の活性は、異なる固定化化学的性質間で敏感に変動する。よりアクセスしやすいFabドメインを有する抗体は、ランダムに固定化された抗体よりも高い活性を示す。原子間力顕微鏡法、中性子反射、分光エリプソメトリー、および質量分析を含むが、これらに限定されないいくつかの技法を使用して、固定化抗体の活性、アクセスしやすさ、および配向を決定することができる。Saha et al.Analyst,2017,142,4247-4256。定量的放射性標識アッセイも、Fabドメインのアクセスしやすさを決定するために使用され得る。同上。
リガンド/生体分子は、リガンド/生体分子の活性部位のアクセスしやすさを保証するために、配向された様式で医療機器上に固定化され得る。これは、リガンド/生体分子の活性部位から離れた/これとは異なる特異的な部位でリガンド/生体分子を結合することによって達成され得る。一実施形態では、リガンド/生体分子(例えば、抗体または抗体断片)は、それらの活性部位(例えば、Fab領域またはドメイン、抗原結合部位またはドメイン)の外側の部位を介して医療機器上に固定化され得る。
例えば、コーティングのリガンド/生体分子(例えば、抗体または抗体断片)は、コーティングのリガンド/生体分子(例えば、抗体または抗体断片)の総活性部位の少なくとも1%、少なくとも3%、少なくとも5%、少なくとも8%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%のそれらの活性部位(例えば、Fab領域またはドメイン、抗原結合部位またはドメイン)のアクセスしやすさ(例えば、Fabアクセスしやすさ)を有する。
一実施形態では、コーティングのリガンド/生体分子(例えば、抗体または抗体断片)は、配向されていない様式でコーティング(例えば、ポリドーパミンコーティング)に付着したリガンド/生体分子(例えば、抗体や抗体断片)のそれらの活性部位(例えば、Fab領域またはドメイン、抗原結合部位またはドメイン)のアクセスしやすさよりも約5%、約8%、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、少なくとも1%、少なくとも3%、少なくとも5%、少なくとも8%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%大きいそれらの活性部位(例えば、Fab領域またはドメイン、抗原結合部位またはドメイン)のアクセスしやすさを有する。
別の実施形態では、少なくとも1%、少なくとも3%、少なくとも5%、少なくとも8%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%のリガンド/生体分子が、アクセスしやすいそれらの活性部位(例えば、Fab領域またはドメイン、抗原結合部位またはドメイン)を有する。言い換えると、リガンド/生体分子の少なくとも1%、少なくとも3%、少なくとも5%、少なくとも8%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%の活性部位(例えば、例えば、Fab領域またはドメイン、抗原結合部位またはドメイン)がブロックも変性もされていない。これは、リガンド/生体分子の活性部位から離れた特異的な部位でリガンド/生体分子を結合することによって達成され得る。
さらに別の実施形態では、少なくとも1%、少なくとも3%、少なくとも5%、少なくとも8%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%の抗体および/または抗体断片が細胞表面抗原への結合に利用可能である。
固定化抗体のFabおよび/またはFcドメインのアクセスしやすさは、Saha et al.Analyst 142:4247-4256(2017)に従って分析され得る。Fabドメインアクセスしやすさアッセイ-既知量の抗体がコーティングされた機器(例えば、ディスク、ePTFEグラフト、ステント)を、結合した抗体に結合することができる抗原のモル過剰(結合した抗体のモル量に対して)でインキュベートしてもよい。モル過剰を使用すると、利用可能な抗体ドメインが飽和することになる。インキュベーション後、コーティングされた機器を洗浄し、一次抗体とは異なるエピトープに結合する二次放射性標識(例えば、125I標識)抗体を(結合した抗体の量に対する)モル過剰で添加してもよい。溶液中の放射性標識二次抗体の異なる既知の濃度のストックを、対照としてもよい。次いで、Fabアクセスしやすさアッセイにおける結合した二次放射性標識抗体の量を、二次放射性標識モノクローナル抗体の結合後の最終シグナルから抗体がコーティングされた機器のシグナルを差し引くことによって算出してもよい。Saha et al.Analyst 142:4247-4256(2017)。固定化抗体の活性、アクセスしやすさ、および配向を決定するために使用される他の技法は、原子間力顕微鏡法、中性子反射、分光エリプソメトリー、および質量分析を含む。同上。
細胞接着は、細胞接着アッセイなどの適した方法を使用して評価することができる。接着細胞は、比色または蛍光検出を使用して定量化することができる。
本開示は、ポリドーパミンを含むコーティングを有する人工心臓弁または人工静脈弁を提供する。ある実施形態では、弁は、人工大動脈弁、人工肺動脈弁、人工僧帽弁、人工三尖弁である。
抗体および/または抗体断片は、モノクローナルまたはポリクローナルとすることができる。一実施形態では、抗体および/または抗体断片は、FabまたはF(ab’)断片を含む。抗体および/または抗体断片は、異なる細胞表面抗原に特異的に結合し得る。
リンカーは、ヘテロまたはホモ二官能性とすることができる。マトリックスへの共有結合後、リンカー分子は、1つまたは複数の型の抗体を共有結合するために使用され得るいくつかの機能的に活性な基をマトリックスに提供する。リンカーは、ポリドーパミンコーティングに直接(すなわち、カテコール基を通して)またはエステル化、アミド化、アシル化などの既知のカップリング化学を通して結合され得る。リンカー分子は、アミン-炭素飽和および不飽和結合の直接形成を通してポリドーパミンコーティングに結合されており、リガンド(例えば、抗体および/または抗体断片)との反応に利用可能であるアミン官能基を提供するジ、トリ、またはテトラアミン官能性化合物とすることができる。例えば、リンカー分子は、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリアリルアミン(PALLA)、またはPEG誘導体(例えば、mPEG-スクシンイミジルプロピオネートまたはmPEG-N-ヒドロキシスクシンイミド)などのポリアミン官能性ポリマーとすることができる。参照により本明細書に組み込まれる、Weiner et al.,Influence of a poly-ethyleneglycol spacer on antigen capture by immobilized antibodies.J.Biochem.Biophys.Methods 45:211-219(2000)を参照されたい。ポリマーの混合物も使用され得る。これらの分子は、1または複数のリガンド(例えば、抗体および/または抗体断片)を表面固定化するために使用され得る複数のペンダントアミン官能基を含有する。
医療機器のコーティングは、平滑筋細胞移動および/または増殖を阻害する医薬物質などの医薬物質をさらに含み得る。ある実施形態では、医薬物質は、パクリタキセル、ラパマイシン、ラパマイシン誘導体、シロリムス、エベロリムス、タクロリムス、バイオリムス、バイオリムスA-9、またはそれらの組合せである。医薬物質は、血管拡張剤とすることができる。
コーティングされた医療機器は、(例えば、医薬物質の)標的局所薬物送達および/または全身療法を提供し得る。
医療機器は、医学的状態の予防法または治療法のために哺乳動物に一時的または永久に導入される任意の機器とすることができる。これらの機器は、皮下、経皮または外科的に導入されて、動脈、静脈、心臓の心室および/もしくは心房などの器官、組織、または器官の管腔内に置かれる任意のものを含む。医療機器は、ステント、ステントグラフト、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)、または人工血管グラフトで被覆されたものなどの被覆されたステント、人工心臓弁、人工心臓および補綴器官を血管循環に接続するための固定具、静脈弁、腹部大動脈瘤(AAA)グラフト、下大静脈フィルター、永久薬物注入カテーテル、塞栓コイル、血管塞栓術に使用される塞栓物質(例えば、架橋PVAヒドロゲル)、血管縫合糸、血管吻合固定具、経心筋血行再建ステントおよび/またはその他の導管を含み得る。
本開示は、ポリドーパミンを含むコーティングを有する人工心臓弁または人工静脈弁を提供する。ある実施形態では、弁は、人工大動脈弁、人工肺動脈弁、人工僧帽弁、または人工三尖弁である。
人工弁のコーティングは、平滑筋細胞移動および/または増殖を阻害する医薬物質などの医薬物質をさらに含み得る。ある実施形態では、医薬物質は、パクリタキセル、ラパマイシン、ラパマイシン誘導体、シロリムス、エベロリムス、タクロリムス、バイオリムス、バイオリムスA-9、またはそれらの組合せである。
別の実施形態では、本医療機器を必要とする患者にかかる医療機器を埋め込むことを含む、再狭窄およびアテローム性動脈硬化症などの血管疾患を治療するための方法が提供される。方法は、患者の血管または中空器官に本コーティングを有する医療機器を埋め込むことを含む。
「内皮前駆細胞」という用語は、成熟した機能的な内皮細胞に分化する可能性を有する任意の系統の細胞を含む。例えば、内皮前駆細胞は、骨髄、血液または局所組織起源からの前駆細胞または幹細胞から成熟した機能的内皮細胞までの任意の発達段階の内皮細胞であり、遺伝子改変された非悪性細胞である。内皮前駆細胞は、内皮コロニー形成細胞(ECFC)および骨髄性血管新生細胞(MAC)を含み得る。内皮コロニー形成細胞は、CD31+、CD105+、CD146+、CD45-、および/またはCD145-とすることができる。内皮コロニー形成細胞は、インビトロおよびインビボで固有の管形成能を有し得る。内皮コロニー形成細胞は、新しい血管形成または血管修復のための構成単位とすることができる。骨髄性血管新生細胞は、CD45+、CD14+、CD31+、CD146-、および/またはCD34-とすることができる。骨髄性血管新生細胞馴化培地は、インビトロおよびインビボで内皮ネットワーク形成を強化し得る。MAC由来パラクリン因子は、血管新生の刺激物質とすることができる。Medina et al.,Endothelial Progenitors:A Consensus Statement on Nomenclature,Stem Cells Translational Medicine,2017;6:1316-1320。
インビトロ研究またはコーティングされた医療機器の使用に関して、完全に分化した内皮細胞がヒト臍静脈などの動脈または静脈から単離され得る一方、内皮前駆細胞は、末梢血または骨髄から単離され得る。内皮細胞は、本発明のコーティングを有する医療機器との内皮細胞のインキュベーションによって医療機器に結合される。別の実施形態では、内皮細胞は、形質転換/トランスフェクトされた内皮細胞とすることができる。
リガンドは、抗体または抗体断片の代わりに、または抗体もしくは抗体断片と組み合わせて使用され得る合成または天然発生の分子またはペプチドを含む小分子とすることができる。例えば、レクチンは、天然に発生する非免疫起源の糖結合ペプチドである。内皮細胞特異的レクチン抗原(Ulex Europaeus Uea 1)(Schatz et al.2000 Human Endometrial Endothelial Cells:Isolation,Characterization,and Inflammatory-Mediated Expression of Tissue Factor and Type 1 Plasminogen Activator Inhibitor.Biol Reprod 62:691-697)は、前駆内皮細胞の細胞表面を選択的に結合することができる。合成小分子が様々な細胞表面受容体を標的にするために創出された。これらの分子は、(1つまたは複数の)特異的な受容体を選択的に結合し、内皮前駆細胞および/または内皮細胞などの特異的な細胞型を標的にすることができる。小分子を合成して、VEGFなどの内皮細胞表面マーカーを認識することができる。例えば、SU11248(Sugen)(Mendel et al.2003 In vivo antitumor activity of SU11248,a novel tyrosine kinase inhibitor targeting vascular endothelial growth factor and platelet-derived growth factor receptors:determination of a pharmacokinetic/pharmacodynamic relationship.Clin Cancer Res.January;9(1):327-37)、PTK787/ZK222584(Drevs J.et al.2003 Receptor tyrosine kinases:the main targets for new anticancer therapy.Curr.Drug Targets.February;4(2):113-21)、およびSU6668(Laird,A D et al.2002 SU6668 inhibits Flk-1/KDR and PDGFRbeta in vivo,resulting in rapid apoptosis of tumor vasculature and tumor regression in mice,FASEB J.May;16(7):681-90)は、VEGFR-2に結合する小分子である。別の実施形態では、内皮細胞表面を標的にする合成小分子の別のサブセットは、例えば、アルファ(v)ベータ(3)インテグリン阻害剤、S5M256、およびSD983である(Kerr J S.et al.1999 Novel small molecule alpha v integrin antagonists:comparative anti-cancer efficacy with known angiogenesis inhibitors can be used.{j}Anticancer Res March-April;19(2A)-959-68)。SM256およびSD983は、どちらも、内皮細胞の表面に存在するアルファ(v)ベータ(3)を標的にして結合する合成分子である。
一実施形態では、基材/医療機器(コバルトクロム、ステンレス鋼、ePTFE、および/またはポリスチレンなどを含む、またはそれらで作られている)がポリドーパミン膜でコーティングされており、アミン官能化ポリエチレングリコールが、ポリドーパミンがコーティングされた基材上に堆積される。官能化リガンド/生体分子が導入されて、官能化PEGと反応する。
別の実施形態では、リガンド/生体分子(例えば、抗体または抗体断片)は、ポリドーパミン膜上に直接固定化される。例えば、新たに調製されたポリドーパミンがコーティングされた基材/医療機器を緩衝液(例えば、PBS)中の無改変抗体(または抗体断片)溶液に暴露する。次いで、抗体(または抗体断片)がコーティングされた基材/医療機器を緩衝液(例えば、PBS)で完全にすすぎ、吸着された抗体を除去する。
本コーティングされた医療機器は、天然/正常細胞、または遺伝子改変細胞を捕獲/結合するために使用され得る。遺伝子改変細胞は、構成的に本明細書に記載されるように、またはそうするように刺激された場合、医薬物質を分泌し得る。
一実施形態では、循環内皮前駆細胞は、機器の管腔または血液接触表面上に捕獲および固定化されて、機器の埋め込み部位での機能的内皮の形成を回復、強化または加速し得る標的細胞とすることができる。
別の実施形態では、リガンド/生体分子(例えば、抗体または抗体断片)は、細胞表面抗原/分子を発現するように遺伝子改変された遺伝子改変細胞の細胞表面細胞表面抗原/分子のみを認識することによって、遺伝子改変細胞(例えば、ヒト細胞などの哺乳動物細胞)のみに特異的に結合する。リガンド/生体分子への標的細胞の結合は、細胞を機器の表面上に固定化し得る。
このように、遺伝子改変細胞のみが医療機器の表面に結合し得る。
リガンド/生体分子(例えば、抗体または抗体断片)は、CD133、CD34、CD14、CDw90、CD117、HLA-DR、VEGFR-1、VEGFR-2、Muc-18(CD146)、CD130幹細胞抗原(Sca-1)、幹細胞因子1(SCF/c-Kitリガンド)、Tie-2などの細胞表面抗原、H-2KおよびHLA-DRなどのMHC、または合成抗原への結合に特異的とすることができる。
一実施形態では、EPCは、血管拡張剤を発現するように、例えば、心外膜冠動脈の流量依存性ポジティブリモデリングを促進するように遺伝子改変されている。
メラニン、メラニン様ポリマー、メラニンの合成バージョン、または芳香族カテコールポリマーは、ポリドーパミン、ドーパミン類似体のポリマー、ユーメラニン、フェオメラニン、およびニューロメラニンを含むが、これらに限定されない。
ポリドーパミン
ポリドーパミンは、モノマードーパミンの重合によって形成される。ある実施形態では、ポリドーパミン(PDA)は、わずかに塩基性の条件下でドーパミンの酸化的自己重合を介して形成される合成ユーメラニンポリマーである。一実施形態では、PDA膜は、基材/医療機器をドーパミン水溶液に浸漬することによって形成され得る。
ポリドーパミンの正確な構造は、よく理解されておらず、いくつかの構造が提案されている。
ドーパミンの重合は、酸化的条件下で起こり得る。空気(すなわち、酸素)への暴露は、重合を開始するのに十分であり得る。一実施形態では、ドーパミンの初期酸化は、カテコール部分で起こり、次いで、ドーパミンの別の分子と反応するか、または(ペンダント一級アミンを介した)分子間環化を経て、窒素含有二環を形成し得る。ポリドーパミンの1つの構造(構造A)(国際公開第2010/006196号に記載)は、ポリドーパミンが、位置4および7を通して架橋された繰返し5,6-ジヒドロキシ-3H-インドール単位からなることを示唆している。別の構造(構造B、Zhao et al.Polym.Chem.,2010,1,1430-1433に記載)は、同様のポリマーを示唆しているが、5,6-ジヒドロキシ-3H-インドール単位が1つおきで5,6-ジヒドロキシインドリン単位に置き換えられている。構造Cは、ポリドーパミンに関する別の可能な構造として提案されており、これもまた構造Aに類似しているが、5,6-ジヒドロキシ-3H-インドール単位が1つおきで非環化ドーパミン分子に置き換えられている(米国特許第9,272,075号)。したがって、ポリドーパミンのこの構造は、一級アミン官能性を含む。構造D(Kang et al.Langmuir,2009,25,9656-9659に記載)も提案されており、5員窒素環のドーパミン分子間およびカテコール環間の付着を示唆している。この構造は、カテコール環だけでなくキノン環がポリマー構造に存在することも示唆している。最後に、構造E(Dreyer et al.Langmuir,2012,28,6428-6435に記載)は、ポリドーパミンが共有結合性ポリマーではなく、その代わりに主に5,6-ジヒドロキシインドリンおよびそのジオン誘導体からなるモノマーの超分子集合体である完全に異なる構造を例示している。
本開示の文脈では、ポリドーパミンの構造の表示は、本発明の方法およびコーティングを実施するために重要ではなく、上記の考察は、単に背景の参照のために含まれることに留意されたい。
本明細書で言及されるように、「ポリドーパミン」は、ドーパミンおよび/またはドーパミン類似体の重合によって適切に形成される。一実施形態では、ポリドーパミンは、ドーパミンの重合によって形成される。ドーパミン類似体は、ドーパミンと同じまたは類似した生化学経路に関与する分子、およびチロシンの酸化誘導体を含めたドーパミンと構造が類似する分子を含む。一実施形態では、ドーパミン類似体は、式(I)の化合物であり、式中、R~Rの1つまたは複数は、Hではない:
Figure 0007174712000001
別の実施形態では、ドーパミン類似体は、式(I)の化合物であり、式中、R~Rは、H、C~Cアルキル、C~Cアルケニル、C~Cアルキニル、-OH、-COH、-C(O)C~Cアルキル、-C(O)C~Cアルケニル、-C(O)C~Cアルキニルからなる群から独立して選択される。
天然発生のドーパミン類似体は、以下のものを含む:
Figure 0007174712000002
他の例示的なドーパミン類似体を以下に例示する:
Figure 0007174712000003
ポリドーパミンコーティングを調製するための方法
空気(すなわち、酸素)に暴露されたアルカリ水溶液中のドーパミンは、追加の反応物なしで重合して、ポリドーパミンを形成し得る。しかしながら、重合速度は、溶液への化学酸化剤の添加またはドーパミンを含有する酸化電流によって高められ得る。適した化学酸化剤は、過硫酸アンモニウムおよび過硫酸ナトリウムを含むが、これらに限定されない。したがって、一実施形態では、ポリドーパミンの表面コーティングは、基材の表面を酸化剤ならびにドーパミンおよび/またはドーパミン類似体を含む混合物と接触させることによって形成される。
ドーパミンの重合はまた、おそらく脱プロトン化およびカテコールヒドロキシル基の酸化への活性化のために、アルカリ性水溶液中でより速いことが観察されている。酸化剤の使用は、ドーパミンの重合が、妥当な時間枠内で中性のpHまたはそれどころか酸性のpHで制御された様式で進行することを可能にし得る。適した酸化剤は、過硫酸アンモニウムおよび過硫酸ナトリウムを含む。米国特許第9,272,075号。
一実施形態では、ポリドーパミンの表面コーティングは、pH4~10、例えば、pH>7またはpH7で、基材の表面を酸化剤ならびにドーパミンおよび/またはドーパミン類似体を含む混合物と接触させることによって形成される。別の実施形態では、ポリドーパミンの表面コーティングは、pH<7、例えば、pH4~7で形成される。さらなる実施形態では、ポリドーパミンの表面コーティングは、pH5~6.9、例えば、pH5.5~6.5で形成される。ドーパミンおよび/またはドーパミン類似体溶液のpHは、それぞれ、HClまたはNaOHなどの任意の適した酸または塩基を使用して調整することができる。溶液のpHは、適した緩衝液、例えば、MES、ACES、PIPES、MOPSO、ビス-トリスプロパン、BES、MOPS、TES、およびHEPES緩衝液を用いて制御され得る。
酸化剤の量は、重合速度に影響する。一実施形態では、溶液中のドーパミンの量は、1g/L~5g/Lであり、溶液中の過硫酸アンモニウム(APS)の量は、0.6g/L~3g/Lである。別の実施形態では、1g/Lのドーパミンおよび0.6g/LのAPSが重合に使用される。重合速度は、ドーパミンおよび/またはAPS濃度を高めることによって高められ得る。ある実施形態では、ドーパミンまたは類似体の濃度は、0.5~10g/Lとすることができ、APSの濃度は、0.1~5g/Lとすることができる。
ドーパミンの重合は、水溶液中で、またはメタノール、エタノール、プロパノール、および/もしくはイソプロパノールと水の混合物などの水/有機混合物中で行われ得る。
ポリドーパミンコーティングを形成するのに必要な時間は、使用される特定の反応条件に依存して変動し得る。例えば、酸化剤の添加は、重合を加速し得る、または中性もしくはそれどころか酸性のpHの使用を可能にし得る。ポリドーパミンコーティングは、効率的な製造に実行可能である期間以内に形成され得る。例えば、望ましいポリドーパミン被覆は、24時間、12時間、6時間、5時間、4時間、3時間、2時間、1時間、30分、10分、5分、または2分以内に形成され得る。Zangmeister et al.,Langmuir 2013,29(27),8619-8628。一般原則として、重合時間が長いほど、形成されるポリドーパミンのコーティングが厚くなる。したがって、ドーパミンの重合の最適な時間は、ポリドーパミンの十分な被覆を得るのに十分長いが、制御されていない粒子ポリドーパミンが溶液中で形成されることを可能にするほど長くない。ある実施形態では、重合時間は、24時間以下、例えば、最大12時間、6時間、5時間、4時間、3時間、2時間、1時間、30分、10分、5分、または2分である。一実施形態では、超音波処理などの後処理技法を使用して、ポリドーパミン集合体および粒子を除去することができる。
ポリドーパミンコーティングは、室温で形成され得るが、重合は、より高い/より低い温度で行われ得る。
ポリドーパミンコーティングの厚さは、約0.1nm~約10nm、約1nm~約50nm、約1nm~約40nm、約1nm~約30nm、約1nm~約20nm、約1nm~約15nm、約1nm~約10nm、約1nm~約100nm、約5nm~約80nm、約6nm~約60nm、約10nm~約50nm、約10nm~30nm、約0.1μm~約150μm、または約1μm~約100μmにわたり得る。Zangmeister et al.,Langmuir 2013,29(27),8619-8628。
電荷(電圧)を使用してポリドーパミンを形成するための可能な代替手法は、Kang et al.Angewandte Chemie,2012,vol.124,pp1-5に記載されている。
コーティングの前に、基材の表面を、ポリドーパミンへの接着を改善するために、洗浄または前処理してもよい。表面の事前の浄化または前処理はまた、コーティングの均一性を改善し得る。
適した洗浄剤または前処理剤は、エタノールまたはイソプロパノール(IPA)などの溶媒、アルコールと水酸化化合物(例えば、水酸化ナトリウム)の水溶液の混合物を含む溶液などの高pHの溶液、水酸化ナトリウム溶液自体、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)を含有する溶液、塩基性ピラニア(アンモニアおよび過酸化水素)、酸性ピラニア(硫酸および過酸化水素の混合物)、ならびに硫酸および過マンガン酸カリウムを含む他の酸化剤、または異なる種類のペルオキソ硫酸もしくはペルオキソ二硫酸溶液(アンモニウム、ナトリウム、およびカリウム塩、例えば、過硫酸アンモニウムとしても)、またはそれらの組合せを含む。
2つの特定の前処理方法-方法Aと方法Bを記載する。方法Aは、基材をイソプロパノールで処理することを伴う一方、方法Bでは、基材は、イソプロパノールで処理され、次いで、APS(過硫酸アンモニウム)の溶液で処理される。一実施形態では、ポリドーパミンの表面コーティングを形成する前に、基材の表面は、酸化剤で前処理される。別の実施形態では、ポリドーパミンの表面コーティングを形成する前に、基材の表面は、イソプロパノールおよび酸化剤で処理される。さらなる実施形態では、ポリドーパミンの表面コーティングを形成する前に、コーティングされる表面は、イソプロパノールおよび過硫酸アンモニウムで前処理される。
ポリドーパミン層は、例えば、アルケンおよび/もしくはアルキン基またはチオール基で官能化されていてもよい。このようなポリドーパミン表面は、少なくともある割合のアルケンおよび/もしくはアルキンまたはチオール基官能化ドーパミン(または類似体)を含むドーパミンおよびドーパミン類似体の重合によって調製され得る。合成ドーパミン類似体は、ドーパミンの一級アミンを官能化することにより形成され得る。
ポリドーパミン膜形成後、基材/医療機器は、生体分子(例えば、タンパク質)に見出される一般的な部分であるアミンおよび/またはチオール基を含有する分子でさらに官能化され得る。生体分子は、非常に穏やかな条件下(例えば、中性に近いpHまたは中性のpHおよび室温で)で固定化され得る。
有機ポリマー/オリゴマー
ポリドーパミンおよびリガンド(例えば、抗体および/または抗体断片)は、有機ポリマー/オリゴマーなどのリンカーを通して結合していてもよい。
有機ポリマーの非限定的な例は、ポリエーテル誘導体(例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレングリコール(PEG)誘導体、ポリプロピレングリコール(PPG)またはポリプロピレングリコール(PPG)誘導体)、ポリシリコン、ポリジメチルシロキサン、シロキサン誘導体、ポリウレタン、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸誘導体、ポリ-N-ビニルピロリドン、ポリ-N-ビニルピロリドン誘導体、ポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシド誘導体、ポリアルキレングリコール、ポリグリシドール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸誘導体、シリコーン、シリコーン誘導体、ポリサッカライド、ポリサッカライド誘導体、ポリスルホベタイン、ポリスルホベタイン誘導体、ポリカルボキシベタイン、ポリカルボキシベタイン誘導体、polyHEMAなどの多価アルコール、アルギン酸などのポリ酸、デキストラン、アガロース、ポリリジン、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸誘導体、ポリメタクリルアミド、ポリメタクリルアミド誘導体、ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミド誘導体、ポリスルホン、ポリスルホン誘導体、スルホン化ポリスチレン、スルホン化ポリスチレン誘導体、ポリアリルアミン、ポリアリルアミン誘導体、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミン誘導体、ポリオキサゾリン、ポリオキサゾリン誘導体、ポリアミン、ポリアミン誘導体、およびその組合せを含む。上記のポリマーのブロックポリマーも有用であり、例えば、ポリ(ビニルアルコール-co-エチレン)、ポリ(エチレングリコール-co-プロピレングリコール)、ポリ(ビニルアセテート-co-ビニルアルコール)、ポリ(テトラフルオロエチレン-co-ビニルアルコール)、ポリ(アクリロニトリル-co-アクリルアミド)、ポリ(アクリロニトリル-co-アクリル酸-co-アクリルアミジン)が挙げられる。
ある実施形態では、有機ポリマーは、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸誘導体、ポリ-N-ビニルピロリドン、ポリ-N-ビニルピロリドン誘導体、ポリエーテル誘導体(例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレングリコール(PEG)誘導体、ポリプロピレングリコール(PPG)もしくはポリプロピレングリコール(PPG)誘導体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、またはそれらの組合せである。ある実施形態では、有機ポリマーは、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレングリコール(PEG)誘導体、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリプロピレングリコール(PPG)誘導体)、またはそれらの組合せとすることができる。それらのコポリマー(例えば、エチレングリコールとプロピレングリコールのコポリマー)、それらのターポリマー、およびそれらの混合物も企図される。
本開示で使用され得る有機ポリマーは、PEG、ポリラクテート、ポリ乳酸、糖、脂質、ポリグルタミン酸(PGA)、ポリグリコール酸、ポリ(乳酸-co-グリコール酸)(PLGA)、ポリ酢酸ビニル(PVA)、およびそれらの組合せを含む。ポリドーパミンまたは医療機器への有機ポリマーの付着は、イオン結合、水素結合、疎水結合、配位、接着、および物理的吸収などの共有結合または非共有結合によって達成され得る。
ポリエーテルポリマーは、ヒドロキシル基、またはアミノおよびチオールを含むが、これらに限定されない他の末端基で終結し得る。
リンカー(例えば、有機ポリマー)は、任意の適した結合(linkage)/結合(bond)を通してポリドーパミンに結合していてもよい。ポリドーパミンは、例えば、非常に穏やかな条件下(中性pHおよび/または室温など)で、マイケル付加またはシッフ塩基形成を介してチオールまたは一級アミンを含有する分子で官能化され得る。
ヘテロ二官能性有機ポリマー(例えば、PEG)鎖が、ヒドラジド、アジド、シクロオクチン、および/またはビオチンと組み合わせたアミンおよびチオール官能基を用いて創出され得る。一実施形態では、PEGは、物理的吸着または共有結合によって医療機器の表面にグラフトされ得る81。別の実施形態では、アミン-PEG-アルキンが、PDAがコーティングされた医療機器上に固定化され、アジド官能基を含有するリガンド(例えば、抗体および/または抗体断片)が続く。さらに別の実施形態では、ポリドーパミンは、チオール化リンカー(例えば、チオール化PEGなどのチオール化有機ポリマー)、アミノ化リンカー(例えば、アミノ化PEGなどのアミノ化有機ポリマー)などに結合していてもよい。PEGが、メラニン、メラニン様ポリマー、メラニンの合成バージョン、または芳香族カテコールポリマー(例えば、ポリドーパミンまたはドーパミン類似体のポリマー)への、またはリガンド/生体分子(例えば、抗体および/または抗体断片)への結合を形成するためのその他の官能基は、マレイミドおよびアルケンを含む。
有機ポリマー(例えば、PEGなどのポリエーテル誘導体)は、ポリドーパミンへの付着のための、およびリガンド(例えば、抗体および/または抗体断片)への付着のための複数の官能基を有し得る。医療機器は、複数のリガンド(例えば、抗体および/または抗体断片)に付着され得る種々の官能基を有する種々の型の官能化有機ポリマー(例えば、PEGなどのポリエーテル誘導体)を有し得る。有機ポリマーは、共有結合的または非共有結合的にポリドーパミンに付着され得る。
一実施形態では、官能化PEGアミン(ヒドラジドまたはジベンゾシクロオクチン(DBCO)官能化)またはアミノ化PEGを使用して、ポリドーパミンを結合する。例えば、ジベンゾシクロオクチン表面は、アミノ-PEG-DBCOの溶液に基材または医療機器を浸漬することにより、PDAがコーティングされた基材または医療機器上に形成される。
一実施形態では、有機ポリマーは、アミンおよび/またはスルフヒドリル基で二官能化される。
ポリエチレングリコール(PEG)
PEGは、ポリエーテル化合物であり、これは、線状型では、一般式H[O-CH-CH-OHを有する。高分岐PEGおよび樹状PEGを含めた分岐PEGも企図され、当技術分野で一般的に知られている。典型的には、分岐ポリマーは、中央枝コア部分および中央枝コアに結合している複数の線状ポリマー鎖を有する。PEGは、一般に、グリセロール、グリセロールオリゴマー、ペンタエリスリトール、およびソルビトールなどの様々なポリオールへのエチレンオキシドの添加によって調製され得る分岐型で使用される。中央枝部分は、リジンなどのいくつかのアミノ酸にも由来し得る。分岐ポリ(エチレングリコール)は、一般的な形でR(-PEG-OH)として表され得、ここで、Rは、グリセロール、グリセロールオリゴマー、ペンタエリスリトールなどのコア部分に由来し、mは、アームの数を表する。米国特許第5,932,462号、米国特許第5,643,575号、米国特許第5,229,490号、米国特許4,289,872、米国特許出願公開第2003/0143596号、国際公開第96/21469号、および国際公開第93/21259号に記載されているものなどのマルチアームPEG分子も使用され得る。
PEGは、約100ダルトン~約20,000ダルトン、約200ダルトン~約10,000ダルトン、約200ダルトン~約5,000ダルトン、約250ダルトン~約8,000ダルトン、約200ダルトン~約6,000ダルトン、約300ダルトン~約5,000ダルトン、約200ダルトン~約400ダルトン、約200ダルトン~約300ダルトン、または約500ダルトン~約1,000ダルトンの範囲の平均分子量を有し得る。
コーティングは、異なる平均分子量を有する2種以上のPEG分子を含み得る。
PEGは、基材上に固定された場合、基材へのタンパク質の非特異的結合を効果的に防ぎ得る。
PEGは、ポリドーパミンコーティングに反応性であり得るアミンおよび/またはチオール官能基で官能化され得る。加えて、PEG鎖は、ヒドラジド、アジド、シクロオクチン、および/またはビオチンなどを含むようにさらに修飾され得、PEGが生体分子と結合することを可能にする。官能化PEGの例を以下に示す。
Figure 0007174712000004
Figure 0007174712000005
Figure 0007174712000006
ポリドーパミン官能化と組み合わせて、PEGは、穏やかな条件下で単純な浸漬コーティングを介して堆積され得る。
PEGは、最小限の分解で長期間身体内で安定なままであることが示されている。この安定性は、微粒子形成による炎症を制限し、材料の全体的な生体適合性に貢献する。
抗体
リガンド(例えば、抗体および/または抗体断片)は、任意の適した結合(linkage)/結合(bond)を通してリンカー(例えば、有機ポリマー)またはポリドーパミンに結合していてもよい。一実施形態では、リガンド(例えば、抗体および/または抗体断片)は、リンカー(例えば、有機ポリマー)またはポリドーパミンを結合するために酸化され得るように、暴露された糖を有する。
医療機器のコーティングは、抗体、抗体断片、またはそれらの組合せをさらに含み得る。抗体、抗体断片、またはそれらの組合せは、内皮前駆細胞または内皮細胞の細胞表面抗原に特異的に結合し得る。ある実施形態では、細胞表面抗原は、CD133、CD34、CD45、CD31、CD14、CDw90、CD117、HLA-DR、VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3、Muc-18(CD146)、Thy-1、Thy-2、CD130、CD30、幹細胞抗原(Sca-1)、幹細胞因子1(SCF/c-Kitリガンド)、Tie-1、Tie-2、VE-カドヘリン、P1H12、TEK、CD31、Ang-1、Ang-2、HAD-DR、CD45、CD14、CD105、E-セレクチン、またはそれらの組合せである。細胞表面抗原は、H-2KおよびHLA-DRなどのMHCとすることができる。
一実施形態では、CD34および/またはCD133に特異的に結合する抗体および/または抗体断片が使用される。CD34に対して向けられたモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマは、American Type Tissue Collection(Rockville、Md.)から入手され得る。別の実施形態では、VEGFR-1およびVEGFR-2、CD133、またはTie-2に特異的に結合する抗体および/または抗体断片が使用される。
抗体、抗体断片、またはそれらの組合せは、モノクローナルとすることができる。抗体、抗体断片、またはそれらの組合せは、ポリクローナルとすることができる。抗体またはその抗原結合部分は、ヒト化抗体、ヒト抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、ポリクローナル抗体、組換えで発現された抗体、および前述のものの抗原結合部分を含むが、これらに限定されない。
抗体の抗原結合部分は、内皮前駆細胞または内皮細胞の細胞表面抗原に特異的に結合する抗体の部分を含み得る。
抗体、抗体断片、またはそれらの組合せは、FabまたはF(ab’)断片を含み得る(これらからなり得る、またはこれらから本質的になり得る)。抗体、抗体断片、またはそれらの組合せは、同じ細胞表面抗原に特異的に結合し得る、または異なる細胞表面抗原に結合し得る。ある実施形態では、抗体、抗体断片、またはそれらの組合せは、医療機器が対象に埋め込まれた場合に、インビボで内皮前駆細胞および/または内皮細胞を捕獲する
ある実施形態では、抗体、抗体断片、またはそれらの組合せは、本明細書に記載の有機ポリマーなどの中間リンカーへの結合のために酸化され得る暴露された糖を含む。
特定のアミノ酸が置換、欠失、または付加された抗体またはその抗原結合部分も本開示の範囲内である。これらの交替は、結合活性などのペプチドの生物学的特性に及ぼす実質的な効果を有さない。
本ペプチドは、例えば、約30%、約25%、約20%、約15%、約10%、約5%または約1%未満のアミノ酸残基が置換または欠失しているが、細胞表面抗原に結合することを含むが、これに限定されない本質的に同じ免疫学的特性を保持している本明細書で開示されたその抗原結合部分の抗体の機能的に活性な変異体とすることができる。
抗体またはその抗原結合部分は、生物学的活性、例えば、細胞表面抗原などの抗原の結合を示すペプチドの変異体、類似体、オルソログ、ホモログ、および誘導体も含み得る。ペプチドは、アミノ酸の1つまたは複数の類似体(例えば、非天然発生のアミノ酸、無関係の生物学的システムにおいてのみ天然に発生するアミノ酸、哺乳動物系からの修飾アミノ酸などを含めた)、置換された結合を有するペプチド、および当技術分野で知られている他の修飾物を含有し得る。
抗体またはその抗原結合部分は、誘導体化され得る、または別の機能分子に結合していてもよい。例えば、抗体は、別の抗体、検出可能な薬剤、免疫抑制剤、細胞毒性剤、医薬品、別の分子(ストレプトアビジンコア領域またはポリヒスチジンタグなど)との結合を媒介し得るタンパク質またはペプチド、アミノ酸リンカー、シグナル配列、免疫原性担体、またはグルタチオン-S-トランスフェラーゼ、ヒスチジンタグ、ブドウ球菌プロテインAなどのタンパク質精製に有用なリガンドなどの1または複数の他の分子実体に(化学的カップリング、遺伝子融合、非共有相互作用によって)機能的に結合していてもよい。細胞毒性剤は、放射性同位体、化学療法剤、および細菌、真菌、植物、または動物起源の酵素的に活性な毒素などの毒素、およびそれらの断片を含み得る。そのような細胞毒性剤は、標準的な手順を使用して本開示の抗体にカップルされ得、例えば、抗体を用いた療法を必要とする患者を治療するために使用され得る。
誘導体化タンパク質の1つの型は、(同じ型または異なる型の)2つ以上のタンパク質を架橋することによって作製される。適した架橋剤は、適切なスペーサーによって分離された2つの別個の反応基を有するヘテロ二官能性であるもの(例えば、m-マレイミドベンゾイル-N-ヒドロキシスクシンイミドエステル)、またはホモ二官能性であるもの(例えば、スベリン酸ジスクシンイミジル)を含む。タンパク質を誘導体化(または標識)できる有用な検出可能な薬剤は、蛍光剤、様々な酵素、補欠分子族、発光材料、生物発光材料、および放射性物質を含む。非限定的な例示的な蛍光検出可能な薬剤は、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、およびフィコエリトリンを含む。
本抗体または抗体断片は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、ヒト化抗体、もしくはキメラ抗体またはそれらの組合せとすることができる。
本抗体または抗体断片は、医療機器への循環内皮前駆細胞および/または内皮細胞の接着を調節し得る。本抗体または抗体断片は、循環血液中の内皮前駆細胞および/または内皮細胞表面抗原を特異的に認識し、結合することができ、その結果、細胞が機器の表面に固定される。細胞表面抗原は、血管内皮増殖因子受容体1、2、および3(VEGFR-1、VEGFR-2、およびVEGFR-3、ならびにVEGFR受容体ファミリーアイソフォーム)、Tie-1、Tie2、CD34、Thy-1、Thy-2、Muc-18(CD146)、CD30、幹細胞抗原1(Sca-1)、幹細胞因子(SCFまたはc-Kitリガンド)、CD133抗原、VE-カドヘリン、P1H12、TEK、CD31、Ang-1、Ang-2、または内皮前駆細胞および/もしくは内皮細胞の表面上に発現される抗原とすることができる。一実施形態では、1つの抗原と反応する単一の型の抗体および/または抗体断片が使用され得る。代わりに、異なる細胞表面抗原に対して向けられた複数の異なる型の抗体および/または抗体断片が使用され得る。一実施形態では、抗CD34および抗CD133抗体ならびに/または抗体断片が組合せで使用される。
本明細書では、「抗体または抗体断片の治療有効量」は、医療機器への内皮前駆細胞および/または内皮細胞の接着を促進する抗体の量を意味する。
抗体および/または抗体断片は、それらの抗原への抗体および/または抗体断片のアクセスしやすさを保証するために、配向された様式で医療機器上に固定化され得る。例えば、少なくとも1%、少なくとも3%、少なくとも5%、少なくとも8%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%の抗体および/または抗体断片が細胞表面抗原への結合に利用可能である。言い換えると、抗体および/または抗体断片の少なくとも1%、少なくとも3%、少なくとも5%、少なくとも8%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%の抗原結合部位がブロックも変性もされていない。例えば、抗体および/または抗体断片の少なくとも1%、少なくとも3%、少なくとも5%、少なくとも8%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%のFab領域が完全に暴露されており、抗原結合に利用可能である。
例えば、抗体および/または抗体断片は、Fcドメインが固定され、抗原結合Fabドメインが完全に露出された状態で、配向された様式で医療機器上に固定化され得る。ある実施形態では、大多数の抗体が重鎖のFc領域に少なくとも1つのN結合炭水化物を有するため、固定化戦略は、抗体構造に新規な反応性部分を導入するためのFcドメインに見出されるオリゴ糖の修飾を伴う。例えば、抗体修飾に利用され得るオリゴ糖修飾の2つの型がある。1つ目は、反応性アルデヒド基をもたらすためのFc領域に見出されるオリゴ糖の酸化を伴う103、104。酸化後、新しく形成されたアルデヒド部分は、アミン末端表面に共有結合していてもよい105、106。変異β1,4ガラクトシルトランスフェラーゼ酵素を使用して、天然のアセチルグルコサミン残基を修飾糖で置き換える別の技法。修飾糖は、ケトンまたはアジドであることが多い、分子構造に取り込まれた独特な化学的ハンドルを有する。修飾糖の取込みにより、抗体を固定化するために使用され得るFc特異的標的が導入される。アジド部分の場合、抗体は、無触媒の「クリック」環化付加反応を介して配向された様式でシクロオクチンを有する表面に共有結合していてもよい。抗体のFc領域を特異的に修飾することにより、これらの技法はいずれも、Fab領域が露出された抗体の共有結合性の固定化を提供する(図1)。
一実施形態では、酸化法が、抗体または抗体断片を固定化するために使用される。t-Boc-ヒドラジド-PEG-アミン(Quanta Biodesign)が基材または医療機器のPDAがコーティングされた表面上に固定化される。例えば、新たに調製されたポリドーパミンがコーティングされた基材/医療機器をPBS/DMSO中のt-Boc-ヒドラジド-PEG-アミンに暴露する。次いで、基材/医療機器をアセトンですすぎ、メタノール中で15分間超音波処理し、アセトンですすぎ、窒素流下で乾燥させる。PEG鎖の固定化に成功した後、改変表面を、塩化メチレン中のトリフルオロ酢酸(TFA)に供し、その後、水酸化アンモニウムですすいで、tert-ブチルオキシカルボニル(t-Boc)保護基を除去し、追加の固定化のためのヒドラジドが豊富な表面を形成する。抗体または抗体断片を酸化して、必要なアルデヒド部分を創出する(例えば、抗体のFc領域において)。抗体または抗体断片を緩衝液(例えば、PBS)に溶解する。メタ過ヨウ素酸ナトリウムを抗体溶液に添加し、反応を進行させる。酸化後、残留メタ過ヨウ素酸ナトリウムを脱塩カラム(例えば、Sephadex G-25)を使用して除去する。次いで、PEG官能化材料を酸化抗体溶液に浸漬し、反応させる。シアノ水素化ホウ素ナトリウムを添加して、抗体とヒドラジドに富むコーティング間に形成されたシッフ塩基を安定化する。
抗体または抗体断片の酸化は、適したpH、例えば、約pH3~約pH7、約3.5~約pH6.8、約pH4~約pH6.5、約4.5~約pH6、約pH5~約pH6、約4~約pH6の範囲、約pH5、約pH5.5、約pH5.6、約pH5.8、または約pH6で行われ得る。
別の実施形態では、酵素法が、抗体または抗体断片を固定化するために使用される。アミノ-PEG4-DBCOが基材または医療機器のPDAがコーティングされた表面に固定化される。例えば、新たに調製されたポリドーパミンがコーティングされた基材/医療機器をPBS中のアミノ-PEG-ジベンゾシクロオクチンに暴露する。次いで、基材/医療機器をアセトンですすぎ、メタノール中で15分間超音波処理し、アセトンですすぎ、窒素流下で乾燥させる。
抗体または抗体断片を官能化するために、DBCO反応性部分を、例えば、抗体のFc領域に創出してもよい。生体分子(例えば、抗体)を酵素法を使用して修飾して、生体分子の活性部位から離れて(例えば、抗体のFc領域において)DBCO反応性部分を取り込むことができる。ステップ1は、生体分子(例えば、抗体または抗体断片)から末端ガラクトース残基を除去することを含み得る(例えば、β-1.4-ガラクトシダーゼを使用して、37°C、16時間)。β-1,4-ガラクトシダーゼは、オリゴ糖からのβ1-4結合D-ガラクトピラノシル残基の加水分解を触媒する非常に特異的なエキソグリコシダーゼである。この特定の残基は、いくつかの抗体のFc領域に存在し得る。末端のガラクトース糖を除去した後、生体分子(例えば、抗体または抗体断片)をUDP-GalNAzと組み合わせて、アジド部分を導入することができる。例えば、ステップ2は、GalNAzを取り込むことを含み得る(例えば、Gal-T(Y289L)、UDP-GalNAz、37°C、16時間)。一実施形態では、抗体または抗体断片を、製造業者の指示に従って、Click-IT(登録商標)GlcNAc Enzymatic Labeling System (Life Technologies)を使用して、改変することができる。簡単に説明すると、抗体または抗体断片を、P30樹脂(Bio-Rad、1.5mL総容積)で調製されたマイクロスピンカラムを使用して、前処理緩衝液に緩衝液交換する。次いで、抗体または抗体断片を前処理したカラムに添加し、遠心分離する。生じた抗体溶液をβ-1.4-ガラクトシダーゼで補充し、37℃のインキュベーターに置く。トリス緩衝生理食塩水(TBS)への試料の緩衝液交換は、P30樹脂を用いて調製されたマイクロスピンカラムを使用して行う。緩衝液交換後、抗体溶液をUDP-GalNAz、MnCl2、およびGal-T(Y289L)と組み合わせ、30℃でインキュベートする。修飾後、抗体または抗体断片をPBSに緩衝液交換する。最後に、DBCOがコーティングされた基材または医療機器を抗体溶液に浸漬し、次いで、PBSで洗浄して、物理的に付着した抗体を除去する。
さらに別の実施形態では、UV固定化技法が、抗体または抗体断片を固定化するために使用される。それは、インドール-3-酪酸-PEGを利用して、アイソタイプにかかわらず、実質的にすべての抗体上に見出される保存されたヌクレオチド結合部位を介して抗体または抗体断片を結合する183
抗体断片
抗体は、完全長とすることができるか、または抗体断片から形成されるFab、F(ab’)2、Fab’、F(ab)’、Fv、単鎖Fv(scFv)、二価scFv(bi-scFv)、三価scFv(tri-scFv)、Fd、dAb断片(例えば、Ward et al.,Nature,341:544-546(1989))、単離CDR、二重特異性抗体、三重特異性抗体、四重特異性抗体、線形抗体、単鎖抗体分子、および多重特異性抗体を含むが、これらに限定されない抗原結合部分を有する抗体の1つ(または複数の)断片を含み得る。組換え法または合成リンカーを使用して抗体断片を結合することにより作製される単鎖抗体も、本開示に包含される。Bird et al.Science,1988,242:423-426。Huston et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1988,85:5879-5883。
抗体のパパイン消化は、それぞれが単一の抗原結合部位を有する「Fab」断片と称される2つの同一の抗原結合断片、およびその名称が容易に結晶化するその能力を反映する残留「Fc」断片を作製する。ペプシン処理により、2つの抗原結合部位を有し、なお抗原を架橋する能力があるF(ab’)断片が生成される。
Fvは、完全な抗原結合部位を含有する最小の抗体断片である。一実施形態では、二本鎖Fv種は、緊密に非共有結合した1つの重鎖可変ドメインおよび1つの軽鎖可変ドメインの二量体からなる。単鎖Fv(scFv)種では、1つの重鎖可変ドメインおよび1つの軽鎖可変ドメインを、軽鎖および重鎖が二本鎖Fv種におけるものと類似した「二量体」構造で結合し得るように、可動性ペプチドリンカーによって共有結合することができる。この構成では、各可変ドメインの3つのCDRが相互作用して、V-V二量体の表面上に抗原結合部位を規定する。集合的に、6つのCDRは、抗体に抗原結合特異性を与える。しかしながら、単一の可変ドメイン(または抗原に特異的な3つのCDRのみを含むFvの半分)でさえ、結合部位全体よりも低い親和性ではあるが、抗原を認識して結合する能力がある。
Fab断片は、重鎖および軽鎖可変ドメインを含有し、軽鎖の定常ドメインおよび重鎖の最初の定常ドメイン(CH1)も含有する。Fab’断片は、抗体ヒンジ領域からの1つまたは複数のシステインを含む重鎖CH1ドメインのカルボキシル末端でのいくつかの残基の付加により、Fab断片とは異なる。Fab’-SHは、定常ドメインの(1つまたは複数の)システイン残基が遊離チオール基を有するFab’の名称である。F(ab’)抗体断片は、それらの間にヒンジシステインを有するFab’断片のペアとして元々作製された。抗体断片の他の化学的カップリングも既知である。
単鎖FvまたはscFv抗体断片は、抗体のVおよびVドメインを含み、これらのドメインは、単一のポリペプチド鎖に存在する。一般に、scFvポリペプチドは、scFvが抗原結合に望ましい構造を形成することを可能にする、VドメインとVドメイン間のポリペプチドリンカーをさらに含む。scFvの総説に関しては、例えば、Pluckthun,in The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,vol.113,Rosenburg and Moore eds.,(Springer-Verlag,New York,1994),pp.269-315を参照されたい。
「二重特異性抗体」は、2つの抗原結合部位を有する抗体断片であり、この断片は、同じポリペプチド鎖(V-V)中の軽鎖可変ドメイン(V)に結合している重鎖可変ドメイン(V)を含む。同じ鎖上の2つのドメイン間の対形成を可能にするには短すぎるリンカーを使用することにより、ドメインは、別の鎖の相補的ドメインと対形成することを強いられ、2つの抗原結合部位を作り出す。二重特異性抗体は、二価または二重特異性とすることができる。二重特異性抗体は、例えば、欧州特許第404,097号、PCT公開国際公開第1993/01161号、Hudson et al.,Nat.Med.9:129-34,2003、およびHollinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444-8,1993により完全に記載されている。三重特異性抗体および四重特異性抗体も、Hudson et al.,Nat.Med.9:129-34,2003に記載されている。
抗体断片は、酵素消化などの従来の手段、または組換え技法によって産出され得る。ある状況では、全抗体よりはむしろ抗体断片を使用する利点がある。小さいサイズの断片は、迅速なクリアランスを可能にし、固形腫瘍へのアクセスの改善につながり得る。ある特定の抗体断片の総説に関しては、Hudson et al.Nat.Med.9:129-134,2003を参照されたい。
様々な技法が抗体断片の作製のために開発されてきた。従来より、これらの断片は、インタクトな抗体のタンパク質消化を介して得られた(例えば、Morimoto et al.,J.Biochem.Biophys.Methods 24:107-17,1992、およびBrennan et al.,Science 229:81-3,1985を参照されたい)。しかしながら、これらの断片は、現在、組換え宿主細胞によって直接作製され得る。Fab、Fv、およびScFv抗体断片は、すべてエシェリキア・コリ(E.coli)において発現され、これより分泌され得、これらの断片を大量に容易に作製することが可能になる。抗体断片は、抗体ファージライブラリーから単離され得る。代わりに、Fab’-SH断片は、エシェリキア・コリから直接回収され、化学的に結合されて、F(ab’)断片を形成し得る(Carter et al.,Bio/Technology 10:163-7,1992)。別の手法では、F(ab’)断片が組換え宿主細胞培養物から直接単離される。サルベージ受容体結合エピトープ残基を含むインビボ半減期が増加したFabおよびF(ab’)断片が米国特許第5,869,046号に記載されている。抗体断片の作製のための他の技法は、熟練した実践者には明らかであろう。
本抗体または抗体断片は、(a)IgG定常ドメイン、(b)IgA定常ドメインなどの少なくとも1つの定常ドメインを含み得る。
IgG(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)、IgM、IgA(IgA1、IgA2)、IgDまたはIgEを含めたすべての抗体アイソタイプが本開示に包含される。抗体または抗体断片は、哺乳動物(例えば、マウス、ヒト)抗体または抗体断片とすることができる。抗体の軽鎖は、カッパ型またはラムダ型とすることができる。代わりの抗体は、複数の免疫グロブリンクラスまたはアイソタイプからの配列を含み得、望ましいエフェクター機能を最適化するために特定の定常ドメインを選択することは、当技術分野の通常の技術内である。
本開示の抗体または抗体断片は、単一特異性、二重特異性または多重特異性とすることができる。多重特異性もしくは二重特異性抗体またはその断片は、1つの標的ポリペプチドの異なるエピトープ(例えば、細胞表面抗原)に特異的とすることができる、または複数の標的ポリペプチドに特異的な抗原結合ドメイン(例えば、細胞表面抗原および他の抗原に特異的な、または複数の細胞表面抗原に特異的な抗原結合ドメイン)を含有し得る。一実施形態では、多重特異性抗体または抗体断片は、少なくとも2つの異なる可変ドメインを含み、ここで、各可変ドメインは、別個の抗原にまたは同じ抗原上の異なるエピトープに特異的に結合する能力がある。Tutt et al.,1991,J.Immunol.147:60-69。Kufer et al.,2004,Trends Biotechnol.22:238-244。本抗体は、別の機能性分子、例えば、別のペプチドまたはタンパク質に結合していてもよい、またはこれらと共発現され得る。例えば、抗体または抗体断片は、(例えば、化学的カップリング、遺伝子融合、非共有結合などによって)別の抗体または抗体断片などの1または複数の他の分子実体に機能的に結合されて、第2の結合特異性を有する二重特異性または多重特異性抗体を作製し得る。例えば、本開示は、二重特異性抗体を含み、ここで、免疫グロブリンの1つのアームは、細胞表面抗原に特異的であり、免疫グロブリンの他のアームは、第2の治療標的(例えば、異なる細胞表面抗原、または別の抗原)に特異的であるか、または治療部分に結合される。
抗体の産出
一実施形態では、抗体は、モノクローナル抗体であり、KohlerおよびMilstein(参照により本明細書に組み込まれるContinuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity.Nature 265:495-497,1975)の標準的な技法に従って作製され得る、または商業的供給源から入手され得る。内皮細胞は、内皮細胞表面抗原に対して向けられたモノクローナル抗体を作製するための免疫原として使用され得る。
例えば、内皮細胞に対して向けられたモノクローナル抗体は、マウスまたはラットにHUVECまたは精製内皮前駆細胞を注入することにより調製され得る。十分な時間の後、マウスを屠殺し、脾臓細胞を得る。脾臓細胞を、一般に非イオン性界面活性剤、例えば、ポリエチレングリコールの存在下で、骨髄腫細胞またはリンパ腫細胞と融合することにより不死化する。融合ハイブリドーマを含む生じた細胞を、HAT培地などの選択培地で増殖させ、生存細胞を限界希釈条件を使用してそのような培地で増殖させる。細胞を、適した容器、例えばマイクロタイターウェル中で増殖させ、上清を、望ましい特異性を有する、すなわち内皮細胞抗原との反応性を有するモノクローナル抗体を求めてスクリーニングする。
機能基
コーティングもしくは基材、ならびに/またはポリドーパミン、リンカー、および/もしくはリガンド(抗体または抗体断片)は、既知の架橋剤を使用して、表面官能基を導入することにより改変され得る。架橋剤は、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、N、N’-メチレン-ビス-アクリルアミド、アルキルエーテル、糖、ペプチド、DNA断片、または他の既知の機能的に同等の薬剤を含むが、これらに限定されない。リガンドは、例えば、カルボジイミド、カルボキシレート、エステル、アルコール、カルバミド、アルデヒド、アミン、硫黄酸化物、窒素酸化物、ハロゲン化物、または当技術分野で既知の他の適切な化合物を使用するカップリング反応により、コーティングまたは基材に結合していてもよい。米国特許第6,268,222号。
コーティングまたは基材の表面、ならびに/またはポリドーパミン、リンカー、および/もしくはリガンド(抗体または抗体断片)は、修飾されて、少なくとも1つの官能基を取り込むことができる。有機ポリマー(例えば、PEG)を修飾して、少なくとも1つの官能基を取り込むことができる。例えば、官能基は、マレイミドまたはN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)エステルとすることができる。官能基の取込みにより、様々なリガンド、および/または医薬物質/治療薬を付着させることが可能になる。
クリックケミストリー
本発明のコーティングまたは基材が広範囲のリガンドを容易に収容するために、コーティングまたは基材の表面は、官能基を取り込むために改変され得る。コーティングまたは基材は、官能基を取り込むことができる有機ポリマー(例えば、PEG)でも改変され得る。一方で、リガンドまたは治療薬は、コーティングもしくは基材、または適した条件下でコーティングまたは基材に付着したPEG上の官能基と反応する能力がある官能基を取り込むように修飾される。したがって、反応性官能基を有する任意のリガンドまたは治療薬がコーティングまたは基材に容易に結合され得る。この一般化可能な手法は、本明細書では「クリックケミストリー」と称され、非常に多くの汎用性を可能にする。コーティングまたは基材へのリガンドの容易で制御された付着が達成され得る限り、任意の適した反応機構が「クリックケミストリー」に適合され得る。一実施形態では、遊離の三重結合が、既にコーティングまたは基材と共有結合しているPEG上に導入される。一方、アジド結合が望ましいリガンドに導入される。ペグ化コーティングまたは基材およびリガンドが銅触媒の存在下で混合される場合、三重結合へのアジドの環化付加が生じることになり、コーティングまたは基材とのリガンドの結合をもたらす。第2の実施形態では、マレイミド官能基およびチオール基がコーティングまたは基材および望ましいリガンドに導入され得、コーティングまたは基材がマレイミド官能基を有し、リガンドがチオール基を有し、逆もまた同じである。マレイミドの二重結合は、チオール基と容易に反応して、安定な炭素-硫黄結合を形成する。第3の実施形態では、活性化エステル官能基、例えば、スクシンイミジルエステル基、およびアミン基がコーティングまたは基材および望ましいリガンドに導入され得る。活性化エステル基は、アミン基と容易に反応して、安定な炭素-窒素アミド結合を形成する。
医療機器
医療機器は、医学的状態の予防法または治療法のために哺乳動物に一時的または永久に導入される機器とすることができる。これらの機器は、皮下、経皮または外科的に導入されて、動脈、静脈、心臓の心室または心房などの器官、組織、または器官の管腔内に置かれる任意のものを含む。医療機器は、ステント、ステントグラフト、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)、コーティングされていないステント、または人工血管グラフトで被覆されたものなどの被覆されたステント、カテーテル、人工心臓弁、人工心臓および補綴器官を血管循環に接続するための固定具、人工静脈弁、腹部大動脈瘤(AAA)グラフト、下大静脈フィルター、永久薬物注入カテーテル、塞栓コイル、血管塞栓術に使用される塞栓物質(例えば、架橋PVAヒドロゲル)、血管置換物、血管縫合糸、血管吻合固定具、経心筋血行再建ステントおよび/またはその他の導管を含み得る。
医療機器は、患者に埋め込み可能な任意の機器とすることができる。例えば、一実施形態では、機器は、ステント、ステントグラフト、心臓弁、カテーテル、血管補綴フィルター、人工心臓、外部および内部左室補助循環装置(LVAD)、人工血管グラフトなどの血管または中空器官の管腔への挿入のためのものである。
医療機器は、管腔を含む器官または身体部分に埋め込むために使用される任意の機器とすることができる。医療機器は、器官または血管の管腔に埋め込まれ得る。医療機器は、ステント、ステントグラフト、合成血管グラフト、心臓弁、カテーテル、血管補綴フィルター、ペースメーカー、ペースメーカーリード、除細動器、卵円孔開存(PFO)中隔閉鎖機器、血管クリップ、血管動脈瘤オクルーダー、血液透析グラフト、血液透析カテーテル、房室シャント、大動脈瘤グラフト機器もしくはコンポーネント、静脈弁、センサ、縫合糸、血管吻合クリップ、留置静脈もしくは動脈カテーテル、血管鞘、および薬物送達ポートとすることができるが、これらに限定されない。
医療機器は、卵円孔開存(PFO)閉鎖機器、循環補助機器(例えば、左室補助循環装置(LVAD)、体外膜型肺(ECMO)装置、神経血管クリップ、人工関節、大静脈フィルター、人工心臓のコンポーネントなどとすることができる。
ステントは、血管の管腔に挿入または埋め込まれた場合に、血管の断面管腔を拡張し得る任意の医療機器とすることができる。ステントは、ステンレス鋼製ステント、生分解性ステント、PTFEまたはePTFEで被覆されたものなどの被覆ステントとすることができる。一実施形態では、ステントは、冠動脈閉塞を治療するために、または脾臓、頸動脈、腸骨および膝窩血管の解離または動脈瘤を封鎖するために経皮的に送達される。別の実施形態では、ステントは、静脈血管に送達される。ステントは、ポリマーおよび/または金属構造要素を含み得る。ステントは、ステンレス鋼、ポリマー、ニッケルチタン、タンタル、金、白金-イリジウム、またはエルジロイおよびMP35Nならびに他の鉄材料を含み得る。ステントは、ステントがカテーテルから放出される治療部位にカテーテル上の体腔を通して送達され得、ステントが血管の管腔壁と直接接触するまで拡張することを可能にする。ステントは、金属冠動脈ステント、金属末梢動脈ステント、生体吸収性末梢ステント、および生体吸収性冠動脈ステントを含むが、これらに限定されない。
合成グラフトは、生体適合性特徴を有する任意の人工プロテーゼとすることができる。一実施形態では、合成グラフトは、ポリエチレンまたはポリテトラフルオロエチレンから作られ得る。別の実施形態では、合成グラフトは、ポリウレタン、架橋PVAヒドロゲル、および/またはヒドロゲルの生体適合性泡を含む。さらに第3の実施形態では、合成グラフトは、メッシュのポリカーボネートウレタンの内側層およびメッシュのポリエチレンテレフタレートの外側層を含む。合成グラフトは、エンドツーエンド、エンドツーサイド、サイドツーエンド、サイドツーサイドまたは管腔内に、および血管の吻合において、または例えば、腹部大動脈瘤機器としての病気の血管セグメントのバイパスに使用され得る。
人工弁は、人工心臓弁または人工静脈弁とすることができる。人工弁は、人工大動脈弁、人工肺動脈弁、人工僧帽弁、人工三尖弁などとすることができる。補綴心臓弁(人工心臓弁)は、経カテーテル大動脈弁(TAVR)、経カテーテル僧帽弁、経カテーテル三尖弁、外科的に埋め込まれた生体補綴大動脈弁、外科的に埋め込まれた生体補綴僧帽弁、外科的に埋め込まれた金属僧帽弁、および外科的に埋め込みされた金属大動脈弁を含むが、これらに限定されない。
血管置換物は、血管内動脈瘤修復物(または血管内大動脈修復物)(EVAR)、およびePTFEバイパスグラフト材料を含むが、これらに限定されない。
医療機器は、僧帽弁クリップ、三尖弁クリップ、心耳閉鎖装置、ペースメーカーリード、自動埋め込み式除細動器(AICD)リード、ペースメーカーボックス、および自動埋め込み式除細動器(AICD)ボックスを含むが、これらに限定されない冠動脈医療機器とすることができる。
医療機器は、管腔表面(または血液接触表面)、および外表面(または反管腔側表面もしくは組織接触表面)を有し得る。本発明のコーティングは、管腔表面(または血液接触表面)、および/または外表(または反管腔側表面または組織接触表面)にあってもよい。
医療機器の本コーティングは、医療機器の表面上の内皮細胞単層(コンフルエントまたはサブコンフルエント)の発達を刺激し得る、かつ/または局所的な慢性炎症反応および医療機器の埋め込み中の血管損傷から生じる他の血栓塞栓性合併症を調節し得る。
医療機器は、多数の材料から作られ得る。医療機器は、ステンレス鋼、Nitinol、MP35N、金、タンタル、白金または白金イリジウム、または炭素もしくは炭素繊維などの他の生体適合性金属および/もしくは合金、酢酸セルロース、硝酸セルロース、シリコーン、架橋ポリ酢酸ビニル(PVA)ヒドロゲル、架橋PVAヒドロゲル泡、ポリウレタン、ポリアミド、スチレンイソブチレン-スチレンブロックコポリマー(Kraton)、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、高分子量ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、または他の生体適合性ポリマー材料、またはポリ乳酸、ポリグリコール酸もしくはそれらのコポリマーなどのそれらのコポリマーポリエステルの混合物、ポリ酸無水物、ポリカプロラクトン、吉草酸ポリヒドロキシ酪酸または他の生分解性ポリマー、または混合物もしくはコポリマー、細胞外マトリックスコンポーネント、タンパク質、コラーゲン、フィブリンまたは他の生物活性剤、またはそれらの混合物を含み得る。
例えば、ステントは、ステンレス鋼、Nitinol(NiTi)、またはクロム合金および生分解性材料で作られていてもよい。一実施形態では、ステントは、生分解性材料で作られていてもよい。合成血管グラフトは、架橋PVAヒドロゲル、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)、多孔質高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリウレタン、およびポリエチレンテレフタレート、またはポリラクチドポリマーおよびポリグリコリドポリマーなどの生分解性材料またはそれらのコポリマーで作られていてもよい。
一実施形態では、医療機器は、細胞が剥皮されたまたは取り除かれた保存血管とすることができ、ヒト、ブタまたはウシからのものすることができる。保存された血管は、例えば、血管グラフトセグメントとして適した足場を形成する。
本方法は、血管疾患を有する哺乳動物を治療するためのものとすることができ、本方法は、コーティングされた医療機器を患者の器官または血管に埋め込むことを含む。いったんインビボになると、コーティング上に存在する抗体または抗体断片による内皮前駆細胞および/または内皮細胞の細胞表面抗原の認識および結合によって、内皮前駆細胞および/または内皮細胞は、コーティングされた医療機器の表面で捕獲される。いったん内皮前駆細胞および/または内皮細胞が医療機器に付着すると、それらは、増殖かつ分化し、医療機器の血液接触表面上にコンフルエントまたはサブコンフルエントな機能的内皮を形成する。代わりに、またはさらに、医療機器は、医療機器の埋め込み前にインビトロで内皮前駆細胞および/または内皮細胞でコーティングされる。内皮前駆細胞および/または内皮細胞は、患者の血液、骨髄、または血管から単離された前駆細胞、幹細胞、および/または成熟内皮細胞に由来し得る。医療機器の血液接触表面上の内皮細胞の存在は、過度の内膜過形成および/または血栓症を阻害または減少させ得る。
ヒト臍静脈内皮細胞(HUVEC)は、参照により本明細書に組み込まれるJaffe,et al.,J.Clin.Invest.,52:2745-2757,1973の方法に従って、臍帯から得られ得る。簡単に説明すると、細胞がコラゲナーゼでの処理によって血管壁から取り除かれ、低エンドトキシン胎児ウシ血清、防腐剤を含まないブタヘパリン、内皮細胞増殖サプリメント(ECGS)およびグルタミンを含有するM199培地でゼラチンがコーティングされた組織培養フラスコで培養される。
内皮前駆細胞(EPC)は、Asahara et al.(Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis.Science 275:964-967,1997、参照により本明細書に組み込まれる)の方法に従ってヒト末梢血から単離され得る。簡単に説明すると、CD34に対する抗体でコーティングされた磁気ビーズを分画されたヒト末梢血とともにインキュベートする。インキュベーション後、結合した細胞を溶出し、EBM-2培地で培養してもよい。代わりに、濃縮培地単離が、これらの細胞を分離するために使用され得る。簡単に説明すると、末梢静脈血を健常な男性志願者から採取し、単核細胞画分を密度勾配遠心分離によって分離し、細胞をウシ胎児血清、ヒトVEGF-A、ヒト線維芽細胞増殖因子-2、ヒト表皮増殖因子、インスリン様増殖因子-1、およびアスコルビン酸を補充したEC基礎培地-2(EBM-2)中のフィブロネクチンがコーティングされた培養スライドに播種する。EPCを7日間増殖させ、培地を48時間ごとに交換する。細胞は、CD133、CD45、CD34、CD31、VEGFR-2、Tie-2、およびE-セレクチンに対する蛍光抗体によって特徴付けられ得る。
治療/予防すべき状態
本開示は、本医療機器を使用して、様々な疾患/状態に関連する1つまたは複数の症状を治療する、予防する(または予防的に治療する)、または根絶するもしくは回復させる方法を提供する。治療または予防すべき状態は、再狭窄、アテローム性動脈硬化症、血栓症、血管閉塞(例えば、血栓症から生じる)、動脈瘤、冠動脈疾患などの血管疾患、癌、血管リモデリングなどを含むが、これらに限定されない。一実施形態では、血管壁にステントまたは合成血管グラフト、心臓弁、腹部大動脈瘤機器およびそれらのコンポーネントなどの医療機器を保持または密閉するための、および血管恒常性を確立し、それによって再狭窄におけるような過度の内膜過形成を予防するための方法が提供される。
本医療機器は、医療機器の埋め込み部位での管腔表面に沿った平滑筋細胞移動、平滑筋細胞の分化、および/またはコラーゲン堆積を減少または阻害することにより、組織ベースの過度の内膜過形成および再狭窄を減少または阻害し得る。
本医療機器および方法は、任意の動脈または静脈などの任意の血管に使用され得る。冠動脈、鼠径下動脈、大動脈腸骨動脈、鎖骨下動脈、腸間膜動脈および腎動脈を含めた任意の動脈が本開示の範囲内に含まれる。本医療機器および方法は、大腿動脈などの末梢動脈に使用され得る。解離性動脈瘤から生じるものなどの他の型の血管閉塞も本開示によって包含される。本医療機器および方法は、哺乳動物における任意の導管または腔に使用され得る。本発明のステントおよび機器を使用して治療され得る対象は、ヒト、ウマ、イヌ、ネコ、ブタ、げっ歯類、サルなどを含めた哺乳動物である。
本開示は、哺乳動物の血管または管状器官の管腔に医療機器を埋め込むことを含む、哺乳動物における血管疾患を治療する方法を提供し、ここで、医療機器は、本明細書に記載されるようにコーティングされている。
本開示は、インビボで医療機器の血液接触表面に細胞を補充するための方法を提供する。一実施形態では、この方法は、対象の血管に医療機器を埋め込むことを含む。医療機器は、対象の血液中を循環している標的細胞を結合するように構成された血液接触表面を有する。血液接触表面に付着した標的細胞は、増殖し、インサイチュで機能的内皮を形成するか、または血管損傷の部位で正常な内皮を回復する際に機器の表面を自己内皮化する。一実施形態では、医療機器は、生分解性とすることができる、または生分解性、生体適合性材料でコーティングされ得る。この態様では、血管に埋め込まれた場合、生分解性医療機器は、インサイチュ分解を受け得、機器の管腔表面に形成された新内皮は、機能的な新血管を形成するために損傷部位を通して血管の連続性を回復する。
内膜過形成は、血管壁における平滑筋細胞増殖および/またはマトリックス堆積の望ましくない増加とすることができる。本明細書では、「再狭窄」は、血管管腔の再発性狭小化を表す。血管が、再狭窄のために閉塞され得る。PTCAまたはPTA後、通常は内膜に存在しない中膜および外膜からの平滑筋細胞が増殖して内膜に移動し、タンパク質を分泌し、内膜内に平滑筋細胞およびマトリックスタンパク質の蓄積を形成する。この蓄積は、動脈の管腔の狭小化を引き起こし、狭小化の遠位側の血流を減少させる。本明細書では、「再狭窄の阻害または減少」は、再狭窄およびそれから生じる合併症を予防するためのタンパク質分泌の予防を伴う平滑筋細胞の移動および/または増殖の阻害または低減を表す。
本医療機器は、治療的利益を達成するために(「治療する」)、または予防的に予防的利益を達成するために(「予防する」)対象に投与され得る(例えば、対象に埋め込まれ得る)。治療的利益は、治療される状態の根絶もしくは回復、および/または状態に関連する1つもしくは複数の症状の根絶もしくは回復を意味する。予防的利益は、状態の発症の予防もしくは遅延、および/または状態に関連する1つもしくは複数の症状の発症の予防もしくは遅延を意味する。ある実施形態では、本医療機器の投与(例えば、埋め込み)は、状態がより重篤な状態に発展することまたは悪化されることを予防する。
状況、障害、または状態を「治療すること」または「治療」は、(1)状況、障害、または状態に苦しんでいる、またはこれらの素因を有する可能性があるが、状況、障害または状態の臨床症状をまだ経験または示していない対象に生じている状況、障害、または状態の臨床症状の出現を防止または遅延させること、または(2)状況、障害、または状態を抑制すること、すなわち、疾患の発生もしくはその再発(維持治療の場合)、またはその少なくとも1つの臨床症状、徴候、もしくは検査を停止すること、減少させること、もしくは遅延させること、または(3)疾患を軽減すること、すなわち、状況、障害、もしくは状態、またはその臨床的もしくは亜臨床的症状もしくは徴候の少なくとも1つの退行を引き起こすことを含む。
医薬物質
本機器のコーティングは、1つまたは複数の医薬物質を含み得る。医薬物質は、平滑筋細胞移動および/または増殖を阻害し、血栓形成を阻害または減少させ、内皮細胞増殖および分化を促進し得、かつ/または医療機器の埋め込み後の再狭窄を阻害または減少させ得る。医薬物質は、機器の下流で機能して、血管特性に影響を与える、または固形臓器を標的にし得る。医療機器は、局所的効果および/または全身的効果(例えば、機器の遠位)を発揮し得る。
医薬物質は、血管拡張剤(プロスタサイクリン(PGI2)、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(α-CGRP)など)とすることができる。
医薬物質は、アテローム性動脈硬化症および再狭窄などの血管疾患の治療に効果的であり得る。例えば、医薬物質は、細胞毒性薬または細胞増殖抑制薬、抗増殖薬、抗腫瘍薬、抗生物質/抗菌薬、抗酸化剤、内皮細胞増殖因子、トロンビン阻害剤、免疫抑制剤、抗血小板凝集剤、コラーゲン合成阻害剤、治療用抗体、一酸化窒素ドナー、アンチセンスオリゴヌクレオチド、創傷治癒剤、治療用遺伝子導入構築物、ペプチド、タンパク質、細胞外マトリックスコンポーネント、血管拡張剤、血栓溶解薬、代謝拮抗薬、増殖因子アゴニスト、抗有糸分裂薬、スタチン、ステロイド、ステロイドおよび非ステロイド抗炎症剤、アンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害剤、フリーラジカルスカベンジャー、PPARガンマアゴニスト、アロマターゼ阻害剤などの抗癌化学療法剤を含むが、これらに限定されない。前述の医薬物質のいくつかは、例えば、シクロスポリンA(CSA)、ラパマイシン、ラパマイシン誘導体、ミコフェノール酸(MPA)、レチノイン酸、n-酪酸、酪酸誘導体、ビタミンE、プロブコール、L-アルギニン-L-グルタメート、エベロリムス、シロリムス、バイオリムス、ビオリムスA-9、パクリタキセル、プエラリン、血小板因子4、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)、フィブロネクチン、シンバスタチン、フルバスタチン、ジヒドロエピアンドロステロン(DHEA))および17ベータエストラジオールを含む。
コーティングに取り込まれ得る医薬物質の例は、プロスタサイクリン、プロスタサイクリン類似体、アルファ-CGRP、アルファ-CGRP類似体またはアルファ-CGRP受容体アゴニスト;プラゾシン;単球化学反応性タンパク質-1(MCP-1);ラパマイシンなどの免疫抑制薬、平滑筋細胞移動および/または増殖を阻害する薬物、トロンビン阻害剤などの抗血栓薬、血小板因子4およびCXCケモカインなどの免疫調節剤;CX3CR1受容体ファミリーの阻害剤;抗炎症薬、ジヒドロエピアンドロステロン(DHEA)などのステロイド、テストステロン、17ベータ-エストラジオールなどのエストロゲン;シンバスタチンおよびフルバスタチンなどのスタチン;フェノフィブラートおよび他の脂質低下薬などのPPAR-アルファリガンド、ロスグリタゾンなどのPPAR-デルタおよびPPAR-ガンマアゴニスト;NF-κB、コラーゲン合成阻害剤などの核因子、アセチルコリン、アデノシン、5-ヒドロキシトリプタミンまたはセロトニンなどの血管拡張剤、サブスタンスP、アドレノメデュリン、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)、血小板由来増殖因子(PDGF)、内皮細胞増殖因子(EGF)、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)などの、内皮細胞の増殖および分化を誘導する増殖因子;ミドスタウリンおよびイマチニブなどのタンパク質チロシンキナーゼ阻害剤または抗血管新生阻害剤化合物;成熟白血球接着を阻害するペプチドまたは抗体、抗生物質/抗菌薬、およびタキキニン、ニューロキニンまたはシアロキニン、タキキニンNK受容体アゴニストなどの他の物質;MLN-518およびその誘導体などのPDGF受容体阻害剤、酪酸および酪酸誘導体プエラリン、フィブロネクチン、エリスロポエチン、ダルベポチン、セリンプロテイナーゼ-1(SERP-1)なども含むが、これらに限定されない。前述の医薬物質は、機器上のコーティングに単独で、またはそれらの組合せおよび/もしくは混合物で適用され得る。
プロスタサイクリン(PGI2)は、特定のGタンパク質共役受容体、IP受容体におよび/または核内受容体、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体(PPAR)δに結合するオートクリンおよびパラクリンメディエーターである。その合成と放出後、プロスタサイクリンは、局所的な抗凝固剤および血管拡張剤特性を発揮し、保存されず、不活性代謝物である6-ケトプロスタグランジンF1α(PGF1α)に非酵素的プロセスによって急速に変換される。プロスタサイクリンは、主にアデニリルシクラーゼ/サイクリックAMP形質導入システムを介して血管平滑筋の弛緩を引き起こし、研究されるすべての血管床の血管拡張を引き起こす。安定なプロスタサイクリン類似体は、本コーティングおよび方法において使用され得る。
カルシトニン遺伝子関連ペプチド(α-CGRP)は、内皮由来NOの非存在下で血管拡張を刺激し得る。血管拡張は、CGRP1受容体を介して媒介され得る。
医薬物質は、徐放または制御放出様式で隣接または周囲の組織に局所的に放出され得る。医薬物質は、局所的および/または全身的に治療効果を有し得る。
併用療法
本医療機器は、単独で、または手術、別の医療機器、および/もしくは別の治療薬(例えば、第2の治療薬)などの1つまたは複数の他の療法と組み合わせて投与され/埋め込まれ得る。
そのような併用療法は、状態パラメーター(例えば、症状の重症度、症状の数、または再発の頻度)に及ぼす相加的または相乗的な効果を有し得る。
本医療機器は、第2の療法と同時に投与され/埋め込まれ得る。別の特定の実施形態では、第2の療法は、本医療機器の投与/埋め込みの前または後に投与される。
いくつかの実施形態では、第2の治療薬は、例えば、ドキソルビシン、パクリタキセル、メルファラン、ビンカアルカロイド、メトトレキサート、マイトマイシンCまたはエトポシドなどの従来の化学療法薬とすることができる細胞毒性薬である。さらに、CC-1065類似体、カリケアマイシン、メイタンシン、ドラスタチンの類似体、リゾキシン、およびパリトキシンなどの強力な薬剤が使用され得る。
本発明の医療機器、方法および組成物を使用して治療され得る対象は、哺乳動物であり、ヒト、ウマ、イヌ、ネコ、ブタ、げっ歯類、サルなどを含む。
以下は、本開示の例であり、限定するものとして解釈されるべきではない。
[実施例]
[実施例1]同所性補綴大動脈弁埋め込みの前臨床評価
動物モデル
実験評価は、施設内審査委員会承認後、6匹の成体ヨークシャーブタ(約60kg)について実施することになる。動物を麻酔導入の約12時間前に絶食させることになる。ブタには、ケタミン、キシラジン、およびアトロピンを含有する麻酔カクテルをIM注射で事前に投与することになる。ブタは、Vivariumの術前室に輸送することになり、そこで、麻酔を、70%亜酸化窒素/酸素を有する5%イソフルランを使用して、フェイスマスクを介して誘導することになる。いったん麻酔したら、IVカテーテルを耳の静脈に配置することになる。いったんIVアクセスが達成されると、ブタを残りの手順のために挿管し、人工呼吸器に置くことになる。次いで、ブタをVivariumの手術室に輸送することになり、そこでブタを手順全体を通して約2~3%のイソフルランおよび70%の亜酸化窒素/酸素とともに麻酔の手術面で維持し、モニターすることになる(EKG、Pulse ox、顎音など)。いったん動物が麻酔の手術面にあると(顎音反射の欠如、およびEKGの安定なパラメーターによって確認される)、外科手順が実行されることになる。
外科手順
バルブの埋め込みを、完全な麻酔、外科的、血管造影機器を有する無菌環境で行うことになる。このセットアップは、単葉透視血管造影システム(Siemens、Munich、Germany)および経胸壁心エコーコンソール(GE E95s)を含むことになる。手順中の大動脈起始部の蛍光透視法、血管造影、および心エコー検査のイメージングを、埋め込み部位の最適な垂直像を取得するために埋め込み前に行うことになる。THVフレームの高さに対する大動脈弁輪からの左右の冠動脈口の距離を決定することになる。さらに、ピグテールカテーテルを右冠状静脈洞の奥深くに配置して、大動脈弁プロテーゼの正確なアラインメントのための信頼できるランドマークを提供することで位置決めをさらに促進することになり、ペースメーカーリードを右心室に配置することになる。
装置
23mm Edwards SAPIEN弁を使用することになり、3つは、製造元から供給され、3つは、本明細書に記載の内皮前駆細胞捕獲コーティングでコーティングされている(例えば、ポリドーパミン、またはポリドーパミンおよび抗体、またはポリドーパミン、PEGおよび抗体を含むコーティング)。Edwards SAPIEN 3 Transcatheter Heart Valve(THV)は、バルーンで拡張可能な放射線不透過性のコバルト-クロムフレーム、三尖弁のウシ心膜組織弁、およびポリエチレンテレフタレート(PET)ファブリックスカートからなる。Edwards Commander送達系は、バルーンへのバルブアラインメント、THVの追跡および位置決めを支援するFlexカテーテルからなる。ハンドルには、Flexカテーテルの屈曲を制御するFlex Wheel、およびBalloon LockおよびFine Adjustment Wheelが含まれており、天然の弁輪内でのバルブアラインメントおよびバルブの位置決めを促進する。バルーンカテーテルは、バルーンの作業長を定義する放射線不透過性のバルブアライメントマーカーを有する。バルーン内の放射線不透過性センターマーカーは、バルブの位置決めを支援するために提供されている。バルーンの近くにある放射線不透過性のトリプルマーカーは、配置中のFlexカテーテルの位置を示す。
14F拡張可能イントロデューサシースは、経大腿手法の場合は総大腿動脈に、鎖骨下手法の場合は鎖骨下動脈に外科的に挿入することになる。送達カテーテルは、Amplatzの非常に硬い0.035インチのガイドワイヤ(Cook、Inc.、Bloomington、Indiana)を介して左心室に挿入することになる。THVの正確な位置決めは、ピグテールカテーテルを使用した大動脈基部血管造影および経胸壁心エコー(TTE)ガイダンスによって確認することになる。最終的な配置位置を大動脈基部血管造影およびTTEによって文書化することになる。次いで、急速なペーシングを開始することになり、収縮期血圧が50mmHg以下に低下すると、バルーンを膨張させることになる。膨張装置のバレルが空になると、バルーンを収縮することになる。バルーンカテーテルが完全に収縮した場合、ペースメーカーをオフにすることになる。
ファローアップ
7日目と14日目に、弁の評価を全身麻酔の導入後、経胸壁心エコー検査により行うことになる。14日間の心エコー評価後、動物を致死注射により屠殺することになり、補綴TAVR弁を肉眼検査および弁尖の組織学的および走査型電子顕微鏡評価のために取り外すことになる。評価する重要なパラメーターは、肉眼的および顕微鏡的血栓の存在、および内皮による弁尖の被覆の程度を含むことになる。
手順考慮事項
前臨床研究における大動脈弁のサイズ決定には、ヒトの臨床例で通常使用されるものとは異なる戦略が必要である。診療所では、交換される弁は、病気にかかっており、典型的に硬直した/石灰化した弁輪がある。一方、動物モデルでは、それらは、健康である。健康な弁輪は、順応性があり、麻酔から覚醒すると膨張する傾向があり、そのため、動物モデルのバルブは、移動および安定性の問題を回避するために適切に大きくする必要がある。しかしながら、大きすぎると、前臨床的に見られ、人間の臨床研究で報告されている致命的な不整脈などの他の合併症の増加を引き起こし得る。初期の弁輪のサイズに加えて、研究期間中の動物(および弁輪)の成長に留意することが重要である。弁輪の成長が補綴弁の寸法を超える場合、大きな弁傍漏れが発生し、研究の後半の段階で合併症を引き起こし得る。
-緩和戦略-成体ブタ(60kg)をこれらの研究に使用し、弁輪の成長を最小限に抑えることになる。
-研究は、亜急性となる(最大14日間)。ヒツジモデルが、フォローアップ中の適度な体重およびサイズの増加のために、慢性弁評価に関してより一般的に選択され、ミスマッチによる弁傍漏れのリスクを制限する。
補綴弁の経カテーテル送達は、動物モデルに新たな課題をもたらした。弁輪のサイズおよび適切な弁の大きさを考慮する必要があるだけでなく、血管のアクセスおよび送達に使用される末梢血管の直径は、適切なサイズでなければならない。動物の弁輪が目標寸法内にあるが、カテーテルのプロファイルが大きすぎて末梢血管に収まらない場合、血管の合併症が生じるか、弁を送達できない可能性がある。
-緩和戦略-成体ブタ(60kg)をこれらの研究に使用し、弁輪の成長を最小限に抑えることになる。
弁輪のサイズと末梢動脈の直径に加えて、上行大動脈の寸法および他の血管構造の位置も、TAVR埋め込みおよび研究の成功に影響を与える。動物モデルでは、上行大動脈の長さは、より高いプロファイルの埋め込み物の成功に直接影響する。
-緩和戦略-上行大動脈から発生する腕頭動脈を有する傾向があるヒツジとは対照的に、ブタの腕頭動脈は、大動脈弓から発生し、より長い上行大動脈を生成し、埋め込み物が弁輪に正しく収まるのを可能にする。
左主冠動脈の閉塞、最終的には心臓ブロックは、ブタモデル内のTAVRの前臨床試験において一般的な合併症とすることができる。ブタは、大動脈弁の近くから始まる冠動脈口を有する。これは、冠動脈が大動脈弁輪からさらに離れた場所にあるヒトとは異なる。動物モデルでは、大動脈弁輪と冠動脈口の間の距離が短く、冠動脈口を塞ぐ傾向が高くなる。
[実施例2]埋め込み可能材料の表面上の配向抗体固定化のための普遍的コーティング法の開発
目的:埋め込まれた血管内装置の表面内皮化は、迅速な治癒および血栓形成性の減少につながる。我々は、内皮化を促進するために循環内皮前駆細胞を捕獲することができるステント上の抗ヒトCD34抗体のGenous技術デキストラン媒介コーティングを開発した。しかしながら、この方法では、ePTFEなどの他の材料をコーティングできない。この研究の目標は、様々な材料の表面に抗CD34抗体を固定化するために使用できる普遍的コーティング法を開発することであった。
方法:ポリドーパミン膜を、様々な材料、すなわち金属ステント、ePTFEグラフト、およびブタ心膜の表面のわずかに塩基性の条件下で、ドーパミンの酸化的自己重合を介して形成した。その後、ポリエチレングリコール(PEG)クロスリンカーを適用し、これを、一端でポリドーパミンコーティングと結合し、もう一端で抗体または抗体断片のFc断片と結合した。コーティング層を、プロフィロメーター、X線光電子分光法、および走査型電子顕微鏡を使用して分析した。CD34抗体がコーティングされた表面の機能性を、細胞結合アッセイによって評価した。
結果:異なる材料のCD34抗体がコーティングされた表面は、CD34+細胞を結合したが、CD34-細胞を結合しなかった。抗体を有さないが、ポリドーパミンおよびPEGで官能化された表面は、CD34+細胞を結合しなかった。コーティング層の厚さは、マイクロメートルの範囲内であり、表面は、均一で滑らかであった。
結論:配向抗体固定化のための普遍的コーティング法を開発し、これは、ePTFEグラフトと同様に、生体弁および機械弁の血栓形成の減少を目的として適用され得る。
[実施例3]新規治療適用のための埋め込み可能材料の表面修飾
目的:
・広範囲の固体表面に適用できる生体分子を固定化する手段を開発し、新しい抗体官能化人工プロテーゼを開発することによりコーティングの有効性を試験する。
・局所的な薬物送達のための新しいプラットフォームとしての抗体官能化材料の可能性を実証する。
研究1
我々は、適切に官能化されたポリエチレングリコール層と組み合わせたポリドーパミン(PDA)表面修飾が、幅広い生物医学材料に生物活性分子を固定化するための普遍的なプラットフォームを作製すると仮定する。
背景-生体分子固定化:
現在の固定化技術:
大部分の標準生体材料は、化学的結合に関する官能部分を欠く不活性物質から作製され、したがって、非共有結合の物理吸着は、生体分子の固定化に一般的に使用される方法である。しかしながら、この技法では、ランダムに分布した分子、生物活性の喪失、および材料の表面から容易に除去されるコーティングがもたらされる。より信頼性の高い結果を提供する代替的方法は、化学、プラズマ、またはガンマ線処理を通した共有結合性固定化のための新規化学部分の導入を伴う。これらの技法は、フィブロネクチン、コラーゲン、ゼラチン、およびRGD66などの生体分子を固定化するために使用されてきたが、残念ながら、それらは、依然としてランダムに分布した不活性な分子をしばしばもたらす。さらに、これらの技法は、浸透深さが制限されており、材料の機械的特性に悪影響を与える可能性があり67、すべての基材に普遍的に使用することはできない。したがって、表面を効果的に覆い、基材の機械的特性を維持し、広範囲の材料に適用できる表面官能化の方法を開発することが望ましい。
ポリドーパミン膜:
表面特性を効果的に制御するために、ポリマーコーティングが多くの適用において利用されている68~70。最近、相互作用ポリマーの連続堆積によって組み立てられた薄いポリマー膜は、交互積層(LbL)堆積として知られ、薬物の充填能力や生体分子による修飾の可能性などの望ましい特性を提供する表面修飾剤として有望である。残念ながら、大部分のLbL堆積技術は、上記と同じ問題を被り、複数のステップを伴い、複雑な初期表面修飾を必要とする。
最近大きな関心を集めている新しい形態のLbL堆積は、PDA膜の自発的な形成を利用して材料を官能化することにより、これらの問題を克服している。PDA膜は、わずかに塩基性の条件下でドーパミン(DA)の酸化的自己重合を介して形成される合成ユーメラニンポリマーである。これらの膜は、実質的にあらゆる固体表面上に形成する能力を有する。この独特な特性により、基材をDA水溶液に浸漬するだけで、広範囲の材料上に薄い官能化膜の形成が可能になる。Lee et alによる研究は、単純な浸漬コーティングの後の多数の異なる材料上のPDA膜の存在を確認した。これらの材料の例は、金属、ガラス、合成ポリマー(PTFEおよびPDMS)を含む71。3時間の浸漬後の25物質のX線光電子分光法(XPS)は、基材特異的シグナルが完全に存在しないことを明らかにし、少なくとも10nmの凝集コーティング厚さを示唆している。
堆積プロセスの普遍的で容易な性質に加えて、PDAコーティングは、二次反応のための非常に用途の広いプラットフォームであることが見出された。膜は、非常に穏やかな条件下(中性pHおよび室温)で、マイケル付加またはシッフ塩基形成を介してチオールまたは一級アミンを含有する分子で官能化され得る。以前の研究では、PDAがコーティングされた基材の反応性を利用して、チオール化ポリエチレングリコール(PEG)、アミノ化PEG、トリプシン、ウシ血清アルブミン(BSA)、コンカナバリンA、RNase B、およびいくつかの抗体を固定化した。生体分子が直接固定化された大部分の場合、生物活性が維持された72
ポリエチレングリコール架橋剤:
材料の生体適合性に影響を与える主な因子は、汚れ(非特異的なタンパク質および細胞接着)に抵抗するその能力である。PEGは、その優れた生体適合性と防汚特性により、医学と産業の両方で幅広い適用を見出した親水性ポリエーテル化合物である73。親水性ポリマー鎖での表面の修飾は、タンパク質吸着を減少させ、非特異的な細胞接着を劇的に減少させることが示された74~77。現在、物理吸着、自己組織化単分子膜、化学カップリング、グラフト重合を含めた多くの技法が、PEGで表面を修飾するために使用されている。
PEGの防汚特性を調べる調査により、それは、多くの基材への非特異的結合を効果的に防止できることが示された。Chen et al.は、PEG膜がポリアニリン表面上に形成され、タンパク質の吸着と血小板の付着の両方の著しい減少を示したことを実証した78。Zhang et al.は、SSに形成されたPEGコーティングがウシ血清アルブミンおよびガンマグロブリンの吸着を予防するのに非常に効果的であることを示した79。PEG鎖は、Wang et al.によって使用されて、PTFE表面を修飾し、PEG修飾PTFEが親水性の増加を示し、ウシ血清アルブミンの吸着予防に非常に効果的であることを実証した80
その優れた防汚特性に加えて、PEGは、ペプチド修飾のための架橋分子としても利用されている。増え続ける官能性の目録により、PEGが実質的にあらゆる生体分子と結合体を形成することが可能になる。ヘテロ二官能性PEG鎖が、ヒドラジド、アジド、シクロオクチン、およびビオチンと組み合わせたアミンおよびチオール官能基を用いて創出された。生体分子修飾のためのPEG鎖の汎用性および普及により、それらは、PDAがコーティングされた材料の官能性を拡張する魅力的なツールとなっている。Zeng et al.は、PDA中間コーティングにより、PEGが物理吸着の容易さと共有結合の安定性で表面にグラフトされ得ることを実証した81。Proks et al.は、PEGが防汚と架橋剤の両方に使用され得ることを示した82。彼らは、PDAがコーティングされたシリコンウエハーにアミン-PEG-アルキンを固定化し、続いてアジド官能基を含有する合成ペプチドを固定した。ペプチド固定化後、表面は、標的細胞の結合の改善を示し、非特異的タンパク質に対する反発特性を維持した82。生物学的に活性な分子と組み合わせて、PEG修飾は、新しい生物活性材料を提供するための刺激的な可能性を有する。
抗体固定化に関する現在の技法:
表面への抗体の効果的な固定化は、バイオセンサ、バイオ分析技術、および生物医学機器の開発を改善する可能性を有する83、84。非共有結合性固定化技法は、物理的吸着85~91によるか、コーティングマトリックス内への抗体の閉じ込めによる、不活性表面への抗体の固定化の一般的な方法である。これらの技術は、表面に抗体を固定化することに成功しているが、それらは、抗原結合部位のブロッキングのために最大90%の抗体が不活性のままであるランダムに配向した抗体分子をもたらす92~94。閉じ込め方法を使用して、我々は、デキストランコーティングを使用したブタモデルでの生物学的に活性な抗体固定化を示した。この方法は、デキストランと望ましい抗体のブレンドを創出し、次いで、デキストラン-抗体混合物がプラズマ反応器技術を使用して基材に適用され、抗原結合部位の画分が暴露されたコーティングを創出する。この方法は、CD34陽性細胞の成功的な捕獲を実証した63。しかしながら、このコーティングを使用して代替的抗体(H-2K)を固定化した場合、表面の免疫結合活性は、非常に貧弱であった。埋め込まれた抗体の存在は、デキストラン/抗体がコーティングされたSSディスク上で実証されたけれども、表面は、H-2K発現EPCを捕獲することができなかった。効果的な細胞捕獲の欠如は、非配向抗体固定化(デキストランに埋められた抗H-2K抗体Fabドメインの多くを有する)と抗体変性の組合せによる可能性がある。同様に、ePTFEグラフト材料に適用した場合、デキストラン/抗CD34コーティングは、2つの異なるブタAVシャントモデルの循環EPCの結合に効果がなかった95、96。これらの結果は、デキストランコーティングは、特定の場合に効果的であるが、抗体固定化の普遍的な方法を提供しないことを示している。
代替の固定化方法は、非特異的標的化学固定化を伴う(図1)。この方法は、抗体の暴露されたアミノ酸側鎖に反応する官能化表面を利用する。この方法の1つの制限は、抗体がFab領域側鎖またはFc領域側鎖を介して結合するかどうかを制御できないことである。特異的官能基が標的にされているが、抗体配向は、なおランダムである。物理的方法と同様に、これは、抗体の変性および免疫結合活性の喪失をもたらす97~100。これらの非特異的技法は、ある程度の見込みを示しているが、上記の物理的な方法と同様に、それらは、特定の場合にのみ有効であり、すべての表面に適用可能である方法は、ない。したがって、多くの異なる表面に適用可能であり、抗体を配向された様式で固定し、Fab領域が完全に暴露され、抗原結合に利用可能である新しい固定化方法を開発することが望ましい。
配向された抗体固定化:
前述のように、固定化プロセスは、結合部位をブロックしたり、抗体を変性させたりすることが多く、免疫結合能力の部分的または完全な喪失につながる101。この問題を克服する技法は、抗体をFcドメインが固定され、抗原結合Fabドメインが完全に露出した状態で、配向された様式で固定化することを伴う102。大部分の抗体は、重鎖のFc領域に少なくとも1つのN結合炭水化物を有することが十分に確立されている。そのように、人気を博している固定化戦略は、Fcドメインに見出されるオリゴ糖を修飾して、抗体構造に新規な反応性部分を導入することを伴う。抗体修飾のためにますます利用されているオリゴ糖修飾の2つの型がある。1つ目は、反応性アルデヒド基をもたらすためのFc領域に見出されるオリゴ糖の酸化を伴う103、104。酸化後、新しく形成されたアルデヒド部分は、アミン末端表面に共有結合していてもよい105、106。最近報告された別の技法は、変異β1,4ガラクトシルトランスフェラーゼ酵素を使用して、天然のアセチルグルコサミン残基を修飾糖で置き換える。修飾糖は、ケトンまたはアジドであることが多い、分子構造に取り込まれた独特な化学的ハンドルを有する。修飾糖の取込みにより、抗体を固定化するために使用され得るFc特異的標的が導入される。アジド部分の場合、抗体は、無触媒の「クリック」環化付加反応を介して配向された様式でシクロオクチンを有する表面に共有結合していてもよい。抗体のFc領域を特異的に修飾することにより、これらの技法はいずれも、Fab領域が露出された抗体の共有結合性の固定化を提供する(図1)。
Yuan et al.107による研究は、SSスライド上に抗CD34抗体を成功的に固定化することにより、オリゴ糖酸化の有効性を実証した。彼らは、架橋分子として3-アミノプロピルトリエトキシシランを使用してアミンに富む表面を作製し、官能化SSを酸化抗体溶液に浸漬した。配向抗体は、免疫結合能力を保持し、従来の固定化戦略(グルタルアルデヒド)と比較した場合、細胞捕獲効率の3倍の増加を示した107。Kang et al.108は、抗マウスIgG抗体を磁気微粒子に固定することにより、この固定化方法をさらに調査した。再び、アミンが豊富な表面が創出され、ヒドラジドコーティングが磁性粒子上に形成された。ヒドラジドは、より低いpHでアルデヒドと反応する利点があり、それにより、抗体上のアミン残基と新しく形成されたアルデヒド間の非特異的な架橋を防ぐ。配向抗体は、アミンカップリング(N-ヒドロキシスクシンイミド)に比べて免疫結合効率の2倍の改善を示した108
まだ比較的新しい技術であるが、Fc領域への独特な化学部分の酵素的導入も印象的な結果をもたらした。Boeggeman et al.は、この技法を利用して、ビオチンまたは蛍光分子でいくつかのモノクローナル抗体(mAb)を官能化した。彼らは、まず、ストレプトコッカス・ニューモニエ(Streptococcus pneumonia)のβ1,4ガラクトシダーゼを使用して抗体の重鎖領域に見出される糖を除去し、末端N-アセチルグルコサミン残基を暴露した。次いで、彼らは、変異β1,4ガラクトシルトランスフェラーゼ(β1,4-Gal-T1-Y289L)酵素を使用して、ケトン化学ハンドルを有する修飾糖を導入した。次いで、改変された抗体を、アミノオキシ官能化Alexa 488またはビオチンと反応させた。彼らの結果は、望ましい分子(Alexa 488およびビオチン)が抗体構造に成功的に取り込まれただけでなく、N結合炭水化物を介したmAbへの望ましい分子の結合が抗原に対する抗体の親和性を修飾しなかったことを示した109。Zeglis et al.は、前立腺抗原標的抗体(J591)の放射性標識に同様の手法を利用した。再び、彼らは、まず、β1,4ガラクトシダーゼを使用して抗体の重鎖領域に見出される糖を除去し、末端N-アセチルグルコサミン残基を暴露させた。次いで、彼らは、同じ変異酵素(β1,4-Gal-T1-Y289L)を利用して、アジド修飾糖を抗体のFc領域に取り込んだ。次いで、アジド官能化抗体を、触媒を使用しない「クリック」結合を介してデスフェリオキサミン修飾ジベンゾシクロオクチンと反応させた。最後に、キレーター修飾抗体を89Zrで放射性標識した。彼らの結果は、89Zrが抗体のFc領域に成功的に結合し、抗体構造へのその取込みが抗原に対する抗体の親和性に影響を及ぼさなかったことを示した110
研究デザイン:
ポリドーパミン膜:
PDAアンカーは、すべての材料の初期官能化に使用することになる。ドーパミンHCl(塩酸ドーパミン、Sigma-Aldrich)溶液(2mg/ml)を10mM Tris-HCl(pH8.5)で調製することになる。基材(SS、CoCr、電界紡糸ポリウレタン、ePTFEグラフト材料)を暗い環境で24時間溶液に浸漬することになる。反応後、材料を除去し、完全にすすぎ、純窒素流で乾燥させる111、112。我々は、PDA膜を316L SSおよびCoCrディスク、ePTFEグラフト材料、ならびに冠動脈ステントに成功的に堆積させることができた。これらの結果は、Lee et al.71によって報告された結果とともに、この官能化方法が実行可能であり、一般的な心臓血管プラットフォームに適用され得ることを示している。PDA膜の反応性は、PDAがコーティングされた材料上での生体分子(BSAおよびアビジン)の固定化を通した様々な予備生物活性表面の創出によって実証されている。2%BSA溶液へのコーティングされたSS基材の簡単な浸漬は、細胞接着を効果的に阻害する防汚表面を創出した。アビジン溶液に暴露されたPDAがコーティングされたSSおよびCOCR基材は、ビオチン化蛍光分子の捕獲を示した。
ポリエチレングリコールの官能化:
ポリエチレングリコール架橋層の形成のために、官能化PEGアミン(ヒドラジドまたはジベンゾシクロオクチン(DBCO)官能化)溶液(25mg/mL)をリン酸緩衝生理食塩水(PBS、pH7.4)中で調製することになる。溶液のpHを8.6に調整することになり、PDAがコーティングされた材料を50°Cで30時間浸漬することになる。次いで、材料を完全にすすぎ、純窒素流で乾燥させることになる113。我々は、アミノ化PEG鎖をPDA官能化材料に固定化することができた。ジベンゾシクロオクチン表面を、基材をアミノ-PEG4-DBCOの溶液に浸漬することにより、PDAがコーティングされたSSおよびCoCr上に形成した。DBCO表面は、アジド官能化蛍光分子の効果的な捕獲を示した(図9)。
生体適合性評価:
生体適合性試験を生体医療機器の前臨床評価に関する国際規格ISO10993ガイドラインに従って行うことになり114~117、60匹のニュージーランド白ウサギを使用することになる。ウサギをケタミン(40mg/kg)およびキシラジン(5mg/kg)の筋肉内注射で鎮静させることになる。脊柱に沿った毛皮をクリップして、約10cmの面積を暴露することになる。皮膚をイソプロピルアルコールを使用して消毒し、ベタジン溶液を塗ることになる。約8cmの長さの単一の切開を背骨の正中線に沿って行って、傍脊椎筋を暴露することになる。筋肉を繊維軸に平行に約1cm切開し、小さなポケットを創出することになる。止血を直接圧力をかけることで達成することになる。4つのピース(5×5mm)のコーティングされた試験材料(SS、CoCr、電界紡糸ポリウレタン、ePTFE)および4つのコーティングされていない対照を、少なくとも1cm離れて(左右に4つずつ)ランダムな方法で左右の傍脊椎筋肉に埋め込むことになる。筋肉切開、皮下組織、および筋膜を吸収性縫合糸で閉じることになり、皮膚切開を非吸収性縫合糸または皮膚ステープルで閉じることになる。動物を、1、7、14、および28日後、および12週間でペントバルビタールの致命的な静脈内注射によって屠殺することになる。埋め込み部位を暴露し、出血、壊死、体液蓄積、変色、感染またはカプセル化の徴候に関して検査することになる。埋め込み部位からの組織を採取し、10%中性緩衝ホルマリンで固定することになる。最終的な組織分析は、肉眼的および組織病理学的データに基づくことになる。我々は、このモデルに豊富な経験があり、様々なステントプラットフォームおよびコーティング、ならびにePTFEおよび生体吸収性ステント材料を評価するために使用している。
表面コーティングの検証:
米国食品医薬品局(FDA)は、最近、コーティングされた機器の安全性と有効性を評価するために、血管内機器業界にガイダンスを提供している118。コーティングの密着性、バリア効果、および安定性などの特徴を評価する必要がある。
表面コーティング厚さ:血管ステントストラットの厚さは、フォローアップで見られる新生物過形成の程度に直接関係することが十分に確立されている119。したがって、コーティングの厚さを決定することが重要である。コーティングされた基材(316L SS、CoCr、電界紡糸ポリウレタン、ePTFE)を接触形状測定(KLA Tencor P16+、Surface Interface(SI)Ontario、University of Toronto)を使用して分析することになる。様々な材料を表面の半分だけが被覆されるように、コーティングすることになる。次いで、試料をプロファイルメーターを使用して分析することになり、コーティングされた半分とコーティングされていない半分の高さの差を比較することになる。プロファイルメーターは、標準的なプロトコルを使用してSI オンタリオ職員が操作することになる。すべてのデータ分析を、SI オンタリオ職員のガイダンスの下、現場で行うことになる。この技法は、表面トポグラフィー(粗さ)に関する情報も提供することになる。
表面コーティングの均一性、コンフルエンス、およびバリア効果:
走査型電子顕微鏡(SEM):コーティングされた表面の表面トポグラフィー、完全性、およびコンフルエンスをSEMによって評価することになる。SEMの研究では、試料(316L SS、CoCr、電界紡糸ポリウレタン、ePTFE)を標準的な脱水および20nmの金スパッタコーティング技法を用いて調製することになる。走査型電子顕微鏡(Philips XL-30シリーズ、Netherlands)を使用することになる。
X線光電子分光法(XPS):XPSは、材料表面の元素の実験式、化学状態、電子状態を計算する定量的分光試験である。スペクトルをX線の照射で表面の上部1~10nmから逃げる運動エネルギーおよび電子の数を測定することによって取得する。XPSを単色のAl Kα X線源(SI Ontario)を備えたK-Alpha XPS装置(Thermo Scientific)上で316L SS、CoCr、電界紡糸ポリウレタン、ePTFEのコーティングされた試料を用いて行うことになる。X線源を、SIオンタリオ職員が標準プロトコルを使用して操作することになる(45°の検出角度、300Wで操作される標準アルミニウムX線源のKα線)。表面コーティングの厚さ、均一性、コンフルエンス、および完全性をXPSによって評価することができる。非コンフルエンスの場合、基材からの金属化合物からのシグナルが現れることになる。XPSは、コーティングの完全性と一貫性を評価するのにSEMよりも感度が高いことが示されている120
変形後の表面コーティングの接着および凝集:ステントの設計および材料に応じて、ステントの重要な部分で塑性変形が発生する121~126。有限要素モデリングによれば、この塑性変形は、最大25%となる126
SEM:PDAがコーティングされた表面(316L SSステント、CoCrステント、電界紡糸ポリウレタンが被覆されたステント(PK-Papyrusステント、Biotronik、Germany)、ePTFEが被覆されたステント(Jostent Graftmaster(商標)、Abbott Vascular、Illinois)の接着性と変形性をバルーン拡張の前後に走査型電子顕微鏡によって評価することになる。各機器のうち3つを拡張のための標準の血管形成バルーンに取り付けることになる。拡張されたステントを、SEMを使用して、亀裂、フレーキング、剥離の証拠がないか検査することになる。Luo et alは、最近、PDA膜が、同様の技法を使用した血管ステントの圧縮および拡張の変形に耐性があることを報告している127。PDA膜の安定性を評価するために、コーティングの表面微細構造を、膨潤または剥離の証拠について、37°CのPBSに7、15、および30日間浸漬する前後のSEMを使用して試験することになる。
XPS:直径1cm、厚さ0.5mmのコーティングされた316L SSおよびCoCrディスクを、SATEC 3340試験システム(Instron、Norwood、MA、OrbusNeich Medical Technologies、FLからの貸し出し)に取り付けられたパンチテスト機器を使用して最大25%塑性変形することになる。すべての変形を、Lewis et al128、129によって記載されているように25%の変形を得るために0.05mm/秒の置換速度および2200Nの最大荷重で室温で行うことになる。表面コーティングの接着および凝集を上記のスペクトル分析によって決定することになる。
表面の親水性と表面エネルギー:水接触角を、Kruss DSA機械およびDrop Shape Analysisソフトウェア(EasyDrop DSA20E、Kruss、Hamburg、Germany)を使用して液滴分析によって測定することになる。液滴堆積および分注速度を分注の10秒以内でそれぞれ5.0μLおよび195μL/分で一定に保つことになる。表面エネルギーを、水接触角(極性溶媒)およびジヨードメタン(非極性溶媒)のデータを用いて、OwensおよびWendtによって記載された方法によって計算することになる130
抗体コーティング:
この提案の最終目標は、血管内機器、例えば、プラットフォームとしての冠動脈ステント、血管グラフトを使用した局所的な薬物送達である。原理の証明として、我々は、潜在的な治療目的のために血管拡張剤(4.1.2項)を作製するように遺伝子操作されたEPCを捕獲することを目指す。遺伝子工学的技法により、機器の内皮形成に寄与するだけでなく、治療用化合物を作製するEPCを作製することができる。これらの遺伝子操作EPCの使用に関する重要な問題は、機器が修飾されたEPCのみを排他的に結合することを保証することである。CD34を標的にすると、まれな改変細胞と遍在する内在性ナイーブEPC間の競合が発生する。この問題に対処するために、細胞をさらに改変して、ヒト細胞に天然に見出されない独特な表面マーカーを作製し、化合物作製細胞のみを排他的に捕獲するための標的を提供することができる。主要組織適合遺伝子複合体クラスI分子であるH-2Kは、一部の希少なマウス系統(例えば、AKR/JAまたはCBA/J)においてのみ見出された。他の哺乳動物細胞内にH-2Kが存在しないことは、それおよびH-2K表面タンパク質に対するモノクローナル抗体を、改変EPCの排他的捕獲を保証する魅力的な選択肢にする。pMACSKk.tag(C)プラスミドベクター(Miltenyi Biotec)は、H-2K遺伝子および目的の遺伝子をクローニングできるマルチクローニングサイト(MCS)を含有するバイシストロニックなベクターである。pMACSKk.tag(C)プラスミドベクターを使用して、我々は、H-2Kと血管拡張剤カルシトニン遺伝子関連ペプチド(α-CGRP)の両方を発現するであろうベクター(pMACS-H-2K-hCGRP、4.2.1項も参照)を構築した。我々は、H-2K抗体がコーティングされた血管機器は、遺伝子改変されたH-2K発現細胞を選択的に捕獲することになると考えている。臨床的に利用可能な薬剤「溶出」ステントは、ステントストラットに隣接する組織のみに血管壁に微量の細胞増殖抑制薬を送達し、治療的に関連する遠位送達は行わない。記載された技術の目標は、埋め込まれた機器の遠位に治療量の生理活性化合物を送達することである。
酸化法:t-Boc-ヒドラジド-PEG-アミン(Quanta Biodesign)を前述のようにPDAがコーティングされた材料に固定化することになる(3.2.2項)。PEG鎖の固定化に成功した後、改変表面を、塩化メチレン中の25%トリフルオロ酢酸(TFA)に供することになり、その後、10%水酸化アンモニウムで3分すすいで、t-Boc保護基を除去し、追加の固定化のためのヒドラジドが豊富な表面を形成する131、132。抗H-2K抗体(IgG2a; Miltenyi Biotec、CA)を酸化して、必要なアルデヒド部分を創出することになる107、108。抗体をPBS(0.05mg/ml)に溶解することになる。次いで、メタ過ヨウ素酸ナトリウム(Sigma-Aldrich)を抗体溶液に添加し(抗体1mlあたりメタ過ヨウ素酸ナトリウム2mg)、反応を暗所で30分間進行させることになる。酸化後、残留メタ過ヨウ素酸ナトリウムを脱塩カラム(Sephadex G-25)を使用して除去することになる。次いで、PEG官能化材料を酸化抗体溶液に浸漬し、1時間反応させることになる。シアノ水素化ホウ素ナトリウム(抗体1mlあたり5.0Mシアノ水素化ホウ素ナトリウム10μL)を添加して、抗体とヒドラジドに富むコーティング間に形成されたシッフ塩基を安定化することになる。この反応を4℃で終夜進行させることになる。最後に、物質をPBSで洗浄して、物理的に吸着した抗体を除去することになる。
酵素法:アミノ-PEG4-DBCO(クリックケミストリーツール)をPDAがコーティングされた材料に固定化することになる。抗H-2K抗体を、製造業者の指示に従って、Click-IT(登録商標)GlcNAc Enzymatic Labeling System (Life Technologies)を使用して、改変することになる。簡単に説明すると、抗体(PBS中0.5mg/mL)を、P30樹脂(Bio-Rad、1.5mL総容積)で調製されたマイクロスピンカラムを使用して、前処理緩衝液(50mMリン酸Na、pH6.0)に緩衝液交換することになる。次いで、200μLの抗H-2K抗体を前処理したカラムに添加し、850×gで5分間遠心分離することになる。生じた抗体溶液に4μLのβ-1.4-ガラクトシダーゼ(ストレプトコッカス・ニューモニエ(S.pneumonia)由来、2mU/μL)を補充し、37℃で終夜インキュベーターに置くことになる。トリス緩衝生理食塩水(TBS、20mM Tris HCl、0.9%NaCl、pH7.4)への試料の緩衝液交換は、P30樹脂を用いて調製されたマイクロスピンカラムを使用して行うことになる。緩衝液交換後、30μLの抗体溶液(2mg/ml)を4μLのUDP-GalNAz(40mM)、15μLのMnCl(0.1M)、および100μLのGal-T(Y289L)(0.29mg/mL)と組み合わせ、30°Cで終夜インキュベートすることになる。修飾後、抗体をPBSに緩衝液交換することになる。最後に、DBCOがコーティングされた材料を抗体溶液(100μg/ml)に120分間浸漬し、次いで、PBSで洗浄して、物理的に付着した抗体を除去することになる。
ブタ内皮前駆細胞の単離:EPCを、VEGF含有培地中での末梢血単核細胞の培養後4~7日で取得する。それらは、造血起源の細胞を表し、パラクリン因子の放出を通して血管新生効果を発揮する。後期EPC(内皮コロニー形成細胞または後期増殖内皮細胞とも称される)は、培養2~4週間後に出現する。初期EPCとは異なり、後期EPCは、内皮細胞として機能すると考えられており、血管に取り込まれ得る。Muscari et alは、異なる細胞源および培養条件を比較し、3~4週間培養された骨髄由来EPCが内皮細胞の表現型に関与していることを見出した133。我々は、この方法を採用して、提案された研究で使用されるブタEPCを調達した。ブタ骨髄単核細胞をフィコール勾配遠心分離によって単離し、フィブロネクチンがコーティングされたT75フラスコに0.75×10/cmの密度で播種し、EGM-2培地(Lonza)で培養することになる。我々の結果は、ブタ骨髄由来のEPCが2つの重要な内皮マーカーであるVEGFR2とeNOSを発現することを示している。我々は、単離後3週の骨髄から増殖されたEPCを使用することになるが、これは、これらがヒト末梢血単核細胞から単離された後期EPCと同様の特性を実証するからである133
細胞培養および遺伝子工学:COS-1細胞およびCHO細胞(どちらもATCCから)を10%FBS(Life Technologies)で補充したダルベッコ改良イーグル培地(DMEM、Life Technologies)で維持することになる。トランスフェクションを、製造元の指示に従って、COS-1にはSuperfect Reagent(Qiagen)、CHO細胞にはLipofectamine Reagent(Life Technologies)をそれぞれ使用して行うことになる。EPCを製造元の指示(Amaxa Nucleofector)にしたがって、ヌクレオポレーション法を使用してトランスフェクトすることになる。我々は、すべての改変細胞がH-2K表面タンパク質を発現することを示した。
免疫結合効率および細胞増殖の評価:H-2K抗体がコーティングされた材料(316L SS、CoCr、電界紡糸ポリウレタン、およびePTFE)をH-2K発現細胞を選択的に結合する能力に関して評価することになる。一実施形態では、抗体を、リンカーの非存在下でポリドーパミンがコーティングされた材料に直接固定化した。例えば、新たに調製されたポリドーパミンがコーティングされた材料をPBS中の抗H2K抗体溶液に暴露した。次いで、コーティングされた材料をPBSで完全にすすぎ、吸着された抗体を除去した。
トランスフェクトされたCHO細胞を剥離し、洗浄し、10細胞/mlの密度でPBSに再懸濁することになる。抗体がコーティングされたディスク、コーティングされていないディスク、および中間体のみでコーティングされたディスクを2%BSAを含有するPBSでブロックし、100μlの細胞とともにインキュベートし、その後、PBSで完全に洗浄して、結合していない細胞を除去することになる。結合した細胞を2%パラホルムアルデヒドで固定し、Sytox Green(Invitrogen)で核染色した後、蛍光顕微鏡を使用して可視化することになる。さらに、ディスクの蛍光強度をSpectraMax M5eプレートリーダー(Molecular Devices)を使用して、測定することになる。非トランスフェクト細胞を対照として使用することになる。我々の予備データは、固定化されたH-2K抗体が多くの異なる材料上でH-2K発現CHO細胞を捕獲できることを示している。コーティングが細胞増殖に影響を与えるかどうかを評価するために、EPC発現H-2Kを剥離し、PBSで洗浄し、培地に再懸濁し、24ウェル細胞培養プレートに置かれた抗体がコーティングされた材料(316L SS、COCR、電界紡糸ポリウレタン、およびePTFE)に添加することになる(各機器3連で)。培養後の異なる時点(1、3、5日目)で、試料を取り出し、PBSで洗浄し、0.25%トリプシン-EDTA(Life Technologies)を用いて付着細胞を持ち上げることになる。細胞数を決定し、コーティングされていない材料の細胞数と比較することになる。
インビトロフローモデルを使用した細胞捕獲:流動条件下で細胞捕獲を試験するために、動脈血流のインビトロモデルが我々の研究室で開発された。このモデルは、ハーバード装置シリンジポンプによって制御された流れを有するステントを展開するための合成動脈スペースを有し、血管機器を通る交互の流れを提供する。コーティングされたステント、コーティングされていないステント、および中間体のみでコーティングされたステントを合成動脈内に展開することになる。10mlのトランスフェクト細胞(10細胞/ml)を3.1mL/分の流量で1時間循環させることになる134。次いで、ステントを回収し、PBSで洗浄して、結合していない細胞を除去することになる。次いで、結合した細胞を3.2.5.5項で記載されているように、固定し、視覚化することになる。蛍光強度も、3.2.5.5項で記載されているように、測定することになる。トランスフェクトされていない細胞を、対照目的で使用することになる。
我々の結果は、インビボでの抗H-2K抗体がコーティングされた血管材料によるH-2Kを発現するブタEPCの捕獲を示している。
抗H-2K抗体がコーティングされたePTFEグラフトに関する細胞毒性アッセイを行った。コーティングされたグラフトを、CHO H-2K(+)細胞とともに1、2、または3日間インキュベートした。次いで、それらを固定し、蛍光顕微鏡で画像化した。3セットを毎日調製した。各グラフト上の追加の複数のスポットをカウントした。各日からの1つのグラフトも固定し、SEMのために採取した。
細胞数を、複数の焦点面のイメージングを行い、すべての画像を一緒に合体することによって決定した。楕円形または球形を以下のパラメーターに適合する細胞と見なした(サイズ:12um×12umを超え、かつz:>40um)。これにより、我々が、偽陽性ではなく、細胞をイメージングし、カウントしていることが保証された。1日目に、平均細胞数は、960±250細胞/mmであった。2日目に、平均細胞数は、2595±779細胞/mmであった。3日目に、平均細胞数は、10002±1745細胞/mmであった(図15)。
グラフトを、CHO H-2K(+)細胞とともに1、2、3日間インキュベートした。次いで、それらを(複数の固定剤で)固定し、臨界点乾燥し、金でスパッタし、SEMでイメージングした。各グラフト上の追加の複数のスポットを分析した。各日からの1つのグラフトのみをイメージングした。細胞数が増加し、細胞形態も球状から平らで多角形に変化した。これは、細胞が増殖してグラフトに付着すると発生する。
研究2
我々は、抗体官能化ステントを用いて、新規細胞ベースの送達機構を使用した治療物質の長期冠動脈内投与(局所薬物送達)を達成できると仮定する。
背景-細胞ベースの薬物送達系の開発:
血管リモデリング:
動脈壁は、硬い管ではなく、むしろ血行動態、機械的、および生化学的刺激に応じて再形成する能力がある器官である。血管は、下流の臓器への流れの増加に対応するために拡大することが1世紀以上にわたって知られている135。このプロセスの明らかな例は、天然の増殖中または心筋肥大における冠血管の拡大である。この現象への関心は、血管の半径拡大(外向きまたはポジティブリモデリング)がアテローム硬化性プラークの進行性の増殖を補うことができ、したがって、流れを制限する狭窄の発生を遅らせるという組織学的観察によって刺激された136、137。これらの病理学的所見は、続いて、アテロームの存在下での外向きリモデリングの発生と、どのようにそのような外向きリモデリングが血管造影検出からかなりのプラークを隠すことができるかを明らかにしたインビボ血管内超音波(IVUS)研究によって支持された138、139。大部分のアテローム性動脈硬化セグメントは、いくらかの代償性拡大を示すが、それは、管腔サイズを完全に維持するにはしばしば不十分であり、一部の血管は、病変部位で逆説的に縮小する場合があり(内向きまたはネガティブリモデリング)、管腔損失を補償するのではなく悪化させ得る140。この型の収縮性リモデリングは、冠動脈の原因病変の24%から42%で発生することが報告されている141、142。ネガティブリモデリングの臨床的重要性は、管腔狭窄がプラークサイズよりもリモデリングの方向および大きさにより密接に関連しているという観察によって強調されている140、143
通常の動脈では、リモデリングは、それぞれ、通常のせん断応力および壁張力を回復させるための流れおよび外周の伸展の変化に対する恒常性応答である144。アテローム性動脈硬化症のサルからの冠動脈の流れの増加に応じて起こることが示されている外向きのリモデリング145は、一酸化窒素およびマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)のせん断応答性内皮作製に大きく依存している146、147。せん断感受性リモデリングのメディエーターの大部分も伸展応答性であり、伸展信号とせん断信号の間の重要な相互作用が存在するように見える148。血管の弾力性は、静止血管サイズの主要な決定要因であり、最近のデータは、エラスチンの作製の変化もリモデリングに重要であり得ることを示唆している149
心臓の危険因子の存在は、リモデリングプロセスにも影響する。不十分なポジティブリモデリングおよびネガティブリモデリングは、非インスリン使用糖尿病患者よりもインスリン使用糖尿病患者において、非喫煙者と比較して喫煙者において、より一般的である150、151。逆説的には、高コレステロール血症の者ではネガティブリモデリングの頻度は少ない152。心臓移植後のグラフト不全および死亡の最も一般的な原因である移植血管障害は、びまん性血管造影狭小化によって特徴付けられる。最近、進行性の内膜肥厚に加えて、移植された心臓では、ネガティブまたは不十分なポジティブリモデリングが一般的であることが明らかになった152
血管拡張剤:
プロスタサイクリン:プロスタサイクリン(プロスタグランジンI2、PGI2)は、脂質メディエーターのプロスタグランジンファミリーのメンバーであり、強力な血管拡張剤作用および抗血栓作用を有する153、154。プロスタサイクリンは、特定のGタンパク質共役受容体、IP受容体におよび/または核内受容体、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体(PPAR)δに結合するオートクリンおよびパラクリンメディエーターである155~158。プロスタサイクリンは、局所的な抗凝固剤および血管拡張剤特性を発揮し、保存されず、不活性代謝物である6ケトプロスタグランジンF1α(PGF1α)に非酵素的プロセスによって急速に変換される。プロスタサイクリンは、主にアデニリルシクラーゼ/サイクリックAMP形質導入システムを介して血管平滑筋の弛緩を引き起こし、研究されるすべての血管床の血管拡張を引き起こす159
安定なプロスタサイクリン類似体は、末梢血管障害および肺血管障害の患者の治療に臨床的に使用されるが、その使用は、その物質が不安定であり、連続投与が必要であるという事実により妨げられる154、160。この制限により、プロスタサイクリンの継続的送達を提供するための遺伝子導入技術の前臨床調査が行われた。ヒトプロスタサイクリンシンターゼ(PGIS)遺伝子の導入は、原発性肺高血圧症などの血管疾患161~163および血管損傷後の再狭窄164~166に対して効果的な遺伝子治療を提供することが示されている。
カルシトニン遺伝子関連ペプチド(α-CGRP):α-CGRPは、中枢および末梢神経系(血管叢)全体に分布し、心血管系への効果を含めた生物学的効果を示す。α-CGRPは、これまでに同定された最も強力な動脈および静脈血管拡張剤の1つであり、その効力は、プロスタグランジンの約10倍大きく、他の古典的な血管拡張剤(例えば、アセチルコリン、アデノシン、5-ヒドロキシトリプタミン、およびサブスタンスP)の100~1000倍大きく、関連ペプチドであるアドレノメデュリンの3~30倍強力である。
CGRP受容体を介して媒介される、α-CGRPが血管弛緩をもたらす機構がいくつかある167~169。現在の証拠は、NO内皮非依存性経路と内皮依存性経路の両方の存在を示している。内皮非依存性機構は、ブタの冠動脈を含めたこれまでに研究されてきた組織の大部分で観察されている170。α-CGRPが内皮の非存在下でこれらの組織を弛緩させる能力は、それが、172、173を含めてインビトロで実証されているように、SMCに直接作用してアデニル酸シクラーゼおよび細胞内cAMP産生を刺激することを示唆している。α-CGRPは、平滑筋細胞の電位依存性カルシウム放出を1時間以内に350%刺激し、長期(24~48時間)で筋細胞膜ジヒドロピリジン受容体の密度を30%増加させることが示されている171。内皮依存性経路も存在し、NOの分泌に依存してcAMPとcGMPの両方が著しく増加する174。CGRPが内皮由来NOの非存在下で血管拡張を刺激する能力により、それは、eNOS活性化の低下を特徴とする内皮機能障害を有する患者での使用に魅力的な薬剤となっている。
多くの種およびヒトでは、冠動脈は、高密度のα-CGRP含有神経線維から神経支配を受けている175、176。α-CGRPは、アテローム性狭窄の位置で冠動脈を拡張し、慢性狭心症患者の心筋虚血の発症を遅らせることにより、保護的な影響を有し得ると考えられている177。CADおよび虚血の有害作用を相殺するα-CGRPの全身投与の治療的可能性は、全身投与の効果によって制限される。有害作用につながるα-CGRPの活性の最も重要な面は、末梢血管拡張剤としてのその効力である。心血管系で治療効果を得るためにα-CGRPを局所投与する必要があるということは、標的遺伝子の送達が関連する治療法となり得ることを意味する。
研究デザイン:
プラスミド構築:
ヒトα-CGRP完全cDNA(Open Biosystems、Huntsville AL)を生物学的に活性な成熟CGRPをコードするDNA配列のPCR増幅に使用し、次いで、成熟CGRP cDNAをベクターpFLAG-CMV3(Sigma)のHindIII/EocRV部位に挿入することによってFLAGエピトープと融合させる。我々は、FLAGでタグ付けされた成熟CGRPを発現するクローンを創出し、これにより、抗FLAG抗体を使用することによる成熟α-CGRP発現の同定が容易になる。次いで、FLAG-α-CGRPカセットをpMACSK.tag(C)ベクターのEcoRV/EcoRI部位に挿入し、二重(H-2Kおよびα-CGRP)発現ベクターpMACS-H-2K-hCGRPを産出する。プロスタサイクリンシンターゼcDNAもpMACSK.tag(C)ベクターにクローニングすることになる。
組換えレンチウイルスベクター:
プラスミドベクター(3.2.5.4項)でのトランスフェクションに加えて、原理証明のために、レンチウイルスベクターを使用して、EPCを形質導入し、長期の遺伝子発現を提供することになる。組換えレンチウイルスは、Cell Biolabs Inc.(San Diego、USA)がカスタム製造することになる。我々の研究室では、以前のプロジェクトでレンチウイルス発現系の使用に成功しており、EPCおよび不死化細胞株のレンチウイルス形質導入における多くの経験を有する178
血管拡張剤発現の測定:
α-CGRPの発現および活性の測定:α-CGRPの発現を抗FLAG抗体(Sigma)を使用したウエスタンブロッティング分析によって決定することになる。我々は、ベクターpMACS-H-2K-hCGRPをトランスフェクトしたCOS-1細胞からの馴化培地(CM)がCGRPを含有することを示した。CGRPの生物活性は、ヒトケラチノサイトにおける神経増殖因子(NGF)作製を誘導するその能力によって評価する179
プロスタサイクリンシンターゼの発現および活性の測定:トランスフェクト細胞に存在するプロスタサイクリンシンターゼは、ヒトプロスタサイクリンシンターゼに対する抗体(R&D Systems)を使用したウエスタンブロッティングによって決定することになる。プロスタサイクリンシンターゼ活性は、製造業者の指示に従ってラジオイムノアッセイ(Amersham Corp)によりCM中の代謝物6-ケト-PGF1αを測定することによって評価することになる。
トランスジェニック発現タイムライン:我々は、pMACS-H-2K-hCGRPをトランスフェクトしたCHO細胞が最大5日間H-2Kタンパク質を作製する一方、細胞形態および生存率は影響を受けないことを示した(データは、示さず)。我々は、操作後、1、3、5、7日目に、プラスミドをトランスフェクトしたEPCとレンチウイルスを形質導入したEPCの両方で、遺伝子発現の安定性(H-2Kと血管拡張剤の両方)を決定することになる。
インビボ細胞捕獲:
すべての実験を雄の若齢ヨークシャーブタ(>30kg)で行うことになる。動脈アクセスを左頸動脈切開によって取得することになる。機器の埋め込み前に、充血を冠動脈ニトログリセリン200μgの投与により、3つの主要な冠動脈で誘発することになる。冠動脈血管造影図を取得し、オンライン定量的冠動脈造影(QCA)を行うことになる。機器埋め込み部位の遠位の血管セグメントの冠動脈断面積(CSA)を血管内超音波(IVUS)および光干渉断層法(OCT)によって決定することになる。ドップラー由来の血流速度を0.014インチの操縦可能なドップラーガイドワイヤ(ComboWire XT、Volcano Corp.、San Diego、CA)を使用して測定し、Combomapシステム(Volcano Corp.)で分析し、平均冠動脈ピーク流速(APV)として報告することになる。体積冠動脈血流量(CBF)を以前検証されたCBF=CSA X APVの関係から計算することになる180。ステントプラットフォームでの細胞捕獲の評価のために、長さ8mmのCOCR冠動脈ステントをPDA/PEG/anti-H-2Kでコーティングし、ステント対血管比1.1:1で3つの主要な心外膜冠動脈の近位セグメントにランダムに展開することになる。ePTFE上での細胞捕獲を評価するために、PDA/PEG/抗H-2KがコーティングされたJostent Graftmaster冠動脈ステントグラフト(2つのSSステントの間に挟まれたePTFE、Abbott Vascular)を使用することになる。次いで、細胞投与をプロトタイプのタンデム型バルーンカテーテル(親切にもCordis Corporationから提供されたもの)を使用して行うことになる。カテーテルは、単一の膨張ポートを介して膨張する2つの先端の高度に順応性のあるバルーンからなる。いったん膨らむと、バルーンの間に長さ1.0cmの局所注入チャンバーが創出される。遠位の血流は、中央の管腔によって提供され、溶液を2つの分離ポートを介してチャンバーに注入または吸引することができる。タンデムバルーンを25psi(1.7atm)まで膨らませると、生理食塩水が点滴ポートから送られて、血液室をきれいにする。ステント動脈セグメントを、H-2Kおよびプロスタサイクリンまたはα-CGRPまたは空のベクター(H-2Kのみを発現する)を過剰発現するように遺伝子操作された3×10EPCを受け取るためにランダム化することになる。H-2Kk+EPCを送達前に製造元の指示に従ってMACSelect Kk System(Miltenyi Biotec)を使用して濃縮することになる。2mlの細胞懸濁液を200μL/分の注入速度で10分間かけて投与し、次いで10分間の滞留時間を設けることになる。動脈切開部位を閉じ、動物を回復させることになる。トランスフェクトされたEPCと形質導入されたEPCの両方について、動物1匹あたり2つのステント(16のプロタサイクリンシンターゼ(8つのCOCR、8つのePTFE)および16のα-CGRP(8つのCOCR、8つのePTFE)およびそれぞれの対照)で、合計64匹の動物を処置することになる。各グループからの2匹の動物をステント埋め込みの5日後に屠殺することになる。冠動脈造影およびQCAが行われることになり、ステント留置されたセグメントを取り外すことになる。取り外された動脈セグメントを縦断的に二等分し、半分を標準的な組織化学分析によって分析し、半分をSEMイメージングのためにプロセシングすることになる。組織化学分析用のセグメントを10%ホルマリン/PBS溶液に置き、5つのセクションをカットしてヘマトキシリン&エオシン(HE)およびエラスチントリクロームで染色することになる。新生細胞過形成の程度および炎症性スコア(Kornowskiスコア(0-3))を、送達された細胞の拒絶の証拠を評価するために決定することになる181。セグメントを10%緩衝ホルマリン/PBS中で30秒間固定することによって、SEM用に調製し、さらに、終夜0.1Mカコジル酸ナトリウム緩衝液(Sigma)中の2.5%グルタルアルデヒド(BDH Inc.)を有する2%PFA中でさらに固定することになる。後固定を0.1Mカコジル酸緩衝液中の1%四酸化オスミウム(Sigma)で完了することになり、続いてエタノールで連続脱水し、次いで臨界点乾燥する。次いで、確立されたプロトコルに従って、トロント大学のSEM施設で金スパッタリングと顕微鏡検査を行うことになる。表面内皮化を評価するためにSEMを行うことになる。インデックス手順の28日後、残りの動物(グループごとに6匹)に麻酔をかけ、QCA分析による冠動脈造影を行うことになる。次いで、血管を、IVUSおよびOCTを使用して調べることになる。冠動脈ドップラー流れを測定し、CBFを計算することになる。我々は、EPCを発現する血管拡張剤を投与された動物では、ステント留置セグメントを超えて血管径が大幅に増加することを期待している。
予想される結果:
抗体官能化材料:
我々は、PDA/PEG表面修飾が抗体固定化の効果的なプラットフォームを提供し、様々な生物医学材料上での生物活性コーティングを創出するために使用できることを示すことを期待する。この技術は、治癒促進装置の開発のため、およびインビボ標的組織への治療化合物の局所送達のためのプラットフォームとしての適用を有する。
潜在的な交絡因子は、抗体修飾の予測不能性であり、抗体の不十分な固定化および変性が起こる可能性がある。記載された酸化および酵素技術は、同じアイソタイプのいくつかの抗体を基材に効果的に固定するが、抗体上の糖部分のグリコシル化およびアクセスしやすさの程度は、可変である182。記載された固定化技術がインビボ適用に十分な結合を提供できない場合、代替の固定化戦略を探索することになる。特に興味深いのは、新しいUV固定化技法である。それは、インドール-3-酪酸-PEGを利用して、アイソタイプにかかわらず、実質的にすべての抗体上に見出される保存されたヌクレオチド結合部位を介して抗体を結合する183
細胞ベースの薬物送達系:
我々は、強力な血管拡張剤のこの独特な細胞ベースの冠動脈内投与がブタ冠動脈のポジティブリモデリングを促進することになると示すことを期待している。これにより、従来の血行再建術に対する「選択肢がない」患者にとって、実行可能な臨床治療に変換できる技術の原理証明が提供される。可能な臨床的利点は、導管冠動脈のポジティブリモデリングからだけでなく、フィーダー冠動脈によって供給されない虚血領域への流動媒介動脈形成によっても導き出される。この技術は、体内の様々な標的組織への無数の治療化合物の送達にも使用できる可能性も有する。
H-2K表面タンパク質の抗原負荷は、非常に小さく、細胞性免疫応答を誘発する可能性は低いが、ステント埋め込み後の初期の時点で細胞の消耗または血管壁の炎症の証拠がある場合、我々は、表面マーカー/抗体系をH2Kk/抗H-2KからΔLNGFR/抗LNGFR(Miltenyi Biotec、CA)に変更することになる。ΔLNGFR表面マーカーの免疫原性が低いという証拠が増えており184、心筋梗塞のブタモデルにおけるΔLNGFRを発現している自家間葉系幹細胞の長期生存の証拠が公表されている185
[実施例4]ポリドーパミン-PEG-抗体ステントコーティング
ポリドーパミン(PDA)コーティング
ステント(ステンレス鋼およびCoCr)を以下の液体中で5分間超音波処理した:脱イオン水、アセトン、エタノール、および水。次いで、ステントを空気下で乾燥させた。ウシ心膜グラフトをタンパク質の変性を避けるために超音波処理しなかったが、過剰の遊離アルデヒドを除去するために、グラフトをPBS(pH7.2)で24時間、次いで、0.5M TRIS-HCl(pH6)で1時間予備洗浄し、次いで、脱イオン水ですすいだ。さらに、心膜およびePTFEグラフトを空気乾燥せず、水から10mM Tris-HCl緩衝液(pH8.6)への溶媒交換を行った。次いで、ステントを、軌道混合しながら室温で24時間、10mM Tris-HCl緩衝液(pH8.6)中の塩酸ドーパミン溶液(2mg/ml)中で浸漬コーティングすることにより、ポリドーパミンでコーティングした(図4A~図4B)。ePTFEおよびウシ心膜グラフトをコーティングする際、5~10mg/mlの塩酸ドーパミンの溶液を使用した。
PEGコーティング
Tris-HCl緩衝液(pH8.6)中の25mg/ml t-Boc-ヒドラジド-PEG-アミンMW:555.66g/mol(Quanta Biodesign)との反応の前に、PDAがコーティングされたステントを脱イオン水ですすいだ。反応を摂氏50度で24時間行った。(図6および図7)。次いで、ステントを室温で洗浄し、乾燥させた。ePTFEおよびウシ心膜は、乾燥させず、水からアセトン、ジクロロメタン(DCM)への溶媒交換を行ったことに留意されたい。次いで、PEG化ステントを一定の空気流でCO副産物放出のための排気を行いながら、室温で5時間、DCM中の2mg/mlのヨウ素(I)でt-boc官能基を除去することにより脱保護した。反応が完了したら、次いで、ステントをDCMで洗浄し、窒素/アルゴン下で乾燥させた。ウシ心膜およびePTFEグラフトの場合、さらなるプロセシングの前に、DCMからエタノール、脱イオン水への溶媒交換により、材料を湿らせておいた。
抗体酸化
選択された抗体を20mM酢酸ナトリウムおよび15mM塩化ナトリウムを含有する緩衝液にpH4~6.5のpHで溶解した。次いで、抗体を過ヨウ素酸ナトリウムで酸化した(図5)。反応フラスコをアルミホイルで覆って、光への暴露を防いだ。酸化抗体をCPD Mini Trap G-25カラム(GE Life Sciences)を用いたカラムクロマトグラフィーで精製した。酸化剤の除去および精製抗体の存在をUV分光法により確認した。
PDA-PEGへの抗体結合
PDA-PEGがコーティングされたステントを精製抗体溶液に浸漬した。反応後、ステントを除去し、洗浄し、さらなる試験までPBS pH7.2に放置した(図6および図7)。
[実施例5]コーティング生体適合性:細胞毒性アッセイ
抗CD34抗体がコーティングされたePTFE表面の細胞毒性を評価した。HUVEC(約30%CD34陽性)をコーティングされた表面に播種した。播種の24時間後と48時間後、表面で増殖した細胞を蛍光色素で染色し、蛍光顕微鏡で観察した。
[実施例6]
この研究の目的は、遺伝子改変EPCの局所的捕獲の技法を使用して、遠位の流れを改善するために、ポジティブ冠動脈リモデリングを促進するための新しい手法を開発することである。我々は、強力な血管拡張剤の慢性冠動脈内投与により冠血流量が増加し、血管のポジティブリモデリングにより血管径が増加すると仮定する。我々は、強力な血管拡張剤を発現するように遺伝子改変されたEPCの送達を目標とし、心外膜冠動脈の流れ依存性のポジティブリモデリングを促進することを企図する。
PDA/PEG/抗H-2K抗体でコーティングされたステント(例えば、コバルトクロムステント、長さ9mm)をインビトロまたは対象(例えば、実験動物または患者)の標的血管部位の上流に埋め込む。
遺伝子改変細胞(例えば、PGISまたはα-CGRPをコードするバイシストロン性ベクターでトランスフェクトされた)をインビトロ系または対象に投与し、例えば、標準バルーンカテーテルのワイヤポートを通して送達し、血管の隔離管腔に放出する。遺伝子改変細胞は、増殖し、PGISやα-CGRPなどのタンパク質を発現する(細胞は、16日を超えてCGRPを発現すると予測されている(Nagaya et al.2003))。α-CGRPタンパク質は、下流に移動し、CGRP1受容体に付着する。血管は、放出されたGGRPタンパク質に応じて拡張する。長期的な影響には、血管のポジティブリモデリングが含まれる。
方法
EPCの遺伝子改変
ブタ骨髄由来EPCを単離し、我々の研究室で以前確立されたプロトコルに従って培養した。二重遺伝子(H-2Kおよびヒトα-CGRP)発現ベクターを構築し、エレクトロポレーションを使用してEPCに導入した。例えば、切断されたマウスMHCクラスI分子H-2Kを発現するプラスミドpMACS K.II(Miltyneyi Biotec)を構築した。遺伝子改変EPCを、それぞれフローサイトメトリーおよびウエスタンブロット法により、H-2Kおよびα-CGRP作製に関してアッセイした。α-CGRP生物活性をアッセイした。
インビトロ細胞結合アッセイ
抗H-2K抗体がコーティングされた基材を2%BSAを含有するPBSでブロックした。
H-2Kを発現するEPCをBSAでブロックしたH-2K Abがコーティングされた基材と混合し、室温で1時間インキュベートした。結合していない細胞をPBSで洗い流し、結合した細胞を固定し、蛍光核色素Sytox Greenで染色し、蛍光顕微鏡で観察した。蛍光強度も蛍光リーダーを使用して測定した。
結果
遺伝子改変ブタEPCによる二重発現(H-2Kおよびα-CGRP)
ブタEPCの67%は、遺伝子改変の24時間後にH-2Kを発現する。二重発現ベクター改変ブタEPCもα-CGRPを発現する。
α-CGRP生物活性アッセイ
CGRP生物活性をケラチン生成細胞における神経増殖因子(NGF)発現を上方制御する能力により、例えばELISAアッセイでアッセイした。
結論
新しいコーティング技術は、様々な材料(ステンレス鋼、コバルトクロム、ePTFE、心膜など)に適用され得る。
抗CD34抗体および抗H-2K抗体などの抗体は、新しいコーティング技術により様々な血管機器に固定化され得る。
ブタEPCは、細胞捕獲に使用できる強力な血管拡張剤α-CGRPおよび/または外来抗原、例えば、H-2K(または切断型H-2K)を発現するように遺伝子操作され得る。
抗H-2K抗体がコーティングされた血管材料は、インビトロおよびインビボでH-2K(または切断型H-2K)を発現するEPCを捕獲し得る。
[実施例7]
固定化抗体のFabおよびFcドメインのインサイチュのアクセスしやすさを、Saha et al.Analyst 142:4247-4256(2017)に従って分析することになる。Fabドメインアクセスしやすさアッセイ-既知量のモノクローナル抗体、例えば、抗CD34がコーティングされた機器(例えば、ディスク、ePTFEグラフト、ステント)を、結合抗体に結合する能力がある抗原、例えば、可溶性CD34のモル過剰(結合抗体のモル量に対して)でインキュベートすることになる。モル過剰を使用すると、利用可能な抗体ドメインが飽和することになる。インキュベーション後、コーティングされた機器を洗浄し、一次モノクローナル抗体とは異なるエピトープに結合する二次125I放射性標識モノクローナル抗体を(結合モノクローナル抗体の量に対する)モル過剰で添加することになる。機器を約1時間から約3時間の範囲の期間インキュベートし、例えば、リン酸緩衝液(PBS)で洗浄し、放射能(cps)をガンマカウンターで測定することになる。溶液中の125I放射性標識二次モノクローナル抗体の異なる既知の濃度のストックを、対照とすることになる。次いで、Fabアクセスしやすさアッセイにおける結合した二次放射性標識モノクローナル抗体の量を、二次放射性標識モノクローナル抗体の結合後の最終シグナルからモノクローナ抗体がコーティングされた機器のシグナルを差し引くことによって算出することになる。Saha et al.Analyst 142:4247-4256(2017)。固定化抗体の活性、アクセスしやすさ、および配向を決定するために使用される他の技法は、原子間力顕微鏡法、中性子反射、分光エリプソメトリー、および質量分析を含む。同上。
グラフト、ステント、ディスク、ナノ粒子(例えば、金属またはポリマー)などのポリドーパミン-PEG-抗体がコーティングされた基材を実施例4に記載のように調製することになる。抗体、例えばモノクローナル抗CD34抗体を上記のようにポリドーパミン-PEG部分に結合することになる。二次抗CD34モノクローナル抗体がポリドーパミン-PEGに結合したモノクローナル抗CD34抗体とは異なるCD34分子上のエピトープに向けられた、二次抗CD34モノクローナル抗体を放射性標識することになる(ヨウ素化試薬(または「Iodo-gen」:1,3,4,6-テトラクロロ-3α,6α-ジフェニルグリコウリル)、Thermo Fisher Scientific(カタログ番号28601)から)。ある実施形態では、抗原が、同じである複数のエピトープ部位を有する場合、第2のモノクローナル抗体は、同じ部位に向けられ得る。抗CD34-ポリドーパミン-PEGに結合したCD34への放射性標識抗CD34モノクローナル抗体の結合を以下のように測定することになる。
抗CD34-ポリドーパミン-PEGがコーティングされたディスクを、PBS中のモル過剰の可溶性CD34とともに1時間インキュベートする(10mMリン酸緩衝生理食塩水、pH7.4)。CD34のモル過剰を、利用可能な抗体ドメインを飽和させるために使用することになる。インキュベーション後、抗CD34-ポリドーパミン-PEGがコーティングされたディスクをPBS緩衝液で2回洗浄し、125I放射性標識された二次抗CD34モノクローナル抗体をサンドイッチアッセイ結合のために添加することになる。モル過剰の二次モノクローナル抗体を使用することになる。1時間のインキュベーション後、抗CD34-ポリドーパミン-PEGがコーティングされたディスクをPBSで3回洗浄し、ガンマカウンターで最終放射能(cps)を測定するために、最終100μlのPBS緩衝液に再懸濁することになる。結合放射性標識抗CD34モノクローナル抗体の量を、放射性標識抗CD34モノクローナル抗体の結合後のシグナルによって決定することになる。
ポリドーパミン-PEG-抗体がコーティングされたディスクへの放射性標識された抗CD34抗体の結合は、PEGまたはポリドーパミンを欠く放射性標識された抗CD34がコーティングされたディスクの結合より大きくなる。Fabアクセスしやすさスケールを質量比と数比として表すことになる。
細胞接着は、細胞接着アッセイなどの適した方法を使用して評価することができる。接着細胞は、比色または蛍光検出を使用して定量化することができる。
References
1.Ross R.Atherosclerosis is an inflammatory disease.Am Heart J.1999;138(5 Pt 2):S419-20.
2.American Heart Association.2002 Heart and Stroke Statistical Update.Dallas,Texas:American Heart Association.
3.Antiplatelet Trialists’ Collaboration.Collective overview of randomized trials of antiplatelet therapy - II:Maintenance of vascular graft or arterial patency by antiplatelet therapy.Antiplatelet Trialists’ Collaboration.Brit.Med.J.1994;308:159-68.
4.Bearn PE,Seddon AM,McCollum CN,Marston A.Mesothelial seeding of knitted Dacron.Br.J.Surg.1993;80:587-91.
5.Wilcox J.Thrombin and other potential mechanisms underlying restenosis.Circulation.1991;84:432-35.
6.Schwartz SM.Serum derived growth factor is thrombin? J.Clin.Invest.1993;91:4.
7.Hedin U,Frebelis S,Snachez J,Dryjski M,Swedenberg J.Antithrombin III inhibits thrombin- induced proliferation in human arterial smooth muscle cells.Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.1994;14:254-60.
8.Pevec WC,Darling RC,L’Italien GJ,Abbott WM.Femoropopliteal reconstruction with knitted,nonvelour Dacron versusexpanded polytetrafluoroethylene.J.Vasc.Surg.1992;16:60-5.
9.Tassiopoulos A,Greisler HP.Angiogenic mechanisms of endothelialization of cardiovascular implants:a review of recent investigative strategies.J.Biomat.Sci.Polymer.Edn.2000;11:1275-84.
10.Clowes AW,Kirkman TR,Reidy MA.Mechanisms of arterial graft healing.Rapid transmural capillary ingrowth provides a source of intimal endothelium and smooth muscle in porous PTFE prostheses.Am.J.Pathol.1986;123:220-30.
11.Kohler TR,Stratton JR,Kirkman TR,Johansen KH,Zierler BK,Clowes AW.Conventional versus high-porosity polytetrafluorethylene grafts:clinical evaluation.Surgery 1992;112:901-7.
12.Shi Q,Wu MH-D,Hayashida N,et al.Proof of fallout endothelialization of impervious Dacron grafts in the aorta and inferior vena cava of the dog.J.Vasc.Surg.1994;20:546-56.
13.Shi Q,Wu MH-D,Fujita Y,et al.Genetic tracing of arterial graft flow surface endothelialization in allogenic marrow transplanted dogs.Cardiovasc Surg.1999;7:98-105.
14.Shi Q,Rafii S,Wu MH,et al.Evidence for circulating bone marrow derived endothelial cells.Blood.1998;92:362-7.
15.Kearney M,Pieczek A,Haley L,et al.Histopathology of In-Stent Restenosis in Patients With Peripheral Artery Disease.Circulation.1997;95:1998-2002.
16.Kidane AG,Salacinski H,Tiwari A,Bruckdorfer KR,Seifalian AM.Anticoagulant and Antiplatelet Agents: Their Clinical and Device Application(s) Together with Usages to Engineer Surfaces.Biomacromolecules.2004;5:798-813.
17.Luscher TF,Barton M.Biology of the endothelium.Clin.Cardiol.1997;20(11 Suppl 2):3-10.
18.Herring M,Gardner A,Glover J.A single-staged technique for seeding vascular grafts with autogenous endothelium.Surgery.1978;84:498-504.
19.Zilla P,Fasol R,Dudeck U,et al.In situ cannulation,microgrid follow-up and low-density plating provide first passage endothelial cell masscultures for in vitro lining.J.Vasc.Surg.1990;12:180-9.
20.Mansfield PB,Wechezak AR,Sauvage LR.Preventing thrombus on artifical vascular surfaces:true endothelial cell linings.Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Organs.1975;21:264-72.
21.Herring M,Gardner A,Glover J.Seeding endothelium onto canine arterial prostheses.The effects of graft design.Arch.Surg.1979;114:679-82.
22.Allen BT,Long JA,Clark RE,et al.Influence of endothelial cell seeding on platelet deposition and patency in small-diameter Dacron arterial grafts.J.Vasc.Surg.1984;1:224-33.
23.Belden TA,Schmidt SP,Falkow LJ,Sharp WV.Endothelial cell seeding of small-diameter vascular grafts.Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Organs.1982;28:173-7.
24.Burkel WE,Vinter DW,Ford JW,et al.Sequential studies of healing in endothelial seeded vascular prostheses:histologic and ultrastructure characteristics of graft incorporation.J.Surg.Res.1981;30:305-24.
25.Graham LM,Burkel WE,Ford JW,et al.Immediate seeding of enzymatically derived endothelium in Dacron vascular grafts.Early experimental studies with autologous canine cells.Arch.Surg.1980;115:1289-94.
26.Herring M,Baughman S,Glover J,et al.Endothelial seeding of Dacron and polytetrafluoroethylene grafts:the cellular events of healing.Surgery.1984;96:745-55.
27.Kempczinski RF,Rosenman JE,Pearce WH,et al.Endothelial cell seeding of a new PTFE vascular prosthesis.J.Vasc.Surg.1985;2:424-9.
28.Schmidt SP,Hunter TJ,Falkow LJ,Evancho MM,Sharp WV.Effects of antiplatelet agents in combination with endothelial cell seeding on small-diameter Dacron vascular graft performance in the canine carotid artery model.J.Vasc.Surg.1985;2:898-906.
29.Schmidt SP,Hunter TJ,Hirko M,et al.Small-diameter vascular prostheses:two designs of PTFE and endothelial cell-seeded and nonseeded Dacron.J.Vasc.Surg.1985;2:292-7.
30.Stanley JC,Burkel WE,Ford JW,et al.Enhanced patency of small-diameter,externally supported Dacron iliofemoral grafts seeded with endothelial cells.Surgery.1982;92:994-1005.
31.Herring M,Baughman S,Glover J.Endothelium develops on seeded human arterial prosthesis:a brief clinical note.J.Vasc.Surg.1985;2:727-30.
32.Herring M,Gardner A,Glover J.Seeding human arterial prostheses with mechanically derived endothelium.The detrimental effect of smoking.J.Vasc.Surg.1984;1:279-89.
33.Herring M,Smith J,Dalsing M,et al.Endothelial seeding of polytetrafluoroethylene femoral popliteal bypasses:the failure of low-density seeding to improve patency.J.Vasc.Surg.1994;20:650-5.
34.Herring MB,Compton RS,LeGrand DR,et al.Endothelial seeding of polytetrafluoroethylene popliteal bypasses.A preliminary report.J.Vasc.Surg.1987;6:114-8.
35.Jensen N,Lindblad B,Bergqvist D.Endothelial cell seeded dacron aortobifurcated grafts:platelet deposition and long-term follow-up.J.Cardiovasc.Surg.1994;35:425-9.
36.Ortenwall P,Wadenvik H,Kutti J,Risberg B.Reduction in deposition of indium 111-labeled platelets after autologous endothelial cell seeding of Dacron aortic bifurcation grafts in humans:a preliminary report.J.Vasc.Surg.1987;6:17-25.
37.Ortenwall P,Wadenvik H,Risberg B.Reduced platelet deposition on seeded versus unseeded segments of expanded polytetrafluoroethylene grafts:clinical observations after a 6-month follow-up.J.Vasc.Surg.1989;10:374-80.
38.Ortenwall P,Wadenvik H,Kutti J,Risberg B.Endothelial cell seeding reduces thrombogenicity of Dacron grafts in humans.J.Vasc.Surg.1990;11:403-10.
39.Smyth JV,Welch M,Carr HM,et al.Fibrinolysis profiles and platelet activation after endothelial cell seeding of prosthetic vascular grafts.Ann.Vasc.Surg.1995;9:542-6.
40.Zilla P,Fasol R,Deutsch M,et al.Endothelial cell seeding of polytetrafluoroethylene vascular grafts in humans:a preliminary report.J.Vasc.Surg.1987;6:535-41.
41.Hess F,Steeghs S,Jerusalem R,et al.Patency and morphology of fibrous polyurethane vascular prostheses implanted in the femoral artery of dogs after seeding with subcultivated endothelial cells.Eur.J.Vasc.Surg.1993;7:402-8.
42.Koveker GB,Graham LM,Burkel WE,et al.Extracellular matrix preparation of expanded polytetrafluoroethylene grafts seeded with endothelial cells:influence on early platelet deposition,cellular growth,and luminal prostacyclin release.Surgery.1991;109:313-9.
43.Seeger JM,Klingman N.Improved endothelial cell seeding with cultured cells and fibronectin- coated grafts.J.Surg.Res.1985;38:641-7.
44.Seeger JM,Klingman N.Improved in vivo endothelialization of prosthetic grafts by surface modification with fibronectin.J.Vasc.Surg.1988;8:476-82.
45.Zilla P,Preiss P,Groscurth P,et al.In vitro-lined endothelium:initial integrity and ultrastructural events.Surgery 1994;116:524-34.
46.Zilla P,Deutsch M,Meinhart J,et al.Clinical in vitro endothelialization of femoropopliteal bypass grafts:an actuarial follow-up over three years.J.Vasc.Surg.1994;19:540-8.
47.Deutsch M,Meinhart J,Vesely M,.In vitro endothelialization of expanded polytetrafluoroethylene grafts:a clinical case report after 41 months of implantation.J.Vasc.Surg.1997;25:757-63.
48.Deutsch M,Meinhart J,Fischlein T,Preiss P,Zilla P.Clinical autologous in vitro endothelialization of infrainguinal ePTFE grafts in 100 patients:a 9-year experience.Surgery.1999;126:847-55.
49.Hsu S,Tseng H,Wu M.Comparative In vitro evaluation of two different preparations of small diameter polyurethane vascular grafts.Artif.Organs.2000;24:119-28.
50.Laube HR,Duwe J,Rutsch W,Konertz W.Clinical experience with autologous endothelial cell- seeded polytetrafluoroethylene coronary artery bypass grafts.J.Thorac.Cardiovasc.Surg.2000;120:134-41.
51.Magometschnigg H,Kadletz M,Vodrazka M,et al.Prospective clinical study with in vitro endothelial cell lining of expanded polytetrafluoroethylene grafts in crural repeat reconstruction.J.Vasc.Surg.1992;15:527-35.
52.Meinhart JG,Deutsch M,Fischlein T,et al.Clinical autologous in vitro endothelialization of 153 infrainguinal ePTFE grafts.Ann.Thorac.Surg.2001;71:S327-S331.
53.Swedenborg J,Bengtsson L,Clyne N,et al.In vitro endothelialisation of arteriovenous loop grafts for haemodialysis.Eur.J.Vasc.Endovasc.Surg.1997;13:272-7.
54.Williams SK,Kleinert LB,Rose D,McKenney S.Origin of endothelial cells that line expanded polytetrafluorethylene vascular grafts sodded with cells from microvascularized fat.J.Vasc.Surg.1994;19:594-604.
55.Williams SK,Rose DG,Jarrell BE.Microvascular endothelial cell sodding of ePTFE vascular grafts:improved patency and stability of the cellular lining.J.Biomed.Mater.Res.1994;28:203- 12.
56.Ahlswede KM,Williams SK.Microvascular endothelial cell sodding of 1-mm expanded polytetrafluoroethylene vascular grafts.Arterioscler.Thromb.1994:14:25-31.
57.Wang ZG,Li G,Wu J,et al.Enhanced patency of venous Dacron grafts by endothelial cell sodding.Ann.Vasc.Surg.1993;7:429-36.
58.Williams SK,Carter T,Park PK,et al.Formation of a multilayer cellular lining on a polyurethane vascular graft following endothelial cell sodding.J.Biomed.Mater.Res.1992;26:103-17.
59.Williams SK,Schneider T,Kapelan B,Jarrell BE.Formation of a functional endothelium on vascular grafts.J.Electron.Microsc.Tech.1991;19:439-51.
60.Park PK,Jarrell BE,Williams SK,et al.Thrombus-free,human endothelial surface in the midregion of a Dacron vascular graft in the splanchnic venous circuit--observations after nine months of implantation.J.Vasc.Surg.1990;11:468-75.
61.Motwani MS,Rafiei Y,Tzifa A,Seifalian AM.In situ endothelialization of intravascular stents from progenitor stem cells coated with nanocomposite and functionalized biomolecules.Biotechnol.Appl.Biochem.2011;58:2-13.
62.Garipcan1 B,Maenz S,Pham T.Image Analysis of Endothelial Microstructure and Endothelial Cell Dimensions of Human Arteries - A Preliminary Study.Adv.Eng.Mater.2011; 13:B54- B57.
63.Yazdani SK,Kolodgie FD,Virmani R.Ex vivo and preclinical assessment of an endothelial progenitor cell capturing bioengineered stent.Minerva Cardioangiol.2012 ;60:11-21.
64.Silber S,Damman P,Klomp M,et al.Clinical results after coronary stenting with the GenousTM Bio-engineered R stentTM:12-month outcomes of the e-HEALING (Healthy Endothelial Accelerated Lining Inhibits Neointimal Growth) worldwide registry.EuroIntervention.2011;6:819-25.
65.Barbato E,Wijns W.Autologous cell therapy for enhanced endovascular repair after coronary stent implantation.EuroIntervention.2011;6:794-797.
66.Lee YB,Shin YM,Lee J,et al.Polydopamine-mediated immobilization of multiple bioactive molecules for the development of functional vascular graft materials.Biomaterials.2012.
67.Nystrom D,Malmstrom E,Hult A,et al.Biomimetic surface modification of honeycomb films via a 「grafting from」 approach.Langmuir.2010;26:12748-54.
68.von der Mark K,Park J,Bauer S,Schmuki P.Nanoscale engineering of biomimetic surfaces:cues from the extracellular matrix.Cell.Tissue Res.2010;339:131-53.
69.Wessely R.New drug-eluting stent concepts.Nat.Rev.Cardiol.2010;7:194-203.
70.Zelikin AN.Drug releasing polymer thin films:New era of surface-mediated drug delivery.ACS Nano.2010;4:2494-2509.
71.Lee H,Dellatore SM,Miller WM,Messersmith PB.Mussel-inspired surface chemistry for multifunctional coatings.Science.2007;318:426-30.
72.Lynge ME,van der Westen R,Postma A,Stadler B.Polydopamine - a nature-inspired polymer coating for biomedical science.Nanoscale.2011;3:4916-28.
73.Lee JH,Lee HB,Andrade JD.Blood compatibility of polyethylene oxide surfaces.Prog.Polym.Sci.1995;20:1043-79.
74.Han DK,Park KD,Ryu GH,et al.Plasma protein adsorption to sulfonated poly(ethylene oxide)- grafted polyurethane surface.J.Biomed.Mater.Res.1996;30:23-30.
75.Han DK,Jeong SY,Kim YH,Min BG,Cho HI.Negative cilia concept for thromboresistance:Synergistic effect of PEO and sulfonate groups grafted onto polyurethanes.J.Biomed.Mater.Res.1991;25:561-75.
76.Zhang F,Kang ET,Neoh KG,Huang W.Modification of gold surface by grafting of poly(ethylene glycol) for reduction in protein adsorption and platelet adhesion.J.Biomater.Sci.Polym.Edn.2001;12:515-31.
77.Han DK,Hubbell JA.Synthesis of polymer network scaffolds from l-lactide and poly(ethylene glycol) and their interaction with cells.Macromolecules.1997;30:6077-83.
78.Chen YJ,Kang ET,Neoh KG,Wang P,Tan KL.Surface modification of polyaniline film by grafting of poly(ethylene glycol) for reduction in protein adsorption and platelet adhesion.Synth.Met.2000;110:47-55.
79.Zhang F,Kang ET,Neoh KG,Wang P,Tan KL.Surface modification of stainless steel by grafting of poly(ethylene glycol) for reduction in protein adsorption.Biomaterials.2001;22:1541-8.
80.Wang P,Tan KL,Kang ET.Surface modification of poly(tetrafluoroethylene) films via grafting of poly(ethylene glycol) for reduction in protein adsorption.J.Biomater.Sc.i Polym.Ed.2000;11:169-86.
81.Zeng R,Luo Z,Zhou D,Cao F,Wang Y.A novel PEG coating immobilized onto capillary through polydopamine coating for separation of proteins in CE.Electrophoresis.2010;31:3334- 41.
82.Proks V,Jaros J,Pop-Georgievski O,et al.“Click & Seed” approach to the biomimetic modification of material surfaces.Macromol.Biosci.2012;12:1232-42.
83.Wilson DS,Nock S.Functional protein microarrays.Curr.Opin.Chem.Biol.2001;6:81-5.
84.Butler JE,Ni L,Nessler R,et al.The physical and functional behavior of capture antibodies adsorbed on polystyrene.J.Immunol.Methods.1992;150:77-90.
85.Ghani R,Iqbal A,Akhtar N,et al.Identification of different stages of hepatitis B infection with enzyme linked immunosorbant assay (ELISA) and polymerase chain reaction (PCR) assay.J.Med.Plants Res.2011;5:2572- 76.
86.Li X,Conklin L,Alex P.New serological biomarkers of inflammatory bowel disease.World J.Gastroenterol.2008;14:5115-24.
87.Moelans CB,de Weger RA,Van der Wall E,van Diest PJ.Current technologies for HER2 testing in breast cancer.Crit.Rev.Oncol.Hematol.2011;80:380- 92.
88.Niitsu T.Associations of serum brain-derived neurotrophic factor with cognitive impairments and negative symptoms in schizophrenia.Prog.Neuropsychopharmacol.Biol.Psychiatry.2011;35:1836-40.
89.Shephard GS.Determination of mycotoxins in human foods.Chem.Soc.Rev.2008;37:2468-77.
90.Xiong Q,Ge F.Identification and evaluation of a panel of serum biomarkers for predicting response to thalidomide in multiple myeloma patients.Expert Rev.Proteomics.2011;8:439-42.
91.Yotsumoto H.Specific immune-based diagnosis of tuberculosis infection.Rinsho Byori.2008;56:1026-33.
92.Kausaite-Minkstimiene A,Ramanaviciene A,Kirlyte J,Ramanavicius A.Comparative study of random and oriented antibody immobilization techniques on the binding capacity of immunosensor.Anal.Chem.2010;82:6401-08.
93.Butler JE,Ni L,Brown WR,et al.The immunochemistry of sandwich ELISAs:VI.Greater than 90% of monoclonal and 75% of polyclonal anti-fluorescyl capture antibodies (CAbs) are denatured by passive adsorption.Mol.Immunol.1993;30:1165-75.
94.Butler JE,Ni L,Nessler R,et al.The physical and functional-behavior of capture antibodies adsorbed on polystyrene.J.Immunol.Methods.1992;150:77-90.
95.Rotmans JI,Heyligers JM,Verhagen HJ,et al.In vivo cell seeding with anti-CD34 antibodies successfully accelerates endothelialization but stimulates intimal hyperplasia in porcine arteriovenous expanded polytetrafluoroethylene grafts.Circulation.2005;112:12-8.
96.Mrowczynski W,Rungatscher A,Buchegger F,Tille J-C,Namy S,Ratib O,Kutryk M,Walpoth BH.Biological effects of anti-CD34-coated ePTFE vascular graft.Early in vivo experimental results.Kardiochirurgia i Torakochirurgia Polska 2014;11:182-90.
97.Patel N,Davies M,Hartshorne M,et al.Immobilization of protein molecules onto homogeneous and mixed carboxylate-terminated self-assembled monolayers.Langmuir.1997;13:6485-90.
98.MacBeath G,Schreiber S.Printing proteins as microarrays for high-throughput function determination.Science.2000;289:1760-63.
99.Faye C,Chamieh J,Moreau T,et al.In situ characterization of antibody grafting on porous monolithic supports.Anal.Biochem.2012;420:147-54.
100.Lin Q,Ding X,Qiu F,et al.In situ endothelialization of intravascular stents coated with an anti- CD34 antibody functionalized heparin-collagen multilayer.Biomaterials.2010;31:4017-25.
101.Johnsson B,Lofas S,Lindquist G,et al.Comparison of methods for immobilization to carboxymethyl dextran sensor surfaces by analysis of the specific activity of monoclonal antibodies.J.Mol.Recognit.1995;8:125-31.
102.Lin JN,Chang IN,Andrade JD,Herron JN,Christensen DA.Comparison of site-specific coupling chemistry for antibody immobilization on different solid supports.J.Chromatogr.1991;542:41-54.
103.O’Shannessy DJ,Hoffman WL.Site-directed immobilization of glycoproteins on hydrazide- containing solid supports.Biotechnol.Appl.Biochem.1987;9:488-96.
104.Hoffman WL,O’Shannessy DJ.Site-specific immobilization of antibodies by their oligosaccharide moieties to new hydrazide derivatized solid supports.J.Immunol.Methods.1988;112:113-20.
105.Turkova J.Oriented immobilization of biologically active proteins as a tool for revealing protein interactions and function.J.Chromatogr.B.1999;722:11-31.
106.Wimalasena RL,Wilson GS.Factors affecting the specific activity of immobilized antibodies and their biologically active fragments.J.Chromatogr.1991;572:85-102.
107.Yuan Y,Yin M,Qian J,Liu C.Site-directed immobilization of antibodies onto blood contacting grafts for enhanced endothelial cell adhesion and proliferation.Soft Matter.2011;7:7207-16.
108.Kang JH,Choi HJ,Hwang SY.Improving immunobinding using oriented immobilization of an oxidized antibody.J.Chromatogr.A.2007;1161:9-14.
109.Boeggeman E,Ramakrishnan B,Pasek M,et al.Site specific conjugation of fluoroprobes to the remodeled Fc N-glycans of monoclonal antibodies using mutant glycosyltransferases:application for cell surface antigen detection.Bioconjug.Chem.2009;20:1228-36.
110.Zeglis BM,Davis CB,Aggeler R,et al.Enzyme-Mediated Methodology for the Site-Specific Radiolabeling of Antibodies Based on Catalyst-Free Click Chemistry.Bioconjug.Chem.2013;24:1057-67.
111.Yang WJ,Cai T,Neoh KG,et al.Biomimetic anchors for antifouling and antibacterial polymer brushes on stainless steel.Langmuir.2011;27:7065-76.
112.Wei Q,Li B,Yi N,et al.Improving the blood compatibility of material surfaces via biomolecule- immobilized mussel-inspired coatings.J.Biomed.Mater.Res.A.2011;96:38-45.
113.Zeng R,Luo Z,Zhou D,Cao F,Wang Y.A novel PEG coating immobilized onto capillary through polydopamine coating for separation of proteins in CE.Electrophoresis.2010;31:3334- 41.
114.「Biological Evaluation of Medical Devices,」 ISO 10993,parts 1-12.(Geneva:International Organization for Standardization,various dates ).
115.「Use of International Standard ISO 10993,Biological Evaluation of Medical Devices-Part 1:Evaluation and Testing」 G95-1 (Rockville,MD:Department of Health and Human Services,FDA,1995).
116.「Testing Methods to Evaluate Biological Safety of Medical Devices,Notice from the Office Medical Devices Evaluation Number 36」 (Pharamaceutical and Food Safety Bureau,Ministry of Health,Labour and Welfare,March 19,2003).
117.「A Practical Guide to ISO 10993,」 parts 1-12,Medical Device & Diagnostic Industry 20,no.1,2,4-12,and 21,no.1 (January 1998-January 1999).
118.Food and Drug Administration 2005.Guidelines for industry and FDA staff,non-clinical tests and recommended labeling for intravasular stents and associated delivery systems.http://www.fda.gov/cdrh/ode/guidance/1545.pdf
119.Pache J,Kastrati A,Mehilli J.Intracoronary stenting and angiographic results:strut thickness effect on restenosis outcome (ISAR-STEREO-2) trial.J.Am.Coll.Cardiol.2003;41:1283-8.
120.Horny P,Turgeon S,Hale P,Lewis F,Mantovi D.PEEM/NEXAFS analysis of ultrathin fluorcarbon films for coated stents.Canadian Light Source 2007 Annual Report.http://www.lightsource.ca/about/pdf/activity_report_2007/all_inclusive_web.pdf
121.Savage P,O’Donnell BP,McHugh PE,Murphy BP,Quinn DF.Coronary stent strut size dependent stress-strain response investigated using micromechanical finite element models.Ann.Biomed.Eng.2004;32:202-11.
122.Chua SND,MacDonald BJ,Hashmi MSJ.Finite element simulation of stent and balloon interaction.J.Mater.Process.Technol.2003;143-144:591-7.
123.Dumoulin C,Cochelin B.Mechanical behaviour modelling of balloon-expandable stents.J.Biomech.2000;33:1461-70.
124.Etave F,Finet G,Boivin M,Boyer J-C,Rioufol G,Thollet G.Mechanical properties of coronary stents determined by using finite element analysis.J.Biomech.2001;34:1065-75.
125.Migliavacca F,Petrini L,Colombo M,Auricchio F,Pietrabissa R.Mechanical behavior of coronary stents investigated through the finite element method.J.Biomech.2002;35:803-11.
126.Migliavacca F,Petrini L,Montanari V,Quagliana I,Auricchio F and Dubini G.A predictive study of the mechanical behaviour of coronary stents by computer modelling.Med.Eng.Phys.2005;27:13-8.
127.Luo R,Tang L,Zhong S,Yang Z,Wang J,Weng Y,Tu Q,Jiang C,Huang N.In vitro investigation of enhanced hemocompatibility and endothelial cell proliferation associated with quinone-rich polydopamine coating.ACS Appl.Mater.Interfaces.2013;5:1704-14.
128.Lewis F,Maheux-Lacroix B,Turgeon S,Mantovani D.Adhesion assessment of ultra-thin plasma-polymerized coatings on stainless-steel stents using the small-punch test.In:Mittal KL,ed.Adhesion aspects of thin films Boston:VSP,2007.p.71-83.
129.Lewis F,Horny P,Hale1 P,Turgeon S,Tatoulian M,Mantovani D.Study of the adhesion of thin plasma fluorocarbon coatings resisting plastic deformation for stent applications.J.Phys.D:Appl.Phys.41 045310,doi:10.1088/0022-3727/41/4/045310.
130.Owens DK,Wendt RC.Estimation of the surface free energy of polymers.J.Appl.Polym.Sci.1969;13:1741-7.
131.Li X,Tian X,Zhang J,et al.In vitro and in vivo evaluation of folate receptor-targeting amphiphilic copolymer-modified liposomes loaded with docetaxel.Int.J.Nanomedicine.2011;6:1167-84.
132.Strother T,Hamers RJ,Smith LM.Covalent attachment of oligodeoxyribonucleotides to amine- modified Si (001) surfaces.Nucleic Acids Res.2000;28:3535-41.
133.Muscari C,Gamberini C,Basile I et al.Comparison between culture conditions improving growth and differentiation of blood and bone marrow cells committed to the endothelial cell lineage.Biol.Proceed.Online.2010;12:89-106.
134.Molloi S,Ersahin A,Tang J,et al.Quantification of volumetric coronary blood flow with dual- energy digital subtraction angiography.Circulation.1996;93:1919-27.
135.Thoma R.Untersuchungen uber die histogenese und histomechanick des gefassystems.Stuttgart,Germany:Enke; 1893.
136.Armstrong ML,Heistad DD,Marcus ML,Megan MB,Piegors DJ.Structural and hemodynamic response of peripheral arteries of macaque monkeys to atherogenic diet.Arteriosclerosis.1985;5:336-46.
137.Glagov S,Weisenberg E,Zarins CK,Stankunavicius R,Kolettis GJ.Compensatory enlargement of human atherosclerotic coronary arteries.N.Engl.J.Med.1987;316:1371-5.
138.Hermiller JB,Tenaglia AN,Kisslo KB,et al.In vivo validation of compensatory enlargement of atherosclerotic coronary arteries.Am.J.Cardiol.1993;71:665-8.
139.Alfonso F,Macaya C,Goicolea J,et al.Intravascular ultrasound imaging of angiographically normal coronary segments in patients with coronary artery disease.Am.Heart J.1994;127:536- 44.
140.Pasterkamp G,Wensing PJ,Post MJ,et al.Paradoxical arterial wall shrinkage may contribute to luminal narrowing of human atherosclerotic femoral arteries.Circulation.1995;91:1444-9.
141.Smits PC,Pasterkamp G,Quarles van Ufford MA,et al.Coronary artery disease:arterial remodelling and clinical presentation.Heart.1999;82:461-4.
142.von Birgelen C,Klinkhart W,Mintz GS,et al.Plaque distribution and vascular remodeling of ruptured and nonruptured coronary plaques in the same vessel:an intravascular ultrasound study in vivo.J.Am.Coll.Cardiol.2001;37:1864-70.
143.Pasterkamp G,Schoneveld AH,van Wolferen W,et al.The impact of atherosclerotic arterial remodeling on percentage of luminal stenosis varies widely within the arterial system.A postmortem study.Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.1997;17:3057-63.
144.Langille BL.Arterial remodeling:relation to hemodynamics.Can.J.Physiol.Pharmacol.1996;74:834-41.
145.Kramsch DM,Aspen AJ,Abramowitz BM,Kreimendahl T,Hood WB Jr.Reduction of coronary atherosclerosis by moderate conditioning exercise in monkeys on an atherogenic diet.N.Engl.J.Med.1981;305:1483-9.
146.Tronc F,Wassef M,Esposito B,et al.Role of NO in flow-induced remodeling of the rabbit common carotid artery.Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.1996;16:1256-62.
147.Abbruzzese TA,Guzman RJ,Martin RL,et al.Matrix metalloproteinase inhibition limits arterial enlargements in a rodent arteriovenous fistula model.Surgery.1998;124:328-34.
148.Lehoux S,Tedgui A.Signal transduction of mechanical stresses in the vascular wall.Hypertension.1998;32:338-45.
149.Di Stefano I,Koopmans DR,Langille BL.Modulation of arterial growth of the rabbit carotid artery associated with experimental elevation of blood flow.J.Vasc.Res.1998;35:1-7.
150.Kornowski R,Mintz GS,Lansky AJ,et al.Paradoxic decreases in atherosclerotic plaque mass in insulin-treated diabetic patients.Am.J.Cardiol.1998;81:1298-304.
151.Tauth J,Pinnow E,Sullebarger JT,et al.Predictors of coronary arterial remodeling patterns in patients with myocardial ischemia.Am.J.Cardiol.1997;80:1352-1355.
152.Lim TT,Liang DH,Botas J,et al.Role of compensatory enlargement and shrinkage in transplant coronary artery disease:Serial intravascular ultrasound study.Circulation.1997;95:885-859.
153.Vane JR,Anggard EE,Botting RM.Regulatory functions of the vascular endothelium.N.Engl.J.Med.1990;323:27-36.
154.Vane JR,Botting RM.Pharmacodynamic profile of prostacyclin.Am.J.Cardiol.1995;75:3A- 10A.
155.Negishi M,Sugimoto Y,Ichikawa A.Molecular mechanisms of diverse actions of prostanoid receptors.Biochim.Biophys.Acta.1995;1259:109-19.
156.Forman BM,Chen J,Evans RM.Hypolipidemic drugs,polyunsaturated fatty acids,and eicosanoids are ligands for peroxisome proliferator-activated receptors alpha and delta.Proc.Natl.Acad.Sc.i USA.1997;94:4312-7.
157.Gupta RA,Tan J,Krause WF,et al.Prostacyclin-mediated activation of peroxisome proliferator-activated receptor delta in colorectal cancer.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.2000;97:13275-80.
158.Hatae T,Wada M,Yokoyama C,Shimonishi M,Tanabe T.Prostacyclin-dependent apoptosis mediated by PPAR delta.J.Biol.Chem.2001;276:46260-7.
159.Moncada S,Vane JR.Pharmacology and endogenous roles of prostaglandin endoperoxides,thromboxane A2,and prostacyclin.Pharmacol.Rev.1978;30:293-331.
160.Vane J,Corin RE.Prostacyclin:a vascular mediator.Eur.J.Vasc.Endovasc.Surg.2003;26:571-8.
161.Geraci M,Gao B,Shepherd D,et al.Pulmonary prostacyclin synthase overexpression by adenovirus transfection and in transgenic mice.Chest.1998;114:99S.
162.Nagaya N,Yokoyama C,Kyotani S,et al.Gene transfer of human prostacyclin synthase ameliorates monocrotaline-induced pulmonary hypertension in rats.Circulation.2000;102:2005- 10.
163.Suhara H,Sawa Y,Fukushima N,et al.Gene transfer of human prostacyclin synthase into the liver is effective for the treatment of pulmonary hypertension in rats.J.Thorac.Cardiovasc.Surg.2002;123:855-61.
164.Todaka T,Yokoyama C,Yanamoto H,et al.Gene transfer of human prostacyclin synthase prevents neointimal formation after carotid balloon injury in rats.Stroke.1999;30:419-26.
165.Yamada M,Numaguchi Y,Okumura K,et al.Prostacyclin synthase gene transfer modulates cyclooxygenase-2-derived prostanoid synthesis and inhibits neointimal formation in rat balloon- injured arteries.Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.2002;22:256-62.
166.Numaguchi Y,Okumura K,Harada M,et al.Catheter-based prostacyclin synthase gene transfer prevents in-stent restenosis in rabbit atheromatous arteries.Cardiovasc.Res.2004;61:177-185
167.Bell D,McDermott BJ.Calcitonin gene-related peptide in the cardiovascular system:characterization of receptor populations and their (patho)physiological significance.Pharmacol.Rev.1996;48:253-88.
168.Brain SD,Cambridge H.Calcitonin gene-related peptide:vasoactive effects and potential therapeutic role.Gen.Pharmacol.1996;27:607-11.
169.Marshall I.Mechanism of vascular relaxation by the calcitonin gene-related peptide.Ann.NY Acad.Sci.1992;657:204-15.
170.Yoshimoto R,Mitsui-Saito M,Ozaki H,Karaki H.Effects of adrenomedullin and calcitonin gene-related peptide on contractions of the rat aorta and porcine coronary artery.Br.J.Pharmacol.1998;123:1645-54.
171.Vega AV,Avila G.CGRP,a vasodilator neuropeptide that stimulates neuromuscular transmission and EC coupling.Curr.Vasc.Pharacol.2010;8:394-403.
172.Hirata Y,Takagi Y,Takata S,et al.Calcitonin gene-related peptide receptor in cultured vascular smooth muscle and endothelial cells.Biochem.Biophys.Res.Commun.1988;151:1113-21.
173.Wellman GC,Quayle JM,Standen NB.ATP-sensitive K+ channel activation by calcitonin gene-related peptide and protein kinase A in pig coronary arterial smooth muscle.J.Physiol.1998;507:117-29.
174.Gray DW,Marshall I.Human alpha-calcitonin gene-related peptide stimulates adenylate cyclase and guanylate cyclase and relaxes rat thoracic aorta by releasing nitric oxide.Br.J.Pharmacol.1992;107:691-6.
175.Franco-Cereceda A.Calcitonin gene-related peptide and tachykinins in relation to local sensory control of cardiac contractility and coronary vascular tone.Acta.Physiol.Scand.Suppl.1988;569:1-63.
176.Gulbenkian S,Saetrum Opgaard O,Ekman R,et al.Peptidergic innervation of human epicardial coronary arteries.Circ.Res.1993;73:579-88.
177.Uren NG,Seydoux C,Davies GJ.Effect of intravenous calcitonin gene related peptide on ischaemia threshold and coronary stenosis severity in humans.Cardiovasc.Res.1993;27:1477- 81.
178.Ward MR,Thompson KA,Isaac K,Vecchiarelli J,Zhang Q,Stewart DJ,Kutryk MJ.Nitric oxide synthase gene transfer restores activity of circulating angiogenic cells from patients with coronary artery disease.Mol.Ther.2011;19:1323-1330.
179.Dallos A,Kiss M,Polyanka H,et al.Effects of the neuropeptides substance P,calcitonin gene- related peptide,vasoactive intestinal polypeptide and galanin on the production of nerve growth factor and inflammatory cytokines in cultured human keratinocytes.Neuropeptides.2006;40:251-63.
180.Chou TM,Sudhir K,Iwanaga S,Chatterjee K,Yock PG.Measurement of volumetric coronary blood flow by simultaneous intravascular two-dimensional and Doppler ultrasound:validation in an animal model.Am.Heart J.1994;128:237-43.
181.Kornowski R,Hong MK,Tio FO,et al.In-stent restenosis:contributions of inflammatory responses and arterial injury to neointimal hyperplasia.J.Am.Coll.Cardiol.1998;31:224-30.
182.Franco EJ,Hofstetter H,Hofstetter O.A comparative evaluation of random and site-specific immobilization techniques for the preparation of antibody-based chiral stationary phases.J.Sep.Sci.2006;29:1458-69.
183.Alves NJ,Kiziltepe T,Bilgicer B.Oriented surface immobilization of antibodies at the conserved nucleotide binding site for enhanced antigen detection.Langmuir.2012;28:9640-8.
184.Giaretta I,Madeo D,Bonagur R,et al.A comparative evaluation of gene transfer into blood cells using the same retroviral backbone for independent expression of the EGFP and ΔLNGFR marker genes.Haematologica.2000; 85:680-9.
185.Perin EC,Tian M,Marini FC III,et al.Imaging long-term fate of intramyocardially implanted mesenchymal stem cells in a porcine myocardial infarction model.PLoS ONE.2011;6:e22949.
本発明の範囲は、上に具体的に示され説明されたものによって限定されない。当業者は、図示された材料、構成、構造、および寸法の例に適した代替物があることを認識するであろう。特許および様々な刊行物を含めた多数の参考文献が、本発明の説明において引用され考察される。そのような参考文献の引用および考察は、単に本発明の説明を明確にするために提供されるものであり、いかなる参考文献も本明細書に記載の発明に対する先行技術であることを認めるものではない。本明細書で引用および考察されたすべての参考文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。本明細書に記載されているものの変形、修正、および他の実行は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく当業者に思い浮かぶであろう。本発明の特定の実施形態を示し説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく変更および修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。前述の説明および添付の図面に記載されている事項は、限定としてではなく、例示としてのみ提供されている。

Claims (21)

  1. コーティングを有する医療機器であって、前記コーティングが(i)ポリドーパミンと、(ii)ポリエーテル誘導体と、(iii)抗体とを含み、前記ポリドーパミンが前記医療機器上にコーティングされ、かつ前記ポリエーテル誘導体に共有結合しており、前記ポリエーテル誘導体が前記抗体のFc領域に共有結合しており、および、前記ポリエーテル誘導体が200ダルトン~1,000ダルトンの範囲の平均分子量を有し、前記ポリエーテル誘導体が、主鎖がポリエーテル骨格を有するポリマーである、医療機器。
  2. 前記抗体が内皮前駆細胞または内皮細胞の細胞表面抗原に特異的に結合する、請求項1に記載の医療機器。
  3. 前記細胞表面抗原がCD34である、請求項2に記載の医療機器。
  4. 前記ポリエーテル誘導体が、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレングリコール(PEG)誘導体、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリプロピレングリコール(PPG)誘導体、またはそれらの組合せである、請求項1に記載の医療機器。
  5. 前記ポリエーテル誘導体がPEGである、請求項4に記載の医療機器。
  6. 前記ポリエーテル誘導体が200ダルトン~350ダルトンの範囲の平均分子量を有する、請求項1に記載の医療機器。
  7. 前記医療機器がステント、人工心臓弁、血管補綴フィルター、カテーテル、ペースメーカー、血管グラフト、合成グラフト、ペースメーカーリード、除細動器、卵円孔開存(PFO)中隔閉鎖機器、血管クリップ、血管動脈瘤オクルーダー、血液透析グラフト、血液透析カテーテル、房室シャント、大動脈瘤グラフト機器もしくはコンポーネント、人工静脈弁、シャント、ワイヤ、センサ、縫合糸、血管吻合クリップ、留置静脈もしくは動脈カテーテル、血管鞘、または薬物送達ポートである、請求項1に記載の医療機器。
  8. 前記医療機器がステントである、請求項1に記載の医療機器。
  9. 前記医療機器が人工心臓弁または人工静脈弁である、請求項1に記載の医療機器。
  10. 前記医療機器が人工大動脈弁、人工肺動脈弁、人工僧帽弁、または人工三尖弁である、請求項9に記載の医療機器。
  11. 金属、合金、および/またはポリマーを含む、請求項1に記載の医療機器。
  12. 前記金属がステンレス鋼を含む、請求項11に記載の医療機器。
  13. 前記ポリマーが生体適合性ポリマーである、請求項11に記載の医療機器。
  14. 前記生体適合性ポリマーがポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)、ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、またはそれらの組合せもしくは誘導体である、請求項13に記載の医療機器。
  15. 前記コーティングが医薬物質をさらに含む、請求項1に記載の医療機器。
  16. 前記医薬物質が平滑筋細胞移動および/または増殖を阻害する、請求項15に記載の医療機器。
  17. 前記医薬物質がパクリタキセル;タクロリムス;ラパマイシン;エベロリムスおよびバイオリムスから選択されるラパマイシン誘導体またはそれらの組合せである、請求項15に記載の医療機器。
  18. 前記抗体がモノクローナルまたはポリクローナルである、請求項1に記載の医療機器。
  19. 前記ポリエーテル誘導体が酸化ポリサッカライドを介して前記抗体の前記Fc領域への修飾ポリエチレングリコールリンカー上のアミン基と共有結合している、請求項1に記載の医療機器。
  20. 前記抗体が内皮前駆細胞または内皮細胞の細胞表面抗原に特異的に結合する、請求項19に記載の医療機器。
  21. 前記細胞表面抗原がCD34である、請求項20に記載の医療機器。
JP2019555673A 2017-04-13 2018-04-13 ポリドーパミンおよび抗体でコーティングされた医療機器 Active JP7174712B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022178229A JP2023017932A (ja) 2017-04-13 2022-11-07 ポリドーパミンおよび抗体でコーティングされた医療機器

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762485223P 2017-04-13 2017-04-13
US62/485,223 2017-04-13
US201862645606P 2018-03-20 2018-03-20
US62/645,606 2018-03-20
PCT/US2018/027597 WO2018191681A1 (en) 2017-04-13 2018-04-13 Medical devices coated with polydopamine and antibodies

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022178229A Division JP2023017932A (ja) 2017-04-13 2022-11-07 ポリドーパミンおよび抗体でコーティングされた医療機器

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2020516386A JP2020516386A (ja) 2020-06-11
JP2020516386A5 JP2020516386A5 (ja) 2021-05-20
JP7174712B2 true JP7174712B2 (ja) 2022-11-17

Family

ID=63791405

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019555673A Active JP7174712B2 (ja) 2017-04-13 2018-04-13 ポリドーパミンおよび抗体でコーティングされた医療機器
JP2022178229A Pending JP2023017932A (ja) 2017-04-13 2022-11-07 ポリドーパミンおよび抗体でコーティングされた医療機器

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022178229A Pending JP2023017932A (ja) 2017-04-13 2022-11-07 ポリドーパミンおよび抗体でコーティングされた医療機器

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11129926B2 (ja)
EP (1) EP3609434A4 (ja)
JP (2) JP7174712B2 (ja)
CN (2) CN110545754B (ja)
CA (1) CA3059800A1 (ja)
WO (1) WO2018191681A1 (ja)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3609434A4 (en) 2017-04-13 2020-11-25 OrbusNeich Medical Pte. Ltd. MEDICAL DEVICES COATED WITH POLYDOPAMINE AND ANTIBODIES
WO2019195860A2 (en) 2018-04-04 2019-10-10 Vdyne, Llc Devices and methods for anchoring transcatheter heart valve
US11344413B2 (en) 2018-09-20 2022-05-31 Vdyne, Inc. Transcatheter deliverable prosthetic heart valves and methods of delivery
US10321995B1 (en) 2018-09-20 2019-06-18 Vdyne, Llc Orthogonally delivered transcatheter heart valve replacement
US11278437B2 (en) 2018-12-08 2022-03-22 Vdyne, Inc. Compression capable annular frames for side delivery of transcatheter heart valve replacement
US10595994B1 (en) 2018-09-20 2020-03-24 Vdyne, Llc Side-delivered transcatheter heart valve replacement
US11071627B2 (en) 2018-10-18 2021-07-27 Vdyne, Inc. Orthogonally delivered transcatheter heart valve frame for valve in valve prosthesis
US11109969B2 (en) 2018-10-22 2021-09-07 Vdyne, Inc. Guidewire delivery of transcatheter heart valve
US11370880B1 (en) * 2018-10-30 2022-06-28 Florida Atlantic University Board Of Trustees Growth factor-loaded elastic poly(xylitol-dodecanedioic acid) polymer for tissue engineering
US20220001083A1 (en) * 2018-11-27 2022-01-06 Balt Extrusion Method for the modification of a device surface by grafting a cd31-derived peptide onto the surface of said device
WO2020109833A1 (en) * 2018-11-27 2020-06-04 Institut National De La Sante Et De La Recherche Medicale (Inserm) Method for the modification of a substrate surface by grafting a peptide onto the surface of said substrate
US11253359B2 (en) 2018-12-20 2022-02-22 Vdyne, Inc. Proximal tab for side-delivered transcatheter heart valves and methods of delivery
US11185409B2 (en) 2019-01-26 2021-11-30 Vdyne, Inc. Collapsible inner flow control component for side-delivered transcatheter heart valve prosthesis
US11273032B2 (en) 2019-01-26 2022-03-15 Vdyne, Inc. Collapsible inner flow control component for side-deliverable transcatheter heart valve prosthesis
EP4215223A1 (en) * 2019-03-01 2023-07-26 DSM IP Assets B.V. Medical implant component comprising a composite biotextile and method of making
EP4364706A2 (en) 2019-03-05 2024-05-08 Vdyne, Inc. Tricuspid regurgitation control devices for orthogonal transcatheter heart valve prosthesis
US11173027B2 (en) 2019-03-14 2021-11-16 Vdyne, Inc. Side-deliverable transcatheter prosthetic valves and methods for delivering and anchoring the same
US11076956B2 (en) 2019-03-14 2021-08-03 Vdyne, Inc. Proximal, distal, and anterior anchoring tabs for side-delivered transcatheter mitral valve prosthesis
AU2020267390A1 (en) 2019-05-04 2021-11-11 Vdyne, Inc. Cinch device and method for deployment of a side-delivered prosthetic heart valve in a native annulus
CN110237311B (zh) * 2019-06-18 2022-04-15 郑州大学 一种聚多巴胺-外泌体核壳结构纳米颗粒、及其修饰后制得的血管支架材料和应用
JP2022544707A (ja) 2019-08-20 2022-10-20 ブイダイン,インコーポレイテッド 側方送達可能な経カテーテル人工弁の送達及び回収のデバイス及び方法
JP2022545728A (ja) 2019-08-26 2022-10-28 ブイダイン,インコーポレイテッド 側方送達可能な経カテーテル人工弁ならびにそれらを送達及び固定するための方法
CN110882423B (zh) * 2019-10-15 2021-11-02 杭州未名信科科技有限公司 一种抗生物污染的涂层及其制备方法、植入式医疗器械
CN110664509A (zh) * 2019-10-21 2020-01-10 南方医科大学 一种植入耳支架及其制备方法
US11234813B2 (en) 2020-01-17 2022-02-01 Vdyne, Inc. Ventricular stability elements for side-deliverable prosthetic heart valves and methods of delivery
CN111760077B (zh) * 2020-07-06 2021-03-30 四川大学 用于体外膜肺氧合(ecmo)的长效膜式氧合器中空纤维抗凝涂层及制备方法
CN112876722A (zh) * 2021-01-14 2021-06-01 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) 一种提高医疗器械表面生物相容性的中药涂层及其制备方法
CN112891642A (zh) * 2021-01-27 2021-06-04 文军 一种生物因子涂层支架及其制备方法
CN112933302B (zh) * 2021-02-02 2022-06-03 四川大学华西医院 基于中药厚朴的多功能生物医用涂层材料及其制备方法
CN112973461B (zh) * 2021-03-22 2021-12-28 上海交通大学 手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜及其制备与应用
CN113117157A (zh) * 2021-04-08 2021-07-16 复旦大学 表面生物功能化的医用骨螺钉及其制备方法及其应用
CN113546223A (zh) * 2021-06-22 2021-10-26 华南理工大学 利用多巴胺和重组水蛭素复合构建抗凝血表面涂层的方法
CN113413933A (zh) * 2021-07-02 2021-09-21 山东大学第二医院 一种基于玻璃微球的微流控芯片及其应用
BR102021017465A2 (pt) * 2021-09-02 2023-03-14 Labcor Laboratórios Ltda. Método para produção de tecido conjuntivo colágeno preservado, tecido conjuntivo colágeno, seus usos e kit para implante em tecido
CN113713172B (zh) * 2021-09-08 2023-04-11 深圳清华大学研究院 原位促内皮化涂层及其制备方法
DE102021123779A1 (de) 2021-09-14 2023-03-16 Eberhard Karls Universität Tübingen Medizinische Fakultät, Anstalt des öffentlichen Rechts Besiedelung von Oberflächen mit biologischen Zellen
CN113940923B (zh) * 2021-09-30 2023-04-25 东华大学 一种智能释放药物的柔性纤维药盒及其制备和应用
CN113908346B (zh) * 2021-11-12 2023-03-07 上海交通大学 一种放射性管腔支架及其制备方法
WO2023099932A1 (en) 2021-12-03 2023-06-08 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Cd31 mimetic coating for endovascular stent
CN114288479A (zh) * 2021-12-30 2022-04-08 智享生物(苏州)有限公司 一种基于超分子自组装的细胞粘附材料及其制备方法
CN115010974B (zh) * 2022-05-11 2023-01-20 四川大学 耐弯折黑色素涂覆聚酰亚胺薄膜及其制备方法
CN115197899B (zh) * 2022-07-20 2023-06-30 淮阴工学院 一种可调控内皮祖细胞分化趋势涂覆层的制备方法
CN115626860A (zh) * 2022-09-19 2023-01-20 西安近代化学研究所 一种分子钙钛矿型含能化合物的包覆方法
CN115651881B (zh) * 2022-12-27 2023-03-28 广州傲农生物科技有限公司 一种益生菌复合菌液、制备方法及其应用
CN116212121A (zh) * 2023-04-25 2023-06-06 四川大学华西医院 一种铜氨络合物-多巴胺-肝素抗菌抗凝透析导管及其制备方法
CN117398528B (zh) * 2023-10-31 2024-05-14 广州曼翔医药有限公司 中耳通气引流管及其制备方法和应用
CN117582556B (zh) * 2024-01-19 2024-03-19 广州瑞泰生物科技有限公司 一种减少生物医用材料抗原性的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003526477A (ja) 2000-03-15 2003-09-09 オーバス メディカル テクノロジーズ インク. 内皮細胞接着を促進するコーティング
CN104069547A (zh) 2014-07-24 2014-10-01 吉林大学 一种复合血管支架
CN104758985A (zh) 2015-03-20 2015-07-08 西南交通大学 一种捕获内皮祖细胞EPCs的新型抗凝血支架涂层的制备方法
JP2016508776A (ja) 2013-02-04 2016-03-24 ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ,インコーポレイティドW.L. Gore & Associates, Incorporated 基板用コーティング

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5443955A (en) 1989-01-27 1995-08-22 Australian Membrane And Biotechnology Research Institute Receptor membranes and ionophore gating
CA2074304C (en) * 1991-08-02 1996-11-26 Cyril J. Schweich, Jr. Drug delivery catheter
US5443953A (en) * 1993-12-08 1995-08-22 Immunomedics, Inc. Preparation and use of immunoconjugates
US20050271701A1 (en) * 2000-03-15 2005-12-08 Orbus Medical Technologies, Inc. Progenitor endothelial cell capturing with a drug eluting implantable medical device
US20160287708A9 (en) * 2000-03-15 2016-10-06 Orbusneich Medical, Inc. Progenitor Endothelial Cell Capturing with a Drug Eluting Implantable Medical Device
AU2002237706A1 (en) * 2000-11-06 2002-05-27 Terry Y. Shibuya Bioactive surgical suture
WO2008011613A2 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 Orbusneich Medical, Inc. Bioabsorbable polymeric medical device
WO2008049108A1 (en) * 2006-10-19 2008-04-24 Northwestern University Surface-independent, surface-modifying, multifunctional coatings and applications thereof
US8017050B2 (en) 2008-07-10 2011-09-13 Board Of Regents The University Of Texas System Water purification membranes with improved fouling resistance
WO2011005258A1 (en) 2009-07-09 2011-01-13 Board Of Regents, The University Of Texas System Polymer deposition and modification of membranes for fouling resistance
CN102648988A (zh) * 2011-02-28 2012-08-29 刘斌 Cd34抗体包被支架的制备方法
US8784895B2 (en) * 2011-03-15 2014-07-22 Northwestern University Multifunctional metal nanoparticles having a polydopamine-based surface and methods of making and using the same
US20140257473A1 (en) 2012-10-22 2014-09-11 Nalini Marie Rajamannan Methods for inhibiting stenosis, obstruction, or calcification of a stented heart valve or bioprosthesis
US9272075B2 (en) * 2013-02-04 2016-03-01 W.L. Gore & Associates, Inc. Coating for substrate
WO2016025922A1 (en) 2014-08-14 2016-02-18 Dana-Farber Cancer Institute, Inc. Coated particles for drug delivery
KR20160100057A (ko) * 2015-02-13 2016-08-23 한국과학기술연구원 카테콜기를 함유한 접착 유도체가 도입된 생체 적합성 고분자로 표면 개질된 생체 재료 및 그 제조 방법
WO2016183421A1 (en) * 2015-05-13 2016-11-17 Boston Scientific Scimed, Inc. Drug coated medical devices
EP3609434A4 (en) 2017-04-13 2020-11-25 OrbusNeich Medical Pte. Ltd. MEDICAL DEVICES COATED WITH POLYDOPAMINE AND ANTIBODIES

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003526477A (ja) 2000-03-15 2003-09-09 オーバス メディカル テクノロジーズ インク. 内皮細胞接着を促進するコーティング
JP2016508776A (ja) 2013-02-04 2016-03-24 ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ,インコーポレイティドW.L. Gore & Associates, Incorporated 基板用コーティング
CN104069547A (zh) 2014-07-24 2014-10-01 吉林大学 一种复合血管支架
CN104758985A (zh) 2015-03-20 2015-07-08 西南交通大学 一种捕获内皮祖细胞EPCs的新型抗凝血支架涂层的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Braz J Cardiovasc Surg,2015年,Vol.30, No.2,pp.159-163

Also Published As

Publication number Publication date
CN115137880A (zh) 2022-10-04
EP3609434A4 (en) 2020-11-25
WO2018191681A1 (en) 2018-10-18
US20210386916A1 (en) 2021-12-16
CN110545754A (zh) 2019-12-06
US20180296732A1 (en) 2018-10-18
CN110545754B (zh) 2022-06-28
EP3609434A1 (en) 2020-02-19
CN115137880B (zh) 2024-05-03
US11129926B2 (en) 2021-09-28
JP2023017932A (ja) 2023-02-07
JP2020516386A (ja) 2020-06-11
CA3059800A1 (en) 2018-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7174712B2 (ja) ポリドーパミンおよび抗体でコーティングされた医療機器
JP5859179B2 (ja) 内皮細胞接着を促進するコーティング
CA2563329C (en) Medical device with coating for capturing genetically-altered cells and methods for using same
EP1471853B1 (en) Medical device with coating that promotes endothelial cell adherence and differentiation
US20070196422A1 (en) Medical device with coating that promotes endothelial cell adherence and differentiation
US20130172988A1 (en) Medical device with coating that promotes endothelial cell adherence and differentiation
US20050025752A1 (en) Medical device with coating for capturing genetically-altered cells and methods for using same
JP2009515659A (ja) 薬剤溶出式の植設可能な医療デバイスによる前駆内皮細胞の捕捉方法
CN209662276U (zh) 医疗设备
KR20120103249A (ko) 혈관내피 전구세포를 선택적으로 포획할 수 있는 스텐트 및 이의 제조 방법
Khanna Fabrication of human serum albumin film for enhanced hemocompatibility and mitigation of neointimal hyperplasia under physiologically relevant flow shear conditions
Boulanger Directional Conjugation of Antibodies to Capture Circulating Cells
Benvenuto Self-Assembled Monolayer-Based Surface Modification of Stainless Steel for Oriented Antibody Immobilization: Towards Improved Stent Biocompatibility

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210409

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210409

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220308

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220905

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221018

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7174712

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150