KR101910204B1 - 다공성 재료, 제조 방법 및 용도 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 다공성 재료, 이러한 다공성 재료 형성 방법, 이러한 다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기, 및 이러한 생체적합성 삽입형 기기를 제조하는 방법을 개시한다.

Description

다공성 재료, 제조 방법 및 용도 {POROUS MATERIALS, METHODS OF MAKING AND USES}
관련 출원
본 출원은 2010년 5월 10일자 미국 특허 가출원 제61/333,120호를 우선권으로 주장하고, 상기 가출원은 본 명세서에 구체적인 참조로 포함된다.
배경
다공성 재료는 생명의료, 산업 및 가정 적용분야에서 널리 사용된다. 생명의료 분야에서, 다공성 재료는 조직 공학/재생용 지지체 (주형), 상처 드레싱, 약물 방출 매트릭스(matrix), 분리 및 여과용 막, 멸균 필터, 인공 신장, 흡수제, 지혈 장치 등으로서 사용되어 왔다. 다양한 산업 및 가정 적용분야에서, 다공성 재료는 절연재, 포장재, 충격 흡수재, 액체 또는 기체 흡수제, 막, 필터 등으로서 사용되어 왔다.
삽입형 의료 기기(implantable medical device)는 흔히 이물 반응(foreign body response)을 유발하는데, 이물 반응은 삽입물(implant) 주위의 무혈관성 섬유성 피막(fibrous capsule)의 형성을 초래하고, 이는 기기의 성능을 제한한다. 예를 들어, 이러한 섬유성 피막의 형성은 피막구축(capsular contracture)을 초래할 수 있는데, 이는 삽입된 기기를 둘러싸는 피막이 죄어들고 단단해지는 것이다. 피막구축은 삽입물이 위치하는 영역 주변의 미적 외관을 손상시킬 뿐만 아니라, 개인에게 통증을 야기한다. 피막 형성 및 구축과 관련된 문제는 예를 들어, 심장박동기, 정형외과적 관절 보형물, 경막 대체물, 삽입형 심장 제세동기, 조직 확장기, 및 보형, 재건 또는, 미적 목적을 위하여 사용되는 조직 삽입물, 예컨대 유방 삽입물, 근육 삽입물, 또는 흉터형성을 감소시키거나 방지하는 삽입물과 같은 여러 유형의 삽입형 의료 기기에서 발생한다. 피막구축의 교정은 피막의 수술적 제거 또는 박리(release), 또는 기기 자체의 제거 및 가능한 대체를 필요로 할 수 있다.
상처 또는 절개 수술의 치유에서의 흉터 조직 형성 또한 섬유성 조직의 형성을 포함하는 과정이다. 가시적 흉터가 이러한 치유 과정으로부터 초래되는데, 왜냐하면 섬유성 조직이 한 방향으로 정렬되기 때문이다. 그러나 흉터 형성을 방지하는 것이 흔히 미적으로 바람직한데, 특히 특정 유형의 성형 수술에서 그러하다.
삽입형 의료 기기에 대한 생체 반응 및 상처 치유는 삽입물 표면의 미세구조에 의존적인 것으로 보인다. 특히 매끄러운 표면을 가지는 삽입물이 피막 형성 및 구축에 가장 취약하다. 피막 형성 및 구축을 감소시키는 한 방법은 삽입형 의료 기기의 표면을 거칠게 하는 것이다. 이러한 방법에서, 거친(textured) 표면이 기기의 표면에 자국을 남겨 "언덕" 및 "골" 구조를 형성한다. 예를 들어, 미국 특허 제4,960,425호, Textured Surface Prosthesis Implants; 미국 특허 제5,022,942호, Method of Making Textured Surface Prosthesis Implants를 참조하라. 그러나, 상기 방식으로 거칠어진 삽입형 의료 기기에서 여전히 피막구축이 일어날 수 있다.
그러므로, 섬유성 피막의 형성이 감소하거나 방지되는 방식으로 제조된 삽입형 의료 기기에 대한 필요가 계속하여 존재한다. 본 출원서는 다공성 재료, 상기 다공성 재료를 제조하는 방법, 이러한 다공성 재료를 포함하는 삽입형 의료 기기, 및 이러한 삽입형 의료 기기를 제조하는 방법을 개시한다. 다공성 재료는 삽입형 의료 기기 내부 및 주위에서 세포 내향성장(ingrowth)을 촉진하고, 예를 들어 피막구축과 같은 이물 반응을 감소시키거나 방지하며 또한 상처 치유로부터 초래되는 흉터를 감소시키거나 방지한다.
따라서, 본 명세서의 양태는 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료를 개시한다.
본 명세서의 다른 양태는 다공성 재료를 형성하는 방법을 개시하고, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다: a) 포로겐(porogen)을 용융시켜 용융 포로겐을 포함하는 포로겐 지지체(scaffold)를 형성하는 단계; b) 포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스(base)로 코팅하여 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 형성하는 단계; c) 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하는 단계; 및 d) 포로겐 지지체를 제거하는 단계, 여기서 포로겐 지지체 제거는 다공성 재료를 생성하고, 상기 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함한다.
본 명세서의 또 다른 양태는 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료를 개시하고, 여기서 다공성 재료는 다음 단계를 포함하는 방법으로 제조된다: a) 포로겐을 용융시켜 용융 포로겐을 포함하는 포로겐 지지체를 형성하는 단계; b) 포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하여 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 형성하는 단계; c) 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하는 단계; 및 d) 포로겐 지지체를 제거하는 단계, 여기서 포로겐 지지체 제거는 다공성 재료를 생성하고, 상기 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 삼차원의 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함한다.
본 명세서의 또 다른 양태는 다공성 재료의 층을 포함하는 생체적합성 삽입형 기기를 개시한다. 상기 다공성 재료는 본 명세서에 개시된 방법에 의하여 제조될 수 있다.
본 명세서의 또 다른 양태는 생체적합성 삽입형 기기를 제조하는 방법을 개시하고, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다: a) 다공성 재료를 수용하도록 생체적합성 삽입형 기기의 표면을 준비하는 단계; b) 다공성 재료를 생체적합성 삽입형 기기의 준비된 표면에 부착시키는 단계. 상기 다공성 재료는 본 명세서에 개시된 방법에 의하여 제조될 수 있다.
도 1A 및 1B는 각각 본 발명에 따른 재료의 200X 배율 및 350X 배율 주사 전자 현미경 사진이다.
도 2A, 2B, 2C 및 2D는 각각 본 발명의 다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기의 평면도, 측면도 및 단면도들을 나타낸다.
도 3A, 3B, 3C 및 3D는 각각 그 일부가 본 발명의 다공성 재료를 포함하는 또 다른 생체적합성 삽입형 기기의 평면도, 측면도 및 단면도들을 나타낸다.
도 4A, 4B, 4C 및 4D는 각각 그 일부가 본 발명의 다공성 재료를 포함하는 또 다른 생체적합성 삽입형 기기의 평면도, 측면도 및 단면도들을 나타낸다.
상세한 설명
이제 도 1A 및 1B로 돌아가면, 본 발명에 따른 재료(10)의 200x 및 350X 배율 주사 전자 현미경 사진이 제공된다.
보는 바와 같이, 재료(10)는 상호연결된 스트러트(strut)(11)에 의하여 한정된 상호연결된 공동(cavity), 개방 영역 또는 기공을 포함하는 고도로 다공성인 재료이다. 재료(10)의 고도로 상호연결된 기공 구조는, 예를 들어 세포 이동, 세포 증식, 세포 분화, 영양소 교환, 및/또는 노폐물 제거를 용이하게 하여, 재료(10)로의 조직 내향성장을 유리하게 한다. 상호연결된 기공 구조는 세포 침윤 및 성장을 촉진하고, 이는 피막 형성에서 세포 및 콜라겐의 평면 배열을 방해할 수 있다. 유리하게도, 본 발명의 재료는 고도로 상호연결된 다공성의 개방 구조를 가지는데, 이는 다공성 재료의 기계적 강도를 희생하지 않고 달성된다. 즉, 재료의 경도, 인장강도, 연신, 인열강도, 마모 및 저항성이 보존된다.
도 2A-2D는 본 명세서의 다공성 재료(10)로 피복된 대표적인 생체적합성 삽입형 기기를 도해한다. 도 2A는 다공성 재료(10)로 피복된 삽입형 기기의 평면도이다. 도 2B는 삽입형 기기(10)의 아랫면(12) 및 삽입형 기기(10)의 윗면(14)을 나타내기 위한, 다공성 재료(10)로 피복된 삽입형 기기의 측면도이다. 도 2C 및 2D는 삽입형 기기(16), 내부 표면(22)과 외부 표면(24)를 포함하는 다공성 재료 층(20)을 나타내기 위한, 다공성 재료(10)로 피복된 생체적합성 삽입형 기기의 단면도를 도해하고, 여기서 내부 표면(22)이 삽입형 기기 표면(18)에 부착된다. 기기 상에 다공성 재료가 존재하기 때문에, 피막구축 또는 흉터형성을 초래할 수 있는 섬유성 피막의 형성이 감소하거나 방지될 것이다.
도 3A-3D는 본 명세서의 또 다른 대표적인 다공성 재료 쉘(10)을 도해한다. 도 3A는 재료 쉘(10)의 평면도이다. 도 2B는 재료 쉘(10)의 아랫면(12) 및 재료 쉘(10)의 윗면(14)을 나타내기 위한, 재료 쉘(10)의 측면도이다. 도 3C는 생체적합성 삽입형 기기가 추후 끼워질 수 있는 구멍(16)을 나타내기 위한, 재료 쉘(10)의 저면도이다. 도 3D는 구멍(16), 재료 쉘(10)의 내부 표면(20) 및 재료 쉘(10)의 외부 표면(22)을 나타내기 위한, 재료 쉘(10)의 단면도를 도해한다.
도 4A-4D는 본 명세서의 다공성 재료(10)로 피복된 또 다른 대표적인 생체적합성 삽입형 기기를 도해한다. 도 4A는 다공성 재료(10)로 피복된 삽입형 기기의 평면도이다. 도 4B는 삽입형 기기(10)의 아랫면(12) 및 삽입형 기기(10)의 윗면(14)를 나타내기 위한, 다공성 재료(10)로 피복된 삽입형 기기의 측면도이다. 도 4C는 구멍(16) 및 삽입형 기기(18)를 나타내기 위한, 다공성 재료(10)로 피복된 생체적합성 삽입형 기기의 저면도이다. 도 4D는 삽입형 기기(18), 내부 표면(22)과 외부 표면(24)을 포함하는 다공성 재료 층(20)을 나타내기 위한, 다공성 재료(10)로 피복된 생체적합성 삽입형 기기의 단면도를 도해하고, 여기서 내부 표면(22)이 삽입형 기기 표면(19)에 부착된다. 생체적합성 삽입형 기기의 기기 표면 상에 다공성 재료가 존재하기 때문에, 피막구축 또는 흉터형성을 초래할 수 있는 섬유성 피막의 형성이 감소하거나 방지될 것이다.
본 발명의 한 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기의 구성요소로서 유용하고, 피막구축 발생 감소 또는 방지, 및/또는 흉터 형성 감소 또는 방지를 달성할 수 있는 다공성 재료가 제공된다.
더욱이, 미끄러짐 또는 원하지 않는 움직임을 막기 위하여, 생체적합성 삽입형 기기를 주위 조직에 고정시키는 것이 흔히 중요하다. 예를 들어, 미끄러짐 또는 임의의 다른 원하지 않는 움직임을 막기 위하여 안면 및 유방 삽입물을 적소에 단단히 고정시키는 것이 중요하다. 그러므로, 본 명세서에 개시된 다공성 재료, 생체적합성 삽입형 기기 제조에서 이의 적용, 그리고 다른 양태가 생체적합성 삽입형 기기 고정에 유용하다.
본 명세서에 개시된 다공성 재료는 동물, 예를 들어 포유류, 예를 들어 인간의 연조직에 이식될 수 있다. 이러한 다공성 재료가 동물 생체의 연조직에 완전히 삽입될 수 있고 (즉, 전체 재료가 생체 내에 있음), 또는 기기가 동물 생체에 부분적으로 삽입될 수 있다 (즉, 재료의 일부만이 동물 생체 내에 삽입되고, 재료의 나머지는 동물 생체의 외부에 위치함). 본 명세서에 개시된 다공성 재료는 또한 한 가지 이상의 동물 연조직, 예를 들어, 동물 생체의 피부에 부착될 수 있다. 예를 들어, 섬유성 조직이 정렬하는 것을 방지하고 이에 따라 흉터 형성을 감소시키거나 방지하도록, 다공성 재료의 스트립(strip)이 치유되는 상처 또는 절개 아래에 피하로 위치될 수 있다.
본 명세서는, 부분적으로, 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료를 개시한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "비분해성(non-degradable)"은 숙주에 삽입되는 동안 실질적이거나 현저한 정도로 분해, 분열, 또는 붕괴되는 경향이 없는 재료를 지칭한다. 실질적인 비분해의 비제한적 예에는 측정 기간에 걸쳐 다공성 재료의 10% 미만 분해, 측정 기간에 걸쳐 다공성 재료의 5% 미만 분해, 측정 기간에 걸쳐 다공성 재료의 3% 미만 분해, 측정 기간에 걸쳐 다공성 재료의 1% 미만 분해가 포함된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "생체적합성(biocompatible)"은 숙주에 원하는 정도로 편입되며 숙주에서 임의의 바람직하지 않은 국소 또는 전신 효과를 이끌어 내지 않고 의도한 기능을 수행하는 재료의 능력을 지칭한다.
한 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 실질적으로 비분해성이다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 오 년, 약 십 년, 약 15 년, 약 20 년, 약 25 년, 약 30 년, 약 35 년, 약 40 년, 약 45 년, 또는 약 50 년 동안 실질적으로 비분해성이다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 오 년, 최소 십 년, 최소 15 년, 최소 20 년, 최소 25 년, 최소 30 년, 최소 35 년, 최소 40 년, 최소 45 년, 또는 최소 50 년 동안 실질적으로 비분해성이다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 오 년, 약 십 년, 약 15 년, 약 20 년, 약 25 년, 약 30 년, 약 35 년, 약 40 년, 약 45 년, 또는 약 50 년 동안에 걸쳐 5% 미만 분해, 3% 미만 분해, 또는 1% 미만 분해를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 오 년, 최소 십 년, 최소 15 년, 최소 20 년, 최소 25 년, 최소 30 년, 최소 35 년, 최소 40 년, 최소 45 년, 또는 최소 50 년 동안에 걸쳐 5% 미만 분해, 3% 미만 분해, 또는 1% 미만 분해를 나타낸다.
또 다른 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 실질적으로 생체적합성이다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 오 년, 최소 십 년, 최소 15 년, 최소 20 년, 최소 25 년, 최소 30 년, 최소 35 년, 최소 40 년, 최소 45 년, 또는 최소 50 년 동안 실질적으로 생체적합성이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "엘라스토머(elastomer)" 또는 "탄성 고분자(elastic polymer)"는 주위 온도에서 유리 전이 온도(Tg) 위에 존재하여 점탄성의 특성을 부여하고 따라서 상당한 분절 움직임이 가능한 무정형 고분자를 지칭하고, 제한 없이, 탄소계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머, 열경화성 엘라스토머, 및 열가소성 엘라스토머를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "주위 온도"는 약 18℃ 내지 약 22℃의 온도를 지칭한다. 천연으로 발생하거나 합성으로 제조된 엘라스토머는 보통 탄소, 수소, 산소, 및/또는 실리콘으로 이루어지는 단량체를 포함하는데, 단량체는 서로 연결되어 긴 고분자 사슬을 형성한다. 비록 비공유적으로 가교된 엘라스토머가 공지이기는 하지만, 엘라스토머는 전형적으로 서로 공유적으로 가교된다. 엘라스토머는 분해성, 실질적으로 비분해성, 또는 비분해성인 동종중합체 또는 공중합체일 수 있다. 공중합체는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체, 및/또는 이들의 혼합일 수 있다. 다른 고분자 종류와는 달리, 엘라스토머는 가해진 응력을 분배하기 위하여 스스로를 재배치하여 파괴되지 않고 원래 길이의 수 배로 신장될 수 있으며, 가교가 응력 제거 시 엘라스토머가 원래 배치로 되돌아 갈 것을 보장한다. 엘라스토머는 비-의료 등급 엘라스토머 또는 의료 등급 엘라스토머일 수 있다. 의료 등급 엘라스토머는 전형적으로 세 범주로 나뉜다: 삽입 불가능, 단기간 삽입 가능 및 장기간 삽입 가능. 대표적인 실질적으로 비분해성 및/또는 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머에는, 제한 없이, 브로모 이소부틸렌 이소프렌(BIIR), 폴리부타디엔(BR), 클로로 이소부틸렌 이소프렌(CIIR), 폴리클로로프렌(CR), 클로로설폰화 폴리에틸렌(CSM), 에틸렌 프로필렌(EP), 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 플루오르화 탄화수소(FKM), 플루오로 실리콘(FVQM), 수소화 니트릴 부타디엔(HNBR), 폴리이소프렌(IR), 이소부틸렌 이소프렌 부틸(IIR), 메틸 비닐 실리콘(MVQ), 아크릴로니트릴 부타디엔(NBR), 폴리우레탄(PU), 스티렌 부타디엔(SBR), 스티렌 에틸렌/부틸렌 스티렌(SEBS), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리실록산(SI), 및 아크릴로니트릴 부타디엔 카르복시 단량체(XNBR)가 포함된다.
본 명세서는, 부분적으로, 실리콘계 엘라스토머인 엘라스토머를 개시한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "실리콘계 엘라스토머"는, 예를 들어, 메틸 비닐 실리콘, 폴리디메틸실록산, 또는 폴리실록산과 같은 임의의 실리콘 함유 엘라스토머를 지칭한다. 실리콘계 엘라스토머는 고온 가황(HTV) 실리콘 또는 실온 가황(RTV)일 수 있다. 실리콘계 엘라스토머는 비-의료 등급 실리콘계 엘라스토머 또는 의료 등급 실리콘계 엘라스토머일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "의료 등급 실리콘계 엘라스토머"는 미국약전(USP)에 의하여 최소 Class V로 승인된 실리콘계 엘라스토머를 지칭한다. 의료 등급 실리콘계 엘라스토머는 전형적으로 세 범주로 나뉜다: 삽입 불가능, 단기간 삽입 가능 및 장기간 삽입 가능.
따라서, 한 구체예에서, 엘라스토머는 의료 등급 엘라스토머다. 이 구체예의 양태에서, 의료 등급 엘라스토머는, 예를 들어, 의료 등급 탄소계 엘라스토머, 의료 등급 실리콘계 엘라스토머, 의료 등급 열경화성 엘라스토머, 또는 의료 등급 열가소성 엘라스토머다. 이 구체예의 다른 양태에서, 엘라스토머는, 예를 들어, 의료 등급, 장기간 삽입 가능, 탄소계 엘라스토머, 의료 등급, 장기간 삽입 가능, 실리콘계 엘라스토머, 의료 등급, 장기간 삽입 가능, 열경화성 엘라스토머, 또는 의료 등급, 장기간 삽입 가능, 열가소성 엘라스토머다. 또 다른 양태에서, 의료 등급 엘라스토머는, 예를 들어, 의료 등급 브로모 이소부틸렌 이소프렌, 의료 등급 폴리부타디엔, 의료 등급 클로로 이소부틸렌 이소프렌, 의료 등급 폴리클로로프렌, 의료 등급 클로로설폰화 폴리에틸렌, 의료 등급 에틸렌 프로필렌, 의료 등급 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체, 의료 등급 플루오르화 탄화수소, 의료 등급 플루오로 실리콘, 의료 등급 수소화 니트릴 부타디엔, 의료 등급 폴리이소프렌, 의료 등급 이소부틸렌 이소프렌 부틸, 의료 등급 메틸 비닐 실리콘, 의료 등급 아크릴로니트릴 부타디엔, 의료 등급 폴리우레탄, 의료 등급 스티렌 부타디엔, 의료 등급 스티렌 에틸렌/부틸렌 스티렌, 의료 등급 폴리디메틸실록산, 의료 등급 폴리실록산, 또는 의료 등급 아크릴로니트릴 부타디엔 카르복시 단량체이다.
또 다른 구체예에서, 엘라스토머는 실리콘계 엘라스토머다. 이 구체예의 한 양태에서, 실리콘계 엘라스토머는 의료 등급 실리콘계 엘라스토머다. 이 구체예의 양태에서, 의료 등급 실리콘계 엘라스토머는, 예를 들어, 최소 USP Class V 실리콘계 엘라스토머, 최소 USP Class VI 실리콘계 엘라스토머, 또는 USP Class VII 실리콘계 엘라스토머다. 또 다른 양태에서, 의료 등급 실리콘계 엘라스토머는 장기간 삽입 가능 실리콘계 엘라스토머다. 또 다른 양태에서, 의료 등급 실리콘계 엘라스토머는, 예를 들어, 의료 등급, 장기간 삽입 가능, 메틸 비닐 실리콘, 의료 등급, 장기간 삽입 가능, 폴리디메틸실록산, 또는 의료 등급, 장기간 삽입 가능, 폴리실록산이다.
엘라스토머는 점탄성의 특성을 가진다. 점탄성은 변형(deformation)을 겪을 때 점성 및 탄성 특징을 모두 나타내는 재료의 특성이다. 점성 재료는 응력(stress)이 가해질 때 시간이 흐름에 따라 선형으로 전단 흐름 및 변형률(strain)에 저항한다. 탄성 재료는 신장 시 즉각적으로 전단변형하고, 응력이 제거되면 원래 상태로 즉시 되돌아간다. 점탄성 재료는 이러한 두 가지 특성의 요소를 가지고, 그러므로, 시간 의존성 변형률을 나타낸다. 점탄성 재료는 다음 특성을 가진다: 1) 이력현상(hysteresis), 또는 기억(memory)이 응력-변형률 곡선에 나타난다; 2) 응력 이완이 일어난다: 일정 변형률이 응력 감소를 일으킨다; 그리고 3) 크리프(creep)가 일어난다: 일정 응력이 변형률 증가를 일으킨다. 엘라스토머의 점탄성은 엘라스토머를 다른 종류의 고분자와 구별하는, 연신, 인장강도, 전단 강도 압축 계수, 및 경도를 포함하는 독특한 세트의 특성을 부여한다.
본 명세서는, 부분적으로, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료를 개시한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "매트릭스" 또는 "엘라스토머 매트릭스"는 "경화된 엘라스토머"와 동의어이고, 경화된 상태에서 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머로 구성된 삼차원 구조 골격을 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "실리콘계 엘라스토머 매트릭스"는 "경화된 실리콘계 엘라스토머"와 동의어이고, 경화된 상태에서 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 실리콘계 엘라스토머로 구성된 삼차원 구조 골격을 지칭한다.
상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 변형에 대한 높은 저항을 나타낸다. 변형에 대한 저항은 응력에 노출된 후 원래 형태를 유지하는 엘라스토머 재료의 능력이고, 엘라스토머 재료의 원래 형태(L0)를 응력으로부터 해방된 후 엘라스토머 재료의 형태(LR)로 나누고 100을 곱하여 계산될 수 있다.
한 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 변형에 대한 높은 저항을 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 100%, 약 99%, 약 98%, 약 97%, 약 96%, 약 95%, 약 94%, 약 93%, 약 92%, 약 91%, 약 90%, 약 89%, 약 88%, 약 87%, 약 86%, 또는 약 85%의 변형에 대한 저항을 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 99%, 최소 98%, 최소 97%, 최소 96%, 최소 95%, 최소 94%, 최소 93%, 최소 92%, 최소 91%, 최소 90%, 최소 89%, 최소 88%, 최소 87%, 최소 86%, 또는 최소 85%의 변형에 대한 저항을 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 99%, 최대 98%, 최대 97%, 최대 96%, 최대 95%, 최대 94%, 최대 93%, 최대 92%, 최대 91%, 최대 90%, 최대 89%, 최대 88%, 최대 87%, 최대 86%, 또는 최대 85%의 변형에 대한 저항을 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 85% 내지 약 100%, 약 87% 내지 약 100%, 약 90% 내지 약 100%, 약 93% 내지 약 100%, 약 95% 내지 약 100%, 또는 약 97% 내지 약 100%의 변형에 대한 저항을 나타낸다.
상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 높은 탄성 연신을 나타낸다. 연신(elongation)은 인장응력하에 신장될 때 야기되는 유형의 변형이다. 변형은 간단히 응력하에 겪는 임의의 형태 변화이다. 엘라스토머 재료의 연신 특성은 연신 백분율(percent elongation)로 표현될 수 있는데, 이는 연신된 후 엘라스토머의 길이(L)를 엘라스토머의 원래 길이(L0)로 나누고 100을 곱하여 계산된다. 더욱이, 이러한 탄성 연신은 가역적이다. 가역적 연신은 엘라스토머 재료가 인장응력으로부터 해방된 후 원리 길이로 돌아가는 능력이고, 엘라스토머 재료의 원래 길이(L0)를 인장응력으로부터 해방된 후 엘라스토머 재료의 길이(LR)로 나누고 100을 곱하여 계산될 수 있다.
한 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 높은 탄성 연신을 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 50%, 약 80%, 약 100%, 약 200%, 약 300%, 약 400%, 약 500%, 약 600%, 약 700%, 약 800%, 약 900%, 약 1000%, 약 1100%, 약 1200%, 약 1300%, 약 1400%, 약 1500%, 약 1600%, 약 1700%, 약 1800%, 약 1900%, 또는 약 2000%의 탄성 연신을 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 50%, 최소 80%, 최소 100%, 최소 200%, 최소 300%, 최소 400%, 최소 500%, 최소 600%, 최소 700%, 최소 800%, 최소 900%, 최소 1000%, 최소 1100%, 최소 1200%, 최소 1300%, 최소 1400%, 최소 1500%, 최소 1600%, 최소 1700%, 최소 1800%, 최소 1900%, 또는 최소 2000%의 탄성 연신을 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 50%, 최대 80%, 최대 100%, 최대 200%, 최대 300%, 최대 400%, 최대 500%, 최대 600%, 최대 700%, 최대 800%, 최대 900%, 최대 1000%, 최대 1100%, 최대 1200%, 최대 1300%, 최대 1400%, 최대 1500%, 최대 1600%, 최대 1700%, 최대 1800%, 최대 1900%, 또는 최대 2000%의 탄성 연신을 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 50% 내지 약 600%, 약 50% 내지 약 700%, 약 50% 내지 약 800%, 약 50% 내지 약 900%, 약 50% 내지 약 1000%, 약 80% 내지 약 600%, 약 80% 내지 약 700%, 약 80% 내지 약 800%, 약 80% 내지 약 900%, 약 80% 내지 약 1000%, 약 100% 내지 약 600%, 약 100% 내지 약 700%, 약 100% 내지 약 800%, 약 100% 내지 약 900%, 약 100% 내지 약 1000%, 약 200% 내지 약 600%, 약 200% 내지 약 700%, 약 200% 내지 약 800%, 약 200% 내지 약 900%, 또는 약 200% 내지 약 1000%의 탄성 연신을 나타낸다.
또 다른 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 가역적 연신을 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 100%, 약 99%, 약 98%, 약 97%, 약 96%, 약 95%, 약 94%, 약 93%, 약 92%, 약 91%, 약 90%, 약 89%, 약 88%, 약 87%, 약 86%, 또는 약 85%의 가역적 탄성 연신을 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 99%, 최소 98%, 최소 97%, 최소 96%, 최소 95%, 최소 94%, 최소 93%, 최소 92%, 최소 91%, 최소 90%, 최소 89%, 최소 88%, 최소 87%, 최소 86%, 또는 최소 85%의 가역적 탄성 연신을 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 99%, 최대 98%, 최대 97%, 최대 96%, 최대 95%, 최대 94%, 최대 93%, 최대 92%, 최대 91%, 최대 90%, 최대 89%, 최대 88%, 최대 87%, 최대 86%, 또는 최대 85%의 가역적 탄성 연신을 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 85% 내지 약 100%, 약 87% 내지 약 100%, 약 90% 내지 약 100%, 약 93% 내지 약 100%, 약 95% 내지 약 100%, 또는 약 97% 내지 약 100%의 가역적 탄성 연신을 나타낸다.
일부 구체예에 따른 다공성 재료는, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하고 낮은 탄성계수를 나타낸다. 탄성계수(elastic modulus 또는 modulus of elasticity)는 엘라스토머 재료가 변형에 저항하는 능력, 또는, 반대로, 힘이 가해질 때 비영구적으로 변형되는 물체의 경향을 지칭한다. 물체의 탄성계수는 탄성 변형 영역에서 응력-변형률 곡선의 기울기로 정의된다: λ= 응력/변형률, 여기서 λ는 파스칼로 표현된 탄성계수이고; 응력은 변형을 일으키는 힘을 힘이 가해지는 면적으로 나눈 것이며; 변형률은 응력에 의하여 야기된 변화 대 물체의 원래 상태의 비율이다. 응력이 어떻게 측정될지를 지정하는 것은, 방향을 포함하여, 여러 유형의 탄성계수가 정의되도록 한다. 세 가지 주요 탄성계수는 인장탄성계수(tensile modulus), 전단탄성계수(shear modulus), 및 체적탄성계수(bulk modulus)이다.
인장탄성계수(E) 또는 영률(Young's modulus)은 선형 변형률에 대한 물체의 반응, 또는 반대하는 힘이 축을 따라 가해질 때 축을 따라 변형되는 물체의 경향이다. 인장탄성계수는 인장응력 대 인장변형률의 비율로 정의된다. 인장탄성계수는 흔히 간단히 탄성계수로도 지칭된다. 전단탄성계수 또는 강성계수(modulus of rigidity)는 반대하는 힘이 작용할 때 전단변형하는 물체의 경향(일정 부피에서 형태의 변형)을 지칭한다. 전단탄성계수는 전단응력 나누기 전단변형률로 정의된다. 전단탄성계수는 점도의 유도물의 일부이다. 전단탄성계수는 표면 중 하나가 평행한 힘을 겪는 한편 반대쪽 면은 반대하는 힘(예컨대 마찰)을 겪을 때 고체의 변형에 관련된다. 체적탄성계수(K)는 부피 탄성(volumetric elasticity) 또는 균일한 압축에 대한 물체의 저항을 기술하고, 모든 방향에서 균일하게 부하를 받을 때 모든 방향에서 변형하는 물체의 경향이다. 체적탄성계수는 부피응력 나누기 부피변형률로 정의되고, 압축률(compressibility)의 역이다. 체적탄성계수는 영률의 삼차원 확장이다.
또 다른 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 낮은 인장탄성계수를 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 0.01 MPa, 약 0.02 MPa, 약 0.03 MPa, 약 0.04 MPa, 약 0.05 MPa, 약 0.06 MPa, 약 0.07 MPa, 약 0.08 MPa, 약 0.09 MPa, 약 0.1 MPa, 약 0.15 MPa, 약 0.2 MPa, 약 0.25 MPa, 약 0.3 MPa, 약 0.35 MPa, 약 0.4 MPa, 약 0.45 MPa, 약 0.5 MPa, 약 0.55 MPa, 약 0.6 MPa, 약 0.65 MPa, 또는 약 0.7 MPa의 인장탄성계수를 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 0.01 MPa, 최대 0.02 MPa, 최대 0.03 MPa, 최대 0.04 MPa, 최대 0.05 MPa, 최대 0.06 MPa, 최대 0.07 MPa, 최대 0.08 MPa, 최대 0.09 MPa, 최대 0.1 MPa, 최대 0.15 MPa, 최대 0.2 MPa, 최대 0.25 MPa, 최대 0.3 MPa, 최대 0.35 MPa, 최대 0.4 MPa, 최대 0.45 MPa, 최대 0.5 MPa, 최대 0.55 MPa, 최대 0.6 MPa, 최대 0.65 MPa, 또는 최대 0.7 MPa의 인장탄성계수를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 0.01 MPa 내지 약 0.1 MPa, 약 0.01 MPa 내지 약 0.2 MPa, 약 0.01 MPa 내지 약 0.3 MPa, 약 0.01 MPa 내지 약 0.4 MPa, 약 0.01 MPa 내지 약 0.5 MPa, 약 0.01 MPa 내지 약 0.6 MPa, 또는 약 0.01 MPa 내지 약 0.7 MPa의 인장탄성계수를 나타낸다.
또 다른 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 낮은 전단탄성계수를 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 0.1 MPa, 약 0.2 MPa, 약 0.3 MPa, 약 0.4 MPa, 약 0.5 MPa, 약 0.6 MPa, 약 0.7 MPa, 약 0.8 MPa, 약 0.9 MPa, 약 1 MPa, 약 1.5 MPa, 약 2 MPa, 약 2.5 MPa, 또는 약 3 MPa의 전단탄성계수를 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 0.1 MPa, 최대 0.2 MPa, 최대 0.3 MPa, 최대 0.4 MPa, 최대 0.5 MPa, 최대 0.6 MPa, 최대 0.7 MPa, 최대 0.8 MPa, 최대 0.9 MPa, 최대 1 MPa, 최대 1.5 MPa, 최대 2 MPa, 최대 2.5 MPa, 또는 최대 3 MPa의 전단탄성계수를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 0.1 MPa 내지 약 1 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 1.5 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 2 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 2.5 MPa, 또는 약 0.1 MPa 내지 약 3 MPa의 전단탄성계수를 나타낸다.
또 다른 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 낮은 체적탄성계수를 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 0.5 GPa, 약 0.6 GPa, 약 0.7 GPa, 약 0.8 GPa, 약 0.9 GPa, 약 1 GPa, 약 1.5 GPa, 약 2 GPa, 약 2.5 GPa, 약 3 GPa, 약 3.5 GPa, 약 4 GPa, 약 4.5 GPa, 또는 약 5 GPa의 체적탄성계수를 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 0.5 GPa, 최대 0.6 GPa, 최대 0.7 GPa, 최대 0.8 GPa, 최대 0.9 GPa, 최대 1 GPa, 최대 1.5 GPa, 최대 2 GPa, 최대 2.5 GPa, 최대 3 GPa, 최대 3.5 GPa, 최대 4 GPa, 최대 4.5 GPa, 또는 최대 5 GPa의 체적탄성계수를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 0.5 GPa 내지 약 5 GPa, 약 0.5 GPa 내지 약 1 GPa, 또는 약 1 GPa 내지 약 5 GPa의 체적탄성계수를 나타낸다.
상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 다른 고분자 종류에 비하여 높은 인장강도를 나타낸다. 다른 고분자 종류에는 엘라스토머로 분류되지 않는 임의의 다른 고분자가 포함된다. 인장강도는 세 가지 상이한 응력 최대값 정의 지점을 가진다. 항복강도(yield strength)는 재료 변형률이 탄성 변형으로부터 소성 변형으로 변화하여, 영구적으로 변형을 야기하는 응력을 지칭한다. 극한강도(ultimate strength)는 인장, 압축 또는 전단변형을 거칠 때 재료가 견딜 수 있는 최대 응력을 지칭한다. 극한 강도는 응력-변형률 곡선에서 최대 응력이다. 파괴강도(breaking strength)는 파열 지점에서 또는 재료가 분리될 때 응력-변형률 곡선상의 응력 좌표를 지칭한다.
또 다른 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 다른 고분자 종류에 비하여 높은 항복강도를 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 1 MPa, 약 5 MPa, 약 10 MPa, 약 20 MPa, 약 30 MPa, 약 40 MPa, 약 50 MPa, 약 60 MPa, 약 70 MPa, 약 80 MPa, 약 90 MPa, 약 100 MPa, 약 200 MPa, 약 300 MPa, 약 400 MPa, 약 500 MPa, 약 600 MPa, 약 700 MPa, 약 800 MPa, 약 900 MPa, 약 1000 MPa, 약 1500 MPa, 또는 약 2000 MPa의 항복강도를 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 1 MPa, 최소 5 MPa, 최소 10 MPa, 최소 20 MPa, 최소 30 MPa, 최소 40 MPa, 최소 50 MPa, 최소 60 MPa, 최소 70 MPa, 최소 80 MPa, 최소 90 MPa, 최소 100 MPa, 최소 200 MPa, 최소 300 MPa, 최소 400 MPa, 최소 500 MPa, 최소 600 MPa, 최소 700 MPa, 최소 800 MPa, 최소 900 MPa, 최소 1000 MPa, 최소 1500 MPa, 또는 최소 2000 MPa의 항복강도를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 1 MPa, 최대 5 MPa, 최대 10 MPa, 최대 20 MPa, 최대 30 MPa, 최대 40 MPa, 최대 50 MPa, 최대 60 MPa, 최대 70 MPa, 최대 80 MPa, 최대 90 MPa, 최대 100 MPa, 최대 200 MPa, 최대 300 MPa, 최대 400 MPa, 최대 500 MPa, 최대 600 MPa, 최대 700 MPa, 최대 800 MPa, 최대 900 MPa, 최대 1000 MPa, 최대 1500 MPa, 또는 최대 2000 MPa의 항복강도를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 1 MPa 내지 약 50 MPa, 약 1 MPa 내지 약 60 MPa, 약 1 MPa 내지 약 70 MPa, 약 1 MPa 내지 약 80 MPa, 약 1 MPa 내지 약 90 MPa, 약 1 MPa 내지 약 100 MPa, 약 10 MPa 내지 약 50 MPa, 약 10 MPa 내지 약 60 MPa, 약 10 MPa 내지 약 70 MPa, 약 10 MPa 내지 약 80 MPa, 약 10 MPa 내지 약 90 MPa, 약 10 MPa 내지 약 100 MPa, 약 100 MPa 내지 약 500 MPA, 약 300 MPa 내지 약 500 MPA, 약 300 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 500 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 1000 MPa 내지 약 1500 MPa, 또는 약 1200 MPa 내지 약 1500 MPa의 항복강도를 나타낸다.
또 다른 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 다른 고분자 종류에 비하여 높은 극한강도를 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 1 MPa, 약 5 MPa, 약 10 MPa, 약 20 MPa, 약 30 MPa, 약 40 MPa, 약 50 MPa, 약 60 MPa, 약 70 MPa, 약 80 MPa, 약 90 MPa, 약 100 MPa, 약 200 MPa, 약 300 MPa, 약 400 MPa, 약 500 MPa, 약 600 MPa, 약 700 MPa, 약 800 MPa, 약 900 MPa, 약 1000 MPa, 약 1500 MPa, 또는 약 2000 MPa의 극한강도를 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 1 MPa, 최소 5 MPa, 최소 10 MPa, 최소 20 MPa, 최소 30 MPa, 최소 40 MPa, 최소 50 MPa, 최소 60 MPa, 최소 70 MPa, 최소 80 MPa, 최소 90 MPa, 최소 100 MPa, 최소 200 MPa, 최소 300 MPa, 최소 400 MPa, 최소 500 MPa, 최소 600 MPa, 최소 700 MPa, 최소 800 MPa, 최소 900 MPa, 최소 1000 MPa, 최소 1500 MPa, 또는 최소 2000 MPa의 극한강도를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 1 MPa, 최대 5 MPa, 최대 10 MPa, 최대 20 MPa, 최대 30 MPa, 최대 40 MPa, 최대 50 MPa, 최대 60 MPa, 최대 70 MPa, 최대 80 MPa, 최대 90 MPa, 최대 100 MPa, 최대 200 MPa, 최대 300 MPa, 최대 400 MPa, 최대 500 MPa, 최대 600 MPa, 최대 700 MPa, 최대 800 MPa, 최대 900 MPa, 최대 1000 MPa, 최대 1500 MPa, 또는 최대 2000 MPa의 극한강도를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 1 MPa 내지 약 50 MPa, 약 1 MPa 내지 약 60 MPa, 약 1 MPa 내지 약 70 MPa, 약 1 MPa 내지 약 80 MPa, 약 1 MPa 내지 약 90 MPa, 약 1 MPa 내지 약 100 MPa, 약 10 MPa 내지 약 50 MPa, 약 10 MPa 내지 약 60 MPa, 약 10 MPa 내지 약 70 MPa, 약 10 MPa 내지 약 80 MPa, 약 10 MPa 내지 약 90 MPa, 약 10 MPa 내지 약 100 MPa, 약 100 MPa 내지 약 500 MPA, 약 300 MPa 내지 약 500 MPA, 약 300 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 500 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 1000 MPa 내지 약 1500 MPa, 또는 약 1200 MPa 내지 약 1500 MPa의 극한강도를 나타낸다.
또 다른 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 다른 고분자 종류에 비하여 높은 파괴강도를 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 1 MPa, 약 5 MPa, 약 10 MPa, 약 20 MPa, 약 30 MPa, 약 40 MPa, 약 50 MPa, 약 60 MPa, 약 70 MPa, 약 80 MPa, 약 90 MPa, 약 100 MPa, 약 200 MPa, 약 300 MPa, 약 400 MPa, 약 500 MPa, 약 600 MPa, 약 700 MPa, 약 800 MPa, 약 900 MPa, 약 1000 MPa, 약 1500 MPa, 또는 약 2000 MPa의 파괴강도를 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 1 MPa, 최소 5 MPa, 최소 10 MPa, 최소 20 MPa, 최소 30 MPa, 최소 40 MPa, 최소 50 MPa, 최소 60 MPa, 최소 70 MPa, 최소 80 MPa, 최소 90 MPa, 최소 100 MPa, 최소 200 MPa, 최소 300 MPa, 최소 400 MPa, 최소 500 MPa, 최소 600 MPa, 최소 700 MPa, 최소 800 MPa, 최소 900 MPa, 최소 1000 MPa, 최소 1500 MPa, 또는 최소 2000 MPa의 파괴강도를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 1 MPa, 최대 5 MPa, 최대 10 MPa, 최대 20 MPa, 최대 30 MPa, 최대 40 MPa, 최대 50 MPa, 최대 60 MPa, 최대 70 MPa, 최대 80 MPa, 최대 90 MPa, 최대 100 MPa, 최대 200 MPa, 최대 300 MPa, 최대 400 MPa, 최대 500 MPa, 최대 600 MPa, 최대 700 MPa, 최대 800 MPa, 최대 900 MPa, 최대 1000 MPa, 최대 1500 MPa, 또는 최대 2000 MPa의 파괴강도를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 1 MPa 내지 약 50 MPa, 약 1 MPa 내지 약 60 MPa, 약 1 MPa 내지 약 70 MPa, 약 1 MPa 내지 약 80 MPa, 약 1 MPa 내지 약 90 MPa, 약 1 MPa 내지 약 100 MPa, 약 10 MPa 내지 약 50 MPa, 약 10 MPa 내지 약 60 MPa, 약 10 MPa 내지 약 70 MPa, 약 10 MPa 내지 약 80 MPa, 약 10 MPa 내지 약 90 MPa, 약 10 MPa 내지 약 100 MPa, 약 100 MPa 내지 약 500 MPA, 약 300 MPa 내지 약 500 MPA, 약 300 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 500 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 1000 MPa 내지 약 1500 MPa, 또는 약 1200 MPa 내지 약 1500 MPa의 파괴강도를 나타낸다.
상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 다른 고분자 종류에 비하여 낮은 굴곡강도(flexural strength)를 나타낸다. 굽힘강도(bend strength) 또는 파열계수(modulus of rupture)로도 알려진 굴곡강도는, 부하하에 변형에 저항하는 물체의 능력을 지칭하고 파열 순간에 물체 내에서 겪는 가장 큰 응력을 나타낸다. 굴곡강도는 응력에 관하여 측정된다.
한 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 다른 고분자 종류에 비하여 낮은 굴곡강도를 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 1 MPa, 약 5 MPa, 약 10 MPa, 약 20 MPa, 약 30 MPa, 약 40 MPa, 약 50 MPa, 약 60 MPa, 약 70 MPa, 약 80 MPa, 약 90 MPa, 약 100 MPa, 약 200 MPa, 약 300 MPa, 약 400 MPa, 약 500 MPa, 약 600 MPa, 약 700 MPa, 약 800 MPa, 약 900 MPa, 약 1000 MPa, 약 1500 MPa, 또는 약 2000 MPa의 굴곡강도를 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 1 MPa, 최소 5 MPa, 최소 10 MPa, 최소 20 MPa, 최소 30 MPa, 최소 40 MPa, 최소 50 MPa, 최소 60 MPa, 최소 70 MPa, 최소 80 MPa, 최소 90 MPa, 최소 100 MPa, 최소 200 MPa, 최소 300 MPa, 최소 400 MPa, 최소 500 MPa, 최소 600 MPa, 최소 700 MPa, 최소 800 MPa, 최소 900 MPa, 최소 1000 MPa, 최소 1500 MPa, 또는 최소 2000 MPa의 굴곡강도를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 1 MPa, 최대 5 MPa, 최대 10 MPa, 최대 20 MPa, 최대 30 MPa, 최대 40 MPa, 최대 50 MPa, 최대 60 MPa, 최대 70 MPa, 최대 80 MPa, 최대 90 MPa, 최대 100 MPa, 최대 200 MPa, 최대 300 MPa, 최대 400 MPa, 최대 500 MPa, 최대 600 MPa, 최대 700 MPa, 최대 800 MPa, 최대 900 MPa, 최대 1000 MPa, 최대 1500 MPa, 또는 최대 2000 MPa의 굴곡강도를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 1 MPa 내지 약 50 MPa, 약 1 MPa 내지 약 60 MPa, 약 1 MPa 내지 약 70 MPa, 약 1 MPa 내지 약 80 MPa, 약 1 MPa 내지 약 90 MPa, 약 1 MPa 내지 약 100 MPa, 약 10 MPa 내지 약 50 MPa, 약 10 MPa 내지 약 60 MPa, 약 10 MPa 내지 약 70 MPa, 약 10 MPa 내지 약 80 MPa, 약 10 MPa 내지 약 90 MPa, 약 10 MPa 내지 약 100 MPa, 약 100 MPa 내지 약 500 MPA, 약 300 MPa 내지 약 500 MPA, 약 300 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 500 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 1000 MPa 내지 약 1500 MPa, 또는 약 1200 MPa 내지 약 1500 MPa의 굴곡강도를 나타낸다.
상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 높은 압축률을 나타낸다. 압축률은 압력 (또는 평균 응력) 변화에 응한 상대적 부피 변화를 지칭하고, 체적탄성계수의 역수이다.
한 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 높은 압축률을 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 0.1 kPa, 약 0.5 kPa, 약 1 kPa, 약 5 kPa, 약 10 kPa, 약 15 kPa, 약 20 kPa, 약 30 kPa, 약 40 kPa, 약 50 kPa, 약 60 kPa, 약 70 kPa, 약 80 kPa, 약 90 kPa, 또는 약 100 kPa의 압축률을 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 0.1 kPa, 최소 0.5 kPa, 최소 1 kPa, 최소 5 kPa, 최소 10 kPa, 최소 15 kPa, 최소 20 kPa, 최소 30 kPa, 최소 40 kPa, 최소 50 kPa, 최소 60 kPa, 최소 70 kPa, 최소 80 kPa, 최소 90 kPa, 또는 최소 100 kPa의 압축률을 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 0.1 kPa, 최대 0.5 kPa, 최대 1 kPa, 최대 5 kPa, 최대 10 kPa, 최대 15 kPa, 최대 20 kPa, 최대 30 kPa, 최대 40 kPa, 최대 50 kPa, 최대 60 kPa, 최대 70 kPa, 최대 80 kPa, 최대 90 kPa, 또는 최대 100 kPa의 압축률을 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 0.1 kPa 내지 약 100 kPa, 약 0.5 kPa 내지 약 100 kPa, 약 1 kPa 내지 약 100 kPa, 약 5 kPa 내지 약 100 kPa, 약 10 kPa 내지 약 100 kPa, 약 1 kPa 내지 약 30 kPa, 약 1 kPa 내지 약 40 kPa, 약 1 kPa 내지 약 50 kPa, 또는 약 1 kPa 내지 약 60 kPa의 압축률을 나타낸다.
상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 낮은 경도를 나타낸다. 경도는 힘이 가해질 때 다양한 유형의 형태 변화에 대하여 높은 저항을 제공하는 고체 상태 물체의 다양한 특성을 지칭한다. 경도는 경도계(durometer)를 이용하여 측정되고, 영 내지 100 범위의 단위가 없는 값이다.
한 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 낮은 경도를 나타낸다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 5, 약 10, 약 15, 약 20, 약 25, 약 30, 약 35, 약 40, 약 45, 약 50, 약 55, 또는 약 60의 경도를 나타낸다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 5, 최소 10, 최소 15, 최소 20, 최소 25, 최소 30, 최소 35, 최소 40, 최소 45, 최소 50, 최소 55, 또는 최소 60의 경도를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 5, 최대 10, 최대 15, 최대 20, 최대 25, 최대 30, 최대 35, 최대 40, 최대 45, 최대 50, 최대 55, 또는 최대 60의 경도를 나타낸다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 5 내지 약 60, 약 10 내지 약 50, 약 15 내지 약 45, 약 20 내지 약 40, 또는 약 25 내지 약 35의 경도를 나타낸다.
엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 형태를 가지는 기공을 포함한다. 그러므로, 기공 형태는, 예를 들어, 세포 이동, 세포 증식, 세포 분화, 영양소 교환, 및/또는 노폐물 제거와 같은 조직 성장 양상을 보조해야 한다. 기공 형태가 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분하다는 조건하에 임의의 기공 형태가 유용하다. 유용한 기공 형태에는, 제한 없이, 대략적인 구형, 완벽한 구형, 십이면체 (예컨대 정십이면체), 및 타원체가 포함된다.
엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 진원도(roundness)를 가지는 기공을 포함한다. 그러므로, 기공 진원도는, 예를 들어, 세포 이동, 세포 증식, 세포 분화, 영양소 교환, 및/또는 노폐물 제거와 같은 조직 성장 양상을 보조해야 한다. 본 명세서에서 사용된 "진원도"는 (6 x V)/(πx D3)로 정의되며, 여기서 V는 부피이고 D는 지름이다. 기공 진원도가 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분하다는 조건하에 임의의 기공 진원도가 유용하다.
엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 엘라스토머 매트릭스 중의 실질적으로 모든 기공이 유사한 지름을 가지는 방식으로 형성된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "실질적으로"는, 기공을 기술하기 위하여 사용될 때, 엘라스토머 매트릭스 내 기공의 최소 90%, 예를 들어, 기공의 최소 95% 또는 최소 97%를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "유사한 지름"은, 기공을 기술하기 위하여 사용될 때, 더 큰 지름의 약 20% 미만인 두 기공의 지름 차이를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "지름"은, 기공을 기술하기 위하여 사용될 때, 기공 내의 두 지점을 연결하여 그려질 수 있는 가장 긴 선분을 지칭하는데, 선이 기공의 경계 외부를 지나는지는 관계가 없다. 기공 지름이 다공성 재료 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분하다는 조건하에 임의의 기공 지름이 유용하다. 그러므로, 기공 지름 크기는, 예를 들어, 세포 이동, 세포 증식, 세포 분화, 영양소 교환, 및/또는 노폐물 제거와 같은 조직 성장 양상을 보조해야 한다.
엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 기공 사이의 연결부의 지름이 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 방식으로 형성된다. 그러므로, 기공 사이의 연결부의 지름은, 예를 들어, 세포 이동, 세포 증식, 세포 분화, 영양소 교환, 및/또는 노폐물 제거와 같은 조직 성장 양상을 보조해야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "지름"은, 기공 사이의 연결부 기술에 사용될 때, 두 기공의 도심(centroid)을 연결하는 선에 수직인 평면에서 두 기공 사이의 연결부 단면의 지름을 지칭하고, 여기서 평면은 연결부 단면적이 최소값이 되도록 선택된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "연결부 단면의 지름"은 연결부 단면의 중심 또는 도심(중심이 없는 단면을 가지는 연결부의 경우)을 통과하고 단면의 둘레에서 끝나는 선분의 평균 길이를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "실질적으로"는, 기공 사이의 연결부를 기술하기 위하여 사용될 때, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 각각의 기공 사이에 만들어진 연결부의 최소 90%, 예를 들어, 연결부의 최소 95% 또는 최소 97%를 지칭한다.
따라서, 한 구체예에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 진원도를 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 0.1, 약 0.2, 약 0.3, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.6, 약 0.7, 약 0.8, 약 0.9, 또는 약 1.0의 진원도를 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 0.1, 최소 0.2, 최소 0.3, 최소 0.4, 최소 0.5, 최소 0.6, 최소 0.7, 최소 0.8, 최소 0.9, 또는 최소 1.0의 진원도를 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 0.1, 최대 0.2, 최대 0.3, 최대 0.4, 최대 0.5, 최대 0.6, 최대 0.7, 최대 0.8, 최대 0.9, 또는 최대 1.0의 진원도를 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 1.0, 약 0.2 내지 약 1.0, 약 0.3 내지 약 1.0, 약 0.4 내지 약 1.0, 약 0.5 내지 약 1.0, 약 0.6 내지 약 1.0, 약 0.7 내지 약 1.0, 약 0.8 내지 약 1.0, 약 0.9 내지 약 1.0, 약 0.1 내지 약 0.9, 약 0.2 내지 약 0.9, 약 0.3 내지 약 0.9, 약 0.4 내지 약 0.9, 약 0.5 내지 약 0.9, 약 0.6 내지 약 0.9, 약 0.7 내지 약 0.9, 약 0.8 내지 약 0.9, 약 0.1 내지 약 0.8, 약 0.2 내지 약 0.8, 약 0.3 내지 약 0.8, 약 0.4 내지 약 0.8, 약 0.5 내지 약 0.8, 약 0.6 내지 약 0.8, 약 0.7 내지 약 0.8, 약 0.1 내지 약 0.7, 약 0.2 내지 약 0.7, 약 0.3 내지 약 0.7, 약 0.4 내지 약 0.7, 약 0.5 내지 약 0.7, 약 0.6 내지 약 0.7, 약 0.1 내지 약 0.6, 약 0.2 내지 약 0.6, 약 0.3 내지 약 0.6, 약 0.4 내지 약 0.6, 약 0.5 내지 약 0.6, 약 0.1 내지 약 0.5, 약 0.2 내지 약 0.5, 약 0.3 내지 약 0.5, 또는 약 0.4 내지 약 0.5의 진원도를 가지는 기공을 포함한다.
또 다른 구체예에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료 내의 실질적으로 모든 기공은 유사한 지름을 가진다. 이 구체예의 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료 내의 모든 기공의 최소 90%가 유사한 지름을 가지고, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료 내의 모든 기공의 최소 95%가 유사한 지름을 가지고, 또는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료 내의 모든 기공의 최소 97%가 유사한 지름을 가진다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 두 기공의 지름 차이는, 예를 들어, 더 큰 지름의 약 20% 미만, 더 큰 지름의 약 15% 미만, 더 큰 지름의 약 10% 미만, 또는 더 큰 지름의 약 5% 미만이다.
또 다른 구체예에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 평균 지름을 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 50 ㎛, 약 75 ㎛, 약 100 ㎛, 약 150 ㎛, 약 200 ㎛, 약 250 ㎛, 약 300 ㎛, 약 350 ㎛, 약 400 ㎛, 약 450 ㎛, 또는 약 500 ㎛의 평균 기공 지름을 가지는 기공을 포함한다. 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 500 ㎛, 약 600 ㎛, 약 700 ㎛, 약 800 ㎛, 약 900 ㎛, 약 1000 ㎛, 약 1500 ㎛, 약 2000 ㎛, 약 2500 ㎛, 또는 약 3000 ㎛의 평균 기공 지름을 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 50 ㎛, 최소 75 ㎛, 최소 100 ㎛, 최소 150 ㎛, 최소 200 ㎛, 최소 250 ㎛, 최소 300 ㎛, 최소 350 ㎛, 최소 400 ㎛, 최소 450 ㎛, 또는 최소 500 ㎛의 평균 기공 지름을 가지는 기공을 포함한다. 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 500 ㎛, 최소 600 ㎛, 최소 700 ㎛, 최소 800 ㎛, 최소 900 ㎛, 최소 1000 ㎛, 최소 1500 ㎛, 최소 2000 ㎛, 최소 2500 ㎛, 또는 최소 3000 ㎛의 평균 기공 지름을 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 50 ㎛, 최대 75 ㎛, 최대 100 ㎛, 최대 150 ㎛, 최대 200 ㎛, 최대 250 ㎛, 최대 300 ㎛, 최대 350 ㎛, 최대 400 ㎛, 최대 450 ㎛, 또는 최대 500 ㎛의 평균 기공 지름을 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 500 ㎛, 최대 600 ㎛, 최대 700 ㎛, 최대 800 ㎛, 최대 900 ㎛, 최대 1000 ㎛, 최대 1500 ㎛, 최대 2000 ㎛, 최대 2500 ㎛, 또는 최대 3000 ㎛의 평균 기공 지름을 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 300 ㎛ 내지 약 600 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 700 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 800 ㎛, 약 500 ㎛ 내지 약 800 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 75 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 300 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 75 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 300 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 75 ㎛ 내지 약 3000 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 3000 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 3000 ㎛, 또는 약 300 ㎛ 내지 약 3000 ㎛ 범위의 평균 기공 지름을 가지는 기공을 포함한다.
또 다른 구체예에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 평균 엘라스토머 스트러트 두께를 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 10 ㎛, 약 20 ㎛, 약 30 ㎛, 약 40 ㎛, 약 50 ㎛, 약 60 ㎛, 약 70 ㎛, 약 80 ㎛, 약 90 ㎛, 약 100 ㎛, 약 110 ㎛, 약 120 ㎛, 약 130 ㎛, 약 140 ㎛, 약 150 ㎛, 약 160 ㎛, 약 170 ㎛, 약 180 ㎛, 약 190 ㎛, 또는 약 200 ㎛의 평균 엘라스토머 스트러트 두께를 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 10 ㎛, 최소 20 ㎛, 최소 30 ㎛, 최소 40 ㎛, 최소 50 ㎛, 최소 60 ㎛, 최소 70 ㎛, 최소 80 ㎛, 최소 90 ㎛, 최소 100 ㎛, 최소 110 ㎛, 최소 120 ㎛, 최소 130 ㎛, 최소 140 ㎛, 최소 150 ㎛, 최소 160 ㎛, 최소 170 ㎛, 최소 180 ㎛, 최소 190 ㎛, 또는 최소 200 ㎛의 평균 엘라스토머 스트러트 두께를 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 10 ㎛, 최대 20 ㎛, 최대 30 ㎛, 최대 40 ㎛, 최대 50 ㎛, 최대 60 ㎛, 최대 70 ㎛, 최대 80 ㎛, 최대 90 ㎛, 최대 100 ㎛, 최대 110 ㎛, 최대 120 ㎛, 최대 130 ㎛, 최대 140 ㎛, 최대 150 ㎛, 최대 160 ㎛, 최대 170 ㎛, 최대 180 ㎛, 최대 190 ㎛, 또는 최대 200 ㎛의 평균 엘라스토머 스트러트 두께를 가지는 기공을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 50 ㎛ 내지 약 110 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 120 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 130 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 140 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 110 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 120 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 130 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 140 ㎛, 약 70 ㎛ 내지 약 110 ㎛, 약 70 ㎛ 내지 약 120 ㎛, 약 70 ㎛ 내지 약 130 ㎛, 또는 약 70 ㎛ 내지 약 140 ㎛의 평균 엘라스토머 스트러트 두께를 가지는 기공을 포함한다.
또 다른 구체예에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 복수의 다른 기공에 연결된 기공을 포함한다. 이 구체예의 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 두 개의 다른 기공, 약 세 개의 다른 기공, 약 네 개의 다른 기공, 약 다섯 개의 다른 기공, 약 여섯 개의 다른 기공, 약 일곱 개의 다른 기공, 약 여덟 개의 다른 기공, 약 아홉 개의 다른 기공, 약 열 개의 다른 기공, 약 11 개의 다른 기공, 또는 약 12 개의 다른 기공인 평균 기공 연결도(connectivity)를 포함한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 두 개의 다른 기공, 최소 세 개의 다른 기공, 최소 네 개의 다른 기공, 최소 다섯 개의 다른 기공, 최소 여섯 개의 다른 기공, 최소 일곱 개의 다른 기공, 최소 여덟 개의 다른 기공, 최소 아홉 개의 다른 기공, 최소 열 개의 다른 기공, 최소 11 개의 다른 기공, 또는 최소 12 개의 다른 기공인 평균 기공 연결도를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 두 개의 다른 기공, 최대 다른 기공, 최대 다른 기공, 최대 다른 기공, 최대 여섯 개의 다른 기공, 최대 일곱 개의 다른 기공, 최대 여덟 개의 다른 기공, 최대 아홉 개의 다른 기공, 최대 열 개의 다른 기공, 최대 11 개의 다른 기공, 또는 최대 12 개의 다른 기공인 평균 기공 연결도를 포함한다.
이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 두 개의 다른 기공 내지 약 12 개의 다른 기공, 약 두 개의 다른 기공 내지 약 11 개의 다른 기공, 약 두 개의 다른 기공 내지 약 열 개의 다른 기공, 약 두 개의 다른 기공 내지 약 아홉 개의 다른 기공, 약 두 개의 다른 기공 내지 약 여덟 개의 다른 기공, 약 두 개의 다른 기공 내지 약 일곱 개의 다른 기공, 약 두 개의 다른 기공 내지 약 여섯 개의 다른 기공, 약 두 개의 다른 기공 내지 약 다섯 개의 다른 기공, 약 세 개의 다른 기공 내지 약 12 개의 다른 기공, 약 세 개의 다른 기공 내지 약 11 개의 다른 기공, 약 세 개의 다른 기공 내지 약 열 개의 다른 기공, 약 세 개의 다른 기공 내지 약 아홉 개의 다른 기공, 약 세 개의 다른 기공 내지 약 여덟 개의 다른 기공, 약 세 개의 다른 기공 내지 약 일곱 개의 다른 기공, 약 세 개의 다른 기공 내지 약 여섯 개의 다른 기공, 약 세 개의 다른 기공 내지 약 다섯 개의 다른 기공, 약 네 개의 다른 기공 내지 약 12 개의 다른 기공, 약 네 개의 다른 기공 내지 약 11 개의 다른 기공, 약 네 개의 다른 기공 내지 약 열 개의 다른 기공, 약 네 개의 다른 기공 내지 약 아홉 개의 다른 기공, 약 네 개의 다른 기공 내지 약 여덟 개의 다른 기공, 약 네 개의 다른 기공 내지 약 일곱 개의 다른 기공, 약 네 개의 다른 기공 내지 약 여섯 개의 다른 기공, 약 네 개의 다른 기공 내지 약 다섯 개의 다른 기공, 약 다섯 개의 다른 기공 내지 약 12 개의 다른 기공, 약 다섯 개의 다른 기공 내지 약 11 개의 다른 기공, 약 다섯 개의 다른 기공 내지 약 열 개의 다른 기공, 약 다섯 개의 다른 기공 내지 약 아홉 개의 다른 기공, 약 다섯 개의 다른 기공 내지 약 여덟 개의 다른 기공, 약 다섯 개의 다른 기공 내지 약 일곱 개의 다른 기공, 또는 약 다섯 개의 다른 기공 내지 약 여섯 개의 다른 기공에 연결된 기공을 포함한다.
또 다른 구체예에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 기공 사이의 연결부의 지름이 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 기공을 포함한다. 이 구체예의 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 기공 사이의 연결부의 지름이, 예를 들어, 약 10% 평균 기공 지름, 약 20% 평균 기공 지름, 약 30% 평균 기공 지름, 약 40% 평균 기공 지름, 약 50% 평균 기공 지름, 약 60% 평균 기공 지름, 약 70% 평균 기공 지름, 약 80% 평균 기공 지름, 또는 약 90% 평균 기공 지름인 기공을 포함한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 기공 사이의 연결부의 지름이, 예를 들어, 최소 10% 평균 기공 지름, 최소 20% 평균 기공 지름, 최소 30% 평균 기공 지름, 최소 40% 평균 기공 지름, 최소 50% 평균 기공 지름, 최소 60% 평균 기공 지름, 최소 70% 평균 기공 지름, 최소 80% 평균 기공 지름, 또는 최소 90% 평균 기공 지름인 기공을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 기공 사이의 연결부의 지름이, 예를 들어, 최대 10% 평균 기공 지름, 최대 20% 평균 기공 지름, 최대 30% 평균 기공 지름, 최대 40% 평균 기공 지름, 최대 50% 평균 기공 지름, 최대 60% 평균 기공 지름, 최대 70% 평균 기공 지름, 최대 80% 평균 기공 지름, 또는 최대 90% 평균 기공 지름인 기공을 포함한다.
이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 기공 사이의 연결부의 지름이, 예를 들어, 약 10% 내지 약 90% 평균 기공 지름, 약 15% 내지 약 90% 평균 기공 지름, 약 20% 내지 약 90% 평균 기공 지름, 약 25% 내지 약 90% 평균 기공 지름, 약 30% 내지 약 90% 평균 기공 지름, 약 35% 내지 약 90% 평균 기공 지름, 약 40% 내지 약 90% 평균 기공 지름, 약 10% 내지 약 80% 평균 기공 지름, 약 15% 내지 약 80% 평균 기공 지름, 약 20% 내지 약 80% 평균 기공 지름, 약 25% 내지 약 80% 평균 기공 지름, 약 30% 내지 약 80% 평균 기공 지름, 약 35% 내지 약 80% 평균 기공 지름, 약 40% 내지 약 80% 평균 기공 지름, 약 10% 내지 약 70% 평균 기공 지름, 약 15% 내지 약 70% 평균 기공 지름, 약 20% 내지 약 70% 평균 기공 지름, 약 25% 내지 약 70% 평균 기공 지름, 약 30% 내지 약 70% 평균 기공 지름, 약 35% 내지 약 70% 평균 기공 지름, 약 40% 내지 약 70% 평균 기공 지름, 약 10% 내지 약 60% 평균 기공 지름, 약 15% 내지 약 60% 평균 기공 지름, 약 20% 내지 약 60% 평균 기공 지름, 약 25% 내지 약 60% 평균 기공 지름, 약 30% 내지 약 60% 평균 기공 지름, 약 35% 내지 약 60% 평균 기공 지름, 약 40% 내지 약 60% 평균 기공 지름, 약 10% 내지 약 50% 평균 기공 지름, 약 15% 내지 약 50% 평균 기공 지름, 약 20% 내지 약 50% 평균 기공 지름, 약 25% 내지 약 50% 평균 기공 지름, 약 30% 내지 약 50% 평균 기공 지름, 약 10% 내지 약 40% 평균 기공 지름, 약 15% 내지 약 40% 평균 기공 지름, 약 20% 내지 약 40% 평균 기공 지름, 약 25% 내지 약 40% 평균 기공 지름, 또는 약 30% 내지 약 40% 평균 기공 지름인 기공을 포함한다.
본 명세서는, 부분적으로, 본 명세서에 개시된 바와 같이 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 기공도(porosity)를 가지는, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료를 개시한다. 그러므로, 기공도는, 예를 들어, 세포 이동, 세포 증식, 세포 분화, 영양소 교환, 및/또는 노폐물 제거와 같은 조직 성장 양상을 보조해야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "기공도"는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료 중 공극(void space)의 양을 지칭한다. 그러므로, 본 명세서에 개시된 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료의 총 부피는 엘라스토머 공간 및 공극에 기반한다.
따라서, 한 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 기공도를 가진다. 이 구체예의 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 40%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 50%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 60%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 70%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 80%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 95%, 또는 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 97%의 기공도를 포함한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 40%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 50%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 60%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 70%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 80%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 95%, 또는 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 97%의 기공도를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 40%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 50%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 60%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 70%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 80%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 95%, 또는 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 97%의 기공도를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 40% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 50% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 60% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 70% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 80% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 90% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 40% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 50% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 60% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 70% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 80% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 90% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 40% 내지 약 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 50% 내지 약 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 60% 내지 약 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 70% 내지 약 90%, 또는 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 80% 내지 약 90%의 기공도를 포함한다.
본 명세서는, 부분적으로, 본 명세서에 개시된 바와 같이 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 평균 개기공 값 및/또는 평균 폐기공 값을 가지는, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료를 개시한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "평균 개기공 값" 또는 "평균 개기공"은 엘라스토머 매트릭스에 존재하는 최소 한 개의 다른 기공에 연결된 기공의 평균 개수를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "평균 폐기공 값" 또는 "평균 폐기공"은 엘라스토머 매트릭스에 존재하는 임의의 다른 기공에 연결되지 않은 기공의 평균 개수를 지칭한다.
따라서, 한 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 평균 개기공 값을 가진다. 이 구체예의 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 70%, 약 75%, 약 80%, 약 85%, 약 90%, 약 95%, 또는 약 97%의 평균 개기공 값을 가진다. 이 구체예의 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최소 70%, 최소 75%, 최소 80%, 최소 85%, 최소 90%, 최소 95%, 또는 최소 97%의 평균 개기공 값을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 최대 70%, 최대 75%, 최대 80%, 최대 85%, 최대 90%, 최대 95%, 또는 최대 97%의 평균 개기공 값을 가진다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 70% 내지 약 90%, 약 75% 내지 약 90%, 약 80% 내지 약 90%, 약 85% 내지 약 90%, 약 70% 내지 약 95%, 약 75% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 95%, 약 85% 내지 약 95%, 약 90% 내지 약 95%, 약 70% 내지 약 97%, 약 75% 내지 약 97%, 약 80% 내지 약 97%, 약 85% 내지 약 97%, 또는 약 90% 내지 약 97%의 평균 개기공 값을 가진다.
또 다른 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 평균 폐기공 값을 가진다. 이 구체예의 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 5%, 약 10%, 약 15%, 또는 약 20%의 평균 폐기공 값을 가진다. 이 구체예의 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 5% 이하, 약 10% 이하, 약 15% 이하, 또는 약 20% 이하의 평균 폐기공 값을 가진다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 약 5% 내지 약 10%, 약 5% 내지 약 15%, 또는 약 5% 내지 약 20%의 평균 폐기공 값을 가진다.
본 명세서는, 부분적으로, 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 공극을 가지는, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료를 개시한다. 그러므로, 공극은, 예를 들어, 세포 이동, 세포 증식, 세포 분화, 영양소 교환, 및/또는 노폐물 제거와 같은 조직 성장 양상을 보조해야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "공극"은 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료 중의 실제 또는 물리적 공간을 지칭한다. 그러므로, 본 명세서에 개시된 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료의 총 부피는 엘라스토머 공간 및 공극에 기반한다.
따라서, 한 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스는 상호연결된 기공의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 공극 부피를 가진다. 이 구체예의 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 50%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 60%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 70%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 80%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 95%, 또는 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 97%의 공극을 포함한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 50%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 60%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 70%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 80%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 95%, 또는 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최소 97%의 공극을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 50%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 60%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 70%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 80%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 95%, 또는 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 최대 97%의 공극을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 50% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 60% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 70% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 80% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 90% 내지 약 97%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 50% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 60% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 70% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 80% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 90% 내지 약 95%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 50% 내지 약 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 60% 내지 약 90%, 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 70% 내지 약 90%, 또는 엘라스토머 매트릭스의 총 부피의 약 80% 내지 약 90%의 공극을 포함한다.
본 명세서는, 부분적으로, 피막구축 또는 흉터형성을 초래할 수 있는 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 시간에 상호연결된 기공 안으로의 실질적인 조직 성장을 허용하는, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료를 개시한다.
따라서, 한 구체예에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 피막구축 또는 흉터형성을 초래할 수 있는 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 시간에 상호연결된 기공 안으로의 조직 성장을 허용한다. 이 구체예의 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 삽입 후 약 2 일, 삽입 후 약 3 일, 삽입 후 약 4 일, 삽입 후 약 5 일, 삽입 후 약 6 일, 약 7 일, 삽입 후 약 2 주, 삽입 후 약 3 주, 또는 삽입 후 약 4 주에 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 상호연결된 기공 안으로의 조직 성장을 허용한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 삽입 후 최소 2 일, 삽입 후 최소 3 일, 삽입 후 최소 4 일, 삽입 후 최소 5 일, 삽입 후 최소 6 일, 최소 7 일, 삽입 후 최소 2 주, 삽입 후 최소 3 주, 또는 삽입 후 최소 4 주에 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 상호연결된 기공 안으로의 조직 성장을 허용한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 삽입 후 최대 2 일, 삽입 후 최대 3 일, 삽입 후 최대 4 일, 삽입 후 최대 5 일, 삽입 후 최대 6 일, 최대 7 일, 삽입 후 최대 2 주, 삽입 후 최대 3 주, 또는 삽입 후 최대 4 주에 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 상호연결된 기공 안으로의 조직 성장을 허용한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는, 예를 들어, 삽입 후 약 2 일 내지 약 4 일, 삽입 후 약 2 일 내지 약 5 일, 삽입 후 약 2 일 내지 약 6 일, 삽입 후 약 2 일 내지 약 7 일, 삽입 후 약 1 주 내지 약 2 주, 삽입 후 약 1 주 내지 약 3 주, 또는 삽입 후 약 1 주 내지 약 4 주에 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 상호연결된 기공 안으로의 조직 성장을 허용한다.
엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료는 일반적으로, 낮은 수준의 미세기공도(microporosity)를 가진다. 본 명세서에서 사용된 용어 "미세기공도"는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료 자체 내의 작은 미세기공(엘라스토머 매트릭스에 의하여 한정되는 기공에 반대)의 존재의 측정치를 지칭한다. 일부 구체예에서, 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료 중의 모든 또는 실질적으로 모든 미세기공은 약 0.1 ㎛ 내지 약 5 ㎛, 예컨대 약 0.1 ㎛ 내지 약 3 ㎛ 또는 약 0.1 ㎛ 내지 약 2 ㎛이다. 용어 "낮은 수준의 미세기공도"는 엘라스토머 매트릭스를 관통하는 단면에서 퍼센티지 공극 측정으로 측정하여, 미세기공이 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료 부피의 2% 미만을 나타냄을 의미한다.
기공의 형태, 진원도, 및 지름, 기공 사이의 연결부, 다공성 재료의 총 부피, 공극 부피, 및 엘라스토머 매트릭스 부피는 모두 주사 전자 현미경법을 이용하여 평가될 수 있다. 예를 들어, 도 1A 및 1B를 참조하라.
본 명세서는 부분적으로, 본 명세서에 개시된 다공성 재료를 제조하는 방법을 개시한다.
한 양태에서, 다공성 재료를 제조하는 방법은 a) 포로겐을 용융시켜 포로겐 지지체를 형성하는 단계; b) 포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하여 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 형성하는 단계; c) 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하는 단계; 및 d) 포로겐 지지체를 제거하는 단계(여기서 포로겐 지지체 제거는 다공성 재료를 생성하고, 상기 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함함)를 포함한다.
또 다른 양태에서, 다공성 재료를 제조하는 방법은 a) 포로겐을 몰드(mold)에 충전하는 단계; b) 포로겐을 용융시켜 포로겐 지지체를 형성하는 단계; c) 포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하여 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 형성하는 단계; d) 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하는 단계; 및 e) 포로겐 지지체를 제거하는 단계(여기서 포로겐 지지체 제거는 다공성 재료를 생성하고, 상기 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함함)를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "엘라스토머 베이스"는 "미경화 엘라스토머"와 동의어이고 미경화 상태의 본 명세서에 개시된 엘라스토머를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "실리콘계 엘라스토머 베이스"는 "미경화 실리콘계 엘라스토머"와 동의어이고 미경화 상태의 본 명세서에 개시된 실리콘계 엘라스토머를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "포로겐"은 엘라스토머 매트릭스가 형성된 후 엘라스토머 매트릭스를 파괴하지 않는 조건에서 제거 가능한 포로겐 지지체를 생성하기 위하여 사용될 수 있는 임의의 구조물을 지칭한다. 포로겐은 약 30℃ 내지 약 100℃의 유리 전이 온도(Tg) 또는 용융 온도(Tm)를 가지는 임의의 재료료 제조될 수 있다. 더욱이, 본 명세서의 실시양태에 유용한 포로겐은, 예를 들어, 물, 디메틸 설폭사이드(DMSO), 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 및 아세톤과 같은 친수성 용매에 용해성이어야 한다. 그러나, 본 명세서의 실시양태에 유용한 포로겐은 자일렌과 같은 방향족 용매, 디클로로메탄과 같은 염화 용매, 또는 미경화 엘라스토머 분산에 사용되는 임의의 다른 용매에 용해성이어서는 안된다. 본 명세서에 개시된 방법에서 사용하기에 적절한 대표적인 포로겐에는, 제한 없이, 염, 예를 들어, 소듐 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 소듐 플루오라이드, 포타슘 플루오라이드, 소듐 아이오다이드, 소듐 니트레이트, 소듐 설페이트, 소듐 아이오데이트, 및/또는 이들의 혼합); 당 및/또는 이의 유도체, 예를 들어, 글루코오스, 프룩토오스, 수크로오스, 락토오스, 말토오스, 사카린, 및/또는 이들의 혼합; 다당류 및 이의 유도체, 예를 들어, 셀룰로오스 및 하이드록시에틸셀룰로오스; 왁스, 예를 들어, 파라핀, 비즈왁스, 및/또는 이들의 혼합; 다른 수용성 화학물질, 예를 들어, 소듐 하이드록사이드; 나프탈렌; 고분자, 예를 들어, 폴리(알킬렌 옥사이드), 폴리(아크릴아미드), 폴리(아크릴릭 애시드), 폴리(아크릴아미드-코-아릴릭 애시드), 폴리(아크릴아미드-코-디알릴디메틸암모늄 클로라이드), 폴리아크릴로니트릴, 폴리(알릴아민), 폴리(아미드), 폴리(안하이드라이드), 폴리(부틸렌), 폴리(ε-카프로락톤), 폴리(카르보네이트), 폴리(에스테르), 폴리(에테르에테르케톤), 폴리(에테르설폰), 폴리(에틸렌), 폴리(에틸렌 알코올), 폴리(에틸렌이민), 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(글리콜라이드) ((예컨대 폴리(글리콜릭 애시드)), 폴리(하이드록시 부티레이트), 폴리(하이드록시에틸메타크릴레이트), 폴리(하이드록시프로필메타크릴레이트), 폴리(하이드록시스트렌), 폴리(이미드), 폴리(락타이드)((예컨대 폴리(L-락틱 애시드) 및 폴리(D,L-락틱 애시드)), 폴리(락타이드-코-글리콜라이드), 폴리(리신), 폴리(메타크릴레이트), 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(오르소에스테르), 폴리(페닐렌 옥사이드), 폴리(포스파젠), 폴리(포스포에스테르), 폴리(프로필렌 퓨마레이트), 폴리(프로필렌), 폴리(프로필렌 글리콜), 폴리(프로필렌 옥사이드), 폴리(스티렌), 폴리(설폰), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 폴리(비닐아세테이트), 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐클로라이드), 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리(우레탄), 이들의 임의의 공중합체 (예컨대 폴리(에틸렌 옥사이드) 폴리(프로필렌 옥사이드) 공중합체 (폴록사머), 폴리(비닐 알코올-코-에틸렌), 폴리(스티렌-코-알릴 알코올, 및 폴리(에틸렌)-블록-폴리(에틸렌 글리콜), 및/또는 이들의 임의의 혼합; 또한 알기네이트, 키틴, 키토산, 콜라겐, 덱스트란, 젤라틴, 하이알루로닉 애시드, 펙틴, 및/또는 이들의 혼합이 포함된다. 포로겐 제조 방법은 당해 분야에 공지이며 이러한 방법의 비제한적 예가, 예를 들어, Peter X. Ma, Reverse Fabrication of Porous Materials, US 2002/00056000; P. X. Ma and G. Wei, Particle-Containing Complex Porous Materials, U.S. 2006/0246121; 및 F. Liu, et al., Porogen Compositions , Methods of Making and Uses, Attorney Docket 18709PROV (BRE)에 기재되고; 이들 각각은 그 전문이 참조로 본 명세서에 포함된다. 포로겐은 또한, 예를 들어, Polyscience Inc.(펜실베니아, 워링턴)사로부터 상업적으로 입수 가능하다.
포로겐은 본 명세서에 개시된 바와 같은 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체의 형성을 허용하기에 충분한 형태를 가진다. 포로겐 형태가 본 명세서에 개시된 바와 같은 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체의 형성을 허용하기에 충분하다는 조건하에 임의의 포로겐 형태가 유용하다. 유용한 포로겐 형태에는 제한 없이, 대략적인 구형, 완벽한 구형, 타원체, 다면체, 삼각, 피라미드, 사변형, 예컨대 정사각형, 직사각형, 평행사변형, 사다리꼴, 마름모 및 연꼴(kite), 그리고 다른 유형의 다각형 형태가 포함된다.
한 구체예에서, 포로겐은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체의 형성을 허용하기에 충분한 형태를 가진다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐은 대략적인 구형, 완벽한 구형, 타원체, 다면체, 삼각, 피라미드, 사변형, 또는 다각형인 형태를 가진다.
포로겐은 본 명세서에 개시된 바와 같은 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체의 형성을 허용하기에 충분한 진원도를 가진다. 본 명세서에 사용된 "진원도"는 (6 x V)/(πx D3)로 정의되며, 여기서 V는 부피이고 D는 지름이다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체의 형성을 허용하기에 충분하다는 조건하에 임의의 포로겐 진원도가 유용하다.
한 구체예에서, 포로겐은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체의 형성을 허용하기에 충분한 진원도를 가진다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐은, 예를 들어, 약 0.1, 약 0.2, 약 0.3, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.6, 약 0.7, 약 0.8, 약 0.9, 또는 약 1.0의 평균 진원도를 가진다. 이 구체예의 다른 양태에서, 포로겐은, 예를 들어, 최소 0.1, 최소 0.2, 최소 0.3, 최소 0.4, 최소 0.5, 최소 0.6, 최소 0.7, 최소 0.8, 최소 0.9, 또는 최소 1.0의 평균 진원도를 가진다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 포로겐은, 예를 들어, 최대 0.1, 최대 0.2, 최대 0.3, 최대 0.4, 최대 0.5, 최대 0.6, 최대 0.7, 최대 0.8, 최대 0.9, 또는 최대 1.0의 평균 진원도를 가진다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 1.0, 약 0.2 내지 약 1.0, 약 0.3 내지 약 1.0, 약 0.4 내지 약 1.0, 약 0.5 내지 약 1.0, 약 0.6 내지 약 1.0, 약 0.7 내지 약 1.0, 약 0.8 내지 약 1.0, 약 0.9 내지 약 1.0, 약 0.1 내지 약 0.9, 약 0.2 내지 약 0.9, 약 0.3 내지 약 0.9, 약 0.4 내지 약 0.9, 약 0.5 내지 약 0.9, 약 0.6 내지 약 0.9, 약 0.7 내지 약 0.9, 약 0.8 내지 약 0.9, 약 0.1 내지 약 0.8, 약 0.2 내지 약 0.8, 약 0.3 내지 약 0.8, 약 0.4 내지 약 0.8, 약 0.5 내지 약 0.8, 약 0.6 내지 약 0.8, 약 0.7 내지 약 0.8, 약 0.1 내지 약 0.7, 약 0.2 내지 약 0.7, 약 0.3 내지 약 0.7, 약 0.4 내지 약 0.7, 약 0.5 내지 약 0.7, 약 0.6 내지 약 0.7, 약 0.1 내지 약 0.6, 약 0.2 내지 약 0.6, 약 0.3 내지 약 0.6, 약 0.4 내지 약 0.6, 약 0.5 내지 약 0.6, 약 0.1 내지 약 0.5, 약 0.2 내지 약 0.5, 약 0.3 내지 약 0.5, 또는 약 0.4 내지 약 0.5의 평균 진원도를 가진다.
본 명세서는, 부분적으로, 용융 전에 포로겐을 몰드에 충전하는 단계를 개시한다. 어떤 몰드 형태나 포로겐 충전에 사용될 수 있다. 비제한적 예로서, 몰드 형태는 예를 들어, 유방 삽입물용 쉘, 또는 근육 삽입물용 쉘과 같은 삽입형 기기의 윤곽을 정하는 쉘일 수 있다. 또 다른 비제한적 예로서, 몰드 형태는 시트를 형성하는 것일 수 있다. 이러한 시트는 광범하게 또는 필요한 적용분야에 기반한 크기로 제조될 수 있다. 예를 들어, 시트는 삽입형 기기보다 약간 커서 재료가 장치를 피복하기에 충분하고 여분을 잘라내는 것을 허용하는 크기로 제조될 수 있다. 또 다른 예로서, 시트는 당업자가, 예를 들어, 흉터 형성 제어용의 거친 표면을 가지는 스트립을 제조하는 것과 같은 적용분야를 위하여 원하는 양만을 취하도록 하는 연속적인 롤로서 생산될 수 있다. 포로겐은 초음파 교반, 기계적 교반, 또는 밀접하게 충전된 배치의 포로겐을 수득하기 위한 임의의 다른 적절한 방법을 이용하여 몰드에 충전될 수 있다.
한 구체예에서, 포로겐은 몰드에 충전된다. 이 구체예의 한 양태에서, 포로겐은 밀접하게 충전된 배치의 포로겐을 수득하기에 적절한 방식으로 몰드에 충전된다. 이 구체예의 다른 양태에서, 포로겐은 초음파 교반 또는 기계적 교반을 이용하여 몰드에 충전된다.
본 명세서는, 부분적으로, 포로겐을 용융시켜 포로겐 지지체를 형성하는 단계를 개시한다. 포로겐을 서로 용융시켜 포로겐 지지체를 형성하는 단계는, 생성된 포로겐 지지체가 본 명세서에 개시된 바와 같은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용하다는 조건하에 임의의 적절한 방법에 의해서 수행될 수 있다. 비제한적 예로서, 포로겐 용융은 열처리 또는 화학적 용매 처리에 의하여 수행될 수 있다.
포로겐의 열처리는 열처리가 포로겐을 용융시켜 본 명세서에 개시된 바와 같은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체를 형성한다는 조건하에 임의의 온도 또는 온도 범위에서 임의의 시간 또는 시간들 동안 이루어질 수 있다. 포로겐을 용융시켜 포로겐 지지체를 형성하기에 유용한 열처리의 비제한적 예는 소결에 의한 것이다. 전형적으로, 소결 온도는 포로겐의 유리 전이 온도 또는 용융 온도보다 높고, 예컨대 포로겐의 유리 전이 온도 또는 용융 온도보다 약 5℃ 내지 약 50℃ 더 높다. 온도가 포로겐의 용융을 일으키기에 충분하다는 조건하에 임의의 온도가 열처리에서 사용될 수 있다. 비제한적 예로서, 열처리는 약 30℃ 내지 약 250℃일 수 있다. 주어진 온도에서 소결 단계의 지속기간 증가는 연결부 크기를 증가시키고; 소결 온도 증가는 연결부의 성장 속도를 증가시킨다. 시간이 포로겐의 용융을 일으키기에 충분하다는 조건하에 임의의 소결 시간이 열처리에서 사용될 수 있다. 적절한 소결 시간은 일반적으로 약 0.5 시간 내지 약 48 시간이다.
포로겐을 용융시켜 포로겐 지지체를 형성하기에 유용한 화학적 용매 처리는 적절한 용매를 사용한 처리에 의하여 포로겐을 부분적으로 녹이는 것에 의한 것이다. 포로겐의 화학적 용매 처리는, 화학적 용매 처리가 포로겐을 용융시켜 본 명세서에 개시된 바와 같은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체를 형성한다는 조건하에 임의의 화학적 용매 또는 용매들을 이용하여 임의의 시간 또는 시간들 동안 수행될 수 있다.
따라서, 한 구체예에서, 열처리는 포로겐을 용융시켜 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체를 형성하기에 충분한 것이다. 또 다른 구체예에서, 열처리는 제1온도에서 제1시간 동안 포로겐을 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하다.
이 구체예의 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 일정 시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃, 약 10℃, 약 15℃, 약 20℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃, 약 40℃, 약 45℃, 또는 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 일정 시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최소 5℃, 최소 10℃, 최소 15℃, 최소 20℃, 최소 25℃, 최소 30℃, 최소 35℃, 최소 40℃, 최소 45℃, 또는 최소 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 일정 시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최대 5℃, 최대 10℃, 최대 15℃, 최대 20℃, 최대 25℃, 최대 30℃, 최대 35℃, 최대 40℃, 최대 45℃, 또는 최대 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 일정 시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃ 내지 약 10℃, 약 5℃ 내지 약 15℃, 약 5℃ 내지 약 20℃, 약 5℃ 내지 약 25℃, 약 5℃ 내지 약 30℃, 약 5℃ 내지 약 35℃, 약 5℃ 내지 약 40℃, 약 5℃ 내지 약 45℃, 약 5℃ 내지 약 50℃, 약 10℃ 내지 약 15℃, 약 10℃ 내지 약 20℃, 약 10℃ 내지 약 25℃, 약 10℃ 내지 약 30℃, 약 10℃ 내지 약 35℃, 약 10℃ 내지 약 40℃, 약 10℃ 내지 약 45℃, 또는 약 10℃ 내지 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하다.
이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 약 30℃ 내지 약 75℃에서 약 15 분 내지 약 45 분 동안 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하다.
또 다른 구체예에서, 열처리는 포로겐을 복수의 온도에서 복수의 시간 동안 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하다.
이 구체예의 양태에서, 열처리는 포로겐을 제1온도에서 제1시간 동안 가열한 다음, 포로겐을 제2온도에서 제2시간 동안 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도와 제2온도는 상이하다. 이 구체예의 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 제1시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃ 이상, 약 10℃ 이상, 약 15℃ 이상, 약 20℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃, 약 40℃, 약 45℃, 또는 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제2시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃, 약 10℃, 약 15℃, 약 20℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃, 약 40℃, 약 45℃, 또는 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도와 제2온도는 상이하다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 제1시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최소 5℃, 최소 10℃, 최소 15℃, 최소 20℃, 최소 25℃, 최소 30℃, 최소 35℃, 최소 40℃, 최소 45℃, 또는 최소 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제2시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최소 5℃, 최소 10℃, 최소 15℃, 최소 20℃, 최소 25℃, 최소 30℃, 최소 35℃, 최소 40℃, 최소 45℃, 또는 최소 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도와 제2온도는 상이하다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 제1시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최대 5℃, 최대 10℃, 최대 15℃, 최대 20℃, 최대 25℃, 최대 30℃, 최대 35℃, 최대 40℃, 최대 45℃, 또는 최대 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제2시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최대 5℃, 최대 10℃, 최대 15℃, 최대 20℃, 최대 25℃, 최대 30℃, 최대 35℃, 최대 40℃, 최대 45℃, 또는 최대 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도와 제2온도는 상이하다.
이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 제1시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃ 내지 약 10℃, 약 5℃ 내지 약 15℃, 약 5℃ 내지 약 20℃, 약 5℃ 내지 약 25℃, 약 5℃ 내지 약 30℃, 약 5℃ 내지 약 35℃, 약 5℃ 내지 약 40℃, 약 5℃ 내지 약 45℃, 약 5℃ 내지 약 50℃, 약 10℃ 내지 약 15℃, 약 10℃ 내지 약 20℃, 약 10℃ 내지 약 25℃, 약 10℃ 내지 약 30℃, 약 10℃ 내지 약 35℃, 약 10℃ 내지 약 40℃, 약 10℃ 내지 약 45℃, 또는 약 10℃ 내지 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제2시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃ 내지 약 10℃, 약 5℃ 내지 약 15℃, 약 5℃ 내지 약 20℃, 약 5℃ 내지 약 25℃, 약 5℃ 내지 약 30℃, 약 5℃ 내지 약 35℃, 약 5℃ 내지 약 40℃, 약 5℃ 내지 약 45℃, 약 5℃ 내지 약 50℃, 약 10℃ 내지 약 15℃, 약 10℃ 내지 약 20℃, 약 10℃ 내지 약 25℃, 약 10℃ 내지 약 30℃, 약 10℃ 내지 약 35℃, 약 10℃ 내지 약 40℃, 약 10℃ 내지 약 45℃, 또는 약 10℃ 내지 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도와 제2온도는 상이하다.
이 구체예의 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 제1온도에서 제1시간 동안 가열하고, 포로겐을 제2온도에서 제2시간 동안 가열한 다음, 포로겐을 제3온도에서 제3시간 동안 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도는 제2온도와 상이하며 제2온도는 제3온도와 상이하다.
이 구체예의 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 제1시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃, 약 10℃, 약 15℃, 약 20℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃, 약 40℃, 약 45℃, 또는 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제2시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃, 약 10℃, 약 15℃, 약 20℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃, 약 40℃, 약 45℃, 또는 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제3시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃, 약 10℃, 약 15℃, 약 20℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃, 약 40℃, 약 45℃, 또는 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도는 제2온도와 상이하며 제2온도는 제3온도와 상이하다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 제1시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최소 5℃, 최소 10℃, 최소 15℃, 최소 20℃, 최소 25℃, 최소 30℃, 최소 35℃, 최소 40℃, 최소 45℃, 또는 최소 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제2시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최소 5℃, 최소 10℃, 최소 15℃, 최소 20℃, 최소 25℃, 최소 30℃, 최소 35℃, 최소 40℃, 최소 45℃, 또는 최소 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제3시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최소 5℃, 최소 10℃, 최소 15℃, 최소 20℃, 최소 25℃, 최소 30℃, 최소 35℃, 최소 40℃, 최소 45℃, 또는 최소 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도는 제2온도와 상이하며 제2온도는 제3온도와 상이하다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 제1시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최대 5℃, 최대 10℃, 최대 15℃, 최대 20℃, 최대 25℃, 최대 30℃, 최대 35℃, 최대 40℃, 최대 45℃, 또는 최대 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제2시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최대 5℃, 최대 10℃, 최대 15℃, 최대 20℃, 최대 25℃, 최대 30℃, 최대 35℃, 최대 40℃, 최대 45℃, 또는 최대 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제3시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 최대 5℃, 최대 10℃, 최대 15℃, 최대 20℃, 최대 25℃, 최대 30℃, 최대 35℃, 최대 40℃, 최대 45℃, 또는 최대 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도는 제2온도와 상이하며 제2온도는 제3온도와 상이하다.
이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 제1시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃ 내지 약 10℃, 약 5℃ 내지 약 15℃, 약 5℃ 내지 약 20℃, 약 5℃ 내지 약 25℃, 약 5℃ 내지 약 30℃, 약 5℃ 내지 약 35℃, 약 5℃ 내지 약 40℃, 약 5℃ 내지 약 45℃, 약 5℃ 내지 약 50℃, 약 10℃ 내지 약 15℃, 약 10℃ 내지 약 20℃, 약 10℃ 내지 약 25℃, 약 10℃ 내지 약 30℃, 약 10℃ 내지 약 35℃, 약 10℃ 내지 약 40℃, 약 10℃ 내지 약 45℃, 또는 약 10℃ 내지 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제2시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃ 내지 약 10℃, 약 5℃ 내지 약 15℃, 약 5℃ 내지 약 20℃, 약 5℃ 내지 약 25℃, 약 5℃ 내지 약 30℃, 약 5℃ 내지 약 35℃, 약 5℃ 내지 약 40℃, 약 5℃ 내지 약 45℃, 약 5℃ 내지 약 50℃, 약 10℃ 내지 약 15℃, 약 10℃ 내지 약 20℃, 약 10℃ 내지 약 25℃, 약 10℃ 내지 약 30℃, 약 10℃ 내지 약 35℃, 약 10℃ 내지 약 40℃, 약 10℃ 내지 약 45℃, 또는 약 10℃ 내지 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열한 다음, 포로겐을 제3시간 동안 포로겐의 용융 온도 또는 유리 전이 온도보다, 예를 들어, 약 5℃ 내지 약 10℃, 약 5℃ 내지 약 15℃, 약 5℃ 내지 약 20℃, 약 5℃ 내지 약 25℃, 약 5℃ 내지 약 30℃, 약 5℃ 내지 약 35℃, 약 5℃ 내지 약 40℃, 약 5℃ 내지 약 45℃, 약 5℃ 내지 약 50℃, 약 10℃ 내지 약 15℃, 약 10℃ 내지 약 20℃, 약 10℃ 내지 약 25℃, 약 10℃ 내지 약 30℃, 약 10℃ 내지 약 35℃, 약 10℃ 내지 약 40℃, 약 10℃ 내지 약 45℃, 또는 약 10℃ 내지 약 50℃ 더 높은 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도는 제2온도와 상이하며 제2온도는 제3온도와 상이하다.
이 구체예의 또 다른 양태에서, 열처리는 포로겐을 약 60℃ 내지 약 75℃에서 약 15 분 내지 약 45 분 동안, 약 140℃ 내지 약 160℃에서 약 60 분 내지 약 120 분 동안, 그 다음 약 160℃ 내지 약 170℃에서 약 15 분 내지 약 45 분 동안 가열하는 것을 포함하고, 여기서 처리 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성에 충분하고, 제1온도는 제2온도와 상이하며 제2온도는 제3온도와 상이하다.
본 명세서는, 부분적으로, 포로겐 지지체로부터 재료를 형성하는 방법을 개시한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "포로겐 지지체"는 본 명세서에 개시된 바와 같은 상호연결된 배열 또는 기공을 한정하는 엘라스토머 매트릭스의 음각 복제물(negative replica)을 제공하는, 용융 포로겐으로 구성된 삼차원 구조 골격을 지칭한다.
일부 구체예에서, 포로겐 지지체는 포로겐 지지체 중의 실질적으로 모든 포로겐이 지지체 중의 최소 하나의 다른 포로겐에 용융되는 방식으로 형성된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "실질적으로"는, 용융 포로겐을 기술하기 위하여 사용될 때, 포로겐 지지체를 이루는 포로겐의 최소 90%가 용융됨을 지칭하고, 예를 들어, 포로겐의 최소 95%가 용융되거나 포로겐의 최소 97%가 용융된다.
포로겐 지지체는 각각의 용융 포로겐 사이의 연결부의 지름이 본 명세서에 개시된 바와 같은 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체의 형성을 허용하기에 충분한 방식으로 형성된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "지름"은, 용융 포로겐 사이의 연결부 기술에 사용될 때, 두 용융 포로겐의 도심을 연결하는 선에 수직인 평면에서 두 용융 포로겐 사이의 연결부 단면의 지름을 지칭하고, 여기서 평면은 연결부 단면의 면적이 최소값이도록 선택된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "연결부 단면의 지름"은 연결부 단면의 중심 또는 도심(중심이 없는 단면을 가지는 연결부의 경우)을 통과하고 단면의 둘레에서 끝나는 선분의 평균 길이를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "실질적으로"는, 용융 포로겐 사이의 연결부를 기술하기 위하여 사용될 때, 포로겐 지지체를 이루는 용융 포로겐의 최소 90%가 서로의 사이에 연결부를 만드는 것을 지칭하고, 예를 들어, 용융 포로겐의 최소 95%가 서로의 사이에 연결부를 만들거나 용융 포로겐의 최소 97%가 서로의 사이에 연결부를 만든다.
한 구체예에서, 포로겐 지지체는 용융 포로겐을 포함하고 여기서 실질적으로 모든 용융 포로겐이 유사한 지름을 가진다. 이 구체예의 양태에서, 모든 용융 포로겐의 최소 90%가 유사한 지름을 가지고, 모든 용융 포로겐의 최소 95%가 유사한 지름을 가지고, 또는 모든 용융 포로겐의 최소 97%가 유사한 지름을 가진다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 두 용융 포로겐의 지름 차이는, 예를 들어, 더 큰 지름의 약 20% 미만, 더 큰 지름의 약 15% 미만, 더 큰 지름의 약 10% 미만, 더 큰 지름의 약 5% 미만이다. 본 명세서에서 사용된 용어 "유사한 지름"은, 용융 포로겐을 기술하기 위하여 사용될 때, 더 큰 지름의 약 20% 미만인, 두 용융 포로겐의 지름 차이를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "지름"은, 용융 포로겐을 기술하기 위하여 사용될 때, 용융 포로겐 내의 두 지점을 연결하여 그려질 수 있는 가장 긴 선분을 지칭하고, 선이 용융 포로겐의 경계 밖을 지나는지는 관계가 없다. 용융 포로겐 지름이 본 명세서에 기재된 바와 같은 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체 형성을 허용하기에 충분하다는 조건하에 임의의 용융 포로겐 지름이 유용하다.
또 다른 구체예에서, 포로겐 지지체는 상호연결된 포로겐의 배열 안으로의 조직 성장을 허용하기에 충분한 평균 지름을 가지는 용융 포로겐을 포함한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는, 예를 들어, 약 50 ㎛, 약 75 ㎛, 약 100 ㎛, 약 150 ㎛, 약 200 ㎛, 약 250 ㎛, 약 300 ㎛, 약 350 ㎛, 약 400 ㎛, 약 450 ㎛, 또는 약 500 ㎛의 평균 용융 포로겐 지름을 포함하는 용융 포로겐을 포함한다. 다른 양태에서, 포로겐 지지체는, 예를 들어, 약 500 ㎛, 약 600 ㎛, 약 700 ㎛, 약 800 ㎛, 약 900 ㎛, 약 1000 ㎛, 약 1500 ㎛, 약 2000 ㎛, 약 2500 ㎛, 또는 약 3000 ㎛의 평균 용융 포로겐 지름을 포함하는 용융 포로겐을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 포로겐 지지체는, 예를 들어, 최소 50 ㎛, 최소 75 ㎛, 최소 100 ㎛, 최소 150 ㎛, 최소 200 ㎛, 최소 250 ㎛, 최소 300 ㎛, 최소 350 ㎛, 최소 400 ㎛, 최소 450 ㎛, 또는 최소 500 ㎛의 평균 용융 포로겐 지름을 포함하는 용융 포로겐을 포함한다. 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스는, 예를 들어, 최소 500 ㎛, 최소 600 ㎛, 최소 700 ㎛, 최소 800 ㎛, 최소 900 ㎛, 최소 1000 ㎛, 최소 1500 ㎛, 최소 2000 ㎛, 최소 2500 ㎛, 또는 최소 3000 ㎛의 평균 용융 포로겐 지름을 포함하는 용융 포로겐을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 포로겐 지지체는, 예를 들어, 최대 50 ㎛, 최대 75 ㎛, 최대 100 ㎛, 최대 150 ㎛, 최대 200 ㎛, 최대 250 ㎛, 최대 300 ㎛, 최대 350 ㎛, 최대 400 ㎛, 최대 450 ㎛, 또는 최대 500 ㎛의 평균 용융 포로겐 지름을 포함하는 용융 포로겐을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 매트릭스는, 예를 들어, 최대 500 ㎛, 최대 600 ㎛, 최대 700 ㎛, 최대 800 ㎛, 최대 900 ㎛, 최대 1000 ㎛, 최대 1500 ㎛, 최대 2000 ㎛, 최대 2500 ㎛, 또는 최대 3000 ㎛의 평균 용융 포로겐 지름을 포함하는 용융 포로겐을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 포로겐 지지체는, 예를 들어, 약 300 ㎛ 내지 약 600 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 700 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 800 ㎛, 약 500 ㎛ 내지 약 800 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 75 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 300 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 75 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 300 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 75 ㎛ 내지 약 3000 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 3000 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 3000 ㎛, 또는 약 300 ㎛ 내지 약 3000 ㎛ 범위의 평균 용융 포로겐 지름을 포함하는 용융 포로겐을 포함한다.
또 다른 구체예에서, 포로겐 지지체는 복수의 다른 포로겐에 연결된 용융 포로겐을 포함한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는, 예를 들어, 약 두 개의 다른 용융 포로겐, 약 세 개의 다른 용융 포로겐, 약 네 개의 다른 용융 포로겐, 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐, 약 여섯 개의 다른 용융 포로겐, 약 일곱 개의 다른 용융 포로겐, 약 여덟 개의 다른 용융 포로겐, 약 아홉 개의 다른 용융 포로겐, 약 열 개의 다른 용융 포로겐, 약 11 개의 다른 용융 포로겐, 또는 약 12 개의 다른 용융 포로겐인 평균 용융 포로겐 연결도를 포함한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 포로겐 지지체는, 예를 들어, 최소 두 개의 다른 용융 포로겐, 최소 세 개의 다른 용융 포로겐, 최소 네 개의 다른 용융 포로겐, 최소 다섯 개의 다른 용융 포로겐, 최소 여섯 개의 다른 용융 포로겐, 최소 일곱 개의 다른 용융 포로겐, 최소 여덟 개의 다른 용융 포로겐, 최소 아홉 개의 다른 용융 포로겐, 최소 열 개의 다른 용융 포로겐, 최소 11 개의 다른 용융 포로겐, 또는 최소 12 개의 다른 용융 포로겐인 평균 용융 포로겐 연결도를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 포로겐 지지체는, 예를 들어, 최대 두 개의 다른 용융 포로겐, 최대 세 개의 다른 용융 포로겐, 최대 네 개의 다른 용융 포로겐, 최대 다섯 개의 다른 용융 포로겐, 최대 여섯 개의 다른 용융 포로겐, 최대 일곱 개의 다른 용융 포로겐, 최대 여덟 개의 다른 용융 포로겐, 최대 아홉 개의 다른 용융 포로겐, 최대 열 개의 다른 용융 포로겐, 최대 11 개의 다른 용융 포로겐, 또는 최대 12 개의 다른 용융 포로겐인 평균 용융 포로겐 연결도를 포함한다.
이 구체예의 또 다른 양태에서, 포로겐 지지체는, 예를 들어, 약 두 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 12 개의 다른 용융 포로겐, 약 두 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 11 개의 다른 용융 포로겐, 약 두 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 열 개의 다른 용융 포로겐, 약 두 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 아홉 개의 다른 용융 포로겐, 약 두 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 여덟 개의 다른 용융 포로겐, 약 두 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 일곱 개의 다른 용융 포로겐, 약 두 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 여섯 개의 다른 용융 포로겐, 약 두 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐, 약 세 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 12 개의 다른 용융 포로겐, 약 세 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 11 개의 다른 용융 포로겐, 약 세 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 열 개의 다른 용융 포로겐, 약 세 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 아홉 개의 다른 용융 포로겐, 약 세 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 여덟 개의 다른 용융 포로겐, 약 세 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 일곱 개의 다른 용융 포로겐, 약 세 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 여섯 개의 다른 용융 포로겐, 약 세 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐, 약 네 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 12 개의 다른 용융 포로겐, 약 네 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 11 개의 다른 용융 포로겐, 약 네 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 열 개의 다른 용융 포로겐, 약 네 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 아홉 개의 다른 용융 포로겐, 약 네 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 여덟 개의 다른 용융 포로겐, 약 네 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 일곱 개의 다른 용융 포로겐, 약 네 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 여섯 개의 다른 용융 포로겐, 약 네 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐, 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 12 개의 다른 용융 포로겐, 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 11 개의 다른 용융 포로겐, 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 열 개의 다른 용융 포로겐, 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 아홉 개의 다른 용융 포로겐, 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 여덟 개의 다른 용융 포로겐, 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 일곱 개의 다른 용융 포로겐, 또는 약 다섯 개의 다른 용융 포로겐 내지 약 여섯 개의 다른 용융 포로겐에 연결된 용융 포로겐을 포함한다.
또 다른 구체예에서, 포로겐 지지체는 용융 포로겐 사이의 연결부 지름이 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하는 엘라스토머 매트릭스 제조에 유용한 포로겐 지지체의 형성을 허용하기에 충분한 용융 포로겐을 포함한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 용융 포로겐 사이의 연결부 지름이, 예를 들어, 약 10% 평균 용융 포로겐 지름, 약 20% 평균 용융 포로겐 지름, 약 30% 평균 용융 포로겐 지름, 약 40% 평균 용융 포로겐 지름, 약 50% 평균 용융 포로겐 지름, 약 60% 평균 용융 포로겐 지름, 약 70% 평균 용융 포로겐 지름, 약 80% 평균 용융 포로겐 지름, 또는 약 90% 평균 용융 포로겐 지름인 용융 포로겐을 포함한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 포로겐 지지체는 용융 포로겐 사이의 연결부 지름이, 예를 들어, 최소 10% 평균 용융 포로겐 지름, 최소 20% 평균 용융 포로겐 지름, 최소 30% 평균 용융 포로겐 지름, 최소 40% 평균 용융 포로겐 지름, 최소 50% 평균 용융 포로겐 지름, 최소 60% 평균 용융 포로겐 지름, 최소 70% 평균 용융 포로겐 지름, 최소 80% 평균 용융 포로겐 지름, 또는 최소 90% 평균 용융 포로겐 지름인 용융 포로겐을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 포로겐 지지체는 용융 포로겐 사이의 연결부 지름이, 예를 들어, 최대 10% 평균 용융 포로겐 지름, 최대 20% 평균 용융 포로겐 지름, 최대 30% 평균 용융 포로겐 지름, 최대 40% 평균 용융 포로겐 지름, 최대 50% 평균 용융 포로겐 지름, 최대 60% 평균 용융 포로겐 지름, 최대 70% 평균 용융 포로겐 지름, 최대 80% 평균 용융 포로겐 지름, 또는 최대 90% 평균 용융 포로겐 지름인 용융 포로겐을 포함한다.
이 구체예의 또 다른 양태에서, 포로겐 지지체는 용융 포로겐 사이의 연결부 지름이, 예를 들어, 약 10% 내지 약 90% 평균 용융 포로겐 지름, 약 15% 내지 약 90% 평균 용융 포로겐 지름, 약 20% 내지 약 90% 평균 용융 포로겐 지름, 약 25% 내지 약 90% 평균 용융 포로겐 지름, 약 30% 내지 약 90% 평균 용융 포로겐 지름, 약 35% 내지 약 90% 평균 용융 포로겐 지름, 약 40% 내지 약 90% 평균 용융 포로겐 지름, 약 10% 내지 약 80% 평균 용융 포로겐 지름, 약 15% 내지 약 80% 평균 용융 포로겐 지름, 약 20% 내지 약 80% 평균 용융 포로겐 지름, 약 25% 내지 약 80% 평균 용융 포로겐 지름, 약 30% 내지 약 80% 평균 용융 포로겐 지름, 약 35% 내지 약 80% 평균 용융 포로겐 지름, 약 40% 내지 약 80% 평균 용융 포로겐 지름, 약 10% 내지 약 70% 평균 용융 포로겐 지름, 약 15% 내지 약 70% 평균 용융 포로겐 지름, 약 20% 내지 약 70% 평균 용융 포로겐 지름, 약 25% 내지 약 70% 평균 용융 포로겐 지름, 약 30% 내지 약 70% 평균 용융 포로겐 지름, 약 35% 내지 약 70% 평균 용융 포로겐 지름, 약 40% 내지 약 70% 평균 용융 포로겐 지름, 약 10% 내지 약 60% 평균 용융 포로겐 지름, 약 15% 내지 약 60% 평균 용융 포로겐 지름, 약 20% 내지 약 60% 평균 용융 포로겐 지름, 약 25% 내지 약 60% 평균 용융 포로겐 지름, 약 30% 내지 약 60% 평균 용융 포로겐 지름, 약 35% 내지 약 60% 평균 용융 포로겐 지름, 약 40% 내지 약 60% 평균 용융 포로겐 지름, 약 10% 내지 약 50% 평균 용융 포로겐 지름, 약 15% 내지 약 50% 평균 용융 포로겐 지름, 약 20% 내지 약 50% 평균 용융 포로겐 지름, 약 25% 내지 약 50% 평균 용융 포로겐 지름, 약 30% 내지 약 50% 평균 용융 포로겐 지름, 약 10% 내지 약 40% 평균 용융 포로겐 지름, 약 15% 내지 약 40% 평균 용융 포로겐 지름, 약 20% 내지 약 40% 평균 용융 포로겐 지름, 약 25% 내지 약 40% 평균 용융 포로겐 지름, 또는 약 30% 내지 약 40% 평균 용융 포로겐 지름인 용융 포로겐을 포함한다.
본 명세서는, 부분적으로, 포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하여 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 형성하는 단계를 개시한다. 적절한 엘라스토머 베이스는 상기한 바와 같다. 포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하는 것은, 제한 없이, 기계적 도포, 예를 들어, 침지, 분사, 칼날도포(knifing), 커튼도포(curtaining), 붓도장(brushing), 또는 기상 증착, 열 도포, 접착 도포, 화학적 접합, 자가회합(self-assembling), 분자 포획, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 적절한 수단에 의하여 수행될 수 있다. 엘라스토머 베이스는 포로겐 지지체를 원하는 두께의 엘라스토머로 코팅하는 방식으로 포로겐 지지체에 도포된다. 과잉 엘라스토머 베이스의 제거는, 제한 없이, 중력-기반 여과 또는 체치기(sieving), 진공-기반 여과 또는 체치기, 취입(blowing), 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 적절한 수단에 의하여 수행될 수 있다.
따라서, 한 구체예에서, 포로겐 지지체에 도포된 엘라스토머 베이스의 두께는 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하는 엘라스토머 매트릭스의 형성을 허용하기에 충분하다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체에 도포된 엘라스토머 베이스의 두께는, 예를 들어, 약 1 ㎛, 약 2 ㎛, 약 3 ㎛, 약 4 ㎛, 약 5 ㎛, 약 6 ㎛, 약 7 ㎛, 약 8 ㎛, 약 9 ㎛, 약 10 ㎛, 약 20 ㎛, 약 30 ㎛, 약 40 ㎛, 약 50 ㎛, 약 60 ㎛, 약 70 ㎛, 약 80 ㎛, 약 90 ㎛, 또는 약 100 ㎛이다. 이 구체예의 다른 양태에서, 포로겐 지지체에 도포된 엘라스토머의 두께는, 예를 들어, 최소 1 ㎛, 최소 2 ㎛, 최소 3 ㎛, 최소 4 ㎛, 최소 5 ㎛, 최소 6 ㎛, 최소 7 ㎛, 최소 8 ㎛, 최소 9 ㎛, 최소 10 ㎛, 최소 20 ㎛, 최소 30 ㎛, 최소 40 ㎛, 최소 50 ㎛, 최소 60 ㎛, 최소 70 ㎛, 최소 80 ㎛, 최소 90 ㎛, 또는 최소 100 ㎛이다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 포로겐 지지체에 도포된 엘라스토머 베이스의 두께는, 예를 들어, 최대 1 ㎛, 최대 2 ㎛, 최대 3 ㎛, 최대 4 ㎛, 최대 5 ㎛, 최대 6 ㎛, 최대 7 ㎛, 최대 8 ㎛, 최대 9 ㎛, 최대 10 ㎛, 최대 20 ㎛, 최대 30 ㎛, 최대 40 ㎛, 최대 50 ㎛, 최대 60 ㎛, 최대 70 ㎛, 최대 80 ㎛, 최대 90 ㎛, 또는 최대 100 ㎛이다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 포로겐 지지체에 도포된 엘라스토머 베이스의 두께는, 예를 들어, 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 75 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛이다.
본 명세서는, 부분적으로, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 탈휘발하는 것을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "탈휘발"("devolitalizing" 또는 "devolitalization")은 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체로부터 휘발성 성분을 제거하는 공정을 지칭한다. 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체의 탈휘발은 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체로부터 실질적으로 모든 휘발성 성분이 제거되는 임의의 적절한 수단에 의하여 수행될 수 있다. 탈휘발 과정의 비제한적 예에는 증발, 동결-건조, 승화, 추출, 및/또는 이들의 임의의 조합이 포함된다.
한 구체예에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체는 단일 온도에서 실질적으로 모든 휘발성 성분을 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체로부터 증발시키기에 충분한 시간 동안 탈휘발된다. 이 구체예의 한 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체는 주위 온도에서 약 1 분 내지 약 5 분 동안 탈휘발된다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체는 주위 온도에서 약 45 분 내지 약 75 분 동안 탈휘발된다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체는 주위 온도에서 약 90 분 내지 약 150 분 동안 탈휘발된다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체는 약 18℃ 내지 약 22℃에서 약 1 분 내지 약 5 분 동안 탈휘발된다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체는 약 18℃ 내지 약 22℃에서 약 45 분 내지 약 75 분 동안 탈휘발된다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체는 약 18℃ 내지 약 22℃에서 약 90 분 내지 약 150 분 동안 탈휘발된다.
본 명세서는, 부분적으로, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하는 단계를 개시한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "경화(curing)"는 "고화(setting)" 또는 "가황(vulcanizing)"과 동의어이고, 예를 들어, 물리적으로 또는 화학적으로 서로 가교된 고분자 사슬에 의한 것과 같은 더욱 안정한 상태로의 고분자 상 변화를 활성화시키는 요소에 고분자 사슬을 노출시키는 공정을 지칭한다. 경화의 비제한적 예에는 열적 경화, 화학적 경화, 촉매 경화, 조사(radiation) 경화, 및 물리적 경화가 포함된다. 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체의 경화는, 경화가 본 명세서에 개시된 바와 같은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하기에 충분한 엘라스토머 매트릭스를 형성한다는 조건하에 임의의 기간 동안 임의의 조건에서 수행될 수 있다.
따라서, 한 구체예에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체 경화는 열적 경화, 화학적 경화, 촉매 경화, 조사 경화, 또는 물리적 경화에 의한 것이다. 또 다른 구체예에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체 경화는 단일 시간에 이루어지고, 여기서 경화 시간은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하기에 충분한 엘라스토머 매트릭스를 형성하기에 충분하다.
또 다른 구체예에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체 경화는 단일 온도에서 단일 시간 동안 이루어지고, 여기서 경화 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하기에 충분한 엘라스토머 매트릭스를 형성하기에 충분하다. 이 구체예의 한 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체 경화는 제1온도에서 제1시간 동안 이루어지고, 여기서 경화 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하기에 충분한 엘라스토머 매트릭스 형성에 충분하다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체 경화는 약 80℃ 내지 약 130℃에서 약 5 분 내지 약 24 시간 동안 이루어지고, 여기서 경화 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하기에 충분한 엘라스토머 매트릭스를 형성하기에 충분하다.
또 다른 구체예에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체 경화는 복수의 온도에서 복수의 시간 동안 이루어지고, 여기서 경화 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하기에 충분한 엘라스토머 매트릭스 형성에 충분하다. 이 구체예의 한 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체 경화는 제1온도에서 제1시간 동안, 그 다음 제2온도에서 제2시간 동안 이루어지고, 여기서 경화 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하기에 충분한 엘라스토머 매트릭스 형성에 충분하고, 제1온도와 제2온도는 상이하다. 또 다른 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체 경화는 제1온도에서 제1시간 동안, 그 다음 제2온도에서 제2시간 동안, 그 다음 제3온도에서 제3시간 동안 이루어지고, 여기서 경화 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 형성하기에 충분한 엘라스토머 매트릭스 형성에 충분하고, 제1온도, 제2온도 및 제3온도는 상이하다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체 경화는 약 60℃ 내지 약 75℃에서 약 15 분 내지 약 45 분 동안, 그 다음 약 120℃ 내지 약 130℃에서 약 60 분 내지 약 90 분 동안 이루어지고, 여기서 경화 온도 및 시간은 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하기에 충분한 엘라스토머 매트릭스 형성에 충분하다.
본 명세서는, 부분적으로, 경화된 엘라스토머로부터 포로겐 지지체를 제거하는 단계를 개시한다. 포로겐 지지체의 제거는, 생성된 다공성 재료가 피막구축 또는 흉터형성을 초래할 수 있는 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 시간에 상호연결된 기공 안으로의 실질적인 조직 성장을 허용하기에 유용한 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함한다는 조건하에 임의의 적절한 수단에 의해서 수행될 수 있다. 그러므로, 생성된 엘라스토머 매트릭스는, 예를 들어, 세포 이동, 세포 증식, 세포 분화, 영양소 교환, 및/또는 노폐물 제거와 같은 조직 성장 양상을 보조해야 한다. 포로겐 제거의 비제한적 예에는 용매 추출, 열분해 추출, 분해 추출, 기계 추출, 및/또는 이들의 임의의 조합이 포함된다. 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 실질적으로 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 결과적인 다공성 재료는 본 명세서에 상기한 바와 같다. 예를 들어 용매 추출과 같이 또 다른 용액에 노출시키는 것을 포함하는 추출 방법에서, 추출은 포로겐 지지체의 제거를 촉진하기 위하여 시간이 흐름에 따라 복수의 용매 교환을 포함할 수 있다. 용매 추출에 유용한 용매의 비제한적 예에는 물, 메틸렌 클로라이드, 아세트산, 포름산, 피리딘, 테트라하이드로퓨란, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 벤젠, 및/또는 이들의 혼합이 포함된다. 혼합된 용매는 약 1:1 초과의 제1용매 대 제2용매 또는 약 1:1 미만의 제1용매 대 제2용매의 비율일 수 있다.
한 구체예에서, 포로겐 지지체는 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 남기며 실질적으로 모든 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 약 75%의 포로겐 지지체, 약 80%의 포로겐 지지체, 약 85%의 포로겐 지지체, 약 90%의 포로겐 지지체, 또는 약 95%의 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 포로겐 지지체는 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 최소 75%의 포로겐 지지체, 최소 80%의 포로겐 지지체, 최소 85%의 포로겐 지지체, 최소 90%의 포로겐 지지체, 또는 최소 95%의 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 약 75% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 75% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 약 75% 내지 약 100%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 100%의 포로겐 지지체, 약 85% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 85% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 또는 약 85% 내지 약 100%의 포로겐 지지체를 제거한다. 한 양태에서, 포로겐 지지체는 용매 추출, 열분해 추출, 분해(degradation) 추출, 기계 추출, 및/또는 이들의 임의의 조합에 의하여 제거된다.
또 다른 구체예에서, 포로겐 지지체는 용매 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 남기며 실질적으로 모든 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 용매 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 약 75%의 포로겐 지지체, 약 80%의 포로겐 지지체, 약 85%의 포로겐 지지체, 약 90%의 포로겐 지지체, 또는 약 95%의 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 포로겐 지지체는 용매 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 최소 75%의 포로겐 지지체, 최소 80%의 포로겐 지지체, 최소 85%의 포로겐 지지체, 최소 90%의 포로겐 지지체, 또는 최소 95%의 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 용매 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 약 75% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 75% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 약 75% 내지 약 100%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 100%의 포로겐 지지체, 약 85% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 85% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 또는 약 85% 내지 약 100%의 포로겐 지지체를 제거한다.
또 다른 구체예에서, 포로겐 지지체는 열분해 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 남기며 실질적으로 모든 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 열 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 약 75%의 포로겐 지지체, 약 80%의 포로겐 지지체, 약 85%의 포로겐 지지체, 약 90%의 포로겐 지지체, 또는 약 95%의 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 포로겐 지지체는 열 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 최소 75%의 포로겐 지지체, 최소 80%의 포로겐 지지체, 최소 85%의 포로겐 지지체, 최소 90%의 포로겐 지지체, 또는 최소 95%의 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 열 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 약 75% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 75% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 약 75% 내지 약 100%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 100%의 포로겐 지지체, 약 85% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 85% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 또는 약 85% 내지 약 100%의 포로겐 지지체를 제거한다.
또 다른 구체예에서, 포로겐 지지체는 분해 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 남기며 실질적으로 모든 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 분해 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 약 75%의 포로겐 지지체, 약 80%의 포로겐 지지체, 약 85%의 포로겐 지지체, 약 90%의 포로겐 지지체, 또는 약 95%의 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 포로겐 지지체는 분해 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 최소 75%의 포로겐 지지체, 최소 80%의 포로겐 지지체, 최소 85%의 포로겐 지지체, 최소 90%의 포로겐 지지체, 또는 최소 95%의 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 분해 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 약 75% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 75% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 약 75% 내지 약 100%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 100%의 포로겐 지지체, 약 85% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 85% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 또는 약 85% 내지 약 100%의 포로겐 지지체를 제거한다.
또 다른 구체예에서, 포로겐 지지체는 기계 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 남기며 실질적으로 모든 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 기계 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 약 75%의 포로겐 지지체, 약 80%의 포로겐 지지체, 약 85%의 포로겐 지지체, 약 90%의 포로겐 지지체, 또는 약 95%의 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 포로겐 지지체는 기계 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 최소 75%의 포로겐 지지체, 최소 80%의 포로겐 지지체, 최소 85%의 포로겐 지지체, 최소 90%의 포로겐 지지체, 또는 최소 95%의 포로겐 지지체를 제거한다. 이 구체예의 양태에서, 포로겐 지지체는 기계 추출에 의하여 제거되고, 여기서 추출은, 예를 들어, 약 75% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 75% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 약 75% 내지 약 100%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 약 80% 내지 약 100%의 포로겐 지지체, 약 85% 내지 약 90%의 포로겐 지지체, 약 85% 내지 약 95%의 포로겐 지지체, 또는 약 85% 내지 약 100%의 포로겐 지지체를 제거한다.
본 명세서는 부분적으로, 본 명세서에 개시된 바와 같은 다공성 재료의 층을 포함하는 생체적합성 삽입형 기기를 개시하고, 여기서 다공성 재료는 장치의 표면을 피복한다. 예를 들어, 도 2 및 도 4를 참조하라. 본 명세서에서 사용된 용어 "삽입형"은 조직, 근육, 장기 또는 임의의 다른 동물 생체 부분에 매립되거나 부착될 수 있는 임의의 재료를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "동물"은 인간을 포함하는 모든 포유동물을 포함한다. 생체적합성 삽입형 기기는 "의료 기기", "생명의료 기기", "삽입형 의료 기기" 또는 "삽입형 생명의료 기기"와 동의어이고, 제한 없이, 심장박동기, 경막 대체물, 삽입형 심장 제세동기, 조직 확장기, 및 보형, 재건 또는 미적 목적을 위하여 사용되는 조직 삽입물, 예컨대 유방 삽입물, 근육 삽입물 또는 흉터형성을 감소시키거나 방지하는 삽입물을 포함한다. 본 명세서에 개시되는 다공성 재료가 부착될 수 있는 생체적합성 삽입형 기기의 예는, 예를 들어, Schuessler, Rotational Molding System for Medical Articles, 미국 특허 제7,628,604호; Smith, Mastopexy Stabilization Apparatus and Method, 미국 특허 제7,081,135호; Knisley, Inflatable Prosthetic Device, 미국 특허 제6,936,068호; Falcon, Reinforced Radius Mammary Prostheses and Soft Tissue Expanders, 미국 특허 제6,605,116호; Schuessler, Rotational Molding of Medical Articles, 미국 특허 제6,602,452호; Murphy, Seamless Breast Prosthesis, 미국 특허 제6,074,421호; Knowlton, Segmental Breast Expander For Use in Breast Reconstruction, 미국 특허 제6,071,309호; VanBeek, Mechanical Tissue Expander, 미국 특허 제5,882,353호; Hunter, Soft Tissue Implants and Anti - Scarring Agents, Schuessler, Self - Sealing Shell For Inflatable Prostheses, 미국 공개공보 제2010/0049317호; 미국 공개공보 제2009/0214652호; Schraga, Medical Implant Containing Detection Enhancing Agent and Method For Detecting Content Leakage, 미국 공개공보 제2009/0157180호; Schuessler, All - Barrier Elastomeric Gel - Filled Breast Prosthesis, 미국 공개공보 제2009/0030515호; Connell, Differential Tissue Expander Implant, 미국 공개공보 제2007/0233273호; 및 Hunter, Medical implants and Anti - Scarring Agents, 미국 공개공보 제2006/0147492호; Van Epps, Soft Filled Prosthesis Shell with Discrete Fixation Surfaces, 국제 공개공보 WO/2010/019761; Schuessler, Self Sealing Shell for Inflatable Prosthesis, 국제 공개공보 WO/2010/022130; Yacoub, Prosthesis Implant Shell, 국제 출원번호 PCT/US09/61045에 기재되고, 이들 각각은 전문이 참조로 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에 개시된 생체적합성 삽입형 기기는 기기의 정상적인 동작 동안에 동물의 연조직에 삽입될 수 있다. 이러한 삽입형 기기는 동물 생체의 연조직에 완전히 삽입될 수 있고 (즉, 전체 기기가 생체 내에 삽입됨), 또는 기기가 동물 생체에 부분적으로 삽입될 수 있다 (즉, 기기의 일부만이 동물 생체 내에 삽입되고, 기기의 나머지는 동물 생체의 외부에 위치함). 본 명세서에 개시된 생체적합성 삽입형 기기는 또한 의료 기기의 정상적인 작동 동안 동물의 연조직에 고착될 수 있다. 이러한 기기는 전형적으로 동물 생체의 피부에 고착된다.
본 명세서는, 부분적으로, 생체적합성 삽입형 기기의 표면을 피복하는 다공성 재료를 개시한다. 본 명세서에 개시된 임의의 다공성 재료가 생체적합성 삽입형 기기의 표면을 피복하는 다공성 재료로서 사용될 수 있다. 일반적으로, 생체적합성 삽입형 기기의 표면은 조직 성장을 촉진하고, 및/또는 피막구축 또는 흉터형성을 초래할 수 있는 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하는 방식으로 동물 조직 주위에 노출되는 것이다.
따라서, 한 구체예에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면을 피복한다. 또 다른 구체예에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 표면 일부를 피복한다. 이 구체예의 양태에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 앞면 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면을 피복한다. 다른 양태에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면의, 예를 들어, 약 20%, 약 30%, 약 40%, 약 50%, 약 60%, 약 70% 약 80% 또는 약 90%, 생체적합성 삽입형 기기의 앞면, 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면만을 피복한다. 또 다른 양태에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면의, 예를 들어, 최소 20%, 최소 30%, 최소 40%, 최소 50%, 최소 60%, 최소 70% 최소 80% 또는 최소 90%, 생체적합성 삽입형 기기의 앞면, 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면에만 도포된다. 또 다른 양태에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면의, 예를 들어, 최대 20%, 최대 30%, 최대 40%, 최대 50%, 최대 60%, 최대 70% 최대 80% 또는 최대 90%, 생체적합성 삽입형 기기의 앞면, 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면에만 도포된다. 다른 양태에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면의, 예를 들어, 약 20% 내지 약 100%, 약 30% 내지 약 100%, 약 40% 내지 약 100%, 약 50% 내지 약 100%, 약 60% 내지 약 100%, 약 70% 내지 약 100%, 약 80% 내지 약 100%, 또는 약 90% 내지 약 100%, 생체적합성 삽입형 기기의 앞면, 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면에만 도포된다.
생체적합성 삽입형 기기를 피복하는 다공성 재료의 층은, 재료 두께가 피막구축 또는 흉터형성을 초래할 수 있는 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 방식으로 엘라스토머 매트릭스의 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용한다는 조건하에 임의의 두께일 수 있다.
따라서, 한 구체예에서, 생체적합성 삽입형 기기를 피복하는 다공성 재료의 층은 피막구축 또는 흉터형성을 초래할 수 있는 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 방식으로 엘라스토머 매트릭스의 상호연결된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하는 두께이다. 이 구체예의 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기를 피복하는 다공성 재료의 층은, 예를 들어, 약 100 ㎛, 약 200 ㎛, 약 300 ㎛, 약 400 ㎛, 약 500 ㎛, 약 600 ㎛, 약 700 ㎛, 약 800 ㎛, 약 900 ㎛, 약 1 ㎜, 약 2 ㎜, 약 3 ㎜, 약 4 ㎜, 약 5 ㎜, 약 6 ㎜, 약 7 ㎜, 약 8 ㎜, 약 9 ㎜, 또는 약 10 ㎜의 두께를 포함한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기를 피복하는 다공성 재료의 층은, 예를 들어, 최소 100 ㎛, 최소 200 ㎛, 최소 300 ㎛, 최소 400 ㎛, 최소 500 ㎛, 최소 600 ㎛, 최소 700 ㎛, 최소 800 ㎛, 최소 900 ㎛, 최소 1 ㎜, 최소 2 ㎜, 최소 3 ㎜, 최소 4 ㎜, 최소 5 ㎜, 최소 6 ㎜, 최소 7 ㎜, 최소 8 ㎜, 최소 9 ㎜, 또는 최소 10 ㎜의 두께를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기를 피복하는 다공성 재료의 층은, 예를 들어, 최대 100 ㎛, 최대 200 ㎛, 최대 300 ㎛, 최대 400 ㎛, 최대 500 ㎛, 최대 600 ㎛, 최대 700 ㎛, 최대 800 ㎛, 최대 900 ㎛, 최대 1 ㎜, 최대 2 ㎜, 최대 3 ㎜, 최대 4 ㎜, 최대 5 ㎜, 최대 6 ㎜, 최대 7 ㎜, 최대 8 ㎜, 최대 9 ㎜, 또는 최대 10 ㎜의 두께를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기를 피복하는 다공성 재료의 층은, 예를 들어, 약 100 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 1 ㎜, 약 100 ㎛ 내지 약 5 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 1 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 3 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 4 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 5 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 2 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 3 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 4 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 5 ㎜, 또는 약 1.5 ㎜ 내지 약 3.5 ㎜의 두께를 포함한다.
본 명세서는 부분적으로, 다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기 제조 방법을 개시한다. 한 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기 제조 방법은 다공성 재료를 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 부착시키는 단계를 포함한다. 또 다른 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기 제조 방법은 a) 다공성 재료를 수용하도록 생체적합성 삽입형 기기의 표면을 준비하는 단계; b) 다공성 재료를 기기의 준비된 표면에 부착하는 단계를 포함한다. 본 명세서에 개시된 다공성 재료 중 어느 것이나 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 부착되는 다공성 재료로서 사용될 수 있다.
본 명세서는, 부분적으로, 다공성 재료를 수용하도록 생체적합성 삽입형 기기의 표면을 준비하는 단계를 개시한다. 다공성 재료를 수용하도록 생체적합성 삽입형 기기의 표면을 준비하는 단계는 다공성 재료 또는 생체적합성 삽입형 기기의 원하는 특성을 파괴하지 않는 임의의 기술에 의하여 수행될 수 있다. 비제한적 예로서, 생체적합성 삽입형 기기의 표면은 접합 물질을 도포하여 준비될 수 있다. 접합 물질의 비제한적 예에는, 예를 들어, RTV 실리콘 및 HTV 실리콘과 같은 실리콘 접착제가 포함된다. 접합 물질은 예를 들어, 캐스트(cast) 코팅, 분사 코팅, 침지 코팅, 커튼(curtain) 코팅, 칼날(knife) 코팅, 붓(brush) 코팅, 기상 증착 코팅 등과 같은 당해 분야에 공지인 임의의 방법을 이용하여 생체적합성 삽입형 기기의 표면, 다공성 재료, 또는 두 가지 모두에 도포된다.
본 명세서는, 부분적으로, 다공성 재료를 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 부착하는 단계를 개시한다. 다공성 재료는 기기의 전체 표면, 또는 기기 표면의 일부분에만 부착될 수 있다. 비제한적 예로서, 다공성 재료는 기기의 앞면에만 또는 기기의 뒷면에만 부착된다. 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 다공성 재료를 부착하는 단계는 다공성 재료 또는 생체적합성 삽입형 기기의 원하는 특성을 파괴하지 않는 임의의 기술에 의하여 수행될 수 있다.
예를 들어, 부착은, 예를 들어, 글루접착(gluing), 접합(bonding), 용융(melting)과 같은 당해 분야에 공지인 방법을 이용하여 이미 형성된 다공성 재료를 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 접착시켜 일어날 수 있다. 예를 들어, 실리콘 분산물이 접착제로서 생체적합성 삽입형 기기의 표면, 다공성 재료 시트, 또는 두 가지 모두에 도포된 다음, 기기의 표면에 주름이 없도록 접착제가 다공성 재료를 기기의 표면에 부착시키는 방식으로 두 재료가 함께 놓인다. 실리콘 접착제가 경화된 다음 여분의 재료가 잘려나가 기기 주위에 균일한 이음매를 형성한다. 이 공정은 본 명세서에 개시된 다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기를 생성한다. 실시예 2 및 4가 이러한 유형의 부착 방법을 설명한다.
대안으로, 부착은, 예를 들어, 캐스트 코팅, 분사 코팅, 침지 코팅, 커튼 코팅, 칼날 코팅, 붓 코팅, 기상 증착 코팅 등과 같은 당해 분야에 공지인 방법을 이용하여, 다공성 재료를 생체적합성 삽입형 기기의 표면 상에 직접 형성하여 일어날 수 있다.
부착 방법에 관계 없이, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면에, 또는 생체적합성 삽입형 기기의 표면의 일부에만 도포될 수 있다. 비제한적 예로서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 앞면에만 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면에만 도포된다.
따라서, 한 구체예에서, 다공성 재료는, 다공성 재료를 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 접합시켜, 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 부착된다. 이 구체예의 양태에서, 다공성 재료는, 다공성 재료를 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 글루접착, 접합 또는 용융시켜, 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 부착된다. 또 다른 구체예에서, 다공성 재료는, 다공성 재료를 생체적합성 삽입형 기기의 표면 상에 형성하여, 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 부착된다. 이 구체예의 양태에서, 다공성 재료는 캐스트 코팅, 분사 코팅, 침지 코팅, 커튼 코팅, 칼날 코팅, 붓 코팅, 또는 기상 증착 코팅에 의하여 생체적합성 삽입형 기기의 표면에 부착된다.
또 다른 구체예에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면에 도포된다. 또 다른 구체예에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 표면의 일부에 도포된다. 이 구체예의 양태에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 앞면 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면에 도포된다. 다른 양태에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면의, 예를 들어, 약 20%, 약 30%, 약 40%, 약 50%, 약 60%, 약 70% 약 80% 또는 약 90%, 생체적합성 삽입형 기기의 앞면, 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면에만 도포된다. 또 다른 양태에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면의, 예를 들어, 최소 20%, 최소 30%, 최소 40%, 최소 50%, 최소 60%, 최소 70% 최소 80% 또는 최소 90%, 생체적합성 삽입형 기기의 앞면, 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면에만 도포된다. 또 다른 양태에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면의, 예를 들어, 최대 20%, 최대 30%, 최대 40%, 최대 50%, 최대 60%, 최대 70% 최대 80% 또는 최대 90%, 생체적합성 삽입형 기기의 앞면, 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면에만 도포된다. 다른 양태에서, 다공성 재료는 생체적합성 삽입형 기기의 전체 표면의, 예를 들어, 약 20% 내지 약 100%, 약 30% 내지 약 100%, 약 40% 내지 약 100%, 약 50% 내지 약 100%, 약 60% 내지 약 100%, 약 70% 내지 약 100%, 약 80% 내지 약 100%, 또는 약 90% 내지 약 100%, 생체적합성 삽입형 기기의 앞면, 또는 생체적합성 삽입형 기기의 뒷면에만 도포된다.
생체적합성 삽입형 기기에 도포된 다공성 재료의 층은, 재료 두께가 피막구축 또는 흉터형성을 초래할 수 있는 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 방식으로 엘라스토머 매트릭스의 상호가교된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용한다는 조건하에 임의의 두께일 수 있다.
따라서, 한 구체예에서, 생체적합성 삽입형 기기에 도포된 다공성 재료의 층은 피막구축 또는 흉터형성을 초래할 수 있는 섬유성 피막의 형성을 감소시키거나 방지하기에 충분한 방식으로 엘라스토머 매트릭스의 상호가교된 기공의 배열 내에 조직 성장을 허용하는 두께이다. 이 구체예의 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기에 도포된 다공성 재료의 층은, 예를 들어, 약 100 ㎛, 약 200 ㎛, 약 300 ㎛, 약 400 ㎛, 약 500 ㎛, 약 600 ㎛, 약 700 ㎛, 약 800 ㎛, 약 900 ㎛, 약 1 ㎜, 약 2 ㎜, 약 3 ㎜, 약 4 ㎜, 약 5 ㎜, 약 6 ㎜, 약 7 ㎜, 약 8 ㎜, 약 9 ㎜, 또는 약 10 ㎜의 두께를 포함한다. 이 구체예의 다른 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기에 도포된 다공성 재료의 층은, 예를 들어, 최소 100 ㎛, 최소 200 ㎛, 최소 300 ㎛, 최소 400 ㎛, 최소 500 ㎛, 최소 600 ㎛, 최소 700 ㎛, 최소 800 ㎛, 최소 900 ㎛, 최소 1 ㎜, 최소 2 ㎜, 최소 3 ㎜, 최소 4 ㎜, 최소 5 ㎜, 최소 6 ㎜, 최소 7 ㎜, 최소 8 ㎜, 최소 9 ㎜, 또는 최소 10 ㎜의 두께를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기에 도포된 다공성 재료의 층은, 예를 들어, 최대 100 ㎛, 최대 200 ㎛, 최대 300 ㎛, 최대 400 ㎛, 최대 500 ㎛, 최대 600 ㎛, 최대 700 ㎛, 최대 800 ㎛, 최대 900 ㎛, 최대 1 ㎜, 최대 2 ㎜, 최대 3 ㎜, 최대 4 ㎜, 최대 5 ㎜, 최대 6 ㎜, 최대 7 ㎜, 최대 8 ㎜, 최대 9 ㎜, 또는 최대 10 ㎜의 두께를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 양태에서, 생체적합성 삽입형 기기에 도포된 다공성 재료의 층은, 예를 들어, 약 100 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 1 ㎜, 약 100 ㎛ 내지 약 5 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 1 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 3 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 4 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 5 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 2 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 3 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 4 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 5 ㎜, 또는 약 1.5 ㎜ 내지 약 3.5 ㎜의 두께를 포함한다. 13.
본 발명의 한 양태에서, 유방 삽입물이 제공되고, 상기 삽입물은 팽창성 엘라스토머 쉘을 포함하며, 이의 일부는 본 명세서에 기재된 본 발명의 공정 중 하나에 의하여 제조된 재료이다. 예를 들어, 재료는 a) 포로겐을 용융시켜 용융 포로겐을 포함하는 포로겐 지지체를 형성하는 단계; b) 포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하여 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 형성하는 단계; c) 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하는 단계; 및 d) 포로겐 지지체를 제거하는 단계(여기서 포로겐 지지체 제거는 상기 재료를 생성함)에 의하여 제조될 수 있다.
실시예
다음 실시예는 지금 고려된 대표적인 구체예를 설명하지만, 개시된 다공성 재료, 이러한 다공성 재료 형성 방법, 이러한 다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기, 및 이러한 생체적합성 삽입형 기기 제조 방법을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1
다공성 재료 시트 제조 방법
이 실시예는 본 명세서에 개시된 다공성 재료의 시트를 어떻게 제조하는지 설명한다. 상기 시트는 도 5에 도해된다.
포로겐 지지체를 형성하기 위하여, 적절한 양의 PLGA (50/50) 포로겐(300 ㎛ 지름)을 적절한 양의 헥산과 혼합하고 비점착 표면으로 코팅된 약 20 ㎝ x 20 ㎝ 정사각형 몰드에 붓는다. 혼합물을 60℃에서 5 분 동안 가열하여 포로겐이 용융되도록 한다. 이후 과잉의 헥산을 실온에서 증발시켜 제거한다. 30 ㎝ x 30 ㎝ x 2 ㎜ 포로겐 지지체가 수득된다.
포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하기 위하여, 적절한 양의 35% (w/w) 자일렌 중 실리콘(MED 6400; 캘리포니아주 카핀테리아 소재의 NuSil Technology LLC)을 포로겐 지지체에 첨가하고 2 시간 동안 약 18℃ 내지 약 22℃의 주위 온도에서 보온한다.
엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하기 위하여, 실리콘 코팅된 PLGA 지지체를 오븐에 두고 126℃의 온도에서 85 분 동안 가열한다.
경화된 엘라스토머로부터 포로겐 지지체를 제거하기 위하여, 경화된 엘라스토머/포로겐 지지체를 메틸렌 클로라이드에 담근다. 30 분 후, 메틸렌 클로라이드를 제거하고 새로운 메틸렌 클로라이드를 첨가한다. 30 분 후, 메틸렌 클로라이드를 제거하고 생성된 30 ㎝ x 30 ㎝ x 1.5 ㎜ 다공성 재료 시트를 약 18℃ 내지 약 22℃의 주위 온도에서 공기 건조한다. 이 공정은 본 명세서에 개시된 바와 같은 다공성 재료 시트를 생성한다.
다공성 재료의 시트 샘플은 마이크로시티(microCT) 분석 및/또는 주사 전자 현미경법(scanning electron microscopy, SEM)으로 특징분석될 수 있다.
실시예 2
다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기 제조 방법
이 실시예는 본 명세서에 개시된 다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기를 어떻게 제조하는지 설명한다.
상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료의 시트를 실시예 1에 기재한 바와 같이 수득한다.
다공성 재료를 생체적합성 삽입형 기기에 부착시키기 위하여, 제1 다공성 재료 시트를 실리콘 박층으로 코팅한 다음, 접착제 면을 위로 하여 몰드의 바닥 공동에 둔다. 이후 생체적합성 삽입형 기기를 접착제로 코팅된 재료 표면의 위에 둔다. 이후 제2 다공성 재료 시트를 실리콘 박층으로 코팅하고 생체적합성 삽입형 기기의 피복되지 않은 표면에 도포한다. 이후 몰드 공동의 최상부 조각을 제자리에 고정하여 두 장의 재료 시트를 함께 눌러 균일한 계면을 생성한다. 피복된 기기를 오븐에 두고 126℃의 온도에서 85 분 동안 가열하여 실리콘 접착제가 경화되도록 한다. 경화 후, 여분의 재료를 잘라내어 생체적합성 삽입형 기기 주변에 균일한 이음매를 형성한다. 이 공정은 본 명세서에 개시된 바와 같은 다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기를 생성한다. 예를 들어, 도 2A를 참조하라.
대안으로, 장치가 맨드렐(mandrel) 상에 정지해 있는 동안 다공성 재료를 생체적합성 삽입형 기기에 적층할 수 있다. 이 공정에서, 제1 다공성 재료 시트를 실리콘 박층으로 코팅한 다음 표면에 주름이 생기지 않는 방식으로 맨드렐 상의 기기에 걸친다. 실리콘 접착제를 상기한 바와 같이 경화한 후, 또 다른 실리콘 코팅을 생체적합성 삽입형 기기의 피복되지 않은 표면에 도포하고, 기기의 뒤를 피복하도록 제2 다공성 재료를 늘린다. 상기한 바와 같이 실리콘 접착제를 경화한 후, 생체적합성 삽입형 기기를 맨드렐로부터 떼어내고 여분의 다공성 재료를 잘라내어 기기 주위에 균일한 이음매를 생성한다. 이 공정은 본 명세서에 개시된 바와 같은 다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기를 생성한다.
실시예 3
다공성 재료 제조 방법
이 실시예는 본 명세서에 개시된 다공성 재료 쉘을 어떻게 제조하는지 설명한다.
포로겐 지지체를 형성하기 위하여, 적절한 양의 PLGA (50/50) 포로겐(300 ㎛ 지름)을 적절한 양의 헥산과 혼합하고 유방 삽입물 쉘 형태의 몰드에 붓는다. 혼합물이 견고하게 충전되도록 몰드를 기계적으로 교반한다. 쉘의 두께는 쉘 몰드의 디자인에 따라 제어된다. 견고하게 충전된 포로겐을 60℃에서 5 분 동안 가열하여 포로겐이 용융되도록 한다. 이후 과잉의 헥산을 실온에서 증발시켜 제거한다. 유방 삽입물 쉘 형태의 포로겐 지지체가 수득된다.
포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하기 위하여, 적절한 양의 35% (w/w) 자일렌 중 실리콘(MED 6400; 캘리포니아주 카핀테리아 소재의 NuSil Technology LLC, Carpinteria, CA)을 포로겐 지지체에 첨가하고 2 시간 동안 약 18℃ 내지 약 22℃의 주위 온도에서 보온한다.
엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하기 위하여, 실리콘 코팅된 PLGA 지지체를 오븐에 두고 126℃의 온도에서 85 분 동안 가열한다. 처리 후, 쉘 몰드를 벗기고 경화된 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 제거한다.
경화된 엘라스토머 쉘로부터 포로겐 지지체를 제거하기 위하여, 경화된 엘라스토머/포로겐 지지체를 메틸렌 클로라이드에 담근다. 30 분 후, 메틸렌 클로라이드를 제거하고 새로운 메틸렌 클로라이드를 첨가한다. 30 분 후, 메틸렌 클로라이드를 제거하고 생성된 다공성 재료의 유방 삽입물 쉘을 약 18℃ 내지 약 22℃의 주위 온도에서 공기 건조한다. 이 공정은 본 명세서에 개시된 바와 같은 다공성 재료 쉘을 생성한다. 예를 들어, 도 3A를 참조하라.
다공성 재료의 시트 샘플은 마이크로시티 분석 및/또는 주사 전자 현미경법(SEM)으로 특징분석될 수 있다.
실시예 4
다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기 제조 방법
이 실시예는 본 명세서에 개시된 다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기를 어떻게 제조하는지 설명한다.
상호연결된 기공의 배열을 한정하는 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료 쉘을 실시예 3A에 기재한 바와 같이 수득한다.
다공성 재료 쉘을 생체적합성 삽입형 기기에 부착시키기 위하여, 기기 표면을 실리콘 박층으로 코팅한다. 이후 재료 형성에서 주름이 생기지 않도록 보장하는 방식으로 재료 쉘을 접착제 코팅된 기기 위에 둔다. 피복된 기기를 오븐에 두고 126℃의 온도에서 85 분 동안 가열하여 실리콘 접착제가 경화되도록 한다. 경화 후, 여분의 재료를 잘라내어 생체적합성 삽입형 기기 주변에 균일한 이음매를 형성한다. 이 공정은 본 명세서에 개시된 바와 같은 다공성 재료를 포함하는 생체적합성 삽입형 기기를 생성한다. 예를 들어, 도 4A를 참조하라.
실시예 5
생체적합성 다공성 재료 제조 방법
50 ㎛ 크기의 PLGA (50/50) 미세구(microsphere) (폴리 (DL-락틱 애시드-코-글리콜릭 애시드) 0.5g을 5 ㎖ PPE 플라스틱 컵에서 5 ㎖의 헥산과 혼합했다. 혼합물을 60℃에서 가열하여 미세구가 용융되도록 했다. 헥산이 이 가열 공정 동안 증발되었다. 3D 미세구 매트릭스의 얇은 페이스트(paste)가 제조되었다.
3D 미세구 매트릭스에 MED6400 A 및 MED6400 B와 사전혼합된 0.5 ㎖의 NuSil MED6400(실리콘 엘라스토머)를 첨가했다. 2 시간 후, 3D 미세구-실리콘 조성물을 75℃에서 30 분 동안, 150℃에서 두 시간 동안, 마지막으로 165℃에서 30 분 동안 경화했다. 페이스트를 컵으로부터 박리하고 10 ㎖ 바이알에 넣었다. 약 5 ㎖ 메틸렌 클로라이드를 바이알에 첨가했다. 혼합물을 자동 진탕기(shaker)로 교반했다. 30 분 후, 메틸렌 클로라이드를 따라내고, 다른 5 ㎖의 새로운 메틸렌 클로라이드를 첨가했다. 끝으로, 메틸렌 클로라이드를 제거했다. 페이스트를 공기 건조했다. 샘플은 도 1B에 나타나는 바와 같이 X350에서 주사 전자 현미경법에 의하여 특징분석되었다.
실시예 6
생체적합성 다공성 재료 제조 방법
우선, 실시예 5에서와 같이 헥산과 혼합하는 대신, 50 ㎛ 크기의 PLGA (50/50) 미세구 (폴리 (DL-락틱 애시드-코-글리콜릭 애시드) 0.5g을 0.5 ㎖의 NuSil MED6400(실리콘 엘라스토머)과 최초로 혼합했다. 혼합물을 43 ㎛ 체를 통하여 여과했다. 과잉 실리콘 엘라스토머를 제거했다. 습윤한 페이스트를 오븐에 두고 75℃의 온도에서 30 분 동안, 150℃에서 2 시간 동안 그리고 165℃에서 30 분 동안 경화했다. 가열되고 경화된 조성물을 다량의 메틸렌 클로라이드로 처리했다. 최종 실리콘 매트릭스를 공기 건조했다. 샘플은 도 1A에 나타나는 바와 같이 배율 X200에서 주사 전자 현미경법에 의하여 특징분석되었다.
끝으로, 본 명세서의 양태가 다양한 구체예를 참조하여 기재되어 있기는 하지만, 개시된 구체적 예가 단지 본 명세서에 개시된 요지의 원리를 설명하는 것임을 당업자가 쉽게 인지할 것임이 이해되어야 한다. 그러므로, 개시된 요지가 본 명세서에 기재된 특정한 방법, 프로토콜, 및/또는 시약 등으로 한정되지 않음이 이해되어야 한다. 따라서, 개시된 요지에 대한 다양한 변형 또는 변화, 또는 개시된 요지의 대안의 구성이 본 명세서의 사상으로부터 벗어나지 않고 본 명세서의 교시에 따라 이루어질 수 있다. 마지막으로, 본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정 구체예를 기술할 목적이며, 청구항에 의해서만 규정되는 본 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다. 따라서, 본 발명은 나타나고 기재된 바에 정확하게 한정되지 않는다.
본 발명 수행을 위하여 발명자에게 알려진 최상의 양식을 포함하여 본 발명의 특정 구체예가 본 명세서에 기재된다. 물론, 이러한 기재된 구체예에 대한 변형이 전술한 기재를 읽으면 당업자에게 명백해질 것이다. 본 발명자는 당업자가 이러한 변형을 적절한 한에서 사용할 것으로 예상하며, 본 발명자는 발명이 본 명세서에 구체적으로 기재된 것과 달리 실시되도록 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용가능한 법률에 의하여 허용되는 바와 같이 첨부된 청구항에 인용된 요지의 모든 변형 및 균등물을 포함한다. 더욱이, 모든 가능한 변형에서 상기 요소의 임의의 조합이 본 명세서에 달리 명시되거나 문맥상 달리 상반되지 않으면 본 발명에 포함된다.
본 명세서에 개시된 본 발명의 구체예 또는 대안 요소의 그룹화는 제한으로서 해석되어서는 안된다. 각각의 그룹 구성원은 개별적으로 또는 본 명세서에서 발견되는 다른 요소 또는 그룹의 다른 구성원과의 임의의 조합으로 언급되고 청구될 수 있다. 그룹의 하나 이상의 구성원이 편의 및/또는 특허성의 이유로 그룹에 포함되거나 그룹으로부터 삭제될 수 있음이 예상된다. 이러한 임의의 포함 또는 삭제가 발생할 때, 본 명세서는 변형된 그룹을 포함하여 첨부된 청구범위에서 사용되는 모든 마쿠쉬 그룹의 기재된 명세를 충족시키는 것으로 간주된다.
달리 명시되지 않으면, 본 명세서 및 청구항에서 사용된, 성분의 양, 분자량과 같은 특성, 반응 조건 등을 표현하는 모든 수가 용어 "약"에 의하여 모든 사례에서 변형되는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "약"은 그렇게 정량화되는 항목, 파라미터 또는 용어가 언급된 항목, 파라미터 또는 용어의 값의 상하로 플러스 또는 마이너스 십 퍼센트의 범위를 포함함을 의미한다. 따라서, 반대로 명시되지 않으면, 본 명세서 및 첨부된 청구항에 설명된 수치 파라미터는 본 발명에 의하여 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사값이다. 적어도, 그리고 청구항의 범위에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도가 아니면서, 각 수치 파라미터는 적어도 기록된 유효숫자의 개수를 고려하고 통상의 근사 기법을 적용하여 해석되어야 한다. 본 발명의 넓은 범위를 설명하는 수치 범위 및 파라미터가 근사값임에도 불구하고, 구체적인 예에서 설명되는 수치 값은 명확히 가능한 것으로 기록된다. 그러나 임의의 수치 값은 각각의 시험 측정값에서 발견되는 표준편차로부터 필연적으로 야기되는 일정한 오류를 본질적으로 포함한다.
본 발명 설명의 문맥에서 (특히 다음의 청구항의 문맥에서) 사용되는 용어 "하나"("a", "an"), "그"("the") 및 유사한 지시어는 본 명세서에서 달리 명시되거나 문맥상 명백하게 상반되지 않을 경우 단수 및 복수를 모두 포괄하는 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 값의 범위 열거는 단지 범위 내의 개개 값을 개별적으로 언급하는 속기 방법 역할을 하도록 의도된다. 본 명세서에서 달리 명시되지 않으면, 각각의 개별 값은 본 명세서에 개별적으로 열거되는 것처럼 본 명세서에 포함된다. 본 명세서에 기재된 모든 방법은 본 명세서에서 달리 명시되거나 문맥상 달리 명백하게 상반되지 않을 경우 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의 및 모든 예, 또는 예시적 용어(예를 들어, "예컨대")는 단지 본 발명을 더 분명히 할 의도이며 달리 청구되는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 본 명세서의 어떤 용어도 본 발명의 실행에 필수적인 임의의 청구되지 않은 요소를 명시하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 명세서에 개시된 구체적인 구체예는 용어 구성되는 또는 필수적으로 구성되는을 사용하여 청구항에서 더욱 한정될 수 있다. 청구항에서 사용될 경우, 출원된 그대로이든지 보정마다 추가되든지 간에, 전이어 "구성되는"은 청구항에 명기되지 않은 임의의 요소, 단계, 또는 성분을 배제한다. 전이어 "필수적으로 구성되는"은 청구항의 범위를 명기된 재료 또는 단계 그리고 기본적 및 신규 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것으로 한정한다. 청구된 바와 같은 본 발명의 구체예는 본 명세서에서 내재적으로(inherently) 또는 명확히(expressly) 기재되고 가능해진다.
본 명세서에서 참조되고 확인된 모든 특허, 특허 공개공보, 및 다른 간행물은, 예를 들어, 본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 상기 간행물에 기재된 방법을 기재하고 개시할 목적으로 전문이 본 명세서에 참조로 개별적으로 그리고 명확히 포함된다. 이러한 간행물은 본 출원의 출원일에 앞선 개시에 대해서만 제공된다. 이와 관련하여 어떤 것도 본 발명자들이 선행 발명에 의하여 또는 임의의 다른 이유로 이러한 개시를 앞선 것으로 명칭을 붙이지 않는 것에 대한 승인으로서 해석되어서는 안된다. 날짜에 대한 모든 진술 또는 이들 문서의 내용에 대한 표현은 출원인에 대하여 입수 가능한 정보에 기초한 것이고 날짜 또는 이들 문서의 내용의 정확함에 대하여 어떠한 승인도 이루지 않는다.

Claims (13)

  1. 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함하는 다공성 재료에 있어서, 상기 매트릭스는 다음 단계에 의하여 제조되며,
    a) 포로겐을 용융시켜 용융 포로겐을 포함하는 포로겐 지지체를 형성하는 단계;
    b) 상기 포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하여 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 형성하는 단계;
    c) 상기 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하는 단계; 및
    d) 상기 포로겐 지지체를 제거하는 단계,
    여기서 포로겐 지지체 제거는 다공성 재료를 생성하고, 상기 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함하고, 상기 다공성 재료는 최소 80%의 탄성 연신을 나타내고 최소 40%의 기공도를 가지는 다공성 재료.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 엘라스토머 매트릭스는 실리콘계 엘라스토머를 포함하는 다공성 재료.
  4. 제1항에 있어서, 상기 재료는 최소 1 MPa의 극한강도를 나타내는 다공성 재료.
  5. 제1항에 있어서, 상기 재료는 최대 50 MPa의 굴곡강도를 나타내는 다공성 재료.
  6. 제1항에 있어서, 상기 재료는 최대 30 kPa의 압축률을 나타내는 다공성 재료.
  7. 제1항의 다공성 재료의 층을 포함하는 생체적합성 삽입형 기기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기기는 유방 삽입물인 생체적합성 삽입형 기기.
  9. 다음 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조된 다공성 재료:
    a) 포로겐을 용융시켜 용융 포로겐을 포함하는 포로겐 지지체를 형성하는 단계; 여기서 모든 용융 포로겐은 각각 최소 두 개의 다른 용융 포로겐에 연결되고, 각 용융 포로겐 사이의 모든 연결부의 지름은 평균 포로겐 지름의 15% 내지 99%임;
    b) 상기 포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하여 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 형성하는 단계;
    c) 상기 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하는 단계; 및
    d) 상기 포로겐 지지체를 경화된 엘라스토머로부터 제거하는 단계, 여기서 포로겐 지지체 제거는 다공성 재료를 생성하고, 상기 다공성 재료는 상호연결된 기공의 배열을 한정하는 삼차원의 비분해성, 생체적합성인 엘라스토머 매트릭스를 포함함.
  10. 제9항에 있어서, 상기 포로겐 지지체를 형성하는 단계는 폴리락타이드-코-글리콜라이드(PLGA) 포로겐 또는 폴리카프로락톤 포로겐을 헥산과 혼합하는 것 및 포로겐이 용융되도록 하고 헥산이 증발하도록 혼합물을 가열하는 것을 포함하는 다공성 재료.
  11. 제9항에 있어서, 상기 포로겐 지지체를 경화된 엘라스토머로부터 제거하는 단계는 경화된 엘라스토머/포로겐 지지체를 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 또는 아세톤과 접촉시키는 것을 포함하는 다공성 재료.
  12. 제11항의 다공성 재료의 층을 포함하는 생체적합성 삽입형 기기.
  13. 팽창성 엘라스토머 쉘을 포함하는 유방 삽입물에 있어서,
    상기 팽창성 엘라스토머는 다음 단계에 의하여 제조된 재료이며,
    a) 포로겐을 용융시켜 용융 포로겐을 포함하는 포로겐 지지체를 형성하는 단계;
    b) 상기 포로겐 지지체를 엘라스토머 베이스로 코팅하여 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 형성하는 단계;
    c) 상기 엘라스토머 코팅된 포로겐 지지체를 경화하는 단계; 및
    d) 상기 포로겐 지지체를 제거하는 단계,
    여기서 포로겐 지지체 제거는 상기 재료를 생성하고, 상기 재료는 최소 80%의 탄성 연신을 나타내고 최소 40%의 기공도를 가지는 것인 유방 삽입물.
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