KR20150043401A - 반응성 산화종 생성 물질 및 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표적 치료 부위에 안정화 자유 라디칼을 전달할 수 있는 물질에 관한 것이다. 그 물질은 이온화 방사선으로 처리되어 안정화 자유 라디칼을 내부에 생성하는 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체를 포함한다. 산소 함유 수성 매질에 대한 노출 시, 그 물질은 생물학적 과정에서 유용한 반응성 산화종(oxidative species)을 생성한다.

Description

반응성 산화종 생성 물질 및 사용 방법{REACTIVE OXIDATIVE SPECIES GENERATING MATERIALS AND METHODS OF USE}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2012. 8. 31자 출원된 미국 가출원 제61/695,432호를 우선권 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 반응성 산화종을 생성할 수 있는 안정화 자유 라디칼을 포함하는 물질 및 이의 용도에 관한 것이다.
의료 장치의 살균을 위해 여러 수단을 제공할 수 있다. 2가지 공통 수단은 에틸렌옥사이드 살균(EO)과 이온화 방사선 노출에 의한 살균이다. 그러나 의료 장치의 제조에서 공통적인, 이온화 방사선에 특정 중합체 및 유기 물질의 노출로부터 중합체 또는 유기 물질에 대한 어느 정도의 분해가 야기된다고 밝혀졌다. 중합체 또는 유기 물질이 분해하는 정도는 흡수된 이온화 방사선량에 관련되어 있다고 생각된다. 따라서 장치가 중합체 또는 유기 물질로 구성되는 경우, 적용된 방사선량은 장치를 살균하는데 충분히 커야하지만, 동시에 발생하는 장치 분해량을 최소화하기 위해 가능한 한 적어야한다. 영구적이고, 흡수되는 중합체 및 공중합체에 사용되는 경우, 전형적인, 최종 패키지 장치 살균이 대략 25 kGy의 방사선량으로 달성된다.
추가로, 이온화 방사선에 노출되는 경우, 특정 중합체에 영향 받은 중합체 쇄를 따라 자유 라디칼(들)의 형성을 초래할 수 있는 쇄 절단을 수행한다. 이러한 형태의 자유 라디칼은 일반적으로 생성 후 짧은 시간 동안만 중합체에 존재한다고 알려져 있다. 자유 라디칼의 고 에너지가 이들을 불안정하게 하고, 가능할 때는 언제나 신속히 반응하거나 재결합한다. 자유 라디칼이 또 다른 자유 라디칼과 결합하고, 이들 자유 라디칼이 상이한 중합체 쇄에 있는 경우, 가교결합이 발생하여 분자량을 효과적으로 증가시킨다. 조사된 중합체 쇄에 형성된 자유 라디칼이 또 다른 원소 예컨대 이에 한정되지 않는, 산소와 결합하는 경우, 분해 반응을 초래할 수 있고, 가능하게는 전체 중합체 분자량의 감소를 초래할 수 있다. 어느 경우에나, 자유 라디칼 반응 속도는 일단 필요한 조건이 존재하면 전형적으로 매우 빠르다. 자유 라디칼이 산소 분자와 반응하는 경우, 반응성 산화종(ROS; reactive oxidative species)이 생성될 수 있다.
ROS는 화학적으로 반응성이 있고, 생물학적으로 활성이 있는 산소 함유 종 예컨대 초산화물, 과산화수소, 일중항 산소, 히드록실 라디칼, 하이포아염소산염, 퍼옥시아질산염, 및 퍼히드록시 라디칼, 및 이들의 조합이다. 추가로, ROS는 홀 원자가 껍질 전자의 존재로 인해 반응성이 크다.
생물학에서, ROS는 면역 반응을 포함하는 중요한 기능을 수행한다. 예를 들어, 초산화물은 미생물의 식작용 중에 활성화 호중구에 의해 "호흡 폭발" 동안 자연적으로 생성되며, 박테리아를 파괴하기 위해 포식 다핵 백혈구(PMN; polymorphonuclear leukocyte)에 의해 사용된 메커니즘이다. 이에 비추어, 현재 항박테리아 약물 요법에서는 ROS, 특히 히드록실 라디칼을 살균 작용용 메커니즘으로서 사용한다(Kohanski et al., Cell, 130, 797-810 (2007)).
ROS는 또한 세포 증식, 분화, 이동, 자멸, 및 혈관형성의 자극을 포함하나, 이에 한정되지 않는 세포 신호에서 활성이다(Klebanoff, Annals Internal Medicine, 93, 480-9 (1980))(Turrens, Jrl Physiol, 552 (2), 335-44 (2003))(Veal et al., Molecular Cell, 26, 1-14 (2007)). 특히, ROS는 심지어 비교적 낮은 농도(마이크로몰 내지 나노몰)에서 혈관형성, 세포 증식, 및 세포 이동과 같은 다양한 생물학적 과정을 조절하는 주요 세포 신호 분자로서 작용한다고 밝혀졌다(Veal et al, Mol Cell.; 26(1): 1-14 (2007))(D'Autreaux et al.m, Nature Reviews Molecular Cell Biology, 8, 813-824 (2007)). ROS는 또한 혈소판 활성화에서 영향력이 있다고 밝혀졌다(Krotz et al., Arterioscler Throm Vase Biol; 24: 1988-96 (2004)). 이들 생물학적 과정에서 연관으로 ROS가 일부 암, 심혈관 질환, 만성 상처, 노화 및 신경변성을 포함하나, 이들에 한정되지 않는, 다양한 생리 및 병리 상태를 조절하는 중요한 역할을 차지하게 한다. 예를 들어, 임상 치료에서 ROS의 사용으로 암 치료를 위한 광역학 치료(PDT; photodynamic therapy)에서 입증되었다(Dolmans et al., Nature Reviews Cancer, 3, 380-7 (2003)).
더 큰 수준의 ROS는 세포 증식을 억제하고, 심지어 세포 자멸을 유도한다고 알려져 있다. 따라서 이러한 ROS 생성 물질의 한가지 적용은 의료 장치, 예 스텐트(stent) 및 발룬(ballon)을 만들어 혈관, 담관, 식도 및 결장을 포함하여, 체액 관에서 협착 및 재협착을 치료하는 것이다.
협착은 세포, 세포 외 매트릭스, 지질 및 다른 세포 함유물의 비제어 증식과 침착에 의해 야기되는 혈관 또는 다른 관에서 비정상 협착이다. 따라서 고 수준의 ROS를 방출하는 물질은 이러한 세포 증식을 억제하고, 세포 자멸의 유도를 통한 협착을 해결하는데 사용될 수 있다.
재협착은 최초 협착을 치료하는 중재(intervention)가 이어지는 협착의 재발을 의미한다. 재협착은 통상 좁혀지고; 치료를 받아 폐색을 치운 다음, 다시 좁혀진 혈관에 관련되어 있다. 재협착은 중재 예컨대 경피적 경혈관 관상 동맥 확장술 및 스텐트 치료 후 발생할 수 있다. 이들 심혈관 중재는 혈관 평활근 세포의 원하지 않는 증식(신생 내막 과형성)을 유발하며, 결국 혈관의 재협착을 유도한다. 재협착을 방지하기 위해, 약물 용출 스텐트(DES; drug-eluting stent)를 2000년대 초에 임상 심장병에 도입하였다. 항증식 약물, 예컨대 패클리탁셀(함암 약물) 및 시롤리무스(면역 억제 약물)를 심혈관 스텐트의 표면에 코팅하여 혈관 벽에 국소 방출시켰다. 이들 약물은 혈관 평활근 세포 증식을 효과적으로 억제하고, 따라서 스텐트 내 신생 내막 과형성 및 그 결과 재협착을 방지한다.
고 수준의 ROS, 특히 과산화수소는 평활근 세포(Deshpande, N.N., et al., Mechanism of hydrogen peroxide - induced cell cycle arrest in vascular smooth muscle. Antioxid Redox Signal, 2002. 4(5): p. 845-54) 및 다른 세포(Li, M., et al., Hydrogen peroxide induces G2 cell cycle arrest and inhibits cell proliferation in osteoblasts, Anat Rec (Hoboken), 2009. 292(8): p. 1 107-13) & (Chen, Q. and B.N. Ames, Senescence - like growth arrest induced by hydrogen peroxide in human diploid fibroblast F65 cells, Proc Natl Acad Sci U S A, 1994. 91(10): p. 4130-4)의 증식을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서 ROS 생성 물질은 의료 장치, 예컨대 스텐트 및 발룬을 만드는데 사용될 수 있으며, 이들 장치는 일단 배치되면 국소로 고 수준의 ROS를 전달하여 재협착을 예방하고/치료할 수 있다.
지금까지, ROS의 이점은 이들의 짧은 존재 특성과 원하는 치료 부위에 치료 수준과 기간으로 이들을 제공하는데 어려움으로 인해 제한되었다. 의외로 안정화 유리 라디칼이 특정 중합체에 형성될 수 있고, 이러한 자유 라디칼은 차례로 산소 함유 수성 환경에 노출될 경우 ROS를 생성할 수 있다는 사실을 알아냈다. ROS의 생물학적 관련성을 고려해 볼 때, 치료 부위에서 ROS의 연장된 생성을 가능하게 하는 물질, 장치 및 방법이 의료 분야에서 유리할 것이며, 본원에서 고려된다.
본 발명은 안정화 자유 라디칼을 포함하는 물질과 이의 용도 및 제조에 관한 것이다.
더 구체적으로는, 본 발명은 하나 이상의, 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체를 포함하는 생체적합성 물질을 포함하고, 여기서 중합체는 이온화 방사선으로 약 30 내지 약 50 kGy의 총 선량에서 처리하고, 생체적합성 물질은 안정화 자유 라디칼을 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 하나 이상의, 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체를 포함하는 안정화 자유 라디칼 함유 생체적합성 물질로서, 중합체를 이온화 방사선으로 약 50 kGy 미만의 선량률에서 처리하고, 비이온화 방사선법으로 살균하는 생체적합성 물질이 고려된다. 본 발명은 또한 상기에 기재한 생체적합성 물질을 적용하는 것을 포함하는 치료 부위에 안정화 자유 라디칼을 제공하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시형태는 치료 부위에 생체적합성 물질로부터 반응성 산화종의 생성을 가능하게 하는 방법에 관한 것이며, 안정화 자유 라디칼을 포함하는 q반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체를 포함하는 생체적합성 물질을 치료 부위에 적용하는 단계; 상기 생체적합성 물질을 산소 함유 수성 매질에 노출시키는 단계; 및 생체적합성 물질에 접근 가능한(accessible) 대기 산소에 대해 산소의 양을 증가시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 추가로 안정화 자유 라디칼을 포함하는 적어도 제1의, 가수분해로 분해가능한, 반결정 중합체; 안정화 자유 라디칼을 포함하는 적어도 제2의, 가수분해로 분해가능한, 반결정 중합체를 포함하는, 반응성 산화종의 다상 생성을 가능하게 하는 생체적합성 복합체를 포함하며, 여기서 상기 적어도 제1 중합체는 상기 적어도 제2 중합체와 동일하지 않다. 수성 매질과 접촉시킬 때 반응성 산화종의 생성을 가능하게 하는 생체적합성 복합체로서, 안정화 자유 라디칼을 포함하는 적어도 제1의, 가수분해로 분해가능한, 반결정 중합체와 상기 반응성 산화종의 생성 프로파일을 변형시키는 적어도 제2 물질을 포함하는 생체적합성 복합체가 또한 본원에서 고려된다.
또 다른 실시형태에서, 불활성 분위기에서 유지하면서 이온화 방사선으로 처리하는 가수분해로 분해가능한, 반결정 물질을 포함하는 생체적합성 물질이 반응성 산화종을 생성하는 용량 증가로 예상된다.
본 발명은 또한 10 단위 초과의 결정 용융 엔탈피(melt enthalpy) 당 안정화 자유 라디칼의 농도를 포함하는 가수분해로 분해가능한 반결정 중합체를 포함한다.
본 발명의 물질을 혼입하는 장치가 또한 본원에서 고려된다.
도 1은 각 스펙트럼이 분화를 위해 y 축을 따라 보정된 결정 및 비정질 물질을 도시하는 전자 상자성 공명(EPR; electron paramagnetic resonance) 스펙트럼을 보여준다.
도 2는 대표적인 반결정의 가수분해로 분해가능한 중합체의 시차 주사 열량 측정(DSC; differntial scanning calorimetry) 곡선이다.
도 3은 소정의 온도 범위 전반에 걸쳐 대표적인 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체의 자유 라디칼 함량을 나타내는 EPR 스펙트럼을 보여준다.
도 4는 비정질 중합체의 DSC 곡선이다.
도 5는 소정의 온도 범위 전반에 걸쳐 비정질 중합체의 자유 라디칼 함량을 나타내는 EPR 스펙트럼을 보여준다.
도 6은 대표적인 반결정의 가수분해로 분해가능한 중합체, 구체적으로 폴리디옥사논의 DSC 곡선이다.
도 7은 소정의 온도 범위 전반에 걸쳐 대표적인 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체, 구체적으로 폴리디옥사논의 자유 라디칼 함량을 나타내는 EPR 스펙트럼을 보여준다.
도 8은 소정의 온도 범위 전반에 걸쳐 대표적인 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체, 구체적으로 폴리(3-히드록시부티레이트)의 자유 라디칼 함량을 나타내는 EPR 스펙트럼을 보여준다.
도 9는 대표적인 반결정의 가수분해로 분해가능한 중합체, 구체적으로 P3OHB의 DSC 곡선이다.
도 10은 다양한 조건으로 처리한 여러 물질에 대한 용융 엔탈피 당 자유 라디칼 함량의 그래프 표시이다.
도 11은 산소 함유 수성 매질에 노출 시 다양한 시점에서 측정한 2:1-PGA/TMC 공중합체의 조사된 샘플에 대한 EPR 스펙트럼을 보여준다.
도 12는 상대 광 단위, 또는 RLU(relative light unit)로 기록된 연속 광루미네선스 측정치의 그래프 표시이며, 이는 산소 함유 수성 매질에 노출 시 다양한 시점에서 측정한 조사된 2:1-PGA/TMC 공중합체 웹(web)에서 ROS의 존재에 대한 지표이다.
도 13은 산소 함유 수성 매질에 노출 시 다양한 시점에서 측정한 조사된 2:1-PGA/TMC 공중합체 웹의 샘플에서 과산화수소 함량의 그래프 표시이다.
도 13a는 경시적으로 측정한 조사된 2:1 PGA/TMC 공중합체 웹의 샘플로부터 과산화수소 방출에 대한 그래프 표시이다.
도 13b는 90 중량%의 2:1-PGA/TMC와 10 중량%의 폴리디옥사논으로 이루어진 조사된 중합체 과립 블렌드와 방사된 2:1 PGA/TMC 공중합체 웹의 경시적 과산화수소 방출 비교에 대한 그래프 표시이다.
도 14는 ROS 함량을 나타내는, RLU로 기록된, 다양한 대기 조건 하에 조사된 2:1-PGA/TMC 공중합체 샘플의 연속 광루미네선스 측정치의 비교 표시이다.
도 15는 감마선 조사되고, 이어서 에틸렌옥사이드(EO) 살균에 노출된 2:1-PGA/TMC 공중합체 웹에서 ROS 함량을 나타내는, RLU로 기록된 연속 광루미네선스 측정치의 그래프 표시이다.
도 16은 경시적으로 도 15의 2:1-PGA/TMC 웹의 초산화물 함량에 대한 그래프 표시이다.
도 17은 고체 쿠폰(coupon) 형태로 조사된 2:1-PGA/TMC 공중합체에서, ROS 함량을 나타내는, RLU로 기록된 연속 광루미네선스 측정치의 그래프 표시이다.
도 18 조사된 2:1-PGA/TMC 공중합체의 전기방사된(electrospun) 형태에 대한 산소 함유 수성 매질에 경시적 노출 시 다양한 시점에서 초산화물 함량의 그래프 표시이다.
도 19는 조사된 2:1-PGA/TMC 공중합체 샘플에 대한 RLU로 기록된 연속 광루미네선스 측정치의 그래프 표시이다. 샘플 측정치 사이의 차이는 산소 함유 수성 매질에 노출 시 샘플에 의해 생성된 초산화물과 일중항 산소의 수준을 나타낸다.
도 20은 다양한 조사선량 수준에서 2:1 PGA/TMC 공중합체 샘플에서, ROS 함량을 나타내는, RLU로 기록된 연속 광루미네선스 측정치의 그래프 표시이다.
본 발명은 이온화 방사선에 노출 후 안정화 자유 라디칼을 함유하는 반결정의, 가수분해로 분해가능한, 생체적합성 중합체 물질이다. 이 물질은 신체 위 또는 내 상처 또는 다른 위치와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 선택된 표적 위치에 안정화 자유 라디칼을 전달할 수 있다. 산소 함유 수성 매질과 접촉 시, 자유 라디칼 함유 물질은 장기간에 걸쳐 반응성 산화종을 생성할 수 있다.
일 양태에서, 본 발명은 이온화 방사선의 제어된 선량으로 노출된 반결정 중합체를 포함하는 전달 매질에 관한 것이다. 본 문서의 목적상, 용어 "중합체"는 "단독 중합체" 및 "공중합체" 둘 다 포함하고자 한다. 적합한 중합체는 비정질 영역과 매우 규칙적인 분자 구조의 영역(결정 영역)의 존재로 인해 반결정이다. 화학 구조에 따라, 중합체 결정은 중합체가 점성의, 비정질 상태(결정 융점 위)에서 고체 상태로 냉각될 때 형성될 수 있다. 대체 실시형태에서, 중합체 결정은 유리 상태 중합체를 그의 결정 완성 온도로 가열하고, 이어서 냉각시킴으로써 형성될 수 있다.
결정에서, 중합체 쇄 자체는 밀집 영역으로 규칙적으로 배향할 수 있다. 인접 비정질 영역은 더 불규칙적으로 채워지며, 밀집 정도는 아니다. 결정에서 중합체 코일의 비교적 밀집 충전으로 인해, 중합체 쇄 이동이 중합체의 이러한 상 또는 영역에서 제한된다. 결정인 중합체의 백분율은 "퍼센트 결정화도"로 불린다. 퍼센트 결정화도는 중합체의 특성에 대한 영향을 나타낸다. 퍼센트 결정화도는 포화 결정 조건에서 결정화도에 대한 시험 물질 수준을 유사 대조 물질의 수준에 관련시킴으로써 분석 기술 예컨대 시차 추사 열량 측정(DSC) 또는 분광법에 의해 측정될 수 있다. DSC는 (결정) 용융의 잠열을 정량화하는데 사용되며, 결정 분율을 용융하는데 필요한 에너지의 추정치를 제공한다.
중합체 또는 공중합체는 수성 매질과 반응할 때 가수분해하며, 이에 의해 중합체 또는 공중합체 쇄의 분해가 발생한다. 가수분해는 환경적 요인과 다른 요인에 따라 다양한 정도와 속도로 진행할 수 있다. 일부의 그러나 전부는 아닌, 중합체 또는 공중합체가 물과 반응에 의해 분해된 경우 부분 가수분해가 일어난다. "실질적으로 가수분해에 의해 분해되는"은 고체 중합체 질량의 실질적인 부분이 주위 수성 유체에 용해되어, 약 20% 이상, 일 실시형태에서 약 40% 이상, 또 다른 실시형태에서 약 50% 이상, 또한 또 다른 실시형태에서 약 75% 이상, 및 또한 또 다른 실시형태에서 약 95% 이상의 고체 질량 상실을 초래한다. 본 발명에서 사용하는데 적합한 중합체는 가수분해로 분해 가능하며, 이는 중성에 가까운 pH를 가진 수성 유체(예, 물, 혈액, 땀)에 노출될 때 실질적으로 가수분해에 의해 0 내지 24개월, 일 실시형태에서 0 내지 12개월, 또 다른 실시형태에서 0 내지 6개월, 및 또한 또 다른 실시형태에서 0 내지 1개월 내에 분해되는 화합물(예, 중합체 또는 중합체 부가물)의 특성으로서 정의된다. 화합물이 노출되는 수성 액체의 온도는 실온 내지 약 37℃일 수 있다. 신체에서, 다른 분해 수단 예컨대 효소 공격이 또한 존재할 수 있다.
중합체 또는 중합체 부가물이 가수분해로 분해가능한 지를 결정하는데 유용한 한 방법은 (a) 안정한 기재, 예컨대 스텐트에 중합체 또는 중합체 부가물을 침착시켜 중합체 또는 중합체 부가물 코팅 기재를 제조하고; (b) 잔류 고체 중합체 또는 중합체 부가물 코팅 기재를 칭량하며; (c) 중합체 또는 중합체 부가물 코팅 기재를 중성에 가까운 pH를 가진 수성 유체에 침지하고; (d) 주기적으로 기재를 칭량함으로써 적합한 수성 환경에서 상기 중합체의 성질을 특성화하는 것을 포함한다. 적합한 기간 동안 노출 후, 더 적은 양의 잔류 고체 중합체 또는 중합체 부가물이 남는 경우, 중합체 또는 중합체 부가물을 "가수분해로 분해가능한"으로서 생각한다.
의료 분야에서, 중합체가 "특정 응용에서 적절한 숙주 반응으로 수행하는 … 능력"을 가진 물질을 의미하는 생체적합성인 것이 바람직하다(The Williams Dictionary of Biomaterials, DF Williams, Liverpool University Press, 1999). 또한, 생체적합성 중합체는 생체흡수성일 수 있다. "생체흡수성"은 물질이 생체 내 환경에 의해 1 내지 24개월의 시간에; 일 실시형태에서, 1 내지 18개월의 시간에; 또 다른 실시형태에서, 1 내지 12개월의 시간에 실질적으로 분해하는 것을 의미한다. 본 발명에서 사용하는데 적합한 생체적합성, 반결정, 가수분해로 분해가능한 중합체는 폴리(디옥사논)(PDO), 폴리(글리콜리드)(PGA), 폴리(락티드)(PLA), 폴리(ε-카프로락톤), 폴리(무수물), 예컨대 폴리(세바스산), 폴리(히드록시알카노에이트), 예컨대 폴리(3-히드록시부티레이트)(P3OHB), 및 생체적합성, 반결정, 및 가수분해로 분해가능한이란 정의에 일치하는 임의의 다른 중합체를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 본 발명에서 사용하는데 적합한 생체적합성, 반결정, 가수분해로 분해가능한 공중합체는 상기 중합체의 공중합체 예컨대 폴리(글리콜리드)/트리메틸렌 카보네이트(PGA/TMC), 폴리(락티드)/트리메틸렌 카보네이트(PLA/TMC), 폴리(히드록시부티레이트/히드록시발레레이트(PHB/PHV), 및 생체적합성, 반결정, 및 가수분해로 분해가능한 임의의 다른 공중합체를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 본원에서 참조하는 공중합체는 제1 중합체 대 제2 중합체의 중량비를 기준으로 기재되어 있다(예, 2:1-PGA/TMC는 중량 기준으로 PGA 2부 대 TMC 1부를 의미한다).
이온화 방사선은 원자 또는 분자로부터 전자를 개별적으로 유리할 수 있으며, 이온을 생성하고, 순 전하를 가진 원자 또는 분자인 입자 또는 광자로 이루어진 방사선이다. 중합체 쇄에 영향을 미칠 수 있는 이온화 방사선의 유형은 X 선, 전자 빔(e-beam), 및 감마 방사선을 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 상이한 유형의 이온화 방사선 중에서, 제품에 투과하는 에너지와 깊이는 달라진다. 예를 들어, 방사능원으로부터 방출된 (전자기) 광자인 감마 방사선은 전형적으로 0.7(세슘-137) 내지 1.3(코발트-60) 백만 전자볼트(MeV) 이하 범위의 에너지를 갖는다. 형태와 에너지를 고려할 때, 감마 방사선이 치밀한 제품에도 많이 투과하며, 그 자체는 일반적으로 살균을 위해 벌크 조사 모드로서(전체 대량 선적으로 확대)의 용도를 발견하였다. 다른 한편 e-빔 방사선은 전자 건으로부터 방출된 가속 전자(입자)이며, 따라서 1 eV 내지 > 1 MeV 이하의 광범위한 에너지로 조정될 수 있다. 형태 및 에너지 범위를 고려할 때, e-빔 방사선은 감마 방사선보다 적게 투과하며, 또한 투과 깊이는 조사된 제품 밀도에 의해 영향 받는다. 이와 같이, e-빔은 전체 장치 살균에서, 및 특성 변형 또는 후속 화학 반응(들)을 위해, 부분적으로 물질에 조사하지만, 하층 물질, 구조, 또는 기재는 영향을 받지 않고 남기는 것이 바람직한 물질 개질에서 용도를 발견하였다.
제품에 처리된 조사량, 또는 흡수선량은 전형적으로 "gray" 또는 "rad"의 단위로 기록되며, 여기서 1 rad = 0.01 gray(Gy)이다. 심지어 더 전형적으로는, 흡수선량은 "kilogray" 또는"megarad"로 기록되며, 여기서 1 kGy = 0.1 Mrad이다. 의료 분야에서, 물질의 조사는 살균 목적에 유용하다고 밝혀졌다. 영구적이고, 흡수되는 중합체 및 공중합체에 사용하는 경우, 전형적인, 최종 포장 장치 살균은 대략 25 kGy의 선량으로 달성된다.
그러나 특정 중합체는 이온화 방사선에 노출될 때, 영향 받은 중합체 쇄를 따라 자유 라디칼의 형성을 초래할 수 있는 쇄 절단을 수행한다. 본원에서 사용된, 용어 "자유 라디칼"은 홀 전자 또는 열린 껍질 형태를 가진 원자, 분자, 또는 이온으로서 정의된다. 자유 라디칼은 양 전하, 음 전하, 또는 제로 전하를 가질 수 있다. 일부 예외로서, 이들 홀 전자는 라디칼의 화학 반응성을 크게 한다. 내부에 안정화 자유 라디칼을 생성하기 위해, 본 발명의 물질은 가수분해로 분해가능한, 생체적합성, 반결정 중합체를 본 기술에서 알려진 임의의 수단을 통해 이온화 방사선에 노출함으로써 달성된다. 임의 형태의 이온화 방사선, 예컨대 감마 및 e-빔이 사용될 수 있다. 전체 제품 (벌크) 조사는 감마 방사선에 의해, 그리고 e-빔 방사선(충분히 높은 eV 에너지에서)에 의해 쉽게 실현된다. 부분 제품 조사는 더 낮은 에너지 e-빔 처리에 의해 달성될 수 있다. 임의의 양의 이온화 방사선이 사용될 수 있으며, 일 실시형태에서 선량은 약 50 kGy 미만이고, 또 다른 실시형태에서 선량은 약 30 kGy 내지 약 50 kGy이다. 또 다른 실시형태에서, 저 수준의 이온화 방사선이 적용되며, 살균은 대체 방법으로 달성될 수 있다. 또한 또 다른 실시형태에서, 가수분해로 분해가능한 생체적합성 반결정 중합체를 살균에 필요한 선량을 초과하지만 중합체를 실질적으로 분해하는데 필요한 선량 미만인 선량에서 이온화 방사선으로 처리한다.
또한 물질은 이들 안정화 자유 라디칼을 표적 위치에 제어 가능한 기간을 넘어 제어 가능하게 전달하는데 유용하다. 본원에서 사용된, "안정화 자유 라디칼"이 의미하는 것은 보호 매트릭스, 예컨대 결정 또는 결정 구조에 형성되며, 따라서 이러한 매트릭스가 충분히 분해되어 주위 환경에 라디칼을 노출시킬 때까지 반응하거나 화학 반응에서 소모될 수 없는 라디칼이다. 안정화 자유 라디칼의 농도는 또한 이온화 방사선 노출의 수준, 기간, 및 에너지 수준, 반결정 중합체 내에서 결정화도, 스캐빈저와 같은 첨가제의 존재, 및 공정 단계의 순서와 같으나, 이들에 한정되지 않는 달라지는 공정 변수를 통해 영향 받을 수 있다.
소정의 물질에서 자유 라디칼을 검출하고, 분석하는 적합한 기구는 전자 상자성 공명(EPR)이다. 이 방법은 ESR, 또는 전자스핀 공명으로서 문헌에 기록된 것과 동의어이다. 간단히 표현하자면, EPR "신호" 또는 "스펙트럼"의 단순한 존재로부터 EPR에 의해 인가된 자기장과 상호작용하는 소정의 물질 내 자유 라디칼의 존재를 보여준다. 자유 라디칼의 부재에서, EPR 스펙트럼을 관찰하지 못할 것이며, 대신에 평지선(flat line)만을 볼 것이다. 도 1에 도시한 EPR 측정치는 본 발명의 반결정 중합체 실시형태(PDO, 2:1-PGA/TMC, 및 P30HB)에서 자유 라디칼의 존재를 보여준다. 비교하여, 도 1에서 비정질 중합체(d,l-락티드 및 pTMC)는 EPR 신호를 거의 또는 전혀 보여주지 못하며, 자유 라디칼의 부존재를 나타낸다.
또한, 본 발명의 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체 실시형태에서는 반결정 중합체의 온도가 결정 도메인(domain)의 용융 온도에 근접함에 따라 자유 라디칼 피크의 소실을 보여준다. 예를 들어, 2:1-PGA/TMC 공중합체의 결정 용융 온도는 대략 200℃이며, 도 2에 도시한 바와 같이, 180 내지 200℃에서 중요한 용융 흡열이 관찰되었다. 용융 중에, 중합체 쇄 이동성이 상당히 증가하며, 자유 라디칼 재결합 및 다른 물질과 반응의 가능성을 증가시킨다. 도 3에 도시한 바와 같이, 45 kGy 감마 조사된, 2:1-PGA/TMC의 EPR 신호가 실온, 80℃ 및 130℃에서 표시되어 있다. 180℃에서, 결정 도메인이 용융하기 시작해서 EPR 신호가 감소한다. 180℃로부터 다시 실온으로 냉각하면 EPR 피크 없음이 증명하듯이 자유 라디칼을 재생하지 않는다. 일단 자유 라디칼이 반결정 중합체 용융의 결정 도메인에 의해 유리되면, 이들은 자발적으로 재형성되지 않는다.
도 4는 상기 일예의 동일한 공단량체[글리콜리드(GA)와 트리메틸렌 카보네이트(TMC)]의 DSC 곡선으로서, 1:1-PGA/TMC는 랜덤한 쇄 구조를 가지며, 결정 도메인이 거의 또는 전혀 없다. 45 kGy에서 감마선 조사 후, 이 비결정, 비정질 공중합체 형태는 중요한 EPR 신호를 나타내지 않는다. 도 5에 도시한 바와 같이, 신호는 0.1 (단위) 미만이다. 도 5에 반영된 스케일 대 도 5의 스케일에서 변화를 아는 것은 중요하다. 가열 시, 미량의 EPR 신호가 280℃까지 바뀌지 않는다. 다시 실온으로 후속 냉각에서 중요한 EPR 신호를 생성하지 않는다. EPR 신호의 부재는 이 비정질, 조사된, 랜덤 공중합체가 실제로 안정화 자유 라디칼을 함유하고 있지 않다는 것을 보여준다.
이러한 현상의 또 다른 일예를 결정 용융 온도가 대략 110℃인 폴리디옥사논(PDO)의 사용을 포함하는 도 6에서 볼 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 45 kGy에서 감마선 조사 후, 가수분해로 분해가능한 PDO 반결정 중합체는 실온에서 그리고 80℃로 가열할 때 강한 EPR 신호를 나타낸다. 그러나 일단 결정 용융 온도에 도달하면, EPR 신호는 사라지고 자유 라디칼이 남아 있지 않다(도 7).
EPR 측정치는 또한 본 발명의 또 다른 가수분해로 분해가능한 생체흡수성 반결정 중합체 실시형태, 폴리-3-히드록시부티레이트(P3OHB)에서 자유 라디칼의 존재를 보여준다. P3OHB는 결정 용융 온도가 대략 170℃이다(도 9). 도 8에 도시한 바와 같이, 45 kGy 감마 조사된, P3OHB의 EPR 신호는 실온에서 그리고 80℃ 및 130℃로 가열 시 강하지만, 그 후 온도가 추가로 결정 용융 위 180℃로 증가할 때 사라진다. 180℃로부터 다시 실온으로 냉각시키면 EPR 신호를 재생하지 않는다. 다시, 일단 자유 라디칼은 반결정 중합체의 결정 도메인을 용융시킴으로써 유리되지만, 새로운 자유 라디칼이 자발적으로 재형성되지 않는다.
중합체 쇄의 이동은 중합체의 결정상 내로 제한된다. 이온화 에너지의 소정의 선량에 대해, 조사에 의해 생성된 자유 라디칼의 안정성은 결정상 내에서 이동 제한 정도와 관련되어 있다. DSC에서 결정 분율을 용융시키는데(즉 결정의 억제력(restrictive force)을 극복하는데) 필요한 에너지의 추정치를 제공하는 용융의 잠열을 평가한다. 결정 분율을 용융시키는데 필요한 에너지는 DSC 트레이스(trace) 위 용융 흡열의 면적을 적분함으로써 측정되고, 용융 엔탈피로 지칭한다. 상기한 바와 같이, EPR은 자유 라디칼을 검출하는데 사용되며, 소정의 물질에서 자유 라디칼 농도의 추정치를 제공할 수 있다. 자유 라디칼 농도의 이러한 추정치는 샘플의 단위 중량 당 EPR 스펙트럼의 이중 적분에 의해 결정된다(참고 도서 "Quantitative EPR" 저자 Eaton et al., p.30, 2010). 샘플의 단위 중량 당 이중 적분된 EPR 강도를 용융 엔탈피로 나눈, 2개 값의 조합으로 단위 결정화도 당 자유 라디칼 농도의 전체 추정치를 제공할 수 있다. 더 지속적인(tenacious) 결정상을 가진 물질 실시형태는 형성된 자유 라디칼에 피난처를 제공하는 경향이 강하다. 반결정, 가수분해로 분해가능한 중합체에서 안정화 자유 라디칼의 이러한 더 효과적인 저장은 결정 당 자유 라디칼의 더 큰 농도를 제공하는데 유용하다. 도 10에서는 예를 들어 반결정, 가수분해로 분해가능한, 생체흡수성 2:1-PGA/TMC에 대해 45 kGy의 감마 조사에 노출 후 그리고 60 kGy의 감마 조사 후 10 단위 초과의 결정 용융 엔탈피 당 고 농도의 자유 라디칼을 나타낸다. 얻어진 결과에서 증가 수준의 이온화 방사선에 노출된 생체적합성, 반결정, 가수분해로 분해가능한 중합체에서 고 농도의 안정화 자유 라디칼이 지속될 수 있음을 입증한다. 일 실시형태에서 결정 용융 엔탈피 당 자유 라디칼의 농도는 10 단위 초과이다. 또 다른 실시형태에서 결정 용융 엔탈피 당 자유 라디칼의 농도는 15 단위 초과이다. 또한 또 다른 실시형태에서, 결정 용융 엔탈피 당 자유 라디칼의 농도는 20 단위 초과이다.
생체적합성, 반결정, 가수분해로 분해가능한, 중합체 내에 보호된 안정화 자유 라디칼은 중합체 가수분해가 뒤따르는 수성 매질에 노출 시 제어 가능하게 이용될 수 있다. 수성 매질의 pH 및/또는 온도는 또한 가수분해의 속도 및 따라서 안정화 자유 라디칼에 대한 이용 속도에 영향을 미칠 수 있다. 적합한 수성 매질은 물, 완충 수용액, 생체액, 및 수증기를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 일단 수성 매질에서 이용되면, 자유 라디칼은 수성 매질에서 용존 산소와 반응할 수 있다. "산소 함유 수성 매질"은 물, 그렇지 않으면 물질의 가수분해를 가능하게 하는 것, 및 산소를 포함하는 임의의 유체를 의미한다. 생물계에서, 적합한 산소 함유 수성 매질은 상처 삼출액, 혈액, 혈청, 땀, 및 세포 외 유체를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 예를 들어, 수성 매질은 채 내에, 상처 층 내에, 피부 표면에, 임의의 점막 표면에, 및 다른 영역에 존재할 것이다.
자유 라디칼이 산소 분자와 반응하는 경우, 반응성 산화종(ROS)이 생성될 수 있다. 예를 들어, 용존 산소와 반응할 때, 자유 라디칼은 분자 산소를 환원하여 초산화물, 02 .-를 생성한다. 초산화물은 반응성 산소종, 또는 ROS로 불린 활성 화합물 중 넓은 과의 일부이다. 초산화물은 자발적으로 또는 촉매로 과산화수소(H2O2)로 분해할 수 있다. 초산화물이 또한 일산화질소(NO·)와 반응하여 퍼옥시아질산염(ONOO-)을 형성할 수 있다고 보고되었다. 과산화수소의 수성 펜톤(fenton) 반응은 또한 히드록실(·OH)과 퍼히드록시 라디칼(·OOH)을 유도한다. 상기 화합물 및 다른 화합물 예컨대 일중항 산소(1O2), 하이포아염소산염(ClO-), 및 이들의 모든 조합은 ROS 과에 포함된다.
본 발명의 물질 중 결정 부분에서 자유 라디칼의 안정성으로 인해, ROS는 장기간에 걸쳐 생성될 수 있다. "장기간"이란 최소 24 시간 이상 동안, 일 실시형태 1 주 이상 동안, 또 다른 실시형태에서 1개월 이상 동안 지속하는 것을 의미한다.
초산화물의 에바네슨트(evanescent) 특성은 검출 방법의 선택을 필요로 한다. 초산화물을 검출하는 적합한 방법 하나는 FLUOstar Omega 마이크로플레이트 리더(BMG Labtech Inc., Cary NC)와 같은 적합한 분광광도계와 함께 루미놀과 같은 화학발광 화합물, 또는 발광 단백질 폴라신(Pholasin)®(Knight Scientific Ltd., Plymouth, UK)인 또 다른 것의 사용을 포함한다. 폴라신®은 초산화물 및 다른 ROS와 반응하여 광을 얻거나, 비출 것이다. 초산화물에 대한 특성은 구체적으로 자매(sister) 샘플 웰(well) 사이의 폴라신® 화학발광 신호 차에 의해 측정되며, 웰 중 하나는 초산화물 디스뮤타아제(dismutase)(SOD), 초산화물이 산소와 과산화수소로 전환되는 초산화물 불균화 반응을 촉매 작용하는 효소를 포함한다. 본원에서 조사된 실시형태에서는 안정화 자유 라디칼의 형성과 존재, 및 산소 함유 수성 매질에 일단 노출되면 초산화물(O2 .-)의 생성을 입증한다. 또한, 본원에서 조사된 2:1-PGA/TMC 공중합체 실시형태에서는 조사된 선량과 ROS(초산화물 포함) 생성 사이에, 특히 30 내지 50 kGy의 수준(도 10) 사이에 비선형 경향을 입증한다.
본 발명의 물질 및 방법에 의해 생성될 수 있는 또 다른 ROS 종은 일중항 산소이다. 적합한 분광광도계에 의해, MCLA(2-메틸-6-(p-메톡시페닐)-3,7-(디히드로이미다졸[1,2알파]피라진-3-온))가 일중항 산소를 검출하는데 사용될 수 있다. 이 경우에, 일중항 산소에 대한 특성은 자매 샘플 사이에서 측정되며, 샘플 중 하나는 아지드화나트륨(NaN3)을 포함하고, 이것은 일중항 산소를 켄칭한다(Bancirova, Luminescence, 26 (6), 685-88 (2011)). 본원에서 조사된 실시형태에서는 안정화 자유 라디칼의 형성과 존재, 및 일단 산소 함유 수성 매질에 노출되면 일중항 산소의 생성을 입증한다.
과산화수소는 본 발명의 물질과 방법에 의해 생성될 수 있는 또한 또 다른 ROS 종이다. Amplex® Red(Molecular Probes, Eugene, OR)는 마이크로플레이트 리더를 사용하여 과산화수소에 대한 형광 프로브로서 사용될 수 있다. 과산화수소에 대한 특성은 효소 카탈라아제를 함유하는 자매 샘플에서 관찰된 발광 감소에 의해 정량화되며, 카탈라아제는 과산화수소를 물과 산소로 분해한다. 본원에서 조사된 실시형태에서는 안정화 자유 라디칼의 형성과 존재, 및 일단 산소 함유 수성 매질에 노출되면 과산화수소의 생성을 입증한다.
수성 매질에 존재한 산소 외에, 일부 실시형태에서, 본 발명의 물질은 추가로 산소 발생제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된, 용어 "산소 발생제"는 산소를 생성할 수 있는 임의 성분으로서 정의된다. 본 발명의 물질에 포함되는 경우, 산소 발생제는 추가 산소가 물질의 안정화 자유 라디칼과 반응하는데 이용되게 하여 잠재적으로 반응성 산화종의 추가 생성을 추진하기 때문에 유리하다. 달라지는 산소 이용성을 통해 ROS 생성을 변화시키는 능력은 상이한 농도 및/또는 기간에서 ROS에 의해 영향 받는 생물학적 과정의 범위를 고려할 때 바람직할 수 있다.
ROS의 화학적 반응 특성에 비추어, 본 발명의 물질에 ROS와 반응할 수 있는 추가 화합물을 포함하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 질소 함유 화합물은 일산화질소를 생성하도록 ROS와 반응할 수 있으며, 본원에서 기재한 물질 또는 장치에 포함될 수 있다. ROS와 유사하게, 일산화질소는 다중 생물학적 과정의 매개체이며, 심혈관 건강 및 질환을 포함하나, 이에 한정되지 않는, 생리 및 병리 상태에서 중요한 역할을 한다고 알려져 있다.
제어 가능한 방식으로 반응하고, 생물학적 활성 분자, 예컨대 ROS를 생성하는 안정화 자유 라디칼의 능력을 고려할 때, 이들을 원하는 치료 부위에 제공하는 방법은 치료 용도를 위한 기반이다. 예를 들어, 본원에서 기재한 초산화물 생성 물질을 상처와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 치료 부위에 또는 가까이에 둘 수 있어서, 생성된 초산화물이 치유 과정에 도움이 될 수 있다. 치료 부위와 안정화 자유 라디칼을 포함하는 물질 사이의 접촉은 직접 또는 간접일 수 있다. 예를 들어, 치료 조성물 또는 다른 의료 물질의 층을 치료 부위와 본 발명의 물질 사이에 위치시킬 수 있다. 그 후 안정화 자유 라디칼 함유 물질은 원하는 기간 동안 치료 부위에 근접하게 남아 있을 수 있다.
추가로, 원하는 치료 부위에 본 발명의 물질의 적용 후, 치료 부위에서 ROS의 생성을 증대시키기 위한 다양한 메커니즘을 이용할 수 있다. 예를 들어, 안정화 자유 라디칼을 포함하는 물질을 적용하고, 이 물질을 산소 함유 수성 환경에 노출하며, 물질에 이용될 수 있는 산소의 양을 조절함으로써 ROS 생성을 더 증대시킨다. 예를 들어 고압 산소 요법에 의해 대기 산소 농도를 증가시킴으로써 이용될 수 있는 산소를 증가시킬 수 있다. 또 다른 일예에서, 국소 산소 요법에 의해 국소 대기 산소 농도를 조절할 수 있다. 혈액 중 산소의 농도를 증가시킴으로써 혈액이 전달하는 산소의 양을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 이용 가능한 적혈구의 수를 증가시킴으로써 혈액의 산소 함량을 증가시킬 수 있었다. 추가로, 보어 효과를 통한 pH 감소에 의해 적혈구에 의한 산소의 방출을 증가시킬 수 있었다. 산소를 공급하는 혈액의 전체 양을 증가시키기 위해, 관류를 치료 부위에서 증가시킬 수 있다. 관류를 증가시키는 방법은 부압 상처 치료, 외과 또는 중재 치료를 적용하는 것을 포함한다. 또한, 상기에 기재한 바와 같이, 산소 생성 성분을 생체적합성, 반결정, 가수분해로 분해가능한 물질에 포함시켜서, 안정화 자유 라디칼과 반응에 이용될 수 있는 산소를 증가시킬 수 있다.
원하는 용도에 따라, 안정화 자유 라디칼을 포함하는 본 발명의 물질은 다중 형태 예컨대 상처 드레싱(dressing), 화상 드레싱, 연고, 현탁액, 피부 대체물, 조직 스캐폴드(scaffold), 시트, 페이스트, 섬유, 에멀션, 겔, 미셀, 코팅, 용액, 또는 분말, 또는 이들의 조합을 포함하나, 이들에 한정되지 않는 임의의 2차원 또는 3차원 형태를 취할 수 있다. 안정화 자유 라디칼을 포함하는 물질의 상이한 형태는 차례로 ROS의 생성에 영향을 줄 수 있는 상이한 비표면적을 가질 수 있다. 일부 일예에서, 생체적합성 중합체 물질은 비표면적이 약 0.001 ㎡/gm 내지 약 50 ㎡/gm일 수 있다. "비표면적"이란 단위 부피 또는 질량에 존재한 모든 입자, 섬유, 발포체, 및/또는 다공성 구조체의 이용 가능한 표면의 합계를 의미한다. 이 비표면적은 물질의 형태, 크기, 다공도, 및 마이크로구조에 좌우된다. 이것은 가스 흡착법에 의해 측정될 수 있다. 비표면적은 열 탈착의 가스 크로마토그램으로부터 결정되는 비 보존 용량을 기준으로 BET 등식으로부터 계산된다. 질소가 전형적으로 흡착질로서 사용된다.
가능성 있는 한 형태는 가요성 또는 강성 층으로서 정의되는 시트로서, 그의 폭 또는 너비 대 그의 두께의 비가 10:1을 초과하는 시트이다. 본원의 목적으로, 시트는 비교적 평면 배치의 용착 필라멘트(deposited filament)로 이루어질 수 있다. "필라멘트"란 상당한 길이의 섬유 또는 섬유들을 의미한다. 섬유를 축적하거나 조립하여 제조된 시트는 웹(web)으로서 알려져 있다. 웹과 다른 재료는 부직포일 수 있으며, 이들이 장섬유로부터 제조되고, 화학적, 기계적, 열 또는 용매 처리에 의해 함께 결합하는 것을 의미한다. 또한, 섬유는 길이 대 직경의 비가 일반적으로 100:1을 초과하고, 직경이 일반적으로 약 5 mm 미만인 실린더 또는 관 구조로서 정의된다. 적합한 ROS 생성 시트 재료는 두께가 1 ㎛ 내지 20 mm일 수 있다. 일부 바람직한 실시형태에서는 두께가 100 ㎛ 내지 10 mm이다. 시트 두께와 밀도는 원하는 표면 지형에 더 큰 일치성, 예컨대 치료 부위에 일치성을 부여하도록 조정될 수 있다.
본 발명 물질의 유연한 형태는 ROS의 생성이 바람직한 표적 위치에 효과적으로 적용될 수 있도록 선택될 수 있다. 에멀션, 슬러리, 또는 현탁액 형태로 사용되는 경우, ROS 생성 물질은 신체에 시린지 또는 다른 적합한 유체 전달 장치에 의해 제공될 수 있다. 페이스트, 겔, 또는 연고 형태로 사용되는 경우, ROS 생성 물질은 치료 부위에 스패튤라 또는 다른 적합한 점성 유체 전달 장치에 의해 제공될 수 있다. 분말 또는 입자 형태로 사용되는 경우, ROS 생성 물질을 원하는 치료 부위에 임의의 적합한 수단에 의해 뿌리거나, 분무하거나, 침착시킬 수 있다. ROS 생성 물질의 상이한 형태는 상이한 비표면적 및/또는 종횡비를 가질 수 있으므로, 선택된 형태는 치료 부위에 생성되는 ROS의 농도와 기간에 영향을 미치는 한 방법이다.
물질이 다공성일 필요는 없지만, 특정 경우에 다공성 또는 표면적 증가는 산소 함유 수성 매질이 물질의 개방 공간에 침투할 수 있어서 바람직할 수 있다. "다공성"이란 물질이 물질 자체의 고유 밀도보다 적은 벌크 밀도를 갖는 것을 의미한다. 5% 내지 99% 이하 범위의 다공도가 전형적으로 부위에서 생체액 접촉을 향상시키고, ROS 생성에 영향을 미치는데 충분하다. 다공도가 일부 상황에서 10% 내지 90% 이하 범위인 것이 유용할 수 있다. 본원에서 기재한 다공성 ROS 생성 물질의 추가 장점은 조직 스캐폴드로서 작용하는 이들의 능력이다. 조직 스캐폴드로서, 다공성 ROS 생성 물질은 신 혈관신생을 유도하고, 콜라겐 조직이 가득 차며, 세포 성장 매질로서 역할하고, 물질로 세포 이동을 자극하며, 세포 증식과 분화를 촉진하고/하거나, 경시적으로 흡수될 수 있다. 다공도 변화로 생물학적 과정에 영향을 미칠 필요가 있는 ROS 생성 특성을 변경할 수 있으며, 따라서 원하는 응용에 따라 조정될 수 있다.
본원에서 ROS 생성 물질의 또 다른 유용한 특성은 이것이 3차원 형태로 제공될 수 있거나 성형성(shapeable)이 있을 수 있다는 것이다. "성형성"이란 특정 윤곽, 형태, 패턴, 또는 피트(fit)에 일치시키거나 맞추는 구조의 능력을 의미한다. 3차원 형태 또는 성형성 재료는 치료 부위 또는 치료 위치에서 또는 주변에서 공간을 채우거나 불규칙 지형을 접하기 위해 바람직할 수 있다. 예상된 실시형태에서는 플러그, 튜브, 스텐트, 퍼즈(fuzz), 코일, 발포체, 슬링(sling), 클립, 입자, 칩, 및 이들의 변형체를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다.
본 발명의 ROS 생성 물질의 또한 또 다른 장점은 색소 물질 또는 염색 물질, 또는 천연 색조 물질로부터 형성되어 시각화를 향상시킬 수 있다는 것이다. 예를 들어, 황색 ROS 생성 물질은 육아 조직의 용이한 시각화를 위해 사용될 수 있으며, 이 조직은 선홍색, 자갈 모양을 특징으로 한다.
본 발명의 물질이 취할 수 있는 형태 범위 외에, 다수 재료의 복합체가 고려된다. 본원에서 사용된, 복합체는 조합될 때, 개별 성분과 다른 특성을 가진 물질을 생성하는 상당히 상이한 특성이 있는 2종 이상의 구성 물질로부터 제조된 재료이다. 구체적으로, ROS의 다상 생성을 가능하게 하는 복합체는 ROS의 존재로 영향을 받는 다수 생물학적 과정에 영향을 주는데 가치가 있을 것이다. 예를 들어, 이들 복합체는 각각 안정화 자유 라디칼을 포함하지만, 이들의 ROS 생성 프로파일 면에서 다른 2 이상의 상이한, 가수분해로 분해가능한, 반결정 중합체를 포함할 수 있다. 수성 매질에 노출 시, 이들 복합체 재료는 반응성 산화종의 다상 생성을 나타낼 수 있다. ROS의 다상 생성은 복합체의 성분 중합체가 상이한 양의 안정화 자유 라디칼을 함유하는 경우 달성될 수 있다. 일 실시형태에서, ROS의 생성은 하나 이상의 성분 중합체의 가수분해 속도를 변경시키고, 따라서 안정화 자유 라디칼에 접근을 다르게 함으로써 달라질 수 있다. 또 다른 실시형태에서, ROS의 생성은 하나 이상의 성분 중합체의 결정화도를 변경시키고, 따라서 자유 라디칼을 안정화하는 중합체의 능력을 다르게 함으로써 달라질 수 있다. 또한 또 다른 실시형태에서, ROS의 생성은 하나 이상의 성분 중합체의 방사선량을 변경시키고, 따라서 쇄 절단 동안 형성된 자유 라디칼의 수를 다르게 함으로써 달라질 수 있다. 또한 추가 실시형태에서, ROS의 생성은 중합체 또는 중합체 복합체에서 방사선량과 투과 깊이를 변경시킴으로써 달라질 수 있다. 특정 분야를 위해, 하나 이상의 성분 중합체가 생체흡수성일 수 있다고 예상된다.
대안으로, ROS의 초기 버스트(initial burst)와 ROS 생성의 지속 기간을 제공할 수 있는 복합체 재료가 예상될 수 있다. 일 실시형태에서, 2종의 상이한, 가수분해로 분해가능한, 반결정 중합체의 복합체 블렌드가 ROS의 버스트 향상을 제공하는데 사용될 수 있으며, 여기서 산소 함유 수성 매질에 노출 시, 블렌드에 의해 생성된 반응성 산화종의 양은 소정의 방사선량에서 이온화 방사선으로 처리한 2 이상의, 개별 가수분해로 분해가능한 반결정 중합체 물질에 의해 생성된 반응성 산화종의 가중 평균보다 크다.
성분 중합체가 안정화 자유 라디칼을 함유하는 복합체 외에, 하나 이상의 안정화 자유 라디칼 함유 물질과 적어도 제2 물질을 포함하는 복합체가 예상되며, 여기서 제2 물질은 안정화 자유 라디칼을 포함하지 않고, 이 복합체는 ROS를 생성할 수 있는 강화되고, 안정하며, 부분적으로 영구적인 장치를 제공함으로써 가치가 있을 것이다. 하나 이상의 안정화 자유 라디칼 함유 물질과 안정화 자유 라디칼을 함유하지 않는 적어도 제2 물질을 포함하는 이러한 복합체는 제1 물질의 제2 물질 기재 위 코팅을 통해 달성될 수 있다. 코팅은 원하는 제1 물질을 용액으로 용해시키고, 이것을 기재 제2 물질, 예컨대 발포 PTFE 위에 도포하고, 용매를 제거함으로써 수행될 수 있다. 게다가, 코팅은 또한 제1 물질의 작은 입자를 제2 물질 기재 위에 스퍼터 증착하고, 후속 결합 또는 융합하여 수행될 수 있다. 이러한 코팅은 기재 위 표면 피복율 및 두께와 다공도에서 달라질 수 있다. 그 후 이러한 코팅 제품을 부분 심도 조사(partial-depth irradiation)로 처리하여 가수분해로 분해가능한, 반결정 중합체 층에만 안정화 자유 라디칼을 생성할 수 있다.
하나 이상의 안정화 자유 라디칼 함유 물질과 ROS 생성 프로파일을 변경하는 적어도 제2 물질을 포함하는 복합체가 고려된다. 변경 물질은 ROS의 양, 속도 또는 기간 또는 이들의 조합을 바꾸어 그 효과를 달성할 수 있다. ROS의 프로파일을 바꾸는 한 메커니즘은 제2 물질이 안정화 자유 라디칼에 대한 접근성(accessibility)을 바꾸는 것이다. ROS 생성을 바꾸는 추가 수단에서, 변경 물질은 산소 발생제 및/또는 건조제를 함유할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 변경 물질은 포집 성분을 함유할 수 있으며, 여기서 포집의 잠재적 표적은 산소, 일중항 산소, 과산화수소, 초산화물 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 변경 물질은 효소 예컨대 초산화물과 반응하는, 초산화물 디스뮤타아제, 또는 과산화수소와 반응하는, 카탈라아제를 함유할 수 있다. 제2 물질에 산소 발생제, 건조제, 포집 성분 및/또는 효소의 포함으로 생성된 ROS의 프로파일을 다르게 할 것이며, 특정 응용을 위해 조정될 수 있다. 추가로, 변경 물질은 ROS와 화학 반응에 참여할 수 있으며, 따라서 그의 프로파일을 변경한다. 또한, 변경 물질은 수성 매질과 접촉 시 발열 또는 흡열 반응을 생성할 수 있다. 열에너지의 추가 또는 제거로 중합체 쇄의 이동 및/또는 다른 화학 반응의 속도를 변경할 수 있으며, 따라서 ROS 생성 프로파일을 변화시킨다.
하나 이상의 안정화 자유 라디칼 함유 물질과 치료 생물활성제(들)를 포함하는 복합체가 고려된다. 본문에서 생물활성제는 골전도 물질, 골유도 물질, 성장 인자, 화학 주성 인자, 모르포겐(morphogen), 약제, 단백질, 펩티드, 및 자가 발생(autogenic), 동종, 이종 또는 재조합 기원의 생물활성 분자 에컨대 전환 성장 인자 베타(TFG-beta), 뼈 형성 단백질(BMP), 항생제, 항균제, 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 염기성 섬유 모세포 성장 인자(bFGF), 혈소판 유래 성장 인자(PDGF), 인슐린 유사 성장 인자(IGF), 인슐린, 면역글로불린 G형 항체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
ROS의 생물 관련성을 고려할 때, 다른 치료 화합물, 예컨대 항생 약물 또는 항암 약물과 병용하여 ROS 생성 제품의 사용이 또한 고려된다. ROS 생성 이식 장치는 임의 부류의 전신 투여 항생제 화합물, 예컨대 퀴놀론, 베타-락탐, 및 아미노글리코사이드와 병용하여 사용될 수 있으며, 영구 이식재를 오염되거나 감염된 필드에 위치시킴으로써 더 효과적인 치료 결과를 얻을 수 있다. 이러한 병용은 또한 항생제의 더 적은 투여로 효과적일 수 있으며, 내성을 줄이거나 이러한 화합물의 수명을 연장한다. 또한, ROS 생성 장치는 은, 클로르헥시딘 및 이들의 조합을 포함하나, 이들에 한정되지 않는 다른 항균제와 병용하여 사용될 수 있다. 얻어진 병용 요법에서는 세균 정착에 내성이 있는 이식재를 제공할 수 있으며, 다시 크게 오염되거나 감염된 필드에 위치시킬 수 있다. 토포아이소머라제 II 억제제 예컨대 패클리탁셀(tm)과 같이 항암 약물과 병용하여 사용된 ROS 생성 장치는 더 효과적인 치료를 가능하게 할 수 있으며, 여기서 장치는 ROS를 국소 전달하며, 화학요법 약물의 더 적은 전신 용량을 투여하게 할 수 있다.
변경 물질은 또한 습기 및/또는 산소를 포함하나, 이들에 한정되지 않는 요소에 대한 배리어(barrier)로서 작용할 수 있으며, 자유 라디칼에 의해 산소의 ROS로 환원에 영향을 미칠 것이다. 또 다른 실시형태에서, 변경 물질은 확산 배리어로서 작용할 수 있다. 확산 제한(restriction)은 반응성 성분 또는 반응 생성물을 포함할 수 있으며, 따라서 ROS 생성 프로파일을 바꾼다. 안정화 자유 라디칼 함유 물질과 변경 물질의 복합체에서 1 이상의 성분 물질은 추가 화합물 예컨대 산소 발생제 및/또는 ROS와 반응하여 일산화질소를 생성할 수 있는 질소 함유 화합물을 함유할 수 있다.
본원에서 기재한 복합체는 다수 형태로 존재하고, 1일, 1주 또는 1개월을 포함하여, 다중 기간에 걸쳐 ROS를 생성할 수 있다고 예상되며, 따라서 이들의 잠재적인 응용 범위에 추가한다.
일 실시형태에서, 유사 물질 또는 다른 물질(예컨대 다공성)의 다수 층을 포함하는 복합체는 원하는 두께를 달성하도록 예상되며, 여기서 하나 이상의 층은 부직포 생체흡수성 반결정 물질이다. 이러한 복합체의 적합한 두께는 대략 100 ㎛ 내지 대략 10 mm 이상의 범위이다. 예를 들어, 더 열린 기공 층은 조직 내성장을 용이하게 하도록 제품의 한 측면 상에 있을 수 있으며, 반면에 더 빽빽한 기공 층은 조직 내성장을 억제하도록 반대 측에 사용된다.
추가로, 본 발명의 물질은 임의의 이식 가능한 의료 장치, 예컨대 스텐트, 메시, 이식편, 또는 임의의 치료 조성물에 포함될 수 있다. "이식 가능한 의료 장치"란 수술, 주입, 배치, 또는 적용 또는 주요 기능이 그의 물리적 존재 또는 기계적 특성을 통해 달성되는 다른 적합한 수단을 통해 이식된 임의의 물체를 의미한다.
실시예
실시예 1: 폴라신® 어세이를 사용한 검출에 대한 ROS 시험 방법
특정 샘플에 존재한 ROS의 양을 측정하기 위해, 전형적으로 96 웰 샘플 플레이트가 있는 FLUOstar Omega 다중 모드 마이크로플레이트 리더(BMG Labtech Inc., 노쓰 캐롤라이나주 캐리 소재)를 사용하였다. 이 리더에는 이중 시린지 주입기 용량이 있으며, 샘플 웰에 시약을 주입하는 능력이 있다. 마이크로플레이트 변수를 위해 ROS 감지 발광 단백질 폴라신®을 포함하는, ABEL 어세이 키트 61M(Knight Scientific Ltd,, 영국 피엘3 3비와이 플리머쓰 울슬리 클로즈 비지니스 파크 15 소재)으로부터 프로토콜을 따랐다. 주입기 펌프를 역삼투/탈이온화(RO/DI) 수로 세정하였고, 리더를 적당한 온도(전형적으로 37℃)로 설정하였다.
중합체 샘플을 시험하는데 있어서, 전형적으로 약 0.5 cm 직경의 디스크를 사용하였고, 이것은 제공된 웰의 직경보다 약간 작았다. 분석할 샘플의 표적 수를 고려해서, 적합한 수의 웰에 완충액을 채운 다음, 중합체 디스크를 각 웰에 놓았다.
샘플 웰 플레이트를 신속히 마이크로플레이트에 삽입하고, 연속 광루미네선스 측정(상대 광 단위, 또는 RLU로 기록)을 시작하고, 수집하였다. 평형 15분 후에, 샘플과 완충액을 함유한 웰 각각에 폴라신®을 주입하거나 피페팅하였다. 추가 기간 동안 데이터 수집을 계속 하였다.
실시예 2: 폴라신® 어세이를 사용하여 초산화물과 다른 ROS 측정
소정의 샘플에 대해 초산화물에 기인하는 신호를 측정하기 위해, 실시예 1에 기재한 방법에 따라, 마이크로플레이트를 위한 자매 샘플 웰을 함께 제작하였고, 여기서 완충액을 초산화물 디스뮤타아제(SOD)와 함께 추가로 증가시켰다. SOD를 ABEL-61M 시험 키트에 제공하였다. 실시예 1과 SOD가 있는 자매 웰 사이에 정규화 RLU 트레이스에서의 차이에서 초산화물에 기인하는 신호를 얻었고, 전형적으로 최대 RLU로 기록하였다. 초산화물을 포함하지 않는 "다른 ROS"는 SOD를 함유한 샘플 웰에 대해 기록된 데이터이다.
실시예 3: 마이크로플레이트 위 MCLA 어세이를 사용한 일중항 산소 시험 방법
전형적으로 96 웰 샘플 플레이트가 있는 FLUOstar Omega 다중 모드 마이크로플레이트 리더를 사용하였다. 시험 챔버 온도를 37℃로 설정하였다. 중합체 샘플을 시험하는데 있어서, 전형적으로 약 0.5 cm 직경의 디스크를 사용하였고, 이것은 제공된 웰의 직경보다 약간 작았다. 초산화물과 일중항 산소를 검출하는데 사용된 화학발광 지시약은 MCLA, 또는 2-메틸-6-(p-메톡시페닐)-3,7-(디히드로이미다조[1,2알파]피라진-3-온(Bancirova, Luminescence, 26 (6), 685-88 (2011))이었다. MCLA를 Molecular Probes(오리건주 유진)로부터 구입하였다. 자매 샘플 웰을 다음과 같이 제작하였다:
1. 완충 MCLA 용액이 있는 조사된 쿠폰(coupon)
2. 완충 MCLA & SOD가 있는 조사된 쿠폰
3. 완충 MCLA & SOD & NaN3이 있는 조사된 쿠폰
4. 완충 MCLA & NaN3이 있는 조사된 쿠폰
5. 완충 MCLA 단독
웰 제작 후, 웰 플레이트를 신속히 마이크로플레이트에 삽입하고, 연속 광루미네선스 측정(상대 광 단위, 또는 RLU로 기록)을 시작하여 약 5분 동안 수집하였다. 샘플 1과 2 사이의 RLU 차는 초산화물에 기인한다. 1과 4 사이의 RLU 차는 일중항 산소에 기인한다. 1과 3 사이의 RLU 차는 초산화물과 일중항 산소에 기인한다. 웰 5로부터 RLU는 대조 기준선으로 설정한다.
실시예 4: 조절된 DSC 시험 방법
하기 셋업을 사용하여 조절된 DSC(MDSC)를 조절된 DSC 모드를 이용하여 TA Instruments Q2000 DSC 상에서 수행하였다:
- 하층 가열 속도 2℃/min을 사용하여 -50℃에서 250℃로 초기 샘플 가열. 60초 주기로 +/-0.32℃의 온도 범위를 사용하여 조절을 수행하였다.
실시예 5: 표준 DSC 방법
하기 셋업을 사용하여 DSC를 TA Instruments Q2000 DSC 상에서 수행하였다:
- 10℃/min에서 -50℃에서 300℃로 초기 샘플 가열.
실시예 6: HC 샘플 제작
공급자로부터 받은 펠릿 또는 분말을 고체 시트로 열간 압축함으로써 소정의 중합체 물질의 고체 쿠폰을 제작하였다. 각각 50 PSI와 일정 온도 적당하게는 DSC를 통해 성립된 용융 이상에서 각각 5분간 압축하였다. 샘플을 냉각시킨 다음 조사 전 저장 동안 -20℃에서 냉동기에 넣었다. 모든 쿠폰에 45 kGy에서 조사하였다(Sterigenics-캘리포니아주 코로나).
실시예 7: EPR 시험 방법
100 kHz 자장 변조와 함께 약 9 GHz에서 공칭 작동되는 Bruker Biospin X-밴드 CW-EMX 분광계(매사추세츠주 빌러리카)로 EPR 스펙트럼을 얻었다. 전형적으로, 신호 포화를 방지하기 위해 1 mW 미만의 마이크로파 전력으로 스펙트럼을 얻었고, 다중 중합 스캔(multiple overlaying scan)을 가동하여 EPR 스펙트럼에 도달하였다.
실시예 8: 결정 및 비정질 EPR 결과
폴리(d,l-락트산)(Polysciences Cat No 23976), 폴리(3-히드록시부티레이트)(Polysciences Cat No 16916), 및 폴리(디옥사논)(Aldrich Cat No 719846)의 쿠폰을 실시예 6과 같이 제작하였다. 폴리(트리메틸렌 카보네이트)(pTMC), 및 2:1-PGA/TMC 펠릿의 쿠폰을 실시예 6에 따라 제작하였다. 쿠폰을 개별 패키지에서 주위 밀봉하였고(ambient-seal), 표적에 45 kGy의 감마선 조사하였다(Sterigenics-캘리포니아주 코로나). 샘플을 실온에서 유지하였다. 조사와 EPR 측정 사이의 시간은 대략 8주이었다. 조사된 샘플 각각에 대해, DSC를 수행하여 실시예(4 또는 5)에 따라 용융 흡열의 존재를 검출하였다. 유사하게, 안정화 자유 라디칼의 존재를 검출하기 위해, 실시예 7에 따라 조사된 샘플 각각에 EPR을 수행하였다. 결과를 표로 만든 표 1이다.
DSC와 EPR 결과
물질 결정 ?* 안정화 자유 라디칼 ?**
폴리(d,l-락티드) 아니오 아니오
폴리(TMC) 아니오 아니오
P3OHB 예 예
2:1 PGA:TMC 예 예
PDO 예 예
* DSC 용융 피크의 관찰에 의해 측정됨
** EPR 스펙트럼의 관찰에 의해 측정됨
실시예 9
45 kGy(표적) 조사된 2:1-PGA/TMC의 자유 라디칼 농도를 EPR에 의해 온도 함수로서 측정하였다. 2:1-PGA/TMC의 블록 공중합체를 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하였다. 도 3은 온도 증가에 따라 감소하는 EPR 신호를 보여준다. 온도가 이 반결정 중합체의 결정 용융 온도(Tm 대략 200℃)에 근접함에 따라, EPR 신호 및 따라서 자유 라디칼 농도가 사라진다. 일단 자유 라디칼이 180℃에서 사라지면, 이들은 도 3의 마지막 실온 선에 대한 평평한 EPR 반응에 의해 확인되듯이 실온으로 냉각 시 재형성되지 않는다.
실시예 10
45 kGy 조사된 PDO의 자유 라디칼 농도를 EPR에 의해 온도 함수로서 측정하였다. 반결정 PDO 중합체를 Aldrich Cat No 719846로부터 주문하였다. 도 7은 온도 증가에 따라 감소하는 EPR 신호를 보여준다. 온도가 이 반결정 중합체의 결정 용융 온도(Tm 대략 110℃)에 근접함에 따라, EPR 신호 및 따라서 자유 라디칼 농도가 사라진다.
실시예 11
1:1-PGA/TMC의 45 kGy 조사된 랜덤 블록의 자유 라디칼 농도를 EPR에 의해 온도 함수로서 측정하였다. 1:1-PGA/TMC의 랜덤 블록 공중합체의 펠릿 형태를 실시예 6에 따라 제조하였다. 도 5는 실온에서 아주 약간의 EPR을 보여준다. 이러한 약간의 신호는 PGA의 결정 용융 온도(Tm 대략 200℃)까지 온도 증가에 따라 감소한다. 실온에서 후속 측정에서는 초기 미가열 샘플에서보다 더욱 적은 EPR 신호를 보여준다. 이러한 적은 EPR 신호는 초기 샘플에 존재한 약간의 자유 라디칼이 PGA 용융 온도로 가열 시 사라지며, 실온으로 후속 냉각 시 자유 라디칼이 형성되지 않는다는 것을 제시한다.
실시예 12
45 kGy 조사된 폴리(3-히드록시부티레이트)(P3OHB)의 자유 라디칼 농도를 EPR에 의해 온도 함수로서 측정하였다. P3OHB를 Polysciences Cat No 16916로부터 입수하였다. 샘플을 45 kGy에서 조사하고, EPR 신호를 실시예 7에 따라 측정하였다. 도 8은 비교적 높은 자유 라디칼 농도를 가진 조사된 물질에 반응하여 실온에서 강한 EPR 신호를 보여준다. 그 후 이 자유 라디칼 농도와 EPR 신호는 온도 증가에 따라 감소한다. 온도가 이 반결정 중합체의 결정 용융 온도(Tm 대략 170℃)에 근접함에 따라, EPR 신호 및 따라서 자유 라디칼 농도가 사라진다. 일단 자유 라디칼이 180℃에서 사라지면, 이들은 마지막 실온 선에 대한 평평한 EPR 반응에 의해 확인되듯이 실온으로 냉각 시 재형성되지 않는다.
실시예 13 - 자유 라디칼의 경시적 안정성
2:1-PGA/TMC를 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하였다. 웹을 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로 소재)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키지에서 밀봉하여 중합체의 제어되지 않고, 이른 가수분해를 최소화하였다. 그 후 샘플에 표적 선량 25 kGy에서 감마 조사하였다. 조사된 대형 웹 샘플로부터, 서브샘플 쿠폰은 크기가 약 2.5 cm x 약 8 cm이었다. 각 쿠폰의 초기 중량은 미량저울로 측정할 때 1.5 내지 1.8 g 범위이었다. 각 쿠폰을 3x 인산염 완충 식염수(PBS)(Sigma Chemical, P3813, 미조리주 세인트 루이스)의 대략 250 ml인 개별 8 온스 나사 마개 병에 넣었다. 병뚜껑을 나사 밀봉으로 닫고, 37℃로 설정된 가열된 순환 조에 넣었다. 수조 수준은 각 샘플 병의 물 수준에 일치하거나 넘었다.
선택 시간에, 개별 샘플 병을 꺼내고, 병에서 샘플을 빼냈다. 샘플을 새 종이 타월에서 닦아 건조시키고, 칭량하였다. 그 후 완충액에 담근 샘플을 주위 진공 챔버(가열 없음)에 옮겨서 고 진공을 가해 잔류의 물을 제거하였다. 일단 일정한 샘플 중량이 달성되면 건조 상태로 결정하였다. 샘플을 전형적으로 진공 하에 밤새 방치하지만, 이는 4-8 시간 내에 일어나는 것으로 관찰되었다. 일단 건조되면, 각 샘플을 새로운 건조제와 함께 불투과성 배리어 패키지에서 개별적으로 포장하였다. 실온에서 X-밴드 EPR 측정을 실시예 7에서 기재한 바와 같이 조사된 가수분해 샘플에서 수행하였다. EPR 반응을 도 11에 도시한 바와 같이 17일까지의 시점에 측정하였다.
실시예 14-경시적 ROS
2:1-PGA/TMC를 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하였다. 웹을 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로 소재)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키지에서 밀봉하여 중합체의 제어되지 않고, 이른 가수분해를 최소화하였다. 그 후 샘플에 표적 선량 25 kGy에서 감마 조사하였다. 조사된 대형 웹 샘플로부터, 서브샘플 쿠폰은 크기가 약 2.5 cm x 약 8 cm이었다. 각 쿠폰의 초기 중량은 미량저울로 측정할 때 1.5 내지 1.8 g 범위이었다. 각 쿠폰을 3x 인산염 완충 식염수(PBS)(Sigma Chemical, P3813, 미조리주 세인트 루이스)의 대략 250 ml인 개별 8 온스 나사 마개 병에 넣었다. 병뚜껑을 나사 밀봉으로 닫고, 37℃로 설정된 가열된 순환 조에 넣었다. 수조 수준은 각 샘플 병의 물 수준에 일치하거나 넘었다.
선택 시간에, 개별 샘플 병을 꺼내고, 병에서 샘플을 빼냈다. 샘플을 새 종이 타월에서 닦아 건조시키고, 칭량하였다. 그 후 완충액에 담근 샘플을 주위 진공 챔버(가열 없음)에 옮겨서 고 진공을 가해 잔류의 물을 제거하였다. 일단 일정한 샘플 중량이 달성되면 건조 상태로 결정하였다. 샘플을 전형적으로 진공 하에 밤새 방치하지만, 이는 4-8 시간 내에 일어나는 것으로 관찰되었다. 일단 건조되면, 각 샘플을 새로운 건조제와 함께 불투과성 배리어 패키지에서 개별적으로 포장하였다. ROS 측정을 실시예 1에서 기재한 바와 같이 조사된 가수분해 샘플에서 수행하였다. ROS를 도 12에 도시한 바와 같이 17일까지의 시점에 검출하였다.
실시예 15-경시적 초산화물
2:1-PGA/TMC를 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하였다. 웹을 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로 소재)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키지에서 밀봉하여 중합체의 제어되지 않고, 이른 가수분해를 최소화하였다. 그 후 샘플에 표적 선량 25 kGy에서 감마 조사하였다. 조사된 대형 웹 샘플로부터, 서브샘플 쿠폰은 크기가 약 2.5 cm x 약 8 cm이었다. 각 쿠폰의 초기 중량은 미량저울로 측정할 때 1.5 내지 1.8 g 범위이었다. 각 쿠폰을 3x 인산염 완충 식염수(PBS)(Sigma Chemical, P3813, 미조리주 세인트 루이스)의 대략 250 ml인 개별 8 온스 나사 마개 병에 넣었다. 병뚜껑을 나사 밀봉으로 닫고, 37℃로 설정된 가열된 순환 조에 넣었다. 수조 수준은 각 샘플 병의 물 수준에 일치하거나 넘었다.
선택 시간에, 개별 샘플 병을 꺼내고, 병에서 샘플을 빼냈다. 샘플을 새 종이 타월에서 닦아 건조시키고, 칭량하였다. 그 후 완충액에 담근 샘플을 주위 진공 챔버(가열 없음)에 옮겨서 고 진공을 가해 잔류의 물을 제거하였다. 일단 일정한 샘플 중량이 달성되면 건조 상태로 결정하였다. 샘플을 전형적으로 진공 하에 밤새 방치하지만, 이는 4-8 시간 내에 일어나는 것으로 관찰되었다. 일단 건조되면, 각 샘플을 새로운 건조제와 함께 불투과성 배리어 패키지에서 개별적으로 포장하였다. ROS 측정을 실시예 1과 2에서 기재한 바와 같이 조사된 가수분해 샘플에서 수행하였다. 초산화물을 도 12에 도시한 바와 같이 17일까지의 시점에 검출하였다.
실시예 16: Amplex Red H 2 O 2 시험 방법
시험 물질을 칭량한 다음 500 ㎕ 인산염 완충액 식염수(PBS)에 넣어 과산화수소(H2O2) 측정을 위한 샘플 용액을 제조하였다. 실온에서 잘 혼합된 조건하에 그리고 30분 후, 얻어진 상층액 100 ㎕를 분취하였다.
50 ㎕의 Amplex Red DMSO 용액(Molecular Probes, 오리건주 유진), 100 ㎕의 호스래디시 과산화효소 용액(HRP, 10 unit/ml, Molecular Probes) 및 4.85 ml의 완충액을 혼합하여 반응 용액을 새로 제조하였다. 96 웰 플레이트에서, 100 ㎕의 상층액을 각 웰에서 동일 부피의 반응 용액과 혼합하고, 실온에서 30분간 항온처리하였다. 그 후 540 nm/580 nm(여기/방출)에서 Fluostar Omega 마이크로플레이트 리더 위에서 형광 신호를 측정하였다. 대략 700 U/ml의 카탈라아제(소 간 유래, Sigma-Aldrich, cat. # C30)로서 자매 샘플 웰을 제조하였다. Amplex 웰과 카탈라아제가 있는 Amplex 웰 사이의 RLU 차는 과산화수소에 기인하며, 샘플 용액을 제조하는데 사용된 샘플의 중량에 의해 정규화하였다.
실시예 17: 조사된 2:1- PGA / TMC 로부터 과산화수소의 경시 방출
2:1-PGA/TMC를 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하였다. 웹을 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로 소재)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키지에서 밀봉하여 중합체의 제어되지 않고, 이른 가수분해를 최소화하였다. 그 후 샘플에 표적 선량 25 kGy에서 감마 조사하였다. 조사된 대형 웹 샘플로부터, 서브샘플 쿠폰은 크기가 약 2.5 cm x 약 8 cm이었다. 각 쿠폰의 초기 중량은 미량저울로 측정할 때 1.5 내지 1.8 g 범위이었다. 각 쿠폰을 3x 인산염 완충 식염수(PBS)(Sigma Chemical, P3813, 미조리주 세인트 루이스)의 대략 250 ml인 개별 8 온스 나사 마개 병에 넣었다. 병뚜껑을 나사 밀봉으로 닫고, 37℃로 설정된 가열된 순환 조에 넣었다. 수조 수준은 각 샘플 병의 물 수준에 일치하거나 넘었다.
선택 시간에, 개별 샘플 병을 꺼내고, 병에서 샘플을 빼냈다. 샘플을 새 종이 타월에서 닦아 건조시키고, 칭량하였다. 그 후 완충액에 담근 샘플을 주위 진공 챔버(가열 없음)에 옮겨서 고 진공을 가해 잔류의 물을 제거하였다. 일단 일정한 샘플 중량이 달성되면 건조 상태로 결정하였다. 샘플을 전형적으로 진공 하에 밤새 방치하지만, 이는 4-8 시간 내에 일어나는 것으로 관찰되었다. 일단 건조되면, 각 샘플을 새로운 건조제와 함께 불투과성 배리어 패키지에서 개별적으로 포장하였다. 실시예 16에 따라 샘플에서 H2O2를 검출하였고, 도 13에 기록하였다.
실시예 17A: 조사된 2:1- PGA / TMC 로부터 과산화수소의 3개월 방출.
2:1-PGA/TMC를 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하였다. 웹을 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로 소재)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키지에서 밀봉하여 중합체의 제어되지 않고, 이른 가수분해를 최소화하였다. 그 후 샘플에 표적 선량 45 kGy에서 감마 조사하였다. 조사된 대형 웹 샘플로부터, 서브샘플 쿠폰은 크기가 약 2.5 cm x 약 8 cm이었다. 각 쿠폰의 초기 중량은 미량저울로 측정할 때 1.5 내지 1.8 g 범위이었다. 각 쿠폰을 3x 인산염 완충 식염수(PBS)(Sigma Chemical, P3813, 미조리주 세인트 루이스)의 대략 250 ml인 개별 8 온스 나사 마개 병에 넣었다. 병뚜껑을 나사 밀봉으로 닫고, 37℃로 설정된 가열된 순환 조에 넣었다. 수조 수준은 각 샘플 병의 물 수준에 일치하거나 넘었다.
선택 시간에, 개별 샘플 병을 꺼내고, 병에서 샘플을 빼냈다. 샘플을 건조시켰다. 일단 건조되면, 각 샘플을 새로운 건조제와 함께 불투과성 배리어 패키지에서 개별적으로 포장하였다.
과산화수소 검출을 위해, 실시예 16에서 약간 변형된 방법에 따랐다. 시험 물질을 칭량한 다음 ~200 mg/mL의 샘플 중량 대 완충액 부피 수준에서 인산염 완충 식염수(PBS)에 넣어 H2O2용 샘플 용액을 제조하였다. 실온에서 잘 혼합된 조건 하에 그리고 60분 후,얻어진 상층액의 서브샘플을 빼냈다.
Amplex Red DMSO 용액(Molecular Probes, 오리건주 유진) 반응 용액을 제조하였다. 96 웰 플레이트에서, 상기 상층액을 각 웰에서 DMSO 반응 용액과 혼합하고, 37℃에서 항온처리하였다. 그 후 540 nm/580 nm(여기/방출)에서 Fluostar Omega 마이크로플레이트 리더 위에서 형광 신호를 측정하였다. 대략 100 U/ml의 카탈라아제(소 간 유래, Sigma-Aldrich, cat. # C30)로서 자매 샘플 웰을 제조하였다. Amplex 웰과 카탈라아제가 있는 Amplex 웰 사이의 RLU 차는 과산화수소에 기인한다. RLU 신호를 희석된 3% 과산화수소 원액으로부터 생성된, 검정 곡선에 대한 상관관계에 의해 과산화수소 절대 농도로 전환하였다.
가수분해된 샘플에 대해, 도 13a에 기록된 바와 같이, 3개월을 초과하여 과산화수소를 검출하였다.
실시예 17B: 중합체 블렌드에 의한 증대된 과산화수소 생성
90 중량%의 2:1-PGA/TMC 및 10 중량%의 폴리디옥사논(PDO)(Boehringer Ingelheim, lot# 76013으로부터 구입된 PDO)으로 이루어진 중합체 과립 블렌드를 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하였다. 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로)을 포함하는, 공기 불투과성 중합체 패키징에서 웹의 샘플을 밀봉하였다. 샘플에 25 kGy의 표적 선량에서 조사하였다. 더 작은 서브샘플로부터, 실시예 16에 따라 과산화수소 생성을 측정하였다. RLU 신호를 희석된 과산화수소 원액으로부터 생성된, 검정 곡선에 대한 상관관계에 의해 과산화수소의 절대 농도로 전환하였다.
상기 블렌드 샘플에 대한 신호를, 비록 45 kGy의 상당히 높은 표적 선량에서 조사되었지만, 미국특허 제6,165,217호에 따라 유사하게 제조된 배합되지 않은 2:1-PGA/TMC만의 샘플로부터 이전 데이터와 비교하였다. 더 작은 서브샘플로부터, 실시예 16에 따라 과산화수소 생성을 측정하였다. RLU 신호를 희석된 과산화수소 원액으로부터 생성된, 검정 곡선에 대한 상관관계에 의해 과산화수소의 절대 농도로 전환하였다. 도 13b에 기록된 바와 같이, 더 적게 조사된 블렌드는 배합되지 않은 상대역보다 상당히 더 큰 양의 과산화수소를 얻었다.
실시예 18: 증대된 ROS , 불활성 분위기 대 공기
2:1-PGA/TMC 공중합체 웹을 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하였다. 웹 샘플을 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키징에서 밀봉하였다. 패키지 폐쇄 바로 전에, 패키지 내부의 주위 공기를 건조 질소 퍼지에 의해 제거하였다. 또 다른 샘플 패키지에는 폐쇄 전에 공기 퍼지를 하지 않았다. 밀봉된 패키지에 이어서 45 kGy 표적 선량에서 감마 조사하였다(Sterigenics, 캘리포니아주 코로나).
받자마자, 샘플을 빼내서 폴라신® 어세이를 실시예 1에 기재한 바와 같이 수행하여 ROS 신호를 측정하였다. 실시예 2에 기재한 바와 같이 폴라신® 어세이에 의해 초산화물 양을 측정하였다. 조건마다 2개 샘플을 제조하였고, 평균을 기록하였다. 질소 분위기의 조사된 2:1-PGA/TMC는 폴라신® 어세이에 의해 추산된 바와 같이 공기 상대역보다 상당히 더 큰 ROS를 생성하였다(참조 도 14).
실시예 19: 감마 처리, EO 살균 실시예
2:1-PGA/TMC 공중합체 웹을 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하고, 표적 20 kGy 감마 조사(Sterigenics, 캘리포니아주 코로나) 및 후속 에틸렌옥사이드 살균(Sterilization Services, 조지아주 30336 애틀랜타)으로 처리하고, 실시예 1과 2에 따라 시험하였다. 조건마다 2개 샘플을 제조하고, 평균을 기록하였다. 블랭크 대조 샘플과 비교하여 대략 20분에 더 높은 피크에 의해 입증된 바와 같이, 샘플은 도 16에 도시한 초산화물을 포함하여, 도 15에 도시한 ROS를 생성하였다.
실시예 20: ROS 에 의한 저 표면적( HC'd ) 실시형태
2:1-PGA/TMC 블록 공중합체 고체 쿠폰을 미국특허 제4,243,775호에 따라 물질로부터 제조하고, 본 문서의 실시예 6에 따라 처리하였다. 이 물질의 표면적은 ROS 측정을 위해 뒤이어 사용된 압축 디스크의 기하구조를 기준으로 대략 0.002 ㎡/gm인 것으로 계산되었다. 도 17에 도시한 바와 같이 본 문서의 실시예 1에 따라 ROS 측정을 수행하였다.
실시예 21: 고 표면적, 전기방사된 2:1- PGA / TMC
45 kGy 감마 조사된 2:1-PGA/TMC의 전기방사된 형태에 의해 생성된 초산화물을 폴라신 어세이 방법을 사용하여 시간 함수로서 측정하였다. 헥사플루오로-2-프로판올(HFIP) 내 4 중량%의 2:1-PGA/TMC의 용액으로부터 4층 전기방사 샘플을 제조하였다. 이 용액으로부터 섬유를 방사하는데 Elmarco NS Lab 500 전기방사 장치를 사용하였고, 이어서 120℃에서 5분간 냉간 결정화하였다. 금속판 위에 2:1-PGA/TMC 나노섬유의 박층을 전기방사하여 제1 층을 제조하였다. 층 두께를 증가시키기 위해, 추가 용액을 첨가하고, 전기방사된 2:1-PGA/TMC 섬유의 3개 추가 층을 침착시켰다. 생성된 샘플은 총 4개의 전기방사 층으로 이루어졌다. 섬유 직경은 100 nm 이하에서 대략 1.5 마이크론 초과의 범위이었다. 각 샘플에 45 kGy의 선량에서 e-빔을 사용하여 조사하였고(Sterigenics, 캘리포니아주 코로나), 실시예 2에 따라 시험하고, 그 결과를 도 18에 도시하였다. 이 물질의 비표면적을 BET에 의해 측정하고, 대략 4.3 ㎡/gm으로 밝혀졌다.
실시예 22: 조사된 물질에서 일중항 산소 검출
2:1-PGA/TMC를 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하였다. 웹을 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키징에서 밀봉하여 중합체의 제어되지 않은 초기 가수분해를 최소화하였다. 그 후 샘플에 45 kGy의 표적 감마 선량에서 감마 조사하였다. 조사된 물질의 쿠폰을 실시예 3에 따라 시험하였다. 초산화물과 일중항 산소 둘 다에 기인하는 신호를 도 19에 도시한 바와 같이 측정하였다.
실시예 23: 혈관 형성에 대해 조사된 물질 및 조사되지 않은 물질의 비교
에틸렌옥사이드 살균 처리되고, 조사되지 않은, 가수분해로 분해가능한 반결정 중합체 물질(그룹 A)을 다음과 같이 제조하였다. 2:1-PGA/TMC 공중합체 웹을 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하고, 120℃에서 밤새 진공 건조시키고, 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키징에서 포장하여 중합체의 제어되지 않은, 초기 가수분해를 최소화하였다. 웹으로부터 공칭으로 1 cm 웹 디스크를 절단한 다음, 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키징에서 재포장하였다. 쿠폰을 살균 처리하기 위해, 이들을 에틸렌옥사이드(EO) 투과성 패키징에 옮기고, 살균에 충분한 에틸렌옥사이드 노출(300분 EO 노출) 처리하였다(Nelson Labs, 유타주 솔트 레이크 시티). 물질을 받아 추가 사용에 필요할 때까지 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키징에서 재포장하였다.
감마 조사된, 가수분해로 분해가능한 반결정 중합체 물질(그룹 B)을 다음과 같이 제조하였다. 2:1-PGA/TMC 공중합체 웹을 미국특허 제6,165,217호에 따라 제조하고, 120℃에서 밤새 진공 건조시키고, 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키징에서 포장하여 중합체의 제어되지 않은, 초기 가수분해를 최소화하였다. 웹으로부터 공칭으로 1 cm 웹 디스크를 절단한 다음, 건조제 팩(Minipak, Multisorb Technologies, 뉴욕주 버팔로)을 포함한 공기/산소 불투과성 중합체 패키징에서 재포장하였다. 그 후 디스크에 45 kGy 감마 방사선의 (공칭) 표적으로 조사하였고(Sterigenics, 캘리포니아주 코로나), 추가 사용에 필요할 때까지 패키지를 개봉하지 않고 유지하였다.
ROS 생성 장치의 생체 내에서 혈관형성 효과를 평가할 목적으로, apoE-/- 마우스 모델이 C57 야생형 유사체와 비교하여 혈관 발생 장해를 나타내고(Couffinhal et al, Circulation, 99, 3188-98 (1999)), 혈관형성을 연구하는데 광범위하게 사용된 임상 전 모델로 된다(Silva et al., Biomaterials, 31(6), 1235-41 (2010))고 밝혀짐에 따라 이를 선택하였다. 그룹 A와 그룹 B로부터 살균 디스크를 본 연구에서 치료 군으로서 사용하였고, 이에 의해 동일 형태의 ROS 생성 물질에 대한 효과를 비교하였다.
각 치료 군으로부터 한 디스크를 ApoE-/- 마우스 및 야생형 대조군의 좌우 측 등에 피하로 이식하였다. 생존 시점은 3, 7, 및 14일이었다. 각 형태의 6마리 마우스를 각 시점에 희생시켰다. 희생 후, 각 이식재를 빼내, 일괄적으로 고정하고, 조직 실험실로 옮겼다. 디스크당 3개 단면을 H&E(헤마톡실린과 에오신) 및 CD31 항체로 처리하고, 착색하였다. 그 후 각 단면을 100x 광학 배율 하에 이식재의 가장자리 내에서 혈관 카운트를 위해 유경험 조직학자가 손으로 평가하였고, 데이터를 JMP 버전 10.2.2(SAS Institute, 노스캐롤라이나주 캐리)에 의해 분석하였다. 모든 3일 이식재 중에 혈관이 관찰되지 않았다. 조건 및 마우스 형태 둘 다 중에서 7일과 14일에 혈관 수를 세었다.
그룹 A를 비교하는데 있어서, 7일에 apoE-/- 마우스 대 야생형 마우스에서 혈관 카운트에 사소한 차이가 있었다. 그러나 이러한 혈관 카운트 차는 하기 증명한 바와 같이 14일에 통계적 유의성에 도달하였고, apoE-/- 마우스의 혈관 카운트가 야생형 마우스보다 더 작았다.
혈관의 JMP 버전 10.2.2(SAS Institute) 일방향 분석(그룹 A)
Figure pct00001
평균 및 표준편차
Figure pct00002
LSD 역치 매트릭스(양의 값은 상당히 상이한 평균 쌍을 보여준다)
Figure pct00003
레빈(Levene) 시험(그룹 사이의 분산 동치, p<0.05는 분산이 동일하지 않다는 것을 보여준다)
Figure pct00004
웰치(Welch) 시험(Anova 시험 평균 동일, 표준편차 동일하지 않음, prob<0.05는 그룹이 통계적으로 동일하지 않다는 것을 보여준다)
Figure pct00005
ROS 생성 그룹 B에서, 하기 증명한 바와 같이, 7일 및 14일 둘 다에서 apoE-/- 및 야생형 마우스 사이에 혈관 카운트에서 통계적으로 사소한 차가 있었다. 이는 apoE-/- 마우스에서 ROS 생성 그룹 B의 존재로 야생형 마우스와 비교할 때 혈관 카운트에서 차를 무효화했다는 사실을 나타내는 것 같다.
혈관의 JMP 버전 10.2.2(SAS Institute) 일방향 분석(그룹 B)
Figure pct00006
평균 및 표준편차
Figure pct00007
LSD 역치 매트릭스(양의 값은 상당히 상이한 평균 쌍을 보여준다)
Figure pct00008
레빈(Levene) 시험(그룹 사이의 분산 동치, p<0.05는 분산이 동일하지 않다는 것을 보여준다)
Figure pct00009
웰치(Welch) 시험(Anova 시험 평균 동일, 표준편차 동일하지 않음, prob<0.05는 그룹이 통계적으로 동일하지 않다는 것을 보여준다)
Figure pct00010
이전에 기재한 본 발명의 상세한 설명으로부터 당업자가 그의 최선의 모드로 생각되는 것을 만들고 사용하게 할 수 있지만, 당업자는 본원에서 구체적인 실시형태, 방법, 및 실시예의 변형, 조합, 및 균등물의 존재를 이해하고, 인정할 것이다. 따라서 본 발명은 상기에 기재한 실시형태, 방법, 및 실시예에 의해 한정되지 않지만, 본 발명의 범위 및 의미 내에서 모든 실시형태와 방법에 의해 한정된다.

Claims (21)

  1. 반응성 산화종(oxidative species)을 생성할 수 있는 생체적합성 장치로서, 생체적합성 장치 중 적어도 일부는 안정화 자유 라디칼을 포함하는 하나 이상의, 가수분해로 분해가능한, 반결정 중합체를 포함하는 코팅을 포함하는 것인 생체적합성 장치.
  2. 반응성 산화종의 생성을 가능하게 하는 생체적합성 복합체로서, 제1의, 가수분해로 분해가능한 반결정 중합체 물질 및 제2의, 가수분해로 분해가능한 반결정 중합체 물질을 포함하며, 여기서 제1 물질 및 제2 물질은 상이한, 반응성 산화종 생성 프로파일을 갖고, 상기 제1 중합체 물질 및 제2 중합체 물질 중 하나 이상은 안정화 자유 라디칼을 포함하는 것인 생체적합성 복합체.
  3. 제2항에 있어서, 생체적합성 복합체는, 수성 매질과의 접촉 시, 반응성 산화종의 다상(multi-phasic) 생성을 가능하게 하는 것인 생체적합성 복합체.
  4. 제3항에 있어서, 생체적합성 복합체는 수성 매질과의 접촉 시 반응성 산화종 생성의 초기 버스트(initial burst) 및 반응성 산화종 생성의 지속 기간을 제공하도록 구성되는 것인 생체적합성 복합체.
  5. 제2항에 있어서, 제1 중합체 물질은 제2 중합체 물질과는 상이한 가수분해의 분해 속도를 갖는 것인 생체적합성 복합체.
  6. 제2항에 있어서, 제1 중합체 물질은 제2 중합체 물질과는 상이한 결정화도를 갖는 것인 생체적합성 복합체.
  7. 제2항에 있어서, 제1 중합체 물질 및 제2 중합체 물질은 상이한 선량의 이온화 방사선으로 처리되는 것인 생체적합성 복합체.
  8. 제2항에 있어서, 제1 중합체 물질 및 제2 중합체 물질은 각각 안정화 자유 라디칼을 포함하는 것인 생체적합성 복합체.
  9. 제8항에 있어서, 제1 중합체 물질은 제2 중합체 물질과는 상이한 양의 안정화 자유 라디칼을 포함하는 것인 생체적합성 복합체.
  10. 제2항에 있어서, 상기 제1 중합체 물질 및 제2 중합체 물질 중 하나 이상이 생체흡수성인 생체적합성 복합체.
  11. 제10항에 있어서, 생체흡수성 중합체는 폴리(디옥사논), 폴리(글리콜리드), 폴리(락티드), 폴리(ε-카프로락톤), 폴리(무수물), 예컨대 폴리(세바스산), 폴리(히드록시알카노에이트), 예컨대 폴리(3-히드록시부티레이트), 이들 중 임의의 것의 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 생체적합성 복합체.
  12. 반응성 산화종 생성이 증대된 생체적합성 물질로서, 2종 이상의, 가수분해로 분해가능한 반결정 중합체 물질의 블렌드(blend)를 포함하고, 상기 블렌드는 안정화 자유 라디칼을 포함하는 것인 생체적합성 물질.
  13. a) 2종 이상의 가수분해로 분해가능한 반결정 중합체 물질을 블렌딩하여, 블렌드를 생성하는 단계; 및
    b) 상기 블렌드를 소정의 방사선량에서 이온화 방사선으로 처리하여 안정화 자유 라디칼을 내부에 생성하는 단계에 의한, 반응성 산화종 생성이 증대된 생체적합성 물질의 제조 방법으로서,
    산소 함유 수성 매질에 대한 노출 시, 블렌드에 의해 생성된 반응성 산화종의 양은 소정의 방사선량에서 이온화 방사선으로 처리한 2종 이상의 개별 가수분해로 분해가능한 반결정 중합체 물질에 의해 생성된 반응성 산화종의 가중 평균보다 큰 것인 제조 방법.
  14. 초산화물을 방출할 수 있는 생체적합성 장치로서, 기재, 및 하나 이상의, 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체 물질을 포함하는 생체적합성 물질을 포함하고, 중합체 물질은 약 50 kGy 미만의 선량률에서 이온화 방사선으로 처리되고, 비이온화 방사선 방법으로 살균되며, 상기 중합체 물질은 상기 기재 중 적어도 일부와 접촉하는 것인 생체적합성 장치.
  15. 초산화물을 방출할 수 있는 생체적합성 장치로서, 기재, 및 하나 이상의, 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체 물질을 포함하는 생체적합성 물질을 포함하고, 중합체 물질은 불활성 분위기에서 유지되면서 이온화 방사선으로 처리되고, 상기 중합체 물질은 상기 기재 중 적어도 일부와 접촉하는 것인 생체적합성 장치.
  16. 포유동물의 치료 부위에서 혈관 긴장도(vascular tone)를 유지하는 방법으로서, 안정화 자유 라디칼을 포함하는 하나 이상의, 가수분해로 분해가능한 반결정 중합체 물질을 상기 치료 부위에 적용시키는 것을 포함하는 방법.
  17. a) 하나 이상의, 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체로서, 중합체는 약 30 kGy 내지 약 50 kGy의 총 선량에서 이온화 방사선으로 처리되고, 중합채는 안정화 자유 라디칼을 포함하는 것인 중합체; 및
    b) 하나 이상의 치료 활성제
    를 포함하는 생체적합성 물질.
  18. a) 하나 이상의, 반결정의, 가수분해로 분해가능한 중합체로서, 중합체는 약 50 kGy 미만의 선량률에서 이온화 방사선으로 처리되고, 비이온화 방사선 방법으로 살균되며, 중합체는 안정화 자유 라디칼을 포함하는 것인 중합체; 및
    b) 하나 이상의 치료 활성제
    를 포함하는 생체적합성 물질.
  19. 포유동물에서 혈관 형성을 자극하는 방법으로서, 안정화 자유 라디칼을 포함하는 하나 이상의, 반결정, 가수분해로 분해가능한 중합체 물질을 혈관 형성의 자극이 필요한 포유동물의 치료 부위에 적용하는 것을 포함하고, 중합체 물질은 살균에 필요한 선량을 초과하지만 중합체를 실질적으로 분해하는데 필요한 선량 미만인 선량에서 이온화 방사선으로 처리되는 것인 방법.
  20. 제19항에 있어서, 이온화 방사선의 선량이 약 30 kGy 내지 약 50 kGy인 방법.
  21. 포유동물에서 혈관 형성을 자극하는 방법으로서, 안정화 자유 라디칼을 포함하는 하나 이상의, 반결정, 가수분해로 분해가능한 중합체 물질을 혈관 형성의 자극이 필요한 포유동물의 치료 부위에 적용하는 것을 포함하고, 중합체는 50 kGy 미만의 선량에서 이온화 방사선으로 처리되고, 비이온화 방사선 방법으로 살균하는 것인 방법.
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