KR20180113575A - 치료용 가스를 보존하고 상처에 전달하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

치료용 가스를 보존하고 상처에 전달하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20180113575A
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존 간
제니퍼 로더
데이비드 블레싱
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Abstract

치료용 가스의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 개선시키기 위한 생체적합성 중합체성 매트릭스(120) 및 별도로 저장된 유체(130)을 포함하는 시스템(100)이 제공된다. 시스템은, 시스템이 사용 준비되며, 이때 별도로 저장된 유체가 매트릭스에 첨가 또는 노출되어 매트릭스를 활성화시킬 수 있고 따라서 치료용 가스에 대한 생체적합성 중합체성 매트릭스의 투과성을 증가시키며, 이에 따라 상처 및 무손상 피부의 치료 목적으로 치료용 가스의 전달을 용이하게 할 때까지 치료용 가스의 농도가 일반적으로 일정하게 유지되도록 매트릭스에 치료용 가스를 보존할 수 있다. 그의 사용 방법, 뿐만 아니라 탈활성화된 매트릭스 및 치료용 가스의 전달을 위한 그의 사용 방법이 또한 제공된다.

Description

치료용 가스를 보존하고 상처에 전달하기 위한 시스템 및 방법
관련 출원
본 출원은 2016년 2월 16일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 62/295,638에 대한 우선권을 주장하며, 그 전문은 본원에 참조로 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 상처 관리, 및 보다 특히 치료용 가스 (예를 들어, 산소)의 제어된 보존 및 생체적합성 중합체성 매트릭스로부터 상처 또는 무손상 피부의 표면에의 전달 또는 방출에 관한 것이다.
상처 치유는 염증, 증식, 및 성숙의 단계를 수반한다. 산소는 염증 및 증식 단계에서 중요한 역할을 하고, 산소 소비는 이들 단계 동안 증가된다. 이와 같이, 신체 부위가 충분한 산소 공급을 박탈당하는 저산소증으로 알려진 병태는 급성 및 만성 상처 둘 다에서 상처 치유 과정을 저해할 수 있다. 따라서, 임상의 및 의료 장치 회사는 국소 산소를 상처에 전달하기 위한 다양한 방식을 시도하고 있다. 국소 활성제로서 산소를 사용하는데 있어서 하나의 도전과제는 그의 가스상 형태로 인한 소실성인 그의 경향이다.
이러한 이슈를 피하기 위해, 플라스틱 커버링이 상처 부위 상에 고정될 수 있고, 커버링 및 상처 부위 사이의 공간은, 예를 들어, 휴대용 산소 발생기를 사용하여 산소 가스로 충전될 수 있다. 그러나, 이러한 시스템은 종종 투여하기가 번거롭고 환자에게 취급곤란하다. 또 다른 옵션은 환자를 가압된 고압 챔버 내 순수한 산소에 노출시키는 것이다. 이는 혈액 내에 운반된 산소의 수준을 증가시키고, 차례로, 모세혈관상으로부터의 상처 부위를 산소화시킨다. 고압 산소를 사용한 만성 상처의 치료가 효과적이었긴 하지만, 이는 그의 결점을 갖는다. 예를 들어, 고압 산소로의 치료는 비싸고, 훈련된 스태프를 요구하고, 환자가 고압 챔버를 갖는 의료 시설로 이동하도록 요구한다. 게다가, 순수한 산소에 대한 전신 노출은 산소 중독에 대한 환자의 위험을 증가시킬 수 있다. 대안적으로, 산소 가스를 함유하는 1차 상처 드레싱은 산소를 상처 부위에 전달하기 위해 상처 부위 상에 위치될 수 있다. 그러나, 산소는 상처 치유의 다양한 단계 동안 세포에 의해 활용되도록 용해되어야 하고, 산소 가스는 결과적으로 세포에 생물학적으로 이용가능하게 되도록 다중 경계를 횡단하여야 한다. 그 결과, 단지 용존 산소의 분획만이 상처 치유 과정 동안의 활용을 위해 세포에 도달한다.
상기를 고려하여, 개선된 치료용 가스 전달 시스템 및 상기 전달 시스템을 사용하여 상처 부위 또는 무손상 피부의 영역을 치료하는 방법에 대한 필요가 존재하며, 여기서 산소와 같은 치료용 가스의 방출은 사용이 용이한, 편리한 시스템에서 제어되고 최적화될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 치료용 가스 보존 및 전달 시스템이 제공된다. 시스템은 중합체 및 폐쇄 셀을 포함하는 생체적합성 중합체성 매트릭스로서, 여기서 일반적으로 일정한 농도의 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스 내에 저장되며, 추가로 여기서 생체적합성 중합체성 매트릭스는 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 직접적으로 접촉하도록 구성된 표면을 포함하는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스; 및 별도로 저장된 유체를 포함한다. 생체적합성 중합체성 매트릭스 및 별도로 저장된 유체 사이의 분리를 유지하는 것은 생체적합성 중합체성 매트릭스에 저장된 치료용 가스의 농도를 보존하고, 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것은 치료용 가스의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 용이하게 하며, 여기서 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출되어 있는 별도로 저장된 유체에 용해된다.
하나의 특정한 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스를 약 5초 내지 약 30분 범위의 기간 동안 별도로 저장된 유체에 노출될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것은 약 1 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 10,000 밀리리터/(m2·시간) 범위의 요구형 치료용 가스 전달 속도를 유발할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 별도로 저장된 유체는 물, 염수, 습윤제, 화학적으로 모의된 상처액, 상처 삼출물, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 치료용 가스는 별도로 저장된 유체가 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출된 후에 치료용 가스가 별도로 저장된 유체에 용해될 수 있어 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래에의 전달을 위한 확산 구배를 따라 이동한다.
추가적 실시양태에서, 치료용 가스는 산소, 질소, 산화질소, 이산화탄소, 공기, 아산화질소, 황화수소, 가스상 프로스타글란딘, 플루란 유도체, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다.
하나의 추가의 실시양태에서, 치료용 가스는 최대 약 10일 동안 무손상 피부의 표면을 통해 수송되거나 또는 상처 부위에 수송될 수 있다.
추가 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 그의 중량의 적어도 5배의 유체를 흡수할 수 있다.
하나의 특정한 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 일반적으로 별도로 저장된 유체의 첨가 전에 수분을 함유하지 않을 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 별도로 저장된 유체의 첨가 전에 치료용 가스에 대한 낮은 투과성 또는 불투과성을 나타낼 수 있고 별도로 저장된 유체의 첨가 후에 치료용 가스에 대한 증가된 투과성을 나타낼 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 친수성일 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 중합체는 적어도 부분적으로 가교될 수 있다.
추가적 실시양태에서, 중합체는 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 예를 들어, 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체는 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리메타크릴아미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리비닐 피롤리돈, 실리콘 엘라스토머, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 게다가, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 폴리사카라이드를 추가로 포함할 수 있다.
하나의 추가의 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 활성제를 포함할 수 있다. 추가로, 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것은 활성제의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 용이하게 하며, 여기서 활성제는 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출되어 있는 별도로 저장된 유체에 용해된다.
추가 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 초흡수성 물질을 포함할 수 있다.
하나의 특정한 실시양태에서, 시스템은 생체적합성 중합체성 매트릭스의 1개 이상의 층을 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 시스템은 생체적합성 중합체성 매트릭스의 표면 상에 배치된 폐쇄성 백킹 층을 포함할 수 있으며, 여기서 폐쇄성 백킹 층은 주위 환경에 노출된다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 개방 셀을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적 실시양태에 따르면, 치료용 가스를 보존하고 무손상 피부의 영역 또는 상처 부위에 전달하는 방법이 제공된다. 방법은 중합체 및 폐쇄 셀을 포함하는 생체적합성 중합체성 매트릭스로서, 여기서 일반적으로 일정한 농도의 치료용 가스는 생체적합성 중합체 물질 내에 저장되는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스, 및 별도로 저장된 유체를 포함하는 시스템을 제공하며, 여기서 생체적합성 중합체성 매트릭스 및 별도로 저장된 유체 사이의 분리를 유지하는 것은 생체적합성 중합체성 매트릭스에 저장된 치료용 가스의 농도를 보존하는 것인 단계; 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키며, 여기서 치료용 가스는 별도로 저장된 유체가 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출된 후에 별도로 저장된 유체에 용해되는 것인 단계; 및 생체적합성 중합체성 매트릭스를 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 적용하며, 여기서 치료용 가스는 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에 전달되는 것인 단계를 포함한다.
하나의 특정한 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 생체적합성 중합체성 매트릭스를 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 적용하기 전에 약 5초 내지 약 30분 범위의 기간 동안 별도로 저장된 유체에 노출될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것은 약 1 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 10,000 밀리리터/(m2·시간) 범위의 요구형 치료용 가스 전달 속도를 유발할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 별도로 저장된 유체는 생체적합성 중합체성 매트릭스가 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 적용되는 동안 생체적합성 중합체성 매트릭스에 적용될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 별도로 저장된 유체는 생체적합성 중합체성 매트릭스의 피부-접촉 표면에 적용될 수 있다.
추가적 실시양태에서, 별도로 저장된 유체는 침지, 액침, 코팅, 또는 분무에 의해 생체적합성 중합체성 매트릭스에 적용될 수 있다.
하나의 추가의 실시양태에서, 별도로 저장된 유체는 물, 염수, 습윤제, 화학적으로 모의된 상처액, 상처 삼출물, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다.
추가 실시양태에서, 치료용 가스는 별도로 저장된 유체가 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출된 후에 별도로 저장된 유체에 용해될 수 있어 치료용 가스는 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래에의 전달을 위한 확산 구배를 따라 이동한다.
하나의 특정한 실시양태에서, 치료용 가스는 산소, 질소, 산화질소, 이산화탄소, 공기, 아산화질소, 황화수소, 가스상 프로스타글란딘, 플루란 유도체, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 치료용 가스는 최대 약 10일 동안 무손상 피부의 표면을 통해 수송되거나 또는 상처 부위에 수송될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 그의 중량의 적어도 5배의 유체를 흡수할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 일반적으로 별도로 저장된 유체의 첨가 전에 수분을 함유하지 않을 수 있다.
추가적 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 별도로 저장된 유체의 첨가 전에 건조 또는 수분제거될 수 있다.
하나의 추가의 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 별도로 저장된 유체의 첨가 전에 치료용 가스에 대한 낮은 투과성을 나타내거나 또는 어떠한 투과성도 나타낼 수 없고 별도로 저장된 유체의 첨가 후에 치료용 가스에 대한 증가된 투과성을 나타낼 수 있다.
추가 실시양태에서, 중합체는 친수성일 수 있고 적어도 부분적으로 가교될 수 있다. 게다가, 중합체는 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체 예컨대 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리메타크릴아미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리비닐 피롤리돈, 실리콘 엘라스토머, 또는 그의 조합일 수 있다. 추가로, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 또한 폴리사카라이드 또는 초흡수성 물질을 포함할 수 있다.
하나의 추가의 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 또한 활성제를 포함할 수 있다. 추가로, 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것은 활성제의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 용이하게 할 수 있으며, 여기서 활성제는 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출되어 있는 별도로 저장된 유체에 용해된다.
하나의 특정한 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 생체적합성 중합체성 매트릭스의 1개 이상의 층을 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 개방 셀을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 추가의 실시양태에 따르면, 치료용 가스의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 위한 생체적합성 중합체성 매트릭스가 제공된다. 생체적합성 중합체성 매트릭스는 중합체 및 폐쇄 셀을 포함하며, 여기서 일반적으로 일정한 농도의 치료용 가스는 폐쇄 셀 내에 함유되며, 여기서 생체적합성 중합체성 매트릭스는 탈활성화된 상태로 존재하여 생체적합성 중합체성 매트릭스가 치료용 가스에 대한 낮은 투과성 또는 불투과성을 나타내며, 그에 의해 생체적합성 중합체성 매트릭스는 폐쇄 셀 내에 함유된 치료용 가스의 농도를 보존한다.
하나의 특정한 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 건조 또는 수분제거에 의해 탈활성화될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 유체 또는 주위 수분과 접촉 시 활성화되도록 구성될 수 있으며, 여기서 활성화 시, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 치료용 가스에 대한 증가된 투과성을 나타낸다.
또 다른 실시양태에서, 활성화 시, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 용해된 형태의 치료용 가스를 약 1 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 10,000 밀리리터/(m2·시간) 범위의 속도로 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에 전달할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 치료용 가스는 산소, 질소, 산화질소, 이산화탄소, 공기, 아산화질소, 황화수소, 가스상 프로스타글란딘, 플루란 유도체, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다.
추가적 실시양태에서, 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스가 활성화되면 최대 약 10일 동안 무손상 피부의 표면을 통해 수송되거나 또는 상처 부위에 수송될 수 있다.
하나의 추가의 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 그의 중량의 적어도 5배의 유체를 흡수할 수 있다.
추가 실시양태에서, 중합체는 친수성일 수 있고 적어도 부분적으로 가교될 수 있다.
하나의 특정한 실시양태에서, 중합체는 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 예를 들어, 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체는 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리메타크릴아미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리비닐 피롤리돈, 실리콘 엘라스토머, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 추가로, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 또한 폴리사카라이드를 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 또한 활성제를 포함할 수 있다. 추가로, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 유체 또는 주위 수분과 접촉 시 활성화되도록 구성될 수 있으며, 여기서 활성화 시, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 활성제에 대한 증가된 투과성을 나타낸다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 초흡수성 물질을 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 매트릭스는 1개 이상의 층을 포함할 수 있다.
추가적 실시양태에서, 폐쇄성 백킹 층은 생체적합성 중합체성 매트릭스의 표면 상에 배치되며, 여기서 폐쇄성 백킹 층은 주위 환경에 노출된다.
하나의 추가의 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 개방 셀을 추가로 포함할 수 있다.
생체적합성 중합체성 매트릭스로부터의 치료용 가스의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 증진시키는 방법이 또한 본 발명에 의해 고려된다. 방법은 생체적합성 중합체성 매트릭스를 유체 또는 주위 수분에 노출시키는 것을 포함한다.
하나의 특정한 실시양태에서, 유체 또는 주위 수분에 대한 노출은 치료용 가스에 대한 생체적합성 중합체성 매트릭스의 투과성을 증가시킬 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 생체적합성 중합체성 매트릭스를 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 적용하기 전에 약 5초 내지 약 30분 범위의 기간 동안 유체 또는 주위 수분에 노출될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 생체적합성 중합체성 매트릭스가 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위와 접촉하고 있는 동안 유체 또는 주위 수분에 노출될 수 있다.
추가적 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 또한 활성제를 포함할 수 있다. 추가로, 유체 또는 주위 수분에 대한 노출은 활성제에 대한 생체적합성 중합체성 매트릭스의 투과성을 증가시킨다.
본 발명의 이들 및 다른 특색, 측면 및 이점은 하기 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하면 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서의 일부에 포함되고 그를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시양태를 예시하고, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
관련 기술분야의 통상의 기술자에 대한 최적 방식을 포함한, 본 발명의 전체 및 실시가능 개시내용은 첨부 도면에 대한 참조를 포함한, 명세서의 나머지 부분에 보다 자세히 제시되어 있으며, 여기서:
도 1은 본 발명에 의해 고려되는 치료용 가스 보존 및 전달 시스템의 흡수성, 생체적합성 중합체성 매트릭스 구성요소의 단면도를 예시하고;
도 2는 도 1의 매트릭스를 포함하는 치료용 가스 보존 및 전달 시스템의 한 실시양태의 사시도를 예시하고;
도 3은 도 1의 매트릭스 뿐만 아니라 폐쇄성 백킹을 포함하는 본 발명에 의해 고려되는 치료용 가스 보존 및 전달 시스템의 또 다른 실시양태의 사시도를 예시하고;
도 4는 1분 내지 30분 범위의 기간 동안 물에 침지된 후에 상처 부위 또는 무손상 피부의 표면에 수분 공여를 제공하는 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 능력을 예시하는 그래프이고;
도 5는, 무손상 피부의 표면 상에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스를 위치시키기 전에 매트릭스가 물에 침지되지 않았던 것인 대조군에 대하여 정규화된 바와 같은, 무손상 피부의 표면 상에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스를 위치시키기 전에 5초, 1분, 및 5분 동안 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스가 물에 침지될 때 무손상 피부의 표면 상에 매트릭스를 위치시킨 후에 1분 내에 무손상 피부의 표면을 투과하고 피부 모세혈관상에 확산될 수 있는 총 용존 산소 (TDO)의 수준을 예시하는 그래프이고;
도 6은, 무손상 피부의 표면 상에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스를 위치시키기 전에 매트릭스가 물에 침지되지 않았던 것인 대조군에 대하여 정규화된 바와 같은, 무손상 피부의 표면 상에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스를 위치시키기 전에 3분 동안 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스가 물에 침지될 때 무손상 피부의 표면 상에 매트릭스를 위치시킨 후에 1시간, 3시간, 및 6시간 내에 무손상 피부의 표면을 투과하고 피부 모세혈관상에 확산될 수 있는 총 용존 산소 (TDO)의 수준을 예시하는 그래프이고;
도 7은, 무손상 피부의 표면 상에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스를 위치시키기 전에 매트릭스가 물에 침지되지 않았던 것인 대조군에 대하여 정규화된 바와 같은, 무손상 피부의 표면 상에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스를 위치시키기 전에 5분 동안 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스가 물에 침지될 때 무손상 피부의 표면 상에 매트릭스를 위치시킨 후에 1시간, 3시간, 6시간, 12시간, 18시간, 및 24시간 내에 무손상 피부의 표면을 투과하고 피부 모세혈관상에 확산될 수 있는 총 용존 산소 (TDO)의 수준을 예시하는 그래프이고;
도 8은, 무손상 피부의 표면 상에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스를 위치시키기 전에 매트릭스가 물에 침지되지 않았던 것인 대조군에 대하여 정규화된 바와 같은, 무손상 피부의 표면 상에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스를 위치시키기 전에 15분 동안 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스가 물에 침지될 때 무손상 피부의 표면 상에 매트릭스를 위치시킨 후에 1시간, 3시간, 및 6시간 내에 무손상 피부의 표면을 투과하고 피부 모세혈관상에 확산될 수 있는 총 용존 산소 (TDO)의 수준을 예시하는 그래프이고;
도 9는 염수를 흡수하는 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 능력을 예시하는 그래프이고;
도 10은 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스에서의 질소 가스의 양을 건조 환경 (파우치)에서의 질소 가스의 양과 비교하는 그래프이며, 이는 매트릭스 물질 내 가스 조성이 건조 환경에서의 가스 조성과 독립적이라는 것을 제시하고;
도 11은 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 수분 함량이 증가됨에 따른 매트릭스에 잔류하는 산소 함량에서의 변화를 예시하는 그래프이다.
본 명세서 및 도면에서 도면 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일한 또는 유사한 특색 또는 요소를 나타내도록 의도된다.
이하, 본 발명의 다양한 실시양태를 상세히 참조할 수 있을 것이며, 이들 중 하나 이상의 예가 하기에 제시된다. 각각의 예는 본 발명의 제한이 아니라 본 발명의 설명의 방식으로 제공된다. 사실상, 다양한 변형 및 변경이 본 발명의 범주 또는 취지로부터 벗어나지 않으면서 본 발명에서 이루어질 수 있음이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 한 실시양태의 일부로서 예시된 또는 기재된 특색은 또 다른 실시양태 상에서 사용되어 또 다른 추가 실시양태를 산출할 수 있다. 따라서, 본 발명이 첨부된 청구범위 및 그의 등가물의 범주 내에 속하도록 이러한 변형 및 변경을 포괄하는 것으로 의도된다.
일반적으로 말해서, 본 발명은 치료용 가스 보존 및 전달 시스템 및 이러한 시스템을 무손상 피부의 표면에 또는 상처 부위에 적용하는 방법, 뿐만 아니라 상기 시스템에 사용될 수 있는 생체적합성 중합체성 매트릭스에 관한 것이다. 용어 "상처 부위"는 절개, 찰과상, 캐비티, 궤양, 터널, 자상, 모즈 시술 또는 방사선 치료로 인한 상처, 또는 임의의 다른 상처 (총상, 자창 등)와 연관된 영역을 지칭할 수 있고, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 상처 부위에서 공극 공간을 채우는데 부합할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 상처 부위는 최대 1.5 인치에 달하는 치수 (길이, 폭, 및/또는 깊이)를 가질 수 있다.
하나의 특정한 실시양태에서, 시스템은 생체적합성 중합체성 매트릭스 및 별도로 저장된 유체를 포함한다. 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 직접적으로 접촉하도록 구성된 표면을 포함하는 생체적합성 매트릭스는 또한 중합체 및 폐쇄 셀을 포함하며, 여기서 일반적으로 일정한 농도의 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스 내에 저장된다. 추가로, 본 발명자들은 생체적합성 중합체성 매트릭스 및 별도로 저장된 유체 사이의 분리를 유지하는 것이 생체적합성 중합체성 매트릭스에 저장된 치료용 가스의 농도를 보존한다는 것을 발견하였으므로, 매트릭스 및 유체는 별도로 저장된다. 한편, 본 발명자들은 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것이 생체적합성 중합체성 매트릭스를 활성화시키고 치료용 가스의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 용이하게 한다는 것을 발견하였으며, 여기서 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출되어 있는 별도로 저장된 유체에 용해된다.
본 발명은 또한 치료용 가스를 보존하고 무손상 피부의 영역 또는 상처 부위에 전달하는 방법을 고려한다. 방법은 별도로 저장된 유체를 중합체 및 폐쇄 셀을 포함하는 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가하는 것을 포함하며, 여기서 일반적으로 일정한 농도의 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스 내에 저장된다. 생체적합성 중합체성 매트릭스 및 별도로 저장된 유체 사이의 분리를 유지함으로써, 생체적합성 중합체성 매트릭스에 저장된 치료용 가스의 농도는 보존된다. 이어서, 별도로 저장된 유체가 생체적합성 중합체성 매트릭스에 도입되면 (예를 들어, 첨가 또는 노출됨), 매트릭스에 저장된 치료용 가스는 별도로 저장된 유체에 용해되게 되고, 그 후에 생체적합성 중합체성 매트릭스는 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 적용되고, 치료용 가스는 무손상 피부 또는 상처 부위 아래 영역에 전달된다.
치료용 가스의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 위한 생체적합성 중합체성 매트릭스가 또한 본 발명에 의해 고려된다. 생체적합성 중합체성 매트릭스는 중합체 및 폐쇄 셀을 포함하고, 일반적으로 일정한 농도의 치료용 가스는 폐쇄 셀 내에 함유된다. 추가로, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 탈활성화되어 생체적합성 중합체성 매트릭스가 치료용 가스에 대한 감소된 투과성을 나타내며, 그에 의해 본 발명자들은 생체적합성 중합체성 매트릭스가 그의 탈활성화된 상태로 인해 폐쇄 셀 내에 함유된 치료용 가스의 농도를 보존한다는 것을 밝혀내었다. 이는, 매트릭스가 유체 또는 주위 수분 (예를 들어, 주위 환경, 공기, 또는 피부로부터의 수분)의 첨가를 통해 그의 투과성을 증가시킴으로써 활성화되면, 치료용 가스의 최대량의 전달을 가능하게 한다.
본 발명자들은 상기 언급된 시스템 및 생체적합성 중합체성 매트릭스가 치료용 가스의 상처 부위 또는 무손상 피부의 표면에의 전달을 효율적인 방식으로 용이하게 하며, 여기서 더 적은 치료용 가스가, 예를 들어, 매트릭스가 탈활성화된 상태일 때 매트릭스의 감소된 투과성으로 인해 생성물의 저장 동안 손실된다는 것을 밝혀내었다. 이어서, 유체를 매트릭스에 공급하여 매트릭스를 재활성화시키고 그의 투과성을 증가시킴으로써, 치료용 가스는 목적한 위치에 요구형 방식으로 전달될 수 있으며, 여기서 매트릭스가 유체와 접촉되는 시간의 양을 증가시키는 것은 전달되는 치료용 가스의 양 및/또는 치료용 가스가 전달되는 속도를 증가시킬 수 있다. 매트릭스 및 시스템의 다양한 구성요소는, 그의 사용 방법와 함께, 하기에 보다 상세하게 논의된다.
치료용 가스 보존 및 전달 시스템은 평면 또는 비-평면 형상을 가질 수 있는 친수성, 생체적합성 중합체성 매트릭스를 포함하고 중합체를 포함하며, 여기서 매트릭스는 폐쇄 셀 및 벽을 포함할지라도, 셀이 폐쇄 셀 및 개방 셀의 조합일 수 있는 것으로 또한 이해되어야 한다. 일부 실시양태에서, 매트릭스는 실질적으로 폐쇄 셀로 구성된다. 다른 실시양태에서, 매트릭스는 약 85% 내지 약 100% 폐쇄 셀, 예컨대 약 90% 내지 약 99.9% 폐쇄 셀, 예컨대 약 99% 내지 약 99.5% 폐쇄 셀을 함유한다.
치료용 가스 보존 및 전달 시스템은 치료용 가스 (예를 들어, 산소와 같은 가스)를 추가로 포함하며, 여기서 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스의 폐쇄 셀에 함유될 수 있다. 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스의 제조 동안 생성된다는 것 (즉, 치료용 가스는 매트릭스가 상처 부위 상에 위치될 때 생성되지 않음)이 이해되어야 한다. 치료용 가스는, 예를 들어, 반응물, 예컨대 과산화물이 매트릭스의 구성요소인 촉매, 예컨대 카르보네이트와 반응될 때 생성되어, 산소 가스의 형성을 유발할 수 있다. 추가로, 생체적합성 중합체성 매트릭스는, 생체적합성 매트릭스에서의 치료용 가스의 농도를 보존하기 위해 (즉, 생체적합성 중합체성 매트릭스의 폐쇄 셀에서의 치료용 가스의 농도는 일반적으로 일정함), 치료용 가스에 대해, 감소된 투과성을 나타낼 수 있고, 일부 실시양태에서, 일반적으로 불투과성일 수 있다. 치료용 가스의 농도는 매트릭스가 사용되는 (예를 들어, 치료용 가스의 전달을 위해 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 상에 위치됨) 이러한 시간까지 일정한 수준으로 보존 또는 유지될 수 있으며, 여기서 감소된 투과성은 시스템에서 치료용 가스 농도의 고갈을 방지한다. 이어서, 매트릭스를 사용하여 치료용 가스를 전달하는 것이 목적되면, 시스템은 생체적합성 중합체성 매트릭스가, 예컨대 유체 (예를 들어, 물, 염수, 화학적으로 모의된 상처액, 상처 삼출물, 습윤제, 또는 그의 조합 등)의 첨가를 통해 치료용 가스에 대한 증가된 투과성을 나타내도록 활성화될 수 있으며, 이때 치료용 가스는 매트릭스의 폐쇄 셀 및 벽에 함유된 유체에 용해되게 되고, 확산 구배를 통해 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에 요구형으로 전달될 수 있다. 요구되지 않을지라도, 특히 매트릭스가 상처와 대조적으로 무손상 피부 상에 위치될 때, 습윤제가 피부를 통해 치료용 가스 및/또는 활성제의 투과를 용이하게 하도록 포함될 수 있다. 활용될 수 있는 습윤제의 한 구체적 예는 디메틸 술폭시드 (DMSO)이다.
어느 경우든, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 약 5초 내지 약 30분, 예컨대 약 30초 내지 약 25분, 예컨대 약 1분 내지 약 20분, 예컨대 약 3분 내지 약 15분 범위의 기간 동안 유체와 접촉될 수 있으며, 그에 의해 생체적합성 중합체성 매트릭스 및 유체 사이의 접촉 시간을 증가시키는 것은 최대 약 10일 동안 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에 유체에 의해 전달되거나 또는 무손상 피부의 표면을 통해 유체에 의해 수송되거나 또는 상처 부위에 수송된 용해된 치료용 가스의 양을 증가시킬 수 있다. 매트릭스의 구체적 구성 및 유체 침지 시간에 따라, 치료용 가스의 전달은 치료용 가스가 최대 약 10일의 기간, 예컨대 최대 약 7일의 기간, 예컨대 최대 약 5일의 기간에 걸쳐 연속적으로 전달 또는 수송될 수 있도록 선택적으로 제어될 수 있다. 다시 말해서, 상기 기재된 바와 같이 생체적합성 중합체성 매트릭스를 유체와 접촉시키는 것은 매트릭스를 "활성화시켜" 매트릭스는 치료용 가스에 대해 투과성이고 치료용 가스를 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에 "요구형"으로 약 1 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 10,000 밀리리터/(m2·시간), 예컨대 약 1.5 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 9500 밀리리터/(m2·시간), 예컨대 약 2 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 9250 밀리리터/(m2·시간) 범위의 속도로 전달할 수 있다 . 대조적으로, 매트릭스의 "탈활성화된" 상태일 때, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 일반적으로 불투과성이고, 0 내지 매우 최소 수준의 치료용 가스를 전달하고, 0 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 0.075 밀리리터/(m2·시간), 예컨대 약 0.001 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 0.05 밀리리터/(m2·시간), 예컨대 약 0.005 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 0.025 밀리리터/(m2·시간) 범위의 전달 속도를 갖는다.
임의의 치료용 가스 (예를 들어, 산소, 산화질소, 이산화탄소, 일산화탄소, 공기, 아산화질소, 황화수소, 가스상 프로스타글란딘, 플루란 유도체 등)가 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 구성요소로서 고려될지라도, 하나의 특정한 실시양태에서, 산소가 활용되는 치료용 가스일 수 있다. 관련 기술분야에 알려진 바와 같이, 산소가 상처 치유의 목적으로 공급될 때, 그것은 상처 치유 동안 산소에 의존하는 일부 대사 과정을 돕는 것으로 알려져 있다.
이제 도 1을 참조하면, 예시적인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템(100)의 생체적합성 중합체성 매트릭스(120) 구성요소의 단면도에 예시된다 (반드시 스케일에 맞지 않음). 매트릭스는 물-팽윤성, 가교된 생체적합성 중합체 네트워크를 포함할 수 있다. 상기를 형성하기 위한 예시적인 생체적합성 매트릭스 및 기술은 2014년 3월 25일에 허여된 미국 특허 번호 8,679,523 및 2007년 1월 9일에 허여된 7,160,553 (Gibbins, et al.)에 의해 개시되며, 이는 본원에 참조로 포함된다.
상기 언급된 바와 같이, 매트릭스(120)은 폐쇄 셀(140) 및 벽(160)을 포함할 수 있다. 즉, 복수의 가스 투과성, 탄성, 폐쇄 셀(140)은 가교된 생체적합성 중합체 네트워크에 의해 규정될 수 있으며, 여기서 탄성, 폐쇄 셀은 매트릭스가 활성화될 때, 뿐만 아니라 매트릭스의 형성 동안 가스 투과성이어서 치료용 가스가 폐쇄 셀에 도입될 수 있는 한편, 매트릭스는 또한 그것이 치료용 가스를 무손상 피부의 영역 또는 상처 부위에 전달하는 것이 목적될 때까지 그에 함유된 치료용 가스의 농도를 보존하기 위해 탈활성화될 때 (예를 들어, 건조, 수분제거 등을 통함) 감소된 투과성을 나타내거나 또는 일반적으로 불투과성이도록 구성될 수 있다.
더욱이, 일부 실시양태에서, 매트릭스(120)은 또한 개방 셀(135) 및 폐쇄 셀(140)의 조합을 포함할 수 있는 것으로 또한 이해되어야 한다. 하나의 특정한 실시양태에서, 매트릭스(120)은 중합체 및 산소 촉매를 포함하는 생체적합성 중합체성 매트릭스일 수 있고, 폐쇄 셀(140)은 촉매 및 제2 반응물 (예를 들어, 과산화물) 사이의 반응으로부터 생성될 수 있다. 전달가능한 산소는, 매트릭스(120)이 상처를 치료하는데 사용될 때, 산소가 폐쇄 셀(140)으로부터 전달되도록 탄성 폐쇄 셀 내에 함유된다. 일반적으로 말해서, 가스상 산소 "GO"는 폐쇄 셀(140)에 함유될 수 있고, 용존 산소 "DO"는 폐쇄 셀(140) 및 벽(160) 내에서 수분에 존재할 수 있다 (예를 들어, 상기 논의된 바와 같이 매트릭스를 활성화시키기 위해 유체가 매트릭스(120)에 첨가 또는 노출되면). 그러나, 치료용 가스가 산소에 제한되지는 않고, 임의의 치료용 가스가 본 발명에 활용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 가스상 및 용해된 형태의 산화질소, 이산화탄소, 및 일산화탄소와 같은 치료용 가스가 또한 본 발명의 치료용 가스 보존 및 전달 시스템에 사용하기 위해 고려된다. 게다가, 아산화질소, 황화수소, 가스상 프로스타글란딘 (프로스타시클린, 일로프로스트, 테프로스티놀, 베라프로스트 등) 및 플루란 유도체가 또한 본 발명에 사용하기 위해 고려된다. 구체적으로, 아산화질소 및 플루란 유도체는 진통 효과를 제공할 수 있는 한편, 산화질소, 프로스타글란딘, 및 황화수소는 혈관확장을 위해 사용될 수 있다. 추가로, 치료용 가스가 하기 보다 상세히 논의된 바와 같이 임의의 적합한 촉매를 임의의 적합한 반응물과 반응시킴으로써 형성될 수 있을지라도, 치료용 가스가 그를 혼합함으로써 생체적합성 중합체성 매트릭스에 도입될 수 있는 것으로 또한 이해되어야 한다. 일반적으로, 치료용 가스가 제조 동안 매트릭스에 도입된 후에, 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 부피의 약 50% 내지 약 95%가 치료용 가스에 기인한다.
사용되는 특정한 가스 또는 상기 가스가 친수성, 생체적합성 중합체성 매트릭스에 도입되는 방법에 관계없이, 친수성, 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)은 물-팽윤성 중합체 네트워크에 가교될 수 있는 중합체 또는 공중합체로부터 형성될 수 있다. 가교된 생체적합성 중합체 네트워크를 충분히 물-팽윤성이도록 만듦으로써, 제2 반응물 (예를 들어, 과산화물)은 가교된 생체적합성 중합체 네트워크에 흡수될 수 있다.
생체적합성 중합체성 매트릭스는, 그것이 활성화될 때, 뿐만 아니라 매트릭스의 형성 동안 또한 가스 투과성인 탄성, 폐쇄 셀을 규정할 수 있어 치료용 가스가 폐쇄 셀에 도입될 수 있도록 매트릭스는 가요성이어야 할지라도, 매트릭스가 치료용 가스를 무손상 피부의 영역 또는 상처 부위에 전달하는 것이 목적될 때까지 매트릭스가 그에 함유된 치료용 가스의 농도를 보존하기 위해 탈활성화될 때 (예를 들어, 건조, 수분제거 등을 통함) 감소된 투과성을 나타내거나 또는 일반적으로 불투과성이도록 구성될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 천연적으로 유래된 또는 합성의 다양한 중합체를 사용하여 중합체 네트워크를 제조할 수 있다. 친수성, 가교성, 및 생체적합성인 중합체가 바람직하다. 예시적인 중합체는 흡수성 생체적합성 중합체 예컨대 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 나트륨 폴리아크릴레이트, 폴리에틸비닐아세테이트, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 피롤리돈, 또는 그의 조합을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 사용될 수 있는 다른 중합체는 폴리리신, 폴리에틸렌, 폴리부테레이트, 폴리에테르, 실라스틱, 실리콘 엘라스토머, 고무, 나일론, 비닐, 가교된 덱스트란, 또는 그의 조합을 포함한다. 가교된 중합체 네트워크를 형성하는데 사용되는 중합체는 건조 전에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.25 중량% 및 20 중량%, 예컨대 약 0.5 중량% 내지 약 15 중량%, 예컨대 약 1 중량% 내지 약 10 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 다른 한편으로는, 탈수 후에, 가교된 중합체 네트워크를 형성하는데 사용되는 중합체는 건조-중량 기반으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 1 중량% 내지 약 80 중량%, 예컨대 약 5 중량% 내지 약 70 중량%, 예컨대 약 10 중량% 내지 약 60 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 중합체 네트워크는 적합하게는 물질을 실질적으로 물-불용성이도록 만들기 위해 약간 가교될 수 있다. 가교는, 예를 들어, 조사에 의해 또는 공유, 이온성, 반 데르 발스, 또는 수소 결합에 의한 것일 수 있다. 적합한 가교제는 N,N'-메틸렌-비스아크릴아미드, 비스아크릴릴릴시스타민 및 디알릴타르타르 디아미드를 포함할 수 있고, 건조 전에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.005 중량% 내지 약 0.5 중량%, 예컨대 약 0.01 중량% 내지 약 0.25 중량%, 예컨대 약 0.025 중량% 내지 약 0.15 중량% 범위의 양으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스에 존재할 수 있다. 탈수 후에, 가교제는 건조-중량 기반으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01 중량% 내지 약 4 중량%, 예컨대 약 0.05 중량% 내지 약 3 중량%, 예컨대 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
생체적합성 중합체성 매트릭스는 또한, 일부 실시양태에서, 비-겔화성 폴리사카라이드일 수 있는 폴리사카라이드를 포함할 수 있다. 적합한 폴리사카라이드의 한 예는 덱스트린이다. 덱스트린은 x가 6 또는 7일 수 있는 일반 구조 (C6H10O5)x를 갖는, 전분 및 당 사이의 비-가교된 탄수화물 중간체이다. 하나의 특정한 실시양태에서, 유형 III 덱스트린이 활용될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 폴리사카라이드는 셀룰로스 또는 셀룰로스 유도체일 수 있다. 예를 들어, 메틸 셀룰로스 (MC), 카르복시메틸 셀룰로스 (CMC), 히드록시에틸셀룰로스 (HEC), 히드록시프로필메틸 셀룰로스 (HPMC), 히드록시프로필 셀룰로스 (HPC), 에틸 히드록시에틸셀룰로스 (EHEC), 또는 그의 조합이 본 발명에 사용될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 갈락토만난 거대분자가 생체적합성 중합체성 매트릭스에 사용될 수 있다. 이러한 거대분자의 한 예는 구아 검이다. 적합한 폴리사카라이드의 다른 적합한 예는 자주개자리, 호로파, 허니 로커스트 빈 검, 백색토끼풀 빈 검, 캐롭 로커스트 빈 검, 크산탄 검, 카라기난, 알긴산나트륨, 키틴, 키토산 등을 포함한다. 폴리사카라이드는 건조 전에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여, 약 0.005 중량% 내지 약 25 중량%, 예컨대 약 0.05 중량% 내지 약 10 중량%, 예컨대 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 다른 한편으로는, 탈수 후에, 폴리사카라이드는 건조-중량 기반으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.5 중량% 내지 약 60 중량%, 예컨대 약 1 중량% 내지 약 55 중량%, 예컨대 약 10 중량% 내지 약 50 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
상기 논의된 바와 같이, 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스는 산소 촉매 (예를 들어, 제1 반응물) 및 제2 반응물의 조합을 통한 제조 동안 매트릭스에 도입되는 치료용 가스 예컨대 산소를 포함할 수 있다. 촉매는 탄산나트륨일 수 있거나 또는 다른 알칼리 및 알칼리 토 화합물은 이들이 생체적합성인 생성물과 일치하면 사용될 수 있다. 게다가, 1종 초과의 촉매가 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 촉매는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 염으로 이루어진 군으로부터 유래될 수 있고 제2 촉매는 유기 및 무기 화학물질 예컨대 염화제2구리, 염화제2철, 산화망가니즈, 아이오딘화나트륨 및 그의 등가물을 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 다른 촉매는 효소 예컨대 락토퍼옥시다제 및 카탈라제를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 촉매는 건조 전에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.005 중량% 내지 약 5 중량%, 예컨대 약 0.01 중량% 내지 약 2.5 중량%, 예컨대 약 0.05 중량% 내지 약 1 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 다른 한편으로는, 탈수 후에, 촉매는 건조-중량 기반으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%, 예컨대 약 0.05 중량% 내지 약 7.5 중량%, 예컨대 약 0.1 중량% 내지 약 6 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
한편, 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스에 사용되는 제2 반응물은 과산화수소, 과산화암모늄, 과산화우레아, 과산화나트륨, 또는 이러한 화합물이 생체적합성 및/또는 생체흡수와 모순될 수 있는 잔기가 남아있지 않는다면 임의의 다른 퍼옥시 화합물일 수 있다. 본 발명은 매트릭스 내에 치료용 가스를 발생시킬 수 있고 사용하기에 안전하고 효과적인 구성요소의 사용을 고려한다. 예를 들어, 산 촉매는 매트릭스에 혼입된 후 카르보네이트로의 매트릭스의 관류로 이어져 매트릭스 내에 이산화탄소 가스를 발생시킬 수 있다. 제2 반응물은 생체적합성 중합체성 매트릭스의 폼형성을 생성하기에 충분한 양으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가되어 용해된 가스상 산소를 형성할 수 있다. 탈수 후에, 제2 반응물은 건조-중량 기반으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 0 중량% 내지 약 6 중량%, 예컨대 약 0.001 중량% 내지 약 3 중량%, 예컨대 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
생체적합성 중합체성 매트릭스는 가소제를 추가로 포함할 수 있다. 가소제는 글리세롤/글리세린, 물, 프로필렌 글리콜 및/또는 부탄올일 수 있고 그의 조합이 또한 사용될 수 있다. 글리세롤이 사용되는 경우에, 글리세롤은 건조 전에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.25 중량% 내지 약 25 중량%, 예컨대 약 0.5 중량% 내지 약 12 중량%, 예컨대 약 1 중량% 내지 약 10 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 다른 한편으로는, 탈수 후에, 글리세롤은 건조-중량 기반으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 1 중량% 내지 약 80 중량%, 예컨대 약 5 중량% 내지 약 70 중량%, 예컨대 약 10 중량% 내지 약 60 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 한편, 물은 건조 전에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 50 중량% 내지 약 98 중량%, 예컨대 약 60 중량% 내지 약 95 중량%, 예컨대 약 70 중량% 내지 약 80 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
탈수 또는 수분제거 후에, 물 또는 수분은 건조-중량 기반으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0 중량% 내지 약 9.2 중량%, 예컨대 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 예컨대 약 0.1 중량% 내지 약 2.5 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 다른 실시양태에서, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 물 또는 수분이 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0 중량%의 양으로 존재하도록 일반적으로 불투과성일 수 있으며, 여기서 감소된 투과성은 생체적합성 중합체성 매트릭스를 "탈활성화시켜" 매트릭스에 도입된 일반적으로 일정한 농도의 임의의 치료용 가스가 사용할 때까지 유지될 수 있다. 다시 말하면, 생체적합성 중합체성 매트릭스를 이러한 낮은 수분 수준까지 건조시키는 것은, 매트릭스에 도입된 임의의 치료용 가스가 생체적합성 중합체성 매트릭스가 사용 준비되며, 이때 별도로 저장된 유체 또는 주위 수분이 매트릭스에 도입되어 그를 "재활성화시키고" 치료용 가스에 대한 그의 투과성을 증가시킬 수 있고, 따라서 치료를 위한 치료용 가스의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 용이하게 할 때까지 일반적으로 일정한 농도 수준으로 유지될 수 있도록 생체적합성 중합체성 매트릭스의 투과성을 감소시킨다.
요구되지 않을지라도, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 수화 제어제를 추가로 포함할 수 있다. 수화 제어제는 이소프로필 알콜 예컨대 이소프로판올일 수 있지만; 에탄올, 글리세롤, 부탄올, 및/또는 프로필렌 글리콜 및 그의 조합이 또한 사용될 수 있다. 존재하는 경우에, 수화 제어제는 건조 전에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량%, 예컨대 약 0.1 중량% 내지 약 2.5 중량%, 예컨대 약 0.25 중량% 내지 약 1 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 다른 한편으로는, 탈수 후에, 수화 제어제는 일반적으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스에 부재한다.
과황산암모늄 및 테트라메틸에틸렌디아민 (TEMED)이 또한 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스에 포함될 수 있다. 과황산암모늄은 건조 전에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.005 중량% 내지 약 0.5 중량%, 예컨대 약 0.01 중량% 내지 약 0.25 중량%, 예컨대 약 0.025 중량% 내지 약 0.1 중량% 범위의 양으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 구성요소일 수 있다. 탈수 후에, 과황산암모늄은 건조-중량 기반으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.025 중량% 내지 약 5 중량%, 예컨대 약 0.05 중량% 내지 약 3 중량%, 예컨대 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 추가적으로, TEMED는 건조 전에 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.001 중량% 내지 약 0.5 중량%, 예컨대 약 0.01 중량% 내지 약 0.25% w/w, 예컨대 약 0.025 중량% 내지 약 0.15 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 다른 한편으로는, 탈수 후에, TEMED는 건조-중량 기반으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01 중량% 내지 약 3 중량%, 예컨대 약 0.025 중량% 내지 약 2 중량%, 예컨대 약 0.05 중량% 내지 약 1 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
추가로, 1종 이상의 활성제가 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)에 혼입될 수 있다. 도 1에 제시된 바와 같이, 1종 이상의 활성제(110)은 매트릭스(120)의 적어도 피부-접촉 부분(180) 상에 존재할 수 있다. 예를 들어, 활성제(110)은 배합 동안 매트릭스(120)에의 포함의 결과로서 매트릭스(120) 전체에 걸쳐 혼입될 수 있다. 대안적으로 및/또는 추가적으로, 활성제(110)은 액침, 코팅, 침착, 또는 분무 공정 또는 다른 유사한 알려진 기술을 활용하여 매트릭스(120)에 적용될 수 있다. 어느 경우든, 활성제는 피부 또는 공기로부터 별도로 저장된 유체 또는 주위 수분을 통해 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에 수송 또는 전달될 수 있으며, 여기서 활성제는 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래에의 전달을 위한 확산 구배를 따라 이동한다.
본 발명에 혼입된 활성제는 시스템 및 매트릭스의 사용을 기반으로 하여 선택된다. 활성제 및 그의 효과는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 알려져 있고 이들 활성제를 본 발명의 매트릭스에 포함시키는 방법이 본원에 교시된다. 본 발명은 의도된 용도에 따라, 1종 이상의 활성제의 포함을 고려한다.
본 발명의 시스템이 국소 치료, 예컨대 손상된 조직에 대한 치료에 사용되는 경우에, 시스템은 손상된 조직의 치료에 있어서 보조하는 활성제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 상처의 치료를 위해, 피부 치유에서 또는 화장품 적용을 위해 사용될 수 있다. 이러한 시스템에서, 활성제는 상처 치유 과정을 보조하고 개선시킬 수 있다.
활성제는 제약, 생물제제, 화학요법제, 제초제, 성장 억제제, 항진균제, 항박테리아제, 항바이러스제, 오손방지제, 항기생충제, 미코플라즈마 치료제, 탈취제, 성장 인자, 단백질, 핵산, 혈관신생 인자, 마취제, 진통제, 뮤코폴리사카라이드, 금속, 상처 치유제, 성장 촉진제, 환경에서의 변화의 지시제, 효소, 영양분, 비타민, 미네랄, 탄수화물, 지방, 지방산, 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 아미노산, 혈청, 항체 및 그의 단편, 렉틴, 면역 자극제, 면역 억제제, 응고 인자, 신경화학물질, 세포 수용체, 항원, 아주반트, 방사성 물질, 영양분, 나노입자, 또는 촉매에 의해 생성된 치료제, 세포 또는 세포 과정에 영향을 미치는 임의의 다른 작용제, 또는 그의 조합을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에 사용될 수 있는 항미생물제의 예는 이소니아지드, 에탐부톨, 피라진아미드, 스트렙토마이신, 클로파지민, 리파부틴, 플루오로퀴놀론, 오플록사신, 스파르플록사신, 리팜핀, 아지트로마이신, 클라리트로마이신, 답손, 테트라시클린, 에리트로마이신, 시프로플록사신, 독시시클린, 암피실린, 암포테리신 B, 케토코나졸, 플루코나졸, 피리메타민, 술파디아진, 클린다마이신, 린코마이신, 펜타미딘, 아토바쿠온, 파로모마이신, 다이클라자릴, 아시클로비르, 트리플루오로우리딘, 포스카르넷, 페니실린, 겐타미신, 간시클로비르, 이트라코나졸, 미코나졸, Zn-피리티온, 및 은 염 예컨대 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드 및 퍼아이오데이트를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스에 혼입될 수 있는 성장 인자 작용제는 염기성 섬유모세포 성장 인자 (bFGF), 산성 섬유모세포 성장 인자 (aFGF), 신경 성장 인자 (NGF), 표피 성장 인자 (EGF), 인슐린-유사 성장 인자 1 및 2 (IGF-1 및 IGF-2), 혈소판 유래 성장 인자 (PDGF), 종양 혈관신생 인자 (TAF), 혈관 내피 성장 인자 (VEGF), 코르티코트로핀 방출 인자 (CRF), 형질전환 성장 인자 α 및 β (TGF-α 및 TGF-β), 인터류킨-8 (IL-8); 과립구-대식세포 콜로니 자극 인자 (GM-CSF); 인터류킨, 및 인터페론을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스에 혼입될 수 있는 다른 작용제는 헤파린, 헤파린 술페이트, 헤파리노이드, 데르마티틴 술페이트, 펜토산 폴리술페이트, 콘드로이틴 술페이트, 히알루론산, 셀룰로스, 아가로스, 키틴, 키토산, 덱스트란, 카라기난, 리놀레산, 및 알란토인을 포함하나 이에 제한되지는 않는 산 뮤코폴리사카라이드이다.
손상된 조직, 예컨대 상처의 치료에 특히 유용할 수 있는 단백질은 콜라겐, 가교된 콜라겐, 피브로넥틴, 라미닌, 엘라스틴, 및 가교된 엘라스틴 또는 그의 조합 및 단편을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 아주반트, 또는 면역 반응을 부스팅하는 조성물이 또한 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스와 함께 사용될 수 있다.
본 발명에서 고려되는 다른 상처 치유제는 상처에 대해 탁월한 치료를 제공하는 것으로 오랫동안 알려져 있는 금속 산화물 및 나노입자 예컨대 산화아연 및 은 이온을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 방법 및 조성물에 의한, 이러한 작용제의 전달은 상처에 대한 관리의 새로운 차원을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 활성제가 이러한 방식으로 활성제가 매트릭스 또는 시스템에 혼입되어 환경으로 방출되고/거나 매트릭스 또는 시스템 내에 보유되는 것으로 이해되어야 한다. 국소 치료에서, 활성제는 이어서 경피 또는 경점막 경로를 통해 전달된다. 혼입된 활성제는 소정의 기간에 걸쳐 방출될 수 있고, 방출 속도는 매트릭스의 중합체의 가교의 양에 의해 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명은 국부 환경에 영향을 미치고, 미생물을 사멸 또는 억제하고, 면역 반응을 부스팅하고, 생리학적 기능의 다른 변경을 발휘하고, 연장된 기간에 걸쳐 활성제를 제공하는 그의 능력을 보유한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 활성제는 매트릭스의 마이크로 또는 마크로-공동에 직접적으로 혼입될 수 있다. 활성제는 매트릭스에 의한 활성제의 흡수에 의해, 바람직하게는 매트릭스의 중합 동안 혼입에 의해 혼입될 수 있다. 활성제가 본 개시내용의 생체적합성 중합체성 매트릭스에 혼입되는 방식에 관계없이, 활성제는 건조-중량 기반으로 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.1 중량% 내지 약 25 중량%, 예컨대 약 0.25 중량% 내지 약 20 중량%, 예컨대 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명은 또한 유체를 흡수하는 생체적합성 중합체성 매트릭스의 능력을 용이하게 하며, 차례로 무손상 피부의 영역 또는 상처 부위에 산소와 같은 치료용 가스의 전달을 효율적인 방식으로 용이하게 하는 1종 이상의 초흡수성 물질의 사용을 고려한다. 적합한 초흡수성 물질은 가교된 형태로 다량의 유체를 흡수할 수 있는 친수성 중합체를 포함한다. 특히, 본 발명에 유용한 친수성 중합체는 초흡수성 중합체 (SAP)를 제조하는데 전형적으로 이용되는 것들, 예컨대 카르복실 모이어티를 함유하는 물-흡수성 중합체이다. 바람직한 카르복실 함유 물-흡수성 중합체 중에서도 1종 이상의 에틸렌계 불포화 카르복실산, 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물 또는 그의 염으로부터 유래된 것들이 있다. 추가적으로, 중합체는 물-흡수성 수지 입자에 사용하기 위한 또는 물-흡수성 수지 상에 그라프팅을 위한 관련 기술분야에 알려진 공당량체, 예컨대 아크릴아미드, 비닐 피롤리돈, 비닐 술폰산 또는 그의 염, 아크릴아미도프로판 술폰산 (AMPS), 그의 염, 또는 포스포산 함유 단량체, 셀룰로스 단량체, 변형된 셀룰로스 단량체, 폴리비닐 알콜, 전분 가수분해물, 아크릴아미드 공중합체의 가수분해물, 또는 아크릴아미드 공중합체의 가수분해물의 가교된 생성물과 같은 공단량체를 포함할 수 있다. 에틸렌계 불포화 카르복실산 및 카르복실산 무수물 단량체의 예는 아크릴산류, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 알파-클로로 아크릴산, 알파-시아노 아크릴산, 베타-메틸 아크릴산 (크로톤산), 알파-페닐 아크릴산, 베타-아릴로일옥시 프로피온산, 소르브산, 알파-클로로 소르브산, 안젤산, 신남산, p-클로로 신남산, 베타-styd 아크릴산 (1-카르복시-4-페닐 부타디엔-1,3), 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산, 글루타콘산, 말레산, 푸마르산 및 말레산 무수물을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시양태에서, 카르복실 함유 물-흡수성 중합체는 아크릴산, 메타크릴산, 또는 그의 염으로부터 유래되며, 폴리아크릴산의 부분적으로 중화된 생성물 및 부분적으로 중화된 폴리아크릴산의 가교된 생성물이 특히 바람직한 중합체이다. 단량체의 혼합물이 또한 이용될 수 있다.
본 발명에 의해 고려되는 생체적합성 중합체성 매트릭스는 매트릭스의 다양한 용도에 따라, 많은 물리적 형태를 취할 수 있다. 매트릭스는 약 30분 내지 약 10일 범위의 기간 동안, 또는 그 사이의 임의의 기간 동안 적소에 위치되고, 이어서 제거될 수 있다. 추가로, 매트릭스는 그의 중량의 적어도 5배의 유체 (예를 들어, 물, 염수, 화학적으로 모의된 상처액, 상처 삼출물, 습윤제, 또는 그의 조합 등)를 흡수할 수 있다. 예를 들어, 매트릭스는, 일부 실시양태에서, 그의 중량의 약 5배 내지 약 20배의 유체 (예를 들어, 물, 염수, 화학적으로 모의된 상처액, 상처 삼출물, 습윤제, 또는 그의 조합 등), 예컨대 그의 중량의 약 5배 내지 약 10배의 유체를 흡수할 수 있다. 게다가, 도 1의 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)은 본 발명의 생체적합성 중합체성 매트릭스가 환자의 신체의 임의의 부분에 부합할 수 있도록, 임의의 적합한 평면 2차원 또는 비-평면 3차원 형상 (제시되지 않음)으로 몰딩될 수 있다.
그의 특정한 물리적 형상에 관계없이, 생체적합성 중합체성 매트릭스의 전체 두께는 약 0.1 인치 (2.54 밀리미터) 내지 약 1 인치 (25.4 밀리미터), 예컨대 약 0.15 인치 (3.81 밀리미터) 내지 약 0.99 인치 (25.15 밀리미터), 예컨대 약 0.25 인치 (6.35 밀리미터) 내지 약 0.95 인치 (24.13 밀리미터), 예컨대 약 0.3 인치 (7.62 밀리미터) 내지 약 0.9 인치 (22.86 밀리미터), 예컨대 약 0.4 인치 (10.16 밀리미터) 내지 약 0.8 인치 (20.32 밀리미터) 범위로 선택적으로 제어될 수 있다.
게다가, 도 2는 본 발명에 의해 고려되는 치료용 가스 보존 및 전달 시스템(100)의 한 실시양태를 제시한다. 시스템(100)은 일반적으로 평면일 수 있고 물질의 1개 층으로 제조될 수 있는 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)을 포함하며, 여기서 피부 접촉 표면(180)은 피부의 일반적으로 편평하거나 또는 약간 만곡된 영역 상에 위치될 수 있다. 추가로, 제시되지 않을지라도, 시스템(100)은 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)을 포함하는 물질의 2개 이상의 층이 포함될 수 있는 것으로 또한 이해되어야 한다. 시스템(100)은 또한 그것이 탈활성화된 상태일 때 (예를 들어, 예컨대 매트릭스(120)의 건조 또는 수분제거를 통해, 치료용 가스 전달을 위한 시스템(100)을 사용하기 전에 치료용 가스의 일정한 농도를 유지하기 위해 치료용 가스에 대한 감소된 투과성을 나타내거나 또는 일반적으로 불투과성임) 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)을 활성화시키는데 사용될 수 있는 별도로 저장된 유체(130) (예를 들어, 물, 염수, 습윤제, 또는 그의 조합 등)을 포함한다. 그러나, 본 발명이 별도로 저장된 유체의 첨가에 의해서보다 오히려 주위 수분의 첨가 또는 노출을 통해 활성화될 수 있는 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)을 고려하는 것으로 또한 이해되어야 한다. 따라서, 용어 "별도로 저장된 유체"는 중합체성 매트릭스로부터 격리 또는 단리되고, 중합체성 매트릭스에 노출 또는 적용될 때, 중합체성 매트릭스의 폐쇄 셀로부터의 치료용 가스의 전달을 가능하게 하거나 또는 증진시키기 위해 불활성 또는 수분제거된 상태로부터 중합체성 매트릭스를 활성화시키도록 구성되는 액체, 스팀, 포화 증기 등과 같은 유체를 지칭한다. 이러한 "별도로 저장된 유체"는 중합체성 매트릭스의 폐쇄 셀로부터의 치료용 가스의 전달을 가능하게 하거나 또는 증진시키기 위해 분리된 유체 (이는 스팀 또는 포화 증기의 형태일 수 있음)에 불활성 또는 수분제거된 중합체성 매트릭스를 노출시킴으로써 후속 활성화를 위해 분리된 유체로부터 중합체성 매트릭스 그 자체를 단리함으로써 (예를 들어, 중합체성 매트릭스를 패키지에 함유하거나 또는 동봉함으로써) 별도로 저장될 수 있거나 또는 "별도로 저장된 유체"는 중합체성 매트릭스의 폐쇄 셀로부터의 치료용 가스의 전달을 가능하게 하거나 또는 증진시키기 위해 불활성 또는 수분제거된 중합체성 매트릭스에 유체의 적용에 의한 후속 활성화를 위해 유체 그 자체를 패키징 또는 단리함으로써 별도로 저장될 수 있다.
도 3은 본 발명에 의해 고려되는 치료용 가스 보존 및 전달 시스템(200)의 또 다른 실시양태를 제시한다. 시스템(200)은 일반적으로 평면일 수 있고 물질의 1개 층으로부터 만들어질 수 있는 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)을 포함하며, 여기서 피부 접촉 표면(180)은 피부의 일반적으로 편평하거나 또는 다소 만곡된 영역 상에 위치될 수 있다. 추가로, 제시되지 않을지라도, 시스템(100)이 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)을 포함하는 물질의 2개 이상의 층을 포함할 수 있는 것으로 또한 이해되어야 한다. 시스템(200)은 또한 매트릭스가 탈활성화된 상태일 때 (예를 들어, 예컨대 매트릭스(120)의 건조 또는 수분제거를 통해, 치료용 가스 전달을 위한 시스템(200)을 사용하기 전에 치료용 가스의 일정한 농도를 유지하기 위해 치료용 가스에 대해 감소된 투과성을 나타내거나 또는 일반적으로 불투과성임) 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)을 활성화시키는데 사용될 수 있는 별도로 저장된 유체(130) (예를 들어, 물, 염수, 습윤제, 또는 그의 조합 등)을 포함한다. 그러나, 본 발명이 별도로 저장된 유체의 첨가에 의해서보다 오히려 주위 수분의 첨가를 통해 활성화될 수 있는 생체적합성 중합체성 매트릭스(120)을 고려하는 것으로 또한 이해되어야 한다. 시스템(200)은 또한 치료용 가스의 주위 환경에의 방출을 방지하는 폐쇄성 백킹(170)을 포함할 수 있고, 따라서 치료용 가스 (이는 매트릭스의 활성화 시 유체에 용해된 바 있음)의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 확산을 용이하게 한다.
본 발명에 의해 고려되는 생체적합성 중합체성 매트릭스를 제조하는 공정은 일반적으로 적어도 하기 단계를 수반할 수 있다: 적어도 1종의 가교성 생체적합성 중합체 및 산소 촉매의 겔화 혼합물 (예를 들어, 제1 반응물)을 제공하는 단계; 겔화 혼합물을 적합한 몰드에 부어 목적한 평면 2차원 또는 비-평면 3차원 형상을 생성하는 단계; 겔화 혼합물의 생체적합성 중합체를 가교시켜 물 팽윤성 가교된 생체적합성 중합체 네트워크를 형성하는 단계; 겔화 혼합물을 건조시켜 몰딩된 겔을 형성하는 단계; 제2 반응물을 몰딩된 겔에 첨가하는 단계; 및 복수의 폐쇄 셀 (즉, 폐쇄 셀 및 벽) 또는 촉매 및 제2 반응물을 반응시켜 몰딩된 겔에서 산소를 함유하는 폐쇄 셀 및 개방 셀의 조합을 발생시키는 단계.
일반적으로 말해서, 본 발명은 치료용 가스 (예를 들어, 산소)를 보존하고 전달하기 위한 생체적합성 중합체성 매트릭스를 고려한다. 생체적합성 중합체성 매트릭스의 특색은 가스를 포획하는 폼 또는 버블의 어레이의 형성이다. 폼 또는 버블은 반응물을 포함하는 형성된 매트릭스에 첨가된 제2 반응물의 투과에 의해 형성된다. 2종의 반응물이 상호작용할 때, 매트릭스 내에 포획되게 되는 산소 가스를 유리시키는 반응이 발생한다. 예를 들어, 매트릭스는 그 내에 혼입된 카르보네이트 촉매 (반응물)를 갖는다. 이어서 형성된 매트릭스는 제2 반응물 (예를 들어, 과산화물 화합물 예컨대, 예를 들어, 과산화수소)의 존재 하에 위치된다. 과산화수소의 촉매적 분해가 발생하여 계내 형성된 버블로서 포획되게 되는 산소 가스의 유리를 유발한다. 과산화수소 반응물은 매트릭스의 배합의 일부가 아니지만, 이는 매트릭스 스톡의 형성 후에 처리 중에 있다.
공정에 따르면, 적어도 1종의 가교성 생체적합성 중합체의 겔화 혼합물이 제조된다. 이는 가교성 생체적합성 중합체의 용액 또는 가교성 생체적합성 중합체의 혼합물로 구성된 용액을 생성함으로써 달성될 수 있다. 용액은 바람직하게는 수성 용액 또는 물 구성요소가 주요 구성요소인 용액이다. 공정에 따르면, 상기 논의된 임의의 활성제가 겔화 혼합물에 첨가될 수 있다.
가스상 산소 (예를 들어, 제1 반응물)를 발생시키기 위한 촉매가 겔화 혼합물에 도입될 수 있다. 예를 들어, 촉매는 탄산나트륨일 수 있지만, 상기 논의된 임의의 촉매가 활용될 수 있다. 예를 들어, 다른 촉매 예컨대 다른 알칼리 및 알칼리 토 화합물은 이들이 생체적합성인 생성물과 일치하다면 사용될 수 있다. 게다가, 1종 초과의 촉매가 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 촉매는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 염으로 이루어진 군으로부터 유래될 수 있고, 제2 촉매는 유기 및 무기 화학물질 예컨대 염화제2구리, 염화제2철, 산화망가니즈, 아이오딘화나트륨 및 그의 등가물을 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 다른 촉매는 효소 예컨대 락토퍼옥시다제 및 카탈라제를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는, 촉매는 제2 반응물과 상호작용하는 물질이다.
이어서 폴리사카라이드, 가소제 및/또는 수화 제어제가 겔화 혼합물에 첨가될 수 있다.
이어서 겔화 혼합물의 가교성 생체적합성 중합체가 가교되어 물 팽윤성, 가교된 생체적합성 중합체 네트워크를 형성한다. 이는 겔화 혼합물에 이미 존재하는 가교제를 활성화시키고/거나, 겔화 혼합물에 가교제를 첨가 또는 적용하고/거나, 겔화 혼합물로부터 용매를 탈수 또는 제거하고/거나, 달리 가교를 야기하는 겔화 혼합물에서의 조건 (예를 들어, pH, 열, 전자기 방사선 및 X선을 포함한 방사선의 다양한 형태, 초음파 에너지, 마이크로파 에너지 등)을 생성함으로써 달성될 수 있다.
예를 들어, 겔화 혼합물은 몰드에서 가교제를 활성화시키고 겔화 혼합물을 탈수함으로써 가교되어 용이하게 취급될 수 있는 몰딩된 겔을 생성할 수 있다. 또 다른 예로서, 겔화 혼합물은 승온 (예를 들어, 45 내지 65℃)에서 통상적인 오븐에 몰드를 위치시키고 겔화 혼합물이 가죽질 검과 유사한 일관성에 도달할 때까지 2 내지 20시간 동안 탈수시킴으로써 가교될 수 있다. 바람직하게는, 생성된 몰딩된 겔은 가요성이고 탄성이며, 수성 유체, 은 염, 및 산소를 포함한 용해된 가스상 작용제와 같은 물질에 대해 투과성인 반-고체 스캐폴드일 수 있다. 임의의 특정한 이론에 얽매이는 것을 원하지는 않지만, 물질은 가교된 중합체 중에서 분자간 공간을 통한 운동을 통해 매트릭스를 투과하는 것으로 생각된다.
이어서 제2 반응물은 몰딩된 겔에 첨가된다. 이것은 제2 반응물의 용액을 몰딩된 겔 위에 부음으로써, 또는 제2 반응물을 분무, 브러싱, 코팅 또는 적용함으로써 달성될 수 있다. 하나의 특정한 실시양태에서, 제2 반응물은 과산화수소이다. 과산화수소는 약 1 중량% 내지 약 30 중량% 또는 그 초과, 예컨대 약 3 중량% 내지 약 20 중량% 범위의 농도로 사용될 수 있다. 과산화우레아, 과산화나트륨 또는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 다른 퍼옥시 화합물을 포함하나 이에 제한되지는 않는 다른 과산화물이 대체될 수 있다. 제2 반응물은 바람직하게는 수성 용액 또는 물이 주요 구성요소인 용액에 존재한다.
제2 반응물은 몰딩된 겔에 흡수되고, 팽윤성 (예를 들어, 물-팽윤성), 가교된 생체적합성 중합체성 매트릭스를 투과한다. 팽윤도는 폴리사카라이드 예컨대 덱스트린, 구아 검, 크산탄 검, 로커스트 빈 검, 카라기난, 알긴산나트륨, 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스 등을 첨가함으로써, 뿐만 아니라 수화 제어제 예컨대 글리세롤을 첨가함으로써 증가될 수 있다. 가교된 생체적합성 중합체 네트워크를 충분히 물-팽윤성이도록 만듦으로써, 제2 반응물 (예를 들어, 과산화수소)은 가교된 생체적합성 중합체 네트워크에 충분히 흡수될 수 있다.
이러한 공정에 따르면, 제2 반응물이 흡수되고 가교된 생체적합성 중합체성 매트릭스를 투과할 때, 가스는 촉매 (즉, 제1 반응물)가 제2 반응물과 반응할 때 발생된다. 생성된 가스는 산소 가스 또는 임의의 다른 적합한 치료용 가스일 수 있다. 본 발명의 매트릭스는 가스를 포획하는 폼 또는 버블의 어레이를 형성한다. 즉, 산소를 함유하는 복수의 폐쇄 셀은 촉매 (즉, 제1 반응물) 및 제2 반응물 사이의 반응에 의해 몰딩된 겔에서 발생된다.
예를 들어, 가교된 생체적합성 중합체성 매트릭스는 그 내에 혼입된 카르보네이트 촉매 (즉, 제1 반응물)를 가질 수 있다. 이어서 가교된 생체적합성 중합체성 매트릭스는 제2 반응물, 과산화수소의 존재 하에 위치된다. 과산화수소의 촉매적 분해가 발생하여 계내 형성된 버블로서 포획되게 되는 산소 가스의 유리를 유발한다. 과산화수소 반응물은 매트릭스의 배합의 일부가 아니지만, 그것은 매트릭스 스톡의 형성 후에 첨가된다.
완성된 형태에서, 용액이 위치되어 있는 몰드에 의해 결정된 임의의 형상을 가질 수 있는 평면 2차원 또는 비-평면 3차원 매트릭스가 형성된다.
본 발명의 공정이 반응을 가속화하기 위해 몰딩된 겔 및 제2 반응물을 가열하거나 또는 그에 에너지를 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
생체적합성 중합체성 매트릭스가 형성되고 변형되어 (예를 들어, 건조, 수분제거 등에 의해) 그것이 산소와 같은 치료용 가스에 목적한 감소된 투과성을 가지면, 매트릭스는 그것이 저산소성인 개방성 상처 또는 무손상 피부의 영역의 치료를 위해 필요할 때까지 별도의 유체와 함께 저장될 수 있다. 사용 시, 매트릭스는 약 5초 내지 약 30분, 예컨대 약 30초 내지 약 25분, 예컨대 약 1분 내지 약 20분, 예컨대 약 3분 내지 약 15분 범위의 기간 동안 별도의 유체 내에 침지되고 상처 부위 또는 무손상 피부의 표면에 적용되어 생체적합성 중합체성 매트릭스의 표면이 상처 부위 또는 무손상 피부와 접촉하고 있다. 전체 매트릭스가 유체에 침지될 수 있을지라도, 일부 실시양태에서, 유체를 매트릭스의 외부-대향 표면, 예컨대 임의적인 폐쇄성 백킹이 위치될 수 있는 표면에 도입하는 것은, 그의 목적한 위치에 매트릭스를 위치시킬 때 미끄러움을 감소시키기 위해 방지될 수 있다. 예를 들어, 단지 피부-접촉 부분을 포함한 매트릭스의 두께의 약 60% 내지 약 80%, 예컨대 약 70% 내지 약 75%를 유체에 침지시키는 것이 바람직할 수 있다. 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 상에 위치되면, 매트릭스는 최대 약 10일 동안 적소에 위치될 수 있고, 그 시간 동안 치료용 가스는 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에 전달될 수 있거나 또는 무손상 피부의 표면을 통해 수송되거나 또는 상처 부위에 수송될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
실시예 1: 매트릭스 형성
산소 가스를 함유하는 생체적합성 중합체성 매트릭스를 생성하여 하기 실시예에 기재된 바와 같은 다양한 조건에 적용한 후에 산소를 전달하는 그의 능력을 시험하였다. 매트릭스는, 매트릭스의 셀 내에 함유된 산소 가스를 갖는, 도 1 및 2에 제시된 바와 같은, 평면 사각형 형상 상처 드레싱이었다. 생체적합성 중합체성 매트릭스를 형성하는데 사용하기 위한 폐쇄 셀 폼 조성물/용액을 일반적으로 상기 상세한 설명 뿐만 아니라 2007년 1월 9일에 허여된 미국 특허 번호 7,160,553 및 2014년 3월 25일에 허여된 8,679,523 (Gibbins, et al.)에 기재된 공정에 따라 제조하였다.
생체적합성 중합체성 매트릭스 (산소 함유함)를 형성하는데 사용되는 다양한 구성요소 및 그의 각각의 중량 백분율은 하기 표 1 및 2에 제시된다:
Figure pct00001
표 1: 중간 겔 매트릭스
Figure pct00002
표 2: 과산화물 용액
하기 실시예에 사용되는 매트릭스를 형성하기 위해, 표 1로부터의 구성요소를 배치 탱크에 첨가하고 겔 용액에 혼합하였다. 이어서 겔 용액을 배치 탱크로부터 몰드에 붓고 중합되도록 하였다. 이어서 중합된 겔 시트를 몰드로부터 제거하고 건조시켜 물/수분을 제거하였다. 이어서 건조될 겔 시트를 표 2의 과산화물 용액에 액침하고 폼형성 공정을 시작하고 산소 가스를 매트릭스에 혼입하도록 오븐에 위치시켰다. 폼형성 공정이 완료된 후에, 산소-충전된 폼을 크기에 맞춰 자르고 다시 건조시켜 수분을 제거하였다. 수분이 제거되면, 폼은 가스 전달에 불투과성이었고 (즉, 폼은 탈활성화된 상태였음) 이어서 가스/수분 불투과성 파우치에 패키징하였다. 이어서, 폼을 멸균시켰다.
실시예 2
실시예 1에서 형성된 생체적합성 중합체성 매트릭스를 1분, 3분, 5분, 10분, 15분, 및 30분의 기간 동안 한 측면 상으로 물에 침지시키고, 건조 매트릭스 그램당 물 그램을 기초로 하여 수분 (물) 흡수, 보유, 및 공여 수준을 결정하였다. 도 4에 제시된 바와 같이, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 1분 내지 30분 범위의 기간 동안 물에 침지된 후에 수분을 공여하거나 또는 공급할 수 있었다. 일반적으로, 수분 (물)의 약 절반이 공여되었고, 수분 (물)의 약 절반은 수분을 흡수, 보유, 및 공여하는 매트릭스의 능력이 대략 15분 침지 시간 마크에서 평준화될 때까지 드레싱에 유지되었다. 추가로, 도 4는, 침지 시간을 증가시키는 것이 공여될 수 있었던 수분의 양을 증가시켰으며, 3분 내지 10분의 침지 시간이 유의한 수분 공여를 제공한다는 것을 제시한다.
실시예 3
실시예 1에서 형성된 생체적합성 중합체성 매트릭스를 5초, 1분, 및 5분 동안 물에 침지시키고 이어서 건조 대조군 매트릭스와 함께 무손상 피부의 표면에 적용하였다. 약 1분의 접촉 후에 담체 유체로서의 물을 통해 무손상 피부의 표면을 통해 매트릭스로부터 확산하는 용존 산소의 양을 하이퍼스펙트럼 영상화 (하이퍼메드, 인크.(HyperMed, Inc.)로부터의 OxyVu-2)를 통해 무손상 피부의 표면 2 밀리미터 아래 모세혈관상에서 옥시헤모글로빈 (1-4개의 결합된 산소 분자를 갖는 헤모글로빈) 및 데옥시헤모글로빈 (0개의 결합된 산소 분자를 갖는 헤모글로빈)의 수준을 결정함으로써 측정하였다. 도 5에 제시된 바와 같이, 매트릭스를 5초 내지 5분 범위의 기간 동안 물에 침지시키는 것은 건조 대조군 매트릭스와 비교하여 무손상 피부를 투과할 수 있는 산소의 양을 증가시켰다. 구체적으로, 매트릭스를 물에 침지시키는 것은 1분 침지 동안 약 1.25배만큼, 1분 침지 동안 약 1.5배만큼, 및 5분 침지 동안 약 1.75배만큼 전달된 산소의 양을 증가시킨다. 추가로, 제시된 바와 같이, 매트릭스를 5분 동안 물에 침지시키는 것은 건조 대조군 매트릭스와 비교하여 산소 투과에서의 가장 큰 증가를 제공하였다.
실시예 4
실시예 1에서 형성된 생체적합성 중합체성 매트릭스를 3분, 5분, 및 15분 동안 물에 침지시키고, 이어서 건조 대조군 매트릭스와 함께 무손상 피부의 표면에 적용하였다. 약 1시간, 3시간, 6시간, 12시간 (단지 5분 침지), 18시간 (단지 5분 침지) 및 24시간 (단지 5분 침지)의 처리/접촉 후에 담체 유체로서의 물을 통해 무손상 피부의 표면을 통해 매트릭스로부터 확산하는 용존 산소의 양을 하이퍼스펙트럼 영상화 (하이퍼메드, 인크.로부터의 OxyVu-2)를 통해 무손상 피부의 표면 2 밀리미터 아래 모세혈관상에서 옥시헤모글로빈 (1-4개의 결합된 산소 분자를 갖는 헤모글로빈) 및 데옥시헤모글로빈 (0개의 결합된 산소 분자를 갖는 헤모글로빈)의 수준을 결정함으로써 측정하였다.
도 6에 제시된 바와 같이, 매트릭스를 3분 동안 물에 침지시키는 것은 적어도 6시간의 처리를 통해 건조 대조군 매트릭스와 비교하여 무손상 피부를 투과할 수 있는 산소의 양을 증가시켰다. 구체적으로, 매트릭스를 3분 동안 물에 침지시키는 것은 1시간 처리 동안 약 1.25배만큼, 3시간 처리 동안 약 1.35배만큼, 및 6시간 처리 동안 약 1.75배만큼 전달된 산소의 양을 증가시켰다.
도 7에 제시된 바와 같이, 매트릭스를 5분 동안 물에 침지시키는 것은 약 18시간의 처리까지 건조 대조군 매트릭스와 비교하여 무손상 피부를 투과할 수 있는 산소의 양을 증가시켰다. 구체적으로, 매트릭스를 5분 동안 물에 침지시키는 것은 1시간 처리 동안 약 1.75배만큼, 3시간 처리 동안 약 2배만큼, 6시간 처리 동안 약 1.5배만큼, 12시간 처리 동안 약 1.2배만큼, 및 18시간 처리 동안 약 1.2배만큼 전달된 산소의 양을 증가시켰다.
도 8에 제시된 바와 같이, 매트릭스를 15분 동안 물에 침지시키는 것은 적어도 6시간의 처리를 통해 건조 대조군 매트릭스와 비교하여 무손상 피부를 투과할 수 있는 산소의 양을 증가시켰다. 구체적으로, 매트릭스를 15분 동안 물에 침지시키는 것은 1시간 처리 동안 약 2배만큼, 3시간 처리 동안 약 2.25배만큼, 및 6시간 처리 동안 약 1.75배만큼 전달된 산소의 양을 증가시켰다. 따라서, 15분 침지는 3분 침지 및 5분 침지와 비교하여 건조 대조군 매트릭스에 비해 산소 전달에서의 가장 큰 증가를 제공하였다.
실시예 5
염수를 흡수하는 실시예 1에서 형성된 생체적합성 중합체성 매트릭스의 능력을 입증하였다. 도 9에 제시된 바와 같이, 매트릭스는 0시간 내지 26시간의 기간에 걸쳐 흡수된 염수의 양을 증가시킬 수 있었으며, 여기서 26시간에서, 매트릭스는 매트릭스 그램당 7 그램을 약간 넘는 염수를 흡수하였다. 그래프로 제시되지 않을지라도, 매트릭스는 일반적으로 염수와 비교하여 그램당 2배만큼 많은 물을 흡수할 수 있었다.
실시예 6
실시예 1에서 형성된 생체적합성 중합체성 매트릭스를 다양한 농도의 산소 및 질소를 함유하는 파우치에 밀봉하고, 샘플을 2개월 내지 20개월 범위의 기간 동안 노화시켜 건조 환경에서 매트릭스의 가스 농도의 안정성을 시험하였다. 도 10에 제시된 바와 같이, 매트릭스 내 질소 가스 조성은 파우치 내 질소 가스의 양이 샘플의 2개 로트에 대해 증가되었으므로 변하지 않았으며, 이는 주위 가스 농도에서의 증가에도 불구하고 매트릭스 내에 일반적으로 일정한 농도의 가스를 유지할 수 있기 때문에 매트릭스가 일반적으로 불투과성 또는 탈활성화된 상태였었다는 것을 제시한다.
실시예 7
실시예 1에서 형성된 생체적합성 중합체성 매트릭스의 샘플을 제공하였으며, 여기서 샘플은 약 5% 내지 약 18% 범위의 수분 함량을 가졌다. 각각의 샘플에서의 산소 함량은 백만분율 (ppm)로서 결정하였다. 도 11에 제시된 바와 같이, 매트릭스의 수분 함량, 및 따라서 산소에 대한 그의 투과성을 증가시키는 것은 매트릭스에 존재하는 산소의 양을 감소시켰으며, 여기서 약 5% 내지 약 9.2% 범위의 수분 함량을 갖는 매트릭스 샘플은 산소의 증가된 수준 및 따라서 매트릭스로부터의 산소의 더 적은 확산을 나타내었으며, 이는 약 9.2% 미만의 수분 수준을 갖는 매트릭스가 약 9.2%보다 더 많은 수분 함량을 갖는 매트릭스보다 산소에 대해 덜 투과성이었다는 것을 나타낸다.
상기 설명은, 최상의 모드를 포함한 본 발명을 개시하고, 또한 본 기술분야의 통상의 기술자가, 임의의 장치 또는 시스템을 제조하고 사용하며 임의의 포함된 방법을 수행하는 것을 포함하여 본 발명을 실시할 수 있도록 예를 사용한다. 본 발명의 특허가능한 범주는 청구범위에 의해 정의되고, 관련 기술분야의 통상의 기술자가 고안하는 다른 예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예는 이들이 청구범위의 문언적 표현과 상이하지 않는 구조적 요소를 포함한다면, 또는 이들이 청구범위의 문언적 표현과 비실질적인 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함한다면 청구범위의 범주 내에 있도록 의도된다.

Claims (67)

  1. (1) 중합체 및 폐쇄 셀을 포함하는 생체적합성 중합체성 매트릭스로서, 여기서 일반적으로 일정한 농도의 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스 내에 저장되며, 추가로 여기서 생체적합성 중합체성 매트릭스는 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 직접적으로 접촉하도록 구성된 표면을 포함하는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스; 및 (2) 별도로 저장된 유체를 포함하는 치료용 가스 보존 및 전달 시스템이며, 여기서 생체적합성 중합체성 매트릭스 및 별도로 저장된 유체 사이의 분리를 유지하는 것은 생체적합성 중합체성 매트릭스에 저장된 치료용 가스의 농도를 보존하며, 추가로 여기서 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것은 치료용 가스의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 용이하게 하며, 여기서 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출되어 있는 별도로 저장된 유체에 용해되는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 약 5초 내지 약 30분 범위의 기간 동안 별도로 저장된 유체에 노출되는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것이 약 1 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 10,000 밀리리터/(m2·시간) 범위의 요구형 치료용 가스 전달 속도를 유발하는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 별도로 저장된 유체가 물, 염수, 습윤제, 화학적으로 모의된 상처액, 상처 삼출물, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 별도로 저장된 유체가 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출된 후에 치료용 가스가 별도로 저장된 유체에 용해되어 치료용 가스가 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래에의 전달을 위한 확산 구배를 따라 이동하는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 치료용 가스가 산소, 질소, 산화질소, 이산화탄소, 공기, 아산화질소, 황화수소, 가스상 프로스타글란딘, 플루란 유도체, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 치료용 가스가 최대 약 10일 동안 무손상 피부의 표면을 통해 수송되거나 또는 상처 부위에 수송되는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 그의 중량의 적어도 5배의 유체를 흡수할 수 있는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 일반적으로 별도로 저장된 유체의 첨가 전에 수분을 함유하지 않는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 별도로 저장된 유체의 첨가 전에 치료용 가스에 대한 낮은 투과성 또는 불투과성을 나타내고 별도로 저장된 유체의 첨가 후에 치료용 가스에 대한 증가된 투과성을 나타내는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 친수성인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 적어도 부분적으로 가교되는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체가 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리메타크릴아미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리비닐 피롤리돈, 실리콘 엘라스토머, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 폴리사카라이드를 추가로 포함하는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 활성제를 추가로 포함하는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것이 활성제의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 용이하게 하며, 여기서 활성제는 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출되어 있는 별도로 저장된 유체에 용해되는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 초흡수성 물질을 추가로 포함하는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스의 1개 이상의 층을 포함하는 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 시스템이 생체적합성 중합체성 매트릭스의 표면 상에 배치된 폐쇄성 백킹 층을 포함하며, 여기서 폐쇄성 백킹 층은 주위 환경에 노출되는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 개방 셀을 추가로 포함하는 것인 치료용 가스 보존 및 전달 시스템.
  22. (1) 중합체 및 폐쇄 셀을 포함하는 생체적합성 중합체성 매트릭스로서, 여기서 일반적으로 일정한 농도의 치료용 가스는 생체적합성 중합체성 매트릭스 내에 저장되는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스, 및 (2) 별도로 저장된 유체를 포함하는 시스템을 제공하며, 여기서 생체적합성 중합체성 매트릭스 및 별도로 저장된 유체 사이의 분리를 유지하는 것은 생체적합성 중합체성 매트릭스에 저장된 치료용 가스의 농도를 보존하는 것인 단계;
    별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키며, 여기서 치료용 가스는 별도로 저장된 유체가 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출된 후에 별도로 저장된 유체에 용해되는 것인 단계; 및
    생체적합성 중합체성 매트릭스를 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 적용하며, 여기서 치료용 가스는 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에 전달되는 것인 단계
    를 포함하는, 치료용 가스를 보존하고 무손상 피부의 영역 또는 상처 부위에 전달하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가, 생체적합성 중합체성 매트릭스를 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 적용하기 전에 약 5초 내지 약 30분 범위의 기간 동안 별도로 저장된 유체에 노출되는 것인 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것이 약 1 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 10,000 밀리리터/(m2·시간) 범위의 요구형 치료용 가스 전달 속도를 유발하는 것인 방법.
  25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 별도로 저장된 유체가, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 적용되는 동안 생체적합성 중합체성 매트릭스에 적용되는 것인 방법.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 별도로 저장된 유체가 생체적합성 중합체성 매트릭스의 피부-접촉 표면에 적용되는 것인 방법.
  27. 제22항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 별도로 저장된 유체가 침지, 액침, 코팅, 또는 분무에 의해 생체적합성 중합체성 매트릭스에 적용되는 것인 방법.
  28. 제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 별도로 저장된 유체가 물, 염수, 습윤제, 화학적으로 모의된 상처액, 상처 삼출물, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 방법.
  29. 제22항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 별도로 저장된 유체가 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출된 후에 치료용 가스가 별도로 저장된 유체에 용해되어 치료용 가스가 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래에의 전달을 위한 확산 구배를 따라 이동하는 것인 방법.
  30. 제22항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 치료용 가스가 산소, 질소, 산화질소, 이산화탄소, 공기, 아산화질소, 황화수소, 가스상 프로스타글란딘, 플루란 유도체, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 방법.
  31. 제22항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 치료용 가스가 최대 약 10일 동안 무손상 피부의 표면을 통해 수송되거나 또는 상처 부위에 수송되는 것인 방법.
  32. 제22항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 그의 중량의 적어도 5배의 유체를 흡수하는 것인 방법.
  33. 제22항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 일반적으로 별도로 저장된 유체의 첨가 전에 수분을 함유하지 않는 것인 방법.
  34. 제33항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 별도로 저장된 유체의 첨가 전에 건조 또는 수분제거되는 것인 방법.
  35. 제22항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 별도로 저장된 유체의 첨가 전에 치료용 가스에 대한 낮은 투과성을 나타내거나 또는 어떠한 투과성도 나타내지 않고 별도로 저장된 유체의 첨가 후에 치료용 가스에 대한 증가된 투과성을 나타내는 것인 방법.
  36. 제22항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 친수성이고 적어도 부분적으로 가교되는 것인 방법.
  37. 제22항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체인 방법.
  38. 제37항에 있어서, 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체가 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리메타크릴아미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리비닐 피롤리돈, 실리콘 엘라스토머, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 방법.
  39. 제37항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 폴리사카라이드를 추가로 포함하는 것인 방법.
  40. 제22항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 활성제를 추가로 포함하는 것인 방법.
  41. 제40항에 있어서, 별도로 저장된 유체를 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출시키는 것이 활성제의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 용이하게 하며, 여기서 활성제는 생체적합성 중합체성 매트릭스에 첨가 또는 노출되어 있는 별도로 저장된 유체에 용해되는 것인 방법.
  42. 제22항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 초흡수성 물질을 추가로 포함하는 것인 방법.
  43. 제22항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 생체적합성 중합체성 매트릭스의 1개 이상의 층을 포함하는 것인 방법.
  44. 제22항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 개방 셀을 추가로 포함하는 것인 방법.
  45. 치료용 가스의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 위한 생체적합성 중합체성 매트릭스이며, 여기서 생체적합성 중합체성 매트릭스는 중합체 및 폐쇄 셀을 포함하며, 여기서 일반적으로 일정한 농도의 치료용 가스는 폐쇄 셀 내에 함유되며, 여기서 생체적합성 중합체성 매트릭스는 탈활성화된 상태로 존재하여 생체적합성 중합체성 매트릭스가 치료용 가스에 대한 낮은 투과성 또는 불투과성을 나타내며, 그에 의해 생체적합성 중합체성 매트릭스는 폐쇄 셀 내에 함유된 치료용 가스의 농도를 보존하는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  46. 제45항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 건조 또는 수분제거에 의해 탈활성화되는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  47. 제45항 또는 제46항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 유체 또는 주위 수분과 접촉 시 활성화되도록 구성되며, 여기서 활성화 시, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 치료용 가스에 대한 증가된 투과성을 나타내는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  48. 제45항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 활성화 시, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 용해된 형태의 치료용 가스를 약 1 밀리리터/(m2·시간) 내지 약 10,000 밀리리터/(m2·시간) 범위의 속도로 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에 전달하는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  49. 제45항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 치료용 가스가 산소, 질소, 산화질소, 이산화탄소, 공기, 아산화질소, 황화수소, 가스상 프로스타글란딘, 플루란 유도체, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  50. 제45항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 치료용 가스가, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 활성화되면 최대 약 10일 동안 무손상 피부의 표면을 통해 수송되거나 또는 상처 부위에 수송되는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  51. 제45항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 그의 중량의 적어도 5배의 유체를 흡수할 수 있는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  52. 제45항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 친수성이고 적어도 부분적으로 가교되는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  53. 제45항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  54. 제53항에 있어서, 흡수성, 엘라스토머성, 및 생체적합성 중합체 또는 공중합체가 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리메타크릴아미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리비닐 피롤리돈, 실리콘 엘라스토머, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  55. 제53항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 폴리사카라이드를 추가로 포함하는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  56. 제45항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 활성제를 추가로 포함하는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  57. 제56항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 유체 또는 주위 수분과 접촉 시 활성화되도록 구성되며, 여기서 활성화 시, 생체적합성 중합체성 매트릭스는 활성제에 대한 증가된 투과성을 나타내는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  58. 제45항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 초흡수성 물질을 추가로 포함하는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  59. 제45항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스의 1개 이상의 층을 포함하는 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  60. 제45항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄성 백킹 층이 생체적합성 중합체성 매트릭스의 표면 상에 배치되며, 여기서 폐쇄성 백킹 층은 주위 환경에 노출되는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  61. 제45항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 개방 셀을 추가로 포함하는 것인 생체적합성 중합체성 매트릭스.
  62. 제45항의 생체적합성 중합체성 매트릭스로부터의 치료용 가스의 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위 아래 영역에의 전달을 증진시키는 방법이며, 생체적합성 중합체성 매트릭스를 유체 또는 주위 수분에 노출시키는 것을 포함하는 방법.
  63. 제62항에 있어서, 유체 또는 주위 수분에 대한 노출이 치료용 가스에 대한 생체적합성 중합체성 매트릭스의 투과성을 증가시키는 것인 방법.
  64. 제62항 또는 제63항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가, 생체적합성 중합체성 매트릭스를 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위에 적용하기 전에 약 5초 내지 약 30분 범위의 기간 동안 유체 또는 주위 수분에 노출되는 것인 방법.
  65. 제62항 또는 제63항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 무손상 피부의 표면 또는 상처 부위와 접촉하고 있는 동안 유체 또는 주위 수분에 노출되는 것인 방법.
  66. 제62항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 중합체성 매트릭스가 활성제를 추가로 포함하는 것인 방법.
  67. 제66항에 있어서, 유체 또는 주위 수분에 대한 노출이 활성제에 대한 생체적합성 중합체성 매트릭스의 투과성을 증가시키는 것인 방법.
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