ポリ（ビニルアルコール）を基材とする医療用デバイス
少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有するポリ（ビニルアルコール）を含んでなる整形外科用インプラントおよび足場が提供される。またその作成法も提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は引用により全部、本明細書に編入する２００８年、１２月２１日に出願された特許文献１の利益を主張する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、とりわけポリ（ビニルアルコール）を基材とする医療用デバイスおよびその作成法および使用法に関する。
【背景技術】
【０００３】
最も長期間の整形外科用インプラントは合成の疎水性ポリマーを含む。例えば金属製インプラントの中には、超高分子量ポリエチレンのような疎水性ポリマーから作られた連結表面（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）を有するものもある。そのような疎水性ポリマーからの摩耗粒子は、しばしば骨溶解といった悪い免疫応答を誘導する。さらにこれらのポリマーは生体不活性ではあるが、細胞足場または軟部組織置換として使用するためには理想的には適していない。このように当該技術分野では、バルク形態または孔質構造物のいずれかにおいて、より生体に適した（ｂｉｏ−ｆｒｉｅｎｄｌｙ）インプラント材料の必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第６１／０１５，８０６号明細書
【発明の概要】
【０００５】
発明の要約
幾つかの観点では、本発明はポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）を含んでなるインプラントに関し、ここで該ポリ（ビニルアルコール）は、少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００の重量平均分子量を有する。幾つかのインプラントはさらに治療用組成物を含んでなる。加水分解度は特定の態様では少なくとも９５％または９８％である。幾つかの好適なＰＶＡは架橋結合されている。
【０００６】
幾つかの態様は整形外科用インプラントに関する。本発明の整形外科用インプラントには、ポリ（ビニルアルコール）を含んでなる連結表面を有するものを含む。幾つかのインプラントは、水、グリセロールのような可塑剤、または治療用組成物のような付加材料を含むことができる。
【０００７】
幾つかの観点では、本発明は本明細書に記載するポリ（ビニルアルコール）組成物を含んでなる軟部組織の修復および再生のための足場に関する。
【０００８】
本発明の他の観点は、本明細書に記載するＰＶＡ組成物を含んでなる物品の形成法に関する。１つのそのような方法は、
・少なくとも５０，０００の重量平均分子量および少なくとも９０％の加水分解度を有するポリ（ビニルアルコール）を、ポリ（ビニルアルコール）の１０〜５０％重量パーセントを構成する量の１もしくは複数の可塑剤と接触させ、これにより可塑化された材料を形成し；そして
・可塑化された材料を成形して硬化した物品を形成する、
ことを含んでなる。
【０００９】
幾つかの態様では、この方法は硬化したグリセロール含有ＰＶＡ物品を完全に水−飽和（ｗａｔｅｒ−ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）状態に水和することに関する。
【００１０】
特定の態様では、この方法はさらに該物品を０℃以下または−８０℃に供し、次いで該物品を大気圧未満の圧に供することによりショアー（Ｓｈｏｒｅ）Ｄ硬度を上げることを含んでなる。ショアーＤ硬度の低下が望ましい場合、架橋結合ＰＶＡ（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ ＰＶＡ）を含んでなる物品を、７０℃〜９５℃の温度の水溶液に接触させることができる。
【００１１】
幾つかの態様では、ポリ（ビニルアルコール）はグリセロールと接触させる時に粒状である。適切な可塑剤にはグリセロールのような多価アルコールを含む。可塑剤は処理条件に適合するように適切な熱的性質を有するべきである。
【００１２】
本物品を形成するために、任意の適切な硬化法を使用することができる。そのような方法には圧縮成形およびラム押出し法を含む。
【００１３】
この方法はさらにポリ（ビニルアルコール）を架橋結合して架橋結合した物品を形成することを含んでなることができる。
【００１４】
架橋結合は当該技術分野で既知の任意の方法により生じることができる。幾つかの態様では、架橋結合はポリ（ビニルアルコール）を高エネルギー電離照射に暴露することにより成される。
【００１５】
幾つかのインプラントおよび足場は孔質であることができる。そのような物品を作成する確実な方法は、さらに塩化ナトリウムを含んでなる圧縮成形性材料を使用する。幾つかの方法では、グリセロールおよび塩化ナトリウムの少なくとも一部を除去するために効果的な時間および条件下で、架橋結合した物品を水と接触させる。幾つかの好適な態様では、少なくとも９０％のグリセロールおよび少なくとも９０％の塩化ナトリウムが、架橋結合した物品と水を接触させることにより除去される。
【００１６】
また本発明は、少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有するポリ（ビニルアルコール）を含んでなる小室（ｃｈａｍｂｅｒ）；該小室内の治療用組成物；および該小室に通じる電力源を含んでなるイオン浸透療法デバイスに関する。幾つかの態様では、治療用組成物は経皮的に送達される。幾つかの態様では、治療薬は正または負の電荷を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例３の孔質の水−飽和ＰＶＡの顕微鏡写真を示す。
【図２】実施例３の孔質の水−飽和ＰＶＡの顕微鏡写真を示す。
【図３】ＰＶＡ樹脂のグリセロール−可塑化に関する工程の概略を表す。
【図４】種々の非架橋結合ＰＶＡインプラント材料の作製に関する工程の概略を表す。
【図５】種々の架橋結合ＰＶＡインプラント材料の作製に関する工程の概略を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
具体的態様の詳細な説明
本発明は一般に、ポリ（ビニルアルコール）を含んでなるインプラントに関し、ここで該ポリ（ビニルアルコール）は少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有する。幾つかのインプラントはさらに、治療用組成物を含む。そのようなインプラントは動物（例えばヒト）の身体内に配置され、そして治療用組成物を経時的に放出する。そのような手順は当業者には周知である。
【００１９】
一つの観点では、本発明はポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）を基材とした親水性の整形外科用インプラントに関する。これらのインプラントは疎水性ポリマーからできたものとは異なり、細胞足場または軟部組織置換としても有用である。ポリ（ビニルアルコール）は、従来のインプラントを作成するために使用されるポリマーよりも生体に適している。
【００２０】
幾つかの態様では、本発明の物品は１０〜５０重量パーセントの水を含む。別の態様では、この物品は３０重量％以下の水を含む。
【００２１】
本発明の一つの利点は、本発明のＰＶＡ構造が従来のＰＶＡヒドロゲルのものよりも構造的に強い点である。幾つかの構造は少なくとも３５のショアーＤ硬度を有する。
【００２２】
ポリ（ビニルアルコール）は完全に加水分解されたＰＶＡで、すべての反復基が--ＣＨ２--ＣＨ（ＯＨ）--であるか、あるいは変動する比率（１％〜２５％）のペンダントエステル基を有する一部加水分解されたＰＶＡであることができる。ペンダントエステル基を持つＰＶＡは、構造--ＣＨ２--ＣＨ（ＯＲ）--の反復基を有し、ここでＲはＣＯＣＨ３基であるか、または所望する特性が保持される限りさらに長いアルキル基である。幾つかの態様では、ＰＶＡは好ましくは少なくとも９８％の加水分解度を有する。特定の態様では、ＰＶＡは少なくとも１００，０００ダルトンの分子量（Ｍｗ）を有する。
【００２３】
ＰＶＡは好ましくは架橋結合される。ＰＶＡの架橋結合は、例えばガンマ線照射のような高エネルギー電離照射により行うことができる。一つのそのようなスキームが図５に提示される。あるいは化学的架橋結合も利用することができる。
【００２４】
本発明の物品の硬度は、物品を１もしくは複数の凍結乾燥サイクルに供することにより調整することができる。例えば物品は凍結サイクルで０℃未満の温度、すなわち−２０℃、または−５０℃、または−８０℃に供することができる。物品は凍結温度に数分から数時間、供することができる。例えば５分から２４時間。乾燥サイクルは大気圧未満の圧で行うことができる。例えば圧は１０−２トル以下、１０−４トル以下または１０−６トル以下であることができる。幾つかの態様では乾燥サイクルは、０℃未満の様々な温度で行うことができる。１もしくは複数の凍結／乾燥サイクルでショアーＤ硬度を上げることができる。幾つかの態様では、ショアーＤ硬度は少なくとも２単位、または５単位または１０単位まで上げられる。
【００２５】
また硬度は、物品を７０℃より高い温度の水に浸漬（ｓｏａｋｉｎｇ）することにより調整することもできる。幾つかの態様では、物品を８０℃より高い温度、すなわち９０℃で浸漬させる（ｓｏａｋｅｄ）。物品は数分から数時間、浸漬に供することができる。例えば５分から２４時間。幾つかの態様では、ショアーＤ硬度が少なくとも２単位、または５単位、１０単位または２０単位まで下げられる。
【００２６】
本明細書で使用する用語「硬度」は、デュロメーターで測定した時、平らなスラブまたはボタン状態の非金属性材料の押込硬度を指す。デュロメーターは、押込荷重をスラブにかけ、これによりその硬度を感知するバネ押し圧子を有する。硬度は、引張係数、レジリ
エンス、可塑性、圧縮耐性および弾性のような他の物質特性も間接的に反映することができる。物質の硬度に関する標準試験には、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０を含む。他に特定しない限り、本明細書で報告する物質硬度はショアーＤによるものである。
【００２７】
本発明の物品（インプラントおよび足場）は、真空ホイル包装することができる。そのような技術は当業者には周知である。これらの技術にはＨａｍｉｌｔｏｎ，ｅｔ ａｌ．への米国特許第５，５７７，３６８号明細書に開示されているようなガンマ バキューム
ホイル（Ｇａｍｍａ Ｖａｃｕｕｍ Ｆｏｉｌ：ＧＶＦ）として知られている方法を含む。
【００２８】
ポリ（ビニルアルコール）は高い融点を持ち、そして一般に融解する前に分解することが知られている。一つの観点では、本発明は、圧縮成形前にグリセロールを用いてＰＶＡ樹脂を可塑化することにより、ＰＶＡ成分の調製を可能にする新規圧縮成形法を提供する。可塑化法は、例えばＰＶＡ樹脂をグリセロール中で浸漬することにより行うことができる。幾つかの態様では、浸漬は最初にＰＶＡ樹脂を室温で浸漬し、続いて７０℃より高い温度（態様によっては８０℃より上）で４時間以上、熱浸漬（ｈｅａｔ ｓｏａｋ）することにより行われて可塑化ＰＶＡ樹脂が製造される。次いで可塑化ＰＶＡ樹脂は３５０゜Ｆ（１７６．７℃）から４２０゜Ｆ（２１５℃）の間の温度で、十分な加圧により硬化することができる。
【００２９】
本明細書で使用する可塑化剤は、ＰＶＡに加えた時に柔軟性、加工性、または成形性を上げる組成物である。
【００３０】
幾つかの態様では、インプラントのような物品を形成するための圧縮成形の使用を含む。圧縮成形技術は当業者には公知である。幾つかの好適な態様では、酸素を減じた環境が可塑化および／または圧縮成形に好適である。適切な酸素を減じた環境には、減圧、窒素もしくはアルゴン雰囲気、またはそれらの組み合わせを含む。
【００３１】
グリセロールは生体適合性の潤滑剤であるが、整形外科用インプラントの一部として使用することができる。あるいはＰＶＡ成分中のグリセロールは、水または塩水に長時間浸漬することにより水と交換することができる。後者の工程により、ＰＶＡ樹脂中にグリセロールではなく水または塩水を含有するＰＶＡ成分の生産が可能となる。幾つかの態様は、グリセロール以外の可塑化剤を利用することができる。特定の態様では、他の多価アルコールが使用される。
【００３２】
【化１】
【００３３】
「足場形成（ｓｃａｆｆｏｌｄｉｎｇ）」とは、予め定めた形状に組織が成長できるマトリックスを支持することを意味する。この形状は足場形成の形状により予め決定される。足場は、再生した組織を支持し、そして形づくるために機能する。足場の製造は当該技術分野では周知である。
【００３４】
「インプラント」は、組織中への移植に適する物品（移植片、デバイス、足場または関節置換部品のような）を意味する。インプラントデバイスは、当該技術分野では周知である。本発明から有利となり得る関節には、限定するわけではないが膝、足首、肩、肘および手首を含む。
【００３５】
本明細書で使用する用語「水−飽和」および「完全に水和した」とは等価であると考えられる。
【００３６】
また治療薬はインプラントまたは足場に共有結合的に付いているか（ａｔｔａｃｈｅｄ）、または含まれることができる。治療薬は化学的または酵素的に付けられる。治療薬はさらなる修飾無しで付けられてもよく、あるいはスペーサーアームで結合させてもよい。スペーサーアームを使用する場合、スペーサーアームは穏やかな（ｄｉｓｃｒｅｅｔ）生物学的条件下でスペーサーアームの開裂を可能にする部位を有することができる。スペーサーアームが開裂すると、次に生物作用物質がインプラントまたは足場から自由に拡散する。ＰＶＡ材料と適合性の治療薬を使用することができる。
【００３７】
適切な治療薬には、１もしくは複数の以下のものを含む：走化性剤；抗生物質；ステロイド系および非ステロイド系鎮痛薬；抗炎症薬；免疫抑制剤および抗ガン剤のような抗拒絶剤（ａｎｔｉ−ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ）；種々のタンパク質（例えば短鎖ペプチド、骨形成タンパク質、糖タンパク質およびリポタンパク質）；細胞接着メディエーター；生物学的に活性なリガンド；インテグリン結合配列；リガンド；種々の増殖および／または分化作用物質（例えば上皮増殖因子、ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ、ＴＧＦ−ベータ、増殖および分化因子、繊維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖因子、インスリン様増殖因子、副甲状腺ホルモン、副甲状腺ホルモン関連ペプチド、ＢＭＰ−２；ＢＭＰ−４；ＢＭＰ−６；ＢＭＰ−７；ＢＭＰ−１２；ソニックヘッジホッグ；ＧＤＦ５；ＧＤＦ６；ＧＤＦ８；ＰＤＧＦ）；特異的な増殖因子のアップレギュレーションに影響を及ぼす低分子；テネイシン−Ｃ；ヒアルロン酸；硫酸コンドロイチン；フィブロネクチン；デコリン；トロンボエラスチン；トロンビン由来ペプチド；ヘパリン；硫酸ヘパリン；ＤＮＡフラグメントおよびＤＮＡプラスミド。整形外科の分野で他のそのような物質が治療的価値を有するならば、少なくともそのような物質の幾つかは本開示の概念において用途を有し、そしてそのような物質は他に限定を表さない限り、「治療薬」の意味に含むべきであると考えられる。
【００３８】
幾つかの態様では、本発明のデバイスはイオン浸透療法デバイスである。これらのデバイスは非侵襲的様式での患者への治療薬の投与を可能とする。幾つかの態様では、薬剤は反発する起電力を使用して経皮的に投与される。そのような力は、本明細書に記載するＰＶＡ材料を使用して構築されたイオン浸透療法小室にかけられる小さい電荷を利用することができる。イオン浸透療法デバイスは少なくとも２個の電極を含む。典型的には両電極は身体の皮膚のいくらかの(ｓｏｍｅ)部分と完全に電気的に接触するように配置される。小室として機能するか、または小室に付随する１つの電極は、送達されるべき治療薬を含む。第２電極は身体を通る電気回路を完成するように機能する。小室は小室と同じ電荷を有する治療薬を含むことができる。例えば正に荷電した小室は正に荷電した薬剤をデバイスから放出するために使用できる。同様に負に荷電した小室は負に荷電した薬剤に使用することができる。幾つかの態様では、薬剤は水溶性剤である。幾つかの治療薬は、塩酸リドカインおよび塩酸フェンタニールのような局所麻酔薬である。例えばＰａｒｋｉｎｓｏｎ，ｅｔ ａｌ，ドラッグデリバリーテクノロジー（Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．４，５４−６０頁（２００７年４月）を参照されたい。
【００３９】
従来の経皮的パッチとは対照的に、イオン浸透療法デバイスからの薬剤の送達は、デバ
イスにかける電流の制御により管理することができる。デバイスにかける電流の制御に加えて、薬剤送達はまた皮膚のｐＨ、デバイス中の薬剤濃度、電荷、電荷濃度および分子量のような薬剤の特徴、および特定患者の皮膚耐性からも影響を受ける。
【００４０】
正または負の電荷を有する治療薬の送達のための幾つかのイオン浸透療法デバイスは、（ｉ）ポリ（ビニルアルコール）ポリマーを含んでなり、そして正または負に荷電した治療薬および対イオンを含有するリザーバー、および（ｉｉ）電導性の員がリザーバーと接触し、そして正もしくは負電圧がリザーバーにかけられた時、容易に酸化されて荷電したイオン種を形成する材料を含んでなる電導性の員を含んでなる。幾つかの態様では、ＰＶＡを含んでなるリザーバーが水和される時、これは治療薬に対して浸透性となる。
【００４１】
イオン浸透療法デバイスは当業者には周知である。例えば米国特許第３，９９１，７５５号；同第４，１４１，３５９号；同第４，３９８，５４５号；同第４，２５０，８７８号および同第５，７１１，７６１号明細書を参照にされたい。イオン浸透療法デバイスに関するこれらの開示およびそれらの使用は、引用により本明細書に編入する。市販されているイオン浸透療法デバイスには、ＡＬＺＡ（ＩＯＮＳＹＳ（商標））およびＩＯＭＥＤにより製造されているものがある。多くはこのようなデバイスは、処置部位に配置され、そして患者の身体付近に配置される電極に連結されるバッテリー起動型のマイクロプロセッサーＤＣ電流投薬コントローラーを利用する。幾つかのデバイスは、デバイスの中に組み立てられた使い捨ての低電位バッテリーを有する皮膚パッチである。
【００４２】
本発明は以下の実施例により具体的に説明するが、これらは説明を意図するものであり限定するものではない。
【００４３】
実施例
【実施例１】
【００４４】
架橋結合ＰＶＡインプラント材料
１５．０グラムのＰＶＡ（９９＋％加水分解、１６６，０００ダルトンのＭｗ）を、４．５ｍｌのグリセロールと混合し、そして混合物を２４時間、浸漬した。次いで混合物を８０℃で８時間、熱浸漬した。生じた可塑化ＰＶＡ樹脂を、硬化のために直径３．５”の３ピース型（３−ｐｉｅｃｅ ｍｏｌｄ）に移した。ＰＶＡ樹脂を４２０゜Ｆ（２１５．５℃）に５〜１０゜Ｆ／分の加熱速度で加熱し、そして１，０００ｐｓｉの圧下で１０分間硬化し、続いて１０〜１５゜Ｆ／分の速度で冷却した。生じたＰＶＡプラックは、５０ＫＧｙガンマ線照射処理のために真空アルミニウムホイルパウチに包装された。
【００４５】
グリセロール含有ＰＶＡ 対 架橋結合したグリセロール含有ＰＶＡに関する引張データを表１に与える。引張試験は、Ｖ型試験片を使用してＡＳＴＭ Ｄ６３８で行った。
【００４６】
【表１】
【００４７】
グリセロールの存在で、ＰＶＡは架橋結合してガンマ線照射にかけた時にネットワーク構造を形成する。これは照射架橋結合後の全体的な引張特性における重要な改善である。興味深いことに、架橋結合は破壊するためのエネルギーを４７in-lbから６９in-lbに上げ、これは靭性および構造的結合性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）における有意な改善である。
【実施例２】
【００４８】
水含浸架橋結合ＰＶＡインプラント材料
３０．０グラムのＰＶＡ（９９＋％加水分解、Ｍｗ＝１６６，０００ダルトン）を、９ｍｌのグリセロールと混合し、そして混合物を一晩浸漬した。次いで混合物を１９４゜Ｆ（９０℃）で６時間、熱浸漬した。次いで生じた可塑化ＰＶＡを、硬化のために３ピース型に移した。硬化は４００゜Ｆ（２０４．４℃）で１２００ｐｓｉ下で１０分間行った（加熱速度：５〜１０゜Ｆ／分、そして冷却速度：１０〜１５゜Ｆ／分）。生じた成形プラックは、アルミニウムホイルパウチに真空包装された。次いでプラックを７５ＫＧｙのガンマ線照射で処理した。次いで成形プラックはグリセロールを置換するために蒸留水に２日間、浸漬した。
【００４９】
圧縮試験は以下の方法を使用して行った。５個のディスク試験片（直径０．５０”ｘ〜０．１９”高）は、０．４”／分のクロスヘッド速度で、ＭＴＳ Ｉｎｓｉｇｈｔ５試験機上の平行プラック間で圧縮負荷した。試験は圧縮負荷がロードセル等級の９５％を越えた時に止めた（９５０Ｌｂ）。試験片のどれも圧縮モードで失敗しなかった。
【００５０】
二重ノッチ付Ｉｚｏｄ衝撃試験を、以下の手順を使用して行った。５個の長方形試験片（０．２５”ｘ０．５０”ｘ２．５”）を切欠（ｎｏｔｃｈｅｄ）し、そしてＡＳＴＭ Ｆ６４８に基づき試験した。この試験は、水含浸ポリビニルアルコールの靭性を、最も靭性のあるポリマーの一つである超高分子量ポリエチレンと比較して評価するために使用した。試験結果は水含浸架橋結合化ポリビニルアルコールが、衝撃強度という点で超高分子量ポリウレタン（ＵＨＭＷＰＥ）に匹敵することを示した。
【００５１】
【表２】
【００５２】
湿潤状態で、架橋結合ＰＶＡは柔軟性であり、そして高い圧縮強さ、および耐衝撃性を有する。
【実施例３】
【００５３】
多孔質ＰＶＡ
２０．０グラムのＰＶＡ（９９＋％加水分解、１４６，０００Ｍｗ）を、６．０ｍｌのグリセロールと混合し、そして一晩浸漬した。次いで混合物を１０５℃で６時間、熱浸漬して可塑化ＰＶＡ混合物が生成した。次いで１０．０グラムの食卓塩を可塑化ＰＶＡ樹脂とＴｕｒｂｕｌａミキサーを使用して混合した。生じた混合物の硬化は、実施例２に記載した成形サイクルを使用して行った。成形した物品は塩を浸出させ、そしてグリセロールを水と置き換えるために５日間という長期間、水に浸漬した。表３は孔質の水−含浸ＰＶＡの特性を表す（引張試験は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８、Ｖ型試験片に従い行った）。
【００５４】
【表３】
【実施例４】
【００５５】
凍結−乾燥ＰＶＡ材料
２０．０グラムのＰＶＡ（９９＋％加水分解、Ｍｗ＝１６６，０００ダルトン）を、６ｍｌのグリセロールと混合し、そして混合物を一晩浸漬した。次いで混合物を１１０℃で４時間、熱浸漬した。次いで生じた可塑化ＰＶＡは、硬化のために３．５”Ｄの３ピース型に移した。硬化は３８０゜Ｆで６００ｐｓｉの圧下にて５分間行った（加熱速度：５〜１０゜Ｆ／分、そして冷却速度：１０〜１５゜Ｆ／分）。
【００５６】
次いでこの非架橋結合ＰＶＡ材料を、室温で水に２日間浸漬してグリセロールを水に置き換えた。グリセロール−可塑化ＰＶＡの硬度は、６２（ショアーＤ）であり、そして水−含浸ＰＶＡは３４．５％の含水量であり（水重量／ＰＶＡ重量）、そして３８の硬度（ショアーＤ）を有した。
【００５７】
この水−含浸ＰＶＡブロックは、凍結乾燥サイクル、−８０℃で一晩凍結、そして４０ｘ１０−６トルで６時間乾燥に通すことによりさらに処理した。凍結−乾燥ＰＶＡは４６
の硬度（ショアーＤ）を有した。
【実施例５】
【００５８】
低減した結晶度の架橋結合ＰＶＡ
４０．０グラムのＰＶＡ（９９＋％加水分解、Ｍｗ＝１６６，０００ダルトン）を、１２ｍｌのグリセロールと混合し、そして混合物を一晩浸漬した。次いで混合物を１７６゜Ｆ（８０℃）で６で時間、熱浸漬した。次いで生じた可塑化ＰＶＡは、硬化のために３．５”Ｄの３ピース型に移した。硬化は２段階の浸漬工程を使用して行った：２２０゜Ｆ（１０４．４℃）で１０４０ｐｓｉにて５分間、および４００゜Ｆ（２０４．４℃）で１５６０ｐｓｉにて１５分間（加熱速度：５〜１０゜Ｆ／分、そして冷却速度：１０〜１５゜Ｆ／分）。生じた成形プラックはアルミホイルのパウチに真空包装し、そして５０ＫＧｙでガンマ線照射した。
【００５９】
架橋結合ＰＶＡ材料は、工程中の損失およびＰＶＡからのわずかな程度のグリセロール漏出により、１７．３％のグリセロール（ＰＶＡ重量あたりのグリセロール重量）を含んだ。この材料は比較的硬質であり、６６の硬度（ショアーＤ）を有した。次いで架橋結合ＰＶＡ材料を８０℃の水に２時間、浸漬した。温水浸漬工程によりグリセロールが除去され、そして非架橋結合ＰＶＡを溶解させた。これは有意に架橋結合ＰＶＡを軟化させた。再構成されたＰＶＡは３４．４％の含水量（ＰＶＡ重量あたりの水重量）、および３６の硬度（ショアーＤ）を有した。次いで水−含浸、架橋結合ＰＶＡブロックは、凍結乾燥サイクル、−８０℃で一晩凍結、そして４０ｘ１０−６トルで６時間乾燥に通した。凍結−乾燥ＰＶＡブロックは４２の硬度（ショアーＤ）を有した。
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は引用により全部、本明細書に編入する２００８年、１２月２１日に出願された特許文献１の利益を主張する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、とりわけポリ（ビニルアルコール）を基材とする医療用デバイスおよびその作成法および使用法に関する。
【背景技術】
【０００３】
最も長期間の整形外科用インプラントは合成の疎水性ポリマーを含む。例えば金属製インプラントの中には、超高分子量ポリエチレンのような疎水性ポリマーから作られた連結表面（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）を有するものもある。そのような疎水性ポリマーからの摩耗粒子は、しばしば骨溶解といった悪い免疫応答を誘導する。さらにこれらのポリマーは生体不活性ではあるが、細胞足場または軟部組織置換として使用するためには理想的には適していない。このように当該技術分野では、バルク形態または孔質構造物のいずれかにおいて、より生体に適した（ｂｉｏ−ｆｒｉｅｎｄｌｙ）インプラント材料の必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第６１／０１５，８０６号明細書
【発明の概要】
【０００５】
発明の要約
幾つかの観点では、本発明はポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）を含んでなるインプラントに関し、ここで該ポリ（ビニルアルコール）は、少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００の重量平均分子量を有する。幾つかのインプラントはさらに治療用組成物を含んでなる。加水分解度は特定の態様では少なくとも９５％または９８％である。幾つかの好適なＰＶＡは架橋結合されている。
【０００６】
幾つかの態様は整形外科用インプラントに関する。本発明の整形外科用インプラントには、ポリ（ビニルアルコール）を含んでなる連結表面を有するものを含む。幾つかのインプラントは、水、グリセロールのような可塑剤、または治療用組成物のような付加材料を含むことができる。
【０００７】
幾つかの観点では、本発明は本明細書に記載するポリ（ビニルアルコール）組成物を含んでなる軟部組織の修復および再生のための足場に関する。
【０００８】
本発明の他の観点は、本明細書に記載するＰＶＡ組成物を含んでなる物品の形成法に関する。１つのそのような方法は、
・少なくとも５０，０００の重量平均分子量および少なくとも９０％の加水分解度を有するポリ（ビニルアルコール）を、ポリ（ビニルアルコール）の１０〜５０％重量パーセントを構成する量の１もしくは複数の可塑剤と接触させ、これにより可塑化された材料を形成し；そして
・可塑化された材料を成形して硬化した物品を形成する、
ことを含んでなる。
【０００９】
幾つかの態様では、この方法は硬化したグリセロール含有ＰＶＡ物品を完全に水−飽和（ｗａｔｅｒ−ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）状態に水和することに関する。
【００１０】
特定の態様では、この方法はさらに該物品を０℃以下または−８０℃に供し、次いで該物品を大気圧未満の圧に供することによりショアー（Ｓｈｏｒｅ）Ｄ硬度を上げることを含んでなる。ショアーＤ硬度の低下が望ましい場合、架橋結合ＰＶＡ（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ ＰＶＡ）を含んでなる物品を、７０℃〜９５℃の温度の水溶液に接触させることができる。
【００１１】
幾つかの態様では、ポリ（ビニルアルコール）はグリセロールと接触させる時に粒状である。適切な可塑剤にはグリセロールのような多価アルコールを含む。可塑剤は処理条件に適合するように適切な熱的性質を有するべきである。
【００１２】
本物品を形成するために、任意の適切な硬化法を使用することができる。そのような方法には圧縮成形およびラム押出し法を含む。
【００１３】
この方法はさらにポリ（ビニルアルコール）を架橋結合して架橋結合した物品を形成することを含んでなることができる。
【００１４】
架橋結合は当該技術分野で既知の任意の方法により生じることができる。幾つかの態様では、架橋結合はポリ（ビニルアルコール）を高エネルギー電離照射に暴露することにより成される。
【００１５】
幾つかのインプラントおよび足場は孔質であることができる。そのような物品を作成する確実な方法は、さらに塩化ナトリウムを含んでなる圧縮成形性材料を使用する。幾つかの方法では、グリセロールおよび塩化ナトリウムの少なくとも一部を除去するために効果的な時間および条件下で、架橋結合した物品を水と接触させる。幾つかの好適な態様では、少なくとも９０％のグリセロールおよび少なくとも９０％の塩化ナトリウムが、架橋結合した物品と水を接触させることにより除去される。
【００１６】
また本発明は、少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有するポリ（ビニルアルコール）を含んでなる小室（ｃｈａｍｂｅｒ）；該小室内の治療用組成物；および該小室に通じる電力源を含んでなるイオン浸透療法デバイスに関する。幾つかの態様では、治療用組成物は経皮的に送達される。幾つかの態様では、治療薬は正または負の電荷を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例３の孔質の水−飽和ＰＶＡの顕微鏡写真を示す。
【図２】実施例３の孔質の水−飽和ＰＶＡの顕微鏡写真を示す。
【図３】ＰＶＡ樹脂のグリセロール−可塑化に関する工程の概略を表す。
【図４】種々の非架橋結合ＰＶＡインプラント材料の作製に関する工程の概略を表す。
【図５】種々の架橋結合ＰＶＡインプラント材料の作製に関する工程の概略を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
具体的態様の詳細な説明
本発明は一般に、ポリ（ビニルアルコール）を含んでなるインプラントに関し、ここで該ポリ（ビニルアルコール）は少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有する。幾つかのインプラントはさらに、治療用組成物を含む。そのようなインプラントは動物（例えばヒト）の身体内に配置され、そして治療用組成物を経時的に放出する。そのような手順は当業者には周知である。
【００１９】
一つの観点では、本発明はポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）を基材とした親水性の整形外科用インプラントに関する。これらのインプラントは疎水性ポリマーからできたものとは異なり、細胞足場または軟部組織置換としても有用である。ポリ（ビニルアルコール）は、従来のインプラントを作成するために使用されるポリマーよりも生体に適している。
【００２０】
幾つかの態様では、本発明の物品は１０〜５０重量パーセントの水を含む。別の態様では、この物品は３０重量％以下の水を含む。
【００２１】
本発明の一つの利点は、本発明のＰＶＡ構造が従来のＰＶＡヒドロゲルのものよりも構造的に強い点である。幾つかの構造は少なくとも３５のショアーＤ硬度を有する。
【００２２】
ポリ（ビニルアルコール）は完全に加水分解されたＰＶＡで、すべての反復基が--ＣＨ２--ＣＨ（ＯＨ）--であるか、あるいは変動する比率（１％〜２５％）のペンダントエステル基を有する一部加水分解されたＰＶＡであることができる。ペンダントエステル基を持つＰＶＡは、構造--ＣＨ２--ＣＨ（ＯＲ）--の反復基を有し、ここでＲはＣＯＣＨ３基であるか、または所望する特性が保持される限りさらに長いアルキル基である。幾つかの態様では、ＰＶＡは好ましくは少なくとも９８％の加水分解度を有する。特定の態様では、ＰＶＡは少なくとも１００，０００ダルトンの分子量（Ｍｗ）を有する。
【００２３】
ＰＶＡは好ましくは架橋結合される。ＰＶＡの架橋結合は、例えばガンマ線照射のような高エネルギー電離照射により行うことができる。一つのそのようなスキームが図５に提示される。あるいは化学的架橋結合も利用することができる。
【００２４】
本発明の物品の硬度は、物品を１もしくは複数の凍結乾燥サイクルに供することにより調整することができる。例えば物品は凍結サイクルで０℃未満の温度、すなわち−２０℃、または−５０℃、または−８０℃に供することができる。物品は凍結温度に数分から数時間、供することができる。例えば５分から２４時間。乾燥サイクルは大気圧未満の圧で行うことができる。例えば圧は１０−２トル以下、１０−４トル以下または１０−６トル以下であることができる。幾つかの態様では乾燥サイクルは、０℃未満の様々な温度で行うことができる。１もしくは複数の凍結／乾燥サイクルでショアーＤ硬度を上げることができる。幾つかの態様では、ショアーＤ硬度は少なくとも２単位、または５単位または１０単位まで上げられる。
【００２５】
また硬度は、物品を７０℃より高い温度の水に浸漬（ｓｏａｋｉｎｇ）することにより調整することもできる。幾つかの態様では、物品を８０℃より高い温度、すなわち９０℃で浸漬させる（ｓｏａｋｅｄ）。物品は数分から数時間、浸漬に供することができる。例えば５分から２４時間。幾つかの態様では、ショアーＤ硬度が少なくとも２単位、または５単位、１０単位または２０単位まで下げられる。
【００２６】
本明細書で使用する用語「硬度」は、デュロメーターで測定した時、平らなスラブまたはボタン状態の非金属性材料の押込硬度を指す。デュロメーターは、押込荷重をスラブにかけ、これによりその硬度を感知するバネ押し圧子を有する。硬度は、引張係数、レジリ
エンス、可塑性、圧縮耐性および弾性のような他の物質特性も間接的に反映することができる。物質の硬度に関する標準試験には、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０を含む。他に特定しない限り、本明細書で報告する物質硬度はショアーＤによるものである。
【００２７】
本発明の物品（インプラントおよび足場）は、真空ホイル包装することができる。そのような技術は当業者には周知である。これらの技術にはＨａｍｉｌｔｏｎ，ｅｔ ａｌ．への米国特許第５，５７７，３６８号明細書に開示されているようなガンマ バキューム
ホイル（Ｇａｍｍａ Ｖａｃｕｕｍ Ｆｏｉｌ：ＧＶＦ）として知られている方法を含む。
【００２８】
ポリ（ビニルアルコール）は高い融点を持ち、そして一般に融解する前に分解することが知られている。一つの観点では、本発明は、圧縮成形前にグリセロールを用いてＰＶＡ樹脂を可塑化することにより、ＰＶＡ成分の調製を可能にする新規圧縮成形法を提供する。可塑化法は、例えばＰＶＡ樹脂をグリセロール中で浸漬することにより行うことができる。幾つかの態様では、浸漬は最初にＰＶＡ樹脂を室温で浸漬し、続いて７０℃より高い温度（態様によっては８０℃より上）で４時間以上、熱浸漬（ｈｅａｔ ｓｏａｋ）することにより行われて可塑化ＰＶＡ樹脂が製造される。次いで可塑化ＰＶＡ樹脂は３５０゜Ｆ（１７６．７℃）から４２０゜Ｆ（２１５℃）の間の温度で、十分な加圧により硬化することができる。
【００２９】
本明細書で使用する可塑化剤は、ＰＶＡに加えた時に柔軟性、加工性、または成形性を上げる組成物である。
【００３０】
幾つかの態様では、インプラントのような物品を形成するための圧縮成形の使用を含む。圧縮成形技術は当業者には公知である。幾つかの好適な態様では、酸素を減じた環境が可塑化および／または圧縮成形に好適である。適切な酸素を減じた環境には、減圧、窒素もしくはアルゴン雰囲気、またはそれらの組み合わせを含む。
【００３１】
グリセロールは生体適合性の潤滑剤であるが、整形外科用インプラントの一部として使用することができる。あるいはＰＶＡ成分中のグリセロールは、水または塩水に長時間浸漬することにより水と交換することができる。後者の工程により、ＰＶＡ樹脂中にグリセロールではなく水または塩水を含有するＰＶＡ成分の生産が可能となる。幾つかの態様は、グリセロール以外の可塑化剤を利用することができる。特定の態様では、他の多価アルコールが使用される。
【００３２】
【化１】
【００３３】
「足場形成（ｓｃａｆｆｏｌｄｉｎｇ）」とは、予め定めた形状に組織が成長できるマトリックスを支持することを意味する。この形状は足場形成の形状により予め決定される。足場は、再生した組織を支持し、そして形づくるために機能する。足場の製造は当該技術分野では周知である。
【００３４】
「インプラント」は、組織中への移植に適する物品（移植片、デバイス、足場または関節置換部品のような）を意味する。インプラントデバイスは、当該技術分野では周知である。本発明から有利となり得る関節には、限定するわけではないが膝、足首、肩、肘および手首を含む。
【００３５】
本明細書で使用する用語「水−飽和」および「完全に水和した」とは等価であると考えられる。
【００３６】
また治療薬はインプラントまたは足場に共有結合的に付いているか（ａｔｔａｃｈｅｄ）、または含まれることができる。治療薬は化学的または酵素的に付けられる。治療薬はさらなる修飾無しで付けられてもよく、あるいはスペーサーアームで結合させてもよい。スペーサーアームを使用する場合、スペーサーアームは穏やかな（ｄｉｓｃｒｅｅｔ）生物学的条件下でスペーサーアームの開裂を可能にする部位を有することができる。スペーサーアームが開裂すると、次に生物作用物質がインプラントまたは足場から自由に拡散する。ＰＶＡ材料と適合性の治療薬を使用することができる。
【００３７】
適切な治療薬には、１もしくは複数の以下のものを含む：走化性剤；抗生物質；ステロイド系および非ステロイド系鎮痛薬；抗炎症薬；免疫抑制剤および抗ガン剤のような抗拒絶剤（ａｎｔｉ−ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ）；種々のタンパク質（例えば短鎖ペプチド、骨形成タンパク質、糖タンパク質およびリポタンパク質）；細胞接着メディエーター；生物学的に活性なリガンド；インテグリン結合配列；リガンド；種々の増殖および／または分化作用物質（例えば上皮増殖因子、ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ、ＴＧＦ−ベータ、増殖および分化因子、繊維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖因子、インスリン様増殖因子、副甲状腺ホルモン、副甲状腺ホルモン関連ペプチド、ＢＭＰ−２；ＢＭＰ−４；ＢＭＰ−６；ＢＭＰ−７；ＢＭＰ−１２；ソニックヘッジホッグ；ＧＤＦ５；ＧＤＦ６；ＧＤＦ８；ＰＤＧＦ）；特異的な増殖因子のアップレギュレーションに影響を及ぼす低分子；テネイシン−Ｃ；ヒアルロン酸；硫酸コンドロイチン；フィブロネクチン；デコリン；トロンボエラスチン；トロンビン由来ペプチド；ヘパリン；硫酸ヘパリン；ＤＮＡフラグメントおよびＤＮＡプラスミド。整形外科の分野で他のそのような物質が治療的価値を有するならば、少なくともそのような物質の幾つかは本開示の概念において用途を有し、そしてそのような物質は他に限定を表さない限り、「治療薬」の意味に含むべきであると考えられる。
【００３８】
幾つかの態様では、本発明のデバイスはイオン浸透療法デバイスである。これらのデバイスは非侵襲的様式での患者への治療薬の投与を可能とする。幾つかの態様では、薬剤は反発する起電力を使用して経皮的に投与される。そのような力は、本明細書に記載するＰＶＡ材料を使用して構築されたイオン浸透療法小室にかけられる小さい電荷を利用することができる。イオン浸透療法デバイスは少なくとも２個の電極を含む。典型的には両電極は身体の皮膚のいくらかの(ｓｏｍｅ)部分と完全に電気的に接触するように配置される。小室として機能するか、または小室に付随する１つの電極は、送達されるべき治療薬を含む。第２電極は身体を通る電気回路を完成するように機能する。小室は小室と同じ電荷を有する治療薬を含むことができる。例えば正に荷電した小室は正に荷電した薬剤をデバイスから放出するために使用できる。同様に負に荷電した小室は負に荷電した薬剤に使用することができる。幾つかの態様では、薬剤は水溶性剤である。幾つかの治療薬は、塩酸リドカインおよび塩酸フェンタニールのような局所麻酔薬である。例えばＰａｒｋｉｎｓｏｎ，ｅｔ ａｌ，ドラッグデリバリーテクノロジー（Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．４，５４−６０頁（２００７年４月）を参照されたい。
【００３９】
従来の経皮的パッチとは対照的に、イオン浸透療法デバイスからの薬剤の送達は、デバ
イスにかける電流の制御により管理することができる。デバイスにかける電流の制御に加えて、薬剤送達はまた皮膚のｐＨ、デバイス中の薬剤濃度、電荷、電荷濃度および分子量のような薬剤の特徴、および特定患者の皮膚耐性からも影響を受ける。
【００４０】
正または負の電荷を有する治療薬の送達のための幾つかのイオン浸透療法デバイスは、（ｉ）ポリ（ビニルアルコール）ポリマーを含んでなり、そして正または負に荷電した治療薬および対イオンを含有するリザーバー、および（ｉｉ）電導性の員がリザーバーと接触し、そして正もしくは負電圧がリザーバーにかけられた時、容易に酸化されて荷電したイオン種を形成する材料を含んでなる電導性の員を含んでなる。幾つかの態様では、ＰＶＡを含んでなるリザーバーが水和される時、これは治療薬に対して浸透性となる。
【００４１】
イオン浸透療法デバイスは当業者には周知である。例えば米国特許第３，９９１，７５５号；同第４，１４１，３５９号；同第４，３９８，５４５号；同第４，２５０，８７８号および同第５，７１１，７６１号明細書を参照にされたい。イオン浸透療法デバイスに関するこれらの開示およびそれらの使用は、引用により本明細書に編入する。市販されているイオン浸透療法デバイスには、ＡＬＺＡ（ＩＯＮＳＹＳ（商標））およびＩＯＭＥＤにより製造されているものがある。多くはこのようなデバイスは、処置部位に配置され、そして患者の身体付近に配置される電極に連結されるバッテリー起動型のマイクロプロセッサーＤＣ電流投薬コントローラーを利用する。幾つかのデバイスは、デバイスの中に組み立てられた使い捨ての低電位バッテリーを有する皮膚パッチである。
【００４２】
本発明は以下の実施例により具体的に説明するが、これらは説明を意図するものであり限定するものではない。
【００４３】
実施例
【実施例１】
【００４４】
架橋結合ＰＶＡインプラント材料
１５．０グラムのＰＶＡ（９９＋％加水分解、１６６，０００ダルトンのＭｗ）を、４．５ｍｌのグリセロールと混合し、そして混合物を２４時間、浸漬した。次いで混合物を８０℃で８時間、熱浸漬した。生じた可塑化ＰＶＡ樹脂を、硬化のために直径３．５”の３ピース型（３−ｐｉｅｃｅ ｍｏｌｄ）に移した。ＰＶＡ樹脂を４２０゜Ｆ（２１５．５℃）に５〜１０゜Ｆ／分の加熱速度で加熱し、そして１，０００ｐｓｉの圧下で１０分間硬化し、続いて１０〜１５゜Ｆ／分の速度で冷却した。生じたＰＶＡプラックは、５０ＫＧｙガンマ線照射処理のために真空アルミニウムホイルパウチに包装された。
【００４５】
グリセロール含有ＰＶＡ 対 架橋結合したグリセロール含有ＰＶＡに関する引張データを表１に与える。引張試験は、Ｖ型試験片を使用してＡＳＴＭ Ｄ６３８で行った。
【００４６】
【表１】
【００４７】
グリセロールの存在で、ＰＶＡは架橋結合してガンマ線照射にかけた時にネットワーク構造を形成する。これは照射架橋結合後の全体的な引張特性における重要な改善である。興味深いことに、架橋結合は破壊するためのエネルギーを４７in-lbから６９in-lbに上げ、これは靭性および構造的結合性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）における有意な改善である。
【実施例２】
【００４８】
水含浸架橋結合ＰＶＡインプラント材料
３０．０グラムのＰＶＡ（９９＋％加水分解、Ｍｗ＝１６６，０００ダルトン）を、９ｍｌのグリセロールと混合し、そして混合物を一晩浸漬した。次いで混合物を１９４゜Ｆ（９０℃）で６時間、熱浸漬した。次いで生じた可塑化ＰＶＡを、硬化のために３ピース型に移した。硬化は４００゜Ｆ（２０４．４℃）で１２００ｐｓｉ下で１０分間行った（加熱速度：５〜１０゜Ｆ／分、そして冷却速度：１０〜１５゜Ｆ／分）。生じた成形プラックは、アルミニウムホイルパウチに真空包装された。次いでプラックを７５ＫＧｙのガンマ線照射で処理した。次いで成形プラックはグリセロールを置換するために蒸留水に２日間、浸漬した。
【００４９】
圧縮試験は以下の方法を使用して行った。５個のディスク試験片（直径０．５０”ｘ〜０．１９”高）は、０．４”／分のクロスヘッド速度で、ＭＴＳ Ｉｎｓｉｇｈｔ５試験機上の平行プラック間で圧縮負荷した。試験は圧縮負荷がロードセル等級の９５％を越えた時に止めた（９５０Ｌｂ）。試験片のどれも圧縮モードで失敗しなかった。
【００５０】
二重ノッチ付Ｉｚｏｄ衝撃試験を、以下の手順を使用して行った。５個の長方形試験片（０．２５”ｘ０．５０”ｘ２．５”）を切欠（ｎｏｔｃｈｅｄ）し、そしてＡＳＴＭ Ｆ６４８に基づき試験した。この試験は、水含浸ポリビニルアルコールの靭性を、最も靭性のあるポリマーの一つである超高分子量ポリエチレンと比較して評価するために使用した。試験結果は水含浸架橋結合化ポリビニルアルコールが、衝撃強度という点で超高分子量ポリウレタン（ＵＨＭＷＰＥ）に匹敵することを示した。
【００５１】
【表２】
【００５２】
湿潤状態で、架橋結合ＰＶＡは柔軟性であり、そして高い圧縮強さ、および耐衝撃性を有する。
【実施例３】
【００５３】
多孔質ＰＶＡ
２０．０グラムのＰＶＡ（９９＋％加水分解、１４６，０００Ｍｗ）を、６．０ｍｌのグリセロールと混合し、そして一晩浸漬した。次いで混合物を１０５℃で６時間、熱浸漬して可塑化ＰＶＡ混合物が生成した。次いで１０．０グラムの食卓塩を可塑化ＰＶＡ樹脂とＴｕｒｂｕｌａミキサーを使用して混合した。生じた混合物の硬化は、実施例２に記載した成形サイクルを使用して行った。成形した物品は塩を浸出させ、そしてグリセロールを水と置き換えるために５日間という長期間、水に浸漬した。表３は孔質の水−含浸ＰＶＡの特性を表す（引張試験は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８、Ｖ型試験片に従い行った）。
【００５４】
【表３】
【実施例４】
【００５５】
凍結−乾燥ＰＶＡ材料
２０．０グラムのＰＶＡ（９９＋％加水分解、Ｍｗ＝１６６，０００ダルトン）を、６ｍｌのグリセロールと混合し、そして混合物を一晩浸漬した。次いで混合物を１１０℃で４時間、熱浸漬した。次いで生じた可塑化ＰＶＡは、硬化のために３．５”Ｄの３ピース型に移した。硬化は３８０゜Ｆで６００ｐｓｉの圧下にて５分間行った（加熱速度：５〜１０゜Ｆ／分、そして冷却速度：１０〜１５゜Ｆ／分）。
【００５６】
次いでこの非架橋結合ＰＶＡ材料を、室温で水に２日間浸漬してグリセロールを水に置き換えた。グリセロール−可塑化ＰＶＡの硬度は、６２（ショアーＤ）であり、そして水−含浸ＰＶＡは３４．５％の含水量であり（水重量／ＰＶＡ重量）、そして３８の硬度（ショアーＤ）を有した。
【００５７】
この水−含浸ＰＶＡブロックは、凍結乾燥サイクル、−８０℃で一晩凍結、そして４０ｘ１０−６トルで６時間乾燥に通すことによりさらに処理した。凍結−乾燥ＰＶＡは４６
の硬度（ショアーＤ）を有した。
【実施例５】
【００５８】
低減した結晶度の架橋結合ＰＶＡ
４０．０グラムのＰＶＡ（９９＋％加水分解、Ｍｗ＝１６６，０００ダルトン）を、１２ｍｌのグリセロールと混合し、そして混合物を一晩浸漬した。次いで混合物を１７６゜Ｆ（８０℃）で６で時間、熱浸漬した。次いで生じた可塑化ＰＶＡは、硬化のために３．５”Ｄの３ピース型に移した。硬化は２段階の浸漬工程を使用して行った：２２０゜Ｆ（１０４．４℃）で１０４０ｐｓｉにて５分間、および４００゜Ｆ（２０４．４℃）で１５６０ｐｓｉにて１５分間（加熱速度：５〜１０゜Ｆ／分、そして冷却速度：１０〜１５゜Ｆ／分）。生じた成形プラックはアルミホイルのパウチに真空包装し、そして５０ＫＧｙでガンマ線照射した。
【００５９】
架橋結合ＰＶＡ材料は、工程中の損失およびＰＶＡからのわずかな程度のグリセロール漏出により、１７．３％のグリセロール（ＰＶＡ重量あたりのグリセロール重量）を含んだ。この材料は比較的硬質であり、６６の硬度（ショアーＤ）を有した。次いで架橋結合ＰＶＡ材料を８０℃の水に２時間、浸漬した。温水浸漬工程によりグリセロールが除去され、そして非架橋結合ＰＶＡを溶解させた。これは有意に架橋結合ＰＶＡを軟化させた。再構成されたＰＶＡは３４．４％の含水量（ＰＶＡ重量あたりの水重量）、および３６の硬度（ショアーＤ）を有した。次いで水−含浸、架橋結合ＰＶＡブロックは、凍結乾燥サイクル、−８０℃で一晩凍結、そして４０ｘ１０−６トルで６時間乾燥に通した。凍結−乾燥ＰＶＡブロックは４２の硬度（ショアーＤ）を有した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有するポリ（ビニルアルコール）：および
・治療用組成物；
を含んでなる医療用デバイスであり、該デバイスが１０〜５０重量パーセント含量の水および可塑剤の少なくとも１つを有する上記医療用デバイス。
【請求項２】
ポリ（ビニルアルコール）が架橋結合されている請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項３】
ポリ（ビニルアルコール）が少なくとも９８％加水分解されている請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項４】
さらに可塑剤を含んでなる請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項５】
可塑剤がグリセロールを含んでなる請求項４に記載の医療用デバイス。
【請求項６】
さらに水を含んでなる請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項７】
上記医療用デバイスが整形外科用インプラントである請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項８】
上記ポリ（ビニルアルコール）を含んでなる連結表面を有する請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項９】
上記医療用デバイスが軟部組織の修復および再生のための足場である請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項１０】
物品の形成法であって：
・少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量および少なくとも９０％の加水分解度を有するポリ（ビニルアルコール）を、ポリ（ビニルアルコール）の１０〜５０％重量パーセントを構成する量の１もしくは複数の可塑剤と接触させ、これにより可塑化された材料を形成し；そして
・可塑化された材料を成形して硬化した物品を形成する、
ことを含んでなる上記形成法。
【請求項１１】
可塑剤がグリセロールを含んでなる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
さらにポリ（ビニルアルコール）を架橋結合させて架橋結合された物品を形成することを含んでなる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも一部のグリセロールを除去するために効果的な時間および条件下で、架橋結合された物品を水と接触させることをさらに含んでなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
さらに
（ａ）上記物品を０℃未満の温度に供し、次いで上記物品を大気圧未満の圧に供するか；または
（ｂ）架橋結合ＰＶＡを含んでなる上記物品を、７０℃より高い温度の水溶液に供する、ことにより上記物品の硬度を変更することを含んでなる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
・少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有するポリ（ビニルアルコール）を含んでなる小室；
・該小室内の治療用組成物；および
・該小室に通じる電力源
を含んでなるイオン浸透療法デバイス。
【請求項１】
・少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有するポリ（ビニルアルコール）：および
・治療用組成物；
を含んでなる医療用デバイスであり、該デバイスが１０〜５０重量パーセント含量の水および可塑剤の少なくとも１つを有する上記医療用デバイス。
【請求項２】
ポリ（ビニルアルコール）が架橋結合されている請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項３】
ポリ（ビニルアルコール）が少なくとも９８％加水分解されている請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項４】
さらに可塑剤を含んでなる請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項５】
可塑剤がグリセロールを含んでなる請求項４に記載の医療用デバイス。
【請求項６】
さらに水を含んでなる請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項７】
上記医療用デバイスが整形外科用インプラントである請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項８】
上記ポリ（ビニルアルコール）を含んでなる連結表面を有する請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項９】
上記医療用デバイスが軟部組織の修復および再生のための足場である請求項１に記載の医療用デバイス。
【請求項１０】
物品の形成法であって：
・少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量および少なくとも９０％の加水分解度を有するポリ（ビニルアルコール）を、ポリ（ビニルアルコール）の１０〜５０％重量パーセントを構成する量の１もしくは複数の可塑剤と接触させ、これにより可塑化された材料を形成し；そして
・可塑化された材料を成形して硬化した物品を形成する、
ことを含んでなる上記形成法。
【請求項１１】
可塑剤がグリセロールを含んでなる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
さらにポリ（ビニルアルコール）を架橋結合させて架橋結合された物品を形成することを含んでなる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも一部のグリセロールを除去するために効果的な時間および条件下で、架橋結合された物品を水と接触させることをさらに含んでなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
さらに
（ａ）上記物品を０℃未満の温度に供し、次いで上記物品を大気圧未満の圧に供するか；または
（ｂ）架橋結合ＰＶＡを含んでなる上記物品を、７０℃より高い温度の水溶液に供する、ことにより上記物品の硬度を変更することを含んでなる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
・少なくとも９０％の加水分解度および少なくとも５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有するポリ（ビニルアルコール）を含んでなる小室；
・該小室内の治療用組成物；および
・該小室に通じる電力源
を含んでなるイオン浸透療法デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１１−５０７６２２（Ｐ２０１１−５０７６２２Ａ）
【公表日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３９７７７（Ｐ２０１０−５３９７７７）
【出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０８７３５１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８５９０５
【国際公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【出願人】（５０１３８４１１５）デピュイ・プロダクツ・インコーポレイテッド (216)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０８７３５１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８５９０５
【国際公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【出願人】（５０１３８４１１５）デピュイ・プロダクツ・インコーポレイテッド (216)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]