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新規組成物、ならびに関連する方法、コーティング、および物品
説明

新規組成物、ならびに関連する方法、コーティング、および物品

物品(100)に適用されるコーティング(120)に関する組成物および方法が開示される。組成物を対象の表面上に適用することができ、当該組成物はポリマーおよび金属アルコキシド前駆体を含む。金属酸化物は、金属酸化物前駆体を加水分解した後に、コートされた物品を加熱することを含むプロセスによって、金属酸化物前駆体から形成される。コートされた物品は、医療インプラントを含めた医療デバイスを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、本明細書に組み込まれる特許文献である、先の2007年10月19日に出願した米国仮特許出願第60/981,263号に関連し、その優先権を主張するものである。
【0002】
連邦支援の研究に関する陳述
本発明は、退役軍人局によって付与された助成金V00241P−00445およびV650P−3955の下、政府支援によってなされたものである。政府は本発明において一定の権利を有する。
【0003】
本発明は、新規組成物、ならびに関連する方法、コーティング、および物品に関する。
【背景技術】
【0004】
酸化チタンは金属酸化物半導体であり、そのバンドギャップより高い光子エネルギーを用いた照射下で、伝導帯および価電子帯においてそれぞれ電子および正孔を生成する。こうした光で生じる電子および正孔は、表面吸着種(例えば、水および酸素)と結合して高反応性のラジカル種、例えばヒドロキシルラジカル(・OH)およびスーパーオキサイドアニオン(・O)を形成することができる。これらの反応種は強い酸化力を有し、大部分の有機化合物を酸化することができる。結果として、これらの反応種の存在は、酸化チタン粒子の表面に光触媒活性を与える。これらの反応種は、通常、酸化チタンがUV光(例えば、380nm未満の波長を有する)によって照射されるときのみ生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国仮特許出願第60/981,263号
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】J.H.Parkら、Biomaterials 2002年、23:1797〜1808頁
【非特許文献2】J.H.Parkら、J.Appl.Polym.Sci.、2003年、89:1505〜1514頁
【非特許文献3】J.H.Parkら、J.Biomed.Mater.Res.、2003年、64A:303〜319頁
【非特許文献4】A.J.Garcia、J.Biomed.Mater.Res.2003年、67A(1):328〜333頁
【非特許文献5】J Biomed Mater Res A 2007年;83A(3):853〜860頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、新規組成物、ならびに関連する方法、コーティング、および物品に関する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一態様において、本発明は、ポリマーおよび金属酸化物前駆体を含有する組成物を対象の表面上に適用すること、および対象の表面上に組成物を適用した後に金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成することを含む方法を特徴とする。
【0009】
別の態様において、本発明は、金属酸化物前駆体を約40%以上約70%以下の湿度の気体に少なくとも約1時間曝すことによって、ポリマーおよび金属酸化物前駆体を含有する組成物中の金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成することを含む方法と特徴とする。
【0010】
別の態様において、本発明は、金属酸化物前駆体を約40%以上約70%以下の湿度の気体に曝すことと金属酸化物前駆体を当該気体に存在する水、酸および塩基以外の水、酸または塩基と実質的に接触させないこととによって、ポリマーおよび金属酸化物前駆体を含有する組成物中の金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成することを含む方法を特徴とする。
【0011】
別の態様において、本発明は上記方法によって製造される物品を特徴とする。
【0012】
別の態様において、本発明は、ポリマーおよび金属酸化物を含む組成物であって、約380nm以上約1,200nm以下の波長において最大吸収ピークを有する組成物を特徴とする。
【0013】
別の態様において、本発明は、ポリマーおよび金属酸化物を含む組成物であって、約380nm以上約1,200nm以下の波長を有する光による約1時間の照射下で、メチレンブルー溶液の664nmにおける光学密度を少なくとも約20%低下させる組成物を特徴とする。
【0014】
なお別の態様において、本発明は、対象および当該対象の表面によって支持されたコーティングを含む物品を特徴とする。コーティングは、ポリマーおよび金属酸化物前駆体を含む。金属酸化物前駆体は、金属酸化物前駆体およびポリマーの合計の体積の約50%以上約99%以下である。
【0015】
実施形態は、1つまたは複数の以下の特徴を含むことができる。
【0016】
いくつかの実施形態において、金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成することは、金属酸化物前駆体を加水分解することを含む。
【0017】
いくつかの実施形態において、金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成することを、約45℃以下(例えば、約30℃以下)の温度で実施する。
【0018】
いくつかの実施形態において、金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成することを、少なくとも約1時間実施する。
【0019】
いくつかの実施形態において、金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成することは、組成物を約40%以上約70%以下の湿度の気体に曝すこと、ならびに/または金属酸化物前駆体を気体に存在する水、酸および塩基以外の水、酸または塩基と実質的に接触させないことを含む。
【0020】
いくつかの実施形態において、気体は空気を含む。
【0021】
いくつかの実施形態において、金属酸化物前駆体は、金属アルコキシド、金属ジケトネート、または金属塩を含む。例えば、金属酸化物前駆体は、チタンアルコキシド、バナジウムアルコキシド、亜鉛アルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、銀アルコキシド、またはタンタルアルコキシドを含むことができる。
【0022】
いくつかの実施形態において、金属酸化物前駆体は、チタンテトライソプロポキシドまたはバナジウムオキシトリプロポキシドを含む。
【0023】
いくつかの実施形態において、金属酸化物は、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化銀または酸化タンタルを含む。
【0024】
いくつかの実施形態において、ポリマーは、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリアクリルアミド、ポリペプチド、多糖、またはこれらの組合せもしくはコポリマーを含む。例えば、ポリマーは、ポリ(ジメチルシロキサン)、例えば官能化ポリ(ジメチルシロキサン)を含むことができる。一定の実施形態において、金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成する間に、官能化ポリ(ジメチルシロキサン)の少なくとも一部が架橋する。
【0025】
いくつかの実施形態において、金属酸化物前駆体は、金属酸化物前駆体およびポリマーの合計の体積の約50%以上約99%以下(例えば、約60%以上約97%以下)である。
【0026】
いくつかの実施形態において、組成物は、溶媒をさらに含むことができる。一定の実施形態において、上記方法は、組成物を対象の表面上に適用した後、または金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成する前に溶媒を除去することをさらに含むことができる。
【0027】
いくつかの実施形態において、組成物は、約500nm以上約1,100nm以下(例えば、約600nm以上約1,000nm以下)の波長において最大吸収ピークを有する。
【0028】
いくつかの実施形態において、組成物は、対象の表面上のコーティングの形態である。一定の実施形態において、対象は、医療デバイス、例えば医療インプラントである。
【0029】
いくつかの実施形態において、物品は、医療デバイス、例えば医療インプラントであってよい。
【0030】
実施形態は、1つまたは複数の以下の利点を含むことができる。
【0031】
いくつかの実施形態において、上記コーティングは、紫外(UV)光(例えば、約10nm〜約380nmの波長を有する)に加えて、可視光および赤外(IR)光(例えば、約380nm〜約1,200nmの波長を有する)ならびにX線(例えば、約0.01nm〜約10nmの波長を有する)の照射下においても光触媒活性を予想外にも示す。一定の実施形態において、上記コーティングは、人体の光透過性について最適波長範囲である約600nm〜約1,000nmの波長を有する光の照射下で光触媒活性を示す。結果として、そのようなコーティングは、当該コーティングを有する医療デバイスが人体に埋め込まれているとき、骨、皮膚、筋肉、および他の軟組織に対して効果的な治療的処置(例えば、抗炎症活性または抗菌活性)を与えることができる。一定の実施形態において、上記コーティングは、人体に有害でない線量、例えば、一般的なCTスキャナに用いられる線量での、約0.01nm〜約10nmの波長を有するX線の照射下において、光触媒活性を示す。結果として、そのようなコーティングは、当該コーティングを含有する医療インプラントを有する患者が、一般的なCTスキャナによってスキャンされるとき、骨、皮膚、筋肉、および他の軟組織に対して効果的な治療的処置(例えば、抗炎症活性または抗菌活性)を与えることができる。一定の実施形態において、上記コーティングは、UV光照射下で低い光触媒活性を示すが、可視またはIR光照射下では高い光触媒活性を維持する。結果として、そのようなコーティングは、UV光照射が望ましくなくフィルタリングによって除去されているとき、効果的な治療的処置(例えば、抗炎症活性または抗菌活性)を与えることができる。
【0032】
いくつかの実施形態において、上記コーティングは、コーティングからの酸化バナジウムの送達プロファイルを大幅に改善する。例えば、酸化バナジウムが、酸化チタンおよびポリ(ジメチルシロキサン)を含むコーティングに配合されているとき、予想外に高い割合の酸化バナジウムが生理条件下でコーティングから放出される。コーティングから放出される酸化バナジウムの割合は、例えば、ポリ(ジメチルシロキサン)を含まず酸化チタンを含有するコーティングから放出される酸化バナジウムの割合よりもはるかに高い。結果として、そのようなコーティングが配置されている(例えば、人体に埋め込まれている)とき、酸化バナジウムは治療効果を達成するのに十分な量を人体に送達することができる。
【0033】
いくつかの実施形態において、上記コーティングは、コーティングからの酸化銀の送達プロファイルを大幅に改善する。例えば、(ネオデカン酸銀からの)少量の酸化銀が酸化チタンおよびポリ(ジメチルシロキサン)を含むコーティングに配合されているときには、銀は生理条件下でコーティングから放出されて予想より高い抗菌作用を与える。例えば、酸化チタンコーティングによって抗菌活性を与えるには、酸化チタンとポリ(ジメチルシロキサン)との混合物を含有するコーティングと比較して、より高い銀の配合量が要求される。こうしたより低い銀の有効量は、ヒト細胞(例えば、線維芽細胞)の成長を支えながら、細菌成長を抑制するコーティングの作製を可能にする。酸化銀配合量が多いほど、これらのコーティングに、より長い持続性の抗菌力が与えられる。結果として、そのようなコーティングが配置されている(例えば、人体に埋め込まれている)とき、銀は抗菌治療効果を達成するのに十分な量を人体に送達され得る。
【0034】
他の特徴および利点は、詳細な説明、図面および特許請求の範囲から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】コートされた物品の実施形態の断面図である。
【図2】コートされたカテーテルの実施形態の断面図である。
【図3】実施例5に記載のアッセイから得られる結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0036】
種々の図面において、同じ参照記号は同じ要素を示す。
【0037】
図1は、対象110および対象110の表面111に支持されたコーティング120を含むコートされた物品100の断面図を示す。
【0038】
概して、コーティング120は、金属酸化物およびポリマーを含む。
【0039】
コーティング120に用いることができる金属酸化物は、一般に、一定の条件下で1つまたは複数の治療効果を示す酸化物を含む。いくつかの実施形態において、コーティング120における金属酸化物は、遷移金属酸化物である。コーティング120での使用に好適な金属酸化物の例として、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化銀、酸化タンタル、またはこれらの組合せを含む。
【0040】
いくつかの実施形態において、コーティング120は、酸化チタンを含む。理論に拘束されることを望まないが、酸化チタンが一定の波長の光照射下で光触媒活性を有することにより、抗微生物特性および抗炎症特性を有するコーティングを得ると考えられる。例えば、UV光照射下で、酸化チタンは、有機物(例えば、細菌)を分解することができる反応性酸素種(例えば、ヒドロキシルラジカルおよびスーパーオキサイドアニオンラジカル)をもたらす電荷を生成することができる。光子照射は、化学反応を触媒して生物活性および治療活性に影響を及ぼしかつ刺激し(例えば、炎症、細菌活性および細胞活性を制御する)、また、隣接する帯電体(例えば、細菌、ヒト細胞、イオン、タンパク質、ペプチド、成長因子)を引きつけるまたは遠ざけることができる、正および負の電荷を生成することができる。いくつかの実施形態において、コーティング120が一定量の酸化チタンを含むとき、UV光(例えば、約10nm〜約380nmの波長を有する)に加えて、可視光およびIR光(例えば、約380nm〜約1,200nmの波長を有する)ならびにX線(例えば、約0.01nm〜約10nm、例えば、約0.06nm〜約0.2nmの波長を有する)による照射下で光触媒活性を予想外にも示す。
【0041】
いくつかの実施形態において、コーティング120は、酸化バナジウムおよび酸化チタンの組合せを含む。酸化バナジウムは公知のインスリン模倣体であり、これを用いて、局所および全身糖尿病状態を処置すること、慢性糖尿病を寛解すること、創傷組織および軟組織の治癒を改善すること、ならびに虚血からの細胞損傷を抑制することができる。理論に拘束されることを望まないが、コーティング120中のポリマーの存在は、コーティングからの酸化バナジウムの送達プロファイルを大幅に改善すると考えられる。いくつかの実施形態において、例えば、酸化バナジウムが酸化チタンおよびポリ(ジメチルシロキサン)を含むコーティング120に配合されているとき、ポリ(ジメチルシロキサン)を含まず酸化チタンを含有するコーティングからよりもはるかに高い割合の酸化バナジウムが生理条件下でコーティング120から予想外にも放出される。
【0042】
いくつかの実施形態において、コーティング120は、酸化銀(例えば、ネオデカン酸銀に由来する)および酸化チタンの組合せを含む。酸化チタンは、他のインプラント材料(例えば、ステンレス鋼および銀)に比べて、接触する組織の炎症反応を低下させることが見出されているが、銀は、抗菌特性を有することが知られている。理論に拘束されることを望まないが、コーティング120中のポリマーの存在は、コーティングからの酸化銀の送達プロファイルを大幅に改善すると考えられる。いくつかの実施形態において、例えば、酸化銀が酸化チタンおよびポリ(ジメチルシロキサン)を含むコーティング120に配合されているとき、ポリ(ジメチルシロキサン)を含まず酸化チタンを含有するコーティングからよりも高い抗菌活性が生理条件下でコーティング120によって達成される。ポリ(ジメチルシロキサン)中の酸化チタンおよび酸化銀の特有の組合せは、細菌成長を抑制しながら、ヒト細胞成長を予想外にも支える。
【0043】
いくつかの実施形態において、コーティング120中の金属酸化物(例えば、酸化チタン)の重量パーセントは、少なくとも約0.11%(例えば、少なくとも約22%、少なくとも約30%、少なくとも約41%、少なくとも約91%、または少なくとも約99%)であってよい。
【0044】
コーティング120に用いることができるポリマーとして、一般に、対象110上に金属酸化物含有コーティングの形成を促進することができるポリマーが含まれる。本明細書における「ポリマー」とは、少なくとも2つ(例えば、少なくとも3、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも50、少なくとも100、少なくとも500、少なくとも1,000)のモノマー繰り返し単位を有する化合物をいう。
【0045】
コーティング120中のポリマーは、無機ポリマーまたは有機ポリマーのいずれであってもよい。例えば無機ポリマーとして、ポリシロキサンまたはポリシランを含む。例えば有機ポリマーとして、ポリ(アルキレンオキサイド)(例えば、ポリエチレンオキサイド)、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアクリルアミド、ポリペプチド(例えば、コラーゲン)、または多糖(例えば、アガロースまたはアルギン酸塩)を含む。
【0046】
いくつかの実施形態において、コーティング120はポリ(ジメチルシロキサン)を含む。特定の実施形態において、ポリ(ジメチルシロキサン)は、非官能化ポリ(ジメチルシロキサン)、すなわち、反応性官能基を含有しないものであってよい。反応性官能基は、当技術分野で周知であり、例として、限定されないが、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、ヒドロキシル、チオール、ハロ、シアノ、ニトロ、アミノ、アミド、イミド、エステル、エーテル、およびカルボニル基が含まれる。例えば、市販には非官能化ポリ(ジメチルシロキサン)(DOW CORNING 200 FLUID 20 CST、DOW CORNING製)がある。他の実施形態において、ポリ(ジメチルシロキサン)は、官能化ポリ(ジメチルシロキサン)(すなわち、アミノ基、ヒドロキシル基、またはアルコキシ基などの少なくとも1種の反応性官能基を含有する)であってよい。例えば、市販には官能化ポリ(ジメチルシロキサン)(DOW CORNING MDX4−4159、DOW CORNING製)がある。理論に拘束されることを望まないが、ポリマー(例えば、ポリシロキサンまたはポリウレタン)を含有するコーティングに金属酸化物(例えば、酸化チタン、酸化バナジウムおよび酸化銀)を含むことが、ポリマーのみを含有するコーティングに比べて改善された生体適合性、細胞増殖、抗菌特性および光触媒活性をもたらすことができると考えられる。さらに、理論に拘束されることを望まないが、金属酸化物を含有するコーティングにポリマーを含むことにより、金属酸化物のみを含有するコーティングと比較して改善された接着性および機械的特性をもたらすことができると考えられる。
【0047】
概して、コーティング120中のポリマーは、ホモポリマーまたはコポリマー(例えば、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、または交互コポリマー)のいずれであってもよい。コーティング120に用いられ得るコポリマーの例は、ポリ(エチレンオキサイド)コポリ(ジメチルシロキサン)、例えば、非特許文献1、非特許文献2および非特許文献3に記載されているコポリマーである。理論に拘束されることを望まないが、ポリ(エチレンオキサイド)の存在は、ヒドロゲルの形成を容易にし、ヒドロゲルは、コーティングにおいて、水を保持し、水溶性生体材料の分解を促進させると考えられる。他の例示的なコポリマーとして、ポリカーボネートコポリウレタン、ポリアクリル酸コポリウレタン、およびポリエーテルコポリウレタンが含まれる。
【0048】
いくつかの実施形態において、コーティング120は、2種以上のポリマーのブレンド、例えば、ポリウレタンおよびポリシロキサンのブレンドを含む。いくつかの実施形態において、ブレンドが2種のポリマーを含むとき、その2種のポリマーの重量比は、少なくとも約1:20(例えば、少なくとも約1:15、少なくとも約1:10、少なくとも約1:5、少なくとも約1:2、少なくとも約1:1)の範囲であってよい。
【0049】
いくつかの実施形態において、コーティング120は、約380nm〜約1,200nm(例えば、約500nm〜約1,100nmまたは約600nm〜約1,000nm)の波長に最大吸収ピークを有する。いくつかの実施形態において、コーティング120は、約0.01nm〜約10nm(例えば、約0.03nm〜約1nmまたは約0.06nm〜約0.2nm)の波長において最大吸収ピークを有する。
【0050】
いくつかの実施形態において、コーティング120の材料は非晶質である。理論に拘束されることを望まないが、そのような実施形態においては、コーティング120は、光触媒活性を示すために、結晶質材料を形成するための加熱は必要ないと考えられる。そのようなコーティングは、光触媒活性を依然として維持しながら、加熱することなく、感熱物、例えば織物に、適用されることができる。
【0051】
いくつかの実施形態において、コーティング120は、分離相を含む。一定の実施形態において、分離相は、少なくとも約10nm(例えば、少なくとも約30nm、少なくとも約50nm、少なくとも約80nm、もしくは少なくとも約100nm)および/または最大で約500nm(例えば、最大で約400nm、最大で約300nm、最大で約200nm、もしくは最大で約100nm)の平均径を有する。いくつかの実施形態において、分離相は、ナノサイズのドメインを含む。一定の実施形態において、ナノサイズのドメインは、少なくとも約0.5nm(例えば、少なくとも約1nmもしくは少なくとも約5nm)および/または最大で約10nm(例えば、最大で約5nmもしくは最大で約1nm)の平均長を有する。一定の実施形態において、ナノサイズのドメインは、少なくとも約0.1nm(例えば、少なくとも約0.2nm、少なくとも約0.5nm、もしくは少なくとも約1nm)および/または最大で約2nm(例えば、最大で約1nm、最大で約0.5nm、もしくは最大で約0.2nm)の平均幅を有する。
【0052】
いくつかの実施形態において、コーティング120は、他の治療剤を含んでいてよい。治療剤の例として、タンパク質、ペプチド、成長因子、ビタミン、ミネラル、薬物、有機金属、および金属塩が含まれる。いくつかの実施形態において、そのような治療剤は、生理条件下(例えば、血液のような体液中)でコーティング120から放出されて標的部位に送達され得る。
【0053】
コーティング120は、一般に、液体系コーティングプロセスによって製造することができる。本明細書における「液体系コーティングプロセス」とは、液体系コーティング組成物を用いるプロセスをいう。液体系コーティング組成物の例として、溶液、分散液および懸濁液が含まれる。コーティング組成物が対象110の表面111に塗布された後、通常、組成物は乾燥され、次いで空気中で加水分解されてコーティング120を形成する。
【0054】
概して、液体系コーティング組成物は、金属酸化物前駆体、ポリマー、および溶媒を含んでいてよい。
【0055】
本明細書における「金属酸化物前駆体」とは、金属酸化物を形成することができる任意の化合物をいう。いくつかの実施形態において、金属酸化物前駆体は金属アルコキシドである。例示的な金属アルコキシドとして、チタンアルコキシド(例えば、チタンテトライソプロポキシド)、バナジウムアルコキシド(例えば、バナジウムオキシトリプロポキシド)、亜鉛アルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、銀アルコキシド、またはタンタルアルコキシドが含まれる。いくつかの実施形態において、金属酸化物前駆体は、金属ジケトネート(例えば、チタニウムビス(エチルアセトアセタト)ジイソプロポキシド)または金属塩(例えば、四塩化チタンもしくは塩化銀)である。
【0056】
概して、コーティング組成物中のポリマーは、コーティング120中のポリマーと同一または異なっていてもよい。いくつかの実施形態において、ポリマー分子がいずれの官能基も含まないとき、コーティング120中のポリマーは、コーティング組成物中のポリマーと一般には同一である。いくつかの実施形態において、ポリマー分子が官能基(例えば、アミノ基、アルコキシ基、またはヒドロキシル基)を含むとき、ポリマー分子は、乾燥工程および加水分解工程の間に別のポリマー分子または金属酸化物前駆体分子と反応して、より高分子量のポリマー分子または金属酸化物分子と共有結合したポリマー分子を形成することができる。いくつかの実施形態において、ポリマー分子が2以上の官能基を含むとき、上述の形成された化学種に加えて架橋したポリマー分子が形成され得る。
【0057】
金属酸化物前駆体およびポリマーの体積比は、所望により変動してよい。金属酸化物前駆体が酸化チタン前駆体であり、ポリマーがポリ(ジメチルシロキサン)であるとき、コーティング組成物は、概して、その物理的特性および生物学的特性に応じて4つの異なる分類に分けることができる。
【0058】
第1分類において、コーティング組成物は、酸化チタン前駆体およびポリ(ジメチルシロキサン)の合計の体積の約0.4%(すなわち、コーティング中、約0.11重量%の酸化チタンに相当する)〜約50%(すなわち、コーティング中、約22重量%の酸化チタンに相当する)である酸化チタン前駆体を含有する。この分類の組成物から形成されるコーティングは、改善された線維芽細胞接着および増殖、ならびにコーティングと生体組織との接触の際の低下した軟組織炎症を示す。加えて、酸化バナジウムがそのようなコーティング内に配合されているとき、同一の溶出条件下で、ポリ(ジメチルシロキサン)を含まず酸化チタンを含有するコーティングからよりもはるかに高い割合の酸化バナジウムが当該コーティングから溶出され得る。この分類の組成物から形成されるコーティングは、一般に、ポリ(ジメチルシロキサン)を含まず酸化チタンを含有するコーティングの光触媒活性と類似する光触媒活性(例えば、以下の実施例5または6に記載されているメチレンブルーアッセイによって測定される)を示す。
【0059】
第2分類において、コーティング組成物は、酸化チタン前駆体およびポリ(ジメチルシロキサン)の合計の体積の約50%〜約97.5%(すなわち、コーティング中、約91重量%の酸化チタンに相当する)である酸化チタン前駆体を含有する。第1分類の組成物から形成されるコーティングの改善された生物学的特性に加えて、この分類の組成物から形成されるコーティングは、広域スペクトルの光、例えば、X線(例えば、約0.06〜約0.2nm)、UV光(例えば、約388nm)、可視光(例えば、約420nm、約540nm、または約600nm)、およびIR光(例えば、約720nmまたは約1,000nm)の照射下で光触媒活性(例えば、以下の実施例5または6に記載されているメチレンブルーアッセイによって測定される)を予想外にも示す。特に、酸化チタン前駆体およびポリ(ジメチルシロキサン)の合計の体積の約60%(すなわち、コーティング中、約30重量%の酸化チタンに相当する)〜約97.5%である酸化チタン前駆体を含有する組成物から形成されるコーティングは、人体の光透過性について最適波長範囲である約600nm〜約1,000nmの波長を有する光の照射下で光触媒活性を示す。結果として、そのようなコーティングは、当該コーティングを有する医療デバイスが人体に埋め込まれているとき、骨、皮膚、筋肉、および他の軟組織に対して効果的な治療的処置(例えば、抗炎症活性または抗菌活性)を与えることができる。そのようなコーティングは、UV光照射が望ましくなくフィルタリングによって除去されているとき、効果的な治療的処置を与えることができる。一方で、ポリ(ジメチルシロキサン)を含まず酸化チタンから形成されるコーティングは、UV光(例えば、約380nm未満の波長を有する)の照射下においてのみ光触媒活性を示す。加えて、酸化チタン前駆体およびポリ(ジメチルシロキサン)の合計の体積の約71%(すなわち、コーティング中、約41重量%の酸化チタンに相当する)〜約97.5%である酸化チタン前駆体を含有する組成物から形成されるコーティングは、約600nm〜約1,000nmの波長を有する光による照射下で、UV光よりもはるかに高い光触媒活性を示し、したがって、こうした用途に特に有用である。
【0060】
第3分類において、コーティング組成物は、酸化チタン前駆体およびポリ(ジメチルシロキサン)の合計の体積の約97.5%〜約99.7%(すなわち、コーティング中、約99重量%の酸化チタンに相当する)である酸化チタン前駆体を含有する。この分類の組成物から形成されるコーティングは、第2分類の組成物から形成されるコーティングと同様の改善された細胞増殖特性および接着特性を示すが、低下した光触媒活性を示す。特に、UV光照射下での光触媒活性の低下は、可視またはIR光照射下での光触媒活性の低下よりも速い。結果として、この分類の組成物から形成されるコーティングは、UV光照射下で、可視またはIR光照射下より低い光触媒活性を示す。
【0061】
第4分類において、コーティング組成物は、酸化チタン前駆体およびポリ(ジメチルシロキサン)の合計の体積の約99.7%〜約99.9%(すなわち、コーティング中、約99.6重量%の酸化チタンに相当する)である酸化チタン前駆体を含有する。第1分類の組成物から形成されるコーティングと同様に、この分類の組成物から形成されるコーティングは、改善された線維芽細胞接着および増殖、ならびにコーティングと生体組織との接触の際の低下した軟組織炎症を示すが、ポリ(ジメチルシロキサン)を含まず酸化チタンを含有するコーティングの光触媒活性と同様の光触媒活性を示す。
【0062】
コーティング組成物において用いられ得る溶媒は、一般に、ポリマーおよび金属酸化物前駆体を溶解または分散することができるいずれの溶媒であってもよい。いくつかの実施形態において、コーティング組成物中の溶媒は有機溶媒である。いくつかの実施形態において、溶媒は、低沸点(例えば、最大で約150℃、最大で約120℃、最大で約100℃、または最大で約80℃)を有する。理論に拘束されることを望まないが、低沸点を有する溶媒の使用は、乾燥工程時の溶媒除去を促進し、コーティング120の形成を促進すると考えられる。例示的な溶媒として、アルコール(例えば、イソプロパノール)および脂肪族炭化水素(例えば、ヘキサンまたはミネラルスピリット)が含まれる。いくつかの実施形態において、コーティング組成物中の溶媒は、2種以上の溶媒の混合物を含む。
【0063】
概して、コーティング120は、液体系コーティングプロセスによって製造することができ、当該プロセスは、一般的に、(1)金属酸化物前駆体およびポリマーを溶媒中で混合してコーティング組成物(例えば、溶液または分散液)を形成する工程、(2)対象の表面に組成物をコートする工程、(3)コートされた組成物を乾燥する工程、(4)金属酸化物前駆体から金属酸化物を(例えば、金属酸化物前駆体を加水分解することによって)形成する工程、を含む。
【0064】
いくつかの実施形態において、混合工程は、金属酸化物前駆体およびポリマーを溶媒に直接添加してコーティング組成物を形成することによって実施され得る。いくつかの実施形態において、混合工程はまた、金属酸化物前駆体を溶媒中に溶解または分散して第1組成物を形成すること、ポリマーを溶媒中に溶解または分散して第2組成物を形成すること、第1および第2組成物を混合してコーティング組成物を形成することによって実施することもできる。混合工程において、金属酸化物前駆体を加水分解するために、一般的には、コーティング組成物は水、酸(すなわち、無機酸もしくは有機酸)、または塩基(すなわち、無機塩基もしくは有機塩基)によって処理しない。したがって、コーティング組成物を対象の表面に塗布する前は、コーティング組成物中の実質的に全て(例えば、少なくとも約80重量%、少なくとも約90重量%、少なくとも約95重量%、少なくとも約98重量%、または少なくとも約99重量%)の金属酸化物前駆体は前駆体の形態であり、金属酸化物を形成するために加水分解されない。
【0065】
コートする工程は、任意の好適なコーティング方法によって一般に実施され得る。いくつかの実施形態において、溶液コーティング、インクジェット印刷、スピンコーティング、ディップコーティング、ナイフコーティング、バーコーティング、スプレーコーティング、ローラーコーティング、スロットコーティング、グラビアコーティング、フレキソ印刷、またはスクリーン印刷のプロセスの少なくとも1種を用いることによって実施され得る。一定の例において、対象をコーティング組成物に浸漬させて、次いで対象を組成物から引き上げることによるディップコーティングによって、対象上にコーティング組成物をコートする。
【0066】
概して、組成物を対象の表面にコートした後、組成物を乾燥することによって組成物中の溶媒を除去する。いくつかの実施形態において、乾燥工程を、約45℃未満(例えば、約40℃未満、約35℃未満、または約30℃未満)の温度で実施する。いくつかの実施形態において、乾燥工程を、室温、例えば、約24℃〜約26℃の温度で実施する。いくつかの実施形態において、乾燥工程を、生理的温度、例えば約35℃〜約40℃で実施する。一定の実施形態において、乾燥工程を、生体組織、例えば、表皮、真皮、軟骨および骨との接触の間に実施する。一定の実施形態において、乾燥工程を、高温(例えば、約30℃〜約100℃)で実施して、残存溶媒の除去を確実にし、および/またはコートされた対象を消毒する。
【0067】
金属酸化物は、一般的に、金属酸化物前駆体を加水分解することによって金属酸化物前駆体から形成される。加水分解工程は、一般的に、金属酸化物前駆体が気体中の水分と接触して金属酸化物を形成するように、含水気体(例えば、空気)にコートされた組成物を曝すことによって実施され得る。一般的には、コートされた組成物は、金属酸化物前駆体を加水分解するために、気体中の水分加えて、水、酸(すなわち、無機酸もしくは有機酸)、または塩基(すなわち、無機塩基もしくは有機塩基)によっては処理されない。いくつかの実施形態において、当該気体は、約40%〜約70%(例えば、約50%〜約60%)の湿度レベルを有する。
【0068】
いくつかの実施形態において、加水分解工程は、乾燥工程と同一条件下で実施する。乾燥工程を室温で実施する実施形態においては、加水分解工程の少なくとも一部は乾燥工程と同時に行う。乾燥工程を高温で実施する実施形態においては、実質的に、加水分解工程の全ては乾燥工程の後(すなわち、溶媒を除去した後)で行う。
【0069】
いくつかの実施形態において、加水分解工程は、少なくとも約1時間(例えば、少なくとも約2時間、少なくとも約4時間、少なくとも約8時間、少なくとも約12時間、少なくとも約24時間)実施され得る。
【0070】
いくつかの実施形態において、コーティング120は、加水分解工程の後に高温(例えば、約90℃〜約400℃、例えば、250℃)で加熱する。加熱は、任意の好適な方法、例えば、コーティング120をホットプレート上に置くこと、炉内に置くこと、またはオートクレーブ内の高温蒸気内に置くことによって実施され得る。理論に拘束されることを望まないが、(例えば、高温蒸気による)加熱は、コーティングを消毒することができると考えられる。理論に拘束されることを望まないが、(例えば、約400℃の炉での)加熱は、ポリマー等の有機成分を減少させ、コーティングの表面形態を(例えば、平坦から網状および多孔質)変化させることができ、生体組織のコーティングへの反応を改善する(例えば、組織内部成長、細胞成長および接着を改善する)ことができると考えられる。
【0071】
次に物品100の他の構成要素を検討すると、対象110は、一般に、任意の好適な材料でできていてよい。対象110を製造するのに好適な材料の例として、金属(例えば、金属合金)、ガラス、セラミックス、ポリマー(例えば、プラスチックまたはエラストマー)、複合材料、ゲル(例えば、ヒドロゲル)、タンパク質(例えば、コラーゲン)、および多糖(例えば、アガロースまたはアルギン酸塩)が含まれる。対象110は、矩形状を有するように図1に示されているが、一般には、任意の所望の形状(例えば、正方形、円形、半円形、三角形、菱形、楕円形、台形、不規則な形状)を有してよい。いくつかの実施形態において、対象110の異なる領域は異なる形状を有していてよい。
【0072】
いくつかの実施形態において、物品100は、医療デバイスであってよい。そのような実施形態において、コーティング120は、光子活性化消毒(photon activated disinfection)、および生物活性化合物(例えば、酸化銀および酸化バナジウム)の制御送達を、医療デバイスに与えることができる。医療デバイスの例として、医療インプラント、創傷包帯または救急絆、創縫合デバイス、ブレード、ニードル、鉗子、ドリル、骨鋸、および手術室機器が含まれる。例示的な医療インプラントとして、経上皮インプラント、歯科インプラント、顔面再構成インプラント、美容/形成手術インプラント、皮下インプラント、経皮インプラント、骨インプラント(例えば、骨ねじ、プレート、または外部固定装置)、人工関節(例えば、膝関節、股関節、または足関節)、カテーテル(例えば、腹膜カテーテル、または気管および胃のポートもしくはカテーテル)、橋脚歯(例えば、経皮機器用橋脚歯、人工装具装着橋脚歯、または骨固定橋脚歯)、血液接触装置(例えば、血管グラフ、小口径血管装置、心臓弁要素、ペースメーカーハウジングおよび電極、PORT−A−CATH装置、完全埋込型静脈アクセスシステム装置、またはヘパリンロック)、髄内装置(例えば、髄内ロッドまたはオッセオインテグレーテッド人工装具装着具)、ならびに培養組織(例えば、組織足場、骨足場、人工皮膚足場もしくは皮膚足場、インサイチュで形成されたフォーム足場、コラーゲン足場、または吸収性足場)が含まれる。例示的な創傷包帯または救急絆として、慢性または糖尿病性の潰瘍および創傷包帯、熱傷被覆材、治療用ローションまたはゲル、ならびに創傷処置が含まれる。例示的な創縫合デバイスとして、縫合糸(例えば、吸収性縫合糸)およびステープルが含まれる。
【0073】
上記の1つまたは複数のコーティングを有する医療デバイスの例は、コートされたカテーテルである。具体的には、図2に示すように、カテーテル200は、カテーテル本体210、カテーテル本体210の外表面によって支持されたコーティング220、およびカテーテル本体210の内表面によって支持されたコーティング230を含む。いくつかの実施形態において、コーティング220および230の両方が、金属酸化物(例えば、酸化チタン)およびポリマーを含んでいてよい。いくつかの実施形態において、コーティング220および230は、異なる組成物(例えば、異なる金属酸化物および/または異なるポリマー)を有していてよい。
【0074】
いくつかの実施形態において、コーティング220および230は、治療効果(例えば、抗炎症活性および/または抗菌活性)をカテーテル200に与えることができる。例えば、コーティング220または230が、酸化チタン前駆体およびポリ(ジメチルシロキサン)を含む組成物であって、酸化チタン前駆体がこれら2成分の合計の体積の約50%〜約97.5%である組成物から製造されるとき、当該コーティングは、カテーテル200が人体に埋め込まれているときにカテーテル200に抗炎症特性を与え、近IRまたはIR光(例えば、人体を容易に透過することができる、820nmまたは920nmの波長を有する光)の照射下で反応性酸素種を生成することによって抗菌特性を与えることができる。そのような実施形態において、例えば、埋め込まれたカテーテル200は、近IRまたはIR光に日常的に(例えば、毎週または毎月)曝されて、カテーテル200およびその周辺における細菌の発生を阻害することができる。したがって、カテーテル200は、長いインプラント期間を必要とする応用に特に有利である。
【0075】
いくつかの実施形態において、上記物品は、繊維、呼吸マスクもしくはフィルタリングマスク、フィルタ(例えば、エアフィルタ、水フィルタ、もしくはこれらの要素)、または建築構造物(例えば、部屋内部、部屋外部または建造物の表面)であってよい。いくつかの実施形態において、上記物品は、広域スペクトル透過フィルタ、光学フィルタ、光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置のための要素(例えば、太陽電池の要素)、または水素生成装置のための要素(例えば、太陽光の水素発生器の要素)であってよい。
【0076】
一定の実施形態が開示されたが、他の実施形態も可能である。
【0077】
コーティングの形態でポリマーおよび金属酸化物を含有する組成物を上記に記載したが、いくつかの実施形態において、当該組成物は、別の形態であってよい。いくつかの実施形態において、そのような組成物は、物品(例えば、ゲルまたはオイル)に均一に分散されていてよい。例えば、組成物は、皮膚もしくは創傷に直接適用され得るローションまたはゲルに、または消毒スプレーとして用いられ得る溶液もしくは分散液に、包含されていてよい。別の例として、組成物は、薬物送達(例えば、局所薬物送達)のキャリアに包含されていてよい。いくつかの実施形態において、物品全体は、モールドまたはキャストなどの方法によって、本明細書に記載されている1つまたは複数の金属酸化物およびポリマー組成物から形成されていてよい。
【0078】
いくつかの実施形態において、コーティング120は、UV光、可視光、およびIR光以外の電離放射線源による照射下で光触媒活性を示す。他の電離放射線源の例として、X線源、例えば、医療X線またはCTスキャナが含まれる。一定の実施形態において、コーティング120は、(例えば、医療用MRIスキャナからの)パルス磁場による照射下で光触媒活性を示すことができる。
【0079】
以下に、実施例を示し、これらは限定されない。
【実施例1】
【0080】
酸化チタン含有コーティングの製造
以下の手順では、金属アルコキシド(Sigma−Aldrich Chemical Company製)を用いた。
【0081】
1mlのチタンテトライソプロポキシドを10mlのイソプロパノールに分散させることによって、チタンテトライソプロポキシドの原液を調製した。同様の方法でチタンテトラ(n−ブトキシド)の原液を調製した。ポリマーの原液は、1mlのポリ(ジメチルシロキサン)(以下、PDMS)(DOW CORNING MDX4−4159、50% MEDICAL GRADE DISPERSION、Dow Corning製)を10mlの70%ヘキサン/30%イソプロパノール(体積比)に添加し、室温で短時間攪拌することによって調製した。全ての原液を15分間室温でエージングさせ、これらを用いて、短時間攪拌して、異なる体積比の酸化チタン前駆体およびPDMSを含有するコーティング組成物を形成した。
【0082】
酸化バナジウムの溶出プロファイルを測定するために、0.2mlのバナジウムオキシトリプロポキシドを上記チタンテトライソプロポキシド原液に添加することによって、酸化バナジウムを含有する原液を調製した。この原液を用いて、チタンテトライソプロポキシドの体積が20%〜0.156%の範囲の、8種類のバナジウムオキシトリプロポキシド濃度の溶液を連続希釈によって調製した。コーティング組成物を調製するために、等体積の金属酸化物前駆体混合原液をポリマー原液に添加した。これにより、チタンテトライソプロポキシド、バナジウムオキシトリプロポキシド、およびPDMSを含有する組成物を製造し、チタンテトライソプロポキシドはチタンテトライソプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の66%であった。
【0083】
細胞増殖アッセイおよび接着アッセイならびにメチレンブルーアッセイのために、96ウェルマイクロプレートの底面に形成されるコーティングを以下の手順で調製した。ポリスチレン96ウェル組織培養マイクロプレート(Corning製)をドラフト下に置いた。8チャンネルピペットを用いて、25μlのコーティング溶液をマイクロプレートカラムの各ウェルに添加した。次いでプレートを反転させ、短時間振った後、コーティング溶液を次のウェルのカラムに添加した。各カラムは異なる組成物の溶液でコートした。酸化チタンキセロゲルおよびコートされていない細胞培養処理されたポリスチレンを、各マイクロプレートに対照として用いた。次いでマイクロプレートを、表を上にして蓋をせずに、12〜24時間ドラフトにおいて空気乾燥させた。続いてこれらをホットプレート(Dataplate、Barnstead/Thermolyte製)に置いて、空気中95℃で1時間、蓋をして熱処理した。
【0084】
短時間の溶出アッセイのために、全体で50μl/ウェルの金属酸化物溶液または金属酸化物およびPDMSの両方を含有する100μl/ウェル溶液を用いて、12ウェルマイクロプレート上にコーティングを調製した。これにより、金属酸化物のみを含有するコーティングならびに金属酸化物およびPDMSの両方を含有するコーティングの間で同じ総量の酸化バナジウムの装填をもたらした。チタンテトラ(n−ブトキシド)、チタンテトライソプロポキシド、および66%チタンテトライソプロポキシド−PDMS中20、10、5、1.25および0体積%のバナジウムオキシトリプロポキシドを含有する溶液で4つの複製ウェルをコートした。投与間に1分間空気乾燥させながら、1ウェルあたり25μl用量の溶液を2または4回投与した。マイクロプレートを、表を上にして蓋をせずに、ドラフトにおいて12〜24時間空気乾燥させた。続いて、これらをホットプレートに置いて空気中95℃で1時間、蓋をして熱処理した。
【実施例2】
【0085】
細胞増殖アッセイおよび細胞生死判別アッセイ
ヒト皮膚線維芽細胞は新生児包皮由来であり、Women & Infants Hospital of Rhode Island、Providence、RI、USA(Institutional Review Boardによって承認されており、Declaration of Helsinki Guidelinesに従う)から得た。包皮をハサミで切り取り、余分な脂肪組織を除去し、無菌リン酸緩衝生理食塩水(以下、PBS)(Invitrogen Corporation製)で繰り返しリンスし、小さい断片に切断した。断片を組織培養プレートの底面に、10%COの加湿雰囲気において37℃で1時間付着させ、100Uのペニシリンおよび100μg/mlのストレプトマイシンを含有する20%ウシ胎仔血清で補充されたダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)(Invitrogen Corporation製)で覆った。14日間にわたって、線維芽細胞が組織断片から移動し、培養プレート上にコンフルエント層を形成した。線維芽細胞を0.05%トリプシン/0.53mMのエチレンジアミン四酢酸(以下、EDTA)溶液を用いて採取し、高グルコース、L−グルタミン、ピルビン酸塩および塩酸ピリドキシンを含有するDMEMからなるヒト線維芽細胞培地(HFM)(Invitrogen Corporation製)において、10%ウシ胎仔血清および1%ペニシリン−ストレプトマイシンを添加して、コンフルエンス近くまで二次培養した。細胞を0.05%トリプシン/0.53mMのEDTAを用いて3分間剥がし、血清含有培地に再懸濁させた。次いで細胞を100μlのHFM中に1ウェルあたり5,000細胞の密度で96ウェルマイクロプレートに播種した。
【0086】
細胞増殖を測定するために、マイクロプレートを、初めに、37℃において10%のCOによって48時間インキュベートした。10μlの細胞増殖試薬(以下、WST−1、Roche Applied Science製)を各ウェルに添加した後、マイクロプレートを37℃でさらに3時間インキュベートした。細胞増殖をマイクロプレートリーダー(SOFTMAX PROソフトウェアを備えたSPECTRAMAX PLUS 384マイクロプレート分光光度計、Molecular Devices Corporation製)を用いて約440nmの吸光度を測定することによって定量化し、プロットした。3種の細胞不含対照を含む5種の複製を各種コーティングおよびポリスチレンプレート底面に用いた。プレートは細胞拡散および形態について光学顕微鏡下でも検査した。ポリスチレンにおける細胞数対光学密度についての検量線を先に確立した。細胞型の播種密度を検量線の直線部分内で選択した。
【0087】
以下の組成物から製造されるコーティングを上記細胞増殖アッセイにおいて試験した。つまり、(1)チタンテトライソプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の0%、6.06%、11.76%、22.22%、40%、66%、および100%であるチタンテトライソプロポキシドとPDMSとを含有する組成物、(2)バナジウムオキシトリプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の0%、3.07%、6.06%、11.76%、22.22%、40%、66%、および100%であるバナジウムオキシトリプロポキシドとPDMSとを含有する組成物、ならびに(3)バナジウムオキシトリプロポキシドおよびチタンテトライソプロポキシドの合計の体積の0%、0.15%、0.31%、0.62%、1.25%、2.5%、5%、10%、および20%であるバナジウムオキシトリプロポキシドと、バナジウムオキシトリプロポキシドおよびPDMSならびにチタンテトライソプロポキシドの合計の体積の33%であるPDMSと、チタンテトライソプロポキシドとを含有する組成物である。結果から、組成物(1)から製造されたコーティングの全てがPDMSのみを含有するコーティングに比べて改善された細胞増殖を示すこと、ならびにチタンテトライソプロポキシドがチタンテトライソプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の11.76%、22.22%、40%、および66%である組成物から製造されたコーティングが、酸化チタンのみを含有するコーティングに比べて改善された細胞増殖を示すことが明らかになった。また、結果から、バナジウムオキシトリプロポキシドがバナジウムオキシトリプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の22.22%、40%、および66%である組成物から製造されたコーティングを除く、組成物(2)から製造されたコーティングの全てが、PDMSのみを含有するコーティングに比べて改善された細胞増殖を示し、酸化チタンのみを含有するコーティングに比べて同様または僅かに改善された細胞増殖を示すことも明らかになった。最後に、結果から、バナジウムオキシトリプロポキシドがバナジウムオキシトリプロポキシドおよびチタンテトライソプロポキシドの合計の体積の5%、10%、および20%であるコーティングを除く、組成物(3)から製造されたコーティングの全てが、PDMSのみを含有するコーティングに比べて改善された細胞増殖を示し、酸化チタンのみを含有するコーティングに比べて同様または僅かに改善された細胞増殖を示すことが明らかになった。
【実施例3】
【0088】
細胞接着および細胞粘着の併用アッセイ
初期の細胞接着(播種効率)および細胞粘着を明らかにするために、既に報告されている方法(例えば、非特許文献4を参照)の改良方法を用いた。正常なヒト線維芽細胞を500cmの三角フラスコ内のHFM溶液中でコンフルエンス近くまで成長させた。細胞をコンプリートPBSでリンスし、2mMデキストロースを有するコンプリートPBSの45ml中、1μg/mlカルセインAMによって30分間37℃でインキュベートした。細胞を0.05%トリプシンおよび0.53mMのEDTAを用いて3分間剥がし、血清含有培地に再懸濁させた。続いて細胞を500rpmで5分間遠心分離し、PBSデキストロースに再懸濁させ、再び遠心分離し、PBSデキストロースに再懸濁させた。次いで、コートされたマイクロプレート上に1ウェルあたり10,000細胞の密度で細胞を播種し、22℃で1時間コーティングに接着させた。ポリスチレンにおける細胞数対蛍光についての検量線を先に確立し、これを用いて検量線の直線部分内で播種密度を選択し、プレートリーダーのシグナル対ノイズ応答を最大にした。
【0089】
コートされたウェルに粘着した細胞数を、上記で得たマイクロプレートを用いて以下のように決定した。各ウェルをPBS−デキストロースで完全に満たし、(485nm励起および535nm発光を用いて)蛍光ベースラインを記録した。ウェルを反転し、浮遊細胞を除去し、PBS−デキストロースで再び満たし、蛍光ベースラインを再び記録した。マイクロプレートをシーリングテープ(Corning Costar製)で覆い、マイクロプレートバケットを用いて800rpmで5分間、Centra−GP8R冷凍遠心分離機(Thermo Electron Corporation製)で逆さまに遠心分離した。マイクロプレートを再び反転し、PBS−デキストロースで再び満たし、三回目の蛍光を記録した。1回目および2回目の蛍光読み取り値を比較して、播種後1時間でマイクロプレートに接着した細胞の分画を決定した。これは、1時間の細胞播種効率に相当する。遠心分離後の蛍光(3回目)読み取り値を遠心分離前(2回目)の読み取り値と比較して、遠心分離に基づく法線方向の力に曝された後に残った粘着細胞の分画を決定した。
【0090】
上記アッセイを用いて、細胞がどれだけ容易に表面に接着するか(播種効率)を特定して、粘着強度(粘着分画)を定量することができる。遠心分離速度を選択して、細胞培養処理したポリスチレンウェルから細胞の約50%を除去した。3種の細胞不含対照を含む5種の複製を各種コーティングおよびポリスチレンプレート底面に用いた。
【0091】
種々の体積比のチタンテトライソプロポキシドおよびPDMSを含有する組成物、ならびに種々の体積比のチタンテトライソプロポキシドおよびポリウレタンを含有する組成物から製造されたコーティングを上記細胞粘着アッセイにおいて試験した。結果から、チタンテトライソプロポキシドおよびポリマー(すなわち、PDMSまたはポリウレタン)を含有する全ての組成物から製造されたコーティングは、ポリマーのみを含有するコーティングに比べて同様または改善された細胞粘着を示すが、酸化チタンのみを含有するコーティングに比べて劣った細胞粘着を示すことが明らかになった。
【実施例4】
【0092】
短時間の酸化バナジウム放出アッセイ
酸化チタンキセロゲルマトリクスからの酸化バナジウムの短時間送達を明らかにするために、コートされた12ウェルプレートを上記実施例1に記載の方法と同様の方法で製造した。プレートを1ウェルあたり1mlのPBSで満たし、1または2層のシーリングテープ(Corning Costar製)で覆い、90rpm、37℃に設定した加熱式オービタルシェーカー(ThermoForma Model 420、Thermo Electron Corporation製)に置いた。0.25、1.3、4、7、14および28日目に、PBSを各ウェルから除去し、別々の15mlの遠心分離バイアルに添加し、新しいPBSで再び満たした。各バイアルに三重脱イオン化した水10mlを添加し、バナジウムおよびチタンについてのICPの元素分析に付した。各コーティングの4つの複製を用いた。酸化チタンのみからなるコートおよび非コートのポリスチレンウェルを対照に用いた。酸化バナジウム溶出についての結果をmg/Lで示し、コーティング中の最初の全酸化バナジウムおよびコーティングの表面積を基準に放出された酸化バナジウムのマイクログラムの割合に変換した。溶出アッセイの後、表面を、エネルギー分散分光法(EDS)と併用して走査型電子顕微鏡(以下、SEM)で検査した。
【0093】
実施例1に記載の組成物から製造されたコーティングを試験した。結果から、20、10、5、および1.25体積%のバナジウムオキシトリプロポキシドを含有する組成物から製造されたコーティングは、コーティングの表面積を基準に放出された酸化バナジウムの全量およびコーティング中の全酸化バナジウムの割合の観点からはるかに高い酸化バナジウムの溶出を示すことが示された。
【実施例5】
【0094】
メチレンブルーマイクロプレートアッセイ
酸化チタンおよびPDMSを含有するコーティングによってメチレンブルー(以下、MB)の室温での色の脱色を測定するために、コートされた96ウェルマイクロプレートおよび光学マイクロプレートリーダーを用いて迅速なスクリーニングアッセイを展開した。MBは一般に使用されている光触媒指示薬であり、その色は光触媒反応の間のレドックス反応または無機化によって脱色する。MB原液は100mlの脱イオン水あたり3mgのMBを用いることによって調製し、ホイルに包まれたボトルに貯蔵した。マイクロピペットを用いて20μlのMB原液および180μlの脱イオン水を1つのマイクロプレートカラムの各ウェルに分配し、664nmの波長で約0.5の光学密度(以下、OD)を有する溶液を得た。マイクロプレートの蓋を除去して、MB溶液の664nmでの吸光度を光学プレートリーダー(SOFTMAX PRO ソフトウェアを備えたSPECTRAMAX PLUS 384マイクロプレート分光光度計、Molecular Devices Corporation製)を用いて先行読取りした。続いて同一のプレートリーダーの動的モードで用いて、ウェルを選択した波長である161nmの単色フラッシュに曝した(フラッシュ間は5秒間隔)。動的光照射の終わりに、2回目の吸光度読み取りを664nmで測定し、MB溶液の単色の触媒作用による脱色を定量した。
【0095】
異なる重量比の酸化チタンおよびPDMSを含有するコーティング組成物を388nm、420nm、540nm、720nm、および1,000nmで照射した。各コーティングにつき3〜4種類の複製の実験を行った。664nm波長でのODの変化を照射波長およびコーティング組成物の関数として測定し、図3にまとめた。
【0096】
図3に示すように、5つの照射波長全てにおいて、MB溶液のODは、MB溶液がチタンテトライソプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の約50%未満のチタンテトライソプロポキシドを含有する組成物から製造されたコーティングと接触したとき、実質的に変化しないままであり、当該コーティングがこれらの波長では有意な光触媒活性を示さないことを示唆した。図3はまた、5つの照射波長全てにおいて、MB溶液のODは、MB溶液がチタンテトライソプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の約60%〜約97.5%であるチタンテトライソプロポキシドから製造されたコーティングと接触したとき、大幅に低下し、当該ODは、MB溶液がチタンテトライソプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の約70%〜約95%であるチタンテトライソプロポキシドから製造されたコーティングと接触したとき、ピークに低下したことを示す。最大のOD低下は720nmの照射下で達成された。すなわち、これらのコーティングは、上記5つの波長における照射下で強い光触媒活性を示し、720nmにおける照射下で最大の光触媒活性を示した。これらの結果は、一般的にUV照射(380nm未満の波長)下でのみ光触媒活性を示すPDMSを含まないが酸化チタンを含有するコーティングに比べて、これらのコーティングの予想外の利点を示した。また、図3から、5つの全ての照射波長において、MB溶液のODの低下は、MB溶液がチタンテトライソプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の約97.5%〜約99.7%であるチタンテトライソプロポキシドから製造されたコーティングと接触したとき、大幅に減少し、当該ODの低下は、他の波長での照射に比べて388nmでの照射でより急激に減少したことが明らかである。すなわち、これらの結果から、これらのコーティングでの光触媒活性の低下、および、当該低下が、可視光またはIR光照射下よりもUV光照射下でより進むことが明らかになった。結果として、これらのコーティングは、可視光またはIR光照射下よりもUV光照射下でより低い光触媒活性を示した。最後に、図3から、MB溶液のODは、720nm光で照射した場合を除いて、MB溶液がチタンテトライソプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の約99.7%を超えるチタンテトライソプロポキシドを含有する組成物から製造されたコーティングと接触したとき、実質的に変化しないままであり、MB溶液は低い水準でのODの低下の減少を依然として示したことが明らかである。これらの結果は、720nmの光で照射した場合を除いて、これらのコーティングが実質的に光触媒活性を示さないことを示唆した。
【実施例6】
【0097】
メチレンブルーシンチレーションバイアルアッセイ
実施例5に示したMBマイクロプレートアッセイの結果を確認するために、比較の光触媒アッセイを以下のように製造した。つまり、20mlのシンチレーションバイアルを、300μlの(1)チタンテトライソプロポキシドおよびPDMSの合計の体積の約75%であるチタンテトライソプロポキシドを含有するコーティング組成物、ならびに(2)イソプロパノール中に懸濁した同じチタン原子濃度の二酸化チタン(P25、Degussa Corporation製)でコートした。バイアルを室温で一晩空気乾燥させた。10mlのMB原液および10mlの脱イオン水を、小型の磁気撹拌棒を有する2つの同様にコートしたシンチレーションバイアルの各々に分配し、350rpmに設定した撹拌プレート(Dataplate、Barnstead/Thermolyte製)上に置いた。アルミホイルに包んだビーカーで1つのバイアルを覆い、光照射無しの対照とした。150W、21Vのハロゲン球およびダブルグースネック光ファイバを有する高強度可視光源(Fostec製)を用いて、UVおよび可視光の広域スペクトルでもう一方のバイアルを照射した。全出力の照射を確実にするために、各光ファイバ線の先端をバイアルの対向側に直接接触させて配置した。次いで、1分間撹拌した後に100μlのMBサンプルを各バイアルから採取し、クリーンなマイクロプレートのウェルにピペットを介して添加し、プレートリーダーに置いて、664nmのODのベースライン測定値を得た。その後、3通りのサンプルを1時間ごと8時間照射した間にバイアルから採取し、MB色の脱色速度を決定するためのデータ点を確立した。
【0098】
結果から、コーティング(1)が、照射後1時間で約62%のMB色の脱色、および照射後3時間で約85%のMB色の脱色を示したことが明らかになった。一方で、コーティング(2)は、照射後3時間で僅か約20%のMB色の脱色、および照射後8時間で僅か約57%のMB色の脱色を示した。
【実施例7】
【0099】
X線によるメチレンブルーアッセイ
X線がポリマーおよび金属酸化物を含有するコーティングからの反応性酸素種の生成に及ぼす影響を測定するために、放射線分解アッセイを展開した。
【0100】
細胞培養マイクロプレートにおけるウェルの底面を、チタンテトライソプロポキシドおよびPDMSを含有する種々の組成物でコートし、次いで実施例5に記載と同様の方法で200μlのMB溶液で満たした。溶液のODを664nmの波長においてプレートリーダーで読み取った。3〜4種類の複製を各コーティングについて作製した。コートしていないポリスチレンウェルおよびP25二酸化チタンでコートしたポリスチレンウェルを対照として用いた。マイクロプレートを、110kVp、150mA、および0.40秒の露光(すなわち、60.0mA/フラッシュ)で動作して少なくとも約0.11nmの波長を有するX線を放射する医療(獣医)X線ユニット(Bennett X−ray Technologies製)からの放射線フラッシュに曝した。第1セットのフラッシュ露光では、69kVp、150mAおよび0.045秒の露光を用いた。マイクロプレートのODは種々の繰返し露光の後に664nmで読み取った。MBのODの変化をmAの放射線露光の関数としてプロットした。69kVpで6.8mAの単一のイヌの骨盤側面のX線露光を、この装置およびX線源作動距離のリファレンスとして用いた。
【0101】
チタンテトライソプロポキシドおよびPDMSの合計体積の約66.6%、94.7%、または97.4%である、チタンテトライソプロポキシドとPDMSとを含有する組成物から製造されたコーティングを、このアッセイにおいて試験した。結果から、チタンテトライソプロポキシドの含有量が66.6〜97.4体積%に増大するにつれて、フラッシュ放射線分解によるMS色の脱色は増大することが明らかになった。一方で、コートされていないポリスチレンウェルおよびP25二酸化チタンによってコートしたウェルについては感知され得るMB脱色は観察されなかった。
【実施例8】
【0102】
細菌成長アッセイ、線維芽細胞成長アッセイならびに表面形態アッセイ
アッセイを展開して、約13%の追加のPDMSを有する場合および有さない場合の、細菌プランクトンの成長に及ぼす酸化チタンコーティングの銀ドープの影響を定量した。チタン合金インプラントに適用されたコーティングの表面形態に及ぼす熱処理の影響をSEMによって評価した。
【0103】
チタンアルコキシドをドープした官能化PDMSおよびキシレン中25%ネオデカン酸銀を含んでおよび含まずにコーティングを作製し、極性および非極性溶媒の混合物に懸濁した。こうして調整した10%溶液を用いて上記の96ウェル細胞培養マイクロプレートの底面をコートした(非特許文献5)。
【0104】
細菌成長アッセイは以下のように実施した。つまり、コーティングの抗菌特性を測定するために、黄色ブドウ球菌を接種した200μlのLB培地(1.2×10CFU/ml)で満たしたマイクロプレート内でのODの変化を15分ごとに20時間測定し、成長曲線を確立した。発症時間は578nmで0.2のODとして指数増殖期で定義した。ポリスチレン、酸化チタンおよび純銀のコーティングならびにP25二酸化チタン光触媒を対照として用いた。
【0105】
ヒト細胞成長アッセイは以下のように実施した。つまり、ヒト皮膚線維芽細胞増殖に及ぼすコーティングの影響を測定するために、播種されたマイクロプレートを37℃で10%のCOを用いて48時間インキュベートした後に10μlのWST−1を各ウェルに添加して37℃で3時間インキュベートした。テトラゾリウム塩の細胞代謝から得られる各ウェル内のODは、440nmの吸光度についてマイクロプレートリーダーを用いて定量して、プロットした。
【0106】
表面分析は以下のように実施した。つまり、コートしたマイクロプレートを光学顕微鏡によって特徴付けた。最適化されたコーティング(例えば、約0.2重量%の銀)を生物応答結果から選択し、これを用いて医療グレードのチタン合金棒ストック(ASTM F136Ti6Al4V Eli Grade5、ティー・アンド・アイ製)にディップコートし、空気乾燥させた。減少した有機性の表面組成物を有するサンプルを製造するために、ハイブリッドコートしたインプラントを空気中ホットプレートにて400℃で2時間加熱した。SEMを用いてコーティングおよびインプラントの表面形態を確立させた。
【0107】
プランクトン様細菌の成長は、ハイブリッドについて0.05重量%を超えるAg濃度で中断した(図1)。20時間の間、0.09%を超えるAg濃度では細菌成長は検出されなかった。ポリマーを含まないコーティングは、細菌の成長を抑制するためにより高い濃度のAgを必要とした。線維芽細胞の成長は約0.2%のAg濃度では大幅には低下しなかったため、この濃度をインプラントコーティングの最適化されたハイブリッドとして選択した。最適化されたコーティングは、相分離した微細構造を有した。ハイブリッドコートしたインプラントは、微細孔組織を伴う平坦な外観を有したが、加熱により、有機基が分解されるに従って、網状形態が見られるようになった。
【0108】
他の実施形態は、特許請求の範囲内である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリマーおよび金属酸化物前駆体を含む組成物を対象の表面上に適用すること、および前記対象の表面上に前記組成物を適用した後に前記金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成することを含む方法。
【請求項2】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成することは前記金属酸化物前駆体を加水分解することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成することは約45℃以下の温度で実施される、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成することは少なくとも約1時間実施される、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成することは、前記組成物を約40%以上約70%以下の湿度の気体に曝すこと、および前記金属酸化物前駆体を前記気体に存在する水、酸および塩基以外の水、酸または塩基と実質的に接触させないことを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記気体は空気を含む、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記金属酸化物前駆体は、金属アルコキシド、金属ジケトネート、または金属塩を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記金属酸化物前駆体は、チタンアルコキシド、バナジウムアルコキシド、亜鉛アルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、銀アルコキシド、またはタンタルアルコキシドを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記金属酸化物前駆体は、チタンテトライソプロポキシドまたはバナジウムオキシトリプロポキシドを含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化銀、または酸化タンタルを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記ポリマーは、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリアクリルアミド、ポリペプチド、多糖、またはこれらの組合せもしくはコポリマーを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記ポリマーはポリ(ジメチルシロキサン)を含む、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記ポリマーは官能化ポリ(ジメチルシロキサン)を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成する間に、前記官能化ポリ(ジメチルシロキサン)の少なくとも一部が架橋する、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記金属酸化物前駆体は前記金属酸化物前駆体および前記ポリマーの合計の体積の約50%以上約99%以下である、請求項1に記載の方法。
【請求項16】
前記金属酸化物前駆体は前記金属酸化物前駆体および前記ポリマーの合計の体積の約60%以上約97%以下である、請求項1に記載の方法。
【請求項17】
前記組成物は、溶媒をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項18】
前記対象の表面上に前記組成物を適用した後に前記溶媒を除去することをさらに含む、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
請求項1に記載の方法によって製造される物品。
【請求項20】
前記物品は医療デバイスである、請求項19に記載の物品。
【請求項21】
前記物品は医療インプラントである、請求項19に記載の物品。
【請求項22】
金属酸化物前駆体を約40%以上約70%以下の湿度の気体に少なくとも約1時間曝すことによって、ポリマーおよび金属酸化物前駆体を含む組成物中の金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成することを含む方法。
【請求項23】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成することは前記金属酸化物前駆体を加水分解することを含む、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記気体は空気を含む、請求項22に記載の方法。
【請求項25】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成することは、前記金属酸化物前駆体を前記気体に存在する水、酸および塩基以外の水、酸または塩基と実質的に接触させないことを含む、請求項22に記載の方法。
【請求項26】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成することは約45℃以下の温度で実施される、請求項22に記載の方法。
【請求項27】
前記金属酸化物前駆体は、金属アルコキシド、金属ジケトネート、または金属塩を含む、請求項22に記載の方法。
【請求項28】
前記金属酸化物前駆体は、チタンアルコキシド、バナジウムアルコキシド、亜鉛アルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、銀アルコキシド、またはタンタルアルコキシドを含む、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記金属酸化物前駆体は、チタンテトライソプロポキシドまたはバナジウムオキシトリプロポキシドを含む、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
前記ポリマーは、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリアクリルアミド、ポリペプチド、多糖、またはこれらの組合せもしくはコポリマーを含む、請求項22に記載の方法。
【請求項31】
前記ポリマーはポリ(ジメチルシロキサン)を含む、請求項30に記載の方法。
【請求項32】
前記ポリマーは官能化ポリ(ジメチルシロキサン)を含む、請求項31に記載の方法。
【請求項33】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成する間に、前記官能化ポリ(ジメチルシロキサン)の少なくとも一部が架橋する、請求項32に記載の方法。
【請求項34】
前記金属酸化物前駆体は前記金属酸化物前駆体および前記ポリマーの合計の体積の約50%以上約99%以下である、請求項22に記載の方法。
【請求項35】
前記金属酸化物前駆体は前記金属酸化物前駆体および前記ポリマーの合計の体積の約60%以上約97%以下である、請求項22に記載の方法。
【請求項36】
前記組成物は、溶媒をさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項37】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成する前に前記溶媒を除去することをさらに含む、請求項36に記載の方法。
【請求項38】
金属酸化物前駆体を約40%以上約70%以下の湿度の気体に曝すことと金属酸化物前駆体を気体に存在する水、酸および塩基以外の水、酸または塩基と実質的に接触させないこととによって、ポリマーおよび金属酸化物前駆体を含む組成物中の金属酸化物前駆体から金属酸化物を形成することを含む方法。
【請求項39】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成することは前記金属酸化物前駆体を加水分解することを含む、請求項38に記載の方法。
【請求項40】
前記気体は空気を含む、請求項38に記載の方法。
【請求項41】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成することは約45℃以下の温度で実施される、請求項38に記載の方法。
【請求項42】
前記金属酸化物前駆体は、金属アルコキシド、金属ジケトネート、または金属塩を含む、請求項38に記載の方法。
【請求項43】
前記金属酸化物前駆体は、チタンアルコキシド、バナジウムアルコキシド、亜鉛アルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、銀アルコキシド、またはタンタルアルコキシドを含む、請求項42に記載の方法。
【請求項44】
前記金属酸化物前駆体は、チタンテトライソプロポキシドまたはバナジウムオキシトリプロポキシドを含む、請求項43に記載の方法。
【請求項45】
前記ポリマーは、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリアクリルアミド、ポリペプチド、多糖、またはこれらの組合せもしくはコポリマーを含む、請求項38に記載の方法。
【請求項46】
前記ポリマーはポリ(ジメチルシロキサン)を含む、請求項45に記載の方法。
【請求項47】
前記ポリマーは官能化ポリ(ジメチルシロキサン)を含む、請求項46に記載の方法。
【請求項48】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成する間に、前記官能化ポリ(ジメチルシロキサン)の少なくとも一部が架橋する、請求項47に記載の方法。
【請求項49】
前記金属酸化物前駆体は金属酸化物前駆体およびポリマーの合計の体積の約50%以上約99%以下である、請求項38に記載の方法。
【請求項50】
前記金属酸化物前駆体は金属酸化物前駆体およびポリマーの合計の体積の約60%以上約97%以下である、請求項38に記載の方法。
【請求項51】
前記組成物は、溶媒をさらに含む、請求項38に記載の方法。
【請求項52】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成する前に前記溶媒を除去することをさらに含む、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
ポリマーおよび金属酸化物を含む組成物であって、約380nm以上約1,200nm以下の波長において最大吸収ピークを有する組成物。
【請求項54】
約500nm以上約1,100nm以下の波長において最大吸収ピークを有する、請求項53に記載の組成物。
【請求項55】
約600nm以上約1,000nm以下の波長において最大吸収ピークを有する、請求項53に記載の組成物。
【請求項56】
前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化銀、または酸化タンタルを含む、請求項53に記載の組成物。
【請求項57】
前記ポリマーは、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリアクリルアミド、ポリペプチド、多糖、またはこれらの組合せもしくはコポリマーを含む、請求項53に記載の組成物。
【請求項58】
前記ポリマーはポリ(ジメチルシロキサン)を含む、請求項57に記載の組成物。
【請求項59】
前記ポリマーは官能化ポリ(ジメチルシロキサン)を含む、請求項58に記載の組成物。
【請求項60】
前記金属酸化物前駆体から前記金属酸化物を形成する間に、前記官能化ポリ(ジメチルシロキサン)の少なくとも一部が架橋する、請求項59に記載の組成物。
【請求項61】
前記組成物は対象の表面上のコーティングの形態である、請求項53に記載の組成物。
【請求項62】
前記対象は医療デバイスである、請求項61に記載の組成物。
【請求項63】
前記対象は医療インプラントである、請求項61に記載の組成物。
【請求項64】
ポリマーおよび金属酸化物を含む組成物であって、約380nm以上約1,200nm以下の波長を有する光による約1時間の照射下で、メチレンブルー溶液の664nmにおける光学密度を少なくとも約20%低下させる組成物。
【請求項65】
前記組成物は対象の表面上のコーティングの形態である、請求項64に記載の組成物。
【請求項66】
前記対象は医療デバイスである、請求項65に記載の組成物。
【請求項67】
前記対象は医療インプラントである、請求項65に記載の組成物。
【請求項68】
対象と、前記対象の表面に支持された、ポリマーおよび金属酸化物前駆体を含むコーティングとを含む物品であって、前記金属酸化物前駆体は前記金属酸化物前駆体および前記ポリマーの合計の体積の約50%以上約99%以下である、物品。
【請求項69】
前記金属酸化物前駆体は、金属アルコキシド、金属ジケトネート、または金属塩を含む、請求項68に記載の物品。
【請求項70】
前記金属酸化物前駆体は、チタンアルコキシド、バナジウムアルコキシド、亜鉛アルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、銀アルコキシド、またはタンタルアルコキシドを含む、請求項69に記載の物品。
【請求項71】
前記金属酸化物前駆体は、チタンテトライソプロポキシドまたはバナジウムオキシトリプロポキシドを含む、請求項70に記載の物品。
【請求項72】
前記ポリマーは、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリアクリルアミド、ポリペプチド、多糖、またはこれらの組合せもしくはコポリマーを含む、請求項68に記載の物品。
【請求項73】
前記ポリマーはポリ(ジメチルシロキサン)を含む、請求項72に記載の物品。
【請求項74】
前記ポリマーは官能化ポリ(ジメチルシロキサン)を含む、請求項73に記載の物品。
【請求項75】
前記金属酸化物前駆体は前記金属酸化物前駆体および前記ポリマーの合計の体積の約60%以上約97%以下である、請求項68に記載の物品。
【請求項76】
前記物品は医療デバイスである、請求項68に記載の物品。
【請求項77】
前記物品は医療インプラントである、請求項68に記載の物品。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公表番号】特表2011−500500(P2011−500500A)
【公表日】平成23年1月6日(2011.1.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−530158(P2010−530158)
【出願日】平成20年10月17日(2008.10.17)
【国際出願番号】PCT/US2008/080371
【国際公開番号】WO2009/052429
【国際公開日】平成21年4月23日(2009.4.23)
【出願人】(510108995)バイオイントラフェイス,インク. (1)
【Fターム(参考)】