JP2017502808A - 眼科用粘性手術用具 - Google Patents

Abstract

本発明は眼科治療においてＯＶＤとして用いるためのユニークな系統の材料を提供する。【選択図】 なし

Description

本発明は概して眼科用粘性手術用具（ＯＶＤ）として用いられる材料及び組成物に関する。

人体にとっては異物でありながら、人体の器官、組織、体液と直接接触する形で用いられる多種多様な材料がある。これらの材料はバイオマテリアルと呼ばれ、その中で重合体が中心的役割を果たしている。機能を果たし終えた用具が使用部位に残されることは有害、又は危険ですらある場合がある。したがって、そのような用具は、外的な行為又は刺激の後に当該部位から除去しなければならない。

白内障は、目のレンズの一部又は全体が混濁して視界がぼやけたり歪んだりするもので、一般に、年配者に発症する。典型的な白内障手術では、白濁したレンズを水晶体嚢から除去し人工の眼内レンズ（ＩＯＬ）で置換する。この手術法は、２か所の切開を伴う。１つは患者の目の強膜又は角膜から前眼房への切開、他の１つは水晶体嚢の切開である。

白内障手術は、強い超音波エネルギーを用いて、白濁したレンズを破砕、乳化する水晶体乳化法により行われる。混濁した生来のレンズを除去した後、ＩＯＬを水晶体嚢に挿入し、嚢内に配置する。この手術法は、前眼房周囲の組織を損傷する恐れがある。患者の目に対する損傷を減らすために、眼科用粘性手術用具（ＯＶＤ）が前眼房と水晶体嚢に注入される。ＯＶＤは、物理的な障壁となって空間を生み出し、前眼部分と後眼部分の圧を均衡させ、組織を安定させ、また最も重要なこととして、角膜内皮細胞を保護する。白内障手術は世界で最も頻繁に行われている手術である（全世界で毎年約２，０００万例）。

角膜内皮は後部角膜表面に存在する単層細胞からなり、再生能力がないために、内皮細胞を術中に損傷すると、不可逆的損失となる。角膜の正常な厚みと透明性を維持しているのは、隣接する健康な内皮が提供する拡散障壁と、角膜内皮細胞による能動的流体ポンプ機能による。

したがって、白内障手術中に角膜内皮の健全性を保つことは極めて重要である。白内障手術中の眼内操作、特に白濁したレンズへの水晶体乳化法の実施は内皮に大きな損傷を与える可能性がある。高エネルギーの水晶体乳化法の実施中には、超音波のエネルギーによる直接の有害作用に加え、白濁したレンズから形成された断片が内皮表面に向かって強く押し出され、内皮細胞が傷つけられる。

ＯＤＶは緑内障手術時にも用いられる。緑内障治療には周知の手術法がある。最も広く用いられるのは線維柱帯切除術であり、これは小柱網とシュレム管を含む強膜組織の一部を取り除くものである。

緑内障のもう１つの治療法は、手術により排水器具を眼内に埋め込むことである。排出器具は、房水を前眼房から排水して眼内圧を下げるように機能する。排出器具の埋込は、通常、侵襲的な手術法によって行われる。そのような術法によれば、強膜を切開してフラップを作製し、これを折り返して小さなポケットを形成し、このフラップを通して排水器具を眼内に挿入する。この方法は、埋め込み器具が大きいため問題が生じやすく、感染症、びらん、瘢痕等の有害事象を伴って、再手術が必要となることがある。

１９７０年代初め眼科手術にヒアルロン酸ナトリウムが導入されて以来、粘弾性材料は前眼部手術において主要な役割を担うようになった。主に水晶体乳化法実施時の角膜内皮細胞の保護を向上させるために新たな粘弾性材料が開発された。現在、角膜内皮の保護向上のため主に２種類の粘弾性材料が利用される。即ち、（１）形状を維持するための高粘度粘着性材料（例えばヒアルロン酸ナトリウム）、及び（２）角膜内皮に付着し手術時の保護層を形成する低粘着性、分散性材料、例えば、Ｖｉｓｃｏａｔ（登録商標）等のコンドロイチン硫酸ナトリウム４％−ヒアルロン酸ナトリウム３％、及びＯｃｕｃｏａｔ（登録商標）等のヒドロキシプロピルメチルセルロース２％である。これらの材料は、手術前の内皮細胞数が少ない患者、前眼房が浅い患者、及び核が硬い患者によく用いられる。これら２種のＯＶＤにはそれぞれ利点があるが、同時に内在的欠点もある。

低粘度ＯＶＤは注入が容易であるが、角膜内皮の保護力が小さい。一方、高粘度ＯＶＤは内皮細胞をよく保護するが注入と除去が難しい。さらに、一般に認められていることであるが、現在臨床で用いられるＯＶＤは内皮を保護する力が充分でなく、これは核が固い場合、前眼房が浅い場合、内皮の状態が悪い場合に特に顕著である。

非特許文献１は、温度とｐＨ刺激に応答する重合体と、制御された自動調節型の薬剤送達への応用を報告した。

非特許文献２は、眼科用薬剤送達のための刺激応答性ヒドロゲルについて報告した。

Almeida H, et al., Journal of Applied Pharmaceutical Science.07/2012; 2(6): 1-10. Kushwaha SK, et al., Int J Pharm Investig.2012; 2(2):54-60.

眼科手術技法（例えば、白内障や緑内障の治療）にともなう困難の一つとして眼の正常な（「つぶれていない」）形状を維持することがある。前眼房を損傷すると、大切な角膜内皮細胞に回復不能な損傷を与え、その結果、持続性の角膜浮腫とそれに伴う霧視が起こることがある。

眼科用粘性手術用具（ＯＶＤ）の使用が手術にもたらす便益としては、前眼房の維持、角膜内皮の保護、眼内レンズ挿入が容易になることが挙げられる。しかしながら、白内障や他の外科及びレーザーによる眼の手術でＯＶＤにより内皮保護を図ることは一般的な治療法と考えられてはいるものの、これら手術では術後にＯＶＤが眼内に残留し、術後の眼圧上昇等の、好ましからざる、時に危険な結果をもたらすリスクがある。例えば、残留ＯＶＤ材料による眼圧上昇は緑内障の患者を危険にさらす場合がある。

また、上記のとおり、既存の多くのＯＶＤは、手術中や眼の治療中に扱いづらく、又は、角膜内皮を保護する力が弱い。

このような術後の前眼部へのＯＶＤ残留による問題とリスクを避けるため、また、手術終了時に容易に眼から吸引除去できるようにしてＯＶＤの機能を向上、改善するため、本発明者は、既存のＯＶＤに比して優れた点を有し、既存の利用可能なＯＶＤの欠点の多くを回避できる新しい種類の眼科用粘性手術用具（ＯＶＤ）を開発した。

本発明のＯＶＤは以下の特徴のうち１つ以上を含むものとして特徴づけられる。
・眼組織、主に内皮細胞層に対し無害である。
・小さな針で挿入と除去が容易である。
・手術の最初から最後まで透明性を保つ。
・手術の最初から最後までゲル状態を保つ。
・手術の最初から最後まで所定の位置に留まり、漏れ出さない。
・内皮を機械的に傷害しない。
・炎症／ブドウ膜炎を起こさない。
及び／又は
・眼圧上昇／緑内障を起こさない。

低粘度ＯＶＤはしばしば注入後２４時間未満で漏れ出すのに対し、本発明のＯＶＤは（例えば、刺激により第２物理状態に移行した後）高粘度構造を保ち、必要な時間、前眼房を満たすことが可能であることから、適切な代替物となる。

本発明のＯＶＤは様々な眼科処置に利用が可能で、手術中の前眼部の健全性を維持できることが示されている。したがって、本発明によるＯＶＤを用いた一般的手法により、ＯＶＤを眼に投与し、手術又は他の眼部治療後に眼から除去することが可能である。

本明細書において、「眼科用粘性手術用具」（ＯＶＤ）（本明細書においてＯＶＤ材料と互換的に用いる）は、一般に、（例えば、哺乳類の眼に対して実施するに適した）眼科手術又は眼科治療に使用可能な（例えば、等張、ｐＨ平衡、水溶液ベースの）少なくとも１つの材料を指す。本発明のＯＶＤの「前眼部の健全性を維持する」能力とは、すくなくとも１つの有益な効果の達成を可能とし、また、眼科手術又は眼科治療のための安定し安全で柔軟性のある環境を可能とすることであり、ＯＶＤの眼への（例えば注入による）導入後の視力回復の改善を伴う。したがって、前眼部の健全性の維持には、以下に挙げる、本発明のＯＶＤ使用後に起こる望ましい結果の全て、又は任意の組み合わせが含まれる。水晶体乳化時の角膜、虹彩及び他の眼構造物の保護、傷ついた虹彩の水晶体乳化からの隔離、内皮細胞損失防止のための（例えば保護物形成による）角膜内皮保護、白内障手術と同時のトラベクレクトミーもしくは単独のトラベクレクトミー後の前眼房の健全性維持、フリーラジカル抑制補助、前眼房内空間の形成と維持、手術中の眼組織操作の補助、手術野全体の明瞭な視野の維持。

当業者であれば理解できるであろうが、前眼部は眼の前眼房と水晶体嚢の両方を指す。

本発明のＯＶＤは、取り扱いが容易になるように、予め選ばれた１以上の刺激に反応して物理状態が変化する物質から構成される。これにより、本発明によるＯＶＤを用いる方法は、眼外で刺激を与えることにより第１物理状態に調節したＯＶＤを対象に投与し、ここで第１物理状態は低粘度であり得ることと、ＯＶＤが眼内にある間に第２刺激を与えて望ましい第２物理状態に転移させることを含む。場合により、刺激を除くことで第２物理状態への転移が起こるようにしてもよい。

したがって、本発明は、眼外で刺激を与えることにより第１物理状態に調節した（及び形成した）ＯＶＤを対象に投与し、ここで第１物理状態は低粘度であり得ることと、眼内のＯＶＤに刺激を加えて第２物理状態、例えば、第１物理状態とは異なり、例えばより粘度が高い、固体又は半固体である状態に転移させることとを含む方法を意図している。

いくつかの実施形態において、第１物理状態を作り出すために第１刺激がＯＶＤに加えられるが、このＯＶＤを第２物理状態から第１物理状態に変化させる段階においては、刺激がなくなることでＯＶＤが元の第２物理状態に戻る。例えば、ＯＶＤが固体又は半固体で利用可能な場合に、投与が容易になるように、より流れ易い液体状になるように刺激を加えることができる。眼に投与された液体状のＯＶＤは自然に固体又は半固体状態に戻る。このように、液体が第１物理形態、固体又は半固体が第２物理形態であると捉えることができる。

ＯＶＤが眼内に挿入されると外科的処置又は任意の眼科治療を開始することができる。したがって、ＯＶＤを用いる方法は、さらに、眼科処置を実施し、処置終了後に眼中のＯＶＤにさらに刺激を与え（この刺激は先に与えた刺激と同じであっても異なっていてもよい）、それにより、ＯＶＤの除去が可能となるような、第１物理状態、又は第１、第２物理状態と異なる第３物理状態（例えば、第１物理状態又は第３物理状態は液体又は低粘度の半液体状態でもよい）にＯＶＤを変化させることと、第１物理状態又は第３物理状態のＯＶＤを眼から除去することとを含む。

本発明の方法と組成物に用いられるＯＶＤは、典型的には、温度、ｐＨ、生化学的製剤、力学的負荷、磁場、電場等の、但しこれらに限られない、化学的、物理的、又は生物学的変化に反応して実質的な性質変化を示すように作られた高度な材料から選ばれる「スマート」重合体及び／又は共重合体である。

前記性質変化は、典型的にはＯＶＤの物理状態に関するものであり、即ち、液体又は半液体状態からゲル又は半固体状態への転移を起こす能力である。本明細書中に記述するとおり、前眼部の健全性を維持する能力を保ちながら異なる物理状態の間で変化するこの性質により、本発明のＯＶＤは公知のＯＶＤより優れたものとなっている。

したがって、ＯＶＤを前眼部に送達する際に、ＯＶＤがユーザに使いやすく実施が容易な形態又は物理状態で提供されることが必要である。本明細書において、ＯＶＤが「第１物理状態」で眼に送達可能と言う場合、即ち、約１００，０００Ｐａを超えない（又は未満、又は以下）中度から低度の粘度を意味する。

本発明のＯＶＤの粘度は、本明細書においてＧ’［Ｐａ］（Ｇ’は溶液の貯蔵弾性率）と定義され、一般に、２枚プレート構成のＴｈｅｒｍｏ−ＨＡＡＫＥ ＲＯ１レオメータを用い、剪断応力（５Ｐａ）と周波数（１０Ｈｚ）を一定にして、ＰＰ３５センサを用いた振動対温度試験を行うことにより計測される。そのような粘度でＯＶＤが前眼房に（例えば注入により）導入される。中度から低度の粘度であることで、粘度の高いＯＶＤの場合には難しい、小さな注射器又はカニューレを用いてＯＶＤを投与できるという利点がある。

いくつかの実施形態において、第１物理状態は、約１００，０００Ｐａ以下の粘度により定義される。

いくつかの実施形態において、第１物理状態の粘度は、０．０１Ｐａと約９０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約８０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約７０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約６０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約５０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約４０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約３０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約２０，０００Ｐａの間である。

いくつかの実施形態において、第１物理状態は約２０，０００Ｐａと約１００，０００Ｐａの間の粘度により定義される。

眼に入れたＯＶＤは、本明細書において「第２物理状態」と呼ぶ、より固体に近い状態に変化する必要がある。一般に、第２物理状態は、少なくとも第１物理状態の２倍の、中度から高度の粘度を持つ状態を指す。そのような粘度であれば、眼科処置を安全かつ迅速に行うことができる。このように、本発明によれば、ＯＶＤが第２物理状態になることで、ＯＶＤが眼内に保持され、これにより前眼房内に充分な空間が提供でき、眼内組織の操作が可能となり、さらに／又は、必要な時間、細胞構造を被覆し保護することができる。また、空間を維持し、眼内で実施する眼科処置の種類によって決まる具体的な必要に応じた機械的処置が容易になる（例えば、水晶体乳化の全過程における内皮細胞の保護のために前眼房内に保持されるなど）。ＯＶＤが第２物理状態になることで、剪断速度が変化しても実質的に粘度が変化しない、安定的な粘度のＯＶＤを得ることができる。

いくつかの実施形態において、第２物理状態は、少なくとも第１物理状態の粘度の２倍の粘度によって定義される。即ち、第２物理状態の粘度は約２００，０００Ｐａ以上である。

いくつかの実施形態において、第２物理状態の粘度は、約２００，０００Ｐａと約４００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約６００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約１，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約２，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約３，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約４，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約６，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約８，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約１０，０００，０００Ｐａの間である。

いくつかの実施形態において、第２物理状態の粘度は第１物理状態の粘度より高い。いくつかの実施形態において、第２物理状態の粘度は第１物理状態の粘度の１．２倍、又は、第１物理状態の粘度の１．４倍、１．６倍、１．８倍、２倍、２．２倍、２．４倍、２．６倍、２．８倍、３倍、３．２倍、３．３倍、３．４倍、３．５倍、３．６倍、３．７倍、３．８倍、４倍、５倍、６倍、７倍、８倍、９倍、又は１０倍である。

ＯＶＤを前眼部から除去するためには、ＯＶＤの物理状態を前記第１物理状態に戻すか、又は第１物理状態及び第２物理状態とは異なるが第１物理状態と同様にＯＶＤの除去を可能とするような粘度の状態にする必要がある。本明細書において、ＯＶＤは「第１物理状態又は第３物理状態」、即ち１００，０００Ｐａ以下の、低度から中度の粘度の状態で除去される。

いくつかの実施形態において、第３物理状態の粘度は約１００，０００Ｐａ以下の粘度で定義される。

いくつかの実施形態において、第３物理状態の粘度は０．０１Ｐａと約９０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約８０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約７０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約６０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約５０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約４０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約３０，０００Ｐａの間、又は０．０１Ｐａと約２０，０００Ｐａの間である。

いくつかの実施形態において、第３物理状態は約２０，０００Ｐａと約１００，０００Ｐａの間の粘度で定義される。

「眼科処置」は、哺乳類の眼（ヒト又は動物の眼）又はその一部に有益な、及び／又は、眼を外傷から保護する（例えば、虹彩及び水晶体嚢保護用の空間充填材／維持材としての粘弾性材）ための、外科的又は非外科的措置であり得る。眼科処置の、限定を意図しない例としては、水晶体乳化術（破裂の際の水晶体乳化装置として用いる場合を含む）、角膜移植、前眼房型眼内レンズ埋め込み、白内障手術と同時のトラベクレクトミー又は単独のトラベクレクトミー、白内障手術（水晶体嚢内、水晶体嚢外の白内障手術を含む）、緑内障手術、レーザーによる視力矯正手術、ケラトプラスティ、カナロプラスティ、屈折矯正手術、角膜手術（角膜「ジャッキ」装置を含む）、硝子体網膜手術、眼筋手術、眼形成手術（例えば、まぶた手術、眼窩手術）、眼内レンズ埋め込み、移植手術（例えば角膜移植）、網膜の処置、眼外傷治療がある。

典型的には、本発明のＯＶＤは、本発明の実施形態において薬剤送達のために用いられるのではない。いくつかの実施形態においては、ＯＶＤは１種以上の治療薬を含むが、本発明の方法の工程との関係で用いられているにすぎない。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤには治療薬が一切含まれない。他の実施形態において、ＯＶＤはＯＶＤ材料として本明細書中に定義する重合体材料を含む。

本明細書中にさらに記述するように、「刺激」は、いかなる化学的、物理的、又は生物学的刺激、例えば、温度（室温を含む）、ｐＨ、イオン強度、生化学的製剤、力学的負荷、及び磁場もしくは磁界を与えることでもよい。当業者であれば理解できるであろうが、刺激と刺激の強度の選択は、眼内での実施を意図される眼科処置とＯＶＤの性質等の種々の変数による。刺激は常に眼又は眼部又は眼科処置に悪影響がないように選択される。

ＯＶＤは当該材料が低粘度の形状で動物（ヒト又はヒト以外の動物）の眼（例えば前眼房）に投与された時に形成される。当該材料が高粘度又は半固体もしくは固体の硬さを持つ形状（第２物理状態）に転換するのは高粘度への転換が必要とされる部位、即ち眼内においてである。高粘度の形状への転換は、自然の状態、即ち眼の変数（例えば眼の温度）を刺激として実現して処置の間は維持するようにしてもよく、又は、当該材料に外部手段、即ち刺激（例えば、イオン強度又は電流）を加えることによりこの転換を実現してもよい。

第１物理状態のＯＶＤを形成する工程で用いられる刺激と、手術後、即ち第１物理状態もしくは第３物理状態のＯＶＤを除去する工程に用いられる刺激は、同じであっても異なっていてもよい。実際、いくつかの実施形態において、ＯＶＤの粘度を低下させたり維持したりするための刺激はＯＶＤの粘度を増加させる刺激とは別のものであってもよい。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤ材料は、ある刺激の下である粘度を示し、別の第２の刺激の下でより高い第２の粘度を示す。他の実施形態においては、粘度の調整（増加又は減少）は、前に使用した刺激のうちの１つを再度与え、又は別の新しい刺激を与えることにより行われる。

第１物理状態、第２物理状態、及び／又は第３物理状態に影響を与えるための、異なる段階で用いられる刺激は、同じ種類（例えば、異なる温度）でも異なる種類（１つは温度、１つは電流又はｐＨ）でもよく、典型的には温度、ｐＨ、生化学的製剤の存在、イオン強度、力学的負荷、電場の存在、磁場の存在、又はこれらの組み合わせから選ばれる。

いくつかの実施形態によれば、刺激は温度である。

いくつかの実施形態において、刺激は継続的に与えられる。例えば、ＯＶＤは眼科処置の全体を通してある温度に維持される。別の実施形態においては、刺激は一時的、即ちＯＶＤの全部又は所定分が必要な物理状態に変換するために充分な時間にわたって与えられる。

他の実施形態においては、当該材料は体温以下の温度で低粘度を示し、体温（例えば、眼の温度）でより高い粘度を示す。

本明細書において用いられる場合、「投与」は一般に任意の種類のＯＶＤの眼への投与を指し、注射を含むがこれに限定されない。他の代替的投与方法には点眼薬が含まれる。

本明細書において用いられる場合、ＯＶＤ材料の「除去」は、一般に、（例えば、カニューレを用いた）吸引、灌注、又は医師が利用可能な任意の公知手段によるＯＶＤ材料の除去を指す。

さらに本発明のＯＶＤは、本明細書中に記載するように、眼の手術中に前眼部の健全性を維持するための方法に用いることができる。

さらに本発明は少なくとも１つのＯＶＤ調製用材料の使用に関連するものであり、本明細書中に詳述するとおり、前記材料は所定の刺激を与えると粘度が変化する。

本発明は、さらに他の１つの局面において、哺乳類の眼の前眼房内、及び／又は水晶体嚢内で眼科用粘性手術用具（ＯＶＤ）を形成する方法を提供し、前記方法は、眼外では第１物理状態にあるＯＶＤ材料を眼に投与することと、眼内の前記ＯＶＤ材料に刺激を与え第２物理状態（例えば、固体又は半固体の粘度）に変化させることとを含む。

ＯＶＤが配置されると外科処置を開始することができ、前記工程は、眼科処置を実施することと、処置が完了したら眼内の前記材料に刺激を加えて第１物理状態又は第３物理状態に変化させることと、前記材料を眼から除去することとをさらに含む。

当業者であれば理解できるであろうが、ＯＶＤ材料は、第１物理状態、第２物理状態、又はこの２つの状態の間で転移する時間内において、眼細胞構造を保護し、本明細書中に記載する眼科処置中の機械的操作を容易にする。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、手術器具と眼内レンズ（ＩＯＬ）を被覆するために用いられる。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、眼の構造体を被覆し保護するためのものである。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、前眼房空間を維持するためのものである。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、水晶体乳化中に角膜、虹彩、及び他の眼構造を保護するためのものである。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、損傷した虹彩を水晶体乳化から隔離するためのものである。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、眼の手術のための安定的かつ柔軟な環境を作り出すためのものである。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、角膜移植中に用いるためのものである。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、前眼房型眼内レンズ埋め込み処置中に用いるためのものである。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、白内障手術と同時のトラベクレクトミー、又は単独のトラベクレクトミー後に、前眼房を維持するために用いるものである。

ＯＶＤを形成する材料は単一の化合物を含んでいてもよく、又は化合物の混合物、又は数種の化合物の複合体でもよい。当該材料は、後述するように、重合体材料であっても非重合体材料であってもよい。本発明のＯＶＤとしてどのような材料を選ぶにしても、選んだ材料又は材料の組み合わせは所定の刺激を加えると粘度が変化するものである必要がある。

いくつかの実施形態において、当該材料が２以上の化合物の組み合わせ（混合物）である場合、当該材料の各成分は、別々に（例えば、同時に又は順次に）又は組み合わせて（例えば、注入により）投与してもよい。

いくつかの実施形態において、本発明に従って用いられる材料は重合体である。いくつかの実施形態において、当該重合体は熱応答性重合体、即ち、小さな温度変化により化学的、機械的、物理的、及び／又は生物学的変化を起こす重合体である。この変化は、例えば、イオン化、水分子の放出によるエントロピー利得等、種々の機序に基づく(Alexandridis and Hatton, Colloids and Surfaces A, 96, 1 (1995))。

本発明に従って用いられる熱応答性ゲルは、２つのカテゴリーに分類できる。（ａ）上限臨界共溶温度（ＵＣＳＴ）を持つポジティブ応答型ヒドロゲル。この型のヒドロゲルはＵＣＳＴより低い温度になると収縮する。（ｂ）下限臨界共溶温度（ＬＣＳＴ）を持つネガティブ応答型ヒドロゲル。この型のヒドロゲルはＬＣＳＴを超える温度になると収縮する。

いくつかの実施形態において、ゲルはＬＣＳＴを示す系である。

他の実施形態において、本発明にしたがって用いられる重合体は逆熱ゲル化（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｇｅｌａｔｉｏｎ、ＲＴＧ）特性を持つものから選ばれる。逆熱応答現象は通常逆熱ゲル化（ＲＴＧ）として知られており、注入可能な系を開発する上で最も有望な戦略の１つとなっている。これら材料の水溶液は低温（外気温未満、外気温、外気温を超える温度）で低粘度を示し、非常に狭い温度範囲内の温度上昇に対して急激な粘度増加を示し、体温に達すると半固体ゲルを形成する。本発明の場合、熱による転位点はＯＶＤの活用が関係する眼組織の温度より低くなければならない。

本発明のＯＶＤは、必要とされる温度依存的な粘度差変化を示す任意の、重合体又は非重合体の熱応答性材料を含むことができる。簡素、簡潔にするため、これ以降本明細書中では重合体材料のみを扱うこととするが、これはいかなる意味、様態においても本発明を重合体に限定するものと解釈してはならない。いくつかの実施形態において、ＯＶＤにおける重合体の濃度はＯＶＤが所望の液体−ゲル転位をするように調節される。

いくつかの実施形態における熱応答性材料は重合体であり、例えば、以下のような重合体であるが、これらに限定されない。ポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）トリブロック、ランダム又は交互の逆熱応答性ＰＥＯ−ＰＰＯブロック共重合体、エチレンジアミンで濃縮したポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンの四官能性ブロック共重合体、Ｎ−アルキル置換アクリルアミド（好ましくはポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド［ＰＮＩＰＡＡｍ］）、交互又はランダムのヒドロキシプロピルメチルセルロースとヒドロキシプロピルセルロースからなる群から選ばれるセルロース誘導体、及び種々の両親媒性重合体、例えばポリ（エチレンオキシド）−ポリ乳酸ブロック共重合体、並びにこれらの組み合わせ。

いくつかの実施形態において、本発明に従って用いられる重合体は、ＯＶＤに関連し生理学的に意味のある温度範囲に熱転位点を持つように選ばれる。ＯＶＤは任意の熱応答性重合体、例えば、ポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）トリブロック、ランダム又は交互の逆熱応答性ＰＥＯ−ＰＰＯブロック共重合体、例えば米国特許出願番号第１０／２１１，２２８号記載のもの（その教示は本明細書に参照により組み入れられる）、及びＰＥＯとＰＰＯの部分を含む他の重合体を含んでいてもよい。同じく関連性を持つものとしては、ＲＴＧを示す他の重合体系の中で例えば、Ｎ−アルキル置換アクリルアミド（例えば、ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド［ＰＮＩＰＡＡｍ］）、交互又はランダムのセルロース誘導体（例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロース）、及び種々の両親媒性重合体、例えばポリ（エチレンオキシド）−ポリ乳酸ブロック共重合体、並びにこれらの組み合わせがある。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤはポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＡｍ）を含む。

他の実施形態において、ＯＶＤは商業的にＰｌｕｒｏｎｉｃとして入手可能なポリ（エチレンオキシド）／ポリ（プロピレンオキシド）／ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）トリブロックのファミリーに属する重合体から選ばれる少なくとも１つの重合体を含む。

さらに別の実施形態において、ＯＶＤは、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７として知られる｛ＥＯ｝_９９−｛ＰＯ｝_６７−｛ＥＯ｝_９９トリブロックを含む。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤエチレンジアミンで濃縮されたポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンの四官能性ブロック重合体（Ｔｅｔｒｏｎｉｃとして商業的に入手可能）を含む。

本発明のＯＶＤを作る重合体の選択に基づけば、ＯＶＤはその転移点より低い温度で眼に用いることができ、このときＯＶＤは低粘度を示すので眼への注入は容易である。典型的には３４℃となる高い組織温のため、低粘度の溶液は、眼組織と接触すると首尾よくゲル化し角膜内皮細胞の保護遮蔽物を形成する。本発明のＯＶＤに用いられる重合体の多様性の故に、形成されたゲルは幅広い流体力学的及び機械的特性の中から用途に合わせ微調整することができる。

これらのＯＶＤの重要な特徴は、配置、活用、除去を安全で効果的に行いうる刺激応答性用具を創出したことである。ＯＶＤ組成物が２つ以上の熱応答性成分を含む場合には、熱応答性成分は、１つにまとめて、同時に、又は順次、使用することができる。それらの成分は同じ組成及び／又は濃度であってもよく、１つだけではなく２つ以上の異なる環境的刺激に反応するものでもよく、又は、例えば、これらには限定されないが、他の化学的、物理的、機械的、生物学的機能等の課題を果たすようにしてもよい。熱応答性成分の組成と特性は、ＯＶＤの様々な点において、空間的にも時間的にも、等方的又は異方的にあらゆる方向に変化し得る。

他の実施形態において、熱応答性成分は、その粘度が時間とともに変化するように「プログラム」してもよい。環境に応答する成分からなる固体粒子を生成することもまた本発明の目的である。そのような成分には熱応答性成分が含まれるがこれに限られない。

ＯＶＤの種々の成分は、熱応答性であってもなくても、重合体であってもなくても、同時に又は逐次用いることができ、またＯＶＤの様々な部分を同時に又は逐次用いることができる。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７とＬ１０１の共重合体（ＰＦ２２８）である。

いくつかの実施形態において、Ｆ１２７とＬ１０１の比は５０：５０である。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤはＦ１２７とＰ１０３の共重合体（ＰＦ２３０）である。

いくつかの実施形態において、Ｆ１２７とＰ１０３の比は、１０：９０、３７：６３、及び８６：１４の中から選ばれる。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤはＦ１２７とＰ１２３の共重合体（ＰＦ２５０）である。

いくつかの実施形態において、Ｆ１２７とＰ１２３の比は５０：５０である。

本発明は、多成分ＯＶＤであって、温度を下げて当該ＯＶＤの１つ以上の熱応答性成分を部分的に又は完全に液化することにより、消すことができるＯＶＤをさらに開示する。

ＯＶＤは、ＯＶＤの配置及び／又は除去のため、及び／又は外科処置中の機能のため、及び／又は他の任意の目的のために、種々の刺激に応答する成分（添加物、例えば、治療目的でない添加物）を含んでいてもよい。これら追加的な目的には、化学的、物理的、機械的、生物学的目的、又はこれらの組み合わせが含まれ得るが、これらに限られない。

最終成果物は、その一部又は全体が、熱応答性成分の全部または一部を任意の組み合わせで含むブレンド、セミＩＰＮ、ＩＰＮ、又は共重合体からなるものとしてもよい。最終的なＯＶＤは空間的に均質でもよく、異なる特性を示す種々の領域からなるものでもよい。これら領域は、大きさはナノメータないし肉眼で見えるほどで、連続又は非連続で、系の中で独立し又は相互に連結された領域を成し、種々の形状、構造、空間配置を有し、均質にもしくは不均質に、等方的もしくは異方的に分散したものであることが可能である。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、１つ以上の環境応答性成分を含み、これには例えば、熱応答剤又はｐＨ感応剤等があるがこれらに限られず、応答を引き起こす他の環境的刺激としては、例えば、イオン強度、光、電場及び／又は磁場、及びこれらの組み合わせ等があるがこれらに限られない。

別の実施形態において、ＯＶＤはその一部又は全部が生分解性であってもよい。本発明の別の実施形態においては、この生分解性は時間的、空間的に限定されたものでもよい。本明細書中に開示するＯＶＤのさらに２つの重要な属性は生体適合性と滅菌適合性である。さらに、ＯＶＤ成分とその分解物は無毒であり、そのため体表面及び体内に用いることができる。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤ重合体は水性媒体中で温度依存的な螺旋化、非螺旋化能力を示すものが選択される。熱応答性の鎖は、共有結合によって表面に結合させてもよく、又は他の任意の方法、例えば水素結合、イオン結合、又は基質との機械的な連結により（但しこれらに限られない）結合させてもよい。

本発明の組成物のもう１つの目的は、他の役割を果たす追加的な材料を含めることである。その役割には、ＯＶＤに、所望の機械的もしくは流体力学的挙動を与えること、適当な輸送特性を与えること、組織もしくは臓器への適当な付着挙動を与えること、又は任意の他の所望の有利な化学的、物理的、生物学的特徴、及びその組み合わせを与えることが含まれるが、これらに限られない。

いくつかの実施形態において、本発明のＯＶＤは本明細書中に開示する少なくとも１つの添加物を含む。

いくつかの実施形態において、本発明のＯＶＤは本明細書中に開示する１以上の重合体材料からなる。

１以上の層からなるＯＶＤを作り出すことは本発明の目的である。いくつかの実施形態において、組織に面する層が形成される。他の実施形態において、この組織対面層には二重の目的、即ち、配置段階の後で関係部位に対する付着力を最大にすることと、必要なときに当該部位に対する付着力を最小にして、除去の際の組織損傷を最小にすることである。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤと接触しＯＶＤの下にある組織又は臓器を、処置の最初から最後までＯＶＤを通して直接目視することが可能である。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは粒子状の添加物を含む。いくつかの実施形態において、粒子はナノメータのサイズである。他の実施形態において、固体粒子は溶解又は時間の経過とともに分解してＯＶＤの機能を助ける。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤはＲＴＧ性重合体からなる。いくつかの実施形態において、ＯＶＤは２種以上のＲＴＧ性重合体からなり、ＯＶＤを部位から除去する際にはそれぞれが順次液化するようにしてもよい。

他の実施形態において、開示されるＯＶＤは表面の層に望ましい特性、例えば、接着性もしくは抗接着性（但しこれらに限られない）を表面に与える成分を含む。

強調しておきたいが、本明細書全体を通して「逆熱応答性重合体」と「熱応答性重合体」は互換可能に用いられ、ともに「逆熱応答性重合体」を意味する。

本明細書中に開示する主題の理解を助け、又実際にどのように実施されるかを例示するため、限定を意図しない例を用い、添付の図を参照しつつ、以下、実施形態を説明する。

層のある逆熱応答性構造を示す。 図２Ａは層のある逆熱応答性構造を示す。図２Ｂは層のある逆熱応答性構造を示す。 市販のＯＶＤと比較した３４℃でのＰＦ溶液の貯蔵弾性率を示す。 ＰＦ溶液と比較した市販のＯＶＤの屈折率を示す。 フルオレセインイソチオシアナートを用いた染色反応を示す。 図６Ａは健康な角膜内皮細胞を示す。図６Ｂは外傷後の角膜内皮細胞を示す。 ＰＦ溶液使用後の内皮細胞層（左）とＢｉｏｌｏｎ溶液使用後の内皮細胞層（右）を示す。 商業的に入手可能な競合材料のＧ’を示す。 図９ＡはＰＦ２５０ ５０：５０ １５重量％の５〜３７℃でのＲＴＧ挙動を示す。図９ＢはＰＦ２５０ ５０：５０ １５重量％ゲルの透明度試験を示す。 水中２５重量％の、ＤＰの異なるＰＦのＲＴＧ（逆熱応答性）挙動を示す。 水中の５〜２５重量％のＰＦ−３．６のＲＴＧ挙動を示す。 Ｆ１２７：Ｐ１０３ ８６：１４の５〜３７℃でのＲＴＧ挙動を示す。 Ｆ１２７：Ｐ１０３ ６８：３２の５〜３７℃でのＲＴＧ挙動を示す。 Ｆ１２７：Ｐ１０３ ３７：６３の５〜３７℃でのＲＴＧ挙動を示す。

下記では、本明細書中に開示する発明の例を示す。発明者らは、より複雑な組成物も考慮対象としているが、最も単純なＯＶＤに説明を限ることにした。本発明に従って複雑なＯＶＤも調製したが個別のデータを示すことはしない。

さらに、発明者らは本明細書中に開示する発明を例示するにあたって、明確、簡潔、簡素を旨として、いかなる形式、様態においても本発明の範囲を限定することなく、逆熱応答性重合体を含むＯＶＤに絞って、１種類の逆熱応答性重合体を含むＯＶＤを記述することを選択した。本発明に従って、他にもＯＶＤを調製したが個別のデータを示すことはしない。

さらに、発明者らは本発明を例示するにあたって、明確、簡潔、簡素を旨として、いかなる形式、様態においても本発明の範囲を限定することなく、ポリ（エチレンオキシド）及びポリ（プロピレンオキシド）ブロックを含む熱応答性重合体を用いることを選択した。但し、本発明の組成物には、熱応答性重合体の全てのファミリーが含まれ、また、他の環境的刺激やその組み合わせに応答するように作ることもできる。熱応答性重合体の特定の１ファミリーに焦点を絞り、それを用いて本発明を例示することが、本発明の範囲を限定するものと解釈されてはならない。

本発明開示のいくつかの実施形態の例示には、ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）及びポリ（プロピレンオキシド）（ＰＰＯ）鎖を含む重合体のファミリーを用いる。これらの鎖は、ポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）分子等のジブロックの一部、又はＰｌｕｒｏｎｉｃとして商業的に入手可能なポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）トリブロック、特に、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７として知られる｛ＥＯ｝_９９−｛ＰＯ｝_６７−｛ＥＯ｝_９９等のトリブロックの一部であってもよい。また、例えばジイソシアナート、ジアシルクロリド及びホスゲン等の反応性二官能性分子を用い、ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯトリブロックを共有結合して得られる高分子逆熱応答性重合体も用いられた。反応性二官能性分子の中では、ヘキサメチレンジイソシアナート（ＨＤＩ）が典型的に用いられた。また、例えば、ジイソシアナート、ジアシルクロリド及びホスゲン等の多様な結合剤により結合されたポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）とポリ（プロピレンオキシド）（ＰＰＯ）部分からなるブロック重合体も用いられた。

［ａ］ＰＦ−１２７の合成
Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ−１２７（分子量１２，６００）を三つ口フラスコに注ぎ入れ、乾燥させた。次いで相当量のＨＤＩとＳｎＯｃｔ_２（０．６４重量％）を反応混合物に加え、乾燥窒素雰囲気下８０℃で３０分間機械攪拌（１６０ＲＰＭ）し反応させた。生成された重合体をクロロホルムに溶かし、石油エーテル４０−６０／エチルエーテル混合物（１：１）中で沈殿させた。最後に、重合体を石油エーテルで繰り返し洗浄し、乾燥させた。Ｆ−１２７／ＨＤＩの比を変えると重合度（ＤＰ）に違いが生じた。

［ｂ］ＰＰＧと結合したＦ１２７の合成
Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ−１２７（分子量１２，６００）とＰＰＧ（様々な分子量のもの）を三つ口フラスコに注ぎ入れ、乾燥させた。次いで相当量のＨＤＩとＳｎＯｃｔ_２（０．６４重量％）を反応混合物に加え、乾燥窒素雰囲気下８０℃で３０分間機械攪拌（１６０ＲＰＭ）し反応させた。生成された重合体をクロロホルムに溶かし、石油エーテル４０−６０／エチルエーテル混合物（１：１）中で沈殿させた。最後に、重合体を石油エーテルで繰り返し洗浄し、乾燥させた。（Ｆ−１２７：ＰＰＧ／ＨＤＩ）の比を変えると重合度（ＤＰ）に違いが生じた。

［ｃ］ＰＥＧと結合したＦ１２７の合成
Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ−１２７（分子量１２，６００）とＰＥＧ（様々な分子量のもの）を三つ口フラスコに注ぎ入れ、乾燥させた。次いで相当量のＨＤＩとＳｎＯｃｔ_２（０．６４重量％）を反応混合物に加え、乾燥窒素雰囲気下８０℃で３０分間機械攪拌（１６０ＲＰＭ）し反応させた。生成された重合体をクロロホルムに溶かし、石油エーテル４０−６０／エチルエーテル混合物（１：１）中で沈殿させた。最後に、重合体を石油エーテルで繰り返し洗浄し、乾燥させた。（Ｆ−１２７：ＰＥＧ）／ＨＤＩの比を変えると重合度（ＤＰ）に違いが生じた。

［ｄ］ＰＦ−２２８の合成
Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ−１２７（分子量１２，６００）とＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｌ−１０１（分子量４，９５０）を三つ口フラスコに注ぎ入れ、乾燥させた。次いで相当量のＨＤＩとＳｎＯｃｔ_２（０．６４重量％）を反応混合物に加え、乾燥窒素雰囲気下８０℃で３０分間機械攪拌（１６０ＲＰＭ）し反応させた。生成された重合体をクロロホルムに溶かし、石油エーテル４０−６０／エチルエーテル混合物（１：１）中で沈殿させた。最後に、重合体を石油エーテルで繰り返し洗浄し、乾燥させた。（Ｆ−１２７：Ｌ−１０１）／ＨＤＩの比を変えると重合度（ＤＰ）に違いが生じた。

［ｅ］ＰＦ−２３０の合成
Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ−１２７（分子量１２，６００）とＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ−１０３（分子量５，７５０）を三つ口フラスコに注ぎ入れ、乾燥させた。次いで相当量のＨＤＩとＳｎＯｃｔ_２（０．６４重量％）を反応混合物に加え、乾燥窒素雰囲気下８０℃で３０分間機械攪拌（１６０ＲＰＭ）し反応させた。生成された重合体をクロロホルムに溶かし、石油エーテル４０−６０／エチルエーテル混合物（１：１）中で沈殿させた。最後に、重合体を石油エーテルで繰り返し洗浄し、乾燥させた。（Ｆ−１２７：Ｐ−１０３）／ＨＤＩの比を変えると重合度（ＤＰ）に違いが生じた。

［ｆ］ＰＦ−２４８の合成
Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ−１２７ （分子量１２，６００）とＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｌ−１２１（分子量５，７５０）を三つ口フラスコに注ぎ入れ、乾燥させた。次いで相当量のＨＤＩとＳｎＯｃｔ_２（０．６４重量％）を反応混合物に加え、乾燥窒素雰囲気下８０℃で３０分間機械攪拌（１６０ＲＰＭ）し反応させた。生成された重合体をクロロホルムに溶かし、石油エーテル４０−６０／エチルエーテル混合物（１：１）中で沈殿させた。最後に、重合体を石油エーテルで繰り返し洗浄し、乾燥させた。（Ｆ−１２７：Ｌ−１２１）／ＨＤＩの比を変えると重合度（ＤＰ）に違いが生じた。

［ｇ］ＰＦ−２５０の合成
Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ−１２７（分子量 １２，６００）とＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ−１２３（分子量５，７５０）を三つ口フラスコに注ぎ入れ、乾燥させた。次いで相当量のＨＤＩとＳｎＯｃｔ_２（０．６４重量％）を反応混合物に加え、乾燥窒素雰囲気下８０℃で３０分間機械攪拌（１６０ＲＰＭ）し反応させた。生成された重合体をクロロホルムに溶かし、石油エーテル４０−６０／エチルエーテル混合物（１：１）中で沈殿させた。最後に、重合体を石油エーテルで繰り返し洗浄し、乾燥させた。（Ｆ−１２７：Ｐ−１２３）／ＨＤＩの比を変えると重合度（ＤＰ）に違いが生じた。

［ｈ］ポリ（エーテル−カルボナート）の合成
これらの重合体は、ホスゲンをカップリング分子として用い、ポリ（エチレングリコール）部分とポリ（プロピレングリコール）部分を共重合させて合成する。ホスゲンの２つの官能基の反応性が異なるため、２つの構成成分の結合は交互とランダムの両方が可能である。交互のポリ（エーテル−カルボナート）は公知のとおり２工程で行われる。最初の工程はＰＥＯジクロロホルマート合成であり、次にＰＥＯ派生物とＰＰＧ鎖の反応により最終生成物であるブロック共重合体を生成する。ランダムのポリ（エーテル−カルボナート）も、他の箇所で詳述するように、同様のワンポット反応で合成される。

［ｉ］ポリ（エーテル−エステル）の合成
この合成はＰＥＯ６０００とＰＰＯ３０００の部分を含む共重合体を例に説明する。２５０ｍｌフラスコ内で等モルの無水ＰＥＧ６０００と無水ＰＰＧ３０００を３０ｍｌの無水クロロホルムに溶かした。反応混合物にトリエチルアミン（ＰＥＧに対しモル比２：１）を加え、４０℃で３０分間、マグネチックスターラで撹拌しながら無水クロロホルム中のジアシルクロリド（ＰＥＧに対しモル比２：１）を滴下した。次いで、温度を６０℃に上げ、さらに９０分間反応を継続させた。生成した重合体は、約６００ｍｌの石油エーテル４０−６０を加えて、反応混合物から分離した。生成した２相系の下相を分離し室温で乾燥させた。最後に、重合体を石油エーテルで完全に洗浄し乾燥させた。淡黄色の脆い水溶性粉末が得られた。

［ｊ］ポリ（エーテル−エステル−カルボナート）の合成
ここではこの合成の例として、ＰＥＯ６０００及びＰＰＯ３０００の部分、４つの反復単位を含むカプロラクトンブロック、並びにホスゲンを含む共重合体を扱う。（ＣＬ）_４−ＰＥＯ６０００−（ＣＬ）_４トリブロックは以下のようにして合成した。３０．３ｇのＰＥＧ６０００を真空下１２０℃で２時間乾燥させた。次いで、１０．１ｇのε−カプロラクトンと０．０５ｇの２エチルヘキサン酸第一錫を加えた。反応混合物を無水窒素下１４５℃で２．５時間加熱した。最後に、反応混合物を室温まで冷却し、クロロホルムに溶かし、石油エーテル中で沈殿させ、室温で乾燥させた。（ＣＬ）_４−ＰＥＯ６０００−（ＣＬ）_４トリブロックが得られたら、上述のように、ホスゲンとの反応、及びＰＰＧとの最終反応を実施した。

いくつかの例において、生物活性分子を、ＯＶＤの１以上の成分に混ぜ合わせることにより、系に加えた。他の例において、活性分子は、生分解性又は非生分解性の結合剤分子を介し、いずれかのＯＶＤ成分に共有結合させた

いくつかの実施形態において、実験変数及び組成変数を変化させることによりＯＶＤに濃度勾配を与えた。その目的は、頑丈さを保って角膜内皮細胞の保護を最大化しつつ、同時にＯＶＤと角膜内皮の接合面における鎖の可動性を高めることであった。図１と図２は、ＲＴＧ性重合体の濃度の異なる層を含む、この実施形態を示す。図２Ａの走査電子顕微鏡写真（上と下）は異なる層の間に形成された緊密な接合面を示す。

図２Ａ−Ｂは、可視化のため着色した３層の熱応答性ゲルを示す。

本発明のＯＶＤは、１以上のＲＴＧ成分に加え、異なる分解速度を持つ２以上の生分解性成分からなるようにしてもよい。

いくつかの実施形態において、ＯＶＤは、１以上のＲＴＧ成分に加え、ＲＴＧ挙動を示さない水溶性重合体を含むようにしてもよい。
流体力学分析

平行プレート型ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｃｏｐｅ−１光学流動計を用い、流体力学分析を行った。まず、種々の比較的高濃度の溶液の３７度でのＧ’値を測定した。表１は、種々の溶液とヒアルロン酸（ＨＡ）をベースにした市販製品との差を示す。

表１ 種々の溶液とヒアルロン酸（ＨＡ）をベースにした市販製品との差。ＢｉｏｌｏｎとＶｉｓｃｏａｔがヒアルロン酸ナトリウムをベースにしたものである。

希釈されて、より低いＧ’値を示すＰＦ溶液（３４℃）を商業的に入手可能な製品と比較した。ＤＰ＝４．０の重合体で、Ｇ’は濃度とともに増加し、５重量％ゲルの場合の約１６０Ｐａから７重量％濃度の場合の７００Ｐａ以上まで変化した。本発明のいくつかのＯＶＤは、低温で現在臨床で使われているＯＶＤよりも低いＧ’を示す一方、現在臨床で使われているＯＶＤよりも高いＧ’を示す（図３）。これらのデータは本明細書中に開示する新しいＯＶＤの独特で非常に有利な性能を示している。より具体的には、本発明が教示するＯＶＤは、配置と除去の段階にあっては低粘度であるから、配置が容易であるとともに眼から速やかに完全に除去することが可能で、かつ、角膜内皮の保護が必要なときにはより高い粘度と頑丈さを備える。
ゲルの透明度

白内障手術の際、ＯＶＤを水晶体嚢に注入した後で白濁したレンズを取り除くことになるので、ＯＶＤは医師の視界をいささかも妨げてはならない。このため、ゲルは完全に透明で水晶体嚢内の生物媒体と同様の屈折率を持つものでなければならない。

本発明のいくつかのＯＶＤの屈折率を測定し、生物媒体と比較した。さらにＵＶ分光光度計でＯＶＤの濁度と透明度を計測した（図４）。
流体力学的挙動

また、本発明のＯＶＤの扱いやすさ、使い勝手を評価した。まず、注入可能性を計測しＨＡベースの市販製品（Ｂｉｏｌｏｎ、Ｈｅａｌｏｎ５、Ｖｉｓｃｏａｔ）と比較した。さらに、人工の水晶体嚢モデルを作り、３４℃で、注入時、注入後の閉鎖空洞内での可動性を試験した。

注入可能性試験は、２つの問、即ち、（１）ＰＦ溶液のゲル化時間はどうか、（２）ＰＦ溶液が２７Ｇカニューレをどのように流れるか、に答えるように設計された。

３種類のＰＦ（ＤＰ＝４．０）重合体溶液（５％、６％、７％）を評価した。表２は、ゲルの濃度が上がるとゲル化時間が短縮されることを示している。垂直にした手掌に０．１ｍｌのＰＦ溶液を（眼内の温度に擬し）３４℃で付着させ、この条件でのゲル化時間とゲル化するまでに流れた距離（センチメートル）を計測した（表２）。

表２ ゲル化時間とゲル濃度

上述のとおり、ＰＦ溶液は２７Ｇカニューレで注入できなくてはならない。全ての溶液は２つの温度、即ち１０℃と手術室温度（ＯＲ）である２１℃で試験した。低濃度溶液（５％、６％、及び７％）はどちらの温度でも２７Ｇカニューレで容易に注入できた。

水晶体嚢を模して、ポリエチレン薄膜で水晶体嚢モデルを用意した。人工水晶体嚢の大きさは２×２ｃｍであった。２１℃で１．０ｍｌの重合体溶液を、次いで０．１ｍｌの空気を重合体嚢に注入した。それぞれの重合体に対し６個の可塑性嚢を用意し、うち３個を３４℃で１分間水浴し、残りを対照群としてＯＲ温度で放置した。３４℃で１分経過した後、ゲル内の空気泡の動きを観察した。低濃度ゲル（５％）を除くすべてのゲルで空気泡は同じ速度で移動した。低濃度ゲルではより速かった。最後に、２７Ｇカニューレを可塑性嚢に挿入し、生理温度において、わざとゲルを損傷するように端から端へとカニューレを動かした。泡試験でもカニューレによる侵食でもゲルに影響はなかった。
除去時間と内皮細胞保護

白内障手術後のＯＶＤによる合併症でよくあるのは、ＯＶＤの一部が前眼房に残って小柱網をつまらせ、術後に眼内圧（ＩＯＰ）が上昇することである。最近の白内障手術では切開創が小さく、通常３．０から４．０ｍｍである。従って灌注でＯＶＤを完全に除去することは容易でない。標準的な実験室の設定で、我々はブタの眼を用いてポリ（Ｆ１２７）ベースのＯＶＤの水晶体嚢からの除去を評価した。視認しやすくするために、重合体は下記の図に示すようにフルオレセインイソチオシアナート（ＦＩＴＣ）を共有結合させて染色した。

除去の評価のため標識したＰＦを６個の新鮮なブタの眼に用い、フルオレセイン標識なしのＰＦ溶液を６個の新鮮なブタの眼に用いた。これらの眼はあらかじめ３４℃にして生理学的条件を刺激しておき、ＰＦをＯＶＤ材料に用いた。手順の最後に緩衝塩類溶液を２０℃で水晶体嚢に注入し、ＰＦゲルを液化させて除去した。図５は、モデル眼のゲル除去前（右）と除去後（左）の状態を示す。これらの眼には３６５ｎｍのＵＶを照射している。左図では、水晶体嚢からゲルを除去した後に、光らない角膜部位を示すために角膜縁接触面にＦＩＴＣ溶液が注入されている。重合体を完全に除去した後、角膜を角膜縁切開により解剖した。フルオレセインランプを用い角膜を顕微鏡で観察したところ、蛍光の残留は検知されず染色は眼からなくなっていた。

角膜内皮は後部角膜表面の単細胞層からなり、損傷を受けると再生能力がない。水晶体乳化法で実施されるような眼内操作、生成される流体、水晶体破片の乱流、及び手術器具が内皮細胞の損傷につながる可能性がある。

図６（左）は、ヘモカラーで染色した健全な角膜内皮細胞であり、図６（右）は白内障手術中にカニューレによる外傷を受けた角膜内皮細胞である。後者は白内障手術時に起こりがちな角膜内皮損傷の例である。

ＯＶＤ用重合体の開発過程における極めて重要な課題の１つは、ＯＶＤ自体が内皮細胞に有害な影響を与えないことであった。この重要な懸案を評価するために、ＰＦと数種の市販のＯＶＤを角膜内皮に接触させ、細胞への影響を記録した。各ＯＶＤを新鮮なブタの眼に用いた。ＯＶＤを除去した後、角膜縁切開により角膜を解剖した。角膜を光学顕微鏡で調べ、検査対象の各ＯＶＤによる内皮細胞の損傷の程度を決定した。図７はＰＦ（左）とＢｉｏｌｏｎ（右）を接触させた後の角膜内皮を示す。写真から明らかなように、この２種のＯＶＤの間に大きな違いはなく、違いがあるとすれば、ＰＦの方がＢｉｏｌｏｎよりも細胞障害性が低いということである。
ＯＶＤ重合体の粘度評価

本発明の重合体の粘度を評価するために本発明のＯＶＤと市場に流通しているＯＶＤ製品を比較した。これらを比較する流体力学試験を図８に示すとおり行った。

表３にいくつかの商業的に入手可能なＯＶＤと本明細書に記載のいくつかのＯＶＤ系のＧ’値を示す。また、同表には、種々の生成物のＧ’値と、試験した市販のＯＶＤの中で最も粘度が高いＨｅａｌｏｎ ５（Ａｂｂｏｔｔ）のＧ’値、及び試験した市販のＯＶＤの中で最も粘度が低いＢｉｏｌｏｎ（ＢＴＧ）のＧ’値に対する比を併せて示している。

表から分かるように、本発明のＯＶＤ系は低温で非常に低い粘度を示すと同時に高温で非常に高い粘度を示す。例えば、１２℃ではＦ１２７：Ｐ１０３ ８６：１４からなる２０％ＯＶＤが、試験した市販のＯＶＤの中で最も粘度が低いＯＶＤ（Ｂｉｏｌｏｎ）より７倍粘度が低く、２２℃では、同じＯＶＤが、試験した市販のＯＶＤの中で最も粘度が高いＯＶＤの１６倍粘度が高くなっている。

表３ 商業的に入手可能なＯＶＤ製品と本発明のＯＶＤ系の粘度の比較

ＰＦ２５０ ５０：５０ １５％（図９Ａの流体力学的挙動を参照）の透明度の評価として、当該ＯＶＤで覆った１０セント貨幣を示す（図９）。

図１０は、ＤＰの異なる、水中２５重量％のＰＦのＲＴＧ（逆熱応答性）挙動を示す。

図１１は、水中５〜２５重量％のＰＦ−３．６のＲＴＧ挙動を示す。

図１２から図１４は、種々のＰＦのＲＴＧ挙動を計測した結果を示す。濃度の異なる重合体水溶液を調製し流体力学的挙動を上述のように計測した。

Claims (60)

1. 所定の刺激を与えることによって粘度が変化する材料を含む、対象の眼の治療方法に用いるための眼科用粘性手術用具（ＯＶＤ）。
2. 眼の手術時に前眼部の健全性を維持する方法に用いるための請求項１記載のＯＶＤ。
3. 前記材質は刺激の下で第１物理状態となり、第２の又は異なる刺激の下で第２物理状態となり、第３の又は異なる刺激の下で第３物理状態となる、請求項１記載のＯＶＤ。
4. 第１物理状態と第３物理状態が同じである請求項３記載のＯＶＤ。
5. 前記第１の又は第２の又は第３の物理状態は、前記与えた刺激を再度与えることで、又は新しい刺激もしくは異なる刺激を与えることで調節される請求項３記載のＯＶＤ。
6. 前記材料は体温より低い温度で第１物理状態又は第３物理状態となり、体温で第２物理状態となる請求項３記載のＯＶＤ。
7. １つの化合物、複数の化合物の混合物、又はいくつかの化合物の組み合わせで形成される請求項１から６のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
8. 前記１つの化合物、前記複数の化合物の混合物、又は前記いくつかの化合物の組み合わせの溶液を含む請求項７記載のＯＶＤ。
9. 前記溶液が水溶液又は食塩水である請求項８記載のＯＶＤ。
10. 前記材料が２種以上の化合物の混合物であり、前記化合物のそれぞれが同時又は順次の投与に適したものである請求項７記載のＯＶＤ。
11. 前記材料が重合体又は非重合体材料である請求項７記載のＯＶＤ。
12. 前記材料が重合体材料である請求項７記載のＯＶＤ。
13. 前記重合体が逆熱応答性重合体である請求項１２記載のＯＶＤ。
14. 前記逆熱応答性重合体は、（ａ）上限臨界共溶温度（ＵＣＳＴ）を有する正応答性ヒドロゲル及び（ｂ）下限臨界共溶温度（ＬＣＳＴ）を有する負応答性ヒドロゲルから選ばれる請求項１３記載のＯＶＤ。
15. 前記重合体はＵＣＳＴである請求項１４記載のＯＶＤ。
16. 前記重合体が逆熱ゲル化（ＲＴＧ）特性を有する重合体から選ばれる請求項１５記載のＯＶＤ。
17. 前記重合体が、生理学的に関連性のある温度帯の中の、又は生理学的に関連性のある温度帯より低い熱転移点を有する請求項１６記載のＯＶＤ。
18. 前記重合体は、ポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）トリブロック、ランダム又は交互の逆熱応答性ＰＥＯ−ＰＰＯブロック共重合体、及びＰＥＯとＰＰＯの部分を含む共重合体から選ばれる、請求項１７記載のＯＶＤ。
19. 前記重合体は、Ｎ−アルキル置換アクリルアミド、セルロース派生物、両親媒性重合体、ポリ（エチレンオキシド）−ポリ乳酸ブロック共重合体、及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１８記載のＯＶＤ。
20. 前記重合体がポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＡｍ）である請求項１８記載のＯＶＤ。
21. 前記重合体が｛ＥＯ｝_９９−｛ＰＯ｝_６７−｛ＥＯ｝_９９トリブロック（Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７）である請求項１８記載のＯＶＤ。
22. Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７とＬ１０１の共重合体（ＰＦ２２８）、Ｆ１２７とＰ１０３の共重合体（ＰＦ２３０）、及びＦ１２７とＰ１２３の共重合体（ＰＦ２５０）から選ばれる請求項１８記載のＯＶＤ。
23. Ｆ１２７とＬ１０１を５０：５０の比で含む請求項２２記載のＯＶＤ。
24. Ｆ１２７とＰ１０３を１０：９０、３７：６３、及び８６：１４の比で含む請求項２２記載のＯＶＤ。
25. Ｆ１２７とＰ１２３を５０：５０の比で含む請求項２２記載のＯＶＤ。
26. イオン強度、光、電場及び／又は磁場、並びにそれらの組み合わせから選ばれる１以上の環境的刺激に応答する１以上の環境応答性成分をさらに含む請求項１から２５のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
27. 部分的に又は完全に生分解性の請求項２６記載のＯＶＤ。
28. 複数の層を成す請求項２４記載のＯＶＤ。
29. 前眼房の空間を維持するために用いる請求項１から２８のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
30. 水晶体乳化時に角膜、虹彩、その他の眼の構造物を保護するために用いる請求項１から２８のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
31. 傷ついた虹彩を水晶体乳化から隔離するために用いる請求項１から２８のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
32. 眼の手術のための安定しかつ柔軟な環境を作り出すために用いる請求項１から２８のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
33. 角膜移植時に用いるための請求項１から２８のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
34. 前眼房型眼内レンズ埋め込み時に用いるための請求項１から２８のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
35. 白内障手術と同時のトラベクレクトミー、又は単独のトラベクレクトミー後の前眼房の保全に用いるための請求項１から２８のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
36. 第１物理状態及び／又は第３物理状態の粘度が約１００，０００Ｐａ以下であり、第２物理状態の粘度が約２００，０００Ｐａ以上である請求項１から３５のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
37. 第１物理状態及び／又は第３物理状態の粘度が約２０，０００Ｐａと約１００，０００Ｐａの間であり、第２物理状態の粘度が約２００，０００Ｐａと約４００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約６００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約１，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約２，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約３，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約４，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約６，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約８，０００，０００Ｐａの間、又は約２００，０００Ｐａと約１０，０００，０００Ｐａの間である、請求項１から３６のいずれか１項に記載のＯＶＤ。
38. 眼科手術時に前眼部の健全性を維持する方法であって、
    （１）眼外で刺激を与えて調節した第１物理状態のＯＶＤを対象の眼に投与することと、
    （２）眼内のＯＶＤに刺激を与えて第２物理状態に転移させることと
    を含む方法。
39. （３）眼科処置を行うことと、
    （４）前記処置完了後、眼内のＯＶＤに刺激を与え、これにより前記ＯＶＤを第１物理状態に戻し、又は、第１状態及び第２状態とは異なり、かつＯＶＤの除去が可能な第３物理状態に変えることと、
    （５）第３物理状態のＯＶＤを眼から除去することと
    をさらに含む請求項３８記載の方法。
40. 前記ＯＶＤを形成し又は術後に前記ＯＶＤを除去する方法において用いられる刺激が同じであっても異なっていてもよい請求項３８又は３９に記載の方法。
41. 第１物理状態を得るために用いられる刺激が第３物理状態を得るために用いられる刺激と異なる請求項４０記載の方法。
42. 第３物理状態を得るために用いられる刺激が第２物理状態を得るために用いられる刺激と異なる請求項４０記載の方法。
43. 異なる物理状態に用いられる刺激が同じ種類又は異なる種類であり、前記刺激が温度、ｐＨ、生化学的製剤の存在、イオン強度、力学的負荷、電場の存在、磁場の存在、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項４１又は４２に記載の方法。
44. 前記刺激が温度である請求項４３記載の方法。
45. 前記材料が少なくとも１つの逆熱応答性材料である請求項４４記載の方法。
46. 前記少なくとも１つの逆熱応答性材料が哺乳類の眼の前眼房及び／又は水晶体嚢にワンショットで、同時に、又は順次に与えられる請求項４５記載の方法。
47. 前記少なくとも１つの逆熱応答性材料が２以上の異なる環境的刺激に応答する請求項４６記載の方法。
48. 前記少なくとも１つの逆熱応答性材料が、温度を下げると完全に液化する請求項４７記載の方法。
49. 哺乳類の眼の前眼房及び／又は水晶体嚢内にＯＶＤを形成する方法であって、
    （１）眼外で第１物理状態となったＯＶＤ材料を眼に投与することと、
    （２）眼内のＯＶＤ材料に刺激を与えて第２物理状態に転移させることと
    を含む方法。
50. （３）眼科処置を行うことと、
    （４）前記処置完了後、眼内のＯＶＤに刺激を与え、前記ＯＶＤを第１物理状態又は第３物理状態に変えることと、
    （５）第３物理状態のＯＶＤを眼から除去することと
    をさらに含む請求項４９記載の方法。
51. 前記ＯＶＤを形成し又は術後に前記ＯＶＤを除去する方法に用いられる刺激が同じか又は異なる請求項４９又は５０に記載の方法。
52. 第１物理状態を得るために用いられる刺激が第３物理状態を得るために用いられる刺激と異なる請求項５１記載の方法。
53. 第１物理状態又は第３物理状態を得るために用いられる刺激が第２物理状態を得るために用いられる刺激と異なる請求項５２記載の方法
54. 前記刺激が温度、ｐＨ、生化学的製剤の存在、イオン強度、力学的負荷、電場の存在、磁場の存在、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項４９又は５０に記載の方法。
55. 前記刺激が温度である請求項５４記載の方法。
56. 前記材料が少なくとも１つの逆熱応答性材料である請求項５５記載の方法。
57. 前記少なくとも１つの逆熱応答性材料が哺乳類の眼の前眼房及び／又は水晶体嚢にワンショットで、同時に、又は順次に与えられる請求項５６記載の方法。
58. 前記少なくとも１つの熱応答性材料が２以上の異なる環境的刺激に応答する請求項５６記載の方法。
59. 前記少なくとも１つの逆熱応答性材料が、温度を下げると部分的に又は完全に液化する請求項５６記載の方法。
60. 所定の刺激を与えると粘度が変化する材料を含むＯＶＤ。