JP6665162B2 - カスタマイズ可能な医療デバイスを製造するための方法およびその方法によって得られたデバイス - Google Patents

Description

本発明は、医療デバイス、より詳細には、抗微生物コーティングと、所望により、患者の必要に合わせてカスタマイズされた薬物とを含むステントとしての使用に好適な医療デバイスに関する。本発明はまた、上記の特徴を有するデバイスを得るための方法に関する。

種々の良性および悪性状態が気管気管支狭窄の原因となり、呼吸困難を伴う呼吸障害、治療しなければ、窒息および死をもたらすことがある。気管気管支ステントは、拡張または機械的切除によりいったん正常化された内腔を機械的に安定化するように設計される。

炎症後気管狭窄症は、最も一般的な、悪性でない気管損傷であり、通常、長期の虚血と、気管壁の壊死を引き起こす感染を通常併発することによって引き起こされる。損傷した壁の修復は、肉芽組織の異常な形成および狭窄性瘢痕をもたらし得る。この状況は、気管の複雑な外科手術または組織切除もしくはシリコーン人工気管（ステント）の挿入を行うもしくは行わない内視鏡的拡張による内腔の回復を必要とする。現在の内視鏡的治療は再発率が高い。

悪性の気管狭窄症は、胸部（肺、胸膜、食道）の原発腫瘍または転移によって引き起こされる可能性がある。種々の機械的切除方法を内視鏡的に使用して、内腔開存を回復させることができ、いったん再開されると、再狭窄を回避するためにステントを埋め込む。現在のステントの唯一の適切性は機械的圧縮である。

ステント埋め込みの最も一般的な合併症の１つは、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)または黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)のような潜在的に病原性のある微生物(potentially pathogenic microorganisms)（ＰＰＭ）による細菌のコロニー形成である。細菌のコロニー形成は、生活の質を低下させる可能性があり（すなわち、口臭、湿性咳嗽・・・）；感染、または適切な処置がとられなければ患者の死を引き起こす可能性のある敗血症を誘発する。

埋め込み医療デバイスの細菌コロニー形成およびバイオフィルム形成は、病院内微生物感染の８０％以上を占める深刻な問題である。

抗生物質によりそれらの大部分を治療することができるが、それらの継続的使用は、耐性を生じさせ、費用を増加させ、患者に悪影響を与える可能性がある。銀のような種々の抗微生物剤でカテーテルおよびタブを覆うことによるバイオフィルム形成の回避による防止はより便利であり得る。銀は、微生物に対して高い毒性を示し、広域スペクトルの作用、非細菌性耐性を有し、動物細胞に対して毒性はない。

別の合併症は、機械的ストレスの結果としてのステントの端部での肉芽腫形成である。この炎症組織は、グルココルチコイドまたは内視鏡的熱焼灼で治療しなければ生命を脅かす合併症であり得る。従って、ステントの両端部に抗増殖性薬物を送達することにより、この合併症を軽減または回避することができる(Choong CK et al, J Thorac Cardiovasc Surg. 2006, 131(1):60-4)。

ステント除去後の気管気管支狭窄の再発は、患者のほぼ半数に見られる(Maldonado F, et al, Laryngoscope. 2014, 124(2):498-503)。これを避けるために、マイトマイス(mitomice)のようないくつかの局所抗増殖性薬剤が使用されており、主に小児において明らかな良好な反応を示す(Ortiz R, et al., Eur J Pediatr Surg. 2014, 24(1):39-45)。ステントの外側をコーティングする、プラクリタキセル(placlitaxel)のような抗増殖性薬物を用いた長期の局所治療は、埋め込みの時間を短縮し、狭窄を完全に治癒することもできると予想することが妥当と思われる(Zhu GH, et al, Laryngoscope. 2011,121(10):2234-9)。

シスプラチンのような抗増殖性コーティング薬もまた、動物モデルアッセイが成功した後に癌患者のために提案されている(Chao YK, et al, Chest. 2013, 144(1):193-9)。これらの初期の実験は、癌のタイプまたは突然変異状態に応じて、個別の治療薬でステントを覆う可能性を開く。

種々の生物学的活性を提供することができるカスタマイズ可能な表面を提示する、身体組織と相互作用することが可能な新しい材料を発見し、設計する必要性が高まっている。

本発明の著者らは、埋め込み医療デバイスへの潜在的な適用性を有する、抗菌性コーティングを作出しかつバイオフィルムに好都合の表面を回避する持続的な銀イオン放出のための抗菌性ＰＤＭＳ表面を開発した。ＰＤＭＳは、ＰＥＣＶＤ技術によってＰＦＭでコーティングし、アミン糖（グルコサミン）とともにインキュベートする。糖アルデヒドの結果として、銀イオンは表面上で還元され、銀コーティングされた表面を得る。提案された銀コーティングは、ポリマーデバイスが強くねじれた後でさえもポリマー表面に付着し続ける柔軟性のある表面（医療用シリコーンのような）に適合することができる。同時に、そのデバイスは、選択された表面を必要な薬物で覆って、薬理学的にカスタマイズすることができる。より具体的には、その薬物は、所望の位置で、瘢痕組織または肉芽腫形成を治療するための制御放出を得るために、封入された形態でステント表面に付着させることができる。本発明に記載の方法は、気道だけでなく、消化管、胆道、尿路または血管系も含む任意の器官または中空組織におけるその使用が意図される任意のステントの薬理学的活性化に適用することができる。

異なるコーティングを有するＰＤＭＳサンプルのＴｏＦ−ＳＩＭＳ。非修飾ＰＤＭＳサンプル（ＰＤＭＳ）、ＰＦＭでコーティングしたＰＤＭＳ（ＰＦＭ）、ＰＦＭでコーティングし、グルコサミンとともにインキュベートしたＰＤＭＳ（グルコサミン）、ＰＦＭでコーティングし、ｍｉｌｌｉＱ水とともにインキュベートしたＰＤＭＳ（水）およびＰＦＭでコーティングし、グルコサミンとともにインキュベートしたＰＤＭＳおよび銀蒸着（銀）。（Ａ）正のイオンのＴｏＦ−ＳＩＭＳスペクトル（ｍ／ｚ＝２８により正規化）および（Ｂ）負のイオンのＴｏＦ−ＳＩＭＳスペクトル（ｍ／ｚ＝６０により正規化）。 図１Ａの続き。 酸化条件（oxic conditions）におけるＴＳＢ培地およびｍｉｌｌｉＱ中でのＰＤＭＳサンプルの銀放出。 非コーティング（ＰＤＭＳ）サンプルおよびコーティング（銀）サンプルの細菌活性。（Ａ）異なる細菌株間の細胞生存率の比較。ｉｍａｇｅＪソフトウェアを使用して以前の画像を解析して結果を得た。（Ｂ）銀サンプルとともにインキュベートした後の異なる上清の菌株の生存率。 水および１０％ｗ／ｖムチンとのシリコーンおよび銀修飾シリコーンの水接触角(Water contact angle)（ＷＣＡ）。 パクリタキセル担持ナノ粒子に関する異なる細胞系統タイプの細胞生存率。（Ａ）１４ｎＭの、Ｃｔｒｌ（対照細胞）、φ（薬物を含まないナノ粒子）、１％および３％パクリタキセル含有量のナノ粒子およびＰＣＴＸＬ（純粋パクリタキセル）とともにインキュベートしたヒト肺正常繊維芽細胞（ＩＭＲ−９０）。（Ｂ）１４ｎＭの、Ｃｔｒｌ（対照細胞）、φ（薬物を含まないナノ粒子）、１％および３％パクリタキセルを含有するナノ粒子およびＰＣＴＸＬ（純粋パクリタキセル）とともにインキュベートした狭窄性繊維芽細胞。

発明の詳細な説明
支持体を金属性の層でコーティングするための方法
第１の態様において、本発明は、支持体を金属でコーティングするための方法（以下、本発明の第１の方法）であって、
（ｉ）支持体の少なくとも第１の表面を、活性化されたカルボキシル基を含有する反応性モノマーと、前記モノマーの重合による前記支持体の前記表面上での前記活性化されたカルボキシル基を含有するポリマーコートの形成に十分な条件下で接触させる工程、
（ｉｉ）工程（ｉ）で得られた前記支持体を、前記活性化されたカルボキシル基と反応性の基を含んでなる還元性炭水化物と、前記炭水化物中の前記反応性の基と前記支持体の前記表面上の前記活性化されたカルボキシル基との間の共有結合の形成に十分な条件下で接触させ、それによって、還元性炭水化物で修飾された表面を得る工程、および
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）で得られた表面を、前記金属由来の金属性イオンの塩と、前記還元性炭水化物による前記金属性イオンの還元および前記表面上への前記金属性イオンの堆積に十分な条件下で接触させ、それによって、前記金属性イオンでコーティングされた表面を得る工程
を含む、方法に関する。

本明細書で使用する用語「コーティング」とは、支持体の表面に自然にまたは合成により形成されたかまたは適用された層を意味する。

本明細書で使用する用語「支持体」とは、表面にコーティングすることができる任意の材料を意味する。

特定の実施形態では、前記支持体はポリマー支持体である。

本明細書で使用する用語「ポリマー支持体」とは、周囲温度で固体である６．０００より高い分子量を有する、重合プロセスによってのみ作出される繰り返し構造単位からなる化学的化合物または化合物の混合物の支持体を意味する。単一種類の繰り返し単位のみを含むポリマーはホモポリマーとして知られており、一方、混合の繰り返し単位を含有するポリマーはヘテロポリマーまたはコポリマーとして知られている。より具体的な実施形態では、前記ポリマー支持体はシリコーン系ポリマーである。

本明細書で使用する用語「シリコーン系ポリマー」とは、独立に、（Ｒ_３ＳｉＯ_１／２）、（Ｒ_２ＳｉＯ_２／２）、（ＲＳｉＯ_１．５）、または（ＳｉＯ_２）シロキシ単位（それぞれ、Ｍ、Ｄ、Ｔ、およびＱシロキシ単位として一般的に知られる）（式中、Ｒは、典型的には、１〜６個の炭素原子を含有する飽和アルキル基（メチルなど）、または６〜１０個の炭素原子を含有するアリール基（フェニルなど）を表す）から選択される少なくとも２つのオルガノシロキサン単位を含んでなるポリマー材料を意味する。このポリマーは、以下の基：−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯ⁻、−ＣＯＯ−、−ＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨ−、−ＮＲ−、−ＳＯ_３Ｈ、−ＳＯ_３ ⁻、−ＯＣＨ_２ＣＨ_２−、−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−、−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−、−ＮＲ_３ ^＋、−ＳＨ、−ＮＯ_２、−Ｉ、−Ｃｌ、Ｂｒ、−ＣＮ、−ＰＯ_４ ^３−、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＮＲ−、−ＣＯＮＨ_２、−ＣＳＮＨ−、−ＳＯ_２−、−ＳＯ−、−ＳＯ_２ＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨＳＯ_２−、−ＮＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＳＯ−および−ＯＣＳＮＨ−（Ｒはアルキル基を表す）から選択され得る追加の基を含んでなり得る。この定義に対応するシリコーン系ポリマーの例は、特に、ポリジメチルシロキサン類(polydimethylslloxanes)（ＰＤＭＳ）である。

好ましくは、ポリシロキサン主鎖を含むシリコーンポリマーの数平均分子量は、およそ１０．０００〜１．０００．０００、一層より選好的には、およそ１０．０００〜１００．０００範囲である。

別の特定の実施形態では、前記支持体は金属性の支持体である。

別の特定の実施形態では、前記支持体は、ポリマー支持体、好ましくは、シリコーン系ポリマー支持体でコーティングされた金属性の支持体である。

本発明の第１の方法の第１の工程では、前記支持体を、活性化されたカルボキシル基を含有する反応性モノマーと、前記支持体の表面を前記分子でコーティングするのに十分な条件下で接触させる。この工程は、モノマー堆積工程として知られており、モノマーと活性化された表面との反応およびコーティングを形成するためのその重合にある。本明細書に記載されるように、活性化されたカルボキシル基を含有するモノマーは、コーティングを形成するために標的シリコーン系ポリマー支持体上に堆積される。

本発明による使用のための活性化されたカルボキシル基を含有する反応性モノマーとしては、限定されるものではないが、アクリル酸モノマーおよびメタクリル酸モノマーが挙げられる。

用語「反応性カルボン酸基を有する反応性モノマー」とは、一般構造：
Ｒ−ＣＯ−Ｌ
（式中、Ｒは、カチオン重合、アニオン重合またはフリーラジカル重合が可能な基であり、Ｌは脱離基である）
を有する分子を意味する。

これらの分子は、Ｒ基を介して架橋することができ、各モノマー単位中に少なくとも１つの活性化カルボキシル酸基を含むことを特徴とするポリマーをもたらす。

好適なＲ基には、最大２０個の炭素原子を含んでなる、フリーラジカル重合および／またはカチオン重合を受けることができる一価の基が含まれる。好ましいＲ基は、フリーラジカル反応性基、例えば、アクリレート、スチリル、ビニル、ビニルエーテル、Ｃ_１−６アルキルアクリレート、アクリルアミド、Ｃ_１−６アルキルアクリルアミド、Ｎ−ビニルラクタム、Ｎ−ビニルアミド、Ｃ_２−１２アルケニル、Ｃ_２−１２アルケニルフェニル、Ｃ_２−１２アルケニルナフチル、もしくはＣ_２−６アルケニルフェニル、Ｃ_１−６アルキルなどまたはカチオン反応性基、例えば、ビニルエーテルもしくはエポキシド基などおよびそれらの混合物を含んでなる。好ましい実施形態では、前記Ｒ基はメタクリレートである。

好適なＬ基は、反応条件下で安定し、カルボキシレート基を保護し、反応性基（例えば、アミン基）と接触したときに容易に脱離する。好適なＬ基には、アルキルエステル、フェニルエステル、ヒドロキシパラ−ニトロアリール ｐ−ニトロフェニルエステル、Ｎ−ヒドロキシルアミン誘導体、およびトシル酸エステルが含まれ、それらの総ては置換されていてよくまたは非置換であってよい。好ましいＬ基としては、ｔ−ブチルエステル、２，４，５−トリクロロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、Ｎ−ヒドロキシ−オキソ−ジヒドロベンゾトリアジン誘導体、１−ヒドロキシベンゾトリアゾールエステル、トシル酸エステル、およびそれらの組合せが挙げられる。好ましい好適なＬ基としては、ペンタフルオロフェニルエステル、トシル酸エステル、およびＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、およびそれらの混合物が挙げられる。好ましい潜伏反応性化合物としては、ペンタフルオロメタクリレートおよびＮ−アクリルオキシスクシンイミドおよびそれらの混合物などが挙げられる。

好ましい実施形態では、前記Ｒ基はメタクリレートである。別の好ましい実施形態では、前記Ｌ基はペンタフルオロフェニルである。なおより好ましい実施形態では、活性化されたカルボキシル基を含有する前記反応性モノマーはペンタフルオロフェニルメタクリレート(pentafluorophenyl methacrylate)（ＰＦＭ）である。

好ましい実施形態では、前記モノマー堆積プロセスは、蒸着プロセスによって行われる。

本明細書で使用する場合、用語「堆積プロセス」および「蒸着プロセス」とは、１つ以上のモノマーを含む気化した前駆体組成物から支持体の１つ以上の表面上にポリマー層が形成されるプロセスを意味する。これらのモノマーは、気化され、堆積チャンバー内に配置された支持体（例えば、半導体基板または基板アセンブリー）の１つ以上の表面に向けられおよび／または接触される。特定の実施形態では、前記支持体は加熱される。これらのモノマー化合物は支持体の表面上に不揮発性物質の薄く均一な層を形成する。本明細書で使用する場合、「蒸着プロセス」は、化学蒸着プロセス（パルス化学蒸着プロセスを含む）または原子層堆積プロセスであり得る。

好ましい実施形態では、前記蒸着プロセスは化学蒸着である。

本明細書で使用する場合、用語「化学蒸着」または「ＣＶＤ」とは、反応成分を分離しようとすることなく堆積チャンバー内で気化した金属含有化合物（および使用される任意の反応ガス）から支持体上に所望の層が堆積される蒸着プロセスを意味する。ＣＶＤは、気相前駆体種の化学反応（例えば、還元反応、酸化反応、分解反応など）に関連して原子または分子を堆積させるプロセスである。圧力が大気圧未満の場合、ＣＶＤプロセスは、低圧化学蒸着(low-pressure chemical vapor deposition)（ＬＰＣＶＤ）プロセスと呼ばれることもある。プラズマ強化化学蒸着(plasma-enhanced chemical vapor deposition)（ＰＥＣＶＤ）技術は、前駆体ガスが少なくとも部分的にイオン化され、それにより化学反応に必要な温度を典型的に下げるようにプラズマが使用される化学蒸着技術である。化学蒸着プロセスは必ずしもラインオブサイト(line-of-site)プロセスではなく、複雑な形状の支持体上にコーティングを形成することを可能にする。ＰＥＶＣＤは、当技術分野で公知の任意の技術、例えば、Duque et al., Plasma Process. Polym. 2010, 7, 915-925)、Francesch; E. et al., (Plasma Process. Polym. 2005, 2, 605-611)、Langer; D. and Tirrell (Nature 2004, 428, 487-492)またはDuque et al. Biomacromolecules 2010, 11, 2818-2823)によって記載されている方法などに従って行うことができる。

前記モノマーの流速は、堆積方法において変化させることができる。特定の実施形態では、第１のモノマーの流速は、約１０ｓｃｃｍ、約２０ｓｃｃｍ、約３０ｓｃｃｍ〜約０．０１ｓｃｃｍ、約２０ｓｃｃｍ〜約０．０５ｓｃｃｍ、約１０ｓｃｃｍ〜約０．１ｓｃｃｍ、約３０ｓｃｃｍ、約２８ｓｃｃｍ、約２６ｓｃｃｍ、約２４ｓｃｃｍ、約２２ｓｃｃｍ、約２０ｓｃｃｍ、約１８ｓｃｃｍ、約１６ｓｃｃｍ、約１４ｓｃｃｍ、約１２ｓｃｃｍ、または約１０ｓｃｃｍ、約９ｓｃｃｍ、約８ｓｃｃｍ、約７ｓｃｃｍ、約６ｓｃｃｍ、約５ｓｃｃｍ、約４ｓｃｃｍ、約３ｓｃｃｍ、約２ｓｃｃｍ、または約１ｓｃｃｍである。特定の実施形態では、前記反応性モノマーの流速は、約０．９ｓｃｃｍ、約０．８ｓｃｃｍ、約０．７ｓｃｃｍ、約０．６ｓｃｃｍ、約０．５ｓｃｃｍ、約０．４ｓｃｃｍ、約０．３ｓｃｃｍ、約０．２ｓｃｃｍ、約０．１ｓｃｃｍ、約０．０５ｓｃｃｍ、または約０．０１ｓｃｃｍである。

特定の実施形態では、ポリマー堆積の速度は、約１ミクロン／分、約１ミクロン／分〜約１００ｎｍ／分の間、約１０ミクロン／分〜約１００ｎｍ／分の間または約１００ミクロン／分〜約１００ｎｍ／分の間である。

前記コーティングプロセスはある範囲の温度で行うことができる。特定の実施形態では、前記支持体の温度は周囲温度である。特定の実施形態では、その温度は約−２０℃、約−１０℃、約０℃、約１０℃、約２０℃、約３０℃、約４０℃、約５０℃、約６０℃、約７０℃、約８０℃、約９０℃、約１００℃、約１１０℃である。

前記コーティングプロセスがＰＥＣＶＤによって行われる場合、無線周波数は、少なくとも１Ｗ、少なくとも２Ｗ、少なくとも３Ｗ、少なくとも４Ｗ、少なくとも５Ｗ、少なくとも６Ｗ、少なくとも７Ｗ、少なくとも８Ｗ、少なくとも９Ｗ、少なくとも１０Ｗ、少なくとも１５Ｗ、少なくとも１５Ｗ、少なくとも２０Ｗ、少なくとも２５Ｗ、少なくとも３０Ｗ、少なくとも３５Ｗ、少なくとも４０Ｗ、少なくとも４５Ｗ、少なくとも５０Ｗまたは少なくとも５５Ｗ、少なくとも６０Ｗ、少なくとも６５Ｗ、少なくとも７０Ｗ以上、少なくとも７５Ｗ、少なくとも８０Ｗ、少なくとも８５Ｗ、少なくとも９０Ｗ、少なくとも９５Ｗ、少なくとも１００Ｗ以上の電力で適用される。

あるいは、ＰＥＣＶＤによる前記コーティングプロセスは、無線周波数の代わりに、マイクロ波または直流などの他の励起源を用いることにより行うことができる。

プラズマは、当技術分野で公知の低圧、大気圧より低圧または大気圧で作用し得る。前記モノマーは、蒸気または液滴の噴霧スプレーとしてプラズマに導入され得る（ＷＯ０３１０１６２１およびＷＯ０３０９７２４５、Surface Innovations Limited）。そのモノマーは、例えば、ガスパルス弁を通って、パルスプラズマ蒸着装置に連続的にまたは律動的に、導入され得る。

コーティングが適用される支持体は、選好的には、コーティング堆積中にパルスプラズマの実質的に内側に配置される。しかしながら、支持体は、また、パルスプラズマの外側に配置されてもよく、それにより、支持体に対する過度の損傷を回避しまたはコーティングを成長させることができる。

前記モノマーは、典型的には、プラズマ放電内で直接励起される。しかしながら、当技術分野で公知のように、「リモート」プラズマ堆積方法を使用し得る。前記方法では、前記モノマーはパルスプラズマの実質的に「下流」の堆積装置に入り、それによって、イオンなどの短寿命の高エネルギー種による衝撃の潜在的に有害な影響を軽減する。

プラズマは、他の化合物の不在下でまたは例えば、不活性ガスとの混合物中でモノマー化合物単独を含んでなり得る。モノマー化合物単独からなるプラズマは、以下に例示するように、まず反応器をできる限り排気し、その後、その反応器が他のガスを実質的に含まないことを確実にするのに十分な時間、その反応器を有機化合物でパージすることによって、達成し得る。プラズマチャンバー内の温度は、気相中の十分なモノマーがプラズマチャンバーに入ることを可能にするのに十分なほど好適に高い。これはモノマーに依存し、便宜には、周囲温度を採用する。しかしながら、場合によっては、昇温、例えば、２５〜２５０℃が必要とされることがある。

本発明の代替実施形態では、プラズマポリマーコーティング前駆体に追加される材料は、プラズマ堆積装置内に存在する。追加の材料は、例えば、ガスパルス弁を通って、コーティング堆積装置に連続的にまたは律動的に導入され得る。

追加の材料は、不活性であり得、それらの原子構造のいずれもが成長するプラズマポリマーに組み込まれずにバッファーとして作用し得る（好適な例としては、希ガスが挙げられる）。このタイプのバッファーは必要な処理圧力を維持するために必要であり得る。また、不活性バッファーは、プラズマ放電を維持するために必要であり得る。例えば、大気圧グロー放電(atmospheric pressure glow discharge)（ＡＰＧＤ）プラズマ作業は、多くの場合、大量のヘリウムを必要とする。このヘリウム希釈剤は、堆積したコーティング内に組み込まれた状態になることなく、ペニングイオン化機構によってプラズマを維持する。

本発明の他の実施形態では、追加の材料は、コーティング形成材料および／または得られるプラズマ堆積コーティングを修飾し、かつ／またはそれに組み込まれる能力を有する。好適な例としては、他の反応性ガス、例えば、ハロゲン、酸素、およびアンモニアなどが挙げられる。

本発明の第１の方法の第２の工程では、本発明の方法は、工程（ｉ）で得られた支持体を、前記活性化されたカルボキシル基と反応性の基を含んでなる還元性炭水化物と、前記炭水化物中の前記反応性の基と前記ポリマーのモノマー単位上の前記カルボキシル基との間の共有結合の形成に十分な条件下で接触させ、Ｌ基が放出され、それによって、還元単糖類で修飾された表面を得ることを含む。

「糖類」または「糖」としても知られる、用語「炭水化物」とは、炭素、水素および酸素からなる高分子を意味し、単糖類、二糖類、オリゴ糖、および多糖類を含む。本明細書で使用する用語「単糖類」とは、より小さな糖類構成単位または部分にさらに分解することができない単一の糖類単位からなる糖の単純形態を意味し、限定されるものではないが、フラノース、フルクトース、グルコース、ガラクトース、マンノース、修飾された単糖類、シアル酸およびエリトロースおよびそれらの混合物を含む。

本明細書で使用する用語「カルボキシル基と反応性の基を含んでなる還元性炭水化物」とは、（ｉ）カルボキシル基と反応性の１つの基を少なくとも含んでなり、かつ、（ｉｉ）そのアルデヒドまたはケトンが開鎖形態である任意の炭水化物を意味する。これによりその炭水化物は、例えば、アミンとの反応において還元剤として作用することが可能になる。炭水化物は、そのアノマー炭素（２個の酸素原子と結合した炭素）が遊離形態である場合、還元糖であり得る。炭水化物は、鎖ならびに環構造で存在し得、これら２つの形態間で平衡を有することが可能である。さらに、いくつかのケト炭水化物は、カルボニルを鎖の末端に移動させる一連の互変異性シフトを介してアルデヒドに変換され得るため、それらは還元性炭水化物である。この経路は熱硬化プロセスの間に利用可能になり得る。還元性炭水化物の例としては、アルドース（アルデヒドを含有）またはケトース（ケトンを含有する）のいずれかの単糖類が挙げられ、グルコース、フルクトース、グリセルアルデヒド、ラクトース、アラビノースおよびマルトースを含む。それに従って、本発明の還元性炭水化物成分はアルドースまたはケトース形態の単糖類であり得、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、またはヘプトースを含む。グリセルアルデヒドおよびジヒドロキシアセトンはそれぞれ、アルドース糖およびケトース糖であると考えられる。アルドテトロース糖の例としては、エリトロースおよびトレオースが挙げられ、ケトテトロース糖としては、エリトルロースが挙げられる。アルドペントース糖としては、リボース、アラビノース、キシロース、およびリキソースが挙げられ、ケトペントース糖としては、リブロース、アラブロース、キシルロース、およびリキスロースが挙げられる。アルドヘキソース糖の例としては、グルコース（例えば、デキストロース）、マンノース、ガラクトース、アロース、アルトロース、タロース、グロース、およびイドースが挙げられ、ケトヘキソース糖としては、フルクトース、プシコース、ソルボース、およびタガトースが挙げられる。ケトヘプトース糖としては、セドヘプツロースが挙げられる。１つの実施形態では、前記カルボキシル基と反応性の基を含んでなる還元性炭水化物は、一般式Ｃｍ（Ｈ２Ｏ）ｎ（式中、ｍおよびｎは同じまたは異なる(the same of different)）を有する非修飾の炭水化物であり、ここで、前記カルボキシル基と反応性の基は、その炭水化物中に天然に存在する基の１つである（例えば、そのヒドロキシル基）。別の実施形態では、前記カルボキシル基と反応性の基を含んでなる還元性炭水化物は、前記カルボキシル基と反応する基が修飾中に現れる修飾された炭水化物である。より好ましい実施形態では、前記修飾された炭水化物はＮ−グルコサミンであり、前記カルボキシル基と反応する基は、アミン基である。

別の特定の実施形態では、前記還元性炭水化物は還元二糖類である。大部分の二糖類はまた還元糖でもある。還元糖の他の天然または合成の立体異性体または光学異性体はまた、水性バインダー組成物の還元糖成分として有用であり得；例えば、グルコースの光学異性体の１つであるデキストロースである。加えて、前記還元糖は、還元単糖類または二糖類の脱水形態、例えば、脱水素化されたグルコースからのヒドロキシメチルフルフラールなどを含んでなり得る。さらに、複数の好適な還元糖源、例えば、コーンシロップ、高フルクトースコーンシロップ、ならびに他のフルクトースおよびデキストロース同等物などを使用し得る。

前記還元単糖類はまた、例えば、ヒドロキシ、ハロ、アルキル、アルコキシ、カルボニルまたは他の置換基で、置換されていてよい。

本発明の還元性炭水化物は、活性化されたカルボキシル基と反応性の基で修飾される。

本明細書で使用する用語「活性化されたカルボキシル基と反応性の基」とは、活性化されたカルボキシル基と反応して共有結合を形成することが可能な、すなわち、好適な反応条件下で共有結合反応性の基を意味し、一般的には、別の物質の結合点を表す。例示的な反応性基としては、限定されるものではないが、アミン、ヒドロキシル基、チオール、カルボン酸およびエステルが挙げられる。

活性化されたカルボキシル基と反応性の基は、前記還元性炭水化物のヒドロキシル基のいずれか１つまたは化学修飾によりその炭水化物と結合している基であり得、この場合では、前記還元性炭水化物は、活性化されたカルボキシル基と反応性の基で修飾された還元性炭水化物である。

特定の実施形態では、前記反応性基はアミノ基であり、前記炭水化物中のそのアミノ基と前記支持体の表面上の活性化されたカルボキシル基との間の共有結合はアミド結合である。

本発明による使用のために好適なアミノ基で修飾された還元単糖類としては、限定されるものではないが、グルコサミン、Ｎ−アセチルグルコサミン、マンノサミン、Ｎ−アセチルマンノサミン、ガラクトサミン、Ｎ−アセチルガラクトサミン、それらの異性体（例えば、立体異性体）、およびそれらの塩（例えば、ＨＣｌ塩）が挙げられる。１つの実施形態では、前記糖アミンはグルコサミン、またはＤ−グルコサミンおよびＮ−アセチルグルコサミン、またはＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンである。加えて、２つ以上の糖アミンの組合せを使用し得る。

本明細書で使用する用語「グルコサミン」とは、化合物β−Ｄ−グルコサミンを意味する。

本発明の工程（ｉ）で得られた支持体と、アミノ基で修飾された還元単糖類との間での接触工程は、工程（ｉ）で得られたポリマー表面コーティング上の反応性カルボキシル基の少なくとも１％、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％または１００％の修飾を可能にするのに十分な時間行われる。それに従って、アミノ基で修飾された還元単糖類との反応は、少なくとも１時間、少なくとも２時間、少なくとも３時間、少なくとも４時間、少なくとも５時間、少なくとも６時間、少なくとも７時間、少なくとも８時間、少なくとも８時間、少なくとも１０以上行われる。

本発明の第１の方法の第３の工程では、工程（ｉｉ）で得られた支持体は、前記金属の金属性イオンの塩と、前記還元性炭水化物による前記金属性イオンの還元および前記表面上への金属の形態の前記イオンの堆積に十分な条件下で接触させられ、それによって、金属コーティングされた表面を得る。

好ましい実施形態では、前記金属は、銀、チタン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム、モリブデン、スズ、および鉛からなる群から選択される。なおより好ましい実施形態では、前記金属は銀である。この場合、銀イオンの塩と、前記支持体に付着した還元単糖類との間の反応は、トレンス反応によって行われる。この反応は、還元単糖類の存在下での銀イオンおよびアンモニアを含有する錯体の還元にある。これにより、ジアミン銀（Ｉ）イオンは金属性の銀へ還元され、単糖類は対応するカルボキシレートへと酸化される。

トレンス反応は、アルデヒドのそのカルボン酸への酸化と、水溶性銀イオンのその金属への還元を含む多段階プロセスである。最初に、以下の反応に従って、酸化銀（硝酸銀および水酸化ナトリウムから慣習的な手段によって調製する）および水酸化アンモニウムを反応させることにより銀ジアミン錯体を調製する：
Ａｇ_２Ｏ＋４ＮＨ_４ＯＨ→２［Ａｇ（ＮＨ_３）_２］^＋＋２ＯＨ⁻＋３Ｈ_２Ｏ

ジアミン錯体は、水溶液中で４〜２４時間の間安定し、必要になるまで保存することができる。ジアミン錯体を還元単糖類と接触させると、その単糖類とアルカリ溶液中のヒドロキシルイオンとの反応によって、それはカルボン酸に酸化され、２つの電子を放出し、銀蒸着プロセスは開始される：

アルデヒドの酸化によって放出された電子はそれぞれ、次に、銀ジアミン錯体を還元して、金属性の銀および遊離アンモニアを与えることができる：
［Ａｇ（ＮＨ_３）_２］^＋＋ｅ⁻→Ａｇ＋２ＮＨ_３

このレドックス反応は、以下のように要約することができる：

この反応は、少なくとも５分間、少なくとも１０分間、少なくとも１５分間、少なくとも２０分間、少なくとも３０分間、少なくとも４０分間、少なくとも５０分間、少なくとも６０分、少なくとも２時間、少なくとも３時間、少なくとも４時間、少なくとも５時間、少なくとも１０時間以上行うことができる。

本発明の第１の方法の第３の工程は、十分な密度または厚さの堆積物が形成されるまで行われる。特定の実施形態では、十分な密度または厚さの堆積物は、適当な量の前記金属性イオンを放出することができる堆積物である。前記金属性イオンの放出量は、当業者に知られている任意の好適な方法によって定量することができる。例えば、前記金属イオンが銀イオンであるならば、銀イオンの放出物は、光誘導結合プラズマ(inductively coupled plasma)（ＩＣＰ）により５０％硝酸溶液中で定量することができる。前記金属性イオンの適当な量は、細胞、特に、ヒト細胞に対して毒性なく抗微生物活性を示すのに十分である量である。特定の実施形態では、前記金属性イオンが銀イオンである場合、前記量は０，１ｐｐｍ〜１０ｐｐｍの間であり、より具体的な実施形態では、前記量は０，１ｐｐｍ〜２ｐｐｍの間である。

本発明の第１の方法は、前記支持体の１つ以上の表面に、前記表面全体にまたは前記表面の部分のみに適用することができる。

前記支持体の第２の表面もまた、活性化されたカルボキシル基を含有する反応性モノマーと、前記モノマーの重合により形成された前記支持体の前記表面上での前記活性化されたカルボキシル基を含有するポリマーコートの形成に十分な条件下で接触させることができる。しかしながら、前記第２の表面を、反応性基を含有する還元性炭水化物と反応させる代わりに、前記第２の表面を、表面が反応性基で修飾されたナノ粒子およびマイクロ粒子から選択される粒子と、前記粒子の外側の反応性基と支持体の表面上の活性化されたカルボキシル基との間のｎ個の共有結合の形成に十分な条件下で接触させ、それによって、粒子で修飾された第２の表面の修飾がもたらされ、ここで、前記粒子は少なくとも１つの治療上活性である化合物を含む。このようにして、第１の表面が金属性コート、好ましくは、銀コートを含み、第２の表面が活性剤を含む支持体が得られる。これらの支持体は、外部表面および内部表面が異なる身体区画と接触し、それに従って、各表面が特定の活性剤を必要とするステントの構築に特に有用である。

従って、好ましい実施形態では、本発明の方法はまた、前記支持体の少なくとも第２の表面に適用され、ここで、前記第２の表面は、前記活性化されたカルボキシル基と反応性の基で修飾された粒子と接触させられ、前記粒子は、ナノ粒子およびマイクロ粒子から選択され、前記粒子は、少なくとも治療上活性である化合物を含有し、かつ、前記接触は、前記粒子中の前記反応性基と前記支持体の前記表面上の前記活性化されたカルボキシル基との間の共有結合の形成に十分な条件下で行われ、それによって、粒子による前記第２の表面の修飾がもたらされる。

特定の実施形態では、粒子との前記接触は、前記支持体の第２の表面の表面全体、あるいは、第２の表面の一部の上でのみ行うことができる。別の特定の実施形態では、前記支持体の１つ以上の表面は、それらの表面の異なる一部において異なるコーティングで修飾することができ、例えば、前記支持体のある表面のある部分は、金属性イオンでコーティングすることができ、前記支持体の同じ表面の異なる部分は、治療上活性である化合物を含んでなる粒子でコーティングすることができ；または前記支持体のある表面のある部分は、治療上活性である化合物を含んでなる粒子でコーティングすることができ、同じ表面の別の部分は、同じもしくは異なる治療上活性である化合物を含んでなる粒子でコーティングすることができる。前記支持体の同じ表面の異なる部分が異なるコーティングでコーティングされる場合、第１のコーティングでコーティングされない部分は、第１のコーティングの適用中マスクで覆うことができる。前記表面の第１の部分が第１のコーティングでコーティングされたら、前記第１の部分はマスクで覆うことができ、第２のコーティングでコーティングされる部分は覆いを外すことができ、従って、コーティングする第２のものをこれらの部分に適用することができる。特定の実施形態では、前記活性化されたカルボキシル基と反応性の前記基はアミノ基であり、かつ前記粒子中の前記反応性基と前記支持体の前記表面上の前記活性化されたカルボキシル基との間の前記共有結合はアミド基である。

１つの実施形態では、前記第１の表面のポリマーコートおよび前記第２の表面のポリマーコートは同じである。別の実施形態では、前記第１の表面のポリマーコートおよび前記第２の表面のポリマーコートは異なる。これらのポリマーコートが同一である場合、前記支持体の両表面は、それらを前記反応性モノマーと接触させることにより同時にコーティングすることができる。前記第１の表面のポリマーコートおよび前記第２の表面のポリマーコートが異なる場合、前記第１の表面のコーティングは、前記第２の表面が、第１の層を形成する前記反応性モノマーに接近できない条件下で行う必要がある。第１の表面がコーティングされている支持体は、次に、前記第２の表面上にポリマー層を形成するために好適な前記反応性モノマーと接触させられ、この場合、第１のコーティング表面は前記反応性モノマーに接近できない。

本明細書で使用する場合、用語「ナノ粒子」とは、直径約１ｎｍ〜１０００ｎｍ未満の間の粒子を意味する。本発明の特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約３ｎｍ〜約１，０００ｎｍの直径を有する。特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約３ｎｍ〜約１０ｎｍの直径を有する。特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約１０ｎｍ〜約１０００ｎｍの直径を有する。特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの直径を有する。特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約５０ｎｍ〜約５００ｎｍの直径を有する。特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約５０ｎｍ〜約３００ｎｍの直径を有する。特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約１００ｎｍ〜約３００ｎｍの直径を有する。特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約１５０ｎｍ〜約３００ｎｍの直径を有する。特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約２００ｎｍ〜約２５０ｎｍの直径を有する。特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約１００ｎｍ〜約２００ｎｍの直径を有する。本発明の特定の実施形態では、前記ナノ粒子は約１００ｎｍ〜約１５０ｎｍの直径を有する。

本発明のナノ粒子の平均直径は、当技術分野で公知の方法によって、好ましくは、動的光散乱によって決定し得る。具体的には、本発明は、標準試験方法ＩＳＯ ２２４１２：２００８（キュムラント法Ａ．１．３．２）に従って、濾過水で適当に希釈したサンプルおよび好適な装置、例えば、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（ＵＫ）製のゼータサイザー（Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ）（商標）装置などを使用し、散乱角９０°および温度２５℃で動的光散乱により分析した場合に、約１〜約１０００ｎｍの直径を有する固体粒子であるナノ粒子に関する。粒子がｘｎｍの直径を有すると言われている場合、一般的に、この平均あたりに粒子の分布があるが、少なくとも５０％（例えば、＞６０％、＞７０％、＞８０％、＞９０％、またはそれ以上）の数の粒子はｘ±２０％の範囲内の直径を有する。

別の特定の実施形態では、前記粒子はマイクロ粒子である。

本明細書で使用する用語「マイクロ粒子」とは、１〜２５０μｍの間の直径を有する粒子を意味し、限定されるものではないが、ミクロスフェアおよびマイクロカプセルを含む。好ましい実施形態では、前記化合物はマイクロ粒子である。

前記粒子の組成は、それらが前記治療上活性である化合物の１つ以上を封入することができる限り、かつ前記第２の表面に適用されるポリマーコートの一部を形成する活性化されたカルボキシル基との反応を可能にするために、外側表面上にアミノ基を含むようにそれらを修飾することができる限り、特に限定されない。

本発明の特定の実施形態では、前記粒子はポリマー粒子であり、ここで、前記ポリマーは、乳酸・グリコール酸コポリマー、ポリ酸無水物、ポリスルホンアミド、アルギナート、キトサン、ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリエステル（ＰＥＧ−ポリエステル）、ポリ−Ｌ−リジン(poly-L-lysisne)、ポリグルタミン酸、セルロース誘導体（例えば、エチルセルロース）、およびアクリル酸系ポリマー（例えば、ヒドロキシプロピルメタクリルアミド）から選択される。特定の実施形態では、前記ポリマーはポリエチレングリコール−ポリエステル（ＰＥＧ−ポリエステル）である。

前記粒子は、当業者に知られている任意の好適な方法によって得ることができる。特定の実施形態では、前記粒子がポリマー粒子である場合、それは、前記治療上活性である化合物を前記ポリマーと、粒子を形成するための好適な条件下で接触させることによって得ることができる。より具体的な実施形態では、前記治療上活性である化合物および前記ポリマーは所望の比率を得るための適当な濃度で好適な水溶性有機溶媒中で混合し、連続撹拌している溶液に滴加し得る。得られた粒子は、透析、濾過または遠心分離によってさらに精製し得る(Di Mauro, P. P., & Borros, S. Pharmaceutical Research 2014, (10))。

前記粒子は、前記活性化されたカルボキシル基と反応性の基を前記粒子表面の外側に提示するように修飾される。前記反応性基は既に定義されている。好ましい実施形態では、前記活性化されたカルボキシル基と反応性の前記基はアミノ基である。前記反応性基、好ましくは、アミノ基は、ナノ粒子シェルの一部を形成する原子と直接結合され得ること、またはリンカー領域によってナノ粒子と接触させ得るものと理解される。例えば、前記リンカーは、４個〜１５個の間の原子（すなわち、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、または１５個）の長さであり得る。

多くの生物学的に活性な薬剤（必ずしも上に列挙されたものを排除するものではない）を、本発明による方法において使用されるナノ粒子中に封入することができる。

１つの実施形態では、前記治療上活性である化合物は抗増殖性化合物である。好適な抗腫瘍性／抗増殖性／抗有糸***性の薬剤は、代謝拮抗物質、例えば、プリン類似体（例えば、６−メルカプトプリンまたはクラドリビン（塩素化プリンヌクレオシド類似体である））、ピリミジン類似体（例えば、シタラビンおよび５−フルオロウラシル）およびメトトレキサートなど、ナイトロジェンマスタード、スルホン酸アルキル、エチレンイミン、抗生物質（例えば、ダウノルビシン、ドキソルビシン）、ニトロソ尿素、シスプラチン、微小管動態に影響を与える薬剤（例えば、ビンブラスチン、ビンクリスチン、コルヒチン、Ｅｐｏ Ｄ、パクリタキセルおよびエポチロン）、カスパーゼアクチベーター、プロテアソーム阻害剤、血管形成阻害剤（例えば、エンドスタチン、アンジオスタチンおよびスクアラミン）、ラパマイシン、セリバスタチン、フラボピリドールおよびスラミンである。

１つの実施形態では、前記治療上活性である化合物は抗増殖性および抗遊走性の化合物、例えば、サイトカラシンなどである。

１つの実施形態では、前記治療上活性である化合物は抗血管形成性化合物である。好適な抗血管形成性薬剤は、血管形成性薬剤に対する抗体または他のアンタゴニスト、例えば、ザルトラップ（ＺＡＬＴＲＡＰ）、（アフリベルセプト）などの、ＶＥＧＦ Ａと結合する融合タンパク質、アバスチン（ＡＶＡＳＴＩＮ）（登録商標）（ベバシズマブ）などの、ＶＥＧＦ−Ａに対する抗体またはグリベック（ＧＬＥＥＶＥＣ）（登録商標）（メシル酸イマチニブ）などの、ＶＥＧＦ−Ａ受容体（例えば、ＫＤＲ受容体またはＦｌｔ−１受容体）に対する抗体、抗ＰＤＧＦＲ阻害剤、ＶＥＧＦ受容体シグナル伝達をブロックする小分子（例えば、ＰＴＫ７８７／ＺＫ２２８４、ＳＵ６６６８、ＳＵＴＥＮＴ＠／ＳＵ１ １２４８（リンゴ酸スニチニブ）、ＡＭＧ７０６、または、例えば、国際特許出願第ＷＯ２００４／１１３３０４号に記載されているもの）である。例えば、Klagsbrun and D'Amore, Annu. Rev. Physiol. 1991, 53:217-39；Streit and Detmar, Oncogene 2003, 22:3172-3179（例えば、悪性黒色腫における抗血管形成療法を列挙する表３）；Ferrara and Alitalo, Nature Medicine 1999, 5(12):1359-1364；Tonini et al., Oncogene 2003, 22:6549-6556（例えば、既知の抗血管形成性因子を列挙する表２）；および、Sato, Int. J Clin. Oncol.2003, 8:200-206（例えば、臨床試験において使用される抗血管形成性薬剤を列挙する表１）を参照。

１つの実施形態では、前記治療上活性である化合物は抗炎症性化合物である。好適な抗炎症性薬剤はデキサメタゾン、プレドニゾロン、コルチコステロン、ブデソニド、エストロゲン、スルファサラジンおよびメサラミンである。

１つの実施形態では、前記治療上活性である化合物は抗炎症性化合物である。好適な抗炎症性薬剤としては、アスピリン、サリチル酸ナトリウム、スルピリン、インドメタシン、ジクロフェナクナトリウム、ロキソプロフェンナトリウム、フェルビナク（ferbinac）、ザルトプロフェン、ピロキシカム、ニメスリド、メロキシカム、セレキシコブ(celexicob)、チアラミド(tialamide)、エモルファゾン、ブプレノルフィン、臭化水素酸エプタゾシン、ペンタゾシン、酒石酸ブトルファノール、塩酸トラマドール、ケトロラック、塩酸メペリジン、塩酸モルヒネ、硫酸モルヒネ、ヒドロモルヒネ、クエン酸フェンタニル、フェンタニル、およびモフェゾラクが挙げられる。

１つの実施形態では、前記治療上活性である化合物は細胞傷害性化合物である。好適な細胞傷害性化合物としては、メトトレキサート、シクロホスファミド、およびサリドマイド、ならびにメトトレキサート、シクロホスファミド、およびサリドマイドの代謝産物、塩、多形体、プロドラッグ、類似体、および誘導体が挙げられる。特定の実施形態では、好ましい細胞傷害性小分子は細胞傷害性薬剤の薬学上活性のある代謝産物である。例えば、シクロホスファミドの場合、好ましい代謝産物はシクロホスファミドの薬学上活性のある代謝産物であり、限定されるものではないが、４−ヒドロキシシクロホスファミド、アルドホスファミド、ホスホラミドマスタード、およびそれらの組合せを含む。

１つの実施形態では、前記治療上活性である化合物は抗血栓活性剤である。好適な抗血栓活性剤としては、アルブミンおよびポリエチレンオキシドなどの血小板粘着阻害剤、シロスタゾール、アスピリンおよびチエノピリジン（チクロピジン、クロピドグレル）を含む血小板凝集阻害剤、ならびにアブシキマブ、エピチフィバチド(epitifibatide)およびチロフィバンなどのＧＰ ＩＩｂ／ＩＩＩａ阻害剤、ヘパリン、低分子量ヘパリン、硫酸デキストランおよびβ−シクロデキストリンテトラデカスルフェートなどのヘパリン類似物質を含む凝固経路モジュレーター、およびヒルジン、ヒルログ、ＰＰＡＣＫ（Ｄ−ｐｈｅ−Ｌ−プロピル−Ｌ−ａｒｇ−クロロメチルケトン）およびアルガトロバンなどのトロンビン阻害剤、抗スタチンおよびＴＡＰ（ダニ抗凝固ペプチド）などのＦＸａ阻害剤、ワルファリンなどのビタミンＫ阻害剤、ならびに活性化プロテインＣが挙げられる。

好ましい実施形態では、前記粒子は抗増殖性薬剤を含有する。より好ましい実施形態では、前記抗増殖性薬剤はプラクリタキセルである。パクリタキセルを封入することが可能な好適なナノ粒子は、Ma P. et al., (, J. Nanomed. Nanotechol. 2013, 4-2)によって記載されており、限定されるものではないが、ＰＬＧＡ（乳酸・グリコール酸コポリマー(Poly[Lactic-Co-Glycolic Acid])、ＰＣＬ（ポリ［ε−カプロラクトン］(Poly [ε-Caprolactone])）、ＰＬＡ（ポリ［Ｌ−ラクチド］(Poly[L-Lactide])）、キトサン、ゼラチン、ヒアルロン酸、ＰＢＣＡ（ポリ［ブチルシアノアクリレート］(Poly[Butyl Cyanoacrylate])）、アルブミン、ＨＰＧ（多分岐ポリグリセロール(Hyperbranched Polyglycerol)）およびＰＥＧ−ＰＥ（ＰＥＧ−ホスファチジルエタノールアミン(PEG-phosphatidylethanolamine)）を含む。

好ましい実施形態では、前記反応は、十分な量のパクリタキセルが前記表面と結合するまで行われる。前記支持体の表面を修飾する粒子に結合されたパクリタキセルの量は、当業者に知られている任意の好適な技術によって、例えば、下記実施例に記載する定量技術によって定量することができる。

いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、パクリタキセルを含有する前記粒子は、分解を受け、パクリタキセルの制御された放出をもたらすと考えられている。

支持体の表面を粒子で修飾するための方法
第１の方法の第１の工程はまた、支持体の表面を、治療上活性である化合物を含有する粒子で修飾するために使用することができる。一度、本発明の第１の方法の第１の工程が適用されると、重合した反応性モノマーによって覆われた支持体の表面がもたらされ、前記支持体は、反応性基で修飾された、前記治療上活性である化合物を含有する粒子によってさらに修飾することができる。

従って、第２の態様において、本発明は、支持体の表面を、ナノ粒子およびマイクロ粒子から選択される粒子で修飾するための方法（以下、本発明の第２の方法）であって、
（ｉ）支持体の少なくとも第１の表面を、活性化されたカルボキシル基を含有する反応性モノマーと、前記モノマーの重合による前記支持体の前記表面上での前記活性化されたカルボキシル基を含有するポリマーコートの形成に十分な条件下で接触させる工程、および
（ｉｉ）工程（ｉ）で得られた支持体を、前記活性化されたカルボキシル基と反応性の基で修飾された粒子と接触させる工程であって、ここで、前記粒子は、ナノ粒子およびマイクロ粒子から選択され、前記粒子は、少なくとも治療上活性である化合物を含有し、かつ前記接触は、前記ナノ粒子中の前記反応性基と前記支持体の前記表面上の前記活性化されたカルボキシル基との間の共有結合の形成に十分な条件下で行われ、それによって、ナノ粒子による前記第２の表面の修飾がもたらされる工程
を含む、方法に関する。

本発明の第１の方法(the firs method)の第１の工程、ならびにその特定の好ましい実施形態に含まれる用語に関する上述の定義は総て、本発明の第２の方法に完全に適用可能である。

用語「粒子」、「ナノ粒子」、「マイクロ粒子」、「治療上活性である化合物」および「活性化されたカルボキシル基と反応性の基」、ならびにそれらの特定の好ましい実施形態は、本発明の第１の方法に関連して既に定義されており、本発明の第２の方法に完全に適用可能である。

本発明の第２の方法の特定の実施形態では、前記支持体の少なくとも第２の表面は、本発明の第１の方法を使用することによって金属性イオンでコーティングされる。

１つの実施形態では、前記第１の表面のポリマーコートおよび前記第２の表面のポリマーコートは同じである。別の実施形態では、前記第１の表面のポリマーコートおよび前記第２の表面のポリマーコートは異なる。これらのポリマーコートが同一である場合、前記支持体の両表面は、それらを前記反応性モノマーと接触させることにより同時にコーティングすることができる。前記第１の表面のポリマーコートおよび前記第２の表面のポリマーコートが異なる場合、前記第１の表面のコーティングは、前記第２の表面が、第１の層を形成する前記反応性モノマーに接近できない条件下で行う必要がある。第１の表面がコーティングされている支持体は、次に、前記第２の表面上にポリマー層を形成するために好適な前記反応性モノマーと接触させ、この場合、第１のコーティング表面は前記反応性モノマーに接近できない。

特定の実施形態では、粒子との前記接触は、前記支持体の１つ以上の表面のその表面全体、あるいは、１つ以上の表面のある部分の上でのみ行うことができる。別の特定の実施形態では、前記支持体の１つ以上の表面は、それらの表面の異なる一部において異なるコーティングで修飾することができ、例えば、前記支持体のある表面のある部分は、金属性イオンでコーティングすることができ、前記支持体の同じ表面の異なる部分は、治療上活性である化合物を含んでなる粒子でコーティングすることができ；または前記支持体のある表面のある部分は、治療上活性である化合物を含んでなる粒子でコーティングすることができ、同じ表面の別の部分は、同じもしくは異なる治療上活性である化合物を含んでなる粒子でコーティングすることができる。

本発明のコーティング支持体
別の態様では、本発明は、本発明の第１の方法によって得ることができる支持体（以下、本発明の第１の支持体）に関する。

１つの実施形態では、前記支持体は、シリコーン系ポリマー支持体、より具体的には、ポリジメチルシロキサンを含む。別の実施形態では、前記支持体は、反応性カルボキシル基を含有する反応性モノマーとして活性化されたメタクリレートを使用して得た。さらに別の実施形態では、前記活性化されたメタクリレートに使用される活性化基はペンタフルオレメチル(pentafluoremethyl)基である。別の実施形態では、前記支持体は、化学蒸着、好ましくは、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）によって生成されたポリマー層によりコーティングされる。別の実施形態では、前記支持体をコーティングする前記金属は銀である。別の実施形態では、前記銀コートは、ジアミン−銀（Ｉ）錯体イオンを使用するトレンス反応によって生成した。別の実施形態では、前記支持体は、還元性炭水化物としてグルコサミンを使用して得た。

別の実施形態では、前記支持体の第１の表面は、本発明の第１の方法により生成された金属コートを含み、ナノ粒子およびマイクロ粒子から選択される粒子でコーティングされ、ここで、前記粒子が少なくとも１つの治療上活性である化合物を含有する前記支持体の第２の表面は、前記ポリマーコートの一部を形成する反応性カルボキシル基を、前記治療上活性である化合物を含有しかつそれらの表面上の前記カルボキシル基と反応性の基を有する粒子と反応させることによって得られる。１つの実施形態では、前記第２の表面に付着している前記粒子の一部を形成する前記治療上活性である化合物は、抗増殖性化合物、抗遊走性化合物、抗血管形成性化合物、抗炎症性化合物、細胞増殖抑制性化合物、細胞傷害性化合物、抗血栓性活性剤または上記の２つ以上の組合せからなる群から選択される。

特定の実施形態では、前記支持体の１つ以上の表面は、本発明の第１の方法により生成された金属コートによりコーティングされ、前記金属コートはそれらの表面全体またはそれらの表面の部分のみをコーティングしている。別の特定の実施形態では、前記支持体の１つ以上の表面は、それらの表面の異なる部分において異なるコーティングで覆われ、例えば、前記支持体の表面のある部分は、金属性イオンでコーティングされ、前記支持体の同じ表面の異なる部分は、治療上活性である化合物を含んでなる粒子でコーティングされる。

別の態様では、本発明は、支持体、好ましくは、シリコーン系ポリマーに関し、それは以下を含む：
（ｉ）ポリマー材料の内部コートであって、該ポリマーが、該層中のカルボキシル基と該炭水化物中のカルボキシル基と反応性の基との間で形成されたポリマー層につながれた酸化単糖類で修飾されている内部コート、および
（ｉｉ）前記金属のイオンの還元によって生成された金属の外部コート。

前記第１の層は、モノマーの重合および層の形成、その後のカルボキシル基と反応性の基、好ましくは、アミノ基を含有する還元性炭水化物、好ましくは、還元単糖類との反応に十分な条件下での、活性化されたカルボキシル基を含有する反応性モノマーの重合の結果であるものと理解される。前記カルボキシル基と反応性の前記基は、前記活性化されたカルボキシル基と反応し、共有結合を形成し、保護基を放出する。それに従って、前記保護基は、最終的なコーティング支持体の一部を形成しない。

前記第２の層は、前記還元性炭水化物によって引き起こされる前記金属の堆積の結果である。この反応は、前記還元性炭水化物の酸化に付随して前記金属の還元をもたらし、前記還元性炭水化物は対応するカルボキシレートに変換される。それに従って、前記炭水化物は還元型ではなくむしろその酸化型でコーティングされた支持体（アルドースまたはケトースとして）中に現れる。

ステントは任意の材料で作られていると理解される。特定の実施形態では、前記ステントは、ポリマー材料、好ましくは、シリコーン系ポリマー材料で作られており、これは本発明のデバイスにおける使用のための適当な柔軟性／剛性、引裂抵抗、および耐滅菌性を有する。別の特定の実施形態では、前記ステントは、金属性の材料で作られている。この特定の実施形態では、前記金属性の材料は、ポリマー材料、好ましくは、シリコーン系ポリマー材料の層によって覆うことができる。

１つの実施形態では、前記支持体の表面全体は、前記支持体の表面により近い第１のポリマーコートと、前記支持体の表面からより遠い第２の金属性コートとを含んでなるコートによって修飾される。別の実施形態では、前記支持体の第１の表面は、内部ポリマーコートおよび外部金属性コートによって修飾され、前記支持体の第２の表面は、その中に封入された治療上活性である化合物を含有するナノ粒子およびマイクロ粒子から選択される粒子に結合されたポリマーコートによって修飾され、前記粒子は、前記ポリマー層中のカルボキシル基と前記粒子の表面上の前記カルボキシル基と反応性の基との間の共有結合により前記ポリマー層につながれる。１つの実施形態では、前記第１の表面のポリマーコートおよび前記第２の表面のポリマーコートは同じである。別の実施形態では、前記第１の表面のポリマーコートおよび前記第２の表面のポリマーコートは異なる。

好ましい実施形態では、前記支持体はステントである。本明細書で使用する場合、用語ステントとは、身体内腔内などの身体構造内での使用用に構成された医療デバイスを意味する。用語「ステント」とは、限定されるものではないが、自己拡張型ステント、バルーン拡張型ステント、ステント−グラフト、およびグラフトを含むことを意図している。なおより好ましい実施形態では、前記ステントは、冠動脈ステント、血管ステント、気管ステント、気管支ステント、尿道ステント、食道ステント、胆道ステント、腎臓ステント、小腸における使用のためのステント、大腸における使用のためのステント、喉頭インプラント、バイパス、カテーテルまたは回腸人工肛門である。

１つの実施形態では、前記ステントは管状である。この場合、シリコーン系ポリマー支持体は、シートとして提供され、このシートは、次に、本発明の方法によりコーティングされ、その後、それを管状にするために成形され得る。あるいは、シリコーン系ポリマー支持体は、管状に成形され、その後、前記管状物の内部表面および外部表面は本発明の方法によりコーティングされ得る。後者の場合、シリコーン系ポリマーを形成することが可能なモノマーを含有する溶液を棒状の型に流し込み、型の周囲に薄膜を形成し、続いて、前記溶液を乾燥させ、型を除去し、管状ステントを形成する。

より好ましい実施形態では、前記ステントは気管ステントであり、この場合、その内部表面は前記金属コートを含む。より好ましい実施形態では、前記内部表面は前記金属コートを含み、その外部コートは、前記治療活性のある化合物を含有するナノ粒子を含む。なおより好ましい実施形態では、前記内部コートは金属として銀を含み、前記外部コートは前記ナノ粒子中に封入されたパクリタキセルを含む。本発明による方法は、例えば、体内人工器官、特に、例えば、冠動脈ステント、血管ステント、気管ステント、気管支ステント、尿道ステント、食道ステント、胆道ステント、腎臓ステント、小腸における使用のためのステント、大腸における使用のためのステントなどのステントをコーティングするために適合される。さらに、そのような医療デバイス中にステントに匹敵する構造要素が含まれていれば、ガイドワイヤー、ラセン、カテーテル、カニューレ、チューブならびに全体として管状のインプラントまたは上述の医療デバイスの一部を、本発明によりコーティングすることができる。拡張性医療デバイスまたはそれぞれ体内人工器官が使用される限り、前記コーティングは、好ましくは、各デバイスの拡張状態の間に行われる。

コーティングされた医療デバイスは、好ましくは、任意の管状構造、例えば、尿路、食道、気管、胆道、腎管、十二指腸、幽門（pilorus）、小腸および大腸、脳を含む全身の血管の開存を維持するためだけでなく、結腸または気管に使用されるなど人工的開口部の開存を維持するためにも使用される。

別の態様では、前記ステントは、狭窄、再狭窄、動脈硬化症、アテローム性動脈硬化症、血管閉塞、血管収縮、動脈瘤の予防、軽減または治療において、ならびに人工的開口部およびアクセスのために使用される。

別の態様では、本発明は、本発明の第２の方法によって得ることができる支持体（以下、本発明の第２の支持体）に関する。

１つの実施形態では、前記支持体は、シリコーン系ポリマー支持体、より具体的には、ポリジメチルシロキサンを含む。別の実施形態では、前記支持体は、反応性カルボキシル基を含有する反応性モノマーとして活性化されたメタクリレートを使用して得た。さらに別の実施形態では、前記活性化されたメタクリレートに使用される活性化基はペンタフルオレメチル(pentafluoremethyl)基である。別の実施形態では、前記支持体は、化学蒸着、好ましくは、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）によって生成されたポリマー層によりコーティングされる。別の実施形態では、前記粒子はポリエチレングリコール−ポリエステル粒子である。１つの実施形態では、前記支持体の表面に付着している前記粒子の一部を形成する前記治療上活性である化合物は、抗増殖性化合物、抗遊走性化合物、抗血管形成性化合物、抗炎症性化合物、細胞増殖抑制性化合物、細胞傷害性化合物、抗血栓性活性剤または上記の２つ以上の組合せからなる群から選択される。

別の態様では、本発明は、支持体、好ましくは、シリコーン系ポリマーに関し、それはポリマー材料のコートを含み、前記ポリマーは、その中に封入された治療上活性である化合物を含有するナノ粒子およびマイクロ粒子から選択される粒子に結合され、前記粒子は、前記ポリマー層中のカルボキシル基と前記粒子の表面上の前記カルボキシル基と反応性の基との間の共有結合により前記ポリマー層につながれる。前記ポリマーコートと前記ナノ粒子との間の結合の種類は、前記ナノ粒子中に見出される活性化されたカルボキシル基と反応性の基の性質に依存するものと理解される。好ましい実施形態では、活性化されたカルボキシル基と反応性の前記基はアミン基であり、その結果、前記ナノ粒子と前記ポリマー層はアミド結合によってつながれることになる。

前記ポリマー材料は、本発明の第１の支持体に関連して既に定義されている。

１つの実施形態では、前記支持体の表面全体は、その中に封入された治療上活性である化合物を含有する粒子に結合されたポリマーコートによって修飾され、前記粒子は、前記ポリマー層中のカルボキシル基と前記粒子の表面上の前記カルボキシル基と反応性の基との間で形成される共有結合、好ましくは、前記カルボキシル基と反応性の前記基がアミン基であるならば、アミド結合により、前記ポリマー層につながれる。

特定の実施形態では、前記支持体の１つ以上の表面は、本発明の第２の方法により生成された、治療上活性である化合物を含有する粒子に結合されたポリマーコートによりコーティングされ、ナノ粒子に結合された前記ポリマーコートはそれらの表面全体またはそれらの表面の部分のみをコーティングしている。別の特定の実施形態では、前記支持体の１つ以上の表面は、それらの表面の異なる部分において異なるコーティングで覆われ、例えば、前記支持体の表面のある部分は、金属性イオンでコーティングされ、前記支持体の同じ表面の異なる部分は、治療上活性である化合物を含んでなる粒子でコーティングされ、または前記支持体の表面のある部分は、治療上活性である化合物を含んでなる粒子でコーティングされ、前記支持体の同じ表面の異なる部分は、同じもしくは異なる治療上活性である化合物を含んでなる粒子でコーティングされる。

１つの実施形態では、前記支持体の第１の表面および第２の表面は、本発明の第１の方法に関連して記載されている内部ポリマーコートおよび外部金属性コートによって修飾される。

別の実施形態では、前記支持体の第１の表面および第２の表面は、その中に封入された治療上活性である化合物を含有する粒子に結合されたポリマーコートによって修飾され、前記粒子は、前記ポリマー層中のカルボキシル基と前記粒子の表面上の前記カルボキシル基と反応性の基との間の共有結合により前記ポリマー層につながれる。１つの実施形態では、前記第１の表面および前記第２の表面をコーティングする前記粒子は、同じ治療上活性である化合物を含有する。別の実施形態では、前記第１の表面および前記第２の表面をコーティングする前記粒子は、異なる治療上活性である化合物を含有する。

別の実施形態では、前記支持体の第１の表面は、その中に封入された治療上活性である化合物を含有する粒子に結合されたポリマーコートによって修飾され、前記粒子は、前記ポリマー層中のカルボキシル基と前記粒子の表面上の前記カルボキシル基と反応性の基との間の共有結合により前記ポリマー層につながれ、前記支持体の第２の表面は、本発明の第１の支持体に関連して記載されている内部ポリマーコートおよび外部金属性コートによって修飾される。１つの実施形態では、前記第１の表面のポリマーコートおよび前記第１の表面の第２の表面のポリマーコートは同じである。別の実施形態では、前記第１の表面の第１の表面のポリマーコートおよび前記第１の表面の第２の表面のポリマーコートは異なる。

前記支持体が気管ステントである場合、治療上活性である化合物（パクリタキセルなど）を含んでなる粒子に結合されたポリマー材料により覆われた前記ステントの外側表面のある部分を有することは有利であり得る。この特定の実施形態では、前記粒子結合ポリマー材料は外側表面の中央部分にのみ存在し得る（すなわち、前記ステントの遠位領域を覆わない）。気管ステントの別の実施形態では、その内側表面は、本発明の第１の方法(the first methof)により得られた金属性の層を含有するポリマー材料でコーティングされ、その外側表面は、中央領域において、治療上活性である化合物（パクリタキセルなど）を含んでなる粒子に結合されたポリマー材料によりコーティングされている。

好ましい実施形態では、前記支持体はステントである。用語「ステント」およびその特定の好ましい実施形態は、本発明の第１の支持体に関連して定義されている。

本発明を以下の実施例により以下に説明するが、これらは単に例示するものであり、保護の範囲を限定するものではない。

材料
アルゴン５．０および酸素５．０は、Ａｂｅｌｌｏ Ｌｉｎｄｅ Ｓ．Ａ．（スペイン）から購入した。ＰＦＭは、Ａｐｏｌｌｏ ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＬＴＤ（ＵＫ）から購入した。Ｄ−（＋）−グルコサミン塩酸塩、デシルアミンおよび硝酸銀は、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈから購入した。

支持体
この研究に使用した支持体はＳｉウエハーおよびポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のサンプルであった。シルガード（Ｓｙｌｇａｒｄ）（登録商標）１８４キット（Ｄｏｗｃｏｒｎｉｎｇ， ＵＳＡ）を使用して、ＰＤＭＳプレートを作製した。そのキット（１０：１）を塗料アプリケーターにより薄く広げて、厚さ５００μｍのプレートを得た。これらのプレートを７０℃で一晩インキュベートした。ＰＤＭＳフィルムを２１ｍｍおよび１０ｍｍの円形に切断した。ＰＤＭＳの高疎水性および帯電から、サンプルは正確な洗浄処理が必要であることを示すことが重要である。ＰＤＭＳプレートをドデシル硫酸ナトリウム（Sodium Dodecyl Sulphate）（ＳＤＳ、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）５％で洗浄し、ｍｉｌｌｉＱ水で洗い流し、ヘルマネックス（Ｈｅｌｌｍａｎｅｘ）（登録商標）（ヘルマ（Ｈｅｌｍａ）（登録商標）Ａｎａｌｙｔｉｃｓ、ドイツ）溶液２％で洗浄し、再びｍｉｌｌｉＱ水で、最後にエタノール（Ｓｃｈａｒｌａｂ、スペイン）で洗い流した。ＳｉウエハーをＰＤＭＳプレートと同じプロトコールで洗浄した。次いで、サンプルを窒素気流中で乾燥させ、ヌンクラボテック（Ｎｕｎｃ ＬａｂＴｅｋ）（商標）製のペトリ皿で保存した。

プラズマ反応器
この研究で行う表面修飾は、ステンレス鋼垂直型プラズマ反応器を使用して実施した。この反応器はステンレス鋼チャンバー（直径：２５．５ｃｍ、長さ：４１．６ｃｍ）垂直型プレート反応器）からなる。接地電極は反応器チャンバーであり、ＲＦ（無線周波数(Radio Frequency)）電極は、重合のためのサンプルを保持するために使用されるアルミニウムプレートである。加えて、ＲＦ電極は、マッチングボックスを介してＲＦパルス発生器（１３．５６ＭＨｚ）に接続される。ガスおよびモノマーは標準的なマニホールドを介して供給され、ガスフラックスはニードル弁のツリーで調整される。システム圧力は、反応器の中央に配置された冷陰極／マイクロピラニ真空トランスデューサー(MKS 972 DualMag、USA)と接続された真空計コントローラー(MKS PDR900、USA)を使用してモニタリングする。システムは、窒素冷却トラップと、未反応モノマーがポンプ(Trivac D 16BCS/PFPE Leybold、ドイツ)に到達するのを回避するために接続された活性炭で満たされた化学トラップを有する。総ての実験に対する典型的な基準圧力は６・１０^−４ミリバールであり、モノマー蒸気（ＰＦＭ）は一定圧力で０．０２〜０．０４ミリバールに導入された。

プラズマ重合
支持体を反応器の中央のアルミニウムプレート上に置いた。支持体を導入する前に、チャンバーを連続波Ｏ_２／Ａｒ（１：１）プラズマ中、電力１５０Ｗでおよそ１時間清浄化した。連続無線周波数電力を１５Ｗで固定し、パルスプラズマ重合（デューティーサイクル １０／２０）を３〜５分間実施した。次いで、プラズマ放電を止め、ＰＦＭ蒸気流をさらに３分間一定に保った。重合プロセス後、サンプル（ｐＰＦＭ）を反応チャンバーから注意深く取り出し、アルゴン雰囲気下でさらに使用するまで保存した。

修飾された表面の特性評価
修飾された表面を、水接触角（ＤＳＡ１００、ＫｒＵｓｓ； ＷＣＡ）、飛行時間（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）および高電圧での超高分解ＳＥＭ−ＵＨＲＳＥＭ（ＮｏｖａＮａｎｏＳＥＭ ２３０、ＦＥＩ）によって特性評価した。ＷＣＡおよびＡＦＭによる表面修飾を分析するために、修飾ＰＤＭＳサンプルおよびＳｉウエハーの両方を重合後に直接分析した。ＴＯＦ−ＳＩＭＳ分析は、５×１０^−９ミリバールの圧力で操作するＴＯＦ−ＳＩＭＳ ＩＶ（ＩＯＮ−ＴＯＦ、Ｍｕｎｓｔｅｒ、ドイツ）を使用して行った。サンプルには、２５ｋｅＶのエネルギーでパルスビスマス液体金属イオン源（Ｂｉ３^＋＋）を用いて衝撃を与えた。銃は、静的ＳＩＭＳ条件で一般的に受け入れられている１×１０^１３イオン／ｃｍ^２の閾値レベルをはるかに下回る、５×１０^１１イオン／ｃｍ^２より低い線量のために２０ｎｓのパルス幅、０．３ｐＡのパルスイオン電流を用いて操作した。二次イオンは、反射飛行時間分析器、マルチチャネルプレート（ＭＣＰ）、および時間・デジタル変換器（ＴＤＣ）を用いて検出した。測定は、ＴＤＣ時間分解能２００ｐｓおよび１００ｕｓサイクル時間で典型的な取得時間１０ｓを用いて行った。電荷中和は、低エネルギー（２０ｅＶ）電子銃(electron flood gun)を用いて達成した。二次イオンスペクトルは、サンプルの表面内のランダムにラスター化した(randomly rastered)表面積１００μｍ×１００μｍから取得した。二次イオンは、２ｋＶの電圧で抽出し、検出器に当たる直前に１０ｋｅＶの運動エネルギーに後加速する。質量スペクトルの取得はＩＯＮ−ＴＯＦ Ｉｏｎ Ｓｐｅｃソフトウェア（バージョン４．１）内で行った。

銀蒸着
抗微生物コーティングを達成するために、トレンス法を用いて銀を還元糖により還元した。この方法は、銀イオンとアンモニアとの錯体形成と、それに続く加熱浴での還元糖を用いた還元にある。固定された糖を使用することによって、ジアミン銀（Ｉ）イオンは金属性の銀に還元され、表面コーティングが生じる。グルコサミン溶液は、グルコサミン塩酸塩をｍｉｌｌｉＱ水に１Ｍに溶解することによって調製した。次いで、ｐＨを濃水酸化ナトリウムで７．４に調整した。グルコサミンと修飾された表面との間の反応は、修飾されたサンプルをグルコサミン溶液中で６時間インキュベートすることにより行った。トレンス試薬は、酸化銀の沈殿を観察して、２５μｌのアンモニア１５％を１ｍｌの硝酸銀０．１Ｍに加えることにより調製した。次いで、アンモニアによる銀の錯体形成による沈殿物の完全溶解を観察して、さらに２５μｌのアンモニア１５％を加えた。付着したグルコサミンを含む修飾されたサンプルを４ｍｌのｍｉｌｌｉＱ水が入ったバイアルに導入した。その後、１ｍｌのトレンス試薬を加え、水浴で９０℃で所望の反応時間６０分間加熱した。ＩＣＰ−ＯＥＳ（Ｏｐｔｉｍａ ２１００ ＤＶ、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ）を使用して銀を定量した。

ナノ粒子の固定
ナノ粒子の固定は、ナノ粒子２０ｍｇ／ｍｌの懸濁液を用いて行った。懸濁液のｐＨは、濃水酸化ナトリウムで７．４に調製した。ナノ粒子の固定反応は、ＰＦＭ修飾ＰＤＭＳサンプルをナノ粒子懸濁液中で６時間インキュベートして行った。インキュベーションプロセス後に、サンプルをｍｉｌｌｉＱ水で徹底的に洗浄し、さらに使用するために圧縮空気で乾燥させた。

銀放出
コーティングしたサンプルのＡｇイオン放出をＩＣＰ−ＯＥＳで測定した。異なるコーティングサンプルをＴＳＢ ５ｍｌ中およびｍｉｌｌｉＱ ５ｍｌ中に３７℃で浸漬した。所望の時間経過後、各溶液４ｍｌを分析のために抽出し、新しい溶液４ｍｌと交換した。溶液を補充し、２０日間毎日分析した。

パクリタキセルを担持した固定ナノ粒子の定量
パクリタキセルを担持した固定ナノ粒子を有する乾燥ＰＤＭＳサンプルをアセトニトリルに溶解し、取り込まれた薬物の量を超高速液体クロマトグラフィー(Ultra Performance Liquid Chromatography)（ＵＰＬＣ）（Ｗａｔｅｒｓ ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ Ｈ−Ｃｌａｓｓ）を用いて検出した。逆相ＢＥＨ Ｃ１８カラム（１．７μｍ ２．１×５０ｍｍ）を使用した。移動相は、移動相Ａ（０．１％の酢酸を含有する水）および移動相Ｂ（０．１％の酢酸を含有するメタノール）の混合物（６５：３５ｖ／ｖ）で構成し、流速０．６ｍｌ／分で送達した。１．０μｌアリコートをｄｅ ＵＰＬＣシステムに注入し、全分析実行時間を３分とした。パクリタキセルと、内部標準(internal standard)（Ｉ．Ｓ．）としてのドセタキセルを、ＵＶ検出（λ＝２２７ｎｍ、Ｗａｔｅｒｓ ＴＵＶ検出器）によって定量した。標準薬物溶液（パクリタキセル）およびＩ．Ｓ．の較正曲線を使用して、較正液を得、この較正曲線は、０．１〜２．５μｇ／ｍｌのパクリタキセルの範囲で線形であり（６μｇ／ｍｌのドセタキセルを含む）、相関係数はＲ^２＝０．９９５であった。薬物固定は式１を用いて計算した。

細菌のｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイ
細菌培養は、バルセロナのＨｏｓｐｉｔａｌ Ｂｅｌｌｖｉｔｇｅで市販の緑膿菌（ＰＡ０１）株および緑膿菌（２８２９３９）および黄色ブドウ球菌（３２９５３１）の臨床株を用いて実施した。細菌をＴＳＢ（トリプチックソイブロス(Tryptic Soy Broth)）培地に播種して１０^８ｃｆｕ／ｍｌ １０ｍｌを得、３７℃で一晩撹拌した。インキュベーション後、希釈により１０^７ｃｆｕ／ｍｌおよび１０^６ｃｆｕ／ｍｌの細菌懸濁液２０ｍｌを調製した。ＰＤＭＳサンプル（銀修飾および非修飾）を滅菌２４ウェルプレート上に置き、各細菌懸濁液１ｍｌを加えた。サンプルを含むプレートを、撹拌を行わずに３７℃で２４時間インキュベートした。インキュベーション時間経過後、各ウェルの上清を吸引し、サンプルをｍｉｌｌｉＱ水で７回洗浄した。続いて、サンプルを滅菌２４ウェルプレートに入れ、各ウェルにライブ＆デッド（Ｌｉｖｅ＆Ｄｅａｄ）（登録商標）（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）溶液を加えた（０．９％ＮａＣｌ ２ｍｌ＋溶液Ａ ３μｌ＋溶液Ｂ ３μｌ）。２４ウェルプレートを光から保護し、１５分間インキュベートした。インキュベーション時間経過後、サンプルをｍｉｌｌｉＱ水で洗浄し、それらの蛍光を共焦点顕微鏡で観察し；二重標識した切片の画像を、４８８ｎｍアルゴンレーザー、５４３ｎｍおよび６３３ｎｍ Ｈｅ／Ｎｅレーザー（Ｃｅｎｔｒｅｓ Ｃｉｅｎｔｉｆｉｃｓ ｉ Ｔｅｃｎｏｌｏｇｉｃｓ， Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｔ ｄｅ Ｂａｒｃｅｌｏｎａ、バルセロナ、スペイン）を備えたＬｅｉｃａ ＴＣＳ−ＳＬフィルターフリースペクトル分光型共焦点レーザー走査顕微鏡（Ｌｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ、マンハイム、ドイツ）を使用し、６３×油浸対物レンズ（開口数１．４）、画像解像度１０２４×１０２４ピクセルを用いて取得した。

細胞生存率
薬物を担持したナノ粒子の細胞毒性を評価するために、ヒト肺正常繊維芽細胞、妊娠６週（ＡＴＣＣ、ＣＣＬ−１８６）は、１０％ＦＢＳ、５％ペニシリン／ストレプトマイシンおよびアムホテリシン（２．５μｇ／ｍｌ）を補給したＥＭＥＭ（Ｇｉｂｃｏ、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）中で増殖させ、狭窄性繊維芽細胞（外科生検によって摘出したサンプル）は、１０％ＦＢＳ、５％ペニシリン／ストレプトマイシンおよびアムホテリシン（２．５μｇ／ｍｌ）を補給したＤＭＥＭ（Ｇｉｂｃｏ、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）中で増殖させ、それらを使用した。細胞を９６−ウェルプレートに細胞密度１０００細胞／ウェルでプレーティングした。２４時間後に、培地を吸引し、様々なパクリタキセル濃度（１０ｎＭ、１４ｎＭおよび２０ｎＭ）の薬物を含まないナノ粒子、１％および３％理論的薬物担持ナノ粒子の培地で置換した。同じ濃度範囲（１０〜２０ｎＭ）の非封入パクリタキセルを含む細胞である１つのカラムを陽性対照として使用し；ナノ粒子を含まず、パクリタキセルを含まない細胞である１つのカラムを対照として使用し；細胞を含まない別のカラムをブランクとして使用した。１日、４日、８日および１２日後に、細胞生存率を、製造業者の説明書に従ってＭＴＴ（Ｑｕｉｃｋ Ｃｅｌｌ Ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ Ａｓｓａｙ Ｋｉｔ ＩＩ、ＪＭ−Ｋ３０２−５００、ＭＢＬ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＵＳＡ）によって評価した。簡潔には、細胞をＰＢＳで洗浄し、ＭＴＴ試薬および完全培地の溶液とともに３７℃でインキュベートした。細胞生存率を表す吸収をマイクロプレートリーダー（Ｍｕｌｔｉｓｋａｎ Ｅｘ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）によって４５０ｎｍで測定した。細胞生存率は対照細胞と比較した生存細胞のパーセンテージとして表した。

実施例１
ＴｏＦ−ＳＩＭＳ
図１では、ＰＤＭＳ上へのｐＰＦＭコーティングの正および負の質量フラグメント、およびその後のグルコサミンとの反応と、最後にグルコサミンによる還元された銀を観察することができる。非修飾ＰＤＭＳサンプルは、シリコン質量フラグメント、ｍ／ｚ＝２８、および追加のＰＤＭＳ典型的ピーク−ＳｉＣＨ_３ ^＋、ＣＨ_３ＳｉＯ⁻、ＳｉＯ_２ ⁻、ＳｉＣ_３Ｈ_９ ^＋、ＣＨ_３ＳｉＯ_２ ⁻およびＳｉ_２ＯＣ_５Ｈ_１５ ^＋（ｍ／ｚ＝４３、５９、６０、７３、７５および１４７）を示す。(Dietrich, R., Grobe, J., Meyer, K., Hagenhoff, B., & Benninghoven, A. Fresenius’ Journal of Analytical Chemistry 1994, 349(1-3), 221-222; Gardella, J. a., & Hercules, D. M. , Fresenius’ Zeitschrift Fur Analytische Chemie 1981, 308(3), 297-303; Karen, A., Man, N., Shibamori, T., & Takahashi, K., Applied Surface Science 2003, 203-204, 541-546)。ＰＦＭ修飾サンプルは、典型的なメタクリレート低質量フラグメント−Ｃ_２Ｈ_３ ^＋およびＣ_２Ｈ_５ ^＋（ｍ／ｚ＝２７および２９）を示す、図１Ａ。ＰＤＭＳシグナルおよびＰＦＭシグナルが正のスペクトルに干渉するため；このタイプのサンプル（ＰＤＭＳ系）では、負のスペクトルは、負のイオンスペクトルにおけるフッ素化環を解明するために、より興味深いものであり得る、図１Ｂ。負のイオンスペクトルは、フッ素化環に関連したフッ素化フラグメント−Ｆ⁻およびＦ_２Ｈ⁻（ｍ／ｚ＝１９および４９）を示す。

グルコサミンサンプル（ＰＦＭでコーティングし、グルコサミンとともにインキュベートしたＰＤＭＳ）を分析すると、特徴的なグルコサミンピーク（ｍ／ｚ＝７２および１８０）のＰＤＭＳ質量フラグメントとの重複を観察することができる(Kerwin, J. L., Whitney, D. L., & Sheikh, A. Insect Biochemistry and Molecular Biology 1999, 29(7), 599-607; Pastorini, E., et al., Analytica Chimica Acta 2011, 695(1-2), 77-83)。最後に、銀サンプルは、特徴的な銀ピークを有するより単純なスペクトルを示す−Ａｇ^＋（ｍ／ｚ＝１０７および１０９）。

実施例２
銀放出
周知の通り、銀の抗菌活性は、金属性元素に起因するものではなく、銀イオン（Ａｇ^＋）に起因するものである。しかしながら、その活性機構は現在論争中であり；銀イオンとシステインの錯体形成能力、ＤＮＡとの相互作用、細胞破壊または電子輸送の存在と関連しているようである。この点で、銀イオン放出の研究を、銀コーティングサンプルをＴＳＢおよびｍｉｌｌｉＱ水中でインキュベーションを行うことによって実施する。

シリコンウエハーおよびＰＤＭＳサンプルの銀放出を図２に示している。初期に、最初の２４時間の浸漬の間に（ＴＳＢおよびｍｉｌｌｉＱ培地それぞれから）Ａｇ^＋の最大放出約０．６ｐｐｍおよび１．１ｐｐｍがある。次に続く１０日の浸漬の間に、０．１ｐｐｍ付近への銀イオン放出の濃度減衰およびその後の安定化を観察することができる。銀のこの初期バーストは、医療デバイスの埋め込みが行われる際に極めて抗菌性の高い濃度としてのその機能から非常に興味深い。短期間で高濃度の銀イオンは、デバイスが身体に埋め込まれたら抗菌活性を増強し、可能性のある以前の感染を根絶するために非常に有利であり得る。

実施例３
細菌培養
修飾サンプルの抗菌活性を試験するために、ＰＤＭＳサンプルを、グラム陽性およびグラム陰性の代表としてそれぞれ黄色ブドウ球菌および緑膿菌を用いてインキュベートする。細菌増殖は、ＰＡ０１菌株では、非修飾サンプルでも顕著に観察することができ、バイオフィルム構造を観察することができる。しかしながら、修飾サンプルでは、銀イオンの抗菌効果を観察することができる。図３Ａでは、総ての修飾サンプルが、総ての細菌が死滅したことを示す細菌生存率の減少を示すことを観察することができる。これらの驚異的な抗菌活性は、培地上に可溶化された銀イオンと、下方のバイオフィルム構造と相互作用し、細菌の死滅を引き起こすことができる細菌の下の銀コートにも直接関係している(Stevens, K. N. J., et al., Biomaterials 2009, 30(22), 3682-90)。加えて、銀イオンの高い抗菌作用の結果としておよび銀コーティングのナノ構造によって引き起こされる疎水性表面から、表面上への余分な細菌接着は観察することができない。さらに、異なる菌株とのインキュベーション後、上清を再び集め、銀イオンの活性を観察するために再びインキュベートした。図３Ｂでは、両方の細菌株の生存率の減少、グラム陰性およびグラム陽性それぞれについて約１５％および４５％を観察することができる。これらの結果は、抗菌活性が銀金属ではなく銀イオンによって引き起こされる銀イオン抗菌活性と一致する。加えて、菌株のタイプに関して興味深い抵抗作用を観察することができ、グラム陽性はおそらく細胞壁の障壁効果によってグラム陰性よりも抵抗力が高かったことが示される。

実際、これらの結果は、完全な死滅を引き起こすか、または少なくとも、細菌のコロニー形成およびバイオフィルム形成を大幅に最小化する高い抗菌活性を示す。結果として、これらの機能性表面は、抗菌特性を有する埋め込み可能な材料を作出するための優れた候補となり得る。

実施例４
表面の水接触角（ＷＣＡ）に及ぼす銀コーティングの影響
図で観察することができるように、銀コーティングしたシリコーンサンプルは、水で処理した場合、非修飾シリコーンの７５°とは対照的に、ＷＣＡが１００℃以上に増加することを示している。加えて、銀コーティングサンプルは、ムチンで処理した場合に同様の挙動を示し、１００℃付近へのＷＣＡの上昇を観察することができる。それらの表面のこの疎水性の増加は、細菌付着を減少させる防汚表面として作用することによって銀コーティングサンプルの抗菌効果を最大にするために、非常に興味深い。

実施例５
ナノ粒子
図５は、異なるヒト細胞系統を用いたパクリタキセル担持ナノ粒子の抗増殖効果のｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイを示している。ヒト正常肺繊維芽細胞（ＩＭＲ−９０）では、薬物非担持のナノ粒子は細胞生存率のわずかな低下を示すが、パクリタキセル担持ナノ粒子ではその効果はより劇的であることが観察された。狭窄性繊維芽細胞をナノ粒子で処理した場合には同じプロフィールが観察される。結論として、両方の場合において、薬物を含まないナノ粒子は、ナノ粒子ポリマーの生体適合性を確認する明らかな細胞毒性を示さなかった。しかしながら、１４ｎＭを超える薬物総量を有する両方の薬物担持ナノ粒子（１％および３％）は、培地中へのパクリタキセルの放出に関連する細胞生存率の低下を示した（ＩＭＲ−９０の場合、１％および３％について、両方約８０％；狭窄性繊維芽細胞の場合、１％および３％についてはそれぞれ７０％および８０％）；（１０ｎＭおよび２０ｎＭは同じ結果を示す）。さらに、この処理の間に、培地へのパクリタキセルの蓄積によって引き起こされる細胞生存率の漸減が観察され、その結果、薬物濃度は総量１４ｎＭに増加した。加えて、薬物担持ナノ粒子での処理を純粋パクリタキセルと比較すると、同様の挙動を観察することができるが、薬物担持ナノ粒子が細胞毒性効果を向上させ、培地中でのパクリタキセルの作用によって引き起こされる細胞の生存率低下が裏付けられるものと理解することができる。最後に、ＩＭＲ−９０および狭窄性繊維芽細胞、両方の場合において、細胞生存率は、著しい細胞減少を引き起こすパクリタキセルの特異的効果によって非常に影響を受けると結論付けることができる。

Claims (19)

1. 支持体を金属でコーティングするための方法であって、
   （ｉ）前記支持体の少なくとも第１の表面を、活性化されたカルボキシル基を含有する反応性モノマーと、前記モノマーの重合による前記支持体の前記表面上での前記活性化されたカルボキシル基を含有するポリマーコートの形成に十分な条件下で接触させる工程、
   （ｉｉ）工程（ｉ）で得られた前記支持体を、前記活性化されたカルボキシル基と反応性の基を含んでなる還元性炭水化物と、前記炭水化物中の前記反応性の基と前記支持体の前記表面上の前記活性化されたカルボキシル基との間の共有結合の形成に十分な条件下で接触させ、それによって、還元性炭水化物で修飾された表面を得る工程、および
   （ｉｉｉ）工程（ｉｉ）で得られた前記支持体を、前記金属由来の金属性イオンの塩と、前記還元性炭水化物による前記金属性イオンの還元および前記表面上への金属の形態の前記イオンの堆積に十分な条件下で接触させ、それによって、金属コーティングされた表面を得る工程
   を含む、方法。
2. 前記支持体がシリコーン系ポリマーである、請求項１に記載の方法。
3. 前記シリコーン系ポリマーがポリジメチルシロキサンである、請求項２に記載の方法。
4. 前記活性化されたカルボキシル基と反応性の前記基がアミノ基であり、かつ、前記炭水化物中の前記アミノ基と前記支持体の前記表面上の前記活性化されたカルボキシル基との間の前記共有結合がアミド結合である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 反応性カルボキシル基を含有する前記反応性モノマーが活性化されたメタクリレートである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 活性化基がペンタフルオロフェニル基である、請求項５に記載の方法。
7. 工程（ｉ）における前記接触が化学蒸着を用いて行われる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記化学蒸着がプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）である、請求項７に記載の方法。
9. 前記金属性イオンが銀イオンである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記銀イオンがジアミン−銀（Ｉ）錯体イオンとして提供される、請求項９に記載の方法。
11. 前記ジアミン−銀（Ｉ）錯体が硝酸銀アンモニウムである、請求項１０に記載の方法。
12. 反応性の基を含んでなる前記還元性炭水化物がＮ−グルコサミンである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 工程（ｉ）が前記支持体の少なくとも第２の表面にも適用され、前記第２の表面が、前記活性化されたカルボキシル基と反応性の基で修飾された粒子と接触させられ、前記粒子が、ナノ粒子およびマイクロ粒子から選択され、前記粒子が、少なくとも治療上活性である化合物を含有し、かつ、前記接触が、前記粒子中の前記反応性の基と前記支持体の前記表面上の前記活性化されたカルボキシル基との間の共有結合の形成に十分な条件下で行われ、それによって、粒子で修飾された前記第２の表面の修飾がもたらされる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記治療上活性である化合物が、抗増殖性化合物、抗遊走性化合物、抗血管形成性化合物、抗炎症性化合物、細胞増殖抑制性化合物、細胞傷害性化合物、抗血栓性活性剤および上記の１つ以上の組合せからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法によって得ることができる支持体。
16. ステントである、請求項１５に記載の支持体。
17. 第１の表面が金属性コートでコーティングされており、第２の表面が粒子でコーティングされており、前記金属性コートを有する前記表面が内側表面であり、前記粒子コートを有する前記表面が外側表面である、請求項１６に記載のステント。
18. 冠動脈ステント、血管ステント、気管ステント、気管支ステント、尿道ステント、食道ステント、胆道ステント、腎臓ステント、小腸における使用のためのステント、大腸における使用のためのステント、喉頭インプラント、バイパス、カテーテルまたは回腸人工肛門である、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のステント。
19. 狭窄、再狭窄、動脈硬化症、アテローム性動脈硬化症、血管閉塞、血管収縮、動脈瘤の予防、軽減または治療における使用、ならびに、人工的な開口部およびアクセスのための使用のための、請求項１８に記載のステント。