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公開番号2024156651
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-06
出願番号2024098215,2021564083
出願日2024-06-18,2020-01-09
発明の名称マイクロスケール構造物を備える多孔質材
出願人ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミシガン,THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF MICHIGAN,ユニバーシティオブカリフォルニア,サンディエゴ,タシンスキ、マークエイチ.,TUSZYNSKI,Mark H.,サカモト、ジェフリーエス.,SAKAMOTO,Jeffrey S.,パウェレック、ケンドールエム.,PAWELEC,Kendell M.,コフレル、ヤコブエム.,KOFFLER,Yacov M.,セイラー、マイケル,SAILOR,Michael,ズイデマ、ジョナサン,ZUIDEMA,Jonathan
代理人個人,個人,個人,個人
主分類A61F 2/04 20130101AFI20241029BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】マイクロスケール構造物を含む多孔質材、マイクロスケール構造物を備える多孔質材、薬剤送達ビヒクルの製造方法、並びに関連キット、システム、及び使用が提供される。
【解決手段】一部の実施形態では、マイクロスケール構造物及び60%vol以上の多孔率を備える多孔質フィルム材であり、一部の実施形態では、マイクロスケール構造物は、100以上のアスペクト比を有するチャネルである。一部の実施形態では、多孔質フィルム材は、ポリマーである。一部の実施形態では、多孔質フィルム材は、生体適合性ポリマーである。一部の実施形態では、多孔質フィルム材は、ポリエステルである。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
マイクロスケール構造物及び６０ｖｏｌ％以上の多孔率を備える多孔質フィルム材。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
前記マイクロスケール構造物が、１００以上のアスペクト比を有するチャネルである、請求項１に記載の多孔質フィルム材。
【請求項３】
ポリマーを含む、請求項１に記載の多孔質フィルム材。
【請求項４】
生分解性ポリマーを含む、請求項１に記載の多孔質フィルム材。
【請求項５】
ポリエステルを含む、請求項１に記載の多孔質フィルム材。
【請求項６】
ポリカプロラクトン及び／又はポリ（乳酸－コ－グリコリド）を含む、請求項１に記載の多孔質フィルム材。
【請求項７】
前記マイクロスケール構造物を取り囲む２つのポリマー層を含む、請求項１に記載の多孔質フィルム材。
【請求項８】
充填材をさらに含む、請求項３に記載の多孔質フィルム材。
【請求項９】
前記充填材が、無機材料である、請求項８に記載の多孔質フィルム材。
【請求項１０】
前記充填材が、繊維、粒子、又はナノ粒子を含む、請求項８に記載の多孔質フィルム材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書には、マイクロスケール及び／又はナノスケールの構造物を備える材料、特に、限定的ではないが、マイクロスケール構造物を含む多孔質材、マイクロスケール構造物を備える多孔質材、薬剤送達ビヒクルの製造方法、並びに関連キット、システム、及び使用が提供される。
続きを表示（約 5,400 文字）【背景技術】
【０００２】
マイクロスケール構造物（例えば、約１０μｍ～１ｍｍの範囲内）及び高いアスペクト比を有する固有に多孔質の材料は、スケールアップした生産量で且つ／又は高いスループットで製造することは困難である。マイクロスケール範囲の構造物を備える材料を生産する方法は存在するが、これらの既存の技術は、有用性が制限される。例えば、通常の機械加工法によって、各種材料に、広範なスケールと材料にわたって様々な構造物を生み出すことができるが、機械加工法は、マイクロスケール範囲での３次元高アスペクト比の作成に適用することができず、しかも、それらは、多くのポリマー材料に対してはうまく機能しない。さらに、押出技術は、多様な形状で高いアスペクト比を生み出すことができ、これは、多くのポリマーに適用可能である。しかし、押出は、マイクロスケール構造物を維持しながら、高い多孔率（％）（例えば、約３０ｖｏｌ％を超える）を有する材料を製造することはできない。さらには、押出技術は、形成することができる形状複雑度が制限される。３次元印刷技術は、益々マイクロスケール生産に移行しているが、間違いなく３次元印刷技術の最も一般的タイプであるＵＶ硬化技術は、とりわけ微小スケールでの構造物の「ブリード」により妨げられている。従って、３次元印刷技術は、達成が可能な構造物のサイズと、印刷された材料のアスペクト比の両方で制限される。ディップコーティング法を使用して、高アスペクト比の多孔質ポリマーからマイクロスケール構造物を製造することはできるが、これは、バッチステップで単純な形状を形成するのに限定され、ハイスループットではない。従って、マイクロスケール構造物を備える多孔質材を製造する新規の方法が求められる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
従って、本明細書には、マイクロスケール及び／又はナノスケールの構造物を備える材料、特に、限定的ではないが、マイクロスケール及び／又はナノスケールの構造物を備える多孔質材、マイクロスケール及び／又はナノスケールの構造物を備える多孔質材の製造方法、並びに関連キット、システム、及び使用が提供される。一部の実施形態では、本技術は、ポリマー組成物をエンボス加工して、マイクロスケール及び／又はナノスケールの構造物を備える多孔質材を製造するステップを含む。一部の実施形態では、本技術は、薄いフィルム（例えば、薄いポリマーフィルム）をエンボス加工するステップを含む。一部の実施形態では、本明細書に提供される技術に従って製造される材料は、均質な構造物及び／又は１００μｍ未満（例えば、約１００、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、若しくは１０μｍ未満）の壁厚を備える。一部の実施形態では、本技術は、第１組成物と第２組成物とを含む材料を製造する。一部の実施形態では、第２組成物は、ポロゲンである。一部の実施形態において、本明細書に記載のエンボス加工技術の実施形態は、機能性組成物及び／又はもう一つの組成物、即ち、第１組成物に付加された１層である第２組成物を含む材料を製造する。反対に、一部の実施形態では、第２組成物は、材料を形成した後に第１組成物から除去され、これによって、第１組成物中（例えば、第１組成物を含む材料中）に空隙を形成する。従って、一部の実施形態では、本明細書に記載の技術により製造された材料は、大きな中空ルーメン容積を有し、高い表面積対体積比を有し、並びに／又は流体（例えば、気体及び／若しくは液体）流に対する高い浸透率を有する。一部の実施形態では、本技術により製造された材料は、多孔質スカフォールド壁を含み、従って、これらの材料は、高いアスペクト比と優れた可撓性を備える整列マイクロチャネルの構造物を備える。
【０００４】
本技術は、既存の技術（例えば、押出及びディップコーティング）に対する利点を提供する。例えば、一部の実施形態では、本明細書に提供される技術に従って製造される材料は、再現性があり且つ均質なマイクロスケール構造物及び／又はチャネル（例えば、約１μｍ～１ｍｍの範囲（例えば、約０．５、１、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０、４９０、５００、５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５８０、５９０、６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０、６７０、６８０、６９０、７００、７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０、７７０、７８０、７９０、８００、８１０、８２０、８３０、８４０、８５０、８６０、８７０、８８０、８９０、９００、９１０、９２０、９３０、９４０、９５０、９６０、９７０、９８０、９９０、若しくは１０００μｍ）のサイズを有する構造物）を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載の技術により製造される材料は、例えば、階層的多孔性を有する孔を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載の技術により製造される材料は、マイクロチャネル壁中に高いパーセンテージの相互連絡多孔性（例えば、０～８０ｖｏｌ％（例えば、０、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０ｖｏｌ％））を備える。
【０００５】
一部の実施形態では、本明細書に記載の技術により製造される材料は、約１００ｎｍ～１０μｍの範囲（例えば、約５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００、２７００、２８００、２９００、３０００、３１００、３２００、３３００、３４００、３５００、３６００、３７００、３８００、３９００、４０００、４１００、４２００、４３００、４４００、４５００、４６００、４７００、４８００、４９００、５０００、５１００、５２００、５３００、５４００、５５００、５６００、５７００、５８００、５９００、６０００、６１００、６２００、６３００、６４００、６５００、６６００、６７００、６８００、６９００、７０００、７１００、７２００、７３００、７４００、７５００、７６００、７７００、７８００、７９００、８０００、８１００、８２００、８３００、８４００、８５００、８６００、８７００、８８００、８９００、９０００、９１００、９２００、９３００、９４００、９５００、９６００、９７００、９８００、９９００、又は１００００ｎｍ）である孔を含む。
【０００６】
一部の実施形態では、本技術は、ロールツーロール（ｒｏｌｌ－ｔｏ－ｒｏｌｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）法（例えば、ハイスループットロールツーロール法を使用する。
一部の実施形態では、本明細書に記載の技術により製造される材料は、複数の組成物を含む。例えば、一部の実施形態では、本明細書に記載の技術により製造される材料は、第１組成物及び第２組成物を含む。一部の実施形態では、第１組成物は、ポロゲンである第２組成物を含む（例えば、閉じ込める）。一部の実施形態では、第１組成物は、第２組成物を含み（例えば、閉じ込め）、第２組成物は、後に除去されて、第１組成物に空隙を付与する（例えば、第１組成物と空隙を含む材料を提供する）。本技術は、材料を製造するために使用される組成物に限定されない。例えば、一部の実施形態では、本方法は、ポリマー組成物（例えば、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ（乳酸－コ－グリコール酸）（ＰＬＧＡ）など）の使用を含む。
【０００７】
一部の実施形態では、本明細書に記載の技術により製造される材料は、約１μｍ～１ｍｍの範囲（例えば、約０．５、１、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０、４９０、５００、５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５８０、５９０、６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０、６７０、６８０、６９０、７００、７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０、７７０、７８０、７９０、８００、８１０、８２０、８３０、８４０、８５０、８６０、８７０、８８０、８９０、９００、９１０、９２０、９３０、９４０、９５０、９６０、９７０、９８０、９９０、若しくは１０００μｍ）の構造物を備え、且つ、高い中空ルーメン容積（例えば、約３０％～９０％（例えば、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、又は９０％）を有する。
【０００８】
一部の実施形態では、本明細書に記載の技術により製造される材料は、約１μｍ～１ｍｍの範囲（例えば、約０．５、１、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０、４９０、５００、５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５８０、５９０、６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０、６７０、６８０、６９０、７００、７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０、７７０、７８０、７９０、８００、８１０、８２０、８３０、８４０、８５０、８６０、８７０、８８０、８９０、９００、９１０、９２０、９３０、９４０、９５０、９６０、９７０、９８０、９９０、若しくは１０００μｍ）の構造物を備え、且つ、薄いポリマーフィルム（例えば、１００μｍ未満（例えば、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１０５、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、若しくは１５０μｍ未満の厚さを有する）をエンボス加工することにより製造される。
【０００９】
一部の実施形態では、本明細書に記載の技術により製造される材料は、約１μｍ～１ｍｍの範囲（例えば、約０．５、１、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０、４９０、５００、５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５８０、５９０、６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０、６７０、６８０、６９０、７００、７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０、７７０、７８０、７９０、８００、８１０、８２０、８３０、８４０、８５０、８６０、８７０、８８０、８９０、９００、９１０、９２０、９３０、９４０、９５０、９６０、９７０、９８０、９９０、若しくは１０００μｍ）の構造物を備える第１組成物を含み、且つ、薬剤及び／又は治療薬である第２組成物を含む。
【００１０】
複数の実施形態では、材料中に構造物を形成するステップと、材料に機能性を賦与するステップは分離される。例えば、一部の実施形態では、材料は、エンボス加工され、且つ片面に化学修飾を含む組成物（例えば、ポリマーフィルム）を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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