JP2018122111A - 選択的重合性組成物およびｉｎ ｖｉｖｏでのその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】選択的重合性耳科材料およびそのような材料の患者の耳内への使用方法の提供。
【解決手段】患者の耳内においてｉｎ ｓｉｔｕで活性化すると、鼓膜穿孔の修復または修復の促進に好適なポリマーマトリックスを組織化する液状プレポリマー組成物となる、少なくとも１つの第一ポリマーおよび溶媒を含有する耳科用途の液状プレポリマー組成物。
【選択図】なし

Description

（関連特許出願の相互参照）
本願は、２０１２年６月２８日出願の米国仮特許出願第６１／６６５，６３９号、名称「薬剤送達能を有する多目的外科用スカフォールドとして用いられる選択的重合性ヒドロゲル」に関する権利を受け、それに基づき優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

米国だけで、均圧管（ＰＥＴ）を鼓膜（ＴＭ）に挿入するための１，０００，０００を超える手術が毎年行われている。このような管は、中耳炎による分泌液を中耳から外耳道へと排出することを可能にし、これにより、圧力上昇からの痛みを軽減する。慢性的な鼓膜穿孔は、均圧管を鼓膜中に長期間配置した場合に起こるものと一般的に考えられている。１８ヶ月以下の期間、鼓膜中に配置された均圧管に関して、慢性鼓膜穿孔の割合は１〜５％の範囲内である。しかしながら、このグループに関する２年以上均圧管を必要とする患者の慢性鼓膜穿孔の割合は、約９％である。

慢性鼓膜穿孔を治療するために、上記穿孔のまわりの繊維組織を擦り減らして、炎症反応を誘発させる。上記穿孔が、鼓膜の断面積の約２０％以下程度の小さいものである場合、紙または耳たぶから採取した脂肪を用いて、上記穿孔を充填することができる。より大きな穿孔の場合には、軟骨または筋膜の自己移植片、外科用ゼラチンまたは合成ポリマー製パッチなどの、より多くの充填材料が必要である。このような治療法のすべては、何らかの手術を必要とし、上記治療法の成功率は外科医の技能に大きく依存する。

市販されている様々な耳科用充填製品がある。術後の中耳用充填材料として用いられる１種の豚由来の外科用ゼラチン「ＧｅｌＦｏａｍ （登録商標）」が、Ｐｆｉｚｅｒによって製造されている。多くの場合、一旦、手術によって中耳から分泌液が除去されると、「ＧｅｌＦｏａｍ（登録商標）」を用いて、中耳における穴を埋める。「ＧｅｌＦｏａｍ （登録商標）」は水和されると液化し、体内で容易に分解され、除去される。鼓膜穿孔が治癒される間、中耳と外耳の間のバリアとして作用するのに加えて、自己移植片またはパッチが接着する表面も提供する。しかしながら、豚ゼラチンの性質により、幾人かの患者はこの材料に対してアレルギーを引き起こす。

「ＧｅｌＦｏａｍ（登録商標）」と類似しているが、代わりにヒアルロン酸から製造されている繊維状充填材料「Ｍｅｒｏｇｅｌ（登録商標）」が、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ ＥＮＴ／Ｘｏｍｅｄによって製造されている。「Ｍｅｒｏｇｅｌ（登録商標）」は水和されるとゲルに変化し、容易に分解する。「ＧｅｌＦｏａｍ（登録商標）」と同様の特性を有するが、豚ゼラチンによるアレルギー反応の危険性はない。「ＧｅｌＦｏａｍ（登録商標）」のように、自己移植片またはパッチを挿入する前に中耳を充填するのに用いられ、独立した処理としては用いられない。

また、鼓膜の修復を目的とする多孔性ヒアルロン酸パッチ「ＥｐｉＤｉｓｃ（登録商標）」が、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ ＥＮＴ／Ｘｏｍｅｄによって製造されている。「ＥｐｉＤｉｓｃ（登録商標）」は生分解性であり、鼓膜の上皮細胞増殖および血管内増殖の両方を誘導する。しかしながら、このパッチを使用するためには、上記穿孔のサイズを調節し、かつ外科的に挿入しなければならない。上記パッチは、中耳内の天然組織またはパッチ材料に完全に接着することができない場合があり、その結果、上記パッチを取り替えるための更なる手術が必要となる。

鼓膜穿孔修復用に市販されている現行製品のいずれも、中耳へ直接投薬するものではない。中耳へ直接投薬する現行の方法は、点耳液を用いる。耳感染症治療用の主薬（ｃｉｐｒｏｄｅｘ）は、適用時に痛みを与える。耳感染症を治療した患者の大多数は１０歳未満の子供であることを考慮することは重要なファクターである。

現在まで、液状ポリマーを硬化前に所望の部位に塗布する光重合性ヒドロゲルが、耳科用スカフォールドとして用いられたことはない。青色光重合性材料は歯科分野で用いられるが、そのような成分を耳科用途に用いることはない。初期には液体であり、特定条件への曝露によってのみスカフォールドを形成するスカフォールドを使用することは、鼓膜穿孔を修復する現行および伝統的な治療法からの完全な脱却である。

以下に示され、記載される本発明の新規な特徴が請求項に記載されているが、形態、説明された発明の詳細およびその操作における様々な削除、変性、置換および変更が、本発明の主旨から何ら逸脱することなく行うことができることは当業者であれば理解しており、本発明はそのような特定事項に限定されるものではない。「必須の」または「不可欠な」ものであると明示しない限り、本発明の特徴は必須のものでも、不可欠なものでもない。

本発明は、選択的重合性材料およびｉｎ ｖｉｖｏでの使用方法を提供する。例えば、本発明は、選択的重合性耳科材料およびそのような材料の患者の耳内への使用方法を提供する。

いくつかの態様において、上記耳科材料は、（患者の耳内において限定条件下でポリマーマトリックスの中へ選択的に硬化／選択的に組織化することができる）少なくとも１つの第一ポリマーおよび溶媒を含む液状プレポリマー組成物である。いくつかの態様において、上記耳科材料は、患者の耳内においてｉｎ ｓｉｔｕで活性化すると、鼓膜穿孔の修復または修復の促進を行うことができる、少なくとも１つの第一ポリマー、溶媒および開始剤含む液状プレポリマー組成物である。更なる態様では、上記液状プレポリマー組成物は治療組成物も含有する。更にいくつかの態様において、ポリマーマトリックスは、所望の期間にわたって治療組成物を放出するのに適した気孔率および平均孔径を有する。いくつかの態様では、上記ポリマーマトリックスは、ヒドロゲルなどのゲルの形であってもよく、鼓膜の上皮細胞が移動、接着および増殖するスカフォールドとして機能するのに十分な剛性を有してもよい。いくつかの態様において、得られるポリマーマトリックスが、例えば細胞移動および細胞接着を向上することができる、細胞結合ドメインを有するように、少なくとも第一ポリマーが官能化されている。いくつかの態様において、上記開始剤が、光、例えば可視光、紫外線、赤外線または青色光によって活性化される光開始剤である。いくつかの態様において、少なくとも１つの第一ポリマーが、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）およびメタクリル化キトサンなどの多糖類、ヒアルロン酸およびメタクリル化ヒアルロン酸から選択される。更なる態様において、少なくとも１つの第一ポリマーが、１つ以上のポリエチレングリコールである。他の態様において、少なくとも１つの第一ポリマーが、メタクリル化キトサンおよびヒアルロン酸である。別の態様において、少なくとも１つの第一ポリマーが、メタクリル化キトサンおよびメタクリル化ヒアルロン酸である。更に他の態様において、少なくとも１つの第一ポリマーが、キトサンまたはヒアルロン酸の少なくとも１つと組み合わせたポリエチレングリコールである。

本開示による材料のいくつかの態様、例えば本開示による光硬化性ヒドロゲル材料のいくつかの態様を、以下の表１に示すように、市販の耳科製品と比較する。

いくつかの態様において、耳科的方法には、少なくとも１つの第一ポリマー、溶媒および任意の開始剤（例えば、少なくとも１つの第一ポリマーのポリマーマトリックスへの組織化を活性化することが必要な場合）を含有する液状プレポリマー組成物を、鼓膜穿孔の部位に投与することによって、およびヒドロゲルなどのポリマーマトリックスに組織化する液状組成物となる組成物を活性化する（例えば開始剤を活性化する）ことによって、鼓膜穿孔を治療することを含む。更なる態様において、上記液状組成物はまた、治療組成物を含む。いくつかの態様において、上記方法は、上記穿孔を少なくとも被覆するのに十分な量の上記液状組成物を投与することを含む。上記組成物が光開始剤を含むいくつかの態様において、活性化することには、上記液状組成物を青色光、可視光、赤外線または紫外線などの光に曝露することを含む。いくつかの態様において、活性化することには、上記組成物を、例えば耳の自然環境において見ることができるような温度変化、ｐＨ変化またはイオン濃度変化に晒すことを含む。いくつかの態様において、活性化することには、上記液状組成物を化学ラジカル開始剤に曝露することを含む。生体適合性を有し、かつ特定用途、例えば鼓膜穿孔の修復の用途、または耳内の薬剤徐放送達に好適なものであれば、上記液状組成物を活性化する他の方法もまた、本開示の範囲内である。

いくつかの態様において、上記耳科方法には、本明細書中に記載の液状プレポリマー組成物を充填材料に投与し、投与後の液状プレポリマー組成物を硬化または組織化することによって、現行の耳科用充填材料を強化することを含む。いくつかの態様において、上記液状プレポリマー組成物を投与する前に、上記耳科用充填材料をまず患者の耳内の所望の部位に投与する。

上記方法および材料は、以下の目的の内の１つ以上を達成する。
例えば、新しい細胞増殖のためのスカフォールドを提供し、時間に依存して薬剤を放出することによって、種々のサイズの慢性鼓膜穿孔の修復を促進する。上記スカフォールドは、生分解性、親水性、非発癌性、無細胞毒性、非聴覚毒性であり、青色光、紫外線、赤外線または可視光、ラジカル開始剤などの特定条件、或いはｐＨ、イオン濃度、温度などの特定条件に晒した時のみに重合する。

スカフォールドの周囲の組織への付着、および再発性感染症を防止するための中耳への直接投薬を含む現行の鼓膜治療の有する問題のいくつかを解決する。

例えば、硬化性の液体の形態の上記スカフォールドを鼓膜穿孔の部位に送達することによって、上記穿孔の正確な寸法に切断した自己移植片またはパッチの必要なしに、鼓膜の穿孔領域を充填する。例えば、上記組成物は、上記穿孔を通り抜けて中耳に入らないように十分に粘稠であるように構成されているため、そのような方法は、治療法の成功率の要因としての外科医の技能を排除する優位性を有する。

形状を保持するのに十分な剛性を有し、鼓膜の上皮細胞が移動および増殖することができるスカフォールドを提供するのに十分な接着性を有し、および／または（例えば、剛性および接着特性によって）組織化された場所にとどまるヒドロゲルスカフォールドを形成する。上記液状組成物に負荷した薬剤を、例えば光を用いて組織化体上のスカフォールドの細孔に閉じ込めてもよく、上記スカフォールドの架橋を低下させる鼓膜細胞として放出される。

上記スカフォールドを、光開始剤またはイオン強度に基づいて、或いは化学触媒または互いを認識し、共に結合する化学基、例えば「クリック」試薬を用いて、硬化または組織化すること。

再発性感染症を防止または緩和するために薬剤を中耳へ直接投与する。例えば、上記材料または方法によって、制御され持続的に所定の期間にわたって薬剤を放出する。例えば、薬剤の投与量は、スカフォールドの分解速度および液状ポリマー中への負荷量によって制御することができる。そのような方法は、薬剤を鼓膜および中耳にのみ一気に放出することができるため、治療の間に時限的再適用が必要となる点耳液を超える優位性を有することができる。そのような方法は、現行の治療に比べて、より正確な量の薬剤を中耳に送達するのにより有効な方法も提供することができる。そのような方法は、現行の治療に比べて、薬剤の効果を向上することもできる。

薬剤を患者、例えば子供の中耳に直接投与して、耳科的治療の管理を容易にすることができる。

薬剤を硝子体液に投与する。

医師に、持続した薬剤投与のための選択的重合性スカフォールドの選択肢を提供し、例えばそのような方法は、臨床環境または手術環境においても有用である。

１つ以上の現行の治療と併せて、本開示の材料および方法を用いることによって、現行の製品および治療の特徴を向上する。

例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、キトサン、ヒアルロン酸、および／またはそれらの類似体または誘導体を用いることによって、スカフォールドを形成する。

細胞結合ドメインを有する官能化スカフォールドを形成して、例えば上記スカフォールドでの細胞接着および細胞移動を向上する。

例えば、特定量のポリエチレングリコールを使用することによって、ターゲット薬剤徐放プロフィールを上記ポリマーマトリックスに対して設計する。

上記開示によってある特定の態様を提供するが、本発明はそれら態様に限定されるものではない。記載された態様を変更することができ、それにより明細書の範囲が記載された態様より広くなることを当業者は本明細書中の記載から理解する。従って、すべての実施例は非限定的である。

期間に対する、２つの異なる分子量を有する代表的ポリエチレングリコールヒドロゲルから放出されたウシ血清アルブミンの定量化を説明するグラフである。 水中０．５％リゾチーム中の２％ＭｅＣＳ（メタクリル化キトサン）および２％ＭｅＣＳ／１％ＨＡ（ヒアルロン酸）からのシプロフロキサシンの放出を説明するグラフである。 水中０．５％リゾチーム中の２％ＭｅＣＳ（メタクリル化キトサン）および２％ＭｅＣＳ／１％ＨＡ（ヒアルロン酸）からのシプロフロキサシンの累積放出を説明するグラフである。

（序論）
１つ以上の態様の詳細な説明を以下に示す。しかしながら、本発明は様々な形で具体化することができるものであると理解されるべきである。従って、本明細書中に開示された特定の詳細部は限定するものとして解釈されるべきではない。

「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「〜などの（ｓｕｃｈ ａｓ）」、「〜などの（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」などが本明細書中で用いられる場合、明確に表示しない限り、「それらに限定されない」が続くものと理解される。同様に、「〜の例」、「例示の〜」などは非限定的であると理解される。

「実質的に」により、使用目的に悪影響を与えない記述子から変動することができる。たとえ「実質的に」が明確に記載されていなくても、記述用語は「実質的に」により修飾されると理解される。従って、例えば「分子量４０００のＰＥＧを有する態様」は、態様が機能を実行するのに正確な分子量は必要ない限り、「実質的に分子量４０００のＰＥＧを有する態様」を意味する。

「約」は、実験誤差による変動を説明することを意味する。たとえ測定値および数値が明確に「約」により修飾されていなくても、すべての測定値および数値は、「約」により修飾されると暗黙的に理解される。

「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「〜を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「〜を有する（ｈａｖｉｎｇ）」および「〜を含む（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」（同様に「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｓ）」および「含む（ｉｎｖｏｌｖｅ）」）などは交換可能に用いられ、同様の意味を有する。特に、上記各語は、米国特許法の「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」の定義と一致するように定義され、従って「少なくとも以下の〜」を意味する限定されない語であると解釈され、また付加的特徴、限定、態様などを排除するものではない。従って、例えば「工程（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を含む方法」は、上記方法が少なくとも工程（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を含むことを意味する。

「１つの（ａまたはａｎ）」を用いる場合、そのような解釈が文脈上無意味でない限り、「１つ以上」であると理解される。

「液状プレポリマー組成物」または「予備重合溶液」は同様のものを意味し、活性化されて、より粘稠な形態に組織化され得るが、まだ組織化しない（少なくとも１つのポリマーを含む）組成物を指す。「液状プレポリマー組成物」は液状である必要はないが、組織化した形態より粘性が低いだけである。いくつかの態様において、「液状プレポリマー組成物」は、中耳腔に落ちることなく穿孔を被覆するように配置することができるのに十分に粘稠である。

「スカフォールド」は、例えばスカフォールド上またはスカフォールド中の上皮細胞の移動および増殖に好適な剛性を有することにより、および／または例えば所望の時間依存プロフィールにより上記液状プレポリマー組成物の一部であった治療組成物の放出に好適な気孔率を有することにより、鼓膜穿孔の治療に好適な特性を有する「ポリマーマトリックス」を指す。

「重合」、「ゲル化」、「架橋」、「組織化」および「硬化」は、本開示に従って液状プレポリマー組成物から、より硬いまたは強靱な形まで、材料を活性化することにより得ることができる、例えばゲル、固体、相互侵入ポリマー網目、耳科用材料などの材料の推移を意味し、上記材料の活性化には、例えば組織化剤または硬化剤を添加すること（および組織化剤または硬化剤を例えば光、ｐＨ、体液、温度、他の化学変化などによって活性化すること）或いは現在の自然状態（例えば、投与部位での体液の存在またはｐＨ、温度イオン濃度などの現行条件によって、上記液状プレポリマー組成物中のポリマーの組織化体をポリマーマトリックス中に活性化する）により組織化または硬化する上記プレポリマーを有することがある。

「キトサン」、「ポリエチレングリコール」または「ヒアルロン酸」などのポリマー（それらポリマーの複数形も同様）の記載は、文脈上、基本（主鎖）ポリマーのみを表すことが明確である場合を除いて、１組のポリマーの記載であると理解される。言い換えると、「キトサン」はキトサン並びにその誘導体および類似体（例えば、メタクリル化キトサン）を意味し、「ポリエチレングリコール」はポリエチレングリコール、その誘導体および類似体を指し、「ヒアルロン酸」はヒアルロン酸、その誘導体および類似体を意味する。

本開示により、耳科用材料および方法を提供する。いくつかの態様において、上記耳科用材料および方法は、慢性鼓膜穿孔などの鼓膜穿孔の治療を対象にしている。いくつかの態様において、上記耳科用材料は、例えばヒドロゲルスカフォールドの形のポリマーマトリックスを形成するｉｎ ｓｉｔｕで硬化／組織化される液状プレポリマー組成物を含む。いくつかの態様において、上記耳科用材料には、例えば中耳に直接投与して感染症、例えば感染症の再発を予防するための薬剤を負荷する。いくつかの態様において、上記方法は、患者の耳内の所望の部位に耳科用液状プレポリマー材料を投与する工程、および上記材料をｉｎ ｓｉｔｕで硬化／組織化する工程を含む。いくつかの態様において、上記方法は、上記液状プレポリマー材料を耳科用充填材料に投与する工程および上記充填材料に投与後、上記液状プレポリマー材料硬化／組織化する工程を含む。

（材料）
本開示の材料には、ポリマーマトリックス中に硬化／組織化されうる液状プレポリマー組成物を含む。上記材料はまた、得られるポリマーマトリックス自体を含む。いくつかの態様において、上記ポリマーマトリックスは、鼓膜における上皮細胞が上記スカフォールドの中および／または上に移動することができ、かつ接着および／または増殖することができるように（例えば、細胞結合ドメインを提供する官能基の結果として）十分な剛性および／または粘着性を有するスカフォールドである。いくつかの更なる態様において、上記ポリマーマトリックスまたはスカフォールドは、例えば上記上皮細胞が上記穿孔を修復するのに十分増殖した後、最終的にはｉｎ ｓｉｔｕで分解する、即ち、生分解性である。別のまたは更なる態様において、上記液状プレポリマー組成物は、得られるポリマーマトリックスまたはスカフォールドに治療剤を負荷するのに好適な気孔率および平均孔径を有するポリマーマトリックスまたはスカフォールド中に硬化／組織化するように設計される。更なる態様において、上記気孔率および平均孔径は、負荷された治療剤に対する所望の時間依存放出プロフィールを提供するように選択される。

概して、本開示の耳科用材料は、初期には患者の耳内の所望の部位に容易に投与するためのプレポリマー液状組成物であり、活性化により、患者の耳内においてｉｎ ｓｉｔｕでポリマーマトリックス中に硬化／組織化するように設計されている。従って、概して、上記液状プレポリマー組成物は、特定の条件下で（例えば、耳内、例えば中耳）所望の期間、ポリマーマトリックス中に選択的に組織化することができる１つ以上のポリマーおよび溶媒を含む。従って、例えば、上記液状プレポリマー組成物は、光開始剤などの開始剤を含んでいてもよく、および上記液状プレポリマー組成物中のポリマーは、上記組成物を光に曝露することによって選択的に組織化されていてもよく、それにより上記開始剤を活性化して、ポリマーマトリックス中に上記プレポリマー組成物を硬化／組織化する。１つの例として、上記ポリマーはメタクリレート基で官能性化して架橋性を付与してもよく、リボフラビン（非発癌性、無細胞毒性光開始剤）を上記液状プレポリマー組成物に加えて、光の存在下で上記メタクリレート基の架橋を開始してもよい。概して、上記組成成分は生体適合性を有し、かつ耳内、例えば外耳道、中耳またはその両方での使用に好適であるように選択する。いくつかの態様において、上記成分は、得られるポリマーマトリックスが生分解性であるように選択され、体によって処理および除去されてもよい。例えば、選択される上記成分は、生分解性、生体適合性であり、腎臓によって除去されてもよい。

いくつかの態様において、上記液状プレポリマー組成物には、ポリマーマトリックス中に組織化することができる、例えば特定条件下で反応するなど硬化／組織化してポリマーマトリックスを形成することができる少なくとも１つの第一ポリマーを含む。例えば、上記ポリマーは結合して、例えば共有結合、物理的結合または両者の組み合わせにより、網目構造を形成することができる官能基を含んでもよい。理論に拘束されるつもりはないが、上記ポリマーの官能基は、どのようにしてポリマーマトリックス中に組織化することができるかを決定することができる。いくつかの態様において、例えば上記ポリマーがメタクリレート基で官能性化されている場合（例えば、キトサンまたはヒアルロン酸）、開始剤を用いて上記ポリマーを架橋することができる。別の態様において、ｐＨ、温度またはイオン濃度の変化により、上記ポリマーマトリックスの自発組織化を開始する。

潜在的に好適なポリマーの例には、ポリエチレングリコール（ＰＥＧｓ）；多糖類；ポリ（乳酸）；ポリウレタン；ポリ（プロピレングリコール）；（フマル酸プロピレン‐エチレングリコール）コポリマー；ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）；ポリビニルピロリドン、ポリ（２‐アクリルアミド‐２‐メチル‐１‐プロパンスルホン酸）；ポリビニルアルコール；ポリペプチド；ポリアクリレート；アガロース；ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）；ポリエステル；ゼラチン；セルロース；アルギネート；ｋ‐カラギーナン；ペクチン；澱粉；デキストラン；コンドロイチン硫酸；並びにコラーゲン、フィブリン、ラミニンおよびヘパリンなどの特定のタンパク質；および／またはそれらの誘導体および類似体（例えば誘導体には、結合して網目構造を形成することができる官能基を含むように変性された以下に例示されたポリマーを含み、および／または例えば、以下に例示されたポリマーは、所望の目的、例えば細胞結合ドメインを提供することを達成するように官能性化され得る）を含む。

いくつかの態様において、上記液状プレポリマー組成物は、ポリエチレングリコール、キトサン、ヒアルロン酸およびそれらの組み合わせから選択されるポリマーを含む。いくつかの態様において、特定のポリマー、ポリマーの混合物、および相対量のポリマーを、親水性および生分解性であるポリマーマトリックスまたはスカフォールドを形成するように選択してもよい。いくつかの態様において、上記ポリマーマトリックスは、ポリエチレングリコールまたはポリエチレングリコール単独の組み合わせ、例えば分子量１０００のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートまたは分子量４０００のポリ（エチレングリコール）ジアクリレート或いはそれらの組み合わせから製造する。いくつかの態様において、上記ポリマーマトリックスは、メタクリル化キトサン単独；メタクリル化ヒアルロン酸単独；メタクリル化キトサンおよびメタクリル化ヒアルロン酸；メタクリル化キトサンおよびヒアルロン酸；或いはメタクリル化キトサン、メタクリル化ヒアルロン酸、ヒアルロン酸またはそれらの組み合わせと組み合わせたポリエチレングリコール；から製造する。

いくつかの態様において、上記ポリマーは化学的に変性してもよく、または化学的に変性された製品として購入してもよい。いくつかの態様において、上記ポリマーは、以下の理由：ポリマーマトリックスの形成を可能にするかまたは容易にするため；ゲル化、細胞接着、薬剤放出、タンパク質接着、分解速度および分解プロフィール、薬剤負荷／薬剤組み込み、表面特性、機械的特性、親水性などを向上するため；の１つ以上のために、化学的に変性されている（または化学的に変性された製品として購入される）。例えば、上記ポリマーは、スカフォールドへの細胞接着およびタンパク質接着を向上させるためのアミノ酸、配位子、タンパク質、または他の分子の細胞結合ドメインに細胞が結合することができる基で官能性化されていてもよい。１つの例として、細胞接着を向上するために、アミノ酸配列アルギニン‐グリシン‐アスパラギン酸‐セリン（ＲＧＤＳ）をポリエチレングリコールに組み込むことができる。

更なる態様において、上記ポリエチレングリコールの分子量は、約１００〜約１，０００，０００ｇ／モルの範囲であってもよい。いくつかの態様において、上記キトサンの分子量は、脱アシル化約０〜約１００％で、約１００〜約１，０００，０００ｇ／モルの範囲であってもよい。上記ヒアルロン酸の分子量は、約１００〜約１，０００，０００ｇ／モルの範囲であってもよい。特定の態様において、上記範囲のいずれかを何らかの方法でヒドロゲル中に組み込んでもよい。いくつかの態様において、上記ポリマーマトリックスまたはスカフォールド用に用いられるキトサンは、購入しても、または甲殻類から得てもよい。

キトサンは、天然由来であり、ポリマーマトリックス中に架橋することができるように変性することができるため、単独でも他のポリマーと組み合わせても好適なポリマーである。架橋すると、粘着性を有し、上皮細胞表面に接着する。細胞は、キトサン網目により増殖し、キトサン網目を分解することができる。キトサンの多糖類主鎖の官能基により、抗菌剤として使用することができる。キトサンは、甲殻類にみられるキチンから誘導されるが、アレルギー誘発性は有さない。

ヒアルロン酸もまた、天然由来であるため、単独でも他のポリマーと組み合わせても好適なポリマーである。上記ヒアルロン酸は、その官能基により細胞増殖用の優れた基材となるため、多くの医療用途用いられている。ヒアルロン酸はまた、ポリマーマトリックス中に架橋することができるように変性することもできる。

ポリエチレングリコール（例えば、ポリエチレングリコールジアクリレート）は、比較的短いポリマー鎖から比較的長いポリマー鎖まで様々な分子量で入手することができ、得られるポリマーマトリックスの分解および薬剤放出速度の制御が容易であるため、単独でも他のポリマーと組み合わせても好適なポリマーである。いくつかの態様において、ポリエチレングリコールは、細胞が接着することができるスカフォールドを得るために、キトサンまたはヒアルロン酸他のポリマーと組み合わせて用いられる。

しかしながら、上記のように例示された他のポリマーもまた、キトサン、ヒアルロン酸および／またはポリエチレングリコールの代わりに、使用および／または変性されてもよい。一般に、好適なポリマー（それらの誘導体および類似体）を選択するのに考慮するいくつかの要因には、機械的特性、薬剤放出、ポリマー分解並びに細胞増殖および生存率が上げられる。機械的特性に関して、このパラメータは、ポリマー主鎖および架橋密度に依存する。例えば、溶液を光に曝露することによって形成されたヒドロゲルポリマーマトリックスの場合、当業者は、ポリマー濃度、開始剤濃度、照射時間および出力のバランスをとって、所望の剛性を有する架橋ゲルを得ることができる。薬剤放出に関して、放出速度が上記材料の孔径に関与して、上記材料の機械的特性が上記材料からの薬剤の放出に影響を与える。ポリマー分解に関して、このパラメータは、ポリマーの構造、ポリマー濃度並びに細胞および酵素などの環境因子に依存する。キトサンおよびヒアルロン酸の両方（ポリエチレングリコールと同様）は、鼓膜環境内の細胞および酵素によって分解することができる。細胞増殖および生存率に関して、これらはポリマー主鎖の官能基およびポリマーマトリックスの剛性に依存する。上皮細胞は好ましい剛性基材であると考えられ、従って、いくつかの態様において、ポリマーまたはポリマーブレンドは、剛性ゲルを得るように選択される。いくつかの態様において、剛性ゲルは、その予備重合した形態より高い弾性率を有するゲルである。いくつかの態様において、剛性ゲルは、穿孔を被覆するように配置した場合に、穿孔を通って中耳内に落ちないのに十分な剛性を有するものである。従って、キトサンおよびヒアルロン酸は、細胞をポリマー網目構造に接着することができる官能基を提供することができる。

液状プレポリマー組成物は、ポリマーマトリックス中へのポリマーの組織化を開始する必要がある場合、開始剤を含んでもよい。いくつかの態様において、上記開始剤は、非発癌性および無細胞毒性であることが望ましい。いくつかの態様において、上記開始剤には、多くの場合、メタクリレート含有およびアクリレート含有ポリマーゲルを硬化／組織化するのに用いられる細胞適合性、感光性フリーラジカル開始剤である系を含む。例えば、溶液中でポリマーの架橋を生じることが適切である場合、上記組成物は光開始剤を含んでもよい。例えば、光開始剤系を、約１０^−８〜１０^−３ｍ（紫外〜赤外）の波長を有する光を用いてスカフォールドをゲル化するために、フリーラジカル反応を開始するのに用いてもよい。いくつかの態様、例えば硝子体液に用いられる態様において、可視光スペクトル内で活性化される光開始剤を選択してもよい。耳科用途の態様などの他の態様において、紫外線または青色光によって活性化される光開始剤を選択してもよい。好適な光開始剤のいくつかの例には、紫外線感光性化合物を用いて硬化または活性化する場合の「Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ ２９５９」、可視光感光性化合物を用いて硬化または活性化する場合の１‐ビニル‐２‐ピロリジノンおよびトリエタノールアミンと併用した「エオシン（Ｅｏｓｉｎ） Ｙ」、並びに青色光を用いて硬化または活性化する場合のカンファキノンおよび／またはリボフラビン５’‐モノホスファートナトリウム塩を含む。いくつかの態様において、形成するポリマーマトリックス／スカフォールド／ヒドロゲルは、重合して光が形成するポリマーマトリックス／スカフォールド／ヒドロゲルおよび液状プレポリマー溶液の全深さを透過するのが容易となるので、半透明のままであるように設計する。

いくつかの態様において、スカフォールドの液状ポリマー組成物には（少なくとも部分的に）、ゲルまたは固体中に光により硬化または活性化する前に、薬剤または他の物質（例えば、抗生物質、抗菌剤、増殖因子、抗真菌薬、抗炎症薬、鎮痛薬、ステロイド、サイトカイン、タンパク質、鎮痛剤および生物活性小分子など）を負荷してもよい。スカフォールドには、フルオロキノロン、アミノグリコシドおよびポリミキシンなどの抗生物質を負荷してもよい。上記スカフォールドには、クロトリマゾール、ニスタチンおよびトルナフテートなどの抗真菌剤を負荷してもよい。上記スカフォールドには、繊維芽細胞増殖因子、血管内皮増殖因子、トランスフォーミング増殖因子、上皮増殖因子、ケラチノサイト増殖因子、血小板由来増殖因子などの増殖因子を負荷してもよい。上記スカフォールドには、インターロイキンなどの他の分子を負荷してもよく、そして別のタンパク質処理または他の硬化処理を行ってもよい。薬剤送達のためにスカフォールドを装填／スカフォールドを使用する本目的を達成するために、スカフォールドはヒドロゲルの形であってもよい。いくつかの態様において、ヒドロゲルは、約９０％を超える含水率を有する親水性ポリマー網目構造であり、ヒドロゲルでない材料と比較して、細胞、生物活性剤および薬剤分子を被包する能力が向上したヒドロゲルを提供する。

当業者であれば、例えば、薬剤を後にポリマー網目構造の細孔に閉じ込められた薬剤となる予備重合溶液と混合することによって、組織化体上のポリマー網目構造中へ薬剤を負荷する方法を理解する。Ｂｈａｔｔａｒａｉ, Ｎ． ｅｔ ａｌ．のＡｄｖ． Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖ． Ｒｅｖ．（２０１０年）６２：８３〜８９頁、およびＨａｎ，Ｊ． ｅｔ ａｌ．のＩｎｔ． Ｊ． Ｂｉｏｌ． Ｍａｃｒｏｍｏｌ．（２００９年）４４：２２９〜２３５頁を参照。所望の制御薬剤放出プロフィールを有する系を作製することも、本技術分野における技能の範囲内である。上記薬剤の放出は、スカフォールドの分解速度と同様、スカフォールドの孔径に関係する。例えば、同文献を参照。スカフォールドの孔径を変更するため、ポリマー主鎖の架橋部位数と同様に、例えば溶液中のポリマー濃度を変更してもよい。これらのパラメータを変更することによって、ポリマー網目構造の架橋密度を変化させ、孔径を効果的に変化させる。スカフォールドはまた、ポリマー主鎖、架橋密度、ポリマー濃度および開始剤濃度と関連する測定可能な剛性を有する。

従って、いくつかの態様において、液状プレポリマー組成物は、（患者の耳内の特定の条件下でポリマーマトリックス中に選択的に組織化することができる）少なくとも１つの第一ポリマーおよび溶媒を含有する。更なる態様において、液状プレポリマー組成物は、少なくとも１つの第一ポリマー、開始剤および溶媒を含有する。いくつかの態様において、液状プレポリマー組成物は、少なくとも１つの第一ポリマーおよび少なくとも１つの第二ポリマーおよび溶媒を含有する。いくつかの態様において、液状プレポリマー組成物は、少なくとも１つの第一ポリマーおよび少なくとも１つの第二ポリマー、開始剤および溶媒を含有する。いくつかの態様において、予備重合溶液の所望の粘度（例えば、穿孔を被覆することができ、穿孔を通って中耳内に落ちない予備重合溶液に対応する粘度）および重合後に得られるポリマーマトリックス／スカフォールド／ヒドロゲルの所望の剛性（例えば、組織化後にスカフォールドとして機能する材料に対応する剛性）を得るのにポリマー量を選択してもよい。いくつかの態様において、開始剤の量（濃度）は、重合に必要な照射時間、光源の波長、細胞適合性および化学組成に基づいて選択されてもよい。いくつかの態様において、ポリマーの合計量は、ポリマーが網目構造内に組織化するのを遅延させたり、または妨害したりするほど高くなく、かつポリマー量が網目構造組織化体を提供するのに不十分となるほど低くない。いくつかの態様において、ポリマーの合計量は、均質ペーストよりむしろ粘稠溶液が得られるように選択され、特定のポリマー組成によって変化してもよい。いくつかの態様において、ポリマーの合計量は、（例えば、ポリヒドロキシルエチルメタクリレート（ＰＨＥＭＡ）を用いる場合）約６０重量％以下、または（ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を用いる場合）約４０重量％以下、または（キトサン／ヒアルロン酸のいくつかの組み合わせを用いる場合）約５重量％以下である。いくつかの態様において、ポリマーの合計量は、約１重量％より多い。いくつかの態様において、ポリマーの合計量は、約１〜約６０重量％、または約１〜約４０重量％、または約１〜約５重量％、または約５〜約６０重量％、または約５〜約４０重量％、または約４０〜約６０重量％の範囲である。

（方法）
いくつかの態様において、上記方法は、患者の耳内の所望の部位に液状プレポリマー組成物を投与する工程およびｉｎ ｖｉｖｏで上記組成物を硬化／組織化する工程を含む。例えば、上記組成物を鼓膜に投与するため、予備重合溶液を狭い外耳道の下に送達するのに注射器を用いてもよい。また、予備重合溶液が比較的非常に粘稠であるいくつかの態様において、イヤーループなどの手術道具に塗布し、鼓膜に投与することができる。異なる組成物に対して、上記投与はポリマー組織化体の状態に依存して変化してもよい。光活性化網目構造に対して、いくつかの態様において、予備重合溶液を配置後に、例えば、用いる光開始剤に特有の正確な波長および強度を提供する歯科用硬化ライトまたは他の光源を用いて照射する（例えば、紫外線または青色光感応性ゲル）。いくつかの態様において、熱感応性網目構造は、上記耳腔内に配置時に患者の体温によって活性化することができる。いくつかの態様において、ｐＨ感応性ゲルは、配置後の外耳道中の酸性環境によって活性化することができる。いくつかの態様において、自然組織化網目構造は、所望の部位、例えば穿孔内に配置されるので、上記ポリマーおよびその開始剤が混合されるように二管式注射器によって注入することができる。

いくつかの態様において、上記方法は、耳科用充填材料または耳科用パッチなどの現行の耳科治療方法を改良することを含む。例えば、いくつかの態様において、充填材料に薬剤送達モダリティを提供することによって、予備重合溶液を他の手術用材料に塗布して、それらの効果を向上させることができる。他のまたは更なる態様において、予備重合溶液を手術用材料に塗布して、天然組織への接着特性を向上することができる。

本発明を好適に使用することを当業者に教示する基礎として、実施例および使用方法を記載する。開示された実施例は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

（実施例１）
実験室試験において、前駆体には、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅ Ｉｎｃ．（ペンシルバニア州ワーリントン）から購入した、分子量１０００を有するポリ（エチレングリコール）ジアクリレートまたは分子量４０００を有するポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含有する。ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、テトラメチルローダミン結合体は、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ Ｉｎｃ．（オレゴン州ユージーン）から購入することができる。
薬剤の組み込みおよび放出を試験した。初期架橋工程時にヒドロゲルにＢＳＡを負荷した。ｐＨ７．４を有するＰＢＳ中ＢＳＡの１０重量／体積(ｗ／ｖ)％溶液を調製した。
０．５％のＩｒｇａｃｕｒｅ ２９５９光開始剤を有する、ＰＢＳ中ＢＳＡの１０重量／体積％の光架橋性溶液を調製した。ＢＳＡを、マクロマー負荷に対して５重量％で、上記溶液に組み込んだ。最終溶液を、３５０ｒｐｍで１５分間撹拌した。次いで、９６ウェルプレートのウェルにピペットで２００μＬ入れた。各構成物を、紫外線で５５秒間照射した。スパチュラを用いてゲルを迅速にウェルから取り除き、５ｍＬのＰＢＳ溶液を含有する別のガラス瓶に配置した。次いで、上記ガラス瓶を３７℃の振盪機（５０ｒｐｍ）に配置した。異なる時点で、５００μＬの上記ＰＢＳ溶液を試料として取り除き、同量のＰＢＳと置き換えた。Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ （ｍｏｄｅｌ ８４５２Ａ）を用いて、各時点で放出されたＢＳＡの量を評価した。

（実施例２）
診療所において、本発明の１つの態様には、以下の投与を含む。患者は、耳が顕微鏡下で見える状態で、側に横になっている。これにより、医師は、両手が空いた状態で、鼓膜を見て、扱うことができる。医師は次に、所望の薬剤と混合した液状プレポリマー組成物を投与することができる。上記組成物を、ピペットで耳内に滴下することができ、点耳剤に非常に似たものを投与する。たぶん、医師は、穿孔を被覆するのに、数十μＬの組成物が必要なだけである。一旦、上記組成物を加えて穿孔を被覆すると、次いで医師は、ヒドロゲルが必要なところはどこでも上記組成物を光で照射することができる。未使用の組成物は吸引する必要はないが、過剰の組成物は医師の選択に従ってピペットまたは何らかの吸収性体のいずれかを用いて除去することができる。すべての過剰量の組成物を除去することができるので、過剰量の組成物を加えて、上記ゲルによって穿孔を被覆することを確実にすることができる。光源の付属品（例えば、光ファイバーケーブル）を用いて、全患者の鼓膜に到達することができる。これは顕微鏡下で行うため、医師はゲルを用いて穿孔を正確に被覆することができる。

（実施例３）
手術環境において、本発明の１つの態様は、現行の中耳用の手術用充填材料を改良することを含むことができる。所望の薬剤と混合した液状プレポリマー組成物を上記充填材料上に滴下し、手術の傷口を閉じる前に光で重合することができる。この態様は、手術用充填材料に、強化された機械的支持体、それによる手術後の予後を改善することに加えて、現在は有していない抗菌特性および薬剤送達特性を提供する。

（実施例４：実験検証）
実験室において、異なる分子量を有する２種の紫外線硬化ＰＥＧヒドロゲルにおけるタンパク質ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）の放出を３週間にわたって監視した。以下の表２に示したデータには、ＰＥＧの分子量は薬剤放出と直接関係を有することを示している。この研究により、放出したタンパク質の量はヒドロゲルにおけるＰＥＧの分子量を変更することによって制御することができ、高い分子量を有するＰＥＧヒドロゲルは、低い分子量を有するＰＥＧヒドロゲルより多くのＢＳＡを同一期間に放出することを確認した。このような薬剤放出の研究により、最初の２週間ではタンパク質放出速度がわずかに増加するが、この期間の変化は重要ではなく、タンパク質放出を所望の範囲内に保持するように制御することができることも示した。このような予備研究時に用いられた技術は、すべての更なる薬剤放出の研究に用いることができる。

図１には、期間に対する２つの異なる分子量を有するＰＥＧヒドロゲルからのウシ血清アルブミン放出のヒストグラムを示す。分子量が増加すると、ヒドロゲル網目構造の孔径も増加する。これにより、期間に対して、より大きな体積の薬剤が放出される結果となる。更に、ヒドロゲルの分解速度が増大する。いくつかの態様において、薬剤の放出速度およびヒドロゲル網目構造の分解速度の両方を最適化することが望ましい。両者がＰＢＳ溶液中にある場合（３７℃、５０ｒｐｍ）、２ヶ月間にわたって、分子量１０００を有するＰＥＧはそのまま残ったが、分子量４０００を有するＰＥＧは完全に分解したことが観察された。従って、相対速度において完全分解が必要である態様において、分子量１０００を有するＰＥＧを含むものより、分子量４０００を有するＰＥＧを含む態様を用いることが好ましいものであった。スカフォールドが細胞の存在下で活発にそのような環境、例えば鼓膜を作り直している場合、上記分解速度は増大する。ｐＨの違いにより他の組織中、或いは分解速度を増大するか、または低下するかのいずれかである未変性の分子中にある場合、スカフォールドの分解速度が変化する。例えば、分解速度の変化は、ｐＨが通常の体液と非常に異なる消化管中でおそらく最も明白であり、異なるスカフォールドを分解するための多くの異なる分子が存在する。反証として、上記分解速度は目の硝子体中では変化しない。

（実施例５：試薬の合成）
以下の実施例用のすべての材料は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（ミズーリ州セントルイス）から入手され、表示しない限り、受け入れ状態で使用した。

キトサンのメタクリル化
キトサンは、使用前に精製した。まず、１０体積％酢酸中のキトサンの１重量％溶液を真空濾過して、不溶性粒子を除去した。次に、１Ｎ水酸化ナトリウムを用いて、上記キトサンを溶液から沈澱させ、次いで、室温で、１４００ｇで１０分間遠心分離した。浮遊物を移して、次いでキトサンに同体積の水を加え、混合物をボルテックスした。キトサン懸濁液を、水を１日に３回交換しながら水中で２日間透析した。透析後、キトサン懸濁液を、３日間凍結乾燥した。

精製キトサンを、１体積％酢酸中に溶解した。１体積％酢酸の体積の５％である体積のメタクリル酸無水物を上記キトサン溶液に加え、上記溶液を５５℃で３日間撹拌した。上記キトサン溶液を、水を１日に３回交換しながら水中で２日間透析した。上記透析溶液を、３日間凍結乾燥した。

メタクリル化キトサン（ＭｅＣＳ）のメタクリル化度を、プロトン核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法により測定した結果、４０％以下であった。

ヒアルロン酸のメタクリル化
メタクリレート基をヒアルロン酸に加えるプロトコルと同様に、キトサンのメタクリル化に関して、細胞増殖に用いることができる天然ポリマーを、前述のように用いた。２つの異なるメタクリル化ヒアルロン酸を合成した：１つはメタクリル化度９０％以下を有し（ＭｅＨＡ-９０）、１つはメタクリル化度３０％以下を有する（ＭｅＨＡ-３０）ものである。ＭｅＨＡの合成に、２１日間かけた。

（実施例６：重合効果の初期試験）
紫外線および紫外線感応性開始剤の確立されたシステムを別々に用いて、ＭｅＣＳおよびＭｅＨＡの重合挙動を試験した。
目的：未知の材料を既知の重合システムを用いて試験すること。
結果：予測可能な方法による不溶性ポリマー網目構造中で重合した、照射時間の増加により合成を向上したＭｅＣＳおよびＭｅＨＡの両方を得た。

（実施例７：光反応性材料の配合）
この実施例において、歯科用硬化ライトからの青色光への曝露により、ポリマー網目構造を形成することができる材料を得ることを目的とした。
歯科用硬化ライトからの青色光を用いるメリットは：
歯科材料用の携帯式硬化ライトは、生体組織に関する用途に対して既に調整されている。
青色光感応性光開始剤用に最適化された発光出力である。
使用者に優しいデザインである。
他の光源に比べて経済的である。

初期配合
第１の組の実験用として、以下の理由：
試薬がＦＤＡに認可されている；
開始剤系の挙動を特徴付ける多くの参考文献が入手可能である；
歯科用材料開始剤系に対して歯科用硬化ライトが最適である；
ために、歯科材料と共に用いられるものと同様の開始剤系を試した

試薬
カンファキノン（ＣＱ）：青色光反応性光開始剤
４‐（ジメチルアミノ）安息香酸エチル（ＥＤＭＡＢ）：アミン触媒
２，６‐ジ‐ｔｅｒｔ‐４‐メチルフェノール（ＢＨＴ）：フリーラジカル開始剤
メタクリル化キトサン（ＭｅＣＳ）
メタクリル化ヒアルロン酸（ＭｅＨＡ-３０およびＭｅＨＡ-９０）

ＣＱ／ＥＤＭＡＢの青色光反応性光開始剤はヒドロゲル重合に従来から用いられているものではないため、様々な変数を表３に示すように試験した。

ＣＱもＥＤＭＡＢも水溶性ではないので、溶媒系は克服すべき主たる変数である。

これらの実験に関して、表４に示すように、上記溶液を混合し、カバーガラス上にピペットを用いて取った。硬化ライトを適当な位置にクランプで据え付け、上記溶液を特定時間照射した。ゲル化を定性的に評価した。

ＭｅＣＳに関して、ＣＱ／ＥＤＭＡＢ系を用いて、いくらかのゲル形成を行うことができた。しかしながら、以下の表５に示すように、ＭｅＨＡのいずれの場合も、同様の結果を得ることはできなかった。

上記溶媒系を水以外のものに代えることによって、ＭｅＨＡを用いるゲル形成を抑制した。これにより、青色光‐光開始剤を交換した。

第二配合
リボフラビンモノホスファートは、水溶性のビタミンリボフラビンであり、また、最近、メタクリル化長鎖ポリマーを重合するのに用いられている青色光‐光開始剤である。

試薬
リボフラビン５’‐モノホスファートナトリウム塩（ＲＦ）：青色光‐光開始剤
ＭｅＣＳ
ＭｅＨＡ

これらの実験に関して、上記溶媒系は、もはや試験変数ではなかった。これらの変数を表６に示すように試験した。

この実験において、合理的な期間内で可能な最も剛性を有するゲルを得ることを優先した。

表８に示すような試験した上記異なる配合の中で、非常に高剛性のゲルを形成するいくつかを組織化した。ここで試験した変数以外に、ゲル化に有用ないくつかの別のファクターは、溶液の酸性度、光強度、基材の背景色である。

これらの結果に基づいて、２％ＭｅＣＳ／２％ＭｅＨＡ-９０を有する配合が最も容易に注射器の針から排出されるものと考えられる。

（実施例８：薬剤放出プロフィールの測定）
ゲルパッチの作製
すべての薬剤の保存溶液を作製し、以下の表９に示される予備重合溶液の最終濃度を得るために組み合わせた。重合前に、上記溶液は、部分的にキトサンの正に帯電した側鎖およびヒアルロン酸（ＨＡ）の負に帯電した側鎖の会合により、非常に粘稠なコンシステンシーを有した。

ゲルパッチのすべての適用に関して、電力出力３００ｍＷ／ｃｍ^２を有する歯科用硬化ライト（ノースカロライナ州グリーンズボロのＦｉｒｓｔ Ｍｅｄｉｃａ社のＭｉｎｉ−Ｂｌａｓｔ）に適したカスタムライトガイド（独国、ニュルンベルクのＬｅｏｎｉ）を用いて、上記予備重合溶液を３分間照射した。

薬剤放出
上記ゲルパッチの薬剤放出プロフィールを測定するために、５０μＬ体積の予備重合材料を、青色光を用いて重合した。得られたゲルを、水中０．５重量％リゾチーム中で培養した。上記溶液の試料を１、５、１０および１５日で採取して、期間に対するシプロフロキサシンの累積放出を決定した。上記試料溶液のシプロフロキサシン濃度を、既知のシプロフロキサシン濃度の標準曲線に対照して、紫外‐可視分光光度計を用いて測定した。

シプロフロキサシンの放出は、上記材料のポリマー網目構造架橋密度に依存した。図２では、シプロフロキサシンの放出を、２重量％ＭｅＣＳまたは２重量％ＭｅＣＳ／１重量％ＨＡのいずれかから成るゲル間で比較している。ＭｅＣＳおよびＨＡ両方を有するゲルは、ＭｅＣＳのみを有するゲルより高い架橋密度を有するため、シプロフロキサシンの放出はかなり遅いものであった。図３には、研究時間の経過に対する、シプロフロキサシンの累積放出を示している。穿孔を感染症のリスクなしに治療しなければならない期間を延長することができるので、より遅い放出は上記材料にとって優位性である。どちらの材料も、薬剤の「バースト放出」プロフィール−突然放出が、シプロフロキサシンの放出が架橋密度によって制御することができることを確証する上記放出プロフィールの停止と矛盾することを説明していない。

（実施例９：ｉｎ ｖｉｖｏでの動物モデルの確立）
すべてのｉｎ ｖｉｖｏでの研究を、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅによって再審査され、認可されたプロトコルに従って、成体雄のチンチラに関して行った。

慢性鼓膜穿孔の誘発
一貫して慢性鼓膜穿孔を誘発する方法を最初に確立するために、４匹の成体チンチラ（８つの鼓膜）を用いた予備実験を行った。現行のモデルに従った焼灼器を用いて、鼓膜穿孔を誘発した。Ａｍｏｌｉｓ ＣＰ， Ｊａｃｋｌｅｒ ＲＫ， Ｍｉｌｃｚｕｋ Ｈ， ｅｔ ａｌ． Ａｎ ａｎｉｍａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｃｈｒｏｎｉｃ ｔｙｍｐａｎｉｃ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ， Ｏｔｏｌａｒｎｇｏｌ Ｈｅａｄ Ｎｅｃｋ Ｓｕｒｇ １９９２年；１０６：第４７〜５５頁を参照のこと（その全体の記載を本明細書中に組み込む）。周りを真鍮ワイヤーで巻いた半田ごて（テキサス州フォートワースのＲａｄｉｏ Ｓｈａｃｋ）が焼灼装置として用い、穿孔を鼓膜の前述の窓中に形成した。穿孔は週１回検査し、治療した鼓膜に別の焼灼を行った。３０日間存続した穿孔を、慢性であると考えた。

予備実験から、焼灼により誘発された穿孔の７５％は、少なくとも３０日間存続した。この方法を、８匹のチンチラの実験グループにおいて穿孔を誘発するのに用いた。３０日後、存続した穿孔は、上記パッチを使用したヒト患者に存在するものと、サイズを比較可能であった。

材料の適用
ＭｅＣＳ、ＨＡ、リボフラビンモノホスファートおよびシプロフロキサシンを水中で混合し、注射器に充填した。次いで、上記粘稠溶液をイヤーループ上に排出し、上記穿孔に移した。上記材料を、カスタムライトガイドを有する歯科用硬化ライトを用いて硬化した。上記実験グループの内、１つの穿孔を対照として用いて、上記ゲルパッチを最初に２つの穿孔に適用した。上記ゲルパッチを適用した穿孔を週１回監視し、治療速度に関して、上記材料を用いてパッチを適用していない穿孔と比較した。

材料の評価
上記ゲルパッチを穿孔部位に接着し、移植後３週間存在した。上記ゲル内での細胞内殖の証拠があり、ゲルパッチを適用した動物における感染症の発生または副作用はなかった。上記穿孔は、上記ゲル適用後、４週間治療した。このような試験により、上記材料は、慢性鼓膜穿孔を修復するのに４週間必要であることを提案している。上記ゲルパッチを適用していない穿孔はなお存続した。

クレーム発明の範囲を限定する、或いは、ある特徴が臨界的、本質的、または非常に重要であることを意味するために、「好ましくは」、「一般に（ｃｏｍｍｏｎｌｙ）」、「概して（ｔｙｐｉｃａｌｌｙ）」の語は本明細書中では用いない。むしろ、これらの語は単に、本発明の特定の態様において用いられるか、または用いられないかもしれない、代わりの特徴または別の特徴を強調することを意図するものである。

１以上の態様の詳細な説明を本明細書中に記載している。しかしながら、本発明は様々な形に具体化されてもよいと解されるべきである。従って、本明細書中に開示された特定の詳細（たとえ、好ましいまたは有利なものとして明確に示されていても）は限定するものとして解されるべきものではないが、むしろクレームの根拠としておよび当業者に本発明を適当な方法で用いることを示唆する代表的根拠として用いられるべきものである。

別の態様
多数の態様が記載されている。それにもかかわらず、本発明の意図および範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができると解される。従って、他の態様が、本発明の一部として含まれ、添付のクレームによって包含され得る。更に、様々な態様の前述の記載により、必ずしも排除することを含むものではない。例えば、「いくつかの」態様、「代表的な」態様、または「他の」態様には、本発明の範囲内の「いくつかの」、「他の」および「更なる」態様のすべてまたは一部を含むことができる。更に、すべてではない態様には、列挙されたものの１以上を含む。例えば、本発明の範囲内の材料および方法はまた、後述の態様に従って、定義されうるものである。

１．スカフォールドが初期には液体であり、硬化して固体とすることができ、かつ薬剤を送出して穿孔の治癒を促進する、生物有機体中の組織の治癒を促進するためのスカフォールド。
２．上記スカフォールドが生分解性である、態様１のスカフォールド。
３．上記スカフォールドが耳科用途用である、態様２のスカフォールド。
４．上記スカフォールドが小児科耳科用途用である、態様３のスカフォールド。
５．上記スカフォールドが機械的支持体を提供する、態様１のスカフォールド。

６．上記スカフォールドが生物有機体中の組織の治癒用の他の治療と同時に用いられる、態様１のスカフォールド。
７．少なくとも１つのポリマー、環境変化が適用される場合にゲルに変化するスカフォールドとなる少なくとも１つの基材を含む、態様１のスカフォールド。
８．上記スカフォールドがヒドロゲルを形成する、態様７のスカフォールド。
９．上記スカフォールドが光重合性ヒドロゲルである、態様８のスカフォールド。
１０．上記ヒドロゲルが紫外線によって重合する、態様９のスカフォールド。

１１．上記ヒドロゲルが可視光によって重合する、態様９のスカフォールド。
１２．上記スカフォールドが選択的に重合性ヒドロゲルである、態様８のスカフォールド。
１３．少なくとも１つのポリマーがポリエチレングリコールである、態様７のスカフォールド。
１４．少なくとも１つのポリマーが親水性である、態様７のスカフォールド。
１５．少なくとも１つのポリマーがキトサンである、態様１４のスカフォールド。

１６．少なくとも１つのポリマーがヒアルロン酸である、態様７のスカフォールド。
１７．更に光開始剤を含有する、態様７のスカフォールド。
１８．環境変化が適用される場合にゲルに変化するスカフォールドとなる物質がメタクリレートである、態様１７のスカフォールド。
１９．環境変化が適用される場合にゲルに変化するスカフォールドとなる物質がアクリレートである、態様１７のスカフォールド。
２０．上記光開始剤が、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ２９５９、１‐ビニル‐２‐ピロリジノンおよびトリエタノールアミンと併用したエオシンＹ、カンファキノン、およびリボフラビン５’‐モノホスファートナトリウム塩から成る群から選択される、態様１７のスカフォールド。

２１．少なくとも１つのポリマーが、１００〜１，０００，０００ｇ／モルの範囲の分子量を有する、態様７のスカフォールド。
２２．少なくとも１つのポリマーが、１０００〜４０００ｇ／モルの範囲の分子量を有する、態様２１のスカフォールド。
２３．少なくとも１つのポリマーが、分子量４０００ｇ／モルを有する、態様２２のスカフォールド。
２４．少なくとも１つの多糖類が１００〜１，０００，０００ｇ／モルの範囲の分子量を有する、態様７のスカフォールド。
２５．少なくとも１つのポリマーまたは少なくとも１つの多糖類が０〜１００％の範囲で脱アシル化されている、態様７のスカフォールド。

２６．所望の治療剤と混合した液状プレポリマー組成物を投与する工程、
穿孔を上記プレポリマーで被覆する工程、および
ヒドロゲルが必要であるところはどこでも上記組成物を光で照射する工程
を含む、鼓膜穿孔を治療する方法。
２７．医師が、穿孔を被覆するのに、数十μＬのプレポリマーを投与する、態様２６の方法。
２８．穿孔を被覆することを確実にするため、過剰量のプレポリマーを加える工程を更に含む、態様２６の方法。
２９．光源用付属品を用いる工程を更に含む、態様２６の方法。
３０．上記光源用付属品が光ファイバーケーブルである、態様２９の方法。

３１．充填材料を必要な領域に投与する工程、
所望の治療剤と混合した液状プレポリマー組成物を投与する工程、および
ヒドロゲルが必要であるところはどこでも上記組成物を光で照射する工程
を含む、現行の耳科用充填材料または耳科用パッチを改良する方法。

Claims (26)

1. 患者の耳内においてｉｎ ｓｉｔｕで活性化すると、鼓膜穿孔の修復または修復の促進に好適なポリマーマトリックスを組織化する液状プレポリマー組成物となる、少なくとも１つの第一ポリマーおよび溶媒を含有する耳科用途の液状プレポリマー組成物。
2. 前記組成物が開始剤を含有する、請求項１記載の液状プレポリマー組成物。
3. 前記組成物が治療組成物を含有し、前記ポリマーマトリックスが所望の期間にわたって治療組成物を放出するのに十分な気孔率および平均孔径を有する、請求項１記載の液状プレポリマー組成物。
4. 修復および修復の促進が、前記液状プレポリマー組成物を、鼓膜の上皮細胞が移動、接着および増殖することができるスカフォールドとして機能するのに十分に硬いポリマーマトリックスに組織化することを含む、請求項１記載の液状プレポリマー組成物。
5. 前記ポリマーマトリックスがヒドロゲルである、請求項１記載の液状プレポリマー組成物。
6. 細胞移動および細胞接着を向上するための細胞結合ドメインを有する官能性化スカフォールドを得るために、少なくとも１つの第一ポリマーを選択する、請求項４記載の液状プレポリマー組成物。
7. 前記ヒドロゲルが光重合性ヒドロゲルであり、前記組成物が光開始剤である開始剤を含有する、請求項５記載の液状プレポリマー組成物。
8. 活性化が、液状プレポリマー組成物をｉｎ ｓｉｔｕで、光開始剤によって決定される紫外線、可視光または青色光に曝露することを含む、請求項７記載の液状プレポリマー組成物。
9. 前記光開始剤が、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ２９５９、１‐ビニル‐２‐ピロリジノンおよびトリエタノールアミンと併用したエオシンＹ、カンファキノン、およびリボフラビン５’‐モノホスファートナトリウム塩から成る群から選択される、請求項７記載の液状プレポリマー組成物。
10. 少なくとも１つの第一ポリマーが、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、多糖類、ポリ（乳酸）、ポリウレタン、ポリ（プロピレングリコール）、ポリ（プロピレンフマレート-ｃｏ−エチレングリコール）コポリマー、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ゼラチン、アルギネート、澱粉、デキストラン、ポリビニルピロリドン、ポリ（２‐アクリルアミド‐２‐メチル‐１‐プロパンスルホン酸）、ポリビニルアルコール、ポリペプチド、ポリアクリレート、アガロース、セルロース、ｋ‐カラギーナン、ペクチン、コンドロイチン硫酸、タンパク質、並びにそれらの誘導体および類似体から成る群から選択される、請求項１記載の液状プレポリマー組成物。
11. 少なくとも１つの第一ポリマーが、ＰＥＧ、多糖類、並びにそれらの誘導体および類似体から成る群から選択される、請求項１０記載の液状プレポリマー組成物。
12. 多糖類が、メタクリル化キトサンおよびメタクリル化ヒアルロン酸から成る群から選択される、請求項１１記載の液状プレポリマー組成物。
13. メタクリル化キトサンが少なくとも約４０％メタクリル化されており、メタクリル化ヒアルロン酸が少なくとも約３０％メタクリル化されている、請求項１２記載の液状プレポリマー組成物。
14. メタクリル化ヒアルロン酸が、少なくとも約９０％メタクリル化されている、請求項１３記載の液状プレポリマー組成物。
15. 少なくとも１つの第一ポリマーがメタクリル化キトサンであるか；または少なくとも１つの第一ポリマーがメタクリル化ヒアルロン酸であるか；または少なくとも１つの第一ポリマーがメタクリル化キトサンである第一ポリマー並びにメタクリル化ヒアルロン酸およびヒアルロン酸から選択される第二ポリマーから成る群から選択されるか；または少なくとも１つの第一ポリマーがＰＥＧである第一ポリマー、第二ポリマーおよび任意に第三ポリマーであり、第二ポリマーおよび第三ポリマーがキトサンおよびヒアルロン酸から選択される、請求項１２記載の液状プレポリマー組成物。
16. 少なくとも１つの第一ポリマーが、約１００〜約１，０００，０００ｇ／モルの範囲の分子量を有する、請求項１０記載の液状プレポリマー組成物。
17. 少なくとも１つの第一ポリマーが、約１０００〜約４０００ｇ／モルの範囲の分子量を有する、請求項１６記載の液状プレポリマー組成物。
18. 少なくとも１つの第一ポリマーが、約０〜約１００％の範囲で脱アシル化されているキトサンである、請求項１記載の液状プレポリマー組成物。
19. （ａ）少なくとも１つの第一ポリマーおよび溶媒を含有する液状プレポリマー組成物を、穿孔部位に投与する工程、および次いで
    （ｂ）液状プレポリマー組成物を活性化してポリマーマトリックスを形成する工程
    を含む、鼓膜穿孔を治療する方法。
20. 前記液状プレポリマー組成物が更に開始剤を含有し、活性化工程が液状プレポリマー組成物を組織化するため開始剤を活性化してポリマーマトリックスを形成することを含む、請求項１９記載の方法。
21. 前記ポリマーマトリックスがヒドロゲルの形である、請求項１９記載の方法。
22. 液状プレポリマー組成物が、少なくとも１つの治療組成物を含む、請求項２１記載の方法。
23. 投与工程が、穿孔を被覆するのに十分な量の液状プレポリマーを穿孔部位に提供することを含む、請求項１９記載の方法。
24. 開始剤が光開始剤であり、活性化工程が液状プレポリマー組成物を、光開始剤に応じて紫外線、可視光、赤外線および青色光から選択される光源に曝露することを含む、請求項２０記載の方法。
25. （ａ）少なくとも１つの第一ポリマー、溶媒、開始剤および治療組成物を含有する液状プレポリマー組成物を、患者の耳の中に用いるための充填材料に投与する工程、および
    （ｂ）液状プレポリマー組成物を硬化する開始剤を活性化する工程
    を含む、耳科用充填材料または耳科用パッチを改良する方法。
26. 耳科用充填材料を、患者の耳の中の所望の部位に投与し、次いで液状プレポリマー組成物を耳科用充填材料に投与する、請求項２５記載の方法。

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