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CN102985119A - 多孔材料、制备方法及用途 - Google Patents

多孔材料、制备方法及用途 Download PDF

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CN102985119A CN2011800342287A CN201180034228A CN102985119A CN 102985119 A CN102985119 A CN 102985119A CN 2011800342287 A CN2011800342287 A CN 2011800342287A CN 201180034228 A CN201180034228 A CN 201180034228A CN 102985119 A CN102985119 A CN 102985119A
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Abstract

本发明公开了多孔材料、形成这种多孔材料的方法、包括这种多孔材料的生物相容性可植入装置和制备这种生物相容性可植入装置的方法。

Description

多孔材料、制备方法及用途
优先权
本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求2010年5月11日提交的美国临时专利申请序号61/333,613的优先权并且根据35U.S.C.§120要求2011年2月4日提交的美国专利申请序号13/021,615的优先权,美国专利申请序号13/021,615要求2010年2月5日提交的美国临时申请序号61/301,864的优先权利益;其每一个在此通过引用整体并入。
介绍
多孔材料被广泛用于生物医学、工业和家庭应用。在生物医学领域,多孔材料已被用作组织工程/再生的支架(模板)、伤口敷料、药物释放基质、分离膜和过滤膜、无菌过滤器、人工肾脏、吸收剂、止血装置等。在各种工业和家庭应用中,多孔材料已被用作绝缘材料、包装材料、冲击吸收体、液体或气体吸收剂、膜、过滤器等。
可植入医疗装置经常引起异物反应,导致植入物周围形成无血管的纤维囊,这限制了该装置的性能。例如,这些纤维囊的形成可以导致囊挛缩,即,植入装置周围的囊的紧缩和硬化。囊收缩不仅扭曲植入物放置区域周围区域的美观,而且会引起个体疼痛。囊形成和挛缩的问题出现在许多类型的可植入医疗装置中,例如起搏器、骨科关节假肢、硬膜替代品、可植入心脏去纤颤器、组织扩张器以及用于修复、重建或美容目的的组织植入物,像乳房植入物、肌肉植入物或减少或预防疤痕形成的植入物。囊挛缩的修正可能需要外科手术切除或释放囊,或拆除及可能更换装置本身。
在伤口或手术切口愈合中的疤痕组织形成也是一个涉及纤维组织形成的过程。可见疤痕源于该愈合过程,因为纤维组织以一个方向排列。然而,特别是在某些类型的整形外科手术中,预防疤痕形成常常是美容上所希望的。
对可植入医疗装置的生物反应和伤口愈合似乎取决于植入物表面的微结构。具体地,具有光滑表面的植入物最容易囊形成和挛缩。减少囊形成和挛缩的一种手段是使可植入医疗装置的表面具有纹理。在这些方法中,在装置表面印上有纹理的表面,形成“山丘”和“山谷”结构。参见,例如,美国专利4,960,425,Textured Surface ProsthesisImplants;美国专利5,022,942,Method of Making Textured SurfaceProsthesis Implants。然而,囊挛缩仍然可以发生在以该方式形成纹理的可植入医疗装置中。
因此,依然需要以减少或防止纤维囊形成的方式生产的可植入医疗装置。本申请公开了多孔材料、制备这些多孔材料的方法、包括这种多孔材料的可植入医疗装置以及制备这种可植入医疗装置的方法。所述多孔材料促进可植入医疗装置中和周围的细胞向内生长,并减少或防止异物反应(例如囊挛缩)以及减少或防止伤口愈合导致的疤痕。
概述
因此,本说明书的各个方面公开了多孔材料,所述多孔材料包括限定互连孔隙阵列的基本上不可降解的生物相容性弹性体基质。
本说明书的其他方面公开了形成多孔材料的方法,所述方法包括以下步骤:a)用弹性体基底涂覆致孔剂以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物;b)处理所述弹性体涂覆的致孔剂混合物以形成包括融合致孔剂的致孔剂支架并固化所述弹性体;和c)去除所述致孔剂支架,其中致孔剂支架去除得到多孔材料,所述多孔材料包括限定互连孔隙阵列的基本上不可降解的生物相容性弹性体基质。
而本说明书的其他方面公开了多孔材料,所述多孔材料包括限定互连孔隙阵列的基本上不可降解的生物相容性弹性体基质,其中所述多孔材料通过包括以下步骤的方法制备:a)用弹性体基底涂覆致孔剂以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物;b)处理所述弹性体涂覆的致孔剂混合物以形成包括融合致孔剂的致孔剂支架并固化所述弹性体;和c)去除所述致孔剂支架,其中致孔剂支架去除得到多孔材料,所述多孔材料包括限定互连孔隙阵列的基本上不可降解的生物相容性弹性体基质。
本说明书的其它方面公开了包括一层多孔材料的生物相容性可植入装置。所述多孔材料可以通过本说明书中公开的方法制备。
本说明书的其它方面公开了制备生物相容性可植入装置的方法,该方法包括以下步骤:a)处理生物相容性可植入装置的表面以接收多孔材料;b)使多孔材料附着于生物相容性可植入装置的经处理的表面。所述多孔材料可以通过本说明书中公开的方法制备。
本说明书的其他方面公开了制备生物相容性可植入装置的方法,所述方法包括以下步骤:a)用弹性体基底涂覆心轴;b)固化所述弹性体基底以形成基底层;c)用弹性体基底涂覆固化的基底层;d)用致孔剂涂覆所述弹性体基底以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物;e)处理所述弹性体涂覆的致孔剂混合物以形成包括融合致孔剂的致孔剂支架并固化所述弹性体基底;和f)去除所述致孔剂支架,其中致孔剂支架去除得到多孔材料,所述多孔材料包括限定互连孔隙阵列的不可降解的生物相容性弹性体基质。在该方法中,步骤(c)和(d)可以被重复多次,直至达到材料层的期望厚度。
附图简述
图1显示了本说明书中公开的多孔材料的分析。图1A是50x放大的扫描电子显微照片图像。图1B是50x放大的扫描电子显微照片图像。
图2示例说明了用本说明书的多孔材料覆盖的代表性生物相容性可植入装置。图2A是用多孔材料覆盖的可植入装置的顶视图。图2B是用多孔材料覆盖的可植入装置的侧视图。图2C和2D示例说明了用多孔材料覆盖的生物相容性可植入装置的横截面视图。
图3示例说明了本说明书的代表性多孔材料壳体。图3A是材料壳体的顶视图。图2B是材料壳体的侧视图。图3C是材料壳体的底视图。图3D示例说明材料壳体的横截面视图。
图4示例说明了本说明书的用多孔材料覆盖的代表性生物相容性可植入装置。图4A是用多孔材料覆盖的可植入装置的顶视图。图4B是用多孔材料覆盖的可植入装置的侧视图。图4C是用多孔材料覆盖的生物相容性可植入装置的底视图。图4D示例说明了用多孔材料覆盖的生物相容性可植入装置的横截面视图。
图5是条形图,显示了根据纹理1生物材料标准化的各种生物材料的囊的厚度和扰乱(disorganization)的数据。图5A显示了厚度数据的条形图,为标准化平均值±标准化标准偏差。图5B显示了用具有置信区间上限和下限的标准偏差标准化的扰乱的条形图。
图6是显示各种生物材料上形成的囊的胶原含量数据的条形图(n=6)。结果显示为平均值±标准偏差。星号(*)指示与纹理1生物材料统计学显著性。
图7是显示来自各种生物材料的组织附着测试的数据的条形图。结果显示为平均值±标准偏差。
图8是显示各种组织扩张器在时间0周和6周形成的囊/内向生长的硬度数据的条形图(n=8)。结果显示为平均值±标准偏差。
详述
本说明书部分地公开了多孔材料。公开的多孔材料具有高的孔隙率和有助于组织生长进入多孔材料的互连孔隙结构,例如通过促进细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、营养交换和/或废物清除。互连孔隙结构促进细胞浸润和在其中生长,这破坏囊形成的平面排列。孔隙互连是在不牺牲多孔材料的机械强度的条件下实现的,即,保留了材料的硬度、拉伸强度、伸长、撕裂强度、磨损和抗性。因此,多孔材料、其在产生生物相容性可植入装置中的应用以及本文公开的其他方面用于预防囊挛缩并用于减少或预防疤痕形成。
更进一步,往往重要的是将生物相容性可植入装置锚定到周围组织,以防止滑动或不希望的移动。例如,重要的是将面部和乳房植入物牢固锚定就位,以防止滑动或任何其他不希望的移动。因此,多孔材料、其在制备生物相容性可植入装置中的应用和本文公开的其他方面用于锚定生物相容性可植入装置。
本文公开的多孔材料可被植入动物的软组织。这样的多孔材料可被完全植入动物体的软组织(即,整个材料在身体内),或装置可以部分地植入动物体(即,只有部分材料被植入动物体内,材料的其余部分位于动物体外)。本文公开的多孔材料还可以被贴附到动物的一个或多个软组织,通常贴附到动物体的皮肤。例如,可以将一条多孔材料皮下置于愈合伤口或切口下面,以防止纤维组织排列并从而减少或防止疤痕形成。
本说明书部分地公开了包括基本上不可降解的生物相容性弹性体基质的多孔材料。如本文所用,术语“不可降解的”指当植入宿主时不容易在任何明显或显著程度上降解、分解或断裂的材料。基本不降解的非限制性实例包括多孔材料经一段测量时间降解小于10%、多孔材料经一段测量时间降解小于5%、多孔材料经一段测量时间降解小于3%、多孔材料经一段测量时间降解小于1%。如本文所用,术语“生物相容性”是指材料执行其预期功能的能力,在宿主中具有所需的结合程度,而在该宿主中不引起任何不希望的局部或全身效应。
在一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料是基本上不可降解。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料基本上不可降解,例如持续约5年、约10年、约15年、约20年、约25年、约30年、约35年、约40年年、约45年或约50年。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料基本不可降解,例如持续至少5年、至少10年、至少15年、至少20年、至少25年、至少30年、至少35年、至少40年、至少45年或至少50年。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料经例如约5年、约10年、约15年、约20年、约25年、约30年、约35年、约40年、约45年或约50年表现出小于5%的降解、小于3%的降解或少于1%的降解。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料经至少5年、至少10年、至少15年、至少20年、至少25年、至少30年、至少35年、至少40年、至少45年或至少50年表现出小于5%的降解、小于3%的降解或少于1%的降解。
在另一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料是基本上生物相容的。在该实施方案的各方面中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料是基本生物相容的,持续例如至少5年、至少10年、至少15年、至少20年、至少25年、至少30年、至少35年、至少40年、至少45年或至少50年。
如本文所用,术语“弹性体”或“弹性聚合物”指在高于其玻璃化转变温度(Tg)在环境温度下存在的无定形聚合物,从而赋予粘弹性特性,使得相当的节段性运动是可能的,并且包括但不限于基于碳的弹性体、基于硅的弹性体、热固性弹性体和热塑性弹性体。如本文所用,术语“环境温度”指约18℃至约22℃的温度。天然存在的或合成的弹性体包括通常由碳、氢、氧和/或硅制成的单体,连接在一起形成长聚合物链。弹性体通常彼此共价交联,但是非共价交联的弹性体是已知的。弹性体可以是均聚物或共聚物,可降解的、基本上不降解或不可降解的。共聚物可以是无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物和/或其混合物。与其他聚合物类别不同,可以拉伸弹性体的原始长度多次,通过重新配置自己以分配施加的应力而不断裂,并且交叉连接确保弹性体在去除应力时回到到原来的配置。弹性体可以是非医疗级弹性体或医疗级弹性体。医疗级弹性体通常分为三类:不可植入的、短期可植入的和长期可植入的。示例性的基本上不可降解的和/或不可降解的生物相容性弹性体包括但不限于溴异丁烯异戊二烯(BIIR)、聚丁二烯(BR)、氯异丁烯异戊二烯(CIIR)、聚氯丁烯(CR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、乙烯丙烯(EP)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)、氟化烃(FKM)、氟硅氧烷(FVQM)、氢化丁腈(HNBR)、聚异戊二烯(IR)、丁基异丁烯异戊二烯(IIR)、甲基乙烯基硅氧烷(MVQ)、丙烯腈丁二烯(NBR)、聚氨酯(PU)、苯乙烯丁二烯(SBR)、苯乙烯乙烯/丁烯苯乙烯(SEBS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚硅氧烷(SI)和丙烯腈丁二烯羧基单体(XNBR)。
本说明书部分地公开是基于硅的弹性体的弹性体。如本文所用的,术语“基于硅的弹性体”指任何含有硅的弹性体,例如,甲基乙烯基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷或聚硅氧烷。基于硅氧烷的弹性体可以是高温硫化(HTV)硅氧烷或室温硫化(RTV)。基于硅的弹性体可以是非医疗级基于硅的弹性体或医疗级基于硅的弹性体。如本文所用,术语“医疗级基于硅的弹性体”指美国药典(USP)批准作为至少V类的基于硅的弹性体。医疗级基于硅的弹性体通常分为三类:不可植入的、短期可植入的和长期可植入的。
因此,在一个实施方案中,弹性体是医疗级弹性体。在该实施方案的各方面中,医疗级弹性体是例如医疗级基于碳的弹性体、医疗级基于硅的弹性体、医疗级热固性弹性体或医疗级热塑性弹性体。在该实施方案在其它方面中,弹性体是例如医疗级长期可植入的基于碳的弹性体、医疗级长期可植入的基于硅的弹性体、医疗级长期可植入的热固性弹性体或医疗级长期可植入的热塑性弹性体。在其他方面,医疗级弹性体是例如医疗级溴异丁烯异戊二烯、医疗级聚丁二烯、医疗级氯异丁烯异戊二烯、医疗级聚氯丁烯、医疗级氯磺化聚乙烯、医疗级乙烯丙烯、医疗级乙烯丙烯二烯单体、医疗级氟化烃、医疗级氟硅氧烷、医疗级氢化丁腈、医疗级聚异戊二烯、医疗级丁基异丁烯异戊二烯、医疗级甲基乙烯基硅氧烷、医疗级丙烯腈丁二烯、医疗级聚氨酯、医疗级苯乙烯丁二烯、医疗级苯乙烯乙烯/丁烯苯乙烯、医疗级聚二甲基硅氧烷、医疗级聚硅氧烷或医疗级丙烯腈丁二烯羧基单体。
在另一个实施方案中,弹性体是基于硅的弹性体。在该实施方案的一个方面,基于硅的弹性体是医疗级基于硅的弹性体。在该实施方案的各方面中,医疗级基于硅的弹性体是例如至少USP V类的基于硅的弹性体、至少USP VI类的基于硅的弹性体或USP VII类的基于硅的弹性体。而在其他方面,医疗级基于硅的弹性体是长期可植入的基于硅的弹性体。而在其他方面,医疗级基于硅的弹性体是例如医疗级长期可植入的甲基乙烯基聚硅氧烷、医疗级长期可植入的聚二甲基硅氧烷或医疗级长期可植入的聚硅氧烷。
弹性体具有粘弹性的特性。粘弹性是经历变形时表现出粘性和弹性的特性的材料特性。粘性材料抵抗剪切流,并且当施加应力时随时间线性应变。弹性材料在被拉伸时瞬间应变,并且当去除应力时同样迅速地恢复到其原始状态。粘弹性材料具有这些特性的两者的元素,并且因此表现出时间依赖性应变。粘弹性材料具有以下特性:1)在应力-应变曲线中看到滞后或记忆;2)发生应力松弛:步骤恒应变导致递减应力;以及3)蠕变发生:步骤恒应力导致递增应变。弹性体的粘弹性赋予使弹性体区别于其他类聚合物的一组独特的特性,包括伸长、拉伸强度、剪切强度压缩模量和硬度。
本说明书部分地公开了包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料。如本文所用,术语“基质”或“弹性体基质”与“固化弹性体”同义,并且指由固化状态的基本上不降解的生物相容性弹性体构成的三维结构框架。如本文所用,术语“基于硅的弹性体基质”与“固化的基于硅的弹性体”同义,并且指由固化状态的基本上不可降解的生物相容性基于硅的弹性体构成的三维结构框架。
包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出高的抗变形性。抗变形性是弹性体材料在暴露于应力之后维持其原始形式的能力,并可以被计算为:弹性体材料的原始形式(L0)除以它释放应力之后的弹性体材料形式(LR),然后乘以100。
在一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出高的抗变形性。在该实施方案的各方面中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下抗变形性:例如,约100%、约99%、约98%、约97%、约96%、约95%、约94%、93%、92%、91%、90%、89%、88%、87%、86%或约85%。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下抗变形性:例如、至少99%、至少98%、至少97%、至少96%、至少95%、至少94%、至少93%、至少92%、至少91%、至少90%、至少89%、至少88%、至少87%、至少86%或至少85%。在该实施方案的其他方面中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下抗变形性:例如,至多99%、至多98%、至多97%、至多96%、至多95%、至多94%、至多93%、至多92%、至多91%、至多90%、至多89%、至多88%、至多87%、至多86%或至多85%。在该实施方案的其他方面中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下抗变形性:例如,约85%至约100%、约87%至约100%、约90%至约100%、约93%至约100%、约95%至约100%或约97%至约100%。
包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出高弹性伸长。伸长是当弹性体在拉伸应力下拉伸时引起的一种变形。简单说,变形是任何物体在应力下经历的形状变化。弹性体材料的伸长特性可以表示为百分比伸长,其计算为:弹性体被拉伸后的长度(L)除以弹性体原始长度(L0),然后乘以100。此外,该弹性伸长是可逆的。可逆伸长是弹性体材料在释放拉伸应力之后恢复到其原始长度的能力,并且可以计算为:弹性体材料的原始长度(L0)除以弹性体材料释放拉伸应力之后的长度(LR),然后乘以100。
在一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出高弹性伸长。在该实施方案的各方面中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下弹性伸长:例如,约50%、约80%、约100%、约200%、约300%、约400%、约500%、约600%、约700%、约800%、约900%、约1000%、约1100%、约1200%、约1300%、约1400%、约1500%、约1600%、约1700%、约1800%、约1900%或约2000%。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下弹性伸长:例如,至少50%、至少80%、至少100%、至少200%、至少300%、至少400%、至少500%、至少600%、至少700%、至少800%、至少900%、至少1000%、至少1100%、至少1200%、至少1300%、至少1400%、至少1500%、至少1600%、至少1700%、至少1800%、至少1900%或至少2000%。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下弹性伸长:例如,至多50%、至多80%、至多100%、至多200%、至多300%、至多400%、至多500%、至多600%、至多700%、至多800%、至多900%、至多1000%、至多1100%、至多1200%、至多1300%、至多1400%、至多1500%、至多1600%、至多1700%、至多1800%、至多1900%或至多2000%。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下弹性伸长:例如,约50%至约600%、约50%至约700%、约50%至约800%、约50%至约900%、约50%至约1000%、约80%至约600%、约80%至约700%、约80%至约800%、约80%至约900%、约80%至约1000%、约100%至约600%、约100%至约700%、约100%至约800%、约100%至约900%、约100%至约1000%、约200%至约600%、约200%至约700%、约200%至约800%、约200%至约900%或约200%至约1000%。
在另一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出可逆伸长。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下可逆弹性伸长:例如,约100%、约99%、约98%、约97%、约96%、约95%、约94%、约93%、约92%、约91%、约90%、约89%、约88%、约87%、约86%或约85%。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下可逆弹性伸长:例如,至少99%、至少98%、至少97%、至少96%、至少95%、至少94%、至少93%、至少92%、至少91%、至少90%、至少89%、至少88%、至少87%、至少86%或至少85%。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下可逆弹性伸长:例如,至多99%、至多98%、至多97%、至多96%、至多95%、至多94%、至多93%、至多92%、至多91%、至多90%、至多89%、至多88%、至多87%、至多86%或至多85%。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下可逆弹性伸长:例如,约85%至约100%、约87%至约100%、约90%至约100%、约93%至约100%、约95%至约100%或约97%至约100%。
包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出低弹性模量。弹性模量或弹性的模量指弹性体材料抵抗变形的能力,或反过来,物体当被施加力时非持久变形的倾向。物体的弹性模量被定义为弹性变形区域中其应力-应变曲线的斜率:λ=应力/应变,其中λ是以帕斯卡计的弹性模量;应力是引起变形的力除以施加力的面积;并且应变是应力引起的变化与物体原始状态之比。规定如何测量应力,包括方向,使得许多类型的弹性模量能够被定义。三种主要的弹性模量是拉伸模量、剪切模量和体积模量。
拉伸模量(E)或杨氏模量物体对线性应变的响应,或物体被沿着轴施加相反力时沿该轴变形的倾向。它被定义为拉伸应力与拉伸应变之比。它通常被简单称为弹性模量。剪切模量或刚性模量指物体受相反力作用时剪切(以恒定体积的形变)的倾向。它被定义为剪切应力与剪切应变之比。剪切模量是粘度的派生部分。剪切模量涉及固体经历与其表面之一平行的力而其反面经历相反力(例如摩擦)时的变形。体积模量(K)描述体积弹性或物体对均匀压缩的抗性,并且是物体当以所有方向均匀载荷时在所有方向变形的倾向。它被定义为体积应力与体积应变之比,并且是压缩性的倒数。体积模量是扩展至三维的杨氏模量。
在另一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出低拉伸模量。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下拉伸模量:例如,约0.01MPa、约0.02MPa、约0.03MPa、约0.04MPa、约0.05MPa、约0.06MPa、约0.07MPa、约0.08MPa、约0.09MPa、约0.1MPa、约0.15MPa、约0.2MPa、约0.25MPa、约0.3MPa、约0.35MPa、约0.4MPa、约0.45MPa、约0.5MPa、约0.55MPa、约0.6MPa、约0.65MPa或约0.7MPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下拉伸模量:例如,至多0.01MPa、至多0.02MPa、至多0.03MPa、至多0.04MPa、至多0.05MPa、至多0.06MPa、至多0.07MPa、至多0.08MPa、至多0.09MPa、至多0.1MPa、至多0.15MPa、至多0.2MPa、至多0.25MPa、至多0.3MPa、至多0.35MPa、至多0.4MPa、至多0.45MPa、至多0.5MPa、至多0.55MPa、至多0.6MPa、至多0.65MPa或至多0.7MPa。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下拉伸模量:例如,约0.01MPa至约0.1MPa、约0.01MPa至约0.2MPa、约0.01MPa至约0.3MPa、约0.01MPa至约0.4MPa、约0.01MPa至约0.5MPa、约0.01MPa至约0.6MPa或约0.01MPa至约0.7MPa。
在另一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出低剪切模量。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下剪切模量:例如,约0.1MPa、约0.2MPa、约0.3MPa、约0.4MPa、约0.5MPa、约0.6MPa、约0.7MPa、约0.8MPa、约0.9MPa、约1MPa、约1.5MPa、约2MPa、约2.5MPa或约3MPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下剪切模量:例如,至多0.1MPa、至多0.2MPa、至多0.3MPa、至多0.4MPa、至多0.5MPa、至多0.6MPa、至多0.7MPa、至多0.8MPa、至多0.9MPa、至多1MPa、至多1.5MPa、至多2MPa、至多2.5MPa或至多3MPa。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下剪切模量:例如,约0.1MPa至约1MPa、约0.1MPa至约1.5MPa、约0.1MPa至约2MPa、约0.1MPa至约2.5MPa或约0.1MPa至约3MPa。
在另一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出低体积模量。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下体积模量:例如,约0.5GPa、约0.6GPa、约0.7GPa、约0.8GPa、约0.9GPa、约1GPa、约1.5GPa、约2GPa、约2.5GPa、约3GPa、约3.5GPa、约4GPa、约4.5GPa或约5GPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下体积模量:例如,至多0.5GPa、至多0.6GPa、至多0.7GPa、至多0.8GPa、至多0.9GPa、至多1GPa、至多1.5GPa、至多2GPa、至多2.5GPa、至多3GPa、至多3.5GPa、至多4GPa、至多4.5GPa或至多5GPa。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下体积模量:例如,约0.5GPa至约5GPa、约0.5GPa至约1GPa或约1GPa至约5GPa。
包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料相对于其他聚合物类别表现出高的拉伸强度。其他聚合物类别包括未被分类为弹性体的任何其他聚合物。拉伸强度具有应力最大值的三个不同定义点。屈服强度指材料从弹性变形到塑性变形的应变变化时的应力,导致它持久变形。极限强度指当经受拉紧、压缩或剪切时材料能够经受的最大应力。它是对应力-应变曲线的最大应力。断裂强度指断裂点或当材料拉开时应力-应变曲线上的应力坐标。
在另一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出相对于其他聚合物类别的高屈服强度。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下屈服强度:例如,约1MPa、约5MPa、约10MPa、约20MPa、约30MPa、约40MPa、约50MPa、约60MPa、约70MPa、约80MPa、约90MPa、约100MPa、约200MPa、约300MPa、约400MPa、约500MPa、约600MPa、约700MPa、约800MPa、约900MPa、约1000MPa、约1500MPa或约2000MPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下屈服强度:例如,至少1MPa、至少5MPa、至少10MPa、至少20MPa、至少30MPa、至少40MPa、至少50MPa、至少60MPa、至少70MPa、至少80MPa、至少90MPa、至少100MPa、至少200MPa、至少300MPa、至少400MPa、至少500MPa、至少600MPa、至少700MPa、至少800MPa、至少900MPa、至少1000MPa、至少1500MPa或至少2000MPa。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下屈服强度:例如,至多1MPa、至多5MPa、至多10MPa、至多20MPa、至多30MPa、至多40MPa、至多50MPa、至多60MPa、至多70MPa、至多80MPa、至多90MPa、至多100MPa、至多200MPa、至多300MPa、至多400MPa、至多500MPa、至多600MPa、至多700MPa、至多800MPa、至多900MPa、至多1000MPa、至多1500MPa或至多2000MPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下屈服强度:例如,约1MPa至约50MPa、约1MPa至约60MPa、约1MPa至约70MPa、约1MPa至约80MPa、约1MPa至约90MPa、约1MPa至约100MPa、约10MPa至约50MPa、约10MPa至约60MPa、约10MPa至约70MPa、约10MPa至约80MPa、约10MPa至约90MPa、约10MPa至约100MPa、约100MPa至约500MPA、约300MPa至约500MPA、约300MPa至约1000MPa、约500MPa至约1000MPa、约700MPa至约1000MPa、约700MPa至约1500MPa、约1000MPa至约1500MPa或约1200MPa至约1500MPa。
在另一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出相对于其他聚合物类别的高极限强度。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下极限强度:例如,约1MPa、约5MPa、约10MPa、约20MPa、约30MPa、约40MPa、约50MPa、约60MPa、约70MPa、约80MPa、约90MPa、约100MPa、约200MPa、约300MPa、约400MPa、约500MPa、约600MPa、约700MPa、约800MPa、约900MPa、约1000MPa、约1500MPa或约2000MPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下极限强度:例如,至少1MPa、至少5MPa、至少10MPa、至少20MPa、至少30MPa、至少40MPa、至少50MPa、至少60MPa、至少70MPa、至少80MPa、至少90MPa、至少100MPa、至少200MPa、至少300MPa、至少400MPa、至少500MPa、至少600MPa、至少700MPa、至少800MPa、至少900MPa、至少1000MPa、至少1500MPa或至少2000MPa。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下极限强度:例如,至多1MPa、至多5MPa、至多10MPa、至多20MPa、至多30MPa、至多40MPa、至多50MPa、至多60MPa、至多70MPa、至多80MPa、至多90MPa、至多100MPa、至多200MPa、至多300MPa、至多400MPa、至多500MPa、至多600MPa、至多700MPa、至多800MPa、至多900MPa、至多1000MPa、至多1500MPa或至多2000MPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下极限强度:例如,约1MPa至约50MPa、约1MPa至约60MPa、约1MPa至约70MPa、约1MPa至约80MPa、约1MPa至约90MPa、约1MPa至约100MPa、约10MPa至约50MPa、约10MPa至约60MPa、约10MPa至约70MPa、约10MPa至约80MPa、约10MPa至约90MPa、约10MPa至约100MPa、约100MPa至约500MPA、约300MPa至约500MPA、约300MPa至约1000MPa、约500MPa至约1000MPa、约700MPa至约1000MPa、约700MPa至约1500MPa、约1000MPa至约1500MPa或约1200MPa至约1500MPa。
在另一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出相对于其他聚合物类别的高断裂强度。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下断裂强度:例如,约1MPa、约5MPa、约10MPa、约20MPa、约30MPa、约40MPa、约50MPa、约60MPa、约70MPa、约80MPa、约90MPa、约100MPa、约200MPa、约300MPa、约400MPa、约500MPa、约600MPa、约700MPa、约800MPa、约900MPa、约1000MPa、约1500MPa或约2000MPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下断裂强度:例如,至少1MPa、至少5MPa、至少10MPa、至少20MPa、至少30MPa、至少40MPa、至少50MPa、至少60MPa、至少70MPa、至少80MPa、至少90MPa、至少100MPa、至少200MPa、至少300MPa、至少400MPa、至少500MPa、至少600MPa、至少700MPa、至少800MPa、至少900MPa、至少1000MPa、至少1500MPa或至少2000MPa。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下断裂强度:例如,至多1MPa、至多5MPa、至多10MPa、至多20MPa、至多30MPa、至多40MPa、至多50MPa、至多60MPa、至多70MPa、至多80MPa、至多90MPa、至多100MPa、至多200MPa、至多300MPa、至多400MPa、至多500MPa、至多600MPa、至多700MPa、至多800MPa、至多900MPa、至多1000MPa、至多1500MPa或至多2000MPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下断裂强度:例如,约1MPa至约50MPa、约1MPa至约60MPa、约1MPa至约70MPa、约1MPa至约80MPa、约1MPa至约90MPa、约1MPa至约100MPa、约10MPa至约50MPa、约10MPa至约60MPa、约10MPa至约70MPa、约10MPa至约80MPa、约10MPa至约90MPa、约10MPa至约100MPa、约100MPa至约500MPA、约300MPa至约500MPA、约300MPa至约1000MPa、约500MPa至约1000MPa、约700MPa至约1000MPa、约700MPa至约1500MPa、约1000MPa至约1500MPa或约1200MPa至约1500MPa。
包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出相对于其他聚合物类别低的挠曲强度。挠曲强度还称为弯曲强度或断裂模量,指物体在载荷下抵抗变形的能力,并且代表在物体破裂时物体内经历的最高应力。它以应力方式测量。
在一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出相对于其他聚合物类别低的挠曲强度。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下挠曲强度:例如,约1MPa、约5MPa、约10MPa、约20MPa、约30MPa、约40MPa、约50MPa、约60MPa、约70MPa、约80MPa、约90MPa、约100MPa、约200MPa、约300MPa、约400MPa、约500MPa、约600MPa、约700MPa、约800MPa、约900MPa、约1000MPa、约1500MPa或约2000MPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下挠曲强度:例如,至少1MPa、至少5MPa、至少10MPa、至少20MPa、至少30MPa、至少40MPa、至少50MPa、至少60MPa、至少70MPa、至少80MPa、至少90MPa、至少100MPa、至少200MPa、至少300MPa、至少400MPa、至少500MPa、至少600MPa、至少700MPa、至少800MPa、至少900MPa、至少1000MPa、至少1500MPa或至少2000MPa。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下挠曲强度:例如,至多1MPa、至多5MPa、至多10MPa、至多20MPa、至多30MPa、至多40MPa、至多50MPa、至多60MPa、至多70MPa、至多80MPa、至多90MPa、至多100MPa、至多200MPa、至多300MPa、至多400MPa、至多500MPa、至多600MPa、至多700MPa、至多800MPa、至多900MPa、至多1000MPa、至多1500MPa或至多2000MPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下挠曲强度:例如,约1MPa至约50MPa、约1MPa至约60MPa、约1MPa至约70MPa、约1MPa至约80MPa、约1MPa至约90MPa、约1MPa至约100MPa、约10MPa至约50MPa、约10MPa至约60MPa、约10MPa至约70MPa、约10MPa至约80MPa、约10MPa至约90MPa、约10MPa至约100MPa、约100MPa至约500MPA、约300MPa至约500MPA、约300MPa至约1000MPa、约500MPa至约1000MPa、约700MPa至约1000MPa、约700MPa至约1500MPa、约1000MPa至约1500MPa或约1200MPa至约1500MPa。
包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出高压缩性。压缩性指响应于压力(或平均应力)变化的相对体积变化,并且是体积模量的倒数。
在一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出高压缩性。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下压缩性:例如,约0.1kPa、约0.5kPa、约1kPa、约5kPa、约10kPa、约15kPa、约20kPa、约30kPa、约40kPa、约50kPa、约60kPa、约70kPa、约80kPa、约90kPa或约100kPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下压缩性:例如,至少0.1kPa、至少0.5kPa、至少1kPa、至少5kPa、至少10kPa、至少15kPa、至少20kPa、至少30kPa、至少40kPa、至少50kPa、至少60kPa、至少70kPa、至少80kPa、至少90kPa或至少100kPa。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下压缩性:例如,至多0.1kPa、至多0.5kPa、至多1kPa、至多5kPa、至多10kPa、至多15kPa、至多20kPa、至多30kPa、至多40kPa、至多50kPa、至多60kPa、至多70kPa、至多80kPa、至多90kPa或至多100kPa。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下压缩性:例如,约0.1kPa至约100kPa、约0.5kPa至约100kPa、约1kPa至约100kPa、约5kPa至约100kPa、约10kPa至约100kPa、约1kPa至约30kPa、约1kPa至约40kPa、约1kPa至约50kPa或约1kPa至约60kPa。
包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出低硬度。硬度指固相物体的各种性质,其赋予固相物体在被施加力时对各种形状变化的高度抗性。使用硬度计测量硬度,并且是范围从0到100的无单位值。
在一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出低硬度。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下硬度:例如,约5、约10、约15、约20、约25、约30、约35、约40、约45、约50、约55或约60。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下硬度:例如,至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55或至少60。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下硬度:例如,至多5、至多10、至多15、至多20、至多25、至多30、至多35、至多40、至多45、至多50、至多55或至多60。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料表现出如下硬度:例如,约5至约60、约10至约50、约15至约45、约20至约40或约25至约35。
包括弹性体基质的多孔材料包括具有足以使组织生长进入互连孔隙阵列的形状的孔隙。因此,孔的形状应该支持组织生长的各方面,例如,细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、营养交换和/或废物清除。任何孔隙形状是有用的,但条件是孔隙形状足以使组织生长进入互连孔隙阵列。有用的孔隙形状包括但不限于大致球形的、完美球形的、十二面体(例如五角十二面体)和椭圆体。
包括弹性体基质的多孔材料包括具有足以使组织生长进入互连孔隙阵列的圆形的孔隙。因此,孔隙圆度应该支持组织生长的各方面,例如,细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、营养交换和/或废物清除。如本文使用的,"圆度"被定义为(6×V)/(π×D3),其中V是体积,并且D是直径。任何孔隙圆度是有用的,但条件是孔隙圆度足以使组织生长进入互连孔隙阵列。
包括弹性体基质的多孔材料以如下方式形成:弹性体基质中的基本上所有孔隙具有相似直径。如本文使用的,术语“基本上”用于描述孔隙时,指弹性体基质内至少90%的孔隙,例如至少95%或至少97%的孔隙。如本文使用的,术语“类似直径”用于描述孔隙时,指两个孔隙的直径差异小于较大直径的约20%。如本文使用的,术语“直径”用于描述孔隙时,指可以划出的连接孔隙内两点的最长线段,而不论该线是否穿过孔隙边界外部。任何孔隙直径是有用的,但条件是孔隙直径足以使组织生长进入多孔材料。因此,孔隙直径大小应该支持组织生长的各方面,例如,细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、营养交换和/或废物清除。
包括弹性体基质的多孔材料以如下方式形成:孔隙之间连接的直径足以使组织生长进入互连孔隙阵列。因此,孔隙之间连接的直径应该支持组织生长的各方面,例如,细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、营养交换和/或废物清除。如本文使用的,术语“直径”当描述孔隙之间连接时,指在与连接两个孔隙质心的线正交的平面中两个孔隙之间连接的横截面的直径,其中所述平面被选择为使得连接的横截面面积处于其最小值。如本文使用的,术语"连接的横截面直径"指穿过连接的横截面的中心或质心(在具有缺乏中心的横截面的连接的情况下)并且在横截面周边终止的直线段的平均长度。如本文使用的,术语“基本上”当用于描述孔隙之间连接时,指在构成弹性体基质的每个孔隙之间形成的连接的至少90%,例如连接的至少95%或至少97%。
因此,在一个实施方案中,包括弹性体基质的多孔材料包括具有足以使组织生长进入互连孔隙阵列的圆度的孔隙。在该实施方案的各方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下圆度的孔隙:例如,约0.1、约0.2、约0.3、约0.4、约0.5、约0.6、约0.7、约0.8、约0.9或约1.0。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下圆度的孔隙:例如,至少0.1、至少0.2、至少0.3、至少0.4、至少0.5、至少0.6、至少0.7、至少0.8、至少0.9或至少1.0。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下圆度的孔隙:例如,至多0.1、至多0.2、至多0.3、至多0.4、至多0.5、至多0.6、至多0.7、至多0.8、至多0.9或至多1.0。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下圆度的孔隙:例如,约0.1至约1.0、约0.2至约1.0、约0.3至约1.0、约0.4至约1.0、约0.5至约1.0、约0.6至约1.0、约0.7至约1.0、约0.8至约1.0、约0.9至约1.0、约0.1至约0.9、约0.2至约0.9、约0.3至约0.9、约0.4至约0.9、约0.5至约0.9、约0.6至约0.9、约0.7至约0.9、约0.8至约0.9、约0.1至约0.8、约0.2至约0.8、约0.3至约0.8、约0.4至约0.8、约0.5至约0.8、约0.6至约0.8、约0.7至约0.8、约0.1至约0.7、约0.2至约0.7、约0.3至约0.7、约0.4至约0.7、约0.5至约0.7、约0.6至约0.7、约0.1至约0.6、约0.2至约0.6、约0.3至约0.6、约0.4至约0.6、约0.5至约0.6、约0.1至约0.5、约0.2至约0.5、约0.3至约0.5或约0.4至约0.5。
在另一个实施方案中,包括弹性体基质的多孔材料内的基本上所有孔隙具有类似直径。在该实施方案的各方面,包括弹性体基质的多孔材料内的所有孔隙的至少90%具有类似直径,包括弹性体基质的多孔材料内的所有孔隙的至少95%具有类似直径,或者包括弹性体基质的多孔材料内的所有孔隙的至少97%具有类似直径。在该实施方案的另一方面,两个孔隙的直径差异是例如小于较大直径的约20%、小于较大直径的约15%、小于较大直径的约10%或小于较大直径的约5%。
在另一个实施方案中,包括弹性体基质的多孔材料包括具有足以使组织生长进入互连孔隙阵列的平均直径的孔隙。在该实施方案的各方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下平均孔隙直径的孔隙:例如,约50μm、约75μm、约100μm、约150μm、约200μm、约250μm、约300μm、约350μm、约400μm、约450μm或约500μm。在其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下平均孔隙直径的孔隙:例如,约500μm、约600μm、约700μm、约800μm、约900μm、约1000μm、约1500μm、约2000μm、约2500μm或约3000μm。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下平均孔隙直径的孔隙:例如,至少50μm、至少75μm、至少100μm、至少150μm、至少200μm、至少250μm、至少300μm、至少350μm、至少400μm、至少450μm或至少500μm。在其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下平均孔隙直径的孔隙:例如,至少500μm、至少600μm、至少700μm、至少800μm、至少900μm、至少1000μm、至少1500μm、至少2000μm、至少2500μm或至少3000μm。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下平均孔隙直径的孔隙:例如,至多50μm、至多75μm、至多100μm、至多150μm、至多200μm、至多250μm、至多300μm、至多350μm、至多400μm、至多450μm或至多500μm。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下平均孔隙直径的孔隙:例如,至多500μm、至多600μm、至多700μm、至多800μm、至多900μm、至多1000μm、至多1500μm、至多2000μm、至多2500μm或至多3000μm。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下范围内的平均孔隙直径的孔隙:例如,约300μm至约600μm、约200μm至约700μm、约100μm至约800μm、约500μm至约800μm、约50μm至约500μm、约75μm至约500μm、约100μm至约500μm、约200μm至约500μm、约300μm至约500μm、约50μm至约1000μm、约75μm至约1000μm、约100μm至约1000μm、约200μm至约1000μm、约300μm至约1000μm、约50μm至约1000μm、约75μm至约3000μm、约100μm至约3000μm、约200μm至约3000μm或约300μm至约3000μm。
在另一个实施方案中,包括弹性体基质的多孔材料包括具有足以使组织生长进入互连孔隙阵列的平均弹性体支柱厚度的孔隙。在该实施方案的各方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下平均弹性体支柱厚度的孔隙:例如,约10μm、约20μm、约30μm、约40μm、约50μm、约60μm、约70μm、约80μm、约90μm、约100μm、约110μm、约120μm、约130μm、约140μm、约150μm、约160μm、约170μm、约180μm、约190μm或约200μm。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下平均弹性体支柱厚度的孔隙:例如,至少10μm、至少20μm、至少30μm、至少40μm、至少50μm、至少60μm、至少70μm、至少80μm、至少90μm、至少100μm、至少110μm、至少120μm、至少130μm、至少140μm、至少150μm、至少160μm、至少170μm、至少180μm、至少190μm或至少200μm。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下平均弹性体支柱厚度的孔隙:例如,至多10μm、至多20μm、至多30μm、至多40μm、至多50μm、至多60μm、至多70μm、至多80μm、至多90μm、至多100μm、至多110μm、至多120μm、至多130μm、至多140μm、至多150μm、至多160μm、至多170μm、至多180μm、至多190μm或至多200μm。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括具有如下平均弹性体支柱厚度的孔隙:例如,约50μm至约110μm、约50μm至约120μm、约50μm至约130μm、约50μm至约140μm、约50μm至约150μm、约60μm至约110μm、约60μm至约120μm、约60μm至约130μm、约60μm至约140μm、约70μm至约110μm、约70μm至约120μm、约70μm至约130μm或约70μm至约140μm。
在另一个实施方案中,包括弹性体基质的多孔材料包括与多个其他孔隙连接的孔隙。在该实施方案的各方面,包括弹性体基质的多孔材料包括平均孔隙连接性,例如,约2个其他孔隙、约3个其他孔隙、约4个其他孔隙、约5个其他孔隙、约6个其他孔隙、约7个其他孔隙、约8个其他孔隙、约9个其他孔隙、约10个其他孔隙、约11个其他孔隙或约12个其他孔隙。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括平均孔隙连接性,例如,至少2个其他孔隙、至少3个其他孔隙、至少4个其他孔隙、至少5个其他孔隙、至少6个其他孔隙、至少7个其他孔隙、至少8个其他孔隙、至少9个其他孔隙、至少10个其他孔隙、至少11个其他孔隙或至少12个其他孔隙。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括平均孔隙连接性,例如,至多2个其他孔隙、至少大部分其他孔隙(at leastmost other pores)、至少大部分其他孔隙、至少大部分其他孔隙、至多6个其他孔隙、至多7个其他孔隙、至多8个其他孔隙、至多9个其他孔隙、至多10个其他孔隙、至多11个其他孔隙或至多12个其他孔隙。
在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括与以下连接的孔隙:例如,约2个其他孔隙至约12个其他孔隙、约2个其他孔隙至约11个其他孔隙、约2个其他孔隙至约10个其他孔隙、约2个其他孔隙至约9个其他孔隙、约2个其他孔隙至约8个其他孔隙、约2个其他孔隙至约7个其他孔隙、约2个其他孔隙至约6个其他孔隙、约2个其他孔隙至约5个其他孔隙、约3个其他孔隙至约12个其他孔隙、约3个其他孔隙至约11个其他孔隙、约3个其他孔隙至约10个其他孔隙、约3个其他孔隙至约9个其他孔隙、约3个其他孔隙至约8个其他孔隙、约3个其他孔隙至约7个其他孔隙、约3个其他孔隙至约6个其他孔隙、约3个其他孔隙至约5个其他孔隙、约4个其他孔隙至约12个其他孔隙、约4个其他孔隙至约11个其他孔隙、约4个其他孔隙至约10个其他孔隙、约4个其他孔隙至约9个其他孔隙、约4个其他孔隙至约8个其他孔隙、约4个其他孔隙至约7个其他孔隙、约4个其他孔隙至约6个其他孔隙、约4个其他孔隙至约5个其他孔隙、约5个其他孔隙至约12个其他孔隙、约5个其他孔隙至约11个其他孔隙、约5个其他孔隙至约10个其他孔隙、约5个其他孔隙至约9个其他孔隙、约5个其他孔隙至约8个其他孔隙、约5个其他孔隙至约7个其他孔隙或约5个其他孔隙至约6个其他孔隙。
在另一个实施方案中,包括弹性体基质的多孔材料包括其中孔隙之间的连接的直径足以使组织生长进入互连孔隙阵列的孔隙。在该实施方案的各方面,包括弹性体基质的多孔材料包括其中孔隙之间的连接的直径如下的孔隙:例如,约10%平均孔隙直径、约20%平均孔隙直径、约30%平均孔隙直径、约40%平均孔隙直径、约50%平均孔隙直径、约60%平均孔隙直径、约70%平均孔隙直径、约80%平均孔隙直径或约90%平均孔隙直径。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括其中孔隙之间的连接的直径如下的孔隙:例如,至少10%平均孔隙直径、至少20%平均孔隙直径、至少30%平均孔隙直径、至少40%平均孔隙直径、至少50%平均孔隙直径、至少60%平均孔隙直径、至少70%平均孔隙直径、至少80%平均孔隙直径或至少90%平均孔隙直径。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括其中孔隙之间的连接的直径如下的孔隙:例如,至多10%平均孔隙直径、至多20%平均孔隙直径、至多30%平均孔隙直径、至多40%平均孔隙直径、至多50%平均孔隙直径、至多60%平均孔隙直径、至多70%平均孔隙直径、至多80%平均孔隙直径或至多90%平均孔隙直径。
在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括其中孔隙之间的连接的直径如下的孔隙:例如,约10%至约90%平均孔隙直径、约15%至约90%平均孔隙直径、约20%至约90%平均孔隙直径、约25%至约90%平均孔隙直径、约30%至约90%平均孔隙直径、约35%至约90%平均孔隙直径、约40%至约90%平均孔隙直径、约10%至约80%平均孔隙直径、约15%至约80%平均孔隙直径、约20%至约80%平均孔隙直径、约25%至约80%平均孔隙直径、约30%至约80%平均孔隙直径、约35%至约80%平均孔隙直径、约40%至约80%平均孔隙直径、约10%至约70%平均孔隙直径、约15%至约70%平均孔隙直径、约20%至约70%平均孔隙直径、约25%至约70%平均孔隙直径、约30%至约70%平均孔隙直径、约35%至约70%平均孔隙直径、约40%至约70%平均孔隙直径、约10%至约60%平均孔隙直径、约15%至约60%平均孔隙直径、约20%至约60%平均孔隙直径、约25%至约60%平均孔隙直径、约30%至约60%平均孔隙直径、约35%至约60%平均孔隙直径、约40%至约60%平均孔隙直径、约10%至约50%平均孔隙直径、约15%至约50%平均孔隙直径、约20%至约50%平均孔隙直径、约25%至约50%平均孔隙直径、约30%至约50%平均孔隙直径、约10%至约40%平均孔隙直径、约15%至约40%平均孔隙直径、约20%至约40%平均孔隙直径、约25%至约40%平均孔隙直径或约30%至约40%平均孔隙直径。
本说明书部分地公开了包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料,所述孔隙具有足以使组织生长进入本说明书公开的互连孔隙阵列的孔隙率。因此,孔隙率应该支持组织生长的各方面,例如细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、营养交换和/或废物清除。如本文使用的,术语“孔隙率”指包括弹性体基质的多孔材料中的空隙空间的量。因此,本文公开的包括弹性体基质的多孔材料的总体积基于弹性体空间和空隙空间。
因此,在一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料具有足以使组织生长进入互连孔隙阵列的孔隙率。在该实施方案的各方面,包括弹性体基质的多孔材料包括如下孔隙率:例如,弹性体基质总体积的约40%、弹性体基质总体积的约50%、弹性体基质总体积的约60%、弹性体基质总体积的约70%、弹性体基质总体积的约80%、弹性体基质总体积的约90%、弹性体基质总体积的约95%或弹性体基质总体积的约97%。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括如下孔隙率:例如,弹性体基质总体积的至少40%、弹性体基质总体积的至少50%、弹性体基质总体积的至少60%、弹性体基质总体积的至少70%、弹性体基质总体积的至少80%、弹性体基质总体积的至少90%、弹性体基质总体积的至少95%或弹性体基质总体积的至少97%。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括如下孔隙率:例如,弹性体基质总体积的至多40%、弹性体基质总体积的至多50%、弹性体基质总体积的至多60%、弹性体基质总体积的至多70%、弹性体基质总体积的至多80%、弹性体基质总体积的至多90%、弹性体基质总体积的至多95%或弹性体基质总体积的至多97%。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括如下孔隙率:例如,弹性体基质总体积的约40%至约97%、弹性体基质总体积的约50%至约97%、弹性体基质总体积的约60%至约97%、弹性体基质总体积的约70%至约97%、弹性体基质总体积的约80%至约97%、弹性体基质总体积的约90%至约97%、弹性体基质总体积的约40%至约95%、弹性体基质总体积的约50%至约95%、弹性体基质总体积的约60%至约95%、弹性体基质总体积的约70%至约95%、弹性体基质总体积的约80%至约95%、弹性体基质总体积的约90%至约95%、弹性体基质总体积的约40%至约90%、弹性体基质总体积的约50%至约90%、弹性体基质总体积的约60%至约90%、弹性体基质总体积的约70%至约90%或弹性体基质总体积的约80%至约90%。
本说明书部分地公开了包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料,所述孔隙具有足以使组织生长进入本说明书中公开的互连孔隙阵列的平均开孔值和/或平均闭孔值。如本文使用的,术语“平均开孔值”或“平均开孔”指与弹性体基质中存在的至少一个其他孔隙连接的孔隙的平均数目。如本文使用的,术语“平均闭孔值”或“平均闭孔”指与弹性体基质中存在的任何其他孔隙连接的孔隙的平均数目。
因此,在一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料具有足以使组织生长进入互连孔隙阵列的平均开孔值。在该实施方案的各方面,包括弹性体基质的多孔材料具有如下的平均开孔值:例如,约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%或约97%。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括如下的平均开孔值:例如,至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%或至少97%。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料具有如下的平均开孔值:例如,至多70%、至多75%、至多80%、至多85%、至多90%、至多95%或至多97%。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料具有如下的平均开孔值:例如,约70%至约90%、约75%至约90%、约80%至约90%、约85%至约90%、约70%至约95%、约75%至约95%、约80%至约95%、约85%至约95%、约90%至约95%、约70%至约97%、约75%至约97%、约80%至约97%、约85%至约97%或约90%至约97%。
在另一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料具有足以使组织生长进入互连孔隙阵列的平均闭孔值。在该实施方案的各方面,包括弹性体基质的多孔材料具有如下的平均闭孔值:例如,约5%、约10%、约15%或约20%。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料具有如下的平均闭孔值:例如,约5%或更小、约10%或更小、约15%或更小或约20%或更小。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料具有如下的平均闭孔值:例如,约5%至约10%、约5%至约15%或约5%至约20%。
本说明书部分地公开了包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料,所述孔隙具有足以使组织生长进入互连孔隙阵列的空隙空间。因此,空隙空间应该支持组织生长的各方面,例如,细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、营养交换和/或废物清除。如本文使用的,术语“空隙空间”指包括弹性体基质的多孔材料中的实际或物理空间。因此,本文公开的包括弹性体基质的多孔材料的总体积基于弹性体空间和空隙空间。
因此,在一个实施方案中,限定互连孔隙阵列的弹性体基质具有足以使组织生长进入互连孔隙阵列的空隙体积。在该实施方案的各方面,包括弹性体基质的多孔材料包括如下的空隙空间:例如,弹性体基质总体积的约50%、弹性体基质总体积的约60%、弹性体基质总体积的约70%、弹性体基质总体积的约80%、弹性体基质总体积的约90%、弹性体基质总体积的约95%或弹性体基质总体积的约97%。在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括如下的空隙空间:例如,弹性体基质总体积的至少50%、弹性体基质总体积的至少60%、弹性体基质总体积的至少70%、弹性体基质总体积的至少80%、弹性体基质总体积的至少90%、弹性体基质总体积的至少95%或弹性体基质总体积的至少97%。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括如下的空隙空间:例如,弹性体基质总体积的至多50%、弹性体基质总体积的至多60%、弹性体基质总体积的至多70%、弹性体基质总体积的至多80%、弹性体基质总体积的至多90%、弹性体基质总体积的至多95%或弹性体基质总体积的至多97%。而在该实施方案的其他方面,包括弹性体基质的多孔材料包括如下的空隙空间:例如,弹性体基质总体积的约50%至约97%、弹性体基质总体积的约60%至约97%、弹性体基质总体积的约70%至约97%、弹性体基质总体积的约80%至约97%、弹性体基质总体积的约90%至约97%、弹性体基质总体积的约50%至约95%、弹性体基质总体积的约60%至约95%、弹性体基质总体积的约70%至约95%、弹性体基质总体积的约80%至约95%、弹性体基质总体积的约90%至约95%、弹性体基质总体积的约50%至约90%、弹性体基质总体积的约60%至约90%、弹性体基质总体积的约70%至约90%或弹性体基质总体积的约80%至约90%。
本说明书部分地公开了包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料,允许大量组织在足以减少或预防可导致囊挛缩或疤痕的纤维囊形成的时间内生长进入互连孔隙。
因此,在一个实施方案中,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料允许组织在足以减少或预防可导致囊挛缩或疤痕的纤维囊形成的时间内生长进入互连孔隙。在该实施方案的各方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料允许组织在如下足以减少或预防纤维囊形成的时间内生长进入互连孔隙:例如,植入后约2天、植入后约3天、植入后约4天、植入后约5天、植入后约6天、约7天、植入后约2周、植入后约3周或植入后约4周。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料允许组织在如下足以减少或预防纤维囊形成的时间内生长进入互连孔隙:例如,植入后至少2天、植入后至少3天、植入后至少4天、植入后至少5天、植入后至少6天、至少7天、植入后至少2周、植入后至少3周或植入后至少4周。而在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料允许组织在如下足以减少或预防纤维囊形成的时间内生长进入互连孔隙:例如,植入后至多2天、植入后至多3天、植入后至多4天、植入后至多5天、植入后至多6天、至多7天、植入后至多2周、植入后至多3周或植入后至多4周。在该实施方案的其他方面,包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料允许组织在如下足以减少或预防纤维囊形成的时间内生长进入互连孔隙:例如,植入后约2天至约4天、植入后约2天至约5天、植入后约2天至约6天、植入后约2天至约7天、植入后约1周至约2周、植入后约1周至约3周或植入后约1周至约4周。
包括弹性体基质的多孔材料一般具有低水平的微孔率。如本文使用的,术语"微孔率"指包括弹性体基质的多孔材料自身内存在的小微孔(与弹性体基质定义的孔隙相反)的存在的量度。在一些实施方案中,包括弹性体基质的多孔材料中所有或基本上所有微孔在约0.1μm和约5μm之间,例如约0.1μm和约3μm之间或约0.1μm和约2μm之间。术语"低水平的微孔率"表示微孔代表包括弹性体基质的多孔材料体积的小于2%,如通过测量弹性体基质横截面中百分比空隙空间所测量的。
孔隙的形状、圆度和直径、孔隙间的连接、多孔材料的总体积、空隙体积以及弹性体基质体积都可以使用扫描电子显微镜来评估。参见例如图1A和1B。
本说明书部分地公开了制备本说明书中公开的多孔材料的方法。
一方面,制备多孔材料的方法包括以下步骤:a)用弹性体基底涂覆致孔剂以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物;b)处理所述弹性体涂覆的致孔剂混合物以使致孔剂融合形成致孔剂支架并固化不可降解的生物相容性弹性体;c)去除致孔剂支架,其中致孔剂支架去除得到多孔材料,所述多孔材料包括限定互连孔隙阵列的不可降解的生物相容性弹性体基质。
另一方面,制备多孔材料的方法包括以下步骤:a)用弹性体基底涂覆致孔剂以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物;b)将致孔剂包装入模具;c)处理所述弹性体涂覆的致孔剂混合物以使致孔剂融合形成致孔剂支架并固化不可降解的生物相容性弹性体;d)去除致孔剂支架,其中致孔剂支架去除得到多孔材料,所述多孔材料包括限定互连孔隙阵列的不可降解的生物相容性弹性体基质。
如本文使用的,术语“弹性体基质”与“未固化弹性体”同义,并且指处于其未固化状态的本文公开的弹性体。如本文使用的,术语“基于硅的弹性体基底”与“未固化的基于硅的弹性体”同义,并且指处于其未固化状态的本文公开的基于硅的弹性体。
如本文使用的,术语"致孔剂"指可用于产生致孔剂支架的任何结构,所述致孔剂支架可在弹性体基质形成之后在不破坏弹性体基质的条件下去除。致孔剂可由具有约30℃至约100℃的玻璃化转变温度(Tg)或熔化温度(Tm)的任何材料制成。此外,用于实施本说明书各方面的致孔剂应该可溶于亲水性溶剂,例如水、二甲亚砜(DMSO)、二氯甲烷、氯仿和丙酮。然而,用于实施本说明书各方面的致孔剂应该不可溶于芳香族溶剂如二甲苯、氯化溶剂如二氯甲烷或用于分散未固化弹性体基质的任何其他溶剂。适合用于本说明书中公开的方法的示例性致孔剂包括但不限于盐,例如氯化钠、氯化钾、氟化钠、氟化钾、碘化钠、硝酸钠、硫酸钠、碘酸钠、和/或其混合物);糖和/或其衍生物,例如,葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖、糖精和/或其混合物;多糖及其衍生物,例如纤维素和羟基乙基纤维素;蜡,例如石蜡、蜂蜡和/或其混合物;其他水溶性化学物,例如氢氧化钠;萘;聚合物,例如聚(氧化烯)、聚(丙烯酰胺)、聚(丙烯酸)、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、丙烯酰胺-二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、聚丙烯腈、聚(丙烯胺)、聚(酰胺)、聚(酐)、聚(丁烯)、聚(ε-己内酮)、聚(碳酸酯)、聚(酯)、聚(醚醚酮)、聚(醚砜)、聚(乙烯)、聚(乙烯醇)、聚(乙烯亚胺)、聚(乙二醇)、聚(环氧乙烷)、聚(乙交酯)((如聚(乙醇酸))、聚(羟基丁酸酯)、聚(羟基甲基丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸羟丙酯、聚(羟基苯乙烯)、聚(酰亚胺)、聚(丙交酯)((如聚(L-乳酸)和聚(D,L-乳酸))、丙交酯-乙交酯共聚物、聚(赖氨酸)、聚(丙烯酸酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(原酸酯)、聚(氧化苯撑)、聚(磷腈)、聚(磷酸酯)、聚(富马酸丙烯酯)、聚(丙烯)、聚(丙二醇)、聚(环氧丙烷)、聚(苯乙烯)、聚(砜)、聚(四氟乙烯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、聚(氯乙烯)、聚(氟乙烯)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(尿烷)、其任何共聚物(如聚(环氧乙烷)聚(环氧丙烷)共聚物(泊洛沙姆)、乙烯醇-乙烯共聚物、苯乙烯-烯丙醇共聚物和聚(乙烯)-聚(乙二醇)嵌段共聚物和/或其任何混合物;以及藻酸盐、壳多糖、脱乙酰壳多糖、胶原、葡聚糖、明胶、透明质酸、果胶和/或其混合物。制备致孔剂的方法是本领域熟知的,此类方法的非限制性实例描述于例如Peter X.Ma,Reverse Fabrication of Porous Materials,US2002/00056000;P.X.Ma和G.Wei,Particle-Containing Complex PorousMaterials,U.S.2006/0246121;和F.Liu等,Porogen Compositions,Methods of Making and Uses,案卷号18709PROV(BRE);其每一个在此通过引用整体并入本文。致孔剂还可商购自例如PolyscienceInc.(Warrington,PA)。
致孔剂具有足以形成用于制备本说明书中公开的弹性体基质的致孔剂支架的形状。任何致孔剂形状是可用的,但条件是致孔剂形状足以形成用于制备本说明书中公开的弹性体基质的致孔剂支架。有用的致孔剂形状包括但不限于大致球形的、完美球形的、椭圆形、多面体形、三角形、锥体形、四边形,如正方形、长方形、平行四边形、梯形、菱形和试剂盒,以及其他类型的多边体形状。
在一个实施方案中,致孔剂具有足以形成用于制备弹性体基质的致孔剂支架的形状,所述弹性体基质使组织能够在其互连孔隙阵列内生长。在该实施方案的各方面,致孔剂的形状是大致球形、完美球形、椭圆形、多面体形、三角形、锥体形、四边形或多边体形。
致孔剂具有足以形成用于制备本说明书中公开的弹性体基质的致孔剂支架的圆度。如本文使用的,"圆度"被定义为(6×V)/(π×D3),其中V是体积,并且D是直径。任何致孔剂圆度是有用的,但条件是致孔剂圆度足以形成用于制备本说明书中公开的弹性体基质的致孔剂支架。
在一个实施方案中,致孔剂具有足以形成用于制备弹性体基质的致孔剂支架的圆度,所述弹性体基质使组织在其互连孔隙阵列内生长。在该实施方案的各方面,致孔剂具有如下平均圆度:例如,约0.1、约0.2、约0.3、约0.4、约0.5、约0.6、约0.7、约0.8、约0.9或约1.0。在该实施方案的其他方面,致孔剂具有如下平均圆度:例如,至少0.1、至少0.2、至少0.3、至少0.4、至少0.5、至少0.6、至少0.7、至少0.8、至少0.9或至少1.0。而在该实施方案的其他方面,致孔剂具有如下平均圆度:例如,至多0.1、至多0.2、至多0.3、至多0.4、至多0.5、至多0.6、至多0.7、至多0.8、至多0.9或至多1.0。在该实施方案的其他方面,具有如下平均圆度:例如,约0.1至约1.0、约0.2至约1.0、约0.3至约1.0、约0.4至约1.0、约0.5至约1.0、约0.6至约1.0、约0.7至约1.0、约0.8至约1.0、约0.9至约1.0、约0.1至约0.9、约0.2至约0.9、约0.3至约0.9、约0.4至约0.9、约0.5至约0.9、约0.6至约0.9、约0.7至约0.9、约0.8至约0.9、约0.1至约0.8、约0.2至约0.8、约0.3至约0.8、约0.4至约0.8、约0.5至约0.8、约0.6至约0.8、约0.7至约0.8、约0.1至约0.7、约0.2至约0.7、约0.3至约0.7、约0.4至约0.7、约0.5至约0.7、约0.6至约0.7、约0.1至约0.6、约0.2至约0.6、约0.3至约0.6、约0.4至约0.6、约0.5至约0.6、约0.1至约0.5、约0.2至约0.5、约0.3至约0.5或约0.4至约0.5。
本说明书部分地公开了用致孔剂涂覆弹性体基底以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物。适合的弹性体基底如上所述。用弹性体基底涂覆致孔剂可以通过任何适当手段完成,包括但不限于机械应用,例如浸渍、喷涂、刮涂、淋涂、刷涂或蒸气沉积、热应用、附着应用、化学键合、自组装、分子包埋和/或其任意组合。将弹性体基底以如下方式应用至致孔剂:以期望的弹性体厚度涂覆致孔剂。去除过量弹性体可以通过任何适当手段完成,包括但不限于基于重力的过滤或筛分、基于真空的过滤或筛分、喷吹和/或其任意组合。
因此,在一个实施方案中,致孔剂用弹性体基底涂覆至足以形成使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质的厚。在该实施方案的各方面,致孔剂用弹性体基底涂覆至如下厚度:例如,约1μm、约2μm、约3μm、约4μm、约5μm、约6μm、约7μm、约8μm、约9μm、约10μm、约20μm、约30μm、约40μm、约50μm、约60μm、约70μm、约80μm、约90μm或约100μm。在该实施方案的其他方面,致孔剂用弹性体涂覆至如下厚度:例如,至少1μm、至少2μm、至少3μm、至少4μm、至少5μm、至少6μm、至少7μm、至少8μm、至少9μm、至少10μm、至少20μm、至少30μm、至少40μm、至少50μm、至少60μm、至少70μm、至少80μm、至少90μm或至少100μm。而在该实施方案的其他方面,致孔剂用弹性体涂覆至如下厚度:例如,至多1μm、至多2μm、至多3μm、至多4μm、至多5μm、至多6μm、至多7μm、至多8μm、至多9μm、至多10μm、至多20μm、至多30μm、至多40μm、至多50μm、至多60μm、至多70μm、至多80μm、至多90μm或至多100μm。在该实施方案的其他方面,致孔剂用弹性体涂覆至如下厚度:例如,约1μm至约5μm、约1μm至约10μm、约5μm至约10μm、约5μm至约25μm、约5μm至约50μm、约10μm至约50μm、约10μm至约75μm、约10μm至约100μm、约25μm至约100μm或约50μm至约100μm。
本说明书部分地公开了使弹性体涂覆的致孔剂脱挥发分。如本文使用的,术语“脱挥发分”或“脱挥发分作用”指从弹性体涂覆的致孔剂去除挥发性组分的过程。弹性体涂覆的致孔剂的脱挥发分作用可以通过任何适当手段完成,基本上所有的挥发性组分从弹性体涂覆的致孔剂去除。脱挥发分程序的非限制性实例包括蒸发、冻干、升华(sublimination)、提取和/或其任意组合。
在一个实施方案中,在单一温度下使弹性体涂覆的致孔剂脱挥发分足以使基本上所有挥发性组分从弹性体涂覆的致孔剂蒸发的时间。在该实施方案的一个方面中,使弹性体涂覆的致孔剂在环境温度下脱挥发分约1分钟至约5分钟。在该实施方案的另一方面,使弹性体涂覆的致孔剂在环境温度下脱挥发分约45分钟至约75分钟。在该实施方案的另一方面,使弹性体涂覆的致孔剂在环境温度下脱挥发分约90分钟至约150分钟。在该实施方案的另一方面,使弹性体涂覆的致孔剂在约18℃至约22℃下脱挥发分约1分钟至约5分钟。在该实施方案的另一方面,使弹性体涂覆的致孔剂在约18℃至约22℃下脱挥发分约45分钟至约75分钟。在该实施方案的另一方面,使弹性体涂覆的致孔剂在约18℃至约22℃下脱挥发分约90分钟至约150分钟。
本说明书部分地公开了在融合之前将致孔剂包装入模具。任何模具形状可用于包装致孔剂。作为非限制性实例,模具形状可以是外形为可植入装置轮廓的壳体,例如用于乳房植入物的壳体或用于肌肉植入物的壳体。作为另一非限制性实例,模具形状可以是形成片体的形状。这种片体可以基于需要的应用而以宽泛的种类或比例制成。例如,片体可以略大于可植入装置的尺寸制成,使得有足以覆盖装置并允许修剪多余物的材料。作为另一实例,片体可以被生产为连续的卷,允许本领域技术人员仅取应用所需的量,例如产生具有纹理表面的条带来控制疤痕形成。可以使用超声搅拌、机械搅拌或适合获得紧密包装的致孔剂阵列的任何其他方法将致孔剂包装入模具。
在一个实施方案中,将弹性体涂覆的致孔剂混合物包装入模具。在该实施方案的一个方面,将弹性体涂覆的致孔剂混合物以适合获得紧密包装的致孔剂阵列的方式包装入模具。在该实施方案的其他方面,使用超声搅拌或机械搅拌将弹性体涂覆的致孔剂混合物包装入模具。
本说明书部分地公开了处理弹性体涂覆的致孔剂混合物以使致孔剂融合形成致孔剂支架并固化弹性体基底。如本文使用的,术语“处理”指以下的过程:1)融合致孔剂以形成用于制备本文公开的弹性体基质的致孔剂支架,和2)固化弹性体基底以形成足以使组织在其本说明书中公开的互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。如本文使用的,术语“固化”与“凝固”或“硫化”同义,并且指使聚合物链暴露于激活聚合物相变至更稳定状态的过程,例如通过使聚合物链相互物理或化学交联。处理的非限制性实例包括热处理、化学处理、催化剂处理、放射处理和物理处理。弹性体涂覆的致孔剂支架的处理可以在任何条件下持续任何时长,但条件是处理融合致孔剂以形成用于制备本文公开的弹性体基质的致孔剂支架并固化弹性体以形成足以使组织在本说明书中公开的互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。
热处理弹性体涂覆的致孔剂混合物可以在任何一个温度或多个温度下持续任何一段或多段时长,但条件是热处理融合致孔剂以形成致孔剂支架,并固化弹性体基底以形成本说明书中公开的弹性体基质。用于热处理的温度的非限制性实例是高于致孔剂的玻璃化转变温度或熔化温度的温度,例如比致孔剂的玻璃化转变温度或熔化温度高约5℃至约50℃。热处理中可使用任何温度,但条件是温度足以使致孔剂融合。作为非限制性实例,热处理可以是约30℃至约250℃。增加给定温度下热处理的持续时间增加连接大小;增加烧结温度并增加连接的生长速率。热处理中可以使用任何时间,但条件是时间足以引起致孔剂融合并固化该弹性体基底。适合的时间一般从约0.5小时至约48小时。
因此,在一个实施方案中,弹性体涂覆的致孔剂通过热处理、化学处理、催化剂处理、放射处理或物理处理来处理。在另一个实施方案中,弹性体涂覆的致孔剂以单一时间处理,其中固化时间足以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。
在另一个实施方案中,弹性体涂覆的致孔剂在单一温度下热处理单一时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。
在该实施方案的其他方面,热处理包括在以下温度下加热弹性体涂覆的致孔剂一段时间:例如,比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃、高约10℃、高约15℃、高约20℃、高约25℃、高约30℃、高约35℃、高约40℃、高约45℃或高约50℃,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。而在该实施方案的其他方面,热处理包括在以下温度下加热弹性体涂覆的致孔剂一段时间:例如,比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至少5℃、高至少10℃、高至少15℃、高至少20℃、高至少25℃、高至少30℃、高至少35℃、高至少40℃、高至少45℃或高至少50℃,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。在该实施方案的其他方面,热处理包括在以下温度下加热弹性体涂覆的致孔剂一段时间:例如,比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至多5℃、高至多10℃、高至多15℃、高至多20℃、高至多25℃、高至多30℃、高至多35℃、高至多40℃、高至多45℃或高至多50℃,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。在该实施方案的其他方面,热处理包括在以下温度下加热弹性体涂覆的致孔剂一段时间:例如,比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃至高约10℃、高约5℃至高约15℃、高约5℃至高约20℃、高约5℃至高约25℃、高约5℃至高约30℃、高约5℃至高约35℃、高约5℃至高约40℃、高约5℃至高约45℃、高约5℃至高约50℃、高约10℃至高约15℃、高约10℃至高约20℃、高约10℃至高约25℃、高约10℃至高约30℃、高约10℃至高约35℃、高约10℃至高约40℃、高约10℃至高约45℃或高约10℃至高约50℃,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。
在该实施方案的另一方面,热处理包括在在约30℃至约130℃下加热弹性体涂覆的致孔剂支架约10分钟至约360分钟,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。
而在另一个实施方案中,弹性体涂覆的致孔剂在多个温度下热处理多个时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。在该实施方案的一个方面,弹性体涂覆的致孔剂在第一温度下处理第一时间,并且然后在第二温度下处理第二时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度和第二温度是不同的。
在该实施方案的各方面,热处理包括在第一温度下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第一时间,并且然后在第二温度下加热致孔剂持续第二时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度和第二温度是不同的,并且其中第一温度和第二温度是不同的。在该实施方案的其他方面,热处理包括在例如比物质涂覆的致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃、高约10℃、高约15℃、高约20℃、高约25℃、高约30℃、高约35℃、高约40℃、高约45℃或高约50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第一时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃、高约10℃、高约15℃、高约20℃、高约25℃、高约30℃、高约35℃、高约40℃、高约45℃或高约50℃下加热第二时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度和第二温度是不同的。而在该实施方案的其他方面,热处理包括在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至少5℃、高至少10℃、高至少15℃、高至少20℃、高至少25℃、高至少30℃、高至少35℃、高至少40℃、高至少45℃或高至少50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第一时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至少5℃、高至少10℃、高至少15℃、高至少20℃、高至少25℃、高至少30℃、高至少35℃、高至少40℃、高至少45℃或高至少50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第二时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度和第二温度是不同的。在该实施方案的其他方面,热处理包括在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至多5℃、高至多10℃、高至多15℃、高至多20℃、高至多25℃、高至多30℃、高至多35℃、高至多40℃、高至多45℃或高至多50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第一时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至多5℃、高至多10℃、高至多15℃、高至多20℃、高至多25℃、高至多30℃、高至多35℃、高至多40℃、高至多45℃或高至多50℃下加热物弹性体涂覆的致孔剂持续第二时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度和第二温度是不同的。
在该实施方案的其他方面中,热处理包括在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃至高约10℃、高约5℃至高约15℃、高约5℃至高约20℃、高约5℃至高约25℃、高约5℃至高约30℃、高约5℃至高约35℃、高约5℃至高约40℃、高约5℃至高约45℃、高约5℃至高约50℃、高约10℃至高约15℃、高约10℃至高约20℃、高约10℃至高约25℃、高约10℃至高约30℃、高约10℃至高约35℃、高约10℃至高约40℃、高约10℃至高约45℃或高约10℃至高约50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第一时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃至高约10℃、高约5℃至高约15℃、高约5℃至高约20℃、高约5℃至高约25℃、高约5℃至高约30℃、高约5℃至高约35℃、高约5℃至高约40℃、高约5℃至高约45℃、高约5℃至高约50℃、高约10℃至高约15℃、高约10℃至高约20℃、高约10℃至高约25℃、高约10℃至高约30℃、高约10℃至高约35℃、高约10℃至高约40℃、高约10℃至高约45℃或高约10℃至高约50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第二时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度和第二温度是不同的。
在该实施方案的其他方面,热处理包括在第一温度下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第一时间,在第二温度下加热致孔剂持续第二时间,并且然后在第三温度下加热致孔剂持续第三时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度不同于第二温度并且第二温度不同于第三温度。
在该实施方案的其他方面,热处理包括在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃、高约10℃、高约15℃、高约20℃、高约25℃、高约30℃、高约35℃、高约40℃、高约45℃或高约50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第一时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃、高约10℃、高约15℃、高约20℃、高约25℃、高约30℃、高约35℃、高约40℃、高约45℃或高约50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第二时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃、高约10℃、高约15℃、高约20℃、高约25℃、高约30℃、高约35℃、高约40℃、高约45℃或高约50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第三时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度不同于第二温度并且第二温度不同于第三温度。而在该实施方案的其他方面,热处理包括在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至少5℃、高至少10℃、高至少15℃、高至少20℃、高至少25℃、高至少30℃、高至少35℃、高至少40℃、高至少45℃或高至少50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第一时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至少5℃、高至少10℃、高至少15℃、高至少20℃、高至少25℃、高至少30℃、高至少35℃、高至少40℃、高至少45℃或高至少50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第二时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至少5℃、高至少10℃、高至少15℃、高至少20℃、高至少25℃、高至少30℃、高至少35℃、高至少40℃、高至少45℃或高至少50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第三时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度不同于第二温度并且第二温度不同于第三温度。在该实施方案的其他方面,热处理包括在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至多5℃、高至多10℃、高至多15℃、高至多20℃、高至多25℃、高至多30℃、高至多35℃、高至多40℃、高至多45℃或高至多50℃下加热物弹性体涂覆的致孔剂持续第一时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至多5℃、高至多10℃、高至多15℃、高至多20℃、高至多25℃、高至多30℃、高至多35℃、高至多40℃、高至多45℃或高至多50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第二时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高至多5℃、高至多10℃、高至多15℃、高至多20℃、高至多25℃、高至多30℃、高至多35℃、高至多40℃、高至多45℃或高至多50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第三时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度不同于第二温度并且第二温度不同于第三温度。
在该实施方案的其他方面中,热处理包括在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃至高约10℃、高约5℃至高约15℃、高约5℃至高约20℃、高约5℃至高约25℃、高约5℃至高约30℃、高约5℃至高约35℃、高约5℃至高约40℃、高约5℃至高约45℃、高约5℃至高约50℃、高约10℃至高约15℃、高约10℃至高约20℃、高约10℃至高约25℃、高约10℃至高约30℃、高约10℃至高约35℃、高约10℃至高约40℃、高约10℃至高约45℃或高约10℃至高约50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第一时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃至高约10℃、高约5℃至高约15℃、高约5℃至高约20℃、高约5℃至高约25℃、高约5℃至高约30℃、高约5℃至高约35℃、高约5℃至高约40℃、高约5℃至高约45℃、高约5℃至高约50℃、高约10℃至高约15℃、高约10℃至高约20℃、高约10℃至高约25℃、高约10℃至高约30℃、高约10℃至高约35℃、高约10℃至高约40℃、高约10℃至高约45℃或高约10℃至高约50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第二时间,然后在例如比致孔剂的熔化温度或玻璃化转变温度高约5℃至高约10℃、高约5℃至高约15℃、高约5℃至高约20℃、高约5℃至高约25℃、高约5℃至高约30℃、高约5℃至高约35℃、高约5℃至高约40℃、高约5℃至高约45℃、高约5℃至高约50℃、高约10℃至高约15℃、高约10℃至高约20℃、高约10℃至高约25℃、高约10℃至高约30℃、高约10℃至高约35℃、高约10℃至高约40℃、高约10℃至高约45℃或高约10℃至高约50℃下加热弹性体涂覆的致孔剂持续第三时间,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质,并且其中第一温度不同于第二温度并且第二温度不同于第三温度。
而在该实施方案的其他方面,弹性体涂覆的致孔剂在约60℃至约75℃下处理约15分钟至约45分钟,并且然后在约120℃至约130℃下处理约60分钟至约90分钟,其中处理温度和时间足以融合致孔剂以形成致孔剂支架并固化该弹性体基底以形成足以使组织在其互连孔隙阵列内生长的弹性体基质。在该实施方案的进一步方面,弹性体涂覆的致孔剂混合物在约60℃至约75℃下处理约15分钟至约45分钟,然后在约135℃至约150℃下处理约90分钟至约150分钟,并且然后在约150℃至约165℃下处理约15分钟至约45分钟。
本说明书部分地公开了形成致孔剂支架。如本文使用的,术语“致孔剂支架”指由融合致孔剂构成的三维结构框架,用作限定本说明书中公开的互连阵列或孔隙的弹性体基质的负副本。
致孔剂支架以如下方式形成:致孔剂支架中基本上所有融合致孔剂具有类似的直径。如本文使用的,术语“基本上”用于描述融合致孔剂时,指构成致孔剂支架的致孔剂的至少90%是融合的,例如致孔剂的至少95%是融合的,或者致孔剂的至少97%是融合的。如本文使用的,术语“类似直径”当用于描述融合致孔剂时,指两个融合致孔剂的直径差异小于较大直径的约20%。如本文使用的,术语“直径”当用于描述融合致孔剂时,指可以划出的连接融合致孔剂内两点的最长线段,而不论该线是否穿过融合致孔剂边界外部。任何融合致孔剂直径是有用的,但条件是融合致孔剂直径足以形成用于制备本如说明书中公开的弹性体基质的致孔剂支架。
致孔剂支架以如下方式形成:每个融合致孔剂之间的连接的直径足以形成用于制备如本说明书中公开的弹性体基质的致孔剂支架。如本文使用的,术语“直径”当描述融合致孔剂之间的连接时,指在与连接两个融合致孔剂质心的线正交的平面中两个融合致孔剂之间连接的横截面的直径,其中所述平面被选择为使得连接的横截面面积处于其最小值。如本文使用的,术语"连接的横截面直径"指穿过连接的横截面的中心或质心(在具有缺乏中心的横截面的连接的情况下)并且在横截面周边终止的直线段的平均长度。如本文使用的,术语“基本上”当用于描述融合致孔剂之间连接时,指构成致孔剂支架的融合致孔剂的至少90%相互连接,例如融合致孔剂的至少95%相互连接,或融合致孔剂的至少97%相互连接。
在一个实施方案中,致孔剂支架包括融合致孔剂,其中基本上所有融合致孔剂具有类似直径。在该实施方案的各方面,所有融合致孔剂的至少90%具有类似直径,所有融合致孔剂的至少95%具有类似直径,或者所有融合致孔剂的至少97%具有类似直径。在该实施方案的另一方面,两个融合致孔剂的直径差异是例如小于较大直径的约20%、小于较大直径的约15%、小于较大直径的约10%或小于较大直径的约5%。
在另一个实施方案中,致孔剂支架包括的融合致孔剂具有足以使组织生长进入互连致孔剂阵列的平均直径。在该实施方案的各方面,致孔剂支架包括的融合致孔剂包括如下平均融合致孔剂直径:例如,约50μm、约75μm、约100μm、约150μm、约200μm、约250μm、约300μm、约350μm、约400μm、约450μm或约500μm。在其他方面,致孔剂支架包括的融合致孔剂包括如下平均融合致孔剂直径:例如,约500μm、约600μm、约700μm、约800μm、约900μm、约1000μm、约1500μm、约2000μm、约2500μm或约3000μm。而在该实施方案的其他方面,致孔剂支架包括的融合致孔剂包括如下平均融合致孔剂直径:例如,至少50μm、至少75μm、至少100μm、至少150μm、至少200μm、至少250μm、至少300μm、至少350μm、至少400μm、至少450μm或至少500μm。在其他方面,弹性体基质包括的融合致孔剂包括如下平均融合致孔剂直径:例如,至少500μm、至少600μm、至少700μm、至少800μm、至少900μm、至少1000μm、至少1500μm、至少2000μm、至少2500μm或至少3000μm。在该实施方案的其他方面,致孔剂支架包括的融合致孔剂包括如下平均融合致孔剂直径:例如,至多50μm、至多75μm、至多100μm、至多150μm、至多200μm、至多250μm、至多300μm、至多350μm、至多400μm、至多450μm或至多500μm。在该实施方案的其他方面,弹性体基质包括的融合致孔剂包括如下平均融合致孔剂直径:例如,至多500μm、至多600μm、至多700μm、至多800μm、至多900μm、至多1000μm、至多1500μm、至多2000μm、至多2500μm或至多3000μm。在该实施方案的其他方面,致孔剂支架包括的融合致孔剂包括如下范围内的平均融合致孔剂直径:例如,约300μm至约600μm、约200μm至约700μm、约100μm至约800μm、约500μm至约800μm、约50μm至约500μm、约75μm至约500μm、约100μm至约500μm、约200μm至约500μm、约300μm至约500μm、约50μm至约1000μm、约75μm至约1000μm、约100μm至约1000μm、约200μm至约1000μm、约300μm至约1000μm、约50μm至约1000μm、约75μm至约3000μm、约100μm至约3000μm、约200μm至约3000μm或约300μm至约3000μm。
在另一个实施方案中,致孔剂支架包括与多个其他致孔剂连接的融合致孔剂。在该实施方案的各方面,致孔剂支架包括平均融合致孔剂连接性,例如,约2个其他融合致孔剂、约3个其他融合致孔剂、约4个其他融合致孔剂、约5个其他融合致孔剂、约6个其他融合致孔剂、约7个其他融合致孔剂、约8个其他融合致孔剂、约9个其他融合致孔剂、约10个其他融合致孔剂、约11个其他融合致孔剂或约12个其他融合致孔剂。在该实施方案的其他方面,致孔剂支架包括平均融合致孔剂连接性,例如,至少2个其他融合致孔剂、至少3个其他融合致孔剂、至少4个其他融合致孔剂、至少5个其他融合致孔剂、至少6个其他融合致孔剂、至少7个其他融合致孔剂、至少8个其他融合致孔剂、至少9个其他融合致孔剂、至少10个其他融合致孔剂、至少11个其他融合致孔剂或至少12个其他融合致孔剂。而在该实施方案的其他方面,致孔剂支架包括平均融合致孔剂连接性,例如,至多2个其他融合致孔剂、至多3个其他融合致孔剂、至多4个其他融合致孔剂、至多5个其他融合致孔剂、至多6个其他融合致孔剂、至多7个其他融合致孔剂、至多8个其他融合致孔剂、至多9个其他融合致孔剂、至多10个其他融合致孔剂、至多11个其他融合致孔剂或至多12个其他融合致孔剂。
在该实施方案的其他方面,致孔剂支架包括与以下连接的融合致孔剂:例如,约2个其他融合致孔剂至约12个其他融合致孔剂、约2个其他融合致孔剂至约11个其他融合致孔剂、约2个其他融合致孔剂至约10个其他融合致孔剂、约2个其他融合致孔剂至约9个其他融合致孔剂、约2个其他融合致孔剂至约8个其他融合致孔剂、约2个其他融合致孔剂至约7个其他融合致孔剂、约2个其他融合致孔剂至约6个其他融合致孔剂、约2个其他融合致孔剂至约5个其他融合致孔剂、约3个其他融合致孔剂至约12个其他融合致孔剂、约3个其他融合致孔剂至约11个其他融合致孔剂、约3个其他融合致孔剂至约10个其他融合致孔剂、约3个其他融合致孔剂至约9个其他融合致孔剂、约3个其他融合致孔剂至约8个其他融合致孔剂、约3个其他融合致孔剂至约7个其他融合致孔剂、约3个其他融合致孔剂至约6个其他融合致孔剂、约3个其他融合致孔剂至约5个其他融合致孔剂、约4个其他融合致孔剂至约12个其他融合致孔剂、约4个其他融合致孔剂至约11个其他融合致孔剂、约4个其他融合致孔剂至约10个其他融合致孔剂、约4个其他融合致孔剂至约9个其他融合致孔剂、约4个其他融合致孔剂至约8个其他融合致孔剂、约4个其他融合致孔剂至约7个其他融合致孔剂、约4个其他融合致孔剂至约6个其他融合致孔剂、约4个其他融合致孔剂至约5个其他融合致孔剂、约5个其他融合致孔剂至约12个其他融合致孔剂、约5个其他融合致孔剂至约11个其他融合致孔剂、约5个其他融合致孔剂至约10个其他融合致孔剂、约5个其他融合致孔剂至约9个其他融合致孔剂、约5个其他融合致孔剂至约8个其他融合致孔剂、约5个其他融合致孔剂至约7个其他融合致孔剂或约5个其他融合致孔剂至约6个其他融合致孔剂。
在另一个实施方案中,致孔剂支架包括融合致孔剂,其中融合致孔剂之间的连接的直径足以形成用于制备弹性体基质的致孔剂支架,所述弹性体基质使组织能够在其互连孔隙阵列内生长。在该实施方案的各方面,致孔剂支架包括其中融合致孔剂之间的连接的直径如下的融合致孔剂:例如,约10%平均融合致孔剂直径、约20%平均融合致孔剂直径、约30%平均融合致孔剂直径、约40%平均融合致孔剂直径、约50%平均融合致孔剂直径、约60%平均融合致孔剂直径、约70%平均融合致孔剂直径、约80%平均融合致孔剂直径或约90%平均融合致孔剂直径。在该实施方案的其他方面,致孔剂支架包括其中融合致孔剂之间的连接的直径如下的融合致孔剂:例如,至少10%平均融合致孔剂直径、至少20%平均融合致孔剂直径、至少30%平均融合致孔剂直径、至少40%平均融合致孔剂直径、至少50%平均融合致孔剂直径、至少60%平均融合致孔剂直径、至少70%平均融合致孔剂直径、至少80%平均融合致孔剂直径或至少90%平均融合致孔剂直径。而在该实施方案的其他方面,致孔剂支架包括其中融合致孔剂之间的连接的直径如下的融合致孔剂:例如,至多10%平均融合致孔剂直径、至多20%平均融合致孔剂直径、至多30%平均融合致孔剂直径、至多40%平均融合致孔剂直径、至多50%平均融合致孔剂直径、至多60%平均融合致孔剂直径、至多70%平均融合致孔剂直径、至多80%平均融合致孔剂直径或至多90%平均融合致孔剂直径。
在该实施方案的其他方面,致孔剂支架包括其中融合致孔剂之间的连接的直径如下的融合致孔剂:例如,约10%至约90%平均融合致孔剂直径、约15%至约90%平均融合致孔剂直径、约20%至约90%平均融合致孔剂直径、约25%至约90%平均融合致孔剂直径、约30%至约90%平均融合致孔剂直径、约35%至约90%平均融合致孔剂直径、约40%至约90%平均融合致孔剂直径、约10%至约80%平均融合致孔剂直径、约15%至约80%平均融合致孔剂直径、约20%至约80%平均融合致孔剂直径、约25%至约80%平均融合致孔剂直径、约30%至约80%平均融合致孔剂直径、约35%至约80%平均融合致孔剂直径、约40%至约80%平均融合致孔剂直径、约10%至约70%平均融合致孔剂直径、约15%至约70%平均融合致孔剂直径、约20%至约70%平均融合致孔剂直径、约25%至约70%平均融合致孔剂直径、约30%至约70%平均融合致孔剂直径、约35%至约70%平均融合致孔剂直径、约40%至约70%平均融合致孔剂直径、约10%至约60%平均融合致孔剂直径、约15%至约60%平均融合致孔剂直径、约20%至约60%平均融合致孔剂直径、约25%至约60%平均融合致孔剂直径、约30%至约60%平均融合致孔剂直径、约35%至约60%平均融合致孔剂直径、约40%至约60%平均融合致孔剂直径、约10%至约50%平均融合致孔剂直径、约15%至约50%平均融合致孔剂直径、约20%至约50%平均融合致孔剂直径、约25%至约50%平均融合致孔剂直径、约30%至约50%平均融合致孔剂直径、约10%至约40%平均融合致孔剂直径、约15%至约40%平均融合致孔剂直径、约20%至约40%平均融合致孔剂直径、约25%至约40%平均融合致孔剂直径或约30%至约40%平均融合致孔剂直径。
本说明书部分地公开了从固化的弹性体去除致孔剂支架。致孔剂支架的去除可以通过任何适当手段来完成,但条件是得到的多孔材料包括限定互连孔隙阵列的、用于使大量组织在足以减少或防止可导致囊挛缩或疤痕的纤维囊的形成的时间内生长进入互连孔隙的、基本上不可降解的生物相容性弹性体基质。因此,得到的弹性体基质应该支持组织生长的各方面,例如,细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、营养交换和/或废物清除。致孔剂去除的非限制性实例包括溶剂提取、热分解提取、降解提取、机械提取和/或其任意组合。得到的包括限定互连孔隙阵列的基本上不可降解的生物相容性弹性体基质的多孔材料如上在本说明书中描述。在需要暴露于另一种溶液的提取方法(例如,溶剂提取)中,提取可以并入随时间的多次溶液改变以促进致孔剂支架的去除。用于溶剂提取的溶剂的非限制性实例包括水、二氯甲烷、乙酸、甲酸、吡啶、四氢呋喃、二甲亚砜、二氧杂环己烷、苯和/或其混合物。混合溶剂可以是第一溶剂与第二溶剂的比例高于约1:1,或者第一溶剂与第二溶剂的比例低于约1:1。
在一个实施方案中,通过提取去除致孔剂支架,其中提取去除了基本上全部致孔剂支架,留下限定互连孔隙阵列的弹性体基质。在该实施方案的各方面,通过提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的约75%、致孔剂支架的约80%、致孔剂支架的约85%、致孔剂支架的约90%或致孔剂支架的约95%。在该实施方案的其他方面,通过提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的至少约75%、致孔剂支架的至少约80%、致孔剂支架的至少约85%、致孔剂支架的至少约90%或致孔剂支架的至少约95%。在该实施方案的各方面,通过提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的约75%至约90%、致孔剂支架的约75%至约95%、致孔剂支架的约75%至约100%、致孔剂支架的约80%至约90%、致孔剂支架的约80%至约95%、致孔剂支架的约80%至约100%、致孔剂支架的约85%至约90%、致孔剂支架的约85%至约95%或致孔剂支架的约85%至约100%。在一个方面,通过溶剂提取、热分解提取、降解提取、机械提取和/或其任意组合去除致孔剂支架。
在另一个实施方案中,通过溶剂提取去除致孔剂支架,其中提取去除了基本上全部致孔剂支架,留下限定互连孔隙阵列的弹性体基质。在该实施方案的各方面,通过溶剂提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的约75%、致孔剂支架的约80%、致孔剂支架的约85%、致孔剂支架的约90%或致孔剂支架的约95%。在该实施方案的其他方面,通过溶剂提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的至少约75%、致孔剂支架的至少约80%、致孔剂支架的至少约85%、致孔剂支架的至少约90%或致孔剂支架的至少约95%。在该实施方案的各方面,通过溶剂提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的约75%至约90%、致孔剂支架的约75%至约95%、致孔剂支架的约75%至约100%、致孔剂支架的约80%至约90%、致孔剂支架的约80%至约95%、致孔剂支架的约80%至约100%、致孔剂支架的约85%至约90%、致孔剂支架的约85%至约95%或致孔剂支架的约85%至约100%。
而在另一个实施方案中,通过热分解提取去除致孔剂支架,其中提取去除了基本上全部致孔剂支架,留下限定互连孔隙阵列的弹性体基质。在该实施方案的各方面,通过热提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的约75%、致孔剂支架的约80%、致孔剂支架的约85%、致孔剂支架的约90%或致孔剂支架的约95%。在该实施方案的其他方面,通过热提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的至少约75%、致孔剂支架的至少约80%、致孔剂支架的至少约85%、致孔剂支架的至少约90%或致孔剂支架的至少约95%。在该实施方案的各方面,通过热提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的约75%至约90%、致孔剂支架的约75%至约95%、致孔剂支架的约75%至约100%、致孔剂支架的约80%至约90%、致孔剂支架的约80%至约95%、致孔剂支架的约80%至约100%、致孔剂支架的约85%至约90%、致孔剂支架的约85%至约95%或致孔剂支架的约85%至约100%。
在另一个实施方案中,通过降解提取去除致孔剂支架,其中提取去除了基本上全部致孔剂支架,留下限定互连孔隙阵列的弹性体基质。在该实施方案的各方面,通过降解提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的约75%、致孔剂支架的约80%、致孔剂支架的约85%、致孔剂支架的约90%或致孔剂支架的约95%。在该实施方案的其他方面,通过降解提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的至少约75%、致孔剂支架的至少约80%、致孔剂支架的至少约85%、致孔剂支架的至少约90%或致孔剂支架的至少约95%。在该实施方案的各方面,通过降解提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的约75%至约90%、致孔剂支架的约75%至约95%、致孔剂支架的约75%至约100%、致孔剂支架的约80%至约90%、致孔剂支架的约80%至约95%、致孔剂支架的约80%至约100%、致孔剂支架的约85%至约90%、致孔剂支架的约85%至约95%或致孔剂支架的约85%至约100%。
在另一个实施方案中,通过机械提取去除致孔剂支架,其中提取去除了基本上全部致孔剂支架,留下限定互连孔隙阵列的弹性体基质。在该实施方案的各方面,通过机械提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的约75%、致孔剂支架的约80%、致孔剂支架的约85%、致孔剂支架的约90%或致孔剂支架的约95%。在该实施方案的其他方面,通过机械提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的至少约75%、致孔剂支架的至少约80%、致孔剂支架的至少约85%、致孔剂支架的至少约90%或致孔剂支架的至少约95%。在该实施方案的各方面,通过机械提取去除致孔剂支架,其中提取去除了例如,致孔剂支架的约75%至约90%、致孔剂支架的约75%至约95%、致孔剂支架的约75%至约100%、致孔剂支架的约80%至约90%、致孔剂支架的约80%至约95%、致孔剂支架的约80%至约100%、致孔剂支架的约85%至约90%、致孔剂支架的约85%至约95%或致孔剂支架的约85%至约100%。
本说明书部分地公开了包括一层本说明书中公开的多孔材料的生物相容性可植入装置,其中多孔材料覆盖装置表面。参见例如图2、图4-8。如本文使用的,术语“可植入的”指可嵌入或附着至组织、肌肉、器官或动物身体任何其他部分的任何材料。如本文使用的,术语“动物”包括所有哺乳动物,包括人。生物相容性可植入装置与“医疗装置”、“生物医疗装置”、“可植入医疗装置”或“可植入生物医疗装置”同义,并且包括但不限于起搏器、硬膜物质替代品、可植入心脏去纤颤器、组织扩张器以及用于修复、重建或美容目的的组织植入物,像乳房植入物、肌肉植入物或减少或预防疤痕形成的植入物。本文公开的多孔材料可以附着的生物相容性可植入装置的实例描述于例如,Schuessler,Rotational Molding System for Medical Articles,美国专利7,628,604;Smith,Mastopexy Stabilization Apparatus and Method,美国专利7,081,135;Knisley,Inflatable Prosthetic Device,美国专利6,936,068;Falcon,Reinforced Radius Mammary Prostheses and SoftTissue Expanders,U.S.6,605,116;Schuessler,Rotational Molding ofMedical Articles,美国专利6,602,452;Murphy,Seamless BreastProsthesis,美国专利6,074,421;Knowlton,Segmental Breast ExpanderFor Use in Breast Reconstruction,美国专利6,071,309;VanBeek,Mechanical Tissue Expander,美国专利5,882,353;Hunter,Soft TissueImplants and Anti-Scarring Agents,Schuessler,Self-Sealing Shell ForInflatable Prostheses,美国专利公布2010/0049317;U.S.2009/0214652;Schraga,Medical Implant Containing DetectionEnhancing Agent and Method For Detecting Content Leakage,美国专利公布2009/0157180;Schuessler,All-Barrier Elastomeric Gel-FilledBreast Prosthesis,美国专利公布2009/0030515;Connell,DifferentialTissue Expander Implant,美国专利公布2007/0233273;和Hunter,Medical implants and Anti-Scarring Agents,美国专利公布2006/0147492;Van Epps,Soft Filled Prosthesis Shell with DiscreteFixation Surfaces,国际专利公布WO/2010/019761;Schuessler,SelfSealing Shell for Inflatable Prosthesis,国际专利公布WO/2010/022130;Yacoub,Prosthesis Implant Shell,国际申请号PCT/US09/61045,其每一个在此通过引用整体并入。
可以在装置的正常操作期间将本文公开的生物相容性可植入装置植入动物软组织。可以将这种可植入装置完全植入动物身体的软组织(即,整个装置被植入身体内),或者可以将装置部分植入动物身体(即,装置的仅一部分被植入动物身体,装置的其余部分位于动物身体外)。本文公开的生物相容性可植入装置还可以在医疗装置的正常操作期间固定至动物的软组织。此类装置通常固定至动物身体的皮肤。
本说明书部分地公开了覆盖生物相容性可植入装置表面的多孔材料。本文公开的多孔材料的任何一种可用作覆盖生物相容性可植入装置的表面的多孔材料。一般而言,生物相容性可植入装置的表面是以促进组织生长和/或减少或防止可导致囊挛缩或疤痕的纤维囊的形成的方式暴露于动物外周组织的表面。
因此,在一个实施方案中,多孔材料覆盖生物相容性可植入装置的整个表面。在另一个实施方案中,多孔材料覆盖生物相容性可植入装置的一部分表面。在该实施方案的各方面,多孔材料覆盖生物相容性可植入装置的前表面或生物相容性可植入装置的后表面。在其他方面,多孔材料仅覆盖生物相容性可植入装置的整个表面、生物相容性可植入装置的前表面或生物相容性可植入装置的后表面的例如约20%、约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%或约90%。而在其他方面,多孔材料仅应用至生物相容性可植入装置的整个表面、生物相容性可植入装置的前表面或生物相容性可植入装置的后表面的例如至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%或至少90%。在其他方面,多孔材料仅应用至生物相容性可植入装置的整个表面、生物相容性可植入装置的前表面或生物相容性可植入装置的后表面的例如至多20%、至多30%、至多40%、至多50%、至多60%、至多70%、至多80%或至多90%。在其他方面,多孔材料仅应用至生物相容性可植入装置的整个表面、生物相容性可植入装置的前表面或生物相容性可植入装置的后表面的例如约20%至约100%、约30%至约100%、约40%至约100%、约50%至约100%、约60%至约100%、约70%至约100%、约80%至约100%或约90%至约100%。
覆盖生物相容性可植入装置的多孔材料层可以是任何厚度,但条件是材料厚度使组织以足以减少或防止可导致囊挛缩或疤痕的纤维囊的形成的方式在弹性体基质的互连孔隙阵列内生长。
因此,在一个实施方案中,覆盖生物相容性可植入装置的多孔材料层具有使组织以足以减少或防止可导致囊挛缩或疤痕的纤维囊的形成的方式在弹性体基质的互连孔隙阵列内生长的厚度。在该实施方案的各方面,覆盖生物相容性可植入装置的一层多孔材料包括如下厚度:例如,约100μm、约200μm、约300μm、约400μm、约500μm、约600μm、约700μm、约800μm、约900μm、约1mm、约2mm、约3mm、约4mm、约5mm、约6mm、约7mm、约8mm、约9mm或约10mm。在该实施方案的其他方面,覆盖生物相容性可植入装置的一层多孔材料包括如下厚度:例如,至少100μm、至少200μm、至少300μm、至少400μm、至少500μm、至少600μm、至少700μm、至少800μm、至少900μm、至少1mm、至少2mm、至少3mm、至少4mm、至少5mm、至少6mm、至少7mm、至少8mm、至少9mm或至少10mm。而在该实施方案的其他方面,覆盖生物相容性可植入装置的一层多孔材料包括如下厚度:例如,至多100μm、至多200μm、至多300μm、至多400μm、至多500μm、至多600μm、至多700μm、至多800μm、至多900μm、至多1mm、至多2mm、至多3mm、至多4mm、至多5mm、至多6mm、至多7mm、至多8mm、至多9mm或至多10mm。在该实施方案的其他方面,覆盖生物相容性可植入装置的一层多孔材料包括如下厚度:例如,约100μm至约500μm、约100μm至约1mm、约100μm至约5mm、约500μm至约1mm、约500μm至约2mm、约500μm至约3mm、约500μm至约4mm、约500μm至约5mm、约1mm至约2mm、约1mm至约3mm、约1mm至约4mm、约1mm至约5mm或约1.5mm至约3.5mm。
本说明书部分地公开了制备包括多孔材料的生物相容性可植入装置的方法。在一个方面,制备生物相容性可植入装置的方法包括使多孔材料附着于生物相容性可植入装置表面的步骤。另一方面,制备生物相容性可植入装置的方法包括如下步骤:a)处理生物相容性可植入装置的一个表面以接收多孔材料;b)使多孔材料附着于经处理的装置表面。本文公开的多孔材料的任何一种可用作与生物相容性可植入装置表面附着的多孔材料。
而在另一方面,用于制备生物相容性可植入装置的方法包括以下步骤:a)用弹性体基底涂覆心轴;b)固化所述弹性体基底以形成基底层;c)用弹性体基底涂覆固化的基底层;d)用致孔剂涂覆所述弹性体基底以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物;e)处理所述弹性体涂覆的致孔剂混合物以形成包括融合致孔剂的致孔剂支架并固化所述弹性体;和f)去除所述致孔剂支架,其中致孔剂支架去除得到多孔材料,所述多孔材料包括限定互连孔隙阵列的不可降解的生物相容性弹性体基质。在该方法中,步骤(c)和(d)可以被重复多次,直至达到材料层的期望厚度。
本说明书部分地公开了处理生物相容性可植入装置表面以接收多孔材料。处理生物相容性可植入装置表面以接收多孔材料可以通过不破坏多孔材料或生物相容性可植入装置的期望性质的任何技术来完成。作为非限制性实例,可以通过应用粘结物质来处理生物相容性可植入装置表面。粘结物质的非限制性实例包括硅氧烷粘合剂,例如RTV硅氧烷和HTV硅氧烷。使用本领域已知的任何方法,例如铸涂、喷涂、浸涂、淋涂、刮涂、刷涂、蒸气沉积涂覆等,将粘结物质应用至生物相容性可植入装置、多孔材料或两者的表面。
本说明书部分地公开了将多孔材料附着于生物相容性可植入装置的表面。多孔材料可以附着于装置的整个表面,或者仅附着于装置表面的部分。作为非限制性实例,多孔材料仅附着于装置的前表面或者仅附着于装置的后表面。多孔材料与生物相容性可植入装置表面的附着可以通过不破坏多孔材料或生物相容性可植入装置的期望性质的任何技术来完成。
例如,附着可以通过使用本领域已知方法(例如胶粘、粘结、熔化)将已经形成的多孔材料粘着于生物相容性可植入装置表面而发生。例如,将硅氧烷分散体作为粘合剂应用至生物相容性可植入装置表面、多孔材料片体或两者,并且然后将两种材料以使粘合剂将多孔材料附着于装置表面的方式放在一起,方式是使装置表面没有褶皱。使硅氧烷粘合剂固化,并且然后将多余材料切掉,在装置周围产生均匀接缝。该过程得到包括本说明书中公开的多孔材料的生物相容性可植入装置。实施例2和4示例说明了该类型附着的方法。
或者,附着可以通过使用本领域已知方法在生物相容性可植入装置表面直接形成多孔材料而发生,所述方法例如铸涂、喷涂、浸涂、淋涂、刮涂、刷涂、蒸气沉积涂覆等。例如,将弹性体基底应用至心轴并固化以形成固化弹性体的基底层。然后,开始用弹性体基底并随后用致孔剂涂覆基底层以产生弹性体涂覆的致孔剂混合物。然后如本文公开的处理该混合物以形成致孔剂支架并固化弹性体。然后去除致孔剂支架,将一层多孔材料留在装置表面上。可以通过重复涂覆额外的弹性体基底和致孔剂来增加多孔材料层的厚度。实施例5-8示例说明了该类型附着的方法。
不论附着方法如何,多孔材料可以被应用至生物相容性可植入装置的整个表面,或者仅应用至生物相容性可植入装置的部分表面。作为非限制性实例,多孔材料仅应用至生物相容性可植入装置的前表面或者仅应用至生物相容性可植入装置的后表面。
因此,在一个实施方案中,通过将多孔材料粘结至生物相容性可植入装置表面来使多孔材料附着于生物相容性可植入装置表面。在该实施方案的各方面,通过将多孔材料胶粘、粘结或熔化至生物相容性可植入装置表面来使多孔材料附着于生物相容性可植入装置表面。
在另一个实施方案中,通过在生物相容性可植入装置表面上形成多孔材料来使多孔材料附着于生物相容性可植入装置表面。在该实施方案的各方面,通过铸涂、喷涂、浸涂、淋涂、刮涂、刷涂或蒸气沉积涂覆来使多孔材料附着于生物相容性可植入装置表面。
在该实施方案的另一方面,在生物相容性可植入装置表面上形成多孔材料包括用弹性体基底涂覆固化弹性体基底层,并且然后用致孔剂涂覆未固化的弹性体基底以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物。在该实施方案的其他方面,在处理混合物之前,用未固化弹性体基底涂覆固化的弹性体基底层,并且然后用致孔剂涂覆未固化的弹性体基底以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物,可以重复例如至少一次、至少两次、至少三次、至少四次、至少五次、至少六次、至少七次、至少八次、至少九次或至少十次。
在另一个实施方案中,将多孔材料应用至整个生物相容性可植入装置表面。在另一个实施方案中,将多孔材料应用至生物相容性可植入装置的一部分表面。在该实施方案的各方面,将多孔材料应用至生物相容性可植入装置的前表面或生物相容性可植入装置的后表面。在其他方面,将多孔材料仅应用至例如,生物相容性可植入装置的整个表面、生物相容性可植入装置的前表面或生物相容性可植入装置的后表面的约20%、约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%或约90%。而在其他方面,将多孔材料仅应用至例如,生物相容性可植入装置的整个表面、生物相容性可植入装置的前表面或生物相容性可植入装置的后表面的至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%或至少90%。在其他方面,将多孔材料仅应用至例如,生物相容性可植入装置的整个表面、生物相容性可植入装置的前表面或生物相容性可植入装置的后表面的至多20%、至多30%、至多40%、至多50%、至多60%、至多70%、至多80%或至多90%。在其他方面,将多孔材料仅应用至例如,生物相容性可植入装置的整个表面、生物相容性可植入装置的前表面或生物相容性可植入装置的后表面的约20%至约100%、约30%至约100%、约40%至约100%、约50%至约100%、约60%至约100%、约70%至约100%、约80%至约100%或约90%至约100%。
应用至生物相容性可植入装置的多孔材料层可以具有任何厚度,但条件是材料厚度使组织以足以减少或防止可导致囊挛缩或疤痕的纤维囊的形成的方式在弹性体基质的互连孔隙阵列内生长。
因此,在一个实施方案中,应用至生物相容性可植入装置的多孔材料层具有使组织以足以减少或防止可导致囊挛缩或疤痕的纤维囊的形成的方式在弹性体基质的互连孔隙阵列内生长的厚度。在该实施方案的各方面,应用至生物相容性可植入装置的一层多孔材料包括如下厚度:例如,约100μm、约200μm、约300μm、约400μm、约500μm、约600μm、约700μm、约800μm、约900μm、约1mm、约2mm、约3mm、约4mm、约5mm、约6mm、约7mm、约8mm、约9mm或约10mm。在该实施方案的其他方面,应用至生物相容性可植入装置的一层多孔材料包括如下厚度:例如,至少100μm、至少200μm、至少300μm、至少400μm、至少500μm、至少600μm、至少700μm、至少800μm、至少900μm、至少1mm、至少2mm、至少3mm、至少4mm、至少5mm、至少6mm、至少7mm、至少8mm、至少9mm或至少10mm。而在该实施方案的其他方面,应用至生物相容性可植入装置的一层多孔材料包括如下厚度:例如,至多100μm、至多200μm、至多300μm、至多400μm、至多500μm、至多600μm、至多700μm、至多800μm、至多900μm、至多1mm、至多2mm、至多3mm、至多4mm、至多5mm、至多6mm、至多7mm、至多8mm、至多9mm或至多10mm。在该实施方案的其他方面,应用至生物相容性可植入装置的一层多孔材料包括如下厚度:例如,约100μm至约500μm、约100μm至约1mm、约100μm至约5mm、约500μm至约1mm、约500μm至约2mm、约500μm至约3mm、约500μm至约4mm、约500μm至约5mm、约1mm至约2mm、约1mm至约3mm、约1mm至约4mm、约1mm至约5mm或约1.5mm至约3.5mm。
本说明书还公开了植入假体的方法,所述方法包括将假体植入患者的步骤,所述假体由本文公开的多孔材料覆盖;其中在植入后的任何时间,如果形成囊,则囊具有75μm或更小的厚度,具有包括50%或更多的不与假体表面平行的纤维的纤维扰乱,具有进入100μm或更大的假体的生物材料的组织生长,具有小于40%胶原含量,以至少8N的峰力附着于组织,和/或具有20mmHg/mL或更小的硬度。
本说明书还公开了植入假体的方法,所述方法包括将假体植入患者的步骤,所述假体由本文公开的多孔材料覆盖;其中在植入后的任何时间,如果形成囊,则囊具有50μm或更小的厚度,具有包括60%或更多的与假体表面平行的纤维的纤维扰乱,具有进入125μm或更大的假体的生物材料的组织生长,具有小于30%胶原含量,以至少9N的峰力附着于组织,和/或具有15mmHg/mL或更小的硬度。
本说明书还公开了植入假体的方法,所述方法包括将假体植入患者的步骤,所述假体由本文公开的多孔材料覆盖;其中在植入后的任何时间,如果形成囊,则囊具有25μm或更小的厚度,具有包括70%或更多的不与假体表面平行的纤维的纤维扰乱,具有进入150μm或更大的假体的生物材料的组织生长,具有小于20%胶原含量,以至少10N的峰力附着于组织,和/或具有10mmHg/mL或更小的硬度。
本说明书还公开了植入假体的方法,所述方法包括将假体植入患者的步骤,所述假体由本文公开的多孔材料覆盖;其中在植入后的任何时间,如果形成囊,则囊具有约5μm至约75μm的厚度,具有包括约50%至约90%多的不与假体表面平行的纤维的纤维扰乱,具有进入约100μm至约300μm的假体的生物材料的组织生长,具有约5%至约40%胶原含量,以约8N至约11N的峰力附着于组织,和/或具有约5mmHg/mL至约20mmHg/mL的硬度。
实施例
以下实施例示例说明目前考虑的代表性实施方案,但不应该被解释为限制所公开的多孔材料、形成这种多孔材料的方法、包括这种多孔材料的生物相容性可植入装置以及制备这种生物相容性可植入装置的方法。
实施例1
制备多孔材料片体的方法
本实施例示例说明如何制备本说明书中公开的多孔材料片体。
为了用弹性体基底涂覆致孔剂,将适量PLGA(50/50)致孔剂(500μm直径)与适量的35%(w/w)硅的二甲苯(MED6400;NuSilTechnology LLC,Carpinteria,CA)溶液混合。通过43μm筛过滤混合物以去除过量硅氧烷,并倾入涂覆有非粘性表面的约20cm×20cm平方的模具。
为了处理弹性体涂覆的致孔剂混合物以使致孔剂融合形成致孔剂支架并固化不可降解的生物相容性弹性体,将PLGA/硅氧烷混合物放入烘箱并在75℃的温度下加热45min,并且然后在126℃温度下加热75分钟。固化之后,去除固化弹性体涂覆的致孔剂支架的壳体。
为了从固化的弹性体去除致孔剂支架,将固化的弹性体/致孔剂支架浸入二氯甲烷中。30分钟后,除去二氯甲烷并加入新鲜的二氯甲烷。30分钟后,除去二氯甲烷,并将所得的30cm×30cm×1.5mm的多孔材料片体在环境温度下空气干燥。这个过程得到本说明书中公开的多孔材料片体。
可以通过显微CT分析和/或扫描电子显微镜(SEM)表征多孔材料片体的样品。
实施例2
制备包括多孔材料的生物相容性可植入装置的方法
本实施例示例说明如何制备包括说明书中公开的多孔材料的生物相容性可植入装置。
如实施例1所述,获得包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料片体。
为了使多孔材料附着至生物相容性可植入装置,第一多孔材料片体用一薄层硅氧烷涂覆,并且然后放入模具底腔,粘性侧向上。然后将生物相容性可植入装置放在用粘合剂涂覆的材料表面的顶部。然后用一薄层硅氧烷涂覆第二多孔材料片体并施加到生物相容性可植入装置的未覆盖表面。然后将模具腔的顶部件固定就位,使两种材料层压在一起,产生均匀界面。通过将覆盖的装置放入烘箱并在126℃的温度下加热75分钟而使硅氧烷粘合剂固化。固化后,剪掉多余的材料,在生物相容性可植入装置周围产生均匀接缝。该过程得到本文公开的生物相容性可植入装置10(图2)。图2A是用多孔材料10覆盖的可植入装置的顶视图。图2B是用多孔材料10覆盖的可植入装置的侧视图,以显示可植入装置10的底部12和可植入装置10的顶部14。图2C和2D示例说明用多孔材料10覆盖的生物相容性可植入装置的横截面视图,以显示可植入装置16、包括内表面22和外表面24的多孔材料层20,其中内表面22与可植入装置表面18附着。由于生物相容性可植入装置的装置表面上多孔材料的存在,将减少或防止可导致囊挛缩或疤痕的纤维囊的形成。
或者,可以将多孔材料层压至生物相容性可植入装置上,同时装置依然在心轴上。在这个过程中,第一多孔材料片体用一薄层聚硅氧烷涂覆,并且然后以表面没有褶皱的方式覆盖心轴上的装置。如上所述固化硅氧烷粘合剂之后,将另外的硅氧烷涂层施加到生物相容性可植入装置的未覆盖的表面,并且使第二多孔材料向上延展以覆盖装置的背面。如上所述固化硅氧烷粘合剂之后,然后从心轴取下生物相容性可植入装置,并剪掉多余的多孔材料以在装置周围产生均匀接缝。这个过程得到包括如本说明书中公开的多孔材料的生物相容性可植入装置。参见例如图2。
实施例3
制备多孔材料壳体的方法
本实施例示例说明如何制备本说明书中公开的多孔材料壳体。
为了用不可降解的生物相容性弹性体涂覆致孔剂,将适量PLGA(50/50)致孔剂(500μm直径)与适量的35%(w/w)硅的二甲苯(MED6400;NuSil Technology LLC,Carpinteria,CA)溶液混合。通过43μm筛过滤混合物以去除过量硅氧烷。
将过滤的弹性体涂覆的致孔剂混合物倾入乳腺植入物壳体形状的模具,并且机械搅拌模具以紧密包装混合物。基于壳体模具的设计来控制壳体厚度。
为了处理弹性体涂覆的致孔剂混合物以使致孔剂融合形成致孔剂支架并固化不可降解的生物相容性弹性体,将PLGA/硅氧烷混合物放入烘箱并在75℃的温度下加热45min,并且然后在126℃温度下加热75分钟。固化之后,拆除壳体模具并去除固化的弹性体涂覆的致孔剂支架。
为了从固化的弹性体去除致孔剂支架,将固化的弹性体/致孔剂支架浸入二氯甲烷。30分钟后,去除二氯甲烷并加入新鲜的二氯甲烷。30分钟后,去除二氯甲烷,并将所得的30cm×30cm×1.5mm多孔材料片体在约18℃至约22℃的环境温度下空气干燥。该过程得到本文公开的多孔材料壳体10(图3)。图3A是材料壳体10的顶视图。图2B是材料壳体10的侧视图,以显示材料壳体10的底部12和材料壳体10的顶部14。图3C是材料壳体10的底视图,以显示生物相容性可植入装置可随后插入的孔16。图3D示例说明材料壳体10的横截面视图,以显示孔16、材料壳体10的内表面20和材料壳体10的外表面22。
可以通过显微CT分析和/或扫描电子显微镜(SEM)表征多孔材料片体的样品。
实施例4
制备包括多孔材料的生物相容性可植入装置的方法
本实施例示例说明如何制备包括本说明书中公开的多孔材料的生物相容性可植入装置。
如实施例3所述,获得包括限定互连孔隙阵列的弹性体基质的多孔材料壳体。
为了使多孔材料壳体附着至生物相容性可植入装置,用一薄层硅氧烷涂覆装置表面。然后将材料壳体以确保材料形式中无褶皱的方式放在粘合剂涂覆的装置上。通过将覆盖的装置放入烘箱并在126℃的温度下加热75分钟而使硅氧烷粘合剂固化。固化后,剪掉多余的材料,在生物相容性可植入装置周围产生均匀接缝。该过程得到包括本文公开的多孔材料10的生物相容性可植入装置(图4)。图4A是用多孔材料10覆盖的可植入装置的顶视图。图4B是用多孔材料10覆盖的可植入装置的侧视图,以显示可植入装置10的底部12和可植入装置10的顶部14。图4C是用多孔材料10覆盖的生物相容性可植入装置的底视图,以显示孔16和可植入装置18。4D示例说明了用多孔材料10覆盖的生物相容性可植入装置的横截面视图,以显示可植入装置18、包括内表面22和外表面24的多孔材料层20,其中的内表面22附着于可植入装置表面19。由于生物相容性可植入装置的装置表面上多孔材料的存在,将减少或预防可导致囊挛缩或疤痕的纤维囊的形成。
实施例5
制备包括多孔材料的植入物的方法
本实施例示例说明如何制备包括厚度约0.5mm至约1.5mm的本文公开的多孔材料的植入物。
为了处理装置表面以接收多孔材料,将35%(w/w)硅的二甲苯(MED4810;NuSil Technology LLC,Carpinteria,CA)溶液的基底层涂覆在心轴(LR-10)上,放入烘箱,并在126℃温度下固化75分钟。
为了用包括不可降解的生物相容性弹性体和致孔剂的混合物涂覆基底层,将固化基底层首先浸入35%(w/w)硅的二甲苯(MED4810;NuSil Technology LLC,Carpinteria,CA)溶液,并且然后空气干燥约3分钟以使二甲苯蒸发。在二甲苯蒸发之后,将具有未固化硅氧烷的心轴浸入PLGA致孔剂,直至最大量的致孔剂被吸收进入未固化硅氧烷。将具有未固化硅/PGLA涂层的心轴空气干燥约60分钟以使二甲苯蒸发。
为了处理弹性体涂覆的致孔剂混合物以使致孔剂融合形成致孔剂支架并固化该不可降解的生物相容性弹性体,将用未固化硅氧烷/PGLA混合物涂覆的心轴放入烘箱并在75℃的温度下固化30min,并且然后在约126℃下固化75分钟。
为了去除致孔剂支架,将固化的硅氧烷/PGLA混合物浸入二氯甲烷中。30分钟之后,去除二氯甲烷并加入新鲜的二氯甲烷。30分钟之后,再次去除二氯甲烷并加入新鲜的二氯甲烷。30分钟之后,去除二氯甲烷并将所得的包括约0.5mm至约1.5mm的多孔材料的植入物在约18℃至约22℃的环境温度下空气干燥。该过程得到包括本说明书中公开的多孔材料的生物相容性可植入装置。参见例如图2和图4。
通过SEM表征来自植入物的样品。该分析揭示多孔材料厚度为约1.4mm至约1.6mm。
为了增加覆盖基底层的多孔材料的厚度,进行多次浸渍以产生用多层未固化硅氧烷/致孔剂混合物涂覆的心轴。重复浸渍,直至达到期望的厚度。以下实施例4-6描述了该多次浸渍技术的具体实施例。
实施例6
制备包括多孔材料的植入物的方法
本实施例示例说明如何制备包括厚度约1mm至约2.5mm的本文公开的多孔材料的植入物。
如实施例3所述制备包括弹性体的基底层的心轴。
为了用包括不可降解的生物相容性弹性体和致孔剂的混合物涂覆基底层,将固化基底层首先浸入35%(w/w)硅的二甲苯(MED4810;NuSil Technology LLC,Carpinteria,CA)溶液,并且然后空气干燥约3分钟以使二甲苯蒸发。在二甲苯蒸发之后,将具有未固化硅氧烷的心轴浸入PLGA致孔剂中,直至最大量的致孔剂被吸收进入未固化硅氧烷。将具有未固化硅/PGLA涂层的心轴空气干燥约60分钟以使二甲苯蒸发。在二甲苯蒸发之后,将用未固化硅氧烷/PGLA致孔剂混合物涂覆的心轴首先浸入35%(w/w)硅的二甲苯溶液,空气干燥以使二甲苯蒸发(约3分钟),并且然后浸入PGLA致孔剂,直至最大量的致孔剂被吸收进入未固化硅氧烷。将具有第二层未固化硅/PGLA致孔剂混合物的心轴空气干燥约60分钟以使二甲苯蒸发。
如实施例3所述,处理包括两层未固化硅氧烷/PGLA致孔剂混合物的心轴。
为了去除致孔剂支架,将固化的硅氧烷/PLGA混合物浸入二氯甲烷。30分钟之后,去除二氯甲烷并加入新鲜的二氯甲烷。30分钟之后,再次去除二氯甲烷并加入新鲜的二氯甲烷。30分钟之后,去除二氯甲烷并将所得的包括约1mm至约2.5mm的多孔材料的植入物在约18℃至约22℃的环境温度下空气干燥。该过程得到包括本说明书中公开的多孔材料的生物相容性可植入装置。参见例如图2和图4。
通过SEM和显微CT分析表征来自植入物的样品。该分析揭示多孔材料厚度为约2mm至约2.5mm,孔隙率为约88%。
还使用PCL致孔剂替代PLGA致孔剂产生了类似特征的多孔材料。
实施例7
制备包括多孔材料的植入物的方法
本实施例示例说明如何制备包括厚度约2.5mm至约4.5mm的本文公开的多孔材料的植入物。
如实施例3所述制备包括弹性体的基底层的心轴。
为了用包括不可降解的生物相容性弹性体和致孔剂的混合物涂覆基底层,将固化基底层首先浸入35%(w/w)硅的二甲苯(MED4810;NuSil Technology LLC,Carpinteria,CA)溶液,并且然后空气干燥约3分钟以使二甲苯蒸发。在二甲苯蒸发之后,将具有未固化硅氧烷的心轴浸入PLGA致孔剂中,直至最大量的致孔剂被吸收进入未固化硅氧烷。将具有未固化硅/PGLA涂层的心轴空气干燥约60分钟以使二甲苯蒸发。在二甲苯蒸发之后,将用未固化硅氧烷/PGLA致孔剂混合物涂覆的心轴首先浸入35%(w/w)硅的二甲苯溶液,空气干燥以使二甲苯蒸发(约3分钟),并且然后浸入PGLA致孔剂,直至最大量的致孔剂被吸收进入未固化硅氧烷。将具有第二层未固化硅/PGLA的心轴空气干燥约60分钟以使二甲苯蒸发。在二甲苯蒸发之后,将用两层未固化硅氧烷/PGLA混合物涂覆的心轴首先浸入32%(w/w)硅的二甲苯溶液,空气干燥以使二甲苯蒸发(约3分钟),并且然后浸入PGLA致孔剂,直至最大量的致孔剂被吸收进入未固化硅氧烷。将具有第三层未固化硅/PGLA致孔剂混合物的心轴空气干燥约60分钟以使二甲苯蒸发。
如实施例3所述,处理包括两层未固化硅氧烷/PGLA致孔剂的心轴。
为了去除致孔剂支架,将固化的硅氧烷/PLGA混合物浸入二氯甲烷。30分钟之后,去除二氯甲烷并加入新鲜的二氯甲烷。30分钟之后,再次去除二氯甲烷并加入新鲜的二氯甲烷。30分钟之后,去除二氯甲烷并将得到的包括约2.5mm至约4.5mm的多孔材料的植入物在约18℃至约22℃的环境温度下空气干燥。该过程得到包括本说明书中公开的多孔材料的生物相容性可植入装置。参见例如图2和图4。
通过SEM和显微CT分析表征来自植入物的样品。该分析揭示多孔材料厚度为约3.5mm至约4.5mm。
实施例8
制备包括多孔材料的植入物的方法
本实施例示例说明如何制备包括厚度约3.5mm至约5.5mm的本文公开的多孔材料的植入物。
如实施例3所述制备包括弹性体的基底层的心轴。
为了用包括不可降解的生物相容性弹性体和致孔剂的混合物涂覆基底层,将固化基底层首先浸入35%(w/w)硅的二甲苯(MED4810;NuSil Technology LLC,Carpinteria,CA)溶液,并且然后空气干燥约3分钟以使二甲苯蒸发。在二甲苯蒸发之后,将具有未固化硅氧烷的心轴浸入PLGA致孔剂中,直至最大量的致孔剂被吸收进入未固化硅氧烷。将具有未固化硅/PLGA涂层的心轴空气干燥约60分钟以使二甲苯蒸发。在二甲苯蒸发之后,将用未固化硅氧烷/PLGA致孔剂混合物涂覆的心轴首先浸入35%(w/w)硅的二甲苯溶液,空气干燥以使二甲苯蒸发(约3分钟),并且然后浸入PLGA致孔剂,直至最大量的致孔剂被吸收进入未固化硅氧烷。将具有第二层未固化硅/PLGA的心轴空气干燥约60分钟以使二甲苯蒸发。在二甲苯蒸发之后,将用两层未固化硅氧烷/PLGA致孔剂混合物涂覆的心轴首先浸入32%(w/w)硅的二甲苯溶液,空气干燥以使二甲苯蒸发(约3分钟),并且然后浸入PLGA致孔剂,直至最大量的致孔剂被吸收进入未固化硅氧烷。将具有第三层未固化硅/PLGA致孔剂混合物的心轴空气干燥约60分钟以使二甲苯蒸发。在二甲苯蒸发之后,将用三层未固化硅氧烷/PLGA致孔剂混合物涂覆的心轴首先浸入28%(w/w)硅的二甲苯溶液,空气干燥以使二甲苯蒸发(约3分钟),并且然后浸入PLGA致孔剂,直至最大量的致孔剂被吸收进入未固化硅氧烷。将具有第四层未固化硅/PLGA致孔剂混合物的心轴空气干燥约60分钟以使二甲苯蒸发。
如实施例3所述,处理包括两层未固化硅氧烷/PLGA致孔剂的心轴。
为了去除致孔剂支架,将固化的硅氧烷/PLGA混合物浸入二氯甲烷。30分钟之后,去除二氯甲烷并加入新鲜的二氯甲烷。30分钟之后,再次去除二氯甲烷并加入新鲜的二氯甲烷。30分钟之后,去除二氯甲烷并将得到的包括约3.5mm至约5.5mm的多孔材料的植入物在约18℃至约22℃的环境温度下空气干燥。该过程得到包括本说明书中公开的多孔材料的生物相容性可植入装置。参见例如图2和图4。
通过显微CT分析表征来自植入物的样品。该分析揭示多孔材料厚度为约4.5mm至约5.5mm。
实施例9
囊厚度和扰乱
为了测量形成的囊的厚度和扰乱,使用标准程序将各种多孔生物材料盘(直径1cm)皮下植入Sprague-Dawley大鼠。测试的生物材料获自商购的植入物或通过实验如下产生:光滑1,具有光滑表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400681
Allergan,Inc.,Irvine,CA);光滑2,具有光滑表面的生物材料(Mentor,Inc.,Santa Barbara,CA);纹理1,具有通过失盐方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(Allergan,Inc.,Irvine,CA);纹理2,具有通过印迹方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400684
Mentor,Inc.,Santa Barbara,CA);纹理3,具有通过印迹方法或气体泡沫方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(Sientra,Inc.,Santa Barbara,CA);纹理4,具有通过印迹方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(Perouse Plastie,Mentor,Inc.,Santa Barbara,CA);纹理5,具有开孔聚氨酯表面的生物材料;纹理6,具有根据本文公开的方法产生的开孔纹理表面的生物材料。在6周时收集样品,在福尔马林中固定,并加工产生石蜡块。使用切片机以2μm的厚度对石蜡块进行切片,并用苏木精和伊红(H&E)染色。
通过测量在多孔生物材料上形成的囊的厚度和扰乱来表征囊。通过获取H&E染色的生物材料的2个代表性20x图像并测量图像中3点处的囊厚度,测量了囊厚度。通过获取H&E染色的生物材料的3个代表性20x图像,并且然后绘制沿植入物表面切向的参考向量以及绘制沿囊内胶原纤维的向量,评估了囊扰乱。然后测量每个向量相对于参考向量的角度,并且计算角度的标准偏差,其中较大的标准偏差反映较高程度的扰乱。在Nikon Elements Advanced Research软件上进行所有图像分析计算。
在不知情的情况下获取所有厚度和扰乱测量,并且将每个测量根据从纹理1生物材料获得的数据标准化。对于收集的厚度数据,运行单因素ANOVA来确定显著影响(p<0.05)。如果通过ANOVA分析没有任何统计学显著影响,为多个比较运行Tukey事后检验,α=0.05。对于收集的扰乱数据,使用Levene等方差检验来确定实验组之间是否存在统计学显著的扰乱差异(p<0.05)。个体组之间,非显著性标准是针对组数目而调整的置信区间(95%)重叠。
针对各个研究内的纹理1生物材料标准化的囊厚度和扰乱示于图5。光滑纹理1和2生物材料和纹理1-4生物材料(具有闭孔纹理)表现出显著的囊形成,并且形成的囊具有约100μm至约140μm的相等厚度(图5A)。纹理5-6生物材料表现出最小的囊形成,形成的囊具有小于10μm的厚度(图5A)。关于囊组织,发现纹理1生物材料导致比光滑1和2以及纹理2-4生物材料更扰乱的囊(图5B)。纹理5和6生物材料说明了互连的且比光滑1和2和纹理1-4生物材料显著更扰乱(≥50%的纤维不与植入物表面平行)的广泛向内生长物(约200μm)(图5B)。这些发现显示光滑1和2生物材料(光滑表面)和纹理1-4生物材料(闭孔纹理表面)得到具有主要组织胶原的囊。相反,纹理5-6生物材料(开孔纹理表面)诱导了可以消除囊并扰乱材料-组织界面处组织的显著向内生长物。
实施例10
囊胶原
为了测量形成的囊的胶原含量,使用标准程序将各种多孔生物材料盘(直径1cm)皮下植入Sprague-Dawley大鼠。测试的生物材料获自商购的植入物或通过实验如下产生:光滑1,具有光滑表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400691
Allergan,Inc.,Irvine,CA);光滑2,具有光滑表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400692
Mentor,Inc.,Santa Barbara,CA);纹理1,具有通过失盐方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400693
Allergan,Inc.,Irvine,CA);纹理2,具有通过印迹方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400694
Mentor,Inc.,Santa Barbara,CA);纹理3,具有通过印迹方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(Perouse Plastie,Mentor,Inc.,Santa Barbara,CA);纹理4,具有通过印迹或气体泡沫方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400701
Sientra,Inc.,SantaBarbara,CA);纹理5,具有反泡沫聚氨酯-聚乙二醇表面的生物材料;纹理6,具有反泡沫聚氨酯-聚乙二醇表面的生物材料;纹理7,具有开孔聚氨酯表面的生物材料;纹理8,具有无纺毛毡表面的生物材料。在6周时收集样品,在福尔马林中固定,并加工产生石蜡块。使用切片机以2μm的厚度对石蜡块进行切片,并用苯胺蓝染色。
通过测量在植入的多孔生物材料上形成的囊的染色暗度来表征囊。从5个代表性20x图像测量囊的暗度,囊的总体平均强度反映染色深度。为了说明参数(例如切片厚度和准确的染色时间)差异,将所有测量值标准化为相同切片的真皮内测量的强度,由于在该区域观察到一致的染色而被用作标准。运行单因素ANOVA来确定显著影响(p<0.05),如果通过ANOVA分析有任何统计学显著影响,为多个比较运行Tukey事后检验,α=0.05。
图6显示在光滑和纹理多孔生物材料上形成的囊和向内生长物的平均胶原密度。发现在光滑1和2生物材料以及纹理1-4生物材料(闭孔纹理表面)上形成的囊与纹理5和6生物材料(反泡沫纹理表面)、纹理7生物材料(开孔纹理表面)和纹理8生物材料(无纺毛毡纹理表面)相比在胶原密度方面显示统计学显著的增加。因此,显示囊形成的预防与进入开放互连纹理的显著向内生长有关,其中向内生长物具有低胶原密度。
实施例11
组织附着
为了评估纹理对组织与多孔生物材料粘附的作用,使用标准程序在Sprague-Dawley大鼠中皮下植入各种生物材料条带。测试的生物材料获自商购的植入物或通过实验如下产生:光滑1,n=38,具有光滑表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400702
Allergan,Inc.,Irvine,CA);纹理1,n=64,具有通过失盐方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400703
Allergan,Inc.,Irvine,CA);纹理2,n=6,具有通过印迹方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400711
Mentor,Inc.,Santa Barbara,CA);纹理3,n=6,具有反泡沫聚氨酯-聚乙二醇表面的生物材料;纹理4,n=45,具有反泡沫聚氨酯-聚乙二醇表面的生物材料;纹理5,n=45,具有开孔聚氨酯表面的生物材料;纹理6,n=6,具有开孔聚氨酯表面的生物材料;纹理7,n=6,具有根据本文公开的方法产生的0.8mm的开孔纹理表面的生物材料;纹理8,n=6,具有根据本文公开的方法产生的1.5mm的开孔纹理表面的生物材料。在4周时收集样品,并以2mm/秒的拔出速度从机械测试仪上的测试条拔出组织。粘附强度被测量为从周围组织分离植入物所需的峰力。运行单因素ANOVA以确定显著影响(p<0.05)。如果通过ANOVA分析存在任何统计学显著影响,为多个比较运行Tukey事后检验,α=0.05。
光滑1生物材料显示小附着,因为没有高于微米级的显著突起并且在周围组织上具有最小拉力(图7)。纹理1和2生物材料(闭孔纹理表面)表现出有限量的组织相互作用,并且显示出比光滑1更大的附着(图7)。纹理3和4生物材料(反泡沫纹理表面)和纹理5-8生物材料(开孔纹理表面)显示出最高程度的组织附着(图7)。因此,因为高度多孔和互连纹理,纹理5-8生物材料促进显著的组织侵润/向内生长。
实施例12
囊硬度
为了评估多孔生物材料上形成的囊/向内生长物的硬度,使用标准程序将7mL包括各种纹理的硅氧烷生物材料的迷你扩展器皮下植入Sprague-Dawley大鼠。测试的生物材料获自商购的植入物或通过实验如下产生:光滑1,具有光滑表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400712
Allergan,Inc.,Irvine,CA);纹理1,具有通过失盐方法产生的闭孔纹理表面的生物材料(
Figure BDA00002724002400713
Allergan,Inc.,Irvine,CA);纹理2,具有根据本文公开的方法产生的0.8mm开孔纹理表面的生物材料;纹理3,具有根据本文公开的方法产生的1.5mm开孔纹理表面的生物材料。在0时(植入后立即)和在第6周,将生理盐水增量添加至每个扩展器,并且使用数字压力表测量在每步产生的对扩展器施加的压力以及由扩展器产生的压力。通过对压力-体积曲线的线性区域拟合趋势线并测量线斜率来计算硬度。通过斜率增加来反映囊/向内生长物的硬度增加。为了说明扩展器之间的变化性,将每个硬度测量值标准化为扩展器本身的硬度。运行单因素ANOVA以确定显著影响(p<0.05)。如果通过ANOVA分析存在任何统计学显著的影响,为多个比较运行Tukey事后检验,α=0.05。
在6周之后,在光滑1生物材料扩展器上形成的囊显示最大硬度(图8)。纹理1生物材料扩展器(闭孔纹理表面)显示出比光滑1生物材料扩展器更低的硬度,但是比纹理2和3生物材料扩展器(开孔纹理表面)更大的硬度(图8)。该数据说明,闭孔生物材料得到比从支持向内生长和防止囊形成的开孔生物材料得到的那些更硬的囊。
实施例13
出血和囊反应
为了鉴定本文公开的多孔生物材料的关键形态和物理特征,使用标准程序将各种生物材料盘(直径1cm)皮下植入Sprague-Dawley大鼠,并测定这种植入在囊形成和出血方面的反应。对每种生物材料测试的形态和物理特征在表1和2中给出。
Figure BDA00002724002400721
Figure BDA00002724002400732
Figure BDA00002724002400741
收集了植入的多孔生物材料,在福尔马林中固定,并加工产生石蜡块。使用切片机以2μm的厚度对石蜡块进行切片,并用苏木精和伊红(H&E)染色。根据被评价的形态特征,通过获取切片生物材料的至少3个代表性1x、4x、20x或50x图像,数字捕获图像,并在每个捕获图像中的3个或更多点测量特征,测量了囊反应。在NikonElements Advanced Research软件上进行所有图像分析计算。使用常规方法测量出血反应和物理特征。参见例如,Winnie,SoftnessMeasurements for Open-Cell Foam Materials and Human Soft Tissue,Measurement Science and Technology(2006)。
表3给出了从该分析获得的结果概述。结果指示,具有宽范围孔隙率的多孔生物材料是良好耐受的,因为只有非常窄范围的孔隙率(74-86%)在一些测试的生物材料中观察到出血。就囊形成而言,增加的孔隙率导致减少的囊形成。孔隙之间的互连直径还影响出血反应,因为增加的直径导致减少的出血反应(表3)。更突出的是,增加每孔的互连数目减少了动物中观察到的响应于植入生物材料的出血反应和囊形成(表3)。最后,需要如通过压缩力测量的生物材料硬度的精细平衡以提供最佳体内反应。这是因为增加的生物材料硬度导致减少的出血,而需要减少的硬度以减少囊形成(表3)。
Figure BDA00002724002400751
分析从这些试验获得的所有数据揭示了从本文公开的致孔剂方法产生的多孔材料的最佳形态和物理特性如下:具有约80%至约88%的孔隙率,具有约110μm至约140μm的互连大小,具有约7至约11互连/孔,在5%应变下具有约0.50kPa至约0.70kPa压缩力,在10%应变下具有约1.0kPa至约2.0kPa压缩力,并且在20%应变下具有约3.5kPa至约5.5kPa压缩力。在该实施方案的一个方面,从本文公开的致孔剂方法产生的多孔材料的最佳形态和物理特征如下:具有约83%至约85%的孔隙率,具有约120μm至约130μm的互连大小,具有约8至约10互连/孔,在5%应变下具有约0.55kPa至约0.65kPa压缩力,在10%应变下具有约1.3kPa至约1.7kPa压缩力,并且在20%应变下具有约4.0kPa至约5.0kPa压缩力。
最后,要理解,虽然已经参考具体实施方案强调了本说明书的各方面,但本领域技术人员将容易理解,这些公开的实施方案仅是说明本文公开的主题的原理。因此,应当理解,所公开的主题绝不限于本文描述的特定方法、方案和/或试剂等。因此,可以根据本文教导而对所公开的主题进行各种调整或改变或替代配置,而不背离本说明书的精神。最后,本文使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的,而不是要限制本发明的范围,本发明的范围仅由权利要求限定。因此,本发明不限于精确地如所示和描述的那些。
本文描述了本发明的某些实施方案,包括用于实施本发明的本发明人已知的最佳方式。当然,这些描述的实施方案的变化形式对于阅读了前述说明书的本领域普通技术人员而言将变得明显。本发明人预期技术人员会酌情采用此类变化形式,并且本发明人预期以不同于本文具体描述的其他方式实施本发明。因此,本发明包括如适用法律所允许的、所附权利要求中引用的主题的所有修改形式和等同替代。而且,除非本文另外指明或者与上下文明显矛盾,本发明涵盖了上述实施方案以其所有可能的变化形式的任意组合。
本发明的替代实施方案、要素或步骤的群组不应被解释为限制。每组成员可以单独引用和要求保护,或者以与本文公开其他组成员的任意组合来引用和要求保护。为了方便和/或可专利性的原因,预期一组的一个或多个成员可以被包括入组或从组删除。当任何这种包括或删除出现时,说明书被视为包含如修改的组,因此满足所附权利要求中使用的所有马库什组的书面描述。
除非另有指明,本说明书和权利要求中使用的表示特征、项目、质量、参数、性质、期限等的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。如本文所用,术语“约”表示如此限定的特征、项目、质量、参数、性质或期限包括高于和低于所陈述的特征、项目、质量、参数、性质或期限的值的加或减10%的范围。因此,除非指明相反,说明书和所附权利要求中提出的数值参数是可以变化的近似值。最起码且不同于试图限制权利要求范围等同替代原则的应用,每个数字指标应该至少根据所报道的有效数字数目并通过应用常规舍入技术来解释。尽管提出本发明宽范围的数字范围和值是近似值,但是具体实施例中提出的数字范围和值是尽可能准确报道的。然而,任何数字范围或值本身含有其各自测试测量中存在的标准差所必然导致的一定误差。本文对值的数值范围的列举仅仅意图用作单独提及落入该范围内的每个单独数值的简写方法。除非本文另外指明,否则数字范围的每个单独值被并入本说明书,如同它在本文被单独列举。
除非本文另外指明或者与上下文明显矛盾,否则在描述本发明的上下文中(特别是在以下权利要求的上下文中)使用的术语“一个”、“一种”、“所述”和类似指示词应被解释为涵盖单数和复数两者。除非本文另外指明或者与上下文明显矛盾,否则本文描述的所有方法可以任何适当顺序进行。本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如,“例如”)的使用仅仅意图更好地示例说明本发明,并不对以其他方式要求保护的本发明范围产生限制。本说明书中没有语言应该被解释为指明对实施本发明而言必要的任何未要求保护的要素。
可以在权利要求中使用“由…组成”或“基本由…组成”的语言来进一步限定本文公开的具体实施方案。当在权利要求中使用时,无论是原始提交还是根据修改增加的,过渡术语“由…组成”排除了权利要求中未指定的任何要素、步骤或成分。过渡术语“基本由…组成”将权利要求的范围限制于指定的材料或步骤以及不实质影响基本特征和新特征的那些。如此要求保护的本发明的实施方案在本文内在地或明确地描述并能够实现。
本说明书中引用并确定的所有专利、专利公布和其他出版物在本文单独且明显地通过引用整体并入,目的是描述和公开例如这些出版物中描述的、可能与本发明结合使用的组合物和方法。这些出版物的提供仅仅因为其公开早于本申请的提交日。就这点而言,没有什么应该被解释为承认本发明人没有权利借助先前发明或因为任何其他理由而先于这种公开。有关这些文件日期的所有声明或有关这些文件内容的展示是基于本申请人可获得的信息,并且不构成关于这些文件的日期或内容的正确性的任何承认。

Claims (15)

1.一种多孔材料,其包括限定互连孔隙阵列的不可降解的生物相容性弹性体基质,其中所述材料具有至少40%的孔隙率,并且其中所述材料表现出至少80%的弹性伸长。
2.根据权利要求1所述的多孔材料,其中所述弹性体基质包括基于硅氧烷的弹性体。
3.根据权利要求1所述的多孔材料,其中所述材料表现出至少90%的可逆弹性伸长。
4.根据权利要求1所述的多孔材料,其中所述材料表现出至少1MPa的极限强度。
5.根据权利要求1所述的多孔材料,其中所述材料表现出至多50MPa的挠曲强度。
6.根据权利要求1所述的多孔材料,其中所述材料表现出至多30kPa的压缩性。
7.一种包括一层多孔材料的生物相容性可植入装置,其中所述材料具有至少40%的孔隙率,其中所述材料表现出至少80%的弹性伸长,并且其中所述一层多孔材料具有至少300μm的厚度。
8.根据权利要求7所述的生物相容性可植入装置,其中所述装置是乳房植入物。
9.一种制备生物相容性可植入装置的方法,包括以下步骤:
a)处理生物相容性可植入装置表面以接收多孔材料;和
b)使多孔材料附着于所述生物相容性可植入装置的经处理的表面,
其中所述材料具有至少40%的孔隙率,其中所述材料表现出至少80%的弹性伸长,并且其中所述一层多孔材料具有至少300μm的厚度。
10.一种制备根据权利要求9所述的生物相容性可植入装置的方法,其中所述装置是乳房植入物。
11.一种形成多孔材料的方法,所述方法包括以下步骤:
a)用弹性体基底涂覆致孔剂以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物;
b)处理所述弹性体涂覆的致孔剂混合物以形成包括融合致孔剂的致孔剂支架并固化所述弹性体,其中所述致孔剂支架包括三维结构,其中基本上所有的所述融合致孔剂各自与至少4个其他融合致孔剂连接,并且其中每个融合致孔剂之间的基本上所有的所述连接的直径是所述平均致孔剂直径的约15%至约80%;和
c)去除所述致孔剂支架,其中致孔剂支架去除得到多孔材料,所述多孔材料包括限定互连孔隙阵列的不可降解的生物相容性弹性体基质,其中所述材料具有至少40%的孔隙率,并且其中所述材料表现出至少80%的弹性伸长。
12.一种制备生物相容性可植入装置的方法,所述方法包括以下步骤:
a)处理装置的表面以接收多孔材料;
b)使多孔材料附着于所述装置的经处理的表面,其中所述材料具有至少40%的孔隙率,其中所述材料表现出至少80%的弹性伸长,并且其中所述一层多孔材料具有至少300μm的厚度。
13.一种制备生物相容性可植入装置的方法,所述方法包括以下步骤:
a)用弹性体基底涂覆心轴;
b)固化所述弹性体基底以形成基底层;
c)用弹性体基底涂覆所述固化的基底层;
d)用致孔剂涂覆所述弹性体基底以形成弹性体涂覆的致孔剂混合物;
e)处理所述弹性体涂覆的致孔剂混合物以形成包括融合致孔剂的致孔剂支架并固化所述弹性体基底,其中所述致孔剂支架包括三维结构,其中基本上所有的所述融合致孔剂各自与至少4个其他融合致孔剂连接,并且其中每个融合致孔剂之间的基本上所有的所述连接的直径是所述平均致孔剂直径的约15%至约40%;和
f)去除所述致孔剂支架,其中致孔剂支架去除得到多孔材料,所述多孔材料包括限定互连孔隙阵列的不可降解的生物相容性弹性体基质,其中所述材料具有至少40%的孔隙率,其中所述材料表现出至少80%的弹性伸长,并且其中所述一层多孔材料具有至少300μm的厚度。
14.根据权利要求13所述的方法,其中步骤(c)和(d)被重复至少一次。
15.根据权利要求13所述的方法,其中步骤(c)和(d)被重复至少两次。
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