本申請基于2014年6月24日提交的名稱為“鎳鈦氧化物涂覆的制品”的美國臨時專利申請62/016,455,并要求其優(yōu)先權(quán)。該申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開內(nèi)容涉及包括至少一種基材和在至少一種基材上形成的至少一種多孔涂層的制品。本公開內(nèi)容具體地涉及醫(yī)療制品。本公開內(nèi)容還涉及包括鎳、鈦和氧的化合物的多孔涂層。本公開內(nèi)容進一步涉及包括管狀結(jié)構(gòu)的多孔涂層。
背景技術(shù):
心臟病對患者造成巨大負(fù)擔(dān)并且估計在美國僅2010年花費超過$3160億,其中大部分被花費在冠心病上。大量的接受經(jīng)皮穿刺冠狀動脈成形術(shù)的這些患者繼續(xù)遭受再發(fā)的局部缺血。在治療的六個月內(nèi),30%至60%的血管成形術(shù)患者遭受再狹窄。裸金屬支架(BMS)由于彈性回縮幫助預(yù)防早期突然關(guān)閉,并一般地改善患者恢復(fù)結(jié)果。然而,仍然報道支架內(nèi)再狹窄(ISR)率在大約20%至30%。
BMS移植后的ISR主要歸因于新生內(nèi)膜增生(neointimal hyperplasia),其為血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)響應(yīng)支架期間引起的損傷的結(jié)果。這些細(xì)胞通過遷移進入血管腔響應(yīng)移植,在血管腔,它們過量增殖并分泌大量的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)蛋白,由此使動脈再變窄。釋放減少VSMC的增殖和遷移的藥物的藥物洗脫支架(DES)的創(chuàng)新已經(jīng)成功地將ISR率降低至10%以下。然而,DES中的抗增殖藥物是非特異性的并且還影響內(nèi)皮細(xì)胞(EC),導(dǎo)致延遲的愈合和遲發(fā)性支架內(nèi)血栓(late stent thrombosis)的比率的增加。具體而言,已知諸如Paclitaxel和Rapamycin的藥物通過降低內(nèi)皮細(xì)胞的功能、增殖和遷移來增加血栓形成的風(fēng)險。
最近的研究已經(jīng)顯示了經(jīng)由陽極化過程產(chǎn)生的二氧化鈦基材上的直立納米管狀涂層具有以“促愈合(pro-healing)”的方式調(diào)節(jié)EC和VSMC的潛力。當(dāng)在這些納米管涂覆的基材上培養(yǎng)時,已經(jīng)顯示了VSMC在與炎癥相關(guān)的基因的增殖、能動性和表達(dá)中降低,同時已經(jīng)顯示了EC在前列腺素——對于VSMC是抗血栓形成和抗增殖劑——的增殖、能動性和分泌中增加。
背景技術(shù)的以上概述基于下面的出版物:Roger等人的“Heart Disease and Stroke Statistics.2012Update:A Report from the American Heart Association”Circulation 2012,125,e2–e220;Rajagopal“Coronary Restenosis:A Review of Mechanisms and Management”Am.J.Med.2003,115,547–553;Lüscher等人的“Drug-Eluting Stent and Coronary Thrombosis:Biological Mechanisms and Clinical Implications”Circulation 2007,115,1051–1058;Khan等人的“Drug Eluting Stents:Developments and Current Status”J.Control.Release 2012;Mani等人的“Coronary Stents:A Materials Perspective.Biomaterials”2007,28,1689–1710;Regan等人的“Molecular Mechanisms of Decreased Smooth Muscle Differentiation Marker Expression after Vascular Injury”J.Clin.Invest.2000,106,1139–1147;Joner等人的“Pathology of Drug-Eluting Stents in Humans:Delayed Healing and Late Thrombotic Risk”J.Am.Coll.Cardiol.2006,48,193–202;Finn等人的“Vascular Responses to Drug Eluting Stents:Importance of Delayed Healing.Arterioscler”Thromb.Vasc.Biol.2007,27,1500–1510;Daemen等人的“Early and Late Coronary Stent Thrombosis of Sirolimus-Eluting and Paclitaxel-Eluting Stents in Routine Clinical Practice:Data from a Large Two-Institutional Cohort Study”Lancet 2007,369,667–678;Wenaweser等人的“Incidence and Correlates of Drug-Eluting Stent Thrombosis in Routine Clinical Practice.4-Year Results from a Large 2-Institutional Cohort Study”J.Am.Coll.Cardiol.2008,52,1134–1140;McFadden等人的“Late Thrombosis in Drug-Eluting Coronary Stents after Discontinuation of Antiplatelet Therapy”Lancet 2004,364,1519–1521;Steffel“Rapamycin,but Not FK-506,Increases Endothelial Tissue Factor Expression:Implications for Drug-Eluting Stent Design”Circulation 2005,112,2002–2011;Steffel等人的“Biological Effects of Drug-Eluting Stents in the Coronary Circulation”Herz 2007,32,268–273;Peng等人的“The Effect of TiO2Nanotubes on Endothelial Function and Smooth Muscle Proliferation”Biomaterials 2009,30,1268–1272;Peng等人的“Whole Genome Expression Analysis Reveals Differential Effects of TiO2Nanotubes on Vascular Cells”Nano Lett.2010,10,143–148;Duerig等人的“An Overview of Nitinol Medical Applications”Mater.Sci.Eng.1999,275,149–160;和Jin等人的美國專利US 8,414,908的“Composition Comprising Nanostructures for Cell,Tissue,and Artificial Organ Growth,and Methods for Making and Using Same”公開。這些出版物的每個的全部內(nèi)容通過引入并入本文。
38納米(nm)外直徑的NiO-TiO2納米管的陣列的制備在Kim等人的出版物“Microstructure and Pseudocapacitive Properties of Electrodes Constructed of Oriented NiO-TiO2Nanotube Arrays”Nano Lett.2010,10,4099–4104中公開?;旌衔⒚?納米結(jié)構(gòu)的NiTi表面的合成和表征在Huan等人的出版物“Synthesis and Characterization of Hybrid Micro/Nano-structured NiTi Surfaces by a Combination of Etching and Anodizing”Nanotechnology,2014,25(5),055602(9頁)中公開。NiTi形狀記憶合金的耐腐蝕性和生物相容性在Pourmahdavi等人的出版物“Effects of Anodic Oxidation in Ethylene Glycol Based Electrolyte on the Corrosion Resistance and Biocompatibility of NiTi Shape Memory Alloys”Adv.Mat.Res.2014,829,431-435中公開。這些出版物的每個的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本公開內(nèi)容涉及包括至少一種基材和在至少一種基材上形成的至少一種多孔涂層的制品。本公開內(nèi)容具體地涉及醫(yī)療制品。本公開內(nèi)容還涉及包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物的多孔涂層。本公開內(nèi)容進一步涉及包括管狀結(jié)構(gòu)的多孔涂層。
制品可以包括至少一種涂層,涂層包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物。至少一種涂層可以包括鎳的氧化物和鈦的氧化物。至少一種涂層還可以包括NiO和TiO2的混合物。
制品還可以包括基材和涂層,基材包括至少一個表面,涂層包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物,其中涂層可以形成在基材的至少表面上,并且其中涂層可以是多孔涂層。
涂層可以是多孔涂層。多孔涂層的平均孔徑可以在1納米至1,000納米的范圍內(nèi)。多孔涂層的平均孔徑還可以在60納米至200納米的范圍內(nèi)。
多孔涂層還可以包括至少一種納米管。納米管狀涂層中的納米管的平均外直徑可以在1nm至1,000nm的范圍內(nèi)。納米管的平均外直徑還可以在5nm至200nm的范圍內(nèi)。納米管的平均外直徑可以在60nm至200nm的范圍內(nèi)。納米管的平均內(nèi)直徑可以為納米管的平均外直徑的至多95%。納米管的平均內(nèi)直徑還可以為納米管的平均外直徑的至多90%。納米管的平均內(nèi)直徑還可以為納米管的平均外直徑的至多80%。納米管的平均橫向間隔可以在1納米至1,000納米的范圍內(nèi)。納米管的平均橫向間隔可以在5納米至500納米的范圍內(nèi)。納米管的平均橫向間隔可以在10納米至200納米的范圍內(nèi)。納米管可以包括至少1納米管/微米2的納米管陣列。納米管還可以包括至少10納米管/微米2的納米管陣列。納米管還可以包括至少100納米管/微米2的納米管陣列。納米管還可以包括至少1,000納米管/微米2的納米管陣列。
至少一種納米管可以包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物。至少一種納米管還可以包括鎳的氧化物和鈦的氧化物。至少一種納米管還可以包括NiO和TiO2的混合物。
制品可以包括至少一種基材和至少一種涂層,其中基材具有至少一個表面,并且其中涂層可以在基材的至少一個表面上。
基材包括金屬。金屬可以包括不銹鋼、鈷和鉻的合金、鎳和鈦的合金、或其混合物。金屬還可以包括鎳和鈦的合金。金屬可以包括鎳鈦合金(Nitinol)。
制品可以包括至少一種基材和至少一種多孔涂層,其中基材可以具有至少一個表面,其中涂層可以在基材的至少一個表面上,其中至少一種基材可以包括至少一種金屬,并且其中至少一種涂層可以包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物。
制品可以包括至少一種基材和至少一種涂層,其中基材可以具有至少一個表面,其中涂層可以在基材的至少一個表面上,其中至少一種基材可以包括至少一種金屬,至少一種金屬包括鎳和鈦的合金,并且其中至少一種涂層可以包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物。
制品可以包括至少一種基材和至少一種涂層,其中基材可以具有至少一個表面,其中涂層可以在基材的至少一個表面上,其中至少一種基材可以包括至少一種金屬,至少一種金屬包括鎳和鈦的合金,并且其中至少一種涂層可以包括至少一種納米管,至少一種納米管包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物。
制品可以包括醫(yī)療設(shè)備。醫(yī)療設(shè)備可以是任意醫(yī)療設(shè)備。醫(yī)療設(shè)備的實例可以是幫助內(nèi)皮愈合和/或減少再狹窄的醫(yī)療設(shè)備。例如,醫(yī)療設(shè)備可以是移植物、導(dǎo)管、栓塞保護過濾器(栓塞捕獲設(shè)備(embolus capturing devices))和瓣膜。例如,制品或基材可以包括支架。
制備制品的方法可以包括:提供至少一種基材,其中至少一種基材包括至少一種金屬,至少一種金屬包括鎳和鈦的合金,其中至少一種金屬可以為至少一種基材的至少0.1重量百分比,并且其中至少一種基材具有至少一個表面;形成包括至少一種基材的至少一個陽極;提供至少一個陰極;將至少一個陽極的至少一部分和至少一個陰極的至少一部分浸沒在電解質(zhì)溶液中;在至少一個陽極和至少一個陰極之間施加電能持續(xù)足以在至少一種基材的至少一個表面上形成涂層的周期,其中涂層包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物,并由此制備制品。
方法可以包括將基材表面處和/或靠近基材表面的氧水平降低至能量色散X射線光譜儀的檢出限以下,其中在提供至少一種基材的步驟之前進行降低氧化物層的量。
方法可以包括測試由此形成的制品以離體測定遷移至制品的表面、在制品的表面上擴展或增殖的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目和/或形態(tài),和由此獲得制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果。
方法可以包括在提供至少一種基材的步驟之前測試基材,其中測試可以包括離體測定遷移至基材的表面、在基材的表面上擴展或增殖的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目和/或形態(tài),和由此獲得基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果。
方法可以包括將制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果與基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果進行比較,和決定是否在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以包括將制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果與基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目高于基材的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以包括將制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果與基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目比基材的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目高至少10%則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以包括將制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果與基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目比基材的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目高至少50%則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以包括將制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果與基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目比基材的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目高至少100%則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成制品。
方法可以包括測試由此形成的制品以離體測定遷移至制品的表面、在制品的表面上擴展或增殖的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目和/或形態(tài),和由此獲得制品的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果。
方法可以包括在提供至少一種基材的步驟之前測試基材,其中測試可以包括離體測定遷移至基材的表面、在基材的表面上擴展或增殖的原代人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目和/或形態(tài),和由此獲得基材的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果。
方法可以包括將制品的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果與基材的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果進行比較,和決定是否在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以包括將制品的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果與基材的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目低于基材的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以包括將制品的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果與基材的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目比基材的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目低至少10%則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以包括將制品的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果與基材的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目比基材的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目低至少50%則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
在至少一個陽極和至少一個陰極之間施加電能的步驟可以包括施加基本上恒定的電壓?;旧虾愣ǖ碾妷嚎梢栽?伏特至1,000伏特的范圍內(nèi)?;旧虾愣ǖ碾妷嚎梢栽?0伏特至100伏特的范圍內(nèi)。基本上恒定的電壓可以是大約85伏特。基本上恒定的電壓可以是大約70伏特。
在至少一個陽極和至少一個陰極之間施加電能的步驟可以包括施加基本上恒定的電流?;旧虾愣ǖ碾娏骺梢栽?毫微微安至100千安培的范圍內(nèi)。
周期可以在0.1分鐘至1,000分鐘的范圍內(nèi)。周期可以在1分鐘至100分鐘的范圍內(nèi)。周期可以是大約4分鐘。
電解質(zhì)溶液可以包括氟化銨、乙二醇和水的復(fù)合物。
方法可以包括保持電解質(zhì)溶液在基本上恒定的溫度?;旧虾愣ǖ臏囟瓤梢栽陔娊赓|(zhì)溶液的凝固點以上并且在電解質(zhì)溶液的沸點以下。基本上恒定的溫度可以在10℃至50℃的范圍內(nèi)。
上面公開的特征和/或?qū)嵤┓绞降娜我饨M合在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
通過瀏覽下面的說明性實施方式的詳細(xì)描述、附隨的附圖和權(quán)利要求,這些以及其他元件、步驟、特征、目的、益處和優(yōu)勢現(xiàn)在將變得清楚。
附圖說明
附圖公開了說明性實施方式。它們沒有陳述所有的實施方式??梢粤硗饣虼娴厥褂闷渌麑嵤┓绞?。清楚或非必須的細(xì)節(jié)可以被省略以節(jié)約空間或為了更有效的說明。相反,可以實踐一些實施方式而沒有公開的全部細(xì)節(jié)。當(dāng)相同的數(shù)字出現(xiàn)在不同的附圖中時,其旨在指相同或相似的元件或步驟。
專利或申請文件包含至少一個以彩色制成的附圖。具有彩色附圖(一幅或多幅)的本專利或?qū)@暾埞_的副本在請求和支付必要費用后由官方提供。
圖1:示意地顯示基材上納米管狀陣列的橫截面視圖的圖。
圖2:示例性基材的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像?;氖菑腁lfa Aesar購買的鎳鈦合金箔。圖像上的白色比例尺條為大約500納米(nm)。
圖3:在鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的SEM圖像。圖像上的白色比例尺條為(A)大約5微米(μm)和(B)大約500nm。鎳鈦合金箔從Alfa Aesar購買。
圖4:在鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的SEM圖像。圖像上的白色比例尺條為大約500nm。鎳鈦合金箔從Alfa Aesar購買。
圖5:在鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的SEM圖像。圖像下的比例尺條為大約1μm。鎳鈦合金箔從NDC購買。在大約30伏特(V)下進行電解大約15分鐘(min)。電解質(zhì)包括大約1.48克(g)的NH4F、大約490毫升(ml)的乙二醇、和大約8.35ml的水。
圖6:在鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的SEM圖像。圖像下的比例尺條為大約2μm。鎳鈦合金箔從NDC購買。在大約50V下進行電解大約10min。電解質(zhì)包括大約1.48g的NH4F、大約490ml的乙二醇、和大約8.35ml的水。
圖7:在鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的SEM圖像。圖像下的比例尺條為大約1μm。鎳鈦合金箔從NDC購買。在大約70V下進行電解大約5min。電解質(zhì)包括大約1.48g的NH4F、大約490ml的乙二醇、和大約8.35ml的水。
圖8:在鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的SEM圖像。圖像下的比例尺條為大約200nm。鎳鈦合金箔從NDC購買。在大約80V下進行電解大約4min。電解質(zhì)包括大約1.48g的NH4F、大約490ml的乙二醇、和大約8.35ml的水。
圖9:在鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的SEM圖像。圖像下的比例尺條為大約100nm。鎳鈦合金箔從Alfa Aesar購買。在大約50V下進行電解大約9min。電解質(zhì)包括大約1.50g的NH4F、大約490ml的乙二醇、和大約10ml的水。
圖10:在鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的SEM圖像。圖像下的比例尺條為大約100nm。鎳鈦合金箔從Alfa Aesar購買。在大約70V下進行電解大約5min。電解質(zhì)包括大約1.45g的NH4F、大約490ml的乙二醇、和大約10ml的水。
圖11:在鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的SEM圖像。圖像下的比例尺條為大約100nm。鎳鈦合金箔從Alfa Aesar購買。在大約80V下進行電解大約4min。電解質(zhì)包括大約1.45g的NH4F、大約490ml的乙二醇、和大約10ml的水。
圖12:在鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的SEM圖像。圖像下的比例尺條為大約100nm。鎳鈦合金箔從Alfa Aesar購買。在大約50V下進行電解大約12min。電解質(zhì)包括大約1.45g的NH4F、大約490ml的乙二醇、和大約10ml的水。
圖13:從Alfa Aesar購買的示例性鎳鈦合金箔的表面的能量色散X射線光譜(EDS)。在圖2中顯示了該箔的SEM圖像。
圖14:在從Alfa Aesar購買的裸鎳鈦合金箔上形成的示例性鎳-鈦-氧化物涂層的表面的EDS。在圖3中顯示了該涂層的SEM圖像。
圖15:從由Alfa Aesar購買的裸鎳鈦合金箔(即對照1、2和3)和圖3中所示包括納米管狀結(jié)構(gòu)的制品(即納米管1、2和3)的各三個樣品釋放的累積的鎳離子。
圖16:靜脈鎳污染的安全限和從由Alfa Aesar購買的裸鎳鈦合金箔(即對照1、2和3)和包括納米管狀結(jié)構(gòu)的制品(即納米管1、2和3)的各三個樣品釋放的累積的鎳離子。在圖15中詳細(xì)顯示了從制品和對照釋放的積累的鎳離子。
圖17:示意地描述用于測定在裸鎳鈦合金箔(即對照),和包括鎳-鈦-氧化物涂層的制品的表面上遷移的人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞(HAEC)的數(shù)目的示例性方法的圖。
圖18:裸鎳鈦合金箔(即對照),和包括鎳-鈦-氧化物涂層的制品(即納米管)上遷移的HAEC的數(shù)目。*對于圖上每個條N=5,p<0.001。
圖19:經(jīng)過大約7天的培養(yǎng)(A)包括鈦-鎳-氧化物涂層的制品(即納米管)的表面上,和(B)裸鎳鈦合金箔(即對照)的表面上HAEC的熒光顯微鏡圖像。記錄每個樣品的三張圖像以進行細(xì)胞形態(tài)的定性分析。F-肌動蛋白的FITC-次毒蕈環(huán)肽染色顯示為紅色,而細(xì)胞核的DAPI染色顯示為藍(lán)色。白色比例尺條為大約50μm。
圖20:包括鈦-鎳-氧化物涂層的制品(即納米管)的表面上和裸鎳鈦合金箔(即對照)的表面上的HAEC:(A)HAEC擴展由歸一化為經(jīng)過大約7天的對照的平均細(xì)胞表面積的平均細(xì)胞表面積表示,和(B)HAEC生長表示為經(jīng)過大約1天、大約4天、和大約7天的培養(yǎng)每cm2的HAEC數(shù)目。*對于圖上每個條N=5,p<0.01。
圖21:經(jīng)過大約7天的培養(yǎng)(A)包括鈦-鎳-氧化物涂層的制品(即納米管)的表面上,和(B)裸鎳鈦合金箔(即對照)的表面上的人主動脈平滑肌細(xì)胞(HASMC)的熒光顯微鏡圖像。記錄每個樣品的三張圖像以進行細(xì)胞形態(tài)的定性分析。F-肌動蛋白的FITC-次毒蕈環(huán)肽染色顯示為紅色,而細(xì)胞核的DAPI染色顯示為藍(lán)色。白色比例尺條為大約50μm。
圖22:包括鈦-鎳-氧化物涂層的制品(即納米管)的表面上和裸鎳鈦合金箔(即對照)的表面上的HASMC:HASMC生長表示為經(jīng)過大約1天、大約4天、和大約7天的培養(yǎng)每cm2的HASMC數(shù)目。*對于圖上每個條N=5,p<0.01。
圖23:相對于管家基因GAPDH,鎳-鈦-氧化物涂層對HASMC中膠原1(Col1)、膠原3(Col3)和基質(zhì)金屬蛋白酶(Metalloproteinase)2(MMP2)基因的mRNA表達(dá)水平的影響。與裸鎳鈦合金箔(即對照)相比,當(dāng)在包括鈦-鎳-氧化物涂層的制品(即納米管)上培養(yǎng)時,Col 1和MMP 2的相對mRNA表達(dá)水平顯著地降低。#對于圖上每個條N=5,p<0.05。
圖24:經(jīng)過大約1天的培養(yǎng),包括鈦-鎳-氧化物涂層的制品(即納米管)的表面上:(A)大約110nm內(nèi)直徑的納米管、(B)大約90nm內(nèi)直徑的納米管和(C)大約70nm內(nèi)直徑的管;和(D)裸鎳鈦合金箔(即對照)的表面上的HASMC的熒光顯微鏡圖像。
圖25:包括鎳-鈦-氧化物涂層的制品的表面上——制品包括大約110nm內(nèi)直徑的納米管(“110”)、大約90nm內(nèi)直徑的納米管(“90”)、大約70nm內(nèi)直徑的管(“70”);和裸鎳鈦合金箔(即對照)的表面上的HASMC。HASMC粘合和生長表示為經(jīng)過大約1天和7天的培養(yǎng)每cm2的HASMC數(shù)目。對于*圖上每個條N=5,p<0.05。
圖26:經(jīng)過大約1天和7天的培養(yǎng)之間HASMC數(shù)目的差。包括鎳-鈦-氧化物涂層的制品的表面上——制品包括大約110nm內(nèi)直徑的納米管(“110”)、大約90nm內(nèi)直徑的納米管(“90”)、大約70nm內(nèi)直徑的管(“70”);和裸鎳鈦合金箔(即對照)的表面上的HASMC。HASMC生長表示為每cm2的HASMC數(shù)目。*對于圖上每個條N=5,p<0.05。
圖27:包括鎳-鈦-氧化物涂層的制品的表面上——制品包括大約110nm內(nèi)直徑的納米管(“110”)、大約90nm內(nèi)直徑的納米管(“90”)、大約70nm內(nèi)直徑的管(“70”);和裸鎳鈦合金箔(即對照)的表面上的HAEC。HAEC粘合表示為經(jīng)過大約1天的培養(yǎng)每cm2的HAEC數(shù)目。*對于圖上每個條N=5,p<0.05。
具體實施方式
現(xiàn)在討論說明性實施方式??梢粤硗饣虼娴厥褂闷渌麑嵤┓绞?。顯而易見或非必須的細(xì)節(jié)可以被省略以節(jié)約空間或為了更有效的陳述。相反,可以在沒有公開的全部細(xì)節(jié)的情況下實踐一些實施方式。
本公開內(nèi)容涉及包括至少一種基材和在至少一種基材上形成的至少一種多孔涂層的制品。本公開內(nèi)容具體地涉及醫(yī)療制品。本公開內(nèi)容還涉及包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物的多孔涂層。本公開內(nèi)容進一步涉及包括管狀結(jié)構(gòu)的多孔涂層。
下面的出版物的全部內(nèi)容通過引用并入本文:Lee等人的“Nitinol-Based Nanotubular Coatings for the Modulation of Human Vascular Cell Function”Nano Lett.,2014,14(9),pp 5021–5028。
制品可以包括至少一種涂層,該至少一種涂層包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物(“鎳-鈦-氧化物”)。鎳-鈦-氧化物的復(fù)合物可以包括包含鎳、鈦和氧的任意復(fù)合物。例如,鎳-鈦-氧化物的復(fù)合物可以包括鎳的氧化物和鈦的氧化物的任意混合物。鎳的氧化物可以是鎳的任意氧化物,例如,NiO、Ni2O3、NiO2或其混合物。鈦的氧化物可以是鈦的任意氧化物,例如,TiO、TiO2、Ti2O3或其混合物。鎳-鈦-氧化物的復(fù)合物還可以包括NiO-TiO2。
涂層可以是多孔涂層。涂層的平均孔徑可以在1納米(nm)至1,000納米的范圍內(nèi)。涂層的平均孔徑還可以在60納米至200納米的范圍內(nèi)。
多孔涂層可以包括至少一種納米管。因此,多孔涂層可以包括納米管的陣列。包括納米管狀結(jié)構(gòu)的這樣的多孔涂層下文中稱為“納米管狀”涂層。在圖1示意地顯示在基材上形成的包括管的這樣的涂層的實例。納米管的水平截面(103)的平面可以平行于基材(104)的水平表面。
納米管可以不需要是具有完美圓形橫截面的完美的中空圓柱體。納米管橫截面可以是非圓形的。例如,它可以是卵圓形的?;蛘?,它可以是不規(guī)則橫截面形狀。
納米管(100)具有內(nèi)直徑(101)和外直徑(102)。納米管的外直徑或內(nèi)直徑可以被測量,例如,通過使用顯微鏡技術(shù)。例如,對于具有橢圓形橫截面的納米管,橢圓形的長軸可以是該納米管的內(nèi)直徑?;蛘撸诹硪粋€實例中,對于具有圓形橫截面的納米管,圓形的直徑可以是是該納米管的內(nèi)直徑。還可以通過測量最大Feret直徑(即最大卡尺直徑)限定納米管的外直徑或內(nèi)直徑。Feret直徑可以定義為限制物體的橫截面形狀的兩條平行的切線之間的距離。例如,對于具有不規(guī)則橫截面的管,最大Feret直徑可以被用于限定納米管的內(nèi)直徑。納米管的外直徑可以被類似地限定。
納米管狀涂層中納米管的平均外直徑可以在1nm至1,000nm的范圍內(nèi)。平均納米管外直徑還可以在5nm至200nm的范圍內(nèi)。平均納米管外直徑還可以在60nm至200nm的范圍內(nèi)。平均納米管外直徑可以是大約110nm。平均納米管外直徑可以是大約90nm。納米管的平均內(nèi)直徑可以為平均納米管外直徑的至多95%。平均納米管內(nèi)直徑可以為平均納米管外直徑的至多90%。平均納米管內(nèi)直徑可以為平均納米管外直徑的至多80%。平均納米管內(nèi)直徑還可以在1nm至1,000nm的范圍內(nèi)。平均納米管內(nèi)直徑還可以在5nm至200nm的范圍內(nèi)。平均納米管內(nèi)直徑可以在60nm至200nm的范圍內(nèi)。平均納米管內(nèi)直徑可以是大約70nm、大約72nm、大約90nm、大約100nm或大約110nm。
當(dāng)與包括基本上彼此接觸的納米管的制品的表面比較時,對于組織細(xì)胞——像內(nèi)皮細(xì)胞——抓住包括離散的納米管的制品的表面可能更容易。也就是,在包括在管之間具有橫向間隔(106)的納米管陣列(105)的制品的表面上的細(xì)胞組織的遷移、擴展和增殖潛力可以比管之間沒有橫向間隔的制品的表面上的細(xì)胞組織的遷移、擴展和增殖更高。納米管之間的橫向間隔是納米管的外表面之間的距離。平均橫向納米管間隔可以在1nm至1,000nm的范圍內(nèi)。平均橫向納米管間隔還可以在5nm至500nm的范圍內(nèi)。平均納米管橫向間隔還可以在10nm至200nm的范圍內(nèi)。平均納米管橫向間隔可以是85nm。管之間的平均距離可以是85納米。管之間的平均距離可以是63納米。
在某些實施方式中,制造納米管使得它們與基材的表面成基本上正交關(guān)系。例如,納米管的橫向側(cè)和基材的表面之間的角度將是大約75°至大約110°,包括大約80°、85°、90°、95°、100°和105°。如此,納米管關(guān)于基材的表面一般地在垂直方向上。
納米管的陣列可以包括至少1個納米管/微米2(納米管/μm2)、至少10個納米管/μm2、至少100個納米管/μm2、或至少1,000個納米管/μm2。
至少一種納米管可以包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物(或“鎳-鈦-氧化物”)。鎳-鈦-氧化物復(fù)合物可以包括包含鎳、鈦和氧的任意復(fù)合物。例如,鎳-鈦-氧化物的復(fù)合物可以包括鎳的氧化物和鈦的氧化物的任意混合物。鎳的氧化物可以是鎳的任意氧化物,例如,NiO、Ni2O3、NiO2或其混合物。鈦的氧化物可以是鈦的任意氧化物,例如,TiO、TiO2、Ti2O3或其混合物。鎳-鈦-氧化物復(fù)合物還可以包括NiO-TiO2的混合物。
制品可以進一步包括至少一種基材?;木哂兄辽僖粋€表面。涂層(形成)在基材的至少一個表面上?;目梢园ń饘?。金屬可以包括不銹鋼、鈷和鉻的合金、鎳和鈦的合金或其混合物。金屬還可以包括鎳和鈦的合金。金屬還可以包括鎳鈦合金。
制品可以用于多種工業(yè)領(lǐng)域。例如,制品可以被用作化學(xué)催化劑或用于超級電容器的制造中。制品還可以被用在醫(yī)療設(shè)備的制造中。例如,制品可以包括醫(yī)療設(shè)備。支架可以是基材。支架可以是適合治療患有健康問題的任意血管的任意支架。例如,支架可以被用于打開堵塞的心臟動脈。
醫(yī)療設(shè)備(例如,支架)可以是基材?;目梢园ń饘?。金屬可以包括不銹鋼、鈷和鉻的合金、鎳和鈦的合金、或其混合物。金屬還可以包括鎳和鈦的合金。金屬還可以包括鎳鈦合金。
包括醫(yī)療設(shè)備(如支架)和包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物的多孔涂層的制品可以相對于裸金屬支架具有優(yōu)勢。例如,當(dāng)包括支架和多孔涂層的制品被植入血管中時,與裸金屬支架相比,其可以提供增加再內(nèi)皮化和/或減少再狹窄的條件。由此,當(dāng)使用本發(fā)明中公開的包括醫(yī)療設(shè)備和多孔涂層的制品用于治療時,由醫(yī)療設(shè)備的移植引起的創(chuàng)傷可以更好和更快地愈合。
以上實施方式、特征和實例的任意組合是可能的并且由此在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如,制品可以包括至少一種基材和至少一種多孔涂層,其中基材具有至少一個表面,其中涂層可以在基材的至少一個表面上,其中至少一種基材可以包括至少一種金屬,并且其中至少一種涂層可以包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物。在另一個實例中,制品可以包括至少一種基材和至少一種涂層,其中基材具有至少一個表面,其中涂層可以在基材的至少一個表面上,其中至少一種基材可以包括至少一種金屬,至少一種金屬包括鎳和鈦的合金,并且其中至少一種涂層可以包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物。在又另一個實例中,制品可以包括至少一種基材和至少一種涂層,其中基材具有至少一個表面,其中涂層可以在基材的至少一個表面上,其中至少一種基材可以包括至少一種金屬,至少一種金屬包括鎳和鈦的合金,其中至少一種涂層可以包括至少一種納米管,至少一種納米管包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物。
制品可以通過任意適合的方法來制備。例如,制品可以通過使用電解方法來制備。制備制品的方法可以包括提供至少一種基材,其中至少一種基材可以具有至少一個表面;形成包括至少一種基材的至少一個陽極;提供至少一個陰極;將至少一個陽極的至少一部分和至少一個陰極的至少一部分浸沒在電解質(zhì)溶液中;在至少一個陽極和至少一個陰極之間施加電能持續(xù)足以在至少一種基材的至少一個表面上形成涂層的周期;和由此制備制品。
在該方法中,至少一種基材可以包括至少一種金屬,至少一種金屬包括鎳和鈦的合金,其中至少一種金屬為至少一種基材的至少0.1重量百分比。金屬可以包括不銹鋼、鈷和鉻的合金、鎳和鈦的合金、或其混合物。金屬還可以包括鎳和鈦的合金。金屬還可以包括鎳鈦合金。
在該方法中,涂層可以包括可以被能量色散X射線光譜儀檢測的氧水平。涂層可以包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物(或“鎳-鈦-氧化物”)。鎳-鈦-氧化物的復(fù)合物可以包括包含鎳、鈦和氧的任意復(fù)合物。例如,鎳-鈦-氧化物的復(fù)合物可以包括鎳的氧化物和鈦的氧化物的任意混合物。鎳的氧化物可以是鎳的任意氧化物,例如,NiO、Ni2O3、NiO2或其混合物。鈦的氧化物可以是鈦的任意氧化物,例如,TiO、TiO2、Ti2O3或其混合物。鎳-鈦-氧化物的復(fù)合物還可以包括NiO-TiO2。
在該方法中,涂層可以是多孔涂層。涂層的平均孔徑可以在1納米(nm)至1,000nm的范圍內(nèi)。涂層的平均孔徑還可以在60nm至200nm的范圍內(nèi)。多孔涂層可以包括至少一種納米管。因此,多孔涂層可以包括納米管的陣列。納米管狀涂層中納米管的平均外直徑可以在1nm至1,000nm的范圍內(nèi)。平均納米管外直徑還可以在5nm至200nm的范圍內(nèi)。平均納米管外直徑還可以在60nm至200nm的范圍內(nèi)。平均納米管外直徑可以是大約110納米。平均納米管外直徑可以是大約90納米。納米管的平均內(nèi)直徑可以為平均納米管外直徑的至多95%。平均納米管內(nèi)直徑可以為平均納米管外直徑的至多90%。平均納米管內(nèi)直徑可以為平均納米管外直徑的至多80%。平均納米管內(nèi)直徑可以為大約90納米。平均納米管內(nèi)直徑可以為大約72納米。平均橫向納米管間隔可以在1nm至1,000nm的范圍內(nèi)。平均橫向納米管間隔還可以在5nm至500nm的范圍內(nèi)。平均納米管橫向間隔還可以在10nm至200nm的范圍內(nèi)。平均納米管橫向間隔可以為85nm。管之間的平均距離可以是85納米。管之間的平均距離可以是63納米。納米管的陣列可以包括至少1個納米管/微米2(納米管/μm2)、至少10個納米管/μm2、至少100個納米管/μm2或至少1,000個納米管/μm2。
方法包括將基材表面處和/或靠近基材表面的氧水平降低至能量色散X射線光譜儀的檢出限以下,其中在提供至少一種基材的步驟之前進行降低氧化物層的量。
方法可以進一步包括測試由此制備的制品以測定制品的再內(nèi)皮化潛力。測試可以包括離體測定遷移至制品的表面、在制品的表面上擴展或增殖的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目和/或形態(tài),和由此獲得制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果。
方法可以進一步包括在提供至少一種基材的步驟之前測試基材,其中可以進行測試以測定基材的再內(nèi)皮化潛力。測試可以包括離體測定遷移至基材的表面、在基材的表面上擴展或增殖的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目和/或形態(tài),和由此獲得基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果。
方法可以進一步包括將制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果與基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果進行比較,和決定是否在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以進一步包括將制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果與基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目高于基材的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以進一步包括將制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果與基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目比基材的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目高至少10%則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以進一步包括將制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果與基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目比基材的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目高至少50%則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以進一步包括將制品的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果與基材的再內(nèi)皮化潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目比基材的遷移的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目高至少100%則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以包括測試由此形成的制品以離體測定遷移至制品的表面、在制品的表面上擴展或增殖的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目和/或形態(tài),和由此獲得制品的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果。
方法還可以包括在提供至少一種基材的步驟之前測試基材,其中測試包括離體測定遷移至基材的表面、在基材的表面上擴展或增殖的原代人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目和/或形態(tài),和由此獲得基材的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果。
方法還可以包括將制品的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果與基材的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果進行比較,和決定是否在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法還可以包括將制品的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果與基材的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目低于基材的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法可以包括將制品的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果與基材的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目比基材的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目低至少10%則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
方法還可以包括將制品的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果與基材的再狹窄減少潛力的測試結(jié)果進行比較,和如果制品的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目比基材的遷移的人主動脈平滑肌細(xì)胞的數(shù)目低至少50%則在醫(yī)療設(shè)備的制造中使用由此形成的制品。
在該方法中,在至少一個陽極和至少一個陰極之間施加電能的步驟可以包括施加基本上恒定的電壓?;旧虾愣ǖ碾妷嚎梢栽?0伏特至100伏特的范圍內(nèi)?;旧虾愣ǖ碾妷嚎梢允谴蠹s85伏特?;旧虾愣ǖ碾妷嚎梢允谴蠹s70伏特。
在該方法中,在至少一個陽極和至少一個陰極之間施加電能的步驟可以包括施加基本上恒定的電流?;旧虾愣ǖ碾娏骺梢栽?毫微微安至100千安培的范圍內(nèi)。
在該方法中,周期可以在0.1分鐘至1,000分鐘的范圍內(nèi)。周期可以在1分鐘至100分鐘的范圍內(nèi)。周期可以是大約4分鐘。
在該方法中,電解質(zhì)溶液可以包括氟化銨、乙二醇和水的復(fù)合物。
方法可以進一步包括保持電解質(zhì)溶液在基本上恒定的溫度?;旧虾愣ǖ臏囟瓤梢栽陔娊赓|(zhì)溶液的凝固點以上并且在電解質(zhì)溶液的沸點以下?;旧虾愣ǖ臏囟瓤梢栽?0℃至50℃的范圍內(nèi)。
以上制備制品的方法的實施方式、特征和實例的任意組合是可能的并且由此在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
實施例1–10利用鎳-鈦-氧化物涂層涂覆鎳鈦合金表面
在這些實施例中,鎳鈦合金箔(“裸鎳鈦合金箔”)被用作基材。通過使用上面公開的電解方法利用包括鎳-鈦-氧化物復(fù)合物的涂層來涂覆這些箔。這些實施例的細(xì)節(jié)如下。
裸鎳鈦合金箔從兩家不同的公司購買:(a)Nitinol Devices&Components,Inc.(NDC,Fremont,CA)提供的大約0.37mm厚的包括大約55.85重量%的鎳、大約44.15重量%的鈦的鎳鈦合金箔,并被制造商標(biāo)記為“輕氧化物表面”(分類號11871),和(b)Alfa Aesar(Ward Hill,MA)提供的大約0.38mm厚的包括大約55.75重量%的鎳、大約44.25重量%的鈦的鎳鈦合金箔,并被制造商標(biāo)記為“超彈性、酸洗的表面”(分類號44954)。通過使用掃描電子顯微鏡(SEM)檢查電解前的裸鎳鈦合金箔的表面,掃描電子顯微鏡由Carl Zeiss Microscopy,LLC(Peabody,MA)制造,其型號名稱為Ultra 55FE-SEM。裸鎳鈦合金箔,即電解前未涂覆的箔具有相當(dāng)光滑的表面,沒有獨特的表面形態(tài)(topographical)特征,如圖2中所示。
將每個鎳鈦合金箔切割為大約1厘米(cm)乘大約1cm的片的樣品并使用超聲發(fā)生器利用稀釋的micro-90溶液(International Products Corporation,Burlington Township,NJ)、丙酮和乙醇順序清洗。將清洗的箔在氮氣中干燥并放入包括特氟龍(Teflon)容器的陽極化裝置中。將裸鎳鈦合金箔連接至電極以形成工作電極(即陽極)。將鉑箔連接至電極以形成對電極(即陰極)。鉑箔——從Alfa Aesar購買——為大約0.1毫米(mm)厚,大約1.5cm寬和大約3長,并且為大約99.99重量%純。陽極和陰極之間的距離為大約7cm。特氟龍容器填充有電解質(zhì)溶液,其將陽極的至少一部分和陰極的至少一部分浸沒入電解質(zhì)溶液中。電解質(zhì)溶液包括氟化銨(NH4F)、乙二醇和水。NH4F和乙二醇從Sigma-Aldrich Co.(St.Louis,MO)購買。水從EMD Millipore(Billerica,MA)購買。在基本上恒定的電壓下進行陽極化(即電解)持續(xù)一段時間。改變電解質(zhì)溶液中NH4F的濃度、電壓和/或陽極化周期以在不同電解條件下制備樣品。在電解完成之后,利用Millipore的水和乙醇充分地沖洗基材。由此制備制品,其每個包括裸鎳鈦合金箔(即基材)和包括鈦、鎳和氧的涂層。
在實施例1中,在下面的電解條件下,利用從Alfa Aesar購買的鎳鈦合金箔獲得包括納米管的涂層:電解質(zhì)溶液包括大約1.48克(g)的NH4F、大約490毫升(ml)的乙二醇和大約8.35ml的水;和陽極化電壓和持續(xù)時間分別為大約85伏特(V)和大約4分鐘(min)。該涂層的SEM圖像在圖3中顯示。涂層相當(dāng)?shù)木鶆蚝瓦B續(xù),圖3A和包括納米管,圖3B。這些納米管的平均外直徑為大約110nm±40nm(在大約130nm至大約70nm的范圍內(nèi)變化)。這些納米管的平均內(nèi)直徑為大約90.6nm±11.1nm。這些納米管的平均長度為大約753nm±113nm。納米管之間的橫向間隔為大約86nm±36nm(在大約30nm至大約170nm的范圍內(nèi)變化)。這些納米管包括50±1個納米管每平方微米(納米管/μm2)的陣列。
在實施例2中,在下面的電解條件下,利用從Alfa Aesar購買的鎳鈦合金箔獲得包括納米管狀結(jié)構(gòu)的涂層:電解質(zhì)溶液包括大約1.48克(g)的NH4F、大約490毫升(ml)的乙二醇和大約8.35ml的水;和陽極化電壓和持續(xù)時間分別為大約70V和大約4min。涂層包括納米管,其具有大約90nm±15nm(在大約69nm至大約110nm的范圍內(nèi)變化)的平均外直徑,如圖4中所示。這些納米管的平均內(nèi)直徑為大約72.3nm±15.3nm。納米管之間的橫向間隔為大約63nm±40nm(在大約11nm至大約1500nm的范圍內(nèi)變化)。這些納米管包括1,600±80個納米管/μm2的陣列。
在實施例3-10中,在多種電解條件下獲得八種包括多孔鎳-鈦-氧化物涂層的制品,如圖5-12中所示。這些涂層中一些具有在大約20至大約100nm的范圍內(nèi)的平均孔徑。例如,在圖8中,涂層具有在60nm至100nm的范圍內(nèi)的相當(dāng)均勻的孔。
通過能量色散X射線光譜儀(EDS)(Oxford Instruments,X-Max,80mm2檢測面積)分析從Alfa Aesar購買的鎳鈦合金箔(即對照或基材)和實施例1中制備的制品的表面。在圖13中顯示了裸鎳鈦合金箔的EDS。該分析測定了鎳鈦合金箔包括大約58.89重量%的鎳和大約41.11重量%的鈦。靠近該箔的表面的表面和/或?qū)踊旧蠜]有氧。即,從Alfa Aesar購買的裸鎳鈦合金箔的氧水平在EDS的檢出限以下。如圖14中所示,在實施例1中制備的制品的EDS指示圖3中所示的納米管狀結(jié)構(gòu)包括大約36.45重量%的鎳、大約32.14重量%的鈦和大約31.41重量%的氧?;谠撛胤治龅挠嬎泔@示了這些納米管狀結(jié)構(gòu)可以包括NiO和TiO2。
實施例11從制品和基材浸提鎳離子
在該實施例中,測定從實施例1中制備的制品和從Alfa Aesar購買的鎳鈦合金箔浸提鎳離子。將制品和基材的大約1cm×大約1cm樣品浸沒在組織培養(yǎng)板中并放置在標(biāo)準(zhǔn)組織培養(yǎng)條件(大約37℃、大約5%的CO2和大約95%的濕度)下的恒溫箱中,組織培養(yǎng)板在標(biāo)準(zhǔn)24-孔組織培養(yǎng)板中包含大約1ml的磷緩沖鹽水(PBS)溶液。在特定時間點取回大約1ml的PBS樣品并以新制的PBS溶液替換。然后使用鎳檢測試劑盒(Nickel Assay Kit)(Sigma-Aldrich,分類號MAK027)按照制造商說明書測試這些PBS樣品。
圖15中顯示的結(jié)果指示了包括納米管狀涂層的制品的鎳釋放率比裸鎳鈦合金箔(即對照)的鎳釋放率更高。包括納米管狀涂層的制品的平均每日釋放率為大約37.6±8.2納克(ng)/樣品,而對照鎳鈦合金基材的平均每日釋放率為8.8±5.0ng/樣品。
在大約45天的終點,從包括納米管狀涂層的制品釋放的積累的鎳達(dá)到高達(dá)大約2.5微克(μg),而對于相同的周期從裸鎳鈦合金箔釋放的積累的鎳小于大約0.8μg。然而,對于大約70kg的人,這些釋放率比大約45天后大約1,575μg(或大約35μg/天)的靜脈鎳雜質(zhì)限低得多,如圖16中所示。對于靜脈鎳污染限,參見Sunderman,F.J.“Potential Toxicity from Nickel Contamination of Intravenous Fluids”Ann.Clin.Lab.Sci.,1983,13,1–4。該出版物的全部內(nèi)容通過引入并入本文。
這些結(jié)果指示了包括鎳鈦合金基材和包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物的納米管狀涂層的醫(yī)療制品可以安全地在體內(nèi)用作,例如,人心血管系統(tǒng)中的移植物。
實施例12包括鎳-鈦-氧化物涂層的制品的表面上內(nèi)皮細(xì)胞的遷移。
在該實施例中,通過定量涂層的表面上的原代人主動脈內(nèi)皮細(xì)胞(HAEC)的遷移測定包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物的涂層的制品的再內(nèi)皮化潛力。
由于支架布置的過程引起內(nèi)皮層的剝脫,再內(nèi)皮化是預(yù)防再狹窄和血栓癥的關(guān)鍵因素之一,例如,如下面出版物中所公開:Steffel等人的“Biological Effects of Drug-Eluting Stents in the Coronary Circulation”Herz 2007,32,268–273;Peng等人的“The Effect of TiO2Nanotubes on Endothelial Function and Smooth Muscle Proliferation”Biomaterials 2009,30,1268–1272;Peng的“Whole Genome Expression Analysis Reveals Differential Effects of TiO2Nanotubes on Vascular Cells”Nano Lett.2010,10,143–148;和Chan等人的“In Vivo Prevention of Arterial Restenosis with Paclitaxel-Encapsulated Targeted Lipid-Polymeric Nanoparticles”Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2011,108,19347–19352。這些出版物中每個的全部內(nèi)容通過引用被并入本文。
在該實施例中,使用以與實施例1中描述相同的方式制備的制品。類似地研究從Alfa Aesar購買的裸鎳鈦合金箔(即對照或基材)的表面上HAEC的遷移潛力。在該實施例中使用的HAEC由Lonza(USA)制造。根據(jù)制造商的說明書保持和培育細(xì)胞并且用傳代數(shù)3和7之間的細(xì)胞進行全部試驗。
通過使用與Sprague等人的出版物“Human Aortic Endothelial Cell Migration onto Stent Surfaces under Static and Flow Conditions”J.Vasc.Interv.Radiol.,1997,volume 8,pages 83–92中公開的方法類似的方法來測定內(nèi)皮細(xì)胞遷移潛力。該出版物的全部內(nèi)容通過引用并入本文。在該方法中,首先,將HAEC以12-孔組織培養(yǎng)板中大約4mg/ml(Fisher,USA)的濃度接種至鼠尾膠原凝膠上,并培養(yǎng)至融合,如圖17A中示意性所示。然后,將裸鎳鈦合金箔的樣品、包括涂層的制品的樣品小心地放置在培養(yǎng)的細(xì)胞和凝膠的表面上,如圖17B中所示,樣品每個具有大約1cm×大約1cm的尺寸。當(dāng)制品被放置時,制品的未涂覆的表面面向細(xì)胞和凝膠的表面。即,包括納米管狀結(jié)構(gòu)的涂層面向上,即當(dāng)制品被放置時,面向相反的方向。經(jīng)過大約4天的培養(yǎng),小心地移出樣品,如圖17C中所示,并轉(zhuǎn)移至新制的24-孔組織培養(yǎng)板。使用CyQuant分析(Molecular Probes,USA)根據(jù)制造商的說明書定量每個樣品表面上的內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)目。包括鎳-鈦-氧化物涂層的制品上的HAEC的數(shù)目,32,594±4,197個細(xì)胞,顯著地大于基材——裸鎳鈦合金箔(即對照)——上的HAEC的數(shù)目,10,470±1,884個細(xì)胞,如圖18中所示。(N=5,配對T檢驗,p<0.001.)
這些結(jié)果暗示了由于內(nèi)皮細(xì)胞遷移對于創(chuàng)傷愈合是關(guān)鍵部分,通過多孔鎳-鈦氧化物涂層支架的表面的修飾將幫助HAEC遷移至支架表面上并且與裸金屬支架相比將提供內(nèi)皮的更好和/或更快的愈合。內(nèi)皮的恢復(fù)也將導(dǎo)致HASMC進入內(nèi)膜的遷移和這些細(xì)胞的增殖的減少,最終提高血管的整體成活力。
實施例13包括鎳-鈦-氧化物涂層的制品的表面上內(nèi)皮細(xì)胞的擴展和增殖。
在該實施例中,測定包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物的涂層的制品的內(nèi)皮細(xì)胞擴展和增殖潛力。這樣的測試可以是測定制品的再內(nèi)皮化潛力的另一類型的測試。
在該實施例中,使用以與實施例1中描述相同的方式制備的制品。還類似地研究從Alfa Aesar購買的裸鎳鈦合金箔(即對照或基材)的表面上HAEC的細(xì)胞擴展和增殖潛力。在該實施例中使用的HAEC由Lonza(USA)制造。根據(jù)制造商的說明書保持和培育細(xì)胞并且用傳代數(shù)3和7之間的細(xì)胞進行全部試驗。
在無菌條件下,在24孔組織培養(yǎng)板(VWR,USA)中,利用乙醇為樣品滅菌并利用無菌PBS沖洗兩次。以10,000個細(xì)胞/孔的細(xì)胞密度接種HAEC并在制造商的說明書下培養(yǎng)。在大約第1天、大約第4天和大約第7天,以無菌PBS沖洗樣品并轉(zhuǎn)移至新制的24-孔板。利用大約3.7%的低聚甲醛固定細(xì)胞并使用大約2.5%的牛血清白蛋白、大約0.1%的triton-X和PBS的溶液封閉。然后根據(jù)制造商的說明書(Millipore,USA),使用FITC-共軛的次毒蕈環(huán)肽對它們進行肌動蛋白染色和使用DAPI進行核染色。然后在Nikon C1si光譜共焦顯微鏡下成像這些樣品。對于示例性圖像,參見圖19A和圖19B。使用ImageJ,通過測量由肌動蛋白染色的平均表面積每細(xì)胞,量化這些基材上的細(xì)胞擴展(圖20A),并將其歸一化至對照。還利用ImageJ測定細(xì)胞數(shù)目,并且結(jié)果可見于圖20B中。
如圖20中所示,在裸鎳鈦合金箔上和包括納米管狀涂層的制品上培養(yǎng)的HAEC之間存在形態(tài)差異。在包括納米管狀涂層的制品上培養(yǎng)的HAEC似乎比在裸鎳鈦合金箔上培養(yǎng)的那些個體上更大且更擴展開。制品上的HAEC還展示了更延長和延伸的形態(tài)。這些結(jié)果指示了包括納米管狀涂層的制品的內(nèi)皮細(xì)胞擴展和增殖潛力比裸鎳鈦合金箔的內(nèi)皮細(xì)胞擴展和增殖潛力更好。
制品上培養(yǎng)的HAEC的相對細(xì)胞表面積比基材上培養(yǎng)的HAEC的相對細(xì)胞表面積大大約兩倍半,如圖20A中所示。因此,內(nèi)皮細(xì)胞在制品的表面上比在基材的表面上更成功地擴展和增殖。
如圖20B中所示,在培養(yǎng)中大約7天的過程期間,在納米管狀涂覆的鎳鈦合金上的HAEC的數(shù)目是類似的,而在培養(yǎng)中大約7天的過程期間對照上的HAEC的數(shù)目增加。這顯示了在包括納米管狀涂層的制品上HAEC的增殖沒有增加。這可能是因為在包括納米管的制品上HAEC的擴展和增殖在大約1天內(nèi)達(dá)到融合。
上面的結(jié)果暗示了在這些細(xì)胞的遷移之后,通過多孔鎳-鈦氧化物涂層支架的表面的修飾將幫助支架表面上HAEC的擴展和增殖,并且與裸金屬支架相比將提供內(nèi)皮的更好和/或更快的愈合。
實施例14通過包括鎳-鈦-氧化物涂層的制品的再狹窄的減少。
在該實施例中,通過量化涂層的表面上人主動脈平滑肌細(xì)胞(HASMC)的遷移、細(xì)胞擴展和增殖來測定包括鎳、鈦和氧的復(fù)合物的涂層的制品的再狹窄減少潛力。以與實施例1中描述相同的方式制備該實施例中使用的制品。也類似地研究基材——即從Alfa Aesar購買的裸鎳鈦合金箔(即對照)——的再狹窄減少潛力。
HASMC可以遷移通過血管壁,開始過量地增殖并釋放細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)蛋白諸如膠原,導(dǎo)致再狹窄,如Rajagopal的出版物“Coronary Restenosis:A Review of Mechanisms and Management”Am.J.Med.2003,volume 115,pages547–553中所解釋。該出版物的全部內(nèi)容通過引用并入本文。在新生內(nèi)膜增生中已經(jīng)觀察到血管平滑肌細(xì)胞增殖,如Rajagopal的出版物中,并且也在Lüscher等人的出版物“Drug-Eluting Stent and Coronary Thrombosis:Biological Mechanisms and Clinical Implications”Circulation 2007,115,1051–1058中所公開。這些出版物的每個的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
在該實施例中使用的HASMC由Lonza(USA)制造。根據(jù)制造商的說明書保持和培育細(xì)胞并且用傳代數(shù)3和7之間的細(xì)胞進行全部試驗。
以與實施例11和12中公開的對HAEC遷移、細(xì)胞擴展和增殖相同的方式測定制品和基材(即對照)上HASMC的遷移、擴展和增殖。簡而言之,以24-孔組織培養(yǎng)板中大約10,000個細(xì)胞/孔的密度接種HASMC。在大約第1天、大約第4天和大約第7天,利用PBS沖洗樣品,轉(zhuǎn)移至新制的24孔組織培養(yǎng)板,并分別利用DAPI和FITC-次毒蕈環(huán)肽進行肌動蛋白和核染色。成像細(xì)胞并在ImageJ中計數(shù)。在圖21-22中顯示結(jié)果。
這些結(jié)果指示了包括納米管狀涂層的制品上的HASMC的數(shù)目低于裸鎳鈦合金箔(即對照)上的HASMC的數(shù)目,如圖22中所顯示。(對于圖上每個條:N=5,配對T檢驗,p<0.01)。在大約第7天,在裸鎳鈦合金箔的表面上遷移的HASMC的數(shù)目顯著高于包括納米管狀涂層的制品的表面上遷移的HASMC的數(shù)目。此外,在大約第7天,在裸鎳鈦合金箔上的HASMC已經(jīng)開始達(dá)到融合,如圖21B中的圖像上所見。在融合的細(xì)胞群中,HASMC也開始在裸鎳鈦合金箔的表面上排列。相反,在包括納米管狀涂層的制品上的HASMC較少融合并且不如此排列,如圖21A中所示。這些結(jié)果暗示了,例如,對于包括多孔鎳-鈦-氧化物涂層的支架,已經(jīng)遷移至腔并接觸多孔涂層的HASMC將表現(xiàn)較少增殖。包括這樣的多孔涂層的支架可以預(yù)防或減少血管平滑肌細(xì)胞增殖,并由此為心血管治療提供與裸金屬支架相比更好的醫(yī)療方案。
實施例15包括鎳-鈦-氧化物的多孔涂層對相對mRNA表達(dá)水平的影響
再狹窄的另一個主要要素(component)是在損害部位活化的HASMC釋放的ECM蛋白。在該實施例中,使用定量聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)方法,研究多孔涂層對兩種主要ECM蛋白——膠原I(Col1)和膠原III(Col3)——的相對mRNA表達(dá)水平的影響。
已經(jīng)顯示了基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP2)的相對mRNA表達(dá)水平與HASMC的遷移相關(guān),如在Pauly等人的出版物“Migration of Cultured Vascular Smooth Muscle Cells through a Basement Membrane Barrier Requires Type IV Collagenase Activity and Is Inhibited by Cellular Differentiation”Circ.Res.1994,volume 75,pages 41–54中所公開。該出版物的全部內(nèi)容通過引用并入本文。因此,在該實施例中,也研究了多孔涂層對MMP2的相對mRNA表達(dá)水平的影響。
以與實施例1中描述相同的方式制備該實施例中使用的包括納米管狀涂層的制品。也類似地研究了從Alfa Aesar購買的裸鎳鈦合金箔(即對照)。將HASMC以大約30,000個細(xì)胞/孔的接種密度接種在24孔組織培養(yǎng)板中的鎳鈦合金箔和包括納米管狀涂層的制品的大約1cm乘大約1cm的樣品上。經(jīng)過大約48小時,將樣品轉(zhuǎn)移至新制的24孔組織培養(yǎng)板并使用大約0.5%EDTA以從每個基材提升細(xì)胞。在暴露至EDTA大約6分鐘之后,在抽吸溶液之前,將細(xì)胞懸浮液轉(zhuǎn)移至Eppendorf管并離心。使用Qiagen RNeasy迷你試劑盒(Qiagen,USA)和TRIzol試劑(Ambion)根據(jù)制造商的說明書執(zhí)行mRNA分離。使用Nano Drop ND-1000Spectrophotometer(Thermo Scientific,USA)測定mRNA濃度和純度。使用iScript cDNA Synthesis Kit(Bio-Rad,USA)來合成cDNA。然后,使用正向和反向引物和Fast SYBR Green Master Mix(Applied Biosystems,USA)以放大Applied Biosystems Viia7實時聚合酶鏈反應(yīng)系統(tǒng)中感興趣的cDNA。對每個基材執(zhí)行三次生物研究(Biological)并歸一化至GAPDH表達(dá)。
如圖23中所示,使用GAPDH作為參比基因,與裸鎳鈦合金箔(即對照)相比,在包括納米管狀涂層的制品上的膠原I的mRNA表達(dá)水平被顯著地下調(diào)。膠原是新生內(nèi)膜的主要成分,如在Rajagopal的出版物中,并且在Nagler等人的出版物“Inhibition of Collagen Synthesis,Smooth Muscle Cell Proliferation,and Injury-Induced Intimal Hyperplasia by Halofuginone”Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.1997,volume 17,pages 194–202中所公開。這些出版物的全部內(nèi)容通過引用并入本文。因此,這些結(jié)果指示了可以通過使用包括多孔鎳-鈦-氧化物涂層的制品下調(diào)膠原。因此,這些結(jié)果還暗示了,例如,使用包括多孔鎳-鈦-氧化物涂層的支架可以通過下調(diào)接觸醫(yī)療制品的表面的HASMC中膠原I的mRNA表達(dá)水平直接影響新生內(nèi)膜的形成而減少再狹窄。
此外,已知HASMC產(chǎn)生MMP-2以降解血管基底膜,從而遷移進入內(nèi)膜,如Chen等人的出版物“PDGF-D Contributes to Neointimal Hyperplasia in Rat Model of Vessel Injury”Biochem.Biophys.Res.Commun.2005,volume 329,pages 976–983中所公開。該出版物的全部內(nèi)容通過引用并入本文。因此,HASMC中MMP-2的mRNA表達(dá)水平的下調(diào)可以暗示表面上HASMC的遷移率減小。如果接觸多孔表面的HASMC分泌較少MMP-2,那么包括這樣的多孔鎳-鈦-氧化物表面的制品(如支架)可以減少其他HASMC行進進入內(nèi)膜的遷移,由此減少再狹窄。
實施例16不同的納米管直徑對HASMC粘合和生長的影響
在該實施例中,公開了不同的納米管直徑對HASMC粘合和生長的影響。在鎳鈦合金基材上形成包括具有大約110nm、大約90nm或大約70nm的平均直徑的納米管的涂層。使用根據(jù)上面公開的方法制備的裸(即未涂覆)鎳鈦合金箔作為對照。鎳鈦合金箔從Alfa Aesar(MA,USA)獲得。每個基材的大小為大約1cm×大約1cm。使用細(xì)胞培養(yǎng)的第四傳代中的HASMC(Lonza,USA)。
在無菌條件下,在24孔組織培養(yǎng)板(VWR,U.S.A.)中,利用乙醇滅菌每個鎳鈦合金基材并利用無菌PBS沖洗兩次。以大約10,000個細(xì)胞/孔的細(xì)胞密度接種HASMC并根據(jù)制造商的說明書培養(yǎng)。經(jīng)過大約1天和大約7天的培養(yǎng),在無菌PBS中沖洗鎳鈦合金基材并轉(zhuǎn)移至新制的24孔板中。利用大約3.7%的低聚甲醛固定細(xì)胞并使用大約2.5%的牛血清白蛋白、大約0.1%的Triton-X和PBS的溶液封閉。然后根據(jù)制造商的說明書(Millipore,USA),使用FITC-共軛的次毒蕈環(huán)肽對它們進行肌動蛋白染色和使用DAPI進行核染色。然后在Nikon C1si光譜共焦顯微鏡下成像這些樣品(圖24)。利用ImageJ計數(shù)獲得的平均細(xì)胞數(shù)目,并顯示在圖25和圖26中。
如圖24中所見,對照鎳鈦合金基材的表面已經(jīng)開始與HASMC融合。盡管在包括具有大約110nm(“110”)、大約90nm(“90”)和大約70nm(“70”)的平均內(nèi)直徑的納米管的制品之間沒有觀察到細(xì)胞排列的主要差異,但是在對照基材上的HASMC說明了比任意其他實驗組更大的細(xì)胞排列。在圖25中,在第1天,當(dāng)與110和90組比較時,對照鎳鈦合金基材上HASMC的數(shù)目顯著增加(N=5,p<0.05,單尾t檢驗)。還能夠觀察到隨納米管直徑減小HASMC數(shù)目增加的趨勢。此外,當(dāng)與110組比較時,70組中HASMC的數(shù)目顯著增加(N=5,p<0.05,單尾t檢驗)。因此,HASMC可以說明隨著納米管的直徑增加,對納米管涂覆的鎳鈦合金基材細(xì)胞粘合變?nèi)?。?xì)胞粘合是細(xì)胞和移植物之間相互作用的早期形式中的一種,并且對于減少再狹窄,減少HASMC對支架的粘合是期望的。
還在圖25中,在第7天,當(dāng)與110、90和70組比較時,觀察到了在對照鎳鈦合金基材上HASMC的數(shù)目的顯著增加(N=5,p<0.05,單尾t檢驗)。通過觀察每種類型的基材上第7天和第1天之間HASMC數(shù)目的差異(圖26)進一步分析數(shù)據(jù)。通過考慮在第1天粘附的HASMC的數(shù)目,可以分析在每種類型的基材上的HASMC的生長。如圖26中所見,當(dāng)與對照鎳鈦合金基材比較時,僅有110和70組說明了在減少HASMC的生長中的統(tǒng)計顯著性。因此,這2個直徑在減少支架中的再狹窄中可能更有效。
由于在植入支架的背景下對于內(nèi)皮的愈合HAEC粘合是必須的,還研究了不同的納米管直徑對HAEC的粘合的影響。相同的實驗組和基材被用于該實驗。使用細(xì)胞培養(yǎng)的第4傳代中的HAEC(Lonza(USA))。在制造商的條件下,以12,000個細(xì)胞/孔的密度接種HAEC并培養(yǎng)。在第1天,固定細(xì)胞,核染色,在共焦顯微鏡下成像并在ImageJ中計數(shù)(圖27)。如在圖27中可以觀察到,粘附至基材的HAEC的數(shù)目不存在統(tǒng)計上顯著的差異。這顯示了當(dāng)與對照比較時,我們的涂層不影響HAEC的細(xì)胞粘合。將圖24至圖27的數(shù)據(jù)放在一起,已經(jīng)首次說明了通過改變我們的鎳鈦合金基納米管狀涂層上的納米管直徑,可以調(diào)節(jié)HASMC粘合,而不損失HAEC粘合。
上面實施例指示了可以制備包括多孔鎳-鈦-氧化物涂層的多種制品??梢酝ㄟ^電解方法制備這樣的制品??梢酝ㄟ^改變陽極化條件——諸如電解電壓、電解周期和電解質(zhì)組成——影響這些涂層的多孔結(jié)構(gòu)。還可以通過改變陽極化條件制備優(yōu)良的多孔涂層,諸如包括管狀結(jié)構(gòu)的涂層。來自這些多孔涂層的鎳釋放率正好在生物安全限以下,指示了具有這樣的多孔涂層的制品可以安全地用于醫(yī)療設(shè)備——諸如支架——的制造中。這些實施例還顯示了可以通過減少HASMC的增殖、ECM產(chǎn)生和遷移來減少或預(yù)防再狹窄。此外,到目前已經(jīng)說明了我們的納米管狀涂層經(jīng)由HAEC至我們的納米管涂覆的鎳鈦合金基材的細(xì)胞擴展和遷移的顯著增加的“促愈合”性質(zhì),內(nèi)皮植入支架后恢復(fù)中關(guān)鍵因素。
上面的產(chǎn)品、這樣的產(chǎn)品的生產(chǎn)方法和這樣的產(chǎn)品的應(yīng)用方法的任意組合在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)。
在本公開內(nèi)容中,不定冠詞“一種(a)”和短語“一種或多種(one or more)”和“至少一種(at least one)”是同義的,并且表示“至少一種(at least one)”。
已經(jīng)討論的元件、步驟、特征、目的、益處和優(yōu)勢僅僅是說明性的。它們和關(guān)于它們的討論均非旨在以任何方式限制保護的范圍。也考慮眾多其他實施方式。這些包括具有少數(shù)的、額外的和/或不同元件、步驟、特征、目的、益處和/或優(yōu)勢的實施方式。這些還包括其中元件和/或步驟不同布置和/或排序的實施方式。
除非另有說明,在本說明書中陳述——包括在所附權(quán)利要求中的——所有測量、值、評級、位置、大小、尺寸和其他規(guī)格是近似的,不是精確的。它們旨在具有與它們涉及的功能和與它們涉及的領(lǐng)域內(nèi)慣例的一致的合理的范圍。
已經(jīng)在本公開內(nèi)容中引用的所有文章、專利、專利申請、和其他出版物通過引用被并入本文。
當(dāng)用于權(quán)利要求中時,短語“用于……的裝置”旨在并且應(yīng)當(dāng)被解釋為包含已經(jīng)被描述的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和材料和它們的等效形式。類似地,當(dāng)在權(quán)利要求中使用時,短語“用于……的步驟”旨在并且應(yīng)當(dāng)被解釋為包含已經(jīng)描述的相應(yīng)的動作和它們的等效形式。權(quán)利要求不含這些短語意思為權(quán)利要求非旨在并且不應(yīng)被解釋為限于這些相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、材料或動作,或限于它們的等效形式。
保護范圍僅僅受到所附權(quán)利要求的限制。除非其中具體含義已經(jīng)被陳述,當(dāng)鑒于本說明書和隨后的審查歷史解釋時,該范圍旨在并且應(yīng)當(dāng)被解釋為與權(quán)利要求中使用的語言的普通含義具有一致的寬度,并且包括所有結(jié)構(gòu)和功能上的等效形式。
關(guān)系術(shù)語,諸如“第一”和“第二”等可以僅被用于將一個實體或動作與另一個區(qū)分開,而非必要要求或暗示它們之間的任何實際的關(guān)系或順序。當(dāng)在說明書或權(quán)利要求中結(jié)合元素的列表使用時,術(shù)語“包括(comprises、comprising)”和其任意其他變體旨在指示列表不是非排他的,并且可以包含其他元素。類似地,前面是“一種(a或an)”的元素不排除——沒有進一步約束——相同類型的額外的元素的存在。
沒有一個權(quán)利要求旨在包括不滿足專利法的101、102或103節(jié)的要求的主題,也不應(yīng)以這樣的方式解釋它們。特此放棄這樣的主題的任何非意欲的覆蓋。除如僅在本段中敘述的,已經(jīng)敘述或說明的任何內(nèi)容不旨在或不應(yīng)當(dāng)被解釋為引起向公眾奉獻任何元件、步驟、特征、目的、益處、優(yōu)勢或等效形式,不管其是否在權(quán)利要求中敘述。
提供摘要以助于讀者快速得知技術(shù)內(nèi)容的本質(zhì)。應(yīng)當(dāng)理解,其將不被用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或含義。另外,前述具體實施方式中各種特征在各種實施方式中被分組在一起以使公開內(nèi)容流暢。公開內(nèi)容的該方法不應(yīng)被解釋為需要要求保護的實施方式比每個權(quán)利要求中明確敘述的需要更多特征。而是,如所附權(quán)利要求所反應(yīng),發(fā)明性主題在于少于單個公開的實施方式的全部特征。因此,所附權(quán)利要求在此并入具體實施方式,其中每個權(quán)利要求作為單獨要求保護的主題代表其本身。