【課題を解決するための手段】
【0005】
  [0005]本発明により、薬剤の放出速度をこれまでよりうまく制御し、担体溶剤と薬剤‐ポリマーマトリックスとの間の望ましくない相互作用を低減させる薬剤溶出コーティングの形成装置および方法を提供することによって技術改良がなされる。いくつかの実施形態によれば、コーティング材料を塗布するために、スプレーノズルが使用される。さらに、コーティングのパス間乾燥(inter‐pass  drying)を適用するために、熱ノズルが使用される。「パス間乾燥」という用語は、1回、2回、3回、または4回以上のスプレー工程(spray  pass)の間の溶剤の乾燥または除去を意味する。コーティング当たりの材料の重量は極めて軽量で、1つの実施形態によれば、全コーティング重量の約2%である。これは、この特定の実施形態の場合、100%のコーティング重量に達するには、50回のスプレー工程が必要とされるということを意味している。
【0006】
  [0006]より一貫した安定性のある薬剤放出プロファイルを生成するこれまでの試みは、完全に満足できるものではない。より高精度で制御可能/予測可能な放出速度が求められる。薬剤の放出速度の制御能力および一貫性を高めるための試みは、ポリマーの構造、ポリマーの種類または構造および使用する溶剤の種類に焦点が当てられてきた。しかしながら、これらの改良は、ある種の臨床応用の需要を満足に満たすことができず、または広く使用可能な形態を備えたものではなかった。
【0007】
  [0007]「薬剤放出プロファイル」または「放出プロファイル」とは、体内に配置した後に予想される治療挙動を与える薬剤溶出マトリックスの形態または特性を意味する。したがって、薬剤放出プロファイル、または放出プロファイルにより、このようなものの1つが、放出速度、時間の経過とともに(変動すれば)放出速度の変動、または薬剤溶出表面にわたった単位面積当たりの放出速度の予測可能なものとして伝えられる。
【0008】
  [0008]固有放出速度の生成、薬剤溶出表面上にわたった放出速度の均一性、および/または生産設定(高スループット)の均一性などの特定の目標に合わせるために、薬剤放出プロファイルを適応させる能力が著しく改良されることで、存在する溶剤の量または溶剤除去速度がより高精度に制御されることが判明した。溶剤除去、分配などの臨界は、一般に、薬剤‐ポリマー‐溶剤調合物および求められる特定の目標に依存する。薬剤‐ポリマーマトリックスの形態は、溶剤の存在に影響されることが分かっているが、この相互作用が、これまで考えられていたものより重要な役割を担っていることが判明した。この結論に基づいて、溶剤‐ポリマー薬物相互作用の量を制御するためのより効果的なプロセスが求められる。スプレーサイクル当たりのコーティング重量および溶剤の除去方法は、コーティングの厚さとともに、重要な考慮すべき点であることが分かった。
【0009】
  [0009]スプレーサイクル当たりのコーティング重量は比較的高いものが従来求められており、これは、プロセス時間を最小限に抑え、スループットを高めるためである。しかしながら、溶剤除去量または溶剤除去速度の制御を維持することは、塗布されるコーティング層が比較的薄くなければ困難である。塗布された層が厚すぎると、除去に対する溶剤の抵抗は急速に非線形になり、したがって、制御または予測しがたくなる。したがって、溶剤が厚い層から除去されると、溶剤、ポリマーおよび薬剤の間で望ましくない相互作用の可能性および関連する問題が生じ、放出プロファイルの制御を保持する能力の低下を招く。
【0010】
  [0010]ステントなどの薬剤溶出医療デバイスに使用されるポリマーの生体適合性は必須である。ポリマーは、ステントからの剥離または層剥離のない膨張可能な非炎症性のもので、予測可能な速度で薬剤放出を制御可能でなければならない。これらの要件を満たしうるポリマー系はほとんどない。好ましくは、薬剤溶出ステント用の薬剤マトリックス材料として、EVALが選択される。この材料は、好ましい生物学的反応を示してきた。EVALは、半結晶性のランダムコポリマーであり、そのヒドロキシル基により吸湿性である。ステントに塗布されたEVALコーティングの結晶化度は、プロセス条件(プロセス温度、湿度または残留溶剤)に依存する。EVALを溶解するために使用する溶剤(DMAcまたはDMSO)の沸点は高い。このように、溶剤は、例えば、加熱によってコーティングから能動的に除去されなければならない。
【0011】
  [0011]プロセス条件は、所望の形態に影響を及ぼしうる。例えば、過度の残留溶剤があれば、すなわち、スプレーサイクルの間、またはスプレーサイクル後に溶剤が除去されていなければ、この溶剤により可塑化効果が誘発されうることで、放出速度が著しく変更されうる。したがって、結晶化度、%溶剤残留率、%含水率などの特性が一貫したコーティングを生成するプロセスを有することが極めて重要となりうる。これらのパラメータの1つ以上が適切に制御されないことで、厚さにばらつきが生じ、または薬剤溶出デバイスの表面が一様でなくなると、放出プロファイルが影響を受ける。これらの考慮すべき点の1つ以上は、薬剤‐ポリマー‐溶剤調合物にとっては、他の調合物よりも重大でありうる。
【0012】
  [0012]ステントへの薬剤の組込みを容易にするために、ステントに堆積される薬剤の量(マイクログラム範囲)および放出プロファイルを制御するさい、低固相率のポリマー/薬剤溶液をステントにスプレーした後、その溶液を除去することが実行可能になっている。今では、このスプレー技術を用いることから得られる良好なコーティング品質の利益、すなわち、結晶化度、%溶剤残留率、および%含水率などの特性は、数回のコーティング塗布でコーティング重量が蓄積されるため、より制御可能であることが判明している。しかしながら、(クリンプされたステントODサイズを最小限に抑えるために)密な幾何学的形状を有するステントの場合、この方法では著しい技術的困難が伴う。スプレーサイクルの間に効率的かつ予測可能な方法で、少なくとも溶剤の一部を除去することが必要となる(スプレーサイクルは、例えば、回転ステントの縦方向にわたってスプレーノズルを通過させる工程など、1回または2回以上のスプレー工程を含みうる)。好ましい実施形態において、スプレーサイクルは、スプレーサイクルにおいて2%コーティング重量を得るために、1回、2回、3回、または4回以上の工程を含む。理想的には、各コーティングの後に溶剤をすべて除去することが望ましい。しかしながら、これは現実的な解決策ではないことは容易に理解されるであろう。したがって、各スプレーサイクルの間にすべての溶剤を除去することは、当技術分野における必要性に応えるものではない。
【0013】
  [0013]薬剤放出に及ぼす乾燥効果の研究(EVAL薬剤システム)によれば、各スプレーサイクル後、コーティングされたステントにある溶剤を除去するためのインプロセス乾燥技術がすぐに必要とされていることが示された。これは、高スループットを保持しながら、より安定した製品を生産するさいの重大なステップである。
【0014】
  [0014]ポリマーを溶解するさいに使用される溶剤の特性、例えば、表面張力、蒸気圧または沸点、粘度、および誘電率は、コーティング品質、コーティングプロセスのスループット、薬剤の安定性およびコーティングプロセスに必要な機器に主に影響を及ぼすものである。溶剤は、言うまでもなく、ステントに加熱ガスを適用することによって除去されうる。しかしながら、予期せず驚くべきことに、所望の最終結果を達成するためには、この乾燥ステップを慎重に制御しなければならないことが分かった。また、ガスからコーティング表面への熱伝達が均一かつ効率的に生じる必要がある。
【0015】
  [0015]適切な溶剤の蒸発速度は、薄膜コーティングのコーティング厚さと反比例関係にある(一般に、厚さと反比例)。さらに、抵抗は、コーティング厚さが増すにつれ、非線形に増大する。先に示唆したように、この非線形性は回避しなければならない。厚さが線形範囲内であれば、溶剤を除去するさい、より高い効率性、均一性およびより高い制御性が達成される。その結果、薬剤‐溶剤‐ポリマーの相互作用が最も少なく、溶剤の可塑化、および薬剤の抽出があるため、より一貫した薬剤放出プロファイルが得られる。したがって、厚さにわたった特性の均一性だけでなく、溶剤を除去する能力にもより高い制御を達成することが望まれる。これは、薬剤溶出ステントにある残留溶剤が、不都合な生物学的反応を誘発し、コーティング特性を損ない、薬剤劣化を誘発し、放出プロファイルを変化させてしまいかねないためである。各スプレーサイクル中に適用されるポリマーと薬剤の比は、1:1、2:1、3:1、4:1または5:1でありうる。
【0016】
  [0016]このようにして、各スプレーサイクルの間に乾燥ステップを行い、低い割合の溶液、例えば、最終コーティング重量の2%のコートを多数塗布することによって、放出速度が良好に制御されうることが分かった。このようにして、この例では、目標コーティング重量を得るために、50回のコートが必要とされる。このコーティングプロセスを生産レベルの方法としてより実現可能なものにするために、溶剤および溶剤‐薬剤‐ポリマーの相互作用の制御を維持しながら、上述したように、効率的なインプロセス乾燥ステップが必要とされた。
【0017】
  [0017]初期の実験では、通常、溶剤を除去するために想定されるものである末広ノズルを使用して乾燥ステップを含むようにプロセスを構成した。また、円筒状のドライヤノズルも使用された。これらのノズルタイプ(円筒状または末広チャネルタイプ)のいずれかが解決策として選択された。
【0018】
  [0018]ガスの流れプロファイル、すなわち、ノズルからのガス出口速度および温度が、高速乾燥時間を生じるように選択された。いずれかのノズルを使用する、すなわち、適切な乾燥ガス速度および温度を選択する、ガスからステント表面へ適切な平均熱伝達によって、コーティングプロセスに効率的なインプロセス乾燥ステージが組み込まれ、これによって、薬剤‐ポリマー形態に及ぼす溶剤の効果の制御を維持しながら、多数回、低重量コーティングを塗布するプロセスを実現可能にすることが期待された。しかしながら、溶剤の除去に末広チャネルまたは円筒状のノズルタイプを使用することから結果的に得られる薬剤放出プロファイルは、所望の特性を呈しなかった。熱伝達をさらに制御する必要がありうるという仮説が立てられた。
【0019】
  [0019]予期せず驚くべきことに、ノズル出口でガスの熱伝達容量が修正されると、すなわち、より均一にされると、最終的な目標に合わせるために薬剤放出プロファイルを制御または適応させる能力が著しく改善されたことが分かった。したがって、改良された薬剤放出プロファイルを生成するのに必要なのは、効率的なインプロセス乾燥ステップだけでなく、複数回塗布されたコーティングの各々の間におけるガスからコーティングされる表面へのより均一な熱伝達であるという結論が得られた。
【0020】
  [0020]以上の点から、本発明により、以下の技術改良のうちの1つ以上が提供される。
【0021】
  [0021]1つの態様によれば、インプロセス乾燥ステージを組み込んだマルチステップコーティングプロセスがある。
【0022】
  [0022]本発明の別の態様によれば、ステントコーティング方法が、(a)約2〜5重量%のコーティングおよび95〜98重量%の溶剤を含む溶液でステントをスプレーするステップと、(b)熱ノズルを使用してコーティングされたステントから溶剤を除去し、溶剤除去ステップの後、約0.5〜8重量%のコーティングのみが、コーティングに残留する溶剤であるようにする溶剤除去ステップと、100%の所望のウェットコーティング重量に達するまで、ステップ(a)および(b)を繰り返すステップとを含む。
【0023】
  [0023]本発明の別の態様は、溶剤を均一に除去するための強制空気乾燥ステージを含む所望の放出プロファイルを生成する方法である。
【0024】
  [0024]本発明の別の態様は、ステントと出口ノズルとの高精度な位置合わせである。1つの実施形態において、ステント本体の全長にわたって均一な溶剤除去速度および均一な特性を生じるように決定されたX、YおよびZ位置にステント本体を配置する位置合わせツールまたはガイドがある。1つの実施形態において、ステント本体とノズル先端とのオフセット(「Z」方向と呼ぶ)の位置合わせ許容誤差は、X−Y平面と呼ぶノズル平面、例えば、
図4の紙面内での位置ずれの許容範囲より大きい。1つの実施形態において、ノズルの近位にある孔部位、例えば、垂直方向のレーザ溝50(
図1A)により、X−Y平面においてステント本体を正確に位置合わせできる。1つの実施形態によれば、ステント本体が適切に位置合わせされなければ、乾燥効率が著しく損なわれ、蒸発乾燥プロセスがより不均一になってしまいかねない。
【0025】
  [0025]本発明の別の態様は、低重量コーティングを除去するための大量の加圧ガスを調整する熱ノズルである。ノズルは、上流の未調整ガス流を加速および減速するための第1および第2の組のテーパ状壁を有する。他の実施形態において、ノズルは、ガスを減速する末広テーパを有する第1のステージと、ガスを加速する収束テーパを有する第2のステージとを有してもよい。熱ノズルは、混合スクリーンをさらに含んでもよい。
【0026】
  [0026]本発明の別の態様は、低重量コーティングを除去するための大量の加圧ガスを調整する熱ノズルである。ノズルは、第1および第2の拡散部を有する。1つの拡散部は、第1の組の開口または穴を有し、第2の拡散部は、第1の組とは異なる第2の組の開口または穴を有する。
【0027】
  [0027]本発明の別の態様は、軽量層を適用し、その層を乾燥し、その後、全コーティング重量に達するまで複数回これらのステップを繰り返すことによって、コーティング重量を生成することに関する。層の数は、20より多く、30より多く、40より多く、および20〜50の間でありうる。
【0028】
  [0028]本発明の別の態様は、薬剤溶出ステントをコーティングするためのインプロセス乾燥ステップ中に使用するための熱ノズルに関する。この熱ノズルにより、均一な速度と温度分布を有するエアカーテンが得られうることで、溶剤の乾燥の均一性が高まり、コーティングからの薬剤放出のばらつきが低減される。
【0029】
  [0029]本発明の1つの態様によれば、平均流れ方向と、流入ガス流を受ける入口エリアと、乾燥ガスを生成する出口エリアとを有する乾燥ノズルであって、入口の近位にあり出口の遠位にある第1の側面と、入口の遠位にあり出口の近位にある第2の側面と、第1の側面から第2の側面へ延伸する壁とを含むチャンバと、チャンバ壁が、ノズルの出口領域と、入口領域と、中間領域とを規定し、出口領域が、中間領域からノズル出口へのガスの流れの第1の容積部(内部空間)を規定し、中間領域が、入口領域から出口領域へのガスの流れの第2の容積部を規定し、中間領域が、少なくとも部分的に、流れ方向において互いから広がる壁によって形成され、出口領域が、少なくとも部分的に、流れ方向において互いの方へ収束する壁によって形成され、入口の近位にあり出口エリアの遠位に設けられ、第1の複数の開口部を形成する第1の拡散部と、出口エリアの近位にあり第1の拡散部エリアの遠位に設けられた第2の拡散部であって、第2のバッフルが第2の複数の開口部を形成し、コーティングされた医療デバイスの表面にわたってガスを方向付けるように構成された断面積を有することで、安定状態の流れの間、ノズルが出口エリアにわたって実質的に均一の速度および温度プロファイルを有するガスを出口に生成する、第2の拡散部とを備える乾燥ノズルを提供する。
【0030】
  [0030]本発明の別の態様によれば、ステントをコーティングする装置が、ステントを保持するマンドレルと、マンドレルに保持されたまま、ステントの表面にコーティングを塗布するスプレーヤと、ステントの表面から制御された割合の溶剤を除去するように構成され、ノズルおよびガス調整チャンバを形成するノズルを含むドライヤとを含む。
【0031】
  [0031]ガス調整チャンバは、ガス源から供給された加熱ガスを受ける入口と、入口の近位にあり出口の遠位にある末広セクションと、出口の近位にあり入口の遠位にある収束セクションと、入口の近位にあり出口の遠位にある第1の拡散部であって、第1のバッフルが、複数の開口部からなる第1の配列を有する第1の拡散部と、出口の近位にあり、複数の開口部からなる第2の配列を有する第2の拡散部とを含み、入口、末広セクション、収束セクション、および第1および第2の拡散部が、ガスからステントの表面への熱伝達容量が均一な分布を有する加速された乾燥ガス量を生成するように協働する。
【0032】
  [0032]本発明の別の態様によれば、ステントコーティング方法が、ステントにコーティングを塗布するステップと、乾燥ノズルを用いてコーティングされたステントを乾燥するステップとを含む。乾燥ステップは、ノズルの出口の近位にあるコーティングされたステントを設ける工程と、ノズルにガスを通してコーティングにある溶剤を少なくとも部分的に除去する工程とを含み、除去ステップが、出口の上流にあるノズル入口を通して受けたガスを減速させることと、入口の近位にあり出口の遠位に設けられた第1の拡散部にガスを流すことを含む減速ガスを混合することと、第1の拡散部の下流でガスを加速することと、次に、ステントを乾燥させるために出口に設けられた第2の拡散部に加速ガスを流すこととを含み、出口の下流のガスが、ステントの全長にわたって実質的に均一な温度および速度を有する。
【0033】
  [0033]本発明の別の態様によれば、スプレーステーションと、乾燥ステーションとを含むシステムがある。スプレーステーションおよび乾燥ステーションは、壁によって分離されてもよい。ステントが、カンチレバーまたはピン接続として端部で支持されるマンドレル上に保持される。まず、ステントが、コーティングが塗布されるスプレーゾーンに配置される。次に、ステントは、効率的かつ迅速な乾燥を提供するように均一な乾燥ガスにさらされる乾燥ゾーンに移動される。その後、ステントは、スプレーゾーンに戻され、最終コーティング重量に達するまで、このプロセスが繰り返される。好ましい実施形態において、
図1に示すようなドライヤが使用される。本開示の点から他の実施形態も可能である。
【0034】
  [0034]ステントおよびステントを支持するマンドレルは、スプレーヤと乾燥ノズルとの間を移動する手段によって、スプレーゾーンと乾燥ゾーンとの間で移動される。1つの実施形態において、この手段は、マンドレルを回転ドラムアセンブリに連結することによって、ドライヤとノズルセクションとの間にステントを配置するようにプログラミングされた回転機構である。別の実施形態において、スプレーヤおよびノズルが、溶剤の除去およびコーティングの塗布にさいし、それぞれ、医療デバイスにわたって乾燥ノズルおよびスプレーノズルを選択的に配置するリニアモータに連結される。
【0035】
  [参照による援用]
  [0035]本明細書において記載したすべての刊行物および特許出願は、各個々の刊行物または特許出願が参照により援用されるように明確かつ個別に示されているかのように、さらに、任意の図面を含み、上記各個別の刊行物または特許出願が、本明細書においてすべて示されているかのように、同程度まで参照により本明細書に援用されたものとする。