專(zhuān)利名稱(chēng)：骨生長(zhǎng)誘導(dǎo)材料的攜帶和輸送用組合物以及生產(chǎn)和應(yīng)用該組合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明的各種實(shí)施方案涉及輸送骨治療材料(例如到有活力的骨和/或其它骨架組織中以修復(fù)缺陷等等)的組合物。更具體地說(shuō)，本發(fā)明的各種實(shí)施方案涉及骨治療材料(例如骨誘導(dǎo)性和/或骨傳導(dǎo)性材料)的輸送機(jī)構(gòu)，包括(但不限于)脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)(“DBM”)和皮質(zhì)-網(wǎng)眼狀骨碎片(cortical-cancellous bone chips)(“CCC”)。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的某些組合物可以包括生理上可接受的可生物降解的載體，骨誘導(dǎo)性材料，和/或骨傳導(dǎo)性材料(例如，DBM和CCC)的混合物。該組合物因此被應(yīng)用(例如，到有缺陷的組織和/或其它有活力的組織中)來(lái)促進(jìn)新骨頭的形成。本發(fā)明的其它實(shí)施方案涉及組合物的制備和使用該組合物的方法。
對(duì)于本發(fā)明的目的，該術(shù)語(yǔ)“骨治療材料”(或“骨治療因子”)是指促進(jìn)骨生長(zhǎng)的材料。骨治療材料或因子，包括(但不限于)骨誘導(dǎo)性材料，骨傳導(dǎo)性，成骨性和骨生長(zhǎng)促進(jìn)性材料。此外，骨治療材料或因子，包括(但不限于)骨形態(tài)產(chǎn)生蛋白質(zhì)(“BMP”)如BMP 2，BMP 4和BMP7(OP1)；DBM，血小板衍生生長(zhǎng)因子(“PDGF”)；胰島素樣生長(zhǎng)因子I和II(“IGF-I”，“IGF-II”)；成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(“FGF′s”)；轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(“TGF-β”)；血小板富集血漿(PRP)；血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)；生長(zhǎng)激素；小的肽；基因；干細(xì)胞，自體同源的骨，外源的骨，骨髓，生物聚合物和生物陶瓷。
此外，對(duì)于本申請(qǐng)的目的，該術(shù)語(yǔ)“骨誘導(dǎo)劑”(或“骨誘導(dǎo)性材料”)是指能夠誘導(dǎo)異位骨形成的材料。骨誘導(dǎo)性材料包括(但不限于)DBM；BMP 2；BMP 4；和BMP 7。
此外，對(duì)于本申請(qǐng)的目的，該術(shù)語(yǔ)“骨傳導(dǎo)劑”(或“骨傳導(dǎo)性材料”)是指一種材料，它不具有異位骨形成的能力，但為成骨細(xì)胞粘附、增殖和合成新骨提供表面。骨傳導(dǎo)性材料包括(但不限于)CCC；羥磷灰石(“HA”)；磷酸三鈣(“TCP”)；HA/TCP的混合物；其它磷酸鈣；碳酸鈣；硫酸鈣；骨膠原；和DBM。
此外，對(duì)于本申請(qǐng)的目的，該術(shù)語(yǔ)“成骨性因子”(或“成骨性材料”)是指供應(yīng)和支持骨愈合細(xì)胞的生長(zhǎng)的一種材料。成骨性材料包括(但不限于)自生的網(wǎng)眼狀骨，骨髓，骨膜，和干細(xì)胞。
此外，對(duì)于本申請(qǐng)的目的，該術(shù)語(yǔ)“骨生長(zhǎng)促進(jìn)劑”(或“骨生長(zhǎng)促進(jìn)性材料”)是指增強(qiáng)或加速骨修復(fù)的自然級(jí)聯(lián)(natural cascade)的一種材料。成骨性材料包括(但不限于)PRP，F(xiàn)GF’s，TGF-β，PDGF，VEGF。
此外，對(duì)于本申請(qǐng)的目的，該術(shù)語(yǔ)“患者”是指根據(jù)本發(fā)明的組合物、載體和/或骨治療材料植入體內(nèi)的任何動(dòng)物(例如，人，哺乳動(dòng)物，脊椎動(dòng)物)。
本發(fā)明的背景聲稱(chēng)促進(jìn)骨缺陷的修復(fù)的化合物以前已經(jīng)公開(kāi)。同樣地，用作藥物和其它治療劑的輸送載體的組合物(該載體是含有聚(乙二醇)的中心嵌段的大單體)同樣地以前已公開(kāi)。
附圖的簡(jiǎn)述

圖1是條形圖，顯示了對(duì)于DBM控制的骨誘導(dǎo)評(píng)價(jià)和與DBM濃度的關(guān)系；圖2a顯示了植入的大單體單獨(dú)的顯微解剖結(jié)構(gòu)；圖2b顯示了在大單體中TBI DBM的顯微解剖結(jié)構(gòu)；圖2c顯示了在大單體中30％DBM的顯微解剖結(jié)構(gòu)；圖3是顯示機(jī)械性能試驗(yàn)結(jié)果的條形圖；和圖4a-4e顯示了與實(shí)施例19有關(guān)的結(jié)果，下面進(jìn)行討論。
在已經(jīng)公開(kāi)的那些益處和改進(jìn)之中，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將從下面的敘述連同附圖變得更加清楚。該圖構(gòu)成了說(shuō)明書(shū)的一部分并包括本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施方案和舉例說(shuō)明本發(fā)明的各種目的和特征。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明這里公開(kāi)了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方案；然而，需要理解的是所公開(kāi)的實(shí)施方案僅僅是以各種形式實(shí)施的本發(fā)明的范例而已。另外，與本發(fā)明的各種實(shí)施方案相關(guān)地給出的每一實(shí)施例被認(rèn)為是說(shuō)明性的，和不是限制性的。此外，該圖不一定按比例，一些特征可以夸張以顯示具體組分的細(xì)節(jié)。因此，在這里公開(kāi)的特定的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不被解釋為限制的，但僅僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域中技術(shù)人員各個(gè)地使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
DBM是骨的蛋白質(zhì)組分。它是從捐獻(xiàn)的骨組織制得，這通過(guò)首先將皮層質(zhì)骨研磨成所需的顆粒尺寸，然后在氫氯酸中從骨顆粒中除去礦物，最終凍干脫礦質(zhì)的顆粒以除去水來(lái)實(shí)現(xiàn)。
皮質(zhì)網(wǎng)眼狀骨碎片是從皮質(zhì)和網(wǎng)眼狀骨磨碎或研磨而成的皮質(zhì)和網(wǎng)眼狀骨顆粒的混合物。
脫礦質(zhì)的異源移植骨粉典型地以?xún)龈苫蚶鋬龈稍锏暮蜔o(wú)菌的形式提供，保證延長(zhǎng)的儲(chǔ)存期限。在這里的組合物的脫礦質(zhì)的骨組分是已知類(lèi)型的粉碎或粉末化材料并根據(jù)已知的程序制得。應(yīng)該理解的是，該術(shù)語(yǔ)“脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)”包括具有從較細(xì)粉末到粗粒和甚至更大碎片的各種各樣的平均粒度的骨顆粒。因此，例如(該實(shí)施例被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，在本發(fā)明的組合物中存在的骨粉可以具有從約100到約1,200μm或從約125到850μm的平均粒度。
一般說(shuō)來(lái)，人外源骨組織可以?xún)?yōu)選作為骨粉的來(lái)源。
用作載體的大單體可以包括至少一種水溶性的嵌段，至少一種可生物降解的嵌段，和至少一種可聚合的基團(tuán)。至少一種可生物降解的嵌段可以含有碳酸酯或酯基。為了在聚合后獲得可生物降解的材料，每一可聚合的基團(tuán)需要與在大單體上的任何其它可聚合的基團(tuán)被至少一個(gè)可生物降解的鍵或基團(tuán)分開(kāi)。
在一個(gè)實(shí)例(該實(shí)例被認(rèn)為是說(shuō)明性的但非限制性的)中該大單體的至少一部分可以含有一個(gè)以上的反應(yīng)活性基團(tuán)和因此有效地作為交聯(lián)劑，因此該大單體可以交聯(lián)形成凝膠。所需的最小比例將隨大單體的性質(zhì)和它在溶液中的濃度而變化，和交聯(lián)劑在大單體溶液中的比例可以達(dá)到該大單體溶液的100％。
因?yàn)樵谀承┚?自由基)聚合反應(yīng)中每一可聚合的基團(tuán)將聚合成鏈，交聯(lián)的水凝膠可以通過(guò)使用僅僅稍微高于一個(gè)的反應(yīng)活性基團(tuán)/每個(gè)大單體(即，平均約1.02個(gè)可聚合的基團(tuán))來(lái)生產(chǎn)。然而，可以使用更高的百分比，和優(yōu)異的凝膠劑可以在聚合物混合物中獲得，其中大部分或所有的分子具有兩個(gè)或多個(gè)反應(yīng)活性雙鍵。Poloxamines，水溶性嵌段的例子，具有四個(gè)分支和因此容易地改性而包括四個(gè)可聚合的基團(tuán)。
在這里使用的“生物相容”材料是刺激(在最壞的情況下)僅僅輕度的，常常瞬間的，植入響應(yīng)的材料，與嚴(yán)重的或逐步升高的響應(yīng)相反。
在這里使用的“可生物降解的”是在正常的活體內(nèi)生理?xiàng)l件下分解成可以被新陳代謝和/或排泄的組分的一種材料。
在這里使用的“嵌段”是在亞單元組成上與鄰區(qū)域中不同的大單體區(qū)域。嵌段典型地含有許多亞單元，對(duì)于不可降解的材料達(dá)到約一千個(gè)或一千個(gè)以下亞單元，但對(duì)于可降解的材料沒(méi)有上限。在該下限中，嵌段的尺寸典型地取決于它的功能；該最小尺寸是足以發(fā)揮它的功能的那一尺寸。對(duì)于賦予該大單體以水溶性的嵌段，例如，這可以是400道爾頓或更多，600道爾頓或更多，至少1000道爾頓，或在2000到40,000道爾頓的范圍內(nèi)。對(duì)于可降解的鍵，該最小嵌段尺寸是具備該功能的具有合適降解性的單鍵。在一個(gè)例子中(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)嵌段尺寸可以是兩個(gè)到四十個(gè)基團(tuán)或三個(gè)到二十個(gè)基團(tuán)。反應(yīng)活性基團(tuán)對(duì)于某些目的而言可以被認(rèn)為是嵌段；在該嵌段中單元的典型數(shù)量是1，但可以是，例如兩個(gè)到五個(gè)。
在這里使用的碳酸酯是具有結(jié)構(gòu)--O--C(O)--O--的官能團(tuán)。該碳酸酯起始原料可以環(huán)狀，如碳酸亞丙酯(TMC)，或可以是線(xiàn)性的，如碳酸二甲酯(CH3O--C(O)--OCH3)。在引入到可聚合的大單體中之后，該碳酸酯可以至少部分地作為R--O--C(＝O)--O--R’而存在，其中R和R’是該大單體的其它組分。
在這里使用的，酯是具有結(jié)構(gòu)--O--C(O)--R--O--的重復(fù)單元，其中R是直鏈，支化或環(huán)狀烷基。
在這里使用的水凝膠是當(dāng)有機(jī)聚合物(天然或合成)經(jīng)由共價(jià)、離子基或氫鍵交聯(lián)產(chǎn)生夾含水分子形成凝膠的三維開(kāi)放網(wǎng)格結(jié)構(gòu)時(shí)所形成的物質(zhì)。
在這里使用的“水溶性”定義為在約0℃和50℃范圍內(nèi)的溫度下在水溶液中至少一克/升的溶解度。水溶液可以包括少量的水溶性有機(jī)溶劑，如二甲亞砜，二甲基甲酰胺，醇類(lèi)，丙酮，和/或甘醇二甲醚。
嵌段大單體的類(lèi)型按一般術(shù)語(yǔ)，該大單體可以，在一個(gè)例子(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)是包括可生物降解的嵌段、水溶性嵌段和至少一個(gè)可聚合的基團(tuán)的嵌段大單體。在一個(gè)例子(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)該大單體可包括平均至少1.02個(gè)可聚合的基團(tuán)或可以包括平均至少兩個(gè)可聚合的基團(tuán)/每個(gè)大單體。可聚合的基團(tuán)的平均數(shù)例如可通過(guò)共混具有不同量的可聚合的基團(tuán)的大單體來(lái)獲得。
各嵌段可以排列形成不同類(lèi)型的嵌段大單體，包括二嵌段，三嵌段，和多嵌段大單體。該可聚合的基團(tuán)可以直接連接于可生物降解的嵌段上或經(jīng)由水溶性不可降解的嵌段間接地連接，并且在連接之后要求該可聚合的基團(tuán)彼此被可生物降解的嵌段分開(kāi)。作為例子(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，如果該大單體含有聯(lián)接于可生物降解的嵌段上的水溶性嵌段，則一個(gè)可聚合的基團(tuán)可以連接于該水溶性嵌段上和另一個(gè)連接于該可生物降解的嵌段上。兩可聚合的基團(tuán)都可以通過(guò)至少一個(gè)可降解的鍵連接于水溶性嵌段上。
該二嵌段大單體可以包括連接于可生物降解的嵌段上的水溶性嵌段，其中一端或兩端被可聚合的基團(tuán)封端。該三嵌段大單體可以包括中心水溶性嵌段和外部可生物降解的嵌段，其中一端或兩端被可聚合的基團(tuán)封端。另外地，該中心嵌段可以是可生物降解的嵌段，和該外部嵌段可以是水溶性的。該多嵌段大單體可以包括以線(xiàn)性方式連接在一起的一個(gè)或多個(gè)水溶性嵌段和生物相容性嵌段。另外地，該多嵌段大單體可以是刷子，梳子，樹(shù)枝狀或星形共聚物。如果該骨架是由水溶性嵌段形成，則連接于骨架上的這些分支或接枝體的至少一個(gè)可以是可生物降解的嵌段。另外地，如果該骨架是由可生物降解的嵌段形成，則連接于骨架上的分支或接枝體的至少一個(gè)可以是水溶性嵌段，除非該可生物降解的嵌段也是水溶性的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，多官能化合物如多元醇可以是聯(lián)接于多重聚合物嵌段上，它們當(dāng)中的至少一個(gè)可以是水溶性的和它們當(dāng)中的至少一個(gè)可以是可生物降解的。
一般說(shuō)來(lái)，確定為可生物降解的的大單體的任何配制料需要進(jìn)行構(gòu)造上的設(shè)計(jì)，要求每一可聚合的基團(tuán)與其它可聚合的基團(tuán)彼此之間被可生物降解的的一種或多種鍵分開(kāi)。不能生物降解的材料不一定受到這一限制。
本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，各個(gè)嵌段可具有均勻的組成，或可以具有一定范圍的分子量，和可以是較短鏈的結(jié)合物或?yàn)樽罱K水凝膠賦予特定所希望的性能的各種類(lèi)型物，同時(shí)保持大單體的所需特性。在這里所指的嵌段的長(zhǎng)度可以從單個(gè)單元(例如在可生物降解的部分中)到幾個(gè)重復(fù)單元如低聚嵌段再到許多重復(fù)單元(如在聚合物嵌段中)來(lái)變化，所受的限制是保持該大單體的整體水溶性。
在下面的討論和實(shí)施例中，大單體常常由xxKZn形式的代碼標(biāo)識(shí)，其中xx是表示骨架聚合物的分子量的數(shù)字，它是聚乙二醇(“PEG”)，除非另有說(shuō)明，和K的單位是千道爾頓；接著是表示可生物降解的鍵的字母，在這里顯示為Z，其中Z可以是L，G，D，C或T中的一個(gè)或多個(gè)，其中L代表乳酸，G代表乙醇酸，D代表二噁烷酮，C代表己內(nèi)酯，T代表碳酸亞丙酯，和n是在嵌段中可降解基團(tuán)的平均數(shù)。該分子是以丙烯酸酯基團(tuán)終端，除非另有說(shuō)明。這有時(shí)也以下標(biāo)A2表示。
盡管可生物降解的基團(tuán)可以是，例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)(除碳酸酯或酯之外)醇酸，原酸酯，酸酐，或其它合成或半合成可降解的鍵，但是天然材料可以用于該可生物降解的鏈段中，當(dāng)它們的降解度足以滿(mǎn)足大單體的預(yù)定用途需要時(shí)。此類(lèi)可生物降解的基團(tuán)可能包括，例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，天然或非天然氨基酸，碳水化合物殘基，和其它天然連接基。生物降解時(shí)間可以通過(guò)水解此類(lèi)鍵的酶的局部利用度來(lái)控制。此類(lèi)酶的利用度可從現(xiàn)有技術(shù)中或通過(guò)常規(guī)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。
水溶性區(qū)域合適的水溶性聚合物嵌段可包括從下列物質(zhì)制備的那些聚(乙二醇)，聚(環(huán)氧乙烷)，部分地或完全水解的聚(乙烯醇)，聚(乙烯基吡硌烷酮)，聚(乙基噁唑啉)，聚(環(huán)氧乙烷)-co-聚(環(huán)氧丙烷)嵌段共聚物(poloxamers和meroxapols)，poloxamines，羧甲基纖維素，羥烷基化纖維素如羥乙基纖維素和甲基羥丙基纖維素，多肽，多核苷酸，多糖或碳水化合物如Ficoll，聚糖，透明質(zhì)酸，葡聚糖，硫酸軟骨素，肝素，或藻酸鹽，和蛋白質(zhì)如明膠，膠原，清蛋白，或卵清蛋白。
該可溶性聚合物嵌段可以是在體內(nèi)固有地可生物降解的或可以是微弱地可生物降解的或有效地不能生物降解的。在后兩種情況下，該可溶性嵌段可以具有足夠低的分子量以便能夠排泄出來(lái)。允許在人體(或預(yù)計(jì)可使用的其它對(duì)象)內(nèi)排泄的極限分子量將隨聚合物類(lèi)型而變化，但常常是大約40,000道爾頓或更低?？梢允褂盟苄缘奶烊痪酆衔锖秃铣傻韧锘蜓苌铮渲邪ǘ嚯?，多核苷酸，和可降解的多糖。
該水溶性嵌段可以是具有至少600道爾頓，2000或2000以上道爾頓，或至少3000道爾頓的分子量(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)的單個(gè)嵌段。另外地，該水溶性嵌段可以是被其它基團(tuán)連接的兩個(gè)或多個(gè)水溶性嵌段。此類(lèi)連接基團(tuán)可以包括可生物降解的連接基，可聚合的連接基，或兩者。例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，不飽和二羧酸，如馬來(lái)酸，富馬酸，或?yàn)躅^酸，可以用如下所述的可降解基團(tuán)來(lái)酯化，和此類(lèi)連接基團(tuán)可以在一端或兩端與親水基如聚乙二醇相結(jié)合。在另一個(gè)實(shí)施方案中，兩個(gè)或多個(gè)PEG分子可以被包括碳酸酯連接基在內(nèi)的可生物降解的連接基所連接，和隨后用可聚合的基團(tuán)來(lái)封端。
可生物降解的嵌段可生物降解的嵌段可以在活體內(nèi)條件下水解。至少一個(gè)可生物降解的區(qū)域可以是碳酸酯或酯連接基。附加的可生物降解的聚合物嵌段可以包括醇酸的聚合物和低聚物或其它生物學(xué)上可降解的聚合物，它們得到無(wú)毒性或作為體內(nèi)正常代謝物而存在的物質(zhì)?？墒褂玫木?醇酸)是聚(乙醇酸)，聚(DL-乳酸)和聚(L-乳酸)。其它有用物質(zhì)包括，聚碳酸酯類(lèi)如聚(碳酸亞丙酯)，聚(氨基酸)，聚(酸酐)，聚(原酸酯)，和聚(磷酸酯)。例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，聚內(nèi)酯如聚(ε-己內(nèi)酯)，聚(δ-戊內(nèi)酯)，聚(γ-丁內(nèi)酯)和聚(β-羥基丁酸酯)，也是有用的。
可生物降解的區(qū)域可以通過(guò)使用容易發(fā)生生物降解的連接基如酯，肽，酸酐，原酸酯，和磷酸酯鍵從單體、低聚物和/或聚合物構(gòu)造。
通過(guò)改變可生物降解的基團(tuán)的總量和選擇在碳酸酯或酯連接基(它們較緩慢水解)的數(shù)量與低級(jí)醇酸連接基(尤其乙交酯或丙交酯，它們較快速地水解)的比率，從大單體形成的水凝膠的降解時(shí)間可以控制。
碳酸酯任何所需的碳酸酯可用于制造該大單體。此類(lèi)碳酸酯可包括(但不局限于)脂肪族碳酸酯(例如，以獲得最大的生物相容性)。例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，碳酸亞丙酯和碳酸二甲基酯是脂肪族碳酸酯的例子。低級(jí)二烷基碳酸酯通過(guò)由二烷基碳酸酯與聚合物的羥基的平衡反應(yīng)所形成的醇類(lèi)的蒸餾除去而連接到骨架聚合物上。
其它有用的碳酸酯是環(huán)狀碳酸酯，它可以與羥基封端聚合物反應(yīng)而不釋放出水。合適的環(huán)狀碳酸酯包括碳酸亞乙酯(1，3-二氧戊環(huán)-2-酮)，碳酸亞丙基酯(4-甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮)，碳酸亞丙酯(1，3-二噁烷-2-酮)和碳酸酯四亞甲基(1，3-二氧雜庚環(huán)-2-酮)。在一些反應(yīng)條件下，原碳酸酯有可能反應(yīng)得到碳酸酯，或該碳酸酯經(jīng)由原碳酸酯中間體與多元醇反應(yīng)，如在Timberlake等人的US專(zhuān)利No.4,330,481中所述。因此，某些原碳酸酯，尤其雙環(huán)的原碳酸酯，可以是形成該碳酸酯連接的大單體的合適起始原料。
另外地，合適的二醇或多元醇，包括骨架聚合物，可以用光氣活化而形成氯甲酸酯，如在現(xiàn)有技術(shù)中所述，和這些活性化合物可以與含有合適基團(tuán)如羥基的骨架聚合物混合而形成含有碳酸酯連接基的大單體。
所有這些材料是在這里使用的“碳酸酯”。
合適的二噁烷酮類(lèi)包括二噁烷酮(對(duì)-二噁烷酮；1，4-二噁烷-2-酮；2-酮-1，4-二噁烷)，和緊密相關(guān)的原料1，4-二氧戊環(huán)-2-酮，1，4-二氧雜庚環(huán)-2-酮和1，5-二氧雜庚環(huán)-2-酮。這些化合物的低級(jí)烷基例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)C1-C4烷基衍生物，如2-甲基對(duì)-二噁烷酮(乳酸的環(huán)狀O-羥乙基醚)。
可聚合的基團(tuán)在本申請(qǐng)中使用的“可聚合的基團(tuán)”含有(a)自發(fā)地或在光、熱或其它活化條件或試劑的影響下反應(yīng)而形成了將大單體鏈條彼此相連接的共價(jià)聚合物結(jié)構(gòu)的一種官能團(tuán)(下面有時(shí)稱(chēng)為“大單體-大單體官能團(tuán)”)；和/或(b)將大單體的溶液轉(zhuǎn)化成凝膠的反應(yīng)活性官能團(tuán)。
當(dāng)該大單體含有兩個(gè)或多個(gè)大單體-大單體官能團(tuán)時(shí)，由這些基團(tuán)形成的聚合物結(jié)構(gòu)將在大單體鏈條之間形成交聯(lián)而產(chǎn)生三維網(wǎng)絡(luò)即非流體凝膠。
合適的大單體-大單體官能團(tuán)包括烯屬基團(tuán)(如乙烯基，烯丙基，丙烯?；?，肉桂基，富馬酰基，苯乙烯基)，環(huán)氧基，內(nèi)酯(如丙交酯，乙交酯，己內(nèi)酯，戊內(nèi)酯，二噁烷酮)，內(nèi)酰胺(β-內(nèi)酰胺，γ-內(nèi)酰胺和δ-內(nèi)酰胺，γ-丁內(nèi)酰胺，δ-己內(nèi)酰胺)。
反應(yīng)活性官能團(tuán)是在親核，親電子，氧化或自由基條件下與化學(xué)反應(yīng)伙伴在偶聯(lián)反應(yīng)中反應(yīng)而與該化學(xué)反應(yīng)伙伴之間形成共價(jià)鍵的一種基團(tuán)。
合適的反應(yīng)活性官能團(tuán)包括活化酯(如N-羥基琥珀酰亞胺酯)，親電子的碳中心(如甲苯磺酸根和甲磺酸根)，共軛的烯屬基團(tuán)(如丙烯?；?，甲基丙烯?；?，異氰酸酯，異硫氰酸酯，環(huán)氧乙烷，氮雜環(huán)丙烷，環(huán)狀酰亞胺(如馬來(lái)酰亞胺)，巰基。合適的化學(xué)反應(yīng)伙伴包括胺類(lèi)，醇類(lèi)，硫醇類(lèi)。
在一些實(shí)施方案中，該反應(yīng)活性官能團(tuán)和該化學(xué)反應(yīng)伙伴可以存在于不同的大單體鏈條上，和讓希望溶液凝膠化時(shí)這些組分可以被混合。在其它實(shí)施方案中，該反應(yīng)活性官能團(tuán)和該化學(xué)反應(yīng)伙伴可以存在于同一大單體鏈條上，和活化條件如氧化性，酸性，自由基等是進(jìn)行凝膠化進(jìn)一步所需要的。
該可聚合的基團(tuán)可以位于大單體的一端或多端或可聚合的基團(tuán)位于該大單體的內(nèi)部。
聚合反應(yīng)可以由任何適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，包括但不限于，光聚合，化學(xué)或熱自由基聚合，氧化還原反應(yīng)，陽(yáng)離子聚合，和活性基團(tuán)(如異氰酸酯)的化學(xué)反應(yīng)來(lái)引發(fā)。聚合可以使用光引發(fā)劑來(lái)引發(fā)。暴露于UV光產(chǎn)生自由基或陽(yáng)離子的光引發(fā)劑是本領(lǐng)域中技術(shù)人員所熟知的。自由基也可以從某些染料和化合物的光子吸收以相對(duì)溫和的方式形成。該可聚合的基團(tuán)可通過(guò)自由基聚合反應(yīng)來(lái)聚合。可使用的可聚合基團(tuán)包括，但不限于，丙烯酸酯，二丙烯酸酯，低聚丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，二甲基丙烯酸酯，低聚甲基丙烯酸酯，肉桂酸酯，二肉桂酸酯，低聚肉桂酸酯，和其它生物學(xué)上可接受的可聚合基團(tuán)。
這些基團(tuán)可以通過(guò)使用曝露于包括UV(紫外)和IR(紅外)光，長(zhǎng)波長(zhǎng)紫外光(LWUV)或可見(jiàn)光在內(nèi)的光會(huì)產(chǎn)生自由基的光引發(fā)劑來(lái)聚合。值得注意的，LWUV和可見(jiàn)光與短波UV光相比引起對(duì)組織和其它生物材料更低的損傷。有用的光引發(fā)劑是沒(méi)有細(xì)胞毒性和在短時(shí)間框架(例如，分鐘或秒)內(nèi)用于引發(fā)大單體的聚合反應(yīng)的那些。
染料(例如，與助催化劑如胺相結(jié)合)曝露于光(例如，可見(jiàn)或LWUV光)會(huì)產(chǎn)生自由基。染料的光吸收會(huì)引起染料處于三重線(xiàn)態(tài)，而該三重線(xiàn)態(tài)隨后與胺反應(yīng)形成可引發(fā)聚合反應(yīng)的自由基，直接地或經(jīng)由合適的電子轉(zhuǎn)移試劑或助催化劑如胺。聚合反應(yīng)可以利用具有在例如約200-1200nm之間的波長(zhǎng)，在例如長(zhǎng)波長(zhǎng)紫外線(xiàn)區(qū)或可見(jiàn)區(qū)中的波長(zhǎng)，在例如大約320nm或更高的波長(zhǎng)，或在例如約365和550nm之間的波長(zhǎng)的光來(lái)輻射引發(fā)。
很多的染料可以用于光聚合。合適的染料是本領(lǐng)域中技術(shù)人員所熟知的。此類(lèi)染料可能包括，但不限于，真曙紅，焰紅染料，玫瑰紅，勞思氏紫，樟腦醌，乙基曙紅，曙紅，亞甲基藍(lán)，核黃素，2，2-二甲基-2-苯基乙酰苯，2-甲氧基-2-苯基乙酰苯，2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯，其它乙酰苯衍生物，和樟腦醌。合適的助引發(fā)劑可能包括，但不限于，胺類(lèi)如N-甲基二乙醇胺，N，N-二甲基芐胺，三乙醇胺，三乙胺，二芐胺，N-芐基乙醇胺，N-異丙基芐胺。三乙醇胺可以用作助引發(fā)劑。
合適的化學(xué)，熱和氧化還原體系可以通過(guò)在引發(fā)劑分子中產(chǎn)生自由基，隨后這些自由基轉(zhuǎn)移到不飽和基團(tuán)上引發(fā)鏈反應(yīng)來(lái)引發(fā)不飽和基團(tuán)的聚合反應(yīng)。過(guò)氧化物和其它過(guò)氧化合物在這方面是眾所周知的，可以被認(rèn)為是化學(xué)或熱引發(fā)劑。偶氮二異丁腈是化學(xué)引發(fā)劑。過(guò)渡金屬(尤其鐵)與過(guò)氧和可能的穩(wěn)定劑如葡糖醛酸的結(jié)合物可以由循環(huán)(cycling)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生自由基引發(fā)聚合反應(yīng)。
化學(xué)或氧化還原體系與光引發(fā)體系的結(jié)合物已經(jīng)顯示在WO96/29370中是有效的，并且可以用作本發(fā)明的大單體的許多應(yīng)用的引發(fā)體系。WO96/29370的教導(dǎo)被引入這里供參考。
還有可能將該大單體用于其它類(lèi)型的連接反應(yīng)。例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，大單體可以用胺終端來(lái)構(gòu)造，該胺被認(rèn)為是親核基團(tuán)；和另一個(gè)大單體能夠用異氰酸酯終端來(lái)構(gòu)造，該異氰酸酯被認(rèn)為是反應(yīng)活性官能團(tuán)。在混合后，該材料可以自發(fā)地反應(yīng)形成凝膠。另外地，異氰酸酯終端的大單體可以與二胺和三胺的混合物進(jìn)行聚合和交聯(lián)。此類(lèi)反應(yīng)比光引發(fā)的反應(yīng)更難控制，但是可用于供植入用的凝膠的高容量體外產(chǎn)生(例如，也許作為藥物輸送系統(tǒng))。其它各對(duì)反應(yīng)物可包括，但不局限于，馬來(lái)酰亞胺與胺或巰基，或環(huán)氧乙烷與胺，巰基或羥基。
優(yōu)選的大單體該大單體可含有，例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)在約0.3％和20％(重量)之間的碳酸酯殘基或酯殘基，在約0.5％和15％之間的碳酸酯或酯殘基，或在約1％到5％之間的碳酸酯或酯殘基。在其中需要醇酸殘基的這些實(shí)施方案中，該大單體可含有，例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，約0.1和10個(gè)的該殘基/每個(gè)碳酸酯或酯殘基，約0.2和5個(gè)，或一個(gè)或多個(gè)此類(lèi)殘基每個(gè)大單體。
在另一個(gè)實(shí)例(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)中，該大單體可以包括核，在核的每一端上的延長(zhǎng)段，和在各延長(zhǎng)段上的末端。該核可以是親水性聚合物或低聚物；各延長(zhǎng)段可以是包括一個(gè)或多個(gè)碳酸酯或酯連接基的可生物降解的低聚物；和各末端可以包括能夠交聯(lián)該大單體的一個(gè)或多個(gè)官能團(tuán)。該核可以包括分子量在約400和40,000Da之間的親水性聚(乙二醇)低聚物；各延長(zhǎng)段可以包括1-10個(gè)選自碳酸酯和酯中的殘基，和任選還包括1-5個(gè)醇酸殘基(例如，α-醇酸殘基)；其中在延長(zhǎng)段中全部殘基的總量是足夠小的以維持大單體的水溶性(典型地低于大單體重量的約20％重量(例如，10％或10％以下))。
各末端可以包括可聚合的基團(tuán)。此類(lèi)基團(tuán)可以是自由基(均裂)可聚合的。此類(lèi)基團(tuán)可以是具有(例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性))約50和300Da的分子量的烯屬不飽和的(即，含有碳-碳雙鍵)，它們能夠交聯(lián)和/或聚合該大單體。另一個(gè)實(shí)例(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)可會(huì)引入由分子量約25,000Da的聚(乙二醇)低聚物組成的核；包括約200-1000D的分子量的聚碳酸酯或聚(二噁烷酮)低聚物的延長(zhǎng)段，單獨(dú)或與由醇酸低聚物形成的延長(zhǎng)段相結(jié)合；和由丙烯酸鹽結(jié)構(gòu)部分(它是大約55Da分子量)組成的末端。
大單體合成該大單體可以通過(guò)使用為本領(lǐng)域中技術(shù)人員所熟知的方法來(lái)合成。一般的合成方法可以在文獻(xiàn)中見(jiàn)到，例如在授權(quán)于Hubbell等人的US專(zhuān)利No.5,410,016，授權(quán)于Rosensaft等人的US專(zhuān)利No.4,243,775，和在授權(quán)于Churchill等人的US專(zhuān)利No.4,526,938中。這些參考文獻(xiàn)被引入這里供參考。
例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，聚乙二醇骨架可以與碳酸亞丙酯(TMC)或類(lèi)似碳酸酯在路易斯酸催化劑如辛酸亞錫存在下反應(yīng)，形成TMC-聚乙二醇三元共聚物。該TMC-PEG聚合物可以任選進(jìn)一步用附加的可降解基團(tuán)如乳酸酯基團(tuán)來(lái)衍生化。該末端羥基團(tuán)然后在叔胺存在下與丙烯酰氯反應(yīng)而用丙烯酸酯端基將該聚合物封端。相似的偶聯(lián)化學(xué)過(guò)程可以用于含有其它水溶性嵌段，可生物降解的嵌段，和/或可聚合的基團(tuán)(特別地含有羥基的那些基團(tuán))的大單體。
當(dāng)聚乙二醇與TMC和醇酸在酸性催化劑存在下反應(yīng)時(shí)，該反應(yīng)可以是同時(shí)的或順序的。如在下面的實(shí)施例中所示，該同時(shí)反應(yīng)可以生產(chǎn)三組組分的至少部分無(wú)規(guī)的共聚物。在PEG與TMC反應(yīng)之后醇酸的后續(xù)加成傾向于形成TMC的內(nèi)部嵌段和PEG的一個(gè)或多個(gè)嵌段，它在統(tǒng)計(jì)上含有一個(gè)以上的由從TMC衍生的連接基所連接的PEG殘基，其中醇酸基本上在該(TMC，PEG)區(qū)域的端部。這是在合成過(guò)程中TMC和其它碳酸酯基團(tuán)由“回咬”重排的趨勢(shì)，這是為什么多個(gè)PEG分子可以同時(shí)同時(shí)引入到同一大單體中的原因。當(dāng)該醇酸含有仲羥基時(shí)，如在乳酸中那樣，則發(fā)生重排的趨勢(shì)會(huì)減低。
原則上，該可降解的嵌段或區(qū)域可以獨(dú)立地合成和然后聯(lián)接于該骨架區(qū)域上。在實(shí)踐中，這一更復(fù)雜的反應(yīng)不是獲得有用物質(zhì)所需要的。
順序加成在一個(gè)實(shí)例(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)中，可生物降解的基團(tuán)在含有碳酸酯的大單體上的順序加成可用于增強(qiáng)在用反應(yīng)活性端基封端之后大單體的生物降解性。
在例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)碳酸亞丙酯(TMC)與聚乙二醇(PEG)的反應(yīng)之后，在所形成的嵌段共聚物中的TMC連接基顯示形成了PEG的端部連接的物質(zhì)，導(dǎo)致了鏈段化的聚合物，即被一個(gè)或多個(gè)相鄰的TMC連接基所偶聯(lián)的PEG單元。TMC鏈段的長(zhǎng)度可以變化，并且被認(rèn)為顯示出統(tǒng)計(jì)分布。偶聯(lián)也可以經(jīng)由TMC的碳酸酯亞單元來(lái)完成?？梢韵嘈?，這些鏈段化PEG/TMC嵌段共聚物是由于當(dāng)PEG二醇用作引發(fā)劑時(shí)在TMC聚合過(guò)程中牽涉到TMC鏈段的碳酸酯連接的酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)而形成。如果使用其它聚(亞烷基)二醇引發(fā)劑，預(yù)計(jì)到類(lèi)似的情形。在TMC與PEG的反應(yīng)過(guò)程中末端連接可以開(kāi)始，和末端連接的完成和平衡的達(dá)到可通過(guò)溶液粘度提高的停止來(lái)觀察到。
如果該第一反應(yīng)步驟的產(chǎn)物然后與反應(yīng)活性的封端物質(zhì)，如(例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性))丙烯酰氯，進(jìn)行反應(yīng)，則較大百分?jǐn)?shù)的大單體端基可以是PEG羥基，導(dǎo)致反應(yīng)活性基團(tuán)直接連接于不能生物降解的PEG分子的一端。PEG/TMC鏈段化嵌段聚合物的該反應(yīng)可以通過(guò)在PEG/TMC鏈段化嵌段聚合物的任一端上加成其它可水解的Z單元(例如乳酸酯，乙醇酸酯，1，4-二噁烷酮，二氧雜庚環(huán)酮，己內(nèi)酯)的附加鏈段來(lái)阻止。該附加鏈段與PEG/TMC嵌段共聚物的一些爭(zhēng)奪是可以預(yù)期的，但這通過(guò)使用適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件來(lái)最大程度地減少。該基本PEG/TMC鏈段化聚合物或進(jìn)一步反應(yīng)的PEG/TMC/Z鏈段化三元共聚物然后通過(guò)連接上反應(yīng)活性端基(如丙烯酸酯)而進(jìn)一步反應(yīng)形成可交聯(lián)的大單體，得到具有反應(yīng)活性官能團(tuán)的大單體。在含水環(huán)境中端基的后續(xù)反應(yīng)導(dǎo)致形成生物可吸收的水凝膠。如果使用另一種聚(亞烷基)二醇(PAG)例如poloxamer，則預(yù)計(jì)到類(lèi)似的鏈段化結(jié)構(gòu)。
該嵌段共聚物和大單體可具有預(yù)定的溶解度和溶液粘度性能。該水凝膠可具有預(yù)定的模量和降解速率。對(duì)于在水中的某個(gè)溶液濃度，該粘度受到末端連接的程度，該TMC(和其它疏水性物質(zhì))鏈段的長(zhǎng)度，起始PAG的分子量之影響。水凝膠的模量受到在交聯(lián)之間的分子量影響。該水凝膠降解速率可通過(guò)在加成該可交聯(lián)的端基形成大單體之前將第二種、更容易水解的共聚用單體(例如乳酸酯，乙醇酸酯，1，4-二噁烷酮)作為鏈段加成到基本PAG/TMC嵌段共聚物的末端上來(lái)改性。
這里所述的這些結(jié)構(gòu)中的一些在下面加以描繪。PEG，乳酸酯和丙烯酸酯單元僅僅為了舉例說(shuō)明的目的來(lái)使用。
一些基本結(jié)構(gòu)(CH2--CH2--O)x＝PEG重復(fù)單元＝(PEG)x(CO--(CH2)3--O)y＝TMC重復(fù)單元＝(TMC)y(CO--CH(CH3)--O)z＝乳酸酯重復(fù)單元＝(LA)z--CO-CH＝CH2＝丙烯酸酯端基＝AA鏈段化PEG/TMC嵌段共聚物HO--(CO--(CH2)3--O)y--[(CH2--CH2--O)x--(CO--(CH2)3--O)y]n-H或HO--(TMC)y-[(PEG)x-(TMC)y]n-H鏈段化PEG/TMC/乳酸酯三元共聚物HO--(CH(CH3)--CO)z--O--(CO--(CH2)3--O)y--[(CH2--CH2--O)x--(CO--(CH2)3--O)y]n--(CO-CH(CH3)--O)z-H或HO-(LA)z-(TMC)y-[(PEG)x-(TMC)y]n-(LA)z--H
鏈段化PEG/TMC大單體(丙烯酸化)CH2＝CH--CO--O--(CO--(CH2)3--O)y[(CH2--CH2--O)x--(CO--(CH2)3--O)y]n--CO-CH＝CH2或AA--(TMC).y--[(PEG)x--(TMC)y]n--AA鏈段化PEG/TMC/乳酸酯三元共聚物大單體(丙烯酸化)AA--(LA)z--(TMC)y--[(PEG)x--(TMC)y]n--(LA)z-AA其中AA表示丙烯酸酯端基申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，一種合適的載體是FocalSeal-S密封劑，可以從Genzyme Corp.，Cambridge，MA，USA獲得。申請(qǐng)人理解的是，F(xiàn)ocalSea1-S密封劑是具有丙烯酸酯端基的含有PEG、碳酸亞丙酯(TMC)和聚(乳酸)的大單體的水溶液。如以上所闡明，組合物可包括或不包括引發(fā)劑，如光引發(fā)劑。
組合物的制備和使用在又一個(gè)實(shí)施方案中，在儲(chǔ)存和使用之前該組合物可以冷凍，這可以改進(jìn)穩(wěn)定性。
在又一個(gè)實(shí)施方案中，組合物最初可以是干燥產(chǎn)物，它在使用之前用水或其它溶液來(lái)重新組成。組合物可以進(jìn)行風(fēng)干或冷凍干燥，如果最初用水制造的話(huà)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，組合物可以共混干燥。
重新組成可以使用液體如無(wú)菌水，鹽溶液，添加乳酸鹽的生理鹽水等等，為的是重新獲得油灰(putty)的稠度。重新組成的液體也可以包括在植入過(guò)程中或之后使得該油灰可聚合的那些試劑。
組合物可以包括合適的添加劑(有效量)，以便改進(jìn)和/或增強(qiáng)組合物的一個(gè)或多個(gè)性能。此類(lèi)添加劑的例子，不認(rèn)為是完全的列舉，包括改進(jìn)組合物的生物活性效果的那些添加劑，引發(fā)聚合反應(yīng)的那些，控制聚合速率的那些，改進(jìn)組合物的處置(handling)的那些，或改進(jìn)組合物的加工的那些。例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，添加透明質(zhì)酸到組合物中增大組合物粘度，使得它更容易處置。在另一個(gè)實(shí)例(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)中叔丁醇可以被添加來(lái)改進(jìn)加工，因?yàn)檫@一試劑會(huì)改進(jìn)冷凍干燥程序。
治療劑，如藥物，也可以包括在該組合物中。其它生物活性藥劑，包括但不限于蛋白質(zhì)(例如，骨形態(tài)產(chǎn)生蛋白質(zhì)，基因序列，和/或干細(xì)胞)，可以包括在組合物中。
組合物也可以包括礦物(例如，鈣，磷酸鹽，等等)，生物高分子(膠原，透明質(zhì)酸，等等)，和聚合劑(例如，光化學(xué)，氧化還原(化學(xué)品)，等等)。一些添加劑最好在制造過(guò)程中添加，和另一些最好是剛好在植入之前添加(例如干細(xì)胞，基因序列，等等)。
聚合可以在手術(shù)室(在手術(shù)臺(tái)或在外科位點(diǎn)本身)進(jìn)行。該聚合反應(yīng)也可以在遙遠(yuǎn)的地方(即，在制造場(chǎng)所)進(jìn)行和隨后加工。
在另一個(gè)實(shí)施方案中組合物和/或載體和/或骨治療材料可以采取例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)以下形式(a)粉末；(b)捏塑體或漿料；(c)固體或半固體(例如，任何想望的形狀，例如，平片材)；和/或(d)粒料。
在另一個(gè)實(shí)施方案中組合物和/或載體和/或骨治療材料可以采取例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)以下形式(a)纖維；(b)織物(包括無(wú)紡織物，紗布)；(c)膜；和/或(d)整體單塊。
在另一個(gè)實(shí)施方案中組合物和/或載體和/或骨治療材料(例如肽)可以通過(guò)例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)以下途徑被引入(a)物理?yè)交欤?b)共價(jià)連接；(c)離子連接；和/或(d)物理互相穿透。
在另一個(gè)實(shí)施方案中組合物和/或載體和/或骨治療材料可以通過(guò)例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)以下方法來(lái)使用(a)與流體混合和然后植入；和/或(b)干燥植入(例如，填充缺陷)，然后用流體進(jìn)行水合。
在另一個(gè)實(shí)施方案中組合物和/或載體和/或骨治療材料可以作為涂料或助劑用于另一種植入物(例如脊髓籠，螺釘，膝/髖植入物，牙周植入物和/或顱面植入物)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中組合物和/或載體和/或骨治療材料可以用于在異位移植位點(diǎn)上生長(zhǎng)骨(例如，如果該產(chǎn)品本身使用(例如，在脊柱融合術(shù)過(guò)程中沒(méi)有籠))。
在另一個(gè)實(shí)施方案中組合物可以聚合成預(yù)選擇的形狀。該聚合反應(yīng)可以在遠(yuǎn)離該手術(shù)室的場(chǎng)所(例如，制造場(chǎng)所)和/或在植入之前在該手術(shù)室中(例如，即將在最終植入位點(diǎn)上置放之前，即，聚合在手術(shù)室的手術(shù)臺(tái)上進(jìn)行)和/或在骨缺陷的實(shí)際位點(diǎn)上在身體內(nèi)進(jìn)行(例如，粉末形式的組合物可以放置在骨缺陷中和該組合物從環(huán)境中吸收水分)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中任何想望的稀釋劑可用于將預(yù)先形成的水凝膠+DBM+CCC再水合。
在另一個(gè)實(shí)施方案中改進(jìn)組合物的物理和化學(xué)方面的至少一個(gè)的添加劑可以選自但不限于(a)穩(wěn)定劑(例如，保護(hù)組合物免遭輻射損傷)；(b)粘度增強(qiáng)劑；和/或(c)改性劑。
在另一個(gè)實(shí)施方案中改進(jìn)組合物的生物方面的添加劑可以選自但不限于(a)治療劑；(b)生物活性劑；(c)礦物；(d)一種或多種生物高分子；和/或(e)血漿。
在另一個(gè)實(shí)施方案中所應(yīng)用的輻射可以選自但不限于可見(jiàn)光，γ輻射。
在另一個(gè)實(shí)施方案中生物流體可包括(但不限于)血和血漿。
聚合反應(yīng)可通過(guò)光化學(xué)方式，通過(guò)非光化學(xué)方式像氧化還原方式(Fenton化學(xué)過(guò)程)和/或熱引發(fā)(過(guò)氧化物等)來(lái)引發(fā)。光化學(xué)引發(fā)劑可包括，但不限于，可見(jiàn)光和UV光敏感的化合物像黃色曙紅，Irgacure等。
組合物可以聚合成所想望的形狀，像棒條體，片，球，盤(pán)，氈，粉末，泡沫體等。聚合的組合物(如果在手術(shù)室之外制造)可以進(jìn)一步干燥和然后在植入之前的時(shí)間中再水合。
在再水合過(guò)程中，該組合物可以預(yù)先設(shè)計(jì)以得到一種產(chǎn)物，后者稍微地溶脹到位而實(shí)現(xiàn)錨固目的。再水合也可以允許即將在植入之前流體(例如血(患者本身的血)，干細(xì)胞，和/或附加的藥物或其它外部派生的藥劑)的引入。干燥的產(chǎn)物由于再水合作用而在應(yīng)用過(guò)程中顯示出粘合性。
組合物可以施加于有缺陷的骨組織和其它有活力的組織中以誘導(dǎo)新骨的形成。
該載體可以選自生物相容性，可生物降解的，可聚合的和至少基本上水溶性的大單體。該大單體可以是包括至少一個(gè)水溶性嵌段，至少一個(gè)可生物降解的嵌段，和至少一個(gè)可聚合的基團(tuán)的嵌段共聚物。至少一個(gè)的可生物降解的嵌段可以包括以碳酸酯或酯基為基礎(chǔ)的連接基，和該大單體可以含有除了碳酸酯或酯基以外的其它可降解的連接基或基團(tuán)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，該大單體可以使用自由基引發(fā)劑，在長(zhǎng)波長(zhǎng)紫外光或可見(jiàn)光激發(fā)的影響下發(fā)生聚合。生物降解發(fā)生在該延長(zhǎng)低聚物之內(nèi)的連接基上并導(dǎo)致鏈段化，它們是無(wú)毒的和在正常生理學(xué)過(guò)程中從體內(nèi)排出。
合適的水溶性聚合物嵌段包括從聚(乙二醇)，聚(環(huán)氧乙烷)，尤其在這里列舉的，所制備的那些。
至少一個(gè)可生物降解的區(qū)域可以是碳酸酯或酯連接基。附加的可生物降解的聚合物嵌段可以包括醇酸的聚合物和低聚物或其它生物學(xué)上可降解的聚合物，它們得到無(wú)毒性或作為體內(nèi)正常代謝物而存在的物質(zhì)。此類(lèi)聚(醇酸)是聚(乙醇酸)，聚(DL-乳酸)和聚(L-乳酸)。
可使用的碳酸酯是脂肪族碳酸酯(例如，以獲得最大的生物相容性)。例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，碳酸亞丙酯和碳酸二甲基酯是脂肪族碳酸酯的例子。
在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物可以包括大單體，骨誘導(dǎo)性材料，和骨傳導(dǎo)性材料。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該骨傳導(dǎo)性材料和該骨誘導(dǎo)性材料是不同的組分。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該骨誘導(dǎo)性材料和骨傳導(dǎo)性材料是DBM和CCC。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該大單體是在載體的生產(chǎn)中或在現(xiàn)場(chǎng)配給之后進(jìn)行聚合。在這種情況下下，聚合反應(yīng)可以由任何適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，包括但不限于，光聚合，化學(xué)或熱自由基聚合，氧化還原反應(yīng)，陽(yáng)離子聚合，和活性基團(tuán)(如異氰酸酯)的化學(xué)反應(yīng)來(lái)引發(fā)。在一個(gè)實(shí)例(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)中聚合可以通過(guò)使用光引發(fā)劑如黃色曙紅來(lái)引發(fā)，它可以進(jìn)一步與大單體，骨誘導(dǎo)劑，和骨傳導(dǎo)劑一起被引入到組合物中。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，該骨誘導(dǎo)性材料和/或骨傳導(dǎo)性材料可以被加到該大單體中，和光引發(fā)劑可以進(jìn)一步包括在混合物中。混合物可以形成粘性的和內(nèi)聚性的物料，導(dǎo)致得到可注射的和可模塑的油灰。組合物可以在大約-40℃下貯存和密封避光以維持它的穩(wěn)定性和防止該油灰的貯存期降解。當(dāng)用于外科時(shí)，同種異體移植油灰可以在光聚合的引發(fā)之后被轉(zhuǎn)化成半固體物料。交聯(lián)反應(yīng)的速率取決于曝光的光強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，曝露于手術(shù)室光足以引起大單體發(fā)生一定程度的交聯(lián)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，聚合可以在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行以形成柔性的半固體狀同種異體移植物。在前面描述的另一個(gè)實(shí)施方案中，大單體、DBM和CCC的可注射的和可模塑的同種異體移植油灰可以進(jìn)行配制，但不含有交聯(lián)劑(如光引發(fā)劑)和因此由于缺乏該試劑而不聚合成半固體狀物料。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)PEG(聚乙二醇)是用作該水溶性的中心嵌段時(shí)，用于大單體中的PEG的平均分子量可以是，例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，20,000道爾頓。對(duì)于在大單體中的每一PEG，將有約12個(gè)TMC(碳酸亞丙酯)單元和4個(gè)LA(乳酸酯)單元，它們與PEG形成三聚體。PEG/TMC/LA三聚體的末端可以用丙烯酸酯端基封端。
適合用作載體的大單體，它們的制備方法，和它們的使用方法已公開(kāi)在US專(zhuān)利No.5,900,245；6,083,524；和6,177,095中，它們?nèi)勘灰氡竟_(kāi)物中供參考。然而，本申請(qǐng)人已經(jīng)特別地發(fā)現(xiàn)這里所述的組合物是有效的，不依靠在245和095專(zhuān)利中公開(kāi)的打底(primer)組合物的制備和應(yīng)用。
實(shí)施例實(shí)施例13.377克的甘油(Aldrich)摻混到2.1298克的脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)(TBIDBM lot#990768，從Exactech，Gainesville FL獲得)達(dá)到61.4％/38.6％甘油/DBM比率。所形成的油灰在室溫下放置60分鐘和進(jìn)行評(píng)價(jià)。該油灰具有油的稠度和性能，在室溫下總共3小時(shí)儲(chǔ)存之后保持為油狀。
實(shí)施例2
3.4007克的Pluronic-127溶液(在4℃的DI水中20％)與1.6046克的脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)(DBM)摻混，達(dá)到67.9/32.1％Pluronic溶液/DBM比率。所形成的油灰在室溫下放置3小時(shí)和評(píng)價(jià)稠度。該油灰是光滑的和有延展性，當(dāng)滾成小球時(shí)。當(dāng)加壓榨出球形油灰時(shí)沒(méi)有觀察到裂紋的跡象。
實(shí)施例33.3635克的所配制的FocalSeal-S(FS-S)密封劑大單體溶液(10％濃度，從Focal，Inc獲得)與1.6061克的脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)(DBM)摻混，達(dá)到67.7/32.3％FS-S/DBM比率。所形成的油灰在室溫下放置60分鐘和評(píng)價(jià)稠度。該油灰是平滑的。該油灰是內(nèi)聚性和有延展性，當(dāng)滾成小球時(shí)。當(dāng)加壓榨出球形油灰時(shí)沒(méi)有觀察到“干燥邊緣”的跡象。
實(shí)施例43.3654克的所配制的FocalSeal-S密封劑大單體溶液(10％濃度，從Focal，Inc獲得)與0.7022克的脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)(DBM)和1.7988克的骨碎片(從Exactech TBI獲得，lot#12003476)摻混，得到下列FocalSeal-S密封劑/DBM/骨碎片比率57.3％/12.0％/30.7％。所形成的油灰在室溫下放置3小時(shí)和評(píng)價(jià)稠度。當(dāng)加壓榨出球形油灰時(shí)，該油灰是干裂的，有干燥邊緣。
實(shí)施例53.5865克的所配制的FocalSeal-S密封劑大單體溶液(10％濃度，從Focal，Inc獲得)與0.7002克的脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)(DBM)和1.7922克的骨碎片(從Exactech TBI獲得，lot#12003476)摻混，得到下列FS-S/DBM/骨碎片比率59.0％/11.5％/29.5％。所形成的油灰在室溫下放置3小時(shí)和評(píng)價(jià)稠度。當(dāng)加壓榨出球形油灰時(shí)該油灰是干裂的，但顯示了在它的內(nèi)聚性上的改進(jìn)，其中有2％FS-S增加作為粘結(jié)劑。
實(shí)施例63.581克的所配制的FocalSeal-S密封劑大單體溶液(10％濃度，從Focal，Inc獲得)與1.5032克的脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)(DBM)摻混，達(dá)到FS-S/DBM下列比率70.0％/30.0％。所形成的油灰在室溫下放置3小時(shí)和評(píng)價(jià)稠度。
當(dāng)加壓榨出球形油灰時(shí)，該油灰是有延展性和內(nèi)聚性并且沒(méi)有形成干燥邊緣。
實(shí)施例73.334克的所配制的FocalSeal-S密封劑大單體溶液(10％濃度，從Focal，Inc獲得)與0.5981克的DBM和1.5056克的骨碎片摻混，得到下列FocalSeal-S密封劑/DBM/骨碎片比率61.3％/11.0％/27.7％。所形成的油灰在室溫下放置3小時(shí)和評(píng)價(jià)稠度。當(dāng)加壓榨出球形油灰時(shí)，該油灰是有延展性和內(nèi)聚性但顯示有干燥邊緣。
表1
實(shí)施例8至1210％所配制的FocalSeal-S密封劑與在表2中所標(biāo)明量的DBM(0到40％的固體)摻混和處置。大約0.7克到0.85克的不透明配制料被分配到15mm ID×5mm深特氟隆模具中并用可見(jiàn)光輻照80秒鐘以聚合該復(fù)合物。該凝膠劑在磷酸鹽緩沖劑，pH＝7.4，在37℃下經(jīng)過(guò)大約16天進(jìn)行水合，然后測(cè)量％水分吸收率。
表2
在聚合之前油灰的處置觀察結(jié)果。
10％DBM與所預(yù)計(jì)一樣是最軟的，但卻是可使用的，具有稍微粘性的稠度。物料使用刮勺轉(zhuǎn)移進(jìn)行模塑加工。
20％DBM較硬實(shí)和更均勻粒度分布，歸因于更致密的配制料。較軟，輕微流動(dòng)特性。物料使用刮勺轉(zhuǎn)移進(jìn)行模塑加工。
30％DBM硬實(shí)油灰狀材料。Easily moldable，keeping its shapeprior to polymerization40％DBM硬實(shí)油灰狀材料。比30％DBM更細(xì)和是干燥的，可模塑的，保持形狀，在聚合之前。
實(shí)施例13在PBS中制備10％FocalSeal-S密封劑大單體(Focal，Inc.，Lot#052300SF)溶液。2.1671克的這一大單體溶液與0.8960克的DBM(從Exactech，TBI獲得，lot#990768/19)摻混并在室溫下放置60分鐘。將大約12×50mg樣品加入到陪替氏培養(yǎng)皿中和該油灰進(jìn)行凍干。將所形成的干燥復(fù)合物從陪替氏培養(yǎng)皿上取下，用幾滴DI水潤(rùn)濕，滾成小球，并通過(guò)添加更多幾滴水來(lái)進(jìn)一步水合，直至達(dá)到所想望的稠度為止。該油灰是內(nèi)聚性的和有延展性。
實(shí)施例141.5015g DBM和0.3499g的干燥20KTLA2大單體粉末稱(chēng)量加入到15mL Nalgene容器中，隨后添加3.5mL的PBS緩沖劑。各組分通過(guò)使用刮勺在封蓋的罐中摻混和在室溫下靜置五分鐘以使該大單體完全地水合。所形成的骨油灰然后通過(guò)使用帶手套的手以物理方式進(jìn)一步混合。該骨油灰是非常內(nèi)聚性的和保持形狀，當(dāng)滾成小球時(shí)。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)水合大單體的凝膠顆粒。
實(shí)施例15為了表明實(shí)施例14可以被制成可聚合的移植物，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)從實(shí)施例14得到的骨油灰進(jìn)一步與0.6ml的PBS緩沖劑濃縮液(含有大約0.054三乙醇胺，0.08g磷酸鉀和40ppm黃色曙紅，按總移植物計(jì))摻混。該緩沖劑濃縮物被摻混到移植物中，直至獲得均勻地粉紅色油灰為止。該油灰用可見(jiàn)光輻照40秒鐘，誘導(dǎo)大單體的光聚合(450-550nm，氙光源)。該油灰然后翻轉(zhuǎn)并在另一面上輻照另外40秒鐘以重復(fù)該聚合過(guò)程。所形成的移植物是有延展性水凝膠和保持不變形。
實(shí)施例16其它聚合方式可用于含有DBM的移植物。
例如(該例子被認(rèn)為是說(shuō)明性但非限制性)，聚合可通過(guò)熱引發(fā)來(lái)引發(fā)。制備含有5.88mg過(guò)氧化苯甲酰的具有0.147g固體的0.700g大單體溶液。然后將0.1039g(10.4wt％)的具有＞0.5-＜1.18mm的粒度的骨碎片，和0.1959g(19.6wt％)的具有＜0.5mm的粒度的DBM(脫礦質(zhì)的骨材料)引入該溶液中。所形成的濃稠淤漿被成形為12mm×2.5mm圓盤(pán)，冷凍和凍干。一旦凍干，在所成形的圓盤(pán)中大單體的交聯(lián)是在真空下于50℃引發(fā)，經(jīng)歷10小時(shí)時(shí)間。所形成的材料已形成了單一的內(nèi)聚性軟基質(zhì)。該基質(zhì)能夠在水中再水合和容易地操縱，沒(méi)有破碎或碎裂。該DBM/骨碎片/水凝膠基質(zhì)在室溫下的再干燥和再潤(rùn)顯是可行的。
實(shí)施例17為了測(cè)定當(dāng)用大單體載體配制時(shí)人DBM是否保留它的骨誘導(dǎo)能力，進(jìn)行下列研究。
對(duì)由AATB認(rèn)可的組織銀行，Tissue Banks International(TBI，Batch No.SF9904005045，San Rafael，CA)所提供的人DBM進(jìn)行無(wú)菌加工和冷凍干燥。DBM的平均粒度是125到1000μm。由Focal，Inc.(Lexington，MA)提供的無(wú)菌載體具有20,000分子量的聚乙二醇型大單體。DBM粉末與10wt％大單體溶液在無(wú)菌的磷酸鹽緩沖液中以三種濃度混合20，30和40wt％。對(duì)照物包括TBI DBM單獨(dú)和大單體載體單獨(dú)。全部材料預(yù)先填充到無(wú)菌的膠囊(粒度#5，Batch No.07.039.90，Torpac，Inc.Fairfield，NJ)(15mg樣品/膠囊)中并在-20℃下貯存到外科為止。
對(duì)于每一變量使用已損害免疫系統(tǒng)的五只小鼠(nu/nu小鼠；HarlanLabs，Indianapolis IN)。在外科之前，小鼠在動(dòng)物園中適應(yīng)5天。每只小鼠接受兩種相同的植入物，一種在每一小腿肌肉中，導(dǎo)致10個(gè)植入物/每變量。該外科是按照規(guī)程#01056-34-01B2來(lái)進(jìn)行，它是由位于圣安東尼奧的Texas Health Science Center(UTHSCSA)的theInstitutional Animal Care and Use Committee復(fù)核和審定的。
已出版的使用小鼠DBM的研究已表明在28天內(nèi)發(fā)生骨誘導(dǎo)。然而，使用人DBM的若干研究發(fā)現(xiàn)骨誘導(dǎo)在比較緩慢的速率下發(fā)生，即使有的話(huà)在28天時(shí)也不明顯。因此之故，許多實(shí)驗(yàn)室考察在植入后35天或甚至更遲的人DBM-植入的組織。在人DBM制劑中的顯著變化已經(jīng)顯示部分地歸因于在加工中的差異以及歸因于給體之間(inter-donor)變化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在28天時(shí)沒(méi)能顯示出骨誘導(dǎo)能力的許多制劑卻在56天是骨誘導(dǎo)性的。
在外科后的28天，植入的組織從1只小鼠/每個(gè)變量中收集，確定載體是否被再吸收和是否有不利的組織反應(yīng)。該組織被浸泡在含有緩沖劑的福爾馬林中并送往Northeast Ohio Universities College ofMedicine進(jìn)行圓周定量記算機(jī)斷層(pQCT)骨無(wú)機(jī)物分析。這些組織隨后被送回到圣安東尼奧進(jìn)行顯微解剖結(jié)構(gòu)分析。
在外科后的56天，剩余4指小鼠/每個(gè)變量被致死。收集所植入的組織進(jìn)行X-射線(xiàn)輻射。所收集的組織被加工后用于常規(guī)光學(xué)顯微術(shù)和組織學(xué)分析。鏈烷烴(Paraffin)段用蘇木精和曙紅染色。
根據(jù)在the ASTMF 04.47.01“Draft Guidance on In Vivo Testingfor Osteoinduction Ability”中所述測(cè)定該材料的骨誘導(dǎo)能力。對(duì)于各植入物，對(duì)于單個(gè)代表性截面進(jìn)行評(píng)判。該截面被選擇為具有最大表面積，理想地從植入的組織的中心計(jì)算。該脛骨和腓骨用于指引評(píng)論者，因?yàn)閮晒谴嬖谟谠摍M截面中。如果兩個(gè)骨的橫截面不存在，或如果它們具有橢圓外觀，則該截面被拒絕。這一要求也使得評(píng)論者本人確信任何小骨應(yīng)歸因于該植入物但不歸因于該骨。
使用下面評(píng)判系統(tǒng)0 沒(méi)有DBM和沒(méi)有小骨1 僅僅有DBM2 DBM加上一個(gè)新小骨3 DBM加上兩個(gè)新小骨4 DBM加上覆蓋整個(gè)截面的小骨結(jié)果在外科后的28天，pQCT表明全部三種配制料是骨誘導(dǎo)性，因?yàn)閽呙鑼?duì)于礦物是肯定的。然而，樣品的組織學(xué)分析沒(méi)能顯示骨的存在，只是一個(gè)20％DBM試樣除外，表明該pQCT揭示了再加礦物的DBM的存在。全部大單體載體經(jīng)過(guò)28天完全地再吸收。在所植入的組織的任何一個(gè)中沒(méi)有病理學(xué)證據(jù)表明該聚乙二醇型大單體載體是生物相容性的。
在56天，TBI DBM和DBM/大單體配制料是骨誘導(dǎo)性的(圖1)。在TBI DBM和30％DBM試驗(yàn)組的骨誘導(dǎo)能力之間沒(méi)有差異，表明含有30％DBM的配制料與TBI DBM對(duì)照物同樣有效。
全部植入的組織是正常的(圖2a，2b，2c)。沒(méi)有任何不利的組織響應(yīng)的證據(jù)，不考慮所使用的植入物。骨上小骨(Bone ossicles)在外觀上典型地具有皮層質(zhì)骨的邊緣，后者包圍骨小梁和造血骨髓。在所有情況下，該大單體完全地被再吸收，與處理無(wú)關(guān)。
討論和結(jié)論該結(jié)果表明用于這一實(shí)施例中的大單體是DBM的安全和有效的載體。該載體被再吸收，在植入的組織中不引起有害反應(yīng)，和不會(huì)阻止由人DBM引起的骨誘導(dǎo)。DBM的最佳濃度是30％。這大概歸因于骨粉在該載體中的特定的充填特性。然而，20％和40％DBM配制料在56天也是骨誘導(dǎo)性，并且一個(gè)20％DBM樣品能夠在28天誘導(dǎo)新骨形成。在接受20％和40％DBM植入物的小鼠中的骨誘導(dǎo)與在30％DBM試驗(yàn)組中的小鼠中所觀察到的骨誘導(dǎo)進(jìn)行對(duì)比，雖然它象在對(duì)照小鼠中所觀察到的那樣高。這提示著，該20％-40％范圍是可接受的，尤其當(dāng)使用具有非常高的骨誘導(dǎo)能力的DBM制劑時(shí)。用于制造該配制料的TBI DBM在以前沒(méi)有試驗(yàn)，因此在研究它本身是否實(shí)際上是骨誘導(dǎo)性的之前還是未知的。
實(shí)施例18-與新型可再吸收性聚合物的后外側(cè)融合在兔模型中的評(píng)價(jià)介紹雖然自體移植物骨仍然是脊柱融合術(shù)的金標(biāo)準(zhǔn)移植材料，但是在移植物收集之后的發(fā)病仍然是問(wèn)題。冷凍的同種異體移植骨為新鮮的自體移植提供了備選方案，但是它的使用與不可預(yù)知的臨床結(jié)果以及與疾病傳播的潛在問(wèn)題有關(guān)。同種異體移植骨的安全和有效的替代物是需要的。理想地，這一材料將生產(chǎn)與對(duì)于自體移植物所觀察到的那些融合速率相等的融合速率。實(shí)際上，更現(xiàn)實(shí)的是使用該材料作為骨移植物延伸部分以?xún)?yōu)化在患者體內(nèi)的融合速率，該患者或者是自體移植物的有限供應(yīng)或是屬于不充分骨治療的自體移植。為此目的，新的骨移植代用材料已經(jīng)通過(guò)將新型可再吸收的聚合物載體(大單體；GenzymeBiosurgery，Lexington，MA)與脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)(DBM)相結(jié)合而得以開(kāi)發(fā)出來(lái)。這一研究的特定目標(biāo)是(1)證實(shí)聚合物-DBM產(chǎn)品在活體內(nèi)是骨誘導(dǎo)性的和(2)確定新移植替代物是否與獨(dú)立移植材料或骨移植物延伸部分在后外側(cè)融合中一樣有效。
方法十八只雄性新西蘭白兔通過(guò)使用已公開(kāi)的技術(shù)在L5-L6下經(jīng)歷雙側(cè)橫突間處理(bilateral intertransverse process)。全部的外科程序是由the Institutional Animal Care and Use Committee復(fù)核和審定。該融合位點(diǎn)移植了自生的皮質(zhì)-網(wǎng)狀骨質(zhì)骨(n＝6)，含有大單體的兔DBM(n＝6)或與自體移植或同種異體移植兔骨(n＝3/每組)相結(jié)合(1∶1)的大單體-DBM。
為了分析骨誘導(dǎo)性，含有DBM粉末，水合形式的大單體-DBM(濕大單體-DBM)或凍干形式的大單體-DBM(干燥大單體-DBM)的肌內(nèi)植入物被雙向放置在9只兔子(n＝6樣品/每個(gè)植入物)的四頭肌的肌肉之中。
動(dòng)物在外科后5個(gè)星期被安樂(lè)死。切下肌肉標(biāo)本和在顯微放射照相封閉室中進(jìn)行放射線(xiàn)照相。如果鑒別礦化作用，將肌肉標(biāo)本浸泡在醇中和對(duì)于未脫鈣的顯微解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理來(lái)證實(shí)異位骨化的存在。該脊柱腰段被整體采集并在兩個(gè)平面(前面-后面和側(cè)部)上放射線(xiàn)照相。機(jī)械試驗(yàn)用的樣品被清除掉全部肌肉組織和血管。在手術(shù)層面上的骨上小平面關(guān)節(jié)用咬骨鉗除去，和椎間盤(pán)用解剖刀分開(kāi)以使得L5和L6椎骨僅僅被該后外側(cè)的融合塊所連接。該L6椎骨被罐封在牙科用膠接劑中，和L5椎骨用附著于在MTS框架上的非固定式夾具中的金屬針刺穿。在在負(fù)荷控制下進(jìn)行非破壞性的機(jī)械試驗(yàn)，其中連續(xù)地記錄負(fù)荷更替數(shù)據(jù)。對(duì)于最后三個(gè)循環(huán)計(jì)算在60-120N負(fù)荷下的勁度數(shù)據(jù)，結(jié)果對(duì)于各樣品求平均值。
放射照相的數(shù)據(jù)由卡方分析法(Chi-square analysis)分析。生物力學(xué)數(shù)據(jù)由單向方差分析法(ANOVA)分析。p＜0.05的顯著性水平用于全部分析。
結(jié)果在外科之后的恢復(fù)在這些動(dòng)物中一般是優(yōu)異的。沒(méi)有與移植物材料本身使用或其與自體移植物或者同種異體移植物相結(jié)合使用有關(guān)的并發(fā)癥。
該大單體-DBM混合物發(fā)現(xiàn)在肌肉內(nèi)是骨誘導(dǎo)性。在用濕和干配制料植入的全部位點(diǎn)上見(jiàn)到了礦化的放射照相證據(jù)(表3)。在正面的對(duì)照物(用兔子DBM粉末植入的肌肉)中也見(jiàn)到了礦化。組織學(xué)檢查證實(shí)了在移植物位點(diǎn)之內(nèi)有活力的新骨形成和活性物重新塑造的發(fā)生。
正如從先前的已出版作品中所預(yù)見(jiàn)的，融合的放射照相證據(jù)是在大約60％的自體移植物對(duì)照中見(jiàn)到。全部的移植備選方案至少與自體移植進(jìn)行得一樣好(表4)，雖然該差異沒(méi)有達(dá)到統(tǒng)計(jì)顯著性(p＞0.05，對(duì)于全部的對(duì)比物)。
表3在植入了DBM和大單體-DBM的肌內(nèi)位點(diǎn)中礦化的顯微放射照相證據(jù)。
表4在L5-L6橫突間空間處融合的放射照相數(shù)據(jù)。
左和右兩側(cè)獨(dú)立地在各動(dòng)物中分析。
生物力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)給出在圖3中(顯示機(jī)械性能試驗(yàn)結(jié)果；數(shù)據(jù)表示n6個(gè)樣品/每組的平均(SD)勁度(對(duì)于大單體-DBM-自體移植和大單體-DBM-同種異體移植來(lái)說(shuō)n＝3))。與放射照相數(shù)據(jù)一樣，移植備選方案至少與在這一模型中的自體移植對(duì)照物進(jìn)行得一樣好。數(shù)據(jù)的過(guò)分分散使得難以獲得可接受的統(tǒng)計(jì)效力，甚至對(duì)于n＝6/每處理的組大小，但是大單體-DBM組卻顯示了對(duì)較高勁度值的強(qiáng)烈趨勢(shì)，與自體移植對(duì)照(p＝0.083)相比。
討論可再吸收的聚合物載體(大單體)與DBM的聯(lián)用似乎產(chǎn)生了至少與金標(biāo)準(zhǔn)自體移植對(duì)照的那些結(jié)果相等的放射照相和機(jī)械性能試驗(yàn)結(jié)果。假定在確定新處理“顯著好于”自體移植上有內(nèi)在的困難，但在所建立的動(dòng)物模型中的這些原始數(shù)據(jù)是極其令人鼓舞的。獲準(zhǔn)對(duì)這一材料的使用作繼續(xù)研究，這一材料作為自體移植的替代或作為移植延伸。最終，已證明功效的成品骨移植替代品的使用應(yīng)該轉(zhuǎn)化成經(jīng)歷脊柱融合手術(shù)的患者的改進(jìn)結(jié)果。
實(shí)施例19-在裸露小鼠脛骨缺陷模型中脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)的評(píng)價(jià)介紹脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)(DBM)已經(jīng)證明對(duì)骨再生是有益的并逐漸被接受作為在各種骨骼位點(diǎn)上的臨床骨移植替代品。使用DBM的骨誘導(dǎo)在傳統(tǒng)上已經(jīng)在非骨骼位點(diǎn)上進(jìn)行研究。然而，幾個(gè)研究都質(zhì)疑DBM的誘導(dǎo)能力。DBM的誘導(dǎo)性能的缺乏可以是制備和殺菌的結(jié)果。這一探索性研究是在使用裸小鼠脛骨缺陷模型中的商購(gòu)DBM制劑的骨胳位點(diǎn)(bonysite)中的骨誘導(dǎo)能力的評(píng)價(jià)。
方法11-12個(gè)星期年齡的雄性無(wú)胸腺NIH-RNU(裸)小鼠(NationalCancer Institute，MA)按照下列的倫理批準(zhǔn)項(xiàng)來(lái)使用。在遠(yuǎn)離MCL連接處的脛骨的前正中表面上產(chǎn)生臨界尺寸缺陷(8mm長(zhǎng)×3mm寬)。后面的和前外側(cè)的皮層被保留。該缺陷用DBM(Exactech，Inc.，F(xiàn)L)填充(n＝4/每組)(表5；3-9組)。自體移植和空的缺陷組作為正反對(duì)照物而包括在內(nèi)。動(dòng)物在1和3星期被安樂(lè)死和整個(gè)完整的脛骨進(jìn)行X射線(xiàn)輻射，在懸臂彎曲試驗(yàn)中進(jìn)行機(jī)械測(cè)試(僅3-星期樣品)。脛骨被浸泡在福爾馬林中，在甲酸中脫鈣，截段和用H&E染色。顯微解剖結(jié)構(gòu)由3名評(píng)論者以盲測(cè)方式在缺陷的中心處分類(lèi)定級(jí)。機(jī)械數(shù)據(jù)通過(guò)使用單向ANOVA(Windows的SPSS)來(lái)分析。
表5各研究組組處理1空的缺陷2自體移植3載體4DBM+載體5凍干DBM+載體6光活化的DBM+載體7DBM8非活性DBM+載體9非活性DBM
主要結(jié)果放射線(xiàn)照相證實(shí)空的缺陷沒(méi)有愈合。
記錄在4-9組中放射照相外觀的變化之處。在3星期的機(jī)械試驗(yàn)揭示了自體移植物組具有更高的斷裂負(fù)荷，但沒(méi)有統(tǒng)計(jì)顯著性。在自體移植組中的勁度大于全部其它組(p＜0.05)。
顯微解剖結(jié)構(gòu)沒(méi)有顯示在DBM處理的缺陷(4，5，6組)中在1星期的任何新骨形成。新骨形成在DBM處理的缺陷中經(jīng)過(guò)3星期后變明顯(圖4a)。在1星期之后在填充了自體移植物的缺陷中發(fā)現(xiàn)新骨形成(圖4b)。在任何時(shí)候在非活性的DBM組(圖4c)，空的缺陷(圖4d)或單獨(dú)的載體中沒(méi)有觀察到新骨形成。結(jié)果表明光活化的樣品具有更強(qiáng)的誘導(dǎo)能力，這由在3星期后的軟骨內(nèi)骨化來(lái)證明(圖4e)。單獨(dú)的載體的存在或其與DBM(活性或非活性)的結(jié)合都沒(méi)有出現(xiàn)任何早期有害反應(yīng)。具有特征性非細(xì)胞形態(tài)的殘留脫礦質(zhì)的骨是在1和3星期之后出現(xiàn)并有小的再吸收和破壞骨活性的證據(jù)。
討論脫礦質(zhì)的骨的使用具有長(zhǎng)的臨床歷史，因?yàn)樗延蒛rist報(bào)道。DBM含有已知參與到骨形成以及提供潛在新基質(zhì)的許多骨誘導(dǎo)性蛋白質(zhì)。這與單種骨誘導(dǎo)性蛋白質(zhì)的使用相比有較大的益處。在對(duì)于DBM的活體內(nèi)響應(yīng)上的變化在組織解剖學(xué)結(jié)構(gòu)分析上已報(bào)道，并在骨骼位點(diǎn)中的這一初步研究中得到證實(shí)。
對(duì)照物，DBM和非活化DBM象期望的那樣發(fā)揮作用。在這一研究中開(kāi)發(fā)的機(jī)械試驗(yàn)規(guī)程施加拉伸負(fù)荷到該缺陷的占優(yōu)勢(shì)的方面并說(shuō)明該自體移植物是更硬的。這與在1和3星期的新骨形成的組織學(xué)觀察一致。這些結(jié)果，盡管在性質(zhì)上是初級(jí)的，支持了裸小鼠骨骼模型用于DBM和載體的骨誘導(dǎo)。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的許多實(shí)施方案，應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方案僅僅是舉例性質(zhì)的，和不是限制性的，而且許多改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是明顯的。
權(quán)利要求
1.組合物，包括載體；和骨治療材料；其中該載體是大單體，它包括(a)水溶性嵌段；和(b)至少一種的(i)可生物降解的嵌段，其中該可生物降解的嵌段包括以碳酸酯或酯基為基礎(chǔ)的連接基；和(ii)可聚合的基團(tuán)。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中組合物是下列形式中的一種(a)水性混合物；和(b)非水合的形式。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中該骨治療材料是選自(a)脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)；和(b)皮質(zhì)-網(wǎng)眼狀骨碎片。
4.權(quán)利要求2的組合物，其中該骨治療材料是選自(a)骨誘導(dǎo)劑；(b)骨傳導(dǎo)劑；(c)成骨因子；和(d)骨生長(zhǎng)促進(jìn)劑。
5.權(quán)利要求2的組合物，其中該組合物在植入到脊椎動(dòng)物中之后被基本上遍布該組合物的整個(gè)體積的新骨所再吸收和替代。
6.權(quán)利要求5的組合物，其中載體與骨治療材料的比率經(jīng)過(guò)選擇以提供各自的有效量，使得該組合物被基本上遍布組合物的整個(gè)體積的新骨再吸收和替代。
7.權(quán)利要求5的組合物，其中骨治療材料是以有效量提供，使得該組合物被基本上遍布組合物的整個(gè)體積的新骨所再吸收和替代。
8.權(quán)利要求5的組合物，其中該脊椎動(dòng)物是哺乳動(dòng)物。
9.權(quán)利要求8的組合物，其中該哺乳動(dòng)物是人。
10.權(quán)利要求2的組合物，進(jìn)一步包括用于誘導(dǎo)可聚合的基團(tuán)發(fā)生聚合物形成反應(yīng)的引發(fā)劑。
11.權(quán)利要求10的組合物，其中該引發(fā)劑被包括在該載體中。
12.權(quán)利要求10的組合物，其中該引發(fā)劑是選自(a)光引發(fā)劑；(b)熱引發(fā)劑；和(c)化學(xué)引發(fā)劑。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中該光引發(fā)劑是黃色曙紅。
14.權(quán)利要求12的組合物，其中該化學(xué)引發(fā)劑是過(guò)氧化物。
15.權(quán)利要求2的組合物，其中聚合反應(yīng)通過(guò)選自以下的反應(yīng)來(lái)引發(fā)(a)光聚合；(b)化學(xué)自由基聚合；(c)熱自由基聚合；(d)氧化還原反應(yīng)；(e)陽(yáng)離子聚合；和(f)活性基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)。
16.權(quán)利要求2的組合物，其中該載體進(jìn)一步由過(guò)渡金屬，過(guò)氧化物和穩(wěn)定劑的自由基產(chǎn)生結(jié)合物組成。
17.權(quán)利要求2的組合物，其中該大單體包括至少一種的(a)聚(乙二醇)；(b)碳酸亞丙酯結(jié)構(gòu)部分；(c)乳酸酯結(jié)構(gòu)部分；(d)丙烯酸酯結(jié)構(gòu)部分；和(e)它們的結(jié)合物。
18.權(quán)利要求2的組合物，進(jìn)一步包括改進(jìn)組合物的至少一種物理和化學(xué)性能的添加劑。
19.權(quán)利要求2的組合物，進(jìn)一步包括改進(jìn)組合物的生物特性的添加劑。
20.權(quán)利要求1的組合物，其中該水溶性嵌段是選自聚(乙二醇)和聚(環(huán)氧乙烷)。
21.權(quán)利要求1的組合物，其中該可生物降解的嵌段包括醇酸的聚合物和低聚物。
22.權(quán)利要求1的組合物，其中該酯基包括選自乙醇酸，DL-乳酸和L-乳酸的醇酸酯結(jié)構(gòu)部分。
23.權(quán)利要求1的組合物，其中該碳酸酯基團(tuán)是選自從碳酸亞丙酯和碳酸二甲基酯的至少一種衍生的基團(tuán)。
24.權(quán)利要求1的組合物，其中該可聚合的基團(tuán)含有至少一種的(a)大單體-大單體官能團(tuán)，它自發(fā)地或在光、熱或其它活化條件或試劑的作用下反應(yīng)形成讓大單體的鏈條彼此連接的共價(jià)聚合物結(jié)構(gòu)；和(b)將大單體的溶液轉(zhuǎn)化成凝膠的反應(yīng)活性官能團(tuán)。
25.權(quán)利要求24的組合物，其中該大單體-大單體官能團(tuán)是選自(a)烯屬基團(tuán)；(b)環(huán)氧基；(c)內(nèi)酰胺；和(d)內(nèi)酯。
26.權(quán)利要求24的組合物，其中該反應(yīng)活性官能團(tuán)是選自(a)活化酯；(b)親電子的碳中心；(c)共軛的烯屬基團(tuán)；(d)異氰酸酯；(e)異硫氰酸酯；(f)環(huán)氧乙烷；(g)氮雜環(huán)丙烷；(h)環(huán)狀酰亞胺；(i)巰基；和(j)它們的結(jié)合物。
27.制造組合物的方法，包括混合載體和骨治療材料；其中該載體是大單體，它包括(a)水溶性嵌段；和(b)至少一種的(i)可生物降解的嵌段，其中該可生物降解的嵌段包括以碳酸酯或酯基為基礎(chǔ)的連接基；和(ii)可聚合的基團(tuán)。
28.權(quán)利要求27的方法，其中該組合物是下列形式中的一種(a)水性混合物；和(b)非水合的形式。
29.權(quán)利要求28的方法，其中該骨治療材料是選自(a)脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)；和(b)皮質(zhì)-網(wǎng)眼狀骨碎片。
30.權(quán)利要求28的方法，其中該骨治療材料是選自(a)骨誘導(dǎo)劑；(b)骨傳導(dǎo)劑；(c)成骨因子；和(d)骨生長(zhǎng)促進(jìn)劑。
31.權(quán)利要求28的方法，其中該組合物在植入到脊椎動(dòng)物中之后被基本上遍布該組合物的整個(gè)體積的新骨所再吸收和替代。
32.權(quán)利要求31的方法，其中載體與骨治療材料的比率經(jīng)過(guò)選擇以提供各自的有效量，使得該組合物被基本上遍布組合物的整個(gè)體積的新骨再吸收和替代。
33.權(quán)利要求31的方法，其中骨治療材料是以有效量提供，使得該組合物被基本上遍布組合物的整個(gè)體積的新骨所再吸收和替代。
34.權(quán)利要求31的方法，其中該脊椎動(dòng)物是哺乳動(dòng)物。
35.權(quán)利要求34的方法，其中該哺乳動(dòng)物是人。
36.權(quán)利要求28的方法，進(jìn)一步包括在組合物中含有對(duì)可聚合的基團(tuán)誘導(dǎo)聚合物形成反應(yīng)的引發(fā)劑。
37.權(quán)利要求36的方法，進(jìn)一步包括在載體中包含引發(fā)劑。
38.權(quán)利要求36的方法，其中該引發(fā)劑是選自(a)光引發(fā)劑；(b)熱引發(fā)劑；和(c)化學(xué)引發(fā)劑。
39.權(quán)利要求38的方法，其中該光引發(fā)劑是黃色曙紅。
40.權(quán)利要求38的方法，其中該化學(xué)引發(fā)劑是過(guò)氧化物。
41.權(quán)利要求28的方法，進(jìn)一步包括對(duì)載體施加輻射。
42.權(quán)利要求28的方法，此外包括通過(guò)選自以下的反應(yīng)來(lái)引發(fā)聚合反應(yīng)(a)光聚合；(b)化學(xué)自由基聚合；(c)熱自由基聚合；(d)氧化還原反應(yīng)；(e)陽(yáng)離子聚合；和(f)活性基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)。
43.權(quán)利要求28的方法，其中該載體進(jìn)一步由過(guò)渡金屬，過(guò)氧化物和穩(wěn)定劑的自由基產(chǎn)生結(jié)合物組成。
44.權(quán)利要求28的方法，其中該大單體包括至少一種的(a)聚(乙二醇)；(b)碳酸亞丙酯結(jié)構(gòu)部分；(c)乳酸酯結(jié)構(gòu)部分；(d)丙烯酸酯結(jié)構(gòu)部分；和(e)它們的結(jié)合物。
45.權(quán)利要求28的方法，進(jìn)一步包括在組合物中包含改進(jìn)組合物的至少一種物理和化學(xué)性能的添加劑。
46.權(quán)利要求28的方法，進(jìn)一步包括在組合物中包含改進(jìn)組合物的生物方面特性的添加劑。
47.權(quán)利要求27的方法，其中該水溶性嵌段是選自聚(乙二醇)和聚(環(huán)氧乙烷)。
48.權(quán)利要求27的方法，其中該可生物降解的嵌段包括醇酸的聚合物和低聚物。
49.權(quán)利要求27的方法，其中該酯基包括選自乙醇酸，DL-乳酸和L-乳酸的醇酸酯結(jié)構(gòu)部分。
50.權(quán)利要求27的方法，其中該碳酸酯基團(tuán)是選自從碳酸亞丙酯和碳酸二甲基酯的至少一種衍生的基團(tuán)。
51.權(quán)利要求27的方法，其中該可聚合的基團(tuán)含有至少一種的(a)大單體-大單體官能團(tuán)，它自發(fā)地或在光、熱或其它活化條件或試劑的作用下反應(yīng)形成讓大單體的鏈條彼此連接的共價(jià)聚合物結(jié)構(gòu)；和(b)將大單體的溶液轉(zhuǎn)化成凝膠的反應(yīng)活性官能團(tuán)。
52.權(quán)利要求51的方法，其中該大單體-大單體官能團(tuán)是選自(a)烯屬基團(tuán)；(b)環(huán)氧基；(c)內(nèi)酰胺；和(d)內(nèi)酯。
53.權(quán)利要求51的方法，其中該反應(yīng)活性官能團(tuán)是選自(a)活化酯；(b)親電子的碳中心；(c)共軛的烯屬基團(tuán)；(d)異氰酸酯；(e)異硫氰酸酯；(f)環(huán)氧乙烷；(g)氮雜環(huán)丙烷；(h)環(huán)狀酰亞胺；(i)巰基；和(j)它們的結(jié)合物。
54.治療患者體內(nèi)骨缺陷的方法，包括在患者體內(nèi)的缺陷位點(diǎn)上植入包括載體和骨治療材料的組合物；其中該載體是大單體，它包括(a)水溶性嵌段；和(b)至少一種的(i)可生物降解的嵌段，其中該可生物降解的嵌段包括以碳酸酯或酯基為基礎(chǔ)的連接基；和(ii)可聚合的基團(tuán)。
55.權(quán)利要求54的方法，其中該組合物是下列形式中的一種(a)水性混合物；和(b)非水合的形式。
56.權(quán)利要求55的方法，其中該骨治療材料是選自(a)脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)；和(b)皮質(zhì)-網(wǎng)眼狀骨碎片。
57.權(quán)利要求55的方法，其中該骨治療材料是選自(a)骨誘導(dǎo)劑；(b)骨傳導(dǎo)劑；(c)成骨因子；和(d)骨生長(zhǎng)促進(jìn)劑。
58.權(quán)利要求55的方法，其中該組合物在植入到脊椎動(dòng)物中之后被基本上遍布該組合物的整個(gè)體積的新骨所再吸收和替代。
59.權(quán)利要求58的方法，其中載體與骨治療材料的比率經(jīng)過(guò)選擇以提供各自的有效量，使得該組合物被基本上遍布組合物的整個(gè)體積的新骨再吸收和替代。
60.權(quán)利要求58的方法，其中骨治療材料是以有效量提供，使得該組合物被基本上遍布組合物的整個(gè)體積的新骨所再吸收和替代。
61.權(quán)利要求58的方法，其中該患者是哺乳動(dòng)物。
62.權(quán)利要求61的方法，其中該哺乳動(dòng)物是人。
63.權(quán)利要求55的方法，進(jìn)一步包括在組合物中含有對(duì)可聚合的基團(tuán)誘導(dǎo)聚合物形成反應(yīng)的引發(fā)劑。
64.權(quán)利要求63的方法，進(jìn)一步包括在載體中包含引發(fā)劑。
65.權(quán)利要求63的方法，其中該引發(fā)劑是選自(a)光引發(fā)劑；(b)熱引發(fā)劑；和(c)化學(xué)引發(fā)劑。
66.權(quán)利要求65的方法，其中該光引發(fā)劑是黃色曙紅。
67.權(quán)利要求65的方法，其中該化學(xué)引發(fā)劑是過(guò)氧化物。
68.權(quán)利要求55的方法，進(jìn)一步包括對(duì)載體施加輻射。
69.權(quán)利要求55的方法，此外包括聚合步驟，該聚合通過(guò)選自以下的反應(yīng)來(lái)引發(fā)(a)光聚合；(b)化學(xué)自由基聚合；(c)熱自由基聚合；(d)氧化還原反應(yīng)；(e)陽(yáng)離子聚合；和(f)活性基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)。
70.權(quán)利要求55的方法，其中該載體進(jìn)一步由過(guò)渡金屬，過(guò)氧化物和穩(wěn)定劑的自由基產(chǎn)生結(jié)合物組成。
71.權(quán)利要求55的方法，其中該大單體包括至少一種的(a)聚(乙二醇)；(b)碳酸亞丙酯結(jié)構(gòu)部分；(c)乳酸酯結(jié)構(gòu)部分；(d)丙烯酸酯結(jié)構(gòu)部分；和(e)它們的結(jié)合物。
72.權(quán)利要求55的方法，進(jìn)一步包括在組合物中包含改進(jìn)組合物的至少一種物理和化學(xué)性能的添加劑。
73.權(quán)利要求55的方法，進(jìn)一步包括在組合物中包含改進(jìn)組合物的生物方面特性的添加劑。
74.權(quán)利要求54的方法，其中該水溶性嵌段是選自聚(乙二醇)和聚(環(huán)氧乙烷)。
75.權(quán)利要求54的方法，其中該可生物降解的嵌段包括醇酸的聚合物和低聚物。
76.權(quán)利要求54的方法，其中該酯基包括選自乙醇酸，DL-乳酸和L-乳酸的醇酸酯結(jié)構(gòu)部分。
77.權(quán)利要求54的方法，其中該碳酸酯基團(tuán)是選自從碳酸亞丙酯和碳酸二甲基酯的至少一種衍生的基團(tuán)。
78.權(quán)利要求54的方法，其中該可聚合的基團(tuán)含有至少一種的(a)大單體-大單體官能團(tuán)，它自發(fā)地或在光、熱或其它活化條件或試劑的作用下反應(yīng)形成讓大單體的鏈條彼此連接的共價(jià)聚合物結(jié)構(gòu)；和(b)將大單體的溶液轉(zhuǎn)化成凝膠的反應(yīng)活性官能團(tuán)。
79.權(quán)利要求78的方法，其中該大單體-大單體官能團(tuán)是選自(a)烯屬基團(tuán)；(b)環(huán)氧基；(c)內(nèi)酰胺；和(d)內(nèi)酯。
80.權(quán)利要求78的方法，其中該反應(yīng)活性官能團(tuán)是選自(a)活化酯；(b)親電子的碳中心；(c)共軛的烯屬基團(tuán)；(d)異氰酸酯；(e)異硫氰酸酯；(f)環(huán)氧乙烷；(g)氮雜環(huán)丙烷；(h)環(huán)狀酰亞胺；(i)巰基；和(j)它們的結(jié)合物。
81.權(quán)利要求54的方法，進(jìn)一步包括在骨缺陷位點(diǎn)上的聚合步驟。
82.權(quán)利要求81的方法，進(jìn)一步包括在手術(shù)室中的聚合步驟。
83.權(quán)利要求54的方法，進(jìn)一步包括在植入時(shí)的聚合步驟。
84.權(quán)利要求54的方法，進(jìn)一步包括在遠(yuǎn)離手術(shù)室的地點(diǎn)的聚合步驟。
85.權(quán)利要求84的方法，其中遠(yuǎn)離該手術(shù)室的地點(diǎn)是組合物的制造地方。
86.權(quán)利要求54的方法，進(jìn)一步包括在組合物的制造時(shí)的聚合步驟。
87.權(quán)利要求54的方法，進(jìn)一步包括由選自下列這些的至少一種方法處理該組合物的步驟(a)干燥；(b)干混合；(c)冷凍干燥；和(d)造粒。
88.權(quán)利要求54的方法，其中該載體是非水合的形式和液體是以足以形成載體的溶液的量被添加到非水合的形式中。
89.權(quán)利要求88的方法，其中該液體是選自(a)無(wú)菌水；(b)鹽溶液；(c)含乳酸鹽的生理鹽水；和(d)生物流體。
90.權(quán)利要求88的方法，其中該液體包括協(xié)助聚合反應(yīng)的一種或多種組分。
91.權(quán)利要求54的方法，其中組合物是非水合的形式和液體是以足以形成組合物的水合混合物的量被添加到非水合的形式中。
92.權(quán)利要求91的方法，其中該液體是選自(a)無(wú)菌水；(b)鹽溶液；(c)含乳酸鹽的生理鹽水；和(d)生物流體。
93.權(quán)利要求91的方法，其中該液體包括協(xié)助聚合反應(yīng)的一種或多種組分。
94.權(quán)利要求54的方法，其中該組合物采取選自下列這些中的形式(a)粉末；(b)捏塑體；(c)漿料；(d)固體；(e)半固體；(f)粒料；(g)纖維；(h)織物；(i)膜；和(j)整體單塊。
95.權(quán)利要求54的方法，進(jìn)一步包括由選自下列這些的至少一種方法處理該組合物的步驟(a)物理?yè)交欤?b)共價(jià)連接；(c)離子連接；和(d)物理互相穿透。
96.權(quán)利要求54的方法，進(jìn)一步包括將組合物與流體混合和然后植入的步驟。
97.權(quán)利要求54的方法，進(jìn)一步包括植入干燥組合物和然后用流體水合的步驟。
98.權(quán)利要求54的方法，進(jìn)一步包括使用組合物作為植入物的涂層的步驟。
99.權(quán)利要求98的方法，其中該植入物是選自(a)脊髓籠；(b)螺釘；(c)膝/髖植入物；(d)牙周植入物；和(e)顱面植入物。
100.權(quán)利要求54的方法，進(jìn)一步包括在植入之前使用組合物在患者體外生長(zhǎng)骨。
101.權(quán)利要求100的方法，其中該骨是在生物反應(yīng)器中在患者體外生長(zhǎng)。
102.生長(zhǎng)患者體內(nèi)的骨的方法，包括在患者體內(nèi)的異位移植地點(diǎn)植入包括載體和骨治療材料的組合物；其中該載體是大單體，它包括(a)水溶性嵌段；和(b)至少一種的(i)可生物降解的嵌段，其中該可生物降解的嵌段包括以碳酸酯或酯基為基礎(chǔ)的連接基；和(ii)可聚合的基團(tuán)。
103.權(quán)利要求102的方法，其中該組合物是下列形式中的一種(a)水性混合物；和(b)非水合的形式。
104.組合物，包括載體；和骨治療材料；其中該載體是大單體，后者包括至少一種水溶性嵌段；至少一種可生物降解的嵌段，其中該可生物降解的嵌段包括以碳酸酯或酯基為基礎(chǔ)的連接基；和至少一個(gè)可聚合的基團(tuán)。
105.權(quán)利要求104的組合物，其中組合物是下列形式中的一種(a)水性混合物；和(b)非水合的形式。
106.制造組合物的方法，包括混合載體和骨治療材料；其中該載體是大單體，后者包括至少一種水溶性嵌段；至少一種可生物降解的嵌段，其中該可生物降解的嵌段包括以碳酸酯或酯基為基礎(chǔ)的連接基；和至少一個(gè)可聚合的基團(tuán)。
107.權(quán)利要求106的方法，其中該組合物是下列形式中的一種(a)水性混合物；和(b)非水合的形式。
108.治療患者體內(nèi)骨缺陷的方法，包括在患者體內(nèi)的缺陷位點(diǎn)上植入包括載體和骨治療材料的組合物；其中該載體是大單體，后者包括至少一種水溶性嵌段；至少一種可生物降解的嵌段，其中該可生物降解的嵌段包括以碳酸酯或酯基為基礎(chǔ)的連接基；和至少一個(gè)可聚合的基團(tuán)。
109.權(quán)利要求108的方法，其中該組合物是下列形式中的一種(a)水性混合物；和(b)非水合的形式。
110.生長(zhǎng)患者體內(nèi)的骨的方法，包括在患者體內(nèi)的異位移植地點(diǎn)植入包括載體和骨治療材料的組合物；其中該載體是大單體，后者包括至少一種水溶性嵌段；至少一種可生物降解的嵌段，其中該可生物降解的嵌段包括以碳酸酯或酯基為基礎(chǔ)的連接基；和至少一個(gè)可聚合的基團(tuán)。
111.權(quán)利要求110的方法，其中該組合物是下列形式中的一種(a)水性混合物；和(b)非水合的形式。
全文摘要
本發(fā)明的各種實(shí)施方案涉及輸送骨生長(zhǎng)誘導(dǎo)材料(例如到有活力的骨和/或其它骨架組織中以修復(fù)缺陷等等)的組合物。更具體地說(shuō)，本發(fā)明的各種實(shí)施方案涉及骨治療材料(例如骨誘導(dǎo)性和/或骨傳導(dǎo)性材料)的輸送機(jī)構(gòu)，包括(但不限于)脫礦質(zhì)的骨基質(zhì)(“DBM”)和皮質(zhì)－網(wǎng)眼狀骨碎片(“CCC”)。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的某些組合物可以包括生理上可接受的可生物降解的載體，骨誘導(dǎo)性材料，和/或骨傳導(dǎo)性材料(例如，DBM和CCC)的混合物。該組合物因此被應(yīng)用(例如，到有缺陷的組織和/或其它有活力的組織中)來(lái)誘導(dǎo)新骨頭的形成。本發(fā)明的其它實(shí)施方案涉及組合物的制備和使用該組合物的方法。
文檔編號(hào)A61F2/00GK1688267SQ03823559
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月20日
發(fā)明者S·T·林, L·Z·阿維拉, A·J·庫(kù)里, H·M·克拉莫, L·A·羅斯, R·羅伯茨, K·斯萊 申請(qǐng)人:精密技術(shù)公司, 根茨美公司