專利名稱：：骨生長誘導材料的攜帶和輸送用組合物以及生產和應用該組合物的方法骨生長誘導材料的攜帶和輸送用組合物以及生產和應用該組合物的方法
技術領域：
：本發(fā)明的領域本發(fā)明的各種實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缺陷等等)的組合物。更具體地說，本發(fā)明的各種實施方案涉及骨治療材料(例如骨誘導性和/或骨傳導性材料)的輸送機構，包括(但不限于)脫礦質的骨基質("DBM")和皮質-網眼狀骨碎片(corUcal-cancellousbonechips)("CCC")。根據本發(fā)明的各種實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栽體，骨誘導性材料，和/或骨傳導性材料(例如，DBM和CCC)的混合物。該組合物因此被應用(例如，到有缺陷的組織和/或其它有活力的組織中)來促進新骨頭的形成。本發(fā)明的其它實施方案涉及組合物的制備和使用該組合物的方法。對于本發(fā)明的目的，該術語"骨治療材料"(或"骨治療因子")是指促進骨生長的材料。骨治療材料或因子，包括(但不限于)骨誘導性材料，骨傳導性，成骨性和骨生長促進性材料。此外，骨治療材料或因子，包括(但不限于)骨形態(tài)產生蛋白質("BMP")如BMP2,BMP4和BMP7(0P1);DBM,血小板衍生生長因子("PDGF");胰島素樣生長因子I和II("IGF-1"，"IGF-II");成纖維細胞生長因子("FGF's");轉化生長因子P("TGF-p，，)；血小板富集血漿(PRP);血管內皮生長因子(VEGF);生長激素；小的肽；基因；干細胞，自體同源的骨，外源的骨，骨髓，生物聚合物和生物陶瓷。此外，對于本申請的目的，該術語"骨誘導劑"(或"骨誘導性材料")是指能夠誘導異位骨形成的材料。骨誘導性材料包括(但不限于)DBM;BMP2;BMP4;和BMP7。此外，對于本申請的目的，該術語"骨傳導劑"(或"骨傳導性材料")是指一種材料，它不具有異位骨形成的能力，但為成骨細胞粘附、增殖和合成新骨提供表面。骨傳導性材料包括(但不限于)CCC;羥磷灰石("HA");磷酸三鈣("TCP");HA/TCP的混合物；其它磷酸釣；碳酸鈣；硫酸釣；骨膠原；和DBM。此外，對于本申請的目的，該術語"成骨性因子"(或"成骨性材料")是指供應和支持骨愈合細胞的生長的一種材料。成骨性材料包括(但不限于)自生的網眼狀骨，骨髓，骨膜，和干細胞。此外，對于本申請的目的，該術語"骨生長促進劑"(或"骨生長促進性材料")是指增強或加速骨修復的自然級聯(lián)(naturalcascade)的一種材料。成骨性材料包括(但不限于)PRP，FGF，s，TGF-(3，PDGF，VEGF。此外，對于本申請的目的，該術語"患者"是指根據本發(fā)明的組合物、載體和/或骨治療材料植入體內的任何動物(例如，人，哺乳動物，脊推動物)。本發(fā)明的背景聲稱促進骨缺陷的修復的化合物以前已經公開。同樣地，用作藥物和其它治療劑的輸送栽體的組合物(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。附圖的簡述圖1是條形圖，顯示了對于DBM控制的骨誘導評價和與DBM濃度的關系；圖2a顯示了植入的大單體單獨的顯微解剖結構；圖2b顯示了在大單體中TBIDBM的顯微解剖結構；圖2c顯示了在大單體中30%DBM的顯微解剖結構；圖3是顯示機械性能試驗結果的條形圖；和圖4a-4e顯示了與實施例19有關的結果，下面進行討論。在已經公開的那些益處和改進之中，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將從下面的敘述連同附圖變得更加清楚。該圖構成了說明書的一部分并包括本發(fā)明的說明性實施方案和舉例說明本發(fā)明的各種目的和特征。8本發(fā)明的詳細說明這里公開了本發(fā)明的詳細實施方案；然而，需要理解的是所公開的實施方案僅僅是以各種形式實施的本發(fā)明的范例而已。另外，與本發(fā)明的各種實施方案相關地給出的每一實施例被認為是說明性的，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節(jié)。因此，在這里公開的特定的結構和功能纟田節(jié)不被解釋為限制的，DBM是骨的蛋白質組分。它是從捐獻的骨組織制得，這通過首先將皮層質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，最終凍干脫礦質的顆粒以除去水來實現。皮質網眼狀骨碎片是從皮質和網眼狀骨磨碎或研磨而成的皮質和網眼狀骨顆粒的混合物。脫礦質的異源移植骨粉典型地以凍干或冷凍干燥的和無菌的形式提供，保證延長的儲存期限。在這里的組合物的脫礦質的骨組分是已知類型的粉碎或粉末化材料并根據已知的程序制得。應該理解的是，該術語"脫礦質的骨基質"包括具有從較細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(該實施例被認為是說明性但非限制性)，在本發(fā)明的組合物中存在的骨粉可以具有從約100到約1,200jum或從約125到850lam的平均粒度。一般說來，人外源骨組織可以優(yōu)選作為骨粉的來源。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。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，每一可生物降解的鍵或基團分開。在一個實例(該實例被認為是說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以上的反應活性基團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到該大單體溶液的100%。因為在某些均裂(自由基)聚合反應中每一可聚合的基團將聚合成鏈，交聯(lián)的水凝膠可以通過使用僅僅稍微高于一個的反應活性基團/每個大單體(即，平均約1.02個可聚合的基團)來生產。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或多個反應活性雙鍵。Poloxamines，水溶性嵌段的例子，具有四個分支和因此容易地改性而包括四個可聚合的基團。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，植入響應的材料，與嚴重的或逐步升高的響應相反。在這里使用的"可生物降解的"是在正常的活體內生理條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，對于不可降解的材料達到約一千個或一千個以下亞單元，但對于可降解的材料沒有上限。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。對于可降解的鍵，該最小嵌段尺寸是具備該功能的具有合適降解性的單鍵。在一個例子中(該例子被認為是說明性但非限制性)嵌段尺寸可以是兩個到四十個基團或三個到二十個基團。反應活性基團對于某些目的而言可以被認為是嵌段；在該嵌段中單元的典型數量是l，但可以是，例如兩個到五個。在這里使用的碳酸酯是具有結構一0--C(O)--0—的官能團。該碳酸酯起始原料可以環(huán)狀，如碳酸亞丙酯(TMC)，或可以是線性的，如碳酸二甲酯(CH30—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--0--C(-O)--0--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，酯是具有結構一O—C(O)--R—0--的重復單元，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有機聚合物(天然或合成)經由共價、離子基或氫鍵交聯(lián)產生夾含水分子形成凝膠的三維開放網格結構時所形成的物質。在這里使用的"水溶性"定義為在約(TC和5(TC范圍內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溶劑，如二甲亞砜，二曱基曱酰胺，醇類，丙酮，和/或甘醇二曱醚。嵌段大單體的類型按一般術語，該大單體可以，在一個例子(該例子被認為是說明性但非限制性)是包括可生物降解的嵌段、水溶性嵌段和至少一個可聚合的基團的嵌段大單體。在一個例子(該例子被認為是說明性但非限制性)該大單體可包括平均至少1.02個可聚合的基團或可以包括平均至少兩個可聚合的基團/每個大單體。可聚合的基團的平均數例如可通過共混具有不同量的可聚合的基團的大單體來獲得。各嵌段可以排列形成不同類型的嵌段大單體，包括二嵌段，三嵌段，和多嵌段大單體。該可聚合的基團可以直接連接于可生物降解的嵌段上或經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彼此被可生物降解的嵌段分開。作為例子(該例子被認為是說明性但非限制性)，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，則一個可聚合的基團可以連接于該水溶性嵌段上和另一個連接于該可生物降解的嵌段上。兩可聚合的基團都可以通過至少一個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性方式連接在一起的一個或多個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，樹枝狀或星形共聚物。如果該骨架是由水溶性嵌段形成，ii則連接于骨架上的這些分支或接枝體的至少一個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。在另一個實施方案中，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，它們當中的至少一個可以是水溶性的和它們當中的至少一個可以是可生物降解的。一般說來，確定為可生物降解的的大單體的任何配制料需要進行構造上的設計，要求每一可聚合的基團與其它可聚合的基團彼此之間被可生物降解的的一種或多種鍵分開。不能生物降解的材料不一定受到這一限制。本領域中的那些技術人員會認識到，各個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合物或為最終水凝膠賦予特定所希望的性能的各種類型物，同時保持大單體的所需特性。在這里所指的嵌段的長度可以從單個單元(例如在可生物降解的部分中)到幾個重復單元如低聚嵌段再到許多重復單元(如在聚合物嵌段中)來變化，所受的限制是保持該大單體的整體水溶性。在下面的討論和實施例中，大單體常常由xxKZn形式的代碼標識，其中xx是表示骨架聚合物的分子量的數字，它是聚乙二醇("PEG")，除非另有說明，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中的一個或多個，其中L代表乳酸，G代表乙醇酸，D代表二p惡烷酮，C代表己內酯，T代表碳酸亞丙酯，和n是在嵌段中可降解基團的平均數。該分子是以丙烯酸酯基團終端，除非另有說明。這有時也以下標A2表示。盡管可生物降解的基團可以是，例如(該例子被認為是說明性但非限制性)(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，當它們的降解度足以滿足大單體的預定用途需要時。此類可生物降解的基團可能包括，例如(該例子被認為是說明性但非限制性)，天然或非天然氨基酸，碳水化合物殘基，和其它天然連接基。生物降解時間可以通過水解此類鍵的酶的局部利用度來控制。此類酶的利用度可從現有技術中或通過常規(guī)實驗來確定。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(乙基喁唑啉)，聚(環(huán)氧乙烷)-co-聚(環(huán)氧丙烷)嵌段共聚物(poloxamers和meroxapols),poloxamines，歡曱基纖維素，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Fico11⑧，聚糖，透明質酸，葡聚糖，硫酸軟骨素，肝素，或藻酸鹽，和蛋白質如明膠，膠原，清蛋白，或卵清蛋白。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。允許在人體(或預計可使用的其它對象)內排泄的極限分子量將隨聚合物類型而變化，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(該例子被認為是說明性但非限制性)的單個嵌段。另外地，該水溶性嵌段可以是被其它基團連接的兩個或多個水溶性嵌段。此類連接基團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(該例子被認為是說明性但非限制性)，不飽和二羧酸，如馬來酸，富馬酸，或烏頭酸，可以用如下所述的可降解基團來酯化，和此類連接基團可以在一端或兩端與親水基如聚乙二醇相結合。在另一個實施方案中，兩個或多個PEG分子可以被包括碳酸酯連接基在內的可生物降解的連接基所連接，和隨后用可聚合的基團來封端?？缮锝到獾那抖慰缮锝到獾那抖慰梢栽诨铙w內條件下水解。至少一個可生物降解的區(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上可降解的聚合物，它們得到無毒性或作為體內正常代謝物而存在的物質?？墒褂玫木?醇酸)是聚(乙醇酸)，聚(DL-乳酸)和聚(L-乳酸)。其它有用物質包括，聚碳酸酯類如聚(碳酸亞丙酯)，聚(氨基酸)，聚(酸酐)，聚(原酸酯)，和聚(磷酸酯)。例如(該例子被認為是說明性但非限制性)，聚內酯如聚(s-己內酯)，聚(5-戊內酯)，聚(Y-丁內酯)和聚(P-羥基丁酸酯)，也是有用的。可生物降解的區(qū)域可以通過使用容易發(fā)生生物降解的連接基如酯，肽，酸肝，原酸酯，和磷酸酯鍵從單體、低聚物和/或聚合物構造。通過改變可生物降解的基團的總量和選擇在碳酸酯或酯連接基(它們較緩慢水解)的數量與低級醇酸連接基(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間可以控制。任何所需的碳酸酯可用于制造該大單體。此類碳酸酯可包括(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(該例子被認為是說明性但非限制性)，碳酸亞丙酯和碳酸二甲基酯是脂肪族碳酸酯的例子。低級二烷基碳酸酯通過由二烷基碳酸酯與聚合物的羥基的平衡反應所形成的醇類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(l，3-二喁烷-2-S同)和碳酸酯四亞曱基(1，3-二氧雜庚環(huán)-2-酮)。在一些反應條件下，原碳酸酯有可能反應得到碳酸酯，或該碳酸酯經由原碳酸酯中間體與多元醇反應，如在Timberlake等人的US專利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曱酸酯，如在現有技術中所述，和這些活性化合物可以與含有合適基團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"。合適的二喁烷酮類包括二"惡烷酮(對-二p惡烷酮；1，4-二噍烷-2-酮；2-酮-1，4-二喁烷)，和緊密相關的原料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。這些化合物的低級烷基例如(該例子被認為是說明性但非限制性)d-C4烷基衍生物，如2-甲基對-二鳴烷酮(乳酸的環(huán)狀0-羥乙基醚)?？删酆系幕鶊F在本申請中使用的"可聚合的基團"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而形成了將大單體鏈條彼此相連接的共價聚合物結構的一種官能團(下面有時稱為"大單體-大單體官能團")；和/或(b)將大單體的溶液轉化成凝膠的反應活性官能團。當該大單體含有兩個或多個大單體-大單體官能團時，由這些基團形成的聚合物結構將在大單體鏈條之間形成交聯(lián)而產生三維網絡即非流體凝膠。合適的大單體-大單體官能團包括烯屬基團(如乙烯基，烯丙基，丙烯?；?，肉桂基，富馬?；揭蚁┗?，環(huán)氧基，內酯(如丙交酯，乙交酯，己內酯，戊內酯，二喁烷酮)，內酰胺(p-內酰胺，v-內酰胺和5-內酰胺，Y-丁內酰胺，5-己內酰胺)。反應活性官能團是在親核，親電子，氧化或自由基條件下與化學反應伙伴在偶聯(lián)反應中反應而與該化學反應伙伴之間形成共價鍵的一種基團。合適的反應活性官能團包括活化酯(如N-羥基琥珀酰亞胺酯)，親電子的碳中心(如甲苯磺酸根和曱磺酸根)，共軛的烯屬基團(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(如馬來酰亞胺)，巰基。合適的化學反應伙伴包括胺類，醇類，硫醇類。在一些實施方案中，該反應活性官能團和該化學反應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這些組分可以被混合。在其它實施方案中，該反應活性官能團和該化學反應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，自由基等是進行凝膠化進一步所需要的。該可聚合的基團可以位于大單體的一端或多端或可聚合的基團位于該大單體的內部。聚合反應可以由任何適當的反應，包括但不限于，光聚合，化學或熱自由基聚合，氧化還原反應，陽離子聚合，和活性基團(如異氰酸酯)的化學反應來引發(fā)。聚合可以使用光引發(fā)劑來引發(fā)。暴露于uv光產生自由基或陽離子的光引發(fā)劑是本領域中技術人員所熟知的。自由基也可以從某些染料和化合物的光子吸收以相對溫和的方式形成。該可聚合的基團可通過自由基聚合反應來聚合?？墒褂玫目删酆匣鶊F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，二曱基丙烯酸酯，低聚曱基丙烯酸酯，肉桂酸酯，二肉桂酸酯，低聚肉桂酸酯，和其它生物學上可接受的可聚合基團。這些基團可以通過使用曝露于包括UV(紫外)和IR(紅外)光，長波得注意的，LWUV和可見光與短波UV光相比引起對組織和其它生物材料更低的損傷。有用的光引發(fā)劑是沒有細胞毒性和在短時間框架(例如，分鐘或秒)內用于引發(fā)大單體的聚合反應的那些。染料(例如，與助催化劑如胺相結合)曝露于光(例如，可見或LWUV光)會產生自由基。染料的光吸收會引起染料處于三重線態(tài)，而該三重線態(tài)隨后與胺反應形成可引發(fā)聚合反應的自由基，直接地或經由合適的電子轉移試劑或助催化劑如胺。聚合反應可以利用具有在例如約200-1200nm之間的波長，在例如長波長紫外線區(qū)或可見區(qū)中的波長，在例如大約320nm或更高的波長，或在例如約365和550nm之間的波長的光來輻射引發(fā)。很多的染料可以用于光聚合。合適的染料是本領域中技術人員所熟知的。此類染料可能包括，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，亞曱基藍，核黃素，2,2-二曱基_2-苯基乙酰苯，2-甲氧基-2-苯基乙酰苯，2,2-二曱氧基-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，16胺類如N-曱基二乙醇胺，N，N-二甲基千胺，三乙醇胺，三乙胺，二千胺，N-千基乙醇胺，N-異丙基節(jié)胺。三乙醇胺可以用作助引發(fā)劑。合適的化學，熱和氧化還原體系可以通過在引發(fā)劑分子中產生自由的聚合反應。過氧化物和其它過氧化合物在這方面是眾所周知的，可以被認為是化學或熱引發(fā)劑。偶氮二異丁腈是化學引發(fā)劑。過渡金屬(尤其鐵)與過氧和可能的穩(wěn)定劑如葡糖醛酸的結合物可以由循環(huán)(cycling)氧化還原反應產生自由基引發(fā)聚合反應?；瘜W或氧化還原體系與光引發(fā)體系的結合物已經顯示在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用的引發(fā)體系。WO96/29370的教導被引入這里供參考。還有可能將該大單體用于其它類型的連接反應。例如(該例子被認為是說明性但非限制性)，大單體可以用胺終端來構造，該胺被認為是親核基團；和另一個大單體能夠用異氰酸酯終端來構造，該異氰酸酯被認為是反應活性官能團。在混合后，該材料可以自發(fā)地反應形成凝膠。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行聚合和交聯(lián)。此類反應比光引發(fā)的反應更難控制，但是可用于供植入用的凝膠的高容量體外產生(例如，也許作為藥物輸送系統(tǒng))。其它各對反應物可包括，但不局限于，馬來酰亞胺與胺或巰基，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(該例子被認為是說明性但非限制性)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施方案中，該大單體可含有，例如(該例子被認為是說明性但非限制性)，約0.1和10個的該殘基/每個碳酸酯或酯殘基，約O.2和5個，或一個或多個此類殘基每個大單體。在另一個實例(該例子被認為是說明性但非限制性)中，該大單體可以包括核，在核的每一端上的延長段，和在各延長段上的末端。該核可以是親水性聚合物或低聚物；各延長段可以是包括一個或多個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)該大單體的一個或多個官能團。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；各延長段可以包括1-IO個選自碳酸酯和酯中的殘基，和任選還包括1-5個醇酸殘基(例如，a-醇酸殘基)；其中在延長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。此類基團可以是自由基(均裂)可聚合的。此類基團可以是具有(例如(該例子被認為是說明性但非限制性))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。另一個實例(該例子被認為是說明性但非限制性)可會引入由分子量約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(二喁烷酮)低聚物的延長段，單獨或與由醇酸低聚物形成的延長段相結合；和由丙烯酸鹽結構部分(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使用為本領域中技術人員所熟知的方法來合成。一般的合成方法可以在文獻中見到，例如在授權于Hubbell等人的US專利No.5，410,016，授權于Rosensaft等人的US專利No.4，243,775，和在授權于Churchill等人的US專利No.4，526，938中。這些參考文獻被引入這里供參考。例如(該例子被認為是說明性但非限制性)，聚乙二醇骨架可以與碳酸亞丙酯(TMC)或類似碳酸酯在路易斯酸催化劑如辛酸亞錫存在下反應，形成TMC-聚乙二醇三元共聚物。該TMC-PEG聚合物可以任選進一步用附加的可降解基團如乳酸酯基團來衍生化。該末端羥基團然后在叔胺存在下與丙烯酰氯反應而用丙烯酸酯端基將該聚合物封端。相似的偶聯(lián)化學過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(特別地含有羥基的那些基團)的大單體。當聚乙二醇與TMC和醇酸在酸性催化劑存在下反應時，該反應可以是同時的或順序的。如在下面的實施例中所示，該同時反應可以生產三組組分的至少部分無規(guī)的共聚物。在PEG與TMC反應之后醇酸的后續(xù)加成傾向于形成TMC的內部嵌段和PEG的一個或多個嵌段，它在統(tǒng)計上含有一個以上的由從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。這是在合成過程中TMC和其它碳酸酯基團由"回咬，，重排的趨勢，這是為什么多個PEG分子可以同時同時引入到同一大單體中的原因。當該醇酸含有仲羥基時，如在乳酸中那樣，則發(fā)生重排的趨勢會減低。原則上，該可降解的嵌段或區(qū)域可以獨立地合成和然后聯(lián)接于該骨架區(qū)域上。在實踐中，這一更復雜的反應不是獲得有用物質所需要的。順序加成在一個實例(該例子被認為是說明性但非限制性)中，可生物降解的基團在含有碳酸酯的大單體上的順序加成可用于增強在用反應活性端基封端之后大單體的生物降解性。在例如(該例子被認為是說明性但非限制性)碳酸亞丙酯(TMC)與聚乙二醇(PEG)的反應之后，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，導致了鏈段化的聚合物，即被一個或多個相鄰的TMC連接基所偶聯(lián)的PEG單元。TMC鏈段的長度可以變化，并且被認為顯示出統(tǒng)計分布。偶聯(lián)也可以經由TMC的碳酸酯亞單元來完成?？梢韵嘈牛@些鏈段化PEG/TMC嵌段共聚物是由于當PEG二醇用作引發(fā)劑時在TMC聚合過程中牽涉到TMC鏈段的碳酸酯連接的酯基轉移反應而形成。如果使用其它聚(亞烷基)二醇引發(fā)劑，預計到類似的情形。在TMC與PEG的反應過程中末端連接可以開始，和末端連接的完成和平衡的達到可通過溶液粘度提高的停止來觀察到。如果該第一反應步驟的產物然后與反應活性的封端物質，如(例如(該例子被認為是說明性但非限制性))丙烯酰氯，進行反應，則較大百分數的大單體端基可以是PEG羥基，導致反應活性基團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可以通過在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，1，4-二嚙烷酮，二氧雜庚環(huán)酮，己內酯)的附加鏈段來阻止。該附加鏈段與PEG/TMC嵌段共聚物的一些爭奪是可以預期的，但這通過使用適當的反應條件來最大程度地減少。該基本PEG/TMC鏈段化聚合物或進一步反應的PEG/TMC/Z鏈段化三元共聚物然后通過連接上反應活性端基(如丙烯酸酯)而進一步反應形成可交聯(lián)的大單體，得到具有反應活性官能團的大單體。在含水環(huán)境中端基的后續(xù)反應導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,則預計到類似的鏈段化結構。該嵌段共聚物和大單體可具有預定的溶解度和溶液粘度性能。該水凝膠可具有預定的模量和降解速率。對于在水中的某個溶液濃度，該粘度受到末端連接的程度，該TMC(和其它疏水性物質)鏈段的長度，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改性。這里所述的這些結構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明的目的來使用。一些基本結構(CH2—CH廣-O)x-PEG重復單元-(PEG)x(CO—(CH2)3—0)y=TMC重復單元-(TMC)y(CO—CH(CH3)—0)z-乳酸酯重復單元-(LA)z—C0-CH=CH2-丙烯酸酯端基-AA鏈段化PEG/TMC嵌段共聚物HO—(CO—(CH2)3—0)y--[(CH2—CH廣-O)x—(CO—(CH2)3—0)y]n-H或HO—(TMC)y-[(PEG)x-(TMC)y]n-H鏈段化PEG/頂C/乳酸酯三元共聚物HO—(CH(CH3)—CO)z—0—(CO—(CH2)3—0)y—[(CH廣-CH2—0)x—(CO—(CH2)3—0)y]n—(CO-CH(CH3)—0)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)CH產CH—CO—0—(CO—(CH2)3—0)y[(CH廠-CH廣-0)x--(CO—(CH2)3—0)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人發(fā)現，一種合適的栽體是FocalSeal-S密封劑，可以從GenzymeCorp.,Cambridge,MA，USA獲得。申請人理解的是，FocalSeal-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實施方案中，在儲存和^f吏用之前該組合物可以冷凍，這可以改進穩(wěn)定性。在又一個實施方案中，組合物最初可以是千燥產物，它在使用之前用水或其它溶液來重新組成。組合物可以進行風干或冷凍干燥，如果最初用水制造的話。在另一個實施方案中，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)，以便改進和/或增強組合物的一個或多個性能。此類添加劑的例子，不認為是完全的列舉，包括改進組合物的生物活性效果的那些添加劑，引發(fā)聚合反應的那些，控制聚合速率的那些，改進組合物的處置(handling)的那些，或改進組合物的加工的那些。例如(該例子被認為是說明性但非限制性)，添加透明質酸到組合物中增大組合物粘度，使得它更容易處置。在另一個實例(該例子被認為是說明性但非限制性)中叔丁醇可以被添加來改進加工，因為這一試劑會改進冷凍千燥程序。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(例如，骨形態(tài)產生蛋白質，基因序列，和/或千細胞)，可以包括在組合物中。組合物也可以包括礦物(例如，鉤，鱗酸鹽，等等)，生物高分子(膠原，透明質酸，等等)，和聚合劑(例如，光化學，氧化還原(化學品)，等等)。一些添加劑最好在制造過程中添加，和另一些最好是剛好在植入之前添加(例如干細胞，基因序列，等等)。聚合可以在手術室(在手術臺或在外科位點本身)進行。該聚合反應也可以在遙遠的地方(即，在制造場所)進行和隨后加工。在另一個實施方案中組合物和/或栽體和/或骨治療材料可以采取例如(該例子被認為是說明性但非限制性)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。在另一個實施方案中組合物和/或栽體和/或骨治療材料可以采取例如(該例子被認為是說明性但非限制性)以下形式(a)纖維；(b)織物(包括無紡織物，紗布)；(c)膜；和/或(d)整體單塊。在另一個實施方案中組合物和/或栽體和/或骨治療材料(例如肽)可以通過例如(該例子被認為是說明性但非限制性)以下途徑被引入(a)物理摻混；(b)共價連接；(c)離子連接；和/或(d)物理互相穿透。在另一個實施方案中組合物和/或栽體和/或骨治療材料可以通過例如(該例子被認為是說明性但非限制性)以下方法來使用(a)與流體混合和然后植入；和/或(b)干燥植入(例如，填充缺陷)，然后用流體進行水合。在另一個實施方案中組合物和/或栽體和/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，牙周才直入物和/或顱面植入物)。在另一個實施方案中組合物和/或栽體和/或骨治療材料可以用于在異位移植位點上生長骨(例如，如果該產品本身使用(例如，在脊柱融合術過程中沒有籠))。在另一個實施方案中組合物可以聚合成預選擇的形狀。該聚合反應22可以在遠離該手術室的場所(例如，制造場所)和/或在植入之前在該手術室中(例如，即將在最終植入位點上置放之前，即，聚合在手術室的手術臺上進行)和/或在骨缺陷的實際位點上在身體內進行(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)。在另一個實施方案中任何想望的稀釋劑可用于將預先形成的水凝膠+DBM+CCC再水合。在另一個實施方案中改進組合物的物理和化學方面的至少一個的添加劑可以選自但不限于(a)穩(wěn)定劑(例如，保護組合物免遭輻射損傷)；(b)粘度增強劑；和/或(c)改性劑。在另一個實施方案中改進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)—種或多種生物高分子；和/或(e)血漿。在另一個實施方案中所應用的輻射可以選自但不限于可見光，Y輻射。在另一個實施方案中生物流體可包括(但不限于)血和血漿。聚合反應可通過光化學方式，通過非光化學方式像氧化還原方式(Fenton化學過程)和/或熱引發(fā)(過氧化物等)來引發(fā)。光化學引發(fā)劑可包括，但不限于，可見光和UV光敏感的化合物<象黃色曙紅，Irgacure等。組合物可以聚合成所想望的形狀，像棒條體，片，球，盤，氈，粉末，泡沫體等。聚合的組合物(如果在手術室之外制造)可以進一步千燥和然后在植入之前的時間中再水合。在再水合過程中，該組合物可以預先設計以得到一種產物，后者稍微地溶脹到位而實現錨固目的。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。干燥的產物由于再水合作用而在應用過程中顯示出粘合性。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水溶性嵌段，至少一個可生物降解的嵌段，和至少一個可聚合的基團的嵌段共聚物。至少一個的可生物降解的嵌段可以包括以碳酸酯或酯基為基礎的連接基，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。在一個實施方案中，該大單體可以使用自由基引發(fā)劑，在長波長紫外光或可見光激發(fā)的影響下發(fā)生聚合。生物降解發(fā)生在該延長低聚物之內的連接基上并導致鏈段化，它們是無毒的和在正常生理學過程中從體內排出。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上可降解的聚合物，它們得到無毒性或作為體內正常代謝物而存在的物質。此類聚(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(該例子被認為是說明性但非限制性)，碳酸亞丙酯和碳酸二甲基酯是脂肪族碳酸酯的例子。在一個實施方案中，組合物可以包括大單體，骨誘導性材料，和骨傳導性材料。在另一個實施方案中，該骨傳導性材料和該骨誘導性材料是不同的組分。在另一個實施方案中，該骨誘導性材料和骨傳導性材料是DBM和CCC。在另一個實施方案中，該大單體是在栽體的生產中或在現場配給之后進行聚合。在這種情況下下，聚合反應可以由任何適當的反應，包括但不限于，光聚合，化學或熱自由基聚合，氧化還原反應，陽離子聚合，和活性基團(如異氰酸酯)的化學反應來引發(fā)。在一個實例(該例子被認為是說明性但非限制性)中聚合可以通過使用光引發(fā)劑如黃色曙紅來引發(fā)，它可以進一步與大單體，骨誘導劑，和骨傳導劑一起被引入到組合物中。在另一個實施方案中，該骨誘導性材料和/或骨傳導性材料可以被加到該大單體中，和光引發(fā)劑可以進一步包括在混合物中?；旌衔锟梢孕纬烧承缘暮蛢染坌缘奈锪?，導致得到可注射的和可模塑的油灰。組合物可以在大約-40。C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。當用于外科時，同種異體移植油灰可以在光聚合的引發(fā)之后被轉化成半固體物料。交聯(lián)反應的速率取決于曝光的光強度和持續(xù)時間。例如(該例子被認為是說明性但非限制性)，曝露于手術室光足以引起大單體發(fā)生一定程度的交聯(lián)。在另一個實施方案中，聚合可以在生產過程中進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實施方案中，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行配制，但不含料。,'、、、',…'、在另一個實施方案中，當PEG(聚乙二醇)是用作該水溶性的中心嵌段時，用于大單體中的PEG的平均分子量可以是，例如(該例子被認為是說明性但非限制性)，20，000道爾頓。對于在大單體中的每一PEG,將有約12個TMC(碳酸亞丙酯)單元和4個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在US專利No.5,900,245;6,083,524;和6，177，095中，它們全部被引入本公開物中供參考。然而，本申請人已經特別地發(fā)現這里所述的組合物是有效的，不依靠在245和095專利中公開的打底(primer)組合物的制備和應用。實施例實施例1:3.377克的甘油(Aldrich)摻混到2.1298克的脫礦質的骨基質(TBIDBMlot#990768，從Exactech，GainesvilleFL獲得)達到61.4%/38.6%甘油/DBM比率。所形成的油灰在室溫下放置60分鐘和進行評價。該油灰具有油的稠度和性能，在室溫下總共3小時儲存之后保持為油狀。實施例2:253.4007克的Pluronic-127溶液(在4'C的DI水中20%)與1.6046克的脫礦質的骨基質(DBM)摻混，達到67.9/32.1%Pluronic溶液/DBM比率。所形成的油灰在室溫下放置3小時和評價稠度。該油灰是光滑的和有延展性，當滾成小球時。當加壓榨出球形油灰時沒有觀察到裂紋的跡象。實施例3:3.3635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克的脫礦質的骨基質(DBM)摻混，達到67.7/32.3%FS-S/DBM比率。所形成的油灰在室溫下放置60分鐘和評價稠度。該油灰是平滑的。該油灰是內聚性和有延展性，當滾成小球時。當加壓榨出球形油灰時沒有觀察到"干燥邊緣"的跡象。實施例4:3.3654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克的脫礦質的骨基質(DBM)和1.7988克的骨碎片(從ExactechTBI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小時和評價稠度。當加壓榨出球形油灰時，該油灰是干裂的，有干燥邊緣。實施例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克的脫礦質的骨基質(DBM)和1.7922克的骨碎片(從ExactechTBI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小時和評價稠度。當加壓榨出球形油灰時該油灰是干裂的，但顯示了在它的內聚性上的改進，其中有2%FS-S增加作為粘結劑。實施例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克的脫礦質的骨基質(DBM)摻混，達到FS-S/DBM下列比率70.0%/30.0%。所形成的油灰在室溫下放置3小時和評價稠度。當加壓榨出球形油灰時，該油灰是有延展性和內聚性并且沒有形成干燥邊緣。實施例73.334克的所配制的FocalSeal⑧-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小時和評價稠度。當加壓榨出球形油灰時，該油灰是有延展性和內聚性但顯示有干燥邊緣。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>實施例8至1210%所配制的FocalSeal-S密封劑與在表2中所標明量的DBM(O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15mmIDx5mm深特氟隆模具中并用可見光輻照80秒鐘以聚合該復合物。該凝膠劑在磷酸鹽緩沖劑，pH-7.4,在3rC下經過大約16天進行水合，然后測量％水分吸收率。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>在聚合之前油灰的處置觀察結果。10%DBM與所預計一樣是最軟的，但卻是可使用的，具有稍微粘性的稠度。物料使用刮勺轉移進行模塑加工。20。/。DBM較硬實和更均勻粒度分布，歸因于更致密的配制料。較軟，輕微流動特性。物料使用刮勺轉移進行模塑加工。30%匪硬實油灰狀材料。Easilymoldable，keepingitsshapepriortopolymerization40。/。DBM硬實油灰狀材料。比3(T/。DBM更細和是干燥的，可模塑的，保持形狀，在聚合之前。實施例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12X50mg樣品加入到陪替氏培養(yǎng)皿中和該油灰進行凍干。將所形成的干燥復合物從陪替氏培養(yǎng)皿上取下，用幾滴DI水潤濕，滾成小球，并通過添加更多幾滴水來進一步水合，直至達到所想望的稠度為止。該油灰是內聚性的和有延展性。實施例141.5015gDBM和0.3499g的千燥20KTLA2大單體粉末稱量加入到15mLNalgene容器中，隨后添加3.5mL的PBS緩沖劑。各組分通過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使用帶手套的手以物理方式進一步混合。該骨油灰是非常內聚性的和保持形狀，當滾成小球時。沒有發(fā)現水合大單體的凝膠顆粒。實施例15為了表明實施例14可以被制成可聚合的移植物，進行下列實驗從實施例14得到的骨油灰進一步與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)摻混。該緩沖劑濃縮物被摻混到移植物中，直至獲得均勾地粉紅色油灰為止。該油灰用可見光輻照40秒鐘，誘導大單體的光聚合(450-550nm,氛光源)。該油灰然后翻轉并在另一面上輻照另外40秒鐘以重復該聚合過程。所形成的移植物是有延展性水凝膠和保持不變形。實施例16其它聚合方式可用于含有DBM的移植物。例如(該例子被認為是說明性但非限制性)，聚合可通過熱引發(fā)來引發(fā)。制備含有5.88mg過氧化苯甲酰的具有0.I47g固體的0."700g大單體溶液。然后將O.1039g(10.楊"/。)的具有>0.5-<1.18匪的粒度的骨碎片，和0.1959g(19.6wt。/。)的具有〈0.5mm的粒度的DBM(脫礦質的骨材料)引入該溶液中。所形成的濃稠淤漿被成形為12ramx2.5ram圓盤，冷凍和凍干。一旦凍干，在所成形的圓盤中大單體的交聯(lián)是在真空下于5(TC引發(fā)，經歷10小時時間。所形成的材料已形成了單一的內聚性軟基質。該基質能夠在水中再水合和容易地操縱，沒有破碎或碎裂。該DBM/骨碎片/水凝膠基質在室溫下的再干燥和再潤顯是可行的。實施例17為了測定當用大單體載體配制時人DBM是否保留它的骨誘導能力，進行下列研究。對由AATB認可的組織銀行，TissueBanksInternationa"TBI，BatchNo.SF9904005045,SanRafael,CA)所提供的人DBM進行無菌29加工和冷凍干燥。DBM的平均粒度是125到1000jum。由Focal,Inc.(Lexington,MA)提供的無菌栽體具有20，000分子量的聚乙二醇型大單體。DBM粉末與10w"大單體溶液在無菌的磷酸鹽緩沖液中以三種濃度混合20，30和40wt。/。。對照物包括TBIDBM單獨和大單體載體單獨。全部材料預先填充到無菌的膠囊(粒度#5,BatchNo.07.039.90，Torpac，Inc.Fairfield,NJ)(15mg樣品/膠嚢)中并在-20。C下貯存到外科為止。對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,IndianapolisIN)。在外科之前，小鼠在動物園中適應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，導致10個植入物/每變量。該外科是按照規(guī)程#01056-34-01B2來進行，它是由位于圣安東尼奧的TexasHealthScienceCenter(UTHSCSA)的theInstitutionalAnimalCareandUseCommittee復核和審定的。已出版的使用小鼠DBM的研究已表明在28天內發(fā)生骨誘導。然而，使用人DBM的若干研究發(fā)現骨誘導在比較緩慢的速率下發(fā)生，即使有的話在28天時也不明顯。因此之故，許多實驗室考察在植入后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。已經發(fā)現在28天時沒能顯示出骨誘導能力的許多制劑卻在56天是骨誘導性的。在外科后的28天，植入的組織從1只小鼠/每個變量中收集，確定載體是否被再吸收和是否有不利的組織反應。該組織被浸泡在含有緩沖劑的福爾馬林中并送往NortheastOhioUniversitiesCollegeofMedicine進行圓周定量記算機斷層(pQCT)骨無機物分析。這些組織隨后被送回到圣安東尼奧進行顯微解剖結構分析。在外科后的56天，剩余4指小鼠/每個變量被致死。收集所植入的組織進行X-射線輻射。所收集的組織被加工后用于常規(guī)光學顯微術和組織學分析。鏈烷烴(Paraffin)段用蘇木精和曙紅染色。根據在theASTMF04.47.01"DraftGuidanceonInVivoTestingforOsteoinductionAbility"中所述測定該材料的骨資導能力。對于各植入物，對于單個代表性截面進行評判。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算。該脛骨和腓骨用于指引評論者，因為兩骨存在于該橫截面中。如果兩個骨的橫截面不存在，或如果它們具有橢圓外觀，則該截面被拒絕。這一要求也使得評論者本人確信任何小骨應歸因于該植入物但不歸因于該骨。使用下面評判系統(tǒng)0沒有DBM和沒有小骨1僅僅有醒2DBM加上一個新小骨3DBM加上兩個新小骨4DBM加上覆蓋整個截面的小骨結果在外科后的28天，pQCT表明全部三種配制料是骨誘導性，因為掃描對于礦物是肯定的。然而，樣品的組織學分析沒能顯示骨的存在，只是一個20。/。DBM試樣除外，表明該pQCT揭示了再加礦物的DBM的存在。全部大單體載體經過28天完全地再吸收。在所植入的組織的任何一個中沒有病理學證據表明該聚乙二醇型大單體載體是生物相容性的。在56天，TBIDBM和DBM/大單體配制料是骨誘導性的(圖1)。在TBIDBM和30%DBM試驗組的骨誘導能力之間沒有差異，表明含有30%DBM的配制料與TBIDBM對照物同樣有效。全部植入的組織是正常的(圖2a，2b，2c)。沒有任何不利的組織響應的證據，不考慮所使用的植入物。骨上小骨(Boneossicles)在外觀上典型地具有皮層質骨的邊緣，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，與處理無關。i寸論和結論該結果表明用于這一實施例中的大單體是DBM的安全和有效的栽體。該載體被再吸收，在植入的組織中不引起有害反應，和不會阻止由人DBM引起的骨誘導。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天也是骨誘導性，并且一個2Q。/。DBM樣品能夠在28天誘導新骨形成。在接受20%和40%DBM植入物的小鼠中的骨誘導與在30%DBM試驗組中的小鼠中所觀察到的骨誘導進行對比，雖然它象在對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，尤其當使用具有非常高的骨誘導能力的DBM制劑時。用于制造該配制料的TBIDBM在以前沒有試驗，因此在研究它本身是否實際上是骨誘導性的之前還是未知的。實施例18-與新型可再吸收性聚合物的后外側融合在兔模型中的評價介紹雖然自體移植物骨仍然是脊柱融合術的金標準移植材料，但是在移植物收集之后的發(fā)病仍然是問題。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知的臨床結果以及與疾病傳播的潛在問題有關。同種異體移植骨的安全和有效的替代物是需要的。理想地，這一材料將生產與對于自體移植物所觀察到的那些融合速率相等的融合速率。實際上，更現實的是使用該材料作為骨移植物延伸部分以優(yōu)化在患者體內的融合速率，該患者或者是自體移植物的有限供應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通過將新型可再吸收的聚合物栽體(大單體；GenzymeBiosurgery，Lexington,MA)與脫礦質的骨基質(DBM)相結合而得以開發(fā)出來。這一研究的特定目標是(l)證實聚合物-DBM產品在活體內是骨誘導性的和(2)確定新移植替代物是否與獨立移植材料或骨移植物延伸部分在后外側融合中一樣有效。方法十八只雄性新西蘭白兔通過使用已公開的技術在L5-L6下經歷雙側橫突間處理(bilateralintertransverseprocess)。全部的夕卜科程序是由theInstitutionalAnimalCareandUseCommittee復核和審定。該融合位點移植了自生的皮質-網狀骨質骨(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)相結合(l:l)的大單體-DBM。為了分析骨誘導性，含有DBM粉末，水合形式的大單體-DBM(濕大32單體-DBM)或凍干形式的大單體-DBM(干燥大單體-DBM)的肌內植入物被雙向放置在9只兔子(n-6樣品/每個植入物)的四頭肌的肌肉之中。動物在外科后5個星期被安樂死。切下肌肉標本和在顯微放射照相封閉室中進行放射線照相。如果鑒別礦化作用，將肌肉標本浸泡在醇中和對于未脫鈣的顯微解剖結構進行處理來證實異位骨化的存在。該脊柱腰段被整體采集并在兩個平面(前面-后面和側部)上放射線照相。機械試驗用的樣品被清除掉全部肌肉組織和血管。在手術層面上的骨上小平面關節(jié)用咬骨鉗除去，和推間盤用解剖刀分開以使得L5和L6推骨僅僅被該后外側的融合塊所連接。該L6推骨被罐封在牙科用膠接劑中，和L5推骨用附著于在MTS框架上的非固定式夾具中的金屬針刺穿。在在負荷控制下進行非破壞性的機械試驗，其中連續(xù)地記錄負荷更替數據。對于最后三個循環(huán)計算在60-120N負荷下的勁度數據，結果對于各樣品求平均值。放射照相的數據由卡方分析法(Chi-squareanalysis)分析。生物力學數據由單向方差分析法(ANOVA)分析。p<0.O5的顯著性水平用于全部分析。結果在外科之后的恢復在這些動物中一般是優(yōu)異的。沒有與移植關的并發(fā)癥。該大單體-DBM混合物發(fā)現在肌肉內是骨誘導性。在用濕和千配制料植入的全部位點上見到了礦化的放射照相證據(表3)。在正面的對照物(用兔子DBM粉末植入的肌肉)中也見到了礦化。組織學檢查證實了在移植物位點之內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見的，融合的放射照相證據是在大約60%的自體移植物對照中見到。全部的移植備選方案至少與自體移植進行得一樣好(表4)，雖然該差異沒有達到統(tǒng)計顯著性(P〉0.05，對于全部的對比物)。表3在植入了DBM和大單體-DBM的肌內位點中礦化的顯微放射照相證據。移植材料礦化率僅僅DBM6/6濕大單體-DBM6/6干大單體-DBM6/6表4在L5-L6橫突間空間處融合的放射照相數據。左和右兩側獨立地在各動物中分析。移植材料融合率自體移植物7/12(58%)大單體-DBM9/12(75%)大單體-DBM-自體移植物5/6(83%)大單體-D脂-同種異體移植4/6(66%)生物力學試驗數據給出在圖3中(顯示機械性能試驗結果；數據表示n6個樣品/每組的平均(SD)勁度(對于大單體-DBM-自體移植和大單體-DBM-同種異體移植來說n-3))。與放射照相數據一樣，移植備選方案至少與在這一模型中的自體移植對照物進行得一樣好。數據的過分分散使得難以獲得可接受的統(tǒng)計效力，甚至對于n-6/每處理的組大小，但是大單體-DBM組卻顯示了對較高勁度值的強烈趨勢，與自體移植對照(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)用似乎產生了至少與金標準自體移植對照的那些結果相等的放射照相和機械性能試驗結果。假定在確定新處理"顯著好于"自體移植上有內在的困難，但在所建立的動物模型中的這些原始數據是極其令人鼓舞的。荻準對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該轉化成經歷脊柱融合手術的患者的改進結果。34實施例19-在棵露小鼠脛骨缺陷模型中脫礦質的骨基質的評價介紹脫礦質的骨基質(DBM)已經證明對骨再生是有益的并逐漸被接受作為在各種骨骼位點上的臨床骨移植替代品。使用DBM的骨誘導在傳統(tǒng)上已經在非骨骼位點上進行研究。然而，幾個研究都質疑DBM的誘導能力。DBM的誘導性能的缺乏可以是制備和殺菌的結果。這一探索性研究是在使用棵小鼠脛骨缺陷模型中的商購DBM制劑的骨胳位點(bonysite)中的骨誘導能力的評價。方法11-12個星期年齡的雄性無胸腺NIH-RNU(棵)小鼠(NationalCancerInstitute,MA)按照下列的倫理批準項來使用。在遠離MCL連接處的脛骨的前正中表面上產生臨界尺寸缺陷(8mm長x3mm寬)。后面的和前外側的皮層^皮保留。該缺陷用DBM(Exactech，Inc.，FL)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照物而包括在內。動物在1和3星期被安樂死和整個完整的脛骨進行X射線輻射，在懸臂彎曲試驗中進行機械測試(僅3-星期樣品)。脛骨被浸泡在福爾馬林中，在曱酸中脫鈣，截段和用H&E染色。顯微解剖結構由3名評論者以盲測方式在缺陷的中心處分類定級。機械數據通過使用單向A,A(Windows的SPSS)來分析。表5各研究組組處理1空的缺陷2自體移植3栽體4匪+栽體5凍千DBM+載體6光活化的DBM+載體7醒8非活性DBM+栽體9非活性DBM主要結果放射線照相證實空的缺陷沒有愈合。記錄在4-9組中放射照相外觀的變化之處。在3星期的機械試驗揭示了自體移植物組具有更高的斷裂負荷，但沒有統(tǒng)計顯著性。在自體移植組中的勁度大于全部其它組(p〈0.05)。顯微解剖結構沒有顯示在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處理的缺陷中經過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)現新骨形成(圖4b)。在任何時候在非活性的DBM組(圖4c)，空的缺陷(圖4d)或單獨的載體中沒有觀察到新骨形成。結果表明光活化的樣品具有更強的誘導能力，這由在3星期后的軟骨內骨化來證明(圖4e)。單獨的栽體的存在或其與DBM(活性或非活性)的結合都沒有出現任何早期有害反應。具有特征性非細胞形態(tài)的殘留脫礦質的骨是在l和3星期之后出現并有小的再吸收和破壞骨活性的證據。討論脫礦質的骨的使用具有長的臨床歷史，因為它已由Urist報道。DBM含有已知參與到骨形成以及提供潛在新基質的許多骨誘導性蛋白質。這與單種骨誘導性蛋白質的使用相比有較大的益處。在對于DBM的活體內響應上的變化在組織解剖學結構分析上已報道，并在骨骼位點中的這一初步研究中得到證實。對照物，DBM和非活化DBM象期望的那樣發(fā)揮作用。在這一研究中開發(fā)的機械試驗規(guī)程施加拉伸負荷到該缺陷的占優(yōu)勢的方面并說明該自體移植物是更硬的。這與在l和3星期的新骨形成的組織學觀察一致。這些結果，盡管在性質上是初級的，支持了棵小鼠骨骼模型用于DBM和載體的骨誘導。盡管已經描述了本發(fā)明的許多實施方案，應當理解的是，這些實施方案僅僅是舉例性質的，和不是限制性的，而且許多改進對于本領域中的技術人員來說是明顯的。權利要求1.治療患者體內骨缺陷的方法，包括在患者體內的缺陷位點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的連接基；和(ii)可聚合的基團。2.權利要求1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。3.權利要求2的方法，其中該骨治療材料是選自(a)脫礦質的骨基質；和(b)皮質-網眼狀骨碎片。4.權利要求2的方法，其中該骨治療材料是選自(a)骨誘導劑；(b)骨傳導劑；(c)成骨因子；和(d)骨生長促進劑。5.權利要求2的方法，其中該組合物在植入到脊稚動物中之后被基本上遍布該組合物的整個體積的新骨所再吸收和替代。6.權利要求5的方法，其中栽體與骨治療材料的比率經過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體積的新骨再吸收和替代。7.權利要求5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體積的新骨所再吸收和替代。8.權利要求5的方法，其中該患者是哺乳動物。9.權利要求8的方法，其中該哺乳動物是人。10.權利要求2的方法，進一步包括在組合物中含有對可聚合的基團誘導聚合物形成反應的引發(fā)劑。11.權利要求10的方法，進一步包括在載體中包含引發(fā)劑。12.權利要求10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)化學引發(fā)劑。13.權利要求12的方法，其中該光引發(fā)劑是黃色曙紅。14.權利要求12的方法，其中該化學引發(fā)劑是過氧化物。15.權利要求2的方法，進一步包括對載體施加輻射。16.權利要求2的方法，此外包括聚合步驟，該聚合通過選自以下的反應來引發(fā)(a)光聚合；(b)化學自由基聚合；(c)熱自由基聚合；(d)氧化還原反應；(e)陽離子聚合；和(f)活性基團的化學反應。17.權利要求2的方法，其中該栽體進一步由過渡金屬，過氧化物和穩(wěn)定劑的自由基產生結合物組成。18.權利要求2的方法，其中該大單體包括至少一種的(a)聚(乙二醇)；(b)碳酸亞丙酯結構部分；(c)乳酸酯結構部分；(d)丙烯酸酯結構部分；和(e)它們的結合物。19.權利要求2的方法，進一步包括在組合物中包含改進組合物的至少一種物理和化學性能的添加劑。20.權利要求2的方法，進一步包括在組合物中包含改進組合物的生物方面特性的添加劑。21.權利要求l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)。22.權利要求1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。23.權利要求1的方法，其中該酯基包括選自乙醇酸，DL-乳酸和L-乳酸的醇酸酯結構部分。24.權利要求l的方法，其中該碳酸酯基團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。25.權利要求l的方法，其中該可聚合的基團含有至少一種的(a)大單體-大單體官能團，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形成讓大單體的鏈條彼此連接的共價聚合物結構；和(b)將大單體的溶液轉化成凝膠的反應活性官能團。26.權利要求25的方法，其中該大單體-大單體官能團是選自(a)烯屬基團；(b)環(huán)氧基；(c)內酰胺；和(d)內酯。27.權利要求25的方法，其中該反應活性官能團是選自(a)活化酯；(b)親電子的碳中心；(c)共軛的烯屬基團；(d)異氰酸酯；(e)異疏氰酸酯；(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)它們的結合物。28.權利要求l的方法，進一步包括在骨缺陷位點上的聚合步驟。29.權利要求28的方法，進一步包括在手術室中的聚合步驟。30.權利要求l的方法，進一步包括在植入時的聚合步驟。31.權利要求l的方法，進一步包括在遠離手術室的地點的聚合步服32.權利要求31的方法，其中遠離該手術室的地點是組合物的制造地方。33.權利要求1的方法，進一步包括在組合物的制造時的聚合步濫34.權利要求1的方法，進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。35.權利要求1的方法，其中該栽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。36.權利要求35的方法，其中該液體是選自(a)無菌水；(b)鹽溶液；(c)含乳酸鹽的生理鹽水；和(d)生物流體。37.權利要求35的方法，其中該液體包括協(xié)助聚合反應的一種或多種組分。38.權利要求1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。39.權利要求38的方法，其中該液體是選自(a)無菌水；(b)鹽溶液；(c)含乳酸鹽的生理鹽水；和(d)生物流體。40.權利要求39的方法，其中該液體包括協(xié)助聚合反應的一種或多種組分。41.權利要求1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。42.權利要求1的方法，進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)物理摻混；(b)共價連接；(c)離子連接；和(d)物理互相穿透。43.權利要求1的方法，進一步包括將組合物與流體混合和然后植入的步驟。44.權利要求1的方法，進一步包括植入干燥組合物和然后用流體水合的步驟。45.權利要求1的方法，進一步包括使用組合物作為植入物的涂層的步驟。46.權利要求45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。47.權利要求1的方法，進一步包括在植入之前使用組合物在患者體外生長骨。48.權利要求47的方法，其中該骨是在生物反應器中在患者體外生長。49.生長患者體內的骨的方法，包括在患者體內的異位移植地點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的連接基；和(ii)可聚合的基團。50.權利要求49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。51.治療患者體內骨缺陷的方法，包括在患者體內的缺陷位點上植入包括栽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的連接基；和至少一個可聚合的基團。52.權利要求51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。53.生長患者體內的骨的方法，包括在患者體內的異位移植地點植入包括載體和骨治療材料的組合物；其中該栽體是大單體，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的連接基；和至少一個可聚合的基團。54.權利要求53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)明的各種實施方案涉及輸送骨生長誘導材料(例如到有活力的骨和/或其它骨架組織中以修復缺陷等等)的組合物。更具體地說，本發(fā)明的各種實施方案涉及骨治療材料(例如骨誘導性和/或骨傳導性材料)的輸送機構，包括(但不限于)脫礦質的骨基質(“DBM”)和皮質-網眼狀骨碎片(“CCC”)。根據本發(fā)明的各種實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，骨誘導性材料，和/或骨傳導性材料(例如，DBM和CCC)的混合物。該組合物因此被應用(例如，到有缺陷的組織和/或其它有活力的組織中)來誘導新骨頭的形成。本發(fā)明的其它實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A61F2/28GK101632843SQ20091013259公開日2010年1月27日申請日期2003年8月20日優(yōu)先權日2002年8月20日發(fā)明者A·J·庫里,H·M·克拉莫,K·斯萊,L·A·羅斯,L·Z·阿維拉,R·羅伯茨,S·T·林申請人:精密技術公司;根茨美公司