CN101415450A - 骨填补剂的制造方法、骨填补剂以及三维细胞培养载体、色谱法用分离载体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供骨填补剂的新型制造方法。上述技术课题采用如下骨填补剂的制造方法等来解决,该骨填补剂的制造方法包含:将含有钙类物质的原材料和含有粘合剂的材料混合的混合工序;使用在上述混合工序中得到的混合物,通过采用具有金属模的注射成形机的注射成形,得到具有规定形状的成形体的成形工序;将在上述成形工序中得到的成形体中含有的粘合剂除去,得到脱脂体的脱粘合剂(脱脂)工序;以及,将上述脱粘合剂工序后的脱脂体加热,烧结得到烧结体的烧结工序。
Description
技术领域
本发明涉及应用粉末注射成形法的骨填补剂以及骨填补剂和三维细胞培养载体的制造方法等。更详细而言,本发明涉及应用粉末注射成形法的具有多个突起部的微小骨填补剂的制造方法、骨填补剂和三维细胞培养载体等。
背景技术
以往,当因事故或治疗而使骨的一部分缺损时,例如通过在缺损骨中填充与骨组织置换的骨填补剂,来促进缺损骨再生。作为这种骨填补剂的原料,采用羟磷灰石或β-TCP等磷酸钙类物质、聚乳酸等生物可降解性塑料等。
在日本专利特开2004-97259号公报(专利文献1)中公开了具有所谓的四脚(Tetrapod注册商标)形状的骨填补剂(骨固定材料)(例如该公报的图1~图3)。而且,作为制造四脚(注册商标)形状的骨填补剂的方法,公开了采用分型金属模的熔融成形法(该公报的段落[0014]和段落[0025])。但是,通过这种采用了分型金属模的熔融成形来制造的骨填补剂不一定具有足够的强度。而且,将磷酸钙类物质或生物可降解聚合物通过熔融成形制造时,存在所得骨填补剂的尺寸精度和成形密度不均的问题。此外,还存在所得骨填补剂的表面形态参差不齐的问题。另外,该公报所记载的方法还存在不适合大量生产的问题。
在日本专利特开平11-206871号公报中公开了使用聚乳酸或羟磷灰石并通过在注射成形后进行单轴拉伸等来制造杆状或片状的骨填补剂的方法(该公报的段落[0018])。但是,所得骨填补剂是聚乳酸等高分子或这种高分子与磷酸钙类物质的混合物。另外,在该公报的实施例中,利用挤压成形来制造片状的骨填补剂(该公报的段落[0023])。若采用挤出成形,则无法制造具有例如四脚状这样的复杂形状的骨填补剂。
另外,粉末注射成形法被用于制造金属或陶瓷。但是,粉末注射成形法采用缺乏生物相溶性的物质作为粘合剂,因此之前没人设想用粉末注射成形法来形成埋入生物体内用于组织置换目的的物质。而且,由于骨填补剂在生物体内必须具有骨组织置换能力,因此仅使用钙类物质等粉末利用粉末注射成形法来形成骨填补剂,无法得到理想的骨填补剂。
专利文献1:日本专利特开2004-97259号公报
专利文献2:日本专利特开平11-206871号公报
发明内容
本发明的目的在于提供用于制造骨填补剂的新方法。
本发明的目的在于提供形状和密度的偏差少的骨填补剂的制造方法。
本发明的目的在于提供在注射成形时容易与金属模分离的骨填补剂的制造方法。
本发明的目的在于提供具有规定强度的骨填补剂以及这种骨填补剂的制造方法。
本发明的目的在于提供能获得规定药理效果的骨填补剂以及这种骨填补剂的制造方法。
关于细胞培养,迄今为止只进行二维细胞培养。本发明颠覆这种概念,其目的在于提供能三维培养细胞的载体。
本发明的目的在于提供作为上述骨填补剂而言迄今为止未曾考虑过的利用形态。具体而言,提供三维细胞培养载体、色谱法用分离载体等用途。
根据普通的方法,即使希望用粉末注射成形法来获得具有微小复杂形状的骨填补剂,但,例如成形体粘附于固定金属模等也无法顺利制造。在本发明中,为了制造、最好能大量生产具有良好物性的骨填补剂,进行了各种努力,从而完成了发明。本发明基本上而言基于如下发现:将一直以来用于制造金属或陶瓷的粉末注射成形法应用于采用磷酸钙类物质等钙类物质作为原料粉末的材料,进行各种努力,能制造各个骨填补剂的表面积和密度的偏差少且具备作为骨填补剂的合适的硬度等物性的骨填补剂。如上所述,由于各个骨填补剂的表面积和密度均一,因此即使药剂被掺入到骨填补剂中,也能给予适量的药剂。此外,由于大小均一,因此能在维持各骨填补剂的强度的同时,得到整体而言合适的空隙率。另外,本发明还基于下述观点:通过使用凝聚特定制作的金属模以及使用规定的原料,能有效地防止成形体附着于固定金属模。
本发明的骨填补剂的制造方法基本而言涉及包含如下工序的骨填补剂的制造方法等,即:将含有含钙类物质的原材料和粘合剂的材料混合的混合工序;使用在上述混合工序中得到的混合物,通过采用具有金属模的注射成形机的注射成形,得到具有规定形状的成形体的成形工序;将在上述成形工序中得到的成形体中含有的粘合剂除去,得到脱脂体的脱粘合剂(脱脂)工序;以及将上述脱粘合剂工序后的脱脂体加热,烧结得到烧结体的烧结工序。
某一侧面所涉及的本发明的骨填补剂的制造方法,其中,作为钙类物质,可列举含有磷酸钙类物质或碳酸钙类物质中的任一者或两者的钙类物质,作为上述磷酸钙类物质,可列举羟磷灰石、碳酸化磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、β-TCP、α-TCP、偏磷酸钙、磷酸四钙、磷酸氢钙、磷酸八钙、二磷酸四氢钙、焦磷酸钙、它们的盐、和它们的溶剂化物中的任1种或2种以上。通过使用这些物质,有效地与骨细胞进行置换,因此能提供有助于骨再生的骨填补剂。
用本发明的制造方法得到的骨填补剂一般比较微小,必须具备作为骨填补剂的合适的物性。因此,本发明的骨填补剂的制造方法的优选侧面为,通过特殊规定原料中添加的粘合剂的种类和量,得到理想的骨填补剂。具体而言,可列举上述任一骨填补剂的制造方法,其中,上述粘合剂含有(甲基)丙烯酸类树脂、蜡润滑剂和润滑剂。可列举技术方案1所述的骨填补剂的制造方法,其中,粘合剂含有蜡润滑剂,上述蜡润滑剂含有熔点为40℃~100℃的蜡。由于采用熔点低的蜡作为蜡润滑剂,因此容易与金属模分离,能有效地制造骨填补剂。本发明的优选方式为上述任一骨填补剂的制造方法,其中,上述粘合剂含有(甲基)丙烯酸类树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、石蜡、硬脂酸和邻苯二甲酸二丁酯,在上述混合工序中,向混合机中投入上述(甲基)丙烯酸类树脂和上述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,边混合边向混合机中投入上述原材料、上述石蜡和上述硬脂酸,边混合边向混合机中投入上述邻苯二甲酸二丁酯。虽然制造骨填补剂并不容易,但用上述特定的树脂能制造最佳的骨填补剂。
某一侧面涉及的本发明的骨填补剂的制造方法为上述任一骨填补剂的制造方法,其中,除了含有钙类物质的原材料和粘合剂外,还含有玻璃成分。能控制骨填补剂的强度即可扩大骨填补剂的应用。由于含有玻璃成分,因而能获得强度高的骨填补剂。
某一侧面涉及的本发明的骨填补剂的制造方法为上述任一骨填补剂的制造方法,其中,除了含有钙类物质的原材料和粘合剂外,还含有盐分或糖分。由于本发明的骨填补剂预计在生物体内或体外培养骨细胞等,因此希望细胞尽可能容易附着。若用含有盐分或糖分的原料来制造骨填补剂,则之后通过在水等中浸渍来除去盐分或糖分,能得到多孔性的骨填补剂。这样,盐分或糖分去除的部分形成孔,即可得到适于细胞培养的物理结构。
某一侧面涉及的本发明的骨填补剂的制造方法为上述任一骨填补剂的制造方法,其中,上述骨填补剂的形状为具有多个(例如4个以上)突起部,上述金属模具有设有用于注入材料(例如混合物等)的注入口的固定金属模和在注入材料时与上述固定金属模接触而成形后与上述固定金属模分离的可动金属模,上述固定金属模为了从上述多个突起部中的某一突起部的顶端部注入注射成形用材料,使上述注入口位于所上述顶端部,上述固定金属模与上述可动金属模的接合面具有从端面向中心方向逐渐向注入口方向倾斜的倾斜面,上述可动金属模具有用于设置规定楔形部的凹部。制造骨填补剂常常会遇到困难。本领域技术人员,若采用注射成形法,则会想到先分别形成各突起部然后将它们组合的制造方法。但是,本发明的骨填补剂很微小,很难先分别制造各突起部然后将它们组合。为此,在注射成形时的金属模上下功夫,通过1次注射成形即可得到具有多个突起部的注射体。设计例如上述固定金属模与上述可动金属模的接合面具有从端面向中心方向逐渐向注入口方向倾斜的倾斜面这样的具有三维接合面的金属模,使成形体易从固定金属模脱离。例如,若采用接合面为平面的分型金属模,则成形体残留于固定金属模的可能性高,此时很难从金属模取下成形体。而且,很难完全除去堵塞于金属模的成形体。但在上述金属模中,通过使接合面倾斜,降低了成形体在固定金属模残留的可能性。
本发明中使用的优选方式为上述任一骨填补剂的制造方法,楔形部的高度为1μm~1×102μm。若成形体残留于固定金属模,则无法制造骨填补剂。该楔形部发挥可动金属模的楔形部的作用,因此在取下金属模时能防止成形体残留于固定金属模。
本发明中使用的优选方式为上述任一骨填补剂的制造方法,其中,上述可动金属模的深度为1μm~2×10μm且具有1个或多个槽。若成形体残留于固定金属模,则无法制造骨填补剂。该槽部分能增加可动金属模部分的表面积,因此在取下金属模时能防止成形体残留于固定金属模。
本发明中使用的优选方式为上述任一骨填补剂的制造方法,其中,上述骨填补剂的形状为具有4个突起部(优选为4个突起向正四面体的各顶点的方向延伸的四脚状骨填补剂),上述可动金属模具有设置在突起部内侧的突出销。从金属模取出成形体是注射成形中非常重要的一步。在该方式中,由于将突出销设在位于突起部的内侧的位置(以便定向从一个突起部的顶端的相反方向穿过金属模中心向该突起部的顶端方向移动),因而能有效地取出成形体。
本发明中使用的优选方式为上述任一骨填补剂的制造方法,其中,上述骨填补剂的形状为具有多个突起部,上述金属模具有固定金属模和在注入材料时与上述固定金属模接触而成形后与上述固定金属模分离的可动金属模,注入注射成形用材料的注入口位于上述固定金属模与上述可动金属模的接合面上,上述固定金属模与上述可动金属模的接合面具有从端面向中心方向逐渐向上述骨填补剂的中心方向倾斜的倾斜面,上述可动金属模具有用于设置规定楔形部的凹槽。通过在注射成形时的金属模上下功夫,以1次注射成形即可得到具有多个突起部的射出体。
某一侧面涉及的本发明的骨填补剂的制造方法为上述骨填补剂的制造方法,其中,上述脱粘合剂工序含有在到达110℃~300℃的第一温度保持时间之前以1℃/小时~3×102℃/小时(优选10℃/小时~2×102℃/小时)的速度升温的加热工序。例如,根据粘合剂中含有的树脂的热分解温度,具有多个阶段的升温时间和温度保持时间。如此在多阶段提高温度进行脱粘合剂,因而能从热分解温度低的树脂开始有效地发生热分解,能有效地进行脱粘合剂。特别是使热分解温度低的树脂有效地发生热分解,能提高烧结性。在本发明中,由于如上所述那样提高温度,因此能有效地使热分解温度低的树脂发生热分解。
某一侧面涉及的本发明的骨填补剂的制造方法是上述任一骨填补剂的制造方法,其包含对在上述烧结工序中得到的烧结体含浸或涂布药剂的工序。另外,本发明的优选方式为上述任一骨填补剂的制造方法,其中,作为上述药剂,采用骨生成·软骨形成促进剂(包含软骨形成促进因子)、关节疾病治疗剂、骨·软骨疾病预防和/或治疗剂、骨再生剂、骨吸收抑制物质、血管新生促进剂、抗菌剂、抗生素或抗癌剂中的1种或2种以上。现有的骨填补剂仅简单地给予到骨组织的缺损部位来使骨再生。但本发明的骨填补剂通过在该骨填补剂上涂布药剂,不仅能促进骨的再生,还能预防感染等。即,本发明还提供具有表面被粘合性赋予剂含浸、涂布或粉末混合的多个突起部,和钙类物质的骨填补剂。
某一侧面涉及的本发明的骨填补剂的制造方法是上述任一骨填补剂的制造方法,其包含对在上述烧结工序中得到的烧结体含浸或涂布粘合性赋予剂的工序。作为上述粘合性赋予剂,可列举凝血酶。另外,本发明的某一实施方式为技术方案1所述任一骨填补剂的制造方法,其中,按照上述骨填补剂的制造方法制造大量骨填补剂(或烧结体),制备2种含有粘合性赋予剂的组合物;在某一骨填补剂组含浸或涂布第1组合物,制成第1骨填补剂组;在另一骨填补剂组含浸或涂布第2组合物,制成第2骨填补剂组,将含有上述第1骨填补剂组和上述第2骨填补剂组的骨填补剂组作为骨填补剂,其中上述第1组合物质是含有下述通式(I)或(II)表示的化合物或含有3~8个下述通式(III)表示的重复单元的化合物中的1种或2种以上的第1化合物;和第1稀释剂(或载体),上述第2组合物是含有下述通式(I)或(II)表示的化合物或含有3~8个下述通式(III)表示的重复单元的化合物中的1种或2种以上的第2化合物,和第2稀释剂,
X1—(OCH2CH2)n—X2 (I)
式(I)中,X1和X2相同或不同,表示-R1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基。)、-COR1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基。)、-NOCOR1-R2(R1表示C1-C7亚烷基,R2表示马来酰亚胺基。)、-R1NH2(R1表示C1-C7亚烷基。)、-R1SH(R1表示C1-C7亚烷基。)或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基),n表示80~1000的整数,
式(II)中,XII-1~XII-4分别相同或不同,表示-R1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基。)、-COR1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基。)、-NOCOR1-R2(R1表示C1-C7亚烷基,R2表示马来酰亚胺基。)、-R1NH2(R1表示C1-C7亚烷基。)、-R1SH(R1表示C1-C7亚烷基。)或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基),nII-1~nII-4分别相同或不同,表示20~250的整数,
式(III)中,XIII表示-R1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基。)、-COR1COONHS、-NOCOR1-R2(R1表示C1-C7亚烷基,R2表示马来酰亚胺基。)、-R1NH2(R1表示C1-C7亚烷基。)、-R1SH(R1表示C1-C7亚烷基。)或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基),nIII表示10~150的整数。
上述骨填补剂的制造方法的更优选方式为,上述第1化合物含有1种或2种以上通式(I)或(II)中X1、X2或XII-1~XII-4分别相同或不同、为-NOCOR1-R2或-R1NH2的化合物,上述第2化合物含有1种或2种以上通式(I)或(II)中X1、X2或XII-1~XII-4分别相同或不同、为-COR1COONHS、-R1SH或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基)的化合物。
骨填补剂旨在向生物体内投与。而且,希望在生物体内大量骨填补剂相互结合从而维持立体结构。若采用现有的骨填补剂,则立体结构容易破坏,因此缺乏强度。但是,通过使用上述粘合性赋予剂,能提高骨填补剂之间的粘合性以及与骨组织之间的粘合性,从而维持立体结构。另外,当粘合性赋予剂不易发生热变性时,可事先将粘合性赋予剂与原料粉末混合,得到粉末混合粘合性赋予剂的骨填补剂(此时,不仅在骨填补剂的表面存在粘合性赋予剂,在表面与骨组织置换后的新表面上也存在粘合性赋予剂,因而能维持粘合性)。而且,粘合性赋予剂也可直接以粉状散布于成形体或烧结体的表面。此外,也可将大量的骨填补剂与粉末状粘合性赋予剂混合,适当搅拌进行粉体混合,从而使粘合性赋予剂附着在骨填补剂的表面。即,本发明还提供具有钙类物质和在表面含浸、涂布或粉体混合有粘合性赋予剂的多个突起部的骨填补剂。
某一侧面所涉及的本发明的骨填补剂的制造方法为上述骨填补剂的制造方法,其中,上述骨填补剂具有4个突起部,该4个突起部是从正四面体的中心向各顶点的方向延伸形成的。若是具有这种形状的骨填补剂,则能形成理想的连通孔等,能容易地培养细胞等。
某一侧面涉及的本发明的骨填补剂的利用方法为,含有具有多个突起部且含有钙类物质的上述任一骨填补剂的三维细胞培养载体。该三维细胞培养载体的优选方式为,上述骨填补剂是在其表面含浸、涂布或粉体混合有药剂或粘合性赋予剂的骨填补剂。以往,细胞培养只用培养皿等进行二维培养。利用本发明,能有效地在体外对细胞进行三维培养。
某一侧面涉及的本发明的骨填补剂的利用方法为,含有钙类物质且具有多个突起部的骨填补剂的色谱法用分离载体。如后述的试验例所证实,本发明的骨填补剂具有理想的吸附性等,而且其吸附性可通过调节骨填补剂的空隙等来进行控制。因此,可将大量的骨填补剂作为色谱法用的分离载体来使用。
根据本发明,在制造骨填补剂时,对用磷酸钙类物质作为原料粉末的材料采用粉末注射成形法,因而能提供形状精度高、体积偏差少的骨填补剂的制造方法。
根据本发明,采用含有规定蜡的材料作为粘合剂,因而能提供易于从金属模分离的骨填补剂的制造方法。
根据本发明,如后述实施例中所证实,能提供具有规定强度的骨填补剂以及这种骨填补剂的制造方法。
此外,本发明的骨填补剂通过在其成形体的表面等涂布药剂来发挥作为具有特定药理效果的药剂的功能,因此根据本发明,能提供可获得特定药理效果的骨填补剂以及这种骨填补剂的制造方法。
关于细胞培养,迄今为止只进行二维培养,但根据本发明,如后述的实施例所证实,颠覆上述概念,能提供可通过有效地使用大量骨填补剂来对细胞进行三维培养的载体。
作为上述骨填补剂而言迄今为止未曾考虑过的利用形态,本发明能提供三维细胞培养载体、色谱法用分离载体等用途。
附图说明
图1是表示本发明的骨填补剂的制造方法中使用的金属模的例子的示意图。
图2是用于说明四脚状骨填补剂的例子的示意图。图2(A)表示侧视图,图2(B)表示俯视图,图2(C)表示立体图。
图3是用于说明去头四脚状骨填补剂的例子的示意图。图3(A)和图3(B)表示侧视图,图3(C)表示俯视图,图3(D)表示立体图。
图4是用于说明具有3个突起部的骨填补剂的例子的示意图。图4(A)表示立体图,图4(B)表示从上方所见的图。
图5是用于说明半球形骨填补剂的例子的示意图。图5(A)表示立体图,图5(B)表示仰视图。
图6是用于说明在下表面具有1个或多个挖空部的骨填补剂的例子的示意图。图6(A)表示立体图,图6(B)表示仰视图。
图7是用于说明双头状骨填补剂的例子的示意图。图7(A)表示立体图,图7(B)和图7(C)表示侧视图。
图8是用于说明在其中央部位具有突起部的骨填补剂的例子的示意图。图8(A)表示立体图,图8(B)表示侧视图。
图9是用于说明十字形骨填补剂的例子的示意图。图9(A)表示立体图,图9(B)表示俯视图,图9(C)表示侧视图,图9(D)表示仰视图。
图10是用于说明近似平面状的骨填补剂的例子的示意图。图10(A)表示立体图,图10(B)表示俯视图,图10(C)表示侧视图。
图11是用于说明在平面的一端或两端具有突起部的骨填补剂的例子的示意图。
图12是用于说明具有倾斜的上表面的骨填补剂的例子的示意图。图12(A)表示立体图,图12(B)表示侧视图。
图13是骨填补剂的CAD设计图。
图14是用照片代替图纸表示实施例1中得到的骨填补剂。
图15是用电子显微镜照片代替图纸表示实施例1中得到的骨填补剂。
图16是用电子显微镜照片代替图纸表示聚集后的实施例1中得到的骨填补剂。
图17是实施例1中得到的骨填补剂的烧结温度与弯曲强度的关系图。
图18是用微型X射线CT图像代替图纸表示实施例1中得到的骨填补剂和现有的人工骨制品聚集时的状况。图18(A)表示本发明的骨填补剂聚集的样子,图18(B)表示现有的人工骨颗粒聚集的样子。图18(C)表示本发明的骨填补剂在冷冻管内填充的样子。图18(D)表示现有的人工骨制品在冷冻管内填充的样子。
图19(A)-(F)是用照片代替图纸用于确认本发明的骨填补剂的细胞粘合性。图19(A)是无培养细胞的骨填补剂培养4天后的骨填补剂的照片,图19(B)是将成骨细胞类细胞株MC3T3进行培养4天后的骨填补剂的照片,图19(C)是无培养细胞的骨填补剂培养6天后经碱性磷酸酶(ALP)染色的骨填补剂的照片,图19(D)是将成骨细胞类细胞株MC3T3进行培养6天后经碱性磷酸酶染色的骨填补剂的照片,图19(E)是无培养细胞的骨填补剂培养10天后经碱性磷酸酶染色的骨填补剂的照片,图19(F)是将成骨细胞类细胞株MC3T3进行培养10天后经碱性磷酸酶染色的骨填补剂的照片。
符号说明
1 金属模合模后形状
2 与注入口对应的部分
3 接合面
4 楔形部
11 骨填补剂
12 突起部
13 顶端部
21 孔部
22 挖空部
23 骨填补剂的厚度
31 主体部
32 头部
33 头部
42 脚部
43 台部
具体实施方式
[骨填补剂的制造方法]
下面说明本发明的骨填补剂的制造方法。本发明的骨填补剂的制造方法基本而言是具有突起部的骨填补剂的制造方法,其包含如下工序:将含有钙类物质的原材料及含有粘合剂的材料混合的混合工序;用上述混合工序中得到的混合物,通过采用具有金属模的注射成形机的注射成形,来得到具有规定形状的成形体的成形工序;将包含在上述成形工序中得到的成形体中的粘合剂除去,得到脱脂体的脱粘合剂(脱脂)工序;以及,将上述脱粘合剂工序后的脱脂体加热,烧结得到烧结体的烧结工序。另外,还可以适当含有用于对成形体进行后处理的后处理工序等公知的工序。
用本发明的骨填补剂的制造方法获得的各骨填补剂大小均一,因此即使使骨填补剂含有药剂,也能给予适当量的药剂。此外,该骨填补剂密度均匀且能控制大小,因此能维持各骨填补剂的强度,同时在给予大量骨填补剂时能得到合适的空隙率。下面对骨填补剂制造方法的各工序进行说明。
[混合工序]
混合工序是用于将含有钙类物质的原材料与含有粘合剂的材料混合的工序。作为原料,优选使用粉末原料。在混合工序中,将原料粉末与粘合剂等辅材料混合,制成适于注射成形的形态。
[原料粉末的种类]
作为原料粉末,可列举钙类物质。上述钙类物质有磷酸钙类物质、碳酸钙类物质、乳酸钙以及葡萄糖酸钙,其中,优选磷酸钙类物质或碳酸钙类物质。作为原料粉末的磷酸钙类物质,更具体而言可列举羟磷灰石、碳酸化磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、β-TCP、α-TCP、偏磷酸钙、磷酸四钙、磷酸氢钙、二磷酸四氢钙、焦磷酸钙、它们的盐、它们的溶剂化物和它们的二水合物等中的1种或2种以上,其中优选β-TCP或羟磷灰石。另外,作为碳酸钙类物质,可列举碳酸钙或碳酸氢钙,其中优选碳酸钙。但是,原料粉末并不限于这些,可适当采用作为骨填补剂的原料使用的公知物质。
[原料粉末的大小]
原料粉末若过小,则需要大量的粘合剂以形成金属模,所得骨填补剂的物性下降。另一方面,若原料粉末过大,则有时原料粉末会进入成形机的螺杆与缸套间的间隙而卡住或有时不能顺利进行烧结。在本发明中,基本而言进行粉末注射成形,但并不一定总是使用金属粉末。因此,实验的结果显示,原料粉末的粒径大小例如可在0.01μm~100μm(0.01μm以上,100μm以下。下同。),优选0.1μm~20μm。在通常的粉末冶金中,例如采用100μm左右大小的粉末。例如,在日本专利特开2004-97259号公报(上述专利文献1)中采用粒径150μm以下的羟磷灰石粉(该公报的段落[0025])。但是,在本发明中原料粉末与粘合剂混合,为了提高混合得到的混合物的流动性、并提高烧结体的密度,优选使用具有较小粒径的原料粉末。另一方面,由本发明制造的骨填补剂虽要具有某种程度的强度,但可预测埋入体内时会被破骨细胞等侵蚀。从这种观点出发,可使粉末的大小为0.1μm~50μm,优选0.5μm~10μm。
[辅材料]
在混合工序中,将粘合剂等原材料以外的材料(1种或多种化合物)与原材料混合。作为上述粘合剂,可列举含有(甲基)丙烯酸类树脂、蜡润滑剂、(优选(甲基)丙烯酸类树脂以外的热塑性树脂)、以及含润滑剂的材料。作为甲基丙烯酸类树脂或丙烯酸类树脂,可列举异丁烯烯酸树脂或丙烯酸树脂,具体可列举甲基丙烯酸正丁酯或甲基丙烯酸甲酯的聚合物、或甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物。甲基丙烯酸类树脂或丙烯酸类树脂的分子量不受特殊限制,可在不影响所得骨填补剂的物性的前提下作适当调整,例如,重均分子量为1×103~1×105。粘合剂中的甲基丙烯酸类树脂或丙烯酸类树脂的含量没有特殊限制,可在不影响所得骨填补剂的物性的前提下作适当调整,例如1重量%~50重量%。
作为蜡润滑剂,可列举熔点为40℃~100℃的蜡,优选40℃~70℃。作为具有上述熔点的蜡,例如可适当采用公知的石蜡。通过使用具有上述熔点的蜡,在注射成形时可使成形体易于从金属模脱离。而且,若采用熔点为60℃~65℃的蜡润滑剂,则无需使金属模充分冷却即可取出成形体,因而更理想。
作为蜡润滑剂的例子,可列举液体石蜡、三十碳六烯、异三十烷等烃油;油酸、妥尔油以及异硬脂酸等高级脂肪酸;月桂醇、油醇、异硬脂醇以及辛基十二烷醇等高级醇;甲基聚硅氧烷、苯甲基聚硅氧烷、甲基氢聚硅氧烷以及十甲基聚硅氧烷等硅油;肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、月桂酸己酯、油酸油酯、油酸癸酯、肉豆蔻酸辛基十二烷基酯、二甲基辛酸十六烷基酯(hexyl decyl dimethyloctanoate)、邻苯二甲酸二乙酯以及邻苯二甲酸二丁酯等酯;鳄梨油、山茶油、龟油、澳大利亚坚果油、玉米油、芝麻油、桃仁油、小麦胚芽油、山茶花油、蓖麻油、亚麻籽油、红花油、棉籽油、紫苏子油、大豆油、花生油、茶籽油、椰子油、米糠油、荷荷葩油、杏仁油、橄榄油、胡萝卜油、葡萄籽油、菜籽油、山茶油、荷荷葩油、卵黄油、羊毛脂油以及貂油等动植物油类;甘油、二甘油、三甘油、三辛酸甘油以及三异棕榈酸甘油等甘油中的1种或2种以上。另外,蜡润滑剂的熔点可通过适当调节上述原料的分子量或组成比来调节。
蜡润滑剂的分子量不受特殊限制,可在不影响所得骨填补剂的物性的前提下作适当调整,例如重均分子量为1×102~1×106。粘合剂中的蜡润滑剂的含量没有特殊限制,可在不影响所得骨填补剂的物性的前提下作适当调节,例如1重量%~50重量%。
作为热塑性树脂,可使用聚缩醛树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚烯烃树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和聚乙烯醇缩丁醛中的任1种或2种以上。但是,在本发明中,作为热塑性树脂,优选具有(甲基)丙烯酸酯树脂和(甲基)丙烯酸类树脂以外的树脂。其中,优选乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
热塑性树脂的分子量不受特殊限制,可在不影响所得骨填补剂的物性的前提下作适当调整,例如重均分子量为1×103~1×105。粘合剂中的热塑性树脂的含量没有特殊限制,可在不影响所得骨填补剂的物性的前提下适当调整,例如1重量%~50重量%。
作为润滑剂(蜡润滑剂以外的润滑剂),可列举硬脂酸、硬脂酸的盐、硬脂酸或其盐的水合物、C1-C5烷基硬脂酸(C1-C5烷基表示碳原子数为1~5的烷基。下同)中的1种或2种以上;或它们中的任一种和聚乙二醇或聚甘油。粘合剂中的润滑剂含量没有特殊限制,可在不影响所得骨填补剂的物性的前提下作适当调整,例如0.5重量%~15重量%。由于采用上述润滑剂,因而易于从金属模取出成形体。另外,润滑剂也可作为分散剂起作用。
作为其他构成粘合剂的化合物,可列举邻苯二甲酸酯类。关于邻苯二甲酸酯类,据报道其对人体有危险性,但在本发明的优选方式中使粘合剂完全热分解,因此在粘合剂中也可含有这种生物体亲和性不佳的化合物。作为上述邻苯二甲酸酯类,可列举邻苯二甲酸二丁酯等C1-C5烷基邻苯二甲酸酯。如后述实施例所证实,使用上述邻苯二甲酸酯类可得到具有更好物性的骨填补剂。
邻苯二甲酸酯类的分子量没有特殊限制,可在不影响所得骨填补剂的物性的前提下作适当调整,例如重均分子量1×104~1×107。邻苯二甲酸酯类以挥发性不佳为宜。粘合剂中的邻苯二甲酸酯类的含量没有特殊限制,可在不影响所得骨填补剂的物性的前提下作适当调整,例如0重量%~20重量%,优选0.5重量%~15重量%。
[粘合剂的添加量]
粘合剂在后续的脱粘合剂工序等中通过热分解等被除去。即,粘合剂存在过的部分基本上成为空隙。因此,通过控制原料中添加的粘合剂的量,即可调节所得骨填补剂的空隙率和强度。但在一般情况下,所需粘合剂的量为填埋原材料的粒子间的足够量。这是因为若粘合剂的添加量少,则无法得到合适的流动性,依次导致缺料或缩凹变形等注射成形缺陷、所得成形体的形状或密度不均。因此,作为粘合剂的添加量,以原材料的重量为100重量份时,粘合剂的添加量为10重量份~100重量份,也可以是20重量份~50重量份。原材料和粘合剂中的粘合剂的配比为25容积%~70容积%,优选30容积%~55容积%,更优选35容积%~45容积%。
[玻璃成分的添加]
本发明的骨填补剂的制造方法的优选方式为在含有钙类物质的原材料和含有粘合剂的材料中含有玻璃成分的骨填补剂的制造方法。作为玻璃成分,可适当采用以二氧化硅为主要成分的石英玻璃;含有5重量%~20重量%B2O3的硼硅玻璃;含有5重量%~40重量%铅的铅玻璃;含有5重量%~30重量%钾的钾玻璃;含有氟化钠、氟化铝和氟化锶的氟铝硅酸盐玻璃;或在这些玻璃中适当混入硼酸、氧化镧、氧化钆、氧化铌、氧化锆或钡中的1种或2种以上的玻璃。通过加入玻璃成分,可降低烧结体的烧结性,在烧结体的表面或内部形成微小的裂缝或孔,从而能得到适合培养细胞的骨填补剂。另一方面,认为玻璃成分使骨填补剂的强度提高,因此即使产生裂缝或孔,也能得到具有良好强度的骨填补剂。作为玻璃成分,可采用钛、钛合金、钴-铬合金、不锈钢、铝、锆,也可将它们适量混合。可适当使用磷灰石(Ca10(PO4)6O)等磷酸钙类结晶或CaO-SiO2-MgO-P2O5类结晶化玻璃等磷酸钙类结晶化玻璃。
关于玻璃成分的添加量,可根据所需的骨填补剂的物性来适当调整,例如,以原材料的重量为100重量份时,玻璃成分的添加量可为1重量份~20重量份,也可以是2重量份~10重量份。混合材料中的玻璃成分的配比为1容积%~20容积%,优选2容积%~10容积%,更优选3容积%~10容积%。
[盐分或糖分的添加]
本发明的骨填补剂的制造方法的优选实施方式包含“含有钙类物质的原材料和含有粘合剂的材料”,和盐分或糖分(优选盐分)。通过加入盐分或糖分,可降低烧结体的烧结性,使烧结体的表面或内部形成微小的裂缝或孔,从而能得到适合用于培养细胞的骨填补剂。另外,在得到骨填补剂后,将之浸渍于水等中,以除去盐分或糖分,得到多孔质的骨填补剂,从而能得到适合用于培养细胞的骨填补剂。盐分和糖分可适当采用公知的盐分或糖分。作为盐分,优选在水等中溶解且在粘合剂被热分解的温度下不发生热分解的盐分,特别优选无机盐,具体可列举氯化钠、氯化钾、氯化钙或碳酸钙。作为糖分,可适当采用蔗糖、葡萄糖、果糖等公知的糖分。另外,本发明的优选方式为,与盐分或糖分分开或与盐分或糖分同时适当含有热分解性成分的方式。热分解性成分指在混合工序中不发生热分解但在成形工序或烧结工序或在高于成形工序或烧结工序的加热温度的高温下发生热分解的成分。若适当含有这样的热分解成分,则在成形中、烧结中、烧结后的任一阶段发生热分解,从而能得到具有适当空隙的骨填补剂。
关于盐分或糖分的添加量,可根据所需的骨填补剂的物性作适当调整,例如,以原材料的重量为100重量份时,盐分或糖分的添加量为1重量份~20重量份,也可以是2重量份~10重量份。混合材料中的盐分或糖分的配比可为1容积%~30容积%,优选2容积%~20容积%,更优选3容积%~10容积%。另外,若添加热分解性成分,则最好添加同样量的盐分或糖分。
[混合]
在混合工序中,将上述原料粉末和粘合剂等混合。由此得到作为注射成形用材料的混合物。若原料粉末没有混合均匀,则会产生成形体形状尺寸不佳等问题。特别是从使药物的给药量一定的观点出发,由本发明的制造方法得到的骨填补剂优选形状一定,因此希望尽可能将原料混合均匀。
混合工序中的温度可根据粘合剂的种类等作适当调整,但若温度低,则无法混合,若温度高,则粘合剂发生热分解,因此温度可为110℃~240℃,优选130℃~190℃,更优选140℃~160℃。
关于混合工序的时间,为了将原料均匀混合需较长时间,但若时间过长,则在混合中粘合剂有时会发生热分解,因此可根据粘合剂的种类等来适当调整,如30分钟~5小时,也可以是45分钟~1.5小时。
作为混合工序中的混合机,可适当使用例如加压式捏合机、单轴或双轴的挤出式捏合机。由本发明得到的骨填补剂由于是考虑用于移植的药剂,因此最好避免因混合机的叶片磨损而混入杂质。从这样的观点出发,混合机的叶片以采用高硬度的叶片为宜,优选采用形成Tin涂层等表面保护层那样的经表面处理的叶片。
混合工序例如如下操作即可。首先,将捏合机加热至事先设定好的温度后,将熔点高的粘合剂先投入混合机。粘合剂熔融至一定程度,投入原料粉末。然后,将熔点低的粘合剂和原料粉末一起投入混合机,投入1/2容积量~4/5容积量的原料后,投入DBP(邻苯二甲酸二丁酯)等低挥发成分,然后投入剩余的原材料。这样,通过先将高熔点的粘合剂(高粘性)与原料粉末混合,可获得分散粉末的凝集的效果。
具体而言,将(甲基)丙烯酸类树脂和上述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物投入混合机,边混合边向混合机中投入上述原材料、上述石蜡以及上述硬脂酸,边混合边向混合机中投入上述邻苯二甲酸二丁酯。通过如此进行混合,即可得到作为注射成形用材料的混合物。
但在本发明中,由于所得骨填补剂将来要与骨进行置换,因此可在成形品中形成微小的裂缝,以促进与骨的置换。从这样的观点出发,例如可使混合时间为15分钟~30分钟,混合温度为80℃~100℃。
[成形工序]
成形工序是通过注射成形来得到具有规定形状的成形体的工序。骨填补剂优选为具有从正四面体的中心向各顶点的方向延伸的4个突起部的形状。以下,对用于制造这种骨填补剂的金属模的例子进行说明。图1是表示在本发明的骨填补剂的制造方法中使用的金属模的例子的示意图。图中,1表示金属模合模后的形状,2表示与注入口对应的部分,3表示接合面,4表示楔形部。上述金属模具有:设有用于注入材料的注入口(浇口)的固定金属模;和在注入材料时与上述固定金属模接触而成形后与上述固定金属模分离的可动金属模的金属模。上述金属模可为如下金属模,即:金属模的注入口位于一个突起部的顶端部位,从而使注入成形材料从注入口注入,固定金属模和可动金属模的接合面(分型面)位于其余的3个突起部,其中可动金属模在上述剩余的3个突起部的内侧设有突出销(推杆)。“剩余的3个突起部的内侧”是指从图1(A)的下方朝向符号2一方的方向。
上述任一骨填补剂的制造方法,其中,上述骨填补剂为具有多个(例如4个以上)突起部的形状,上述金属模具有:设有用于注入材料的注入口的固定金属模和在注入材料时与上述固定金属模接触而成形后与上述固定金属模分离的可动金属模,在上述固定金属模中,为了从上述多个突起部中的某一突起部的顶端部注入注射成形用材料,而在上述顶端部设置上述注入口,上述固定金属模与上述可动金属模的接合面具有从端面向接合面的中心方向逐渐向固定金属模的注入口方向倾斜的倾斜面,上述可动金属模具有用于设置规定楔形部的凹部。如图1所示,设于与突起部对应的部位的接合面并非水平,而是越靠近中心越向注入口方向倾斜。
通过1次成形很难制造骨填补剂。本领域的技术人员若采用注射成形,则会考虑先形成各突起部再将它们组合的制造方法。但是,本发明的骨填补剂很微小,很难分别制造各突起部后再将它们组合。因此,通过在注射成形时的金属模上下功夫,用1次注射成形即可得到具有多个突起部的注射体。例如,设计出上述固定金属模与上述可动金属模的接合面具有从端面向中心方向逐渐向注入口方向倾斜的倾斜面这样的具有三维接合面的金属模,易于从固定金属模取出成形体。例如,当采用接合面是平面的分型金属模时,成形体残留于固定金属模的可能性高,此时很难从金属模取出成形体。而且,很难完全除去金属模上的堵塞的成形体。但是,若采用上述金属模,则由于接合面倾斜,从而降低了成形体残留于固定金属模的可能性。
本发明中使用的金属模的优选方式为楔形部(4)的高度为1μm~1×102μm(优选5μm~2×10μm或5μm~1×10μm)。关于楔形部的形状,只要起到楔形部的作用即可,没有特殊限制,可采用公知的形状。在图1中,楔形部的数量设为3(位于与各突起部的顶端对应的部位),但楔形部的数量和位置不受特殊限制,也可设在突起部的顶端部以外的部分(例如突起部的主体部)。若成形体残留于固定金属模,则无法制造骨填补剂。该楔形部部分发挥像可动金属模的楔形部的作用,因而在取下金属模时能防止成形体残留于固定金属模。
上述任一种骨填补剂的制造方法中,本发明使用的金属模的优选方式为上述可动金属模具有深1μm~2×10μm(优选5μm~1×10μm)的1个或多个凹槽(优选平行凹槽或螺旋形凹槽)。若成形体残留于固定金属模,则无法制造骨填补剂。该凹槽使可动金属模部分的表面积增加,因而在取下金属模时能防止成形体残留于固定金属模。上述凹槽例如可设在突起部的主体部分。
上述任一骨填补剂的制造方法中,本发明使用的优选方式为上述骨填补剂为具有4个突起部的形状,在上述可动金属模侧设置位于突起部内侧的突出销。与金属模分离在注射成形中非常重要。在该方式中,由于在突起部的内侧(从一个突起部的顶端的相反方向向中心或该一个突起部的顶端方向移动)设置突出销,因而能有效地取出成形体。
上述任一骨填补剂的制造方法中,本发明采用的优选方式为:上述骨填补剂为具有多个突起部的形状,上述金属模具有:固定金属模和在注入材料时与上述固定金属模接触而成形后与上述固定金属模分离的可动金属模,注入注射成形用材料的注入口位于上述固定金属模与上述可动金属模的接合面,上述固定金属模与上述可动金属模的接合面具有从端面向中心方向逐渐向上述骨填补剂的中心方向倾斜的倾斜面,上述可动金属模具有用于设置规定楔形部的凹槽部。通过在注射成形时的金属模上下功夫,用1次注射成形即可得到具有多个突起部的成形体。
在成形工序中,优选用注射成形机进行注射成形。注射成形机没有特殊限制,可适当使用公知的注射成形机。作为注射成形机,可列举立式或卧式;高压式、中压式或低压式;柱塞式或螺杆式等,但是,为了用上述磷酸钙类物质制造具有微小突起部的骨填补剂,可优选使用横型螺杆式(优选高压式)的注射成形机。但是,当螺杆·缸套磨损等产生的杂质混入成形体,若是普通的成形体,则不会有什么特殊问题,但本发明的骨填补剂旨在投向生物体内,因此有可能产生问题。为此,优选在螺杆的表面设置TiN涂层等磨损保护层。
[脱粘合剂工序]
脱粘合剂工序是将上述成形工序中得到的成形体中含有的粘合剂除去以得到脱脂体的工序。脱粘合剂工序也称为脱脂工序。若在该脱粘合剂工序中没有充分除去粘合剂,则在后续的烧结工序中有时会在成形体上产生龟裂或出现气孔。在脱脂工序中,希望在不产生变形或裂缝等缺陷的前提下完成脱粘合剂。用于除去粘合剂的方法有升华法、自然干燥法、溶剂提取法和加热脱脂法等,优选加热脱脂法。加热脱脂法包括在大气环境、减压环境、加压环境以及气体环境下进行的方法等,优选在大气环境下加热进行脱脂。在脱脂炉中投入成形体时,优选载置于陶瓷定位器(多孔质、致密质)。当成形体形状大时(厚度厚),优选氧化铝等多孔质定位器。最好要防止定位器污染、避免因加热使来自定位器材质的成分变为杂质。
关于脱脂工序,例如可根据粘合剂中含有的树脂的热分解温度而具有多阶段的升温时间和温度保持时间。特别是使热分解温度低的树脂有效地热分解能提高烧结性。本发明由于按上述方法提高温度,因而能使热分解温度低的树脂有效地热分解。在本发明的优选方式中,尽管骨填补剂投向生物体,也可以在粘合剂中含有生物体亲和性不佳的化合物。这种化合物特别是以熔点低的粘合剂为多数。因此,在加热工序中,为了使熔点低的粘合剂完全地蒸发,优选较缓慢地提高温度,具体而言,在到达110℃~300℃的第一温度保持时间之前(优选在到达230℃~250℃之前),以1℃/小时~3×102℃/小时的速度升温,优选以1×10℃/小时~2×102℃/小时的速度升温,更优选以2×10℃/小时~5×10℃/小时的速度升温,也可以以3×10℃/小时~4×10℃/小时的速度升温。温度保持工序例如为2×10分钟~5小时,优选3×10分钟~2小时。
[烧结工序]
烧结工序是用于对脱粘合剂工序后的成形体进行加热的工序。例如,在日本专利特开2004-97259号公报(上述专利文献1)中,在1250℃下烧结1小时(该公报的段落[0025])。但在本发明的优选方式中,从大气环境加热至最高温度为9×102℃~1.1×103℃。这是因为若采用α-TCP等原材料,则能有效地转变为β-TCP。高温保持时间例如为5×10-1小时~3小时。另外,烧结工序中,在加热工序(以及温度保持工序)后,通常进行冷却工序。冷却工序只要适当采用公知的冷却方法即可。包含冷却时间在内的烧结时间例如为6小时~5×10小时,优选1×10小时~3×10小时。成形温度可为1×102℃~1.5×102℃。金属模温度可为1×10℃~3×10℃。
[后处理工序]
后处理工序是对烧结后的成形体进行后处理的可选择性工序。具体而言,可列举消除推杆痕或对成形体进行清洗。
本发明的优选方式为,除原料粉末外,添加公知的药剂。这样,由于本发明制造的骨填补剂的体积大致一样,因此骨填补剂能用作合适的药剂的载体。如此添加的药剂优选即使在高温下也不有损活性的药剂。
[药剂的含浸或涂布]
本发明的另一优选实施方式为在制得的骨填补剂(或烧结工序后得到的烧结体)中适当含浸或涂布药剂。作为药剂的涂布方法,可列举:将药剂溶解于公知的药学上允许的稀释剂(溶剂)中得到医药组合物,用该医药组合物进行浸渍涂布、喷雾涂布或旋转涂布。其中,优选浸渍涂布。若浸渍涂布药剂,则药剂会渗透到骨填补剂的表面或内部。即,本发明还能提供含浸或涂布有规定药剂的骨填补剂。
本发明的骨填补剂的优选方式为具备骨生成·软骨形成促进剂(含有软骨形成促进因子)、关节疾病治疗剂、骨·软骨疾病预防和/或治疗剂、骨再生剂、骨吸收抑制剂物质、血管新生促进剂、抗菌剂、抗生素或抗癌剂作为上述药剂的上述骨填补剂。本发明的骨填补剂的优选方式为具备下述通式(IV)表示的噻吩并吲唑衍生物作为上述药剂的上述骨填补剂。式(IV)所示的噻吩并吲唑衍生物(4,5-二氢-1-甲基-1H-噻吩并[3,4-g]吲唑衍生物)例如可根据日本专利特开2002-356419号公报中记载的方法来制造。关于药剂,在本发明的骨填补剂中优选含有可获得特定药效的有效量的药剂。即,在本发明中,由于可采用公知的药剂,因此可适当调节该药剂的含量以给予能使该药剂发挥特定作用的必要的量(有效量)。
式(IV)中,RIV表示羧酰胺基(-CH(NH2)(CO2H))、-CH(NH2)(SO3H)、-CH(NH2)(SO2NHRII)、-CH(NH2)(PO(NH2)OH)以及-CH(NH2)(PO(ORII)OH)(式中RII表示碳原子数为1~5的直链烷基。),其中最优选羧酰胺基。
[骨生成·软骨形成促进剂]
骨生成·软骨形成促进剂只要是能促进骨生成或软骨形成的制剂即可,可适当利用公知的制剂。作为具体的软骨形成促进剂,可列举国际公开公报2002年087620号中公开的2-[1-(2,2-二乙氧基-乙基)-3-(3-对甲苯基-脲基)-2,3-二氢-1H-吲哚-3-基]-N-对甲苯基-乙酰胺。作为软骨形成促进剂,可列举骨生成促进因子。骨生成促进因子一般被称为BMP(Bone morphogenetic protein:骨形成蛋白),该BMP从细胞外作用于未分化的间充质细胞,将其遗传性状分化为软骨细胞和造骨细胞,是诱导软骨、诱导骨的物质。作为骨生成促进因子,可列举BMP1~13。在本发明中用BMP作为药剂时的BMP,可以是由基因重组或从Dunn骨肉瘤分离、纯化而得到的BMP(Takaoka,K.,BiomedicalResearch,2(5)466-471(1981))中的任一种,可用公知的制造方法来获得。
[关节疾病治疗剂]
作为关节疾病治疗剂,可列举p38MAP激酶抑制剂(WO00/64894等中记载的噻唑类化合物等);基质金属蛋白酶抑制剂(MMPI);泼尼松龙、氢化可的松、甲基泼尼松龙、地塞倍他米松、倍他米松等抗炎症甾体制剂;以及吲哚美辛、双氯芬酸、氯索洛芬、布洛芬、吡罗昔康、舒林酸等非甾体类消炎镇痛剂。
[骨·软骨疾病预防·治疗剂]
作为骨·软骨疾病预防·治疗剂,包括下述物质中的任1种或2种以上的混合物:可列举前列腺素A1衍生物、维生素D衍生物、维生素K2衍生物、二十碳五烯酸衍生物、苄基膦酸、二膦酸衍生物、性激素衍生物、酚磺酞衍生物、苯并噻喃或苯并虑平(benzothiepine)衍生物、噻吩并吲唑衍生物、四烯甲萘醌(Menatetrenone)衍生物、赛菊芋黄素衍生物等非肽类骨形成促进作用物质;和难溶性肽类骨形成促进物质中的任1种或2种以上的混合物。它们均可用公知的方法来获得。骨·软骨疾病预防剂是预防患上骨·软骨疾病的制剂或防止骨·软骨疾病发展的制剂中的任一者或两者。
[骨再生剂]
作为骨再生剂,可列举钙调蛋白、放线菌素D、环孢菌素A、硫酸葡糖胺、盐酸葡糖胺、骨髓提取物、磷酸钙、乳酸/羟乙酸/ε-己内酯共聚物、富含血小板血浆或人骨髓间充质细胞中的任1种或2种以上的混合物。它们均可由公知的方法来获得。
[骨吸收抑制物质]
作为骨吸收抑制物质,可列举雌激素、降钙素以及二磷酸盐中的任1种或2种以上的混合物。它们均可由公知的方法来获得。
[血管新生促进剂]
作为血管新生促进剂,可列举靛蓝胭脂红、4-[N-甲基-N-(2-苯基乙基)氨基]-1-(3,5-二甲基-4-丙酰基氨基苯甲酰)哌啶、4(5H-7,8,9,10-四氢-5,7,7,10,10-五甲基苯并[e]萘并[2,3-b][1,4]二氮杂卓-13-基)苯甲酸、激活蛋白C、乌洛腾生II样肽化合物、成纤维细胞生长因子(FGF)(包含碱性FGF和酸性FGF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)(优选血小板衍生因子)、肝细胞生长因子(HGF)、促血管生成素(包含促血管生成素-1和促血管生成素-2)、血小板源性生长因子(PDGF)、胰岛素样生长因子(IGF)或平滑肌胚胎型肌球蛋白重链(SMemb)的1种或2种以上的混合物。其中,优选成纤维细胞生长因子(Hockel,M.等.,Arch.Surg.,No.128,p.423,1993)。作为成纤维细胞生长因子,优选碱性成纤维细胞生长因子(bFGF),更具体而言,可列举曲弗明(基因重组)。即,本发明的骨填补剂的优选方式之一为具备曲弗明、其盐、其溶剂化物、或其前药作为上述药剂的上述骨填补剂。“其盐”指曲弗明的盐,具体的盐与之前说明的盐相同。“其溶剂化物”指曲弗明的溶剂化物,具体的溶剂化物与之前说明的溶剂化物相同。“其前药”指曲弗明的前药,给药后在生物体内等转变为曲弗明、其电离物(离子)或其盐等的制剂。具体而言,可列举具有氨基等保护基且在生物体内去保护基后具有与曲氟明同样功能的物质。
[抗菌剂或抗生素]
作为抗菌剂或抗生素,可适当采用公知的抗菌剂和抗生素。作为具体的抗菌剂或抗生素,可列举磺胺醋酰(sulfacetamide)、磺胺甲二唑(sulfamethizol)、磺胺二甲基嘧啶(sulfadimidine)、磺胺甲基嘧啶(sulfamerazine)、磺胺嘧啶(sulfadiazine)等磺胺制剂;氯霉素(chloramphenicol:CP)、甲砜霉素(thiamphenicol)等氯霉素类抗菌剂;氧氟沙星(ofloxacin:OFLX)、环丙沙星(ciprofloxacin:CPFX)、恩氟沙星(enrofloxacin)、洛美沙星(lomefloxaxin:LFLX)、芦氟沙星(rufloxacin)、左氧氟沙星(levofloxacin:LVFX)、氟罗沙星(fleroxacin:FLRX)、那氟沙星(nadifloxacin:NDFX)、诺氟沙星(norfloxacin:NFLX)、司帕沙星(sparfloxacin:SPFX)等喹啉酮类抗菌剂;夫西地酸(fusidic acid:FA);夫沙芬净(fusafungine);福赐美仙(fosfomycin:FOM);莫匹罗星(mupirocin:MUP);溴莫普林(brodimoprim);地红霉素(dirithromycin);苄基青霉素(benzylpenicillin:PCG)、青霉素G·普鲁卡因(penicillinG procaine)、苄基青霉素·苯星青霉素(苄基青霉素苯星青霉素盐,benzathine penicillin)、苯氧甲基青霉素(phenoxymethylpenicillin;青霉素V)、甲氧西林(methicillin)、氨苄青霉素(ampicillin:ABPC)、氯唑西林(cloxacillin:MCIPC)、羧苄青霉素(carbenicillin)、匹氨西林(pivampicillin:PVPC)、阿莫西林(AMPC)、酞氨苄青霉素(talampicilliln:TAPC)、巴氨西林(bacampicillin:BAPC)、替卡西林(ticarcillin:TIPC)、阿洛西林(azlocillin)、美洛西林(mezlocillin)、匹美西林(pivmecillinam:PMPC)、哌拉西林(piperacillin:PIPC)、阿莫西林-克拉维酸(amoxicillin:AMPC/clavulanic-acid:CVA;co-amoxiclav)、阿帕西林(apalcillin)、替莫西林(temocillin)、替卡西林-克拉维酸(ticarcillin/clavulanic acid:CVA)、氨苄青霉素-舒巴坦(ampicillin:ABPC/sulbactam:SBT)、舒他西林(sultamicillin:SBTPC)、哌拉西林-他佐巴坦(piperacillin:PIPC/tazobactam:TAZ)等青霉素类抗生素;链霉素(streptomycin:SM)等链霉素类抗生素;氯四环素(chlortetracycline)、金霉素(aureomycin)、氯霉素(chloramphenicol:CP)、土霉素(oxytetracycline:OTC)、去甲基氯四环素(demethylchlortetracycline、demeclocycline、ledermycin®)、赖甲环素(lymecycline)、多西环素(doxycycline:DOXY)、米诺环素(minocycline:MINO)等四环素类抗生素;新霉素(neomycin)、大观霉素(spectinomycin:SPCM)、庆大霉素(gentamycin:GM)、妥布霉素(tobramycin:TOB)、阿米卡星(amikacin:AMK)、小诺霉素(micronomicin:MCR)、异帕米星(isepamicin:ISP)、阿贝卡星(arbekacin:ABK)等氨基糖苷类抗生素;红霉素(erythromycin:EM)、乙酰螺旋霉素(spiramycin:SPM)、罗红霉素(roxithromycin)、阿奇红霉素(azithromycin:AZM)、麦迪霉素(midecamycin:MDM)、克拉红霉素(clarithromycin:CAM)等大环内酯类抗生素;万古霉素(vancomycin:VCM)、替考拉宁(teicoplanin:TEIC)等糖肽类抗生素;粘菌素(colistin:CL)等多肽类抗生素;维吉尼霉素(virginiamycin)、普那霉素(pristinamycin)等链阳菌素类抗生素;克林霉素(clindamycin:CLDM)等林可霉素类抗生素;头孢氨苄(cephalexin:CEX)、头孢唑啉(cefazolin:CEZ)、头孢拉定(cefradine:CED)、头孢羟氨苄(cefadroxil:CDX)、头孢孟多(cefamandole:CMD)、头孢呋辛(cefuroxime:CXM)、头孢克洛(cefclor:CCL)、头孢噻肟(cefotaxime:CTX)、头孢磺啶(cefsulodin:CFS)、头孢哌酮(cefperazone)、头孢替安(cefotiam:CTM)、头孢曲松(ceftriaxone:CTRX)、头孢甲肟(cefmenoxime:CMX)、头孢他啶(ceftazidime:CAZ)、ceftiroxime、头孢尼西(cefonicid)、头孢匹胺(cefpiramide:CPM)、头孢哌酮-舒巴坦(cefoperazone:CPZ/sulbactam:SBT)、头孢泊肟(cefpodoxime:CPDX)、头孢地嗪(cefozidime)、头孢地尼(cefdinir:CFDN)、头孢他美(cefetamet:CEMT)、头孢匹罗(cefpirome:CPR)、头孢丙烯(cefprozil)、头孢丁烯(ceftibufen)、头孢吡肟(cefepime:CFPM)等头孢菌素类抗生素;头孢西丁(cefoxitin:CFX)、头孢美唑(cefmetazole:CMZ)、头孢替坦(cefotetan:CTT)等头霉素类抗生素;拉氧头孢(latamoxef:LMOX)、氟氧头孢(flomoxef:FMOX)等氧头孢烯类抗生素;亚胺培南-西司他丁(imipenem:IPM/cilastatin:CS;泰能®)等碳青霉烯类抗生素;氨曲南(aztreonam:AZT)等单环内酰胺类抗生素;氯拉卡比(loracarbef;LCBF)等碳头孢烯类抗生素;帕尼培南-倍他米隆(panipenem:PAPM/betamipron:BP)等碳青霉烯类抗生素;泰利霉素(telithromycin:TEL)等酮内酯类抗生素中的1种或2种以上适当混合的混合物。
[抗癌剂]
抗癌剂是用于治疗或预防癌症的药物。可适当采用公知的抗癌剂。具体而言,可列举OK-432(商品名Picibanil)等抗癌溶链菌制剂;云芝多糖、香菇多糖、裂殖菌多糖、西索菲兰等抗癌多糖;丝裂霉素C(商品名Mitomycin等)、放线菌素D(商品名Cosmegen)、盐酸博来霉素(商品名BLEO)、硫酸博来霉素(商品名BLEOS)、盐酸柔红霉素(商品名Daunomycin)、盐酸阿霉素(商品名Adriacin)、新制癌菌素(商品名Neocarzinostatin)、盐酸阿柔比星(商品名Aclacinon)或盐酸表柔比星(商品名Pharmorubicin)等抗癌抗生素;长春碱等有丝分裂抑制剂;顺铂、卡铂以及环磷酰胺等烷化剂;例如5-氟尿嘧啶、阿糖胞苷和羟基尿(hydroxyurea)、N-{5-[N-(3,4-二氢-2-甲基-4-氧代喹唑啉-6-基甲基)-N-甲氨基]-2-噻吩甲酰基}-L-谷氨酸等抗代谢剂;阿霉素、博来霉素等抗癌抗生素;例如天门冬酰胺酶等酶;依托泊苷等拓扑异构酶抑制剂;干扰素等生物反应修饰剂;“NOLVADEX”(三苯氧胺)等抗雌激素剂;“CASODEX”等抗雄激素物质;氟尿嘧啶、替加氟、替加氟·尿嘧啶以及甲氨喋呤等代谢拮抗剂;长春新碱(vincistine)等植物碱;丝裂霉素C、放线菌素D、盐酸博来霉素、硫酸博来霉素、盐酸柔红霉素、盐酸阿霉素、新制癌菌素、盐酸阿柔比星、阿克拉霉素和盐酸表柔比星等抗癌抗生素;环三磷嗪-铂络合物复合体(cyclotriphosphazene-platinum complex)、顺铂-铂络合物复合体等铂络合物。
另外,由于期待本发明的骨填补剂在生物体内促进与骨组织的置换,因此可在骨填补剂中含浸或在表面涂布含有特定多肽或基因的药剂。作为这样的多肽或基因,可列举碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、血小板衍生的生长因子(PDGF)、胰岛素、胰岛素样生长因子(IGF)、肝细胞生长因子(HGF)、胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)、神经营养因子(NF)、激素、细胞因子、骨形成因子(BMP)、转化生长因子(TGF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)等。其中,优选促进血管新生和/或骨形成的生长因子。作为这样的生长因子,可列举例如骨形成因子(BMP)、骨生长因子(BGF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)和转化生长因子(TGF)。具体而言,可列举在日本特许第3713290号中公开的的calponin基因(一种钙结合蛋白)等。关于基因,可在骨填补剂中含有对于基因治疗有效的量。基因可直接(裸基因)或以胶束状或以转化到病毒载体等公知载体中的重组载体的形式含有。另外,药剂可以是公知的基因的抗体。
基因可用通常的方法基于公知的碱基序列进行调节。例如,从造骨细胞提取RNA,基于公知的碱基序列制备引物,用PCR法克隆,从而调节靶基因的cDNA。另外,也可使用购入的市售品。
本发明的骨填补剂的优选方式为含有稳定剂的上述骨填补剂。作为稳定剂,可适当使用聚合物等中使用的公知的稳定剂,特别是药学上允许的稳定剂。另外,本发明的骨填补剂主要在生物体内长期维持强度。在生物体内由于存在蛋白酶等酶,骨填补剂会在早期被分解。为此,在本发明的优选方式中,可列举含有蛋白酶抑制剂等抑制剂作为稳定剂。该抑制剂可适当使用公知的酶抑制剂。作为具体的蛋白酶抑制剂,可列举4-(2-氨乙基)苯磺酰氟、抑肽酶(Aprotinin)、贝他茵(Bestain)、钙蛋白酶抑制剂I、钙蛋白酶抑制剂II、糜蛋白酶抑制剂(Chymostain)、3,4-二氯异香豆素(3,4-Dichloroisocoumarin)、E-64、EDTA、EGTA、乳胞素(Lactacystin)、亮肽素(Leupeptin)、MG-115、MG-132、胃蛋白酶抑制剂(PepstainA)、苯基甲基磺酰氟、蛋白酶体抑制剂I、对甲苯磺酰-L-赖氨酸氯甲基酮、对甲苯磺酰-L-苯丙氨酸氯甲基酮或酪氨酸抑制剂中的1种或2种以上。这些蛋白酶抑制剂均有市售,且这些蛋白酶抑制剂的抑制浓度也为公知。由本发明的骨填补剂形成的化合物的优选方式为在生物体内长期维持强度,对药剂具有缓释性。因此,关于本发明的骨填补剂,优选含有上述蛋白酶抑制剂的1次给药量的2倍~100倍的量,更优选含有2倍~50倍的量。蛋白酶抑制剂的具体量根据所用蛋白酶抑制剂的种类等而各异,优选含有作为蛋白酶抑制剂有效起作用的量(有效量),通常在每1g骨填补剂中含有0.1μg~0.5mg,也可以含有1μg~0.1mg,或含有10μg~0.1mg。具体的给药量与给予骨填补剂的部位的溶剂大致成比例增加。
[粘合性赋予剂]
本发明的另一优选实施方式为在制得的骨填补剂(或烧结工序后得到的烧结体)中适当含浸或涂布粘合性赋予剂。当粘合性赋予剂为耐热性的物质时,可以在原料粉末中事先混合粘合性赋予剂,得到粉体混合粘合性赋予剂的骨填补剂(此时,除了在骨填补剂的表面存在粘合性赋予剂,在表面与骨组织置换后的新表面上也存在粘合性赋予剂,因而能维持粘合性)。另外,粘合性赋予剂也可以直接以粉状撒布于成形体或烧结体的表面。此外,通过将大量骨填补剂与粉末粘合性赋予剂混合并适当搅拌,进行粉体混合,也可在固填补剂的表面附着粘合性赋予剂。粘合性赋予剂也可与上述药剂一起含浸或涂布,亦可单独含浸或涂布粘合性赋予剂。粘合性赋予剂是用于提高骨填补剂之间的粘合性的添加剂,优选单是粘合性赋予剂时没有较高的粘合性,但在生物体内通过与体内的细胞等接触后粘合性提高的物质。作为具体的粘合性赋予剂,可列举凝血酶。凝血酶是使血液易于凝固的酶之一。凝血酶在生物体内的作用为产生使血液凝固的凝血物质即血纤维蛋白。在由凝血酶产生的血纤维蛋白的作用下,血液易凝固。因此,若用凝血酶作为粘合性赋予剂,则骨填补剂表面的粘合性提高,从而将骨填补剂与骨填补剂固定,提高作为骨填补剂整体的强度。关于凝血酶,可采用与上述药剂相同的方法,以与上述药剂相同的量含浸或涂布凝血酶。
在本发明的优选方式中,包括:制备2种含有粘合性赋予剂的组合物;在某一骨填补剂组含浸或涂布第1组合物,作为第1骨填补剂组;在另一骨填补剂组含浸或涂布第2组合物,作为第2骨填补剂组,将含有上述第1骨填补剂组和上述第2骨填补剂组的骨填补剂组作为骨填补剂使用。例如,上述第1组合物是含有下述通式(I)或(II)表示的化合物或含有3~8个下述通式(III)表示的重复单元的化合物中的1种或2种以上的第1化合物,且具有第1稀释剂(或载体),上述第2组合物是含有下述通式(I)或(II)表示的化合物或含有3~8个下述通式(III)表示的重复单元的化合物中的1种或2种以上的第2化合物,且具有第2稀释剂。
X1—(OCH2CH2)n—X2 (I)
式(I)中,X1和X2相同或不同,表示-R1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基)、-COR1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基)、-NOCOR1-R2(R1表示C1-C7亚烷基,R2表示马来酰亚胺基)、-R1NH2(R1表示C1-C7亚烷基)、-R1SH(R1表示C1-C7亚烷基)或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基),n表示80~1000的整数。
式(II)中,XII-1和XII-4分别相同或不同,表示-R1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基)、-COR1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基)、-NOCOR1-R2(R1表示C1-C7亚烷基,R2表示马来酰亚胺基)、-R1NH2(R1表示C1-C7亚烷基)、-R1SH(R1表示C1-C7亚烷基)或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基),nII-1~nII-4分别相同或不同,各自表示20~250的整数。
式(III)中,XIII表示-R1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基)、-COR1COONHS、-NOCOR1-R2(R1表示C1-C7亚烷基,R2表示马来酰亚胺基)、-R1NH2(R1表示C1-C7亚烷基)、-R1SH(R1表示C1-C7亚烷基)或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基),nIII表示10~150的整数。
通式(I)表示的化合物是:式(I)中X1和X2相同或不同,表示-R1COONHS、-COR1COONHS、-NOCOR1-R2(R2表示马来酰亚胺基)、-R1NH2、-R1SH或-CO2PhNO2,n表示80~1000的整数的化合物。在通式(I)中,X1和X2优选相同。在通式(I)中,R1表示C1-C7亚烷基,优选为C1-C5亚烷基,更优选为C1-C2亚烷基或C5亚烷基。在通式(I)中,Ph表示邻-、间-或对-亚苯基,优选对亚苯基。在通式(I)中,n表示80~1000的整数,优选100~500。
通式(II)表示的化合物是:式(II)中XII-1和XII-4分别相同或不同,表示-R1COONHS、-COR1COONHS、-NOCOR1-R2(R2表示马来酰亚胺基)、-R1NH2、-R1SH或-CO2PhNO2,nII-1~nII-4分别相同或不同,各自表示20~250的整数。在通式(II)中,XII-1和XII -4优选全部相同。在通式(II)中,R1表示C1-C7亚烷基,优选为C1-C5亚烷基,更优选为C1-C2亚烷基或C5亚烷基。在通式(II)中,Ph表示邻-、间-或对-亚苯基,优选对亚苯基。在通式(II)中,nII -1~nII-4优选全部相同。在通式(II)中,nII-1~nII-4表示20~250的整数,优选40~200的整数。
具有通式(III)表示的重复单元的化合物是:式(III)中XIII表示-R1COONHS、-COR1COONHS、-NOCOR1-R2(R2表示马来酰亚胺基)、-R1NH2、-R1SH或-CO2PhNO2,nIII表示10~150的整数。在通式(III)中,R1表示C1-C7亚烷基,优选为C1-C5亚烷基,更优选为C1-C2亚烷基或C5亚烷基。在通式(III)中,Ph表示邻-、间-或对-亚苯基,优选对亚苯基。具有通式(III)表示的重复单元的化合物的重复单元的数目优选3~5,更优选4。另外,优选在通式(III)表示的化合物的末端也具有通式(III)的XIII表示的官能团。更具体而言,优选在两末端都具有式XIII-(OCH2CH2)nIII-O-CH2-CH(-O-(CH2CH2O)nIII-XIII)-CH2-表示的基团和式XIII-(OCH2CH2)nIII-O-CH2-CH(-O-(CH2CH2O)nIII-XIII)-CH2-O-表示的基团。
本发明的粘合性赋予剂的优选方式为,上述第1化合物含有1种或2种以上通式(I)或(II)中X1、X2或XII-1~XII-4分别相同或不同、为-NOCOR1-R2或-R1NH2的化合物,上述第2化合物含有1种或2种以上通式(I)或(II)中X1、X2或XII-1~XII-4分别相同或不同、为-COR1COONHS、-R1SH或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基)的化合物。
在第1组合物中混合的第1化合物,优选使用官能团为-NOCOR1-R2或-R1NH2的化合物(特别是官能团为-R1NH2的化合物)。作为第2化合物,优选与第1化合物混合后迅速进行交联反应且最终得到的化合物具有规定的强度(弹力性)和形状稳定性的化合物。作为第1化合物与第2化合物的组合,优选得到的化合物通过形成特定的立体结构而仅持续释放适量所含药剂的化合物。从这种观点出发,在第2组合物中混合的第2化合物优选官能团为-COR1COONHS、-R1SH或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基)的化合物(特别是官能团为-COR1COONHS的化合物)。另外,最好是第1化合物和第2化合物均为通式(II)表示的化合物。作为第1化合物的官能团和第2化合物的官能团的组合,优选丙胺基与琥珀酰亚胺基的组合。
本发明的粘合性赋予剂的另一优选方式为,上述第1化合物含有1种或2种以上通式(I)或(II)中X1、X2或XII-1~XII-4分别相同或不同、为-NOCOR1-R2(R1表示C1-C5亚烷基)或-R1NH2(R1表示C1-C5亚烷基)的化合物,上述第2化合物含有1种或2种以上通式(I)或(II)中X1、X2或XII-1~XII-4分别相同或不同、为-COR1COONHS、-R1SH(R1表示C1-C5亚烷基)或-CO2PhNO2(Ph表示对亚苯基)的化合物。
构成化合物的化合物的分子量没有特殊限制,用分子量(数均分子量)为3×103~4×104的化合物(化合物)也能得到良好的化合物,若采用含有分子量为1×104~3×104的化合物的化合物,则能得到更好的化合物。
化合物的浓度不受特殊限制,构成化合物的化合物的浓度在第1组合物或第2组合物中分别为5mM~20mM的范围。若采用该浓度的化合物,则可得到特别优选的化合物。且可推测当化合物的浓度在各组合物中为6mM~30mM时,能得到特别有效的化合物。
通式(I)或(II)表示的化合物以及含有3~8个通式(III)表示的重复单元的化合物除了市售外,还可用公知的合成方法合成。
通式(I)或(II)表示的化合物以及含有3~8个通式(III)表示的重复单元的化合物分别可以是其盐或其溶剂化物。
“其盐”指上述化合物的盐,特别是药学上允许的上述化合物的盐。本说明书中的“药学上允许”指对受体无害。本发明的聚磷酸可用常规方法制成盐。作为其盐,可列举钠盐、钾盐、锂盐等碱金属盐;钙盐、镁盐等碱土类金属盐;铝盐、铁盐、锌盐、铜盐、镍盐、钴盐等金属盐;铵盐等无机盐;叔辛基胺盐、二苄基胺盐、吗啉盐、葡糖胺盐、苯基甘氨酸烷基酯盐、乙二胺茶碱盐、N-甲基葡糖胺盐、胍盐、二乙胺盐、三乙胺盐、二环己胺盐、N,N’-二苄乙烯二胺盐、氯普鲁卡因盐、普鲁卡因盐、二乙醇胺盐、N-苄基-N-苯乙胺盐、哌嗪盐、四甲铵盐、三(羟甲基)氨基甲烷盐等有机盐等胺盐。其中,作为聚磷酸的盐,优选碱金属盐,更优选钠盐。本说明书中的“其盐”不仅包括无水盐还包括含水盐。这些盐例如在生物体内等电离而具有与上述化合物相同的作用。
“其溶剂化物”指上述化合物的溶剂化物。作为溶剂化物,可列举水合物。本发明的制剂例如置于大气中,或通过重结晶而吸收水分,吸附水附着,而形成水合物。形成这种溶剂化物的情况也属于“其溶剂化物”。这些溶剂化物在生物体内等电离而具有与上述化合物相同的作用。
本发明的粘合性赋予剂的优选方式为,采用公知的药学上允许的稀释剂作为稀释剂。作为具体的稀释剂,可采用由水、磷酸缓冲液、柠檬酸缓冲液、磷酸缓冲生理盐水或生理盐水中的1种或2种以上的混合溶液组成的溶剂。
稀释剂(或溶剂)的酸度没有特殊限制,可列举pH3~pH11,如后述实施例4等所证实,为了将得到的化合物的强度提高到某一程度,优选pH5~pH10,进一步优选pH6~pH9,更优选pH7~pH8。稀释剂的摩尔浓度(M)没有特殊限制,可列举1mM~1M,如后述实施例5等所证实,为了将得到的化合物的强度提高到某一程度,优选5mM~300mM,进一步优选10mM~200mM,更优选15mM~100mM。
本发明的粘合性赋予剂的优选方式为,上述第1组合物和上述第2组合物中的任一方或双方含有稳定剂。作为稳定剂,可适当采用聚合物等中使用的公知的稳定剂,特别是药学上允许的稳定剂。另外,期待由本发明的粘合性赋予剂得到的化合物主要在生物体内能长期维持强度。在生物体内由于存在蛋白酶等酶,因此可设想到化合物被分解。为此,在本发明的优选方式中,可列举含有蛋白酶抑制剂等抑制剂作为稳定剂。作为该抑制剂,可适当使用公知的酶抑制剂。作为具体的蛋白酶抑制剂,可列举4-(2-氨乙基)苯磺酰氟、抑肽酶(Aprotinin)、贝他茵(Bestain)、钙蛋白酶抑制剂I、钙蛋白酶抑制剂II、糜蛋白酶抑制剂(Chymostain)、3,4-二氯异香豆素(3,4-Dichloroisocoumarin)、E-64、EDTA、EGTA、乳胞素(Lactacystin)、亮肽素(Leupepetin)、MG-115、MG-132、胃蛋白酶抑制剂(PepstainA)、苯基甲基磺酰氟、蛋白酶体抑制剂I、对甲苯磺酰-L-赖氨酸氯甲基酮、对甲苯磺酰-L-苯丙氨酸氯甲基酮或酪氨酸抑制剂中的1种或2种以上。这些蛋白酶抑制剂均有市售,且这些蛋白酶抑制剂的抑制浓度也为公知。由本发明的粘合性赋予剂形成的化合物的优选方式为在生物体内长期维持强度,对药剂具有缓释性。因此,本发明的粘合性赋予剂优选含有上述蛋白酶抑制剂的1次给药量的2倍~100倍的量,更优选含有2倍~50倍的量。蛋白酶抑制剂的具体量根据所用蛋白酶抑制剂的种类等而各异,优选含有作为蛋白酶抑制剂有效起作用的量(有效量),通常在每1mL粘合性赋予剂中含有0.1μg~0.5mg,也可含有1μg~0.1mg,亦可含有10μg~0.1mg。
当同时使用上述粘合性赋予剂和药剂时,由粘合性赋予剂构成的化合物摄入药剂,赋予合适的释放性,可用作具有缓释性的骨填补剂。通过控制粘合性赋予剂的构成并控制稳定剂的添加量,能控制化合物的降解度,从而能调节药剂的释放性。即,本发明还提供通过控制在粘合性赋予剂中添加的稳定剂的量来控制药剂的释放性的方法。
另外,在骨填补剂的表面设置被覆层是本发明的优选方式。该被覆层的厚度可适当调节,例如为1μm~5×10μm。被覆层中例如含有具有亲水基的生物相容性化合物。作为亲水基,可列举OH基、COOH基、NH3基、CO3基、SO3H基等,若被覆层含有具有与自然骨中所含的磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)的亲水基相同的亲水基即OH基的化合物,则与骨的相容性良好,促进骨再生反应,因而特别优选。在水玻璃(Na2O·SiO2·nH2O)中边搅拌边混入盐酸、硝酸、硫酸等酸水溶液,在显示适当粘度时浸渍骨填补剂,提起,再浸渍到水中,使Na+离子溶解,即可在骨填补剂表面形成二氧化硅凝胶层。也可在硅(或钛)的醇盐即四甲氧基硅烷(钛酸盐)、四乙氧基硅烷(钛酸盐)、四丙氧基硅烷(钛酸盐)、四异丙氧基硅烷(钛酸盐)或四丁氧基硅烷(钛酸盐)的醇溶液中,适当混合作为催化剂的盐酸、硝酸、硫酸、乙酸等酸水溶液或含有氨的水溶液,使硅(钛)的醇盐进行水解、聚合反应,在显示适当粘度的阶段浸渍骨填补剂,提起,在骨填补剂的表面形成二氧化硅凝胶层(二氧化钛凝胶层)。
[骨填补剂]
按上述方法得到的骨填补剂的尺寸精度高,偏差小。而且,缺陷品少,能批量生产。本发明的骨填补剂优选为具有多个突起部的形状,更优选多个突起部以线对称、面对称或空间对称的方式配置。作为骨填补剂的优选具体形状,可列举四脚状(具有4个从正四面体的中心向各顶点方向延伸的突起部的形状)或具有n个从正n面体(n=6、8、12等)的中心向各顶点的方向延伸的突起部的形状。骨填补剂的大小(能容纳骨填补剂的球的直径大小)可为1×10-2mm~5mm,优选5×10-2mm~3mm,更优选1×10-2mm~2mm,进一步优选2×10-1mm~1.5mm。此外,若采用在其表面涂布有特定药剂的骨填补剂,则不仅能有效地治疗特定的疾病,还能给予合适的给药量。下面,结合附图对本发明的骨填补剂的优选形状进行说明。
图2是用于说明四脚状骨填补剂的例子的示意图。图2(A)是侧视图,图2(B)是俯视图,图2(C)是立体图。另外,图中“Fig.”表示“图”的意思(下同)。图2中所示的骨填补剂(11)是四脚状(具有4个从正四面体的中心向各顶点方向延伸的突起部(12)的形状)的骨填补剂。另外,各突起部(12)的顶端部(13)优选设成锥形形成顺滑的形状(下同)。如图2所示,各突起部(12)可具有实质上相同的形状,但其中的一两个也可以是较小的形状。各突起部可具有越靠近顶端部(13)越细的圆锥台状的形状。各突起部的顶端也可以是半球形(下同)。
图3是用于说明去头四脚状骨填补剂的例子的示意图。图3(A)和图3(B)表示侧视图,图(3)C表示俯视图,图(3)D表示立体图。该方式的骨填补剂是将图2所示的四脚状骨填补剂的一个突起部从中间切断后的形状的骨填补剂。即,具有3个从正四面体的中心向各顶点方向延伸的突起部和向剩余一顶点延伸的比其他突起部短的突起部的骨填补剂。由于具有这样的形状,因此在使用大量骨填补剂时,可使连通孔的大小小于四脚状的骨填补剂,能提高骨填补剂的整体强度。
图4是用于说明具有3个突起部的骨填补剂的例子的示意图。图4(A)表示立体图,图4(B)表示俯视图。例如,可列举在形成正四面体的棱线的位置上具有突起部的骨填补剂。各突起部的顶端可为半球形。该方式的骨填补剂由于大量骨填补剂相互络合,因而能形成具有牢固结合的骨填补剂。
图5是用于说明半球形骨填补剂的例子的示意图。图5(A)表示立体图,图5(B)表示仰视图。如图5(A)所示,该方式的骨填补剂优选具有从半球的顶点部分向下方贯通的孔部(21)。由于具有该孔部(21),因此当大量骨填补剂聚集时,能形成可使细胞有效渗透的连通孔。孔部的形状没有特殊限制,如图5(A)所示,优选为圆柱形挖空孔。当半球的半径为r时,该圆柱形挖空孔的圆半径可为r/10~2r/3,优选r/5~r/2。若采用这种程度的挖空孔,则能在维持骨填补剂的强度的同时形成理想的孔。该方式的骨填补剂更优选在下表面还设有挖空部(22)。骨填补剂的厚度(23)可为r/20~r/3,优选r/10~r/4。
图6是用于说明在下表面具有1个或多个挖空孔的骨填补剂的例子的示意图。图6(A)表示立体图,图6(B)表示仰视图。该方式的骨填补剂是在半球形下表面具有1个或多个半缺圆柱的挖空孔的骨填补剂的例子。半球的下表面与半缺圆柱的半缺面(既非底面又非上表面的平面部分)最后构成同一平面。由于具有这样的半缺面的挖空孔(24),因此能在确保骨填补剂强度的同时设孔,能赋予适用于培养细胞等的理想物性。另外,图6所述的骨移植术可适当采用图5所述的骨填补剂的构成。此外,设于下表面的半缺圆柱形挖空部的圆的半径可为r/10~2r/3,优选r/5~r/2。
图7是用于说明双头状骨填补剂的例子的示意图。图7(A)表示立体图,图7(B)和图7(C)表示侧视图。该方式的骨填补剂为在主体部(31)的两端具有2个头部(32、33)的形状。由于具有这样的形状,因此在使用大量骨填补剂时,可牢固地络合,并能形成大小合适的连通孔,能提高骨填补剂整体的强度。另外,图7列举了头部和主体部为T字形的骨填补剂的例子,但头部的形状也可以是十字形,还可以按规定的角度设置多个突起。另外,图7列举了2个头部偏离90度的骨填补剂的例子,但2个头部所成的角度也可以是45度、0度或30度。
图8是用于说明在中央部具有突起部的骨填补剂的例子的示意图。图8(A)表示立体图,图8(B)表示侧视图。该方式的骨填补剂是在图7所示的骨填补剂的主体部(31)上进一步具有贯穿主体部的突起部的骨填补剂。由于具有这样的形状,因此在使用大量骨填补剂时,可牢固地络合,并形成大小合适的连通孔,能提高骨填补剂整体的强度。该方式的骨填补剂可适当采用图7所述的构成。
图9是用于说明十字形骨填补剂的例子的示意图。图9(A)表示立体图,图9(B)表示俯视图,图9(C)表示侧视图,图9(D)表示仰视图。如图9(C)和图9(D)所示,该方式的骨填补剂在十字的底面部分的末端分别具有脚部,在十字的中央的下部优选设有空隙。由于具有这样的形状,因而能形成大小合适的连通孔。
图10是用于说明近似平面状的骨填补剂的例子的示意图。图10(A)表示立体图,图10(B)表示俯视图,图10(C)表示侧视图。该方式的骨填补剂在中央具有孔部且在侧面具有凹槽部。由于具有这样的形状,因而能形成大小合适的连通孔。
图11是用于说明在平面的一端或两端具有突起部的骨填补剂的例子的示意图。该形态的骨填补剂由于在扁平的主体部的端部具有突起部,因而无法简单重叠。由于具有这样的形状,因而能形成大小合适的连通孔。另外,该方式的骨填补剂优选如图11所示那样在主体部具有凹部。由于具有这样的形状,因而能形成大小合适的连通孔。
图12是用于说明具有倾斜的上表面的骨填补剂的例子的示意图。图12(A)表示立体图,图12(B)表示侧视图。如图12所示,该方式的骨填补剂具有脚部(42)和安置于上述脚部(42)的台部(43),脚部(42)的底面与台部(43)的上表面为倾斜的结构。由于具有这样的形状,因此该方式的骨填补剂因具有倾斜的上表面而无法简单重叠。籍此,可确保连通孔。
[骨填补剂的使用方法]
由本发明的制造方法制造的骨填补剂注入骨缺损部位、骨质疏松部位或骨延长部位。另外,除了在骨缺损部位等骨间隙填充骨填补剂外,还可用作特定药剂的载体。这样,不仅能用于治疗或预防骨类疾病,还能在各种疾病的治疗或预防中应用。
[体外使用的三维细胞培养载体]
接着,对本发明的优选三维细胞培养载体进行说明。三维细胞培养载体基本而言适当使用上述骨填补剂。即,本发明的三维细胞培养载体是含有钙类物质且具有多个突起部的骨填补剂的三维细胞培养载体。如后述的实施例所证实,本发明的骨填补剂具有良好的空隙,其结果是,培养细胞沿各骨填补剂爬升,可在三维培养细胞。即,本发明还提供应用骨填补剂的体外细胞培养系统。
另外,三维细胞培养载体优选大量使用上述任一骨填补剂。三维细胞培养载体的高度可根据想要得到的细胞的量等作适当调整,如1μm以上1m以下,优选3μm以上10cm以下,进一步优选10μm以上5cm以下,更优选50μm以上1cm以下。
若使骨填补剂为多孔质,则可有效地使细胞爬升,因此作为骨填补剂,例如优选适当含有上述盐分。通过在原料中混入氯化钠等盐成分,在烧结后向烧结体加水使盐溶解,即可得到多孔质的骨填补剂。另外,若使烧结性下降来设置微小的龟裂等,则细胞可进入骨填补剂的内部,因而能良好地培养细胞。为了使烧结性下降,例如降低烧结温度或增加原料粉末的大小等。
本发明的三维细胞培养载体的优选方式为在骨填补剂的表面含浸或涂布药剂或粘合性赋予剂的三维细胞培养载体。特别是在骨填补剂的表面含浸或涂布粘合性赋予剂的三维细胞培养载体,由于骨填补剂组能长期维持良好的立体结构,因而能持续有效地培养细胞。这里使用的粘合性赋予剂可采用与上述说明的粘合性赋予剂相同的物质并按相同的方法使用。例如,培养的细胞可投入生物体内,上述粘合性赋予剂具有良好的生物相溶性,因此即使将培养的细胞直接投入生物体内也没有什么危险性。
某侧面涉及的本发明的骨填补剂的利用方法为含有钙类物质且具有多个突起部的骨填补剂的色谱法用分离载体。如后述的试验例所证实,本发明的骨填补剂具有良好的吸附性等,而且其吸附性可通过调节骨填补剂的空隙等来控制。因此,可将大量的骨填补剂用作色谱法用的分离载体。具体的色谱法的利用方法为:将适量的骨填补剂填充到色谱法用的色谱柱中,向色谱柱中注入溶液即可。
实施例1
下面,用实施例具体说明本发明的骨填补剂的制造方法。但是,本发明不限于实施例,还包括本领域技术人员可想到的各种变形例。
(1)混合工序
作为原料粉末,采用α-TCP(太平化学产业制,粒径10μm)。相对于100重量份的原料粉末掺入24重量份的粘合剂。作为粘合剂,采用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、石蜡、邻苯二甲酸二丁酯和硬脂酸按30:30:30:5:5的重量比配合的粘合剂。将300cc加压式捏合机加热至150℃,按熔点从高到低的顺序投入粘合剂,投完后混合60分钟,冷却。将得到的混合物在陶瓷制的罐形磨料机中粉碎,得到成形用的材料(混合物或颗粒)。
(2)成形工序
用CAD形成骨填补剂的形状后,按照该CAD形状制造金属模。图13是骨填补剂的CAD设计图。金属模使用SKD11淬火材料,采用包括12个空腔的模。金属模的结构如下:4个突起部中的一个端面作为浇口,在剩余3个突起部的中央线上作为变形部分形成固定金属模与可动金属模接合面,在3个突起部的内侧设置推杆。作为注射成形机,采用锁模力为12吨的卧式注射成形机。将射出压力的初期设定值设为12Gpa。另外,成形机缸套的温度设为130℃,金属模温度设为20℃。
(3)脱粘合剂工序
在大气脱脂炉中,在大气环境下加热至最高温度1000℃,保持1小时后炉内冷却。脱粘合剂工序包含冷却时间在内为18小时。作为定位器,采用90%氧化铝(气孔率20%)。
(4)烧结工序
从大气环境加热至最高温度1000℃,保持1小时后冷却。包含冷却时间在内的烧结时间为18小时。定位器直接采用脱粘合剂工序的定位器。所得骨填补剂的弯曲强度为6.1MPa(n=18)。
所得骨填补剂如图14~图16所示。图14是代替图纸而用照片表示的实施例1中得到的骨填补剂。图15是代替图纸而用电子显微镜照片表示的实施例1中得到的骨填补剂。图16是代替图纸而用电子显微镜照片表示的实施例1中得到的骨填补剂聚集后的状况。
[试验例1]
-骨填补剂的烧结温度与其弯曲强度的检验-
改变制造骨填补剂时的烧结温度,制造多种骨填补剂,根据JIS的R1601检验所得骨填补剂的弯曲强度。其结果如图17所示。图17是实施例1中得到的骨填补剂的烧结温度与弯曲强度的关系图。从图17可知,烧结温度越高,得到的骨填补剂的弯曲强度越高,通过控制烧结温度能控制所得骨填补剂的弯曲强度。此外,根据本发明,可得到弯曲强度为2MPa~10MPa(优选4MPa~9MPa、更优选6MPa~9MPa)的骨填补剂。
[试验例2]
-骨填补剂在生物体内的填充状况的检验-
大量骨填补剂在生物体内形成合适的连通孔使生物细胞进入该连通孔来促进骨再生。因此,当骨填补剂在生物体内投与时,优选形成合适的连通孔。为此,在本试验例中,对本发明的骨填补剂在生物体内如何聚集进行检验。另外,为了比较,对现有的人工骨颗粒是否聚集进行检验。该人工骨颗粒是将块状的骨填补剂(日本奥林巴斯制奥斯泛朗)粉碎而成的颗粒。具体而言,通过微型X射线CT来确认本发明的骨填补剂和现有的人工骨颗粒在2ml冷冻管内聚集时构建的连通孔结构。其结果如图18所示。图18是代替图纸而用微型X射线CT图像表示的实施例1中得到的骨填补剂和现有的人工骨制品聚集时样子。图18(A)表示本发明的骨填补剂聚集的样子,图18(B)表示现有的人工骨颗粒聚集的样子。图18(C)表示本发明的骨填补剂在冷冻管内填充的样子。图18(D)表示现有的人工骨制品在冷冻管内填充的样子。
由图18(A)可知,本发明的骨填补剂趋向于自组织化地聚集在脚部的连接部。其结果使聚集的骨填补剂限制彼此的移动。还可知,上述聚集状态所产生的空隙结构形成良好的连通孔。由于空隙结构反映骨填补剂的脚长和角度,因此通过调节脚长或角度即可调节空间结构。因此,可以说本发明的骨填补剂不仅在形态稳定性上优异,而且还能任意构建骨传导空间。此外,骨填补剂的密度在CT图像中大致均匀。
另一方面,如图18(B)所示,人工骨颗粒聚集时的粒子间距离的偏差大,可认为在空隙结构的再现性以及形态保持性上存在问题。特别是在新创伤等富含液性成分的区域,当埋入人工骨颗粒时,由于液体化现象,粒子间隙结构破坏的可能性高。因此,用人工骨颗粒而得不到治疗效果的可能性高。人工骨颗粒除了颗粒的间隙结构外,在颗粒内还存在数百微米的气泡。认为人工颗粒在生物体内时细胞等进入到该气泡。但气泡的形状不均匀,并非是促进骨形成的理想形状。因此,从这点出发,可认为采用人工骨颗粒无法得到理想的骨再生效果。另外,在现有的人工骨颗粒中存在低密度部位,密度不均一。
如图18(C)所示,本发明的骨填补剂沿冷冻管内部的管壁填充,填充性良好。另一方面,如图18(D)所示,现有的人工骨制品不沿冷冻管内部的管壁填充,产生填充不良部位(空隙)(参照图18(D)的箭头)。这种空隙成为破坏埋入人工骨制品等时的内环境稳定性的因素。即,本发明的骨填补剂在大量填补剂聚集时优选形成大小合适的孔或连通孔,但不希望形成填充不良部位那样的过大的孔。由此可知,本发明的骨填补剂在大量给予时能作为良好的骨填补剂起作用。
[试验例3]
-骨填补剂作为三维细胞培养体系的检验-
将造骨类细胞株MC3T3(MC3T3-E1(来自小鼠头盖骨的造骨细胞类细胞株))进行平面培养,在汇合后,将实施例1中得到的骨填补剂组置于其上,继续培养,经时用显微镜观察。细胞培养采用在达尔伯克改良伊格尔培养基(DMEM培养基)中添加10%FBS和1%青霉素-链霉素的培养基。培养基每4天换一次。另一方面,作为对比,未添加细胞株而装入骨填补剂,进行观察。另外,在第6、10天进行碱性磷酸酶(ALP)染色,将造骨细胞染色。可证实本发明的骨填补剂具有良好的细胞粘合性。其结果如图19所示。
图19表示代替图纸而用照片确认骨填补剂的细胞粘合性。图19(A)是无培养细胞的培养4天后的骨填补剂的照片,图19(B)是将造骨细胞类细胞株MC3T3进行平面培养4天后的骨填补剂的照片,图19(C)是无培养细胞的培养6天后经碱性磷酸酶(ALP)染色的骨填补剂的照片,图19(D)是将造骨细胞类细胞株MC3T3进行平面培养6天后经碱性磷酸酶染色的骨填补剂的照片,图19(E)是无培养细胞的培养10天后经碱性磷酸酶染色的骨填补剂的照片,图19(F)是将造骨细胞类细胞株MC3T3进行平面培养10天后经碱性磷酸酶染色的骨填补剂的照片。
由图19(A)和图19(B)可知,无细胞时在骨填补剂的表面没有任何附着,但在细胞上培养骨填补剂后,在表面附着细胞。由图19(D)所示的培养6天后经ALP染色的骨填补剂的照片可知,造骨细胞沿骨填补剂侧部的斜坡的爬升。由图19(F)可知,细胞培养10天后的骨填补剂的整个表面均附有细胞。由此可知,本发明的骨填补剂是有效的三维培养载体。
工业上的可利用性
由本发明的制造方法制造的骨填补剂注入到骨缺损部位、骨质疏松部位或骨延长部位,除了在骨缺损部位等的骨间隙内填充外,还可用作特定药剂的载体。因此,本发明的骨填补剂可在医药产业等领域中应用。
另外,本发明的三维培养载体颠覆了迄今为止仅进行二维细胞培养的概念,能提供可进行三维细胞培养的载体,因此,可在使用细胞培养的医药·生物产业的领域中应用。
Claims (26)
1.一种骨填补剂的制造方法,其包含:
将含有钙类物质的原材料和含有粘合剂的材料混合的混合工序;
使用在所述混合工序中得到的混合物,通过采用具有金属模的注射成形机的注射成形,得到具有规定形状的成形体的成形工序;
将在所述成形工序中得到的成形体中含有的粘合剂除去,得到脱脂体的脱粘合剂(脱脂)工序;以及,
将所述脱粘合剂工序后的脱脂体加热,烧结得到烧结体的烧结工序。
2.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述钙类物质含有磷酸钙类物质或碳酸钙类物质中的任一者或两者。
3.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述钙类物质含有磷酸钙类物质,
所述磷酸钙类物质是羟磷灰石、碳酸化磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、β-TCP、α-TCP、偏磷酸钙、磷酸四钙、磷酸氢钙、磷酸八钙、二磷酸四氢钙、焦磷酸钙、它们的盐、和它们的溶剂化物中的任1种或2种以上。
4.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述粘合剂含有(甲基)丙烯酸类树脂、蜡润滑剂和润滑剂。
5.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述粘合剂含有蜡润滑剂,
所述蜡润滑剂含有熔点为40℃~100℃的蜡。
6.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述粘合剂含有(甲基)丙烯酸类树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、石蜡、硬脂酸和邻苯二甲酸二丁酯,
在所述混合工序中,向混合机中投入所述(甲基)丙烯酸类树脂和所述乙烯-乙酸乙烯基共聚物,边混合边向混合机中投入所述原材料、所述石蜡和所述硬脂酸,边混合边向混合机中投入所述邻苯二甲酸二丁酯。
7.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述“含有钙类物质的原材料以及含有粘合剂的材料”除了含有含钙类物质的原材料以及粘合剂外还含有玻璃成分。
8.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述“含有钙类物质的原材料以及含有粘合剂的材料”除了含有含钙类物质的原材料以及粘合剂外还含有盐分或糖分。
9.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述骨填补剂的形状为具有多个突起部,
所述金属模具有:
设有用于注入材料的注入口的固定金属模;
和在注入材料时与所述固定金属模接触而成形后与所述固定金属模分离的可动金属模,
其中,所述固定金属模为了从所述多个突起部中的某一突起部的顶端部注入注射成形用材料,使所述注入口位于所述顶端部,
其中,所述固定金属模与所述可动金属模的接合面具有从端面向中心方向逐渐向注入口方向倾斜的倾斜面,
其中,所述可动金属模具有用于设置规定楔形部的凹部。
10.如权利要求9所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述楔形部的高度为1μm~1×102μm。
11.如权利要求9所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述可动金属模具有一个或多个深度为1μm~2×10μm的凹槽。
12.如权利要求9所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述骨填补剂的形状为具有4个突起部,
在所述可动金属模上设置位于突起部内侧的突出销。
13.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述骨填补剂的形状为具有多个突起部,
所述金属模具有:
固定金属模;
和在注入材料时与所述固定金属模接触而成形后与所述固定金属模分离的可动金属模,
其中,注入注射成形用材料的注入口位于所述固定金属模与所述可动金属模的接合面上,
其中,所述固定金属模与所述可动金属模的接合面具有从端面向中心方向逐渐向所述骨填补剂的中心方向倾斜的倾斜面,
其中,所述可动金属模具有用于设置规定楔形部的凹槽。
14.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述脱粘合剂工序包括在到达110℃~300℃的第一温度保持时间之前以1℃/小时~3×102℃/小时的速度升温的加热工序。
15.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其包含对在所述烧结工序中得到的烧结体含浸或涂布药剂的工序。
16.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其包含对在所述烧结工序中得到的烧结体含浸或涂布药剂的工序,
作为所述药剂,采用骨生成·软骨形成促进剂(包含软骨形成促进因子)、关节疾病治疗剂、骨·软骨疾病预防和/或治疗剂、骨再生剂、骨吸收抑制物质、血管新生促进剂、抗菌剂、抗生素或抗癌剂中的1种或2种以上。
17.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其包含对在所述烧结工序中得到的烧结体含浸或涂布粘合性赋予剂的工序。
18.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其包含对在所述烧结工序中得到的烧结体含浸或涂布粘合性赋予剂的工序,
所述粘合性赋予剂是凝血酶。
19.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,按照权利要求1所述的骨填补剂的制造方法制造大量骨填补剂,准备2种含有粘合性赋予剂的组合物,在某一骨填补剂组含浸或涂布第1组合物,制成第1骨填补剂组,在另一骨填补剂组含浸或涂布第2组合物,制成第2骨填补剂组,将含有所述第1骨填补剂组和所述第2骨填补剂组的骨填补剂组作为骨填补剂,
所述第1组合物是含有下述通式(I)或(II)表示的化合物或含有3~8个下述通式(III)表示的重复单元的化合物中的1种或2种以上的第1化合物,且具有第1稀释剂(或载体),所述第2组合物是含有下述通式(I)或(II)表示的化合物或含有3~8个下述通式(III)表示的重复单元的化合物中的1种或2种以上的第2化合物,且具有第2稀释剂,
X1—(OCH2CH2)n—X2 (1)
式(I)中,X1和X2相同或不同,表示-R1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基)、-COR1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基。)、-NOCOR1-R2(R1表示C1-C7亚烷基,R2表示马来酰亚胺基。)、-R1NH2(R1表示C1-C7亚烷基。)、-R1SH(R1表示C1-C7亚烷基。)或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基),n表示80~1000的整数,
式(II)中,XII-1~XII-4分别相同或不同,表示-R1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基。)、-COR1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基。)、-NOCOR1-R2(R1表示C1-C7亚烷基,R2表示马来酰亚胺基。)、-R1NH2(R1表示C1-C7亚烷基。)、-R1SH(R1表示C1-C7亚烷基。)或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基),nII-1~nII-4分别相同或不同,表示20~250的整数,
式(III)中,XIII表示-R1COONHS(R1表示C1-C7亚烷基。)、-COR1COONHS、-NOCOR1-R2(R1表示C1-C7亚烷基,R2表示马来酰亚胺基。)、-R1NH2(R1表示C1-C7亚烷基。)、-R1SH(R1表示C1-C7亚烷基。)或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基),nIII表示10~150的整数。
20.如权利要求19所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述第1化合物含有1种或2种以上通式(I)或(II)中X1、X2或XII-1~XII-4分别相同或不同、为-NOCOR1-R2或-R1NH2的化合物,所述第2化合物含有1种或2种以上通式(I)或(II)中X1、X2或XII-1~XII-4分别相同或不同、为-COR1COONHS、-R1SH或-CO2PhNO2(Ph表示邻-、间-或对-亚苯基)的化合物。
21.如权利要求1所述的骨填补剂的制造方法,其中,所述骨填补剂的形状为具有从正四面体的中心向各顶点的方向延伸的4个突起部。
22.一种骨填补剂,包括:钙类物质和表面含浸或涂布药剂的多个突起部。
23.一种骨填补剂,包括:钙类物质和表面含浸、涂布或粉体混合粘合性赋予剂的多个突起部。
24.一种三维细胞培养载体,包括:具有钙类物质和多个突起部的骨填补剂。
25.如权利要求24所述的三维细胞培养载体,其中,所述骨填补剂是在其表面含浸、涂布或粉体混合药剂或粘合性赋予剂的骨填补剂。
26.一种色谱法用分离载体,包括:具有钙类物质和多个突起部的骨填补剂。
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