CN108135702A - 具有氧化固醇药物负载的植入物和使用方法 - Google Patents

Abstract

提供一种被配置成配合骨缺损处或其附近以促进骨生长的抗压缩植入物。所述抗压缩植入物包含呈所述植入物的约0.1wt％到约20wt％的量的可生物降解聚合物和呈所述植入物的约5wt％到约90wt％的量的冷冻干燥的氧化固醇。还提供制备方法和使用方法。

Description

具有氧化固醇药物负载的植入物和使用方法

相关申请的交叉参考

本申请在某种程度上是于2015年7月10日提交的题为“具有高药物负载氧化固醇的植入物和使用方法(IMPLANTS HAVING A HIGH DRUG LOAD OF AN OXYSTEROL ANDMETHODS OF USE)”的美国专利申请第14/796,601号的延续。

背景技术

在医疗应用中，包括骨折愈合和脊椎病症的外科处置骨折中，生物制剂常被用于促进骨生长。通常是由矫形外科医生和类似的神经外科医生实施行脊椎融合来解决退行性椎间盘疾病及影响腰椎和颈椎的关节炎，从而矫正由脊椎侧凸引起的变形并修复由脊椎前移引起的不稳定性。另外，脊椎融合技术可应用于治疗由脊椎神经受压迫引起的手臂或腿疼痛。历史上，通常取自患者的髂嵴的自体骨骼移植已经用于加强椎骨层之间的融合。

一种成骨性的且常用于促进脊椎融合的蛋白质是重组人类骨形态生成蛋白-2(recombinant human bone morphogenetic protein-2，rhBMP-2)。也已使用小分子来诱导骨生长。氧化固醇形成存在于循环中以及人类和动物组织中的一大类胆固醇氧化衍生物。已发现氧化固醇存在于动脉粥样硬化病变中并且在各种生理过程，如细胞分化、炎症、细胞凋亡和类固醇产生中起作用。一些天然产生的氧化固醇具有稳定的成骨特性且可用于生长骨骼。天然产生最有效的最有效的成骨性氧化固醇，即20(S)-羟基胆固醇，当被应用于能够分化成为成骨细胞和脂肪细胞的多能间充质细胞时，具有成骨性和抗脂肪生成性。

一种此类氧化固醇是Oxy133或(3S,5S,6S,8R,9S,10R,13S,14S,17S)17-((S)-2-羟基辛-2-基)-10,13-二甲基十六氢-1H-环戊并[a]菲-3,6-二醇，其展现以下结构：

已提出各种材料用于治疗骨缺损。除传统的骨移植外，已使用或研究了多种合成移植骨替代物，包括数种基质材料。

为了有效地进行骨生长，植入物材料得益于大量支架材料，如生物相容性陶瓷或其它矿物质支架的存在。此类矿物质材料一般为坚硬和/或脆性的物质。由于较大的坚硬矿物质粒子倾向于破坏基质块体，使其容易断裂或被侵蚀掉，而且缺乏植入之前处理植入之后持续存在所需的粘结性，故将大量的矿物质粒子并入基质材料中会很困难，特别是当矿物质粒子是颗粒或其它相对较大的粒子时。这可能由于支架微粒迁移或分离而在所需植入物体积中和穿过所需植入物体积实现有效骨生长方面存在问题。另外，其中具有大量陶瓷的载体支架是刚性的，且通常无法配合形状不规则的骨缺损。

因此，需要改良的抗压缩植入物，其不仅具有较高含量的掺入的矿物质粒子而且保持所期望的延展性与粘结性的组合。另外，需要提供掺入了成骨剂，如氧化固醇的植入物。此外，还需要这样一种具有与其它医疗植入物，如螺钉、杆、板及椎间装置(包含骨、同种异体移植物、自体移植物、合成材料和/或PEEK)结合的粘着特性的植入物。

发明内容

提供具有高负载氧化固醇的抗压缩植入物和此等植入物的制备和使用方法。植入物形成为可以容易地配合到骨缺损内。在一些实施例中，植入物具有掺入其中的矿物质粒子且还保持所期望的延展性与粘结性的组合。另外，提供掺入成骨剂，如氧化固醇的植入物。一方面，本申请针对被配置成配合骨缺损处或其附近以促进骨生长的抗压缩植入物。抗压缩植入物包含呈植入物的约0.1wt％到约20wt％的量的可生物降解聚合物和呈植入物的约5wt％到约90wt％的量的冷冻干燥的氧化固醇。另一方面，本申请针对具有与其它医疗植入物，如螺钉、杆、板及椎间装置(包含骨、同种异体移植物、自体移植物、合成材料和/或PEEK)结合的粘着特性的延展性植入物。

在一些实施例中，植入物可以是可具有较高矿物质含量或同种异体移植物含量但仍能结合且具有粘结性的稳定植入物。

在一些实施例中，提供了一种抗压缩植入物，具有包含以下结构的活性剂：

或其药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物，其中R1包含具有至少一个碳原子的脂肪族或环状取代基。在一些实施例中，活性剂是包含Oxy133的固醇。

在一些实施例中，提供一种被配置成配合骨缺损处或其附近以促进骨生长的植入物，所述植入物包含：呈植入物的约0.1wt％到约20wt％的量的可生物降解聚合物和呈植入物的约5wt％到约90wt％的量的冷冻干燥的氧化固醇。

在一些实施例中，提供一种被配置成配合骨缺损部位或其附近以促进骨生长的可植入基质。基质包含呈基质的约0.1wt％到约15wt％的量的交联可生物降解聚合物和呈基质的约5wt％到约90wt％的量的冷冻干燥的氧化固醇，所述氧化固醇的浓度为约1mg/cc到约1.0g/cc。

在一些实施例中，提供一种用于制备植入物的方法，所述方法包含：形成包含，按植入物的总重量计，呈约0.1wt％到约20wt％的量的可生物降解聚合物的抗压缩基质；和在基质上添加，按植入物的总重量计，呈约5wt％到约90wt％的量的氧化固醇，其中将氧化固醇冷冻干燥在基质上。

各种实施例的额外特征和优势将部分地在以下说明中阐述，并且部分将根据所述描述显而易见，或可以通过实践各种实施例习得。借助于特别地在所述描述和所附权利要求书中指出的要素和组合将实现和获得各种实施例的目标和其它优势。

附图说明

根据以下描述、所附权利要求书和附图，实施例的其它方面、特征、益处和优势将部分地显而易见，其中：

图1展示了已被流体润湿但尚未混合的抗压缩植入物的粉末组分。粘结性块体包括可生物降解聚合物，如胶原蛋白；矿物质粒子，如陶瓷；以及活性剂，如氧化固醇；

图2展示已被流体润湿之后的抗压缩植入物。植入物包括可生物降解聚合物，如胶原蛋白；矿物质粒子，如陶瓷；以及活性剂，如氧化固醇；植入物可被成型成配合骨缺损的形状。如图2所示，植入物被血液或骨髓穿刺液润湿且定形为圆柱形形状；

图3展示已被流体润湿之后的抗压缩植入物。植入物包括可生物降解聚合物，如胶原蛋白；矿物质粒子，如陶瓷；以及活性剂，如氧化固醇；植入物可被成型成配合骨缺损的形状。如图3所示，植入物被血液或骨髓穿刺液润湿且定形为球形形状；

图4展示已被流体润湿之后的抗压缩植入物。植入物包括可生物降解聚合物，如胶原蛋白；矿物质粒子，如陶瓷；以及活性剂，如氧化固醇；植入物可被成型成配合骨缺损的形状。如图4所示，植入物被水或生理盐水润湿且定形为圆柱形形状；

图5展示已被流体润湿之后的抗压缩植入物。植入物包括可生物降解聚合物，如胶原蛋白；矿物质粒子，如陶瓷；以及活性剂，如氧化固醇；植入物可被成型成配合骨缺损的形状。如图5所示，植入物被水或生理盐水润湿且定形为球形形状；

图6展示根据本文所述的植入物，在植入物各侧上具有20mg Oxy133的抗压缩植入物的调配物的用途。如图6所示，在大鼠两级脊椎模型中，在后外侧间隙中植入植入物引起脊椎融合。在植入后4周和8周时可以在大鼠测试个体中观察到骨生长，且在第8周时通过用手触诊脊椎部分证实了融合。在植入物的各侧具有67mg Oxy133的植入物得到相似结果；且

图7展示根据本文所述的植入物，在植入物各侧上具有125mg Oxy133的抗压缩植入物的调配物的用途。如图7所示，在大鼠两级脊椎模型中，在后外侧间隙中植入植入物引起脊椎融合。在植入后4周和8周时可以在大鼠测试个体中观察到骨生长，且在第8周时通过用手触诊脊椎部分证实了融合。

应理解，这些图可能不是按比例的。另外，图中物体之间的关系可能不是按比例的，且实际上在尺寸上可能具有相反的关系。这些图旨在帮助理解和明确所示各物体的结构，且因此，为了展示结构的某一特定特征，可能将一些特征放大了。

具体实施方式

出于本说明书和所附权利要求书的目的，除非另有指示，否则在本说明书和权利要求书中使用的所有表达成分的量、材料的百分比或比例、反应条件和其它数值的数字应理解为在所有情形下由术语“约”修饰。因此，除非相反地指示，否则以下说明书和所附权利要求书中所阐述的数字参数是可能视试图通过本申请获得的所需特性而变化的近似值。最低限度地，并且不试图限制等效物原则应用于权利要求书的范围，每个数值参数都应至少根据所报告的有效数字的数目且通过应用一般四舍五入技术来解释。

尽管阐述本申请的广泛范围的数字范围和参数是近似值，但具体实例中所阐述的数值是尽可能精确地报告的。然而，任何数值，本身含有某些必然产生于其相应测试测量值中存在的标准差的误差。此外，本文中所公开的所有范围都应理解为涵盖其中所包含的任何和所有子范围。举例来说，范围“1到10”包括最小值1和最大值10之间的任何和所有子范围(且包括最小值1和最大值10)，即，具有最小值等于或大于1且最大值等于或小于10的任何和所有子范围，例如5.5到10。

定义

应注意，除非明确地且不含糊地限制于一个(种)指示物，否则如本说明书和所附权利要求书中所用，单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”包括多个(种)指示物。因此，例如，提到“一植入物”包括一种、两种、三种或超过三种植入物。

如本文所用，术语“生物活性剂”一般是指任何改变患者的生理机能的物质。在本文中术语“生物活性剂”可以与术语“治疗剂”、“治疗有效量”和“活性药物成分”、“API”或“药物”可互换使用。

术语“可生物降解”包括通过酶作用、通过水解作用和/或通过人体内的其它类似机制而随时间降解的化合物或组分。在各个实施例中，“可生物降解”包括随着细胞(例如骨细胞)浸润组分可在体内分解或降解成无毒组分并使缺损得以修复的组分。“生物溶蚀性”意指化合物或组分将至少部分地由于接触周围组织中所见的物质、流体或通过细胞作用而随时间溶蚀或降解。“生物可吸收”意指化合物或组分将在人体内被例如细胞或组织分解和吸收。“生物相容性”是指化合物或组分不会在目标组织部位引起显著组织刺激或坏死和/或不会致癌。

如本文所使用，术语“烃基”是指通过从母烷烃、烯烃或炔烃的单个碳原子去除一氢原子衍生的饱和或不饱和、支链、直链或环状单价烃基。典型烃基包括但不限于甲基；乙基，如乙烷基、乙烯基、乙炔基；丙基，如丙-1-基、丙-2-基、环丙-1-基、丙-1-烯-1-基、丙-1-烯-2-基、丙-2-烯-1-基、环丙-1-烯-1-基；环丙-2-烯-1-基、丙-1-炔-1-基、丙-2-炔-1-基等；丁基，如丁-1-基、丁-2-基、2-甲基-丙-1-基、2-甲基-丙-2-基、环丁-1-基、丁-1-烯-1-基、丁-1-烯-2-基、2-甲基-丙-1-烯-1-基、丁-2-烯-1-基、丁-2-烯-2-基、丁-1,3-二烯-1-基、丁-1,3-二烯-2-基、环丁-1-烯-1-基、环丁-1-烯-3-基、环丁-1,3-二烯-1-基、丁-1-炔-1-基、丁-1-炔-3-基、丁-3-炔-1-基等；和类似基团。在指定具体饱和度的情况下，使用命名法“烯基”和/或“炔基”，如下文所定义。在一些实施例中，烃基是(C1-C40)烃基。在一些实施例中，烃基为(C1-C6)烃基。

如本文所使用，术语“烷基”是指通过从母烷烃的单个碳原子去除一个氢原子衍生的饱和支链、直链或环状烃基。典型烷基包括但不限于，甲烷基；乙烯基；丙烷基，如丙-1-基、丙-2-基(异丙基)、环丙-1-基等；丁烷基，如丁-1-基、丁-2-基(仲丁基)、2-甲基-丙-1-基(异丁基)、2-甲基-丙-2-基(叔丁基)、环丁-1-基等；以及类似基团。在一些实施例中，烷基是(C1-C40)烷基。在一些实施例中，烷基是(C1-C6)烷基。

如本文所使用，术语“烯基”是指通过从母烯烃的单个碳原子去除一个氢原子衍生的具有至少一个碳-碳双键的不饱和支链、直链或环状烃基。所述基团可关于一个或多个双键呈顺式或反式构象。典型烯基包括但不限于乙烯基；丙烯基，如丙-1-烯-1-基、丙-1-烯-2-基、丙-2-烯-1-基、丙-2-烯-2-基、环丙-1-烯-1-基；环丙-2-烯-1-基；丁烯基，如丁-1-烯-1-基、丁-1-烯-2-基、2-甲基-丙-1-烯-1-基、丁-2-烯-1-基、丁-2-烯-1-基、丁-2-烯-2-基、丁-1,3-二烯-1-基、丁-1,3-二烯-2-基、环丁-1-烯-1-基、环丁-1-烯-3-基、环丁-1,3-二烯-1-基等；以及类似基团。在一些实施例中，烯基是(C2-C40)烯基。在一些实施例中，烯基为(C2-C6)烯基。

如本文所使用，术语“炔基”是指通过从母炔烃的单个碳原子去除一个氢原子衍生的具有至少一个碳-碳三键的不饱和支链、直链或环状烃基。典型炔基包括但不限于，乙炔基；丙炔基，如丙-1-炔-1-基、丙-2-炔-1-基等；丁炔基，如丁-1-炔-1-基、丁-3-炔-1-基等；以及类似基团。在一些实施例中，炔基是(C2-C40)炔基。在一些实施例中，炔基是(C2-C6)炔基。

如本文所使用，术语“烃二基”是指通过从母烷烃、烯烃或炔烃的两个不同碳原子分别去除一个氢原子，或通过从母烷烃、烯烃或炔烃的单个碳原子去除两个氢原子衍生的饱和或不饱和、支链、直链或环状二价烃基。所述两个单价基团中心或所述二价基团中心各自的价态可以与相同或不同原子形成键。典型烃二基包括但不限于甲烷二基；乙基二基，如乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、乙烯-1,1-二基、乙烯-1,2-二基；丙基二基，如丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-2,2-二基、丙烷-1,3-二基、环丙烷-1,1-二基、环丙烷-1,2-二基、丙-1-烯-1,1-二基、丙-1-烯-1,2-二基、丙-2-烯-1,2-二基、丙-1-烯-1,3-二基、环丙-1-烯-1,2-二基、环丙-2-烯-1,2-二基、环丙-2-烯-1,1-二基、丙-1-炔-1,3-二基等；丁基二基，如丁烷-1,1-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、丁烷-2,2-二基、2-甲基-丙-1,1-二基、2-甲基-丙-1,2-二基、环丁烷-1,1-二基、环丁烷-1，2-二基、环丁烷-1,3-二基、丁-1-烯-1,1-二基、丁-1-烯-1,2-二基、丁-1-烯-1,3-二基、丁-1-烯-1,4-二基、2-甲基-丙-1-烯-1,1-二基、2-亚甲基-丙-1,1-二基、丁-1,3-二烯-1,1-二基、丁-1,3-二烯-1,3-二基、环丁-1-烯-1,2-二基、环丁-1-烯-1,3-二基、环丁-2-烯-1,2-二基、环丁-1,3-二烯-1,2-二基、环丁-1,3-二烯-1,3-二基、丁-1-炔-1,3-二基、丁-1-炔-1,4-二基、丁-1,3-二炔-1,4-二基等；以及类似基团。在指定具体饱和度的情况下，使用命名法烷二基、烯二基和/或炔二基。在一些实施例中，烃二基是(C1-C40)烃二基。在一些实施例中，烃二基是(C1-C6)烃二基。还涵盖基团中心在末端碳处的饱和非环状烷二基，例如甲烷二基(甲桥)；乙烷-1,2-二基(乙桥)；丙烷-1,3-二基(丙桥)；丁烷-1,4-二基(丁桥)；以及类似基团(又称亚烃基(alkyleno)，定义如下)。

如本文所用，术语“亚烃基”是指通过从直链母烷烃、烯烃或炔烃的两个末端碳原子中的每个去除一个氢原子衍生的具有两个末端单价基团中心的直链烃二基。典型亚烃基包括但不限于，甲桥；亚乙基，如乙桥、乙烯桥(etheno)、乙炔桥(ethyno)；亚丙基，如丙桥、亚丙[1]烯基、亚丙[1,2]二烯基、亚丙[1]炔基等；亚丁基，如丁桥、亚丁[1]烯基、亚丁[2]烯基、亚丁[1,3]二烯基、亚丁[1]炔基、亚丁[2]炔基、亚丁[1,3]二炔基等；以及类似基团。在指定具体饱和度情况下，使用命名法亚烷基、亚烯基和/或亚炔基。在一些实施例中，亚烃基是(C1-C40)亚烃基。在一些实施例中，亚烃基是(C1-C6)亚烃基。

如本文所使用，术语“杂烃基(heteroalkyl)”、“杂烷基(heteroalkanyl)”、“杂烯基”、“杂烷基(heteroalkanyl)”、“杂烃二基”及“亚杂烃基”分别是指一个或多个碳原子各自独立地被相同或不同杂原子基团置换的烃基(alkyl)、烷基(alkanyl)、烯基、炔基、烃二基及亚烃基。可以包括在这些基团中的典型杂原子基团包括但不限于，—O—、—S—、—O—O—、—S—S—、—O—S—、—NR'、═N—N═、—N═N—、—N(O)N—、—N═N—NR'—、—PH—、—P(O)2—、—O—P(O)2—、—SH2—、—S(O)2—、—SnH2—或类似基团，其中R'各自独立地是氢、烃基、烷基、烯基、炔基、芳基、芳基芳基、芳基烃基、杂芳基、杂芳基烷基或杂芳基-杂芳基，如本文所定义。

如本文所使用，术语“芳基”是指通过从母芳香环系统的单个碳原子去除一个氢原子衍生的单价芳香烃基团。典型芳基包括(但不限于)衍生自以下的基团：乙烯合蒽、乙烯合萘、乙烯合菲、蒽、薁、苯、屈、六苯并苯、荧蒽、芴、稠六苯、己芬、亚己基、不对称引达省(as-indacene)、对称引达省(s-indacene)、茚满、茚、萘、并八苯、辛芬、辛搭烯、卵苯、戊-2,4-二烯、并五苯、并环戊二烯、戊芬、苝、丙烯合萘、菲、苉、七曜烯、芘、皮蒽、茹、三亚苯、三萘等等。在一些实施例中，芳基为(C5-C14)芳基或(C5-C10)芳基。一些优选的芳基是苯基和萘基。

如本文所使用，术语“芳二基”是指通过从母芳香环系统的两个不同碳原子分别去除一个氢原子或通过从母芳香环系统的单个碳原子去除两个氢原子衍生的二价芳香烃基团。两个单价基团中心或二价中心的每个价态可与一个或多个相同或不同原子形成键。典型芳二基包括但不限于衍生自以下的二价基团：乙烯合蒽、乙烯合萘、乙烯合菲、蒽、薁、苯、屈、六苯并苯、丙二烯合茀、氟、稠六苯、己芬、亚己基、不对称引达省、对称引达省、茚满、茚、萘、并八苯、辛芬、辛搭烯、卵苯、戊-2,4-二烯、并五苯、并环戊二烯、戊芬、苝、丙烯合萘、菲、苉、七曜烯、芘、皮蒽、茹、联伸三苯、三萘等等。在一些实施例中，芳二基为(C5-C14)芳二基或(C5-C10)芳二基。举例来说，一些优选的芳二基是衍生自苯和萘的二价基团，尤其是苯-1,4-二基、萘-2,6-二基和萘-2,7-二基。

如本文所使用，术语“亚芳基(arydeno)”是指通过从母芳香环系统的两个相邻碳原子分别去除一个氢原子衍生的具有两个相邻单价基团中心的二价桥基。将亚芳基桥基，例如亚苯基连接至母芳香环系统，例如苯，得到稠合芳香环系统，例如萘。假定桥具有与其连接到所得稠合环系统一致的最大数量的非累积双键。为避免碳原子的两次计数，当通过将包括替代取代基的结构上的两个相邻取代基连在一起形成亚芳基取代基时，亚芳基桥的碳原子代替所述结构的桥连碳原子。举例而言，考虑以下结构：

其中R¹单独存在时是氢，或与R²一起时是(C5-C14)亚芳基；且R²单独存在时是氢，或与R¹一起时是(C5-C14)亚芳基。

当R¹和R²各自是氢时，所得化合物是苯。当R¹与R²一起是C6亚芳基(亚苯基)时，所得化合物是萘。当R¹与R²一起是C10亚芳基(亚萘基)时，所得化合物是蒽或菲。典型的亚芳基包括但不限于乙烯合蒽并、乙烯合萘并、乙烯合菲并、蒽并、薁并、亚苯基(苯并)、屈并、六苯并苯并、荧蒽并、芴并、稠六苯并、己芬并、亚己基、不对称引达省并(as-indaceno)、对称引达省并(s-indaceno)、茚并、萘(萘并)、并八苯并、辛芬并、辛搭烯并、卵苯并、戊-2,4-二烯并、并五苯并、并环戊二烯并、戊芬并、苝并、丙烯合萘并、菲并、苉并、七曜烯并、芘并、皮蒽并、茹并、三亚苯并、三萘并或类似基团。在指定具体连接的情况下，所涉及的桥接碳原子(亚芳基桥的桥连碳原子)在括号中指示，例如[1,2]亚苯基([1,2]苯并)、[1,2]萘并、[2,3]萘并等。因此，在以上实例中，当R¹与R²一起是[2,3]萘并时，所得化合物是蒽。当R¹与R²一起是[1,2]萘并时，所得化合物是菲。在一个优选实施例中，亚芳基是(C5-C14)，甚至更优选的是(C5-C10)。

如本文所使用，术语“芳基芳基”是指通过从环系统的单个碳原子去除一个氢原子得到的单价烃基，在所述环系统中，两个或更多个相同或不相同的母芳香环系统通过单键直接接合在一起，其中此类直接环接合点的数量小于所涉及的母芳香环系统的数量。典型芳基芳基包括但不限于联苯、联三苯、苯基-萘基、联萘、联苯-萘基等。当指定构成芳基芳基的碳原子的数量时，所述数量是指构成每个母芳香环的碳原子数。举例来说，(C1-C14)芳基芳基是每个芳香环包含5至14个碳的芳基芳基，例如联苯、联三苯、联萘、苯基萘基等。在一些实例中，芳基芳基的每个母芳香环系统独立地是(C5-C14)芳香基或(C1-C10)芳香基。一些优选的是所有母芳香环系统都相同的芳基芳基，例如联苯、联三苯、联萘、联三萘等。

如本文所使用，术语“联芳基”是指具有通过单键直接接合在一起的两个相同母芳香族系统的芳基芳基。典型的联芳基包括但不限于联苯、联萘、联蒽等。在一些实例中，芳香环系统是(C5-C14)芳香环或(C5-C10)芳香环。一个优选的联芳基为联苯基。

如本文所使用，术语“芳基烃基”是指键结至碳原子，典型地末端或spa碳原子的一个氢原子被芳基置换的非环状烃基。典型芳基烃基包括但不限于苯甲基、2-苯基乙烷-1-基、2-苯基乙烯-1-基、萘甲基、2-萘基乙烷-1-基、2-萘基乙烯-1-基、萘并苯甲基、2-萘并苯基乙烷-1-基等等。在指定具体烃基部分的情况下，使用命名法芳基烷基、芳基烯基和/或芳基炔基。在一些实施例中，芳基烃基是(C6-C40)芳基烃基，例如芳基烃基的烷基、烯基或炔基部分是(C1-C26)并且芳基部分是(C5-C14)。在一些优选实施例中，芳基烃基为(C6-C13)，例如芳基烃基的烷基、烯基或炔基部分为(C1-C3)且芳基部分为(C5-C10)。

如本文所使用，术语“杂芳基”是指通过从母杂芳香环系统的单个原子去除一个氢原子衍生的单价杂芳香族基团。典型杂芳基包括但不限于衍生自以下的基团：吖啶、砷哚、氮杂芴、β-咔啉、色烷、色烯、噌啉、呋喃、咪唑、吲唑、吲哚、吲哚啉、吲哚嗪、异苯并呋喃、异色烯、异吲哚、异吲哚啉、异喹啉、异噻唑、异噁唑、萘啶、噁二唑、噁唑、萘嵌间二氮杂苯、啡啶、啡啉、吩嗪、酞嗪、喋啶、嘌呤、吡喃、吡嗪、吡唑、哒嗪、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯嗪、喹唑啉、喹啉、喹嗪、喹喏啉、四唑、噻二唑、噻唑、吩、三唑、二苯并哌喃等等。在一些实施例中，杂芳基为5-14元杂芳基，其中尤其优选的是5-10元杂芳基。一些优选的杂芳基是衍生自任何环杂原子是氮的母杂芳香环系统，如咪唑、吲哚、吲唑、异吲哚、萘啶、蝶啶、异喹啉、酞嗪、嘌呤、吡唑、吡嗪、哒嗪、吡啶、吡咯、喹唑啉、喹啉等的基团。

如本文所使用，术语“杂芳二基”是指通过从母杂芳香环系统的两个不同原子中的每个去除一个氢原子或通过从母杂芳香环系统的单个原子去除两个氢原子衍生的二价杂芳族基团。两个单价基团中心或单个二价中心的每个价态可与一个或多个相同或不同原子形成键。典型杂芳二基包括但不限于，衍生自吖啶、砷哚、咔唑、β-咔啉、色烷、色烯、噌啉、呋喃、咪唑、吲唑、吲哚、吲哚啉、吲哚嗪、异苯并呋喃、异色烯、异吲哚、异吲哚啉、异喹啉、异噻唑、异噁唑、萘啶、噁二唑、噁唑、萘嵌间二氮杂苯、菲啶、菲咯啉、吩嗪、酞嗪、蝶啶、嘌呤、吡喃、吡嗪、吡唑、哒嗪、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯嗪、喹唑啉、喹啉、喹嗪、喹喏啉、四唑、噻二唑、噻唑、噻吩、三唑、氧杂蒽等的二价基团。在一些实施例中，杂芳二基为5-14元杂芳二基或5-10元杂芳二基。一些优选的杂芳二基为衍生自任何环杂原子为氮的母杂芳环系统，如咪唑、吲哚、吲唑、异吲哚、萘啶、蝶啶、异喹啉、酞嗪、嘌呤、吡唑、吡嗪、哒嗪、吡啶、吡咯、喹唑啉、喹啉等的二价基团。

如本文所使用，术语“亚杂芳基”是指通过从母杂杂芳香环系统的两个相邻原子中的每个去除一个氢原子衍生的具有两个相邻单价基团中心的二价桥连基团。将亚杂芳基桥连基团，例如吡啶并连接至母芳香环系统，例如苯，产生稠合杂芳香环系统，例如喹啉。假定桥具有与其连接到所得稠合环系统一致的最大数量的非累积双键。为避免环原子的两次计数，当通过将包括替代取代基的结构上的两个相邻取代基连在一起形成亚杂芳基取代基时，亚杂芳基桥的环原子置换所述结构的桥连环原子。举例而言，考虑以下结构：

其中R¹单独存在时是氢，或与R²一起时是5-14元亚杂芳基；且R²单独存在时是氢，或与R¹一起时是5-14元亚杂芳基；

当R¹和R²各自是氢时，所得化合物是苯。当R¹与R²一起是6元亚杂芳基吡啶并)时，所得化合物是异喹啉、喹啉或喹嗪。当R¹与R²一起是10元亚杂芳基(例如异喹啉)时，所得化合物是例如吖啶或菲啶。典型亚杂芳基包括但不限于吖啶并、咔唑并、β-咔啉并、色烯并、噌啉并、呋喃、咪唑并、亚吲唑基、亚吲哚基、吲哚嗪并、异苯并呋喃并、异色烯并、亚异吲哚基、异喹啉并、亚异噻唑基、亚异噁唑基、萘啶并、亚噁二唑基、亚噁唑基、萘嵌间二氮杂苯并、菲啶并、菲咯啉并、吩嗪并、酞嗪并、蝶啶并、嘌呤并、吡喃并、吡嗪并、亚吡唑基、哒嗪并、吡啶并、嘧啶并、亚吡咯基、吡咯嗪并、喹唑啉并、喹啉并、喹嗪并、喹喏啉并、亚四唑基、亚噻二唑基、亚噻唑基、噻吩并、亚三唑基、氧杂蒽并等等。在指定具体连接的情况下，所涉及的桥连原子(亚杂芳基桥的桥连原子)在括号中指示，例如[1,2]吡啶并、[2,3]吡啶并、[3,4]吡啶并等。因此，在以上实例中，当R¹与R²一起是[1,2]吡啶并时，所得化合物是喹嗪。当R¹与R²一起是[2,3]吡啶并时，所得化合物是喹啉。当R¹与R²连在一起是[3,4]吡啶并时，所得化合物是异喹啉。在优选实施例中，亚杂芳基为5-14元亚杂芳基，或5-10元亚杂芳基。一些优选的亚杂芳基是衍生自任何环杂原子是氮的母杂芳香环系统的基团，如咪唑并、吲哚并、吲唑并、异吲哚并、萘啶并、蝶啶并、异喹啉并、酞嗪并、嘌呤并、吡唑并、吡嗪并、哒嗪并、pyndmo、吡咯并、喹唑啉并、喹啉并等。

如本文所使用，术语“杂芳基-杂芳基”是指通过从环系统的单个原子去除一个氢原子得到的单价杂芳香族基团，在所述环系统中，两个或更多个相同或不相同的母杂芳香环系统是通过单键直接接合在一起，其中此类直接环接合点的数量小于所涉及的母杂芳香环系统的数量。典型的杂芳基-杂芳基包括但不限于联吡啶基、三吡啶基、吡啶基嘌呤基、联嘌呤基等。当指定环原子的数量时，所述数量是指构成每个母杂芳香环系统的原子的数量。举例来说，5-14元杂芳基-杂芳基是每个母杂芳香环系统包含5到14个原子的杂芳基-杂芳基，例如联吡啶基、联三吡啶基等。在一些实施例中，每个母杂芳香环系统独立地是5-14元杂芳香基，更优选是5-10元杂芳香基。另外优选的是所有母杂芳环系统都相同的杂芳基-杂芳基。一些优选的杂芳基-杂芳基是每个杂芳基衍生自任何环杂原子是氮的母杂芳香环系统，如咪唑、吲哚、吲唑、异吲哚、萘啶、蝶啶、异喹啉、酞嗪、嘌呤、吡唑、吡嗪、哒嗪、吡啶、吡咯、喹唑啉、喹啉等的基团。

如本文所使用，术语“联杂芳基”是指具有两个相同母杂芳香环系统通过单键直接接合在一起的杂芳基-杂芳基。典型的联杂芳基包括但不限于联吡啶基、联嘌呤基、联喹啉基等等。在一些实施例中，杂芳香环系统为5-14元杂芳环或5-10元杂芳香环。一些优选的联杂芳基为杂芳基衍生自任何环杂原子为氮的母杂芳香环系统的联杂芳基，如联咪唑基、联吲哚基、联吲唑基、联异吲哚基、联萘啶基、联蝶啶基、联异喹啉基、联酞嗪基、联嘌呤基、联吡唑基、联吡嗪基、联哒嗪基、联吡啶基、联吡咯基、联喹唑啉基、联喹啉基等。

如本文所使用，术语“杂芳基烃基”是指键结至碳原子，典型地末端或sp2碳原子的一个氢原子被杂芳基置换的非环状烃基。在指定具体烃基部分的情况下，使用命名法杂芳基烷基、杂芳基烯基和/或杂芳基炔基。在一些实施例中，杂芳基烃基是6-20元杂芳基烃基，例如，杂芳基烃基的烷基、烯基或炔基部分是1-6元的，并且杂芳基部分是5-14元杂芳基。在一些优选实施例中，杂芳基烃基是6-13元杂芳基烃基，例如，烷基、烯基或炔基部分是1-3元的，并且杂芳基部分是5-10元杂芳基。

如本文所使用，术语“经取代的”是指一个或多个氢原子各自独立地被相同或不同取代基置换的基团。典型的取代基包括但不限于，—X、—R、—O-、═O、—OR、—O—OR、—SR、—S-、═S、—NRR、═NR、全卤(C1-C6)烃基、—CX3、—CF3、—CN、—OCN、—SCN、—NCO、—NCS、—NO、—NO2、═N2、—N3、—S(O)2O-、—S(O)2OH、—S(O)2R、—C(O)R、—C(O)X、—C(S)R、—C(S)X、—C(O)OR、—C(O)O-、—C(S)OR、—C(O)SR、—C(S)SR、—C(O)NRR、—C(S)NRR以及—C(NR)NRR，其中各个X独立地是卤素(例如—F或—Cl)且各个R独立地为氢、烃基、烷基、烯基、烷基、芳基、芳基烃基、芳基芳基、杂芳基、杂芳基烃基或杂芳基-杂芳基，如本文所定义。取代任何特定基团的实际取代基将取决于被取代的基团的身份。

如本文所用，术语“溶剂化物”是指包含一个或多个本公开的化合物分子与一个或多个溶剂分子的聚集物。溶剂可以是水，在这种情况下溶剂化物可以是水合物。或者，溶剂可以是有机溶剂。因此，本公开的化合物可以作为水合物以及对应的溶剂化形式存在，所述水合物包括一水合物、二水合物、半水合物、倍半水合物、三水合物、四水合物或类似物。本公开的化合物可以是真溶剂化物，而在其它情况下，本公开的化合物可能仅保留外来水或是水加一些外来溶剂的混合物。

如本文所使用，术语“氧化固醇”意图涵盖氧化胆固醇的一种或多种形式。本文所述的氧化固醇是独立地或共同地对患者的骨生长有活性，如WO 2013169399 A1中所描述。

氧化固醇可呈药学上可接受的盐形式。药学上可潜在接受的盐的一些实例包括基本上不会增加化合物的毒性的那些成盐酸和碱，如碱金属如镁、钾及铵的盐；无机酸如盐酸、氢碘酸、氢溴酸、磷酸、偏磷酸、硝酸及硫酸的盐；以及有机酸如酒石酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸、苯甲酸、甘醇酸、葡糖酸、古洛糖酸、琥珀酸、芳基磺酸，例如对甲苯磺酸等的盐。

氧化固醇的药学上可接受的盐包括由药学上可接受的无毒碱或酸，包括无机或有机碱、无机或有机酸和脂肪酸制备的盐。衍生自无机碱的盐包括铝、铵、钙、铜、铁、亚铁、锂、镁、锰盐、亚锰、钾、钠、锌盐等等。衍生自药学上可接受的有机无毒碱的盐包括以下的盐：伯胺、仲胺和叔胺、被取代的胺(包括天然产生的经取代的胺)、环状胺和碱性离子交换树脂，如精氨酸、甜菜碱、咖啡碱、胆碱、N,N'-二苯甲基乙二胺、二乙胺、2-二乙基氨基乙醇、2-二甲基氨基乙醇、乙醇胺、乙二胺、N-乙基-吗啉、N-乙基哌啶、还原葡糖胺、葡糖胺、组氨酸、海巴明(hydrabamine)、异丙胺、赖氨酸、甲基葡糖胺、吗啉、哌嗪、哌啶、聚胺树脂、普鲁卡因(procaine)、嘌呤、可可豆碱、三乙胺、三甲胺、三丙胺、缓血酸胺等等。当本申请的化合物呈碱性时，盐可由药学上可接受的无毒酸，包括无机酸和有机酸制备。此类酸包括乙酸、苯磺酸、苯甲酸、樟脑磺酸、柠檬酸、乙磺酸、甲酸、反丁烯二酸、葡糖酸、谷氨酸、氢溴酸、盐酸、羟乙基磺酸、乳酸、顺丁烯二酸、苹果酸、扁桃酸、甲烷磺酸、丙二酸、粘液酸、硝酸、双羟萘酸、泛酸、磷酸、丙酸、琥珀酸、硫酸、酒石酸、对甲苯磺酸、三氟乙酸等。也可以使用脂肪酸盐，例如具有超过2个碳、超过8个碳或超过16个碳的脂肪酸盐，如丁酸盐、己酸盐、辛酸盐、癸酸盐、月桂酸盐、肉豆蔻酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐、二十烷酸盐等。

在一些实施例中，为了降低氧化固醇的溶解度以辅助获得受控的释放储库作用，将氧化固醇作为游离碱使用或在相对较低溶解度的盐中使用。举例来说，本申请可利用不可溶盐，如脂肪酸盐。代表性脂肪酸盐包括油酸盐、亚油酸盐，或具有8到20个之间的碳溶解度的脂肪酸盐，如棕榈酸盐或硬脂酸盐。

如本文所使用，术语“生物活性”组合物或“药物”组合物可互换使用。两个术语均指可向个体投予的组合物。生物活性或药物组合物在本文中有时被称为本公开的“药物组合物”或“生物活性组合物”。有时，短语“投予Oxy133”在本文中用于将此化合物投予给个体(例如，使个体与所述化合物接触、注射所述化合物、以植入物形式投予所述化合物等)的上下文中。应理解用于这种用途的化合物通常可呈包含氧化固醇(例如Oxy133)的药物组合物或生物活性组合物的形式。

“治疗有效量”或“有效量”使得当投予时，氧化固醇(例如Oxy133)引起生物活性的改变，例如增强骨生长等。取决于多种因素，包括药物的投予的药物动力学特性、投药途径、患者的状况和特征(性别、年龄、体重、健康状况、体格等)和症状的程度、并行治疗、治疗的频率以及所期望的效果，向患者投予的剂量可呈单次剂量或多次剂量形式。在一些实施例中，调配物被设计用于立即释放。在其它实施例中，调配物被设计用于持续释放。在其它实施例中，调配物包含一个或多个立即释放表面和一个或多个持续释放表面。

“储库”包括但不限于胶囊、微米球、微米粒子、微胶囊、微纤维粒子、纳米球、纳米粒子、涂层、基质、粉片、丸剂、团粒、乳液、脂质体、胶束、凝胶或其它药物递送组合物，或其组合。适用于储库的材料理想地是药学上可接受的可生物降解和/或任何可生物吸收材料，优选为FDA批准的材料或GRAS材料。这些材料可为聚合材料或非聚合材料，以及合成或天然产生的材料，或其组合。在一些实施例中，基质可以是可生物降解储库。

如本文所用，术语“可植入”是指可能成功放置于哺乳动物体内的生物相容性装置(例如植入物)。如本文所用，表述“可植入装置”和类似意义的表述是指能通过手术、注射或其它合适手段植入的物体，所述物体通过其物理存在或机械特性实现主要功能。

“局部”递送包括这样一种递送，其中将一种或多种药物沉积于组织，例如骨腔内，或与所述组织极为接近(例如，在约0.1cm范围内，或优选在约10cm范围内)。举例来说，从植入物局部递送的氧化固醇剂量可比口服剂量或可注射剂量低例如10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、99％、99.9％或99.999％。

术语“哺乳动物”是指来自分类学种类“哺乳动物”的生物体，包括但不限于人类、其它灵长类动物，如猴、黑猩猩、猿、猩猩和猴，大鼠、小鼠、兔、猫、狗、猪、牛、马等。

术语“粒子”是指具有规则、不规则或任意几何结构的所有形状、尺寸、厚度及构造的物质小块，如纤维、螺纹、窄条、薄片、片段、碎片等。应理解，在制造所述粒子时将存在一些尺寸变化，且展现此类尺寸变化的粒子属于本申请的范围内。举例来说，矿物质粒子(例如陶瓷)可为约0.5mm到约1.5mm。在一些实施例中，矿物质粒子可为约0.2mm到约0.5mm。

在一些实施例中，医疗装置包含基质。本申请的“基质”被用作骨和/或软骨修复、再生和/或加强的支架。典型地，基质提供互连孔隙的3-D基质，其充当细胞迁移的支架。基质的形态引导细胞迁移且细胞能够分别迁移到基质中或基质上。接着，细胞能够增殖且合成新组织且形成骨和/或软骨。在一些实施例中，基质为可吸收的。

在一些实施例中，基质可为有延展性的、粘结性的、可流动的和/或可定形为任何形状。术语“有延展性的”包括所述基质能够通过施加压力而从一个形状转变成另一个形状。

如本文所使用，术语“粘结性”意思指，腻子在移动时往往会保持单一、连接的团块形式，包括展现基本上伸长的能力，而且在拉伸时不会断裂。

术语“可成型的”包括基质可以用手或机器定形或以各种各样构造注入到目标组织部位(例如骨缺损、断口或空隙)。在一些实施例中，基质可以定形为片状、块状、环状、支柱、板状、圆盘、锥形、针状物、螺钉、管状、齿状、骨形、部分骨形、楔形、圆柱形、带螺纹的圆柱形或类似物，以及更复杂的几何构造。

氧化固醇可以是“成骨性的”，在此情况下，它可以增强或加速新骨组织的向内生长。

如本文中所使用的术语“P-15”是指与I型胶原蛋白的细胞结合结构域相同的合成15-胺基酸残基。P-15的作用的主要模式是提供锚定，使得细胞可以连接到受质。举例来说，P-15可以被吸附在无机牛骨矿物质(ABM)上且将增强细胞连接和后续细胞活化。

提供用于可植入的抗压缩成骨性医疗材料的新组合物和方法，所述成骨性医疗材料包含可生物降解聚合物、矿物质粒子以及包含氧化固醇的活性剂的组合。

以下章节标题不应视为限制且可以与其它章节标题互换。

氧化固醇

在一些实施例中，植入物可以是可具有较高矿物质含量或同种异体移植物含量但仍能结合且具有粘结性的稳定植入物。在一些实施例中，存在被配置成配合骨缺损处或其附近以促进骨生长的抗压缩植入物。抗压缩植入物包含的呈植入物的约0.1wt％到约20wt％的量的可生物降解聚合物和呈植入物的约5wt％到约90wt％的量的冷冻干燥的氧化固醇。

氧化固醇是由胆固醇氧化衍生物组成的一类分子。氧化固醇参与许多生物过程，并且被发现具有成骨特性。举例来说，一种天然产生的氧化固醇，即20(S)-羟基胆固醇具有成骨特性及抗脂肪生成特性。此类氧化固醇可以用于骨折愈合、长骨融合程序、脊椎融合程序、椎间脊椎融合程序、后外侧脊椎融合程序、颈椎间盘切除和融合程序、牙科程序及颅/颌面程序。

氧化固醇还在多种生理过程，如细胞分化、发炎、细胞凋亡和类固醇产生中起作用。氧化固醇为胆固醇氧化的产物并且在体内由多种细胞类型形成，包括成骨细胞(Schroepfer,《生理学评论(Phyiol Rev)》80:361-554,2000；Bjorkhem和Dicsfalusy,《动脉硬化、血栓与血管生物学(Arterioscler Thromb Vase Biol)》22:734-742,2002)。某些氧化固醇，如20(S)-羟基胆固醇以及22(S)-羟基胆固醇或22(R)-羟基胆固醇诱导多能间充质细胞，如M2-10B4(M2)骨髓基质细胞和C3H10T1/2胚胎成纤维细胞的成骨分化(Kha等人,《骨骼与矿物质研究杂志(J Bone Miner Res)》19:830-840,2004)。氧化固醇可以通过活化刺猬信号传导路径，而刺猬信号传导路径接着调节分别控制成骨分化和脂肪生成分化的总开关，即Runx2和PPARγ，由此诱导间充质干细胞的成骨分化并抑制脂肪生成分化(Richardson等人,《细胞生物化学杂志(J Cell Biochem)》100:1131-1145,2007；Dwyer等人,《生物化学杂志(J Biol Chem)》282:8959-8968,2007；Kim等人,《骨骼与矿物质研究杂志》22:1711-1719,2007)。一些氧化固醇还提供治疗用途，用于治疗骨缺损或如骨质疏松的病症。

本文所述的植入物可用于产生包括氧化固醇的新型治疗性植入物和基质用以诱导局部骨骼形成并治疗骨缺损。氧化固醇被保持在基质中并随时间释放，同时基质允许骨细胞的流入以使骨生长并填充缺损。在一些实施例中，此类应用是基于这些氧化固醇化合物诱导刺猬信号传导路径的能力。在一些实施例中，植入物使间充质干细胞显示成骨细胞分化标记物的诱导性表达。本文所述的植入物和基质可用于多种治疗用途，包括但不限于诱导局部骨骼形成和治疗骨缺损。在一些实施例中，如本文所述的含有氧化固醇的植入物在植入物接触人类或动物细胞时诱导生物反应。在一些实施例中，细胞可为间质干细胞或骨髓基质细胞。在一些实施例中，生物反应包含刺激成骨细胞分化、抑制脂肪细胞分化或刺激软骨形成。在一些实施例中，植入物被配置成在手术部位或骨缺损部位处或附近释放氧化固醇以诱导生物反应的植入物形式。

氧化固醇可以用于诱导全身骨骼形成以治疗骨缺损，如骨质疏松；诱导局部骨骼形成以治疗如骨折不愈合，或其它骨病症，如牙科应用/植入物中的颌骨缺损等病况；以及诱导脊椎融合。在一些实施例中，植入物可包括单独或与一种或多种骨形态生成蛋白或成骨剂组合的氧化固醇。在一些实施例中，在植入物中存在超过一种氧化固醇。在一些实施例中，植入物包括Oxy133。

在一些实施例中，植入物或基质包括帮助骨生成的氧化固醇。在一些实施例中，植入物或基质包括Oxy34、Oxy49和/或Oxy133。在一些实施例中，植入物或基质包括含以下结构的氧化固醇：

或其药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物，其中R1包含具有至少一个碳原子的脂肪族或环状取代基。

在一些实施例中，R包含烃基、杂烃基、烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、炔基、杂炔基、烃二基、杂烃二基、亚烃基、亚杂烃基、芳基、芳二基、亚芳基、芳基芳基、联芳基、芳基烃基、杂芳基、杂芳二基、亚杂芳基、杂芳基-杂芳基、联杂芳基、杂芳基烃基或其组合。在一些实施例中，R取代基包含(C1-C20)烃基或杂烃基、(C2-C20)芳基或杂芳基、(C6-C26)芳基烃基或杂烃基和(C5-C20)芳基烃基或杂芳基-杂烃基、(C4-C10)烃二基或杂烃二基，或(C4-C10)亚烃基或亚杂烃基。R取代基可以是环状或非环状、支链或非支链、经取代或未经取代的芳香族饱和或不饱和链，或其组合。在一些实施例中，R取代基是脂肪族基团。在一些实施例中，R取代基是环状基团。在一些实施例中，R取代基是己基。

本发明包括包括成骨性氧化固醇(例如Oxy133)的植入物或基质，以及其促进活体外成骨分化的能力。Oxy133为尤其有效的成骨剂。在各种应用中，Oxy133适用于治疗将受益于局部骨骼形成刺激的病况，例如脊椎融合、骨折修复、骨再生/组织应用、对于牙科植入物的颌部骨密度加强、骨质疏松等。Oxy133的一个特殊优势在于，当与其它成骨性氧化固醇相比较时，它明显易于合成并且改善融合时间。Oxy133是能够充当用于骨生长的合成代谢治疗剂的小分子并且是用于治疗多种其它病况的有用药剂。

本申请公开的一个方面是一种植入物或基质，包括具有下式的Oxy133：

或其药学上可接受的盐、溶剂化物或水合物。Oxy133可以作为包含Oxy133或其药学上可接受的盐、溶剂化物或水合物及药学上可接受的载剂的生物活性或药物组合物使用。Oxy133具有IUPAC名称(3S,5S,6S,8R,9S,10R,13S,14S,17S)-17-((S)-2-羟基辛-2-基)-10,13-二甲基十六氢-1H-环戊并[a]菲-3,6-二醇.

本公开另一方面是一种用于诱导(刺激、增强)细胞或组织中刺猬(Hh)路径介导的反应的方法，所述方法包含使细胞或组织与治疗有效量的Oxy133接触。细胞或组织可在活体外或在个体，如哺乳动物内。刺猬(Hh)路径介导的反应涉及刺激成骨细胞分化、骨形态生成和/或骨增殖；刺激毛发生长和/或软骨形成；刺激新血管生成，例如血管生成，从而增加缺血组织的血液供应；或抑制脂肪细胞分化、脂肪细胞形态生成和/或脂肪细胞增殖；或刺激祖细胞经历神经形成。Hh介导的反应可包含多种类型的组织中的任一种的再生，用于再生医学。本发明的另一方面为一种用于治疗患有骨病症、骨质减少、骨质疏松或骨折的个体的方法，所述方法包含向个体投予有效量的包含Oxy133的生物活性组合物或药物组合物。可按选定的时间间隔向个体投予治疗有效剂量的呈有效剂型的生物活性组合物或药物组合物，例如以增加骨质量，改善骨质疏松症状，减少、消除、预防或治疗动脉粥样硬化病变等。可按选定的时间间隔向个体投予治疗有效剂量的呈有效剂型的生物活性组合物或药物组合物以改善骨质疏松症状。在一些实施例中，包含Oxy133的组合物可以包括间充质干细胞以在目标手术区域诱导细胞的成骨细胞分化。

在各种方面中，可通过局部投药将Oxy133投予到细胞、组织或器官。举例来说，Oxy133可用乳膏等局部施用，或其可注射或以其它方式直接引入细胞、组织或器官中，或其可使用合适医疗装置，如如本文所论述的植入物来引入。

在一些实施例中，Oxy133的剂量是每天约10pg到每天约80g。在一些实施例中，Oxy133的剂量是每天约1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19.5、20.0、20.5、21.0、21.5、22.0、22.5、23.0、23.5、24.0、24.5、25.0、25.5、26.0、26.5、27.0、27.5、28.0、28.5、29.0、29.5、30.0、30.5、31.0、31.5、32.0、32.5、33.0、33.5、34.0、34.5、35.0、35.5、36.0、36.5、37.0、37.5、38.0、38.5、39.0、39.5、40.0、40.5、41.0、41.5、42.0、42.5、43.0、43.5、44.0、44.5、45.0、45.5、46.0、46.5、47.0、47.5、48.0、48.5、49.0、49.5 50.0、50.5、51.0、51.5、52.0、52.5、53.0、53.5、54.0、54.5、55.0、55.5、56.0、56.5、57.0、57.5、58.0、58.5、59.0、59.5g到每天约60.0克。Oxy133的额外剂量包括每天约2.4ng到每天约50mg；每天约50ng到每天约2.5mg；每天约250ng到每天约250mcg；每天约250ng到每天约50mcg；每天约250ng到每天约25mcg；每天约250ng到每天约1mcg；每天约300ng到每天约750ng或每天约0.50mcg到每天500ng。在各种实施例中，剂量可以是每天约0.01到约10mcg，或每天约1ng到每天约120mcg。在一些实施例中，Oxy133的剂量为更高量。举例来说，在一些实施例中，Oxy133的剂量是每天0.01mg到每天5g。

基质可包含均匀安置于整个基质中或基质的离散区域或离散层中的氧化固醇(例如Oxy133)。在一些实施例中，氧化固醇在整个基质中均匀分布或非均匀分布。可将氧化固醇装载到基质中且其可以占基质总重量的约0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、5.5％、6.0％、6.5％、7.0％、7.5％、8.0％、8.5％、9.0％、9.5％、10.0％、10.5％、11.0％、11.5％、12.0％、12.5％、13.0％、13.5％、14.0％、14.5％、15.0％、15.5％、16.0％、16.5％、17.0％、17.5％、18.0％、18.5％、19.0％、19.5％、20.0％、20.5％、21.0％、21.5％、22.0％、22.5％、23.0％、23.5％、24.0％、24.5％、25.0％、25.5％、26.0％、26.5％、27.0％、27.5％、28.0％、28.5％、29.0％、29.5％、30.0％、30.5％、31.0％、31.5％、32.0％、32.5％、33.0％、33.5％、34.0％、34.5％、35.0％、35.5％、36.0％、36.5％、37.0％、37.5％、38.0％、38.5％、39.0％、39.5％、40.0％、40.5％、41.0％、41.5％、42.0％、42.5％、43.0％、43.5％、44.0％、44.5％、45.0％、45.5％、46.0％、46.5％、47.0％、47.5％、48.0％、48.5％、49.0％、49.5％、50.0％、50.5％、51.0％、51.5％、52.0％、52.5％、53.0％、53.5％、54.0％、54.5％、55.0％、55.5％、56.0％、56.5％、57.0％、57.5％、58.0％、58.5％、59.0％、59.5％到约60％w/v、w/w和/或v/v。

在一些实施例中，可将氧化固醇装载到基质中且其占约5wt％到约80wt％，或约5wt％到约90wt％。在一些实施例中，可将高浓度的氧化固醇装载到基质中且其占基质的约20wt％到约99wt％。在一些实施例中，可将氧化固醇以基质的约50wt％到约90wt％的量装载到基质中。在一些实施例中，可将氧化固醇以约20wt％到约30wt％、约30wt％到约40wt％、约40wt％到约50wt％、约50wt％到约60wt％、约60wt％到约70wt％、约70wt％到约80wt％、约80wt％到约90wt％，或约90wt％到约99wt％的量装载到基质中。在一些实施例中，氧化固醇可以基质的约20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95到约99wt％的量装载到基质中。

可将氧化固醇装载到基质中且其可以占基质的约0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19.5、20.0、20.5、21.0、21.5、22.0、22.5、23.0、23.5、24.0、24.5、25.0、25.5、26.0、26.5、27.0、27.5、28.0、28.5、29.0、29.5、30.0、30.5、31.0、31.5、32.0、32.5、33.0、33.5、34.0、34.5、35.0、35.5、36.0、36.5、37.0、37.5、38.0、38.5、39.0、39.5、40.0、40.5、41.0、41.5、42.0、42.5、43.0、43.5、44.0、44.5、45.0、45.5、46.0、46.5、47.0、47.5、48.0、48.5、49.0、49.5、50.0、50.5、51.0、51.5、52.0、52.5、53.0、53.5、54.0、54.5、55.0、55.5、56.0、56.5、57.0、57.5、58.0、58.5、59.0、59.5到约60mg/cc。在一些实施例中，氧化固醇可以约400mg/cc的量装载到基质中。在一些实施例中，氧化固醇可以约60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490到约500mg/cc的量装载到基质中。在一些实施例中，可以将400mg/cc装载到基质中。

可将氧化固醇装载到基质中且其可占约1.0mg/cc到约1.0g/cc。在一些实施例中，可将氧化固醇装载到基质中且其可占约1.0mg/cc到约50mg/cc、约1.0mg/cc到约100mg/cc、约1.0mg/cc到约200mg/cc、约1.0mg/cc到约300mg/cc、约1.0mg/cc到约400mg/cc、约1.0mg/cc到约500mg/cc、约1.0mg/cc到约600mg/cc、约1.0mg/cc到约700mg/cc、约1.0mg/cc到约800mg/cc、约1.0mg/cc到约900mg/cc、约1.0mg/cc到约1g/cc、约100mg/cc到约200mg/cc、约100mg/cc到约300mg/cc、约100mg/cc到约400mg/cc、约100mg/cc到约500mg/cc、约100mg/cc到约600mg/cc、约100mg/cc到约700mg/cc、约100mg/cc到约800mg/cc、约100mg/cc到约900mg/cc、约100mg/cc到约1g/cc、约300mg/cc到约to about 400mg/cc、约300mg/cc到约500mg/cc、约300mg/cc到约600mg/cc、约300mg/cc到约700mg/cc、约300mg/cc到约800mg/cc、约300mg/cc到约900mg/cc、约300mg/cc到约1g/cc、约500mg/cc到约600mg/cc、约500mg/cc到约700mg/cc、约500mg/cc到约800mg/cc、约500mg/cc到约900mg/cc、约500mg/cc到约1.0g/cc、约800mg/cc到约900mg/cc，或约900mg/cc到约1.0g/cc。

在一些实施例中，可以将高度浓缩的量的氧化固醇装载到基质中。举例来说，在一些实施例中，氧化固醇以至少500mg/cc的量装载到基质中。在一些实施例中，氧化固醇以约100mg/cc到约1g/cc、约500mg/cc到约900mg/cc，或约600mg/cc到约800mg/cc的量的添加到基质中。在其它实施例中，氧化固醇以约500mg/cc到约600mg/cc、约600mg/cc到约700mg/cc、约700mg/cc到约800mg/cc、约800mg/cc到约900mg/cc，或约900mg/cc到约1g/cc的量添加到基质中。

除化合物Oxy133外，本公开的其它实施例涵盖存在于Oxy133中的任一个立体中心处的任何和所有个别立体异构体，包括所述化合物的非对映异构体、外消旋体、对映异构体和其它异构体。在本发明的实施例中，Oxy133可包括化合物的所有多晶型物、溶剂化物或水合物，如水合物和与有机溶剂形成的那些。

制备盐的能力取决于化合物的酸性或碱性。化合物的合适的盐包括但不限于酸加成盐，如用盐酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸、硫酸、硝酸、磷酸、乙酸、丙酸、乙醇酸、乳酸、丙酮酸、丙二酸、琥珀酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、碳酸、肉桂酸、扁桃酸、甲烷磺酸、乙磺酸、羟基乙磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、环己烷氨基磺酸、水杨酸、对氨基水杨酸、2-苯氧基苯甲酸和2-乙酰氧基苯甲酸制成的盐；用糖精制成的盐；碱金属盐，如钠盐和钾盐；碱土金属盐，如钙盐和镁盐；以及与有机配体或无机配体形成的盐，如季铵盐。其它合适的盐包括但不限于所述化合物的乙酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、碳酸氢盐、硫酸氢盐、酒石酸氢盐、硼酸盐、溴化物、乙二胺四乙酸钙、樟脑磺酸盐、碳酸盐、氯化物、棒酸盐、柠檬酸盐、二盐酸盐、乙二胺四乙酸盐、乙二磺酸盐、依托酸盐、乙磺酸盐、反丁烯二酸盐、葡庚糖酸盐、葡糖酸盐、谷氨酸盐、乙内酰胺苯胂酸盐、己基间苯二酚酸盐、海巴明、氢溴酸盐、盐酸盐、羟基萘甲酸盐、碘化物、羟乙磺酸盐、乳酸盐、乳糖酸盐、月桂酸盐、苹果酸盐、顺丁烯二酸盐、杏仁酸盐、甲磺酸盐、甲基溴化物、甲基硝酸盐、甲基硫酸盐、半乳糖二酸盐、萘磺酸盐、硝酸盐、N-甲基葡糖胺铵盐、油酸盐、双羟萘酸盐(恩波酸盐)、棕榈酸盐、泛酸盐、磷酸盐/二磷酸盐、聚半乳糖醛酸盐、水杨酸盐、硬脂酸盐、硫酸盐、碱式乙酸盐、琥珀酸盐、丹宁酸盐、酒石酸盐、茶氯酸盐、甲苯磺酸盐、三乙碘化物和戊酸盐。

在各种实施例中，Oxy133包括一种或多种生物功能。也就是说，Oxy133可在与间充质干细胞或骨髓基质细胞接触时诱导生物反应。举例来说，Oxy133可以刺激成骨细胞分化。在一些实施例中，当向哺乳动物细胞，例如活体外细胞或人类或动物体内的细胞投予时，包括Oxy133的生物活性组合物可包括一种或多种生物功能。举例来说，这种生物活性组合物可刺激成骨细胞分化。在一些实施例中，这种生物功能可由刺猬路径的刺激引起。

Oxy133的纯化

在一些实施例中，氧化固醇，例如Oxy133是高度纯化的。在一些实施例中，Oxy133可以是经结晶或再结晶的。在一些实施例中，纯化的Oxy133通过在3:1的丙酮/水混合物中再结晶Oxy133而形成，如下文所示：

流程1

如上所示，在结晶时，纯化的Oxy133形成水合物。然而，在一些实施例中，Oxy133是呈无水形式。在一些实施例中，本文所述的Oxy133的任一种结晶形式的结晶度百分比会随Oxy133的总量而变化。

在某些实施例中，Oxy133的盐、水合物、溶剂化物或结晶形式的结晶度百分比可为至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或至少99％。在一些实施例中，结晶度百分比基本上可为100％，基本上100％表明，如使用本领域中已知的方法所能测定的最佳情况下，全部量的Oxy133呈现为结晶的。因此，Oxy133的治疗有效量可包括结晶度不同的量。这些包括一定量呈固体形式的结晶Oxy133随后溶解、部分溶解或悬浮或分散于液体中的情形。

在一个实施例中，纯化的Oxy133以一水合物形式结晶。然而，在其它实施例中，纯化的Oxy133可以其它水合形式，例如二水合物、半水合物、倍半水合物、三水合物、四水合物等等，以及对应的溶剂化形式结晶。在一些实施例中，Oxy133以非晶形式结晶。在其它实施例中，纯化的Oxy133是以共结晶体或药学上可接受的盐形式结晶。

在一些实施例中，可以使用的氧化固醇(例如Oxy133)可呈非晶形式且较快溶解并从基质中释放。例如，经24或48小时内从基质突释约10％、15％、20％、25％、30％、35％、45％到约50％的氧化固醇。

在一些实施例中，未纯化的Oxy133可通过与庚烷混合而固化。产物可随后过滤且悬浮于二氯甲烷中。在一些实施例中，可从悬浮液过滤出未纯化的Oxy133，且使用丙酮和水或其它有机或无机溶剂(例如，乙醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜、氨、叔丁醇、正丙醇、乙醇、甲醇、乙酸或其组合)使其结晶。

在各种实施例中，未纯化的Oxy133可以通过任何其它传统手段分离和纯化。也就是说，可通过过滤；离心；根据相对挥发性蒸馏以分离易挥发液体；结晶；再结晶；蒸发以从非挥发性溶质中去除易挥发液体；溶剂萃取以去除杂质；将组合物溶解于可溶解其它组分的溶剂中，或其它纯化方法将未纯化的Oxy133分离和纯化到所期望的纯度，例如约95％到约99.9％。

在一些实施例中，通过结晶使纯化的Oxy133形成晶体形式，所述结晶通过冷却液体馈料流或添加降低反应混合物中副产物和未使用的反应物的溶解度的沉淀剂来从液体馈料流中分离Oxy133，使得Oxy133形成晶体。在一些实施例中，随后通过过滤或离心将固体晶体与其余液体分离。所述晶体可再溶解于溶剂中且接着再结晶，且随后通过过滤或离心将晶体与其余液体分离以获得高纯度的Oxy133样品。在一些实施例中，然后可以将晶体粒化到所期望的粒度。举例来说，矿物质粒子(例如陶瓷)可为约0.5mm到约1.5mm。在一些实施例中，矿物质粒子可为约0.2mm到约0.5mm。

在一些实施例中，可对未纯化的Oxy133进行纯化，其中纯化的Oxy133以结晶形式形成于溶剂中且接着从溶剂中去除以形成纯度为约98％到约99.99％的高纯度Oxy133。在一些实施例中，Oxy133在纯化之前或之后可以通过过滤或真空过滤回收。

植入物和用途

在一些实施例中，植入物包含为细胞提供组织支架来在体内以三维形式引导组织形成过程的基质。在一些实施例中，植入物提供用于促进骨向内生长的多孔支架。基质的形态引导细胞迁移并且细胞能够分别迁移到基质中或基质上。接着，细胞能够增殖且合成新组织且形成骨和/或软骨。在一些实施例中，一种或多种组织基质彼此堆叠。

在一些实施例中，植入物呈干燥粘结性块体形式。在一些实施例中，植入物包含由可生物降解聚合物、矿物质粒子以及氧化固醇形成的粘结性块体。可生物降解聚合物、矿物质粒子以及氧化固醇包含无需任何额外载体便可形成粘结的块体的纤维、碎屑或粒子。在一些实施例中，所述纤维、碎屑或粒子以使得无需额外密封或粘合剂便可实现可生物降解聚合物、矿物质粒子与氧化固醇之间的粘结的方式加工。在一些实施例中，例如，可将可生物降解聚合物研磨以产生卷曲的纤维。通过相邻纤维、碎屑和/或粒子之间的表面与表面相互作用，纤维和粒子以物理方式缠结。在一些实施例中，在用流体润湿之前，植入物的粘结性是由纤维、薄片和/或粒子的缠结/相互作用产生。因此，在一些实施例中，植入物包含具有能增大表面积且能够以机械方式彼此互锁以形成粘结的块体的尺寸和形状的纤维、碎屑和/或粒子。

在一些实施例中，植入物是由可生物降解聚合物、矿物质粒子以及氧化固醇形成的干燥块体。可生物降解聚合物、矿物质粒子以及氧化固醇各自包含彼此均匀混合的粒子。如图1中所示，基质10的粉末组分包含至少三个已用流体润湿的组分。在一些实施例中，基质10包含可生物降解聚合物12、矿物质粒子14以及氧化固醇16。在一些实施例中，基质还包含可扩展相，例如羧甲基纤维素或其它纤维素衍生物。如图1中所示，基质以可以机械方式彼此结合以提高保持特性的粒子的混合物的形式存在。在一些实施例中，可生物降解聚合物12、矿物质粒子14及氧化固醇16均匀分散，使得一旦基质润湿，植入物就将整体具有均匀的特性。

干燥的植入物材料包括多孔体，包括平均粒径为约0.4mm到约5.0mm的微粒矿物质材料与可生物降解聚合物均匀混合的多孔体。在一些实施例中，矿物质粒子的平均粒度为约0.5mm到约1.5mm。在一些实施例中，矿物质粒子的平均粒度为约125微米到约750微米。

在一些实施例中，微粒矿物质(例如TCP：HA)可以约0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69、0.7、071、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99、1.0、1.25、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.25到约2.5mm的粒度均匀安置于整个基质中。这些粒子可呈颗粒、碎屑、纤维或其组合的形式。

在各种实施例中，可生物降解聚合物的粒度分布可为约10微米、13微米、85微米、100微米、151微米、200微米以及其间所有子范围。在一些实施例中，至少75％的粒子的尺寸为约10微米到约200微米。在一些实施例中，至少85％的粒子的尺寸为约10微米到约200微米。在一些实施例中，至少95％的粒子的尺寸为约10微米到约200微米。在一些实施例中，所有粒子的尺寸为约10微米到约200微米。在一些实施例中，至少75％的粒子的尺寸为约20微米到约180微米。在一些实施例中，至少85％的粒子的尺寸为约20微米到约180微米。在一些实施例中，至少95％的粒子的尺寸为约20微米到约180微米。在一些实施例中，所有粒子的尺寸为约20微米到约180微米。

在一些实施例中，一种或多种氧化固醇的平均粒度可以为例如约2.2微米到约10微米。在一些实施例中，氧化固醇粒子的最小平均粒度为约2.2微米，或约2.5微米，或约3微米，或约4微米。粒子还可具有约10微米，或约8微米，或约7微米，或约5微米的最大平均粒度。在一些实施例中，氧化固醇的粒度为约5微米到30微米，或约2微米到约20微米，或30微米到100微米，然而，在各种实施例中，可使用约1微米到250微米范围内的粒度。在一些实施例中，氧化固醇的粒度为约0.1nm到约1微米以提供增强的溶解且更快地从植入物释放。在一些实施例中，氧化固醇(例如Oxy133)呈纳米粒子形式且直径为约10.0、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490到约500nm。

在一些实施例中，氧化固醇包括约0.1mm到约5mm的粒度，以通过减慢Oxy133溶解速率来延长从植入物释放的持续时间，这可能调节骨骼形成。此外，氧化固醇粒子可具有单相分布。另外，在一些实施例中，为了产生植入物无法提供的急性消炎/镇痛作用，优选水溶性氧化固醇。

在各种实施例中，氧化固醇呈溶剂化物、水合物或药学上可接受的盐形式。氧化固醇或者可以非晶形式结晶。在一些实施例中，氧化固醇呈一水合物形式。在一些实施例中，氧化固醇(例如Oxy133)可以呈非晶形式。在各种实施例中，植入物包含呈非晶、结晶或半结晶形式的Oxy133和可生物降解聚合物；其中结晶形式可包括多晶型物、溶剂化物或水合物。

在一些实施例中，本申请的基质包括呈约0.1mg/cc到约500mg/cc的量的氧化固醇。基质可包括呈约10mg/cc、20mg/cc、25mg/cc、30mg/cc、40mg/cc、50mg/cc、60mg/cc、70mg/cc、80mg/cc、90mg/cc、100mg/cc、110mg/cc、120mg/cc、130mg/cc、140mg/cc、150mg/cc、160mg/cc、170mg/cc、180mg/cc、190mg/cc、200mg/cc、210mg/cc、220mg/cc、230mg/cc、240mg/cc、250mg/cc、260mg/cc、270mg/cc、280mg/cc、290mg/cc、300mg/cc、310mg/cc、320mg/cc、330mg/cc、340mg/cc、350mg/cc、360mg/cc、370mg/cc、380mg/cc、390mg/cc、400mg/cc、410mg/cc、420mg/cc、430mg/cc、440mg/cc、450mg/cc、460mg/cc、470mg/cc、480mg/cc、490mg/cc到约500mg/cc或其见任何量的量的氧化固醇。.在一些实施例中，基质每小时释放40ng到约5mg氧化固醇。

在一些实施例中，可以将高度浓缩的量的氧化固醇装载到基质中。举例来说，在一些实施例中，氧化固醇以至少500mg/cc的量装载到基质中。在一些实施例中，氧化固醇以约100mg/cc到约1g/cc、约500mg/cc到约900mg/cc，或约600mg/cc到约800mg/cc的量的添加到基质中。在其它实施例中，氧化固醇以约500mg/cc到约600mg/cc、约600mg/cc到约700mg/cc、约700mg/cc到约800mg/cc、约800mg/cc到约900mg/cc，或约900mg/cc到约1g/cc的量添加到基质中。在一些实施例中，氧化固醇可以约134mg/cc的量装载到基质中。

在一些实施例中，按基质或植入物的总重量计，在润湿之前或之后，氧化固醇所占范围是约5.0wt％到约45wt％。在一些实施例中，按基质或植入物的总重量计，植入物包含至少一种呈以下wt％的可生物降解材料：约6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％或44％。

在一些实施例中，含有氧化固醇的基质可以具有在24小时或48小时内释放约10％、15％、20％、25％、30％、35％、45％到约50％的氧化固醇的突释表面。

在一些实施例中，可将高浓度的氧化固醇装载到基质中且其占基质的约20wt％到约90wt％。在一些实施例中，可将氧化固醇以基质的约50wt％到约90wt％的量装载到基质中。在一些实施例中，氧化固醇可以20wt％到约30wt％、约30wt％到约40wt％、约40wt％到约50wt％、约50wt％到约60wt％、约60wt％到约70wt％、约70wt％到约80wt％、约80wt％到约90wt％，或约90wt％到约99wt％约的量装载到基质中。在一些实施例中，可将氧化固醇以基质的20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95wt％的量装载到基质中。

在一些实施例中，基质在一段1-90天、1-10天、1-3天、3-7天、3-12天、3-14天、7-10天、7-14天、7-21天、7-30天、7-50天、7-90天、7-140天、14-140天、3天到135天、3天到180天，或3天到6个月的时间内释放氧化固醇。在一些实施例中，将在一段至少14天，例如14-90天、14-30天、14-60天、21-90天、21-180天、14-210天，或14天到6个月的时间内观察到骨生长。

在一些实施例中，一种或多种可生物降解聚合物(例如胶原蛋白)占基质的1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、5.5％、6.0％、6.5％、7.0％、7.5％、8.0％、8.5％、9.0％、9.5％、10.0％、10.5％、11.0％、11.5％、12.0％、12.5％、13.0％、13.5％、14.0％、14.5％、15.0％、15.5％、16.0％、16.5％、17.0％、17.5％、18.0％、18.5％、19.0％、19.5％、20.0％、20.5％、21.0％、21.5％、22.0％、22.5％、23.0％、23.5％、24.0％、24.5％、25.0％、25.5％、26.0％、26.5％、27.0％、27.5％、28.0％、28.5％、29.0％、29.5％、30.0％、30.5％、31.0％、31.5％、32.0％、32.5％、33.0％、33.5％、34.0％、34.5％、35.0％、35.5％、36.0％、36.5％、37.0％、37.5％、38.0％、38.5％、39.0％、39.5％、40.0％、40.5％、41.0％、41.5％、42.0％、42.5％、43.0％、43.5％、44.0％、44.5％、45.0％、45.5％、46.0％、46.5％、47.0％、47.5％、48.0％、48.5％、49.0％、49.5％、50.0％w/w、w/v或v/v。在一些实施例中，可生物降解聚合物以基质的约0.1wt％到约20wt％的量存在。在一些实施例中，可生物降解聚合物以基质的约0.01wt％与约50wt％之间的量存在。在一些实施例中，可生物降解聚合物以约0.1wt％到约10wt％、约10wt％到约20wt％、约20wt％到约30wt％、约30wt％到约40wt％，或约40wt％到约50wt％的量存在。

在一些实施例中，植入物被润湿而形成延展性基质。将延展性基质配置成可成型成用于配合骨缺损部位的任何所期望的形状。在一些实施例中，可将延展性植入物成型成配合手术部位，如骨缺损部位。基质的形状可根据其所定位的部位而定制。举例来说，其可呈小块、插塞、插销、栓钉、圆筒、块体、楔形、片状、条状等的形状。术语“形状”是指相对于不确定或不清楚形式或构造(如在团块或无具体形式的其它固体块状物情况下)的确定的或规则的形式或构造，且是如片状、板状、圆盘状、芯状、管状、楔形、圆柱形等材料特征。这包括规则的几何形状到不规则、成角度的或非几何形状，或具有这些特征中的任一种的特征的组合的形式。在一些实施例中，植入物在植入手术部位中之前是有延展性的。在此类实施例中医疗人员可以将植入物成型成所期望的形状并在植入之前固化或干燥植入物。在一些实施例中，植入物在体内是有延展性的。在此类实施例中，医疗人员可直接在骨缺损部位中成型植入物。植入物是有延展性的并且被配置成压入骨缺损部位中以填充骨缺损部位中的缝隙。在一些实施例中，当植入物被润湿后具有延展性且被配置成在与骨缺损部位接触时保持延展性。

在一些实施例中，有延展性的基质可以定形成配合到椎间融合器的空隙中或在椎骨间间隙中融合器外部的周围。

干燥的粘结块可用多种流体润湿或水合来形成有延展性且可成型的植入物。在一些实施例中，用无菌水、生理盐水、氯化钠、右旋糖、乳酸林格氏(Lactated Ringer's)溶液、PBS、血液、骨髓穿刺液、骨髓成分或其组合润湿基质。可用于润湿基质的流体的量包括约0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19.5、20.0、20.5、21.0、21.5、22.0、22.5、23.0、23.5、24.0、24.5、25.0、25.5、26.0、26.5、27.0、27.5、28.0、28.5、29.0、29.5、30.0、30.5、31.0、31.5、32.0、32.5、33.0、33.5、34.0、34.5、35.0、35.5、36.0、36.5、37.0、37.5、38.0、38.5、39.0、39.5、40.0、40.5、41.0、41.5、42.0、42.5、43.0、43.5、44.0、44.5、45.0、45.5、46.0、46.5、47.0、47.5、48.0、48.5、49.0、49.5到约50.0ml。

在一些实施例中，将骨修复组合物用透明质酸、纤维素醚(如羧甲基纤维素)、胶原蛋白、明胶、高压灭菌的骨粉、骨传导性载体、全血、血液成分、骨髓穿刺液、浓缩的骨髓穿刺液以及其混合物水合。血液成分的非限制性实例包括血清、血浆、富血小板血浆、浓缩富血小板血浆、贫血小板血浆及浓缩贫血小板血浆。水合之后，骨修复组合物变成腻子或膏，其可以被成型成预定形状或被投予到骨缺损处且以促进愈合的方式操作以贴合骨缺损。举例来说，可将组合物以每2.5g组合的DBM和骨膜粉末约2ml生理盐水血液来水合。

图2展示已用合适流体润湿的包含如图1中所示的基质的植入物20。植入物20已用血液润湿而呈现红色且被成型成圆柱形形状。图3显示已用血液润湿且被成型成球形形状的植入物20。图4显示已用生理盐水润湿而呈现白色且被成型成圆柱形形状的植入物20。图5显示已用生理盐水润湿且被成型成球形形状的植入物20。用足量的血液润湿植入物20以防止当医疗人员定形植入物时植入物出现裂缝。植入物20具有可生物降解聚合物、矿物质粒子以及氧化固醇，它们均匀分散，使得植入物将具有整体均匀的特性。在一些实施例中，植入物20包括具有不成比例的量的一种或多种组分的区域。举例来说，在一些实施例中，植入物20可以具有矿物质粒子浓度相对较高的区域以使植入物20的一个或多个区域具有增加的抗压缩性。

在一些实施例中，植入物包含多孔基质，所述多孔基质被配置成允许至少骨和/或软骨细胞流入其中。在一些实施例中，基质还被配置成释放活性剂，如氧化固醇。“多孔”意思指基质具有多个孔。基质孔的尺寸足够大以允许血液、其它体液以及祖细胞和/或骨和/或软骨细胞流入内部中以体内以三维形式引导组织形成过程。

在一些实施例中，基质包含多个孔。在一些实施例中，至少10％的孔的最宽点处是在约50微米与约500微米之间。在一些实施例中，至少20％的孔的最宽点处是在约50微米与约250微米之间。在一些实施例中，至少30％的孔的最宽点处是在约50微米与约150微米之间。在一些实施例中，至少50％的孔的最宽点处是在约10微米与约500微米之间。在一些实施例中，至少90％的孔的最宽点处是在约50微米与约250微米之间。在一些实施例中，至少95％的孔的最宽点处是在约50微米与约150微米之间。在一些实施例中，100％的孔的最宽点处是在约10微米与约500微米之间。

在一些实施例中，基质的孔隙度为至少约30％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约90％，或至少约95％，或至少约99％。孔可以支持细胞向内生长，骨、软骨和/或血管组织的形成或重塑。

在一些实施例中，在呈固体或半固体形式的植入物中投予氧化固醇，如Oxy133。装置的固体或半固体形式可具有约1到约2000厘泊(cp)、1到约200cp，或1到约100cp范围内的给药前粘度。在各种实施例中，半固体或固体植入物可包含，如由固有粘度所示，分子量(molecular weight，MW)在约0.10dL/g到约1.2dL/g，或约0.20dL/g到约0.50dL/g的可生物降解聚合物。其它IV范围包括但不限于约0.05到约0.15dL/g、约0.10到约0.20dL/g、约0.15到约0.25dL/g、约0.20到约0.30dL/g、约0.25到约0.35dL/g、约0.30到约0.35dL/g、约0.35到约0.45dL/g、约0.40到约0.45dL/g、约0.45到约0.55dL/g、约0.50到约0.70dL/g、约0.55到约0.6dL/g、约0.60到约0.80dL/g、约0.70到约0.90dL/g、约0.80到约1.00dL/g、约0.90到约1.10dL/g、约1.0到约1.2dL/g、约1.1到约1.3dL/g、约1.2到约1.4dL/g、约1.3到约1.5dL/g、约1.4到约1.6dL/g、约1.5到约1.7dL/g、约1.6到约1.8dL/g、约1.7到约1.9dL/g，或约1.8到约2.1dL/g。

在一些实施例中，基质的弹性模量在约1×10²到约6×10⁵dyn/cm²，或2×10⁴到约5×10⁵dyn/cm²，或5×10⁴到约5×10⁵dyn/cm²范围内。在一些实施例中，基质呈固体或半固体形式。

在一些实施例中，基质的密度在约1.6g/cm³与约0.05g/cm³之间。在一些实施例中，基质的密度在约1.1g/cm³与约0.07g/cm³之间。举例来说，密度可为小于约1g/cm³、小于约0.7g/cm³、小于约0.6g/cm³、小于约0.5g/cm³、小于约0.4g/cm³、小于约0.3g/cm³、小于约0.2g/cm³或小于约0.1g/cm³。

在一些实施例中，基质的直径或对角线可以在1mm到50mm范围内。在一些实施例中，基质的直径或对角线可在1mm到30mm，或5mm到10mm范围内，其小到足以配合内窥镜套管，但大到足以最小化填充较大骨缺损(例如骨软骨缺损)所需的基质数量。在一些实施例中，在手术时，基质可用氧化固醇浸泡且由外科医生成型成所期望的形状以配合组织或骨缺损。

在一些实施例中，多孔内部能够将氧化固醇保持在基质内，且由于内部为多孔的，所以当将氧化固醇并入基质中时，氧化固醇均匀地分布于整个基质中，如本文所论述。

在一些实施例中，氧化固醇将被保持在基质内部且当基质随时间降解时被释放到包围着所述基质的环境中(例如骨缺损、骨软骨缺损等)

在一些实施例中，可用收集的骨细胞和/或骨组织，如皮质骨、自体骨、同种异体骨和/或异种骨接种基质。在一些实施例中，可用收集的软骨细胞和/或软骨组织(例如，自体、同种异体和/或异种软骨组织)接种基质。举例来说，在注入目标组织部位中之前，可将基质用约3:1、2:1、1:1、1:3或1:2体积比率的移植骨组织/细胞，通常是从患者抽吸的骨组织/细胞来润湿。使骨组织/细胞浸泡在所提供的基质中，且可用手或机器捏合基质，由此获得可随后装填到骨缺损中的可弯曲且粘结的连结。在一些实施例中，基质提供允许准确放置并保持在植入部位处的有延展性、非水溶性的载体。在一些实施例中，可将收集的骨和/或软骨细胞与氧化固醇混合并接种于基质内部。

治疗方法

在一些实施例中，植入物包括可生物降解聚合物、矿物质粒子以及氧化固醇，例如Oxy133，以促进骨生成。使用时，Oxy133提供针对骨病况的治疗性治疗。Oxy133有助于骨骼形成、成骨细胞分化、骨形态生成和/或骨增殖。可投予治疗剂以治疗开放性骨折和有较高不愈合风险的骨折，以及患有脊椎病症的个体。也就是说，Oxy133可以诱导脊椎融合且可以帮助治疗退行性椎间盘疾病或影响腰椎或颈椎椎骨的关节炎。

在一些实施例中，抗压缩植入物的投予通过首先润湿基质以赋予植入物延展性和可成型性来进行。可以将植入物成型成不同尺寸、形状及构造。在确定植入物的尺寸、形状和构造时应考虑几个因素。举例来说，尺寸和形状可以允许在植入时容易地在所选目标组织部位安置植入物。此外，系统的形状和尺寸的选择应使植入物在植入之后的移动减到最少或得到阻止。在各种实施例中，植入物可定形成杆状或平坦表面状，如膜状或片状(例如带状)或类似形状。为便于装置的放置，应考虑柔性。

用Oxyl33治疗的间充质干细胞具有增加的成骨细胞分化。因此，在一些实施例中，可以将包含Oxy133的基质植入含间充质干细胞的脊椎部位中以通过成骨细胞分化诱导骨生长。骨膜组织是在正常骨折修复过程期间早期所涉及的一种组织类型，且可募集骨折修复所需的各种细胞类型(例如，间充质干细胞)和骨生长因子。因此，在一些实施例中，骨膜组织被用作去矿物质骨组合物中的间充质干细胞和/或生长因子的来源。

在一些实施例中，包括Oxy133的植入物可直接植入或注射到患者的手术部位。在一些实施例中，植入物被配置成以储库形式释放Oxy133。在各种实施例中，可向手术部位投予多个储库(例如团粒)。在一些实施例中，提供多个基质(例如呈套组形式)且投予到手术部位且在需要生长骨骼的部位以三角形和/或围绕地分布。在各种实施例中，多个基质包含约1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个储库。在一些实施例中，为了影响植入物的稳定性，使用增塑剂来降低玻璃化转变温度。

可以在植入物上包含放射线照相标记物以使用户能够将其准确地放置在患者的目标部位中。这些放射线照相标记物还允许用户跟踪植入物在所述部位处随时间的移动和降解。在此实施例中，用户可以使用多种诊断成像程序中的任一种将植入物准确地放置于所述部位中。此类诊断成像程序包括例如X射线成像或荧光透视。此类放射线照相标记物的实例包括但不限于陶瓷、钡、磷酸盐、铋、碘、钽、钨和/或金属珠粒或粒子。在各种实施例中，放射线照相标记物可以呈球状或是在植入物周围呈环状。所述组合物中的陶瓷也可用作放射线照相标记物。

在一些实施例中，包含氧化固醇的植入物可通过根据临床操作需要定形并穿过“套管”或“针”向目标部位投予，所述套管或针可为递送装置，例如注射器、枪式递送装置或适于将植入物递送至目标器官或解剖学区域的任何医疗装置的一部分。装置的套管或针被设计成对患者造成极小身体和心理创伤。

可生物降解聚合物

在一些实施例中，基质包括可生物降解聚合物，例如胶原蛋白。在一些实施例中，可生物降解聚合物是交联的。示范性胶原蛋白包括人类或非人类(牛、绵羊、鱼和/或猪)、羧甲基纤维素(CMC)、海藻酸盐以及重组的胶原蛋白，或其组合。适合胶原蛋白的实例包括但不限于人类I型胶原蛋白、人类II型胶原蛋白、人类III型胶原蛋白、人类IV型胶原蛋白、人类V型胶原蛋白、人类VI型胶原蛋白、人类VII型胶原蛋白、人类VIII型胶原蛋白、人类IX型胶原蛋白、人类X型胶原蛋白、人类XI型胶原蛋白、人类XII型胶原蛋白、人类XIII型胶原蛋白、人类XIV型胶原蛋白、人类XV型胶原蛋白、人类XVI型胶原蛋白、人类XVII型胶原蛋白、人类XVIII型胶原蛋白、人类XIX型胶原蛋白、人类XXI型胶原蛋白、人类XXII型胶原蛋白、人类XXIII型胶原蛋白、人类XXIV型胶原蛋白、人类XXV型胶原蛋白、人类XXVI型胶原蛋白、人类XXVII型胶原蛋白和人类XXVIII型胶原蛋白，或其组合。胶原还可以包含任何上述胶原类型的异三聚体和同三聚体。在一些实施例中，胶原蛋白包含人类I型胶原蛋白、人类II型胶原蛋白、人类III型胶原蛋白或其组合的异三聚体或同三聚体。在各种实施例中，胶原蛋白可以是交联的。

在一些实施例中，基质包括来自植入物市场的含胶原蛋白生物材料，这些生物材料当放入骨缺损中时在将生长患者的新骨和/或软骨的部位周围提供支架，随着目标部位愈合，载体基质逐渐被替代。合适的载体基质的实例可可包括但不限于，由田纳西州孟菲斯(Memphis,Tenn.)的Medtronic Sofamor Danek,Inc.生产的基质；由田纳西州孟菲斯的Medtronic Sofamor Danek,Inc.生产的腻子；由新泽西州平原市(Plainsboro,N.J.)的Integra Corporation生产的可吸收性胶原蛋白海绵(AbsorbableCollagen Sponge，“ACS”)；涂有羟基磷灰石的牛皮肤胶原蛋白纤维，例如由美国强生公司(Johnson&Johnson)出售的胶原蛋白海绵，例如由法国Coletica S A出售的或例如由美国Integra Life Sciences Inc.出售的以及由印第安纳州华沙(Warsaw,Ind)的Zimmer Holdings,Inc.生产的移植骨基质。

在一些实施例中，胶原蛋白含有可溶性胶原蛋白和不可溶性胶原蛋白纤维两种。可溶性胶原蛋白和不可溶性胶原蛋白纤维可首先分开制备，且随后组合。可溶性胶原蛋白和不可溶性胶原蛋白纤维可以来源于多种来源，包括人类、牛、绵羊、鱼或猪来源。

在某些实施例中，基质包括可成型组合物，所述组合物包括呈基质的0.04g/cc到0.1g/cc水平的不可溶性胶原蛋白纤维及呈基质的0.01g/cc到0.08g/cc含量的可溶性胶原蛋白。在其它实施例中，此类组合物包括呈基质的约0.05至0.08g/cc含量的不可溶性胶原蛋白纤维，及呈基质的约0.02至约0.05g/cc含量的可溶性胶原蛋白。一般来说，基质包括的不可溶性胶原蛋白纤维的量(重量百分比)至少等于或大于可溶性胶原蛋白的量，以有助于对基质材料进行所期望的处理和基质材料的植入物特性。在一些实施例中，胶原基质包括的不可溶性胶原蛋白纤维与可溶性胶原蛋白以4:1到1:1，更有利地以约75:25到约60:40重量比率存在。在其它实施例中，基质包括的不可溶性胶原蛋白纤维与可溶性胶原蛋白的重量比率可为约75:25到约65:35，且在一个实施例中为约70:30。

在一些实施例中，基质包含可生物降解聚合物或非聚合材料。在一些实施例中，基质可包括能立即释放或持续释放氧化固醇的可生物降解生物聚合物。例如，可生物降解聚合物包含聚醚醚酮(PEEK)。在一些实施例中，所述基质可包含以下一种或多种：聚(α-羟基酸)、聚乙交酯(PG)、聚(α-羟基酸)的聚乙二醇(PEG)结合物、聚原酸酯(POE)、聚阿司匹林(polyaspirins)、聚磷酸肌酸(polyphosphagenes)、胶原蛋白、水解胶原蛋白、明胶、水解明胶、水解明胶的成分、弹性蛋白、淀粉、预糊化淀粉、透明质酸、壳聚糖、海藻酸盐、白蛋白、纤维蛋白、维生素E类似物，如α生育酚乙酸酯、d-α生育酚琥珀酸酯、D,L-丙交酯或L-丙交酯、己内酯、葡聚糖、乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇(PVA)、PVA-g-PLGA、PEGT-PBT共聚物(polyactive)、甲基丙烯酸酯、PEO-PPO-PAA共聚物、PLGA-PEO-PLGA、PEG-PLG、PLA-PLGA、泊洛沙姆(poloxamer)407、PEG-PLGA-PEG三嵌段共聚物、POE、蔗糖乙酸酯异丁酸酯(sucroseacetate isobutyrate，SAIB)、聚二噁烷酮、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、MMA和N-乙烯吡咯烷酮、聚酰胺、氧基纤维素、乙醇酸与三亚甲基碳酸酯的共聚物、聚酯酰胺、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、硅酮、透明质酸、壳聚糖或其组合。

在一些实施例中，植入物可能不是完全可生物降解的。举例来说，装置可包含聚氨基甲酸酯、聚脲、聚醚(酰胺)、PEBA、热塑性弹性烯烃、共聚酯和苯乙烯类热塑性弹性体、钢、铝、不锈钢、钛、具有高非铁金属含量和低铁相对比例的金属合金、碳装置、玻璃装置、塑料、陶瓷、甲基丙烯酸酯、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、PEO-PPO-PEO(普朗尼克(pluronics))或其组合。通常，在一定的时间之后，可能需要去除这些类型的基质。

在一些实施例中，植入物包含可生物降解聚合物，其中至少一种可生物降解聚合物包含以下中的一个或多个：聚(丙交酯-乙交酯)(PLGA)、聚丙交酯(PLA)、聚乙交酯(PGA)、D-丙交酯、D,L-丙交酯、L-丙交酯、D,L-丙交酯-ε-己内酯、L-丙交酯-ε-己内酯、D,L-丙交酯-乙交酯-∈-己内酯、聚(D,L-丙交酯-己内酯)、聚(L-丙交酯-己内酯)、聚(D-丙交酯-己内酯)、聚(DL-丙交酯)、聚(D-丙交酯)、聚(L-丙交酯)、聚(酯酰胺)，或其组合。在一些实施例中，氧化固醇包封在可生物降解聚合物中。

在一些实施例中，基质包含MW为约15,000到约150,000Da，或约25,000到约100,000Da的一种或多种聚合物(例如PLA、PLGA等)。

在一些实施例中，按基质或植入物的总重量计，植入物包含至少一种呈以下wt％的可生物降解材料：约99.5％、99％、98％、97％、96％、95％、94％、93％、92％、91％、90％、89％、88％、87％、86％、85％、84％、83％、82％、81％、80％、79％、78％、76％、75％、74％、73％、72％、71％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、35％、25％、20％、15％、10％或5％。在一些实施例中，按基质或植入物的总重量计，可生物降解聚合物占约0.1％到约20％。在一些实施例中，以基质或植入物的总重量计，可生物降解聚合物占约0.1％到约15％。在一些实施例中，按基质或植入物的总重量计，可生物降解聚合物占14％、13％、12％、11％、9％、8％、7％、6％或5％。

在一些实施例中，可生物降解聚合物以基质的约0.1wt％到约20wt％的量存在。在一些实施例中，可生物降解聚合物以基质的约0.01wt％与约50wt％之间的量存在。在一些实施例中，可生物降解聚合物以约0.1wt％到约10wt％、约10wt％到约20wt％、约20wt％到约30wt％、约30wt％到约40wt％，或约40wt％到约50wt％的量存在。

甘露糖醇、海藻糖、葡聚糖、mPEG和/或PEG可用作所述聚合物的塑化剂。在一些实施例中，也可将聚合物和/或塑化剂涂布于植入物上以提供所期望的释放特征。在一些实施例中，涂层厚度可以很薄，例如约5、10、15、20、25、30、35、40、45或50微米，到60、65、70、75、80、85、90、95、100微米的较厚涂层，来延迟从植入物中释放氧化固醇。在一些实施例中，植入物上的涂层范围在约5微米到约250微米，或5微米到约200微米范围内以延迟从植入物中释放。

对于许多组织工程应用，如胫骨坪骨折、髋臼缺损、长骨粉碎性骨折、口腔颌面部缺损、脊椎融合和软骨-软骨下骨缺损来说，可能需要抗压缩性。抗压缩基质将帮助促进新形成的骨骼达到的足够体积。

在一些实施例中，基质具有抗压缩性，在此情况下，相比于其中未安置伸长的粒子的基质，当施加力时，基质不会出现尺寸减小或密度增加。在各种实施例中，当对基质施加力时，基质在一个或所有方向上抵抗10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更高的压缩。

在一些实施例中，植入物能够在超过一个维度或方向上抵抗压缩。在一些实施例中，植入物在任何维度或方向上抵抗压缩。在一些实施例中，植入物在任一方向上的压缩不大于约30％、在任一方向上的压缩不大于约20％、在任一方向上的压缩不大于10％或在任一方向上的压缩不大于5％。

在一些实施例中，在体内，植入物的上述抗压缩性程度保持至少约30天、至少约40天、至少约50天、至少约60天、至少约75天、至少约90天、至少约120天、至少约150天，或至少约180天的时间。在一些实施例中，植入物的抗压缩性保持约5天、10天、15天、20天、25天、30天、35天、40天、45天、50天、55天、60天、65天、70天、75天、80天、85天、90天、95天、100天、105天、110天、115天、120天、125天、130天、135天、140天、145天、150天、155天、160天、170天、175天、180天或其间的任何值的时间。

矿物质粒子

在一些实施例中，基质包含矿物质粒子，例如陶瓷。在一些实施例中，基质中的粒子包含可吸收陶瓷、骨、合成的可降解聚合物、透明质酸、壳聚糖或其组合。在一些实施例中，所述粒子包含皮质骨组织、松质骨和/或皮质松质骨组织、同种异体骨组织、异种骨组织或转基因骨组织。骨组分可为完全矿物质化或部分或完全去矿物质的，或其组合。骨组分可由完全矿物质化或部分或完全去矿物质的骨组成。

在一些实施例中，所述基质可以包括再吸收陶瓷(例如，羟基磷灰石、磷酸三钙、生物玻璃、硫酸钙等)酪氨酸衍生的聚碳酸酯聚(DTE-共-DT碳酸酯)，其中通过酪氨酸(一种氨基酸)连接的侧基是乙酯(DTE)或游离羧酸酯(DT)，或其组合。

在一些实施例中，基质可以含有无机材料，如无机陶瓷和/或骨替代材料。示例性无机材料或骨替代材料包括但不限于，霰石、碳磷灰石、方解石、透钙磷石、非晶形碳酸钙、球霰石、草酸钙石、水草酸钙石、鸟粪石、尿酸盐、水合针铁矿、碳氟磷灰石、单水碳钙石、磁铁矿、针铁矿、牙质、碳酸钙、硫酸钙、磷硅酸钙、磷酸钠、铝酸钙、磷酸钙、羟基磷灰石、α-磷酸三钙、磷酸二钙、β-磷酸三钙、磷酸四钙、非晶形磷酸钙、磷酸八钙、BIOGLASS^TM、氟磷灰石、氯磷灰石、镁取代的磷酸三钙、碳酸盐羟基磷灰石、羟基磷灰石的被取代形式(例如来源于骨的羟基磷灰石可以被其它离子如氟离子、氯离子、镁、钠、钾等取代)，或其组合或衍生物。

在一些实施例中，通过在基质中包括无机陶瓷，如磷酸钙，这将用作试图沉积新骨的细胞的钙和磷酸盐的局部来源。无机陶瓷还为基质提供抗压缩性和承重特征。

在一些实施例中，基质中的矿物质粒子包含约80:20到约90:10比率的磷酸三钙和羟基磷灰石。在一些实施例中，基质中的矿物质粒子包含约70:30到约95:5比率的磷酸三钙和羟基磷灰石。在一些实施例中，基质中的矿物质粒子包含约85:15比率的磷酸三钙和羟基磷灰石。

在一些实施例中，植入物可含有安置于其中的去矿物质骨材料。去矿物质骨材料可包含去矿物质骨、粉末、碎屑、三角形棱柱、球体、方块、圆柱体、碎片、纤维或具有不规则或任意几何结构的其它形状。这些可包括例如“基本上去矿物质”、“部分去矿物质”或“完全去矿物质”的皮质骨和松质骨。这些还包括表面去矿物质，其中骨构筑体的表面经大体上去矿物质、部分去矿物质或完全去矿物质，而骨构筑体的主体是完全矿物质化的。在一些实施例中，覆盖物可包含一些完全矿物质化的骨材料。骨材料的构造可以如例如美国专利号5,899,939中所描述，通过对整个骨进行碾磨、剃刮、切割或机械加工获得。

在一些实施例中，植入物包括伸长的去矿物质骨纤维，所述去矿物质骨纤维的平均长度与平均厚度比率或纵横比是约50:1到约1000:1。就整体外观来说，伸长的去矿物质骨纤维可以呈螺纹、窄条或薄片形式。伸长的去矿物质骨纤维可基本上呈线性外观或者这些纤维可以卷曲而类似弹簧。在一些实施例中，伸长的去矿物质骨纤维具有不规则形状，包含例如线性、蛇形或弯曲形状。伸长的骨纤维可以是去矿物质的，不过当特定实施例需要时，可以保持部分初始矿物质含量。

在一些实施例中，植入物包括伸长的去矿物质骨纤维和碎屑。在一些实施例中，植入物包含完全去矿物质的纤维和表面去矿物质的碎屑。In some embodiments,the ratioof fibers to chips or powders is from about 5,10,15,20,25,30,35,40,or45fibers to about 30,35,40,45,50,55,60,65,or 70chips.

在一些实施例中，生物相容性材料包含呈30:60比率的去矿物质骨基质纤维和去矿物质骨基质碎屑。在一些实施例中，生物相容性材料包含纤维比薄片比率为25:75到约75:25的去矿物质骨基质纤维和去矿物质骨基质碎屑。

在一些实施例中，基质包含提供抗压缩性的矿物质粒子。在一些实施例中，粒子占基质重量的至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％。在一些实施例中，粒子主要呈任何形状(例如圆形、球形、伸长形、粉末、碎屑、纤维、圆柱形等)。在一些实施例中，基质包含呈基质的约0.1wt％到约95wt％的量的矿物质粒子。在一些实施例中，基质包含呈基质的约50wt％到约80wt％的量的矿物质粒子。在一些实施例中，按基质的重量计，基质包含51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％或79％。

在一些实施例中，矿物质粒子以基质的约0.1wt％到约30wt％的量存在。在一些实施例中，矿物质粒子以基质的约0.01wt％到约50wt％之间的量存在。在一些实施例中，矿物质粒子以约0.1wt％到约10wt％、约10wt％到约20wt％、约20wt％到约30wt％、约30wt％到约40wt％，或约40wt％到约50wt％的量的存在。

在一些实施例中，粒子的孔隙度为0至50％，在一些实施例中，粒子的孔隙度为5％至25％。在一些实施例中，粒子不彼此缠结但彼此接触，并且每个粒子的部分在基质中重叠以提供抗压缩性。在一些实施例中，至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更多的粒子在基质中彼此重叠。

在一些实施例中，粒子在基质的整个区域中随机分布。在其它实施例中，粒子均匀或平均地分布于整个基质中。在其它实施例中，粒子非均匀地分布于整个基质中。在一些实施例中，可以使用分散剂将粒子分散于基质中。在其它实施例中，可在聚合物中搅拌粒子，且机械搅拌将使粒子分布于基质中直至达到所所期望的分布(例如，随机或均匀)。

在一些实施例中，可用收集的骨细胞和/或骨组织，如皮质骨、自体骨、同种异体骨和/或异种骨接种基质。在一些实施例中，可用收集的软骨细胞和/或软骨组织(例如，自体、同种异体和/或异种软骨组织)接种基质。举例来说，在注入目标组织部位中之前，可将基质用约3:1、2:1、1:1、1:3或1:2体积比率的移植骨组织/细胞，通常是从患者抽吸的骨组织/细胞来润湿。使骨组织/细胞浸泡在所提供的基质中，且可用手或机器捏合基质，由此获得可随后装填到骨缺损中的可弯曲且粘结的连结。在一些实施例中，基质提供允许准确放置并保持在植入部位处的有延展性、非水溶性的载体。在一些实施例中，可将收集的骨和/或软骨细胞与抑制素混合并接种于基质内部。

在一些实施例中，组织将在植入基质之后约1个月到约6个月内浸润基质达到约至少50％的程度。在一些实施例中，在植入基质之后约2-3个月内，组织将浸润约75％的基质。在一些实施例中，在植入基质之后约6个月内，基质将基本上(例如约90％或更大)浸没于组织中或被组织包封。在一些实施例中，在植入之后约9至12个月内，基质将完全浸没于组织中或被组织包封。

可扩展相

在一些实施例中，植入物可包含例如可扩展相的材料以辅助植入物膨胀。可扩展相包含在溶于流体(例如生理盐水、水、体液等)中时膨胀且因此增加植入物的体积，且随时间将植入物进一步保持在适当位置的聚合物。

在一些实施例中，按基质或植入物的总重量计，可扩展相占约0.1％到约20％。在一些实施例中，按基质或植入物的总重量计，可生物降解聚合物占约0.1％至约10％。在一些实施例中，按基质或植入物的总重量计，可扩展相占0.1％、0.25％、0.5％、0.75％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。

在一些实施例中，可扩展相包含在接触流体(水、生理盐水、体液等)时膨胀的聚合物、单体、淀粉、胶、聚(氨基酸)或其组合。在各种实施例中，膨胀量可在5％到100％、5％到40％，或5％到20％范围内变化。取决于植入物的位置和所期望的特性，达到最大膨胀的时间会不同。实际上，到达最大膨胀的时间可以在5天、3天、2天时间内或在24小时的时间内发生。

合适的可膨胀材料可包括例如，羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和其盐、卡波莫(Carbopol)、聚(甲基丙烯酸羟乙酯)、聚(甲基丙烯酸甲氧基乙酯)、聚(甲氧基乙氧基-甲基丙烯酸乙酯)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、明胶、聚乙烯醇、丙二醇、PEG 200、PEG 300、PEG 400、PEG500、PEG 550、PEG 600、PEG 700、PEG 800、PEG 900、PEG 1000、PEG 1450、PEG 3350、PEG4500、PEG 8000，或其组合。在一些实施例中，可扩展相包括胶凝聚合物，包括但不限于纤维素聚合物；乙烯基聚合物，如聚乙烯吡咯烷酮；丙烯酸类聚合物和共聚物，如丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物等；或其混合物。

可扩展相可以包含的可膨胀材料的非限制性清单包括聚乙烯醇(PVA)、经亲水性共聚单体改性的PVA(例如AMPS)、经快速交联基团改性的PVA(例如NAAADA)、经聚乙烯吡咯啉(PVP)改性的PVA、羧甲基纤维素、聚乙二醇(PEG)、聚(乙烯醚)、PVA与PEG的共聚物、聚丙二醇(PPG)、PEG与PPG的共聚物、PVA或PPG的共聚物、聚丙烯腈、亲水胶体，例如琼脂、海藻酸盐、胶原蛋白、弹性蛋白、甲壳质、壳聚糖、明胶、糖、甘露糖醇或类似物。在各种实施例中，可膨胀材料包含例如聚(N-异丙基丙烯酰胺-共-丙烯酸)-聚(L-乳酸)(NAL)；移植至其它聚合物，如羧甲基纤维素(CMC)共聚物或聚合物，包含嵌段共聚物和末端官能化的聚合物上的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)，含有热敏感性聚(2-乙氧基乙基乙烯基醚)和/或聚(羟乙基乙烯基醚)和/或(EOVE200-HOVE400)的复合材料或共聚物，其溶胶-凝胶转变温度是20.5℃。在各种实施例中，可膨胀材料可以用于控制组织和/或滑膜间隙中氧化固醇的释放。

在一些实施例中，可扩展相包括透明质酸。在一些实施例中，可扩展相包括葡糖胺聚糖。葡糖胺聚糖的非限制性实例包括硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角蛋白、肝素、硫酸乙酰肝素和透明质酸。在一些实施例中，可扩展相包括甘露糖醇、PEG、海藻酸镁或甘油。

聚合物可以是交联的、非交联的或轻度交联的亲水性聚合物。尽管这些聚合物可以是非离子性、阳离子性、两性离子性或阴离子性的，但在各种实施例中，可膨胀的聚合物是阳离子性或阴离子性的。在各种实施例中，可膨胀聚合物可含有多个酸官能团，如羧酸基，或其盐。适用于本文中的此类聚合物的实例包括由可聚合含酸单体，或含有可在聚合反应之后转化成酸基的官能团的单体制备的聚合物。此类聚合物的实例还包括多糖类聚合物，如羧甲基淀粉和纤维素，和聚(氨基酸)聚合物，如聚(天冬氨酸)。在吸收剂聚合物的制备中也可包括通常微小量的一些非酸单体。此类非酸单体包括例如含有以下类型的官能团的单体：羧酸酯或磺酸酯、羟基、酰胺基、氨基、腈基、季铵盐基团以及芳基(例如苯基，如衍生自苯乙烯单体的那些)。其它潜在的非酸单体包括不饱和烃，如乙烯、丙烯、1-丁烯、丁二烯或异戊二烯。

在一些实施例中，可扩展相包括在水性流体中水合之后能够变得自由可渗透的物质。此类物质包括多糖，如明胶、蔗糖、山梨糖醇、甘露聚糖、jaluronic酸、聚氨基酸、多元醇、聚二醇等。除前述以外，可膨胀聚合物还可包括额外赋形剂，如润滑剂、流动性促进剂、增塑剂以及防粘剂。举例来说，可扩展相可另外包括聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、滑石、硬脂酸镁、山嵛酸甘油酯、硬脂酸或二氧化钛。

在各种实施例中，可扩展相材料的粒度分布可为约10微米、13微米、85微米、100微米、151微米、200微米以及其间所有子范围。在一些实施例中，至少75％的粒子的尺寸为约10微米到约200微米。在一些实施例中，至少85％的粒子的尺寸为约10微米到约200微米。在一些实施例中，至少95％的粒子的尺寸为约10微米到约200微米。在一些实施例中，所有粒子的尺寸为约10微米到约200微米。在一些实施例中，至少75％的粒子的尺寸为约20微米到约180微米。在一些实施例中，至少85％的粒子的尺寸为约20微米到约180微米。在一些实施例中，至少95％的粒子的尺寸为约20微米到约180微米。在一些实施例中，所有粒子的尺寸为约20微米到约180微米。

基质的制备方法

在一些实施例中，通过以下来制备基质：形成包含，按植入物的总重量计，呈约0.1wt％到约20wt％的量的可生物降解聚合物的抗压缩基质；且在基质上添加，按植入物的总重量计，呈约5wt％到约90wt％的量的氧化固醇，其中所述氧化固醇冷冻干燥在基质上。在一些实施例中，在氧化固醇被冷冻干燥在基质上之前，将氧化固醇溶解在乙醇中，和/或植入物是交联的。在一些实施例中，氧化固醇经由冻干冷冻干燥在基质上。

在一些实施例中，混合物形成浆料。将多孔陶瓷粒子添加到混合物中以形成植入物，按植入物的总重量计，多孔陶瓷粒子呈约30wt％到约99.5wt％的量。在一些实施例中，将基质干燥、硬化或固化以形成植入物。

在一些实施例中，在植入物制造过程中，将基质材料(例如胶原蛋白)与矿物质粒子组合，随后经由冻干将氧化固醇添加到基质材料中。在一些实施例中，随后将一种液体添加到基质中以湿式材料且形成腻子或膏。可使用任何合适的液体，包括例如水性制剂，如水、生理盐水溶液(例如生理盐水)；糖溶液；质子性有机溶剂；或液体多羟基化合物，如甘油和甘油酯，或其混合物。在成型操作之前，液体可以例如构成混合组合物的约5到约70重量％。一旦被润湿，植入物变得可成型且可由医疗人员用手定形。

在一个制造实施例中，可将胶原蛋白混合物与矿物质粒子、氧化固醇以及液体，宜以水性制剂组合来形成可成型的粘结块。可以通过任何合适的手段去除过量液体，包括例如通过将粘结块施加到液体可渗透模具或形式中并排出过量液体。

在一些实施例中，通过将矿物质粒子、聚合物以及氧化固醇混合直至形成粘结块来形成植入物。在一些实施例中，将矿物质粒子、聚合物以及氧化固醇润湿并在混合注射器或装置中混合。

在一些实施例中，将聚合物、矿物质粒子和/或氧化固醇的混合物成型成植入物的形式。在成型(在一些情况下包括对基质施加压缩力)之前、期间或之后，可对可生物降解聚合物进行一个或多个额外操作，如加热、冻干和/或交联。就这一点而言，可使用交联提高定形的基质的强度。或者，可使基质表面交联以减小多孔内部的孔隙的尺寸并由此形成不如多孔内部易渗透和/或多孔的基质外部。交联可以例如通过化学反应；施加能量，如辐射能(例如紫外光或微波能)；干燥和/或加热和染料介导的光氧化；脱水热处理；酶处理等实现。

在一些实施例中，使用了化学交联剂。合适的交联剂的实例包括含有双官能或多官能反应性基团且与基质反应的交联剂。可以通过将基质材料与化学交联剂溶液接触或通过将基质材料暴露于化学交联剂的蒸气中来使基质材料暴露于化学交联剂以引起化学交联。这一接触或暴露可在成型操作之前、期间或之后进行。在任何情况下，如果最终可植入基质的性能或可接受性需要或希望，则可接着洗涤所得材料以去除基本上所有残留量的化学交联剂。

合适的化学交联剂包括单醛和二醛，包括戊二醛和甲醛；聚环氧化合物，如甘油聚缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚和其它聚环氧基和二环氧基缩水甘油醚；鞣剂，包括多价金属氧化物，如二氧化钛、二氧化铬、二氧化铝、锆盐以及有机丹宁和衍生自植物的其它酚类氧化物；用于酯化或羧基，随后在胶原蛋白中与酰肼反应以形成活化的酰基叠氮基官能团的化学试剂；二环己基碳化二亚胺和其衍生物以及其它异双官能交联剂；六亚甲基二异氰酸酯；和/或糖，包括葡萄糖，也会交联基质材料。

在一些实施例中，通过将氧化固醇与聚合物浆料，如胶原蛋白，混合并将其倒入定形模具中，来形成基质。将复合物混合物冷冻干燥且可能化学交联，并且切割成最终所期望的形状。在一些实施例中，基质通过如胶原蛋白的聚合物浆料形成并将其倒入定形模具中。随后将氧化固醇溶解在乙醇中，且随后冷冻干燥且可能在聚合物上化学交联。

在一些实施例中，将氧化固醇溶解且与可生物降解聚合物混合。在一些实施例中，将氧化固醇溶解于有机溶剂(即，乙醇)中或任选地与共溶剂(即，PEG)一起。有机溶剂的适合实例包括四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜、氨、叔丁醇、正丙醇、乙醇、甲醇、乙酸或其组合。在一些实施例中，氧化固醇可与溶剂以25:75到75:25的比率混合。在一些实施例中，氧化固醇与溶剂以50:50比率混合以形成氧化固醇的溶液或悬浮液，接着可以将其添加到聚合物基质或陶瓷粒子中。

举例来说，如果氧化固醇是Oxy133，那么它通常仅略微可溶或不可溶于水中。可将Oxy133溶解于非水性溶剂，如乙醇中，且混合成溶液或悬浮液。在一些实施例中，可通过使Oxy133和溶剂穿过过滤器(例如0.22微米)来过滤Oxy133。这将会从组合物中去除细菌和其它较大尺寸微粒。用于组合物中的Oxy133在与溶剂和其它赋形剂混合之前可进行微粉化。在各种实施例中，Oxy133的粒度可在约1微米到250微米范围内。在一些实施例中，Oxy133的粒度可为约5微米到约100微米或约20微米到50微米。可将含Oxy133的溶液或悬浮液添加到可生物降解聚合物和/或陶瓷粒子的浆料中，混合且随后任选地干燥。

植入物可以用于修复目标组织部位，例如由损伤、手术过程期间产生的缺损、感染、恶性疾病或发育畸形引起的目标组织部位的骨和/或软骨。植入物可以用于多种矫形外科、牙周、神经外科、口腔及颌面外科手术，如修复单纯性和/或有创骨折和/或不愈合；外固定和/或内固定；关节重建，如关节融合术；全身关节成形术；髋关节杯状关节成形术；股骨和人工肱骨头置换；股骨头表面置换和/或全关节置换；修复脊椎，包含脊椎融合和内固定；肿瘤手术，例如缺损填充；椎间盘切除术；椎板切除术；脊髓肿瘤切除；颈椎前路和胸部手术；修复脊椎损伤；脊椎侧凸、脊椎前凸及脊椎后凸治疗；骨折的颌间固定；颏成形术；颞下颌关节置换；齿槽嵴增高术和重建；嵌体可植入基质；植入物放置和修改术；窦提升术；美容术；等等。可以用本文中的可植入基质修复或置换的特定骨包含筛骨、额骨、鼻骨、枕骨、顶骨、颞骨、下颌骨、上颌骨、颧骨、颈椎骨、胸椎骨、腰椎骨、骶骨、肋骨、胸骨、锁骨、肩胛骨、肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨、指骨、骼骨、坐骨、耻骨、股骨、胫骨、腓骨、髌骨、跟骨、跗骨和/或跖骨。

将氧化固醇施加到基质

在一些实施例中，治疗剂(氧化固醇，具有或不具有一种或多种生长因子等)可以通过用手、喷涂、浸渍、注射、刷涂、冻干和/或倾倒来注入植入物中以将其安置于植入物上或植入物中。

将氧化固醇施加到植入物可在手术时进行或由制造商进行或以任何其它合适的方式进行。举例来说，氧化固醇可以使用注射器另外重构，且可经由插入(刺穿基质)针头或导管且将其置于植入物内部来使注射器置于植入物内部，且注射氧化固醇以使其在整个多孔内部平均分布。

在一些实施例中，可以在组合各材料并将其定形成最终植入物形状之前将氧化固醇施加到基质中。实际上，可以将氧化固醇掺混至天然或合成聚合物(即，胶原蛋白)中并倒入具有最终植入物形状的模具中。或者，可以在多孔装载基质定形为最终形状之后，通过浸泡、滴注、注射、喷涂等将氧化固醇，如Oxy133施加到所述多孔装载基质上和/或其中。

在一些实施例中，在植入物的内部装载有氧化固醇充当骨诱导因子。在一些实施例中，可将氧化固醇安置于瓶中，且随后外科医生可以将流体与氧化固醇混合，其可用于将氧化固醇装载入植入物。

氧化固醇的量足以引起骨和/或软骨生长。在一些实施例中，氧化固醇是Oxy133且以每立方厘米基质1到2mg Oxy133的量含在一种或多种基质中。

在一些实施例中，氧化固醇在液体载剂(例如水性缓冲溶液或有机溶剂)中提供。示例性水性缓冲溶液包括但不限于TE、HEPES(2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸)、MES(2-吗啉基乙磺酸)、乙酸钠缓冲液、柠檬酸钠缓冲液、磷酸钠缓冲液、Tris缓冲液(例如Tris-HCL)、磷酸盐缓冲盐水(PBS)、磷酸钠、磷酸钾、氯化钠、氯化钾、甘油、氯化钙或其组合。在各种实施例中，缓冲液浓度可为约1mM到100mM。在一些实施例中，氧化固醇在含有蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、氯化钠和/或聚山梨醇酯80的媒介物(包括缓冲液)中提供。示范性有机溶剂或非水性溶剂包括DMSO、乙酸、丙酮、DME、DMF、MTBE、乙腈、丁醇、丁酮、叔丁醇、乙醇、聚乙二醇、甲醇、氯苯、氯仿、甲苯、丙醇、戊烷、庚烷、乙醇、乙醚或类似物。

额外治疗剂

在一些实施例中，植入物另外包含氧化固醇和一种或多种额外治疗剂，所述治疗剂包含一种或多种生长因子、抑制素等。包括在基质内的经分离的骨诱导剂通常是无菌的。在一种非限制性方法中，例如通过经无菌滤膜(例如0.2微米膜或过滤器)过滤来容易地实现无菌。在一个实施例中，基质包括骨诱导剂，所述骨诱导剂包含一个或多个骨形态生成蛋白家族(“BMP”)成员。BMP是被认为对内源性骨组织具有骨诱导或生长促进活性，或充当前胶原蛋白前体的一类蛋白质。BMP家族的已知成员包括但不限于BMP-1、BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-8、BMP-9、BMP-10、BMP-11、BMP-12、BMP-13、BMP-14(GDF-5)、BMP-15、BMP-16、BMP-17、BMP-18以及其多核苷酸或多肽，以及成熟多肽或编码其的多核苷酸。

用作骨诱导剂的BMP包含以下中的一种或多种：BMP-1；BMP-2；BMP-3；BMP-4；BMP-5；BMP-6；BMP-7；BMP-8；BMP-9；BMP-10；BMP-11；BMP-12；BMP-13；BMP-15；BMP-16；BMP-17；或BMP-18；以及这些BMP中的一种或多种的任何组合，包括全长BMP或其片段，或其组合，呈多肽或编码所有所述BMP的多肽片段的多核苷酸形式。经分离的BMP骨诱导剂可以多核苷酸、多肽、全长蛋白质或其组合形式投予。

实际上，优选的骨诱导因子是重组人类骨形态生成蛋白(rhBMP)，因为这些蛋白质可无限供应且不传播传染病。在一些实施例中，骨形态生成蛋白是rhBMP-2、rhBMP-4、rhBMP-7或其异二聚体。

重组BMP-2的使用浓度可为约0.4mg/ml到约10.0mg/ml，优选地约1.5mg/ml。然而，涵盖任何骨形态生成蛋白，包括称为BMP-1到BMP-18的骨形态生成蛋白。BMP可购自马萨诸塞州剑桥(Cambridge,Mass.)的Wyeth并且BMP和其编码基因也可以如以下中所描述地由本领域技术人员制备：颁予Wozney等人的美国专利号5,187,076；颁予Wozney等人的美国专利号5,366,875；颁予Wang等人的美国专利号4,877,864；颁予Wang等人的美国专利号5,108,922；颁予Wang等人的美国专利号5,116,738；颁予Wang等人的美国专利号5,013,649；颁予Wozney等人的美国专利号5,106,748；及颁予Wozney等人的PCT专利号WO93/00432；颁予Celeste等人的WO94/26893；和颁予Celeste等人的WO94/26892。涵盖所有骨诱导因子，无论是如上获得的还是从骨中分离的。用于从骨中分离骨形态生成蛋白的方法描述于例如颁予Urist的美国专利号4,294,753以及Urist等人,81,《美国国家科学院院刊(PNAS)》371,1984中。

除上述外，基质还可包括TGF-β超家族的一个或多个成员。举例而言，基质可包括AMH、ARTN、GDF1、GDF10、GDF11、GDF15、GDF2、GDF3、GDF3A、GDF5、GDF6、GDF7、GDF8、GDF9、GDNF、INHA、INHBA、INHBB、INHBC、INHBE、LEFTY1、LEFTY2、MSTN、NODAL、NRTN、PSPN、TGFB1、TGFB2、TGFB3、FGF、碱性FGF、VEGF、胰岛素样生长因子、EGF、PDGF、神经生长因子或其组合。

本申请的生长因子和氧化固醇可以与其它治疗剂一起安置在基质上或基质中。举例来说，可以通过电喷雾、离子化喷涂或浸渍、振动分散(包括超声处理)、喷嘴喷涂、压缩空气辅助的喷涂、刷涂和/或倾倒将生长因子安置于载体上或载体中。

示范性治疗剂包括不限于IL-1抑制剂，如(阿那白滞素(anakinra))，其为人类白介素-1受体拮抗剂(IL-1Ra)的重组非糖基化形式；或AMG 108，其为一种阻断IL-1作用的单克隆抗体。治疗剂还包括兴奋性氨基酸，如谷氨酸和天冬氨酸，与NMDA受体、AMPA受体和/或海人草酸(kainate)受体结合的谷氨酸拮抗剂或抑制剂。白介素-1受体拮抗剂、沙立度胺(thalidomide)(一种TNF-α释放抑制剂)、沙立度胺类似物(减少巨噬细胞产生TNF-α)、喹那普利(quinapril)(一种血管紧张素II抑制剂，所述血管紧张素II上调TNF-α)、干扰素如IL-11(调节TNF-α受体表达)以及金精-三羧酸(抑制TNF-α)也可以用作治疗剂以减轻炎症。另外预期必要时，还可使用上述的聚乙二醇化形式。其它治疗剂的实例包括NFκB抑制剂，如抗氧化剂，如二硫代氨基甲酸酯，和其它化合物，例如柳氮磺胺吡啶、抑制素或类似物。

在一些实施例中，可将P-15添加到植入物中。在一些实施例中，可向植入物添加约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20wt％的P-15。在一些实施例中，可向植入物添加在约1到约20wt％、约1到约15wt％、约1到约10wt％、约1到约5wt％、约5到约20wt％、约5到约15wt％、约5到约10wt％、约10到约20wt％、约10到约15wt％，或约15到约20wt％范围内的P-15。

适合使用的治疗剂的实例还包括但不限于消炎剂、镇痛剂或骨诱导生长因子，或其组合。

套组

可生物降解聚合物、矿物质粒子、氧化固醇以及用于投予植入物的装置可以是可灭菌的。在各种实施例中，基质的一种或多种组分，和/或投予基质的医疗装置可以通过在最终包装中的最后灭菌步骤中由辐射进行灭菌。相较于需要对个别产物组分进行分别灭菌并在无菌环境中组装最终包装的方法，如无菌方法，最后对产物灭菌提供较高的无菌性保障。

通常，在各种实施例中，使用γ辐射进行最后灭菌步骤，这涉及利用来自γ射线的电离能深入地渗透装置中。γ射线高效地杀灭微生物，无残留，而且不会有足够能量使装置具有放射性。当装置处于包装中时，可使用γ射线，且γ灭菌不需要高压或真空条件，因此包装密封件和其它部件不会经受应力。另外，γ辐射消除了对渗透性包装材料的需求。

在一些实施例中，可植入基质可包装于防潮包装中且接着通过γ照射进行最后灭菌。在使用时，外科医生从无菌包装中取出一种或所有组分以供使用。

在各种实施例中，可以使用电子束(e束)辐射对基质的一种或多种组分灭菌。e束辐射包含一种形式的电离能，其通常以低穿透率和高剂量率为特征。e束照射与γ处理类似，因为它改变了接触时各种化学键和分子键，包括微生物的生殖细胞。所制造的用于e束灭菌的波束是由电加速和转换所产生的集中的、大量带电的电子流。

也可使用其它方法对可植入基质和/或基质的一种或多种组分灭菌，包括但不限于气体灭菌，例如用环氧乙烷灭菌，或蒸汽灭菌。

在各种实施例中，提供了包括氧化固醇、基质、矿物质粒子和/或稀释剂的套组。套组可包括与可植入基质组合到一起以植入基质的额外部件(例如，拭纸、针、注射器、混合注射器或其它混合装置等)。套组可在第一隔室中包括基质。第二隔室可包括容纳氧化固醇、稀释剂的瓶和局部递送所需的任何其它仪器。第三隔室可以包括手套、盖单、伤口敷料及用于保持植入过程的无菌性的其它手术用途，以及说明书小册子，所述小册子可以包括显示在基质重构之后如何植入的图表。第四隔室可包括额外的针和/或缝合线。每个工具可分别包装在经辐射灭菌的塑料小袋中。第五隔室可包括用于放射线照相成像的试剂。套组的封面可包括植入程序的说明且可将透明度塑料盖放在隔室上以保持无菌性。

本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本文的教示的精神或范围的情况下，可对本文所述的各种实施例进行各种修改和改变。因此，预期各种实施例涵盖在本发明教示范围内的各种实施例的其它修改和改变。

在考量以下实例后，将进一步理解本申请的这些和其它方面，这些实例旨在说明本申请的某些特定实施例，而不打算限制由权利要求书所界定的本申请的范围。

实例

实例1

制备具有如表1中所示的组成的植入物的第一调配物。

表1

CMC％	胶原蛋白％	陶瓷％	Oxy133％
				4	12	80	5
4	13	54	30
				2	12	80	5
2	13	54	30

表2中所列的值是指在用生理学上可接受的生理盐水润湿之前，基质中的干燥粉末组分的组成。添加羧甲基纤维素以赋予植入物粘着特性。已发现，羧甲基纤维素还会使植入物在润湿后明显扩展。在一些情况下，羧甲基纤维素使植入物在一些维度上扩展到干燥化合物尺寸的两倍。添加到组合物中的胶原蛋白是猪I型纤维化胶原蛋白。陶瓷包含85:15比率的β磷酸三钙和羟基磷灰石。陶瓷粒子的粒度为约125μm到约750μm。优选小粒子以产生较大表面积比体积比，以在植入骨缺损中之后实现较快吸收。将相对较高量的陶瓷提供到组合物中以赋予抗压缩特性。将Oxy133以约400mg/cc的量添加到组合物中。添加的Oxy133呈一水合物结晶形式。

实例2

制备具有如表2中所示的组成的可成型的植入物的调配物。

表2

胶原蛋白％	陶瓷％	Oxy133％
			8	51	41.5

表2中所列的值是指在用生理学上可接受的生理盐水润湿之前基质的粉末组分的组成。在润湿后，发现胶原蛋白将植入物保持在一起，极少或不发生交联。添加到组合物中的胶原蛋白是猪I型纤维化胶原蛋白。陶瓷包含85:15比率的β磷酸三钙和羟基磷灰石。陶瓷粒子的粒度为约125μm到约750μm。优选小粒子以产生较大表面积比体积比，以在植入骨缺损中之后实现较快吸收。将相对较高量的陶瓷提供到组合物中以赋予抗压缩特性。将Oxy133以约400mg/cc的含量添加到组合物中。添加的Oxy133呈一水合物结晶形式。

实例3

根据以上实例1或2的规格制备组合物。将组合物用灭菌水润湿。

实例4

根据以上实例1或2的规格制备组合物。将组合物用血液润湿。

实例5

根据以上实例1或2的规格制备组合物。将组合物用骨髓穿刺液润湿。

实例6

制备如本文中所描述的含有Oxy133、胶原蛋白以及陶瓷粒子的基质的干燥组合物并用1.4cc的肝素化兔血润湿。将基质滚压成球形和圆柱形。观测到被定形的基质显示轻微裂缝，且将额外的0.3cc肝素化兔血添加到基质中。添加的润湿流体使基质定形且无裂缝。

实例7

制备如本文中所描述的含有Oxy133、胶原蛋白、陶瓷粒子以及羧甲基纤维素的基质的干燥组合物。将干燥基质用肝素化兔血递增地润湿。发现体积低于约1.3cc的血液在充分润湿基质方面无效。在添加1.43cc的血液之后，将基质滚压成无裂缝的粘结性球形和圆柱形形状。发现羧甲基纤维素向基质提供粘结性和粘着性。

实例8

制备如本文中所描述的含有Oxy133、胶原蛋白以及陶瓷粒子的基质的干燥组合物并用1.46cc的生理学上可接受的生理盐水润湿。从兔髂嵴获得新鲜移植骨。将骨碎屑渐进地添加到基质中。当添加至多2.0cc的量的移植骨时，将基质粘结地滚压成球形和圆柱形形状。

实例9

制备如本文中所描述的含有Oxy133、胶原蛋白及陶瓷的基质的干燥组合物并用无菌水润湿以植入大鼠脊椎中，如图6所示。用剃刀刀片将润湿的基质切成两半，得到两半。将这两个植入物成型成圆柱形形状，随后将其插入并放置在每个测试个体的后外侧间隙的两侧。每个植入物含有20mg Oxy133。在术后大约10分钟、术后4周及术后8周采集放射线照片。如图6所示，在4周和8周的时间点处，植入物促进桥连骨穿过L3-L5横突。在8周处死时，通过手动触诊测试融合。在手动触诊评估中植入物所位于的脊椎区域显示有限的柔性，指示已发生融合。在本研究中，接受所述调配物的大鼠脊椎中有5/5(100％)观察到融合。在植入物的各侧具有67mg Oxy133的植入物得到相似结果。

实例10

制备如本文中所描述的含有Oxy133、胶原蛋白及陶瓷的基质的干燥组合物并用无菌水润湿以植入大鼠脊椎中，如图6所示。用剃刀刀片将润湿的基质切成两半，得到两半。将这两个植入物成型成圆柱形形状，随后将其插入并放置在每个测试个体的后外侧间隙的两侧。每个植入物含有125mg Oxy133。在术后大约10分钟、术后4周及术后8周采集放射线照片。如图6所示，在4周和8周的时间点处，植入物促进桥连骨穿过L3-L5横突。在8周处死时，通过手动触诊测试融合。在手动触诊评估中植入物所位于的脊椎区域显示有限的柔性，指示已发生融合。在本研究中，接受所述调配物的大鼠脊椎中有5/5(100％)观察到融合。

在本公开中所引用的所有专利和非专利公开案并入本文中，其程度就如同此等专利和非专利公开案中的每一个。另外，即使在本文中已参照特定实例和实施例描述本公开，但应理解这些实例和实施例只是对本公开的原理和应用的说明。因此，应理解，在不脱离如由所附权利要求书所界定的本公开的精神和范围的情况下，可以对说明性实施例作出多个修改并且可以设计出其它布置。

本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本文的教示的精神或范围的情况下，可对本文所述的各种实施例进行各种修改和改变。因此，预期各种实施例涵盖在本发明教示范围内的各种实施例的其它修改和改变。

Claims (18)

1.一种被配置成配合骨缺损处或其附近以促进骨生长的抗压缩植入物，所述抗压缩植入物包含：呈所述植入物的约0.1wt％到约20wt％的量的可生物降解聚合物和呈所述植入物的约5wt％到约90wt％的量的冷冻干燥的氧化固醇。

2.根据权利要求1所述的植入物，其中所述植入物在体内在至少30天的时间内在任一方向上的压缩不大于约10％，且所述植入物另外包含自体移植、同种异体移植和/或异种移植骨粒子。

3.根据权利要求1所述的植入物，其中所述植入物另外包含BMP和P-15。

4.根据权利要求1所述的植入物，其中所述植入物另外包含呈所述植入物的约0.1wt％到约75wt％的量的矿物质粒子，且(i)所述矿物质粒子在整个所述可生物降解聚合物中均匀分布或非均匀分布；和/或(ii)所述氧化固醇在整个所述可生物降解聚合物中均匀分布或非均匀分布。

5.根据权利要求4所述的植入物，其中所述可生物降解聚合物呈所述植入物的约8.0wt％到约13wt％的量，所述氧化固醇呈所述植入物的约5wt％到约80wt％的量，且所述矿物质粒子呈所述植入物的约7.0wt％到约25wt％的量。

6.根据权利要求1所述的植入物，其中(i)所述植入物是交联的且所述氧化固醇以约1mg/cc到约1.0g/cc的量装载到所述植入物中，或(ii)所述植入物是非交联的且所述氧化固醇以约1mg/cc到约1.0g/cc的量装载到所述植入物中。

7.根据权利要求1所述的植入物，其中所述可生物降解聚合物包含猪源性胶原蛋白、人类源性胶原蛋白、牛源性胶原蛋白、鱼源性胶原蛋白、绵羊源性胶原蛋白、重组胶原蛋白、明胶、CMC、海藻酸盐或其组合。

8.根据权利要求4所述的植入物，其中(i)所述矿物质粒子包含骨粉、去矿物质骨粉、多孔磷酸钙陶瓷、羟基磷灰石、磷酸三钙、生物活性玻璃或其组合；(ii)所述矿物质粒子包括约125μm与约750μm之间的粒度；(iii)所述矿物质粒子包含约70:75到约90:10比率的磷酸三钙和羟基磷灰石；或(iv)所述矿物质粒子包含约85:15比率的磷酸三钙和羟基磷灰石。

9.根据权利要求1所述的植入物，其中所述氧化固醇包含(3S,5S,6S,8R,9S,10R,13S,14S,17S)17-((S)-2-羟基辛-2-基)-10,13-二甲基十六氢-1H-环戊并[a]菲-3,6-二醇(Oxy133)或其水合物、溶剂化物、非晶形式或药学上可接受的盐。

10.根据权利要求3所述的植入物，其中流体包含水、氯化钠、右旋糖、乳酸林格氏溶液(Lactated Ringer's solution)、血液、骨髓穿刺液或其组合。

11.一种被配置成配合骨缺损部位处或其附近以促进骨生长的可植入基质，所述基质包含：呈所述基质的约0.1wt％到约15wt％的量的交联的可生物降解聚合物和呈所述基质的约5wt％到约90wt％的量的冷冻干燥的氧化固醇，所述氧化固醇的浓度为约1mg/cc到约1.0g/cc。

12.根据权利要求11所述的基质，其中植入物另外包含BMP和P-15。

13.根据权利要求11所述的基质，其中所述基质被配置成形成粘结块且在用所述流体润湿之后可成型。

14.根据权利要求11所述的基质，另外包含呈所述基质的约0.1wt％到约75wt％的量的矿物质粒子。

15.根据权利要求14所述的基质，其中所述交联的可生物降解聚合物呈所述基质的约8.0wt％到约13wt％的量，所述氧化固醇呈植入物的约5wt％到约80wt％的量，且所述矿物质粒子呈植入物的约7.0wt％到约25wt％的量。

16.根据权利要求11所述的基质，其中所述交联的可生物降解聚合物包含猪源性胶原蛋白、人类源性胶原蛋白、牛源性胶原蛋白、鱼源性胶原蛋白、绵羊源性胶原蛋白、重组胶原蛋白、明胶、CMC、海藻酸盐或其组合。

17.根据权利要求14所述的基质，其中(i)所述矿物质粒子包含骨粉、去矿物质骨粉、多孔磷酸钙陶瓷、羟基磷灰石、磷酸三钙、生物活性玻璃或其组合；(ii)所述矿物质粒子包括约125μm与约750μm之间的粒度；(iii)所述矿物质粒子包含约70:75到约90:10比率的磷酸三钙和羟基磷灰石；或(iv)所述矿物质粒子包含约85:15比率的磷酸三钙和羟基磷灰石。

18.根据权利要求11所述的基质，其中所述氧化固醇包含(3S,5S,6S,8R,9S,10R,13S,14S,17S)17-((S)-2-羟基辛-2-基)-10,13-二甲基十六氢-1H-环戊并[a]菲-3,6-二醇(Oxy133)或其水合物、溶剂化物、非晶形式或药学上可接受的盐。