CN111867561A - 可注射骨形态发生蛋白 - Google Patents

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Abstract

提供了一种治疗骨缺损的方法。该方法包括将在水性载体中包含约20μg至约5000μg的骨形态发生蛋白‑2(BMP‑2)的可注射溶液施用至骨缺损。还提供了试剂盒和制备方法。

Description

可注射骨形态发生蛋白
背景技术
骨缺陷可能由许多不同因素引起，包括但不限于创伤、病理疾病或手术干预。由于骨骼既可以为生物体提供稳定性和保护，因此这些缺陷可能会引起问题。为了解决这些缺陷，已经开发了包含天然和合成材料的组合物和载体。这些组合物和载体可以根据它们中包含的材料用于修复组织并赋予骨缺陷所需的生物学和/或机械性能。
组合物和载体可包含在哺乳动物骨组织中发现的材料，其包含一种或多种蛋白质材料，在生长和天然骨骼愈合期间具有活性，可诱导导致骨骼形成的细胞事件的发育级联。骨骼中存在各种发育因子。这些包括骨形态发生蛋白(BMP)、其他骨诱导蛋白、骨生长因子或成骨蛋白。
BMP是在转化生长因子-β(TGF-β)的超家族中的一类被认为在内源性骨组织上具有骨诱导或生长促进活性的蛋白质，或作为前胶原前体起作用。由于这些特性，BMP通常与组合物和载体(例如，骨支架和基质)结合使用，以在骨缺损部位和骨空隙部位形成骨。例如，骨形态发生蛋白2(BMP-2)通常放置在胶原蛋白载体上，并植入目标组织部位。植入胶原蛋白载体后，它将变成固定的基质，并且BMP-2会将成骨细胞和破骨细胞吸入基质中，从而形成新的融合骨。含有BMP-2的基质将促进骨骼细胞的迁移、增殖和分化，从而促进骨骼再生。
通常，认为BMP-2需要在固定基质上递送才能使其有效。认为要使BMP-2保持生物活性，需要固定的基质来保持蛋白质氨基酸的至少一个核心序列的构象完整性，同时保护蛋白质的多个功能基团不被降解。认为基质可保护未释放的蛋白质免于与体液直接接触，体液可降解该蛋白质。
然而，在不需要固定基质的情况下，例如在基质可能移位并形成不需要的血栓形成的高流通区域中的骨缺损，将更需要可注射的溶液。此外，由于基质的尺寸，当将基质经皮注射到目标骨缺损部位时可能存在困难，需要新的骨形成溶液。因此，将BMP递送至骨缺损的新方法和组合物将是有益的。此外，还期望有一种新的给药方案，该方案允许容易地施用至避免使用固定基质的骨缺损。
发明内容
提供了低剂量的BMP-2组合物(例如20μg至约5000μg)、方法和试剂盒，它们无需固定基质即可进行成骨、骨诱导和/或骨传导。在某些实施方案中，提供了一种治疗骨缺损的方法。该方法包括将在水性载体中包含20μg至约5000μg的骨形态发生蛋白2(BMP-2)的可注射溶液施用至骨缺损。水性载体可包含盐水、右旋糖、注射用无菌水、磷酸盐缓冲盐水、血液或其组合。在一些实施方案中，将可注射溶液作为单剂量注射施用至骨缺损，并且BMP-2是rhBMP-2。在一些实施方案中，将可注射溶液经皮施用至长骨折；例如，将可注射溶液直接注射到具有血肿的骨折部位；或水性载体不是骨诱导性或骨传导性的。
在一些实施方案中，提供了制备可注射的骨形态发生蛋白2溶液的方法。该方法包括将800μg至约5000μg的冻干的骨形态发生蛋白2(BMP-2)与水性载体混合以形成可注射的骨形态发生蛋白2溶液。BMP-2可以是rhBMP-2，并且在一些实施方案中，水性载体包括盐水、右旋糖、注射用无菌水、磷酸盐缓冲盐水、血液或其组合。在一些实施方案中，可注射溶液还包含缓冲剂，该缓冲剂包括三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、乙二胺四乙酸(EDTA)、(2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸)(HEPES)、乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸钠、2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)、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、蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、聚山梨酯、聚山梨酯80或其组合。在一些实施方案中，缓冲剂包括蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、氯化钠、聚山梨酯80或它们的组合；缓冲剂在注射溶液中的浓度为约1mM至100mM；或可注射溶液的pH为约4.0至约6.0。
在一些实施方案中，提供了用于治疗骨缺损的试剂盒。该试剂盒包括20μg至约5000μg剂量的可注射骨形态发生蛋白2(BMP-2)；用于混合可注射BMP-2的水性载体；以及用于施用可注射BMP-2的一套说明书。在一些实施方案中，可注射BMP-2为冻干形式；或该试剂盒包含多个剂量的可注射BMP-2；或该试剂盒还包括用于施用800μg至约5000μg剂量的可注射BMP-2的泵。在一些实施方案中，水性载体包含缓冲剂。
各实施方案的额外特征和优点在以下说明中将部分阐述，并且部分地从该说明中显而易见，或者可以通过实践各种实施方案习得。各种实施方案的目的和其它优点将借助于具体地在说明和所附权利要求书中所指出的要素和组合来实现和获得。
附图说明
根据以下描述、所附权利要求书和附图，实施方案的其它方面、特征、益处和优点将部分地显而易见。
图1是置于注射器中的可注射的骨形态发生蛋白-2溶液的一个实施方案的示意图，该溶液正被施用于骨缺损部位。如图所示，骨缺损部位可以是长的骨折，并且经皮施用可注射骨形态发生蛋白-2溶液至骨缺损部位。
图2示出了在单次注射没有基质的低剂量rhBMP-2、未处理的对照或PBS对照被直接注射到大鼠的损伤部位后在手术后四周拍摄的射线照片。将二十四只大鼠分成三组，每组八只，其中对大鼠的长骨直接施用单次注射无基质的低剂量rhBMP-2、未处理的对照、或PBS对照。手术后四周，由三位对治疗组不知情的评估人员使用X射线照片评估骨折的愈合。与对侧非骨折股骨相比，使用骨折的股骨的三点弯曲试验来量化骨强度。
图3是图2的实验结果的表。未处理的对照的施用结果表明有五只大鼠愈合，而三只大鼠没有愈合，愈合百分比为63％。PBS注射对照的施用结果表明有四只大鼠愈合，而四只大鼠没有愈合，愈合百分比是50％。单次注射无基质低剂量rhBMP-2的施用结果表明七只大鼠愈合，而1只大鼠没有愈合，愈合百分比为88％。
图4是描述与对侧非骨折股骨相比，单次注射无基质低剂量rhBMP-2、未处理的对照和PBS对照治疗的骨折股骨的最大负荷百分比的图。使用三点弯曲测试将图形结果纳入骨骼强度。
图5是描述与对侧非骨折股骨相比，单次注射无基质低剂量rhBMP-2、未处理的对照和PBS对照治疗的骨折股骨的刚度百分比的图。使用三点弯曲测试将图形结果纳入骨骼强度。
应理解，图不是按比例绘制。此外，图中对象之间的关系可以不按比例，并且实际上关于尺寸可以具有相反关系。这些图旨在帮助理解和明晰各所示对象的结构，并且因此，为了说明一种结构的具体特征，可能放大一些特征。
具体实施方式
为了促进对本公开原理的理解，现在将参考某些实施方案，并且将使用特定语言来描述它们。然而，将理解，不意图由此限制本公开的范围，对所示出的装置的这类改变和进一步的修改，以及如本文所描述的本公开的原理的这类进一步的应用被认为是在本公开涉及的领域中技术人员通常会想到的。
出于本说明书和所附权利要求书的目的，除非另外指示，否则在本说明书和权利要求书中使用的表达成分的量、材料的百分比或比例、反应条件和其它数值的所有数字应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此，除非指明为相反的，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是试图通过本申请获得的所需性质而变化的近似值。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，至少应根据所报告的有效位的数目并且通过应用一般四舍五入技术来解释每个数值参数。
尽管阐述本公开的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是数值表示尽可能精确。但是，任何数值固有地含有某些必然由其对应测试测量中所发现的标准差造成的误差。此外，本文公开的所有范围都应理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。举例来说，范围“1到10”包含在最小值1与最大值10之间(并且包含其)的任何和所有子范围，即，具有等于或大于1的最小值与等于或小于10的最大值的任何和所有子范围，例如5.5到10。
此外，除非另外定义，或从上下文显而易见，否则所使用的所有技术和科学术语均具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的意义。
除非明确声明或从上下文中显而易见，否则以下术语是具有以下定义的短语：
定义
应注意，除非明确地且肯定地限于一个指示物，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用，单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”包含复数个指示物。因此，例如，提及“剂量”包括一个、两个、三个或更多个剂量。
术语“患者”是指对其施加治疗的生物系统。生物系统可包含例如个体细胞、一组细胞(例如，细胞培养物)、器官或组织。另外，术语“患者”可以指动物，包含但不限于人。
术语“哺乳动物”是指来自分类系统"哺乳动物"纲的生物，包括但不限于人类、其它灵长类动物(如黑猩猩、猿、猩猩和猴)、大鼠、小鼠、猫、狗、牛、马等。
“治疗有效量”或“有效量”使得当施用时，药物(例如生长因子)引起生物活性的改变，诸如，例如促进骨骼、软骨和/或其他组织(例如血管组织)生长，减少或减轻疼痛等。取决于多种因素，包括药物的施用的药物动力学特性、施用途径、患者的状况和特征(性别、年龄、体重、健康状况、体格等)、症状的程度、同时进行的治疗、治疗的频率以及所期望的效果，向患者施用的剂量可呈单次剂量或多次剂量形式。
当与疾病或病况结合使用时，术语“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指执行可包括骨修复手术的方案，其中将骨植入物和/或一种或多种药物施用于患者(正常的或非正常的人或其它哺乳动物)，以致力于缓解疾病或病况的体征或症状或免疫反应。缓解可能会在出现疾病或病况的病征或症状之前以及在其出现之后发生。因此，治疗(treating)或治疗(treatment)包括预防(preventing)或预防(prevention)疾病或不期望的病况。此外，治疗(treating)、治疗(treatment)、预防(preventing)或预防(prevention)不需要完全缓解病征或症状，不需要治愈，并且特别包括对患者仅有边际效应的方案。
如本文所使用，术语“骨”是指自体、同种异体、异种或转基因来源的皮质骨、松质骨或皮质松质骨。
如本文所用，术语“骨诱导性”是指非骨诱导性物质充当骨可以沿其生长的适当模板或物质的能力。
如本文所用，术语“骨诱导性”是指能够从宿主募集具有刺激新骨形成潜力的细胞的性质。任何能够诱导动物软组织中异位骨形成的材料都被认为是骨诱导性的。在一些实施方案中，骨诱导材料包含BMP-2。骨诱导是指刺激多能间充质干细胞(MSC)增殖和分化的能力。在软骨内骨形成中，干细胞分化为软骨母细胞和软骨细胞，形成软骨ECM，随后其钙化并重塑为片状骨。在膜内骨形成中，干细胞直接分化为成骨细胞，成骨细胞通过直接机制形成骨。成骨生长因子可以刺激骨诱导，尽管一些ECM蛋白也可以驱动祖细胞向成骨表型发展。
如本文所用，术语“肠胃外”是指绕过胃肠道的施用方式，包括例如肌肉内、腹膜内、胸骨内、皮下、经皮、手术中、鞘内、盘内、盘外、硬膜外、脊柱周围、关节内或其组合。
术语“骨传导”是指刺激基质内血管和成骨细胞的附着、迁移和分布的能力。影响基质的骨传导活性的物理特征包括孔隙率、孔径和三维结构。此外，基质蛋白与细胞表面受体之间的直接生化相互作用在宿主对基质的反应中起主要作用。
术语“成骨性”是指可注射溶液独立地产生骨骼的能力。为了具有直接的成骨活性，可注射溶液必须包含直接诱导骨形成的细胞成分。例如，用活化的MSC接种的同种异体移植物可具有直接诱导骨形成的潜力，而不会招募和激活宿主MSC群体。由于许多骨传导同种异体移植物也具有结合和传递生物活性分子的能力，因此它们的骨诱导潜能将大大提高。
如本文所用，“可吸收的”是指当置于哺乳动物体内时表现出化学溶解的基质。可注射的骨形态发生蛋白不需要固定的可吸收基质。例如，固定基质包括植入物，该植入物在体内在骨缺损处固定一段时间。在该时间段(例如3天至6个月)内，基质可以是可吸收的和/或不可吸收的。
术语“溶液”是指均质的液体制剂，其包含一种或多种溶解于(例如，分子分散于)合适的溶剂或互溶溶剂的混合物中的化学物质。通常，溶液是粒径小于10-7cm的混合物。用于施用BMP的水性载体可以是溶液。
术语“悬浮液”是指一种两相系统，其中细分的固体颗粒均匀分散在液体的连续相中，其中颗粒具有最小的溶解度并且粒径大于10-5cm。此处在悬浮液中，将细分的固体颗粒称为分散相或外相或不连续相，将其分散在其中的相称为分散介质或内相或连续相。用于施用BMP的水性载体可以是悬浮液。
现将详细参考本公开的某些实施方案。本公开旨在覆盖可以包含在由所附权利要求书限定的本公开内的所有替代方案、修改和等效物。
以下标题并不意味着以任何方式限制本公开；任何一个标题下的实施方案可与任何其它标题下的实施方案结合使用。
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方案进行各种修改和改变。因此，预期各种实施方案涵盖在本发明教导范围内的各种实施方案的其它修改和改变。
可注射骨形态发生蛋白
以20显示了一种用BMP-2治疗骨缺损的方法，其中提供了BMP-2溶液，该溶液施用于患者，以便在诸如骨缺损22的损伤部位产生骨骼生长，如图1所示。可以用本公开的可注射溶液治疗的示例性目标组织部位(例如，骨缺损部位)包括，例如，由损伤、在手术过程中引起的缺损、感染、恶性肿瘤或发育畸形引起的那些。可以用骨材料修复或替换的特定骨骼包括但不限于筛骨；额骨；鼻骨；枕骨；顶骨；颞骨下颌骨；上颌骨；颧骨；颈椎；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；髂骨；坐骨；耻骨；股骨；胫骨；腓骨；髌骨；跟骨；跗骨和跖骨。在一些实施方案中，将可注射溶液经皮给药至长骨骨折。
可注射溶液包括治疗有效量的在水性载体中的BMP，例如量为约20μg至约5000μg的BMP-2。在一些实施方案中，BMP-2是rhBMP-2。BMP-2可以低剂量施用，例如量为约840μg至约4500μg、约1000μg至约4000μg、约1500μg至约3500μg、约2000μg至约3000μg、或约2500μg至约2750μg以融合骨缺损。在一些实施方案中，BMP-2的施用量为从约20、50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、500、525、550、575、600、625、650、675、700、725、750、775、800、825至约850μg。
在一些实施方案中，BMP-2的施用量为从约840、850、860、870、880、890、900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1450、1500、1550、1600、1650、1700、1750、1800、1850、1900、1950、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900、4000、4100、4200、4300、4400、4500、4600、4700、4800、4900至约5000μg。
BMP的量可以为可注射溶液的约1％至约98％。在一些实施方案中，BMP的量为可注射溶液的约1％、2％、3％、4％、5％、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％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、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％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％至约99％。
BMP可包括但不限于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-15、BMP-16、BMP-17、BMP-18，及其多核苷酸或多肽，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，或者作为编码所有所述BMP的多肽片段的多肽或多核苷酸。
如上所述，可注射溶液包含水性载体。水性载体不是骨诱导性或骨传导性的，并且仅用作递送所选类型的一种或多种类型BMP的载体。水性载体可以包括但不限于盐水、右旋糖、注射用无菌水、磷酸盐缓冲盐水、血液或其组合。水性载体可以是血液，例如患者自己的血液，并且该血液可以与凝血因子结合。
示例性水性载体包括但不限于无菌水、注射用抑菌水(BWFI)、pH缓冲溶液(例如磷酸盐缓冲盐水)、无菌盐溶液、林格氏溶液或右旋糖溶液。
水性载体的量可以为约1、2、3、4、5、6、7、8、9或10ml。例如，可注射溶液可在1ml水性载体中包含20μg BMP-2或rh-BMP-2，在2ml水性载体中包含40μg BMP-2或rh-BMP-2，在3ml水性载体中包含60μg BMP-2或rh-BMP-2，在1ml水性载体中包含80μg BMP-2或rh-BMP-2，在2ml水性载体中包含100μg BMP-2或rh-BMP-2，在3ml水性载体中包含120μg BMP-2或rh-BMP-2，在1ml水性载体中包含140μg BMP-2或rh-BMP-2，在2ml水性载体中包含160μgBMP-2或rh-BMP-2或在2ml水性载体中包含180μg BMP-2或rh-BMP-2或在2ml水性载体中包含200μg BMP-2或rh-BMP-2。
在一些实施方案中，可注射溶液可在1ml水性载体中包含840μg BMP-2或rh-BMP-2，在2ml水性载体中包含840μg BMP-2或rh-BMP-2，在3ml水性载体中包含840μg BMP-2或rh-BMP-2，在1ml水性载体中包含1600μg BMP-2或rh-BMP-2，在2ml水性载体中包含1600μgBMP-2或rh-BMP-2，在3ml水性载体中包含1600μg BMP-2或rh-BMP-2，在1ml水性载体中包含2400μg BMP-2或rh-BMP-2，在2ml水性载体中包含2400μg BMP-2或rh-BMP-2，在3ml水性载体中包含2400μg BMP-2或rh-BMP-2，在1ml水性载体中包含3200μg BMP-2或rh-BMP-2，在2ml水性载体中包含3200μg BMP-2或rh-BMP-2，在3ml水性载体中包含3200μg BMP-2或rh-BMP-2，在1ml水性载体中包含4500μg BMP-2或rh-BMP-2，在2ml水性载体中包含4500μgBMP-2或rh-BMP-2，或在3ml水性载体中包含4500μg BMP-2或rh-BMP-2。
水性载体的量可以为可注射溶液的约1％至约99.9％。在一些实施方案中，水性载体的量为可注射溶液的约1％、2％、3％、4％、5％、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％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、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％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％至约99.9％。
可注射溶液可包含缓冲剂，其包括但不限于三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、乙二胺四乙酸(EDTA)、(2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸)(HEPES)、乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸钠、2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)、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、蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、聚山梨酯80或其组合。在一些实施方案中，缓冲剂是蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、氯化钠、聚山梨酯80或它们的组合。
其他缓冲剂可以包括但不限于碱土金属碳酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐、柠檬酸盐、硼酸盐、乙酸盐、琥珀酸盐或其他。示例性的特定缓冲剂包括例如磷酸钠、柠檬酸钠、硼酸钠、乙酸钠、碳酸氢钠和碳酸钠。
缓冲剂可以以约1mM至100mM的浓度存在于可注射溶液中。缓冲剂在可注射溶液中的浓度可以为约1、2、3、4、5、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、44、45、46、47、48、49、50、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、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99至约100mM。
可注射溶液可具有约4.0至约6.0的pH。考虑可注射溶液的pH可为约4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9到约6.0。
可将注射溶液作为单剂量注射施用至骨缺损。骨缺损可以包括上述那些，并且在一些实施方案中，骨缺损是长骨骨折，并且将可注射溶液经皮施用至长骨骨折。还可以多次注射剂量将可注射溶液施用至骨缺损，例如每天、每周或每月1、2、3、4、5、6、7、8、9或10次注射，这取决于缺损的严重程度和/或对治疗的反应。
如图1所示，可注射溶液可通过注射器24施用。注射器可以具有各种尺寸的插管/针，并且在一些实施方案中，插管/针的尺寸可以为约16号至约30号、约20号至约28号、或约22号至约26号。插管/针的尺寸可以是约16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30号。可以将注射器配置为根据其位置(例如，腿、髋、脊柱、膝盖等)施用于骨缺损。可注射溶液的另一种施用方式可以通过泵，如下关于治疗方法所述。也可以使用泵和/或多个注射器施用多次注射剂量的可注射溶液。
在一些实施方案中，将可注射溶液直接注射到具有血肿的骨折部位。可以在骨折愈合的不同阶段以多次间歇推注方式施用可注射溶液。例如，在血肿形成过程中受伤时施用第一次间歇推注，在骨修复期开始时在一至约两周之间施用第二次间歇推注，并在骨骼重塑阶段开始时施用第三次间歇推注。
可将可注射溶液的多次注射在一段时间内施用于目标组织部位(例如，骨缺损)。例如，可以将大约1、2、3、4、5或6次注射的量的每周可注射溶液直接注射入骨缺损(例如长骨折部位)向患者施用约1、2、3、4、5、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、44、45、46、47、48、49、50、51至52周。
本公开的可注射溶液是有效的骨生长产品并在目标组织部位的部位(例如，诸如长骨骨折的骨缺损)处协助愈合过程。特别地，可注射溶液中的BMP是骨诱导性和骨传导性的，并且促进目标组织部位处的骨生长。
添加剂
可注射溶液可进一步包括添加剂，例如缓冲剂和pH调节剂如碳酸氢钾、碳酸钾、氢氧化钾、乙酸钠、硼酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠或磷酸钠；降解/释放调节剂；药物释放调节剂；乳化剂；防腐剂如苯扎氯铵、氯丁醇、乙酸苯汞和硝酸苯汞、硫酸氢钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、硫柳汞、对羟基苯甲酸甲酯、聚乙烯醇和苯乙醇；溶解度调节剂；稳定剂；和/或内聚调节剂。在一些实施方案中，可注射溶液可包含无菌和/或不含防腐剂的材料。这些添加剂可具有多种用途，包括BMP的携带和稳定。如上所述的添加剂的量可以为可注射溶液的约0.001至约5重量％。添加剂的量可以为可注射溶液的约0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、1、2、3、4或5％。
可注射溶液可包括凝血因子，包括但不限于纤维蛋白原、凝血酶原、组织凝血活酶(组织因子)、电离钙(Ca++)、不稳定因子或促肾上腺素、稳定因子或促转化素、抗血友病因子、血浆凝血活酶成分、Christmas因子、Stuart-Prower因子、血浆凝血活酶前体、Hageman因子或纤维蛋白-稳定因子。凝血因子可以以可注射溶液的约0.0001％至约5％的量添加至可注射组合物中。一种或多种凝血因子的量可以为可注射溶液的约0.0001、0.0002、0.0003、0.0004、0.0005、0.0006、0.0007、0.0008、0.0009、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、1、2、3、4或5％。
在一些实施方案中，可注射溶液不含基质材料，特别是固定基质材料。如本文所用，术语“不含基质”是指本发明的可注射溶液不设置在固体基质或半固体基质中。因此，可注射的BMP大于95％至99.9％至100％不含基质，所述基质包括但不限于羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚(α-羟基酸)、聚(丙交酯-共-乙交酯)(PLGA或PLG)、聚丙交酯(PLA)、聚乙交酯(PG)、聚(α-羟基酸)的缀合物、聚原酸酯、聚阿司匹林、聚磷腈、胶原、淀粉、预糊化淀粉、透明质酸、壳聚糖、明胶、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、乙烯基吡咯烷酮、PVA-g-PLGA、PEGT-PBT共聚物(polyactive)、甲基丙烯酸酯、聚(N-异丙基丙酰胺)、PEO-PPO-PEO(pluronics)、PEO-PPO-PAA共聚物、PLGA-PEO-PLGA、PEG-PLG、PLA-PLGA、泊洛沙姆407、PEG-PLGA-PEG三嵌段共聚物、或其组合。
在一些实施方案中，可注射溶液是无色溶液，并且可以将着色剂添加到无色溶液中，使得使用者现在可以看到可注射溶液在目标组织部位的应用。在一些实施方案中，将可注射溶液和着色剂的混合物注射到目标组织部位中，然后使用者可以查看其在目标组织部位中的分布。
可注射溶液可具有约500至约30,000道尔顿(Da)的分子量。在各种实施方案中，可注射溶液可具有约1,000至约10,000Da的分子量。在一些实施方案中，可注射溶液可具有约2,000至4,000Da或约3,000至4,000Da的分子量。在一些实施方案中，可注射溶液的分子量可以为500、600、700、800、900、1,000、2,000、3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000、10,000、11,000、12,000、13,000、14,000 15,000、16,000、17,000、18,000、19,000、20,000、21,000、22,000、23,000、24,000、25,000、26,000、27,000、28,000、29,000或大约30,000Da。
在一些实施方案中，可注射溶液可以包含或可以不包含其他有益物质，包括例如防腐剂、助溶剂、助悬剂、粘度增强剂、离子强度和重量摩尔渗透压浓度调节剂和/或其他赋形剂。
一种或多种其他生物活性成分可以或可以不添加到所得的可注射溶液中。这些活性成分可以或可以不与可注射溶液的骨修复能力有关。合适的活性成分是止血剂、基因、生长分化因子(GDF)、或其他非胶原蛋白，例如PDGF、骨钙蛋白、骨连接蛋白、细胞因子等。
在另一个实施方案中，在施用可注射溶液之前，可以或可以不将一种或多种生长分化因子(“GDF”)添加到可注射溶液中或施用至骨缺损部位。已知的GDF包括但不限于GDF-1、GDF-2、GDF-3、GDF-7、GDF-10、GDF-11和GDF-15。例如，可用作分离的骨诱导剂的GDF包括但不限于以下GDF：与GenBank登录号M62302、AAA58501和AAB94786相对应的GDF-1多核苷酸或多肽，以及编码它们的成熟GDF-1多肽或多核苷酸。对应于GenBank登录号BC069643、BC074921、Q9UK05、AAH69643或AAH74921的GDF-2多核苷酸或多肽，以及编码它们的成熟GDF-2多肽或多核苷酸。对应于GenBank登录号AF263538、BCO30959、AAF91389、AAQ89234或Q9NR23的GDF-3多核苷酸或多肽，以及编码它们的成熟GDF-3多肽或多核苷酸。对应于GenBank登录号AB158468、AF522369、AAP97720或Q7Z4P5的GDF-7多核苷酸或多肽，以及编码它们的成熟GDF-7多肽或多核苷酸。对应于GenBank登录号BC028237或AAH28237的GDF-10多核苷酸或多肽，以及编码它们的成熟GDF-10多肽或多核苷酸。
对应于基因库登录号AF100907、NP005802或095390的GDF-11多核苷酸或多肽，以及编码它们的成熟GDF-11多肽或多核苷酸。对应于GenBank登录号BC008962、BC000529、AAH00529或NP004855的GDF-15多核苷酸或多肽，以及编码它们的成熟GDF-15多肽或多核苷酸。
在一些实施方案中，可注射溶液含有其他生物活性剂，或者可以在施用可注射溶液之前将这些生物活性剂施用至目标组织部位。在某些实施方案中，生物活性剂为药物。这些生物活性剂可以包括例如抗微生物剂，抗生素，抗分支杆菌剂(antimyobacterial)，抗真菌剂，抗病毒剂，抗肿瘤剂，抗瘤剂，影响免疫反应的药剂，血钙调节剂，可用于葡萄糖调节的药剂，抗凝剂，抗血栓形成剂，抗高血脂药，心脏药物，甲状腺激素和抗甲状腺药，肾上腺素，抗高血压药剂，胆碱能药，抗胆碱能药，抗痉挛药，抗溃疡药，骨骼和平滑肌松弛剂，前列腺素，过敏反应的一般抑制剂，抗组胺药，局部麻醉药，镇痛药，麻醉品拮抗药，镇咳药，镇静催眠药，抗惊厥药，抗精神病药，抗焦虑药，抗抑郁药，厌食药，非甾体抗炎药，甾体抗炎药，抗氧化剂，血管活性剂，骨活性剂，成骨因子，抗关节炎药和诊断剂。
适用于本公开的生物活性剂和特定药物的更完整清单可见于Susan Budavari等人编辑的“The Merck Index:An Encyclopedia of Chemicals,Drugs,and Biologicals”；和美国药典委员会出版的美国药典/国家处方集XXXVII/XXXII，Rockville,MD,2013,其中每一篇均引入本文作为参考。
生物活性剂也可以通过掺入可注射溶液中提供，或者可以在可注射溶液被施用之前或之后施用。诸如本文所述的那些生物活性剂可以通过简单的混合物或其他方式均匀地掺入可注射溶液中。此外，它们可以单独或与另一种载体形式或介质如微球或另一种微粒制剂一起掺入。形成微粒的合适技术在本领域中是众所周知的，并且可用于夹带或包封生物活性剂，此后，微粒可在其制备时或制备后分散在骨材料内。
应当理解，添加剂的量将取决于添加剂的类型、所采用的特定添加剂制剂的比活性和可注射溶液的预期用途而变化。使用者可以容易地确定期望的量。
可以在制备可注射溶液之前、之中或之后将多种医学和/或外科有用物质中的任何一种掺入或与可注射溶液结合。
冻干
在一些实施方案中，BMP被冷冻干燥或为冻干形式。通常，以冷冻干燥或冻干形式提供有效量(例如20μg至约5000μg)的BMP。冻干形式可以重构为溶液、悬浮液、乳液或任何其他适合施用或使用的形式。通常首先将冻干的BMP制备成液体，然后冷冻并冻干。冻干之前的总液体体积可以小于、等于或大于冻干的BMP的最终重构体积。冻干过程是本领域普通技术人员众所周知的，并且通常包括在受控条件下从冷冻制剂中升华水。
冻干的制剂可以在很宽的温度范围内储存。冻干的BMP可以在30℃或以下的温度下储存，例如在4℃或在室温(例如，约25℃)下冷藏。
通常通过加入水溶液以溶解冻干的BMP来重构冻干的BMP以使用。多种水溶液可用于重构冻干的BMP。在一些实施方案中，冻干的BMP用水重构。在一些实施方案中，冻干的BMP可以用含有水(例如USP WFI或注射用水)或抑菌水(例如含0.9％苄醇的USP WFI)的溶液重构。但是，也可以使用包含缓冲液和/或赋形剂和/或一种或多种药学上可接受的载体的溶液。在一些实施方案中，溶液不包含任何防腐剂(例如不含防腐剂)。
在一些实施方案中，冻干的BMP可以由制造商放置在小瓶中，然后外科医生可以将水性载体与冻干的BMP和/或稀释剂混合。然后可以将该混合物肠胃外施用至目标组织部位。水性载体包括但不限于水，例如无菌水、含有无机盐的溶液或包括氯化钠的阳离子表面活性剂、盐水(例如磷酸盐缓冲盐水)、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、EDTA、硫酸铵、乙酸铵和乙酸钠。可以使用两种或更多种水性载体的混合物。水性载体可进一步包括例如骨髓抽吸物、血小板浓缩物、血液、溶液中的药物添加剂或这些材料的组合。示例性水性载体包括但不限于无菌水、注射用抑菌水(BWFI)、pH缓冲溶液(例如磷酸盐缓冲盐水)、无菌盐溶液、林格氏溶液或右旋糖溶液。这些可用于重构BMP并稀释以施用于患者。
治疗方法
如上所述，可以用本公开的可注射溶液治疗的说明性目标组织部位(例如，骨修复或骨缺损部位)包括，例如，由损伤、在手术过程中引起的缺损、感染、恶性肿瘤或发育畸形引起的那些。可注射溶液可用于各种整形外科、牙周、神经外科以及口腔和颌面外科手术，包括但不限于修复简单和复合骨折和非结合；外部和内部固定；关节重构，如关节融合；一般关节成形术；臀部杯形关节成形术；股骨和肱骨头置换术；股骨头表面置换和全关节置换；脊柱修复，包括脊柱融合和内固定；肿瘤手术，例如，缺乏充盈；椎间盘切除术；椎板切除术；切除脊髓肿瘤；前颈椎和胸椎手术；脊柱损伤的修复；脊柱侧凸、脊柱前凸和脊柱后凸治疗；骨折颌间固定；颏成形术；颞下颌关节置换术；牙槽嵴增强和重建；镶嵌骨植入物；植入物的放置和修正；窦底提升；化妆增强；等等。用骨材料可以修复或替换的具体骨骼包括筛骨；额骨；鼻骨；枕骨；顶骨；颞骨；下颌骨；上颌骨；颧骨；颈椎；胸椎；腰椎；骶骨；肋骨；胸骨；锁骨；肩胛骨；肱骨；桡骨；尺骨；腕骨；掌骨；指骨；髂骨；坐骨；耻骨；股骨；胫骨；腓骨；髌骨；跟骨；跗骨和跖骨。
根据本公开的某些方面，本公开的可注射溶液可以在诸如脊柱植入物、髋部植入物(例如，在植入物茎中或周围，和/或髋臼杯后方)、膝关节植入物(例如，茎中或茎周围)的承重植入物中、之上或周围使用。在一些实施方案中，本公开的可注射溶液可以被结合在具有至少约10000N的抗压强度的承重的脊柱植入物装置中、之上或周围，所述装置诸如融合笼、PEEK植入物、销钉或其他装置，其可能具有用于容纳骨诱导性组合物的口袋、腔室或其他空腔，和用于脊柱融合术例如椎间融合术中。一种示例性的这种用途是与承重的椎间间隔器结合以实现椎间融合。在这些应用中，可以将可注射溶液放置在间隔物中和/或周围以促进融合。
在一些实施方案中，提供了一种治疗骨缺损的方法，该方法包括将在水性载体中包含20μg至约5000μg的骨形态发生蛋白2(BMP-2)的可注射溶液施用至骨缺损。在一些实施方案中，BMP-2是rhBMP-2。可以以约840μg至约4500μg的量施用BMP-2以融合骨缺损。在一些实施方案中，BMP-2的施用量为从约20、50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、500、525、550、575、600、625、650、675、700、725、750、775、800、825至约850μg。
在一些实施方案中，BMP-2的施用量为从约860、870、880、890、900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1450、1500、1550、1600、1650、1700、1750、1800、1850、1900、1950、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900、4000、4100、4200、4300、4400、4500、4600、4700、4800、4900至约5000μg。如上所述，BMP可以是BMP-2或rhBMP-2，并且还可以包括BMP的其他形式。如本文所述，BMP也可以是冻干的BMP。
如上所述，在一些实施方案中，水性载体不是骨诱导性或骨传导性的。相反，水性载体可包含盐水、右旋糖、注射用无菌水、磷酸盐缓冲盐水、血液或其组合。水性载体可以是血液，例如患者自己的血液，并且该血液可以与凝血因子结合。
可注射溶液还可包含缓冲剂，该缓冲剂包括三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、乙二胺四乙酸(EDTA)、(2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸)(HEPES)、乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸钠、2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)、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、蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、聚山梨酯80或其组合。在一些实施方案中，缓冲剂包括蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、氯化钠、聚山梨酯80或它们的组合。
缓冲剂以约1mM至100mM的浓度存在于可注射溶液中。缓冲剂在可注射溶液中的浓度可以为约1、2、3、4、5、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、44、45、46、47、48、49、50、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、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99至约100mM。
上述方法的可注射溶液的pH为约4.0至约6.0。考虑可注射溶液的pH可为约4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9到约6.0。
在一些实施方案中，可将注射溶液作为单剂量注射施用至骨缺损。骨缺损可以包括上述那些，并且在一些实施方案中，骨缺损是长骨骨折，并且将可注射溶液经皮施用至长骨骨折。可以多次注射剂量将可注射溶液施用至骨缺损，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10次注射。例如，可以通过IV连续溶液或通过在骨缺损处局部或全身地通过注射器，在5分钟至1小时的时间内IV施用BMP溶液。
可以多次注射剂量施用可注射溶液的一种方式是通过可植入泵。肠胃外泵施用可包括例如输液泵，其通过在骨缺损处或附近的导管施用可注射溶液；或可插入在骨缺损处或附近的可植入微型泵；可植入的控释装置或持续释放递送系统，该系统可以每小时或以间歇推注剂量释放一定量的可注射溶液。适合使用的泵的一个例子是
Figure BDA0002688000200000181
(Medtronic,Minneapolis,Minnesota)泵。该泵具有三个密封腔室。其中一个包含电子模块和电池。第二个包含蠕动泵和药物或溶液储器。第三个包含惰性气体，该惰性气体提供将可注射溶液推入蠕动泵所需的压力。为了填充泵，可注射溶液通过储器填充口注入可膨胀储器。惰性气体在储器上产生压力，压力迫使可注射溶液通过过滤器并进入泵腔室。然后将可注射溶液从泵腔室中泵出装置，并进入导管，这将引导溶液沉积在目标部位。可注射溶液的输送速率由微处理器控制。这允许使用泵在特定的时间或以递送之间的设定间隔，连续地输送相似或不同量的可注射溶液。
在一些实施方案中，将可注射溶液直接注射到具有血肿的骨折部位。在一些实施方案中，在骨折愈合的不同阶段以多次间歇推注方式施用可注射溶液。例如，在血肿形成过程中受伤时施用第一次间歇推注，在骨修复期开始时在一至约两周之间施用第二次间歇推注，并在骨骼重塑阶段开始时施用第三次间歇推注。
在一些实施方案中，提供了制备可注射的骨形态发生蛋白2溶液的方法。该方法包括将20μg至约5000μg的冻干的骨形态发生蛋白-2(BMP-2)与水性载体混合以形成可注射的骨形态发生蛋白-2溶液。在一些实施方案中，BMP-2是rhBMP-2。水性载体可包含盐水、右旋糖、注射用无菌水、磷酸盐缓冲盐水、血液或其组合。
可注射溶液还包括缓冲剂，该缓冲剂包括三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、乙二胺四乙酸(EDTA)、(2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸)(HEPES)、乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸钠、2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)、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、蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、聚山梨酯80或其组合。在一些实施方案中，缓冲剂包括蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、氯化钠、聚山梨酯80或它们的组合；缓冲剂在注射溶液中的浓度为约1mM至100mM；如上所述，或可注射溶液的pH为约4.0至约6.0。
试剂盒
本申请还提供了一种用于治疗骨缺损的试剂盒，该试剂盒包括20μg至约5000μg剂量的可注射骨形态发生蛋白-2(BMP-2)；用于混合可注射BMP-2的水性载体；以及用于施用可注射BMP-2的一套说明书。
在一些实施方案中，如本文所述，可注射的BMP-2为冻干形式。该试剂盒可以包含多种剂量的可注射BMP-2，或该试剂盒还包括用于施用10μg至约1000μg剂量的可注射BMP-2的泵。
水性载体可包括缓冲剂，该缓冲剂包括三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、乙二胺四乙酸(EDTA)、(2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸)(HEPES)、乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸钠、2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)、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、蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、聚山梨酯80或其组合。
在某些实施方案中，试剂盒还包括包装，所述包装在无菌条件下封闭所述试剂盒的组分。这样的试剂盒可以进一步包括注射器或小瓶(例如，终端灭菌的)和/或诸如注射器的转移装置和/或治疗物质。在一些实施方案中，试剂盒还包括如上所述的可植入泵。
现在已经大体上描述了本发明，通过以下参考以下实施例，可以更容易地理解本发明，这些实施例是作为举例说明提供的，除非特别说明，并不意图限制本发明。
实施例
下面的实验表明，单次注射无固定基质的rhBMP-2可以是可行的且非侵入性的治疗方法，以增强骨折愈合。
方法
使用大鼠骨折模型测试将单次注射低剂量rhBMP-2直接注射到损伤部位而不用基质(例如固定基质，例如胶原蛋白基质)的概念。在大鼠股骨中形成单侧骨折，并用髓内钉固定。将总共24只大鼠随机分配为接受rhBMP-2、磷酸盐缓冲液(PBS)注射对照或未处理的对照(N＝8/组)。将rhBMP-2溶解在注射用无菌水中至终浓度为0.28mg/mL。通过21号针头将100uL的rhBMP-2(总共28ug)或PBS直接注入损伤部位。手术后4周后，由三位对治疗组不知情的评估人员使用X射线照片评估骨折的愈合(图2)。与对侧非骨折股骨相比，使用骨折的股骨的3点弯曲试验来量化骨强度(图4和5)。
结果：
放射线骨折愈合定义为在X射线上桥接皮质骨(图2)。施用rhBMP-2的组显示，有七只大鼠愈合，一只大鼠没有愈合，并且有88％的愈合。施用未处理的对照组的组显示有5只大鼠愈合，有3只大鼠未愈合，并且有63％的愈合。施用PBS注射对照的组显示4只大鼠愈合，4只大鼠未愈合，并且有50％的愈合。与PBS或未处理的对照相比，在rhBMP-2组中发现了更多的愈合骨折(图3)。rhBMP-2组的机械强度显著(p<0.05)高于PBS注射或未处理的对照。图4示出了与对侧非骨折股骨相比的骨折股骨的最大负荷百分比。rhBMP-2的性能优于PBS注射和未处理的对照。图5示出了与对侧非骨折股骨相比的骨折股骨的刚度百分比。rhBMP-2的性能再次优于PBS注射和未处理的对照。
结论：
数据表明，单次注射无固定基质的rhBMP-2可以是可行的且非侵入性的治疗方法，以增强骨折愈合。这些结果出乎意料，因为没有在基质上施用rhBMP-2，并且因为rhBMP-2的剂量低。在一些实施方案中，低至0.28mg/mL的剂量可以作为人类使用的起始剂量被施用。
应当理解，上述内容涉及本公开的示例性实施方案，并且可以在不脱离如所附权利要求书中阐述的本公开的精神和范围的情况下进行修改。

Claims (20)

1.一种治疗骨缺损的方法，所述方法包括将在水性载体中包含约20μg至约5000μg的骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的可注射溶液施用至所述骨缺损。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述水性载体包括盐水、右旋糖、注射用无菌水、磷酸盐缓冲盐水、血液或其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中以约840μg至约4500μg的量施用所述BMP-2以融合所述骨缺损。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述可注射溶液还包括缓冲剂，所述缓冲剂包括三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、乙二胺四乙酸(EDTA)、(2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸)(HEPES)、乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸钠、2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)、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、蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、聚山梨酯80或其组合。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述缓冲剂包括蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、氯化钠、聚山梨酯80或它们的组合。
6.根据权利要求4所述的方法，其中(i)所述缓冲剂在所述可注射溶液中的浓度为约1mM至100mM；或(ii)所述可注射溶液的pH为约4.0至约6.0。
7.根据权利要求1所述的方法，其中将所述可注射溶液作为单剂量注射施用至所述骨缺损。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述BMP-2是rhBMP-2。
9.根据权利要求1所述的方法，其中(i)将所述可注射溶液经皮施用至长骨折；(ii)将所述可注射溶液直接注射到具有血肿的骨折部位；或(iii)所述水性载体不是骨诱导性或骨传导性的。
10.根据权利要求1所述的方法，其中(i)以多次注射剂量将所述可注射溶液施用至所述骨缺损；或(ii)通过可植入泵以多次注射剂量将所述可注射溶液施用至所述骨缺损。
11.根据权利要求1所述的方法，其中在骨折愈合的不同阶段以多次间歇推注方式施用所述可注射溶液。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在血肿形成过程中受伤时施用第一次间歇推注，在骨修复期开始时在一至约两周之间施用第二次间歇推注，并在骨骼重塑阶段开始时施用第三次间歇推注。
13.一种制备可注射骨形态发生蛋白-2溶液的方法，所述方法包括将约20μg至约5000μg的冻干的骨形态发生蛋白-2(BMP-2)与水性载体混合以形成所述可注射骨形态发生蛋白-2溶液。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述BMP-2是rhBMP-2。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述水性载体包括盐水、右旋糖、注射用无菌水、磷酸盐缓冲盐水、血液或其组合。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述可注射溶液还包括缓冲剂，所述缓冲剂包括三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、乙二胺四乙酸(EDTA)、(2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸)(HEPES)、乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸钠、2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)、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、蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、聚山梨酯80或其组合。
17.根据权利要求16所述的方法，其中(i)所述缓冲剂包括蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、氯化钠、聚山梨酯80或它们的组合；(ii)所述缓冲剂在所述可注射溶液中的浓度为约1mM至100mM；或(iii)所述可注射溶液的pH为约4.0至约6.0。
18.一种用于治疗骨缺损的试剂盒，所述试剂盒包括20μg至约5000μg剂量的可注射骨形态发生蛋白-2(BMP-2)；用于混合所述可注射BMP-2的水性载体；以及用于施用所述可注射BMP-2的一套说明书。
19.根据权利要求18所述的试剂盒，其中(i)所述可注射BMP-2为冻干形式；或(ii)所述试剂盒包含多个剂量的可注射BMP-2；或(ii)所述试剂盒还包括用于施用800μg至约5000μg剂量的可注射BMP-2的泵。
20.根据权利要求18所述的试剂盒，其中所述水性载体包括缓冲剂，所述缓冲剂包括三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、乙二胺四乙酸(EDTA)、(2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸)(HEPES)、乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸钠、2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)、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、蔗糖、甘氨酸、L-谷氨酸、聚山梨酯80或其组合。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022520139A (ja) 2018-10-12 2022-03-29 セラダプティブ インク β－リン酸三カルシウム結合配列を含むポリペプチドとその使用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001028602A1 (en) * 1999-10-15 2001-04-26 Genetics Institute, Inc. Formulations of hyaluronic acid for delivery of osteogenic proteins
CN1443571A (zh) * 2003-04-21 2003-09-24 李亚非 一种骨生长因子注射剂及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5645084A (en) * 1995-06-07 1997-07-08 Danek Medical, Inc. Method for spinal fusion without decortication
WO2001028603A1 (en) 1999-10-15 2001-04-26 Genetics Institute, Inc. Formulations for delivery of osteogenic proteins
ATE420670T1 (de) 2001-04-25 2009-01-15 Eidgenoess Tech Hochschule Arzneimittel freisetzende matrizen zur förderung der wundheilung
US7897174B2 (en) * 2002-02-08 2011-03-01 University Of Erlangen-Nurnberg Formulation comprising bioactive agents and method of using same
CN101204593A (zh) * 2006-12-20 2008-06-25 上海海泰药业有限公司 Bmp-2蛋白胶原水溶液及制法和在植骨材料中的应用
US20100226959A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-09 Warsaw Orthopedic, Inc. Matrix that prolongs growth factor release
EP3052528B1 (en) * 2013-10-02 2017-11-22 AO Technology AG Thermosensitive hyaluronic acid conjugates and methods for the preparation thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001028602A1 (en) * 1999-10-15 2001-04-26 Genetics Institute, Inc. Formulations of hyaluronic acid for delivery of osteogenic proteins
CN1443571A (zh) * 2003-04-21 2003-09-24 李亚非 一种骨生长因子注射剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
THOMAS A. EINHORN, ET AL.: "A Single Percutaneous Injection of Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2 Accelerates Fracture Repair", THE JOURNAL OF BONE AND JOINT SURGERY, vol. 85, no. 8, pages 1425 - 1435, XP009505372, DOI: 10.2106/00004623-200308000-00002 *

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