JP2002531509A - 体内プロテーゼの骨統合を促進するためのイバンドロネートの使用 - Google Patents
体内プロテーゼの骨統合を促進するためのイバンドロネートの使用Info
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Abstract
Description
の、イバンドロン酸(1−ヒドロキシ−3−(N−メチル−N−ペンチル)アミ
ノプロピル−1,1−ジホスホン酸)又はその生理学的に適合性を有する塩若し
くはエステルの使用に関する。イバンドロネート又はその塩は、体内プロテーゼ
挿入直後に短期間適用されると、移植片の二次的安定化が術後わずか5週以内に
得られるという驚くべき結果をもたらす。
。しかし、骨は、それが暴露される広範な要件、刺激及び病毒に適合した複雑な
生体物質である。体内プロテーゼは、骨及び関節の代用物として利用可能である
。しかし、体内プロテーゼは、生体力学的に高度に洗練されている場合でさえ、
環境因子及び負荷因子に対して能動的な影響を及ぼさない。
0,000個を含め、移植されている。また、相当数の他の関節プロテーゼ、例
えば膝関節、足根関節及び肩関節体内プロテーゼがある。一次移植された体内プ
ロテーゼの数、特に交換を要するものの数は増加し続けると予想される。その間
にも、比較的若い患者に体内プロテーゼが供される。人の平均余命はますます延
び、その結果、場合によっては、患者個人にとって生存中に3回又は4回までの
プロテーゼ交換が予想され得る。最初の手術、及び特に、必要とされた交換手術
の際に骨物質を温存するため、また、プロテーゼのより長い推定生存期間のせい
で、セメントなしのインプラントがますます使用されている。体内プロテーゼを
必要とする若年患者は、特にこの種の組織温存処理の恩恵を受けるであろう。よ
り長寿命の体内プロテーゼは又、増大する平均余命故に、また、経済的理由から
必要である。
生じる過程及び形態変化並びに、セメントなしのインプラント固定が好ましい方
法になったため、特にセメントなしの体内プロテーゼの一次及び二次安定性に関
する知識を特別に考慮しなければならない。
と説明される。プロテーゼは、その末端部を介して、骨幹(皮質)の骨髄内管又
は転子隆起の近位骨幹端に固定される。この一次安定性は、プロテーゼがまだ骨
の中に取り込まれていないため、質的(qualitative)でしかない。
成長した後わずか数ヶ月で達成される(骨統合)。したがって、質的安定化(qu
alitative stabilisation)に加えて、プロテーゼの長期安定性を保証する量的
成分(quantitative component)が得られる。
後の第一段階は、骨の部分死を特徴とする。手術直後、隣接する骨の大部分は無
傷である。その後、プロテーゼ界面(プロテーゼと骨との接触面)の近接部で数
ミリメートルに渡って骨の部分死が起こる。なおも生きている骨と死んだ骨との
境界で拡張血管及び多形核細胞の浸潤がすぐに起こり、繊維芽細胞、骨芽細胞及
び破骨細胞が続く。次の段階で修復が起こる。死んだ骨組織が肉芽組織及び結合
組織によって浸潤される。マクロファージ及び巨細胞がときおり観察される。新
たに形成した骨が死んだ骨の上に重なる。
だ骨の物質は崩壊し、網状骨及び層板骨によって代わられる。再構成過程の最後
で、骨とプロテーゼの平滑面との間に結合組織の細い合わせ目がしばしば残る。
これらの段階は又、患者個人の特性、例えば骨代謝(骨粗鬆、骨減少、若年)並
びに外来的な因子、例えば術後のプロテーゼに対する応力の解除及びリハビリテ
ーションの形態によって影響される。
プロテーゼの二次安定化が6〜8週以上の期間の後でしか起こらないということ
である。
nts. Acta Orthop Scan 1997; 68(2): 161-166は、股関節プロテーゼの二次安定
化が最長で9ヶ月を要することを開示している。同氏の研究の結果は、人の海綿
質骨の内成長が1日約1マイクロメートルの速度で起こるという事実によって説
明される。表面処理されたプロテーゼが使用されるとしても、プロテーゼの達成
可能な最大内成長は、術後9ヶ月より前には起こらない。これは、Krugerらの観
察結果(Teilbelastng oder Vollbelastung-Therapiestrategie nach zementfre
ier Hufttotalendoprothese Orthop Praxis 1998; 34(5): 287-293)と符合する
。すべてのケースで、Krugerは、術後最初の6ヶ月間にプロテーゼ軸部の更なる
焼結(sintering)を認め、グルエン(Gruen)ゾーン1にかすかな硬化線が形成
していた。また、Wallら(Auswertung der Osseointegration von zementlosen
Huftprothesenstielen mit Computerauswertung digitaler Rontgendensitometr
ie Orthop. Praxis 34: 73-77 1998)は、2種類のプロテーゼのどちらを調査
したかにかかわらず、術後最初の6ヶ月間に全 Gruenゾーンの骨組織の光学密度
の18%の減少を示した。その後ではじめて骨密度の新たな増加があり、術後2
4ヶ月かけてようやく出発値の92〜97%に達した。したがって、多くの施設
では、患者は、術後6ヶ月まで、手術を受けた脚を応力を受けない状態に維持し
ておく。これは、プロテーゼが骨の中に更に深く沈み込んだり、骨折を起こさせ
たりすることを防ぐためである。
Bone Joint Surg 73B: 33-38 1991)によると、プロテーゼ中への骨の二次統合
は、病的微動(>150マイクロメートル)によって乱されると、結果的に、骨
とプロテーゼとの界面上に結合組織の形成を招く。このこと及びその結果の骨折
の危険性が、長期にわたりプロテーゼにかかる応力を軽減することを必要にする
。これは、患者のリハビリテーションを大幅に遅らせ、より長期に及ぶ苦痛の訴
えをより多くもたらすかもしれない。
プロテーゼ周辺の骨の萎縮を生じさせ、セメントなしプロテーゼの早期弛みの理
由とみなされている。
産的期間、若年患者の労働過程への再統合及び後続の手術は、結果的に、莫大な
費用をコミュニティーに課す。
主な提案は、力の近位誘導、回転安定性、表面被覆及びセメントなし体内プロテ
ーゼのプレス・フィットによってプロテーゼの設計を改善することである。現在
の臨床治療では、体内プロテーゼの内成長を増大させるための薬物は使用されて
いないが、セメントなしインプラントと成長因子(例えばBMP)との併用が最
近の研究で研究されている(Proceedings of the annual meeting of the ORS 5
, 245, 339, 599 1998 New Orleans)。
てプラスの影響を有し、特に骨粗鬆症の探求において、骨量及び骨質の増大を生
じさせる。ビスホスホネート類の生物学的及び物理的性質に係る前臨床知識は、
約30年に渡って利用可能である。
てはそれ自体の活性プロフィールを有している。ビスホスホネート類は、特に骨
外科で使用することができる。
1より既知である。骨組織の形成を増大させる、及び/又は、移植後の合併症を
なくすため、特にクロドロネート(clodronate)が移植手術の前及び/又は後で
使用されている。用量:0.01〜100mg/kg・dayが開示され、非経口では0
.5〜20mg/kg・day、静脈投与では0.5〜5mg/kg・day、経口では10〜10
0mg/kg・dayが好ましい。
月間継続することが推奨されている。骨移植の場合、処理した動物におけるほぼ
すべての移植片において35日後に新たな骨の形成が生じることがわかった。外
植した骨−歯インプラントに関して、4週間のクロドロネート治療(手術前1週
間、術後3週間)の後、骨形成が、クロドロネート治療を受けなかった患者より
も盛んであることがわかった。
ート類が、WO94/30421A1、WO95/28936A1及びUS56
46134に記載されている。
ートを投与することによってプロテーゼの弛み及び移動を防ぐことが推奨されて
いる。提案される用量は、連続的に、すなわち毎日又は周期的に投与されて、0
.002〜3.40mg/kg、好ましくは0.01〜2.40mg/kgである。被験動
物(ヒツジ)が手術直後からビスホスホネートの静脈投与で治療された。必要な
らば、治療は、間隔をおいて、例えば4又は8週間おきに継続すべきである。月
に一度、プロテーゼの座部が検査され、1年後、更なる検査が、該化合物がプロ
テーゼの弛みを適切に防止することを示した。詳細な結果は開示されていない。
また、どのような物質が使用されたのかは述べられていない。実施例は、パミド
ロネート(pamidronate)、レセドロネート(risedronate)及びEB1053の
投与を示しているため、これらの化合物が好ましいと思われる。
ト類、好ましくはアレンドロネート(alendronate)を使用して、骨吸収を抑制
することによってプロテーゼ周辺の骨損失を防ぎ、骨損失に伴う痛みを軽減して
いる。アレンドロネートは、好ましくは経口的又は非経口的に適用され、或いは
又、手術中の骨への固定を増進するため、整形外科インプラントをビスホスホネ
ートで被覆することもできる。有効量は、1.5〜3000μg/kg体重、好まし
くは10μg/kg体重である。骨吸収は、完全に止めることはできないが、多めの
量のアレンドロネートを用いる治療によって相当に遅らされる。
リテーションを加速することにより、体内プロテーゼの骨統合を改善することで
ある。
N−メチル−N−ペンチル)アミノプロピル−1,1−ジホスホン酸)又は生理
学的に適合性を有するその塩若しくはエステルの手術直後の短期適用により、体
内プロテーゼ、特に関節プロテーゼ、例えば膝関節、足根関節又は肩関節プロテ
ーゼ、特に好ましくは股関節プロテーゼの骨統合が加速され、わずか5週後、好
ましくは2〜4週後にプロテーゼの二次安定化が達成されることがわかった。「
骨統合(osseointegration)」とは、生きた骨と負荷下のインプラントの表面と
の直接的な構造的且つ機能的結合をいう。
人の特性、例えば年齢、性別及び骨代謝(骨粗鬆、骨減少、若年)に依存する)
イバンドロネートの短期投与は、破骨細胞によって生じる骨吸収を防ぎ、造骨細
胞反応の優勢のおかげで、プロテーゼ上の骨成長の増大を促進する。結果、プロ
テーゼ周囲の骨量が急増する。イバンドロネート投与の結果として、より多量の
統合した骨が形成し、その成熟が早まり、プロテーゼ周囲の骨減少が回避される
。特に股関節手術の場合における患者の無傷の骨に対する機械的負荷の減少の期
間を相当に減らすことができるため、骨萎縮のリスクはゼロ又は無視しうる程度
であった。
当該技術分野においてよく知られている。イバンドロン酸又は薬学的に許容し得
るその塩は、例えばヨーロッパ特許出願第252,504号及び米国特許第4,
927,814号に記載されている。
アロゾル形態で経口的に、又は経腸的、非経口的、局所的、経鼻的、経肺的又は
経直腸的に、すべての従来の非毒性の薬学的に許容される賦形剤、佐剤及び添加
物において投与することができる。「非経口的」とは、皮下、静脈内及び筋肉内
投与又は注入を含む。経口適用剤形は、例えば、以下の群、例えば香味剤、甘味
剤、染料及び防腐剤からの1種以上の添加物を含有することができる錠剤、カプ
セル、糖衣丸、シロップ、溶液、懸濁液、エマルション、エリキシル剤等である
ことができる。経口適用剤形は、活性成分を、錠剤、カプセル、糖衣丸等を製造
するのに適した非毒性の薬学的に許容される賦形剤、例えば炭酸カルシウム、炭
酸ナトリウム、ラクトース、リン酸カルシウム又はリン酸ナトリウム;デンプン
、マンニトール、メチルセルロース、タルク、高分散ケイ酸、高分子量脂肪酸(
例えばステアリン酸)、ピーナッツ油、オリーブ油、パラフィン、ミグリオール
(miglyol)、ゼラチン、寒天、ステアリン酸マグネシウム、蜜ロウ、セチルア
ルコール、レシチン、グリセロール、動物性若しくは植物性脂肪又は高分子量ポ
リマー、例えばポリエチレングリコールとともに含有する。錠剤、カプセル、糖
衣丸等には、胃における望まない副作用を防ぐ、又は胃腸管での吸収を遅らせ、
それによって作用期間を延ばすため、例えばモノステアリン酸グリセリル又はジ
ステアリン酸グリセリルの適当な被覆を施すことができる。注射に好ましい媒体
は、必要ならば通常の添加物、例えば、安定剤及び可溶化剤を含有する無菌の注
入可能な水性又は油性の溶液又は懸濁液である。そのような添加物の例は、水、
等張食塩水、1,3−ブタンジオール、脂肪酸、例えばオレイン酸、モノジグリ
セリド又はミグリオールである。直腸用は、常温で固形であり、直腸温度で液状
になるすべての適当な非刺激性添加物、例えばココアバター又はポリエチレング
リコールでできていることができる。通常の薬学的賦形剤は、エアロゾル形態で
適用することができる。通常の薬学的添加物を含むクリーム、チンキ、ゲル、溶
液又は懸濁液等は外用である。
しで固定された体内プロテーゼの骨統合を改善するための、イバンドロン酸又は
生理学的に適合性を有するその塩若しくはエステルの使用を含む。
体重、好ましくは1〜100μg/kg体重である。一日当たり20〜30μg/kg体
重の用量が特に好ましく、わずか15〜20日後に完全な統合が得られる。
を0.01〜20mgの割合で含有する非経口用の溶液の形態である。
しなければならない。
トなしで固定された体内プロテーゼの骨統合を改善するための、イバンドロン酸
又は生理学的に適合性を有するその塩、好ましくはナトリウム塩若しくはエステ
ルの使用に関する。イバンドロネートは、0.1〜100μg/kg体重、好ましく
は1〜100μg/kg体重の用量で使用することができる。イバンドロネートは又
、非経口用の場合、活性物質含量が0.01〜20mgである溶液として適用する
ことができる。適用は、週1〜7回実施することができる。上記のようなイバン
ドロン酸の使用は又、間欠的な周期的適用によって実施することもできる。前記
の使用は、股関節体内プロテーゼの骨統合が改善されることを特徴とする。本発
明は又、術後5週間以内に股関節体内プロテーゼの二次安定性を達成するための
、イバンドロン酸又は生理学的に適合性を有するその塩若しくはエステルの使用
に関する。この使用は、2〜4週後に二次安定性が得られることを特徴とする。
育し、12時間の昼夜リズムに付した。食物と水は自由に与えた。法規に従って
ラットを飼育し、餌を与え、Darmstadt Governmental Presidiumの認証を受け、
その監督下で研究を実施した。
及びキシラジン(5mg/kg)の腹腔内投与によってラットを麻酔した。両後肢の
毛を剃り、ベタイサドンナ(Betaisadonna)溶液で消毒した。無菌条件下で膝関
節の中央膝蓋骨傍切開を実施し、膝蓋骨を側方に脱臼させた。顆間切痕で骨髄管
を遠位開放し、直径1.0mm径のキルシュナー線で管を大腿骨の近位骨幹端まで
穿孔した。次に、チタンのキルシュナー線を右大腿骨に挿入し、ヒドロキシアパ
タイト被覆したキルシュナー線を左大腿骨に近位骨幹端まで挿入した。アクセス
孔を骨ロウで閉じ、膝蓋骨を元に戻し、施術した脚の伸筋を再構成し、軟組織を
適合させ、皮内縫合によって皮膚を閉じた。次に、後肢が通常の術後動に関して
試験された。ラットをケージの中で自由に動き回らせ、活動状態及び後肢にかか
る負荷を毎日チェックした。
した。所定の治療期間の後、ラットを二酸化炭素室で安楽死させ、その直後、両
大腿骨を採取し、軟組織を完全に除去し、アルコール中に固定してその後の組織
学的処理に備えた。次に、マクロ形態を判定し、記録するため、完全なラット大
腿骨をX線によって並列比較で表示した。骨の変化、例えば海綿質の増減、骨密
度の変化、インプラント上の合わせ目の弛み、骨膜又は骨内膜の変化が生じてい
る区域に特に注意を払った。この場合の評価は純粋に記述的であった。
鏡試片切断技術(K. Donath, G. Breuner: A method for the study of undecal
cified bones and teeth with attached soft tissue. The Saege-Schliff (saw
ing and grinding) technique., j. Oral Pathology 1982, 11: 318-26)による
標本調製の記述。検鏡試片切断技術は、組織学的診断のために従来切断不可能で
あった組織及び材料(例えばインプラントを支持する長骨)の10μm未満の薄
片を調製するための十分に試みられた方法である。
を与える。Messrs Exakt-Apparatebau(ドイツ、Norderstedt)の精密切断粉砕
装置によって検鏡試片の組織学的固定及び調製を実施した後、トルイジンブルー
で染色した。該染色法は実施しやすく、色の変化が骨成長及び再構成に関する情
報を与える。他の染色法、例えばヘマトキシリン−エオシン染色、ファン・ギー
ソン(van Gieson)染色又はマッソン・ゴルナー(Masson-Golner)染色は、埋
め込まれた組織の良好な表現を与える。そして、得られた標本を写真によって記
録した。結果の定量的評価を組織形態計測によって実施した。
なソフトウェアを使用して計算した。
ドロキシアパタイト被覆インプラントの骨統合のタイム・シーケンス 1b)イバンドロネート1μg FAE/kg/d、5μg FAE/kg/d及び25μg FAE/kg/d
を投与した後の、6月齢スプレーグドーリーラットの骨におけるチタンインプラ
ント及びヒドロキシルアパタイト被覆インプラントの骨統合のタイム・シーケン
ス(FAE=遊離酸当量、すなわち、すべての用量がそれに関連する)。
各グループの2匹づつを手術し、処分した。
ト1μg FAE/kg/dを毎日皮下投与 3)実験グループ2(5μg FAE/kg/d):インプラント移植後、イバンドロネー
ト5μg FAE/kg/dを毎日皮下投与 4)実験グループ3(25m4):実験グループ3(25μg FAE/kg/d):インプ
ラント移植後、イバンドロネート25μg FAE/kg/dを毎日皮下投与
相当に改善されていた。未処理グループでは37日後にほぼ完全な内成長が起こ
ったが、イバンドロネート25μg FAE/kg/dで処理したグループでは、驚くこと
にわずか18日後に完全な統合が起こった。すなわち、イバンドロネートで処理
した後の時間的優位性は50%を超える。
μg FAE/kg/d及び25μg FAE/kg/dを投与した後の所定の時点における6月齢ラ
ットの骨におけるチタンインプラント及びヒドロキシアパタイト被覆インプラン
トの骨統合の有意な差違 2b)未処理の対照グループと比較した、1日1回、イバンドロネート1μg FA
E/kg/d、5μg FAE/kg/d及び25μg FAE/kg/dを瞬時投与した後の所定の時点に
おける6月齢ラットの骨におけるチタンインプラント及びヒドロキシアパタイト
被覆インプラントの骨統合の有意な差違 2c)瞬時投与と全期間に渡る累積投与との間での、所定時点における6月齢ラ
ットの骨におけるチタンインプラント及びヒドロキシアパタイト被覆インプラン
トの骨統合の有意な差違
た。指定期日は例1から得た(グループ間の有意な差を示す、統計的に十分な数
の15匹の実験動物を使用(p<0.01))。
下投与 3)実験グループ:術後15〜20日間、イバンドロネート5μg FAE/kg/dを皮
下投与 4)実験グループ:術後15〜20日間、イバンドロネート25μg FAE/kg/dを
皮下投与 5)実験グループ:術後15〜20日間、イバンドロネート1μg FAE/kg/dを皮
下瞬時投与 6)実験グループ:術後15〜20日間、イバンドロネート5μg FAE/kg/dを皮
下瞬時投与 7)実験グループ:術後15〜20日間、イバンドロネート25μg FAE/kg/dを
皮下瞬時投与
比較して、イバンドロネート25μg FAE/kg/dを投与した後で50%増) 2b)瞬時処理グループと対照グループとの間の非常に有意な差違((対照グル
ープと比較して、イバンドロネート25μg FAE/kg/dを投与した後で50%増)
2c)瞬時投与と累積投与との間に有意な差違は見られなかった。したがって、
1回の瞬時投与が相当な臨床上の優位性を有する。
の使用。
Claims (8)
- 【請求項1】 手術直後2〜4週間の短期適用によって、セメントなしで固
定された体内プロテーゼの骨統合を改善するための、イバンドロン酸又は生理学
的に適合性を有するその塩若しくはエステルの使用。 - 【請求項2】 イバンドロネートを、0.1〜100μg/kg体重、好ましく
は1〜100μg/kg体重の用量で適用する、請求項1に記載の使用。 - 【請求項3】 イバンドロネートを、活性物質含量が0.01〜20mgであ
る溶液形態で、非経口適用する、請求項1又は2に記載の使用。 - 【請求項4】 適用を週1〜7回実施する、請求項1乃至3のいずれか1に
記載の使用。 - 【請求項5】 適用が周期的且つ間欠的である、請求項1乃至3のいずれか
1に記載の使用。 - 【請求項6】 股関節体内プロテーゼの骨統合が改善される、請求項1乃至
5のいずれか1に記載の使用。 - 【請求項7】 術後5週間以内に股関節体内プロテーゼの二次安定性を得る
ための、イバンドロン酸又は生理学的に適合性を有するその塩若しくはエステル
の使用。 - 【請求項8】 二次安定性が2〜4週後に達成される、請求項7に記載の使
用。
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