JP2003505205A - Cartilage or bone matrix as a nucleic acid delivery vehicle - Google Patents

Cartilage or bone matrix as a nucleic acid delivery vehicle

Info

Publication number
JP2003505205A
JP2003505205A JP2001513444A JP2001513444A JP2003505205A JP 2003505205 A JP2003505205 A JP 2003505205A JP 2001513444 A JP2001513444 A JP 2001513444A JP 2001513444 A JP2001513444 A JP 2001513444A JP 2003505205 A JP2003505205 A JP 2003505205A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bone
composition
nucleic acid
cartilage
implant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001513444A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ジョン エフ. ウィロネン
ジェイミー エム. グルームス
Original Assignee
リジェネレーション テクノロジーズ インク.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by リジェネレーション テクノロジーズ インク. filed Critical リジェネレーション テクノロジーズ インク.
Publication of JP2003505205A publication Critical patent/JP2003505205A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3683Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28Bones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30756Cartilage endoprostheses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/44Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs
    • A61F2/4455Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs for the fusion of spinal bodies, e.g. intervertebral fusion of adjacent spinal bodies, e.g. fusion cages
    • A61F2/446Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs for the fusion of spinal bodies, e.g. intervertebral fusion of adjacent spinal bodies, e.g. fusion cages having a circular or elliptical cross-section substantially parallel to the axis of the spine, e.g. cylinders or frustocones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/22Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/227Other specific proteins or polypeptides not covered by A61L27/222, A61L27/225 or A61L27/24
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3604Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
    • A61L27/3608Bone, e.g. demineralised bone matrix [DBM], bone powder
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3604Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
    • A61L27/3612Cartilage, synovial fluid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3641Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the site of application in the body
    • A61L27/3645Connective tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00Drugs for skeletal disorders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/44Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs
    • A61F2/442Intervertebral or spinal discs, e.g. resilient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/46Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
    • A61F2/4603Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof
    • A61F2/4611Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof of spinal prostheses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28Bones
    • A61F2002/2817Bone stimulation by chemical reactions or by osteogenic or biological products for enhancing ossification, e.g. by bone morphogenetic or morphogenic proteins [BMP] or by transforming growth factors [TGF]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28Bones
    • A61F2002/2835Bone graft implants for filling a bony defect or an endoprosthesis cavity, e.g. by synthetic material or biological material
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28Bones
    • A61F2002/2835Bone graft implants for filling a bony defect or an endoprosthesis cavity, e.g. by synthetic material or biological material
    • A61F2002/2839Bone plugs or bone graft dowels
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2002/30001Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30108Shapes
    • A61F2002/30199Three-dimensional shapes
    • A61F2002/30224Three-dimensional shapes cylindrical
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2002/30001Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30108Shapes
    • A61F2002/30199Three-dimensional shapes
    • A61F2002/30224Three-dimensional shapes cylindrical
    • A61F2002/30235Three-dimensional shapes cylindrical tubular, e.g. sleeves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/30772Apertures or holes, e.g. of circular cross section
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/30772Apertures or holes, e.g. of circular cross section
    • A61F2002/30774Apertures or holes, e.g. of circular cross section internally-threaded
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/30795Blind bores, e.g. of circular cross-section
    • A61F2002/30813Stepped or enlarged blind bores, e.g. having discrete diameter changes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/30841Sharp anchoring protrusions for impaction into the bone, e.g. sharp pins, spikes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/3085Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with a threaded, e.g. self-tapping, bone-engaging surface, e.g. external surface
    • A61F2002/30866Rounded threads
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/30878Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with non-sharp protrusions, for instance contacting the bone for anchoring, e.g. keels, pegs, pins, posts, shanks, stems, struts
    • A61F2002/30891Plurality of protrusions
    • A61F2002/30892Plurality of protrusions parallel
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/44Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs
    • A61F2002/448Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs comprising multiple adjacent spinal implants within the same intervertebral space or within the same vertebra, e.g. comprising two adjacent spinal implants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2230/00Geometry of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2230/0063Three-dimensional shapes
    • A61F2230/0069Three-dimensional shapes cylindrical
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/20Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
    • A61L2300/258Genetic materials, DNA, RNA, genes, vectors, e.g. plasmids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/412Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/40Preparation and treatment of biological tissue for implantation, e.g. decellularisation, cross-linking

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、必ずしもこれらに限定されないが、生物学的に活性のある核酸を移植を受けるそれらの部位へ送達する担体マトリクスとしての骨および軟骨の移植片を含む組織に関する。移植後、移植片に結合された核酸は、移植片部位の細胞に取り込まれて発現し、核酸にコードされた成長因子や再生性因子などを産生する。このようにして、例えば、核酸が骨形成タンパク質などをコードしている場合、タンパク質またはペプチドの成長因子のさらなる製造、精製、単離および送達なしに、骨誘導の速度、治癒の誘導、および軟骨形成または修復の速度または修復が促進される。   (57) [Summary] The present invention relates to tissues including, but not limited to, bone and cartilage grafts as carrier matrices that deliver biologically active nucleic acids to those sites to be transplanted. After transplantation, the nucleic acid bound to the graft is taken up and expressed by cells at the graft site, and produces growth factors, regenerative factors, and the like encoded by the nucleic acid. Thus, for example, where the nucleic acid encodes an osteogenic protein or the like, the rate of osteoinduction, induction of healing, and cartilage without further production, purification, isolation and delivery of protein or peptide growth factors The rate of formation or repair or repair is promoted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】発明の分野 本発明は、核酸組成物を送達するビヒクルとしての骨、軟骨、および他の組織
の移植片に関する。本発明の特定の応用例では、骨および軟骨の移植片を、骨形
成性(骨誘導性または骨伝導性)の遺伝子産物をコードする核酸で処理する。こ
のような遺伝子産物には、骨形成タンパク質、軟骨由来の骨形成タンパク質、成
長因子、およびそれらを組み合わせたものが含まれるが、これらに限定されない
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to implants of bone, cartilage, and other tissues as vehicles for delivering nucleic acid compositions. In a particular application of the invention, bone and cartilage implants are treated with a nucleic acid encoding an osteogenic (osteogenic or osteoconductive) gene product. Such gene products include, but are not limited to, osteogenic proteins, cartilage-derived osteogenic proteins, growth factors, and combinations thereof.

【0002】発明の背景 整形外科分野では、支持体を提供したり、損傷を受けた、または病変状態にあ
る骨もしくは軟骨の組織を交換したりする目的で、材料の移植が必要とされる状
況がよくある。従来このような移植片は、チタンまたは他の比較的不活性な金属
や合成ポリマー物質などで作られていた。第1の解剖学的位置から回収されて第2
の解剖学的位置に再移植される自己骨も手術を行う医師の判断に委ねられていた
。しかし、このような方法は、第2の解剖学的位置においては有効であっても、
第1の解剖学的位置に病的状態を招くために、理想的な方法とはいえない。同種
移植片の骨(同種の別の個体に由来)、または異種移植片の骨(他種に由来)を
用いることで、病原性があると考えられる生物を除去する技術が進歩して信頼性
が高くなるに伴い、軟骨または他の材料の生着率は上昇する傾向にある。
BACKGROUND OF THE INVENTION In the orthopedic field, situations where material implantation is required to provide support or replace damaged or diseased bone or cartilage tissue. There is often Traditionally, such implants have been made of titanium or other relatively inert metals or synthetic polymeric materials. Second recovered from first anatomical position
The autologous bone re-implanted in the anatomical position was also left to the discretion of the operating physician. However, even if such a method is effective in the second anatomical position,
It is less than ideal because it introduces morbidity to the first anatomical location. Using allograft bones (from another individual of the same species) or xenograft bones (from another species) to improve the reliability of the technology to remove potentially pathogenic organisms The higher the T, the higher the engraftment rate of cartilage or other material.

【0003】 脊椎固定術を行うことで、痛みを伴う脊柱の動き、ならびに構造的異常、外傷
による不安定な状態、変性性の不安定状態、および切開後における医原性の不安
定状態などの障害に対して、脊柱の安定化がもたらされる。固定術すなわち関節
固定術は、隣接する可動部間に骨ブリッジが形成することで完了する。椎間板空
間内における骨ブリッジは、前方においては隣接する椎体間で、また後方におい
ては連続した横突起、板(laminae)、または椎骨の他の後面との間で形成され
る場合がある。
Performing spinal fusion results in painful spinal movements and structural abnormalities, trauma instability, degenerative instability, and post-incision iatrogenic instability. Stabilization of the spinal column results in disability. The fusion or arthrodesis is completed with the formation of a bone bridge between adjacent moving parts. Bone bridges in the disc space may be formed anteriorly between adjacent vertebral bodies and posteriorly with continuous transverse processes, laminae, or other posterior surfaces of the vertebrae.

【0004】 骨ブリッジまたは融合塊(fusion mass)は、骨格損傷を受けた身体が生物学
的に作製する。術者は、このような通常の骨治癒反応を利用し、融合部位に沿っ
て脊髄損傷条件を再現して骨の治癒を可能にすることで、異常な脊髄分節間の融
合を誘導する。融合を成功させるためには、骨形成細胞または骨形成能を有する
細胞の存在、適切な血液供給、十分な炎症応答、および局所骨の適切な調製が必
要である。通常このような生物学的環境は、剥皮術(外側の皮質骨を除去して血
行のある海綿骨を露出させる手法)、および適量の高品質の移植片材料を蓄積さ
せる手術によりもたらされる。
Bone bridges or fusion masses are made biologically by bodies with skeletal damage. By utilizing such a normal bone healing reaction, the operator reproduces the spinal cord injury condition along the fusion site to enable bone healing, thereby inducing abnormal fusion between spinal segments. Successful fusion requires the presence of osteogenic or osteogenic cells, proper blood supply, adequate inflammatory response, and proper preparation of local bone. Such a biological environment is usually provided by debridement (a procedure in which the outer cortical bone is removed to expose bloody cancellous bone) and surgery to accumulate an appropriate amount of high quality implant material.

【0005】 融合または関節固定法は、椎間板がかかわる異常を治療するために行われる場
合がある。椎間板は、隣接する椎骨の終板間に位置し、脊椎を安定化して椎骨間
に力を分散させ、クッションとなって椎体を支える。正常な椎間板には、半ゼラ
チン様物質、外側を繊維性の輪(線繊輪と呼ばれる)に包まれて閉じ込められた
髄核が含まれる。健康な状態にある非損傷性の脊椎では、椎間板空間から外側へ
髄核が突出することを繊維輪が防いでいる。脊椎板は、外傷、疾患、または加齢
により、ずれたり損傷を受けたりする場合がある。繊維輪が破綻すると髄核が脊
柱管内へ突出し、一般に椎間板ヘルニアと呼ばれる状態となる。押し出された髄
核は脊髄神経を圧迫することになり、最終的に神経障害、疼痛、しびれ感、筋力
低下、および麻痺を生じる場合がある。椎間板はまた、正常な加齢過程または疾
患により劣化する場合もある。椎間板の水分が除かれて硬くなると、椎間板の占
める空間の高さが低くなって脊柱が不安定化し、可動性が低下して痛みを生じる
ことがある。
Fusion or arthrodesis may be performed to treat disk-related disorders. The intervertebral disc is located between the end plates of adjacent vertebrae, stabilizes the spine, distributes forces between the vertebrae, and serves as a cushion to support the vertebral body. A normal intervertebral disc contains a semigelatinous substance, the nucleus pulposus, which is confined by an outer wrapping in a fibrous ring (called the fibrous ring). In a healthy, non-injured spine, the annulus fibrosus prevents the nucleus pulposus from projecting outward from the disc space. The spinal disc may be displaced or damaged due to trauma, disease, or aging. When the annulus fibrosus ruptures, the nucleus pulposus projects into the spinal canal, resulting in what is commonly called an intervertebral disc hernia. The extruded nucleus pulposus compresses the spinal nerves, which may eventually result in neuropathy, pain, numbness, weakness, and paralysis. The intervertebral disc may also deteriorate due to normal aging processes or diseases. When the intervertebral disc is dehydrated and becomes stiff, the space occupied by the intervertebral disc becomes low, the spinal column becomes unstable, and mobility may be reduced, causing pain.

【0006】 時に、このような状態の症状を緩和する唯一の方法は、椎間板切除術、すなわ
ち椎間板の一部または全体を外科的に除去して、隣接する椎骨を融合させる方法
である。損傷を受けた椎間板、または健全な状態にない椎間板を除くと、椎間板
が占めていた空間はつぶれる。椎間板空間がつぶれると、激しい痛みのほかに、
脊柱不安定化、関節機構異常、早発性関節炎、または神経障害が生じる場合があ
る。椎間板切除術および間接固定術による疼痛の緩和には、椎間板空間の維持、
および影響を受けた可動部の最終的な融合が必要である。椎間板間の空間を満た
し、椎間板空間がつぶれるのを防ぎ、椎間板空間を超えて隣接する椎骨の融合を
促進するために骨移植片がしばしば使用される。初期の技術では、隣接する椎骨
間に骨材料を単に配置する(典型的な例では椎骨の後面に置く)だけで、冒され
た椎骨をプレートまたはロッドで架橋して脊柱が安定化されていた。融合が認め
られた後に、該当部分の安定性を保っていた金属材料は不要となり、恒久的に異
物として残された。また、ロッドやプレートを移植して、融合時の面を安定化さ
せるために必要な外科的方法は長時間を要し、また複雑なものとなる場合が多か
った。したがって、除去した椎間板空間を安定化させるための最適な解答は、個
々の終板間で、好ましくは前方または後方へのプレート設置を必要とすることな
く椎骨を融合させることであると判断された。
Sometimes, the only way to alleviate the symptoms of such a condition is a discectomy, ie surgical removal of some or all of the disc to fuse adjacent vertebrae. The space occupied by the disc collapses, except for damaged or unhealthy discs. When the disc space collapses, in addition to severe pain,
Spinal destabilization, joint mechanics, premature arthritis, or neuropathy may occur. Maintaining the disc space for pain relief from discectomy and arthrodesis,
And a final fusion of the affected moving parts is required. Bone grafts are often used to fill the space between discs, prevent collapse of the disc space, and promote fusion of adjacent vertebrae beyond the disc space. Early techniques simply placed bone material between adjacent vertebrae (typically on the posterior surface of the vertebrae) and bridged the affected vertebrae with plates or rods to stabilize the spine. . After the fusion was observed, the metallic material that kept the stability of the relevant part became unnecessary and was left as a foreign substance permanently. In addition, the surgical method required for implanting the rod or plate to stabilize the surface during fusion requires a long time and is often complicated. Therefore, it was determined that the optimal solution for stabilizing the removed disc space was to fuse the vertebrae between the individual endplates, preferably without the need for anterior or posterior plate placement. .

【0007】 損傷した椎間板を交換して、隣接する椎骨間にある椎間板空間の安定性を、少
なくとも関節固定術が完了するまで維持するために使用可能な、許容できる椎間
板内移植片を開発する多くの試みが行われてきた。成功に導くためには、移植片
が一時的な支持体となり、骨新生(bone ingrowth)を可能としなければならな
い。椎間板切除術および融合方法を成功させるためには、骨を近接的に成長させ
て塊を作らせる必要がある。これは移植片では、患者の生涯にわたって繰り返し
かかる脊椎への圧迫性荷重に持ちこたえられないと考えられるためである。椎間
板を除去した後に椎間板空間を回復させる多くの試みでは金属製の装置が使用さ
れてきた。ブランティガン(Brantigan)による米国特許第4,878,915号では、固
体金属製プラグについて開示されている。レイ(Ray)による米国特許第5,044,1
04号、第5,026,373号、および第4,961,740号、マイケルソン(Michelson)によ
る第5,015,247号、およびハームズ(Harms)らによる第4,820,305号、ベーラー
(Bohler)らによる米国特許第5,147,402号、およびブランティガンによる第5,1
92,327号では、中空の金属製ケージ構造について開示されている。しかし残念な
がら材質が硬いために、一部の金属製移植片は骨移植片に応力遮蔽がかかり、融
合に必要とされる時間が長くなり、または骨移植片がケージの内側に吸収される
場合がある。金属製移植片を椎骨間に移植する際には、融合が遅れて装置が骨内
へ沈降することもある。金属製装置はまた、決して完全には融合塊に取り込まれ
ることのない異物でもある。
Many have developed an acceptable intervertebral disc implant that can be used to replace a damaged disc and maintain the stability of the disc space between adjacent vertebrae, at least until arthrodesis is complete. Has been attempted. To be successful, the implant must provide a temporary support and allow bone ingrowth. Successful discectomy and fusion methods require the bone to grow in close proximity to form a mass. This is because the implants are unlikely to withstand the repeated compressive loads on the spine over the life of the patient. Many attempts to restore the intervertebral disc space after removal of the disc have used metallic devices. U.S. Pat. No. 4,878,915 to Brantigan discloses a solid metal plug. US Patent No. 5,044,1 by Ray
04, 5,026,373, and 4,961,740, 5,015,247 by Michelson, and 4,820,305 by Harms et al., US Pat. No. 5,147,402 by Bohler et al., And by Brantigan. 5th, 1st
No. 92,327 discloses a hollow metal cage structure. Unfortunately, due to the hard material, some metal implants provide stress shielding to the bone graft, increasing the time required for fusion, or when the bone graft is resorbed inside the cage. There is. When implanting a metal implant between the vertebrae, fusion may be delayed and the device may sink into the bone. Metallic devices are also foreign objects that are never completely incorporated into the fused mass.

【0008】 種々の骨移植片および骨移植片代替物も、骨形成を促進するために、また金属
製移植片の短所を回避するために使用されてきた。自家移植片が好ましい状況が
多い理由は、自家移植片が骨形成能を有するためである。同種移植片および自家
移植片はいずれも、一定期間の後に潜行性(creeping)置換の過程を経て患者自
身の骨と置き換わる生物材料である。金属製移植片とは異なり、骨移植片は時間
の経過とともにほぼ消失するが、金属製移植片は、その耐用年数を超えて長く留
まる。骨移植片は、周囲の骨と同様の弾性率をもつため、応力遮蔽を回避するこ
とができる。通常使用される移植片の材料の剛性値は、皮質骨および海綿状骨の
両剛性値を大きく超える。チタン合金の剛性値は114 Gpaであり、316Lステンレ
ス鋼の剛性値は193 Gpaである。これに対して皮質骨の剛性値は約17 Gpaである
。また移植片として骨を使用することで、優れた術後の画像スキャンも可能とな
る。これはCTやMRI画像スキャン上では、金属製移植片のような散乱が生じない
ためである。
Various bone grafts and bone graft substitutes have also been used to promote bone formation and to avoid the disadvantages of metallic grafts. The reason why autografts are often preferred is that they have osteogenic potential. Both allografts and autografts are biomaterials that replace the patient's own bone after a period of creeping replacement. Unlike metal implants, bone implants almost disappear over time, but metal implants remain longer than their useful life. Bone grafts have similar elastic moduli to the surrounding bone, thus avoiding stress shielding. The stiffness values of commonly used implant materials greatly exceed both stiffness values of cortical and cancellous bone. The titanium alloy has a stiffness value of 114 GPa and the 316L stainless steel has a stiffness value of 193 GPa. On the other hand, the stiffness value of cortical bone is about 17 Gpa. The use of bone as a graft also allows for excellent post-operative image scanning. This is because there is no scattering like a metal implant on CT or MRI image scans.

【0009】 椎間板の除去後に椎間板空間を満たすために、種々の移植片が骨または移植片
代替材料から作製されてきた。例えば、クロワード式の合釘は、腸骨由来の同種
移植片または自家移植片のプラグに孔を開けて作られる輪状移植片の一つである
。クロワード式合釘は二皮質性(bicortical)であり、2面の皮質表面間に多孔
性の海綿状骨を有する。このような合釘は、生体力学的な特性に比較的乏しく、
特に圧縮強度が小さい。したがってクロワード式合釘は、脊椎へ大きな強い荷重
が繰り返しかかる条件下では融合前につぶれる恐れがあるため、内部固定を行わ
ない場合は椎間板空間のスペーサーとして不適当である。生物力学的特性が大き
い骨の合釘は、リジェネレーションテクノロジー社(Regeneration Technologie
s, Inc.(RTI)、1 Innovation Drive, Alachua, Florida 32615)によって製造
および販売されており、また特許化されている(米国特許第5,814,084号を参照
)。同種の大腿骨顆または脛骨顆から作られるユニコルチカル(unicortical)
の合釘を利用することができる。RTIはまた機械的特性が優れた、骨幹の皮質骨
の合釘を開発した。これは第5,814,084号の特許(いわゆる814特許)の基礎とな
っている。この合釘には、、ドナーの長骨の既存の髄管から形成された、自然に
生じた内腔を有するという別の恩典もある。この内腔は、骨やバイオセラミック
スなどの骨形成用の材料で満たすことができる。
Various implants have been made from bone or graft replacement materials to fill the intervertebral disc space after removal of the disc. For example, the Croward dowel is one of the annular implants made by piercing the plug of an iliac allograft or autograft. Croward dowels are bicortical with a porous cancellous bone between the two cortical surfaces. Such nails have relatively poor biomechanical properties,
Especially, the compressive strength is small. Therefore, the Croward type dowel is unsuitable as a spacer for the intervertebral disc space when internal fixation is not performed, because the Croward type dowel may collapse before being fused under the condition where a heavy load is repeatedly applied to the spine. Bone dowels with great biomechanical properties are manufactured by Regeneration Technologie.
s, Inc. (RTI), 1 Innovation Drive, Alachua, Florida 32615) and is patented (see US Pat. No. 5,814,084). Unicortical made from the same type of femoral or tibial condyles
You can use the doug. RTI has also developed cortical bone dowels of the diaphysis with excellent mechanical properties. This is the basis of the 5,814,084 patent (the so-called 814 patent). The dowel also has the added benefit of having a naturally occurring lumen formed from the existing medullary canal of the donor long bone. The lumen can be filled with an osteogenic material such as bone or bioceramics.

【0010】 しかし残念ながら、骨移植片を使用する際には難点がいくつかある。自家移植
は、ほんの限られた数でのみ実施可能である。追加的な手術が、感染および血液
喪失のリスクを高め、またドナー部位における構造的完全性を損なう場合がある
。また、移植片を回収する手術が、融合手術と比べて短期および長期にわたる疼
痛をもたらす点に不満を感じる患者もいる。同種のドナーから回収する同種移植
片の材料は入手が容易である。しかしながら、同種の骨には自己骨誘導能がない
ので、一時的な支持体に留まる場合がある。同種移植の骨の場合にみられる融合
速度の遅さが、融合が完了する前に椎間板空間をつぶしてしまう場合がある。同
種移植片および自家移植片には別の難点もある。移植片のみでは、脊椎にかかる
荷重を支える際に必要な安定化をもたらさない。内部固定を行うことでこの問題
を解決することができるが、さらに複雑な手術が必要であったり、また金属製の
固定用装置が必要であったりするといった固有の難点がある。また術者には、移
植片材料を繰り返し除去して正しいサイズを保ち、椎間板空間を満たして安定化
させることがしばしば求められる。このような試行錯誤的なアプローチは、手術
に要する時間を長くする。また移植片材料は通常、隣接する椎骨間に適合させる
ために最適な摩擦力を生じる滑らかな表面をしている。移植片がすべると、神経
系および血管系の損傷の原因となったり、椎間板空間がつぶれる場合がある。す
べりが生じない場所であったとしても、移植片/融合部位の境界面における微小
な動きが、融合に必要な治癒過程を損なう場合がある。
Unfortunately, however, there are some difficulties in using bone grafts. Autologous transplants can only be performed in a limited number. Additional surgery increases the risk of infection and blood loss, and may compromise structural integrity at the donor site. In addition, some patients are dissatisfied with the fact that surgery to retrieve the graft results in short-term and long-term pain compared to fusion surgery. Allograft material recovered from allogeneic donors is readily available. However, since allogeneic bone does not have the ability to induce bone by itself, it may remain on a temporary support. The slower fusion rates seen with allograft bones can collapse the disc space before fusion is complete. Allografts and autografts have other drawbacks. The implant alone does not provide the necessary stabilization in carrying the load on the spine. Although internal fixation can solve this problem, it has the inherent drawbacks of requiring more complicated surgery and the use of metal fixation devices. The operator is also often required to repeatedly remove the implant material to maintain the correct size and to fill and stabilize the disc space. Such a trial and error approach increases the time required for surgery. In addition, the implant material typically has a smooth surface that provides the optimum frictional force for fitting between adjacent vertebrae. Slip of the implant can cause damage to the nervous and vascular systems and can collapse the disc space. Even where slippage does not occur, small movements at the implant / fusion interface can impair the healing process required for fusion.

【0011】 金属製移植片および骨移植片の恩典はそのままに難点を避ける骨移植代替物を
開発するいくつもの試みが行われてきた。例えばユニラブ(Unilab)社は、ヒド
ロキシアパタイトおよびウシのコラーゲンから構成される種々の脊椎移植片を販
売している。それぞれの場合で、金属の生体力学的特性および骨の生物学的特性
を、いずれの短所なく有する移植片を開発することは、これまで極めて困難また
は不可能であった。
[0011] There have been several attempts to develop bone graft substitutes that avoid the drawbacks while retaining the benefits of metal and bone grafts. Unilab, for example, sells various spinal implants composed of hydroxyapatite and bovine collagen. In each case, it has heretofore been extremely difficult or impossible to develop implants having the biomechanical properties of metals and the biological properties of bones without any of the disadvantages.

【0012】 このような難点をふまえ、骨修復にかかわる細胞現象の複雑なカスケードを調
節する生理活性物質の検討が行われてきた。このような物質には、代替的または
付加的な移植片材料として使用される骨形成タンパク質が含まれる。骨マトリク
スに由来する骨誘導因子のクラスの一つである骨形成タンパク質(BMP)は、骨
折部位または手術対象の骨部分に埋め込んだ場合に骨形成を誘導することができ
る。組換え型の骨形成タンパク質2(rhBMP-2)は、複数の動物モデルで骨格欠損
における骨再生に有効なことが報告されている。このようなタンパク質を使用す
るには、適切な担体および融合スペーサーのデザインが必要である。
Based on these difficulties, studies have been conducted on physiologically active substances that regulate a complex cascade of cellular phenomena involved in bone repair. Such substances include bone morphogenetic proteins used as alternative or additional implant materials. Bone morphogenetic protein (BMP), which is one of a class of osteoinductive factors derived from a bone matrix, can induce osteogenesis when implanted at a fracture site or a bone portion of a surgical target. Recombinant bone morphogenetic protein 2 (rhBMP-2) has been reported to be effective in bone regeneration in skeletal defects in multiple animal models. The use of such proteins requires the design of appropriate carriers and fusion spacers.

【0013】 安全な骨移植片材料が必要であることから、バイオセラミックスなどの骨移植
片代替物が近年大きな注目を集めている。骨移植片の代替物を開発するこのよう
な試みでは、金属製移植片および骨移植片の難点を避ける一方で、両者の恩典を
保つ努力がなされている。リン酸カルシウムのセラミックスは生体適合性があり
、同種移植片材料に関して感染または免疫学上の問題がみられない。セラミック
スは、同種移植片さらには自家移植片に用いる骨材料と比べて大きな恩典となる
任意量の調製が可能である。またバイオセラミックスは骨伝導性を有し、骨部位
で骨産生を促す。バイオセラミックスは、新しい骨成長をさらに促す多孔性マト
リクスとなる。しかし残念ながら、セラミックス製の移植片には通常、脊柱への
大きな負荷を支える強度がないので、融合させるためには別の固定方法が必要で
ある。
Due to the need for safe bone graft materials, bone graft substitutes such as bioceramics have received much attention in recent years. In such attempts to develop alternatives to bone grafts, efforts have been made to avoid the drawbacks of metallic and bone grafts while retaining the benefits of both. Calcium phosphate ceramics are biocompatible and show no infection or immunological problems with allograft materials. Ceramics can be prepared in any amount that is of great benefit compared to the bone material used for allografts as well as autografts. In addition, bioceramics have osteoconductivity and promote bone production at bone sites. Bioceramics provide a porous matrix that further promotes new bone growth. Unfortunately, ceramic implants typically do not have the strength to support the high loads on the spine, requiring alternative fixation methods for fusion.

【0014】 リン酸カルシウムのセラミックスのなかでも、ヒドロキシアパタイト(HA)お
よびリン酸三カルシウム(TCP)セラミックスは、骨移植に極めて多く用いられ
ている。ヒドロキシアパタイトは、無機性骨材料に化学的に似ており、骨に対し
て生体適合性がある。その一方、ヒドロキシアパタイトの分解は緩やかである。
β-リン酸三カルシウムはインビボで速やかに分解され、また極めて脆いために
、融合するまでに脊椎に繰り返しかかる荷重の下で支持体となりえない。したが
って、金属の生体力学的特性および骨の生物学的特性を有し、いずれの短所もな
い移植片の開発は極めて困難または不可能であった。
Among the calcium phosphate ceramics, hydroxyapatite (HA) and tricalcium phosphate (TCP) ceramics are very often used for bone transplantation. Hydroxyapatite is chemically similar to inorganic bone material and is biocompatible with bone. On the other hand, the decomposition of hydroxyapatite is slow.
Beta-tricalcium phosphate is rapidly degraded in vivo and is so brittle that it cannot serve as a support under repeated loading of the spine before fusion. Therefore, the development of implants with the biomechanical properties of metals and the biological properties of bones without any of the disadvantages has been extremely difficult or impossible.

【0015】 最近になって、天然骨無機質が実際にはヒドロキシアパタイトの化学的性質お
よび構造に対して、これまで考えられていたほど似ていないことが明らかとなっ
た(Spector、21 Clinics in Plastic Surgery 437〜444、1994、この全文が参
照として本明細書に組み入れられる)。天然骨無機質は、炭酸イオン、マグネシ
ウム、ナトリウム、リン酸水素イオン、および微量元素を含む。また骨無機質の
結晶構造もHAとは異なる。骨の化学的性質に関する他の詳細な点は、スペクター
(Spector)による米国特許第4,882,149号に記載されている。骨の化学的性質お
よび微小構造を模倣することは、有利な弾性係数および再吸収率を得る点から重
要である。
Recently, it has become clear that natural bone minerals do not actually resemble the chemistry and structure of hydroxyapatite as much as previously thought (Spector, 21 Clinics in Plastic). Surgery 437-444, 1994, the entire text of which is incorporated herein by reference). Natural bone minerals include carbonate, magnesium, sodium, hydrogen phosphate, and trace elements. The crystal structure of bone mineral is also different from that of hyaluronan. Other details regarding bone chemistry are described in US Pat. No. 4,882,149 by Spector. Mimicking bone chemistry and microstructure is important in terms of obtaining favorable elastic moduli and resorption rates.

【0016】 骨の微小構造に近い材料を作製するための試みがいくつかなされている。また
骨に由来して、骨無機質を産生させるために有機物質を除く方法がいくつか報告
されている。一部の材料は、例えば米国特許第5,417,975号に記載されているよ
うに薬剤担体として使用されている。スペクター(Spector)による米国特許第4
,882,149号では、脂肪および骨タンパク質を含まない骨無機質材料について開示
されている。この特許では、骨成長タンパク質の送達に使用可能な、粉末状で脆
い放射線不透過性の材料が記載されている。スペクターの特許における無機質は
、合成されたリン酸カルシウムセラミックスより天然の骨無機質に近いと考えら
れているが、生物的特徴をそなえた対象の形状となる特性はない。ミヤタ(Miya
ta)らによる米国特許第4,314,380号、および第5,573,771号には、骨無機質にコ
ラーゲンまたはゼラチンを添加することが開示されている。しかしながら、これ
らの材料を天然骨構造に似たものとする方法は不明である。というのは、すべて
のタンパク質は、治療対象の骨から除去すると結晶構造が壊れるからである。ユ
リスト(Urist)らの文献(110 Arch Surg. 416、1975)では、この材料の形成
能を維持していると考えられる、化学的に殺菌されて抗原が抽出され、自己消化
された自家移植片について記載されている。骨を含む骨移植片複合体およびスペ
ーサーを開示した1998年12月17日に公刊されたマッケイ(McKay)による国際公
開公報第98/56433号には、「結合性の非膠原性骨タンパク質を除去するために処
理し」、それに続く、骨成長因子への十分な浸漬の併用に関する記載がある。し
かしながら、この公報には、核酸がコードする骨形成遺伝子産物の使用に関する
記載も示唆もない。米国特許第5,763,416号では、核酸で処理した後に、骨前駆
組織部位内で骨前駆細胞と接触させるマトリクスについて開示されている。この
特許は、核酸担体マトリクスとしての骨または軟骨の使用に関して説明も示唆も
されていない。
Several attempts have been made to make materials that approximate the microstructure of bone. Also, some methods of removing organic substances from bone to produce bone mineral have been reported. Some materials have been used as drug carriers as described, for example, in US Pat. No. 5,417,975. US Patent No. 4 by Spector
, 882,149 discloses bone mineral materials free of fat and bone proteins. This patent describes a powdery, brittle radiopaque material that can be used to deliver bone growth proteins. Although the minerals in the Specter patent are believed to be closer to natural bone minerals than the synthetic calcium phosphate ceramics, they do not have the property of subject shape with biological characteristics. Miyata
U.S. Pat. Nos. 4,314,380 and 5,573,771 by ta) et al. disclose the addition of collagen or gelatin to bone minerals. However, it is unclear how to make these materials resemble natural bone structures. This is because all proteins break their crystal structure when removed from the bone to be treated. In Urist et al. (110 Arch Surg. 416, 1975), a chemically sterilized, antigen-extracted, autodigested autograft believed to maintain the ability of this material to form. Is described. WO 98/56433 by McKay, published December 17, 1998, which disclosed bone graft complexes and spacers containing bone, "removed bound non-collagenous bone proteins. Treated to do so, followed by a combination of full immersion in bone growth factor. However, this publication makes no mention or suggestion of the use of the osteogenic gene product encoded by the nucleic acid. US Pat. No. 5,763,416 discloses a matrix that is contacted with osteoprogenitor cells within the osteoprogenitor tissue site after treatment with nucleic acid. This patent does not describe or suggest the use of bone or cartilage as a nucleic acid carrier matrix.

【0017】 国際公開公報第97/38729号では、創傷治癒を誘導する目的における、核酸に浸
漬させた骨以外のマトリクスについて開示されている。国際公開公報第95/22611
号では、米国特許第5,763,416号と同様に、核酸を骨移植部位に移す目的におけ
る、骨または軟骨以外の核酸処理した骨適合性のあるマトリクスについて開示さ
れている。
WO 97/38729 discloses a matrix other than bone soaked in nucleic acid for the purpose of inducing wound healing. International Publication No. 95/22611
U.S. Pat. No. 5,763,416 discloses a nucleic acid treated bone compatible matrix other than bone or cartilage for the purpose of transferring nucleic acid to a bone graft site.

【0018】 国際公開公報第99/06563号では、骨または軟骨以外の担体に含まれる特異的な
核酸を骨性移植部位へ移す方法が開示されている。
WO 99/06563 discloses a method of transferring a specific nucleic acid contained in a carrier other than bone or cartilage to a bone graft site.

【0019】 米国特許第5,899,936号では、回収した組織から細胞を除去した後に、所望の
タイプの細胞とともに組織を再増殖させる方法が記載されている。しかしこの特
許では、核酸を送達するマトリクスとしての骨性移植片に関する説明も示唆もな
されていない。
US Pat. No. 5,899,936 describes a method of removing cells from a harvested tissue and then repopulating the tissue with cells of the desired type. However, this patent does not describe or suggest a bone graft as a matrix for delivering nucleic acids.

【0020】 米国特許第5,854,207号では、骨形成タンパク質および刺激因子群の併用(任
意選択で脱塩した骨マトリクス移植片を併用)について説明されている。しかし
この特許では、骨または軟骨の成長または修復を誘導する目的で骨マトリクスと
結合させる骨形成タンパク質をコードする核酸の送達法について説明も示唆もな
されていない。
US Pat. No. 5,854,207 describes the combined use of bone morphogenetic proteins and stimulators (with an optionally desalted bone matrix implant). However, this patent does not describe or suggest methods of delivering nucleic acids encoding bone morphogenetic proteins that bind to the bone matrix for the purpose of inducing bone or cartilage growth or repair.

【0021】 したがって、核酸送達用ビヒクルとしての骨または軟骨のマトリクスの組成を
提供する本発明は、タンパク質を使用した骨または軟骨の修復または形成を誘導
する際における実質的な難点が、上記タンパク質をコードする核酸を送達するこ
とで克服されることから、当技術分野に以前からあるニーズに合致する。
Accordingly, the present invention, which provides a composition of a bone or cartilage matrix as a vehicle for nucleic acid delivery, presents a substantial difficulty in inducing bone or cartilage repair or formation using proteins. It is met by the delivery of the encoding nucleic acid and thus meets the needs previously existing in the art.

【0022】発明の概要 本発明の一つの局面によれば、骨または軟骨の移植片の構成物、脊椎スペーサ
ー、および種々の他の骨または軟骨の移植片は、軟骨または骨の成長因子または
修復因子をコードする発現可能な核酸を含む。本発明の一つの局面では、軟骨ま
たは骨の誘導因子群(骨形成性因子または軟骨形成性因子)をコードする核酸と
併用する、抗原性を低下させた骨(Reduced antigenicity bone; RAB)を提供す
る。本発明の別の局面においては、本発明の組成物は調製後に、損傷性、疾患性
、または方法を施さなければ損なわれてしまう組織と交換するために、脊柱内で
、または任意の数の他の生物学的位置で使用される。
According to one aspect of the Summary of the Invention invention, the composition of the graft bone or cartilage, spinal spacer, and a variety of other bone or cartilage grafts, cartilage or bone growth factors or repair Includes expressible nucleic acids that encode factors. One aspect of the present invention provides a reduced antigenicity bone (RAB) in combination with a nucleic acid encoding a cartilage or bone inducer group (osteogenic factor or chondrogenic factor). To do. In another aspect of the invention, a composition of the invention is prepared, after preparation, in the spinal column, or in any number of tissues, to replace injured, diseased, or tissue that would otherwise be compromised. Used in other biological locations.

【0023】 本発明の別の局面においては、形成された軟骨形成性または骨形成性(骨伝導
性または骨誘導性)の組成物を提供する。この局面では、脱塩化した骨または軟
骨、無機物化した骨または軟骨、または無機物化または脱塩化した骨または軟骨
を含むペーストを、骨形成性または軟骨形成性の発現可能な核酸の送達用ビヒク
ルとして提供する。本発明の別の局面においては、本発明の組成物を用いたさま
ざまな外科的方法を行うための方法を説明する。
In another aspect of the invention, there is provided a formed chondrogenic or osteogenic (osteoconductive or osteoinductive) composition. In this aspect, demineralized bone or cartilage, mineralized bone or cartilage, or a paste containing mineralized or demineralized bone or cartilage is used as a vehicle for delivery of osteogenic or chondrogenic expressible nucleic acids. provide. In another aspect of the invention, methods for performing various surgical procedures using the compositions of the invention are described.

【0024】 本発明の一つの目的は、実質的に天然の無機質構造、低下させた抗原性(低下
させた免疫原性)、強化した安全性、および骨誘導能を有する骨移植片を提供す
ることである。
One object of the present invention is to provide a bone graft having a substantially natural mineral structure, reduced antigenicity (reduced immunogenicity), enhanced safety, and osteoinductive potential. That is.

【0025】 本発明の別の目的は、実質的に天然の無機質構造、低下させた抗原性(低下さ
せた免疫原性)、強化した安全性、および骨誘導能または軟骨形成能を有する軟
骨移植片を提供することである。
Another object of the present invention is a cartilage transplant with a substantially natural mineral structure, reduced antigenicity (reduced immunogenicity), enhanced safety, and osteoinductive or chondrogenic potential. Is to provide a piece.

【0026】 本発明の別の目的は、椎間板空間を再生して脊柱を支える一方で、骨新生を促
進して応力遮蔽を避ける、椎骨間をつなぐスペーサーを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a spacer connecting the vertebrae that regenerates the intervertebral disc space to support the spinal column while promoting bone renewal and avoiding stress shielding.

【0027】 本発明の別の目的は、ピン、縫合アンカー、干渉スクリュー、脱塩化した骨移
植片(靭帯、口内顎顔面用プレート、合釘、後方進入腰椎椎体間固定術用移植片
(posterior lumbar interbody fusion implant)、外傷用のスクリューおよび
プレート、心膜(硬膜、plura、肩パッチ(shoulder patch)、および靭帯周囲
(perioligament))、楔、チップおよびペースト(骨、軟骨、または他の組織
を含む)を含むがこれらに限定されない)を単独、または成長因子(骨形成タン
パク質、軟骨由来形態形成タンパク質、組織成長因子(ベータ1など)を含むが
これらに限定されない因子群)をコードする核酸と併用して提供することである
Another object of the present invention is to use pins, suture anchors, interference screws, demineralized bone grafts (ligaments, oral maxillofacial plates, dowels, posterior approach lumbar interbody fusion implants (posterior). lumbar interbody fusion implant), traumatic screws and plates, pericardium (dura, plura, shoulder patch, and perioligament), wedges, tips and pastes (bone, cartilage, or other tissue). Nucleic acid encoding a growth factor (a group of factors including, but not limited to, a growth factor (bone morphogenetic protein, cartilage-derived morphogenetic protein, tissue growth factor (such as beta 1)) It is to be used in combination with.

【0028】 本発明の一つの恩典は、本発明が同種移植片または異種移植片の材料にかかわ
らず、骨および他の移植用材料の用途に関連した多くの問題を解決することであ
る。本明細書に記載された抗原の除去過程は、免疫原性または病因を除く一方で
、本明細書に記載された骨および他の組織の天然の微小構造を保持する。この特
徴があるため、ほぼ無制限に供給可能な量を入手できる、同種移植片または異種
移植片を使用することが可能である。骨または軟骨の成長因子または骨形成タン
パク質をコードする核酸で移植片を強化することで、移植片が骨誘導性を獲得し
、このため自家移植片を回収する際の痛みや付随するリスクがなくなる。本発明
の他の恩典は、融合過程または新しい軟骨または組織が産生する際に、骨、軟骨
、または他の組織が新生するための安定な足場を提供することである。
One benefit of the present invention is that it solves many of the problems associated with bone and other implant material applications, regardless of the material of the allograft or xenograft. The process of antigen clearance described herein precludes immunogenicity or pathogenesis while preserving the natural microstructure of bone and other tissues described herein. This feature makes it possible to use allografts or xenografts, which are available in nearly unlimited supply. Enrichment of implants with nucleic acids encoding bone or cartilage growth factors or bone morphogenetic proteins allows them to become osteoinductive, thus eliminating the pain and associated risk of autologous graft retrieval .. Another benefit of the present invention is to provide a stable scaffold for bone, cartilage, or other tissue to renew during the fusion process or as new cartilage or tissue is produced.

【0029】 本発明の別の目的および別の恩典は、融合速度が速いために金属製ケージや内
部固定を必要とすることなく骨移植片の使用を可能とする点である。
Another object and advantage of the present invention is that the fast fusion rate allows the use of bone grafts without the need for metal cages or internal fixation.

【0030】 本発明の他の目的および別の恩典は、以下の説明および添付の図面から当業者
に明らかになると思われる。
Other objects and further advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the following description and the accompanying drawings.

【0031】好ましい態様の説明 本発明の原理の理解を促すために、図面に例示された態様を参照し、特定の言
語を用いて態様を説明する。しかしながら、これにより本発明の範囲を限定する
ことが意図されないことが理解され、本発明が関連する当業者であれば、例示さ
れたスペーサーのこのような改変およびさらなる変更、ならびに例示された本発
明の原理のこのようなさらなる用途を普通に思いつくことが意図される。
[0031] To facilitate an understanding of the principles of the preferred embodiment of the described invention, with reference to the illustrated embodiment in the drawings will be described embodiments with reference to particular language. However, it is understood that this is not intended to limit the scope of the invention, and those of ordinary skill in the art to which the invention pertains will appreciate such modifications and further variations of the exemplified spacers, as well as the exemplified invention. It is intended to come up with such additional uses of the principle of.

【0032】 本発明は、骨および軟骨移植片組成物、スペーサー、ならびに外科的処置を提
供する。骨移植片組成物として、骨形成物質(例えば、骨形成タンパク質(BMP
)、軟骨由来形成タンパク質(cartilage derived morphogenic protein)、成
長因子、ペプチド(例えば、p15))をコードする核酸と併用した骨または軟骨
移植片が挙げられる。現在、当該技術分野において周知なように、望ましい遺伝
子産物をコードする核酸を送達すると、このような核酸が取り込まれ、コードさ
れるタンパク質が発現される。核酸は、当業者に周知の適切な転写および翻訳の
開始シグナルおよび停止シグナルを含む、いわゆる裸のDNAまたはRNAであり得る
。核酸はまた、ウイルス複製シグナルを含んでもよく、所定の移植部位での発現
が所望される核酸または遺伝子をコードする組換えウイルスベクターを含んでも
よい。
The present invention provides bone and cartilage implant compositions, spacers, and surgical procedures. As a bone graft composition, an osteogenic substance (eg, bone morphogenetic protein (BMP
), A cartilage derived morphogenic protein, a growth factor, a bone or cartilage graft in combination with a nucleic acid encoding a peptide (eg, p15). Delivery of nucleic acids encoding the desired gene product results in uptake of such nucleic acids and expression of the encoded proteins, as is well known in the art. The nucleic acid can be so-called naked DNA or RNA, which contains suitable transcription and translation initiation and termination signals well known to those of skill in the art. The nucleic acid may also include a viral replication signal and may include a recombinant viral vector encoding the nucleic acid or gene desired for expression at a given transplant site.

【0033】 本発明はまた、抗原性が低下した骨、軟骨、または他の組織と、成長因子(骨
形成タンパク質、軟骨由来形成タンパク質、組織成長因子(β1など)を含むが
、これに限定されない)をコードする核酸からなる、ピン、縫合アンカー、干渉
スクリュー、脱塩化された骨または塩化された骨の移植片(靭帯、口内顎顔面用
プレート、合釘、頸椎椎体後方固定移植片、外傷用スクリューおよびプレート、
(硬膜、プルラ、肩パッチ、及び靭帯周囲用の)心膜、楔、チップ、ならびにペ
ーストを含むが、これに限定されない)を提供する。従って、本明細書では脊椎
固定用の骨移植片に重点を置いているが、本開示に基づけば、様々な整形外科的
用途および非整形外科的用途のための移植片が、このような組織を骨形成因子ま
たは軟骨形成因子をコードする適切な核酸で処理することにより有益であり得る
ことが当業者に理解されよう。
The invention also includes, but is not limited to, bone, cartilage, or other tissues with reduced antigenicity, and growth factors (bone morphogenetic proteins, cartilage-derived morphogenetic proteins, tissue growth factors such as β1). ), A pin, a suture anchor, an interference screw, a demineralized or chlorinated bone graft (ligament, oro-maxillofacial plate, dowel, cervical vertebral posterior fixation implant, trauma) Screws and plates,
Provide pericardium (for dura, pullers, shoulder patches, and ligaments perimeter), wedges, tips, and pastes, including but not limited to. Thus, although the focus here is on bone grafts for spinal fusion, implants for a variety of orthopedic and non-orthopedic applications are based on this disclosure. It will be appreciated by those skilled in the art that it may be beneficial to treat B.sub.2 with an appropriate nucleic acid encoding a bone morphogenetic factor or a chondrogenic factor.

【0034】 細胞性物質、脂肪、およびそれ以外で骨移植片組成物に結合している非膠原性
タンパク質の全てを除去するために、本発明による骨移植片を本明細書に開示さ
れる方法に従って処理することができる。好ましい態様において、骨の小柱支柱
(trabecular strut)を形成する骨無機質に結合している構造コラーゲンまたは
結合コラーゲンを残したまま、遊離コラーゲンも除去される。このような骨移植
片材料は、非膠原性タンパク質および非構造性コラーゲンがほとんど無く、脂肪
が除去されているが、骨の天然結晶構造をなお含んでいる。従って、本発明のこ
のような骨移植片組成物は、疾病伝播のリスクも著しい免疫原性もしくは抗原性
もなく骨の天然微細構造を有する。骨の天然結晶構造は、天然骨無機質に結合し
ている構造コラーゲンの存在により維持される。これにより、付随する免疫原性
または抗原性なく、好ましい物理的特性および生物学的特性(核酸を送達する能
力を含む)を有する骨移植片材料が得られる。
The method disclosed herein for a bone graft according to the invention to remove all of the cellular, fat, and non-collagenous proteins that otherwise bind to the bone graft composition. Can be processed according to. In a preferred embodiment, free collagen is also removed, leaving structural or bound collagen bound to the bone minerals that form the trabecular strut of bone. Such bone graft materials are largely devoid of non-collagenous proteins and unstructured collagen and depleted of fat, but still contain the natural crystalline structure of bone. Thus, such bone graft compositions of the present invention have the natural microstructure of bone without the risk of disease transmission or significant immunogenicity or antigenicity. The natural crystalline structure of bone is maintained by the presence of structural collagen bound to natural bone minerals. This results in a bone graft material with favorable physical and biological properties, including the ability to deliver nucleic acids, without associated immunogenicity or antigenicity.

【0035】 構造コラーゲンおよび骨の天然無機質構造が存在するので、骨と同一またはほ
ぼ同一の弾力性および放射線不透性が得られる。この材料は、成形された本体を
保持するのに十分な弾性および弾力性を有し、かつ骨部分間の開いた空間を維持
して固定するのに十分な剛性をなお有する。核酸で処理された脱塩化された骨マ
トリクスまたは自家移植片骨も使用することができるが、異種移植片骨を使用す
る場合、非膠原性非構造タンパク質を除去することが好ましい。
The presence of structural collagen and the natural mineral structure of bone provides the same or nearly the same elasticity and radiopacity as bone. This material has sufficient elasticity and resilience to hold the molded body and yet is sufficiently rigid to maintain and secure the open space between the bone parts. Demineralized bone matrix treated with nucleic acid or autograft bone can also be used, but when xenograft bone is used it is preferred to remove non-collagenous non-structural proteins.

【0036】 本発明の骨または軟骨移植片材料と、BMP、CDMP(軟骨由来形成タンパク質)
、他の成長因子をコードする核酸とを併用する場合、この複合材料は理想的な骨
移植片の代替品である。この複合材料は骨の天然リン酸カルシウム構造を有する
。これにより移植片材料の組み込みおよび置換が容易になり、複合材料の吸収速
度が数ヶ月と望ましくなる。これは、一般的にあまりに速いか、遅いか、または
予測できない既知の材料の吸収速度と比べて遜色がない。例えば、同種移植片は
一般的に12〜16ヶ月以内に吸収されるが、これに対して、患者による免疫原性反
応のために、固定が起こる前に、あまりにも速く吸収される場合がある。
Bone or cartilage graft material of the present invention and BMP, CDMP (cartilage-derived morphogenetic protein)
When combined with nucleic acids encoding other growth factors, this composite material is an ideal bone graft substitute. This composite material has the natural calcium phosphate structure of bone. This facilitates the incorporation and replacement of the implant material and the absorption rate of the composite material of months is desirable. It is generally too fast, slow, or comparable to the unpredictable absorption rates of known materials. For example, allografts are generally absorbed within 12-16 months, whereas they may be absorbed too fast before fixation occurs due to an immunogenic reaction by the patient. .

【0037】 BMPおよび他の骨形成因子をコードする核酸と本発明による移植片材料とを併
用すると、病的状態が起こる可能性のある二次的部位で摘出する外科的処置の必
要なく、自家移植片の骨誘導能が得られる。本発明の骨誘導性複合材料は骨の成
長および移植片の組み込みを促進し、骨または軟骨移植片材料だけを用いた固定
より急速な固定をもたらす。同種移植片のみでは、一般的に、組み込まれるのに
何ヶ月も必要であり、患者の骨に単に包まれているだけで組み込みが十分でない
こともある。本発明により提供される約5ヶ月以内で起こる迅速な固定は、移植
片の望ましくない生体力学的特性を補い、内部固定および金属椎体間固定装置の
使用を不必要にする。本発明のスペーサーは、スペーサーに対する生体力学的な
要求を小さくする速い固定速度のために、脊椎の繰返し負荷(cyclic load)を
長期間支えることが必要とされない。しかしながら、必要であれば本発明の組成
物を内部固定装置と併用してもよく、必要に応じて補強してもよい(参照として
本明細書に組み入れられる国際公開公報第98/56319号を参照のこと)。
The combination of nucleic acids encoding BMPs and other bone morphogenetic factors with the graft material according to the invention allows for autologous removal without the need for surgical intervention at secondary sites where pathological conditions may occur. The osteoinductive ability of the implant is obtained. The osteoinductive composite material of the present invention promotes bone growth and graft incorporation, resulting in faster fixation than fixation using only bone or cartilage graft material. Allografts alone generally require months to be incorporated, and may simply be wrapped in the patient's bone and not sufficient. The rapid fixation provided within about 5 months provided by the present invention compensates for the undesirable biomechanical properties of the implant and obviates the use of internal fixation and metal interbody fusion devices. The spacers of the present invention are not required to sustain a cyclic load of the spine for extended periods of time due to the high fixation rates that reduce the biomechanical requirements for the spacers. However, if desired, the composition of the present invention may be used in combination with an internal fixation device and optionally reinforced (see WO 98/56319, incorporated herein by reference). That).

【0038】 本発明の骨移植片材料が、本質的に全ての非膠原性タンパク質および非構造性
コラーゲンを除去するように処理されている場合、この移植片は、自家移植片、
同種移植片、または異種移植片でもよい。疾患を引き起こすか、または患者身体
の移植片拒絶を促す可能性がある骨成分は、本明細書に開示される処理プロセス
により除去される。異種の骨(例えば、ウシ骨、ヒツジ骨、ブタ骨、イヌ骨、ウ
マ骨、または他の骨)が、供給が実質的に制限されずに入手可能である。いくつ
かの骨形成因子もまた、組換えDNA技術のおかげで供給が制限されずに入手可能
である。従って、本発明は、自家移植片、同種移植片、および異種移植片に関連
する問題(供給、免疫原性、疾病伝播、および二次的部位での外科的処置の必要
)の全てを解決している。
If the bone graft material of the present invention has been treated to remove essentially all non-collagenous proteins and non-structural collagen, the graft will be an autograft,
It may be an allograft or a xenograft. Bone components that may cause disease or promote graft rejection of the patient's body are removed by the treatment processes disclosed herein. Heterologous bone (eg, bovine, ovine, porcine, canine, equine, or other bone) is available with virtually unlimited supply. Some bone morphogenetic factors are also available in unlimited supply thanks to recombinant DNA technology. Accordingly, the present invention solves all of the problems associated with autografts, allografts, and xenografts (supply, immunogenicity, disease transmission, and the need for secondary site surgical procedures). ing.

【0039】 本発明は、骨無機質が骨形成因子(例えば、BMP、CDMP、ペプチド(例えば、P
15)、および同様の因子をコードする核酸)の優れた担体であるという発見を利
用するさらなる恩典を提供する。皮質骨における無機質に似た化学組成であるハ
イドロキシアパタイトは、ある特定のタンパク質を固定部位に送達する速度を制
御する骨形成因子結合薬剤である。ハイドロキシアパタイトなどのリン酸カルシ
ウム組成物は骨形成タンパク質に結合し、固定が起こる前にBMPがスペーサーか
らあまりにも早く放散するのを妨げると考えられている。さらに、この薬剤によ
りBMPが保持されると、このタンパク質は、完全かつ迅速な骨形成の助けとなり
、最終的に円板空間の固定の助けとなる速度で、装置内で間葉系幹細胞の骨生成
細胞または骨芽細胞への変換を引き起こすと考えられている。本発明の軟骨およ
び骨移植片-核酸組成物は、骨形成タンパク質などの骨形成因子をコードする核
酸を天然に結合し、制御送達すると同時に、レシピエントにおいて望ましくない
免疫反応を誘導しない骨または軟骨からなる耐力部材を備えるという恩典を有す
る。
In the present invention, the bone mineral is a bone morphogenetic factor (eg, BMP, CDMP, peptide (eg, PMP).
15), and the discovery that it is an excellent carrier of nucleic acids encoding similar factors) provides further benefits. Hydroxyapatite, a mineral-like chemical composition in cortical bone, is an osteogenic factor-binding agent that controls the rate of delivery of certain proteins to anchorage sites. Calcium phosphate compositions such as hydroxyapatite are believed to bind to bone morphogenetic proteins and prevent BMP from prematurely escaping the spacer before fixation occurs. In addition, when the drug retains BMPs, the protein helps the mesenchymal stem cell bone within the device at a rate that aids in complete and rapid bone formation and ultimately fixation of the disc space. It is believed to cause conversion to producer cells or osteoblasts. The cartilage and bone graft-nucleic acid compositions of the present invention provide natural binding and controlled delivery of nucleic acids encoding bone morphogenetic proteins such as bone morphogenetic proteins while at the same time not inducing an unwanted immune response in the recipient. It has the benefit of having a bearing member consisting of.

【0040】 本発明はまた、金属に似た皮質骨を、本明細書に開示される様々な形状に都合
よく機械加工することができるという発見を利用している。ある態様では、この
耐力部材は、外面にねじ山を形成する。機械加工表面(例えば、ねじ山)は、以
前は金属移植片でしか得られなかった、いくつかの恩典をもたらす。ねじ山を使
用すると、平滑面より優れたスペーサー挿入制御を得ることができる。これによ
り、外科医は、スペーサーをより正確に配置することができ、このことは脊柱の
重要な神経構造および血管構造に関して重要である。
The present invention also takes advantage of the discovery that metal-like cortical bone can be conveniently machined into the various shapes disclosed herein. In one aspect, the load bearing member is threaded on the outer surface. Machining surfaces (eg, threads) offer several benefits previously available only with metal implants. The use of threads can provide better spacer insertion control than smooth surfaces. This allows the surgeon to more accurately position the spacer, which is important for important neural and vascular structures of the spinal column.

【0041】 ねじ山などはまた表面積の増大をもたらし、これにより骨治癒、ドナー骨材料
に交換するための徐々に進行する置換、および固定のプロセスが容易になる。こ
れらの特徴はまた、隣接する椎骨終板(vertebral endplate)と係合し、スペー
サーを固定して圧出を妨げることにより手術後のスペーサー安定性を高める。こ
れは、平滑移植片より優れた主な恩典である。表面の特徴はまた、骨-スペーサ
ーの境界面を安定化し、微動作を小さくして組み込みおよび固定を容易にする。
このような外面の骨特徴を作成するための方法は、参照として本明細書に組み入
れられる米国特許第5,814,084号に開示される。
Threads and the like also result in increased surface area, which facilitates the process of bone healing, gradual replacement to replace donor bone material, and fixation. These features also enhance post-operative spacer stability by engaging the adjacent vertebral endplates and anchoring the spacer to prevent extrusion. This is a major benefit over smooth grafts. The surface features also stabilize the bone-spacer interface, reducing micromotion and facilitating installation and fixation.
Methods for making such external bone features are disclosed in US Pat. No. 5,814,084, which is incorporated herein by reference.

【0042】 本発明の移植片組成物は、本明細書に開示された方法に従って調製することが
できる。既知の手順に従ってヒトまたは動物供給源の骨が得られる。骨を洗浄し
て組織および血液を除去し、次いで、薬剤で処理して細胞性物質、脂肪、非膠原
性タンパク質を除去し、選択的に非構造性コラーゲンを除去する。一般的な薬剤
として、アルコールおよび過酸化物が挙げられる。好ましい態様において、骨材
料をまた、遊離コラーゲンを除去し、骨無機質に結合している結合コラーゲンま
たは構造コラーゲンだけを残すように処理する。これにより、骨材料の構造完全
性が損なわれることなく、免疫原性/抗原性が低下する。遊離コラーゲンおよび
結合している非構造抗原性タンパク質ならびに残存する脂肪を除去する1つの好
ましい薬剤は、カオトロピック剤(例えば、尿素、塩酸グアニジウム、TritonX-
100、Tween、TNBPなど)であり、アルコールおよび過酸化物処理と併用する。次
いで、骨移植片用の骨材料を好ましくは滅菌脱イオン水で洗浄し、最後に適切な
方法(γ線照射、気相過酸化物処理などを含むが、これに限定されない)により
滅菌する。
The implant composition of the present invention can be prepared according to the methods disclosed herein. Human or animal sourced bone is obtained according to known procedures. Bone is washed to remove tissue and blood, then treated with drugs to remove cellular material, fat, non-collagenous proteins, and selectively to remove nonstructural collagen. Common agents include alcohols and peroxides. In a preferred embodiment, the bone material is also treated to remove free collagen leaving only bound or structural collagen bound to bone mineral. This reduces immunogenicity / antigenicity without compromising the structural integrity of the bone material. One preferred agent that removes free collagen and bound non-structural antigenic proteins as well as residual fat is a chaotropic agent (eg, urea, guanidinium hydrochloride, TritonX-
100, Tween, TNBP, etc.) in combination with alcohol and peroxide treatment. The bone material for the bone graft is then washed, preferably with sterile deionized water, and finally sterilized by a suitable method, including but not limited to gamma irradiation, gas phase peroxide treatment and the like.

【0043】 同種移植片、自家移植片、または異種移植片の骨合釘または他の適切な形状の
移植片を、新鮮凍結または凍結乾燥させて(好ましくは、凍結乾燥させて)包装
することができる。無菌処理により、またはETO、電子線、もしくはガンマ線照
射(好ましくは、ガンマ線照射)で最後に滅菌することにより、滅菌を行うこと
ができる。最後の滅菌により非常に高い無菌性が得られるので、ガンマ線照射は
、環境が厳しく管理されていない条件下で同種移植片または異種移植片を入手お
よび加工することを可能にする。
Allograft, autograft, or xenograft bone nails or other appropriately shaped implants can be packaged fresh frozen or lyophilized (preferably lyophilized). it can. Sterilization can be accomplished by aseptic processing or by final sterilization with ETO, electron beam, or gamma irradiation (preferably gamma irradiation). Gamma irradiation makes it possible to obtain and process allografts or xenografts under conditions where the environment is not tightly controlled, as the final sterilization provides very high sterility.

【0044】 本発明による移植片は、非膠原性骨タンパク質の全てを除去し、骨の天然無機
質微結晶構造と所望の形態を保持する稠性を有する非免疫原性の病気の無い移植
片移植片材料を残すように処理することができる。本発明の組成物は、既知の全
ての処理骨製品のうち天然の骨に最も近い微小構造を有するので好ましい。この
骨製品はまた、天然の骨の放射線不透性を有し、スペクターアンドゲイストリヒ
(Spector and Geistlich)の骨製品の濃い白色画像を示さない。本発明の製品
はまた、特に、骨形成因子をコードする核酸と併用した場合、優れた吸収性が得
られる。吸収は、スペクターアンドゲイストリヒの材料に必要とされる数年また
はウリスト(Urist)製品の数週間とは対照的に、有利なことに数ヶ月以内で生
じることが見出されている。この材料と骨成長因子をコードする核酸とを併用す
る場合、この吸収時間は、固定および骨治癒に必要とされる骨橋を形成するのに
十分である。
The implants according to the invention are non-immunogenic, disease-free implant implants that remove all non-collagenous bone proteins and have a consistency that retains the natural mineral microcrystalline structure of bone and the desired morphology. It can be processed to leave strip material. The compositions of the present invention are preferred because they have the microstructure closest to natural bone of all known processed bone products. The bone product also has the radiopacity of natural bone and does not show the dark white image of the Spector and Geistlich bone product. The products of the invention also provide excellent absorbability, especially when used in combination with nucleic acids encoding bone morphogenetic proteins. Absorption has been found to beneficially occur within months, as opposed to the years required for Specter and Gastrich materials or the weeks of Urist products. When this material is used in combination with a nucleic acid encoding bone growth factor, this resorption time is sufficient to form the bone bridges required for fixation and bone healing.

【0045】 本発明の骨または軟骨材料と、骨成長因子、タンパク質、またはペプチドを発
現可能にコードする核酸を含む骨形成組成物または材料とを併用する。移植片に
骨形成核酸組成物を含む溶液を注入することにより、骨形成核酸を骨材料に加え
ることができる。同種移植片、自家移植片、または異種移植片に核酸を吸収させ
るのに十分な時間、同種移植片、自家移植片、または異種移植片を浸漬する。同
種移植片の周りに、または同種移植片の中に配置される送達ビヒクルに核酸を含
めることにより、さらなる核酸を、本発明の方法に従って作成された同種移植片
、自家移植片、または異種移植片と共に使用することができる。ある態様におい
て、骨形成組成物をコードする核酸を、材料の本体内に形成されたチャンバーに
詰めることができる。さらに、核酸と、適切なタンパク質成長因子とを併用する
ことができる。様々な骨形成因子、成長因子、タンパク質、ペプチド、または核
酸を、真空もしくは加圧状態で、または適切なチャンバーもしくは容器内で高圧
から低圧に変動させることにより骨または他の軟骨移植片の間隙に押し込めるこ
とができる。この組成物は手術中に外科医により加えられてもよく、スペーサー
は、前もって加えられた組成物と共に設けられてもよい。このような場合、輸送
および貯蔵のために、例えば、凍結乾燥により骨形成組成物を安定化することが
できる。安定化された組成物を、移植前または後に加えられる滅菌した液体(例
えば、食塩水もしくは水)または体液で再水和および/または再活性化すること
ができる。または、凍結乾燥された骨または軟骨マトリクスを、発現可能な核酸
のみを含む、または発現可能な核酸とタンパク質、ペプチド、もしくは他の成長
因子、抗生物質、抗腫瘍薬、抗炎症薬などを含む組成物中で簡単に再構成するこ
とができる。次いで、このように再構成された移植片を適切なレシピエントに直
接移植してもよく、加えられ吸収された骨形成組成物と共に凍結乾燥してもよい
。さらに、このように処理された移植片を様々な細胞タイプと共に処理または培
養して、発現可能な核酸を取り込んだ、細胞でコーティングされたマトリクスを
得ることができる。
The bone or cartilage material of the present invention is used in combination with an osteogenic composition or material containing a nucleic acid that expressably encodes a bone growth factor, protein, or peptide. The osteogenic nucleic acid can be added to the bone material by injecting a solution containing the osteogenic nucleic acid composition into the implant. Immerse the allograft, autograft, or xenograft for a time sufficient to allow the allograft, autograft, or xenograft to absorb the nucleic acid. Additional nucleic acid is added to the delivery vehicle that is placed around or within the allograft to add additional nucleic acid to the allograft, autograft, or xenograft made according to the methods of the invention. Can be used with. In some embodiments, the nucleic acid encoding the osteogenic composition can be packaged in a chamber formed within the body of material. Furthermore, the nucleic acid can be used in combination with a suitable protein growth factor. Various bone morphogenetic factors, growth factors, proteins, peptides, or nucleic acids can be applied to the interstitial space of bone or other cartilage implants by changing the pressure from high pressure to low pressure in a vacuum or pressure or in a suitable chamber or container. Can be tucked in. The composition may be added by the surgeon during surgery and the spacer may be provided with the previously added composition. In such cases, the osteogenic composition can be stabilized for shipping and storage, for example, by lyophilization. The stabilized composition can be rehydrated and / or reactivated with a sterile liquid (eg, saline or water) or body fluid added before or after implantation. Alternatively, a composition containing a lyophilized bone or cartilage matrix containing only expressible nucleic acid, or containing expressible nucleic acid and protein, peptide, or other growth factor, antibiotic, antitumor drug, anti-inflammatory drug, etc. It can be easily reconstructed in the object. The thus reconstituted implant may then be directly implanted into a suitable recipient or lyophilized with the added and absorbed osteogenic composition. In addition, the implants so treated can be treated or cultured with various cell types to obtain a cell-coated matrix that has incorporated expressible nucleic acids.

【0046】 本明細書で使用する用語「骨形成組成物」とは、骨の成長または治癒を促進す
る実質的に任意の物質(天然、合成、および組換えのタンパク質、ホルモンなど
、このような因子を発現する細胞、ならびにこのような因子を発現可能にコード
する核酸を含む)を意味する。「発現可能にコードする」とは、核酸構築物に、
当業者に周知であるコードされる因子の効率的な発現を達成するのに必要とされ
る全てのシグナル(転写プロモーターおよびターミネーター、エンハンサーなど
を含む)が含まれることを意味する。本発明に使用される骨形成組成物は、好ま
しくは、実質的に純粋な骨誘導因子(骨形成タンパク質)の骨の成長または治癒
を刺激または誘導するのに十分な量の、成長因子を発現可能にコードする核酸を
、薬学的に許容される担体に含む。好ましい骨誘導因子として、組換えヒト骨形
成タンパク質(rhBMP)、CDMP、およびこのような因子をコードする核酸が挙げ
られるが、これに限定されない。最も好ましくは、核酸は、骨形成タンパク質rh
BMP-2、rhBMP-4、またはそのヘテロ2量体をコードする。rhBMP-2または他の成長
因子(例えば、TGF-β1、TGF-β2、p15など)をコードする核酸の濃度は、移植
片1gあたり約1ng〜1mgであり得る。BMP-1からBMP-13、CDMP1およびCDMP2と名付
けられた骨形成タンパク質、ならびに骨成長および組織再生の誘導に有益である
ことが当該技術分野において周知である様々な成長因子を含む、任意の骨形成タ
ンパク質をコードする核酸が意図される。BMPをコードする核酸は当該技術分野
において周知であり、参照として本明細書に組み入れられるウォズネイ(Wozney
)らへの米国特許第5,187,076号;ウォズネイらへの米国特許第5,366,875号;ウ
ァング(Wang)らへの米国特許第4,877,864号;ウァングらへの米国特許第5,108
,922号;ウァングらへの米国特許第5,116,738号;ウァングらへの米国特許第5,0
13,649号;ウォズネイらへの米国特許第5,106,748号;ならびにウォズネイらへ
の国際公開公報第93/00432号;クレステ(Celeste)らへの国際公開公報第94/26
893号;およびクレステらへの国際公開公報第94/26892号に記載のように当業者
により調製することができる。
As used herein, the term “osteogenic composition” refers to virtually any substance that promotes bone growth or healing (such as natural, synthetic, and recombinant proteins, hormones, etc. (Including cells that express the factors, as well as nucleic acids that expressably express such factors). "Expressively coding" refers to a nucleic acid construct,
It is meant to include all signals required to achieve efficient expression of the encoded factor, including transcriptional promoters and terminators, enhancers and the like, which are well known to those of skill in the art. The osteogenic composition used in the present invention preferably expresses growth factor in an amount sufficient to stimulate or induce bone growth or healing of substantially pure osteoinductive factor (osteogenic protein). The nucleic acid encoding possible is contained in a pharmaceutically acceptable carrier. Preferred osteoinductive factors include, but are not limited to, recombinant human bone morphogenetic protein (rhBMP), CDMP, and nucleic acids encoding such factors. Most preferably, the nucleic acid is the bone morphogenetic protein rh
It encodes BMP-2, rhBMP-4, or a heterodimer thereof. The concentration of nucleic acid encoding rhBMP-2 or other growth factors (eg, TGF-β1, TGF-β2, p15, etc.) can be about 1 ng to 1 mg / g implant. Any bone, including BMP-1 to BMP-13, bone morphogenetic proteins termed CDMP1 and CDMP2, and various growth factors known in the art to be beneficial in inducing bone growth and tissue regeneration. Nucleic acids encoding forming proteins are contemplated. Nucleic acids encoding BMPs are well known in the art and are described in Wozney, incorporated herein by reference.
U.S. Pat. No. 5,187,076; Wozney et al. U.S. Pat. No. 5,366,875; Wang et al. U.S. Pat. No. 4,877,864; Wang et al.
, 922; U.S. Pat. No. 5,116,738 to Wang et al .; U.S. Pat. No. 5,0 to Wang et al.
U.S. Pat. No. 5,106,748 to Wozney et al .; and WO 93/00432 to Wozney et al .; WO 94/26 to Celeste et al.
893; and WO 94/26892 to Creste et al.

【0047】 さらに、米国特許第5,763,416号に開示される成長因子、米国特許第5,854,207
号または同第5,899,936号、国際公開公報第97/38729号、国際公開公報第95/2261
1、または国際公開公報第99/06563に開示される刺激因子をコードする全ての核
酸もまた、本明細書に開示される骨または軟骨マトリクスと併用するために参照
として本明細書に組み入れられる。さらに、例えば、米国特許第5,635,374号(
参照として本明細書に組み入れられる)に開示される骨石灰化因子(bone calci
fication factor)を発現可能に含む核酸もまた、本発明の移植片組成物に含ま
れ得る。
In addition, the growth factors disclosed in US Pat. No. 5,763,416, US Pat. No. 5,854,207
No. or No. 5,899,936, International Publication No. 97/38729, International Publication No. 95/2261.
All of the nucleic acids encoding the stimulatory factor disclosed in WO 99/06563 or in WO 99/06563 are also incorporated herein by reference for use in combination with the bone or cartilage matrix disclosed herein. Further, for example, U.S. Patent No. 5,635,374 (
Bone calci, disclosed herein by reference)
A nucleic acid containing a fication factor) so that it can be expressed can also be included in the graft composition of the present invention.

【0048】 骨形成核酸組成物用の担体材料の選択は、所望される用途、生体適合性、生分
解性、および境界面特性に基づいている。骨成長を誘導する組成物を、任意の適
切な方法で骨材料の孔に導入することができる。例えば、組成物を移植片の孔に
注入することができる。他の態様において、骨誘導を刺激するために、組成物を
移植片上に滴下してもよく、移植片を有効量の組成物を含む溶液に浸漬してもよ
く、移植片に有効量の組成物を含む溶液を吹き付けてもよい。または、高圧もし
くは低圧または両方の状態で、骨形成組成物を骨に注ぎ込んでもよい。米国特許
第5,854,207号に開示されるタンパク質を導入する方法の全てが、核酸を骨また
は軟骨マトリクスに導入する方法として参照として本明細書に組み入れられる。
いずれにしても、完全に核酸骨形成組成物が移植片に浸漬し、移植片をコーティ
ングし、移植片に注ぎ込むのに十分な時間、マトリクスの孔を組成物に暴露する
。骨形成因子、好ましくは、BMPをコードする核酸を凍結乾燥形態で提供し、薬
学的に許容される液体またはゲル担体(例えば、滅菌水、生理学的食塩水、また
は他の任意の適切な担体)に溶解して再構成することができる。担体は、核酸を
移植片に送達することができる任意の適切な媒体であり得る。好ましくは、当該
技術分野で周知なように、この媒体に緩衝液を添加する。本発明の1つの特定の
態様において、rhBMP-2をコードする核酸を、担体(例えば、水、食塩水、MFR緩
衝液、液体コラーゲン、または注射可能なリン酸二カルシウム)に懸濁または混
合する。最も好ましい態様において、BMPをコードする核酸を移植片の孔に加え
、次いで、凍結乾燥する。次いで、貯蔵および輸送のために核酸移植片-BMP組成
物を滅菌容器に入れて室温または低温で貯蔵することができる。または、手術の
際に、骨誘導性核酸を添加することができる。
The choice of carrier material for the osteogenic nucleic acid composition is based on the desired application, biocompatibility, biodegradability, and interface properties. The composition that induces bone growth can be introduced into the pores of the bone material by any suitable method. For example, the composition can be injected into the pores of the implant. In other embodiments, the composition may be instilled onto the implant to stimulate osteoinduction, the implant may be dipped into a solution containing an effective amount of the composition, and the implant effective amount of the composition You may spray the solution containing a thing. Alternatively, the bone forming composition may be poured into the bone at elevated or reduced pressure or both. All of the methods of introducing proteins disclosed in US Pat. No. 5,854,207 are incorporated herein by reference as methods of introducing nucleic acids into bone or cartilage matrices.
In any case, the matrix nucleic acid osteogenic composition is completely immersed in the implant, the implant is coated and the matrix pores are exposed to the composition for a time sufficient to pour into the implant. A nucleic acid encoding an osteogenic factor, preferably BMP, is provided in lyophilized form and is a pharmaceutically acceptable liquid or gel carrier (eg, sterile water, saline, or any other suitable carrier). It can be dissolved and reconstituted. The carrier can be any suitable vehicle that can deliver the nucleic acid to the implant. Buffers are preferably added to this medium as is well known in the art. In one particular embodiment of the invention, the nucleic acid encoding rhBMP-2 is suspended or mixed in a carrier such as water, saline, MFR buffer, liquid collagen, or injectable dicalcium phosphate. . In the most preferred embodiment, the nucleic acid encoding BMP is added to the pores of the implant and then lyophilized. The nucleic acid graft-BMP composition can then be placed in a sterile container and stored at room or low temperature for storage and shipping. Alternatively, osteoinductive nucleic acid can be added during surgery.

【0049】 骨もしくは軟骨材料内に形成されたチャンバー、または骨材料移植部位の周り
の位置に核酸を送達するために、当該技術分野で周知のその他の骨誘導性タンパ
ク質担体が利用可能である。可能性のある担体として、硫酸カルシウム、ポリ乳
酸、ポリ無水物、コラーゲン、リン酸カルシウム、高分子アクリル酸エステル、
ポリホアジン(polyphoazine)、ポリアミン、ポリカーボネートなど、および脱
塩化された骨が挙げられる。担体は、核酸のみ、または核酸とタンパク質、ペプ
チド、または他の生物学的に活性な薬剤を送達することができる任意の適切な担
体であり得る。最も好ましくは、担体は、身体に最終的に吸収されることが可能
である。1つの好ましい担体は、商品名ヘリスタット(Helistat)(登録商標)
アブソーバブルコラーゲンヘモスタティックエージェント(Absorbable Collage
n Hemostatic Agent)でインテグラライフサイエンシーズコーポレーション(In
tegra LifeSciences Corporation)から販売されている吸収可能なコラーゲンス
ポンジである。別の好ましい担体は、開放気泡ポリ乳酸ポリマー(OPLA)である
。組成物用の他の可能性のあるマトリクスは、生分解性であり、化学的に定義さ
れた硫酸カルシウム、リン酸カルシウム(例えば、リン酸三カルシウム(TCP)
およびハイドロキシアパタイト(HA))、注射可能なリン酸二カルシウム(BCP
)を含む)、ならびにポリ無水物であり得る。他の可能性のある材料は、骨また
は皮膚コラーゲンなどの生分解性であり、かつ生物に由来するものである。さら
なるマトリクスは、純粋なタンパク質または細胞外マトリクス成分からなる。骨
誘導性材料はまた、BMPをコードする核酸および高分子アクリル酸エステル担体
(例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアセテート、ポリヒドロキシ
エチルメタクリレートなど)の混合物であり得る。本発明のスペーサーのチャン
バーを詰めるために、担体は、好ましくは、チャンバーに押し付けることができ
るスポンジとして、または折り畳んでチャンバーにあわせることができるストリ
ップもしくはシートとして提供される。好ましくは、担体は、チャンバーの幅お
よび長さよりわずかに大きな幅および長さを有する。好ましい態様において、担
体を、rhBMP-2をコードする核酸溶液に浸漬し、次いで、チャンバーに押し付け
る。スポンジは、合釘壁面に逆らうスポンジの圧縮する力によりチャンバー内に
保持される。骨形成組成物と、固定部位周囲の非常に血管が発達した組織との接
触を容易にするために、担体がチャンバー開口部からはみ出ていることが望まし
い場合もある。担体はまた、チャンバー内部に合うような大きさの、いくつかの
ストリップで提供することができる。ストリップは、内部を塞ぐように互いに接
して配置することができる。折り畳まれたシートと同様に、ストリップを、スペ
ーサー内部でいくつかの方向に並べることができる。好ましくは、骨形成材料は
、スポンジで提供されても、1回折り畳まれたシートで提供されても、いくつか
の重複するストリップで提供されても、チャンバーの長さおよび幅に対応する長
さを有する。
Other osteoinductive protein carriers known in the art are available for delivering nucleic acids to chambers formed in bone or cartilage material, or to a location around a bone material implant site. Possible carriers include calcium sulphate, polylactic acid, polyanhydrides, collagen, calcium phosphate, polymeric acrylates,
Mention may be made of polyphoazine, polyamines, polycarbonates, etc., and demineralized bone. The carrier can be any suitable carrier capable of delivering the nucleic acid alone or the nucleic acid and the protein, peptide, or other biologically active agent. Most preferably, the carrier is capable of ultimate absorption by the body. One preferred carrier is the trade name Helistat®.
Absorbable Collage Hemostatic Agent
n Hemostatic Agent) at Integra Life Sciences Corporation (In
is an absorbable collagen sponge sold by tegra LifeSciences Corporation). Another preferred carrier is open cell polylactic acid polymer (OPLA). Other possible matrices for the composition are biodegradable, chemically defined calcium sulphates, calcium phosphates (eg tricalcium phosphate (TCP)).
And hydroxyapatite (HA), injectable dicalcium phosphate (BCP)
A)), as well as polyanhydrides. Other potential materials are biodegradable and of biological origin, such as bone or skin collagen. The additional matrix consists of pure proteins or extracellular matrix components. The osteoinductive material can also be a mixture of nucleic acid encoding BMP and a polymeric acrylate carrier (eg, polymethylmethacrylate, polyvinylacetate, polyhydroxyethylmethacrylate, etc.). To fill the chamber of the spacer of the invention, the carrier is preferably provided as a sponge that can be pressed into the chamber or as a strip or sheet that can be folded and fitted into the chamber. Preferably, the carrier has a width and length slightly greater than the width and length of the chamber. In a preferred embodiment, the carrier is dipped in the nucleic acid solution encoding rhBMP-2 and then pressed into the chamber. The sponge is held in the chamber by the compressive force of the sponge against the dowel wall surface. It may be desirable for the carrier to protrude from the chamber opening to facilitate contact between the osteogenic composition and the highly vascularized tissue surrounding the fixation site. The carrier can also be provided in several strips sized to fit inside the chamber. The strips can be placed against each other so as to occlude the interior. Similar to folded sheets, the strips can be aligned in several directions inside the spacer. Preferably, the osteogenic material, whether provided in a sponge, in a single folded sheet, or in several overlapping strips, has a length corresponding to the length and width of the chamber. Have.

【0050】 好ましい担体は、2相性リン酸カルシウムセラミックである。ハイドロキシア
パタイト/リン酸三カルシウムセラミックが、インビボでの望ましい生体活性お
よび分解速度のために好ましい。ハイドロキシアパタイトとリン酸三カルシウム
の好ましい比は、約0:100〜約65:35である。耐力部材に形成されたチャンバー
に合う任意のサイズまたは形状のセラミック担体が意図される。セラミックブロ
ックが、ソファモアーダネクグループ(Sofamor Danek Group)B.P.4-62180 Ran
g-du-Fliers,France、およびバイオラド(Bioland)132 Route d:Espagne,3110
0 Toulouse,Franceから市販されている。もちろん、長方形および他の適切な形
状が意図される。骨誘導性因子を任意の適切な方法で担体に導入する。例えば、
担体を、因子を含む溶液に浸漬することができる。
A preferred carrier is a biphasic calcium phosphate ceramic. Hydroxyapatite / tricalcium phosphate ceramics are preferred due to the desired bioactivity and degradation rate in vivo. The preferred ratio of hydroxyapatite to tricalcium phosphate is about 0: 100 to about 65:35. Any size or shape of ceramic support that fits into the chamber formed in the load bearing member is contemplated. Ceramic block is Sofamor Danek Group BP4-62180 Ran
g-du-Fliers, France, and Bioland 132 Route d: Espagne, 3110
0 Commercially available from Toulouse, France. Of course, rectangles and other suitable shapes are contemplated. The osteoinductive factor is introduced into the carrier by any suitable method. For example,
The carrier can be dipped into a solution containing the factor.

【0051】 本発明はまた、隣接する骨の間隔を維持するためのスペーサーを提供する。ス
ペーサーは、骨または軟骨移植片からなる本体と骨成長因子をコードする核酸を
備える。骨供給源は、脛骨、腓骨(fibial)、上腕骨、腸骨などを含む任意の適
切な(好ましくは、脊椎動物に由来する)骨材料である。本発明の移植片本体と
して、平らなスペーサー、骨合釘、皮質リング(cortical ring)、骨チップ、
および他の任意の適切な形状の骨片が挙げられる。好ましい本体は、移植片にお
いて天然のチャンバーを形成する髄管を有する長骨骨幹から得られる。
The present invention also provides a spacer for maintaining the spacing between adjacent bones. The spacer comprises a body of bone or cartilage implant and a nucleic acid encoding bone growth factor. The bone source is any suitable (preferably vertebrate derived) bone material, including tibia, fibial, humerus, iliac and the like. The implant body of the present invention includes a flat spacer, a bone nail, a cortical ring, a bone tip,
And any other suitable shaped bone fragment. A preferred body is obtained from a long bone diaphysis having a medullary canal that forms a natural chamber in the implant.

【0052】 図1に示した1つの特定の態様において、本発明は、患者の隣接する骨の間隔を
維持するためスペーサー10を提供する。スペーサー10は、間隔に合うサイズおよ
び形状の耐力部材または本体11を備える。本体11は、好ましくは、結合している
非膠原性骨タンパク質を除去するように最適に処理されている天然の骨または軟
骨材料からなる。この骨材料は、天然コラーゲン材料および天然に結合している
骨無機質を含むが、天然非膠原性タンパク質を実質的に含まない。または、脱塩
化されたされた、もしくは部分的に脱塩化されたされた骨を使用してもよい。骨
材料の化学組成は、成形された本体を弾力的に保持するのを可能にする。本体の
形状は好ましくは成形されており、本体は、本発明の方法に従って骨材料を処理
する前に、所望の表面特徴を有するように機械加工される。しかしながら、ある
態様において、骨の塊を本明細書に開示のように処理し、次いで、特定の本体を
形成するように成形または機械加工する。
In one particular embodiment shown in FIG. 1, the present invention provides a spacer 10 to maintain the spacing of adjacent bones in a patient. The spacer 10 comprises a load bearing member or body 11 sized and shaped to fit the spacing. Body 11 preferably comprises a natural bone or cartilage material that has been optimally treated to remove bound non-collagenous bone proteins. The bone material comprises natural collagen material and naturally associated bone mineral, but is substantially free of natural non-collagenous proteins. Alternatively, demineralized or partially demineralized bone may be used. The chemical composition of the bone material makes it possible to hold the shaped body elastically. The shape of the body is preferably molded and the body is machined to have the desired surface characteristics prior to treating the bone material according to the method of the present invention. However, in some embodiments, the bone mass is treated as disclosed herein and then shaped or machined to form a particular body.

【0053】 次に、図1および図2を参照すると、ある態様において、本体11を合釘として成
形する。合釘の形状の本体は、固定しようとする骨が椎骨である場合に好ましい
こともある。合釘10は、椎間腔(IVS)内部で係合して、IVSを適切な生理学的方
向に維持するようなサイズの壁面12を備える。壁面12は、隣接する椎骨と接触す
るための係合外面13を形成する。壁面12は好ましくは円筒状であり、骨合釘10は
、隣接する椎骨V間のIVSの高さh、または図2に示すように最も下の腰椎L5と仙骨
Sの間隔の高さより大きな直径dの幅を有する。
Referring now to FIGS. 1 and 2, in one embodiment, the body 11 is molded as a dowel. A dowel-shaped body may be preferred when the bone to be fixed is a vertebra. The dowel 10 includes a wall 12 sized to engage within the intervertebral space (IVS) to maintain the IVS in proper physiologic orientation. The wall surface 12 forms an outer engagement surface 13 for contacting an adjacent vertebra. The wall 12 is preferably cylindrical, and the bone dowel 10 has a IVS height h between adjacent vertebra V, or the lowest lumbar vertebra L5 and sacrum as shown in FIG.
It has a width of diameter d that is greater than the height of the spacing of S.

【0054】 図3に示す別の態様において、本体は、係合面23を有する壁面22を備える骨合
釘20である。壁面22を通してチャンバー25が形成される。好ましくは、この耐力
部材は、チャンバー25を形成する髄管を有する長骨骨幹から得られる骨移植片で
ある。このような合釘は、リジェネレーションテクノロジーズインク(Regenera
tion Technologies,Inc.)1 Innovation Drive,Alachua,Florida 32615から入手
可能である。チャンバー25に、骨誘導を刺激するBMP、CDMPなどをコードする核
酸を含む骨形成組成物を詰めることができる。好ましくは、組成物が隣接する椎
骨終板と最大限に接触するように、一対の係合外面23を通してチャンバー25を形
成する。次に、図4を参照すると、スペーサー20は、好ましくは、チャンバー25
内部に詰められた材料の漏れまたは漏出から脊髄を保護するために配置すること
ができる固体保護壁面26を備える。前方到達法では、保護壁面26は後方にある。
好ましくは、骨形成組成物の長さはチャンバーの長さより長く(図5および6)、
スペーサー20が椎骨間に移植された場合、組成物を、隣接する椎骨の終板と接触
するようにチャンバー25内部に配置する。これにより組成物と終板とが良好に接
触して、骨誘導が刺激される。
In another embodiment shown in FIG. 3, the body is an interlocking nail 20 with a wall surface 22 having an engagement surface 23. A chamber 25 is formed through the wall surface 22. Preferably, the load bearing member is a bone graft obtained from a long bone diaphysis having a medullary canal forming a chamber 25. Such nails are sold by Regeneration Technologies Inc.
tion Technologies, Inc.) 1 Innovation Drive, Alachua, Florida 32615. The chamber 25 can be filled with an osteogenic composition containing nucleic acids encoding BMP, CDMP, etc. that stimulate osteoinduction. Preferably, a chamber 25 is formed through a pair of engaging outer surfaces 23 for maximum contact of the composition with the adjacent vertebral endplates. Referring now to FIG. 4, the spacer 20 is preferably a chamber 25
It comprises a solid protective wall 26 which can be arranged to protect the spinal cord from leakage or leakage of the material packed inside. In the front reaching method, the protective wall surface 26 is at the rear.
Preferably, the length of the osteogenic composition is longer than the length of the chamber (FIGS. 5 and 6),
When the spacer 20 is implanted between the vertebrae, the composition is placed inside the chamber 25 in contact with the endplates of adjacent vertebrae. This provides good contact between the composition and the endplates to stimulate osteoinduction.

【0055】 様々な特徴を、本発明の合釘の外面に機械加工することができる。図3に示す1
つの態様において、合釘20は、ねじ山24を形成する係合外面23を備える。再度、
図1を参照すると、ある態様において、固体保護壁面16の反対側の壁面18に工具
係合穴19を備える合釘10が提供される。工具係合穴19は外科医側にあり、かつ最
初のねじ山17の反対側にある合釘の表面に設けられる。前方到達法では、工具係
合工具穴19を合釘10の前面に設ける。他の機械加工特徴が、外面または骨と係合
する表面23に意図される。このような機械的特徴として、ローレット切りおよび
ラチェッティングなどの粗面処理が挙げられる。
Various features can be machined on the exterior surface of the dowels of the present invention. 1 shown in FIG.
In one aspect, dowel 20 comprises an engaging outer surface 23 forming a thread 24. again,
Referring to FIG. 1, in one aspect, a dowel 10 is provided that includes a tool engaging hole 19 in a wall surface 18 opposite a solid protective wall surface 16. Tool engaging holes 19 are provided on the surface of the dowel on the surgeon side and opposite the first thread 17. In the front reaching method, the tool engagement tool hole 19 is provided on the front surface of the dowel 10. Other machining features are contemplated on the outer surface or surface 23 that engages the bone. Such mechanical features include roughening such as knurling and ratcheting.

【0056】 本発明のスペーサーを、従来の技術および既知の工具を使用して挿入すること
ができる。本発明のさらなる局面によれば、椎体間固定スペーサー(例えば、ス
ペーサー20)を移植するための方法が意図される。ソファモアダネクユーエスエ
ー(Sofamor Danek USA)腹腔鏡骨合釘外科手術手法(Laproscooic Bone Dowel Surgical Technique )1995,1800 Pyramid Place, Memphis, Tennessee 38132,1-
800-933-2635に記載の腹腔鏡技術を用いて、本発明のスペーサーを挿入すること
もできる。本発明の装置は、病気を起こす可能性が標準的な直視下前方後腹膜到
達法(open anterior retroperitoneal approach)より手術により非常に低い到
達法を用いて前方椎体間固定を容易にするソファモアダネクの腹腔鏡骨合釘シス
テムに都合よく組み込むことができる。このシステムは、テンプレート、トレフ
ィン、拡張器、リーマー、ポート、および腹腔鏡合釘挿入に必要とされる他の装
置を備える。
The spacers of the present invention can be inserted using conventional techniques and known tools. According to a further aspect of the invention, a method for implanting an interbody fusion spacer (eg, spacer 20) is contemplated. Sofamor Danek USA Laproscooic Bone Dowel Surgical Technique 1995,1800 Pyramid Place, Memphis, Tennessee 38132,1-
The spacers of the present invention can also be inserted using the laparoscopic technique described in 800-933-2635. The device of the present invention facilitates anterior interbody fusion using a much lower surgical approach than the open anterior retroperitoneal approach, which is standard for illness. It can be conveniently incorporated into a laparoscopic bone nail system. The system comprises templates, trephine, dilators, reamers, ports, and other equipment needed for laparoscopic dowel insertion.

【0057】 本体はまた、図7に示すように皮質リングなどの他の形状を備えてもよい。こ
のような皮質リング50は長骨骨幹の横断スライスにより得られ、上面51および下
面52を備える。図7に示す移植片は、上面51および下面52に隣接し、かつ上面51
と下面52の間にある外面53を備える。1つの態様において、骨成長通過穴53aは、
固定を容易にするために外面53を通して形成される。孔53aを使用すると、間葉
系幹細胞が移植片に入り込み、骨成長タンパク質およびこのようなタンパク質を
コードする核酸が移植片から放散することができる。これは骨移植片の組み込み
を容易にし、装置の外側に、および装置を通して前方骨橋および側方骨橋を形成
することにより固定を促進し得る。別の態様において、外面53は、移植工具を収
容する工具係合穴54を形成する。好ましい態様において、上面51および/または
下面52の少なくとも1つは、隣接する椎骨の終板をしっかりとらえるために凹凸
がついている。この凹凸面は、図8に示すようにリング50'上に歯56を備えてもよ
く、図9に示すようにリング50''上にワッフル模様57を備えてもよい。皮質リン
グを移植片材料として使用する場合、リング50は、図7に示すようにさらに均一
な形状に削られてもよく、図9に示すように所定位置のままにしてもよい。
The body may also comprise other shapes such as a cortical ring as shown in FIG. Such a cortical ring 50 is obtained by a transverse slice of the long bone diaphysis and comprises an upper surface 51 and a lower surface 52. The implant shown in FIG. 7 is adjacent to the upper surface 51 and the lower surface 52, and
And an outer surface 53 between the lower surface 52 and the lower surface 52. In one embodiment, the bone growth passage hole 53a,
Formed through the outer surface 53 to facilitate fixation. The holes 53a allow mesenchymal stem cells to enter the graft and allow bone growth proteins and nucleic acids encoding such proteins to dissipate from the graft. This may facilitate the incorporation of bone grafts and facilitate fixation by forming anterior and lateral bone bridges on and outside the device. In another aspect, the outer surface 53 defines a tool engagement hole 54 for receiving an implant tool. In a preferred embodiment, at least one of the upper surface 51 and / or the lower surface 52 is textured to securely grip the endplates of adjacent vertebrae. The textured surface may have teeth 56 on the ring 50 'as shown in FIG. 8 and waffle patterns 57 on the ring 50''as shown in FIG. If a cortical ring is used as the implant material, the ring 50 may be carved into a more uniform shape as shown in FIG. 7 or may be left in place as shown in FIG.

【0058】 移植片はまた、頚部固定のためのスミス・ロビンソン(Smith-Robinson)法(
Smith,M.D.,G.W.およびR.A.Robinson,M.D.,「椎間円板の前方除去および椎体間
固定による頚部脊椎障害の治療(The Treatment of Certain Cervical-Spine Di
sorders By Anterior Removal Of The Intervertebral Disc And Interbody Fus
ion)」J.Bone And Joint Surgery 40-A 607-624 (1958)、ならびにCloward,M
.D,R.B,「破裂した頚部円板を除去するための前方到達法(The Anterior Approa
ch For Removal Of Ruptured Cervical Disks)」,meeting of the Harvey Cush
ing Society,Washington, D.C.,April 22,1958)などの、現在使用されている外
科的処置に都合よく取り入れられるように四角形に成形することができる。この
ような処置において、外科医は、円板が除去された後に移植片を収容するように
隣接する椎体の終板を整える。終板は、一般的に、高速バーで平行する面に整え
られる。次いで、外科医は、一般的に、骨の面としっかりと合わさって、椎体間
での圧縮により移植片が保持されるように移植片を削る。骨移植片は構造を支え
、骨の内部成長を促進して罹患関節をしっかりと固定することが意図される。本
発明のスペーサーは、既知のサイズおよび寸法のスペーサーが提供されるので、
このように移植片を削る必要をなくす。本発明により調製された同種移植片また
は異種移植片移植片により自家移植片の骨誘導性が得られるので、本発明はまた
ドナーを手術する必要をなくす。スペーサーは、骨誘導性材料(同種移植片また
は異種移植片移植片を骨誘導性にする成長因子を発現可能にコードする核酸を含
むが、これに限定されない)と併用される。従って、本発明のスペーサーは、手
術時間を短くし、痛いドナー手術を避け、より迅速な固定を誘導することにより
患者の回復を速める。以下の特定の実施例は本発明を例示するために示され、こ
れにより本発明を制限することが意図されない。
Implants were also used for the Smith-Robinson method for cervical fixation (
Smith, MD, GW and RA Robinson, MD, “The Treatment of Certain Cervical-Spine Di
sorders By Anterior Removal Of The Intervertebral Disc And Interbody Fus
ion) ” J. Bone And Joint Surgery 40-A 607-624 (1958), and Cloward, M.
.D, RB, "The Anterior Approa for the Removal of Ruptured Neck Discs (The Anterior Approa
ch For Removal Of Ruptured Cervical Disks) '', meeting of the Harvey Cush
ing Society, Washington, DC, April 22, 1958) and can be shaped into a square for convenient incorporation into currently used surgical procedures. In such procedures, the surgeon trims the endplates of the adjacent vertebral bodies to accommodate the implant after the disc has been removed. The end plates are generally arranged in parallel planes with high speed bars. The surgeon then generally scrapes the implant so that it fits tightly into the plane of the bone and retains the implant by compression between the vertebral bodies. The bone graft is intended to support the structure and promote bone ingrowth to secure the affected joint. The spacers of the present invention are provided with spacers of known size and dimensions,
This eliminates the need to scrape the implant. The present invention also eliminates the need for surgery on the donor, since the autograft osteoinductivity is obtained with allograft or xenograft grafts prepared according to the present invention. The spacer is used in combination with an osteoinductive material, including but not limited to nucleic acids that expressably encode growth factors that render the allograft or xenograft implant osteoinductive. Thus, the spacer of the present invention speeds patient recovery by shortening surgery time, avoiding painful donor surgery and inducing faster fixation. The following specific examples are provided to illustrate the invention and are not intended to limit the invention thereby.

【0059】実施例1 骨移植片材料からの抗原の除去 以下の手順およびその細部の変更を使用して、骨移植片材料から非膠原性タン
パク質を除去する。骨移植片材料は、同種移植片またはウシ、ブタ、ウマ、ヒツ
ジ、イヌなどから選択される異種移植片でもよい。この手順は、骨マトリクスか
らタンパク質、脂肪、多糖、グリコサミノグリカン、および他の非膠原性抗原を
除去し、任意の順番の段階で行われ得るが、本明細書に示された順番でプロセス
を実施しても優れた結果が常に得られた。本発明のために、核酸送達マトリクス
として自家移植片または同種移植片の骨または軟骨材料を使用する場合、この処
理の実施は必須でない。
Example 1 Removal of Antigen from Bone Graft Material The following procedure and modifications of its details are used to remove non-collagenous proteins from bone graft material. The bone graft material may be an allograft or a xenograft selected from cattle, pigs, horses, sheep, dogs and the like. This procedure removes proteins, fats, polysaccharides, glycosaminoglycans, and other non-collagenous antigens from the bone matrix, and can be performed in any order of steps, but in the order presented herein. Even if it carried out, the excellent result was always obtained. Performing this treatment is not essential when using autograft or allograft bone or cartilage material as the nucleic acid delivery matrix for the purposes of the present invention.

【0060】1.過酸化物処理: 以下の手順に従って、骨組織を脱脂し、血液および他のタンパク質を除去し、
骨の中または骨の上に存在する可能性がある微生物を不活化する。この処理を開
始する前に、骨から付着している外膜組織を取り除く。 a.骨組織を、過酸化物溶液を張った容器に入れ、攪拌もしくは超音波処理または
その両方をしながら約15分間浸漬した。 b.過酸化物溶液および取り除かれた破片を捨て、骨組織を温滅菌水で洗浄した。
1. Peroxide treatment: Degrease bone tissue, remove blood and other proteins according to the following procedure,
Inactivates microorganisms that may be present in or on the bone. Prior to beginning this process, adhering adventitial tissue is removed from the bone. Bone tissue was placed in a container filled with a peroxide solution and immersed for about 15 minutes with agitation and / or sonication. b. The peroxide solution and the removed debris were discarded and the bone tissue was washed with warm sterile water.

【0061】 この段階での、TNBP/TritonX-100または同様の溶液(例えば、過酸化水素/SDS
)による処理は、さらなる非構造タンパク質および残存する脂肪を除去するのを
助ける。
At this stage, TNBP / Triton X-100 or similar solution (eg hydrogen peroxide / SDS
) Helps to remove additional nonstructural proteins and residual fat.

【0062】2.アセトン処理: 以下の手順に従って、残存する脂肪組織を除去した: a.骨組織を、アセトンを張った容器に入れ、約35℃〜40℃まで加熱し、攪拌しな
がら約15分間浸漬する。冷却した後、脂肪が溶液中に見えなくなるまで、この段
階を繰り返す(3〜5サイクルが通常適している)。 b.次いで、骨を滅菌水で洗浄し、乾燥させる。
2. Acetone treatment: The residual adipose tissue was removed according to the following procedure: a. Bone tissue was placed in a container filled with acetone, heated to about 35 ° C to 40 ° C, and stirred for about 15 ° C. Soak for a minute. After cooling, repeat this step until fat disappears in solution (3-5 cycles are usually suitable). b. The bone is then washed with sterile water and dried.

【0063】 この処理の変法として、99%イソプロパノール、ヘキサン、およびこれらの溶
媒の組み合わせを使用することが挙げられ得る。プロセスのこの段階または異な
る段階での酢酸または他の酸(酢酸、塩酸、フッ化水素酸、リン酸、クエン酸、
蟻酸、酪酸、もしくは他の混合物)による処理は、わずかに脱塩化されたされた
抗原性が低下した骨移植片を作成するのに有用であり、それに付随して移植片強
度、成長因子結合能、吸収性、酸可溶性タンパク質および緩く結合しているコラ
ーゲンの除去、ならびに抗原性のさらなる低下に効果がある。本発明者らは、正
常な骨無機質含有量と比較して約0%〜約25%もしくは約1%〜約10%の、または
1%〜5%と少ない無機質含有量の減少は、骨組成物の抗原性の低下に著しい利益
をもたらすことを発見した。実施すべき脱塩化されたの程度の原則は、可能な限
り多くの無機質を除去すると同時に、骨の圧縮強度を低下させないことである。
均一な限られた脱塩化されたを達成するために、好ましくは、移植片と酸(例え
ば、1%酢酸)とを約30分間接触させる(酸が均一に透過するように、移植片を
含む真空チャンバーに酸を導入する)。無機酸(例えば、HCl)を使用する場合
、移植片の完全な脱塩化されたを避けるために、酸の強さまたは酸の接触時間を
小さくすべきである。本発明者らは、正常な骨無機質含有量の1%〜2%と少ない
限られた除去は、このように処理された骨移植片の強度のさらに優れた予測可能
性をもたらす(剪断応力測定値のばらつきを少なくする)。この処理のさらなる
メリットとして、酸可溶性タンパク質の溶解、SDSもしくは他のイオン性溶媒ま
たは汚染物質の効率的な除去、成長因子結合の増強、移植される骨の形を変える
ための時間の減少、および抗原性のさらなる低下が挙げられる。
Variations on this treatment can include using 99% isopropanol, hexane, and combinations of these solvents. Acetic acid or other acids (acetic acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, citric acid, at this or different stages of the process
Treatment with formic acid, butyric acid, or other mixtures) is useful to create a slightly desalted, less antigenic bone graft, with concomitant graft strength, growth factor binding capacity. , Absorbs, removes acid-soluble proteins and loosely bound collagen, and further reduces antigenicity. We have from about 0% to about 25% or about 1% to about 10%, or normal bone mineral content, or
It has been discovered that reductions in mineral content as low as 1% to 5% provide significant benefits in reducing the antigenicity of bone compositions. The principle of the degree of desalting to be carried out is to remove as much mineral as possible while not reducing the compressive strength of the bone.
In order to achieve uniform, limited desalination, the graft is preferably contacted with an acid (eg, 1% acetic acid) for about 30 minutes (including the graft to ensure uniform acid permeation). Introduce acid into the vacuum chamber). When using an inorganic acid (eg, HCl), the acid strength or acid contact time should be small to avoid complete desalting of the implant. We found that limited removal of as little as 1-2% of normal bone mineral content resulted in even better predictability of strength of bone grafts treated in this way (shear stress measurement). Reduce the dispersion of values). Additional benefits of this treatment include lysis of acid-soluble proteins, efficient removal of SDS or other ionic solvents or contaminants, enhanced growth factor binding, reduced time to change the shape of the transplanted bone, and Further reduction in antigenicity is mentioned.

【0064】3.尿素処理: 以下の手順に従って、結合している非膠原性タンパク質を骨組織から除去した
。 a.組織を、組織および過剰量(約5倍)の尿素溶液(6M)を含むのに十分な容器
に移した。 b.非膠原性タンパク質を、約48時間、攪拌しながら骨組織から抽出した。 c.次いで、尿素/タンパク質溶液を捨て、骨組織を、少なくとも2倍量の水を使用
して数回(約3回)滅菌水で洗浄した。約20分間攪拌しながら、それぞれの洗浄
を続けた。 d.最後の水洗浄を攪拌しながら24時間行い、その後、水を捨て、組織を凍結乾燥
した。
3. Urea treatment: Bound non-collagenous proteins were removed from bone tissue according to the following procedure. The tissue was transferred to a vessel sufficient to contain the tissue and an excess (about 5 times) urea solution (6M). b. Non-collagenous proteins were extracted from bone tissue with agitation for approximately 48 hours. c. The urea / protein solution was then discarded and the bone tissue was washed several times (about 3 times) with sterile water using at least 2 volumes of water. Each wash was continued with stirring for about 20 minutes. d. The final water wash was performed for 24 hours with agitation, after which the water was discarded and the tissue lyophilized.

【0065】 ウシの骨ブロックおよび海綿チップを使用して前記の手順を行った。1cmの骨
立方体をウシの顆から切断した。最後の滅菌段階として、このように処理された
骨を凍結乾燥し、次いで、ガンマ線照射した。この手順に従って処理された骨移
植片材料を霊長類モデルに移植した。有害な免疫反応(腫張、炎症)は、ほとん
ど、または全く検出されなかった。さらに、このように処理された骨移植片を骨
形成タンパク質に浸漬し、霊長類モデルに移植した。移植片ウシ骨の内部への、
および周囲での新たな骨成長の優れた誘導が有害な免疫反応なく検出された。活
性タンパク質の形で成長因子を送達するために本明細書に記載のように調製され
た骨移植片を使用することで達成された成功に基づいて、成長因子を発現する細
胞または成長因子を発現可能にコードする核酸の送達に成功することが予想され
る。参照として本明細書に組み入れられる米国特許第5,763,416号またはこれも
参照として本明細書に組み入れられる国際公開公報第99/06563号に開示されるよ
うな、成長因子を産生する(組換えもしくは天然の)細胞を注入された、もしく
は細胞でコーティングされた、または核酸構築物を注入された、もしくは核酸構
築物でコーティングされた同種移植片または異種移植片骨は、有害な免疫反応を
誘導することなく骨成長を活発に誘導すると予想される。
The above procedure was performed using bovine bone blocks and cancellous chips. A 1 cm bone cube was cut from a bovine condyle. As a final sterilization step, the bone thus treated was lyophilized and then gamma irradiated. Bone graft material treated according to this procedure was implanted in a primate model. Little or no adverse immune reactions (swelling, inflammation) were detected. Further, the bone graft treated in this way was immersed in a bone morphogenetic protein and transplanted into a primate model. To the inside of the implant bovine bone,
And excellent induction of new bone growth in and around was detected without adverse immune reactions. Based on the success achieved by using a bone graft prepared as described herein to deliver a growth factor in the form of an active protein, express growth factor expressing cells or growth factor Successful delivery of nucleic acids encoding possible is expected. Produces growth factors (such as recombinant or natural) as disclosed in US Pat. No. 5,763,416, which is incorporated herein by reference or WO 99/06563, which is also incorporated herein by reference. ) Cell-injected, cell-coated, or nucleic acid construct-injected, or nucleic acid construct-coated allograft or xenograft bone allows bone growth without inducing an adverse immune response. Is expected to actively induce.

【0066】 前記の処理の代替として、塩酸グアニジウム、TritonX-100、Tween、TNBPなど
用(選択的に、カオトロピック剤およびSDS(ドデシル硫酸ナトリウム)などの
界面活性剤の組み合わせを含む)を使用することが挙げられる。これらの薬剤を
使用するための条件の例として、4M塩酸グアニジウムおよび1%TNBP/TritonX-10
0を使用することが挙げられる。
As an alternative to the above treatments, use of Guanidium Hydrochloride, TritonX-100, Tween, TNBP, etc., optionally including a combination of chaotropic agents and surfactants such as SDS (sodium dodecyl sulfate) Is mentioned. Examples of conditions for using these agents include 4M guanidinium hydrochloride and 1% TNBP / TritonX-10
It is possible to use 0.

【0067】実施例2 骨幹皮質骨合釘の調製 同意を得ているドナー(すなわち、ドナーカードまたはドナーとして役立つた
めの他の形態の承諾)を、様々な伝染性の疾患および病原体(ヒト免疫不全症ウ
イルス、サイトメガロウイルス、B型肝炎、C型肝炎、および他のいくつかの病原
体を含む)についてスクリーニングした。これらの試験は、当該技術分野で従来
からある多数の手段(ELISAアッセイ、PCRアッセイ、または赤血球凝集反応を含
むが、これに限定されない)のいずれによっても行うことができる。このような
試験は、(i)米国組織バンク協会(American Association of Tissue Banks),
組織バンク技術マニュアル,技術マニュアル-筋骨格組織(Technical Manual fo
r Tissue Banking, Technical Manual-Musculoskeletal Tissues)M19-M20頁;
(ii)米国食品医薬品局,暫定規則,米国連邦政府官報/50巻, 第238号/1993年12
月14日火曜日/法令・規則(Rules and Regulations)/65517,D.感染症試験およ
びドナースクリーニング(Infectious Disease Testing and Donor Screening)
;(iii)MMWR/43巻/第RR-8号,ヒト組織および臓器の移植によりヒト免疫不全症
ウイルスの伝染を予防するためのガイドライン(Guidelines for Preventing Tr
ansmission of human Immunodeficiency Virus Through Transplantation of Hu
man Tissue and Organs)4〜7頁;(iv)フロリダ行政週刊誌(Florida Adminis
trative Weekly),10巻,第34号,1992年8月21日,59A-1.OO1-O14 59A-l.005(12)
(c),F.A.C.,(12)(a)-(h),59A-l.005(15),F.A.C.,(4)(a)-(8)の
基準に従っている。一組の標準的な生化学的アッセイに加えて、ドナーが多数の
ハイリスクな行動に関与したか(例えば、複数の性交渉の相手がいるか、血友病
に罹患しているか、静脈内薬物使用に関与したか等)を確認するために、ドナー
またはその近親者と面接した。ドナーが容認されると確認された後に、合釘を得
るのに有用な骨を回収し、洗浄した。
Example 2 Preparation of diaphyseal cortical bone nails Consented donors (ie, donor cards or other forms of consent to serve as donors) were tested for various infectious diseases and pathogens (human immunodeficiency). Disease virus, cytomegalovirus, hepatitis B, hepatitis C, and several other pathogens). These tests can be performed by any of numerous means conventional in the art including, but not limited to, ELISA assays, PCR assays, or hemagglutination reactions. Such trials include (i) the American Association of Tissue Banks,
Tissue Bank Technical Manual, Technical Manual-Musculoskeletal Organization (Technical Manual fo
r Tissue Banking, Technical Manual-Musculoskeletal Tissues) M19-M20 pages;
(Ii) US Food and Drug Administration, Provisional Regulations, US Federal Government Gazette / Vol. 50, No. 238/1993 12
Tuesday, March 14 / Rules and Regulations / 65517, D. Infectious Disease Testing and Donor Screening
(Iii) MMWR / 43 / No. RR-8, Guidelines for Preventing Human Immunodeficiency Virus Transmission by Transplanting Human Tissues and Organs (Guidelines for Preventing Tr
ansmission of human Immunodeficiency Virus Through Transplantation of Hu
man Tissue and Organs) 4-7 pages; (iv) Florida Adminis
trative Weekly), Volume 10, Issue 34, August 21, 1992, 59A-1.OO1-O14 59A-l.005 (12)
(C), FAC, (12) (a)-(h), 59A-l.005 (15), FAC, (4) (a)-(8). In addition to a set of standard biochemical assays, whether the donor has been involved in a number of high-risk behaviors (eg, having multiple sexual partners, suffering from hemophilia, intravenous drugs). We interviewed the donor or his close relatives to see if they were involved in the use. After the donor was confirmed to be acceptable, the bone useful to obtain the nail was collected and washed.

【0068】 合釘を、ダイアモンド付刃ビットを使用して長骨骨幹から横断プラグとして得
、これを水で洗浄し、冷却した。ビットは市販されており(スターライトインク
(Starlite,Inc))、一般的に円形であり、約10mm〜約20mmの間隙内径(intern
al vacant diameter)を有する。皮質内合釘および皮質合釘を得るための機械は
、ステンレス鋼および陽極処理アルミニウムで作られた空気圧で動く小型旋盤か
らなった。これは、カッターと平行に移動するバネ付キャリジを備える。キャリ
ジは、1.0インチのステンレスロッドである2つのランナーの上に載っており、約
8.0インチの移動距離を有する。一方のランナーは移動ロッドの上にセットピン
穴を有し、このセットピン穴は、セットピンが望ましい穴に入れられた場合にキ
ャリジが動くのを阻止する。メートル法および英語で書かれた目盛りを有するノ
ブを用いてキャリジを左右に動かすことができる。これにより移植片の位置を決
めることができる。このキャリジの上には、移植片をしっかりと留め、所定位置
に保持しながら、合釘が切断される万力がある。万力は、カッターをきれいにす
るあごに切断部を備える。旋盤は、所望のRPMを設置することを可能にするバル
ブ制御器を有する空気モーターである駆動装置を備える。
Dowels were obtained from the long bone diaphysis as a transverse plug using a diamond blade bit, which was washed with water and cooled. Bits are commercially available (Starlite, Inc) and are generally circular with a gap inner diameter (intern of about 10 mm to about 20 mm).
al vacant diameter). The machine for obtaining intracortical dowels and cortical dowels consisted of a pneumatically operated small lathe made of stainless steel and anodized aluminum. It comprises a spring-loaded carriage that moves parallel to the cutter. The carriage rests on two runners, which are 1.0 inch stainless steel rods,
It has a travel distance of 8.0 inches. One runner has a set pin hole on the moving rod that prevents the carriage from moving when the set pin is placed in the desired hole. The carriage can be moved to the left or right using a knob with metric and English graduations. This allows the position of the implant to be determined. Above this carriage is a vise that cuts the dowel while holding the implant in place and holding it in place. The vise has a cutting part on the jaw that cleans the cutter. The lathe is equipped with a drive, which is an air motor with a valve controller that allows the desired RPM to be installed.

【0069】 第1に、キャリジを手で引き戻し、セットピンで所定位置にロックする。第2に
、移植片を万力に装填し、カッターと位置合わせをする。第3に、この機械を起
動させ、バルブ制御器上のノブを使用することによりRPMを設置する。第4に、セ
ットピンを使用して、移植片をカッター上に装填して、合釘を切断する。カッタ
ーが移植片の最後まで切断すると、キャリジはセットピン上で止まる。第5に、
滅菌水を使用して、カッターから合釘を放出する。これは、十分にオートクレー
ブすることができ、移植片を保持して合釘を切断するためにステンレス鋼製万力
および/または締め付け取り付け具を備える。移植片を、切断プロセス間に合釘
の均一性を作り出す1インチの0.001"まで位置決めすることができる。
First, the carriage is pulled back by hand and locked in place with the set pin. Second, load the implant into a vise and align with the cutter. Third, start the machine and install the RPM by using the knob on the valve controller. Fourth, the set pin is used to load the implant onto the cutter and cut the dowel. When the cutter cuts to the end of the implant, the carriage stops on the set pin. Fifth,
Use sterile water to expel the dowel from the cutter. It can be fully autoclaved and is equipped with stainless steel vise and / or tightening fittings to hold the implant and cut the dowel. The implant can be positioned up to 0.001 "of 1 inch, which creates dowel uniformity during the cutting process.

【0070】 前記の機械と共に使用されるカッターは直径5mm〜30mmの合釘を作成すること
ができ、カッターのサイズは、10.6mm;11.0mm;12.0mm;13.0mm;14.0mm;16.0
mm;および18.0mmである。カッターの組成は、合釘壁面に非常に平坦な表面を生
じるダイアモンド粉末切断面を備えるステンレス鋼である。さらに、滅菌水を使
用して、合釘が切断されると同時に、移植片および/または合釘を冷却し、移植
片および/または合釘から破片を除去する(水注入)。水はカッターの中心を通
って下に落ちて、圧力下で合釘を潅注ならびに洗浄する。さらに、水は、カッタ
ーから合釘を放出するのを助ける。
The cutter used with the above machine can make dowel with diameter of 5 mm to 30 mm, and the size of the cutter is 10.6 mm; 11.0 mm; 12.0 mm; 13.0 mm; 14.0 mm; 16.0
mm; and 18.0 mm. The composition of the cutter is stainless steel with a diamond powder cutting surface that produces a very flat surface on the dowel wall. In addition, sterile water is used to cool the implant and / or dowel and remove debris from the implant and / or dowel at the same time the dowel is cut (water injection). Water falls down through the center of the cutter to irrigate and wash the dowel under pressure. In addition, the water helps release the dowel from the cutter.

【0071】 次いで、骨髄を合釘の髄腔から除去し、髄腔を洗浄してチャンバーを作成する
。チャンバー内部を所望のように削っても、機械加工してもよく、同種移植片、
自家移植片、セラミック、成長因子などを含む所望の骨形成材料で塞いでもよい
。最終的な機械加工製品を、後に使用するために貯蔵、凍結、または凍結乾燥お
よび真空パックしてもよい。本発明の1つの態様において、合釘は、BMPをコード
する核酸と共に作成される。別の態様において、合釘は、様々な異なる成長因子
をコードする核酸の混合物と共に作成される。
Next, the bone marrow is removed from the medullary cavity of the dowel and the medullary cavity is washed to create a chamber. The interior of the chamber may be scraped or machined as desired, allograft,
It may be occluded with any desired osteogenic material, including autografts, ceramics, growth factors and the like. The final machined product may be stored, frozen, or lyophilized and vacuum packed for later use. In one embodiment of the invention, dowels are made with a nucleic acid encoding BMP. In another embodiment, dowels are made with a mixture of nucleic acids encoding a variety of different growth factors.

【0072】実施例3 合釘のねじ切り 骨幹皮質骨合釘を前記のように調製する。次いで、プラグを、好ましくは、ク
ラス10クリーンルームにおいて所望の寸法まで機械加工する。機械加工を、好ま
しくは、旋盤(例えば、宝石用旋盤)で行うか、または機械加工工具を特別に設
計し、この目的に合わせることができる。次いで、合釘の前方壁面に穴をあける
。次いで、ねじ山付き挿入工具を収容するために、この穴に雌ねじを切る。この
ように調製された合釘を、実施例2に記載のように核酸で処理する。
Example 3 Threaded Dowel Cortical Osteocortical Dowels are prepared as described above. The plug is then preferably machined in a Class 10 clean room to the desired dimensions. The machining can preferably be carried out on a lathe (eg a jewelery lathe) or the machining tool can be specially designed to suit this purpose. Then, make a hole in the front wall surface of the dowel. An internal thread is then cut into this hole to accommodate the threaded insertion tool. The thus-prepared dowel is treated with nucleic acid as described in Example 2.

【0073】実施例4 滴下による骨合釘-rhBMP-2核酸複合材料の調製 ねじ山付き骨合釘を前記の方法により得る。以下のように、凍結乾燥されたrh
BMP-2をコードする核酸4.0mgを含むバイアルを1mLの注射用滅菌水(アボットラ
ボラトリーズ(Abbott Laboratories))で構成して、4.0mg/mLの溶液を得た。
1.3cc注射器および22G針を使用して、1.0mLの注射用滅菌水を、凍結乾燥されたr
hBMP-2をコードする核酸を含むバイアルにゆっくりと注入する。 2.透明な液体が得られるまでバイアルを穏やかに旋回させる。振盪しない。
Example 4 Preparation of bone nail -rhBMP-2 nucleic acid composite material by dripping A threaded bone nail is obtained by the method described above. Lyophilized rh as follows
A vial containing 4.0 mg of nucleic acid encoding BMP-2 was made up with 1 mL of sterile water for injection (Abbott Laboratories) to give a 4.0 mg / mL solution.
Using a 1.3cc syringe and a 22G needle, 1.0 mL of sterile water for injection was lyophilized.
Slowly inject into vial containing nucleic acid encoding hBMP-2. 2. Gently swirl the vial until a clear liquid is obtained. Do not shake.

【0074】 以下の希釈スキームに従って、適切なrhBMP-2核酸濃度を得る。この希釈によ
り、2つの合釘に十分な量が得られる。希釈を以下のように行う。 1.5cc注射器を使用して、4.0mLのMFR906緩衝液(ジェネティクスインスティチュ
ート(Genetics Institute))を滅菌バイアルに移す。 2.1cc注射器を使用して、0.70mLの再構成したrhBMP-2核酸を、緩衝液を含むバイ
アルに移す。 3.穏やかに旋回させて混合する。
The appropriate rhBMP-2 nucleic acid concentration is obtained according to the following dilution scheme. This dilution gives a sufficient amount for two dowels. Dilution is performed as follows. Using a 1.5cc syringe, transfer 4.0 mL of MFR906 buffer (Genetics Institute) to a sterile vial. Using a 2.1 cc syringe, transfer 0.70 mL of reconstituted rhBMP-2 nucleic acid into a vial containing buffer. 3. Gently swirl to mix.

【0075】 1.3cc注射器および22G針を使用して、2.0mLの0.60mg/mL rhBMP2核酸溶液を骨合
釘にゆっくりと滴下する。 2.すぐに移植する。
Using a 1.3 cc syringe and a 22G needle, 2.0 mL of 0.60 mg / mL rhBMP2 nucleic acid solution is slowly dropped into the bone nail. 2. Immediately transplant.

【0076】 前記の代替として、骨移植片を凍結乾燥し、次いで、骨形成タンパク質、成長
因子をコードする核酸を含む溶液と接触させて、凍結乾燥された骨合釘を再構成
する。再構成プロセスにおいて、合釘は、成長因子をコードする核酸または他の
骨形成組成物(天然または組換え)を骨マトリクスの間隙に引き込む。核酸の組
成物はまた、タンパク質、ペプチド、または他の生物学的に活性な成分を含んで
もよい。
As an alternative to the above, the bone graft is lyophilized and then contacted with a solution containing nucleic acids encoding bone morphogenetic proteins, growth factors to reconstitute the lyophilized bone nail. In the reconstitution process, the dowels draw nucleic acids encoding growth factors or other osteogenic compositions (natural or recombinant) into the interstices of the bone matrix. The composition of nucleic acids may also include proteins, peptides, or other biologically active components.

【0077】実施例5 浸漬による同種移植片骨または異種移植片骨-BMP核酸複合材料の調製 1.凍結乾燥されたrhBMP-2をコードする核酸を、実施例4のように注射用滅菌水で
再構成する。 2.滅菌した同種移植片または異種移植片骨合釘を、滅菌した「浸漬」容器に移す
。 3.同種移植片が完全に溶液中に浸漬するように、再構成されたrhBMP-2をコード
する核酸を浸漬溶液に添加する。 4.移植片が核酸および溶液に添加された他の任意の成分を吸収するように、同種
移植片または異種移植片骨合釘を、rhBMP-2をコードする核酸の溶液中に30〜60
分間浸漬する。
Example 5 Preparation of Allograft Bone or Xenograft Bone-BMP Nucleic Acid Composite by Immersion 1. Lyophilized nucleic acid encoding rhBMP-2 was treated with sterile water for injection as in Example 4. Reconstruct. 2. Transfer the sterile allograft or xenograft bony nails to a sterile "dip" container. 3. Add the reconstituted nucleic acid encoding rhBMP-2 to the soaking solution so that the allograft is completely immersed in the solution. 4. Allograft or xenograft bone nails are placed in a solution of rhBMP-2 encoding nucleic acid in an amount of 30-60 to allow the graft to absorb nucleic acids and any other components added to the solution.
Soak for a minute.

【0078】 BMPまたは他の成長因子をコードする核酸を充填する効率を高めるために、約1
5分間旋回しながら、真空状態で、自家移植片、同種移植片、または異種移植片
を、このような因子をコードする核酸と接触させる。
To increase the efficiency of loading nucleic acids encoding BMPs or other growth factors, about 1
The autograft, allograft, or xenograft is contacted with a nucleic acid encoding such a factor under vacuum while swirling for 5 minutes.

【0079】実施例6 BMP-2をコードする核酸/コラーゲン組成物を詰められた骨合釘 実施例1〜5の方法により、ねじ山付き合釘を得る。以下のように、凍結乾燥さ
れたrhBMP-2をコードする核酸4.0mgを含むバイアルを1mLの注射用滅菌水または
食塩水溶液で構成して、4.0mg/mLの溶液を得る。 1.3cc注射器および22G針を使用して、1.0mLの注射用滅菌水または食塩水溶液を
、凍結乾燥されたrhBMP-2をコードする核酸を含むバイアルにゆっくりと注入す
る。 2.透明な溶液が得られるまで、バイアルを穏やかに旋回させる。振盪しない。以
下の希釈スキームに従って、適切な核酸濃度を得る。以下のように希釈を行う。
Example 6 Bone-Nail Filled with Nucleic Acid / Collagen Composition Encoding BMP-2 The method of Examples 1-5 provides threaded nails. A vial containing 4.0 mg of lyophilized nucleic acid encoding rhBMP-2 is made up with 1 mL of sterile water for injection or saline solution to give a 4.0 mg / mL solution as follows. Using a 1.3 cc syringe and 22 G needle, 1.0 mL of sterile water for injection or saline solution is slowly injected into the vial containing the lyophilized nucleic acid encoding rhBMP-2. 2. Gently swirl the vial until a clear solution is obtained. Do not shake. Obtain the appropriate nucleic acid concentration according to the following dilution scheme. Dilute as follows.

【0080】 1.3cc注射器を使用して、2.5mLのMFR-842緩衝液(ジェネティクスインスティチ
ュート)を滅菌バイアルに移す。 2.1cc注射器を使用して4.0mg/mLの再構成したrhBMP-2をコードする核酸0.30mLを
、緩衝液を含むバイアルに移す。 3.穏やかに旋回させて混合する。
Using a 1.3 cc syringe, transfer 2.5 mL of MFR-842 buffer (Genetics Institute) to a sterile vial. Using a 2.1 cc syringe, transfer 0.30 mL of 4.0 mg / mL reconstituted rhBMP-2 encoding nucleic acid to a vial containing buffer. 3. Gently swirl to mix.

【0081】 以下のように、rhBMP-2核酸溶液をヘリスタットスポンジ(ジェネティクスイ
ンスティチュート)に加えた。 1.滅菌したピンセットおよびハサミを使用して、7.5×10cm(3インチ×4インチ
)のスポンジから7.5cm×2.0cmのヘリスタット片を切り取る。 2.1cc注射器と22-G針を使用して、約0.8mLの0.43mg/mL rhBMP-2核酸溶液を、均
一にヘリスタットシートの上にゆっくりと滴下する。 3.滅菌ピンセットを使用して、スポンジを合釘のチャンバーに緩く詰める。 4.1cc注射器と22-G針を使用して、残り0.8mLの0.43mg/mL rhBMP-2核酸を、合釘
の中にあるスポンジにチャンバー開口部を通して注入する。 5.すぐに移植する。
The rhBMP-2 nucleic acid solution was added to the helistat sponge (Genetics Institute) as follows. 1. Using sterile tweezers and scissors, cut a 7.5 cm x 2.0 cm helistat piece from a 7.5 x 10 cm (3 inch x 4 inch) sponge. Using a 2.1 cc syringe and a 22-G needle, approximately 0.8 mL of 0.43 mg / mL rhBMP-2 nucleic acid solution is slowly and evenly dropped on the helistat sheet. 3. Using sterile tweezers, loosely fill the sponge chamber with the sponge. The remaining 0.8 mL of 0.43 mg / mL rhBMP-2 nucleic acid is injected through the chamber opening into the sponge in the dowel using a 4.1 cc syringe and a 22-G needle. 5. Immediately transplant.

【0082】実施例7 rhBMP-2をコードする核酸/HA/TCP組成物を詰められた合釘 実施例1〜5の方法により、ねじ山付き合釘を得る。以下のように、凍結乾燥さ
れたrhBMP-2をコードする核酸4.0mgを含むバイアルを1mLの注射用滅菌水または
食塩水溶液で構成して、4.0mg/mL溶液を得る: 1.3cc注射器および22G針を使用して、1.0mLの注射用滅菌水を、凍結乾燥rhBMP-2
核酸を含むバイアルにゆっくりと注入する。 2.透明な溶液が得られるまで、バイアルを穏やかに旋回させる。振盪しない。2
相ハイドロキシアパタイト/リン酸三カルシウム(バイオラド)の円筒形ブロッ
クを、0.4mg/mL rhBMP-2核酸溶液で湿らす。この核酸-セラミックブロックを合
釘チャンバーに詰め、次いで、このように詰められた合釘を移植する。
Example 7 Dowel Nail Packed with Nucleic Acid / HA / TCP Composition Encoding rhBMP-2 By the method of Examples 1-5, threaded dowel is obtained. A vial containing 4.0 mg of lyophilized nucleic acid encoding rhBMP-2 is made up with 1 mL of sterile water for injection or saline solution to give a 4.0 mg / mL solution as follows: 1.3 cc syringe and 22 G needle. Using 1.0 mL of sterile water for injection, lyophilized rhBMP-2
Slowly pour into vial containing nucleic acid. 2. Gently swirl the vial until a clear solution is obtained. Do not shake. 2
Wet a cylindrical block of phase hydroxyapatite / tricalcium phosphate (BioRad) with 0.4 mg / mL rhBMP-2 nucleic acid solution. The nucleic acid-ceramic block is packed into a dowel chamber and then the dowel thus packed is implanted.

【0083】実施例8 同種移植片または異種移植片骨チップ-核酸複合材料の調製 1.実施例1に従って、同種移植片または異種移植片骨チップを採取し、加工し、
調製して、同種移植片または異種移植片骨チップを作成する。 2.凍結乾燥されたrhBMP-2をコードする核酸を、実施例4に記載のように注射用滅
菌水または食塩水で再構成する。 3.滅菌した同種移植片または異種移植片骨チップを、滅菌した「浸漬」容器に移
す。好ましくは、骨チップがBMP核酸溶液と接触すると再構成し、それによりBMP
核酸溶液をチップ間隙に吸収するように、最初に骨チップを凍結乾燥する。 4.同種移植片または異種移植片が完全に溶液中に浸漬するように、再構成された
rhBMP-2核酸を浸漬容器に入れる。 5.同種移植片または異種移植片骨チップを、rhBMP-2核酸溶液中に30〜60分間浸
漬する。 6.滅菌ピンセットを使用して、同種移植片または異種移植片骨チップを浸漬容器
から取り出し、固定しようとする脊椎の高さの後外側溝に、または骨の固定もし
くは修復が所望される他の任意の骨部位に配置する。
Example 8 Allograft or Xenograft Bone Chip-Preparation of Nucleic Acid Composite Material 1. Allograft or xenograft bone chips were collected and processed according to Example 1.
Prepare to make an allograft or xenograft bone chip. 2. Lyophilized nucleic acid encoding rhBMP-2 is reconstituted with sterile water for injection or saline as described in Example 4. 3. Transfer the sterile allograft or xenograft bone chips to a sterile "dipping" container. Preferably, the bone chips are reconstituted upon contact with the BMP nucleic acid solution, which results in BMP
The bone chips are first lyophilized so that the nucleic acid solution is absorbed in the chip gap. 4. The allograft or xenograft was reconstituted to be completely immersed in the solution
Place the rhBMP-2 nucleic acid in a dip container. 5. Immerse allograft or xenograft bone chips in rhBMP-2 nucleic acid solution for 30-60 minutes. 6. Using sterile forceps, remove the allograft or xenograft bone tip from the dip container and into the posterolateral groove at the level of the spine to be fixed, or any other where bone fixation or repair is desired. Place on any bone site.

【0084】 以下の手順を使用して、前記のように調製した骨チップにゼラチンを注入し、
次いで、この組成物を凍結乾燥することによりゼラチン核酸スポンジを作成する
ことができる。実施例5と同様に、BMPまたは他の成長因子をコードする核酸を移
植片と真空状態で接触させた場合、このような核酸を充填する効率が高められる
Injecting gelatin into bone chips prepared as described above using the following procedure,
The gelatin nucleic acid sponge can then be made by freeze-drying this composition. Similar to Example 5, when a nucleic acid encoding BMP or other growth factor is contacted with the implant under vacuum, the efficiency of loading such nucleic acid is increased.

【0085】実施例9 皮質リング-複合材料の調製 皮質リングがヒト長骨骨幹の横断スライスとして得られる。選択的に、皮質リ
ングを実施例1に記載の方法を使用して調製して、抗原性が低下した皮質リング
を作成する。皮質リングは、四角形の中空リングに作られる。前述の実施例に記
載のように、このリングに、成長因子を発現可能にコードする核酸を含む骨形成
組成物を詰める。
Example 9 Cortical Rings-Preparation of Composite Materials Cortical rings are obtained as transverse slices of the human long bone diaphysis. Alternatively, cortical rings are prepared using the method described in Example 1 to create a reduced antigenicity cortical ring. The cortical ring is made into a hollow square ring. As described in the previous example, the ring is filled with an osteogenic composition containing nucleic acid that expressively expresses a growth factor.

【0086】実施例10 スペーサー D型頸部スペーサーが長骨骨幹の横断スライスとして得られ、実施例1の方法に
従って処理される。スライスをD型に機械加工することにより、壁面の外面を成
形する。標準的なフライス盤によるローレット切りでスペーサーの係合面を設け
る。次いで、スペーサーの前方壁面に穴をあける。次いで、ねじ山付き挿入工具
と係合するために、この穴に雌ねじを切る。次に、前述の実施例に記載のように
、スペーサーのチャンバーに骨形成核酸組成物を詰める。
Example 10 Spacer A D-type cervical spacer is obtained as a transverse slice of the diaphyseal of the long bone and processed according to the method of Example 1. The outer surface of the wall is formed by machining the slice into a D shape. Knurling with a standard milling machine provides the spacer engagement surface. Then, a hole is made in the front wall surface of the spacer. An internal thread is then cut into this hole for engagement with the threaded insertion tool. The spacer chamber is then loaded with the osteogenic nucleic acid composition as described in the previous examples.

【0087】実施例11 前方椎体間頸部固定 既知の外科手術手技に従って、前方から頸部脊椎に到達する。骨形成因子をコ
ードする核酸を含む本発明の複合材料を、円板間空間に配置する。
Example 11 Anterior interbody cervical fusion Access to the cervical spine from the anterior according to known surgical procedures. A composite material of the present invention containing a nucleic acid encoding an osteogenic factor is placed in the interdisc space.

【0088】実施例12 後側方固定 既知の外科手術手技に従って、後側方から脊椎に到達する。骨形成因子をコー
ドする核酸を含む本発明の複合材料を、隣接する椎骨部の間に配置する。
Example 12 Posterior Lateral Fixation The spine is reached posterolaterally according to known surgical procedures. A composite material of the invention containing a nucleic acid encoding a bone morphogenetic protein is placed between adjacent vertebrae.

【0089】実施例13 複合材料と結合マトリクスとの併用 核酸を注ぎ込まれた、加工された同種移植片または異種移植片チップを、チッ
プをばらばらにしないようにするために結合マトリクスに添加して、その取扱性
を改善する。チップをゼラチンおよび水に添加して、ペーストまたはスラリーを
形成し、次いで、選択的に、凍結乾燥してシートまたは他の任意の望ましい形態
にする。手術の際に、外科医は、溶液(選択的に、骨誘導性因子をコードする核
酸を含む)で、ゼラチン、移植片、核酸の複合材料を水和する。または、製造中
に、この核酸溶液を、止血スポンジまたは他の生物学的に許容されるスポンジ上
で凍結乾燥することができる。代替の結合マトリクス材料として、ゼラチン、グ
リコサミノグリカン、ヒアルロン酸、ポリマー、タンパク質、および他の適切な
材料が挙げられる。添加される脱塩化された骨マトリクスがあっても無くても、
本明細書に記載の組成物には整形外科の様々な分野において用途がある。例えば
、適切に釣りあいの取れた量の脱塩化されたされた骨、ゼラチン、成長因子など
を使用して、予め成形された形状を調製することができる。ゼラチンが十分に高
い濃度で存在し、レシピエントの正常体温より高い温度で半流動体、可鍛性固体
(malleable solid)、または粘稠液の状態にあるが、レシピエントに移植した
際に正常体温でゲルまたは固体になる組成物が非常に望ましい。このような用途
の場合、このような組成物に使用されるゼラチンの平均分子量に応じて約1%〜2
5%のゼラチン濃度が一般的に十分である。さらに、ゼラチンが十分に高い濃度
で存在し、レシピエントの正常体温より高い温度で固体であるが、正常体温より
わずかに高い温度で可鍛性固体であり、その結果、それより高い温度で実質的に
任意の望ましい形状の固体を作ることができ、レシピエントに移植した際に組成
物が成形された形状を維持する、組成物もまた非常に望ましい。一般的に、この
ような組成物に使用されるゼラチンの分子量に応じて約10〜40%のゼラチン濃度
が、この目的に十分である。成長因子をコードする核酸を結合マトリクスに添加
することができる。
Example 13 Combined Use of Composite Material and Binding Matrix Nucleic acid-poured engineered allograft or xenograft tips were added to the binding matrix to keep the tips apart. Improve its handling. The chips are added to gelatin and water to form a paste or slurry and then optionally lyophilized into sheets or any other desired form. During surgery, a surgeon hydrates a gelatin, implant, nucleic acid composite with a solution, optionally containing a nucleic acid encoding an osteoinductive factor. Alternatively, during manufacture, the nucleic acid solution can be lyophilized on a hemostatic sponge or other biologically acceptable sponge. Alternative binding matrix materials include gelatin, glycosaminoglycans, hyaluronic acid, polymers, proteins, and other suitable materials. With or without added demineralized bone matrix
The compositions described herein have applications in various fields of orthopedics. For example, an appropriately balanced amount of demineralized bone, gelatin, growth factors, etc. may be used to prepare the preformed shape. Gelatin is present in sufficiently high concentration that it is semi-solid, malleable solid, or viscous at temperatures above the recipient's normal body temperature, but normal when transplanted to the recipient. Compositions that gel or solid at body temperature are highly desirable. For such applications, about 1% to 2% depending on the average molecular weight of the gelatin used in such compositions.
A gelatin concentration of 5% is generally sufficient. In addition, gelatin is present in sufficiently high concentrations that it is solid above the recipient's normal body temperature, but is malleable at a temperature just above normal body temperature, and as a result, is substantially solid at higher temperatures. It is also highly desirable to have a composition that can be made into a solid of any desired shape, such that the composition retains its molded shape when implanted in a recipient. Generally, a gelatin concentration of about 10-40%, depending on the molecular weight of the gelatin used in such compositions, is sufficient for this purpose. Nucleic acid encoding a growth factor can be added to the binding matrix.

【0090】実施例14 核酸を含む骨および軟骨マトリクスの特徴および用途 骨成長因子をコードする核酸と骨または軟骨移植片とを併用すると、他の既知
の移植片材料と比較して優れた結果が得られる。固定速度が速くなればなるほど
、機械的強度が直ぐに高まる。本発明の移植片は、BMPをコードする核酸または
他の骨形成組成物(成長因子、軟骨由来形成タンパク質、BMPもしくは他の成長
因子をコードする核酸)を固定部位に制御放出する優れた核酸担体である。構造
コラーゲンおよび骨の天然無機質構造が存在するので、骨と同一またはほぼ同一
の弾力性および放射線不透性が得られる。この材料は、形成された本体を保持す
るのに十分な弾性および弾力性を有し、かつ骨部分間の開いた空間を維持して固
定するのに十分な剛性をなお有する。
Example 14 Characterization and Uses of Bone and Cartilage Matrices Containing Nucleic Acid Bone or cartilage implants in combination with bone growth factor-encoding nucleic acids provide superior results compared to other known implant materials. can get. The faster the fixing speed, the more quickly the mechanical strength increases. The graft of the present invention is an excellent nucleic acid carrier for controlled release of nucleic acid encoding BMP or other bone morphogenetic composition (growth factor, cartilage-derived morphogenetic protein, nucleic acid encoding BMP or other growth factor) to a fixed site. Is. Structural The presence of collagen and the natural mineral structure of bone provides the same or nearly the same elasticity and radiopacity as bone. This material has sufficient resilience and elasticity to hold the formed body, and yet is sufficiently rigid to maintain and secure open spaces between bone parts.

【0091】実施例15 核酸送達マトリクスとしての軟骨および他の組織 核酸が注入された移植片の調製に使用される方法と同様の方法で、軟骨移植片
、抗原性が低下した軟骨移植片、および他の組織を、このような組織を任意の望
ましい因子(骨形成因子、血管新生促進因子などを含むが、これに限定されない
)をコードする核酸で処理することにより作成することができる。骨について前
述したように、このような組織の抗原性を、適切なカオトロピック剤処理により
低下させることができる。次いで、前記のように、このように処理された軟骨お
よび他の組織を、様々な、成長因子をコードする核酸、細胞、タンパク質、抗真
菌剤、抗生物質、抗腫瘍薬、鎮痛薬などと接触させる。
Example 15 Cartilage and Other Tissues as Nucleic Acid Delivery Matrix In a manner similar to that used to prepare nucleic acid-injected implants, cartilage implants, reduced antigenicity cartilage implants, and Other tissues can be made by treating such tissues with nucleic acids encoding any desired factor, including but not limited to osteogenic factors, pro-angiogenic factors, and the like. As described above for bone, the antigenicity of such tissues can be reduced by treatment with an appropriate chaotropic agent. The cartilage and other tissues so treated are then contacted with a variety of growth factor-encoding nucleic acids, cells, proteins, antifungal agents, antibiotics, antitumor agents, analgesics, etc., as described above. Let

【0092】 本発明を、図面および前述の説明において詳細に例示および説明したが、図面
および前述の説明は、例示であり、特色を制限しないとみなされるべきである。
好ましい態様および最良の態様だけしか表示および説明されておらず、本発明の
範囲内にある全ての変化および変更を保護することが望ましいことが理解される
Although the present invention has been illustrated and described in detail in the drawings and foregoing description, the drawings and the foregoing description are to be considered as illustrative and not limiting in character.
It will be appreciated that only the preferred and best embodiments have been shown and described, and it is desired to protect all changes and modifications that are within the scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 成長因子をコードする核酸を含むために本発明の方法にしたがっ
て処理した、米国特許第5,814,084号による骨の合釘の移植片を上面から見た斜
視図である。
FIG. 1 is a top perspective view of a bone dowel implant according to US Pat. No. 5,814,084 treated according to the method of the present invention to include nucleic acid encoding a growth factor.

【図2】 骨成長因子をコードする核酸を含む、図1に示す骨の合釘を用い
た、L5と仙骨間への両側性合釘の配置を示す。
FIG. 2 shows placement of a bilateral dowel between L5 and the sacrum using the bone dowel shown in FIG. 1 containing a nucleic acid encoding a bone growth factor.

【図3】 チャンバーおよびねじ切りの外観的特徴を有し、また骨形成因子
をコードする核酸を含む、図1に示す皮質骨の合釘の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of the cortical bone dowel shown in FIG. 1 having the appearance characteristics of a chamber and threading, and containing a nucleic acid encoding an osteogenic factor.

【図4】 本発明における骨の合釘を側方から見た斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a bone dowel according to the present invention viewed from the side.

【図5】 本発明における骨の合釘の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a bone dowel according to the present invention.

【図6】 図5に示す骨の合釘の側方上昇図である。FIG. 6 is a side elevational view of the bone dowel shown in FIG.

【図7】 骨形成因子をコードする核酸を含む骨形成材料が詰められた皮質
骨輪である。
FIG. 7 is a cortical annulus packed with osteogenic material containing nucleic acid encoding an osteogenic factor.

【図8】 本発明により提供された皮質骨輪の一つの態様を示す。FIG. 8 illustrates one embodiment of the cortical bone rings provided by the present invention.

【図9】 本発明により提供された皮質骨輪の別の態様である。FIG. 9 is another embodiment of a cortical ring provided by the present invention.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成13年8月21日(2001.8.21)[Submission date] August 21, 2001 (2001.8.21)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 47/48 A61K 47/48 A61P 19/00 A61P 19/00 43/00 105 43/00 105 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA ,UG,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 4C060 LL15 4C076 AA51 AA95 BB32 CC09 CC26 CC50 EE57 FF02 FF03 FF68 GG01 4C081 AB03 AB04 AC03 AC06 BA12 BA13 BA15 BA16 BB01 BB08 BC02 CD111 CD112 CD131 CD132 CD27 CD28 CD29 CD34 CE01 CE02 DA01 DA02 DA03 DC12 DC14 EA02 EA05 EA06 4C086 AA01 AA02 EA16 MA02 MA03 MA05 MA34 MA67 NA13 ZA96 ZB21 ZC51 4C097 AA10 BB01 BB04 BB07 CC01 CC05 CC06 CC13 DD15 EE19 FF17 MM03 MM04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) A61K 47/48 A61K 47/48 A61P 19/00 A61P 19/00 43/00 105 43/00 105 (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY , CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU , SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZWF F terms (reference) 4C060 LL15 4C076 AA51 AA95 BB32 CC09 CC26 CC50 EE57 FF02 FF03 FF68 GG01 4C081 AB03 AB04 AC03 AC06 BA12 BA13 BA15 BA16 BB01 BB08 BC02 CD111 CD112 CD131 CD132 CD27 CD28 CD29 CD34 CE01 CE02 DA01 DA02 DA03 DC12 DC14 EA02 MA21 MA21 NA067A21 MAA03 MA05 NA16 MAAMA MA02 MA16 MA02 MA05 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA12 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA12 MA16 MA11 MAA02 MA16 MA11 MAA02 MA05 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA02 MA16 MA12 MA16 MA12 MA16 MA12 MA16 MA12 MA16 MA02 MA16 MA12 MA16 MA16 MA11 MA02 MA12 MA16 MA02 MA16 MA12 MA17 MA16 MA02 MA16 MA12 MA16 MA12 MA16 MA12 MA16 MA12 MA16 MA17 MA03 MA16 MA02 MA16 MA21 MA03 MA than MA! AA10 BB01 BB04 BB07 CC01 CC05 CC06 CC13 DD15 EE19 FF17 MM03 MM04

Claims (51)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一種又は複数の組織再生性、骨形成性、又は軟骨形成性の成
長因子をコードする核酸又は核酸混合物を含む、同種移植片、自家移植片、又は
異種移植片の組成物。
1. An allograft, autograft or xenograft composition comprising a nucleic acid or a mixture of nucleic acids encoding one or more tissue regenerating, osteogenic or chondrogenic growth factors.
【請求項2】 同種移植片、自家移植片、又は異種移植片の組成物が骨組織
又は軟骨組織である、請求項1記載の組成物。
2. The composition of claim 1, wherein the allograft, autograft, or xenograft composition is bone tissue or cartilage tissue.
【請求項3】 移植片が、実質的にすべての結合型の(associated)非膠原
性又は非構造性のコラーゲンタンパク質を除くように加工されており、材料が天
然のコラーゲン材料を含む、請求項2記載の骨又は軟骨の移植片の組成物。
3. The implant is engineered to remove substantially all associated non-collagenous or non-structural collagen proteins and the material comprises a natural collagen material. 2. The composition of the bone or cartilage graft according to 2.
【請求項4】 移植片が脱塩化されているか、又は部分的に脱塩化されてい
る、請求項2記載の骨又は軟骨の移植片の組成物。
4. The composition of the bone or cartilage implant of claim 2, wherein the implant is desalinated or partially desalinated.
【請求項5】 移植片が脱塩化されていない、請求項2記載の骨又は軟骨の
移植片の組成物。
5. The bone or cartilage implant composition of claim 2, wherein the implant is not desalted.
【請求項6】 清浄化した(cleaned)骨移植片を提供するために結合型の
非骨性の外来性材料を骨移植片から除去する段階、清浄化した脱脂骨移植片を提
供するために清浄化した骨移植片を脱脂用溶液に接触させる段階、および非膠原
性又は非構造性のコラーゲンタンパク質を除くために清浄化した脱脂骨移植片を
カオトロピック薬剤に接触させる段階 を含む過程により調製される、請求項3記載の骨又は軟骨の移植片の組成物。
6. A step of removing bonded non-osseous foreign material from a bone graft to provide a cleaned bone graft, for providing a cleaned defatted bone graft. Prepared by a process comprising the steps of contacting the cleaned bone graft with a degreasing solution, and contacting the cleaned defatted bone graft with a chaotropic agent to remove non-collagenous or nonstructural collagen proteins. The composition of the bone or cartilage graft according to claim 3.
【請求項7】 カオトロピック薬剤が尿素、塩酸グアニジニウム、Tween、T
riton X-100、およびこれら薬剤の混合物より選択される、請求項6記載の骨又は
軟骨の移植片の組成物。
7. The chaotropic agent is urea, guanidinium hydrochloride, Tween, T
The composition of the bone or cartilage implant according to claim 6, which is selected from riton X-100 and a mixture of these agents.
【請求項8】 移植片内に取り込まれた骨形成遺伝子産物をコードする核酸
が骨成長を刺激するのに有効な量を含む、請求項2記載の骨又は軟骨の移植片の
組成物。
8. The bone or cartilage implant composition of claim 2, wherein the nucleic acid encoding the bone morphogenetic gene product incorporated into the implant comprises an amount effective to stimulate bone growth.
【請求項9】 骨又は軟骨がヒト、ウシ、ヒツジ、ウマ、ブタ、もしくはイ
ヌの骨、又はそれらの組み合わせである、請求項2記載の骨又は軟骨の移植片の
組成物。
9. The bone or cartilage implant composition of claim 2, wherein the bone or cartilage is human, bovine, ovine, equine, porcine, or canine bone, or a combination thereof.
【請求項10】 単独又は成長因子(骨形成タンパク質、軟骨由来形態形成
タンパク質、組織成長因子(β1など)を含むがこれらに限定されない)をコー
ドする核酸と組み合わせた、スペーサー、ピン、縫合アンカー、干渉スクリュー
、脱塩化された骨移植片(抗原性を弱めた骨、軟骨、又は他の組織を含む、靭帯
、口内顎顔面用プレート(oral maxilofacial)、合釘、腰椎椎体後方固定術用
移植片(posterior lumbar interbody fusion implant)、外傷用のスクリュー
およびプレート、硬膜、プルラ(plura)、肩パッチ(shoulder patch)、およ
び靭帯周囲(perioligament)用の心膜、楔、チップならびにペーストを含むが
これらに限定されない)を形成するように機械加工された、請求項2記載の骨又
は軟骨の移植片の組成物。
10. A spacer, pin, suture anchor, alone or in combination with a nucleic acid encoding a growth factor (including but not limited to bone morphogenetic proteins, cartilage-derived morphogenetic proteins, tissue growth factors (β1, etc.)), Interference screw, demineralized bone graft (including ligament weakened bone, cartilage, or other tissue, ligaments, oral maxilofacial, dowel, lumbar posterior fusion implant Includes posterior lumbar interbody fusion implants, traumatic screws and plates, dura, plura, shoulder patches, and pericardium for perioligament, wedges, tips and pastes, The composition of a bone or cartilage implant according to claim 2, which has been machined to form (but is not limited to) these.
【請求項11】 椎間板空間内で適合する大きさおよび形状を有する本体を
含む、脊椎内の隣接する1対の椎骨間の空間を維持するための、請求項10記載の
骨又は軟骨の移植片の組成物。
11. The bone or cartilage implant of claim 10, for maintaining a space between a pair of adjacent vertebrae in the spine, including a body having a size and shape that fits within the disc space. Composition.
【請求項12】 骨移植片が、清浄化、脱脂、および接触の前にスペーサー
を形成するように形づくられるか、又は清浄化、脱脂、および接触の後に形づく
られるかのどちらかである、清浄化した(cleaned)骨移植片を提供するために
結合型の非骨性の外来性材料を骨移植片から除去する段階、清浄化した脱脂骨移
植片を提供するために清浄化した骨移植片を脱脂用溶液に接触させる段階、およ
び非膠原性又は非構造性のコラーゲンタンパク質を除くために清浄化した脱脂骨
移植片をカオトロピック薬剤に接触させる段階 を含む過程により調製される、請求項11記載の骨又は軟骨の移植片の組成物。
12. Cleaning, wherein the bone graft is either shaped to form spacers prior to cleaning, degreasing and contacting, or after cleaning, degreasing and contacting. Removing bonded non-osseous exogenous material from the bone graft to provide a cleaned bone graft, cleaned bone graft to provide a cleaned defatted bone graft 12. A method comprising: contacting a defatted solution with a delipidating solution; and contacting a defatted bone graft that has been cleaned to remove non-collagenous or unstructured collagen proteins with a chaotropic agent. Of a bone or cartilage implant of.
【請求項13】 移植片が、上方椎骨と接触させる上方壁、下方椎骨と接触
させるための下方壁、および上方壁と下方壁に隣接しかつその間にある、貫通孔
を定義する側方壁を定義する、請求項12記載の骨又は軟骨の移植片の組成物。
13. An implant having an upper wall for contacting an upper vertebra, a lower wall for contacting a lower vertebra, and a lateral wall adjacent to and between the upper and lower walls and defining a through hole. 13. The composition of the bone or cartilage implant of claim 12, which is defined.
【請求項14】 移植片が大腿輪に由来する、請求項13記載の骨又は軟骨の
移植片の組成物。
14. The composition of the bone or cartilage implant of claim 13, wherein the implant is derived from a femoral ring.
【請求項15】 移植片が骨の合釘に由来する、請求項13記載の骨又は軟骨
の移植片の組成物。
15. The bone or cartilage implant composition of claim 13, wherein the implant is derived from a bone nail.
【請求項16】 壁がチャンバーを規定し、該チャンバーに、その内部に分
散する骨成長因子をコードする核酸を有する薬学的に許容される担体が詰められ
ている、請求項13記載の骨又は軟骨の移植片の組成物。
16. The bone of claim 13, wherein the wall defines a chamber, the chamber being filled with a pharmaceutically acceptable carrier having a nucleic acid encoding a bone growth factor dispersed therein. A composition of cartilage implants.
【請求項17】 移植後に、スペーサーがその間に挿入されている椎骨の骨
の放射線不透過性を、移植片がほぼ持つ、請求項2記載の骨又は軟骨の移植片の
組成物。
17. The composition of a bone or cartilage implant according to claim 2, wherein after implantation, the implant is substantially radiopaque for the bones of the vertebrae between which the spacer is inserted.
【請求項18】 骨の天然の結晶性構造および未変性のコラーゲン材料を有
する骨無機質(mineral)、ならびに骨成長を刺激するのに有効な量からなる材
料内に少なくとも一種の骨形成因子をコードする核酸による加工された骨材料を
含む、組成物。
18. A bone mineral having a natural crystalline structure of bone and a native collagen material, and at least one bone morphogenetic protein encoded within the material in an amount effective to stimulate bone growth. A composition comprising bone material processed with the nucleic acid according to claim 1.
【請求項19】 天然の形状の構造性の骨コラーゲンおよび天然の骨無機質
を本質的に含み、少なくとも一種の骨形成因子をコードする、骨成長を刺激する
のに有効な量の核酸と組み合わせた非膠原性タンパク質および非構造性コラーゲ
ンタンパク質を実質的に含まない弾性体。
19. A bone growth-stimulating effective amount of a nucleic acid encoding essentially at least one bone morphogenetic protein, which essentially comprises natural forms of structural bone collagen and natural bone mineral. An elastic body that is substantially free of non-collagenous proteins and non-structural collagen proteins.
【請求項20】 以下の段階を含む、脊椎を安定化させるための外科的方法
: 安定化を必要としている隣接する各椎骨の一部を露出させる段階; および、 材料が少なくとも一種の骨形成因子をコードする核酸を注入又は被覆された骨マ
トリクスを含む、加工された骨材料を、隣接する椎骨の一部の間の領域内に配置
する段階。
20. A surgical method for stabilizing the spine, comprising the steps of: exposing a portion of each adjacent vertebra in need of stabilization; and wherein the material is at least one osteogenic factor. Placing a processed bone material, including a bone matrix, infused or coated with a nucleic acid that encodes the following: in a region between portions of adjacent vertebrae.
【請求項21】 骨材料が、担体内の骨形成組成物が詰められるチャンバー
を規定する弾性体として形成される、請求項20記載の外科的方法。
21. The surgical method of claim 20, wherein the bone material is formed as an elastic body defining a chamber within which the osteogenic composition is filled.
【請求項22】 骨材料内で、薬学的に許容される担体内の骨形成因子が分
散している、請求項21記載の外科的方法。
22. The surgical method of claim 21, wherein the bone morphogenetic protein is dispersed in a pharmaceutically acceptable carrier within the bone material.
【請求項23】 脊柱の一部が脊椎の後外側面にある、請求項20記載の方法
23. The method of claim 20, wherein a portion of the spinal column is on the posterolateral surface of the spine.
【請求項24】 材料がチップを含む、請求項20記載の方法。24. The method of claim 20, wherein the material comprises chips. 【請求項25】 核酸が骨形成タンパク質、軟骨由来成長因子、組織成長因
子、骨石灰化因子、又はそれらの複合体をコードする、請求項20記載の方法。
25. The method of claim 20, wherein the nucleic acid encodes a bone morphogenetic protein, cartilage-derived growth factor, tissue growth factor, bone mineralization factor, or a complex thereof.
【請求項26】 チップ又は軟チップ、および、骨形成タンパク質、軟骨由
来成長因子、組織成長因子、骨石灰化因子、又はそれらの複合体をコードする核
酸を含む組成物であり、タンパク質、ペプチド、抗腫瘍薬、抗炎症薬、抗生物質
、又はそれらの複合体を任意に含む組成物。
26. A composition comprising a chip or a soft chip and a nucleic acid encoding a bone morphogenetic protein, a cartilage-derived growth factor, a tissue growth factor, a bone mineralizing factor, or a complex thereof, which comprises a protein, a peptide, A composition optionally comprising an anti-tumor drug, an anti-inflammatory drug, an antibiotic, or a complex thereof.
【請求項27】 結合性マトリクス、及び該マトリクス内に配置されたチッ
プをさらに含む、請求項26記載の組成物。
27. The composition of claim 26, further comprising a binding matrix and chips disposed within the matrix.
【請求項28】 マトリクスがゼラチンを含む、請求項27記載の組成物。28. The composition of claim 27, wherein the matrix comprises gelatin. 【請求項29】 レシピエントの通常体温以上の半液状で展性の固体又は粘
性の液体であるが、レシピエントに移植された場合に通常体温のゲル又は固体に
なるのに十分な高濃度のゼラチンを含む、請求項28記載の組成物。
29. A semi-liquid, malleable solid or viscous liquid above the recipient's normal body temperature, but at a high enough concentration to become a normal body temperature gel or solid when transplanted into the recipient. 29. The composition of claim 28, which comprises gelatin.
【請求項30】 レシピエントの通常体温以上の温度では固体であるが、実
質的に任意の所望の形状の固体が高温で作られ、レシピエントに移植された場合
に、組成物が形状を保つようなやや高い温度では展性の固体であるのに十分な高
濃度のゼラチンを含む、請求項28記載の組成物。
30. A composition that is solid at temperatures above the normal body temperature of the recipient, but which is substantially free of any desired shape when the composition is made at an elevated temperature and implanted into the recipient, where the composition retains its shape. 29. The composition of claim 28, comprising a high concentration of gelatin sufficient to be a malleable solid at such moderately elevated temperatures.
【請求項31】 移植片組成物に核酸を注入する前に酸に接触される、骨移
植片の組成物。
31. A composition of bone graft, which is contacted with acid prior to injecting nucleic acid into the graft composition.
【請求項32】 骨移植片を酢酸、塩酸、フッ化水素酸、リン酸、クエン酸
、ギ酸、酪酸、又はそれらの混合物に、骨移植片が通常骨無機質含量の約0%〜2
5%程度まで脱塩化されるように接触させる、請求項31記載の骨移植片の組成物
32. The bone graft is acetic acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, citric acid, formic acid, butyric acid, or a mixture thereof, and the bone graft usually has a bone mineral content of about 0% to 2%.
32. The composition of the bone graft according to claim 31, which is contacted so as to be desalted to about 5%.
【請求項33】 骨移植片が通常骨無機質含量の約1%〜10%の程度まで脱
塩化されている、請求項32記載の骨移植片の組成物。
33. The bone graft composition of claim 32, wherein the bone graft is normally desalinated to the extent of about 1% to 10% of bone mineral content.
【請求項34】 骨移植片を通常骨無機質含量の約1%〜約5%の程度に脱塩
化する、請求項33記載の骨移植片。
34. The bone graft of claim 33, wherein the bone graft is normally desalinated to the extent of about 1% to about 5% of the bone mineral content.
【請求項35】 以下の段階を含む、それが必要なレシピエントへの移植の
ための組織移植片を作製する方法: (a)不要の材料の組織片を清浄化する段階; (b)組織移植片のレシピエントにおける発現が望ましい産物を核酸がコードす
る、このように清浄化された組織切片を、核酸の吸収又は吸着を達成するのに十
分な条件下で核酸と接触させる段階;および (c)組織切片に接触させた核酸を、十分に微生物を除去又は不活性化させるが
該核酸を不活性化させない化学薬剤又はエネルギーを有する(energetic)薬剤
に接触させる段階。
35. A method of making a tissue graft for transplantation into a recipient in need thereof comprising the steps of: (a) cleaning a tissue piece of unwanted material; (b) tissue. Contacting the thus cleaned tissue section, in which the nucleic acid encodes a product desired to be expressed in the recipient of the implant, with the nucleic acid under conditions sufficient to achieve absorption or adsorption of the nucleic acid; and ( c) contacting the nucleic acid contacted with the tissue section with a chemical or energetic agent that sufficiently removes or inactivates the microorganisms but does not inactivate the nucleic acid.
【請求項36】 組織が骨である、請求項35記載の方法。36. The method of claim 35, wherein the tissue is bone. 【請求項37】 骨を凍結乾燥して、その後核酸を含む溶液中で再構成する
、請求項35記載の方法。
37. The method of claim 35, wherein the bone is lyophilized and then reconstituted in a solution containing nucleic acids.
【請求項38】 核酸を含む溶液に骨を浸漬する、請求項35記載の方法。38. The method of claim 35, wherein the bone is immersed in a solution containing nucleic acid. 【請求項39】 骨を核酸に接触させる前の任意の段階で、さらに骨を十分
な酸と十分な時間接触させて、通常の骨無機質含量の約0%〜25%に低下させた
無機質含量の、抗原性を低下させた骨を産生する、請求項36記載の方法。
39. Mineral content reduced to about 0% to 25% of normal bone mineral content at any stage prior to contacting the bone with nucleic acid and further by contacting the bone with sufficient acid for a sufficient time. 37. The method of claim 36, wherein the method produces bone with reduced antigenicity.
【請求項40】 移植片をさらに、成長因子、抗生物質、抗腫瘍薬、抗真菌
薬、抗ウイルス薬、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される生物学
的に活性のある薬剤に、生物学的に活性のある薬剤が抗原性を低下させた骨のマ
トリクスにの取り込みを十分可能にする条件下で接触させる、請求項39記載の方
法。
40. The implant further comprising a biologically active agent selected from the group consisting of growth factors, antibiotics, antitumor agents, antifungal agents, antiviral agents, and combinations thereof. 40. The method of claim 39, wherein the biologically active agent is contacted under conditions that allow sufficient uptake into the reduced antigenic bone matrix.
【請求項41】 一種又は複数の組織再生性、骨形成性、又は軟骨形成性の
成長因子をコードする核酸又は核酸混合物を含む、同種移植片、自家移植片、又
は異種移植片の組成物。
41. An allograft, autograft, or xenograft composition comprising a nucleic acid or mixture of nucleic acids encoding one or more tissue-regenerating, osteogenic or chondrogenic growth factors.
【請求項42】 同種移植片、自家移植片、又は異種移植片の組成物が、骨
、軟骨、大腿筋膜、腱、靭帯、腹膜、硬膜、心膜、筋肉、血管系、表皮、真皮、
又はこれらの組み合わせである、請求項1記載の組成物。
42. An allograft, autograft, or xenograft composition comprising bone, cartilage, fascia lata, tendon, ligament, peritoneum, dura, pericardium, muscle, vasculature, epidermis, dermis. ,
The composition of claim 1, which is or a combination thereof.
【請求項43】 組成物がパッチ状である、請求項41記載の組成物。43. The composition of claim 41, wherein the composition is in the form of a patch. 【請求項44】 成長因子が、上皮成長因子(EGF)、形質転換成長因子α
(TGF-α)、形質転換成長因子β(TGF-β)、ヒト内皮細胞増殖因子(ECGF)、
顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、骨形成タンパク質(BMP)
、神経成長因子(NGF)、血管内皮増殖因子(VEGF)、線維芽細胞増殖因子(FGF
)、インスリン様成長因子(IGF)、血小板由来成長因子(PDGF)、軟骨由来形
態形成タンパク質(CDMP)、又はこれらの組み合わせである、請求項41記載の組
成物。
44. The growth factor is epidermal growth factor (EGF) or transforming growth factor α.
(TGF-α), transforming growth factor β (TGF-β), human endothelial cell growth factor (ECGF),
Granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), bone morphogenetic protein (BMP)
, Nerve growth factor (NGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), fibroblast growth factor (FGF
42), insulin-like growth factor (IGF), platelet-derived growth factor (PDGF), cartilage-derived morphogenic protein (CDMP), or a combination thereof.
【請求項45】 組成物が真皮組織である、請求項42記載の組成物。45. The composition of claim 42, wherein the composition is dermal tissue. 【請求項46】 成長因子が、VEGF、TGF、ECGF、FGF、又はこれらの組み合
わせである、請求項44記載の組成物。
46. The composition of claim 44, wherein the growth factor is VEGF, TGF, ECGF, FGF, or a combination thereof.
【請求項47】 一種又は複数の成長因子をコードする核酸又は核酸混合物
が注入された組織片を得る段階;およびそれを必要とする患者に該組織片を移植
する段階を含む、損傷組織を修復する方法又は組織産生を刺激する方法。
47. Repairing damaged tissue, comprising obtaining a piece of tissue infused with a nucleic acid or mixture of nucleic acids encoding one or more growth factors; and implanting the piece of tissue in a patient in need thereof. Or a method of stimulating tissue production.
【請求項48】 組織が血管組織であり、移植が該組織片の動脈又は静脈へ
の結合を含む、請求項47記載の方法。
48. The method of claim 47, wherein the tissue is vascular tissue and the implanting comprises connecting the piece of tissue to an artery or vein.
【請求項49】 一種又は複数の成長因子が血管組織産生特性を有する、請
求項47記載の方法。
49. The method of claim 47, wherein the one or more growth factors have vascular tissue producing properties.
【請求項50】 一種又は複数の成長因子がVEGF、TGF、ECGF、FGF、又はこ
れらの組み合わせである、請求項48記載の方法。
50. The method of claim 48, wherein the one or more growth factors is VEGF, TGF, ECGF, FGF, or a combination thereof.
【請求項51】 組織がパッチ状であり、それを必要とする患者の心臓に該
パッチが付着している、請求項47記載の方法。
51. The method of claim 47, wherein the tissue is in the form of a patch and the patch is attached to the heart of a patient in need thereof.
JP2001513444A 1999-07-28 2000-07-28 Cartilage or bone matrix as a nucleic acid delivery vehicle Pending JP2003505205A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US36320899A 1999-07-28 1999-07-28
US09/363,208 1999-07-28
US58599700A 2000-06-02 2000-06-02
US09/585,997 2000-06-02
PCT/US2000/020630 WO2001008714A1 (en) 1999-07-28 2000-07-28 Cartilage or bone matrix as a nucleic acid delivery vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003505205A true JP2003505205A (en) 2003-02-12

Family

ID=27001962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001513444A Pending JP2003505205A (en) 1999-07-28 2000-07-28 Cartilage or bone matrix as a nucleic acid delivery vehicle

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1202755A1 (en)
JP (1) JP2003505205A (en)
AU (1) AU6499800A (en)
CA (1) CA2379663A1 (en)
MX (1) MXPA02000877A (en)
WO (1) WO2001008714A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007527853A (en) * 2003-05-01 2007-10-04 メドジニックス・インコーポレイテッド Dermal organelles and methods and instruments for making and using the same
JP2008520377A (en) * 2004-11-22 2008-06-19 オルソペディク デベロプメント コーポレイション Spine plug of minimally invasive facet joint fusion system
JP2012508599A (en) * 2008-11-13 2012-04-12 グランドホープ バイオテック カンパニー リミテッド Artificial jawbone and manufacturing method thereof
JP2013523225A (en) * 2010-03-30 2013-06-17 3ティー テクスティルテクノロギートランスファー ゲーエムベーハー Implant comprising a sandwich structure, an implant system and a support carrier
JP2015527125A (en) * 2012-07-31 2015-09-17 ガイストリヒ・ファーマ・アクチェンゲゼルシャフトGeistlich Pharma Ag Dehydrated partially purified bone replacement material containing hydrophilic phosphate groups

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030039695A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-27 Ed. Geistlich Soehne Ag Fuer Chemische Industrie Collagen carrier of therapeutic genetic material, and method
US8858981B2 (en) 1997-10-10 2014-10-14 Ed. Geistlich Soehne Fuer Chemistrie Industrie Bone healing material comprising matrix carrying bone-forming cells
US9034315B2 (en) 1997-10-10 2015-05-19 Ed. Geistlich Soehne Ag Fuer Chemische Industrie Cell-charged multi-layer collagen membrane
US20050186283A1 (en) 1997-10-10 2005-08-25 Ed. Geistlich Soehne Ag Fuer Chemistrie Industrie Collagen carrier of therapeutic genetic material, and method
DK177997B1 (en) * 2000-07-19 2015-02-23 Ed Geistlich Söhne Ag Für Chemische Ind Bone material and collagen combination for healing of damaged joints
US6939540B1 (en) * 2000-07-31 2005-09-06 Cornell Research Foundation, Inc. Method of enhancing bone density
AU2002244116A1 (en) * 2001-02-16 2002-09-04 Sulzer Spine-Tech Inc. Bone implants and methods
WO2002065957A2 (en) * 2001-02-16 2002-08-29 Sulzer Spine-Tech Inc. Bone implants and methods
ITVI20010128A1 (en) * 2001-05-31 2002-12-01 Bioteck Srl BIOMEDICAL GRAFT FOR SKELETON STRUCTURES
US8501396B2 (en) 2001-11-05 2013-08-06 Medgenics Medical Israel Ltd. Dermal micro-organs, methods and apparatuses for producing and using the same
US7468242B2 (en) 2001-11-05 2008-12-23 Medgenics, Inc. Dermal micro organs, methods and apparatuses for producing and using the same
US8088568B2 (en) 2001-11-05 2012-01-03 Medgentics, Inc. Dermal micro-organs, methods and apparatuses for producing and using the same
FR2866237B1 (en) * 2004-02-13 2006-05-05 Biobank METHOD FOR TREATMENT OF IMPLANTABLE BONE AND BIOMATERIAL TISSUES.
AU2007294858B2 (en) 2006-09-14 2011-05-12 Medgenics Medical Israel, Ltd Long lasting drug formulations
US8454948B2 (en) 2006-09-14 2013-06-04 Medgenics Medical Israel Ltd. Long lasting drug formulations
ES2417185T3 (en) * 2006-11-30 2013-08-06 Markus Schlee Procedure for manufacturing an implant
KR101591887B1 (en) 2010-06-15 2016-02-04 메드제닉스 메디칼 이스라엘 리미티드 Long lasting drug formulations
US10172651B2 (en) 2012-10-25 2019-01-08 Warsaw Orthopedic, Inc. Cortical bone implant
US9265609B2 (en) 2013-01-08 2016-02-23 Warsaw Orthopedic, Inc. Osteograft implant
US9757330B2 (en) 2013-10-18 2017-09-12 Industrial Technology Research Institute Recipe for in-situ gel, and implant, drug delivery system formed thereby
EP3732461A1 (en) * 2017-12-29 2020-11-04 F. Hoffmann-La Roche AG Tissue sample preparation system
US11369473B2 (en) 2019-04-08 2022-06-28 Loubert S. Suddaby Extended release immunomodulatory implant to facilitate bone morphogenesis
US11779683B2 (en) 2019-04-08 2023-10-10 Loubert S. Suddaby Extended release immunomodulatory implant to facilitate bone morphogenesis

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5013649A (en) * 1986-07-01 1991-05-07 Genetics Institute, Inc. DNA sequences encoding osteoinductive products
DE3637314A1 (en) 1986-11-03 1988-05-11 Lutz Biedermann SPACE HOLDER IMPLANT
US4834757A (en) 1987-01-22 1989-05-30 Brantigan John W Prosthetic implant
US5670336A (en) * 1988-04-08 1997-09-23 Stryker Corporation Method for recombinant production of osteogenic protein
US5015247A (en) 1988-06-13 1991-05-14 Michelson Gary K Threaded spinal implant
US4961740B1 (en) 1988-10-17 1997-01-14 Surgical Dynamics Inc V-thread fusion cage and method of fusing a bone joint
DE8904664U1 (en) 1989-04-13 1989-06-01 Rehau Ag + Co, 8673 Rehau, De
US5688678A (en) * 1990-05-16 1997-11-18 Genetics Institute, Inc. DNA encoding and methods for producing BMP-8 proteins
US5147402A (en) 1990-12-05 1992-09-15 Sulzer Brothers Limited Implant for ingrowth of osseous tissue
US5192327A (en) 1991-03-22 1993-03-09 Brantigan John W Surgical prosthetic implant for vertebrae
US5763416A (en) * 1994-02-18 1998-06-09 The Regent Of The University Of Michigan Gene transfer into bone cells and tissues
US5962427A (en) * 1994-02-18 1999-10-05 The Regent Of The University Of Michigan In vivo gene transfer methods for wound healing
US5965403A (en) * 1996-09-18 1999-10-12 Genetics Institute, Inc. Nucleic acids encoding bone morphogenic protein-16 (BMP-16)
US5972368A (en) * 1997-06-11 1999-10-26 Sdgi Holdings, Inc. Bone graft composites and spacers
US20020102728A1 (en) * 1997-09-05 2002-08-01 Ioannis Moutsatsos Genetically engineered cells which express bone morphogenetic proteins
US6027917A (en) * 1997-12-10 2000-02-22 Genetics Institute, Inc. Bone morphogenetic protein (BMP)-17 and BMP-18 compositions

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007527853A (en) * 2003-05-01 2007-10-04 メドジニックス・インコーポレイテッド Dermal organelles and methods and instruments for making and using the same
JP2012035092A (en) * 2003-05-01 2012-02-23 Medgenics Inc Genetically modified dermal micro-organ
JP2012046529A (en) * 2003-05-01 2012-03-08 Medgenics Inc Genetic recombinant dermal micro organ
JP2012070733A (en) * 2003-05-01 2012-04-12 Medgenics Inc Genetically-engineered dermal micro organ
JP2013066470A (en) * 2003-05-01 2013-04-18 Medgenics Inc Dermal micro-organ
JP2008520377A (en) * 2004-11-22 2008-06-19 オルソペディク デベロプメント コーポレイション Spine plug of minimally invasive facet joint fusion system
JP2012508599A (en) * 2008-11-13 2012-04-12 グランドホープ バイオテック カンパニー リミテッド Artificial jawbone and manufacturing method thereof
JP2013523225A (en) * 2010-03-30 2013-06-17 3ティー テクスティルテクノロギートランスファー ゲーエムベーハー Implant comprising a sandwich structure, an implant system and a support carrier
JP2015527125A (en) * 2012-07-31 2015-09-17 ガイストリヒ・ファーマ・アクチェンゲゼルシャフトGeistlich Pharma Ag Dehydrated partially purified bone replacement material containing hydrophilic phosphate groups

Also Published As

Publication number Publication date
AU6499800A (en) 2001-02-19
EP1202755A1 (en) 2002-05-08
WO2001008714A1 (en) 2001-02-08
CA2379663A1 (en) 2001-02-08
MXPA02000877A (en) 2002-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU738218B2 (en) Bone graft composites and spacers
JP2003505205A (en) Cartilage or bone matrix as a nucleic acid delivery vehicle
EP0955961B1 (en) Spinal spacer
JP4607841B2 (en) Ceramic fusion implants and compositions containing osteoinductive factors
US20120071983A1 (en) Bone grafts
JP2002503135A (en) Reinforced bone graft substitute
JP2003505206A (en) Graft of tissue with reduced antigenicity (RAT)
US20120310348A1 (en) Bone grafts
Hanft et al. Implantable bone substitute materials
AU773116B2 (en) Spinal spacer
Sandhu et al. EXPERIMENTAL MODELS
CA2547680A1 (en) Spinal spacer