JP2005538757A - 多孔性粒子およびキャリアゲルを含む骨修復パテ - Google Patents

Abstract

中等度または重度の歯周病に伴う骨量減少などによる歯の骨欠損を治療するため、歯槽隆線の骨欠損を増強するため、抜歯部位を充填するため、または上顎洞底挙上移植術に特に有用なパテ様粘稠度の骨修復材料について記載する。修復材料は、骨に由来するまたは骨様ヒドロキシアパタイトまたは合成ヒドロキシアパタイトに由来する多孔性の、再吸収性の粒子、およびヒアルロン酸などの高分子量多糖などの再吸収性キャリアを包含する。パテ中の高濃度の粒子は、骨修復を促進し、欠損部位にパテを保持するには高濃度のキャリアを必要とする。ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５（登録商標）Ｂｏｎｅ Ｇｒａｆｔなど、約１．２ｇ／ｃｃの粒子密度の場合、好ましい製剤は、分子量約１．４×１０^６ダルトン、最終濃度約５６ｍｇ／ｃｃのヒアルロン酸ゲルに懸濁されているパテ約５５重量パーセントを含み、この材料は、骨の歯周欠損と接着し、従来の皮弁閉鎖によりその場に保持された場合、過度に膨張したり、欠損から移動することはない。

Description

本発明は、骨の成長を促進し、その欠損を修復するために用いられる骨修復材料の改良に関する。より詳細には、本発明の骨材料は、中等度または重度の歯周病による骨量減少などの歯の骨欠損の治療を促進すること、歯槽隆線の骨欠損を補強すること、抜歯部位を充填すること、または上顎洞底挙上移植術に焦点を置いている。

歯周部骨量減少などの歯の骨欠損の修復における治療には、修復および骨治癒を促進するための欠損部位への組成物または製剤の適用が含まれる。組成物には、通常、（１）構造支持材および欠損の充填を提供する粒子状材料、（２）骨の修復を促進する化合物または医薬、および（３）治療期間中、組成物の欠損部位への送達および欠損部位における組成物の保持を容易にするキャリアシステムが含まれる。

粒子状材料の選択は、治療において意図されるその機能、人体とのその生体適合性、およびその利用能によって異なる。重要な制限は、治療の機能にとって、材料が、自然な身体の作用によって再吸収されることを必要とするか、永続的な支持構造としてその位置に留まることを必要とするかということである。米国特許第５，９２２，０２５号および関連特許においてＨｕｂｂａｒｄにより記載されている製剤などの多くの製剤は、ヒアルロン酸などの再吸収性多糖ゲルキャリアに懸濁されている、例えば、１５〜１５０μｍのセラミック粒子を含む非再吸収性である組織補強材料を注入によって送達することを意図している。非再吸収性セラミック粒子は、反復治療を必要としない１回限りの永続的修復を行うことが意図されている。このような他の材料には、分子量が少なくとも１０^６ダルトンのヒアルロン酸で形成されている注入用ゲルも含む、国際公開第９１／１７７７７号においてＷａｌｋｅｒ他により記載されているような生体活性／生体適合性ガラス粒子が含まれる。ガラス粒子は、欠損部位において骨と結合し、骨の成長または修復のための浸潤を促進すると言われている米国特許第５，８４０，２９０号および関連特許におけるＨｅｎｃｈ他も参照されたい。

欠損を修復するために新たな骨を生成することが望ましい場合、ならびに即時型および持続型構造支持材が制限要因でない場合、自然な身体メカニズムによる骨の再生が最も望ましい。自然な修復および再生過程は、様々な骨由来または骨関連合成粒子で欠損を充填することによって促進されると長く考えられてきた。ドイツ特許出願ＤＥ１００ ６０ ０３６においてＧｅｒｂｅｒは、「骨形成」（ｏｓｔｅｏｇｅｎｅｓｉｓ）、「骨伝導」（ｏｓｔｅｏｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）および「骨誘導」（ｏｓｔｅｏｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）と称される過程により、破骨細胞によって骨が再吸収され置き換えられる「リモデリング」（ｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ）機構について記載している。Ｇｅｒｂｅｒは、骨伝導を、その主要構造にそって存在する骨組織から生じる骨成長として、骨誘導を、破骨細胞を生成するための非骨細胞の分化の刺激として、および骨形成を、元気な移植骨細胞からの新たな骨の形成として述べている。

Ｇｅｒｂｅｒは、再吸収性が、リモデリングに関与するはずであり、組織の形成を阻害する炎症反応もなく一定時間内に自然の骨によって置き換えられる材料にとって必須の要件であると述べている。

有用な骨粒子のうち、自己由来の材料は有効で安全であるが、一般に入手することが不可能である。同種の材料は容易に入手可能であり、あるいは、異種の骨源も利用される。合成材料、主にヒドロキシアパタイトも利用可能である。

様々な粒子状骨由来材料には、置換骨成長を誘導および媒介する機能を有する天然に存在する有機成分が含まれる。しかしながら、有機成分を骨粒子状材料中に留めるに際しては、生体適合性および安全性には懸念がある。したがって、骨粒子を、そのような危険性を低減するために焼結工程によって処理することができる。あるいは、骨粒子源材料を、有機残基を含まない完全に合成のヒドロキシアパタイト材料によって置き換えることができる。合成物から生じる難点は、得られる材料が再吸収されないか、さもなければリモデリング過程において活性を欠くことである。

一部の研究者は、骨成長または骨同化を促進する多孔性構造を有する骨または代用品粒子を提供することに焦点を置いてきた。すなわち、米国特許第４，７７０，８６０号においてＥｗｅｒｓ他は、リン酸塩存在下の熱水過程による石灰含有藻類に由来する再吸収性多孔性ヒドロキシアパタイト材料について記載している。Ｅｗｅｒｓ他の米国特許第６，４２８，８０３号では、独特なゾルゲル法によって得られるゲルの形態でヒドロキシアパタイト材料が提供されている。

既述のドイツ特許出願ＤＥ１００ ６０ ０３６において、Ｇｅｒｂｅｒは、材料の特徴が「ゆるい」結晶構造である、リン酸カルシウムをベースとする再吸収性骨置換材料について記載している。構造には、コラーゲン線維の成長を促してリモデリング過程を開始させる様々な大きさの相互接続した細孔がさらに含まれる。

骨組織の修復を促進すると考えられる製剤には、骨成長剤が含まれる。米国特許第５，６３５，４８２号においてＢｈａｔｎａｇａｒは、骨成長を促進する自己細胞接着因子を模倣した合成コラーゲン様物質について記載している。Ｂｈａｔｎａｇａｒは、周囲組織からの修復細胞の移動を促進し、細胞接着および指向性移動を指揮し、骨発生の生体模倣的環境を容易にするＩ型コラーゲンの１５アミノ酸配列を同定および合成した。Ｐ−１５と呼ばれるこれらおよび関連ポリペプチド材料は、Ｌａｋｅｗｏｏｄ、ＣｏｌｏｒａｄｏのＤｅｎｔｓｐｌｙ Ｆｒｉａｄｅｎｔ ＣｅｒａＭｅｄ製のＯｓｔｅｏＧｒａｆ（登録商標）Ｎ−３００などの天然微孔性異種骨ミネラルであってもよい粒子状ヒドロキシアパタイトに結合される。Ｐ−１５細胞結合ポリペプチドを活性にするため、粒子と不可逆的に結合させなければならない。Ｂｈａｔｎａｇａｒは、ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５（登録商標）Ｂｏｎｅ Ｇｒａｆｔという登録商標でＦｒｉａｄｅｎｔ ＣｅｒａＭｅｄから販売されているＰ−１５を含む得られる乾燥粒子マトリクスを、例えば、歯の支持構造中の骨内欠損に設置するためのＰＢＳまたはヒドロゲルなどのキャリアと配合できることを教示している。

文献には、因子が粒子と結合しておらず溶液中にあるという点でＰ−１５とは異なった働きをする他の「成長因子」を含む多くの製剤が含まれる。米国特許第５，９４２，４９９号および関連特許においてＲａｄｏｍｓｋｙは、ｂＦＧＦとヒアルロン酸を組み合わせることにより、活性な骨粒子などの存在なしに骨成長速度または成長規模を直接増加させることを特許請求の範囲に記載している。Ｒａｄｏｍｓｋｙは、脱灰骨基質（ＤＢＭ）単独またはヒアルロン酸と組み合わせたＤＢＭの知られている有効性とその製剤を区別している。Ｒａｄｏｍｓｋｙは、ｂＦＧＦとヒアルロン酸の組合せのみにより、骨修復を促進し、成長量を促進することを特許請求の範囲に記載している。米国特許第６０３０６３５号においてＧｅｒｔｚｍａｎｎ他は、基本的にはコラーゲンを含み、活性な「骨形成タンパク質」（ＢＭＰ）をさらに含有する、脱灰された同種骨粒子を利用しており、得られる製剤は、骨伝導性かつ骨誘導性であり、ＤＢＭ粒子は、自然の骨に再構築されると言われている。製剤には、可鍛性パテであるヒドロゲルを形成するため７×１０^５〜３×１０^６ダルトンの分子量を有するヒアルロン酸に懸濁されている約５０重量％未満のＤＢＭが含まれる。Ｇｅｒｔｚｍａｎｎ製剤におけるより高濃度のＤＢＭは、成形性の悪さをもたらし、便利な設置にとって粒子が粗く乾燥しすぎである。

一般に、骨治療材料の考案者は、骨修復材料を欠損部位に送達するための適切なキャリアを選択することによって取扱特性を改良することに多くの努力を向けてきた。骨修復材料は、容易に設置されるが、欠損から移動しないことが望ましい。さらに、そもそも、骨形成は、キャリアによって阻害されてはならない。すなわち、骨修復材料用のキャリア材料は、生体適合性でなければならず、修復材料粒子間に十分な空間を提供して細胞および血管浸潤を可能にする手助けをする一方で媒介性骨形成を妨害してはならない。キャリア材料は、生物分解し、再吸収されなければならない。しかしながら、細胞および血管浸潤が発現できないため、あまりに早い分解速度は好ましくない。また、あまりに遅い再吸収速度は、細胞移動、血管透過および骨形成を妨害する。

Ｂｈａｔｎａｇａｒ、ならびに上記で引用された他の研究者によって記載されているように、好ましいキャリアは、骨粒子および任意の成長促進剤を組み込むヒドロゲルである。好ましいヒドロゲルには、多糖類、特に、高分子量、好ましくは１０^６ダルトンを超える多糖類が含まれる。最も特に好ましいキャリアは、ヒアルロン酸およびその誘導体である。従来システムの大半は、重要な取扱特性として注入可能性を必要としたが、パテ粘稠度を有する組成物は、歯周部および関連する骨量減少欠損を治療する際に特に有用である。

典型的な歯周部の外科的骨修復手順または方法では、歯ぐき組織を切開して、歯根に隣接した骨欠損を露出させる。欠損および歯根を切除したら、適切なキャリアに懸濁された前述のＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５骨移植材料などの骨修復材料を設置する。次いで、歯ぐき組織を閉じ、修復材料をその場所に維持する。「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｄｅｃａｌｃｉｆｉｅｄ Ｆｒｅｅｚｅ−Ｄｒｉｅｄ Ｂｏｎｅ Ａｌｌｏｇｒａｆｔ ａｎｄ Ｐｏｒｏｕｓ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ ｉｎ Ｈｕｍａｎ Ｐｅｒｉｏｄｏｎｔａｌ Ｏｓｓｅｏｕｓ Ｄｅｆｅｃｔｓ」、Ｊ．Ｐｅｒｉｏｄｏｎｔｏｌｏｇｙ（１９８９年５月）におけるＢｏｗｅｎ他を参照されたい。場合により、バリア材料を利用し、修復製剤を欠損と接触させて保持することができる。

欠損部位に適用された場合、移動または過度な膨張なしにその部位に接着したままである、高濃度のキャリア中に高濃度の再吸収性骨または骨様粒子を有するパテ粘稠度をもつ骨修復治療製剤の必要性が残っている。

本発明の目的は、骨修復材料または組成物であって、骨もしくは骨様ヒドロキシアパタイトまたは合成ヒドロキシアパタイトに由来する多孔性の再吸収性粒子、およびパテ様粘稠度の前記骨修復材料を骨欠損内に設置し、骨修復を容易にする再吸収性キャリアゲル成分を含む材料または組成物を提供することである。好ましくは、骨修復材料組成物または製剤は、粒子密度に応じて３０〜７５重量パーセントのパテからなる、高濃度の粒子状材料を含み、前記粒子をパテ中に維持するために高濃度のキャリア成分を必要とする。

さらに、本発明は、体液に接触してもあまり膨張せず、適用部位から移動せず、骨形成を妨害しない骨修復製剤を提供する。

本発明の目的は、室温において成形可能かつ接着性であり、骨成長を促進するのに十分な時間、骨修復粒子を懸濁液中に維持し、体液により直ちに可溶化および膨潤することはなく、非常に急速に水分が抜けきることがない骨修復製剤を提供することである。本発明の骨修復製剤は、スパチュラを用いてその場にこて塗りすることもでき、注入器により骨欠損内に入れることもでき、または修復される骨欠損に手で成形することさえ可能なパテの形態であることが好ましい。パテは、懸濁液マトリクス中に骨修復粒子を維持し、欠損位置から移動しない。

歯周部欠損を修復するのに特に有用な本発明の好ましい骨修復またはインプラント材料は、骨様ヒドロキシアパタイトミネラル粒子を含むことに加え、Ｂｈａｔｎａｇａｒ、米国特許第５，６３５，４８２号に記載のペプチド配列の少なくとも１種を有し、前記粒子に結合しているＩ型コラーゲン骨成長促進剤のＰ−１５ポリペプチド合成生体模倣物を含むことが好ましい。

本発明の製剤には、前記粒子混合物を懸濁し、歯周部骨欠損に設置するための成形可能なパテ様製剤を形成するためのキャリア成分が含まれ、骨成長修復は容易になる。好ましいキャリア成分は、ヒドロキシプロピルセルロースまたはメチルセルロースなどの多糖である。ヒアルロン酸およびその誘導体などのムコ多糖類が特に好ましい。選択されるキャリアは、高分子量であり、パテ中に高濃度の粒子を懸濁するためにパテ中で十分高濃度で存在し、前記濃度は４５〜６４ｍｇ／ｃｃであることが好ましい。

最も好ましい製剤では、コラーゲンポリペプチド処理の粒子は、約５５重量％の製剤および４５重量％の、十分な分子量の、好ましくは０．７〜２×１０^６ダルトンのヒアルロン酸ゲルキャリアからなり、この製剤は、粘稠で成形可能なパテを形成する。このキャリアの重要な利点は、いったん設置された粒子は、均一に懸濁したままであり、キャリアから実質的に沈殿も分離もせず、骨欠損修復として設置した後あまり膨潤せず、粒子はパテから移動しないことである。

本発明は、骨修復材料の組成物または製剤であり、また骨の欠損を修復するための材料を用いる方法である。本発明は、歯槽骨が侵食され、隣接歯の支持が破壊されてしまっているか著しく揺らいでいる歯周病を治療する際などに骨の再生を促進し歯の骨欠損を修復する際使用するのに特に適している。さらに、本発明は、歯槽隆線の骨欠損を補強し、抜歯部位を充填し、上顎洞底挙上のため移植する際に有用である。

本発明は、骨または合成もしくは天然骨様材料に由来し、新たな骨成長を促進し一時的に支援するためのマトリクス構造を形成する多孔性の再吸収性粒子が含まれる骨修復または移植製剤を提供する。粒子状材料は、例えば、同種移植、異種または他の天然骨由来材料であってもよい。好ましい異種材料は、無機質（ａｎｏｒｇａｎｉｃ）の天然微孔性ウシ由来骨ミネラルであるＤｅｎｔｓｐｌｙ Ｆｒｉａｄｅｎｔ ＣｅｒａＭｅｄ製のＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５（登録商標）またはＯｓｔｅｏＧｒａｆ（登録商標）の名称で販売されている多孔性の再吸収性骨移植材料のいずれかである。ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５（登録商標）骨移植材料は、通常２５０〜４２０ミクロンの粒径を有している。時間とともに、粒子材料は再吸収され、自然な骨に再構築され、新たな骨組織により完全に同化された構造を提供するため一時的に留まるに過ぎない。

別の実施形態においては、多孔性の再吸収性骨様材料は、その開示が全体として参照により本明細書に組み込まれているＥｗｅｒｓ他、米国特許第４，７７０，８６０号および第６，４２８，８０３号による石灰含有藻類に由来し、これもＤｅｎｔｓｐｌｙ Ｆｒｉａｄｅｎｔ ＣｅｒａＭｅｄより販売されているＡＬＧＩＰＯＲＥ（登録商標）またはＡＬＧＩＳＯＲＢ（登録商標）ヒドロキシアパタイトである。

本発明は、好ましくは骨成長促進組成物を提供する。もっとも好ましくは、本発明は、米国特許第５，６３５，４８２号ならびにその継続出願および分割出願においてＢｈａｔｎａｇａｒにより記載されているＰ−１５ポリペプチド配列を含む骨成長促進組成物を提供する。Ｐ−１５は、細胞、特に線維芽細胞および骨芽細胞の結合に独自に関与するＩ型コラーゲンの１５アミノ酸配列の合成模倣体である。Ｐ−１５材料は、周囲組織からの修復細胞の移動を促進し、細胞接着および指向性移動を指揮し、骨発生の生体模倣的環境を容易にする。米国特許第５，６３５，４８２号およびその様々な継続出願／分割出願に記載または主張されている合成ポリペプチド配列はいずれも適しており、それらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

有効な製剤には、欠損部位に製剤を維持するための高濃度の粒子が含まれる。高濃度の粒子は、より高度な骨形成をもたらす。Ｐ−１５は粒子に結合しているため、部位に保持されるより多くの粒子は、欠損部位におけるＰ−１５などの骨成長促進剤の濃度を高める。ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５の濃度は、８００〜９６０ｍｇ／ｃｃの範囲であり、ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５がパテ粒子である好ましい５５重量％組成物の場合にはその濃度は約８８０ｍｇ／ｃｃである。

適用パテ製剤中に存在する粒子の重量百分率と粒子のかさ密度との間には直接的な関連がある。例えば、成功したパテ製剤には、１．２ｇ／ｃｃのかさ密度を有するＯｓｔｅｏＧｒａｆ（登録商標）／Ｎ３００の粒子成分を有する好ましいＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５組成物が５５重量％含まれる。０．５ｇ／ｃｃのかさ密度を有する、ＡＬＧＩＰＯＲＥ粒子が含まれる成功したパテ製剤では、ＡＬＧＩＰＯＲＥ粒子３５〜４０重量パーセントを含む。

本発明の重要な要素は、望ましい量の骨粒子と組み合わせてキャリアが提供され、成形可能で、歯の骨欠損における取扱および設置が容易なパテが形成されることである。特に、設置されたパテは、隣接組織に移動することなくもとの場所に実質的に固定および接着したままである。キャリアは、一定時間後に再吸収されるが、移植物を設置するための構造を提供し骨が形成するのを手助けするのに十分長く構造の完全性を維持する。キャリア材料は、たとえ過度に寸法が変化しない製剤を達成するのに必要な高濃度においても生体適合性でなければならない。製剤の寸法安定性、すなわち著しく膨張したり収縮したりしないことも、本発明の重要な特徴である。

好ましいキャリア組成物は多糖であり、ムコ多糖が含まれる。多糖のうち、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）およびメチルセルロースが適している。ムコ多糖のうち、ヒアルロン酸およびその誘導体が好ましい。有用なキャリアは、通常高分子量である。好ましいヒアルロン酸および誘導体は、通常０．７〜２．０×１０^６ダルトン、好ましくは１．０〜１．８×１０^６ダルトンである。

選択されるキャリア成分は、望ましい高濃度の粒子を含有しながらも、望ましいパテ特性を維持し、欠損部位に粒子を保持するために比較的高濃度で存在しなければならない。パテ中の好ましいヒアルロン酸の濃度は、およそ４５〜６４ｍｇ／ｃｃである。このようなより高いキャリア濃度は、粒子の比較密度が５０％に近づいた場合、あまりに乾燥し粒状となる従来技術の製剤とは対照的に、たとえＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５粒子の場合に５５重量パーセント以上であっても好ましいパテを形成する。

本発明の歯科用骨増強および骨修復パテは、上顎洞底挙上欠損、抜歯部位、インプラント周辺の骨量減少を治療する際に、およびインプラント設置、抜歯部位の隆線保存、歯周部骨内欠損修復、インプラント周辺の既存欠損、隆線増強、隆線オンレー、分岐部欠損修復を支えるため、露出したインプラント表面または糸を覆うため、または歯を失った部位を修復してインプラント受け入れを容易にするために利用することができる。

例えば、上顎洞底挙上欠損は、歯喪失後の骨再吸収による、上顎内の利用可能な骨高不足である。上顎洞の歯床を移植すると、利用可能な骨高が増加し、理想的なインプラント設置が可能になる。隆線の稜に対してわずかに口蓋に近い後部粗面から犬歯領域まで切開を行い、外側の上顎洞壁を露出させる。皮質骨を通して側面の窓を作成し、次いでシュナイダー膜を静かに持ち上げて上方に位置を合わせ、レシピエントへ移植するための接近手段を作成する。本発明のＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５移植パテ材料を、上顎洞下の空間へ前方、内側および後方から詰める。本発明のパテ内の高い粒子濃度は、シュナイダー膜を持ち上げる際の助けとなる。皮弁をもとの位置に戻し、縫合する。膜の使用は、臨床医の判断により行われる。

抜歯窩欠損を治療する際には、非侵襲的に抜歯し、できる限り多くの骨の窩洞壁を保存する。抜歯窩の徹底的な壊死組織切除、掻爬、洗浄、および吸引が不可欠であり、すべての出血をコントロールしなければならない。次いで、本発明のＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５移植パテを抜歯窩の下部に設置し、静かに詰め、移植材料と骨壁間の密な接触を保証する。次いで、抜歯窩の残りを、歯槽頂の高さまで充填する。本発明のＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５パテは、移植片を通る血管新生を保証する空間を提供する。一次閉鎖が好ましいが、移植の成功にとっては不可欠ではない。閉じ込め装置または膜を移植片にかぶせ、抜歯窩内に材料を含めることができる。簡単な縫合（４〜６点閉鎖）が治癒を助ける。

欠損した歯槽隆線には、インプラント設置に十分な骨を提供するための増強が必要である。欠損領域全体を切開し、隆線を露出させる。すべての骨膜および軟組織を除去後、移植材料を受け入れるために皮質骨を調製しなければならない。調製には、出血および骨髄の放出を可能にする皮質開窓術が含まれる。本発明のＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５移植パテを隆線上に静かに詰め、欠損した骨構造に近づける。皮弁を移植片上のもとの位置に戻し、組織の一次閉鎖を完了する。膜の使用は、臨床医の判断により行われる。

骨内インプラントは、骨稜において安定でなければならず、骨を通るインプラント露出は、インプラントの成功に有害である。裂開性欠損、例えば、骨によりインプラントの一部が露出している場合、骨置換移植材料を用い、その部位を修復し、新たな骨を再生してインプラントを覆うことができる。軟組織を通して切開を行い、裂開部を露出させる。インプラントの表面コーティングにもよるが、移植片を受け入れるためにインプラントを十分に洗浄し調製するインプラントの解毒が必要なことがある。本発明のＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５移植パテを、インプラントの露出部に詰め、骨再生および基質の安定性を補助する。皮弁をもとの位置に戻し、一次閉鎖は、移植の成功に不可欠である。

以下の実施例は、本発明の組成物の実施形態およびそれらの使用法についてさらに記載する。実施例は、本発明の範囲を制限することを意図しておらず、例示的に過ぎない。

ヒアルロン酸ゲル。天然の微孔性異種骨材料ＯｓｔｅｏＧｒａｆ（登録商標）／Ｎ３００と不可逆的に結合し、米国特許第５，６３５，４８２号においてＢｈａｔｎａｇａｒにより記載されたＰ−１５ポリペプチド配列を含むＬａｋｅｗｏｏｄ、ＣｏｌｏｒａｄｏのＤｅｎｔｓｐｌｙ Ｆｒｉａｄｅｎｔ ＣｅｒａＭｅｄによって供給されるＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５（登録商標）骨移植材料６０グラムを容器中に量り分けた。Ｗｏｂｕｒｎ、ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＨｙａｌｕｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって供給される７×１０^５ダルトンの分子量を有するヒアルロン酸ゲル４０グラムを、スパチュラによりＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５材料と均一に混ぜた。得られる材料は、成形可能なパテ様粘稠度があり、たとえ遠心分離機（３，０００ｒｐｍ、３０分間）で回転させた場合にも、粒子は、パテ状ゲル中に懸濁したままである。６０：４０の材料の得られるパテは、１．６６４＋／−０．０５３３ｇ／ｃｃの密度を有していた。パテ中のヒアルロン酸成分の濃度は約４７ｍｇ／ｃｃであり、活性なＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５の濃度は約９６０ｍｇ／ｃｃである。

ヒドロキシプロピルセルロースゲル。Ｈｅｒｃｕｌｅｓ（Ｋｌｕｃｅｌ、ＨＦ Ｐｈａｒｍａ）によって供給される約１，１５０，０００ダルトンの分子量を有するヒドロキシプロピルセルロース（以後、ＨＰＣと略記する）７グラムを、水または等張食塩水９３グラムに加え、直ちに手で混ぜた。２〜３分後に塊を練り直し、ゲルが形成するまで練り直しを繰り返し、４〜８℃で一夜保った。ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５ ５５グラムをＨＰＣゲル４５グラムに加え、均一になるまでスパチュラで混ぜた。得られた製剤は以下の通りであった。

得られたパテ状の塊は、食塩水中で１．６４７＋／−０．０４５２ｇ／ｃｃの密度を有していた。

メチルセルロースゲル。Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製のメチルセルロース（Ｍｅｔｈｏｃｅｌ Ａ、Ａ４ＣＰ）を代わりに用いた以外は実施例２のプロセスを繰り返した。得られた製剤は以下の通りであった。

得られた製剤は、もとの特性の取扱に顕著な変化もなく加圧滅菌が可能であった。この材料は、ＰＢＳまたは水の中で実質的に膨張しなかった。

ヒアルロン酸ゲル。ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５グラフトが製剤の５５重量％を占め、より大きなＭＷのヒアルロン酸ゲルが４５重量％を占めた以外は実施例１の方法および製剤化を繰り返した。ゲルを製造するため、９２％リン酸ナトリウム緩衝液をヒアルロン酸塩８重量％と一緒に均一になるまで混合した。パテ１ｃｃを製造するため、ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５ ０．５５グラムをヒアルロン酸ゲル０．４５グラムと十分に混ぜた。１．２〜１．７×１０^６ダルトンの好ましい高分子量ヒアルロン酸を用いると、約５７ｍｇ／ｍｌの濃度となった。パテ中のＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５の濃度は約８８０ｍｇ／ｃｃであった。

ヒアルロン酸ゲル／ＡＬＧＩＰＯＲＥ粒子。ＡＬＧＩＰＯＲＥ粒子と結合し、実施例１のＰ−１５ポリペプチド配列を含むＬａｋｅｗｏｏｄ、ＣｏｌｏｒａｄｏのＤｅｎｔｓｐｌｙ Ｆｒｉａｄｅｎｔ ＣｅｒａＭｅｄによって供給されるＡＬＧＩＰＯＲＥ骨移植粒子０．４０グラムを、実施例４に記載のように調製し、１．２〜１．７×１０^６ダルトンの分子量を有するヒアルロン酸を含むゲル０．６０グラムと混ぜた。０．３〜０．５ｍｍおよび０．５〜１ｍｍという２種類のサイズのＡＬＧＩＰＯＲＥをテストした。パテ中のＡＬＧＩＰＯＲＥ Ｐ−１５の濃度は、０．３〜０．５ｃｃサイズの場合に４４０ｍｇ／ｃｃであり、０．５〜１．０ｃｃサイズの場合に４８０ｍｇ／ｃｃであった。パテ中のヒアルロン酸成分の濃度は、０．３〜０．５ｃｃサイズの場合および０．５〜１．０ｃｃサイズの場合に約５３ｍｇ／ｃｃであった。ＡＬＧＩＰＯＲＥ成分は、パテの４０重量パーセントを占め、製剤は、以下の通りであった

カルボキシメチルセルロースゲル。約７００，０００ダルトンのＭＷおよび１５００〜２５００ｃｐの粘度を有するＨｅｒｃｕｌｅｓ（Ａｑｕａｌｏｎ ７ＨＦＰＨ）によって供給されるカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、以下の組成のグリセロールおよび水を含むゲルを作成し、市販の骨移植材料のキャリアゲルを製造した。ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５グラフト３７．５ｇをＣＭＣゲル６２．５ｇに加え、均一な混合物になるまで混ぜると、ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５（登録商標）Ｆｌｏｗ（商標）製品約１００ｇが得られた。得られた製剤は以下の通りであった。

取扱のベンチトップ評価。以下の表に示す組成を有する本発明のサンプルを、上記の実施例に記載の通り製剤化した。これらのパテの取扱特性について、臨床医の集団が評価した。表１は、報告された平均スコアを表す。１．２〜１．７×１０^６ダルトンという最高分子量のヒアルロン酸成分および最高のヒアルロン酸濃度を有する実施例４は、試験したサンプルのうちで最も好ましい取扱特性を有していると見なされた。

取扱および有効性を評価するためのイヌ試験−抜歯窩。２１．８ｋｇの約１〜２歳の雌性イヌを馴化させ、ＵＳＤＡが使用を承認した。右下顎部を２％キシロカインで麻酔した。Ｐ２、３および４の歯に環状切開を行った。各歯冠をフィッシャーバーで区分し、３本の歯を抜いた。組織を舌側および頬側に出した。部位における出血を滅菌ガーゼで抑え、移植材料を、骨の稜の高さまで抜歯窩に入れた。実施例７に記載のパテ製剤を用い、抜歯窩に充填した。パテ実施例１をＰ４の前側および遠位に詰めた。パテ実施例２をＰ３の前側および後側に詰めた。

３０分までの後、充填した抜歯窩の膨張について観察した。その後、充填した抜歯窩欠損を縫合によって閉じた。

第一のイヌと完全に同じように調製した第二のイヌでは、パテ実施例４をＰ４の前側および遠位に詰めた。１５分後、グラフトの有意な膨張は観察されなかった。次いで、欠損を縫合により閉じた。

実施例について抜歯窩に隣接する目に見える膨張が観察されるまでの経過時間を表２に報告する。

イヌにおける抜歯窩モデルの特徴は、低膨張の有益性を際立たせる高い静水圧における血流の増加であることが注目される。本発明の重要な特徴である低膨張という有益性も、他の歯科用骨移植治療部位において有用である。例えば、隆線オンレーにおいて、実施例４の好ましいパテは膨張しないが、実施例１由来のパテは、膨張を示す。

以下の知見が得られた。実施例１由来のパテ−この材料は、出血部位で利用でき、外科用器具および無菌、乾燥ガーゼで操作することができた。わずかな粒子移動も認められた。実施例２由来のパテ−この材料は、欠損内でまとまらなかった。しかしながら、容易につなぎ合わせることができた。この製品は、器具および滅菌、乾燥ガーゼによる操作に従った。従来技術において知られている、ＣＭＣキャリアを含む実施例６のグラフトは、実質的に膨潤せず、膨張を示すのがかなり遅かったヒアルロン酸およびＨＰＣキャリアグラフトとは対照的に、実質的かつ迅速に膨張する。高分子量のヒアルロン酸ゲルキャリアを含む実施例４の好ましい製剤も、実質的でない膨張を示した。

２および５週間後、移植部位を組織学的に調べた。１０％亜鉛ホルマリンが入ったバイアルに塊状の組織サンプルを入れ、脱灰、パラフィン包埋、切片化ならびにヘマトキシリンおよびエオシンによる染色を含む処理を行った。組織学的切片の骨形成について主観的に評価した。抜歯窩における骨修復の速度および量ならびに治癒組織と移植材料との相互作用について、秀、優、良および不良の評点をあてはめた。結果を表３に報告する。

ヒアルロン酸ゲル中に多量の粒子状移植材料を含有する実施例１および４のパテは、他の組成物よりも優れた骨を生じた。具体的に、これらの好ましい製剤は、米国特許第６，０３０，６３５号においてＧｅｒｔｚｍａｎｎによって記載された２％ヒアルロン酸／食塩水ゲルに懸濁された脱灰同種移植片骨粒子の「ＤＢＭ」製剤に比べより速やかにかつより多くの骨を産生した。

隆線オンレー／皮弁モデルにおいて取扱を評価するためのイヌ試験。実施例８と同様の方法でイヌを調製した。第一のイヌでは、２％キシロカインで顎の部位を麻酔した。Ｃの遠位からＰ４の近心まで斜めに切開を行った。縦切開を行い、全層弁を調べた。ティッシュバーを利用して皮質板に穴を開けた。

上述の実施例１の組成を有するパテ＃１を厚さ６ｍｍに成形し、位置を合わせて容易に接着する場所に設置した。４−０バイクリルで皮弁を閉じた。第一の中央縫合により、遠位の創傷開口部を通って過剰の材料を押し出した後、しっかりと縫合した。１０〜１５分後、皮弁を再び開き、材料の状態を観察した。材料は設置されたままであり、わずかな移動および粒子ロスが認められた。ある程度の膨張が観察された。

上述の実施例２の組成を有するパテ＃２を厚さ６ｍｍに成形し、容易に接着する場所に設置した。４−０バイクリルで皮弁を閉じた。第一の中央縫合により、遠位の創傷開口部を通って材料が押し出されなかった。１０〜１５分後、皮弁を再び開くと、わずかな移動および粒子ロスを伴うが設置されたままであることが観察された。実質的な膨張は観察されなかった。

第一のイヌと完全に同じように調製した第二のイヌでは、上記の実施例４の組成を有する好ましいパテ＃４を、露出した骨の上部に成形した。皮弁閉鎖により、遠位開口部から材料は押し出されなかった。１０分後、皮弁を再び開くと、材料が設置されたままであることが観察された。わずかな粒子移動またはロスが認められた。実質的な膨張は観察されなかった。

インプラント周辺の欠損における取扱を評価するためのイヌ試験。実施例８と同様の方法でイヌを準備した。第一のイヌでは、２％キシロカインで顎領域を麻酔した。右下部から歯を抜いた。３ヶ所すべての遠位抜歯窩で、頬側の裂開または欠損をフィッシャーバーおよびロンジュール（ｒｏｎｊｏｕｒ）で作成した。抜歯窩をきれいにして洗浄し、吸引した。Ｃａｌｃｉｔｅｋヒドロキシアパタイトをコーティングしたインプラントシリンダ（４×１０ｍｍ）を設置した。各歯の部位の遠位抜歯窩に、インプラント骨切断部位を作成した。

上記の実施例２の組成を有するパテ＃２を、Ｐ４の後側に設置した。設置中に材料がバラバラに壊れたが、容易に再形成された。パテは、不規則な抜歯窩およびインプラントと接触した。パテは、新たに形成した頬側の歯床を維持した。

上記の実施例１の組成を有するパテ＃１を、Ｐ３の後側に設置した。材料は、設置中もうまく取り扱われ、不規則な抜歯窩およびインプラントと接触した。パテは、新たに形成した頬側の歯床を維持した。

第一のイヌと完全に同じように準備した第二のイヌでは、上記の実施例４の組成を有する好ましいパテ＃４を、Ｐ２とＰ３双方の後側に配置した。材料は、設置中もうまく取り扱われ、不規則な抜歯窩およびインプラントと接触した。パテは、新たに形成した頬側の歯床を維持した。さらに、粒子移動および膨張は一切観察されなかった。

かさ密度および粒子濃度。以下の市販されている骨由来粒子状材料を、好ましいＨＰＣまたは好ましいヒアルロン酸ゲルキャリア中に入れた。Ｂｉｏ−Ｏｓｓ、ＯｓｔｅｏＧｒａｆ／ＬＤ、ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５、（ＯｓｔｅｏＧｒａｆ／Ｎ−３００）、ＯｓｔｅｏＧｒａｆ／ＤおよびＡＬＧＩＰＯＲＥ。各々の粒子状材料を、望ましいパテ粘稠度が得られるまで、ゲルキャリアに加えた。望ましいパテ粘稠度に達するために必要な粒子かさ密度およびパテ粒子濃度を以下に示す。

表は、パテ製剤を製造するのに最適な粒子百分率と粒子かさ密度の間には正の関係があることを示している。

ＯｓｔｅｏＨｅａｌｔｈ製のＢｉｏ−Ｏｓｓ材料は、ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５グラフト粒子より多孔性で密度が低い、海綿骨に由来する０．２５〜１．００ｍｍの無機質ウシミネラルである。ＨＰＣゲルまたは好ましいヒアルロン酸組成物とのＢｉｏ−Ｏｓｓの３０％（ｗ／ｗ）組成物は、５５％ＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５の好ましいパテと類似した粘稠度を生成した。４５％のＢｉｏ−Ｏｓｓを含有するパテは、砕けやすく好ましくなかった。２５％のＢｉｏ−Ｏｓｓを含有するパテは、希薄すぎて成形可能ではなかった。

ＨＰＣまたはヒアルロン酸キャリアゲルにより作成されたＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５グラフト粒子パテの場合、４０％〜４５％のＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５を含有する製剤は１．４ｇ／ｃｃの密度を有し、パテ粘稠度ではなかった。５０％で、粘稠度はパテに近づいた。好ましい製剤およびパテ粘稠度は、５５重量％を含み、１．５〜１．６の密度であった。ＡＬＧＩＰＯＲＥが含まれる好ましいパテは、０．３〜０．５または０．５〜１．０ｍｍサイズの粒子の場合に１．１ｇ／ｃｃの密度を有していた。

本発明の範囲および精神を逸脱することなしに、上記実施形態の様々な修正形態および変更形態は当業者にとって明らかであろう。当然のことながら、本発明は、上記に示した例示的実施形態に限定されるものではない。

Claims (19)

1. 無機質の骨ミネラルまたは天然骨様ミネラルまたは合成ヒドロキシアパタイトに由来する多孔性の再吸収性粒子、および
   前記粒子を懸濁し、骨欠損に設置するためのパテ様製剤を生成するための再吸収性キャリアゲル成分を含み、前記ゲル成分が、十分に高い分子量およびパテにおける濃度を有し、粒子材料の濃度が、骨修復を容易にするほど十分に高く、前記材料の移動および膨張が最小限に抑えられることを特徴とする骨修復材料。
2. 前記再吸収性粒子が、２５０〜１０００μｍの粒径範囲を有するウシ由来であることを特徴とする請求項１に記載の骨修復材料。
3. 前記再吸収性粒子が、３００〜１０００μｍの粒径範囲を有する、石灰含有藻類に由来する多孔性ヒドロキシアパタイトであることを特徴とする請求項１に記載の骨修復材料。
4. 前記キャリアゲル成分が、多糖を含むことを特徴とする請求項１に記載の骨修復材料。
5. 前記キャリア材料成分が、ヒアルロン酸もしくはその誘導体、またはヒドロキシプロピルセルロースもしくはそれらの混合物であることを特徴とする請求項４に記載の骨修復材料。
6. 前記キャリアゲル成分が、０．７〜２．０×１０^６ダルトンの分子量および４５〜６４ｍｇ／ｃｃのパテ中最終濃度を有するヒアルロン酸またはその誘導体であることを特徴とする請求項５に記載の骨修復材料。
7. 米国特許第５，６３５，４８２号の特許請求の範囲に記載されているポリペプチド配列の少なくとも１種を有し、前記粒子に結合している、Ｉ型コラーゲンの合成生体模倣ポリペプチド配列をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の骨修復材料。
8. 歯の骨修復処置のための骨修復材料であって、
   前記材料の約３０〜７５重量パーセントの量の、多孔性、合成、再吸収性、骨様ヒドロキシアパタイトまたは無機質の骨由来粒子、および
   前記材料の約２５〜７０重量パーセントの量のヒアルロン酸成分ゲルを含み、
   前記材料が、骨欠損への適用に関して成形可能な粘着性パテであり、前記存在する粒子量が、その密度に依存することを特徴とする骨修復材料。
9. 前記粒子は、１．１〜１．３ｇ／ｃｃのかさ密度を有し、パテ状組成物は、粒子約５０〜６０重量パーセントおよびヒアルロン酸ゲル約４０〜５０重量パーセントを含む請求項７に記載の骨修復材料。
10. 前記骨修復材料が、粒子約５５重量パーセントおよびヒアルロン酸ゲル約４５重量パーセントを含むことを特徴とする請求項７に記載の骨修復材料。
11. 前記粒子が、０．４５〜０．６５ｇ／ｃｃのかさ密度を有し、パテ状組成物が、粒子約３５〜４０重量パーセントおよびヒアルロン酸約６０〜６５重量パーセントを含むことを特徴とする請求項７に記載の骨修復材料。
12. 前記キャリアが、成形可能な粘着性パテを形成するヒドロキシプロピルセルロースまたはメチルセルロースゲルであることを特徴とする請求項４に記載の骨修復グラフト材料。
13. 前記ゲルキャリアに懸濁され、直径約２００〜５００ｍｍの異種骨ミネラル粒子と結合している、米国特許第５，６３５，４８２号の特許請求の範囲に記載されているコラーゲンのＰ−１５ポリペプチド配列の少なくとも１種を含み、前記材料が、パテ様粘稠度を有していることを特徴とする請求項８に記載の骨修復材料。
14. ヒドロキシプロピルセルロースまたはヒアルロン酸ゲルキャリアに懸濁されている直径約３００〜１０００μｍの石灰含有藻類に由来する多孔性ヒドロキシアパタイトと結合している、米国特許第５，６３５，４８２号およびその継続出願の特許請求の範囲に記載されているコラーゲンのＰ−１５ポリペプチド配列の少なくとも１種を含み、前記材料が、パテ様粘稠度を有していることを特徴とする請求項３に記載の骨修復材料。
15. 骨欠損に隣接する歯ぐき組織を切開し、前記組織の皮弁を折り返して前記欠損を露出させること、
    前記欠損において前記欠損および隣接する歯根を切除すること、
    前記欠損内に請求項１に記載の骨修復材料を設置すること、および
    前記組織皮弁を閉じて治療した欠損を覆うこと、
    からなることを特徴とする骨量減少を治療し、その修復を行う方法。
16. 修復材料の設置は、スパチュラ、器具使用、手、または注入によることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記骨修復材料が、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）またはヒアルロン酸もしくは誘導体ゲルキャリアに懸濁されている異種骨材料粒子と結合しているコラーゲンのＰ−１５ポリペプチド配列を含み、前記材料が、パテ様粘稠度を有していることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. 前記骨量減少および修復が、前記骨パテを、抜歯窩の歯槽隆線上の欠損内に設置し、上顎洞底挙上欠損を矯正するか、またはインプラント裂開を修復することを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
19. パテ中のＰＥＰＧＥＮ Ｐ−１５の濃度が少なくとも約８００ｍｇ／ｃｃであることを特徴とする請求項７に記載の骨修復材料。