JP2009512517A - 骨修復のための2相セメント前駆体系 - Google Patents

骨修復のための2相セメント前駆体系 Download PDF

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Abstract

2相セメント前駆体系並びに関連する方法およびキットを開示する。セメント前駆体系は、第1および第2の別々の相で構成され、その少なくとも一方が水性である。組み合わせた場合、セメント前駆体相は、骨修復処置のための骨グラフト材料として好適なセメントを形成する。好ましい実施形態では、材料は生体適合性が高く、骨誘導能があり、生体吸収性である。多数の異なる、しかし相互に排他的ではないセメント化学をセメント前駆体系に使用してもよい。例えば、ヒドロゲル形成ポリマーセメント、カルボキシル/カルシウムセメント、またはリン酸カルシウムセメントを使用してもよい。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2005年10月21日に出願された前米国仮特許出願第60/728,888号明細書、および2006年10月18日に出願された前米国特許出願第11/550586号明細書の優先権を主張し、これらのそれぞれの内容は参照によりその内容全体が援用される。更に、本出願は、幾つかの実施形態では、2005年10月21日に出願され、「生体適合性歯内材料(Biocompatible Endodontic Materials)」と題された米国仮特許出願第60/728,838号明細書、および「歯科および歯内充填材料並びに方法(Dental and Endodontic Filling Materials and Methods)」と題され、2006年10月18日に出願された米国特許出願第11/550543号明細書に記載されている主題の幾つかに関連する主題を含む。これらの追加の出願も同様に参照によりその内容全体が援用される。
連邦政府の援助を受けた研究についての記載
本発明は、少なくとも一部については、国立歯科・頭蓋顔面研究所(National Institute of Dental and Craniofacial Research)の助成金DE11789に支援され、国立標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology)で実施された研究中になされたものである。米国政府は、本発明に対して特定の権利を有する。
一般に、本発明は、骨修復処置に関して有用なセメントの分野に関する。本発明の好ましい実施形態は、セメント前駆体が第1の前駆体相と第2の前駆体相の形態を取る、2相セメント前駆体系を提供する。これらの相は、最初は別々であるが、第1の相と第2の相を混合した場合、骨修復処置に好適なセメントが形成される。
幾つかのタイプの自己硬化性リン酸カルシウム組成物が研究されてきた(ブラウン(Brown)、セメント研究の進歩(Cements Research Progress)、米国セラミック協会、オハイオ州(American Ceramic Society, OH)、1986年における、ブラウン(Brown)およびチョウ(Chow)、新規なリン酸カルシウム水硬性セメント(A New Calcium Phosphate Water Setting Cement)、352〜379頁;ジネブラ(Ginebra)ら、アパタイトリン酸カルシウムセメントの凝結反応と硬化(Setting Reaction and Hardening of an Apatitic Calcium Phosphate Cement)、J. Dent. Res.76:905〜912頁、1997年;コンスタンツ(Constantz)ら、ウサギの異なる骨部位における4種類のリン酸カルシウムセメントの組織学的、化学的および結晶学的分析(Histological, Chemical, and Crystallographic Analysis of Four Calcium Phosphate Cements in Different Rabbit Osseous Sites)、J.Biomed Mater.Res.[Appl.Biomater.]43:451〜461頁、1998年;ミヤモト(Miyamoto)ら、混合直後に皮下組織に移植されたときの3タイプのリン酸カルシウムセメントの組織学的および組成の評価(Histological and Compositional Evaluations of Three Types of Calcium Phosphate Cements When Implanted in Subcutaneous Tissue Immediately After Mixing)、J.Biomed. Mater.Res.[Appl.Biomater.]48:36〜42頁、1999年;リー(Lee)ら、α−BSM(R):バイオミメティック骨置換材および薬物送達賦形剤(Alpha−BSM(R):A Biomimetic Bone Substitute and Drug Delivery Vehicle)、Clin. Orthop Rel.Res.367:396〜405頁、1999年)。ヒトの骨および歯に見られる炭酸アパタイト様リン酸カルシウム鉱物に対するその化学的および結晶学的類似性のため、ヒドロキシアパタイトは、ヒトの硬組織の修復に最もよく使用される修復材料の1つである。
1986年にブラウン(Brown)およびチョウ(Chow)によって開発され、リン酸カルシウムセメントまたはCPCと名付けられたリン酸カルシウム組成物の1つは、自己硬化し、主生成物としてヒドロキシアパタイトを形成する。「自己硬化」の用語は、ペーストがそれ自体で硬化できることを指す。例えば、CPCペーストは骨小腔(bone cavity)内に填入されることができ、水媒体と接触した後、自己硬化することができる。CPCは一般的には、水性環境中で反応し、固体のヒドロキシアパタイトを形成する、リン酸四カルシウム(TTCP:Ca(POO)および無水第二リン酸カルシウム(DCPA:CaHPO)の粒子で構成される、(イシカワ(Ishikawa)ら、様々な量のリン酸四カルシウムと無水第二リン酸カルシウムを有するリン酸カルシウムセメントの反応(Reaction of Calcium Phosphate Cements with Different Amounts of Tetracalcium Phosphate and Dicalcium Phosphate Anhydrous)、J. Biomed. Mater:Res.46:504〜510頁、1999年;マツヤ(Matsuya)ら、Ca[POOとCaHPOの反応に対する混合比およびPhの影響(Effects of Mixing Ratio and Ph on The Reaction Between Ca[POO and CaHPO)、J. Mater. Sci.:Mater.in Med.11:305〜311頁、2000年;タカギ(Takagi)ら、回収されたリン酸カルシウムセメントインプラントの形態学的および相の特性解析(Morphological and Phase Characterizations of Retrieved Calcium Phosphate Cement Implants)、J. Biomed. Mater. Res.[Appl. Biomater.]58:36〜41頁、2001年)。リン酸カルシウム組成物(CPCなど)は、その優れた生体適合性、骨伝導能、および骨置換能力のため、広範囲の臨床用途に非常に有望である。例えば、CPCは、前頭洞の再建および頭蓋顔面骨格欠損の補強(シンドウ(Shindo)ら、ヒドロキシアパタイトセメントを使用した顔面骨格補強(Facial Skeletal Augmentation Using Hydroxyapatite Cement)、Arch. Otolaryngol.Head Neck. Surg.,119:185〜190頁、1993年)、歯内療法学(スガワラ(Sugawara)ら、歯根管シーラー−充填材として使用したときのリン酸カルシウムセメントの封鎖能力の試験管内での評価(In vitro Evaluation of the Sealing Ability of a Calcium Phosphate Cement When Used as a Root Canal Sealer−Filler)、J.Endodont.16:162〜165頁、1990年)、および歯根管用途(チョハイエブ(Chohayeb)ら、歯根管シーラー−充填材材料としてのリン酸カルシウムの評価(Evaluation of Calcium Phosphate as a Root Canal Sealer−Filler Material)、J.Endodont.13:384〜387頁、1987年)に使用されるように研究されてきた。
現在使用可能なリン酸カルシウムセメントのほとんどは、使用前に水溶液と混合される。従って、外科医がセメントを適切に混合し、セメントが硬化する前に規定時間内にセメントペーストを骨欠損部内に填入できることが、最適な結果を達成する重要な要因である。従って、当該技術分野では、提供時に安定であり、骨欠損部に導入され、適切に配置されるまでは硬化しない予備混合セメントペーストを提供するのが望ましいということが認識されてきた。タカギ(Takagi)ら、「予備混合されたリン酸カルシウムセメントペーストの特性(Properties of premixed calcium phosphate cement pastes)」、J.Biomed Mater Res.[Applied Biomater]67B:689〜696頁(2003年)に記載のように、グリセロール、リン酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、およびリン酸カルシウムセメント粉末を組み合わせることによって、予備混合された自己硬化性セメントが配合される。このようなペーストに使用されるヒドロキシプロピルメチルセルロースおよびリン酸ナトリウムは、それぞれ、ペーストの凝集性を改善し、セメントの硬化を促進すると考えられる。前述のセメントの硬化時間は約60分であり、これは多くの場合に望まれる5分〜30分の凝結時間よりもはるかに長い。
グリコール酸、クエン酸、酒石酸、マロン酸、リンゴ酸、およびマレイン酸などの有機酸は、リン酸ナトリウムの代わりに凝結促進剤として使用される。このような場合、予備混合されたセメントは非常に短い時間(10分〜35分)で硬化することができる(チョウ(Chow)ら、Rapid−Hardening, Pre−mixed Calcium phosphate cement pastes、Abs.No.844, J.Dent.Res., Spec.Iss.A82(2003年))。これらの予備混合ペーストの迅速な硬化は、ほとんどの従来のリン酸カルシウムセメントのセメント硬化を引き起こす機構であるヒドロキシアパタイトの形成よりもむしろ、カルボキシル/カルシウム錯体の形成による。ヒドロキシアパタイトが形成しないにも関わらず、幾つかのカルボン酸/リン酸カルシウムセメントは、生体内で優れた骨欠損修復結果が得られると報告されている。
第3のタイプの予備混合リン酸カルシウムセメントが報告された(ケアリー(Carey)ら、Premixed Rapid−Setting Calcium Phosphate Composites for Bone Repair、Biomaterials 24:5002〜14頁(2005年))。これらの予備混合セメントのセメント硬化は、水溶性ポリマーであるキトサンと、リン酸四カルシウムまたは水酸化カルシウムなどのアルカリ化合物との反応によって生成する硬質ヒドロゲルの形成に起因する。初期硬化後、リン酸カルシウム塩間の更なる反応によって、ヒドロキシアパタイトがセメント中の最終的な主生成物として形成する。
安定性を提供するために、前述のセメントは非水性予備混合材料として配合された。これらの前駆体は骨欠損部内に填入され、その後、周囲組織からの水がセメントの中に入るまでセメント硬化は開始しない。これらのセメントは、優れた物理的特性を有することが多いが、実用において制限されることがある。例えば、組織から利用可能な水の量が限られている場合、またはセメントの内部が最も近い移植片−組織境界面から数ミリメートル超離れている場合などの幾つかの臨床骨移植条件では、セメント塊の内部のセメント硬化が遅いことがある。更に、このようなセメントは、一般的に、水分に曝されたとき、極めて迅速に反応できるように配合される必要がある。このような配合物は、一般的に製造中および貯蔵中に水分が入らないようにするのが本質的に困難であるということに鑑みて、長い貯蔵寿命を有していない。
一般に、本発明は、好ましい実施形態において、第1および第2の別々の相を含む2相セメント前駆体系を提供する。相自体はセメントではないが、それらを組み合わせることによって、骨修復処置に関して有用な生体適合性セメントを形成する。好ましい実施形態では、このようにして形成されるセメントは、生体適合性が高く、骨伝導能があり、生体吸収性である。多種多様の関連する、および相互に排他的ではないセメント化学を本発明に関して使用してもよい。例えば、好ましい実施形態では、セメントはカルボキシル/カルシウムセメント、ヒドロゲル形成ポリマーセメント、またはリン酸カルシウムセメントであってもよい。2相のうち少なくとも一方は水性であり、セメントが周囲組織から水を吸収することを必要とせずに凝結することを可能にする。
また、様々なキットおよび方法も本発明に包含される。好ましい実施形態では、キットは、様々な実施形態の1つとして、前述のセメント前駆体系および分配装置とを含む。本発明は、また、幾つかの実施形態では、セメント前駆体系を提供する工程と、骨修復が望まれる領域に第1の前駆体相と第2の前駆体相との混合物を塗布する工程とを包含する、骨の修復方法を含む。
本発明の好ましい実施形態の他の特性を後述する。
本発明によるセメント前駆体から調製されるセメントは、骨修復に関して有用であり、骨修復は、あらゆる骨移植、または、欠損のある若しくは不適切に形成された骨、および損傷した骨等を矯正するのに使用される他の処置を意図している。骨修復処置は、ヒトなどのあらゆる動物で実施される。
セメントは、室温(20〜25℃)で使用される場合、90分以下の時間で凝結または硬化する材料であるということが意図されている。セメント前駆体は、通常の使用ではそれ自体はセメントではないが、別の前駆体と混合されてセメントを形成する材料である。セメント前駆体は、2相セメント前駆体系の形態で提供され、2相セメント前駆体系は、少なくとも2つの(任意に追加の)前駆体相を含む系を意図している。相はそれぞれ化合物または組成物を含み、2相系の各相は、系の少なくとも1つの他の相とは異なる。通常の使用では相自体が凝結して硬質材料を形成するのではないという点で、相自体はセメントではない。しかし相を組み合わせることによってセメントが形成される。
本発明の系は、一般に、使用時まで相を別々に保管するように配備された容器に入れて同時に提供される2つの相を含む。本発明に関連して任意の好適な容器を使用してもよく、従って、例えば、容器は任意の適切な箱、または袋、または包装であってもよい。場合によっては、容器は、適切に構成されたシリンジであってもよい。容器は、前駆体相のための別々のバイアル瓶、または相のための別々の区画を含んでもよい。
好ましくは、本系は、2相セメント前駆体系および適切な混合装置を含むキットの形態で提供される。混合装置は従来のものであってもよく、または教示されるセメント前駆体系に関連して使用するのに好適な装置であってもよい。従来技術では、2相を迅速に混合し、その後、所望の領域に塗布することを可能にするオーガ状の構造を備える静的ミキシングチップを有するマイクロディスペンサが提供された。このような装置の一例は、ニュージャージー州ロビンスビル、ター・インダストリーズ(Tah Industries, Robinsville, N.J.)によるデュアルバレル9mLマイクロ・ディスペンシング・システム(Dual−barrel 9mL Micro Dispensing System)である。本発明は、この装置または特に医療用に設計されている類似の装置の使用を意図している。幾つかの実施形態では、マイクロディスペンサは、第1の相と第2の相用の別々の保持チャンバを提供することによって相の容器の役割をする部位を含んでもよい。
各相は、好ましくは、使用前の輸送および適度な貯蔵を可能にするのに十分な安定性がある。安定性は任意の技術で、または適切であると考えられる任意の基準を使用して測定される。このような技術の1つに従って、相を構成する1種類または複数種類の材料のサンプルを50℃の温度に加熱し、この温度で7日間保持する。次いで、その材料をセメントの形成に使用し、セメントの凝結時間を、相のどちらかを熱処理することなく製造した類似のセメントの元の凝結時間と比較して評価する。熱処理された相で製造されたセメントの凝結時間は、類似のセメントの凝結時間にほぼ等しく、その相は本発明に関連して使用するのに好適に安定であると思われる。本発明はこの基準を満たすセメント前駆体系に限定されるのではなく、上記は安定性を評価する多数の可能な方法のうちの1つを説明するために記載されている。
相の少なくとも一方が水性である限り、相自体は任意の好適な形態であってよい。水相に存在する水は一般に液体の水として存在すべきであるが、幾つかの実施形態では、水が専ら固体材料の水和物の形態で存在し得ることが意図されている。水相が相中の他の材料に対して好適に安定である場合、他の相は水相であってもよい。或いは、他の相は非水性若しくは実質的に非水性の固相であってもよく、または、非水性若しくは実質的に非水性の液相であってもよい。「実質的に非水性」とは、相中に水和した水または液体の水が本質的に存在しないことを意図している。実質的に非水性の相には、水分が入らないようにするための適度に慎重な工程に関わらず不可避に存在する水分などの極少量の水分が存在することが意図されている。幾つかの実施形態では、非水性の液相を提供する。液体は、室温で液体である任意の好適なものであってもよく、その例としては、グリセリン、グリセロール、エタノール、プロパノール、特定のポリエチレングリコール、およびプロピレングリコールが挙げられる。生体適合性および水との完全な混和性に鑑みて、グリセリンが特に好ましいと考えられる。
セメントを形成する際、相を任意の好適な量で混合してもよい。各相が液体の場合、相は好ましくは、体積混合比が0.1〜10、より好ましくは0.25〜4の範囲となるように配合される。
セメント前駆体は、生体適合性セメントの形成に使用するのに好適な任意の材料であってよく、用語「生体適合性」は(セメントに関連して使用される場合)、生体内で意図された用途に使用される場合、軟組織または硬組織に拒絶されないセメントを意図している。従来のものに関連する多数のセメント化学を使用してもよい。第1の好ましい実施形態では、リン酸カルシウムセメントを使用する。リン酸カルシウムセメントは、少なくとも2種類の異なるリン酸カルシウム材料がそれぞれ2つの前駆体相に存在し、混合時に、複合体または混合物または第3のリン酸カルシウム材料(例えば、ヒドロキシアパタイト)が形成されるセメントであると考えられる。このようなセメントでは、第3の材料の一部が前駆体相の一方または両方に存在してもよい。第2の好ましい実施形態では、カルボキシル/カルシウムセメントが使用される。このようなセメントでは、相の一方がカルボン酸またはカルボキシレートを含み、他方の相がカルシウム化合物を含み、相の混合時にカルボキシル/カルシウム錯体が形成される。例えば、相が安定で、第2の相と混合する前に通常の使用で硬化セメントを形成しない限り、第1の相は、カルボン酸またはカルボキシレートに加えてカルシウム化合物を含む、追加の材料が存在してもよい。例えば、第1の相は、この相に水が存在するときでも解離せず、従ってカルボン酸またはカルボキシレートと反応しないほど十分に酸性であるリン酸カルシウム化合物を含んでもよい。第3の好ましい実施形態では、ヒドロゲルセメントを使用する。ヒドロゲルセメントは、ヒドロゲル形成ポリマーとヒドロゲル形成剤が前駆体相の少なくとも一方に存在するセメントであると考えられる。全部ではないが、多くの実施形態では、ヒドロゲル形成ポリマーが相の一方に存在し、ヒドロゲル形成剤が他方の相に存在する。相の混合時に、硬化ヒドロゲルが形成される。これらのセメント化学は相互に排他的ではなく、所与のセメント前駆体系に2つ以上のセメント形成機構が存在することが可能である。同様に、上記の代わりにまたは上記に加えて、他のセメント化学を使用してもよい。
カルボキシル/カルシウムセメントを使用する場合、相の一方はカルボン酸またはカルボン酸の塩を含有する。任意の好適な生体適合性カルボン酸または塩を本発明に関連して使用してもよく、従って、「カルボキシル」の用語は有機酸の酸と塩の形態の両方を含むと考えられる。好ましい実施形態では、カルボン酸または塩は、グリコール酸、クエン酸、酒石酸、グリセロリン酸、マロン酸、リンゴ酸、およびマレイン酸の中から選択される少なくとも1種類の酸である。カルボン酸または塩を含む相のpHが酸性の範囲にある必要はない。より一般には、他の任意の好適な酸を本発明に関連して使用してもよい。
このような系では、他方の相はカルシウム化合物を含有する。任意の好適なカルシウム化合物を本発明のこの実施形態に関連して使用してもよい。好ましい実施形態では、カルシウム化合物は、Ca/P比が0.5〜2.0の範囲のリン酸カルシウムである。或いは、またはそれに加えて、カルシウム化合物は好適なカルシウム塩、または酸に難溶性の任意の好適なカルシウム化合物であってもよい。本発明に関連して使用するのに好適な例示的カルシウム化合物としては、リン酸四カルシウム(TTCP)、無水第二リン酸カルシウム(DCPA)、第二リン酸カルシウム二水和物(DCPD)、無水第一リン酸カルシウム(MCPA)、第一リン酸カルシウム一水和物(MCPM)、α−リン酸三カルシウム(α−TCP)、β−リン酸三カルシウム(β−TCP)、ヒドロキシアパタイト(HA)、非晶質リン酸カルシウム(ACP)、リン酸八カルシウム(OCP)、カルシウム欠損ヒドロキシアパタイト、カーボネート含有ヒドロキシアパタイト(CHA)、フッ化物含有ヒドロキシアパタイト(FHA)、乳酸カルシウム、硫酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、乳酸グルコン酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、水酸化カルシウム、および、酸性環境中で溶解度が少なくとも約2重量%の他の生体適合性カルシウム化合物が挙げられる。一般に、生体適合性があり、好適なセメントを形成するカルシウム化合物を使用してもよい。特定のカルシウム化合物の選択は、例えば、上記化合物と選択された酸との反応性、および、またセメントの酸と塩基の全含有量、および所望の最終セメント生成物を含む、多数の要因に基づいてもよい。
一般に、各相に酸およびカルシウム化合物がそれぞれ任意の好適な量で存在してもよい。酸は、好ましくは、全相のおよそまたは正確に1重量%〜75重量%、より好ましくはおよそまたは正確に5%〜35%の範囲の量で水相に存在する。カルシウム化合物は、水相に存在してもまたは存在しなくてもよい。カルシウムの好ましい範囲に関する更なる詳細は、以下の例に見出される。
カルシウム相とカルボキシル相を組み合わせると、セメントが形成される。セメントはカルシウムと、解離したカルボン酸残基(RCOO)との結合によって形成される。幾つかの実施形態では、セメントが(例えば、十分に低いpHで)安定である限り、カルシウムはセメントのカルボキシル相に存在してもよい。このような実施形態では、カルボキシル相からのカルシウムの一部は、カルボキシル/カルシウム凝結セメントの形成に寄与する。このような実施形態では、カルシウム含有相は、pHを上昇させることによってセメント形成の一部に寄与し得る。一般に、これらの実施形態では、セメントのpHは、凝結前は約2〜9の範囲でなければならない。
ヒドロゲルセメントの場合、相は集合的にヒドロゲル形成ポリマーとヒドロゲル形成剤を含む。幾つかの実施形態では、相の一方はヒドロゲル形成ポリマーを含み、他方の相はヒドロゲル形成剤を含む。他の実施形態では、ポリマーと形成剤は最初、一方の相に一緒に存在し、その相は少なくとも実質的に非水性である。これらの実施形態では、他方の相は水相である。ヒドロゲル形成ポリマーは、生体適合性があり、且つヒドロゲル形成剤と接触したときに硬化ヒドロゲルを形成する、任意の好適なポリマーであってもよい。特に好ましいヒドロゲル形成ポリマーとしては、キトサンおよび生体適合性キトサン誘導体、アルギン酸およびアルギン酸誘導体、特にアルギネート、並びに、ペクチン酸およびペクチン酸誘導体、特にペクチネートが挙げられる。好適なアルギン酸誘導体としては、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコール、および他の可溶性アルギン酸塩が挙げられる。好適なペクチン酸誘導体としては、ペクチン酸ナトリウム、および他の好適なペクチン酸塩が挙げられる。
ポリマーがキトサンである場合、ポリマーはアルカリ性に曝されたとき、ヒドロゲルを形成する。従って、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、または水酸化カルシウム、および、リン酸またはケイ酸のカルシウム、ナトリウム、またはカリウム塩などの任意の好適なアルカリ剤をヒドロゲル形成剤として使用してもよい。しかしながら、カルシウム含有材料、特に、水酸化カルシウム、リン酸カルシウム、およびケイ酸カルシウムが骨セメント用途に好ましい。ヒドロゲル形成ポリマーがアルギン酸またはペクチン酸またはそれらの誘導体を含む場合、ヒドロゲル形成はカルシウムとの錯体形成によって起こるため、ヒドロゲル形成剤は、カルシウムを含む材料でなければならない。特に好ましい材料としては、TTCP、およびDCPA等の前述のカルシウム化合物が挙げられる。他の好適なカルシウム化合物として、酸化カルシウム、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、および炭酸カルシウムを含む。ここでも前述のように、ポリマーおよびヒドロゲル形成剤は前駆体相に任意の好適な量で存在してもよい。一般に、各材料は、全相のおよそまたは正確に1重量%〜75重量%、より好ましくは全相のおよそまたは正確に5重量%〜35重量%の量で存在してもよい。
セメントは、或いは、リン酸カルシウムセメントを含んでもよい。このようなセメントでは、リン酸カルシウム前駆体が相の一方に存在し、異なるリン酸カルシウム前駆体が相の他方に存在する。混合した場合、リン酸カルシウム複合体または第3のリン酸カルシウムは凝固してセメントを形成する。多くの場合、ヒドロキシアパタイトまたはDCPDが形成される。相はリン酸カルシウム材料を必ずしも1種類しか含んではならないのではなく、従って、例えば、相はそれぞれ複数種類のリン酸カルシウム材料を含んでもよく、第3のリン酸カルシウム材料の一部が相のいずれかまたは両方に存在してもよい。
第1の相と第2の相のそれぞれに、任意の好適なリン酸カルシウム化合物を使用してもよく、前述のカルシウム化合物の多くは特に好適であると考えられる。一般に、各相でCa/P比が0.5〜2.0の範囲であることが好ましい。幾つかの実施形態では、特にヒドロキシアパタイトを形成するのが望ましい場合、相の一方は、Ca/P比が5/3未満のリン酸カルシウムを含み、他方は、Ca/P比が5/3より大きいリン酸カルシウムを含む。ヒドロキシアパタイトのCa/P比は5/3であり、カルシウムとホスフェートの量の多寡を規定することによってヒドロキシアパタイトの形成が起こる。とりわけ、後述するように凝結促進剤を使用する場合、2つのこのような相を使用する必要はない。幾つかの実施形態では、ペーストの一方のCa/P比は5/3に等しい。前述のリン酸カルシウムセメントに関するヒドロキシアパタイトの形成では、セメントが最初約8より高いpHで形成される場合、ヒドロキシアパタイトの形成はゆっくりと進行する可能性があり、このようなセメントの前駆体の選択によってpHが8以上になる場合、凝結促進剤の使用が好ましい。幾つかの実施形態では、DCPA(下記の実施例42に記載するような)またはDCPDなど、得られるセメント中で異なるリン酸カルシウムが形成されるように全Ca/Pを選択してもよい。
これらのセメント化学は相互に排他的ではなく、従って、セメント前駆体系は、混合された場合、前述のセメントの2つ以上の属性を有するセメントを形成する材料を含んでもよいことが意図されている。
セメント中に存在する化合物および機能性材料の性質は、前述の成分に限定されず、これとは反対に、他の任意の好適な骨伝導性、生体活性、生体不活性、または他の機能性材料を本発明に関連して使用してもよい。使用される場合、これらの任意成分は、それらの意図された目的に好適な任意の量で存在してもよい。例えば、特にリン酸カルシウムセメントの場合、一方または両方のセメント前駆体相が、リン酸、塩酸、硫酸、シュウ酸、およびその塩、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、およびフッ化ナトリウムなどの凝結促進剤を含んでもよい。幾つかの実施形態では、リン酸カルシウム材料の幾つかは、それ自体で凝結を促進する。例えば、MCPMおよびある一定のナノサイズのリン酸カルシウム材料はセメントの凝結を促進する。本発明に関連して他の任意の好適な凝結促進剤を使用してもよい。凝結促進剤は、2005年4月7日に公開された、チョウ(Chow)らの米国特許出願公開第20050074415号明細書によって詳細に記載されている。
幾つかの実施形態では、セメント前駆体の一方は骨誘導タンパク質を含み、骨誘導タンパク質は、骨の形成の補助または誘導に有用な任意のタンパク質を意図している。少なくとも既知の多くの骨誘導タンパク質はアルカリ性pHで変性し得るため、骨誘導タンパク質はカルボキシル/カルシウムセメント系と併せて使用するのに特に好適であると考えられる。
別の任意成分は、放射線不透過性充填剤などの充填剤である。放射線不透過性充填剤は、例えば、硫酸バリウムまたは水酸化ビスマスなどの好適なビスマス、バリウム、またはヨウ化物化合物であってもよい。他の好適な充填剤としては、バイオガラス、シリカ、アルミナ、二相性リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、粒状リン酸カルシウムセラミックス、およびポルトランドセメント等が挙げられる。
亜鉛、マグネシウム、または他の任意の好適な薬剤などの薬剤をセメント前駆体の相の一方または両方に含んでもよい。
相の一方または両方が、相の粘度、凝集性、または注入性に影響を与えることが意図されている材料を含んでもよい。ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)等の任意の好適な生体適合性成分をそれ併せて使用してもよい。
幾つかの実施形態では、マクロ細孔形成材料を使用してもよい。例えば、前米国特許第7,018,460号明細書および同第6,955,716号明細書に開示されるように、マンニトールなどのマクロ細孔形成材料は、マクロ細孔、または150ミクロンより大きいサイズを有する細孔を形成するのに有用である。このような細孔は場合によっては望ましく、細孔がこれらのセメントの部位内またはその近傍の軟組織の成長を促進するのに有用な構造を作り出すと考えられる。
前米国特許第7,018,640号明細書および同第6,955,716号明細書の幾つかの実施形態にも記載されているように、繊維またはメッシュ等の1つ以上の強化構成成分を使用してもよい。このような構成成分は吸収性であってもまたは非吸収性であってもよい。
以下の実施例は本発明を説明するために提供されるが、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。これらの実施例は全て2種類の液体ペーストが調製される2相セメント前駆体系を記載しており、それらのペーストはペースト1およびペースト2と示される。アスタリスク記号(「」)はペーストが両方とも水性であることを示し、アスタリスク記号のないものは、一方のペーストが水性であり、他方のペーストが非水性であることを示す。
実施例1〜25はカルボキシル/カルシウムセメント系を記載する。
実施例1
硫酸バリウム(BaSO)3.0gとヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)0.12gをグリコール酸の水溶液(8.5M)1.5mL中に混合することによって、ペースト1を調製した。ペースト2は、リン酸カルシウムセメント(CPC)混合物(リン酸四カルシウム(TTCP)73%および無水第二リン酸カルシウム(DCPA)27%を含有)3g、およびグリセリン1.0gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、5分未満で硬化した。
ペーストを両方とも50℃で10日間エージングした。ペーストの稠度または凝結反応に測定可能な変化は観察されなかった。ルメートル(Lemaitre)ら、「リン酸カルシウム水硬性セメントの凝結、硬化および吸収(Setting, Hardening and Resorption of Calcium Phosphate Hydraulic Cements)」、Rev Stomatol.Chir.Maxiffofac.1992;93:163〜165頁に記載の方法論で直径引張強度(DTS)を評価した。1日凝結セメントサンプルのDTSは2.52±0.37MPa(n=5)であった。本発明の特許請求の範囲を限定するものではないが、一般に、1.2MPa〜3.5MPaの範囲のDTSが使用条件を満たすと考えられ、従って、このセメントは使用条件を満たすと思われる。
実施例1a
第一リン酸カルシウム一水和物(MCPM)2.5gをグリコール酸の水溶液(8.5M)1.0ml中に混合することによって、ペースト1を調製した。ペースト2は、リン酸カルシウムセメント(CPC)混合物(リン酸四カルシウム(TTCP)73%および無水第二リン酸カルシウム(DCPA)27%を含有)2.5g、およびポリエチレングリコール400を1.0gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約5分で硬化した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度(DTS)は、1.40±0.02MPa(n=3)であった。
実施例1b
第一リン酸カルシウム一水和物(MCPM)2.54gをグリコール酸の水溶液(8.5M)1.0ml中に混合することによって、ペースト1を調製した。ペースト2は、リン酸四カルシウム(TTCP)2.5gおよびポリエチレングリコール400を1.0gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約5分で硬化した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度(DTS)は、1.84±0.08MPa(n=4)であった。
実施例2
硫酸バリウム3.0gを酒石酸の水溶液(8.5M)1.5mL中に混合することによって、ペースト1を調製した。ペースト2は、リン酸カルシウムセメント(CPC)混合物(リン酸四カルシウム(TTCP)73%および無水第二リン酸カルシウム(DCPA)27%を含有)3g、およびグリセリン1.2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、5分未満で硬化した。
実施例3
アルミナ(Al)3.0gをグリコール酸の水溶液(8.5M)1.5mL中に混合することによって、ペースト1を調製した。ペースト2は、リン酸カルシウムセメント(CPC)混合物(リン酸四カルシウム(TTCP)73%および無水第二リン酸カルシウム(DCPA)27%を含有)3g、およびグリセリン1.1gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約5分で硬化した。
実施例4
ペースト1はTTCP3.0gおよび水1.3mLで構成した。ペースト2は、グリコール酸顆粒3gおよびグリセリン1gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、2〜3分で硬化した。
実施例5
ペースト1はTTCP3.0gおよび水1.3mLで構成した。ペースト2は、マレイン酸粒3gおよびグリセリン1gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)でほぼ即時に硬化した。
実施例6
ペースト1はTTCP3.0gおよび水1.5mLで構成した。ペースト2は、クエン酸顆粒3gおよびグリセリン1gで構成された。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約30分で硬化した。
実施例7
ペースト1は第一リン酸カルシウム一水和物(MCPM)4.0gおよびグリコール酸の水溶液(8.5M)1.5mLで構成した。ペースト2は、グリセロリン酸カルシウム1.5g、水酸化カルシウム1.5g、およびグリセリン1gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)で即時に硬化した。
実施例8
ペースト1はTTCP3.0gおよび水1.5mLで構成した。ペースト2は、酒石酸粒2g、MCPM1g、およびグリセリン1.5gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)でほぼ即時に硬化した。
実施例9
ペースト1は、β−リン酸三カルシウム(β−TCP)3.0gおよび水1.3mLで構成した。ペースト2は、アルミナ3gおよびグリコール酸の水溶液(8.5M)1.5mLで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)で即時に硬化した。
実施例10
ペースト1は、アルミナ3gおよびグリコール酸の水溶液(8.5M)1.5mLで構成した。ペースト2は、α−リン酸三カルシウム(α−TCP)3.0g、およびポリエチレングリコール400を1.4gで構成された。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)で即時に硬化した。
実施例11
ペースト1は、市販のヒドロキシアパタイト(HA)(バイオラッド(bio−Rad))3.0gおよび水2.5mLで構成した。ペースト2は、アルミナ3gおよび酒石酸の水溶液(8M)1.5mLで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約5分で硬化した。
実施例12
ペースト1は、硫酸バリウム3gおよびグリコール酸の水溶液(8.5M)1.2mLで構成した。ペースト2は、非晶質リン酸カルシウム(ACP)1.2gおよびグリセリン1.2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、2〜3分で硬化した。
実施例13
ペースト1は、硫酸バリウム3gおよびグリコール酸の水溶液(8.5M)1.3mLで構成した。ペースト2は、リン酸八カルシウム(OCP)1.5gおよびグリセリン1.8gで構成された。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、5分未満で硬化した。
実施例14
ペースト1は、硫酸バリウム3gおよびマロン酸の水溶液(14M)1.0mLで構成した。ペースト2は、α−TCP3モルと炭酸カルシウム1モルからなるCPC混合物(Ca/Pモル比=1.67)2.9gおよびグリセリン1.5gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約50分で硬化した。
実施例15
ペースト1は、硫酸バリウム3.1gおよびグリコール酸の水溶液(8.5M)1.2mLで構成した。ペースト2は、無水第二リン酸カルシウム(DCPA)3モルと水酸化カルシウム2モルからなるCPC混合物(Ca/Pモル比=1.67)1.6g、およびグリセリン1.4gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約10分で硬化した。
実施例16
ペースト1は、硫酸バリウム3gおよびグリコール酸の水溶液(8.5M)1.2mLで構成した。ペースト2は、DCPA3モルと水酸化カルシウム2モルからなるCPC混合物(Ca/Pモル比=1.67)1.6g、およびグリセリン1.4gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約10分で硬化した。
実施例17
ペースト1は、MCPM1.5g、DCPD1.5g、グリコール酸顆粒1.7g、およびMCPMとDCPDの両方に関して飽和した溶液([Ca]=1.3M、[P]=4.4M、pH=1.9)3mLで構成した。ペースト2は、TTCP3gおよび水1.3mLで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)で即時に凝結した。
実施例18
ペースト1は、MCPM1.5g、DCPD1.5g、グリコール酸粒1.7g、およびMCPMとDCPDの両方に関して飽和した溶液([Ca]=1.3M、[P]=4.4M、pH=1.9)3mLで構成した。ペースト2は、TTCP3g、水0.75mLおよびグリセリン0.75gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、5分未満で凝結した。
実施例19
ペースト1は、DCPA3gおよびクエン酸の水溶液(2M)1.4mLで構成された。ペースト2は、TTCP3gおよび水1.4mLで構成された。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)でほぼ即時に凝結した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度は4.18±1.02MPa(n=5)であった。
実施例20
ペースト1は、DCPA3gおよびクエン酸の水溶液(2M)1.4mLで構成した。ペースト2は、TTCP3gおよびグリセリン1.35gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、10分未満で凝結した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度は、3.86±0.86MPa(n=5)であった。
実施例21
ペースト1は、DCPA3gおよびクエン酸の水溶液(2M)1.4mLで構成した。ペースト2は、TTCP3g、水0.5g、およびグリセリン1gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、5分未満で凝結した。
実施例22
ペースト1は、水酸化カルシウム3gおよび水2mLで構成した。ペースト2は、クエン酸顆粒3gおよびグリセリン1gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、5分未満で凝結した。
実施例23
ペースト1は、粉砕されたDCPA1.5g、HPMC0.01g、およびリンゴ酸の水溶液(2M)1.2gで構成した。ペースト2は、TTCP1.5gおよび1%HPMC水溶液0.7gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、5分未満で凝結した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度(DTS)は、3.48±0.40MPa(n=5)であった。
実施例24
ペースト1は、MCPM2g、グリコール酸の水溶液(8.5M)1g、およびグリセリン0.1gで構成した。ペースト2は、ポルトランドセメント3gおよびグリセリン1.2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約9分で凝結した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度は、2.31±0.65MPa(n=5)であった。
実施例25
ペースト1は、MCPM3g、グリコール酸の水溶液(8.5M)1.25gで構成した。ペースト2は、ケイ酸三カルシウム3gおよびグリセリン2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約4分で凝結した。
実施例26〜35はヒドロゲルセメント系を記載する。
実施例26
MCPM3.0gをキトサン乳酸塩溶液(キトサン乳酸塩15%+水85%)2.5g中に混合することによって、ペースト1を調製した。ペースト2は、リン酸カルシウムセメント(CPC)混合物(リン酸四カルシウム(TTCP)73%および無水第二リン酸カルシウム(DCPA)27%を含有)3g、およびグリセリン1.2gで構成された。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約5分で凝結し、非剛性の硬質塊を形成した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度は、2.15±0.21MPa(n=5)であった。
実施例27
硫酸バリウム3.0gをアルギン酸ナトリウム溶液(アルギン酸ナトリウム20%+水80%)1.5g中に混合することによって、ペースト1を調製した。ペースト2は、DCPA3g、および第二リン酸カルシウム二水和物に関して飽和したpH2.1の溶液1.5mLで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約5分で凝結した。
実施例28
ペースト1は、MCPM2.5g、キトサン乳酸塩溶液(キトサン乳酸塩15%+水85%)1.8g、およびグリセリン1gで構成した。ペースト2は、炭酸カルシウム3gおよびグリセリン1gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約5分で凝結し、非剛性の硬質塊を形成した。
実施例29
ペースト1は、MCPM2.5g、キトサン乳酸塩溶液(キトサン乳酸塩15%+水85%)1.8g、およびグリセリン1gで構成した。ペースト2は、リン酸カルシウムセメント(CPC)混合物(リン酸四カルシウム(TTCP)73%および無水第二リン酸カルシウム(DCPA)27%を含有)3g、およびグリセリン1.5gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)でほぼ即時に凝結し、非剛性の硬質塊を形成した。
実施例30
ペースト1は、TTCP3gおよび水1.4mLで構成した。ペースト2は、キトサンリンゴ酸塩2gおよびグリセリン1gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積配合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)でほぼ即時に凝結し、非剛性の硬質塊を形成した。
実施例31
ペースト1は、炭酸カルシウム3gおよび水1.5mLで構成した。ペースト2は、キトサンリンゴ酸塩2gおよびグリセリン1gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積配合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)で約5分凝結し、非剛性の硬質塊を形成した。
実施例32
ペースト1は、MCPM3gをキトサン乳酸塩溶液(キトサン乳酸塩15%+水85%)3g中に混合することによって調製した。ペースト2は、ポルトランドセメント3g、およびグリセリン1.2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積配合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約1分で凝結し、非剛性の硬質塊を形成した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度(DTS)は、2.26±0.75MPa(n=5)であった。
実施例33
ペースト1は、DCPA1gおよび硫酸バリウム1.2gをキトサン乳酸塩溶液(キトサン乳酸塩15%+水85%)1.1g中に混合することによって調製した。ペースト2は、TTCP1.4g、ケイ酸三カルシウム0.6g、リン酸水素二ナトリウム0.2g、およびグリセリン1.2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約10分で凝結し、非剛性の硬質塊を形成した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度は、2.06±0.37MPa(n=5)であった。
実施例34
ペースト1は、DCPA2gおよびMCPM1gをキトサン乳酸塩溶液(キトサン乳酸塩5%+水95%)1.5g中に混合することによって調製した。ペースト2は、TTCP3gおよびグリセリン1.7gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約20分で凝結し、非剛性の硬質塊を形成した。
実施例35
ペースト1は、TTCP3.0gを、アルギン酸ナトリウム溶液(アルギン酸ナトリウム20%+水80%)1.5gおよびグリセリン0.1g中に混合することによって調製した。ペースト2は、DCPA3g、および第二リン酸カルシウム二水和物に関して飽和したpH2.1の溶液1.5mLで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約20分で凝結し、非剛性の硬質塊を形成した。
実施例36〜39は、カルボキシル/カルシウムセメントとヒドロゲルセメントの両方を使用するセメント系を記載する。
実施例36
硫酸バリウム3.0g、キトサン乳酸塩0.18g、およびグリコール酸の水溶液(8.5M)1.8gを組み合わせることによって、ペースト1を調製した。ペースト2は、TTCP3gおよび水1.3mLで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストはほぼ即時に硬化した。
実施例37
ペースト1は、MCPM3gを、8.5Mのグリコール酸と10重量%のキトサン乳酸塩とを含有する水溶液4g中に混合することによって調製した。ペースト2は、ポルトランドセメント3gおよびグリセリン1.2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは37℃、5分で硬化した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度(DTS)は、2.05±0.32MPa(n=5)であった。
実施例38
ペースト1は、MCPM3gを、8.5Mのグリコール酸と10重量%のキトサン乳酸塩とを含有する水溶液4g中に混合することによって調製した。ペースト2は、TTCP3g、HPMC0.015g、およびグリセリン1.5gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは37℃、5分未満で硬化した。
実施例39
ペースト1は、MCPM3gを、8.5Mのグリコール酸と10重量%のキトサン乳酸塩とを含有する水溶液4g中に混合することによって調製した。ペースト2は、リン酸カルシウムセメント(CPC)混合物(TTCP73重量%およびDCPA27重量%を含有する)3gおよびグリセリン1.2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積配合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは37℃、5分未満で硬化した。
実施例40〜42および実施例43〜45は、リン酸カルシウムセメント系を記載する。
実施例40
ペースト1は、MCPM3.0g、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)0.1g、およびMCPMとDCPDの両方の飽和溶液([Ca]=1.3M、[P]=4.4M、pH=1.9)1.5mLで構成した。ペースト2は、TTCP3gおよびグリセリン2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積配合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)でほぼ即時に凝結した。
実施例41
ペースト1は、DCPA3g、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)0.1g、および1Mのリン酸水素ナトリウム溶液2mLで構成した。ペースト2は、TTCP3gおよびグリセリン2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは室温下(21℃)、約5分で凝結した。
実施例42
ペースト1は、MCPM3.0g、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)0.017g、MCPMとDCPDの両方の飽和溶液([Ca]=1.3M、[P]=4.4M、pH=1.9)1.5gおよびグリセリン0.5gで構成した。ペースト2は、リン酸カルシウムセメント(CPC)混合物(TTCP73重量%およびDCPA27重量%を含有する)3g、HPMC0.017g、およびグリセリン1.2gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは37℃、10分未満で硬化した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度は、2.39±0.60MPa(n=5)であった。
比較例1
米国特許出願公開第20040244651号明細書(ルメートル(Lemaitre)ら、2004年)の実施例2に記載されているものと同一の2相ペーストセメントを調製した。ペースト1は、DCPA1.36g、HA(Ca(POOH)2.3g、および10mmol/lのオルトリン酸1.85gで構成した。ペースト2は、TTCP3.66gおよび滅菌水1.85gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは37℃で60分以内に凝結しなかった。このセメントは硬化が遅過ぎたため、凝結促進剤を更に含有する別の2相ペーストセメントを次に記載した。
比較例2
米国特許出願公開第20040244651号明細書(ルメートル(Lemaitre)ら、2004年)の実施例2に記載されているものと類似の2相ペーストセメントを調製した。ペースト1は、DCPA1.36g、HA(Ca(POOH)2.3g、および、凝結促進剤であるリン酸水素ナトリウム水溶液(1.5M)1.15gで構成した。セメントのペースト2は、TTCP3.66gおよび滅菌水1.85gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積分配し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは37℃、約25分で凝結した。
別々の気密容器に保存された2種類のセメントペーストを50℃で7日間エージングした。エージングしたペーストから調製したセメントサンプルの凝結時間は4日を超えた。この結果から、エージングの結果としてセメントペーストの一方または両方が反応性を失ったことが分かる。
実施例43
ペースト2は水を含まなかったこと以外、比較例2で調製されたものと類似の2相ペーストセメントを調製した。ペースト1は、DCPA1.36g、HA(Ca(POOH)2.3g、および、リン酸水素ナトリウム水溶液(1.5M)1.15gで構成された。セメントのペースト2は、TTCP3.66gおよびグリセリン2.28gで構成された。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは37℃、約25分で凝結した。
別々の気密容器に保存された2種類のセメントペーストを50℃で7日間エージングした。エージングしたペーストから調製したセメントサンプルの凝結時間は約22分であった。この結果から、エージングの結果として、セメントペーストはどちらも反応性を失わなかったことが分かる。第2のペーストから水を除去することによって、系の安定性が著しく向上したことが分かった。
実施例44
ペースト1は、MCPM3.0g、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)0.017g、MCPMとDCPDの両方の飽和溶液([Ca]=1.3M、[P]=4.4M、pH=1.9)1.5gで構成した。ペースト2は、α−リン酸三カルシウム3g、HPMC0.017g、HPMC0.018g、およびグリセリン1.74gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは37℃、7分未満で硬化した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度は、1.31±0.26MPa(n=3)であった。
実施例45
ペースト1は、MCPM3.0g、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)0.017g、MCPMとDCPDの両方に関して飽和した溶液([Ca]=1.3M、[P]=4.4M、pH=1.9)1.5gで構成した。ペースト2は、β−リン酸三カルシウム3g、HPMC0.017g、HPMC0.018g、およびグリセリン1.74gで構成した。送達チップ内に静的ミキサーを装備したデュアルバレルマイクロディスペンサ(容積比1:1)を使用して、2種類のペーストをほぼ同体積調合し、均一に混合した。組み合わせられたペーストは37℃、7分未満で硬化した。1日凝結セメントサンプルの直径引張強度は、2.28±0.27MPa(n=5)であった。
このようにして、本発明は様々な好ましい実施形態で、2相セメント前駆体系、並びに、関連するキットおよび方法を提供することが分かる。本発明のセメントは、軟組織および硬組織と適合性があるという点で、生体適合性がある。好ましい実施形態では、セメントは骨伝導能があり、組織の慢性的な炎症を引き起こさない。セメントは好ましくは注入可能であり、注入される場合、注入中に混合が起こるので、外科医にセメント注入とセメント硬化の間の、最大限の時間を許容する。本発明に関して使用される様々なセメント化学を変えることによって、硬化時間の範囲、物理学的および強度特性の範囲、および生体内吸収速度の範囲が実現され得る。
本明細書に引用される出版物、特許出願、および特許を含む全ての参考文献は、参照により援用される。別途明記されない限り、可能な成分または構成成分のどのような列挙においても、可能な成分または構成成分の混合物が意図されている。「好ましい」実施形態としてのある一定の実施形態の記載、および、好ましいものとしての実施形態、特徴、または範囲についてのその他の記載は、限定的であると考えられるものではなく、本発明は、現在のところあまり好ましくないと考えられる実施形態も包含するものと考えられる。本明細書に別途記載されない限り、または他に文脈によって明確に否定されない限り、本明細書に記載される全ての方法を任意の好適な順番で実施することができる。本明細書に記載される任意のおよび全ての実施例の使用、または例示的文言(例えば、「など」)は、本発明を明らかにすることを意図したものであり、別途主張されない限り、本発明の範囲を限定するものではない。本発明のまたは好ましい実施形態の性質または利益に関する本明細書中のあらゆる記述は、限定を意図したものではなく、添付の特許請求の範囲は、このような記述によって限定されるものと考えられるべきではない。例えば、前駆体相の安定性を評価するための前述のパラメータは、特許請求の範囲に明記されない限り、限定的であると考えられない。より一般には、本明細書中の文言は、権利請求されていない要素も本発明の実施に必須のものとして示すものと解釈されるべきではない。本発明は、適用可能な法律によって認可されるように、添付の特許請求の範囲に記載される主題の全ての変更および等価物を含む。更に、本明細書に別途記載されない限り、または他に文脈によって明確に否定されない限り、その全ての可能な変形における前述の要素の任意の組み合わせが本発明に包含される。本明細書において参考文献または特許を「前(prior)」として記載しているが、それには、このような文献が本発明に対する従来技術として利用可能であるという容認となることが意図されていない。

Claims (38)

  1. 少なくとも第1および第2の別個の相を含む2相セメント前駆体系であって、前記第1の相が第1のリン酸カルシウム化合物を含み、前記第2の相が第2のリン酸カルシウム化合物を含み、前記第1の相と第2の相が別々であり、前記第1の相と第2の相が混合時に生体適合性セメントを形成し、前記第1の相と第2の相の一方が水性であり、前記第1の相と第2の相の他方が少なくとも実質的に非水性である、2相セメント前駆体系。
  2. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が骨誘導剤を含む、請求項1に記載の2相セメント前駆体系。
  3. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が放射線不透過性充填剤を含む、請求項1に記載の2相セメント前駆体系。
  4. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方がマクロ細孔形成剤を含む、請求項1に記載の2相セメント前駆体系。
  5. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が薬剤を含む、請求項1に記載の2相セメント前駆体系。
  6. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が増粘剤を含む、請求項1に記載の2相セメント前駆体系。
  7. 前記第1の相は、Ca/P比が5/3未満のリン酸カルシウム化合物を含み、前記第2の相は、Ca/P比が5/3超のリン酸カルシウム化合物を含む、請求項1に記載の2相セメント前駆体系。
  8. 前記第1の相が、第一リン酸カルシウム一水和物、無水第二リン酸カルシウム、無水第一リン酸カルシウム、および第二リン酸カルシウム二水和物からなる第1の群から選択される少なくとも1種類の化合物を含む、請求項7に記載の2相セメント前駆体系。
  9. 前記第2の相がリン酸四カルシウムを含む、請求項7に記載の2相セメント前駆体系。
  10. 強化構成成分を含む、請求項1に記載の2相セメント前駆体系。
  11. 請求項1に記載の系と分配装置とを含むキット。
  12. セメント前駆体系を提供する工程であって、前記系が、少なくとも第1および第2の別個の相を含み、前記第1の相が第1のリン酸カルシウム化合物を含み、前記第2の相が第2のリン酸カルシウム化合物を含み、前記第1の相と第2の相が別々であり、前記第1の相と第2の相が混合時に生体適合性セメントを形成し、前記第1の相と第2の相の一方が水性であり、前記第1の相と第2の相の他方が少なくとも実質的に非水性である工程、および
    骨修復が望まれる領域に前記第1の相と第2の相との混合物を塗布する工程、
    を含む骨修復方法。
  13. 少なくとも第1および第2の別個の相を含む容器を包含する2相セメント前駆体系であって、前記第1の相がカルボン酸およびカルボン酸塩からなる群から選択されるカルボキシル化合物を含み、前記第2の相がカルシウム化合物を含み、前記第1の相と第2の相が別々であり、前記第1の相と第2の相が混合時に生体適合性セメントを形成し、前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が水性である、2相セメント前駆体系。
  14. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が骨誘導剤を含む、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  15. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が放射線不透過性充填剤を含む、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  16. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方がマクロ細孔形成剤を含む、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  17. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が薬剤を含む、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  18. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が増粘剤を含む、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  19. 前記カルボキシル化合物が、グリコール酸、クエン酸、酒石酸、グリセロリン酸、マロン酸、リンゴ酸、およびマレイン酸およびこれらの塩からなる群から選択される少なくとも1種類の酸または塩を含む、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  20. 前記カルシウム化合物が、無水第一リン酸カルシウム、第一リン酸カルシウム一水和物、無水第二リン酸カルシウム、第二リン酸カルシウム二水和物、リン酸八カルシウム、α−リン酸三カルシウム、β−リン酸三カルシウム、非晶質リン酸カルシウム、カルシウム、ヒドロキシアパタイト、カルシウム欠損ヒドロキシアパタイト、カーボネート含有ヒドロキシアパタイト、フッ化物含有ヒドロキシアパタイトからなる群から選択される少なくとも1種類の化合物である、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  21. 強化構成成分を含む、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  22. 前記第1の相と第2の相の一方が水性であり、前記第1の相と第2の相の他方が非水性である、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  23. 前記第1の相と第2の相の一方が水性であり、前記第1の相と第2の相の他方が少なくとも実質的に非水性の液体を含む、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  24. 前記第1の相と第2の相の両方が水性である、請求項13に記載の2相セメント前駆体系。
  25. 請求項13に記載の系と分配装置とを含むキット。
  26. 少なくとも第1および第2の別個の相を含むセメント前駆体系を提供する工程であって、前記第1の相がカルボン酸およびカルボン酸塩からなる群から選択されるカルボキシル化合物を含み、前記第2の相がカルシウム化合物を含み、前記第1の相と第2の相が別々であり、前記第1の相と第2の相が混合時に生体適合性セメントを形成し、前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が水性である工程、および
    骨修復が望まれる領域に前記第1の相と第2の相との混合物を塗布する工程、
    を含む骨修復方法。
  27. 少なくとも第1および第2の別個の相を包含する容器を含む2相セメント前駆体系であって、前記第1の相がヒドロゲル形成ポリマーを含み、前記第1の相と第2の相の前記一方がヒドロゲル形成剤を含み、前記第1の相と第2の相が別々であり、前記第1の相と第2の相が混合時に生体適合性セメントを形成し、前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が水性である、2相セメント前駆体系。
  28. 前記第2の相がアルカリ化合物を含む、請求項27に記載の2相セメント前駆体系。
  29. 前記第2の相がカルシウム化合物を含む、請求項27に記載の2相セメント前駆体系。
  30. 前記ヒドロゲル形成ポリマーが、キトサン、生体適合性キトサン誘導体、アルギン酸、生体適合性アルギン酸塩、ペクチン酸、および生体適合性ペクチン酸塩からなる群から選択される少なくとも1種類のポリマーである、請求項27に記載の2相セメント前駆体系。
  31. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が骨誘導剤を含む、請求項27に記載の2相セメント前駆体系。
  32. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が放射線不透過性充填剤を含む、請求項27に記載の2相セメント前駆体系。
  33. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方がマクロ細孔形成剤を含む、請求項27に記載の2相セメント前駆体系。
  34. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が薬剤を含む、請求項25に記載の2相セメント前駆体系。
  35. 前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が増粘剤を含む、請求項27に記載の2相セメント前駆体系。
  36. 強化構成成分を含む、請求項27に記載の2相セメント前駆体系。
  37. 請求項27に記載の系と分配装置とを含むキット。
  38. 少なくとも第1および第2の別個の相を含むセメント前駆体系を提供する工程であって、前記第1の相がヒドロゲル形成ポリマーを含み、前記第2の相がヒドロゲル形成剤を含み、前記第1の相と第2の相が別々であり、前記第1の相と第2の相が混合時に生体適合性セメントを形成し、前記第1の相と第2の相の少なくとも一方が水性である工程、および
    骨修復が望まれる領域に前記第1の相と第2の相との混合物を塗布する工程、
    を含む骨修復方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009512713A (ja) * 2005-10-21 2009-03-26 エイディーエイ ファウンデーション 歯科および歯内充填材料並びに方法
JP2012524821A (ja) * 2009-12-18 2012-10-18 ハウメディカ・オステオニクス・コーポレイション 照射後貯蔵安定性の直接注入可能なデュアルペースト型骨セメントを製造するシステムおよびリン酸カルシウム組成物
WO2015133149A1 (ja) * 2014-03-06 2015-09-11 株式会社メディカルユーアンドエイ 二相性自発硬化型リン酸カルシウムの形状を賦形するための作業時間の制御方法
WO2016051887A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 オリンパステルモバイオマテリアル株式会社 骨補填材
JP2017529208A (ja) * 2014-08-28 2017-10-05 バイオヴェンタス・エルエルシー 改善された骨誘導性基材及びその作製方法
US10130678B2 (en) 2014-12-29 2018-11-20 Bioventus, LLC. Systems and methods for improved delivery of osteoinductive molecules in bone repair
JP2022030655A (ja) * 2020-08-07 2022-02-18 HOYA Technosurgical株式会社 リン酸カルシウム組成物

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1891984A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-27 Graftys Macroporous and highly resorbable apatitic calcium-phosphate cement
JP5404407B2 (ja) * 2007-09-20 2014-01-29 国立大学法人九州大学 硬化性組成物
EP2358651A2 (en) 2008-11-12 2011-08-24 Engqvist, Håkan Hydraulic cements, methods and products
IT1396984B1 (it) * 2009-12-17 2012-12-20 Merello Un cemento osseo calciofosfato, procedimento per la sua preparazione e suoi usi
JP5871822B2 (ja) 2010-03-10 2016-03-01 オスディーサイン アーベー 組織欠損を補正するためのインプラントおよび方法
US9463046B2 (en) 2011-08-22 2016-10-11 Ossdsign Ab Implants and methods for using such implants to fill holes in bone tissue
US8591645B2 (en) 2011-09-09 2013-11-26 Ossdsign Ab Hydraulic cements with optimized grain size distribution, methods, articles and kits
US20130066327A1 (en) 2011-09-09 2013-03-14 Håkan Engqvist Hydraulic cement compositions with low ph methods, articles and kits
CN104853783B (zh) 2012-12-14 2018-03-02 奥斯设计公司 形成水泥的组合物、三斜磷钙石水泥、植入物及用于矫正骨缺损的方法
WO2014125381A2 (en) 2013-02-12 2014-08-21 Ossdsign Ab Mosaic implants, kits and methods for correcting bone defects
KR20170043110A (ko) 2014-08-14 2017-04-20 오에스에스디자인 아베 뼈 결함 교정을 위한 뼈 이식
KR102289211B1 (ko) * 2018-07-12 2021-08-13 순천향대학교 산학협력단 알긴산 염-히알루론산 마이크로 캡슐을 포함하는 골 재생용 시멘트 및 이의 제조방법
KR102105549B1 (ko) * 2019-07-25 2020-04-29 주식회사 메디팹 일정한 함량의 인산칼슘을 함유하는 인산칼슘 하이드로겔 조성물의 제조방법
US20220145254A1 (en) * 2019-07-25 2022-05-12 Medifab Co., Ltd. Osteoporosis model comprising calcium phosphate hydrogel composition and use thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02311406A (ja) * 1989-05-24 1990-12-27 Hairu:Kk 根管充填材組成物
JPH03215406A (ja) * 1990-01-12 1991-09-20 Ube Ind Ltd 硬化性糊剤根管充填材
JPH05168692A (ja) * 1991-06-26 1993-07-02 Nitta Gelatin Inc 生体硬組織修復用硬化性材料
US20030137093A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-24 Schnipke Ronald J. Robotic loader for surgical stapling cartridge
US20030167093A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-04 American Dental Association Health Foundation Self-hardening calcium phosphate materials with high resistance to fracture, controlled strength histories and tailored macropore formation rates
WO2004093734A2 (en) * 2002-01-23 2004-11-04 Ada Foundation Premixed self-hardening bone graft pastes
US20040244651A1 (en) * 2001-11-14 2004-12-09 Lemaitre Jacques Pasty or liquid multiple constituent compositions for injectable calcium phosphate cements
WO2005074453A2 (en) * 2004-01-16 2005-08-18 Ada Foundation Rapid-hardening calcium phosphate cement compositions

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2197329B (en) * 1986-09-10 1990-01-10 Showa Denko Kk Hard tissue substitute composition
US5962028A (en) * 1988-04-20 1999-10-05 Norian Corporation Carbonated hydroxyapatite compositions and uses
EP0639366A1 (en) * 1993-08-19 1995-02-22 Kingstar Technology Limited (Uk) Hydroxyapatite cement as bone or tooth replacement
AUPP494798A0 (en) * 1998-07-29 1998-08-20 Pacific Biolink Pty Limited Protective protein formulation
US6383519B1 (en) * 1999-01-26 2002-05-07 Vita Special Purpose Corporation Inorganic shaped bodies and methods for their production and use

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02311406A (ja) * 1989-05-24 1990-12-27 Hairu:Kk 根管充填材組成物
JPH03215406A (ja) * 1990-01-12 1991-09-20 Ube Ind Ltd 硬化性糊剤根管充填材
JPH05168692A (ja) * 1991-06-26 1993-07-02 Nitta Gelatin Inc 生体硬組織修復用硬化性材料
US20040244651A1 (en) * 2001-11-14 2004-12-09 Lemaitre Jacques Pasty or liquid multiple constituent compositions for injectable calcium phosphate cements
US20030137093A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-24 Schnipke Ronald J. Robotic loader for surgical stapling cartridge
WO2004093734A2 (en) * 2002-01-23 2004-11-04 Ada Foundation Premixed self-hardening bone graft pastes
US20030167093A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-04 American Dental Association Health Foundation Self-hardening calcium phosphate materials with high resistance to fracture, controlled strength histories and tailored macropore formation rates
US20050081750A1 (en) * 2002-03-01 2005-04-21 American Dental Association Health Foundation Self-hardening calcium phosphate materials with high resistance to fracture, controlled strength histories and tailored macropore formation rates
WO2005074453A2 (en) * 2004-01-16 2005-08-18 Ada Foundation Rapid-hardening calcium phosphate cement compositions

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009512713A (ja) * 2005-10-21 2009-03-26 エイディーエイ ファウンデーション 歯科および歯内充填材料並びに方法
JP2012524821A (ja) * 2009-12-18 2012-10-18 ハウメディカ・オステオニクス・コーポレイション 照射後貯蔵安定性の直接注入可能なデュアルペースト型骨セメントを製造するシステムおよびリン酸カルシウム組成物
US8481065B2 (en) 2009-12-18 2013-07-09 Howmedica Osteonics Corp. Post irradiation shelf-stable dual paste direct injectable bone cement precursor systems and methods of making same
US8722073B2 (en) 2009-12-18 2014-05-13 Howmedica Osteonics Corp. Post irradiation shelf-stable dual paste direct injectable bone cement precursor systems and methods of making same
WO2015133149A1 (ja) * 2014-03-06 2015-09-11 株式会社メディカルユーアンドエイ 二相性自発硬化型リン酸カルシウムの形状を賦形するための作業時間の制御方法
JPWO2015133149A1 (ja) * 2014-03-06 2017-04-06 株式会社メディカルユーアンドエイ 二相性自発硬化型リン酸カルシウムの形状を賦形するための作業時間の制御方法
JP2017529208A (ja) * 2014-08-28 2017-10-05 バイオヴェンタス・エルエルシー 改善された骨誘導性基材及びその作製方法
WO2016051887A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 オリンパステルモバイオマテリアル株式会社 骨補填材
JP2016067629A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 オリンパステルモバイオマテリアル株式会社 骨補填材
US10130678B2 (en) 2014-12-29 2018-11-20 Bioventus, LLC. Systems and methods for improved delivery of osteoinductive molecules in bone repair
US11452760B2 (en) 2014-12-29 2022-09-27 Bioventus, Llc Systems and methods for improved delivery of osteoinductive molecules in bone repair
JP2022030655A (ja) * 2020-08-07 2022-02-18 HOYA Technosurgical株式会社 リン酸カルシウム組成物

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