JP2009528090A - 石灰化ゼラチンに由来する骨移植材 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、皮質あるいは海綿骨などの骨から石灰化ゼラチン担体を形成する新規方法を提供する。本発明は、石灰化ゼラチン担体自体、DBM骨製品を含む当該石灰化ゼラチン担体を含む骨製品、および骨から形成される石灰化ゼラチン担体を含むキットをさらに提供する。本発明は、骨移植製品および石灰化ゼラチン担体の両方が独立して骨ロットに由来する、骨製品を作製する方法をさらに提供する。また、その上に、またはそれに組み込まれて、石灰化担体あるいは骨移植製品を含む、外科的インプラントまたは装置も提供する。本発明は、本発明の石灰化担体、骨製品、または外科的インプラント、あるいは装置を使用して治療する方法をさらに提供する。
骨移植は、外傷、疾病、あるいは変形によって影響を受けた部位の組織を再生成するために、整形外科的外傷および脊髄外科医によって施される一般的処置である。移植材は、患者自身の骨格から得られた骨、組織提供者から得られた同種骨、および多孔セラミックならびにポリマーから構成される合成材を含む。脱灰骨基質(DBM)は、DBM粒子内の成長因子の存在により、骨形成を積極的に刺激する骨移植の特殊な種類である。同種皮質骨に由来するDBMは、多様な整形外科の症例において広く使用されてきた。しかしながら、DBM粒子の性質により、その送達および封じ込めが困難となっている。
本発明は、骨から石灰化ゼラチン担体を作製する新規技術を提供する。本プロセスにおいて、DBMではなく骨(皮質骨あるいは海綿骨など)が、出発材として使用されている。石灰化骨の使用により、結果生成されるゼラチンは骨再生プロセスで使用されるカルシウムおよびリン酸塩イオンを含有することが可能となる。さらに、当該プロセスは、一連の抽出ステップで実施され、高品質ヒトゼラチンの分離を可能にする。酸、熱および超音波攪拌を組み合わせることで、骨は骨塩を含有するゼラチン溶液に可溶されることができる。これらのプロセスは化学的および熱的にコラーゲンをゼラチン断片に分解するだけでなく、リン酸カルシウム骨塩を溶解する。骨塩を含有するゼラチン溶液に骨を溶解するために、種々のプロセスを任意で使用してもよい。例えば、熱、酸、超音波処理、塩基、塩、および/または圧力を使用してもよい。一度中和されると、ゼラチン溶液は、コラーゲン断片、ならびにカルシウム、およびリン酸塩の可溶性塩を両方含有する。ゼラチン溶液を冷却すると、粒子状DBMの効果的な担体となる石灰化ゲルができる。外科手術部位にDBM移植片を効果的に送達かつ維持するだけではなく、石灰化ゲルは再石灰化に必要なカルシウムおよびリン酸塩イオンの源を、骨再生部位に提供する。
本発明の局面、有利点およびその他の特性は、本発明の多様な非限定実施形態を開示する以下の詳細な説明で明らかとなるであろう。本発明の実施形態を説明するにあたり、明確性を持つために特定の専門用語が使用される。しかしながら、本発明は特定の専門用語に限定されることを意図しない。それぞれの要素は、類似する目的を達成するために類似する方法で実施される技術的等価物を全て含むことを理解する。さらに、本明細書に記載される引用は全て、それら全体で参照として組み込まれる。
実施例1
この実施例では、本発明に従い、石灰化担体を形成する特定の方法に従う抽出プロセスを詳細に説明する。皮質骨は、約85℃のオーブンで約1時間加熱され、約60℃で約1時間超音波処理される。計約4時間の抽出時間に1度この処理が繰り返される。この時点で、抽出溶液は、傾斜分離、あるいはろ過などの技術を用い、残余骨から分離され、第1の抽出物が得られる。第1の抽出物は冷凍され、ゼラチン断片のさらなる分解を防ぎ、あるいは緩衝、透析、限外ろ過、あるいはその他の中和技術を用い、即座に中和することが可能である。
実施例1で得られた凍結乾燥した石灰化ゼラチンは、その後滅菌水と混合され、5%ゼラチン溶液を生成することができる。完全に溶解したら、ゼラチン溶液を4℃に設定されている冷蔵庫に置き、物質をゲル化させる。この時点で、30%DBMと70%ゼラチン(重量で)の混合物が形成され、鋳型可能DBMパテを形成することができる。均一に混合すると、DBMパテは室温で安定する。
Claims (43)
- ゼラチン溶液を骨から抽出する工程、および
中和された石灰化担体溶液を形成するために、抽出されたゼラチン溶液を中和する工程
を含む、骨から石灰化担体を形成する方法。 - 凍結乾燥した石灰化担体を形成するために、中和されたゼラチン溶液を凍結乾燥する工程をさらに含む、請求項1記載の方法。
- 1つまたは複数の付加的な抽出されたゼラチン溶液を形成するために、1つまたは複数の付加的な抽出ステップを実施する工程をさらに含む、請求項1記載の方法。
- 抽出する工程は、骨の超音波処理を含む、請求項1記載の方法。
- 抽出する工程は、骨を酸で処理する工程を含む、請求項1記載の方法。
- 抽出する工程は、約40℃から約100℃の間の温度で骨を加熱する工程を含む、請求項1記載の方法。
- 液体の石灰化担体を形成するために、液体で凍結乾燥した石灰化担体を再構成する工程をさらに含む、請求項2記載の方法。
- 固体あるいは半固体の石灰化担体を形成するために、液体の石灰化担体を約室温あるいは室温未満まで冷却する工程をさらに含む、請求項7記載の方法。
- 脱灰骨基質を石灰化担体に添加する工程をさらに含む、請求項2記載の方法。
- 脱灰骨基質を液体の石灰化担体に添加する工程をさらに含む、請求項7記載の方法。
- 脱灰骨基質を固体あるいは半固体の石灰化担体に添加する工程をさらに含む、請求項8記載の方法。
- 皮質骨細片、海綿骨細片、合成移植顆粒、および自家移植組織から成る群から選択される1つまたは複数の付加的構成要素を添加する工程をさらに含む、請求項1記載の方法。
- 骨は、皮質骨あるいは海綿骨のうちの少なくとも1つから選択される、請求項1記載の方法。
- 請求項2記載の方法により生成される、石灰化担体。
- 請求項7記載の方法により生成される、液体の石灰化担体。
- 請求項8記載の方法により生成される、固体あるいは半固体の石灰化担体。
- ゼラチンと、
カルシウムおよびリン酸塩とを含む、
石灰化担体。 - 骨ゼラチン、ならびにカルシウム、およびリン酸塩を含む石灰化担体と、
少なくとも1つの骨移植材とを含む、
骨製品。 - ゲル、パテ、ペースト、シート、スポンジ、およびブロックから成る群から選択される形態である、請求項18記載の骨製品。
- 少なくとも1つの骨移植材は、脱灰骨基質、自家移植骨、同種移植皮質骨、同種移植海綿骨、合成骨移植片、細胞、および成長因子から成る群から選択される、請求項18記載の骨製品。
- 少なくとも1つの骨移植材は、脱灰骨基質を含む、請求項18記載の骨製品。
- 少なくとも1つの骨移植材および石灰化担体は、一体的に混合されている、請求項18記載の骨製品。
- 少なくとも1つの骨移植材および石灰化担体は、ブロックの個別部分を形成している、請求項18記載の骨製品。
- 凍結乾燥形態である、請求項18記載の骨製品。
- 少なくとも1つの増粘剤をさらに含む、請求項18記載の骨製品。
- 骨から形成される1つまたは複数の石灰化担体を含む、キット。
- ゼラチン、ならびにカルシウム、およびリン酸塩を含む、1つまたは複数の石灰化担体を含む、キット。
- 石灰化担体は、粉末、液体、固体および半固体から成る群から選択される形態である、請求項27記載のキット。
- 石灰化担体は粉末の石灰化担体であり、キットは粉末の石灰化担体を再構成するための1つまたは複数の液体をさらに含む、請求項27記載のキット。
- 脱灰骨基質をさらに含む、請求項27記載のキット。
- 石灰化担体を脱灰骨基質と混合するための容器をさらに含む、請求項30記載のキット。
- 石灰化ゼラチン担体を成型する鋳型をさらに含む、請求項27記載のキット。
- 骨ロットを第1の部分と第2の部分に分離する工程、
乾燥脱灰骨基質を作製するために、第1の部分を処理する工程、
石灰化ゼラチン溶液を第2の部分から抽出する工程、
石灰化ゼラチン溶液を石灰化ゼラチンに転換する工程、および
脱灰骨基質製品を形成するために、乾燥脱灰骨基質を石灰化ゼラチンと混合する工程
を含む、脱灰骨基質製品を作製する方法。 - 抽出する工程は、骨ロットの第2の部分を、約40℃から約100℃の間の温度に曝露する工程を含む、請求項33記載の方法。
- 抽出する工程は、骨ロットの第2の部分を、酸および超音波処理に曝露する工程を含む、請求項33記載の方法。
- 複数の抽出ステップを含む、請求項33記載の方法。
- 脱灰骨基質製品は、ゲル、パテ、ペースト、スポンジ、シートおよびブロックから成る群から選択される形態である、請求項33記載の方法。
- 脱灰骨基質製品を凍結乾燥させる工程をさらに含む、請求項33記載の方法。
- 凍結乾燥した骨基質製品を再水和する工程をさらに含む、請求項38記載の方法。
- インプラントと、
ゼラチン、ならびにカルシウム、およびリン酸塩を含む、1つまたは複数の石灰化担体と、
脱灰骨基質、自家移植骨、同種移植皮質骨、同種移植海綿骨、合成骨移植片、細胞、および成長因子から成る群から選択される、少なくとも1つの移植材とを含む、
外科的インプラント。 - 治療を必要とする患者に、骨移植製品を提供する工程を含む、患者を治療する方法であって、
該骨移植製品は、
ゼラチン、ならびにカルシウム、およびリン酸塩とを含む、1つまたは複数の石灰化担体と、
少なくとも1つの骨移植材とを含む、
方法。 - 少なくとも1つの骨移植材は、脱灰骨基質、自家移植骨、同種移植皮質骨、同種移植海綿骨、合成骨移植片、細胞、および成長因子から成る群から選択される、請求項41記載の方法。
- 提供する工程は、骨移植製品を患者に注入する工程を含む、請求項41記載の方法。
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