JP2021534908A - 生体活性ガラスを含むマトリックス - Google Patents

Abstract

本開示は、生体活性ガラスを含むマトリックス組成物、および損傷または先天性欠損から生じる組織容積損失を示す組織の欠損を治療するための方法を提供する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年８月３１日に出願された米国仮特許出願第６２／７２５，８６５号の利益を主張するものであり、その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、組織容積損失を示す組織の欠損を治療するための組成物および方法を提供する。

組織容積損失の治療は、結合組織の損傷または病理学的機能不全が、四肢切断を必要とする機能的障害につながり得る重大な臨床的課題のままである。例えば、大きな分節性骨欠損の復元は、依然として重大な臨床的課題である。歴史的に、長さが５ｃｍを超える長骨欠損は、自家血管柄付き骨移入または機械的骨移入のいずれかで治療されてきた。しかしながら、これらの外科的アプローチの各々は、関連する併存疾患および合併症のリスクの特有の問題を提示する。したがって、病理学的四肢を救済できないと、不必要な切断をもたらす結果となり得る。研究者らはまた、骨移植片の良好な封じ込めを提供するにもかかわらず、骨再生に生物学的利点を提供しないポリマーシートまたはチタンケージの有用性も探索している。

さらに、移植片封じ込めおよび骨誘導のための血管柄付きマトリックスを生成するために一般的に利用されるマスクレット（Ｍａｓｑｕｅｌｅｔ）技法は、ほぼ３０年にわたって成功裏に使用されてきた。しかしながら、この技法は技術的に要求が厳しく、かつ患者には長期間の、典型的には５ヶ月を超える免荷（ｎｏｎ−ｗｅｉｇｈｔ ｂｅａｒｉｎｇ）を伴う複数の外科的処置を課す。この技法には、初回手術から約２ヶ月後に骨移植片を二次配置するための異物反応を通じて軟組織エンベロープが最初に作成される二段階の外科的処置が必要である。

したがって、大きな分節性骨欠損などの筋骨格組織の再生を含む、組織容積損失を示す組織の欠損を治療するのに役立つ組成物および方法に対する満たされていない大きな医学的必要性が依然として存在しており、この組成物および方法は、このような欠損を治療するために使用される手順を簡素化し、組織治癒に必要な時間を短縮することが可能である。

本開示の一態様は、組織容積損失を示す組織の欠損を治療するためのマトリックス組成物を包含する。マトリックスは、第１の表面および第２の表面を含むポリマー膜と、ポリマー膜の表面と会合した生体活性ガラスと、を含む。生体活性ガラスは、組織治癒を促進することができる無機元素を含む。

マトリックスは、生体適合性、可撓性、再吸収性、またはこれらの組み合わせであり得る。生体活性ガラスは、繊維または球体の形態であり得、多孔質であり得る。生体活性ガラスは、約５０〜５５重量％のホウ酸塩、約０％のケイ酸塩、および約３．０〜５．０重量％のリン酸塩を含むホウ酸塩ガラスであり得る。

無機元素は、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｌｉ、およびこれらの組み合わせから選択することができる。いくつかの態様では、無機元素は、Ｃｕ、Ｚｎ、およびＬｉ、ＣｕおよびＬｉ、またはＣｏおよびＬｉであり得る。生体活性ガラスは、ポリマー膜の第１の表面と会合することができる。

ポリマー膜は、ポリマー膜内に埋め込まれた、治療濃度の無機元素をさらに含み得る。ポリマー膜内に埋め込まれた無機元素は、アルギン酸塩、コラーゲンもしくはデキストラン、ガラス、またはケイ酸塩から作製されたビーズの形態で配合することができる。

いくつかの態様では、ポリマー膜は、内部ポリマー層と、内部ポリマー層の各表面と接触する少なくとも１つのポリマー層とを含み、内部ポリマー層は、内部ポリマー層内に埋め込まれた治療濃度の無機元素をさらに含み、生体活性ガラスは、ポリマー膜の少なくとも１つの表面と会合する。

本開示の別の態様は、組織容積損失を示す組織の欠損を治療する方法を包含する。この方法は、上記のこのセクションに記載されるマトリックスを得ることと、組織損失に隣接する健康な組織をマトリックスと接触させることと、欠損をマトリックスで取り囲み、それによって組織損失の周囲に囲い（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）を形成することと、を含む。

組織損失は、分節性骨損失であり得る。組織損失が分節性骨損失である場合、方法は、囲い内に骨移植片材料を含有することをさらに含み得る。骨移植片材料は、患者由来の骨髄穿刺液（ｂｏｎｅ ｍａｒｒｏｗ ａｓｐｉｒａｔｅ）濃縮物を含むことができる。

組織容積損失は、筋組織損失であり得る。組織容積損失が筋組織損失である場合、方法は、囲い内に筋移植片材料を含有することをさらに含み得る。筋移植片材料は、生存可能な筋組織、脂肪吸引組織（ｌｉｐｏａｓｐｉｒａｔｅ）、および微小血管断片を含み得る。いくつかの態様では、欠損は、結合組織損失である。

本開示のさらに別の態様は、上述のマトリックスの製造方法を包含する。方法は、生体活性ガラスを得ることと、ポリマー膜を得ることと、生体活性ガラスをポリマー膜の層と会合させ、それによってマトリックスを形成することと、を含む。

吸収性ポリマー膜層（下層）の１つの表面と会合したバイオガラス層（上層）を含む、マトリックス組成物の表現である。 単一の吸収性ポリマー膜層（中間層）、ならびにポリマー膜層の各表面と会合するバイオガラスの層（上層および下層）を含むマトリックス組成物の表現である。 単一の内部吸収性ポリマー膜層（上から：第３の層）と、各々が内部膜の表面と会合した２つの外部吸収性ポリマー膜層（上から：第２の層および第４の層）と、各外部ポリマー膜層の各外部表面と会合したバイオガラス層（上から：第１の層および第５の層）と、を含む、マトリックス組成物の表現である。 単一の内部吸収性ポリマー膜層（上から：第２の層）と、各々が内部膜の表面と会合した２つの外部吸収性ポリマー膜層（上から：第１の層および第３の層）と、外部ポリマー膜層のうちの１つの外部表面と会合した単一のバイオガラス層（上から：第４の層）と、を含む、マトリックス組成物の表現である。 ポリマー膜が、吸収性ビーズ（ドット）の形態の無機元素をさらに含む、マトリックス組成物の表現を示す。

本開示は、組織容積損失を示す組織の欠損を治療するための組成物および方法を包含する。この欠損は、損傷または先天性欠損から生じ得る。組成物および方法は、吸収性ポリマー膜、生体活性ガラス、および無機元素の組み合わせを通じて作成されたマトリックス組成物を含む。重要なことに、マトリックス組成物は、組織への無機元素の局所的かつタイムリーな送達を提供して、組織の迅速な血管形成（ｖａｓｃｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）および復元を促進することができる。理論に束縛されるものではないが、組織修復は、ＬＲＰ５非依存性ＷＮＴシグナル伝達を介して胚組織発生を再現すると考えられ、このプロセスは、ヒトおよび他の哺乳動物において年齢と共に劣化すると考えられる。

有意に、組成物は、失われた組織を再生し、骨の治癒および痛みのない体重負荷を含む組織の治癒に必要な時間を短縮することが可能である。組成物はまた、組織を修復するために使用される外科的処置の頻度および重症度を制限し、外科的処置中の抗生物質の投与の必要性を排除する。

Ｉ．組成物
本開示の一態様は、組織容積損失を示す組織の欠損を治療するためのマトリックス組成物を含む。組成物は、第１の表面および第２の表面を含むポリマー膜と、ポリマー膜の表面と会合した生体活性ガラスと、を含む。生体活性ガラスは、組織治癒を促進することができる無機元素を含む。

（ａ）生体活性ガラス
本明細書で使用される場合、「生体活性ガラス」および「バイオガラス」は、互換的に使用され、生体組織と接触すると、生体組織内の生物活性を誘導するガラス組成物を指す。例えば、本開示の生体活性ガラスが骨組織と接触するとき、生体活性ガラスは、損傷された組織の治癒および復元をもたらす生物活性を誘導する。生体活性ガラスはまた、組織と接触するときの反応を最小限に抑えるために生体適合性であることが認識されるであろう。さらに、本開示の生体活性ガラスは、生分解性であり得る。

生体活性ガラスは、ガラスが所望の生体活性特性を供給する限り、任意のサイズおよび形状を有することができる。例えば、生体活性ガラスのサイズおよび形状は、数ある因子の中でも、修復することを意図された組織、組織容積損失を修復するために使用される意図された手順、および生体活性ガラスが会合する膜組成に応じて変化し得、かつ実際に変化し、当該技術分野において認識される方法を使用して実験的に決定することができる。例えば、生体活性ガラスは、球状、円筒状、円錐状、キュービクル状、または繊維状であり得る。いくつかの態様では、生体活性ガラスは、繊維の形態である。他の態様では、生体活性ガラスは、球体の形態である。さらに、バイオガラスは、固体または多孔質であり得る。

生体活性ガラスおよび生体活性ガラスを調製する方法は、当該技術分野において既知であり、例えば、米国特許第８，３３７，８７５号、米国特許公開第２００９／０２０８４２８号、米国特許公開第２００６／０２３３８８７号、および米国特許第６，７０９，７４４号に開示される通りであり得、それらの開示はそれらの全体が本明細書に組み込まれる。いくつかの態様では、本開示の生分解性生体活性ガラスは、米国特許第８，３３７，８７５号に開示される通りであり得る。一態様では、本開示の生体活性ガラスは、ガラス形成剤ホウ酸塩（Ｂ_２Ｏ_３）、ケイ酸塩（ＳｉＯ_２）、およびリン酸塩（Ｐ_２Ｏ_５）を含むホウ酸塩ガラスである。

本開示の生体活性ガラスの生分解性は、所望の溶解速度および組織滞留時間を提供するように調整され得る。さらに、生体活性ガラスの所望の溶解速度および組織滞留時間は、数ある因子の中でも、修復することを意図された組織、修復するために使用される意図された手順、および生体活性ガラスが会合する膜組成に応じて変化し得、かつ実際に変化し、当該技術分野において認識される方法を使用して実験的に決定することができる。

本開示の組成物が組織と接触するとき、バイオガラスの滞留時間は、約１日〜約２００日、約１０〜約１００日、または約１５〜約５０日の範囲であり得る。バイオガラスの滞留時間は、本開示の組成物が組織と接触するときに、約２０日〜約４０日の範囲であり得る。

本開示の組成物が組織と接触するとき、溶解を完了するまでの時間は、約１日〜約２年、約１日〜約１年、約１日〜約１週間、約１日〜約１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０ヶ月、約１週間〜約１年、または約１ヶ月〜約１年の範囲であり得る。

本開示の生体活性ガラスを調製するために使用されるガラス形成剤の濃度のバランスを取ることによって、生体活性ガラスの所望の生分解性を調整することができる。例えば、生体活性ガラスが、ホウ酸塩（Ｂ_２Ｏ_３）、ケイ酸塩（ＳｉＯ_２）、およびリン酸塩（Ｐ_２Ｏ_５）を含むホウ酸塩ガラスである場合、生体活性ガラスの生分解性は、ガラス形成剤の濃度を互いにおよびガラス中の他の成分に対してバランスを取ることによって調整されてもよい。Ｂ_２Ｏ_３の濃度は、ガラス中の他の成分に対して、約４０〜８０％、約４０〜６０％、または約４５〜５８％の範囲であり得る。ＳｉＯ_２の濃度は、ガラス中の他の成分に対して、約０〜２０％、約０〜１０％、または約０〜５％の範囲であり得る。Ｐ_２Ｏ_５の濃度は、ガラス中の他の成分に対して、約０〜２０％、約０〜１０％、または約０〜５％の範囲であり得る。一態様では、生体活性ガラスは、ガラス材料中の他の成分に対して、約５０〜５５重量％のホウ酸塩、約０％のケイ酸塩、および約３．０〜５．０重量％のリン酸塩を含む。

本開示の生体活性ガラスは、治療濃度の無機元素を含む。組織治癒を促進することができる任意の無機元素は、本開示の組成物に好適であり得る。組織治癒を促進することができる無機元素の非限定的な例としては、Ｂ、Ｃｕ、Ｆ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｅ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｌｉ、およびこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの態様では、無機元素は、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｌｉ、およびこれらの組み合わせから選択することができる。いくつかの態様では、無機元素は、Ｃｕ、Ｚｎ、およびＬｉ、ＣｕおよびＬｉ、またはＣｏおよびＬｉから選択される。

無機元素は、組織治癒を促進するのに好適な任意の形態であり得る。例えば、無機元素は、元素のイオンもしくは塩、元素の酸化物、またはキレート剤、タンパク質、もしくはペプチドなどの他の化合物もしくは分子と複合体化された無機元素であり得る。無機元素の好ましい形態は、イオン性リチウムまたはＬｉＣｌ_２などのリチウム塩、亜鉛の硫酸塩、ＺｎＯなどの亜鉛の酸化物、またはＺｎ３（ＰＯ４）２−ｘＨ２Ｏなどの他のＺｎ化合物、硫酸銅、硝酸銅、ＣｕＯまたはＣｕ２Ｏなどの酸化銅、酸化コバルト、ＳｒＯ、およびＳｒＣＯ３である。

生体活性ガラス中の各治療濃度の無機元素は、数ある変数の中でも、生体活性ガラスに応じて、および／または組成物ならびに組成物の意図する使用に応じて変化し得、かつ実際に変化し、実験的に決定することができる。一般に、無機元素は、約０．０５％（ｗ／ｗ）〜約１０％（ｗ／ｗ）以上の範囲の濃度で生体活性ガラスに組み込むことができる。例えば、無機元素がＣｕである場合、Ｃｕは、ＣｕＯもしくはＣｕ_２Ｏなどの酸化銅、または、例えば、硝酸銅もしくは硫酸銅などの他の銅化合物であり得る。いくつかの態様では、生体活性ガラス中のＣｕの濃度は、約０．０５〜約５重量％（約０．０６〜６重量％のＣｕＯ；約０．０５５〜５．５重量％のＣｕ_２Ｏ）、または約０．１〜約２．５重量％（約０．１２〜３重量％のＣｕＯ；約０．１１〜３重量％のＣｕ_２Ｏ）の範囲であり得る。いくつかの態様では、生体活性ガラス中のＣｕの濃度は、約１重量％〜約２重量％のＣｕの範囲である。

無機元素がＳｒである場合、Ｓｒは、例えばＳｒＯなどの酸化物、またはＳｒＣＯ_３などの他のＳｒ化合物であり得る。いくつかの態様では、生体活性ガラス中のＳｒの濃度は、約０．０５〜約５重量％（約０．０６〜５．９０重量％のＳｒＯ）、または約０．１〜約２．５重量％（約０．１２〜２．９５重量％のＳｒＯ）の範囲であり得る。いくつかの態様では、生体活性ガラス中のＳｒの濃度は、約１重量％〜約３重量％のＳｒの範囲である

無機元素がＺｎである場合、Ｚｎは、例えばＺｎＯなどの酸化物、または、例えば、Ｚｎ_３（ＰＯ_４）_２−ｘＨ_２Ｏなどの他のＺｎ化合物であり得る。いくつかの態様では、生体活性ガラス中のＺｎの濃度は、約０．０５〜約５重量％（約０．０６〜６．０重量％のＺｎＯ）、または約０．１〜約２．５重量％（約０．１２〜３．０重量％のＺｎＯ）の範囲であり得る。いくつかの態様では、生体活性ガラス中のＺｎの濃度は、約１重量％〜約２重量％のＺｎ、または約１重量％〜約３重量％のＺｎＯの範囲である。

無機元素がＦｅである場合、Ｆｅは、例えば、ＦｅＯ、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｆｅ_２Ｏ_３などの酸化物、またはＦｅＳＯ_４−７Ｈ_２Ｏなどの他のＦｅ化合物であり得る。いくつかの態様では、生体活性ガラス中のＦｅ ｎの濃度は、約０．０５〜約５重量％（約０．０６〜６．４５重量％のＦｅＯ）、または約０．１〜約２．５重量％（約０．１３〜３．２３重量％のＦｅＯ）の範囲であり得る。いくつかの態様では、生体活性ガラス中のＦｅの濃度は、約１重量％〜約２重量％のＦｅ、または約１重量％〜約３重量％のＦｅＯの範囲である。

（ｂ）ポリマー膜
組成物のポリマー膜は、一般に、生体適合性ポリマーを含む。生体適合性ポリマーは、再吸収性であり得る。本開示の膜に好適な吸収性生体適合性ポリマーは、当該技術分野において既知である。例えば、その開示はその全体が本明細書に組み込まれる、Ｓｈｉｍｐ，Ｎ．Ｇ．（２０１８）“Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ａｎｄ Ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，”Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅを参照されたい。組成物のポリマー膜は、可撓性であり得る。可撓性吸収性膜材料は、その全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１４／５１０９１７号に開示される通りであり得る。

いくつかの態様では、本開示の膜に好適な吸収性生体適合性ポリマーは、ポリエステルポリマー分子を含む。本開示の膜に好適なポリエステルポリマーの非限定的な例としては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）；ポリグリコール酸（ＰＧＡ）；ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）；ポリエチレングリコール；ＰＬＡおよびＰＧＡを含むコポリマー（ポリ（ラクチド−コ−グリコリドとも称される）、ＰＬＡ−ＰＧＡ、またはＰＬＧＡ；ポリ乳酸（ＰＬＡ）とポリカプロラクトンとのコポリマー（ポリ（ラクチド−コ−カプロラクトン）（ＰＬＣＬ）；ポリグリコール酸（ＰＧＡ）とカプロラクトンとのコポリマー（ポリ（グリコリド−コ−カプロラクトン）（ＰＧＣＬ）；ポリカプロラクトンとポリ乳酸およびポリグリコール酸の両方とのコポリマー（例えば、ＰＧＡ−ＰＬＣＬ、ＰＬＡ−ＰＧＣＬ）；ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）と、ポリ乳酸と、ポリカプロラクトンとのコポリマー（例えば、ＰＥＧ−ＰＬＣＬ、ＰＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬおよびＰＬＡ−ＰＥＧ−ＰＬＣＬ）；ポリエチレングリコールと、ポリグリコール酸と、ポリカプロラクトンとのコポリマー（例えば、ＰＥＧ−ＰＧＣＬ、ＰＧＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬおよびＰＧＡ−ＰＥＧ−ＰＧＣＬ）；ポリエチレングリコールと、ポリ乳酸と、ポリグリコール酸と、ポリカプロラクトンとのコポリマー（例えば、ＰＬＡ−ＰＥＧ−ＰＧＣＬ、ＰＧＡ−ＰＥＧ−ＰＬＣＬ、ＰＬＡ−ＰＥＧ−ＰＧＡ−ＰＣＬ；ＰＧＡ−ＰＥＧ−ＰＬＡ−ＰＣＬ）、ポリヒドロキシアルカノエート、例えば、ポリ（４−ヒドロキシ酪酸）、ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。好ましいポリエステルポリマーは、ＰＬＧＡ、ＰＧＣＬ、およびこれらの組み合わせである。いくつかの態様では、吸収性生体適合性ポリマーは、ポリヒドロキシアルカノエート、例えば、ポリ（４−ヒドロキシ酪酸）である。

ポリマー構造（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）とも称されるポリマーおよび／またはコポリマー鎖の配置は、直鎖状、分岐状であり得、さらに架橋され得る。分岐ポリマーおよび／またはコポリマーは、１つ以上のポリマー側鎖を有する単一の主鎖を含み、グラフト化、星状化することができるか、または他の構造を有することができる。ポリマーがコポリマーである場合、コポリマーは、交互コポリマー、統計コポリマー、およびブロックコポリマーを含むことができる。さらに、ポリマーがコポリマーである場合、成分ポリマー酸は、膜に好適な任意の重量比であり得る。コポリマーは、商用供給業者から入手することができるか、または参考文献に、例えば、非限定的な例では、Ｆｕｋｕｚａｋｉ，Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ １１：４４１−４４６，１９９０、およびＪａｌｉｌ，Ｊ．，Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ７：２９７−３２５，１９９０（それらの開示は、それらの全体が本明細書に組み込まれる）に記載されるように、周知の技術に従って調製することができる。

可撓性、吸着速度、または組織滞留時間などの膜中のポリマーの物理的特性は、ポリマーの組成および配置を調節することによって調節することができる。例えば、ポリマー分子の物理的特性は、ポリマーの分子量、ポリマー鎖に沿った構造単位の比率および配置、ならびにポリマーのポリマー鎖（複数可）の配置を調節することによって調節することができる。例えば、ポリマーがポリ（ラクチド−コ−グリコリド）である場合、ポリマーの物理的特性は、分子量、ポリマー中のグリコリド／ラクチドの比、ポリ（ラクチド−コ−グリコリド）ポリマー鎖の配置、およびこれらの組み合わせを調節することによって調節することができる。

本開示のポリマー膜の生分解性は、所望の溶解速度および組織滞留時間を提供するように調整することができる。ポリマーの所望の溶解速度および組織滞留時間は、数ある因子の中でも、修復することを意図された組織、修復するために使用される意図された手順、および生体活性ガラスが会合している膜組成に応じて変化し得、かつ実際に変化し、当該技術分野において認識される方法を使用して実験的に決定することができる。本開示の組成物が組織と接触するとき、ポリマー膜の滞留時間は、約１日〜約２００日、約１０〜約１００日、または約１５〜約５０日の範囲であり得る。いくつかの態様では、本開示の組成物が組織と接触するとき、ポリマー膜の滞留時間は、約２０日〜約４０日の範囲であり得る。また好ましくは、本開示の組成物が組織と接触するとき、ポリマー膜の滞留時間は、約３０日〜約６０日の範囲であり得る。

本開示の組成物が組織と接触するとき、ポリマー膜の溶解速度は、約１日〜約２年、約１日〜約１年、約１日〜約１週間、約１日〜約１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０ヶ月、約１週間〜約１年、または約２週間〜約１年の範囲であり得る。

ポリマー膜は、本開示の組成物の性能に影響を与えることができる追加の成分をさらに含むことができる。例えば、ポリマー膜は、組成物と共に使用するための所望の治療特性を有する成分をさらに含むことができる（図５）。これらの成分をマトリックスに含めることは、膜が組織と接触すると分解するにつれて、該成分のタイムリーな放出をもたらすことができる。

追加の成分は、ポリマー膜全体にわたって分散され得る。例えば、追加の成分は、水溶液中に配合され、エマルジョン中のポリマーと組み合わせることができ、ポリマー膜のタイムリーな溶解は、該成分のタイムリーな放出を提供する。あるいは、追加の成分は、本開示の組成物が組織と接触するときに、成分のタイムリーな放出のために配合することができる。例えば、成分は、アルギン酸塩、コラーゲンもしくはデキストラン、ガラス、またはケイ酸塩から作製されるビーズなどの吸収性組成物の形態で配合することができる。ポリマー膜が、組成物の性能に影響を及ぼし得る追加の成分をさらに含む場合、成分は、治療濃度の無機元素であり得る。

組成物が組織と接触するときに本開示の組成物の性能に影響を及ぼし得る追加の成分の非限定的な例としては、ヒアルロン酸、ヘパリン、コンドロイチン硫酸塩、ケラチン硫酸塩、デルマタン硫酸塩、無機元素、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

膜の性能に影響を及ぼし得るポリマー膜の他の改変としては、膜の構造が挙げられる。例えば、膜は、栄養素およびガスの細胞連通および拡散を増加させるために、有利なパターンで有窓性にすることができる。加えて、またはその代わりに、ポリマー膜は、ポリマーの２つ以上の層を含むことができる。ポリマー膜がポリマーの２つ以上の層を含む場合、各層は、異なる物理的特性を呈することができる。例えば、マトリックスの各層は、異なる可撓性および／または吸収性を有し得る。物理的特性は、組成物の意図される使用、意図される滞留時間、および組成物からの無機元素の意図される放出プロファイル、およびこれらの組み合わせのために調整することができる。

ポリマー膜が２つ以上のポリマー層を含む場合、ポリマー膜は、２つ以上のポリマー層を含むことができ、各ポリマー層は、異なる溶解速度または組織滞留時間を呈する。代わりに、または同時に、ポリマー膜は、２つ以上のポリマー層を含むことができ、層のうちの１つ以上は、組成物と共に使用するための所望の治療特性を有する成分をさらに含む。ポリマー膜はまた、異なる溶解速度を呈する２つ以上のポリマー層を含むことができ、１つ以上の層は、治療成分を含む。

（ｃ）マトリックス組成物
上述されたように、本開示のマトリックス組成物は、ポリマー膜と、ポリマー膜と会合する生体活性ガラスと、を含む。本開示の組成物は、吸収性かつ可撓性であり得る。

吸収性可撓性マトリックスの物理的特性は、欠損の所望の治療パラメータに調整することができる。マトリックスの物理的特性は、マトリックスのポリマー膜の物理的特性、マトリックスの生体活性ガラスの物理的特性、ポリマー膜に対する生体活性ガラスの配置、およびこれらの組み合わせを調節することによって調節することができる。例えば、生体活性ガラスは、ポリマー膜の片側上、ポリマー膜の両側上、またはこれらの組み合わせで、ポリマー膜と会合することができる。加えて、または同時に、組成物は、ポリマー膜および／または生体活性ガラスの複数の交互層を含むことができる。さらに、組成物は、２つ以上のポリマー層を含み得、各層は独立して、異なる物理的特性を有する。加えて、組成物は、２つ以上の生体活性ガラス組成物を含み得、各生体活性ガラス組成物は、独立して、異なる物理的特性を有する。

組成物の物理的特性を調節することによって、マトリックス組成物を、組織の欠損の治療を最適化するように調整することができる。例えば、損傷が分節性骨損失である場合、組成物は、内部ポリマー層と、内部ポリマー層の各表面と接触する少なくとも１つのポリマー層とを含むポリマー膜を含むことができ、内部ポリマー層は、内部ポリマー層内に埋め込まれた治療濃度の無機元素をさらに含み、生体活性ガラスは、ポリマー膜の少なくとも１つの表面と会合する。このような配置は、膜の第１の側上の生体活性ガラスからの無機元素の第１の放出を可能にし、新たに形成された組織の血管形成を誘導し、続いて中央層からの無機元素の遅延放出を誘導し、新たに形成された組織の分化および成熟を誘導する。

いくつかの態様では、組成物は、膜の第１の外部表面上に生体活性ガラスと会合した単一のポリマー層を含むポリマー膜を含む（図１）。他の態様では、組成物は、膜の第１および第２の表面上に生体活性ガラスと会合した単一のポリマー層を含むポリマー膜を含む（図２）。さらに他の態様では、組成物は、２つ以上のポリマー層を含むポリマー膜、および膜の第１または両方の表面に会合した生体活性ガラスを含む（図３〜４）。いくつかの態様では、組成物は、内部ポリマー層と、内部ポリマー層の各表面と接触する少なくとも１つのポリマー層とを含むポリマー膜を含み、内部ポリマー層は、内部ポリマー層内に埋め込まれた、治療濃度の無機元素をさらに含み、生体活性ガラスは、ポリマー膜の少なくとも１つの表面と会合する。

組成物は、組織の治療を向上させることができる他の生体材料をさらに含み得る。組成物が他の生体材料をさらに含む場合、生体材料はマトリックスと会合することができ、手順の実行中にマトリックスと共に使用される別個の成分、またはこれらの組み合わせであることができる。例えば、生体材料は、組織容積損失の周囲にマトリックスによって形成された囲い内に封入することができる。組成物に好適であり得る生体材料は、数ある因子の中でも、修復することを意図された組織、組織容積損失を修復するために使用される意図された手順、および生体活性ガラスが会合している膜組成に応じて変化し得、かつ実際に変化し、当該技術分野において認識される方法を使用して実験的に決定することができる。

欠損の組織容積損失が分節性骨損失である場合、組成物は、骨移植片材料をさらに含み得る。骨移植片材料の非限定的な例としては、脱灰骨膜（ＤＢＭ）、ＤＢＭ皮質粉末、破砕された界面骨、血小板、血小板溶解物、血小板リッチ血漿、骨髄穿刺液、軟骨生成細胞、バイオガラス、成長因子、Ｉ型コラーゲンもしくはＩＩ型コラーゲンなどのコラーゲン、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられる。

欠損の組織容積損失が筋組織損失である場合、組成物は、生存筋組織、吸引脂肪組織、微小血管断片、およびこれらの組み合わせなどの筋移植片材料をさらに含み得る。

ＩＩ．使用方法
本開示の別の態様は、組織容積損失を示す組織の欠損を治療する方法を含む。この方法は、本開示のマトリックス組成物を得ることと、組織損失に隣接する健康な組織をマトリックスと接触させることと、欠損をマトリックスで取り囲み、それによって欠損の容積損失の周囲に囲いを形成することと、を含む。容積損失の周囲の囲いは、組織内の欠損の修復を誘導するための損失組織の形態であり得る。マトリックス組成物は、セクションＩで上述された通りであり得る。

有利には、本開示の方法を使用することにより、欠損のある組織部位への無機元素の局所送達を可能にし、結果として、迅速な血管発生（ｖａｓｃｕｌｏｇｅｎｅｓｉｓ）を支持する内皮前駆細胞の予測可能な動員、および新たに形成された基底マトリックスの復元をもたらし、最終的に組織および臓器形成を誘導する。さらに、無機元素の局所送達は、無機元素の治療血清濃度を達成する必要性を排除し、それによって潜在的な副作用を回避する。本開示のマトリックスの使用はまた、周囲の組織からの間葉系前駆細胞の動員をもたらし、これは、容積損失を示す組織を治癒するために必要な生物学的プロセスに関与することができる。加えて、マトリックス組成物の生体活性ガラスの抗菌性は、マスクレット技法などの組織復元手順中に通常使用される抗生物質の使用の必要性を排除する。

本開示の方法は、欠損を治療するための生体材料を得ることをさらに含み得る。生体材料は、欠損の周囲のマトリックス組成物によって形成された囲い内に含有され得る。マトリックス組成物と使用するために好適な生体材料は、セクションＩ（ｃ）で上述された通りであり得る。

いくつかの態様では、方法は、組織容積損失を示す組織における骨欠損を治療することを含む。欠損は、分節性骨損失であり得、マトリックスは、分節性骨損失の周囲に囲いを形成する骨膜置換からのものであり得る。骨膜は、皮質骨を完全に包み込む、密集した多層かつ高度に血管柄付き結合組織エンベロープである。厚い外側繊維層は、豊富な血管網および高密集度のコラーゲン膜を含み、一方、薄い内側骨形成（ｃａｍｂｉｕｍ）層は、軟骨形成および骨分化能を呈する前駆細胞を含有する。これらの層の各々は、骨治療にとって極めて重要な骨誘導活性および血管新生活性を示す傍分泌および自己分泌メディエーターを産生することが認識される。理論に束縛されるものではないが、本方法は、骨膜置換を提供することによって、迅速な血管発生を支援する内皮細胞を動員することができると考えられる。骨格筋からの間葉系前駆細胞の追加の動員は、胚発生中に長骨が形成される自然なメカニズムである軟骨内骨化の生物学的プロセスに関与する。

骨欠損を治療することは、骨移植片材料を得ることと、骨膜置換物内に骨移植片材料を含有することと、を含むことができる。骨移植片材料は、患者由来の骨髄穿刺液濃縮物を含むことができる。組成物が生体活性物質をさらに含む場合、骨移植片材料は、ヒアルロン酸を放出することができ、吸収性ポリマーおよび生体活性ガラスを含む無細胞マトリックスによって促進される加速された血管発生および軟骨内骨化にさらに寄与する。

有意に、組織容積損失を示す骨欠損を治療する方法は、外科的介入を単一の有効な手順に限定し、マスクレット外科的処置中に抗生物質の投与の必要性を排除することによって、通常、組織容積損失を示す組織内の骨欠損を修復するために使用されるマスクレット技法の過酷さを著しくかつ効果的に制限する。さらに、このアプローチは、骨の治癒を促進するために、外科医が腸骨稜（ｉｌｉａｃ ｃｒｅｓｔ）骨移植片の採取に依存することを効果的に低減または排除する。

他の態様では、方法は、筋損失ならびに破裂した腱および靭帯を含む軟組織容積損失を治療することを含む。本開示の方法が軟組織損失を治療することを含む場合、方法は、マトリックス組成物を使用して、組織損失を包囲し、損失した軟組織の形態で軟組織損失の周囲に囲いを形成することを含む。

ＩＩＩ．製造方法
本開示の別の態様は、組織容積損失を示す組織の欠損を治療するためのマトリックス組成物の製造方法を含む。マトリックス組成物は、本明細書のセクションＩに記載される通りであり得る。方法は、生体活性ガラスおよびポリマー膜を得ることと、生体活性ガラスをポリマー膜の層と会合させ、それによってマトリックスを形成することと、を含む。

上記のセクションＩに記載されるように、ポリマー膜は、２つ以上のポリマー膜の層を含むことができ、本開示の組成物の性能に影響を及ぼし得る追加の成分をさらに含むことができる。したがって、マトリックス組成物の製造方法は、ポリマー層を一緒に会合させて多層ポリマー膜を形成することを含むことができる。

さらに、ポリマー膜は、組成物と共に使用するための所望の治療特性を有する成分をさらに含むことができる。成分は、膜の製造中にポリマー膜に埋め込まれ得る。あるいは、成分は、膜の製造後に膜の表面に接着され得る。

定義
本明細書で使用される場合、「生体適合性」という用語は、特定の用途において適切な宿主応答を伴い実行するか、または少なくとも、宿主の生体系に対して、局所的または全身的に毒性または別様に有害な影響を有することなく実行する能力（例えば、組成物または材料の）を指す。

本明細書で使用される場合、「吸収性」および「生体吸収性」は、一定期間にわたって分解され、生物学的環境に同化される材料の能力を指す。動物の体内環境との関連での吸収性および生体吸収性は、物質が一定期間にわたって分解され、正常な生理学的条件下で体内に同化されることを意味する。

本明細書で使用される場合、「可撓性」という用語は、組成物の完全性、均質性、物理的特性、および性能特性を維持しながら、柔軟であり、手の力によって圧縮され、成形され、かつ操作されることができる特性を指す。

上述の刊行物は、本出願の出願日の前のそれらの開示に対してのみ提供される。本明細書において、本発明は、先行発明のおかげで、そのような開示を先行する権利がないことを認めるものとして解釈されるべきではない。

以下の実施例は、本開示を実証するために含まれる。以下の実施例に開示される技法は、本開示の実施において十分に機能するために発明者らによって発見された技法を表すことが当業者には理解されよう。しかしながら、当業者であれば、本開示に照らして、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本開示において多くの変更を行うことができ、依然として同様または類似の結果を得ることができることを理解されたく、したがって、示されるすべての事項は例示であり、限定的な意味ではないと解釈されるべきである。

序論。
血管発生（ｖａｓｃｕｌｏｇｅｎｅｓｉｓ）および血管新生（ａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓ）：組織の発生および修復への重要な工程。
血管発生は、間葉細胞によって新たな血管を形成するために行われる分化の生物学的プロセスを特定し、３つの異なる段階を伴う：１）血管芽細胞（ａｎｇｉｏｂｌａｓｔ）または血球血管前駆細胞（ｈｅｍａｎｇｉｏｂｌａｓｔ）の中胚葉細胞の分化；２）血管芽細胞または血球血管前駆細胞の内皮細胞への分化；３）一次毛細管への新たな内皮の組織化。対照的に、血管新生は、新たな毛細血管の形成が既存の血管の発芽を介して生じる生物学的プロセスを指す。血管発生は典型的には、胚組織の発生に限定されるが、血管新生は、既存の血管または内皮前駆細胞から発生することができ、成人の生活における胚発生ならびに正常および病理的血管形成に関与する。

組織工学の主な原理は、修復を必要とする組織の機能的集合を誘導するための生体活性導電性マトリックスの設計および適用である。宿主内のこのようなマトリックスの統合は、インビボで局所血管新生を促進する足場材料の設計および最適化に大きく依存する。これまでのほとんどのアプローチは、移植時に毛細血管形成を確実にするためにエクスビボで事前に播種された生体材料の送達に依存しているが、最終的な目標は、血管新生に直接影響を与える因子の溶解を通して、その場で血管新生を誘導する細胞要素を動員および活性化する独自の能力を呈する無細胞でタンパク質成長因子を含まない生体材料の設計を通して血管形成を達成することであろう。血管新生に影響を及ぼすことが知られているタンパク質因子は、このようなマトリックス内に直接組み込まれている。現在の臨床使用におけるこのような因子の例としては、血小板由来成長因子（Ａｕｇｍｅｎｔ，Ｗｒｉｇｈｔ Ｍｅｄｉｃａｌ）および骨形態形成タンパク質−２（Ｉｎｆｕｓｅ，Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ）が挙げられる。しかしながら、このアプローチは高価であり、滅菌後のタンパク質生体活性の維持に関して予測不可能であり得る。

研究者らは、無機元素の送達を通して局所的な血管新生を誘発するための他のアプローチを探求し始めた。一例は、唾液、ヒト血漿および尿の成分であることが最初に発見された、銅含有トリペプチドである。この生体活性銅ペプチドは、ヒトにおける年齢の関数として急速に減少し、哺乳動物の再生能の減少と一致する。局所的または全身的にかのいずれかの外因性投与は、髪および損傷した皮膚の再生に加えて、創傷治癒を促進することが報告されている。銅単独では、抗癌放射線療法後の骨髄からの線維芽細胞の複製活力を支援することが認識されている。したがって、銅は組織治癒を促進する重要な元素であるように見える。組織修復に寄与すると考えられる他の元素には、ケイ酸塩、亜鉛、セレン、およびコバルトが挙げられる。これらの無機元素の各々は、重要な補因子安定化酵素またはビタミン二次構造および機能として役立つ。リチウムは、特定の酵素活性の阻害による直接的な遺伝子標的化を有すると考えられる無機元素の別の例であり、その詳細は以下に提示される。

哺乳動物の遺伝子発現に対する無機元素の直接的な影響を裏付けるデータは乏しい。コバルトは、間葉系幹細胞において低酸素誘導因子−１（ＨＩＦ−１）を活性化し、その後、ＶＥＧＦ、ＥＰＯ、ＢＭＰ、ＲＵＮＸ２を含むＨＩＦ−α標的遺伝子を活性化することが認識される低酸素模倣剤である。

胚組織の発生および修復におけるＷＮＴシグナル伝達。
異なる結合組織の血管形成および修復、およびより具体的には骨再生を増強するための戦略としてのＷＮＴ３ａシグナル伝達のＬＰＲ５非依存的活性化は、組換えヒトＷＮＴタンパク質の外因性投与によって実証されている。このアプローチは、ヒト臨床試験を通じて時間的に安全で効果的であることが証明され得るが、時間およびコストに関して規制経路は負担となる。あるいは、標準的なＷＮＴシグナル伝達経路の薬理学的操作は、グリコーゲンシンターゼキナーゼ３β（ＧＳＫ３）の阻害剤であるイオン性リチウムによる外部処理によって可能になる。ＧＳＫ３の阻害は、β−カテニン核内移行および下流ＷＮＴシグナル伝達を増強することが報告されている。ドープ飲料水または動物の強制摂食について報告されているように、全身に送達されたリチウムは、骨強度を増強し、骨折修復を加速し、高齢マウスにおける骨壊死性骨病変を復元することが示された。これらのモデルにおける組織修復は、脂肪形成を犠牲にして、間葉系前駆細胞の骨形成系統の細胞への関与の強化を介して生じることが報告された。したがって、リチウムを含む無機元素の局所溶解によるβ−カテニンの安定化は、タンパク質同化組織再生を増強し、胚組織発生を誘導することが知られているプロセスを効果的に再現するように見える。提案される作用機序は、→ＶＥＧＦ−Ａ、ＢＭＰ−２、−４、−６、→Ｒｕｎｘ２→ＷＮＴシグナル伝達を含み得る。

組織容積損失損傷の対象とした復元を達成するためのより実用的なアプローチは、イオン性リチウム（Ｌｉ）の局所送達である。このようなアプローチは、０．５〜２ｍＭの範囲のＬｉの治療血清濃度を達成する必要性を取り除き、それによって神経学的機能に対する潜在的な有害作用を回避するであろう。イオン性Ｌｉは、生体活性ガラス（Ｌｉでドープされたホウ酸塩もしくはケイ酸塩）、またはコラーゲン、天然多糖（デキストランもしくはアルギン酸塩）、または任意の種類の人工ポリマーから作製されたビーズなどのＬｉＣｌ_２を含有する吸収性ポリマーの溶解を通して送達され得る。さらに、新たに形成された組織が十分に血管形成されて分化および成熟を促進すると、Ｌｉの局所放出を遅らせることが有利であり得る。上述されたように、新たに形成された血管網は、筋肉、軟骨、骨、腱、または靭帯の形成において多能性分化能を示す周皮細胞の送達のための導管として機能する。

実施例１．組織容積損失のための組織再生を誘導するための、生体活性ガラスを含有する可撓性マトリックスの製造。
生体活性ガラスを、所望の生分解性を付与するために、特許第８，３３７，８７５号に記載のガラス形成剤を使用するガラス溶融手順を使用して調製した（５２．９５重量％、０重量％、４．０重量％のホウ酸塩、ケイ酸塩、およびリン酸塩）。米国特許第８，３３７，８７５号に従って、この材料を、血管発生を増強するために、ＣｕおよびＺｎでさらにドープした。しかしながら、新たに形成された基底マトリックス内のプロテオグリカン沈着を最適化するために、亜鉛および銅の硫酸塩を利用した。血管発生を増強するための代替アプローチとして、酸化コバルトを使用してドーピングを達成することができる。リチウムは、ＷＮＴシグナル伝達、復元胚組織形成を促進するためにさらに添加される。

繊維または多孔質球体の形態の生体活性ガラスの層を、無菌表面上に敷く。引き続いて、ポリマー系層を、適切なポリマーの溶液を使用して、溶媒を蒸発させることを可能にするか、または溶融ポリマーの層を適用することによって、ガラス層に添加する。層状構造の中央ポリマー層（任意）は、生体活性ガラスに封入されたイオンもしくはリチウム塩の形態のリチウムの溶液もしくは懸濁液、または代替的に、アルギン酸塩、デキストラン、もしくはコラーゲン／ゼラチンから形成される吸収性ビーズを含有する。図３に示すように、ガラス繊維またはビーズの第２の層を、上面に適用することもできる。生体活性ガラス層と接触するポリマー層の吸収時間は、約２５〜３０日であり、一方、中央リチウム含有層の吸収は、３０日を超える時間でリチウムの放出を促進するので、３０日を超えるであろう。分解ポリマー（典型的には、ポリエステル）の吸収時間は、分子量および／または組成、例えば、ポリ（ラクチド−コ−グリコリド）ポリマー中のグリコリド／ラクチドまたはポリ（ラクチド−コ−カプロラクトン）ポリマー中のラクチド／カプロラクトンの比によって調節することができる。ポリマーは、さらに、ヒアルロン酸、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、ケラチン硫酸、またはデルマタン硫酸などのプロテオグリカンを含む水相を含有するエマルジョンとして適用することができる。ポリマー鎖を含むモノマーサブユニットの詳細な構造を通して、組織滞留時間のさらなる調整可能性を達成することができる。形成されたマトリックスを空気乾燥させ（または、凍結乾燥させ）、有利なパターンを用いて有窓性にして、栄養素およびガスの細胞連通および拡散を増加させた。最終製品は、電子ビーム滅菌されている。

実施例２．修正されたマスクレット技法を使用する大きな分節性骨欠損の治療。
タバコ使用歴のある６２歳の農業従事者は、８ｃｍの中央骨欠損として提示されたフォークリフトによる損傷を経験している右脛骨の開放骨折で、ＥＲに空輸された。組織の壊死組織除去術および抗生物質で骨と周囲の軟組織を大量に洗浄した後、損傷した骨膜を切除し、外因性骨移植片を保持する実用的な方法がないまま骨欠損を残した。生体活性ガラスを含有するマトリックスを、欠損全体にわたるように、幅１４ｃｍ（長さ２４ｃｍ）に切断した。マトリックス中で脛骨を包む前に、欠損部を、ＣｅｌｌＰｏｉｎｔ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ Ｂｏｎｅ Ｍａｒｒｏｗ Ａｓｐｉｒａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｉｓｔｏ Ｂｉｏｌｏｇｉｃｓ，Ｈｏｐｋｉｎｔｏｎ，ＭＡ）を使用して、腸骨稜から採取した患者由来の濃縮骨髄穿刺液（総吸引量２２０ｃｃ；移植片で送達される総量１６ｃｃ）を混合することによって、最初に水和した合成骨移植片で埋めた。その後、記載される無細胞マトリックスを使用して、適用された骨移植片を３回巻き、剛体プレート固定を達成した。損傷した筋肉を縫合糸で修復し、マトリックスと直接接触して直接置いた。外科医は、生体活性ガラスを含有するマトリックスの抗菌性が、損傷を引き起こす農機具によって伝達された可能性のある好気性および嫌気性細菌を効果的に死滅させると確信していた。患者は術後６週目に顕著な骨の圧密化示し、６ヶ月目の来診時にリモデリングを進め、痛みのない歩行をもたらした。二段階のマスクレット手順を排除することで、驚くべきことに、高齢患者は８ヶ月未満で限られた農作業に復帰し、１１ヶ月目には合併症なしに完全な作業に復帰した。

実施例３．サメの攻撃を伴う筋容積損失損傷後の内側広筋および大腿直筋の温存再建。
２８歳の男性サーファーが北カリフォルニアの海岸でサメに襲われ、右前下肢に大きな裂傷を負った。大腿直筋のおよそ３０％、および内側広筋の２５％が、神経および血管支持組織と共に攻撃で失われた。大腿骨は、それ以外は無傷のままであった。患者を、入院後２４時間以内に安定化させ、その際、それ以外は健常な若い男性において肢体を温存し、限られた機能を復元させようと試みた。生存可能な筋肉組織を壊死組織除去術後に採取し、持続放出されるリチウムおよびコバルトを含有する二重表面生体活性ガラスマトリックスに充填して、損傷した組織の血行再建を促進した。２つの個々のマトリックスを作成して、各筋肉群の一般的な形状の鋳型を提供した。筋肉は、衛星細胞の成長を促進するために細かく切断され、脂肪吸引によって収集された自家脂肪移植片とその場で組み合わされた。吸引脂肪組織を限定されたコラーゲナーゼ消化を通してさらに処理して、混合され、各マトリックス中に装填される５０ｃｃの微小血管断片を得た。混合された構築物は、既存の筋肉に従って固定されたマトリックスの各々を充填し、それ以外は健常な筋肉とマトリックスとの有意な重なりを確保した。皮膚移植は、筋肉の再灌流の証拠が得られるまで延期された。術後７日間の再灌流は、最初に、レーザー補助インドシアニン緑色染料イメージング（Ｎｏｖｏｄａｑ ＳＰＹ Ｅｌｉｔｅ、Ｓｔｒｙｋｅｒ）を介して観察された。皮膚移植は、合併症なく２１日目に完了した。組織生存率および組織化のＭＲＩ評価は、筋肉修復の３ヶ月後に顕著な開存性および血管構造を示した。患者は８週目に理学療法を開始し、初回手術から６ヶ月後に損傷した肢部を利用して筋力および筋緊張の継続的な改善を示す。

Claims (20)

1. 組織容積損失を示す組織の欠損を治療するためのマトリックス組成物であって、前記マトリックスが、
   ａ．第１の表面および第２の表面を含むポリマー膜と、
   ｂ．前記ポリマー膜の表面と会合した生体活性ガラスであって、前記生体活性ガラスが、組織治癒を促進することができる無機元素を含む、生体活性ガラスと、を含む、マトリックス組成物。
2. 前記マトリックスが、生体適合性、可撓性、吸収性、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の組成物。
3. 前記生体活性ガラスが、繊維または球体の形態である、請求項１に記載の組成物。
4. 前記生体活性ガラスが、多孔質である、請求項１に記載の組成物。
5. 前記生体活性ガラスが、約５０〜５５重量％のホウ酸塩、約０％のケイ酸塩、および約３．０〜５．０重量％のリン酸塩を含むホウ酸塩ガラスである、請求項１に記載の組成物。
6. 前記無機元素が、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｌｉ、およびこれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の組成物。
7. 前記無機元素が、Ｃｕ、Ｚｎ、およびＬｉ、ＣｕおよびＬｉ、またはＣｏおよびＬｉである、請求項１に記載の組成物。
8. 前記生体活性ガラスが、前記ポリマー膜の前記第１の表面と会合している、請求項１に記載の組成物。
9. 前記ポリマー膜が、前記ポリマー膜内に埋め込まれた、治療濃度の前記無機元素をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
10. 前記ポリマー膜内に埋め込まれた前記無機元素が、アルギン酸塩、コラーゲンもしくはデキストラン、ガラス、またはケイ酸塩から作製されるビーズの形態で配合される、請求項９に記載の組成物。
11. 前記ポリマー膜が、内部ポリマー層と、前記内部ポリマー層の各表面と接触する少なくとも１つのポリマー層と、を含み、前記内部ポリマー層が、前記内部ポリマー層内に埋め込まれた、治療濃度の前記無機元素をさらに含み、前記生体活性ガラスが、前記ポリマー膜の少なくとも１つの表面と会合している、請求項１に記載の組成物。
12. 組織容積損失を示す組織における欠損の治療方法であって、前記方法が、
    ａ．請求項１に記載のマトリックスを得ることと、
    ｂ．前記組織損失に隣接する健康な組織を、前記マトリックスと接触させることと、
    ｃ．前記欠損を前記マトリックスで取り囲むことにより、前記組織損失の周囲に囲いを形成することと、を含む、方法。
13. 前記組織損失が、分節性骨損失である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記方法が、前記囲い内に骨移植片材料を含有することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記骨移植片材料が、患者由来の骨髄穿刺液濃縮物を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記組織容積損失が、筋組織損失である、請求項１２に記載の方法。
17. 前記方法が、前記囲い内に筋移植片材料を含有することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記筋移植片材料が、生存筋組織、脂肪吸引組織（ｌｉｐｏａｓｐｉｒａｔｅ）、および微小血管断片を含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記欠損が、結合組織損失である、請求項１２に記載の方法。
20. 請求項１に記載のマトリックスの製造方法であって、
    ａ．前記生体活性ガラスを得ることと、
    ｂ．ポリマー膜を得ることと、
    ｃ．前記生体活性ガラスをポリマー膜の層と会合させ、それによって前記マトリックスを形成することと、を含む、方法。

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