JP5368102B2 - rhPDGF−BB及び生体適合性マトリックスを用いた顎顔面骨強化 - Google Patents
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Description
の方法に関連する問題を有さず、骨強化において、特に顎顔面骨、中でも顎堤の強化に有効な新たな方法及び材料である。
クス中に混合されたPDGF溶液を含む、骨強化手法を促進するための組成物を提供する。PDGF溶液は、上記のようなPDGFの濃度を有する。いくつかの実施形態では、骨足場材料はリン酸カルシウムを含む。一つの実施形態では、リン酸カルシウムはβ−トリカルシウムホスフェートを含む。
GFを含む組成物を提供することである。
マトリックスは、骨ブロック又はβ−トリカルシウムホスフェートである。いくつかの実施形態では、PDGF溶液を含有する第二のパッケージは、注射器のような調製手段を含む。注射器は、目的の骨強化部位のような外科的部位における適用のための、生体適合性マトリックス中へのPDGF溶液の混合を助ける。別の実施形態では、キットは別の容器中に含まれる吸収性膜も含む。
PDGFは、細胞の増殖及び分裂を調節する際に重要な役割を担う。PDGFは、他の成長因子を用いた場合と同様に、受容体チロシンキナーゼの細胞外ドメインと結合するよう操作可能である。これらの膜貫通タンパク質とPDGFの結合は、膜の細胞質側に位置するそれらの触媒ドメインのキナーゼ活性を切り替える。標的タンパク質のチロシン残基をリン酸化することにより、キナーゼは、細胞成長及び細胞外マトリックス産生を含む種々の細胞過程を誘導する。
れた比率で、PDGFアイソフォーム又はPDGF断片を含有する。いくつかの実施形態では、部分的に精製されたPDGF及び精製されたPDGFは、米国特許出願第10/965,319号及び同第11/159,533号(公開番号:20060084602)に記載されたように調製される。
GF−DDを含むその他のPDGFを更に含む。
骨足場材料
本発明の実施形態によれば、生体適合性マトリックスは骨足場材料を含む。骨足場材料は、新規の骨又は組織成長が起きるための枠組み又は足場を提供する。
数のリン酸カルシウム粒子を含む。一つの実施形態では、骨足場粒子は約1μm〜5mmの範囲の平均直径を有する。一つの実施形態では、骨足場粒子は約1μm〜2mmの範囲の平均直径を有する。一つの実施形態では、骨足場粒子は約1mm〜2mmの範囲の平均直径を有する。他の実施形態では、粒子は約250μm〜1000μmの範囲の平均直径を有する。他の実施形態では、粒子は約250μm〜750μmの範囲の平均直径を有する。別の実施形態では、骨足場粒子は約100μm〜300μmの範囲の平均直径を有する。別の実施形態では、骨足場粒子は約100μm〜400μmの範囲の平均直径を有する。更なる実施形態では、粒子は約75μm〜300μmの範囲の平均直径を有する。更なる実施形態では、骨足場粒子は約1μm未満、いくつかの場合では約1mm未満の平均直径を有する。
生体適合性マトリックスとして用いるための骨足場材料は、β−トリカルシウムホスフェート(β−TCP)を含んでもよい。いくつかの実施形態によれば、β−TCPは種々の直径の多方向性及び相互連結孔を有する多孔性構造を含む。一つの実施形態では、β−TCPの多孔性構造は、約100μm〜1mmの範囲の直径を有するマクロポア、約10μm〜100μmの範囲の直径を有するメソポア、及び約10μm未満の直径を有するミクロポアを含む。β−TCPのマクロポア及びミクロポアは骨誘導性及び骨伝導性を促進するが、マクロポア、メソポア及びミクロポアは、流体の連絡及び栄養の輸送を可能にし、β−TCP生体適合性マトリックスを介した骨再成長サポートする。
、β−TCP粒子は約100μm〜400μmの範囲の平均直径を有する。別の実施形態では、β−TCP粒子は約100μm〜300μmの範囲の平均直径を有する。更なる実施形態では、β−TCP粒子は約75μm〜300μmの範囲の平均直径を有する。更なる実施形態では、β−TCP粒子は25μm未満の平均直径を有し、いくつかの実施形態では1mm未満の平均直径を有する。更なる実施形態では、β−TCP粒子は1μm未満の平均直径を有し、いくつかの実施形態では1mm未満の平均直径を有する。
別の実施形態では、生体適合性マトリックスは骨足場材料及び生体適合性結合剤を含む。生体適合性結合剤を更に含む生体適合性マトリックスの実施形態における骨足場材料は、上記の本明細書中で提供されたものと一致する。
導体、デキストラン(例えば、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン又はデキストラン硫酸ナトリウム)、フィブリン接着剤、グリセロール、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸ナトリウム、セルロース(例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース又はヒドロキシエチルセルロース)、グルコサミン、プロテオグリカン、デンプン(例えば、ヒドロキシエチルデンプン又は可溶性デンプン)、乳酸、プルロニック酸、グリセロリン酸ナトリウム、グリコーゲン、ケラチン、絹、及びそれらの誘導体及び混合物、並びに整形外科的に用いられる当業者に既知の結合剤を含む。
いくつかの実施形態では、生体適合性マトリックスはβ−TCP骨足場材料及び生体適合性コラーゲン結合剤を含む。コラーゲン結合剤と組み合わせるのに適したβ−TCP骨足場材料は、上記の本明細書中で提供されたものと一致する。
GBR手法の治療結果及び予測可能性を改善するために、このような手法において起こる問題は低減されるか除かれるべきである。起こり得るものであって、実際に観察され、最も恐るべき負の結果のうちの1つは、細菌汚染を伴う未熟な膜の露出であり、GBR手法の失敗又は不完全な成功をもたらす(Simion他, Int. J. Periodontics Restorative Dent., 1994; 14(2): 166-80、Simion他, J. Clin Periodentol., 1995; 22(4); 321-31、Simion他, Clin. Oral Implants Res., 1997; 8(1): 23-31)。非吸収性膜、例えばGORE−TEX(登録商標)を用いる場合これは特に明白である。これらの膜を使用する主な利点は、治癒プロセスを起こすために、必要な時間in situでそれらを保持することが可能な点である。例えばコラーゲン又はポリラクチド及び/又はポリグリコリドのような天然又は合成ポリマーから作製される吸収性膜も用いることができる。これらの膜は長時間にわたって徐々に吸収し、それらを外科的に除去する必要性がないという利点を有する。実施例1に記載される検討では、コラーゲン膜が用いられている。外科的部位に適切に合わせるために、これらの膜は湿潤されなければならない。実施例1の結果は、PDGFを有するウシブロックを受容している動物とPDGF及びコラーゲン吸収性膜を有するウシブロックを受容している動物との間のチタンインプラント周囲の骨強化における差を示さなかった。従って吸収性膜は任意に、本発明の実施に用いられる。
本発明は、骨強化手法に用いるための組成物の製造方法を提供する。一つの実施形態では、骨の融合を促進するための組成物の製造方法は、PDGFを含む溶液を提供すること、生体適合性マトリックスを提供すること、及び生体適合性マトリックス中に溶液を混合することを含む。組み合せに適したPDGF溶液及び生体適合性マトリックスは、本明細書中に上記したものと一致する。
いくつかの実施形態によれば、骨強化を促進する及び/又は促進するための組成物は、PDGFの他に1つ又は複数の生理活性剤を更に含む。PDGFの他に本発明の組成物中に組入れられ得る生理活性剤としては、有機分子、無機材料、タンパク質、ペプチド、核酸(例えば遺伝子、遺伝子断片、遺伝子調節配列及びアンチセンス分子)、核タンパク質、多糖(例えばヘパリン)、糖タンパク質及びリポタンパク質が挙げられる。例えば抗癌剤、抗生物質、鎮痛剤、抗炎症剤、免疫抑制剤、酵素阻害剤、抗ヒスタミン剤、ホルモン、筋肉弛緩剤、プロスタグランジン、栄養因子、骨誘導タンパク質、成長因子及びワクチンを含む、本発明の組成物中に組入れられ得る生理活性化合物の非限定的な例は、米国特許出願第10/965,319号及び同第11/159,533号(公開番号20060084602)に開示されている。本発明の組成物中に組入れられ得る好ましい生理活性化合物としては、インスリン様成長因子、繊維芽細胞成長因子又はその他のPDGFのような骨誘導性因子が挙げられる。他の実施形態によれば、本発明の組成物中に組入れられ得る生理活性化合物としては、好ましくは骨形態形成タンパク質(BMP)、BMP模倣物、カルシトニン、カルシトニン模倣物、スタチン、スタチン誘導体、又は上皮小体ホルモンのような骨誘導性及び骨刺激性因子が挙げられる。好ましい因子としては、プロテアーゼ阻害剤、並びにビスホスホネートを含む、骨吸収を低減する骨粗鬆症治療剤、及びNF−kBリガンド受容体(RANK)リガンドに対する抗体も挙げられる。
本発明は、骨強化手法の実施方法も提供する。一つの実施形態では、骨強化手法の実施方法は、生体適合性マトリックス中に混合されたPDGF溶液を含み、任意に生体適合性結合剤を含有する組成物を提供すること、及び骨強化の対象となる少なくとも1つの部位に組成物を適用することを含む。いくつかの実施形態では、骨強化手法の実施方法は、上顎骨又は下顎骨における少なくとも1つの骨強化部位に組成物を適用することを含む。例えば生体適合性マトリックス中に混合されたPDGF溶液を含む組成物は、上顎骨又は下顎骨中の目的の骨強化部位に埋め込まれる。別の実施形態では、生体適合性マトリックス中に混合されたPDGF溶液を含む組成物を移植部位に埋め込む前、任意にその後に、PDGF溶液は移植部位に適用される。上顎骨又は下顎骨中の骨の沈着を強化することにより、その後インプラントを受容するために、顎堤は強化される。このようなインプラントは、歯又は他の歯科用デバイスの支持を含む種々の目的のため、並びに抜歯窩、洞挙上及び顎堤強化を含む種々の口腔及び顎顔面骨用として用いられる。
本発明は、生体適合性マトリックスを含む第一の容器、及びPDGFを含有する溶液を含み調製手段として用いられる第二の容器を含むキットも提供する。いくつかの実施形態では、溶液は予め決められた濃度のPDGFを含む。いくつかの実施形態では、PDGFの濃度は、本明細書中で示される値と一致する。PDGFの濃度は、実施される外科的手
法によって予め決定される。更に、いくつかの実施形態では、生体適合性マトリックスは、予め決められた量でキット中に存在する。キット中に提供される生体適合性マトリックスの量は、実施される外科的手法による。いくつかの実施形態では、PDGF溶液を含有する第二のパッケージは、注射器又は圧縮管のような調整手段を含む。注射器又は圧縮管は、目的の骨強化部位のような外科的部位における適用のための生体適合性マトリックス中のPDGF溶液の混合を助ける。別の実施形態では、キットは、別の容器中に生体吸収性膜も含む。一つの実施形態では、生体吸収性膜はコラーゲン生体吸収性膜を含む。
[実施例]
この試験の主な目的は、以下の通りである:1)垂直顎堤強化においてrhPDGF−BB及び脱タンパクウシ骨ブロックを吸収性膜と一緒に利用する可能性を臨床的及び放射線学的に評価すること;2)rhPDGF−BBにより媒介される骨再生における吸収性膜の役割を臨床的及び組織学的に評価すること;3)生体適合性、骨伝導性、骨誘導性、分解可能性及び置換に関して、垂直骨欠損治療のための膜の非存在下でrhPDGF及び骨ブロックを用いる安全性及び有効性を臨床的、放射線学的及び組織学的に評価すること;4)試験部位における治癒パターンを組織学的に分析すること;並びに5)2つの異なるインプラント表面の再生骨の骨−インプラント接触(BIC)を評価すること。
群1:4部位は、脱タンパクウシ骨ブロック(Bio-Oss Block, Geistlich biomaterials)、rhPDGF−BB(BioMimetic Therapeutics)及び吸収性膜(Bio-Gide, Geistlich biomaterials)を組み合わせて受容させた(図1)。
群2:4部位は、脱タンパクウシ骨ブロック及びrhPDGF−BBを組み合わせて受容させた(図2)。
群3:4部位は、脱タンパクウシ骨ブロック及び吸収性膜を組み合わせて受容させた(図3)。
動物無作為化:各試験群を他の全てのものと同時間評価するために、以下の組み合わせを適用した。各条件で、イヌ2匹を評価した。
予備的手順 治療開始2週間前及び実験手順の2週間前に、手動及び超音波器具を利用して口腔予防を実施した。
治療開始時処置;抜歯及び欠損部の作製
全身及び局所麻酔の後、放射線学的評価を行なった。第一小臼歯に続いて第一大臼歯まで、右左の両方の下顎骨の後領域において、溝内切開を行なった。第一小臼歯に対して近心側で、近心側放出切開を行なった。第一大臼歯に対して近心側で、遠心側放出切開を行なった。全層皮弁を持ち上げて、4つの前臼歯を摘出した。同じ部位で、欠陥顎堤を模するために、下顎骨の後領域に沿ってダイアモンドバーにより、垂直欠損部を人工的に作製した。欠損部は以下の直径を有した:遠心−近心方向に30mmそして歯根尖−歯冠方向に7mm。高さは、下歯槽神経のトポグラフィーによっている。幅(頬−舌)は下顎骨の全幅であり、動物の下顎骨の天然の幅によって多少変更された。結節4/0シルク縫合糸で歯槽頂全体にわたって皮弁を縫合した。標準的な術後感染制御(アモキシシリン クラブラン酸 2gm/日及びニメスリド 100mgを12時間毎に3日間)を動物に施し
た。二次手術前に、3ヶ月の治癒期間を要した。
全身及び局所麻酔の後、放射線学的評価を行なった。近心側から遠心側に、第一大臼歯に対して遠心側に伸ばして歯槽頂切開を行なった。頬及び舌/口蓋皮弁を全層持ち上げて、歯槽頂を露出した。余分な軟質結合組織を除いた。直径2mmのダイヤモンド丸型バーで皮質穿孔を行ない、骨髄腔を曝露し、出血を可能にした。次に術中測定を行なった。その多孔性特質のためにブロックが浸漬されるように、rhPDGF−BB(液体形態で利用可能)を吸引下でウシブロックに添加した。液体rhPDGF−BBを含有する50mlプラスチック製滅菌注射器中にウシブロックを入れて、圧力下で浸透性ブロックを浸漬することにより、これを実施した。rhPDGFを充填した注射器中に約10分間、ブロックを放置した。
用いた外科的手法は、吸収性膜を除いた他は、上記(T1)と同一であった。
用いた外科的手法は、rhPDGF−BBを除いた他は、上記(T1)と同じであった。
試験(二次)外科手順の4ヵ月後に動物6匹を屠殺して、治癒過程を生じさせた。頬及
び舌の写真を撮影した。再エントリー手順;試験及び対照部位の近心−遠心側生検;(イヌ6匹)。全身及び局所麻酔後、放射線学的評価を行なった。下顎骨の全ブロック切片を採取して、10%ホルマリン溶液を有する滅菌容器中に入れて、組織学的に評価した。
rhPDGFを受容する両群は、rhPDGFを用いない他の試験群と比較して、より良好な軟質組織治癒及び硬質組織治癒を示した。臨床的及び放射線学的に有意量の垂直顎堤強化は、PDGFを受容した8部位のうちの7部位で見られたが、PDGFの非存在下では、4部位のうちの1つだけが有意の骨再生を示した(図1〜3は、3つの処置群に関して得られた放射線学的結果の要約を示す)。軟質組織は、PDGFを受容した1つを除いて、全ての部位で順調に治癒した。それに対して、1つの部位を除いた全ての部位は、PDGFの非存在下で軟質組織裂開及び感染を受けた。膜の存在は、結果を改善するようには見えなかった。即ち、PDGFは、膜の非存在下でも有益な作用を示した。従ってPDGFの使用は、GBRを実施する必要性を除くと考えられる。
この試験の目的は、補助的骨強化材料の使用を含めた標準的な臨床方法に従って、骨性構造の安定性に固有でない上顎骨又は下顎骨における空隙又は間隙に関して、β−TCP又は他の許容される骨空隙充填マトリックスと組み合わせたrhPDGF−BBの臨床的有用性を評価することである。
されるマトリックスのいずれかを用いた場合、どちらのrhPDGF−BB濃度であっても、安全性の危険率が増大することはなかった。
洞強化手順を用いて、左後上顎骨における不十分な歯槽顎堤高に関して、被験者10−06を処置した。側方ウインドウアプローチを利用して、凍結乾燥骨同種異系移植片(FDBA)及び異種移植片(Bio Oss粒状材料)中に0.3mg/mlのrhPDGF−BBの移植片を埋め込んだ。移植片の埋め込み後、コラーゲンバリア膜を側方アクセスウインドウ全体に埋め込んだ。主に縫合並びに治療部位内への試験薬剤の閉じ込めにより軟質組織皮弁を閉鎖した軟質組織閉鎖は、研究者に優れていると評価された。軟質組織治癒は追跡調査された全ての外来で、優れていると評価された。術後1週間で、縫合糸を除去した。術後2ヶ月目及び6ヶ月目に得た放射線写真は、正常治癒を示し、いかなる病態徴候も伴わなかった。更に、移植を行なった手術後6ヶ月目に得た骨コア試料の組織学的評価は、広範囲にわたって類骨を伴う新しい骨中の移植片粒子の存在、及び移植片粒子を架橋する新しい骨を示した。術後6ヶ月目に、治療結果の臨床的な有用性の査定は、効能、安全性及び全体的査定に関して優れていると研究者により評価され、患者の受容及び患者の許容は良好と評価された。
Claims (15)
- 生体適合性マトリックスを含む、目的部位における骨強化のための医薬組成物であって、該生体適合性マトリックスが、
(i)緩衝液中に血小板由来成長因子(PDGF)を含有する液体を吸収させた多孔性リン酸カルシウム、又は、
(ii)コラーゲン、及び緩衝液中にPDGFを含有する液体を吸収させた多孔性リン酸カルシウム、
を含み、該多孔性リン酸カルシウムが相互に連結した孔を有し、50%より大きい多孔率を有し、かつ、1μm〜5mmの範囲の粒径の粒子からなり、前記液体がPDGFを、0.1mg/ml〜1.0mg/mlの濃度で含む医薬組成物。 - 前記目的部位が顎顔面骨部位であり、該顎顔面部位において顎顔面骨を強化する、請求項1記載の医薬組成物。
- 前記顎顔面骨部位が顎堤、骨欠損部、上顎洞壁、抜歯窩、上顎部又は下顎部である請求項1又は2記載の医薬組成物。
- 前記液体がPDGFを、0.3mg/mlの濃度で含む請求項1−3のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 前記多孔性リン酸カルシウムが、100μm〜300μm、250μm〜1000μm及び1mm〜2mmからなるグループから選択される範囲の粒径の粒子からなる、請求項1−4のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 前記多孔性リン酸カルシウムが、成形可能であるか、又は、流動性を有する、請求項1−5のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 前記多孔性リン酸カルシウムが、移植後1年で75%再吸収される、請求項1−6のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 前記多孔性リン酸カルシウムがマクロポアを有する、請求項1−7のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 前記多孔性リン酸カルシウムがβ−トリカルシウムホスフェートである、請求項1−8のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 前記PDGFがPDGFホモ二量体、PDGFヘテロ二量体、PDGF−AA、PDGF−BB、PDGF−AB、PDGF−CC、PDGF−DD、又はそれらの組合せもしくはそれらの誘導体である、請求項1−9のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 前記PDGFが組換えヒトPDGF−BBである、請求項1−10のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 目的部位における骨強化のためのキットであって、
生体適合性マトリックスを含む第一の容器;
PDGFを含む第二の容器;及び
対象の骨強化を促進するために用いられるキットであることの説明書
を包含し、
生体適合性マトリックスが、
(i)緩衝液中にPDGFを含有する液体を吸収させた多孔性リン酸カルシウム、又は、(ii)コラーゲン、及び緩衝液中にPDGFを含有する液体を吸収させた多孔性リン酸カルシウム、
を含み、該多孔性リン酸カルシウムが相互に連結した孔を有し、50%より大きい多孔率を有し、かつ、1μm〜5mmの範囲の粒径の粒子からなり、前記液体がPDGFを0.1mg/ml〜1.0mg/mlの濃度で含むキット。 - 前記多孔性リン酸カルシウムが、成形可能であるか、又は、流動性を有する、請求項12に記載のキット。
- 生体吸収性膜を含む第三の容器を更に包含する請求項12又は13に記載のキット。
- ビスホスホネートを更に包含する請求項12−14のいずれか一項に記載のキット。
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