JP5606383B2 - 骨内インプラント - Google Patents

Description

本発明は、ヒトまたは動物の骨に適用される、チタンまたはチタン合金で製造された金属の骨内インプラントに関し、前記インプラントは、滑らかなまたは粗い表面テキスチャを有し、前記表面が、１つ以上のホスホン酸基［−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂］、またはその誘導体であって、好ましくは薬学的に許容されるその塩またはエステルまたはアミド、を保有する少なくとも１つの選択された有機化合物で処理されている。このような化学的に改質された表面は骨結合強度を驚くほど増強することが示されている。本発明によるインプラントは、医療、より具体的には、整形外科における破損または疾患のある骨を置換または強化するために、および歯科における義歯を固定するために、および骨固定された補聴器の固定のために、補綴物として用いることができる。

破損または疾患のある骨を置換または強化するための医療における補綴物として、または義歯として用いられるインプラントが知られている。これらのインプラントは、腐食しない材料で製造し、体による拒絶をもたらす免疫反応を生じることなく周囲組織と適合性でなければならない。以下、「表面」または「接触表面」という用語は、本発明に従う処理がまだされていないチタンまたはチタン合金のインプランの表面を指し、「改質された表面」という用語は、本発明に従う処理がされた表面を指す。

スクリュー、プレート、釘、ピンおよび、人工補綴物としてヒトおよび動物の骨格構造へ特別に形成された部品の形状のインプラント装置が、失った構造部の永続的な置換または永続的な固定装置としての手段であることが知られている。インプラント装置が接触骨表面に永続的に付着されたままであるべきような場合には、優れた「骨結合」が必要である。

かかるインプラント用にチタン金属またはチタン合金を用いることが一般的に知られている。注意深く製造すると、チタンインプラントはその表面の酸化物によって、骨再生に対して受動性のままであり、それ自体は炎症や軟組織発生または封入などの有害な反応を誘発することがないという意味で生体適合性を示す。インプラントと骨組織との間で得られる境界面は、通常、厚さ約１００nm〜１μmのタンパク質層から成り、骨組織がインプラントと直接的な分子接触をすることを防ぐ。

骨内インプラントの技術の現状は、異なるアプローチ、例えば（ｉ）骨とインプラントとの機械的な結合を与えるインプラント表面の適切な粗さの生成、および／または（ｉｉ）インプラント表面のコーティング、例えば、治癒経過および骨とインプラントの親密な接触を改善するための人工的なヒドロキシアパタイトに基づいている。

チタンインプラント上の高い表面粗さが骨組織におけるインプラントの機械的安定性を増大させることが知られている。機械的な表面処理はトポグラフィーを大幅に変化させるが、表面の化学的性質は実質的に変化しないままである。高い表面粗さを有するインプラントの不利な点は、純粋な機械的な固定が微動に対してきわめて感受性が高く、機械的な固定の劣化を引き起こしうること、またインプラントの骨結合時間が比較的長いことである。

インプラントの表面を人工的なヒドロキシアパタイトでコーティングすることにより骨結合時間が減少する。しかし、荷重を受けるインプラントで長期安定性のあるヒドロキシアパタイトコーティングを得ることは、不可能ではないが、きわめて困難である。コーティングとインプラントとの間の境界面はしばしば崩壊し、またはコーティングは剥げて取れてしまう。

米国特許第５，７３３，５６４号は、公知の製薬物質である選択されたビスフォスフォネート用いて、これらの化合物で補綴物またはインプラントのチタン金属表面をコーティングすることによって骨組織形成を促進することを開示している。

現在、チタンまたはチタン合金の骨内インプラントの表面を、１つ以上のホスホン酸基、またはその誘導体、好ましくはそのエステル、アミドまたは塩、を保有する本明細書で以下に定義される少なくとも１つの選択された有機化合物で処理されている場合は、本明細書で以下に説明されるように、処理した表面は、処理しない表面に比べて骨結合強度の驚くほどの改善および骨結合時間の驚くほどの短縮を示し、ヒドロキシアパタイトコーティングを有する表面で知られる不都合な点がないことが明らかにされている。

本発明は特許請求の範囲に定義されている。本発明は、具体的には、ヒトまたは動物の骨に適用される骨内インプラントであって、インプラントの表面がチタンまたはチタン合金で製造され、前記インプラントは、滑らかまたは粗い表面テキスチャを有し、前記表面が、一般式（Ｉ）：
Ａ−［Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂］_p （Ｉ）
（式中、ＡはＡ₁またはＡ₂を意味し、
Ａ₁は、ｎ個の炭素原子を有する直鎖状、分枝鎖状または環状の、飽和または不飽和の炭化水素残基の残基であり、前記残基はヒドロキシルおよび／またはカルボキシルによって置換され、および場合により１つ以上の酸素原子および／またはイオウ原子および／または窒素原子によってさらに中断されていてもよく、ｐ個のホスホン酸基を保有し、ここで
ｎは１〜７０、好ましくは１〜４０、好ましくは１〜２２の数であり、
ｎが１であり、かつｐが２であるとき、Ａは−ＣＨ₂−であり；あるいは
ｎが１であるとき、ｐは３または４、好ましくは３であり、あるいは
ｎが２〜１０であるとき、各ホスホン酸基またはホスホン酸エステル基が同じ分子内の異なる炭素原子に結合されているという条件で、ｐは２であり、あるいは
ｎが２〜１０であるとき、ｐは３、４、５、または６；好ましくは３、４、または５、好ましくは３または４であり；あるいは
ｎが１１〜７０であるとき、ｐは２、３、４、５、または６；好ましくは２、３、４、または５；好ましくは２、３、または４であるか；あるいは、
ＡはＡ₂を意味し、
Ａ₂はアミノ酸の残基またはタンパク質もしくはポリペプチドのそれぞれのアミノ酸配列の残基、好ましくはトランスフォーミング成長因子ベータ（ＴＧＦ−β）のスーパーファミリーの残基であり；あるいは特定の薬物分子の残基であり、ここで
各残基Ａ₂がｐ個のホスホン酸基を保有し、
Ａ₂がアミノ酸の残基またはタンパク質もしくはポリペプチドのそれぞれのアミノ酸配列の残基であるとき、ｐは１〜６、好ましくは１、２、３、または４、好ましくは１、２、または３であり；あるいは
Ａ₂は本来いかなるホスホン基も有さず、場合によりＡ₁に対して示された定義に属する特定の薬物分子の残基であるとき、ｐは１、または３〜６、好ましくは１である）
に対応する少なくとも１つの有機化合物、または薬学的に許容される誘導体であって、好ましくはそのエステル、アミドまたは塩、で処理されていることを特徴とする。

本発明はさらに、前記表面が少なくとも１つの式（Ｉ）の有機化合物、またはその誘導体であって、好ましくはそのエステル、アミドまたは塩、で処理されることを特徴とする本発明によるインプラントの製造方法に関する。

本明細書に指定された、特に酸または塩としてのホスホン酸化合物は、インプラントの表面と共有結合を形成し、それにより著しくかつ予想外の程度に前記表面の骨結合特性を改善することが考えられる。しかし、本発明はこの説明に拘束されない。

Ａ₁は、式−（Ｃ_nＨ_2n+2-p）−［式中、ｎは１〜７０、好ましくは１〜４０、好ましくは１〜２２を意味する］の飽和炭化水素の残基であることが好ましい。好ましくは、式（Ｉ）の化合物の遊離酸または塩の形態であり、薬学的に許容される塩が、好ましくはアルカリ塩、好ましくはナトリウム塩またはカリウム塩である。薬学的に許容されるエステルを用いる場合は、イソプロピルホスホン酸エステルまたはエチルホスホン酸エステルが好ましく、このようなエステルの例は、メチレンジホスホン酸テトライソプロピル、エタン−１，１，２−トリホスホン酸ヘキサエチル、ブタン−１，１，４−トリホスホン酸ヘキサイソプロピル、ペンタン−１，１，５−トリホスホン酸ヘキサイソプロピル、ペンタン−２，２，５−トリホスホン酸ヘキサイソプロピル、ヘキサン−２，２，６−トリホスホン酸ヘキサイソプロピル、プロパン−１，１，３，３−テトラホスホン酸オクタイソプロピル、ヘプタン−１，４，４，７−テトラホスホン酸オクタイソプロピル、ノナン−１，５，５，９−テトラホスホン酸オクタイソプロピルである。

本発明により処理される骨内インプラントの金属表面は、骨内インプラントの製造に用いられることが公知のチタンまたはチタン合金で製造することができる。チタン合金は、チタンと、チタンとの合金を形成することが知られる他の金属、例えば、クロム、ニオブ、タンタル、バナジウム、ジルコニウム、アルミニウム、コバルト、ニッケル、および／またはステンレス鋼で製造することができる。インプラントを製造するためのこのようなチタン金属合金はそれ自体公知であり、例えば、Ｂｒｅｍｅら、Ｍｅｔａｌｓ ａｓ ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ、１〜７１ページ（１９９８）に記載されており、その内容を参照として本明細書に取り込む。

本発明によるインプラントは、スクリュー、プレート、釘、ピン、および特別に形成された部品の形状であってよく、医療、より具体的には、整形外科における破損または疾患のある骨を置換または強化するために、および歯科における義歯を固定するために、および、骨固定された補聴器をヒトまたは動物の骨格構造に固定するために、補綴物として用いてもよい。体組織のそれぞれの骨に結合されるインプラントの表面域は、滑らかなまたは粗い表面テキスチャを有することができる。このような表面テキスチャは公知であり、例えば、表面を機械的に、および／または酸で、および／または電解的に、および／またはグロー放電プラズマで、および／またはプラズマ溶射で処理することによって、および／または電気加工によって得ることができる。このような材料および方法は、種々の文献、例えば、Ｂ．−Ｏ．Ａｒｏｎｓｓｏｎら、Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．３５（１９９７）、４９ページ以降に記載されており、その内容を参照として本明細書に取り込む。

Ａが飽和炭化水素の残基である式（Ｉ）の化合物の例は、モノホスホン酸、例えばメタンホスホン酸、エタンホスホン酸、プロパンホスホン酸、またはポリホスホン酸、例えばメチレンジホスホン酸、エタン−１，２−ジホスホン酸、プロパン−１，３−ジホスホン酸、エタン−１，１，２−トリホスホン酸、プロパン−１，１，３−トリホスホン酸、ブタン−１，１，４−トリホスホン酸、ペンタン−１，１，５−トリホスホン酸、ペンタン−２，２，５−トリホスホン酸、ヘキサン−２，２，６−トリホスホン酸、ペンタン−１，１，５，５−テトラホスホン酸、ヘプタン−１，４，４，７−テトラホスホン酸、プロパン−１，１，３，３−テトラホスホン酸、またはノナン−１，５，５，９−テトラホスホン酸である。

Ａがタンパク質それぞれのポリペプチドの残基である式（Ｉ）の化合物の例は、例えば、Ａ．Ｂ．Ｒｏｂｅｒｔｓ、Ｍ．Ｂ．Ｓｐｏｒｎ、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ、９５（１９９０）４１９〜４７２ページ、またはＤ．Ｍ．Ｋｉｎｇｓｌｅｙ、Ｇｅｎｅｓ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ、８（１９９４）１３３〜１４６ページ、およびその中の引例において記載されているような、成長因子のスーパーファミリーの全メンバー、特にＴＧＦ−β１、ＴＧＦ−β２、ＴＧＦ−β３、ＴＧＦ−β４、およびＴＧＦ−β５が含まれるトランスフォーミング成長因子ベータ（ＴＧＦ−β）の形態の化合物であり、その場合、ぺプチド鎖がアルキルホスホン酸基、またはその誘導体であって、好ましくはそのエステル、アミドまたは塩、を含むように改変されている。この意味では、式（Ｉ）の化合物は、成長因子のスーパーファミリーのメンバー、好ましくはＴＧＦ−β１、ＴＧＦ−β２、ＴＧＦ−β３、ＴＧＦ−β４、およびＴＧＦ−β５によって規定されたトランスフォーミング成長因子ベータ（ＴＧＦ−β）を表し、ここでつねにぺプチド鎖が少なくとも１つのアルキルホスホン酸基、またはその誘導体であって、好ましくはそのエステル、アミドまたは塩、を含むように改変されている。

Ａが骨形態形成タンパク質（ＢＭＰ）（ＴＧＦファミリーのサブファミリーである）の残基である式（Ｉ）の化合物の例は、例えば、Ｊ．Ｍ．Ｗｏｚｎｅｙら、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２４２（１９８８）１５８２〜１５３４；Ａ．Ｊ．Ｃｅｌｅｓｔｅら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．米国８７（１９９０）９８４３〜９８４７；Ｅ．Ｏｚｋａｙｎａｋら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６７（１９９２）２５２２０〜２５２２７；Ｔａｋａｏら、Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ．Ｃｏｍ．２１９（１９９６）６５６〜６６２；ＷＯ９３／００４３２；ＷＯ９４／２６８９３；ＷＯ９４／２６８９２；ＷＯ９５／１６０３５およびその中の引例において見出されるＢＭＰ−２（ＢＭＰ−２ａ）、ＢＭＰ−３、ＢＭＰ−４（ＢＭＰ−２ｂ）、ＢＭＰ−５、ＢＭＰ−６、ＢＭＰ−７（ＯＰ−１）、ＢＭＰ−８（ＯＰ−２）、ＢＭＰ−９、ＢＭＰ−１０、ＢＭＰ−１１、ＢＭＰ−１２、ＢＭＰ−１３の化合物であり、この場合、ペプチド鎖がアルキルホスホン酸基、またはその誘導体であって、好ましくはそのエステル、アミドまたは塩、を含むように改変されている。これらの化合物を、参照として本明細書に取り込む。この意味では、式（Ｉ）の化合物は、骨形態形成タンパク質（ＢＭＰ）、好ましくはＢＭＰ−２（ＢＭＰ−２ａ）、ＢＭＰ−３、ＢＭＰ−４（ＢＭＰ−２ｂ）、ＢＭＰ−５、ＢＭＰ−６、ＢＭＰ−７（ＯＰ−１）、ＢＭＰ−８（ＯＰ−２）、ＢＭＰ−９、ＢＭＰ−１０、ＢＭＰ−１１、ＢＭＰ−１２、ＢＭＰ−１３を表し、ここでペプチド鎖が少なくとも１つのアルキルホスホン酸基、またはその誘導体であって、好ましくはそのエステル、アミドまたは塩、を含むように改変されている。

Ａがアミノ酸の残基である式（Ｉ）の化合物の例は、例えば、Ｏ．Ｆａｂｕｌｅｔら、Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ、Ｓｕｌｐｈｕｒ、Ｓｉｌｉｃｏｎ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ、１０１、２２５〜２３４（１９９５）に記載された２−アミノ−４，４−ビス−（ジエトキシ−ホスホリル）−酪酸；例えば、Ｉ．Ｇ．Ａｎｄｒｏｎｏｖａら、Ｒｕｓｓ．Ｊ．Ｇｅｎ．Ｃｈｅｍ．６６、１０６８〜１０７１（１９９６）に記載された２−アミノ−５−（ジエトキシ−ホスホリル）−ペンタン酸；例えば、Ｘ．Ｙ．Ｊｉａｏら、Ｓｙｎｔｈ．Ｃｏmmｕｎ．２２、１１７９〜１１８６（１９９２）およびその中の引例に記載された２−アミノ−４−ホスホノ酪酸である。さらに別の例は、例えば、Ｌ．Ｓｔｒｙｅｒ、Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、第３版（１９８８）、１７〜２２ページに記載された主要な２０種のアミノ酸すべてであり、その場合、アミノ酸はアルキルホスホン酸基と類似の方法で改変されており、好ましくは、式（Ｉ）の化合物は主要な２０種のアミノ酸、好ましくはアルギニン、グリシン、アスパラギン酸、アラニン、バリン、プロリン、セリン、スレオニン、システイン、またはリジンの１つであり、ここでそのアミノ酸は少なくとも１つのアルキルホスホン酸基、またはその誘導体であって、好ましくはそのエステル、アミドまたは塩、を含むように改変されている。これらの化合物を参照として本明細書に組み込む。

Ａがペプチドの残基である式（Ｉ）の化合物の例は、ＲＧＤ含有ペプチド類、ＲＧＤＳペプチド類、ＧＲＧＤＳペプチド類、ＲＧＤＶペプチド類、ＲＧＤＥペプチド類、および／またはＲＧＤＴペプチド類を含むが、これらに限定されない。このようなペプチド類は、例えば、Ｙ．Ｈｉｒａｎｏ、Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓ．、２５（１９９１）、１５２３〜１５３４ページまたはＷＯ９８／５２６１９およびその中の引例に記載されている。本発明の範囲内には、細胞接着または細胞接着予防などの特定の生物活性を有することが知られている類似のペプチド類も含まれ、これらは上記したペプチド類と同様に調製される。この意味では、式（Ｉ）の化合物は、少なくとも１つのアルキルホスホン酸基、またはその誘導体であって、好ましくはそのエステル、アミドまたは塩、を含むように改変されているＲＧＤ含有ペプチド、好ましくはＲＧＤＳペプチド、ＧＲＧＤＳペプチド、ＲＧＤＶペプチド、ＲＧＤＥペプチド、および／またはＲＧＤＴペプチドである。

式（Ｉ）の好ましい化合物は、上記定義の残基Ａ₂を含有するものであり、好ましくはアミノ酸の残基、またはタンパク質もしくはポリペプチドのそれぞれのアミノ酸配列の残基、好ましくはトランスフォーミング成長因子ベータ（ＴＧＦ−β）のスーパーファミリーの残基、好ましくは骨形態形成タンパク質（ＢＭＰ）である。

本発明によるインプラントを製造するために、すなわち、インプラントの表面を式（Ｉ）の少なくとも１つの化合物またはこれらの化合物の混合物で処理するためにとるべき以下のステップが推奨される。まず、望ましくない分子それぞれの不純物を表面から除去するために、洗浄浴中でインプラントを洗浄する。最初に脱脂剤、例えばアルコール、クロロホルムなどの有機溶媒、および別の有機溶媒および／または水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム系のアルカリ水溶液などの無機洗剤などでインプラントを処理することが好ましい。その後、インプラントを、好ましくは少なくとも１５Ｍｏｈｍ^＊ｃｍの伝導率抵抗を有する純水中好ましくは蒸留超純水中で注意深くリンスする。洗浄とリンスの後、インプラントを窒素ガス流または乾燥または熱気流で乾燥し、管理条件下に保管する。あるいは、脱脂後、表面を洗浄するためにインプラントをさらにグロー放電プラズマ中で処理することができる。次いで、インプラントの清浄な表面を式（Ｉ）の少なくとも１つの化合物またはそのエステルもしくは塩で、すなわち、少なくともかかる化合物の１つまたはかかる化合物の混合物で処理する。化合物または前記化合物の混合物を、ブラッシング、溶射、浸漬、またはグロー放電プラズマ補助蒸着を含む蒸発などの適切な手段によってインプラントの表面に導入する。ホスホン酸化合物またはそのエステルもしくは塩を、好ましくは極性溶媒中で溶解し、溶媒の重量に対して約１．０×１０^-5mol／１０ml〜５×１０^-2mol／１０ml、好ましくは約５×１０^-4mol／１０ml〜２．０×１０^-2mol／１０mlの濃度の溶液を得ることが好ましい。濃度は、インプラントの表面にａ）単一分子層の一部または全体（１％〜１００％、好ましくは５０％〜１００％）が形成されるようになることが好ましい。好ましい溶媒は蒸留純水である。インプラントを十分に長い時間、好ましくは数分〜数時間、溶液と接触させたまま放置する。その後、インプラントを純水で注意深くリンスし、プラスチックまたは金属の清浄なパッケージング材料、好ましくは排気され、または窒素などの不活性気体または本明細書に上記規定された純水などの不活性液体で充填された気密パッケージングで包装することが好ましい。前記純水は無機塩、好ましくは、アルカリ塩、例えば塩化アルカリ、硫酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、好ましくはナトリウム塩および／またはカリウム塩、および／または式（Ｉ）の化合物またはそのエステルもしくは塩を、好ましくは蒸留水である溶媒の約１．０×１０^-5mol／１０ml〜５×１０^-2mol／１０ml、好ましくは約５×１０^-4mol／１０ml〜２．０×１０^-2mol／１０mlの濃度で含有することができる。

分析的調査、例えば、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）またはＮＭＲでは、式（Ｉ）のホスホン酸化合物をインプラントの表面に接触させると、即時吸収が起こることがわかっている。表面とホスホン酸化合物との間に強力な結合が形成され、化学的な表面の改質が得られる。本明細書に上記したいくつかの異なるポリホスホン酸類、塩類、エステル類、およびアミド類が合成された。本発明によるこれらの化合物で製造された歯科用インプラントは優れた結果を示した。

ｐが３〜６、好ましくは３または４であり、ｎが４〜７０、好ましくは４〜４０、好ましくは４〜２２である一般式（Ｉ）による化合物、その塩類またはエステル類またはアミド類は新規である。このような化合物の例は、ブタン−１，１，４−トリホスホン酸、ペンタン−１，１，５−トリホスホン酸、ペンタン−２，２，５−トリホスホン酸、ヘキサン−２，２，６−トリホスホン酸、ペンタン−１，１，５，５−テトラホスホン酸、ヘプタン−１，４，４，７−テトラホスホン酸、またはノナン−１，５，５，９−テトラホスホン酸である。

ブタン−１，１，４−トリホスホン酸ヘキサイソプロピルおよびヘプタン−１，４，４，７−テトラホスホン酸オクタイソプロピルのそれぞれの化合物、これらの化合物の混合物は、アルカリ金属、好ましくはナトリウム、テトラ低級アルキルメチレンジホスホン酸エステル、好ましくはメチレンジホスホン酸テトライソプロピルが、活性水素原子を有しない有機溶媒、好ましくは乾燥ヘキサンまたはベンゼンまたはトルエンの存在下で、少なくとも化学量論的な量のジハロメタン、好ましくはジブロモメタンと反応して得られる。

この反応は、一般に１０〜４８時間、好ましくは１８〜３６時間の時間内で反応が終了するまで、３０℃〜１２５℃、好ましくは４０℃〜１１０℃の範囲内の温度で行われることが好ましい。

次いで、この反応生成物に、ジイソプロピル−３−ブロモプロパンと反応させたトリイソプロピルホスファイトの精製生成物を添加する。次いで、得られた化合物の混合物を、従来の方法、例えばカラムクロマトグラフィで分離することができる。

類似の方法で、１，４−ジブロモブタンを過剰の範囲のモル比１：６〜１：０．５でトリイソプロピルホスファイトと反応させることによって、意外にも新しい化合物、ペンタン−１，１，５−トリホスホン酸ヘキサイソプロピルおよびノナン−１，５，５，９−テトラホスホン酸オクタイソプロピルが生成される。さらに、類似の方法で、当量の部のエタン−１，１−ジホスホン酸テトライソプロピルと３−ブロモプロピルホスホン酸ジイソプロピルとを反応させることによって、ペンタン−２，２，５−トリホスホン酸ヘキサイソプロピルおよびペンタン−２，２，６−トリホスホン酸ヘキサイソプロピルを得た。

この方法はさらに、これらの生成物を、１〜１２時間、好ましくは１〜６時間からなる時間、過剰のモルのＨＣｌ中でそれらを還流することによって類似の酸類を生成する加水分解によって特徴づけられる。次いで、化合物をＰ₂Ｏ₅で真空下に乾燥させることが好ましい。

以下の実施例は、本発明を説明するが、これを限定することはない。

参考例１（アルカンポリホスホン酸の合成）
米国特許第３，４００，１７６号明細書、Ｂ．Ａ．Ａｒｂｕｓｏｖ．Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．９（１９６７）、３０７〜３５３ページ、およびその中の引例に従って、メチレンジホスホン酸を合成した。ＮＭＲ（¹Ｈ、³¹Ｐ、¹³Ｃ）、質量分光法による元素分析、およびその融点によって化合物を同定した。これらのデータすべては、Ｏ．Ｔ．Ｑｕｉｍｂｙらの文献（Ｊ．ｏｆ Ｏｒｇａｎｏｍｅｔ．Ｃｈｅｍ．１３、１９９〜２０７（１９６８））と一致した。

プロパン−１，１，３，３−テトラホスホン酸を、メチレンジホスホン酸テトライソプロピルから合成した。テトラホスホン酸溶液を真空下に濃縮し、真空下にＰ₂Ｏ₅で乾燥させた。¹Ｈ、³¹Ｐ、および¹³ＣのＮＭＲの結果（Ｄ₂Ｏ）は、所定の文献データと一致した。

類似の方法で、プロパン−１，３−ジホスホン酸、エタン−１，１，２−トリホスホン酸、ブタン−１，１，４−トリホスホン酸、ペンタン−１，１，５−トリホスホン酸、ペンタン−２，２，５−トリホスホン酸、ヘキサン−２，２，６−トリホスホン酸、ペンタン−１，１，５，５−テトラホスホン酸、ヘプタン−１，４，４，７−テトラホスホン酸、またはノナン−１，５，５，９−テトラホスホン酸を合成した。

参考例２
Ａ）１mmの厚さを有する直径１４mmの円形プレートの形状のチタンで製造された試料を従来の方法で製造した。試料表面には標準的方法に従ってダイアモンドペーストでの機械的研磨によって滑らかな表面粗さを設けた。原子間力顕微鏡による表面粗さの測定値は、Ｓ_rms値が４００平方ミクロンの表面積上で約６nmであった。

Ｂ）次いで、上記Ａ）において製造したインプラントを（ｉ）メチレンジホスホン酸［蒸留水１０ml当たり１．５×１０^-3mol］、（ｉｉ）エタン−１，１，２−トリホスホン酸［蒸留水中、１．２×１０^-3mol／１０ml］、（ｉｉｉ）プロパン−１，１，３，３−テトラホスホン酸［蒸留水中、６．２×１０^-4mol／１０ml］、（ｉｖ）１−ヒドロキシエチリデンジホスホン酸［蒸留水中、１．４×１０^-3mol／１０ml］の水溶液に入れ、室温下に１５分間、放置した。次いで、インプラントを純水でリンスし、乾燥させた。

製法Ｂ（ｉ）、Ｂ（ｉｉ）、Ｂ（ｉｉｉ）、およびＢ（ｉｖ）に従って調製されたインプラントを、ラットの骨形成細胞である造骨細胞でプレーティングした。骨形成を（Ｉ）細胞増殖および（ＩＩ）骨タンパク質合成として測定した。比較試験結果を非処理インプラントについて示した。各結果を表１に示す。類似の結果を、滑らかな表面および粗い表面の両方について、本明細書の上記のホスホン酸すべてについて得た。ＸＰＳおよびＴｏＦ−ＳＩＭＳによる分析は、分子（単）層がインプラント表面上およびチタン酸化物表面上に形成され、表面の粗さがこの挙動に影響しそうにないことを示した。

この結果は、処理していないインプラントに比べて、本発明によるインプラントの骨形態形成の改善を示している。

実施例３
グリシン分子のアミン末端をホスホン酸基の１つに結合することによって改変されているエタン−１，１，３−トリホスホン酸でインプラントを処理したことを除いて、参考例２を繰り返した。

実施例４
ＧＲＧＤＳ細胞結合ポリペプチドのアミン末端をホスホン酸基の１つに結合することによって改変されているエタン−１，１，３−トリホスホン酸でインプラントを処理したことを除いて、参考例２を繰り返した。

実施例５
式（Ｉ）による化合物が、ヒト骨形態形成タンパク質２型（ＢＭＰ−２）のアミン末端（メチオニン）をホスホン酸基の１つに結合することによって改変されているエタン−１，１，３−トリホスホン酸である点を除いて、参考例２を繰り返し、これは表１に示したのと類似の試験結果を得た。

Claims (10)

1. ヒトまたは動物の骨に適用される骨内インプラントであって、インプラントの表面がチタンまたはチタン合金で製造され、前記インプラントが滑らかなまたは粗い表面テキスチャを有し、前記表面が、一般式（Ｉ）：
   Ａ−［Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂］_p （Ｉ）
   （式中、ＡはＡ₂を意味し、
   Ａ₂は、骨形態形成タンパク質（ＢＭＰ）の残基であり、ここで
   残基Ａ₂がｐ個のホスホン酸基を保有し、
   ｐは１〜６である）
   に対応する少なくとも１つの有機化合物、またはその薬学的に許容されるエステル、アミドもしくは塩、で処理されていることを特徴とする骨内インプラント。
2. ｐが１、２、３または４である、請求項１に記載のインプラント。
3. 薬学的に許容される塩がアルカリ塩である、請求項１または２に記載のインプラント。
4. アルカリ塩が、ナトリウム塩またはカリウム塩である、請求項３に記載のインプラント。
5. 薬学的に許容されるエステルが、ホスホン酸アルキルである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインプラント。
6. 前記表面が、少なくとも１つの式（Ｉ）の有機化合物またはそのエステル、アミドもしくは塩またはその混合物で処理されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインプラントの製造方法。
7. スクリュー、プレート、釘、ピン、および特別に形成された部品の形状のインプラントであって、医療または整形外科において破損または疾患のある骨を置換もしくは強化するために、および歯科において義歯を固定するために、または骨固定された補聴器をヒトまたは動物の骨格構造に固定するために、補綴物として用いることができる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインプラント。
8. 前記インプラントが、プラスチックまたは金属のパッケージング材料で包装されている、請求項７に記載のインプラント。
9. 前記パッケージングが、無機塩および／または式（Ｉ）の化合物またはその塩を含有する純水で充填されている、請求項８に記載のインプラント。
10. 請求項１〜５のいずれか一項に規定された、一般式（Ｉ）の化合物、またはその薬学的に許容されるエステル、アミドもしくは塩。