JP5805083B2 - 哺乳類の組織再生用のスキャフォールド - Google Patents
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Description
Na2O - 20〜35重量%
CaO - 20〜35重量%
P2O5 - 0〜10重量%
B2O3 - 30〜50重量%
を含有するホウ酸塩系のガラスまたはセラミック材料を含んでいる移植用の生体適合性材料が記載されている。具体例は、約22.9重量%のNa2O、約22.9重量%のCaO、約5.6重量%のP2O5、および約48.6重量%のB2O3を含むガラスである。これらの材料は、生体内(in vivo)または移植前にリンを含む流体にさらされた場合に、ヒドロキシアパタイトの形成を促進するために、高濃度のCaOを含む。これらの材料は、例えば、ホストへ放出するためのガラス製キャピラリーチューブ内に緩やかに詰められた緩い(ルーズな)粒子の形態にされている。Liangら、Bioactive Borate Glass Scaffold for Bone Tissue Engineering, J. Non-Crystalline Solids 354 (2008), p. 1690-96;およびYaoら、In-Vitro Bioactive Characteristics of Borate-Based Glasses with Controllable Degradation Behavior, J. Am. Cer. Soc. 90 (2007), p. 303-306 にも、そのようなヒドロキシアパタイトの形成を促進するために高濃度のCaOを含んで処方(formulated)されたホウ酸塩系のガラスが開示されている。例えば、Yaoらにより記載されている、0B、1B、2Bおよび3Bガラスは、0重量%、17.7重量%、35.4重量%および53重量%のホウ酸塩を含んでいる。
本発明の組織スキャフォールドは、1つの態様において、繊維、中空繊維、チューブ、リボン、中実球、中空球、粒子、およびそれらの組合せの1つ以上の形態の構造要素を使用する。要素は、ホウ酸塩系の要素材料で、ガラス、結晶、またはガラスと結晶との組合せであるものから形成されており、ヒドロキシアパタイトまたは他のリン酸カルシウム化合物の生成を促進するためのCaOは含んでも含まないでもよい。
B2O3 40〜90
Na2O 0〜25
Li2O 0〜25
K2O 0〜25
Rb2O 0〜25
CaO 0〜40
MgO 0〜25
SrO 0〜40
BaO 0〜50
Li2O+Na2O+K2O+Rb2O 累積で0〜50
MgO+SrO+BaO+CaO 累積で0〜50
P2O5 0〜10
SiO2 0〜18
Al2O3 0〜3
F 0〜4
遷移金属元素 累積で0〜10
を含み、特記しない限り、記載された全てのパーセンテージは重量基準である。これらの実施形態で特定のものにおけるK2OおよびMgOの濃度は、それぞれ約1〜約25重量%である。大部分の実施形態において、Li2O、Na2O、K2OおよびRb2Oの1種以上は、累積濃度(cumulative concentration)で約1〜約50重量%存在し、そして、MgO、SrO、BaOおよびCaOの1種以上は累積濃度で約1〜約50重量%存在する。
B2O3 40〜90
Na2O 0〜25
Li2O 0〜25
K2O 0〜25
Rb2O 0〜25
MgO 0〜25
SrO 0〜40
BaO 0〜25
Li2O+Na2O+K2O+Rb2O 累積で0〜50
MgO+SrO+BaO 累積で0〜50
P2O5 0〜10
SiO2 0〜18
Al2O3 0〜3
F 0〜4
遷移金属元素 累積で0〜10
を含む。
これらの実施形態のいくつかは、上述したように低レベルのCaを含むが、その一方、他の実施形態は実質的にCaフリーであり、Caを本質的に含まないか、またはCaを0.1重量%未満で含む。
Claims (21)
- 相互に連通する孔を有する、組織修復用の三次元スキャフォールドであって、
該スキャフォールドは、
組織の前記スキャフォールドの構造支持のためのスキャフォールド本体であって、前記スキャフォールド本体を規定し且つ0.4MPaを超えるスキャフォールド本体の圧縮強さを提供するために、相互に結合されたスキャフォールド本体の構成要素を含む、スキャフォールド本体を含んでおり、前記スキャフォールド本体の構成要素は、繊維、中空繊維、チューブ、リボン、中実球、中空球、粒子、及びそれらの組み合わせの少なくとも1以上の形態を有し、
体液の取り込みのためにスキャフォールド中へ流体の流れをもたらすため前記スキャフォールド本体は15〜90容量%の多孔率を有し、
前記スキャフォールド本体の構成要素は、重量%で
B2O3 40〜90
Na2O 0〜25
Li2O 0〜25
K2O 0〜25
Rb2O 0〜25
CaO 0〜40
MgO 0〜25
SrO 0〜40
BaO 0〜50
P2O5 0〜10
SiO2 0〜18
Al2O3 0〜3
F 0〜4
遷移金属元素 累積で0〜10
を含む構成要素材料から形成されており、
Li2O、Na2O、K2OおよびRb2Oの1種以上は、1〜50重量%の累積濃度で存在し、
MgO、SrO、BaOおよびCaOの1種以上は1〜50重量%の累積濃度で存在することを特徴とするスキャフォールド。 - B2O3濃度が50〜90重量%であることを特徴とする請求項1に記載のスキャフォールド。
- B2O3濃度が60〜82重量%であることを特徴とする請求項1に記載のスキャフォールド。
- 前記スキャフォールド本体の構成要素が、MgOを1〜25重量%の濃度で含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスキャフォールド。
- 前記スキャフォールド本体の構成要素が、K2Oを1〜25重量%の濃度で含み、MgOを1〜25重量%の濃度で含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスキャフォールド。
- 前記構成要素材料中におけるCa濃度が5重量%未満であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のスキャフォールド。
- 前記構成要素材料中におけるCa濃度が0.1重量%未満であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のスキャフォールド。
- 前記構成要素材料が、Li2O、Na2O、K2OおよびRb2Oから選ばれる2種以上の酸化物を5〜25重量%の累積濃度で含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のスキャフォールド。
- 前記構成要素材料が、Li2O、Na2O、K2OおよびRb2Oから選ばれる2種以上の酸化物を5〜25重量%の累積濃度で含み、MgO、SrO、BaOおよびCaOから選ばれる2種以上の酸化物を1〜45重量%の累積濃度で含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のスキャフォールド。
- 前記構成要素材料が、さらに、Zn、Cu、Fe、Mn、Si、Sr、Ni、MoおよびSeからなる群から選ばれる1種以上の元素を、1元素あたり0.01〜10重量%で且つ累積して25重量%未満の量で含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のスキャフォールド。
- 前記構成要素材料が、さらに、0.01〜10重量%のCuを酸化銅として含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のスキャフォールド。
- 前記スキャフォールド本体の構成要素は、互いに異なる組成を有する第1および第2の構成要素材料を含み、前記第1および第2の構成要素材料の各組成は、請求項1に記載の組成から選択されており、
前記スキャフォールド本体の構成要素の少なくとも10重量%が、前記第1の構成要素材料を含み、
前記スキャフォールド本体の構成要素の少なくとも10重量%が、前記第2の構成要素材料を含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のスキャフォールド。 - 前記構成要素材料の5重量%未満が結晶質材料であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のスキャフォールド。
- 前記本体の構成要素がガラス繊維を含むことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載のスキャフォールド。
- 前記スキャフォールド本体の構成要素が、40〜90重量%のB2O3、1〜25重量%のNa2O、1〜25%のK2O、1〜40重量%のCaO、1〜25重量%のMgO、および1〜10重量%のP2O5から成ることを特徴とする請求項1に記載のスキャフォールド。
- 前記スキャフォールド本体の構成要素が、40〜90重量%のB2O3、1〜25重量%のLi2O、および1〜40重量%のCaOから成ることを特徴とする請求項1に記載のスキャフォールド。
- 前記スキャフォールド本体の構成要素が、40〜90重量%のB2O3、1〜25重量%のNa2O、および1〜40重量%のCaOから成ることを特徴とする請求項1に記載のスキャフォールド。
- 前記スキャフォールド本体の構成要素が、40〜90重量%のB2O3、1〜25重量%のNa2O、および1〜40重量%のBaOから成ることを特徴とする請求項1に記載のスキャフォールド。
- 前記スキャフォールド本体の構成要素が、40〜90重量%のB2O3、1〜25重量%のLi2O、および1〜25重量%のMgOから成ることを特徴とする請求項1に記載のスキャフォールド。
- 前記スキャフォールド本体の構成要素が、40〜90重量%のB2O3、1〜25重量%のLi2O、および1〜40重量%のBaOから形成されることを特徴とする請求項1に記載のスキャフォールド。
- 前記スキャフォールド本体の構成要素が、40〜90重量%のB2O3、0.1〜5%のCuO、1〜25重量%のNa2O、1〜25重量%のK2O、1〜25重量%のMgOおよび1〜10重量%のP2O5から成ることを特徴とする請求項1に記載のスキャフォールド。
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