JPH05503286A - 骨における薬物送達のための生体侵食性ポリマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 骨における薬物送達のための生体侵食性ポリマー　−発明の背景 本発明は、骨における感染治療のための方法およびポリマー組成物に関する。

骨髄炎は、急性および慢性のいずれにおいても、依然として治療の困難な疾病で ある。急性骨髄炎では、骨の感染が急速に進行し、髄腔、皮質、または骨膜が影 響される。慢性の骨髄炎は、より長期的な骨の感染から成り、軽度の炎症、膓骨 （骨の壊死部分）、骨膜（炎症の中心点に起因する骨膜の隆起の結果生じる皮質 のさや）、フィステル、および前硬化によって特徴づけられる。骨髄炎の発生す る三つの基本的な機構が確認されている：血行性の転移、（洞および歯のような ）隣接する病巣からの転移、および外傷または手術の結果としての直接的な細菌 の接種である。

最も頻繁に臨床での感染の原因となる細菌は、Ｓ、　ａｕｒｅｕｓである。骨髄 炎の治療の主体は、以前から抗生物質であった。

しかしながら、臨床における感染を根絶することは困難であり得るし、急性骨髄 炎の症例の１５％から３０％もの多くが感染の存続によって合併症を起こすと見 積られている。さらに、大部分の症例において、慢性の骨髄炎は、手術による壊 死組織の切除に抗生物質療法を併用することでしか治療し得ない。たとえ手術に よっても、該疾病の根絶は保証されることはない。

従来からの骨の抗生物質療法には、様々な欠点がある。フッ素化されたキノロン を除いては、抗生物質の骨組織でのレベルは、対応する血清レベルのピークの３ ０％を決して越えない。従って、感染治療に使用される抗生物質の全身でのレベ ルは、種々の器官系に重大な毒性をもたらし得る。さらに、従来からの治療にお いては、治療の効果を上げるために、抗生物質を何週間にもわたって投与しなけ ればならない。入院または外来患者への静脈投与による抗生物質療法の詳細なモ ニタリング、感染した骨に達する以前に排出されてしまう高価な抗生物質、およ び疾病の根絶に失敗したための病気および死を考慮すれば、健康機関および社会 にとって費用は多大である。

移植された担体からの制御された局所的な放出が、全身のレベルを低く維持しつ つ、局所的に高い抗生物質濃度を達成するための技法として提唱されている。抗 生物質を充填したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）製の骨セメントが、主 として股関節部の骨の代用成分の固定に、１９７０年以来臨床に用いられている 。多数のインビトロ、動物、および人体での研究が、ＰＭＭＡによる抗生物質の 効果的な局所的放出を記録している。例として、Ｂａｙｓｔｏｎ、　ｅｔ　ａｌ 、、Ｊ、Ｂｏｎｅ　Ｊｏｔｕ」■」、６４Ｂ、ｎｏ、４．４６０−４６４（１９ ８２）：Ｂｕｃｈｈｏｌｚ、ｅｔａｌ、、Ｃｈｉ匡１江、４１，５１１−５１４ （１９７０）：Ｂｕｃｈｈｏｌｚ、　ｅｔ　ａｌ、、Ｃｌ１ｎ、　０ｒｔｈｏ　 。

１９（１，９６−１０８（１９８４）；Ｔｒｉｐｐｅｌ、Ｊ、Ｂｏｎｅ　Ｊｏｉ ｎｔ　Ｓｕｒ　、６Ｂ−Ａ（８ン、Ｉ２９？−１３０２（１９８６）を参照。

股関節形成術を受ける患者の場合のように、予防に用いる場合には、抗生物質を 混合したＰＭＭＡが形成可能な状態で注射され、インビボで固化される。持続的 な感染の危険は低く、人工器官成分は安定化のためにセメントを必要とする。

しかしながら、ＰＭＭＡは不活性であり、また異物として作用するので、株化感 染においてはその除去のために二次的な手術を必要とする。従って、骨髄炎の治 療においてＰＭＭＡは、移植数週間後の除去を容易にするために、まずビーズ状 に成形される。この例は、Ｍａｊｉｄ、ｅｔ　ａｌ、、鋭田」」加■ユ組匝、　 ５６．２６５−２６８（１９８５）およびＶｅｃｓｅｉ、　ｅｔ　ａｌ、　、　 ＣＩ　ｉｎ、　０ｒｔｈｏｏ、　１５９．２０ｆ−２０７（１９８１）に述べら れている。ビーズはその大きさおよび固定した形状のために、損傷した腔のより 小さな間隙に侵入することができず、従って、抗生物質が感染組織に到達するた めに移動しなければならない拡散経路が望ましくないほどに延長される。

株化感染の治療におけるＰＭＭＡに固有の欠点を避けるために、焼き石膏および 骨移植片のような生分解性素材が、抗生物質の担体として提示されている（Ｍａ ｃｋｅｙ、ｅｔ　ａｈ、ＣＨｎ。

吐止並、１６７．２６３−２５８（１９８２）：ＭｅＬａｒｅｎ、ｅｔ　ａｌ、 、Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　。

ｆ　ｔｈｅ　１２ｔｈ　Ａｎｎｕａｌ　Ｍｅｅｔｉｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　５ｏｃｉ ｅｔ　ｆｏｒ　Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｊｓ−ＳＬ、Ｐ ａｕ！、ＭＮ　１０２１０２（２９−Ｊｕｎｅ　１．１９８５）ｏこれらは除去 のための二次的な操作を必要とせず、損傷した腔をよりｖｔｒかつ完全に充填し 得る。

ＧｅｒｈａｒｔらはＪ、　０ｒｔｈｏ　、　Ｒｅｓ、　６．５８５−５９２（１ ９８８）の中で、インビボモデルにおける抗生物質の制御された放出のための、 生分解性ポリプロピレンフマレート−メチルメタクリレート（ＰＰＦ−ＭＭＡ） 　製雪セメントの使用を述べている。このセメントは、最初にインビボで成形お よび重合することが可能であり、分解までの間ある程度の構造的な支持を提供し 得る。しかしながら、ここでは残留する有毒なメタクリレートモノマーが骨セメ ントの分解の際に放出されるという問題がある。さらに、該ポリマーは３ケ月間 で約１５％しか溶解しないだけでなく、生分解性ポリマーの使用がポリメチルメ タクリレートの使用に比べてより有効であることを示した研究もない。

従って、本発明の目的は、生物活性物質の骨への制御された投与のための生分解 性組成物、およびその使用法を提供することである。

本発明のさらなる目的は、生理学的に有用な期間内に生体内で全く無毒性の残渣 に完全に分解する、生分解性組成物を提供することである。

本発明の別の目的は、従来からの局所的な治療に比較して、骨の疾病の治療によ り多大の臨床的効能を示す組成物を提供することである。

発明の要旨 臨床的に有用な期間内に生体内で無毒性の残渣に完全に分解する生体侵食性ポリ マーで、ポリ無水物、ポリオルトエステル、ポリグリフール酸、ポリ乳酸、およ びそれらのコポリマーを包含するものが、抗生物質、化学療法剤、脈管形成阻害 剤、および骨成長因子を包含する生物活性物質の骨への直接的な送達に利用され る。好ましいポリマーはポリ無水物である。

一つの例においては、ポリ無水物コポリマーを長骨の臨床的な感染の治療に利用 した。ラットをＳ、　ａｕｒｅｕｓの毒性株で定型的に感染させた。ゲンタマイ シン硫酸塩を１０％充填した、ビスカルボキンフェノキシブロバンおよびセバシ ン酸の５゜：５０コポリマー［ｐ（ＣＰＰ−ＳＡ）５０：　５０コを利用して、 脛骨に細菌を接種し、次いで抗生物質を含む生体侵食性ポリマーを移植した。１ ０週間後、ラットを殺し、残存する細菌を測定した。生体侵食性ポリ無水物の送 達システムは効果的に骨髄炎を治療し、その結果、ポリメチルメタクリレート製 またはポリプロピレンフマレート−メチルメタクリレート製の骨セメントを利用 してゲンタマイシンを骨に送達する従来からの／ステムに比べて、細菌の減少の レベルが著しく高いことが示された。

発明の詳細な説明 生物活性分子の骨への制御された送達のための方法および組成物は、生物活性分 子と併せた生分解性、生体適合性のポリマーの使用に基づき、分子の効果的な放 出、および治療部位からの生理学的に有用な期間内でのポリマーの除去の両方を 達成するものである。

生物活性分子を骨に送達するための移植片を調製するために、様々なポリマーを 使用し得る。該ポリマーは生体適合性でなければならない。ここで生体適合性と は、該ポリマーが無毒性、非変異原性で、誘発する炎症反応が最小限から中程度 までであり、制御されたレベルで無毒性の残渣に完全に分解することを意味する 。好ましい実施例においては、ポリ無水物またはポリオルトエステルのような表 面侵食性のポリマーが使用される。あるいは、ポリ乳酸およびポリグリコール酸 のような他のポリマーもまた使用し得る。該ポリマーの組成は、分子量および物 理特性と同様に、その適用に応じて変化し得る。例えば、分解時間を延長させる ことが望ましい場合には、より疎水性のポリ無水物が使用し得る。付加的な強度 または他の望ましい物理特性の要求に従って、化合物が該ポリマーと混合または 重合され得る。その際は、骨セメントと関係する研究によって当業者に知られた 素材が使用される。

例えば、物理的強度を増加させる、−リン酸三カルシウムまたは他のセラミック 型の素材が、組成物に添加し得る。

一般的には、骨の損傷部位の修復のためには、該ポリマーは約４から１２週間に わたって素材を放出すべきである（人体で骨が荷重に耐えられるようになるだけ の十分な修復が起こるには、一般的には１２週間かかる）。該ポリマーはまた、 約１６から２０週間よりも長くない期間で完全に分解すべきである。骨の腫瘍お よび感染を治療するための放出および分解時間は、個々の症例に基づいて決定せ ねばならない。該時間は、部分的には、どんな素材がポリマーから放出されるか に依存する。

多くのポリマーは、もしもインビボで十分に長い期間放置されたなら、生分解性 である。他のポリマーは、分解時間が非常に長いため、一般的には「生分解性」 とは呼ばれない。

ポリメチルメタクリレ−）　（ＰＭＭＡ）は生分解性ではない。

ポ１ノプロピレンフマレートーメチルメタクリレートは、有毒な未反応のメタク リル酸モノマーが存在するため、ここでの定義によれば生体適合性ではなく、ま た３ケ月間で該ポリマーの１５％しか溶解しないので、生理学的に有意な期間に おいては一般に生分解性でもない。さらに、どちらのポリマーも制御された放出 をおごなわない。エチレンビニルアセテートもまた、比較的薄いディスクが分解 するのに４年もの期間がかかるため、限られた価値しかない。

該ポリマーは、当業者に知られた方法を用いて、生物活性分子と混合され、また は生物活性分子を封入するように使用される。該方法は、ポリマー粒子の混合と 圧縮、ソルベントキャスティング、および送達用マトリックスと結合したポリマ ー内へのミクロカプセル化を包含する。有用な生物活性分子の例は、ゲンタマイ シンおよびバンコマイシンのような抗生物質、骨分化因子、ＩＣＦのような骨成 長因子、および、脈管形成阻害剤および化学療法剤のような骨聰瘍の治療剤を包 含する。−ＤｅＩｊｖｅｒｙ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　 Ｒｅ１ｅａｓｅ　ｏｆＢｆｏａｃｔｉｖｅ　Ｆａｃｔｏｒｓ”と題され、１９８ ９年２月にＣａｔｏ　Ｔ、Ｌａｕｒｅｎｃｉｎ、Ｐａｕｌ　Ａ、Ｌｕｃａｓ、Ｇ ｌｅｎｎ　Ｔ、５ｙｆｔｅｓｔａｄ、Ａｂｒａｈａｍ　Ｊ、Ｄｏｍｂ、Ｊｕｌｉ ａ　Ｇｌｏｗａｃｋｉ、およびＲｏｂｅｒｔ　Ｓ、Ｌａｎｇｅｒにより出願され た、同時係属中の米国特許出願第３１３．９５３号に述べられた、水溶性分子の ような分子の送達に、ポリ無水物のようなポリマーは特に良く適合している。

該ポリマー製送達装置は、従来の骨セメント、ＰＭＭＡ−薬物含有移植片、およ び抗生物質または化学療法剤の全身投与に比べて、多くの利点を宵する。薬物の 放出は、はるかに部位特異的である。あらかじめ決定された期間にわたって、制 御されたレベルで放出が起こる。複数の化合物を組み合わせて送達することが可 能であり、さらに分解時間の食い違う異なるタイプのポリマーを用いて、特定の 順序で化合物を放出させることもあり得る。該装置は、数日から２．３週間、ま たは数カ月にわたる比較的短時間で、無毒性の残渣に完全に分解する。充填剤お よび化学組成物の修飾物が、ポリマーの強度を増し、それによって耐荷重能力の 回復を容易にするために使用され得る。ポリマーは、間隙を埋めて骨の成長を促 進すると同時に、血管新生または腸瘍の再発を阻害するために使用され得る。

本発明は以下の例を参照することでさらに説明されるが、これは本発明の範囲を 制限するものではない。

骨髄炎は、実験動物においては、異物または壊死性物質が存在しないと、確実に 発生させ得ない。モルイン酸ナトリウムを用いて、骨の感染を可能にするための 壊死中心をウサギおよびラットに発生させた研究者がいる。別の研究者は、感染 を確立するための異物として、例えばステンレス鋼製のビンをウサギに、または アクリルのセメントをラットまたは犬の脛骨にそれぞれ適用している。好ましい 方法では、Ｅｌｓｏｎらが記述した動物モデルを修正したものを利用し、抗生物 質を充填したセメントの有効性を、株化感染を有する動物において、および処理 する直前に接種された動物において（予防）、試験する。接種部位に小範囲の壊 死を発生させるために、脛骨に高速ドリルで孔を開ける。ＰＭＭＡ製の移植片を 、異物として作用するように該孔部に３週間埋め込んだ後に除去する。ブドウ球 菌の感染はすべての動物で確実に発生し、それは臨床的には膿瘍および排液性の 洞によって示される。

（以下余白） 実施例１　骨髄炎の治療におけるＰ　Ｐ　Ｆ−ＭＭＡとＰＭＭＡの抗生物質の送 達の比較 ゲンタマイシンとバンコマイシンを含有する生分解性の骨接合剤を、ラットのＳ −、ａｕｒｅｕｓ性骨髄炎の治療と予防の両方に用いた。骨髄炎を、３週間植え 込んだＰＭＭＡのシリンダーで内側の頭骨につくられた穴の中にＳ、、　ａｕｒ ｅｕｓを接種することにより定着させた。感染は、臨床およびＸ線撮影検査や、 殺したときのコロニー形成単位（ＣＦＵ）の定量的な培養により連続的に評価し た。治療の間、抗生物質を含有する接合剤を３週間植え込んだ。抗生物質を含有 する生分解性の接合剤で治療した部位のＣＦＵの幾何学平均値（１，７〜５．４ ＣＦＵ）は、対照（２，７００ＣＦＵ）とは有意に異なっていた（　ｐ＜、　０ ０１）。予防治療した部位には、臨床的には何の感染所見も認められなかった（ ０．２２ＣＦＵ）。

結果は、生分解性のＰＰＰ−ＭＭＡ接合剤とＰ　ＭＭＡ（４，４ＣＦＵ）の間に は治療上の有効性の有意の差は、何もなかったということを示している。３週間 の治療期間では、生分解性担体の制御された抗生物質の放出に対する理論的な有 意性を理解するには短すぎたかもしれない。

材料と方法 ｆＪＬ±二二ヱ二 平均体９６００　ｇの２５匹のＳｐｒａｇｕｅ−Ｄａｖｌｅｙｉｉ使用済み交配 用雄アルピノラットの左右の内側の頚骨に互、ａｕｒｅｕｓ性骨髄炎を誘発させ た。無菌技法と全身麻酔（腹腔内にベントパルビタールナトリウム塩を６５　ａ ＋ｇ／ｋｇ投与）を用いて、前内側の頭骨の骨端線を１．５ｃｍの縦の切れ目を 通して露出させた。

骨膜は、骨膜起子を用いて裂き、静かに退縮させた。２ｍｍのカーバイドバーの 穂先の高速ドリルを用いて近くの皮質とその下の小柱骨を通して穴をあけた。

１．０Ｘ１０’：１Ｏ＝−形成単位（ＣＦＵ）／ｍｌを含有するオ牛サシリンに 敏感なＳ−、ａｕｒｅｕｓの懸濁液をＰｒｏｍｐｔｌｎｏｃｕｌａ−ｔｉｏｎ　 Ｓｙｓｔｅｍ　（Ｎｏ、　６３０６．３Ｍ、　Ｓｔ、　Ｐａｕｌ、　ＭＮ５５１ ４４）を用いて調製した。１０μＩを負傷箇所に注入して、ｔ、０ｘｌｏ’ｃＦ Ｕの接種物を得た。足、　ａｕｒｅｕｓ株は本来は骨髄炎の患者から単離された ものであった。接種に続いてすぐに、４ｍｍのステンレスの針金（Ｘ線写真検出 の助けをし、後々の除去を容易にするため）を中心につけた２Ｘ３ｍｍの前もっ てつくっておいたＰＭＭＡシリンダーを異物体として作用するように、穴の中に きちんとはめた。骨膜を、ＰＭＭＡ異物体を穴をあけた位置に確実に植え込むた めに一本の再吸収可能な縫合線（６゜０Ｖｉｃｒｙｌ、　Ｅｔｈｉｃｏｎ、　Ｉ ｎｃ、　）で閉じた。皮の切口の末端３分の２は断続的な再吸収可能の縫合線（ ６，０Ｖ４ｃｒｙｌ）で閉じ、基部に近い方の切口３分の１は排膿できるように 開けておいた。手術後の側面のＸ線写真を頚骨全てから得た。動物は、３週間再 びかごの中の活動に戻された。

３週間後、すべての動物は全身麻酔と無菌技法を用いてそのＰＭＭＡの異物体組 織を除去された。脚の臨床的な外見を記録した。無菌のガーゼを使い、やわらか い組織をがこむ穴から手動で膿をぬぐったが、正式な壊死組織除去はしなかった 。移植片を血液の寒天培地プレートとチオグリコールのブロスに接種し、摂氏３ ５度で５％炭酸ガス中２４時間培養した。

蔓１Ｊコじｌ聚 ＰＰＦ／ＭＭＡセメントは、モノマーのメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）で架橋し たポリ（フマル酸プロピレン）のプレポリマー（Ｐ　Ｐ　Ｆ）のマトリクス相で 一緒に結合されたリン酸トリカルシウムと炭酸カルシウムの微粒子層からなる複 合物でありだ。ＰＰＰプレポリマーは、プロピレングリコールとフマル酸が交互 にエステル結合で連結したサブユニットをもつ短鎖（分子量５００−１２００） の異成分混合物として調製された。セメントは、ＰＰＰ　（６ｇ）をＭＭＡモノ マー（１ｇ）と混合することによりつくられ、ねばねばした粘着性の液体となる 。これに過酸化ベンゾイル（０，２５ｇｏと、リン酸トリカルシウム微粒子（７ ，５ｇ；　３０−４５メツシユまたは直径３５５−６００ミクロン）　（Ｍｉｔ ｒｅ、Ｉｎｃ、、Ｃｏｌｕｍｂｕｓ、０ｈｉｏ　４３２２９）と微粉末の炭酸カ ルシウム（７，５ｇ）とからなる微粒子相を加えた。

抗生物質のゲンタマイシン硫酸塩粉末（Ｓｉｇｍａ、Ｓｔ、Ｌｏｕｊｓ。

ＭＯ６３１７８）および／またはバンコマイシン塩酸塩の凍結乾燥粉末（Ｌｅｄ ｅｒｌｅ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｐｅａｒｌ　Ｒｉｖｅｒ、ＮＹ　１０９ ６５）を加えて６．６％の最終濃度もしくは６０ｇのセメントに対し４ｇの割合 にした。ジメチル−ｐ−）ルイジン（ＤＭＴ）（ｏ、ｚｆｉ１％濃度）を、室温 では約３分でおこる架橋反応の開始に用いた。新たに混合したセメントをいくつ かの動物に用いた。他の動物には、あらかじめ作っておいたセメントの移植片を 、セメントの形と量をはっきりさせるため用いた。これらは直径３ｍｍ長さ４ｍ ｍの円柱の標本にするためテフロン型にセメントを詰めることにより作られた。

比較のために、あらかじめ作っておいた抗生物質で飽和したポリメタクリル酸メ チル（ＰＭＭＡ）の標本を、ＰＭＭＡ　ｃｅｎｔ　Ｌｏｗ　Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ Ｂｏｎｅ　Ｃｅｍｅｎｔ　（Ｚｉｍｍｅｒ、Ｗａｒｓａｖ、　ＩＮ　４６５８０ ）　６０　ｇに対しゲンタマイシン２ｇ、バンコマイシン２ｇを同じ割合で、そ して同じテフロン型の手法を用いて作った。

（以下余白） 寒ＪＬＩ画 両方の近位頚骨に株化ブドウ状球菌骨髄炎を有する２５匹の動物を研究対象に選 び、４つの治療グループと１つの対照グループの５つのグループに分類した。対 照グループの動物は、皮膚切開部の近位の３分の１を排膿のために残して、遠位 の３分の２までを断続的な再吸収可能の縫合線で縫合した。治療用動物は、抗生 物質を含有したＰＭＭＡもしくはＰＰＦ／ＭＭＡセメントの移植片を両頚骨の骨 髄炎腔に挿入した。前もって形成した移植片は、直径３ＩＩＩＩＩｌｘ４ｍＩ１ １のシリンダーに成形し使用前に硬化させたものであり、特定の外形および体積 を採用した。新鮮なＰＰＰセメントを使用直前に混合し、まだ変形可能な状態で ある時に挿入した。こうすることによって腔をより完全に満たすことができたが 、この結果、使用したセメントの量にばらつきが出た。グループ１（１０部位） には新鮮なバンコマイシン／ＰＰＰ移植片を、グループ２（８部位）には新鮮な バンコマイシン・ゲンタマイシン／ＰＰＦ移植片を、グループ３（８部位）には 前もって成形したパンコマイン・ゲンタマイシン／ＰＰＦ移植片を、グループ４ （１０部位）には前もって成形したバンコマイシン・ゲンタマイシン／ＰＭＭＡ 移植片を移植した。そしてグループ５（２０部位）はセメントを用いない対照と した。グループ４の１匹とグループ５の１匹が手術中に死んだため、層殺した時 にはこれらのグループはそれぞれ８部位となった。

治療後３週間（当初の接種から６週間後）、すべての動物をベントパルビタール ナトリウムの致死注射を腹膜および心臓に行って層殺した。感染予防技術を用い て、後肢を切断し、表面を９５％エチルアルコールに浸漬した後ｐｒｏｖｉｄｉ ｎｅｉｏｄｉｎｅ溶液をスプレーし、空気乾燥させた。多肢に別個の滅菌器具を 用いて頚骨の感染部位を露出し、その外見を記録した。ＰＭＭＡおよび残留した ＰＰＰ移植片を取り除き、感染部位の周囲の５ｍｍの骨片を定量的細菌培養のた めに摘出した。そしてその骨片を２＋ａｌのｔｒｙｐｔｔｃａｓｅ　ｓａｙブロ ス（ＴＳＢンに接種した。その混合物を撹拌し、ＴＳＢ中における１０倍の階段 希釈物を作成した。１０μｌの接種原を５％の二酸化炭素中に３５度で２４時間 培養した５％の羊血液寒天培地に二次培養した。約３０〜１００群体を有する借 地についてのみコロニーの数を数えた。

１佐亙ｌ 抗生物質を含有したＰＰＰセメントの予防効果を検査するために以前のプロトコ ルを部分修正した。−操作工程の間に、３匹の動物の両方の近位頚骨に穴をあけ 、上記のようにＳ、　ａｕｒｅｕｓを接種した。そして、新たに混合したバンコ マイシンを含有したＰＰＰセメントを移植して傷を閉じた。これらの動物は、３ 週間ケージ内活動に戻した後で、前述のように頚骨部位の定量的培養のために層 殺した。

結果 ３週間のＳ、　ａｕｒｅｕｓ培養およびＰＭＭＡ異物体移植片のため、すべての 動物が株化慢性骨髄炎に共通する臨床および放射線兆候を示した。すべての移植 片部位には膿瘍および／または排膿腔があった。すべてのケースにおいて、傷の 部位および再生ＰＭＭＡ移植片の培養にはＳ、　ａｕｒｅｕｓを生育した。放射 線により、移植片の周囲の骨髄炎、膓骨形成、反動骨膜の新前形成および病理学 的に治癒した骨折が見られた。

感染後６週間で（治療開始３週間後）、対照動物に対する最初の移植片はまだ臨 床的に感染しているように見えたが、治療グループのものはそうではなかった。

放射線によっても３週間の治療期間にほとんど変化をもたらすことはできなかっ た。Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓのみを生育させた１部位とＳ、　ａｕｒｅｕｓと の臨床または放射線兆候をまったく示さなかった。

対照グループ、ＰＰＦおよびＰＭＭＡ抗生物質含有セメント治療グループおよび 予防処置グループへの定量的培養の結果は、各移植片部位から培養された鉦ａｕ ｒｅｕｓのコロニー形成単位（ＣＦＵ）として表された。これらの値は数桁の範 囲にわたっているため、より通常の分布を作り出すためにログ変換が用いられた 。ゼロの対数をとることをさけるために、０．１（〜２．３、ただし自然対数と して表わすとき）を各データに任意に加算した。これらの状況のもとで、幾何平 均値が平均値または中間値より各グループの平均を明確に表している。

ｕｎｂｌｏｃｋｅｄ　Ｎｅｖｍａｎ−Ｋｅａｌ’ｓ試験を用いての、対照グルー プの幾何平均値（２，７００ＣＦＵ）は、予防グループの幾何平均値（０，２２ ＣＦＵ）および治療グループの幾何平均値（１６６〜５．４２ＣＦＵ）とは有意 に異なっていた（ｐ＜、００１）。４つの治療グループのいずれもが互いに有意 に異なっていた。同様に、予防グループは、個々の治療グループのいずれかと別 々に比較すればさほど異なってはいなかった。しかし、４つの治療グループのデ ータを併せて予防グループと比較すると、ｔｗｏ−ｔａｉｌｅｄ　Ｍａｎｎ−Ｗ ’ｔ＋１ｔｎｅｙ試験では統計的に有意に異なっていた（　ｐ＝、　Ｏｆ）。

この結果から、ＰＭＭＡおよび抗生物質を含有した生分解性セメントの双方が、 Ｓ、　ａｕｒｅｕｓを接種したラットの近位頚骨における感染の進展を効果的に 防止できたということがわかる。これは、抗生物質を含有したＰＭＭＡセメント を予防的に用いた他者の研究に一致している。さらに、抗生物質を含有したＰＭ ＭＡセメントは株化感染治療にある程度の効果のあることが見出された。抗生物 質を含有したＰＭＭＡもしくはＰ　Ｐ　Ｐ−ＭＭＡセメントで治療した感染Ｂｉ ｔのフロー−１は、無治療の対照より２桁少なかった。少々予期していなかった ことに、治療グループ群の間には有意な差は見られなかった。しかし、新しく調 製されたＰＰＰ−ＰＭＭＡを用いたため、各部位にセメントおよび抗生物質の変 量が加わり、周囲組織をＭＭＡモノマーの潜在的に有毒な影響下にさらしてしま った。

実施例２：　骨髄炎治療におけるＰＡおよびＰＭＭＡの抗生物質送達の比較 Ｓ、　ａｕｒｅｕｓに感染したラットの治療における、ゲンタマイシン含有ＰＭ ＭＡおよびポリ無水物（ＰＡ）の効果を比較するために、例１で説明した方法を 用いた。ラットは以下の４つのグループに分類したニゲループ１．３週間ＰＭＭ Ａを移植しその後の治療を行わない対照ラット。グループ２．３週間Ｐ　Ｍ　Ｍ 　Ａを移植した後移植片を除去し、ゲンタマイ／ンＰＭＭＡペレｙトを移植した ラット。グループ３．３　Ａ　＆’５　Ｐ　Ｍ　ＭＡを移植した後抗生物質を含 有しないポリ無水物ベレットを移植したラット。およびグループ４．３週間ＰＭ ＭＡを移植した後移植片を除去し、１０％のゲンタマイシンペレットを含有する ポリ無水物を移植したラット。

うｙ）は上記のように処理した。第一の対照グループにおいて、部位に１０μｌ のＳ、　ａｕｒｅｕｓ懸濁に感染させた後（１つの頭骨につき１０，０００　Ｃ ＦＵ）、左右両方の頚骨にＰＭＭＡセメントペレットを移植した。手術工程中に ２匹のラットが死んだ。

３週間後ベレットを除去した。すべてのラットが慢性骨髄炎にかかっていた。そ れらのラットを感染４週間後に屠殺して両頚骨を摘出した。一方の頚骨は粉砕し て細菌数を計測し、もう一方の頚骨を検査した。Ｓ、　ａｕｒｅｕｓは８つすべ ての標本に存在した。

比較研究には１９匹の動物を使用した。グループｌには、上記のように１０，０ ００　ＣＦＵのＳ、　ａｕｒｅｕｓにラットを感染させた後、左右両頚骨にＰＭ ＭＡセメントベレットを移植した。グループ２としては、１０％のゲンタマイシ ンを含有するＰＭＭＡペレット２つを３匹のラットに移植し、３週問後に除去し た。

グループ３としては、ポリ無水物、５０：５０の比（モノマーのモル比）のポリ （カルボ牛シフェノキシブロバンーセバンノクアシソド）、ｐ（ＣＰＰ：ＳＡ） を３匹のラットの右頚骨Ｉこ移植した。

グループ４としては、１０％のゲンタマイシン硫酸塩を含有する同一のｐ（ＣＰ Ｐ：ＳＡ）ペレットを同一のラットの左頚骨に移植シた。すべてのベレットは長 さ５關、直径３ｍｍであった。各ベレソトハ、約４４．４±２　ｍｇの重さであ り、１０ＭＭ％のゲンタマイシンを含有していた。

結果を表１に示す。

（以下余白） ７；レー’７’　ｒｒ：　デ〉タマイシ本　ＰＨ曾△ＡＩ（琵５） ラル−”７’ＩＶ：　ＰＡ−’７”＞７マイシンハごし・７ト表１に示された結 果から、ポリ無水物から放出されたゲンタマイシンが、ＰＭＭＡベレットを介し て投与したゲンタマイシンよりかなり効果的であることがわかる。

本発明の方法および組成物の修正および変形は、前記の本発明の詳述から当業者 にとっては明白である。これら修正および変形は追加クレームの限定内に含まれ るものである。

喝、１Ｉ−−ｂ−＋＾ｖｗｌ−１，１ｌａＰＣＴ／ＵＳ９０１０３１３６ｌＲｌ ｍｕｙｍｌ　Ｉａｖｈｕ＋、ｅａ　ＨＬρＣＴ／ＵＳ　９０１０３１３６

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．生物活性分子を骨に送達するためのポリマー組成物であって、以下のものを 含有する： 制御された状態で一定の期間に無毒性の残渣に完全に分解するポリマー、および 生物活性分子。
2. ２．前記ポリマーが表面侵食性ポリマーである、請求項１の組成物。
3. ３．前記ポリマーが、ポリ無水物、ポリオルトエステル、ポリグリコール酸、ポ リ乳酸、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項１の組成物。
4. ４．前記生物活性分子が、抗生物質、化学療法剤、骨分化因子、脈管形成阻害剤 、および骨成長因子からなる群より選択される、請求項１の組成物。
5. ５．前記ポリマーが、約１年未満の期間に加水分解により分解する、請求項１の 組成物。
6. ６．前記ポリマーが、約１年未満の期間に表面侵食により分解する、請求項２の 組成物。
7. ７．ポリマー組成物を供与することを包含する、生物活性分子の骨への送達方法 であって、該ポリマー組成物が、制御された状態で一定の期間に無毒性の残渣に 完全に分解するポリマー、および生物活性分子を包含する方法。
8. ８．前記ポリマーが表面侵食性ポリマーである、請求項７の方法。
9. ９．前記ポリマーが、ポリ無水物、ポリオルトエステル、ポリグリコール酸、ポ リ乳酸、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項７の方法。
10. １０．前記生物活性分子が、抗生物質、化学療法剤、骨分化因子、脈管形成阻害 剤、および骨成長因子からなる群より選択される、請求項７の方法。
11. １１．前記ポリマーが、約１年未満の期間に加水分解により分解するように選択 される、請求項１の方法。
12. １２．前記ポリマーが、約１年未満の期間に表面侵食により分解するように選択 される、請求項１１の方法。
13. １３．生物活性分子を前記ポリマーと混合し、その素材を骨に移植することをさ らに包含する、請求項７の方法。
14. １４．前記ポリマーの構造的強度を増加する目的で、充填素材をポリマーに混合 することをさらに包含する、請求項７の方法。
15. １５．腫瘍物質を除去し、その位置に代わりにポリマーー生物活性分子を移植す ることを包含する、腫瘍の治療のための、請求項７の方法。