JPH08103491A - 活性化合物を含む骨セメントの調製法 - Google Patents

活性化合物を含む骨セメントの調製法

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JPH08103491A
JPH08103491A JP7236840A JP23684095A JPH08103491A JP H08103491 A JPH08103491 A JP H08103491A JP 7236840 A JP7236840 A JP 7236840A JP 23684095 A JP23684095 A JP 23684095A JP H08103491 A JPH08103491 A JP H08103491A
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フランツ ハンス−ヴェルナー
Berthold Dr Nies
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性化合物および骨代替材料からなる骨セメ
ントまたはそれから作られるインプラント可能な薬物デ
ポーの調製法を提供する。 【解決手段】 骨セメントは固体成分および液体成分か
らなり、活性化合物を有機溶媒に溶解して溶液とし、液
体成分の５０重量％を越えない含量で、この溶液を液体
成分または固体成分と混合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、活性化合物および
骨代替材料からなる骨セメントまたはそれからつくられ
るインプラント可能な薬物デポーの調製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アクリラートプラスチックを基礎とした
骨セメント、代替材料およびインプラント可能な薬物デ
ポーは以前から知られている。アクリルおよび／または
メタクリル酸エステルは、その生物適合性、優れた強
度、包埋された薬物活性化合物の放出の点からの好まし
い性質に基づいて、そして最後であるが重要なことにそ
の加工性に基づいて、使用に適していることが証明され
た。
【０００３】通常の骨セメントは、アクリルおよび／ま
たはメタクリル酸エステルの微細分割ポリマーおよび、
適宜、重合化触媒、Ｘ線造影剤、充填剤および染料など
の他の添加剤からなる約５０〜７５重量％の固体成分
と、アクリルおよび／またはメタクリル酸エステルモノ
マーおよび、適宜、重合促進剤および安定剤などの他の
添加剤からなる約２５〜５０重量％の液体成分から構成
される。使用には、固体成分と液体成分を混合して、液
体ないし半固体ペーストを形成して、これを所望の形に
するか、適宜、人工装具（プロテーゼ）における接合の
ためにインプラント部位に適用する。組成物は成分の混
合によって誘導される重合反応によって硬化する。
【０００４】例えば、通常パックでは、骨セメントはそ
れぞれ約４０ｇのポリマー粉末の２袋およびそれぞれ２
０ｍｌのモノマー液を含む２アンプルからなるものがご
く一般的である。粉末は、微細ビーズのメタクリル酸メ
チルポリマーとアクリル酸メチルコポリマーである。約
０．５％の過酸化ジベンゾイルを触媒として粉末に加え
る。少量のクロロフィルもまた材料の特徴づけのための
調製中に共重合させる。粉末はさらに、例えば二酸化ジ
ルコニウムなどの通常のＸ線造影剤を含む。合わせる液
体は、モノマーのメタクリル酸メチルを含み、これに約
０．７％のジメチル−ｐ−トルイジンを重合促進剤とし
て加え、少量のヒドロキノンを安定剤として加える。こ
の液体はまた、通常、識別のために少量のクロロフィル
で着色される。ポリエチレン袋に包装された粉末を酸化
エチレンで滅菌する。液体を滅菌濾過して、ガラスアン
プルに移す。
【０００５】２重量部の粉末を１重量部の液体と混合す
ると、過酸化ジベンゾイルが液体中のジメチル−ｐ−ト
ルイジンと反応し、これが遊離基重合を促進する。混合
物を練り粉様のペーストとしてほんの約１分後に使用で
きるように調製する。このペーストは数分間練ることが
できる状態を保ち、次いで熱を発生して硬化する。約５
〜１０分後、重合化は実質的に終了する。重合化の間
に、ペーストがまだ変形可能である限り、それを所望の
形にすることができる。すなわち、例えば骨腔を充填す
るためにまたは人工装具の接着のために直接に生体に導
入したり、または生体外で硬化して、生体における任意
の所望の場所で使用可能な成形物の製造に用いることが
できる。
【０００６】多くの適用／適応症のために、骨セメント
が薬物活性化合物を含むことが望ましい。すなわち、骨
腫瘍の除去に続く骨欠陥の回復のために細胞増殖抑制剤
を含む骨セメントが用い得る。抗生物質、防腐剤およ
び、適宜、骨成長促進物質を含む骨セメントは、人工装
具における接合および骨接合のために有利である。活性
化合物を含む骨セメントの成形物は、活性化合物の遅延
放出能を有する局所活性化合物デポーとして軟組織中に
インプラントすることができる。
【０００７】例えば、ＥＰ 0 202 445 Ａｌには、その
ような細胞増殖抑制剤含有骨セメントおよびそれから作
られるとくに好ましい放出性を有する薬物デポーが記述
されている。この明細書から、特定の活性化合物は骨セ
メントの基材、すなわちプレポリマーおよび／またはモ
ノマーに微細分割粉末として混和され、それによってそ
れが得られるポリマー中に均質な分散物として存在する
ことがわかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし実際上は、骨セ
メント組成分のうちの一つ、好ましくはポリマーが既に
薬物活性化合物を含むか活性化合物を混合中に添加する
ために別個にパックしたような予め作られたかたちの骨
セメント組成物の提供では、生体へのインプラントを意
図する医療製品に課せられる要求は満たされないことが
ここで見出された。活性化合物またはその成分を含むそ
のような骨セメントでは、事実、必要な、そして活性化
合物を含まない対応する製品では問題がない最終滅菌を
γ線照射または酸化エチレンによるガス処理などの通常
の方法によって行うことは不可能である。ここで問題と
する多くの薬物活性化合物がγ線照射または酸化エチレ
ンの作用に感受性である。これはまた、例えば、ここで
好ましく用いられる活性化合物メトトレキセートなどの
細胞増殖抑制剤にとくに当てはまる。微細粉末化された
活性化合物を加えた液体モノマー成分の滅菌濾過は、モ
ノマー中で実質的に不溶である活性化合物の分離を最終
的に引き起こす。したがって、これら三つの骨セメント
成分の全部を提供するには、薬物活性化合物を滅菌生産
ラインから入手できることが必要となる。完全無菌条件
下での薬物活性化合物の生産は、理由をあげるまでもな
くきわめて高価につく。
【０００９】したがって、活性化合物またはそれらの前
駆体、さらにまたそれらの二次的製品を含む骨セメント
を滅菌されたかたちで簡単に提供する製造法の開発が目
標とされた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】今、ポリマー固体成分、
液体モノマー成分およびその含量が液体成分の５０重量
％を越えない薬物活性化合物の有機溶媒溶液を含む骨セ
メントはその加工性、硬化性および物理的強度に関して
実質上変化を示さないことが見出された。この組成およ
び方法を用いて、骨セメントのこれら三つの組成分すべ
てを滅菌したかたちで簡単に提供できるように、活性化
合物の溶液を、それをモノマー成分または固体成分と合
わせる前に滅菌濾過に供することが可能である。
【００１１】したがって、本発明は活性化合物および骨
代替材料を含んでなる骨セメントまたはそれから作られ
るインプラント可能な薬物デポーの調製法に関し、アク
リルおよび／またはメタクリル酸エステルの微細分割ポ
リマーおよび、適宜、重合化触媒、Ｘ線造影剤、充填剤
および染料などの他の添加物を含む約５０〜７５重量％
の固体成分と、アクリルおよび／またはメタクリル酸エ
ステルモノマーおよび、適宜、重合促進剤および安定剤
などの他の添加剤を含む約２５〜５０重量％の液体成分
からなる骨セメントを混合して液体ないしは半固体ペー
ストを形成し、適宜所望のかたちに成形し、次いで硬化
する調製法において、液体成分の５０重量％を越えない
含量の活性化合物有機溶媒溶液を調製して、その溶液を
液体成分または固体成分と混合することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】アクリラート／メタクリラートお
よびこれらの通常の出発物質を基礎とする通常の骨セメ
ントのすべてが、本発明による方法において使用可能で
ある。このタイプの骨セメントは、市販されており、入
手可能である。これらの組成およびその加工上の性質は
専門家に公知である。活性化合物を含む骨セメントを調
製するために、本発明ではまず最初に有機溶媒中に薬物
活性化合物を溶解し、次いでこの活性化合物溶液を骨セ
メントの液体モノマー成分または微細分割ポリマー固体
成分と混合する。活性化合物溶液は滅菌濾過によって問
題なく滅菌することができ、それによって活性化合物溶
液を含んでなる骨セメントの全成分、すなわち活性化合
物溶液を含めた全部を滅菌することができ、滅菌された
かたちで保存し、そして滅菌条件下で加工して即使用可
の骨セメントを得ることができる。
【００１３】全ての通常の有機溶媒が活性化合物溶液の
調製に実質的に適する。一方で最大可能濃度の溶液を調
製するために適用される薬剤が容易に溶解し、かつ他方
で均質な相を形成するために液体モノマー成分が容易に
溶解するような溶媒を適宜選択する。溶媒の量は、液体
モノマー成分の５０重量％を越えないように選択され
る。これによって、即時使用可の骨セメントを形成する
ために成分を混合した場合に加工性、硬化特性および硬
化した骨セメントの物理的強度が変化しないことが確実
になる。溶媒量は、液体成分の５〜２５重量％、とくに
１０〜１５重量％が好ましく選択される。
【００１４】用いられる薬物活性化合物の量は、その比
活性、医療適用／適応症およびそれから作り出される骨
セメントまたは骨代替材料または薬物デポーに要求され
る特殊性によって異なる。一般に、薬物活性化合物の含
量としては骨セメント全量の０．１〜５重量％が適当で
あるが、個々の場合で、とくにインプラント可能な薬物
デポーの製造においては、例えば４０重量％などのより
高い活性化合物含量を用い得る。
【００１５】一方でそれらの作用性の点から骨セメン
ト、骨代替材料およびインプラント可能な薬物デポーに
おいて適しており、かつ他方で骨セメントの組成物およ
び硬化中の温度上昇に対して充分に安定である全ての薬
物活性化合物を、本発明によればこのようにして骨セメ
ントに組み入れることができる。好ましい活性化合物の
例としては、メトトレキセート、シスプラチン、シクロ
ホスファミド、フルオロウラシル、ドクソルビシンなど
の細胞増殖抑制剤、ゲンタマイシン、クリンダマイシ
ン、バンコマイシン、テイコプラニンなどの抗生物質、
さらに防腐剤および骨成長促進物質があげられる。本発
明の製造法は、細胞増殖抑制剤を含む骨セメントおよび
今日までの方法では最終滅菌が不可能な骨セメントの調
製にとくに適している。これは細胞増殖抑制性のメトト
レキセートにとくに適して、有利であることが証明され
た。
【００１６】驚いたことに、本発明の製造法によって調
製されたメトトレキセート含有骨セメントの放出性が、
従来のようにメトトレキセートを微細分割固体のかたち
で骨セメント成分に単に混和した場合よりもかなり良好
であることがここで見出された。その放出特性は、活性
化合物の放出を改善するためにアミノ酸などの添加物
を、とくにＥＰ 0 202 445 Ａ１に記載のようにとくに
微細に分割した粒子とともに添加したメトトレキセート
含有骨セメントの特性にほぼ一致する。したがって、そ
のような添加剤は、本発明の製造法によって調製される
骨セメントにおいて放出特性を損なうことなく加えるこ
とができる。
【００１７】メトトレキセートにとくに適することが証
明された溶媒は、２−ピロリドン、Ｎ−メチルピロリド
ン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロ
フラン、ジオキサン、エチレングリコール、プロパンジ
オールまたはそれらの組み合わせである。２−ピロリド
ン、Ｎ−メチルピロリドンおよびＤＭＳＯとプロパンジ
オールの１：１混合物がとくに好ましい。
【００１８】メトトレキセートは、二ナトリウム塩のか
たちで、あるいはまた遊離酸のかたちで用いることがで
きる。活性化合物の上記溶媒中での溶解性に関しては、
メトトレキセートに用いる通常範囲量、すなわち全骨セ
メント量の０．１〜４重量％に対して、溶媒量は例えば
モノマー量の１０分の１を問題なく選択することができ
る。
【００１９】メトトレキセート溶液を液体モノマーに加
えて混合すると、活性化合物は微細に分散した固体のか
たちで液体混合物から沈殿分離する。活性化合物がこの
ような微細分散したかたちで骨セメントに存在すること
によって通常の混和物よりも改善された放出特性が得ら
れると考えられる。
【００２０】もちろん、活性化合物の放出性はまた、公
知の通常の添加剤によって影響され、適宜さらに改善さ
れ得る。それら添加剤の例としては、可能であれば１０
０μｍ以下の粒子サイズの微細に分割されたかたちのア
ルギニンなどのアミノ酸、ヒドロキシアパタイトまたは
重炭酸ナトリウムなどがあげられる。活性化合物放出の
初期濃度がとくにそのような添加剤によって調節され
る。
【００２１】固体成分は、通常、５〜２５０μｍの粒子
サイズのメタクリル酸メチル／アクリル酸メチルのコポ
リマーのビーズポリマーのかたちであるが、これは例え
ば過酸化ジベンゾイルなどの重合化触媒を含む。これは
さらに、例えば、二酸化ジルコニウムなどのＸ線造影
剤、クロロフィルなどの識別のための染料および賦形
剤、さらに適宜、他の添加剤を含むことができる。通常
の添加剤には、例えば、骨誘導性または骨伝導性の作用
を有する、とくにヒドロキシアパタイトおよび燐酸三カ
ルシウムなどの燐酸カルシウムがある。これらすべての
添加剤の含量は比較的広範囲で変動し、骨セメントまた
は対応する二次的製品に要求されるそれぞれの特性性状
によって異なる。一般に、固体成分の３０重量％を越え
ることはまずない。液体モノマー成分、メタクリル酸メ
チルには、通常、ジメチル−ｐ−トルイジンなどの重合
促進剤および安定剤としてヒドロキノンが通常使用量で
含まれる。さらに染料および他の適当な添加剤が存在し
てもよい。固体成分はγ線照射または酸化エチレンによ
って問題なく滅菌することができる。液体成分および活
性化合物溶液はそれぞれ滅菌濾過に供することができ
る。両成分は、滅菌条件下で対応する容器に別々に移す
ことができる。
【００２２】活性化合物を含む骨セメントは、適宜、三
つの主成分の別個のパックからなるセットのかたちで提
供される。成分（ａ）は、アクリルおよび／またはメタ
クリル酸エステルの微細分割ポリマーおよび、適宜、重
合化触媒、Ｘ線造影剤、充填剤および染料などの他の添
加剤からなる固体成分を骨セメントの約５０〜７５重量
％の含量で含む。成分（ｂ）は、アクリルおよび／また
はメタクリル酸エステルモノマーおよび、適宜、重合促
進剤および安定剤などの他の添加剤からなる液体成分を
骨セメントの約２５〜５０重量％の含量で含む。成分
（ｃ）は、活性化合物の有機溶媒溶液を液体成分の５０
重量％を越えない含量で含む。
【００２３】成分の量は、三つのパックの全内容物が相
互に合わさるように相互調和することが好ましい。その
量は、用途によっておよび低粘度、中粘度または高粘度
のセメントのいずれが要求されているかによって調整さ
れる。ここで固体成分は照射または酸化エチレンによる
最終滅菌に供され、液体モノマー成分および活性化合物
溶液はそれぞれ滅菌濾過に供して、滅菌条件下で適当な
包装物に移したものである。
【００２４】このセットを骨セメントの混合および／ま
たは適用のための装置を付して完成すると都合がよい。
対応する装置は通常の公知のものである。対応する装置
は、骨セメントを真空中で混合して骨セメント用注射器
によってセメントを適用できるようなものが好ましい。
【００２５】活性化合物を含む即使用可の骨セメントの
調製およびそのさらなる加工は、活性化合物溶液と液体
モノマー成分を最初に合わせて混合して、その後で初め
てこの混合物にポリマー粉末を加えることを除いては、
今日までの骨セメント系のための方法と完全に同じ方法
で行われる。同様に、最初にポリマー粉末を活性化合物
溶液と混和して、次いでモノマーを加えることもまた可
能である。成分を徹底的に混和した後には、重合がそこ
に含まれる触媒によって始まる。組成物は液状ないし可
塑性の変形可能な状態で数分間維持されるが、その後に
硬化最終生成物が形成される。
【００２６】活性化合物を含む骨セメントは、骨人工装
具のインプラントのために液体または可塑性の段階で通
常の方法で使用できる。外科医はまたこの組成物を任意
の所望の形およびサイズの成形物に加工して、硬化後に
これを局所活性化合物デポーとして治療対象の生体領域
にインプラントすることが可能である。そのようなイン
プラント可能な薬物デポーはまた、前もって加工された
かたちで提供することもできる。
【００２７】
【実施例】
［実施例１］１２５ｇのメトトレキセート酸を１リット
ルの２−ピロリドンに溶解して、溶液を０．２μｍテフ
ロンフィルター上で滅菌濾過してから、各１ｍｌの褐色
注射液瓶に滅菌条件下で移して、瓶を閉じる。
【００２８】メトトレキセート溶液を滅菌注射器を用い
て瓶から取り出し、１０ｍｌのメタクリル酸メチルと混
合する。それによって、メトトレキセートが微細分散し
たかたちで沈殿する。
【００２９】１５．５ｇのＰＭＭＡ／ＰＭＡコポリマー
（９４／６）、３ｇのヒドロキシアパタイト粉末（２〜
５μｍ）および２ｇの二酸化ジルコニウム粉末の組成を
有する骨セメント粉末を懸濁液に加える。
【００３０】モノマーおよびポリマーは、ジメチル−パ
ラ−トルイジンおよび過酸化ジベンゾイルの通常のスタ
ーター系を含む。
【００３１】充分な混合の後、セメントを使用に供する
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス−ヴェルナー フランツ ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 エー．メルク内 (72)発明者 バートホルト ニース ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 エー．メルク内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 活性化合物および骨代替材料を含んで
    なる骨セメントまたはそれから作られるインプラント可
    能な薬物デポーの調製法であって、アクリルおよび／ま
    たはメタクリル酸エステルの微細分割ポリマーおよび、
    適宜、重合化触媒、Ｘ線造影剤、充填剤および染料など
    の他の添加物を含む約５０〜７５重量％の固体成分と、
    アクリルおよび／またはメタクリル酸エステルモノマー
    および、適宜、重合促進剤および安定剤などの他の添加
    剤を含む約２５〜５０重量％の液体成分からなる骨セメ
    ントを混合して液体ないしは半固体ペーストを形成し、
    適宜所望のかたちに成形し、次いで硬化する調製法にお
    いて、液体成分の５０重量％を越えない含量の活性化合
    物有機溶媒溶液を調製し、その溶液を液体成分または固
    体成分と混合することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 溶媒の含量が液体成分の５〜２５重量
    ％、好ましくは１０〜１５重量％であることを特徴とす
    る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 固体成分を照射および／または酸化エ
    チレンによる最終滅菌処理に供し、液体成分および活性
    化合物溶液を滅菌濾過に供することを特徴とする請求項
    １または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 活性化合物が細胞増殖抑制剤、抗生物
    質、防腐剤または骨成長促進物質であることを特徴とす
    る請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 メトトレキセートを活性化合物として
    用いることを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 ２−ピロリドン、Ｎ−メチルピロリド
    ン、ＤＭＳＯ、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチ
    レングリコール、プロパンジオールまたはこれらの組み
    合わせを溶媒として用いることを特徴とする請求項１な
    いし５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 活性化合物を含む骨セメントを調製す
    るためのセットであって、次の別個のパック、すなわち
    （ａ）アクリルおよび／またはメタクリル酸エステルの
    微細分割ポリマーおよび、適宜、重合化触媒、Ｘ線造影
    剤、充填剤および染料などの他の添加剤からなり、その
    含量が骨セメントの約５０〜７５重量％である固体成
    分、（ｂ）アクリルおよび／またはメタクリル酸エステ
    ルモノマーおよび、適宜、重合促進剤および安定剤など
    の他の添加剤からなり、その含量が骨セメントの約２５
    〜５０重量％である液体成分、および（ｃ）その含量が
    液体成分の５０重量％を越えない活性化合物有機溶媒溶
    液、および、適宜、骨セメントの混合および／または適
    用のための装置からなるセット。
  8. 【請求項８】 パックユニット（ａ）は照射および／
    または酸化エチレンによる最終滅菌に供され、パックユ
    ニット（ｂ）および（ｃ）の内容は滅菌濾過に供されて
    いることを特徴とする請求項７に記載のセット。
  9. 【請求項９】 パックユニット（ｃ）が活性化合物と
    してメトトレキセートを含むことを特徴とする請求項８
    に記載のセット。
JP7236840A 1994-09-17 1995-09-14 活性化合物を含む骨セメントの調製法 Withdrawn JPH08103491A (ja)

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