JPH09502161A - 補足された及び補足されていない組織シーラント、その製造法及び使用法 - Google Patents

補足された及び補足されていない組織シーラント、その製造法及び使用法

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JPH09502161A
JPH09502161A JP6520353A JP52035394A JPH09502161A JP H09502161 A JPH09502161 A JP H09502161A JP 6520353 A JP6520353 A JP 6520353A JP 52035394 A JP52035394 A JP 52035394A JP H09502161 A JPH09502161 A JP H09502161A
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tissue sealant
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fibrin glue
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ドローアン、ウィリアム・ナッシュ
バージェス、ウィルソン・ヘイルス
グレイスラー、ハワード・ピー
ハリンガー、ジェフリー・オウ
ラサ、カルロス・ザ・ファースト、ジュニア
マッキアグ、トーマス
マックフィー、マーティン・ジェイムズ
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American National Red Cross
Loyola University Chicago
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、補薬および非補薬したフィブリン膠などの組織シーラント(TSs)、ならびにそれらの製造および用途を提供する。1具体例では、本発明は、充実肥厚皮膚傷の治療を抑制しないTSsを提供する。本発明はまた成長因子−および/または薬物−補足TSsならびにそれらの製造および用途を提供する。選択される特定の薬物または成長因子はその用途に合った作用を示すものである。1具体例では、TSに成長因子を補足し、皮膚や骨の傷の治療、人工血管の内皮細胞形成、動物細胞の増殖および/または分化、および/または動物細胞の方向移動を促進させるために用いられる。具体例として、線維芽細胞成長因子−1、−2または4、および/または骨形生蛋白質を補足したフィブリン膠、およびHBGF−1を含むフィブリン膠で加圧潅流させたポリテトラフルオルエチレン製移植用血管片がある。他の具体例では、TSを成長因子や薬物を局所放出に用いる。具体例として、固体5−フルオロウラシルまたはテトラサイクリンに遊離塩基を補足したフィブリン膠があげられる。他の具体例ではテトラサイクリン遊離塩基やシプロフロキサシン塩酸塩のような物質で処理または補足してなるフィブリン膠の寿命を延ばしたTSを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 補足された及び補足されていない組織シーラント、その製造法及び使用法 関連出願のクロス・リファレンス 本出願は、1990年11月27日に出願された米国出願番号07/618, 419号(現在、放棄)及び1991年11月27日にそれぞれ出願された同第 07/798,919号の一部継続出願であり、これらを参考のためにここに引 用する。 本発明における米国政府の権利 米国赤十字社及び米国陸軍歯科研究所の間の共同研究及び開発の契約の下、米 国政府は本発明の1つ又はそれ以上の態様において通常実施の、取り消し不能の 、納付済みのライセンスを有する。 発明の分野 本発明は補足されていない(unsupplemented)及び補足された(supplemented) 、フィブリン接着剤(FG)ようなTS類(TS)、同様にそれらの製造法及び 使用法に関する。ある1つの態様では、本発明は、全層の皮膚創傷の治癒を妨げ ないTS類に関する。別の態様では、本発明は成長因子(類)及び/又は薬物( 類)で補足されたTS類に関し、同様にそれらの製造法及び使用法に関する。選 択された特定の成長因子(類)又は薬物(類)はその使用の機能である。 発明の背景 A.創傷治癒及び成長因子 創傷治癒、即ち外傷の修復は、ほぼ手術直後に始まる。様々な細胞の機能の相 次ぐ整合機能と緻密な減成調節及び再生段階を必要とする。細胞の増殖、分化及 び移動は創傷治癒の基礎となる重要な生物学的過程であり、またこれは、線維増 多、内皮形成、上皮形成などのフィブリン凝塊の形成、凝塊の吸収、組織の再設 計も含む。創傷治癒は、特殊化した皮膚組織の形成だけでなく、多数の毛細管、 多くの活発な線維芽細胞、及び多くのコラーゲン原線維を含む高度な血管化組織 の形成に関わる。 創傷治癒の過程は、損傷細胞の外に流出するトロンボプラスチンによって開始 される。トロンボプラスチンは血漿因子VIIに接触して因子X活性化因子を形 成し、その後に、因子Vとともにリン脂質及びカルシウムとの複合体となり、プ ロトロンビンをトロンビンに変換する。トロンビンは、フィブリノペプチドA及 びBのフィブリノーゲンからの放出を触媒し、フィブリンモノマーを産生する。 トロンビンはまた、トランスグルタミナーゼ、因子XIIIaを活性化し、これ はフィブリンフィラメントに共有結合的に架橋するイソペプチド結合の形成を触 媒する。次に因子XIIIによってアルファ−抗プラスミンがフィブリンフィラ メント上に結合し、それによってフィラメントをプラスミンによる変性から保護 する(例えば、ドーリトル(Doolittle)ら,アニューアル・レビュー・オブ・ バイオケミストリー(Ann.Rev.Biochem.)53巻:195〜229頁(198 4年)を参照されたい)。 組織が損傷した場合、一連の生物学的活性を示すポリペプチド成長因子は治療 において決定的な役割を担っている創傷中へ放出される(例えば、ホルモナル・ プロテイン・アンド・ペプチド(Hormonal Proteins and Peptides)(リー(Li),C .H.ed)7巻,アカデミック・プレス・インコーポレイテッド(Academic Press ,Inc.),ニューヨーク,ニューヨーク 231〜277頁(1979年)及び ブラント(Brunt)ら,バイオケミストリー(Biotechnology)6巻:25〜30 頁(1988年)を参照されたい)。これらの活性には、損傷領域中の白血球及 び線維芽細胞などの再成長する細胞が含まれ、細胞の増殖及び分化を誘導する。 創傷治癒に関与し得る成長因子は、次のものを含むがこれに限定されない:血小 板−誘導成長因子類(PDGF類);インシュリン−結合成長因子−1(IGF −1);インシュリン−結合成長因子−2(IGF−2);表皮成長因子(EG F);変換成長因子−α(TGF−α); 変換成長因子−β(TGF−β); 血小板因子4(PE−4);及びヘパリン結合成長因子1及び2(それぞれHB GF−1及びHBGF−2)。 PDGF類は循環血小板のアルファ顆粒中に蓄えられ、血液の凝固中、創傷部 位で放出される(例えば、リンチ(Lynch)ら,ジャーナル・オブ・クリニカル ・インベスティゲーション(J.Clin.Invest.)84巻:640〜646頁(1 989年)を参照されたい)。PDGF類は次のものを含む:PDGF;血小板 誘導脈管形成因子(PDAF);TGF−β;及びPF−4、これは好中球の化 学誘引剤である(ナイトン(Knighton)ら,イン・グロウス・ファクターズ・ア ンド・アザー・アスペクツ・オブ・ウーンド・ヒーリング(in Growth Factors and Other Aspects of Wound Healing):バイオロジカル・アンド・クリニカル ・インプリケーションズ(Biological and Clinical Implications),アラン・ アール・リス・インコーポレイテッド(Alan R.Liss,Inc.),ニューヨーク, ニューヨーク,319〜329頁(1988年))。PDGFはミトゲン、化学 誘引剤、及び線維芽細胞及び平滑筋を含む、間葉に由来する細胞におけるタンパ ク合成の剌激剤である(例えば、エイデルマン−グリル(Adelmann-Grill)ら, ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・セル・バイオロジー(Eur.J.Cell.Biol. )51巻:322〜326頁(1990年)を参照されたい)。 IGF−1はPDGFと組み合わさって有糸分裂誘発及び培養間葉細胞に於け るタンパクの合成を推進する。PDGF又はIGF−1のいずれか一方の皮膚創 傷への適用では治癒が増強されないが、両方の因子をともに適用すると結合組織 及び上皮組織の成長を推進するようである(リンチ(Lynch)ら,プロシーディ ング・オブ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンス(Proc.Natl.Acad. Sci)76巻:1279〜1283頁(1987年))。 TGF−βはマクロファージ及び単球の化学誘引剤である。他の成長因子の存 在又は非存在に依存した、TGF−βは多くの細胞型の成長を刺激又は阻害し得 る。例えば、インビボで適用する場合、TGF−βは治癒している皮膚創傷の引 張強さを増加する。TGF−βはまた、内皮細胞有糸分裂を阻害し、線維芽細胞 によるコラーゲン及びグリコサミノグリカンの合成を剌激する。 EGF、TGF−α、HBGF類及びオステオゲニンなどのその他の成長因子 はまた、創傷の治療において重要である。胃の分泌物及び唾液に存在するEGF 、及び正常な及び転換された細胞によりつくられるTGF−αは、構造的に関連 が あり、同じ受容体を認識し得る。これらの受容体は上皮細胞の増殖を媒介する。 両方の因子は、皮膚創傷の上皮の再形成を促進する。外因性のEGFはケラチノ サイト及び皮膚の線維芽細胞の増殖を剌激することによって創傷の治療を推進す る(ナニー(Nanney)ら,ジャーナル・オブ・インベスティゲイティング・オブ ・ダーマトロジー(J.Invest.Dermatol.)83巻:385〜393頁(198 4年)及びコフェイ(Coffey)ら,ネイチャー(Nature)328巻:817〜8 20頁(1987年))。EGFの局所的適用は、ヒトにおける部分的厚さの創 傷の治療速度を促進する(シュルツ(Schulz)ら,サイエンス(Science)23 5巻:350〜352頁(1987年))。脱ミネラル化した骨から精製される オステオゲニンは、骨の成長を推進するようである(ルイテン(Luyten)ら,ジ ャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J.Biol.Chem.)264巻: 13377頁(1989年)を参照されたい)。さらに血小板抽出物は、局所的 適用のための軟膏(salve又はointment)の形になっている血小板−誘導創傷治 療処方が記載されている(例えば、ナイトン(Kinghton)ら,アニューアル・オ ブ・サージェリー(Ann.Surg.)204巻:322〜330頁(1986年)を 参照されたい)。 ヘパリン結合成長因子類(HBGF類)はまた、線維芽細胞成長因子類(FG F類)としても知られ、酸性HBGF(aHBGFもまたHBGF−1又はFG F−1として知られる)及び塩基性HBGF(bHBGFもまたHBGF−2と して知られる)を含み、上皮細胞を含む中胚葉細胞及び神経外胚葉細胞に対する 有効なミトゲンである(例えば、バーゲス(Burgess)ら,アニューアル・レビ ュー・オブ・バイオケミストリー(Ann.Rev.Biochem.)58巻:575〜60 6頁(1989年))。さらにHBGF−1は内皮細胞及び大グリア細胞に対し て走化性である。HBGF−1及びHBGF−2は両方ともヘパリンに結合し、 タンパク質の分解からそれらを保護する。HBGF類によって示される一連の生 物学的活性は、これらが創傷治癒において重要な役割を担っていることを示唆し ている。 塩基性線維芽細胞成長因子(FGF−2)は脈管形成及び線維芽細胞の移動及 び増殖の有効な刺激剤である(例えば、ゴスポダロウィッツ(Gospodarowicz) ら,モレキュラー・アンド・セルラー・エンドクリノロジー(Mol.Cell.Endoc inol,.)46巻:187〜204頁(1986年)及びゴスポダロウィッツ(Go spodarowicz)ら,エンドクライン・レビューズ(Endo.Rev.)8巻:95〜1 14頁(1985年)を参照されたい)。酸性線維芽細胞成長因子(FGF−1 )は内皮細胞の有効な脈管形成因子であると示されている(バーゲスら,前掲( 1989年))。しかし、FGF成長因子が線維芽細胞に対して化学走性である にしても確立はされていない。 従って、成長因子は創傷治癒及び組織修復の特異的な促進に非常に有用である 。しかし、これらの創傷治癒の促進への使用は矛盾した結果を与える(例えば、 カーター(Carter)ら,イン・グロウス・ファクターズ・アンド・アザー・アス ペクツ・オブ・ウーンド・ヒーリング:バイオロジカル・アンド・クリニカル・ インプリケーションズ,アラン・アール・リス・インコーポレイテッド,ニュー ヨーク,ニューヨーク,303〜317頁(1988年)を参照されたい)。例 えば、ブタにおいて標準化された皮膚創傷に別々に適用したPDGF、IGF− 1、EGF、TGF−α、TGF−β及びFGF(HBGFとしても知られる) は、創傷において結合組織又は上皮の再生についてほとんど効果がなかった(リ ンチら,ジャーナル・クリニカル・インベステイゲーション 84巻:640〜 646頁(1989年))。残る因子については、TGF−βは単独で最大きい 応答を剌激する。しかしPDGF−bbホモダイマーとIGF−1又はTGF− αのようなファクターの組み合わせは、結合組織の再生及び外皮形成において劇 的な増加をもたらす。(Id.)ツボイ(Tsuboi)らは、開いた創傷へのbFGF の日常的な適用は、治癒が減退したマウスにおいて創傷治癒を刺激するが、正常 なマウスにおいては刺激しないことを報告している(ジャーナル・オブ・エクス ペリメンタル・メティスン(J.Exp.Med.)172巻:245〜251頁(19 90年))。一方、恐らく成長因子を含んでいるであろうブタ又はウシの血小板 溶解産物の粗調製物の、ヒトの皮膚の創傷への適用は創傷の閉鎖の速度を高め、 治癒領域の細胞の数を増加し、血管の成長を増加させ、コラーゲンの沈着の全速 度を 増加させ、瘢痕組織の強度を強める(カーターら、前掲)。 このような矛盾した結果の理由はわかってはいないが、通常の一連の生物学的 活性を示し得る方法による創傷への成長因子の適用における困難さの結果であろ う。例えば、数種の成長因子受容体は、最大の生物学的作用の産出を少なくとも 12時間占有しなければならないと現在では考えられている(プレスタ(Presta )ら、Cell Regul.2巻:719〜726頁(1991年)及びルスナチ(Rus nati)ら、ジャーナル・オブ・セルラー・フィジオロジー(J.Cell.Physiol. )154巻:152〜161頁(1993年))。このような矛盾した結果のた めに、創傷治癒の刺激における成長因子の外因的な適用による役割は明らかでは ない。さらに、創傷と成長因子の間の接触を長引かせるための、成長因子を創傷 へ適用することによる方法は現在知られていない。 B.TS類 血漿タンパクを含むTS類及び外科手術用接着剤は、骨及び皮膚などにおける 創傷の内部又は外部を密閉するために用いられ、血液の損失を減少し、止血を維 持する。このようなTS類は、血液凝固因子及び他の血液タンパクをを含む。フ ィブリンシーラントとも呼ばれているFGは、血漿から調製される天然の凝塊に 類似するゲルである。各FGの正確な成分は、出発物質として使用される特定の 血漿画分の機能である。血漿成分の分画は、エタノール、ポリエチレングリコー ル、及び硫酸アンモニウム沈殿、イオン交換及びゲル濾過クロマトグラフィーな どの標準的なタンパク精製法によって行う。典型的なFGは微量のアルブミン、 フィブロネクチン、プラスミノーゲンを含有する。カナダ、欧州及び恐らくどの 地域でも市販で入手可能なFGはまた、安定化剤としてアプロチニンも典型的に 含有する。 FG類は通常、次のものから製造される:(1)フィブロネクチン、因子XI II、及びフォンウィレブラント(von Willebrand)因子を含有するフィブリノ ーゲン濃縮物;(2)乾燥ヒト又はウシトロンビン;及び(3)カルシウムイオ ン。商業生産されたFG類は通常、ウシの成分を含有する。フィブリノーゲン濃 縮物は寒冷沈降反応、次いで濾過によって血漿から製造し、トロンビンとカル シウムイオンのようなトロンビン活性化剤の混合物の、シーラント又は凝塊の形 の組成物を得る。フィブリノーゲン及びトロンビン濃縮物は凍結乾燥して製造さ れ、使用する前に塩化カルシウムの溶液と速やかに混合する。混合したら、組織 表面上で凝固させ、架橋フィブリンを含む凝塊を形成する組織に成分を適用する 。フィブリノーゲン濃縮物に存在する因子XIIIは架橋を触媒する。 オーストラリア特許第75097/87号は1成分の接着剤を記載している。 これはフィブリノーゲンの水溶液、因子XIII、アンチトロンビンIIIのよ うなトロンビン阻害剤、プロトロンビン因子、カルシウムイオン、及び必要であ ればプラスミン阻害剤を含む。ストロエトマン(Stroetmann),米国特許第4, 427,650号及び同第4,427,651号は、創傷の閉鎖及び治癒を増強 する、フィブリノーゲン、トロンビン及び/又はプロトロンビン、及びフィビリ ン溶解阻害剤、及びまた血小板抽出物のような他の成分も含有する粉末また噴霧 可能な製剤の形の濃血漿誘導体の製造について記載している。ローズ(Rose)ら の米国特許第4,627,879号及び同第4,928,603号は、フィブリ ノーゲン及び因子XIIIを含む寒冷沈降懸濁液の製造方法及びFG製造のため の該懸濁液の使用を開示している。JP 1−99565は、創傷治癒のための フィブリン接着剤の製造のためのキットを開示している。アルターバウム(Alte rbaum)(米国特許第4,714,457号)及びモース(Morse)ら(米国特許 第5,030,215号)は、自系のFG製造のための方法を開示している。さ らに、改良FGデリバリーシステムは、次のいずれかに開示されているミラー( Miller)ら,米国特許第4,932,942号及びモースら,PCT出願WO9 1/09641号)。 イムノ AG(IMMUNO AG)(ウィーン、オーストリア)及びベーリ ングヴェルケ(BEHRINGWERKE)(ドイツ)(ギフル(Gibble)ら, トランスフュージョン(Transfusion)30巻:741〜747頁(1990年 ))は、FG類を現在欧州及びほかの地域で市販している(例えは、イムノAG が所有する米国特許第4,377,572号及び同第4,298,598号を参 照されたい)。TS類は米国では市販されていない。しかし、米国赤十字社及び バク スター/ハイランド(BAXTER/HYLAND)(ロサンジェルス,カリフ ォルニア)は最近FG(ARC/BH FG)を共同開発し、現在臨床試験中で ある。 米国国外で臨床的に使用されているTS類はある種の臨床上の危険性が持ち上 がり、米国では使用のための食物又は薬物による投与は認可されていない。例え ば、欧州で許可されているTS類は、アプロチニン及びウシトロンビンなどの非 −ヒト由来のタンパクを含んでいる。これらのタンパクは非−ヒト由来であるの で、人々はこのタンパクに対してアレルギー反応を起こし得る。欧州では、FG の成分中に存在するウイルスの不活性化に加熱失活を使用している。しかし、こ の加熱失活法は、アレルギーになり得る変性タンパクを生じ得る。さらに、この 失活法は、TS類中にウシタンパクを使用しているためにTS類中に存在し得る 、ウシの海綿様脳症「狂牛病」を引き起こすプリオン(prion)が失活されない という心配がある。この病気は「スクレイピー(scrapies)」と呼ばれヒツジか らウシへすでに交雑している考えらえているので、ヒトに感染し得るということ は些細な問題ではない。 ARC/BH FGはウシタンパクを含んでいないので、欧州で入手可能なT S類に勝るものである。例えば、ARC/BH TSはウシトロンビンの代わり にヒトトロンビンを含み、アプロチニンを含まない。ARC/BH FGはウシ タンパクを含まないので、欧州で入手可能なTS類よりもヒトに於けるアレルギ ーが少ない。さらに、ARC/BH FGは、溶媒デタージェント法(solvent d etergent method)によりウイルスが不活性化され、この方法は生成する変性タ ンパクがより少なく、従って欧州で入手可能なものよりもアレルギーが少ない。 従って、ARC/BH FGは、現在他の国で市販で入手可能なTS類に勝って いる。 FGは、主として臨床の局所的な適用のために処方され、出血を抑え、止血を 維持し創傷の治癒を推進するために用いられる。FGの臨床的用途は最近、再検 討されている(ギブルら,トランスフュージョン 30巻:741〜747頁( 1990年);ラーナー(Lerner)ら,ジャーナル・オブ・サージカル・リサー チ (J.Surg.Res.)48巻:165〜181頁(1990年))。組織を密閉す ることによりFGは空気又は体液漏出を防止し、止血を誘発し、出血、血腫、感 染などの創傷治癒を妨害し得る事象を減少又は防止することによって創傷治癒に 間接的に寄与する。FGは止血を維持し、血液の損失を減少するけれども真の損 失治癒特性を有することはまだ証明されていない。FGは、骨及び皮膚の損傷の ような内部と外部の両方の損傷に適しており、止血の維持に有用であるので、そ の創傷治癒特性の増強に望ましいものである。 フィブリノーゲン濃度が約39g/lであり、トロンビン濃度が200〜60 0U/mlであるFGは著しく増加した応力、エネルギー吸収及び弾性値を有す る凝塊を生じる(バイアン(Byrne)ら,ブリティッシュ・ジャーナル・オブ・ サージェリー(Br.J.Surg.)78巻:841〜843頁(1991年))。フ ィブリン凝塊で満たされ(5mg/ml)、皮下に埋め込まれた貫通テトロンシ リンダーは、空のシリンダーと比較したとき、コラーゲンの沈着増加の誘発を含 む組織の肉芽形成を剌激する(ヘデリン(Hedelin)ら,ヨーロピアン・サージ カル・リサーチ(Eur.Surg.Res.)15巻:312頁(1983年))。 C.骨創傷とその修復 一連の骨(bone induction)誘導は、ウリスト(Urist)らによって最初に記 載され、脱ミネラル化した皮質性骨マトリックスを使用するものである(クリニ カル・オルソペディクス・アンド・リレイテッド・リサーチ(Clin.Orthop.Re l.Res.)71巻:271頁(1970年)及びプロシーディング・オブ・ナシ ョナル・アカデミー・オブ・サイエンス・オブ・USA(Proc.Natl.Acad.Sc i.USA)70巻:3511頁(1973年))。同種異系のレシピエントに皮下 的に埋め込まれた脱ミネラル化皮質性骨マトリックスは局所のミトゲンとして作 用する因子を放出し間葉細胞の増殖を剌激する(ラス(Rath)ら,ネイチャー( ロンドン)278巻:855頁(1979年))。新たな骨形成が埋め込み後1 2日から18日の間に起こる。造血骨髄系統で充満した小骨の発達は21日まで に起こる(レデイー(Reddi),A.,イン・エクストラセルラー・マトリックス ・バイオケミストリー(in Extracellular Matrix Biochemistry)(ピーツ(Pi ez) ら,ed.)エルセビアー(Elsevier),ニューヨーク,ニューヨーク,375〜 412頁(1984年))。 脱ミネラル化骨マトリックス(DBM)は骨形成タンパク(BMP)として知 られる骨誘発タンパク源であり、骨細胞の先祖の増殖を調節する成長因子である (例えば、ホイスカ(Hauschka)ら,ジャーナル・オブ・バイオケミストリー2 61巻:12665〜12674頁(1986年)及びカナリス(Canalis)ら ,ジャーナル・オブ・クリニカル・インベスティゲーション 81巻:277〜 281頁(1988年)を参照されたい)。8つのBMPが現在同定されており 、BMP−1からBMP−8と略記されている。BMP−3及びBMP−7はま た、それぞれオステオゲニン(osteogenin)及び骨形成タンパク−1(OP−1 )として知られている。 残念ながら、DBM物質は粒子状骨髄自己移植と組み合わせない限り、臨床上 の用途は殆ど無い。レシピエントの骨に外科的に注入し、治療効果をあげ得るD BMの量は制限されている。さらに、吸収は少なくとも49%であると報告され ている(トリウミ(Toriumi)ら,アチーヴス・オブ・オトラリンゴロジー−ヘ ッド・アンド・ネック・サージェリー−(Arch.Otolaryngo.Head Neck Surg. )116巻:676〜680頁(1990年))。 DBM粉末及びオステオゲニンは骨誘発潜在性が発現される前に、組織液によ り洗い流され得る。さらに、DBMパックされた骨腔への組織液の浸出又は創傷 床への軟組織虚脱は、DBM及びオステオゲニンの骨誘発特性に有意に影響し得 る2つの因子である。創傷床への軟組織虚脱は、創傷床内への骨適応幹細胞の適 切な移行を同様に阻害し得る。 粉末状のヒトDBMはアメリカの歯科医によって、口腔手術の間にできた顎骨 腔をパックするために現在使用されている。しかし、粉末状のDBMは使用が困 難である。 精製BMP類は、FG(ハットリ(Hattori)ら,日本整形外科学会雑誌(Nip pon.Seikeigeka.Gakkai.Zasshi.)64巻:824〜834頁(1990年) ;カワムラ(Kawamura)ら,クリニカル・オルソペディクス・アンド・リレイテ ッ ド・リサーチ235巻:302〜310頁(1988年);シュラグ(Schlag) ら,クリニカル・オルソペディクス・アンド・リレイテッド・リサーチ227巻 :269〜285頁(1988住)及びシュワルツら,クリニカル・オルソペデ ィクス・アンド・リレイテッド・リサーチ238巻:282〜287頁(198 9年))、及び全血凝塊(ワン(Wang)ら,ジャーナル・オブ・セルラー・バイ オケミストリー(J.Cell.Biochem.)15F:Q20 アブストラクト(19 90年))を含む様々な方法によって投与されたとき、動物において骨誘発作用 を有する。しかし、シュワルツら(前掲)は、異所性の骨誘発又はBMP依存性 の骨再生におけるFGの明らかな正の作用も負の作用も実証してはいない。カワ ムラら(前掲)は、FG中の部分精製BMPを異所性の非骨部位中で試験した場 合に、相乗効果を見いだした。 TSはまた、創傷領域中へ移動し新しい組織を産生するために使用し得る細胞 である「スカフォルド(scaffold)」としても供給し得る。しかし、市販で入手 可能なFG及び他のTS類の調製品は非常に密度が濃いために、調製品中への及 びそれを通る、細胞の移動が不可能になる。このことによってインビボ使用での 調製品の効果が制限されることがある。 骨癒着欠損と呼ばれている骨創傷のあるタイプでは、その上に新たな骨形成が 自然には起こらない極微の隙間が存在する。臨床上、これらの状況のための治療 は骨移植である。しかし、骨自己移植源は普通限られており、同種異系の骨の使 用はウイルス汚染の高い危険性を伴う。この状況のために脱ミネラル化された、 ウイルスを不活性化した骨粉末を誘引溶液として用いる。 D.血管プロテーゼ 人工血管プロテーゼは、通常ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)から製 造され、ヒト及び他の動物の病的な血管の代わりに使用される。血管プロテーゼ の開通性の程度を最大にし、凝塊形成を最小にするために、プロテーゼ上への非 自己の内皮細胞の接種を含む様々な技術が用いられてきた。血管移植片と内皮細 胞の両方に付着する様々な基質が、内皮細胞接種を増強する中間体基質として研 究されてきた。これらの基質は凝固前の血液(ヘリング(Herring)ら,サージ ェ リー(Surgery)84巻:498〜504頁(1978年))、FG(ローゼン マン(Rosenman)ら,ジャーナル・オブ・バスキュラー・サージェリー(J.Vas c.Surg.)2巻:778〜784頁(1985年);シュレンク(Schrenk)ら ,ソーラシック・アンド・カーディオバスキュラー・サージェリー(Thorac.Ca rd ソーラシック・アンド・カーディオバスキュラー・サージェオン(Thorac.Card iovasc.Surgeon)34巻:49〜51頁(1986年)及びジラ(Zilla)ら, サージェリー 105巻:515〜522頁(1989年))、フィブロネクチ ン(例えば、ケスラー(Kesler)ら,ジャーナル・オブ・バスキュラー・サージ ェリー 3巻:58〜64頁(1986年);マセラク(Macarak)ら,ジャーナ ル・オン・セルラー・フィジオロジー(J.Cell.Physiol.)116巻:76〜 86頁(1983年)及びラマナンジェノナ(Ramalanjenona)ら,ジャーナル ・オブ・バスキュラー・サージェリー 3巻:264〜272頁(1986年) を参照されたい)、又はコラーゲン(ウィリアムス(Willams)ら,ジャーナル ・オブ・サージカル・リサーチ 38巻:618〜629頁(1985年))を 含む。しかし、これらの技術に関するひとつの一般的な問題は、接種に非自己の 細胞を用いるため組織拒絶反応の可能性が生じるということである(例えば、シ ュレンクら,前掲)。さらに、融合性の内皮は通常、決してつくられるものでは なく、作られるとしても数カ月を要する。この遅れの結果、血管プロテーゼは大 きい閉塞(occlusion)速度を有する(例えば、ジラら,前掲)。 E.脈管形成 脈管形成は新たな血管を誘導する。HBFG−1及びHBFG−2などの、あ る成長因子は脈管形成性の成長因子である。しかし、コラーゲン海綿(トンプソ ン(Tompson)ら,サイエンス 241巻:1349〜1352頁(1988年 ));ビーズ(ヘイエク(Hayek)ら,バイオケミカル・アンド・バイオフィジ カル・リサーチ・コミュニケーションズ(Biochem.Biophys.Res.Commun.)1 47巻:876〜880頁(1987年));海綿状構造に配列されたコラーゲ ンでコテーィングされた固形PTFEファイバー(トンプソンら,プロシーディ ン グ・オブ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンス USA(Proc.Natl.A cad.Sci.USA)86巻:7928〜7932頁(1989年))を伴った投与 ;又は注入(プーマラ(Puumala)ら,ブレイン・リサーチ(Brain Res.)53 4巻:283〜286頁(1990年))は不規則で無秩序な血管の発生をもた らす。これらの成長因子は、インビボで一定の部位にて新しい血管の成長にうま く向かわせるように用いられていない。さらに、プラスチックガラスチェンバー 中の皮下的に埋め込まれたフィブリンゲル(0.5〜10mg/ml)は、空の チェンバー又は食塩水培養液で満たしたチェンバーと比較すると、埋め込みから 4日以内で脈管形成を誘導する(ドボラク(Dvorak)ら,ラボラトリー・インベ スティゲーション(Lab.Invest.)57巻:673頁(1987年))。 F.部位指向的、局所化ドラッグデリバリー 有効な、部位指向性のドラッグデリバリーシステムは医薬の幾つかの領域で は非常に必要である。例えば、局所化ドラッグデリバリーは、歯周炎のような抗 菌剤の全身的な投与が効かない局所的な感染の治療に必要である。全身的投与後 の問題は、普通、標的部位に到達し得る抗菌剤の濃度の低さにある。局所的な濃 度を上げるために全身的な用量を増加することは効果的ではあるだろうが、同時 に毒性、微生物の耐性及び薬物不適合をもたらし得る。これらの問題を克服する ために幾つかの別の方法が考案されているがどれも理想的ではない。例えば、非 結晶の流動性マスとして、水性媒質に分散したコラーゲン及び/又はフィブリノ ーゲン及び安定な配置を可能にするタンパク様のマトリックス組成物もまた、薬 物を局所的にデリバーすることが示されている(ルック(Luck)ら,米国再発行 特許第33,375号;ルックら,米国特許第4,978,332号)。 しかし、様々な抗生物質(AB)がFGから、比較的低い濃度で、数時間から 数日の範囲の比較的短時間放出されると報告されている(クラム(Kram)ら,ジ ャーナル・オブ・サージカル・リサーチ50巻:175〜178頁(1991年) )。大部分のAB類は自由に水に溶解し、調製するときはTS類中に加えられて きた。しかし、TET HCl及びFG中への自由に水に溶解する他のAB類の 併合は、AB−添加FGを形成する間のフィブリンの重合を妨害する(シュラグ (Schlag) ら,バイオマテリアルズ(Biomaterials) 4巻:29〜32頁(1983年)) 。この妨害は、AB−FG混合物中に達成し得るTET HClの量と濃度を制 限し、AB濃度依存性であるようだった。FGからのABの比較的短い放出時間 はAB−添加TSの比較的短い寿命及び/又はAB−TS中のABの形及び/又 は量を反映し得る。 G.TS類からの薬物放出の制御 幾つかの臨床的応用のために、制御され、局所化された薬物放出は望ましいも のである。前記で論じたように、幾つかの薬物、特にAB類はFGのようなTS 類に取り込まれ、そこから放出されている。しかし、薬物を補足したFGの比較 的短い寿命を少なくとも部分的に明らかに反映する薬物放出の持続期間は、ほと んどあるいは全く制御されていない。したがって、延長された、局所的な薬物放 出を可能にするためのFG及び他のTS類を安定化する方法は、TSからの他の 補足物の取り込みと延長された放出のための新しい技術と同様、望ましくそして 必要なものである。 発明の要旨 一態様において、本発明は、シーラントが全層の皮膚創傷の治癒を阻害しない 、TSを含む、問題の組成物を提供する。 別の態様において、本発明は、シーラントの全タンパク質濃度が30mg/ml未 満である、TSを含む、問題の組成物を提供する。 別の態様において、本発明は、全タンパク質濃度が30mg/ml未満であり、補 足物質が成長因子および/または薬物である補足TSを含む、問題の組成物を提 供する。 別の態様において、本発明は、全タンパク質濃度が30mg/ml以上であり、補 足物質が成長因子および/または薬物である補足TSを含む、問題の組成物を提 供する。 別の態様において、本発明は、TSおよび有効濃度の少なくとも1つの成長因 子を含む、動物細胞の指向性移動を促進させる、問題の組成物を提供する(該成 長因子は動物細胞の指向性移動を促進させるのに有効である)。 別の態様において、本発明は、TSおよび有効濃度の少なくとも1つの成長因 子を含む、創傷治癒を促進させる、問題の組成物を提供する(該濃度は創傷治癒 を促進させるのに有効である)。 別の態様において、本発明は、TSおよび有効濃度の少なくとも1つの成長因 子を含む、人工血管の内皮形成を促進させる、問題の組成物を提供する(該濃度 は人工血管の内皮形成を促進させるのに有効である)。 別の態様において、本発明は、TSおよび有効濃度の少なくとも1つの成長因 子を含む、動物細胞の増殖および/または分化を促進させる、問題の組成物を提 供する(該濃度は動物細胞の増殖および/または分化を促進させるのに有効であ る)。 別の態様において、本発明は、TSおよび少なくとも1つの薬物を含む、少な くとも1つの薬物の局所的輸送を促進させる、問題の組成物を提供する。 別の態様において、本発明は、TSおよび少なくとも1つの成長因子を含む、 少なくとも1つの成長因子の局所的輸送を促進させる、問題の組成物を提供する 。 別の態様において、本発明は、TSおよび有効濃度の少なくとも1つの成長因 子を含有する組成物を創傷に適用することを含んでなる、創傷治癒を促進するた めの方法を提供する(該濃度は創傷治癒を促進させるのに有効である)。 別の態様において、本発明は、TSおよび有効濃度の少なくとも1つの成長因 子を含有する組成物を人工血管に適用することを含んでなる、人工血管の内皮形 成を促進させるための方法を提供する(該濃度は人工血管の内皮形成を促進させ るのに有効である)。 別の態様において、本発明は、有効濃度の少なくとも1つの成長因子を含有す るTSの十分近くに細胞を置くことを含んでなる、動物細胞の増殖および/また は分化を促進させるための方法を提供する(該濃度は該細胞の増殖および/また は分化を促進させるのに有効である)。 さらなる態様において、本発明は、少なくとも1つの薬物含有するTSを組織 に適用することを含んでなる、少なくとも1つの薬物を組織へ局所的に輸送する ための方法を提供する。 別の態様において、本発明は、少なくとも1つの成長因子含有するTSを組織 に適用することを含んでなる、少なくとも1つの成長因子を組織へ局所的に輸送 するための方法を提供する。 別の態様において、本発明は、有効濃度の少なくとも1つの成長因子を含有す るTSを細胞の十分近くに置くことを含んでなる、動物細胞の指向性移動を得る ための方法を提供する(該濃度は該細胞の所望の指向性移動を得るのに有効であ る)。 本発明の態様において、TSはFGであってよい。 本発明の種々の態様において、局所的フィブリノーゲン・コンプレックス(T FC)、ヒト・トロンビンおよび塩化カルシウムを混合することからFGを調製 することができる。TFC濃度を変化させることは、最終FGマトリックスの密 度に最も有意な影響を及ぼす。トロンビン濃度を変化させることは、最終FGの 全タンパク質濃度に有意な影響を及ぼさないが、TFCのフィブリノーゲン成分 の、フィブリンへの重合に必要とされる時間に深い影響を及ぼす。この作用はよ く知られているが、FGを単独でかまたは補足されて用いる場合に、FGの有効 性を最大限にするために用いることは、一般に認識されていない。この作用のた めに、FG成分の混合およびFG凝固間の時間を変化させることができる。従っ て、FGを創傷の深い間隙中により自由に流動させ、FGが凝固する前にFGを 創傷に完全に満たすことができる。別法として、特に圧力下で創傷が液体を漏出 している場合(即ち、血液、リンパ液、細胞間液等)、FGが創傷部位を刺激さ せないぐらい十分迅速にFGを凝固させることができる。この性質はまた、長い 通路(即ち、カテーテル、内視鏡等)を伴う輸送装置をFGによって詰まらせな いために重要であり、FGまたは添加FGを外科手術によってのみ近付き易い身 体の部位に適用するために重要である。この作用はまた、懸濁液中の不溶性添加 物質を保有し、それがアプリケーターまたは組織部位で凝固するのを妨げるのに 重要である。 本明細書中で用いるTFCは、精製およびウイルス的に不活性化されているヒ ト血漿タンパク質の凍結乾燥混合物である。再構成したTFCは、以下を含有す る: 全タンパク質:100〜130mg/ml フィブリノーゲン (凝固可能タンパク質として)全タンパク質の80% (最小) アルブミン(ヒト):5〜25mg/ml プラスミノーゲン:5mg/ml XIII因子:10〜40U/ml ポリソルベート−80:0.3%(最大) pH:7.1〜7.5 また、再構成したTFCはトレース量のフィブロネクチンも含有する。 本明細書中に用いるヒト・トロンビンは、精製およびウイルス的に不活性化さ れているヒト血漿タンパク質の凍結乾燥混合物である。再構成したヒト・トロン ビンは以下を含有する: トロンビンポテンシィ:300±50 IU/ml アルブミン(ヒト):5mg/ml グリシン:0.3M±.05M pH:6.5〜7.1 塩化カルシウムを十分な濃度で加えて、トロンビンを活性化させる。カルシウ ムが十分量である限り、その濃度は重要でない。 成長因子を含有する本発明の組成物において、該組成物は阻害化合物および/ または強化化合物を含有してもよく、ここで該阻害化合物は成長因子のどんな生 物学的活性をも阻害するシーラントの活性を阻害し、強化化合物は成長因子のど んな生物学的活性をも強化するか、媒介(mediate)するか、または増進する( 該阻害化合物または該強化化合物の濃度は阻害、強化、媒介または増進を達成す るのに有効である)。 本発明の成長因子補足TSは、創傷、特に糖尿病患者の皮膚潰瘍のような容易 に治癒しない創傷の治癒を促進するのに有用であり、FGF−1、FGF−2、 FGF−4、PDGF、EGF、IGF、PDGF−bb、BMP−1、BMP− 2、OP−1、TGF−B、CIF−A、CIF−B、OIF、アンジオゲニン 、エンドセリン、肝細胞成長因子およびケラチノサイト成長因子を含むがそれら に限定されない成長因子を輸送するのに有用であり、創傷部位および成長因子間 の延長された接触のための媒体を提供する。成長因子を補足したTSは、熱傷お よび他の皮膚創傷を治療するのに用いられ、TSおよび、成長因子に加えて、抗 生物質および/または鎮痛薬等を含むことができる。成長因子を補足したTSは 天然または人工移植片(例えば、皮膚創傷用皮膚)の移植を助けるのに用いられ る。また、成長因子を補足したTSは美容的に用いられてもよく(例えば、毛髪 移植において)、ここでTSはFGF、EGF、抗生物質およびミノキシジル、 ならびに他の化合物を含有することができる。さらに、皺および傷跡を治療する のに、シリコンまたは他の化合物を使用する代わりに、本発明の組成物を美容的 使用する。この態様において、例えば、TSはFGF−1、FGF−4、および /またはPDGF、および脂肪細胞を含有する。該成長因子を補足したTSは外 科創傷、骨折、または胃潰瘍および他のこのような内部創傷に、それらの治癒を 促進するために適用することができる。例えば移植片が天然組織からなる場合の ように、人工または天然移植片のいずれかを動物体内に組み込むのを助けるのに 、本発明のTSを用いることができる。ある症状、例えば歯周炎、即ち持続性感 染、骨吸収、靭帯損失および歯根膜ポケットの早発の上皮再形成を伴う主な問題 の幾つかと戦うのに、本発明のTSを用いることができる。 別の態様において、本発明はFG、DBM、および/または精製BMPの混合 物を提供する。この混合物は、身体の細胞成分をその内に移動させ、従って必要 とされる所で骨誘導を生じさせるマトリックスを提供する。タンパク質(例えば 、フィブリノーゲンおよびXIII因子)、酵素(例えば、トロンビンおよびプラ スミン)、BMP、成長因子およびDBM、ならびにそれらの濃度の点から、該 マトリックス組成物は適切に配合されて、側頭骨骨格構造の寿命および発生する 必要のある骨誘導を最適化する。全てのFG成分は生分解され得るが、骨誘導の 間、新しく形成された骨の位置および形を決定できる小形にできない骨格を、該 混合物は提供する。従って、軟組織の、骨の再建手術において問題である骨の偽 関節 欠乏への虚脱は避けられるであろう。後述の、軟骨発達を促進する、CIF−A およびCIF−Bのような成長因子を補足したTSの使用は、損失または損傷し た軟骨および/または損傷した骨の再建において有用であるだろう。 好ましい態様において、有効濃度のHBGF−1をFGに加えて、創傷治癒能 力を有する成長因子を補足したTSを得る。別の好ましい態様において、有効量 の血小板由来抽出物をFGに加える。他の好ましい態様において、有効濃度の少 なくとも2つの成長因子の混合物をFGに加え、有効量の成長因子を補足したF Gを創傷組織に適用する。 成長因子に加えて、DBMおよびBMPが含まれるがそれらに制限されない、 薬物、ポリクローナルおよびモノクローナル抗体、ならびに他の化合物をTSに 加えてもよい。これらは創傷治癒を促進し、感染、新形成、および/または他の 疾患過程に抵抗し、またはTS中の成長因子の活性を媒介または増強し、および /またはTS中の成長因子の活性を阻害するTS成分を阻害する。これら薬物に は以下に挙げるものが含まれるが、それらに制限されない:テトラサイクリンお よびシプロフロキサシンのような抗生物質;5−フルオロウラシル(5−FU) 、タキソールおよび/またはタキソテールのような抗増殖/細胞毒性薬物;ガン グシクロビル、ジドブジン、アマンチジン、ビダラビン、リバラビン、トリフル リジン、アシクロビル、ジデオキシウリジン、およびウイルス成分または遺伝子 産物に対する抗体のような抗ウイルス物質;α−またはβ−またはγ−インター フェロン、α−またはβ−腫瘍壊死因子、およびインターロイキンのようなサイ トカイン;コロニー刺激因子;エリトロポイエチン;ジフルカン、ケタコニゾー ルおよびナイスタチンのような抗菌類物質;ペンタミジンのような抗駆虫物質; 抗α−1−トリプシン、抗α−1−キモトリプシンのような抗炎症薬;ステロイ ド;麻酔薬;鎮痛薬およびホルモン。TSに加えてもよい他の化合物には以下に 挙げるものが含まれるが、それらに制限されない:ビタミンおよび他の栄養添加 物質;ホルモン;糖タンパク質;フィブロネクチン;ペプチドおよびタンパク質 ;炭水化物(単純および/または複雑の両方);プロテオグリカン;抗アンジオ ゲニン;抗原;オリゴヌクレオチド(センスおよび/またはアンチセンスDNA およ び/またはRNA)BMP;DBM;抗体(例えば、感染物質、腫瘍、薬物また はホルモンに対する);ならびに遺伝子治療試薬。遺伝的に変化させた細胞およ び/または他の細胞もまた、本発明のTSに含ませることができる。本発明の実 施に用いることのできる骨誘導化合物には、以下に挙げるものが含まれるが、そ れらに制限されない:オステオゲニン(BMP3);BMP−2;OP−1;B MP−2A、−2B、および−7;TGF−β、HBGF−1および−2;なら びにFGF−1および−4。さらに、TSを破壊しないいずれのものをも、本発 明のTSに加えることができる。 本明細書中で報告する研究によって、FG中に遊離塩基TETまたはシプロフ ロキサシンHClのような化合物を含有させ、またはそれらによりFGをしょり すると、補足されたFGに延長された寿命を与えることが図らずも示される。こ の現象を利用して、TSからの薬物放出期間を増加させることができる。別法と して、この現象を利用して、FGを安定化させるのに用いる化合物とは異なる、 別の薬物の放出を調節でき(該薬物もまたTET−FGに組み込まれている)、 および/またはインビボまたはインビトロでFGをより長期間持続させることが できる。 一般に、水に溶解し難い形態の薬物(例えば、遊離塩基のTET)は、その水 に自由に溶解する形態よりも、TSからの薬物の輸送を増加させる。故に、薬物 をフィブリノーゲンまたは活性炭のような不溶性担体にTS中で結合させて、補 足されたTSからの薬物の輸送を延長させることができる。 別の態様において、補足されたTSは小器官中に用いることができ、例えばF GF−1、FGF−2、FGF−4、およびOP−1のような成長因子を含有す ることができる。 別の態様において、本発明は、水難溶性形態の抗生物質(例えば、遊離塩基型 のTET)および他の薬物の局所的輸送を促進する、TSおよび有効濃度の少な くとも1つの不完全水溶解形態の抗生物質を含む組成物を提供する。 本発明は、以前に用いられたTS組成物および方法より幾つかの点で有利であ る。最初の有利な点は、本発明の成長因子および/または薬物を補足したTSが 理想的生分解可能な担体の多くの特徴を有すること、即ち、ヒト・タンパク質の み含有して製剤化することができ、従って免疫原性問題および異物反応を排除す るまたは最小限にできる;該組成物の投与は融通が効く;ならびに該組成物は宿 主自身の自然のフィブリン溶解系によって分解するので、宿主細胞からの除去が 必要でないことである。 第二の有利な点は、内部または外部創傷に、延長した期間、成長因子および/ または薬物を有効に輸送する、良い方法を本発明は提供することである。幾つか の成長因子受容体は、最大の生物学的効果を生じるのに少なくとも12時間占有 されなければならないと現在信じられている。以前は、これを実行する方法がな かった。本発明は、成長因子およびその受容体間の延長された接触を生じさせ、 従って強力な生物学的効果を生じさせる。 本発明の第三の有利な点は、動物細胞が本発明のTS中におよびTSを通って 移動することができ、TS中で成長できることである。これは隣接した組織およ び人工器官に細胞を移植するのを助ける。欧州で利用可能なTSの組成物に基づ いて、それらの製剤を用いては不可能であると予想される。その代わり、動物細 胞は市販のTSを分解するか周囲を移動しなければならない。欧州から市販TS を米国へ輸入することは不法であるので(米国における該市販TSの使用は、米 国FDAによって許可されていない)、出願人はこれを容易に実証できない。 第四の有利な点は、最初の液体の性質のために、本発明のTSが、多くの以前 から利用可能な輸送系よりも、より徹底的かつ完全に表面を覆うことができるこ とである。成長因子を補足したFGは人工血管の内部、外部、および細孔を覆う であろうから、生物材料の被覆および人工血管の内皮形成における本発明の使用 について、これは特に重要である。この結果、TS中におよびTSを通って移動 する内皮細胞の能力に加えて、自己内皮細胞の移植が人工血管の全長に沿って起 こり、それによって血栓形成および抗原性が減少するであろう。以前に用いられ たTSの場合、人工血管の末端で移植を開始し、少しでもその内部に進行させ、 従って血栓形成および抗原性をより長期間発現させた。また、人工血管に対して 以前に用いられたTSは最初、身体に拒絶され得、人工器官を通過する血液の剪 断力によって容易に洗い落とされ得る非自己細胞でシード(seed)された。 第五の有利な点は、本発明の補足されたおよび補足されないTSを成型するこ とができ、従って殆どどんな所望の形でも注文して作ることができる。例えば、 FGのようなTSはBMPおよび/またはDBMを補足でき、最も適当に骨創傷 を治療するのに必要とされる形に注文して作ることができる。DMB粉末はその 形を維持できないであろうから、DMB粉末単独でこれを行うことはできない。 第六の有利な点は、TET−FGのような本発明のABを補足したFGが、補 足しないFGに比べてFGの寿命および安定性を予想外にも増していることであ る。認知できる量のABがFG中にもはや残っていない後にさえ、この増加した 安定性は継続する。例えば、遊離塩基TETから生成したTET飽和溶液中にか 、またはCIP HCl溶液中に新しく形成したFG塊を浸すことによって、実質 的に全部のTETまたはCIPがFG塊に残っている後にさえ保存されかつ安定 であるFG塊を生成する。この効果をどのようにして得られるかに関して、どん な理論によっても拘束されることを望まないが、TETまたはCIPのようなA BがTFC中にあるプラスミノーゲンを阻害し、FGを破壊すると信じられてい る。プラスミノーゲンを一度阻害すると、その継続された阻害はFG中に残って いる認知できる量のTETまたはCIPに依存しないと思われる。この安定化効 果の結果、TSの増加した貯蔵可能期間、および恐らくインビボにおける増加し た持続性が期待できるであろう。 本発明の第七の有利な点は、TSの延長された寿命および安定性の直接的な結 果である。この予想外であるTSの安定性の増加の結果、薬物および/または成 長因子の局所的な長い期間の輸送を得るために、ABを補足したFGを用いるこ とができる。TETまたはCIPのような安定化薬物が実質的にTSを去った後 にさえ、この輸送は継続するであろう。従って、例えばTETまたはCIPによ って安定化されているTS中に固体形態、好ましくは遊離塩基のような水に難溶 性形態の薬物を包含させることによって、安定化したTSに薬物(または成長因 子)を延長された期間局所的に輸送させることができる。遊離塩基TETのよう な薬物の幾つかの形態は、TSの安定化および延長された薬物輸送の両方を可能 にす る。他の薬物は両方でなくどちらか一方を可能にすることができる。出願人の知 る限りでは、延長された局所的薬物輸送を得るのに、TSを安定化させる化合物 を用いた者は他にいない。 出願人の発明の第八の有利な点は、部分指向的血管形成がインビボで起こり得 ることである。局所的非特異的血管形成が証明されているが[同上]、出願人の 知る限りでは、部分指向的的血管形成を示している者は他にいない。 図面の簡単な説明 図1は、増加させた濃度のヘパリンの存在下でトロンビン250U/mlと共に HBGF−1βをインキュベーションしたゲルのウエスタンブロットを示す。H BGF−1β(10μg/ml)、トロンビン(250μg/ml)および増加させた濃度 のヘパリン(0、0.5、5、10、20および50単位/ml)を含む溶液を37 ℃で72時間インキュベーションした。各々のインキュベーション混合物からア リコートを定期的に回収し、レミリ(Nature227:680(1970))に記載の ように調製し、走らせた8%SDSポリアクリルアミドゲルに導入した。ゲルを 、次いでニトロセルロース上に電気ブロットし、HBGF−1βに対応するバン ドを、HBGF−1βに対する親和性精製ポリクローナルウサギ抗血清を使用し て同定した。 インキュベーション混合物中のヘパリンの濃度は;パネルA)0単位/ml;パ ネルB)0.5U/ml;パネルC)5U/ml;パネルD)10U/ml;パネルE )20U/ml;およびパネルF)50U/mlであった。各々のパネルA−Fに図 示したゲルにおいて、各々のレーンは以下を含む:レーン1はSDS−PAGE 低分子量標準を含む;レーン2はビオチニル化標準を含む;レーン3は10μg /mlHBGF−1βを含む;レーン4は250U/mlトロンビンを含む;および レーン5−13は0、1、2、4、6、8、24、48および72時間にインキ ュベーション混合物から回収したサンプルを含む。 図2は、相対的HBGF−1β濃度の関数としての3H−チミジン取り込みを 示す。HBGF−1βのサンプルを、図1および実施例2に記載のように、トロ ンビン250U/mlおよびヘパリン5U/mlの存在下、0、24または72時間 インキュベーションした。これらのサンプルの希釈を、次いでNIH 3T3細 胞に加え、それを実施例3に記載のように置いた。CPMは、HBGF−1濃度 に対してプロットする。 図3 活性、野生型FGF−1 100ng/ml補足FG上で7日間培養した後 のヒト臍帯静脈内皮細胞の典型的なパターンである。多数の細胞およびその伸長 した形に注目する。非補足FG上で成育させた少数の細胞と比較する(図5)。 図4 活性、野生型FGF−1 10ng/ml補足FG上で7日間培養した後の ヒト臍帯静脈内皮細胞の典型的なパターンである。多数の細胞およびその伸長し た形に注目する。非補足FG上で成育させた少数の細胞と比較する(図5)。 図5 非補足FG上で7日間培養した後のヒト臍帯静脈内皮細胞の典型的なパ ターンである。少数の細胞に注目し、図3および4の細胞数と比較すると、それ は遅い増殖速度を示唆する。 図6 不活性、変異体FGF−1 100ng/ml補足FG上で7日間培養した 後のヒト臍帯静脈内皮細胞の典型的なパターンである。少数の細胞に注目し、図 3および4の細胞数と比較すると、それは遅い増殖速度を示唆する。 図7 105細胞/FGmlの濃度でFGに着床させた24時間後のヒト臍帯静 脈内皮細胞の典型的なパターンである。FGのタンパク質およびトロンビンの濃 度は、それぞれ4mg/mlおよび0.6NIH単位/mlであった。その伸長した、 多足形態に注目し、それらは違いに接触している場所で細胞ネットワークを形成 した。フィブロネクチン中で成育した同様の細胞の敷石状形と比較する(図9)。 図8 105細胞/FGmlの濃度でFGに着床させた48時間後のヒト臍帯静 脈内皮細胞の典型的なパターンである。培養条件は図7で記載したとおりであっ た。その更に強調された、伸長および多足形態および発達した細胞ネットワーク の発展の増加に注目する。フィブロネクチン中で成育した細胞の敷石状形と比較 し(図10)、後者が細胞性ネットワークに欠けることに注目する。 図9 フィブロネクチンで覆われた表面で成育させた24時間後のヒト臍帯静 脈内皮細胞の典型的なパターンである。敷石状の形および細胞ネットワークの欠 如に注目する。図7と比較する。 図10 通常使用されるフィブロネクチンのフィルム中で成育させた48時間 後のヒト臍帯静脈内皮細胞の典型的なパターンである。敷石状の形および細胞ネ ットワークの欠如に注目する。図8と比較する。 図11 イヌから外移植したPTFE血管移植片の7日後(パネルA、C、E) または28日後(パネルB、D、F)の交差部位の顕微鏡写真である。移植の前に 移植片は未処理(AおよびB)、FG単独で被覆(CおよびD)またはヘパリンおよ びHBGF−1補足FGで被覆(EおよびF)の何れかであった。 未処理対照(AおよびB)は、最小間葉組織内成育を示し、両方の間隙は満たさ れ、それらの管腔表面は、フィブリン凝固物により覆われていた。FG−処理移 植片は、間葉組織内成育を僅かに移植片の間隙の外半分でのみ示し、残りはフィ ブリン凝固物で満たされていた。非常に少ない間隙毛細管が存在した。比較して 、FGF−1含有FGで処理した移植片は、更に豊富な間隙内部成育を示し、2 8日までに多くの毛細管、筋線維芽細胞およびマクロファージを示し、筋線維芽 細胞の数層からなる内部カプセルは、コンフルエント内皮細胞層に近付いた。移 植128日後の同じ移植片の結果は同様であり、より多数の毛細管がFG+FG F−1群であった(データは示していない)。 図12 図11で記載した移植28日後の血管移植片の内部裏層の走査電子顕 微鏡である。移植片は、未処理(G)、FG単独で被覆(H)またはヘパリンおよび HBGF−1補足FGで被覆(I)の何れかであった。未処理対照移植片(G)は、 赤血球、血小板を含む血栓の内皮細胞範囲中心領域の希薄な領域、および暴露P TFE移植片材料の領域(図11の中心および上に見ることができる)を示した。 FG単独で被覆された移植片(H)は、フィブリン凝固物の内皮細胞中心領域の島 を示した。比較して、FG+FGF−1で処理した移植片は、血流の方向に沿っ て配置されたコンフルエント内皮細胞を示した。 図13 アルミニウム鋳型を使用して製造した1mm厚および8mm直径のディス ク型移植片の製造を示す。 図14 DBM単独、FG移植片またはDBM−FGによるラットにおける骨 形成の誘発の筋肉内生物検定を説明する図表である。 図15 DMB−FGによる頭頂部移植片における骨形成の誘発を説明する図 表である。 図16 DBM−FG、DBMまたはFGの筋肉内移植手術後28日の放射線 不透性データである。 図17 手術後28日、3カ月および4カ月後のDBM−FG(30mg/ml)頭 頂部移植片の放射線不透性データである。 図18 図18Aは、処理動物の手術後28日の開頭部位の写真である。 図18Bは、未処理対照の手術後28日頭頂部傷の写真である。頭頂部傷に沿 って、線維性結合組織のみが発達していることに注目する。 図19 DMB粒子のみで処理した動物の頭頂部傷の写真である。 図20 DBM−FG(15mg/ml)に応答して頭頂部に形成された新しい骨の 写真である。 図21 DBM−FG(15mg/ml)に応答して頭頂部に形成された新しい骨の 写真である。典型的に、DBM移植片単独より、DBM−FGディスクを移植し た頭頂部傷において、骨髄がより形成したことを注目する。 図22 3×6mm直径のFGのディスクからの37℃でのTETの遊離である 。遊離TETの濃度は、毎日取り換えるPBS2ml上清において分光光度的に測 定した。これらのインビトロでの2回の「静止」実験は、別々の結果を導いた。 その結果の一つをここに示す。 図23 3×6mm直径のFGのディスクからの37℃でのTETの遊離である 。ディスクはTET100mg/mlを含み、PBS2mlで満たした密封容器中に入 れた。遊離TETの濃度は、3ml/日の割合で連続して取り換えるPBS排出液 において分光光度的に測定した。PBS上清の用量は、常に約2mlに維持した。 データは2回の実験の平均である。 図24 50または100TETmg/mlFG含有3×6mm直径ディスクからの 唾液へのTETの遊離である。TETの濃度は、毎日取り換える唾液上清0.7 5mlにおいて分光光度的に測定した。これらの実験に使用する唾液は、10人の 供給者から溜め、遠心し、濾過して4℃に維持した。 図25 TET補足FGの安定性は、対照FGより増加した。TETなしなら びに50および100mg/mlTET有りの3×6mm直径FGマトリックスの15 日間にわたる写真である。ディスクは、毎日取り換える唾液0.75ml中に維持 した。唾液は10人の供給者から溜めた。それを実験に使用する前に遠心し、濾 過し、4℃に保存した。9日目に、TETを含まないFGマトリックスが、TE T50または100mg/ml何れかを含むマトリックスよりも衰えたことを注目す る。15日目に、TET非含有FGマトリックスはほとんど完全に衰え、一方T ET50または100mg/mlの何れかを含むFGマトリックスはほとんど変化し なかったことをまた注目する。したがって、TET50または100mg/mlの含 有は、インビボで唾液内のFGマトリックスの寿命を劇的に延長する。 図26 TET補足FGから遊離したTETの抗菌活性。3×6mmTET補足 FGディスクを囲む2mlのPBSを毎日取り換えた。遊離TETの抗菌活性を試 験するために、回収した溶出液で飽和した6mm紙ディスクを、大腸菌を含む寒天 プレート上で37℃で18時間インキュベーションした。次いで、阻害区域の直 径を測定した。 図27 FGマトリックスからのシプロフロキサシン、アミノキシチリンおよ びメトロニダゾールの遊離。別々の、各々の抗生物質100mlを含む3×6mm直 径のディスクをリン酸緩衝化食塩水2ml中に浸した。上清を毎日取り換え、抗生 物質濃度をそれぞれ275、274および320nmで分光光度的に測定した。 図28 TET補足FGディスクからのTETの遊離は、TET−FGディス クのPBS浴の温度に比例した。 図29 TET−FGからのTETの遊離におけるFGタンパク質濃度の効果 。高いFGタンパク質濃度は、TET−FGからの遅いTETの遊離をもたらす ことに注目する。 図30 5−FU補足FGからの5−FUの遊離は、5−FUの固体形を使用 することにより延長した。 図31 NIH 3T3線維芽細胞のフィブロネクチンに対する走化性反応の 用量依存関係。フィブロネクチンの濃度増加の段階勾配を、変形ボイデンチャン バーの低いウェルに加えた。データは、ハイパワー領域当たりの移動細胞の平均 ±S.E.として示し、用量の関数として、フィブロネクチンはNIH 3T3細 胞のそれに向かう走化性を誘発することを証明する。 図32 NIH 3T3線維芽細胞のFGF−1に対する走化性反応の用量依 存関係。FGF−1の濃度増加の段階勾配を、ヘパリン存在下で、変形ボイデン チャンバーの低いウェルに加えた。データは、ハイパワー領域当たりの移動細胞 の平均±S.E.として示し、用量の関数として、FGF−1はNIH 3T3細 胞のそれに向かう走化性を誘発することを証明する。 図33 NIH 3T3線維芽細胞のFGF−2に対する走化性反応の用量依 存関係。FGF−2の濃度増加の段階勾配を、変形ボイデンチャンバーの低いウ ェルに加えた。データは、ハイパワー領域当たりの移動細胞の平均±S.E.とし て示し、用量の関数として、FGF−2はNIH 3T3細胞のそれに向かう走 化性を誘発することを証明する。 図34 NIH 3T3線維芽細胞のFGF−4に対する走化性反応の用量依 存関係。FGF−4の濃度増加の段階勾配を、ヘパリン存在下で、変形ボイデン チャンバーの低いウェルに加えた。データは、ハイパワー領域当たりの移動細胞 の平均±S.E.として示し、用量の関数として、FGF−4はNIH 3T3細 胞のそれに向かう走化性を誘発することを証明する。 図35 ヒト皮膚線維芽細胞(HDF)のFGF−1に対する走化性反応の用量 依存関係。FGF−1の濃度増加の段階勾配を、ヘパリン存在下で、変形ボイデ ンチャンバーの低いウェルに加えた。データは、ハイパワー領域当たりの移動細 胞の平均±S.E.として示し、用量の関数として、FGF−1はHDFのそれに 向かう走化性を誘発することを証明する。 図36 HDFのFGF−2に対する走化性反応の用量依存関係。FGF−2 の濃度増加の段階勾配を、変形ボイデンチャンバーの低いウェルに加えた。デー タは、ハイパワー領域当たりの移動細胞の平均±S.E.として示し、用量の関数 として、FGF−2はHDFのそれに向かう走化性を誘発することを証明する。 図37 HDFのFGF−4に対する走化性反応の用量依存関係。FGF−4 の濃度増加の段階勾配を、変形ボイデンチャンバーの低いウェルに加えた。デー タは、ハイパワー領域当たりの移動細胞の平均±S.E.として示し、用量の関数 として、FGF−4はHDFのそれに向かう走化性を誘発することを証明する。 図38 HDFのFGF−4に対する走化性反応の溶液中およびFG中の用量 依存関係。FGF−4をFG中へ取り込み、走化性チャンバーの下部ウェルにお く。FG中のFGF−4の用量は、FGおよび中および低チャンバーを通って均 等に分散した場合、示唆する濃度をもたらすのに十分であった。陰性対照は培地 のみおよびFGを含み、FGFを含まない。低チャンバーでFGF−4 10ng /ml含有する培地は、陽性対照として使用した。データは、ハイパワー領域当た りの移動細胞の平均±S.E.として示し、用量の関数として、FGF−4はHD Fのそれに向かう走化性を誘発することを証明する。 図39 自己充足TS傷周辺の図表。 好ましい実施態様の記載 定義 他に定義しない限り、本明細書で使用する全ての技術的および科学的語量は、 本発明が属する技術分野の技術者により通常理解されているのと同じ意味を有す る。本明細書に記載の全ての特許および公開は、参照して本明細書に包含する。 本明細書に使用する場合、傷は生存器官中の任意の組織の傷害を含む。組織は 、胃裏層または骨のような内部組織もしくは皮膚のような外部組織であり得る。 このような傷は、胃腸管潰瘍、折れた骨、腫瘍、および皮膚の切傷または擦傷を 含み得る。このような傷は、脾臓のような軟組織または骨のような硬組織中であ り得る。傷は、外傷性傷を含む任意の薬剤、感染または外科的介入によるもので あり得る。 本明細書に使用する場合、TSは、傷に適用して、傷を封鎖し、それにより血 液の流失を減少させ、止血を維持する物質または組成物である。本明細書に使用 する場合、FGは、組換体または血漿タンパク質から調整され、傷に適用して血 餅を作り、それにより傷を封鎖し、血液の流失を減少させ、止血を維持する組成 物である。FG、前掲はTSの1つの形である。 本明細書に使用する場合、補足TSは、実質的な修飾なしで、成長因子、医薬 または他の化合物、またはそれらの混合物を送達させる担体媒体として働くこと ができ、その粘性または吸着特性により、補足TSが所望の作用、例えば傷治癒 の促進を産生するのに充分な時間その部位に接触し続けることができる任意のT Sを含む。 本明細書に使用する場合、成長因子補足TSは、少なくとも1種の成長因子が 、その決まった目的に有効な濃度で添加されている任意のTSである。成長因子 は、例えば傷治癒または組織(再)生を加速、促進または改善できる。成長因子補 足TSは、医薬、抗体、抗凝固剤および:1)TS中の成長因子の生理活性を強 化し、刺激し、または媒介する;2)シーラント中の成長因子の生理活性を阻害 しまたは破壊するであろう成長因子補足TSの成分の活性を減少させる;または 3)TSからの補足剤の延長した送達を可能にする;4)他の所望の特性を有す る他の化合物を含む付加成分をまた含み得る。 本明細書に使用する場合、強化化合物は、TS中の成長因子の生理活性を媒介 し、またはそうでなければ増加させる化合物である。ヘパリンは、HBGF−1 の生理活性を強化する化合物の例である。 本明細書に使用する場合、阻害化合物は、TS中の成長因子(複数もある)の生 理活性を妨害し、または阻害するTSの成分の有害活性を阻害し、妨害し、また はそうでなければ破壊する化合物である。阻害化合物は、成長因子を破壊から守 ることによりその効果を働かせ得る。阻害化合物は、しかしながら、例えば成長 因子補足TSの傷治癒のような所望の目的の本質である任意の活性を阻害しない 。阻害化合物の例はヘパリンである。 本明細書に使用する場合、成長因子は、細胞増殖、細胞分化、組織再生、細胞 親和力、傷回復および/または任意の発育または増殖過程を制御または媒介する 任意の可溶性因子を含む。成長因子は、当業者に既知の、天然源からの抽出、化 学合成による製造、組換DNA技術を使用した製造および、ウィルスで不活化し た成長因子に富む血小板遊離を含む他の技術を含む好適な手段により製造し得る 。成長因子の語は、任意の前駆体、変異体、誘導体または同様の生理活性を有す る 他の形、または、成長因子が由来するまたはそうでなければ遊離されるそのサブ セットを含むことを意味する。 本明細書に使用する場合、内皮細胞成長因子(ECGF)およびFGF−1のよ うな別の名前で当分野の技術者に知られているHBGF−1は、HBGF−1α の前駆体であるHBGF−1βまたはFGFのような他の切断された形を含むH BGF−1の任意の生理活性形を意味する。本明細書に参照して包含する米国特 許第4,868,113号、ジェーヤら、はHBGFの各々の形のアミノ酸配列を 明らかにする。HBGF−1は、したがって、HBGF−1の前駆体、切断また は他の変形、生理活性を示すその変異体、またはそのサブセットを含む任意の生 理活性ペプチドを含む。 他の成長因子は、また当業者に別の学名で既知である。したがって、本明細書 で一つの名前で言及されている特定の成長因子は、当業者に知られている成長因 子の他の名前をまた含み、またその生理活性誘導体、前駆体、切断変異体または その他の変形を含む。 本明細書に使用する場合、生理活性は、インビボおよび/またはインビトロで 特定の成長因子が関与する1個または全ての活性を意味する。一般に、成長因子 は、分裂誘発活性(細胞増殖を誘発または持続する能力)を含む数個の活性、なら びに分化および/または発育を誘発または持続する能力を含む非分裂誘発活性を 示す。加えて、成長因子は増殖および発育過程が進行する特定の細胞を集めまた は引き付けることができる。例えば、好適な条件下で、HBGF−1は内皮細胞 を集め、そこからの血管形成を指示することができる。この活性により、成長因 子補足TSは、それにより特定部位への血流および栄養を促進する手段を提供す る。 本明細書に使用する場合、延長された寿命は、TSの有用な寿命が、少なくと も2倍伸びることが視覚的に観察できることを意味する。 本明細書に使用する場合、脱鉱物骨マトリックス(DBM)は、骨が塩酸または 他の酸により脱カルシウムされた後の器官マトリックスを意味する。 本明細書に使用する場合、骨形態形成タンパク質(BMP)は、DBMの骨誘導 抽出物の存在により本来同定されるタンパク質に関する群を意味する。少なくと も8種の関連メンバーが同定され、BMP−1〜BMP−8と呼ばれる。BMP はまた他の名前でも既知である。BMP−2はまたBMP−2Aとして既知であ る。BMP−4はまたBMP−2Bとして既知である。BMP−3はまたオステ オゲニンとして既知である。BMP−6はまたVgr−1として既知である。BM P−7はまたOP−1として既知である。骨形態形成タンパク質は、BMP−1 〜BMP−8を意味するが、これに限定されない。 本明細書で使用する場合、増加は、補足または非補足TSに使用して、動物の 体の成分の内部または外部表面外形を変化することを意味する。 本明細書に使用する場合、損傷を受けた骨は、折れた、砕けた、一部が欠けた またはそうでなければ健康でない正常骨を意味する。 本明細書に使用する場合、不完全な骨は、その機能を実行するために不充分な 形または容量の骨を意味する。 本明細書に使用する場合、TSに補足するのに使用する骨またはDBMは、粉 末、懸濁液、細長い形または塊またはその所望の機能を行うのに必要な他の形で あることができる。 本明細書に使用する場合、細胞小器官は、天然、人工または天然および人工要 素の組み合わせからなり得、天然細胞小器官の機能の完全または一部を代替する 。例は、インシュリン遺伝子を含有する発現ベクターを形質導入された細胞で囲 まれている毛細管のネットワークからなる人工膵臓である。このような細胞小器 官は、I型糖尿病の患者の血流中にインシュリンを遊離する機能をする。 補足TSの製造 本明細書に記載の本発明の任意の態様を実施する場合の第1工程として、補足 物およびTSを選択しなければならない。補足物およびTSは当業者に既知の方 法で製造し得、その供給者から購入し得、または本発明の方法により製造し得る 。好ましい態様において、成長因子、医薬またはDBM補足FGを製造する。 本発明の態様のいずれの場合も、補足剤は混合してTSを形成する前に、フィ ブリノーゲン、トロンビン、カルシウムおよび/または水成分に添加し得る。別 法として、補足剤は、混合してTSを形成する成分に添加できる。 本発明の態様において、カルシウムおよび/またはトロンビンが、例えば傷中 の体液から、内因性に添加され得る。 TSの製造 これに限定はされないが、血管プロテーゼのような本発明のある実施態様なら びに骨および軟骨増加において、細胞がその中および/またはそれを通して移動 するTSが使用するのに好ましい。 商業的に入手可能なFGのような任意のTSが、本発明のある実施態様におい て使用し得る。例えば、当業者に既知のFG(すべて本明細書に引用して包含す る米国特許第4,627,879号;第4,377,572号;および第4,298, 598号参照)は、イムノ・アクチエンゲゼルシャフト(IMMUNO AG)(オーストリ ア、ウィーン)およびベーリングヴェルケ・アクチエンゲゼルシャフト(BEHRINGW ERKE AG)(ドイツ)のようなその供給者または製造者から購入できる。局所医薬伝 達のようなこれらの使用において、選択したTSの特定の組成は、その機能が所 望である限り重要でない。商業的に入手可能なFGは、インビトロ細胞増殖およ び/または分化;医薬伝達;成長因子伝達等のこれらに限定されないが、これら を含む本発明の態様における使用のために、成長因子、抗生物質および/または 他の医薬を添加できる。 本明細書に例示した実験のために、FGは新鮮凍結血漿由来の氷点沈殿物から 製造した。使用したFGの成分は;フィブリノーゲン濃縮物;トロンビン;およ びカルシウムイオンを含んだ。 本発明の好ましい態様において、製造FG中の全タンパク質濃度は約0.01 から500mg/FGmlである。更に好ましい態様において、製造FG中の全タン パク質濃度は約1から120mg/FGmlである。最も好ましい態様において、製 造FG中の全タンパク質濃度は約4から30mg/FGmlである。 本発明の好ましい態様において、FGを製造するために使用するフィブリノー ゲン濃度は、約0.009から450mg/溶液mlである。更に好ましい態様にお いて、本予備溶液中のフィブリノーゲンの濃度は、約0.9から110mg/mlで ある。最も好ましい態様において、本予備溶液中のフィブリノーゲンの濃度は、 約3から30mg/mlである。 好ましい態様において、FGを製造するために使用するトロンビンの濃度は、 0.01から350U/mlである。更に好ましい態様において、トロンビン濃度 は1から175U/mlである。最も好ましい態様において、トロンビン濃度は2 −4U/mlである。 カルシウムイオン濃度が、トロンビンの活性化を可能にするのに充分であるこ とが重要である。好ましい態様において、USP塩化カルシウム濃度は0−10 0mMである。更に好ましい態様において、USP塩化カルシウム濃度は1−40 mMである。最も好ましい態様において、USP塩化カルシウム濃度は2−4mMで ある。本発明のある態様において、カルシウムは、例えば傷周辺態様のように組 織または体液から供給され得る。 TSの製造において、注射用滅菌水を使用すべきである。 成長因子、医薬および他の化合物の濃度は所望の目的に依存して変化するが、 濃度はその決まった目標の達成するために有効であるのに充分多くなければなら ない。本発明の好ましい態様において、成長因子濃度は約1ng/FGmlから1mg /FGmlである。更に好ましい態様において、成長因子濃度は約1μg/FGml から100μg/FGmlである。最も好ましい態様において、成長因子濃度は約 5μg/FGmlから20μg/FGmlである。本発明の好ましい態様において、T ETまたはCIP濃度は、0.01から300mg/FGmlである。本発明の更に 好ましい態様において、TETまたはCIP濃度は0.01−200mg/mlであ る。本発明の最も好ましい態様において、TETまたはCIPの濃度は1−15 0mg/mlである。添加すべき補足剤の量は、種々の濃度で試験し、意図される目 的および適用部位に有効であるものを選択することにより当業者が経験上決定で きる。 成長因子の製造 成長因子、またはその混合物は、当業者に既知の任意の製造法により製造し得 、または商業的に購入し得る。任意の成長因子は、例えば、内皮細胞、線維芽細 胞、 上皮細胞、平滑筋細胞、肝細胞および角膜細胞のようなある細胞型の増殖を刺激 するおよび/または引き付ける成長因子および/または同じ細胞型および平滑筋 細胞の成育を阻害する成長因子を含むものから選択され得るが、これに限定され ない。このような選択は成長因子補足TSが適用される特定の組織部位および/ または所望の作用の型に依存し得る。例えば、EGF補足TSが、眼の傷へのへ の適用および胃潰瘍の治療に好ましいが、一方オステオゲニン補足TSが骨折お よび骨破壊の治癒の促進に好ましいものであり得る。 他の好ましい態様において、HBGF−1βを製造し、FGに添加した。HB GF−1βまたはHBGF−1αまたは任意の他のHBGF−1の活性形は、天 然源から、HBGF−1またはその誘導体を発現する遺伝的に製造した細胞から 、または当業者の既知の方法により精製できる。 HBGF−1βは、組換DNA法(ジェーエら、米国特許第4,868,113 号;ジェーエら、J.Biol.Chem.262:16612−16617(1987))を使用して製造し た。簡単には、DNAコードHBGF−1βを原核発現ベクター、pUC9誘導 体にクローン化し、細胞内的に大腸菌内で発現させた。発現ペプチドを、次いで 細胞から、高圧−減圧サイクルで作用する細胞分裂器を使用して、圧力により細 胞を遊離させた。分裂の後、細胞残骸を濾過して回収し、ヘパリンセファロース (登録商標)親和性クロマトグラフィー、続いてCM−セファロース(登録商標)ク ロマトグラフィーを含む標準タンパク質精製法を使用して、上清からHBGF− 1βを精製した。 上記のHBGF−1に加えて、FGに加え得る他の成長因子は、HBGF−2 、IGF−1、EGF、TGF−β、TGF−α、任意の血小板由来成長因子ま たは抽出物、BMPおよび任意の成長因子の混合物を含むが、これに限定されな い。後えば、成長因子の豊富な源として働く血小板由来抽出物を、TSに、HB GF−1のような他の成長因子に加えて、またはこれに代えて添加し得る。 好ましい態様において、当業者に既知の任意の方法で製造した血小板由来抽出 物を、TSに加える。このような抽出物は、FGと使用するために、血漿由来血 小板から製造し得る。 PDWHFは、製造し、FGに加え得る(キングトンら、Ann.Surg.204:322-33 O(1986))。簡単には、PDWHFを製造するために、血液を抗凝固溶液に入 れ、血小板豊富血漿を冷却遠心により製造する。血小板を単離し、トロンビンで 刺激し、それはα顆粒球内容物の内容物を遊離する。血小板を回収し、残りの抽 出物の有効な濃度をTSに加える。 成長因子補足TSの付加成分 それらが本質的に血漿フラクションであるため、成長因子と共に使用すること を計画したTSは、種々の要素を含み、その中のいくつかは選択された成長因子 の生理活性を妨げる。例えば、FGの本質的な成分であるトロンビンは、タンパ ク質分解酵素として働き得、特異的にHBGF−1βを開裂する。したがって、 選択した成長因子を、成長因子の生理活性を阻害しまたは破壊するTSの他の成 分の活性から守るプロテアーゼまたは他の阻害剤のような付加成分を含むことが 必要であり得る。 特定の阻害化合物の選択は、TS内の成長因子の生理活性を評価する下記の方 法により経験的に決定できる。生理活性の評価法は当業者に既知である。 加えて、ある成長因子が生理活性を発現するために、所望の活性を促進または 媒介する化合物を含むことが必要であり得る。例えば、ヘパリンはHBGF−1 の生理活性をインビボで促進する(例えば、ブルゲスら、Annu.Rev.Biochem.58:5 75-606(1989)参照)。 本発明の補足TSは、医薬、他の化学物質およびタンパク質を含み得る。それ らは:TET、シプロフロキサシン、アミノキシチリンまたはメトロニダゾール のような抗生物質、活性化タンパク質C、ヘパリン、プロストラサイクリン(P GI2)、プロスタグランジン、ロイコトリエン、抗トロンビンIII、ADPアー ゼのような抗凝固剤およびプラスミノーゲンアクティベーター;デキサメタゾン のようなステロイド、プロスタサイクリン、プロスタグランジン、ロイコトリエ ンの阻害剤および/または炎症を阻害するためのキニン;カルシウムチャンネル 阻害剤のような心臓血管薬;ブピバカインのような局所麻酔剤;および5−フル オロウラシル(5−FU)、タクソールおよび/またはタクソトレートのような抗 増殖/抗癌剤を含み得るが、これらに限定されない。これらの添加化合物は、ポ リクローナル、モノクローナルまたはキメラ抗体または機能的誘導体またはフラ グメントをまた含み得る。それらは、例えばPDGFおよび/またはTGF−β のような平滑筋増殖、またはTSで処理する領域内または近くの他の望ましくな い細胞型の増殖を阻害する抗生物質であり得る。これらの抗生物質は、抗癌、抗 血小板または抗炎症活性が必要な場合、また有用であり得る。一般に、効果が部 位直接的送達により改善された任意の抗生物質が、TS送達系と共に使用するの に優れている。 成長因子補足TSの傷治癒特性の評価のためのアッセイ 特定の成長因子補足TSが、傷治癒を促進するか否かを確認するため、および それを行うのに最適な成長因子の濃度を選択するために、組成物を、当業者に既 知の任意の方法で試験し得る(例えば、ツボイら、J.Exp.Med.172:245-251(19 90);クサンダーら、J.Am.Acad.Dermatol.22:781-791(1990);およびグリ ーンハルら、Am.J.Path.136:1235(1990)参照)。インビボおよびインビトロ アッセイの両方を含み、それによりTS組成物中の選択された成長因子の活性が 評価できる任意の方法を使用し得る。例えば、HBGF−1βの活性は、2個の 別々のインビトロアッセイを使用して評価する。第1に、成長因子補足FGで飽 和したプラスチック表面で覆われた浅い液体層中に懸濁した内皮細胞の増殖を測 定した。第2に、HBGF−1存在下の培養線維芽細胞の3H−チミジン取り込 みを測定した。 インビボアッセイとして、HBGF−1βを添加したFGで、マウスをモデル 系として使用して、インビボ治癒促進能力を測定した。本方法において、同一の パンチバイオプシーをマウスの背面領域に作り、それを次いで試験群、処理対象 群および未処理対照群に分けた。試験群マウスの傷は成長因子補足TSで処理し た。処理対照群のマウスの傷は、非補足TSで処理した。未処理群の傷はTSで 処理しなかった。傷治癒の進行が測定可能になった、一般に1週間から10日後 、マウスを屠殺し、傷組織を顕微鏡試験し、各々の群の傷治癒の程度を組織学的 に評価した。 成長因子補足TSの細胞増殖誘発および細胞増加能力をまた当業者に既知のイ ンビトロ法で評価した。例えば、成長因子の生理活性の測定について上記のおよ び実施例に詳述のインビトロアッセイを、TS組成物内の成長因子の活性の試験 に使用し得る。加えて、添加する阻害および/または強化化合物の効果もまた評 価できる。 一般に、阻害および/または強化化合物の補足の必要性は経験的に決定できる 。例えば、下記の実験において、HBGF−1補足FG中のHBGF−1βは、 特異的に確率的方法で開裂され、FG調整物の成分、ほとんどトロンビンは、応 答可能であったことを示唆する。HBGF−1に結合し、あるタンパク質分解活 性から守ることが知られているヘパリンを、HBGF−1補足FGに加えた。相 対的に低い濃度のヘパリンが、HBGF−1βをFG中のその活性を破壊する開 裂から守った。したがって、HBGF−1を含むTS組成物は、ヘパリンまたは HBGF−1をFG中のトロンビンまたは他のタンパク質分解物質による開裂か ら守る他の物質を含み得る。 同様に、TS成分による分解から成長因子を守る選択阻害剤の能力は、当業者 に既知の任意の方法により評価し得る。例えば、ヘパリンの、FGの本質的な成 分であるトロンビンによるHBGF−1の開裂阻害能力を試験する。このように して、種々のヘパリン濃度の混同物およびHBGF−1補足FGを製造し、種々 の時間インキュベーションした。混合物中のHBGF−1の生理活性およびHB GF−1の無傷さをSDSゲルのウエスタンブロットを使用して試験する。相対 的に低い濃度、約1:1モル比のヘパリン:HBGF−1が、HBGF−1をF G中の分解から守るのに十分である。 ある化合物が、TS中の成長因子の生理活性を強化、媒介または促進するのに 使用できるか否かもまた経験的に決定できる。 内部または外部傷への成長因子補足TSの局所的または内部的適用 臨床的使用の前に、成長因子およびTS、または成長因子補足TSを滅菌し、 またはそうでなければウイルスのようにそれに混入している任意の病原菌を不活 性にする処理をする。混入物を不活性にする方法は当業者に既知であり、溶媒− 界面活性剤処理および熱処理を含むが、これに限定されない(例えば、タボール ら、Thrombosis Res.22:233:238(1981)およびピッツキウィッチら、Transfu sion28:198-199(1988))。 補足TSは、直接、傷、他の組織または他の所望の位置に適用する。外傷で典 型的には、傷の上部にスプレーすることを含む任意の手段で直接適用できる。手 術中のように、内部にまた適用できる。骨のように、内部に適用する場合、血餅 は段階的に経時的に溶解する。 以下の実施例は説明の目的のみで包含されており、本発明の範囲を限定する意 図はない。 実施例1 FGへの補足のためのHBGF−1の製造 HBGF−1βコード化DNA含有プラスミドを含む組換大腸菌の培養800 mlを製造した。誘発および24時間37℃で培養した後、細胞を遠心し、上清を 捨てた。細胞ペレットを0.15M NaCl、pH7.3含有20mMリン酸緩衝 液25mlに再懸濁した。懸濁細胞を細胞分裂器で分裂し、5000g、20分遠 心して細胞残骸を残った溶液から分離した。 ペレットを捨て、可溶性HBGF−1βおよび他の細菌性タンパク質を含む上 清を2.6cm直径、10cm高のヘパリン−セファロース(登録商標)カラム(ファル マシア・ファイン・ケミカルズ、スエーデン、ウプサラ)に導入した。カラムを 5カラム容量の20mMリン酸緩衝液、pH7.3中の0.15M NaClで洗浄 し、20mMリン酸緩衝液中の0.15M NaClから2.0M NaCl勾配で 溶出した。 溶出液を280nmの吸光度で追跡した。UV吸収材料の3回のピークが溶出し 、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動で分析した。ピーク番号3は、約17 ,400ダルトンの単一バンドとして電気泳動し、実質的に純粋なHBGF−1 βを含んだ。 HBGF−1βが混入細菌性タンパク質を含まないか更に確認するために、成 長因子活性を含むピーク番号3を一晩20mMヒスチジン、0.15M NaCl 、 pH7.5に対して透析した。タンパク質2mgを1ml CM−セファロース(登録 商標)(ファルマシア、スエーデン、ウプサラ)イオン交換カラムに掛けた。カラ ムを10ベッド容量(0.5ml/分)の20mMヒスチジン、0.15M NaCl、 pH7.5で洗浄し、20mMヒスチジン、pH7.5中の0.15M NaClか ら1.0M NaCl勾配で溶出した。溶出液を280nmの吸光度で追跡しHB GF−1βがSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動で同定された。 本精製HBGF−1を、続く実施例においてFGに補足するのに使用した。 実施例2 HBGF−1の安定性 FGの成分であるトロンビンによるHBGF−1βの分解(ロブ、Biochem.27: 2572-2578(1988))を妨げ、または予防する成分をFGに加えることが必要で あった。HBGF−1に吸収されるヘパリンを選択し、それがHBGF−1をト ロンビンおよび他のFG中のタンパク質分解成分による分解から守ることができ るか否かを試験した。増加させた濃度のヘパリン存在下でのHBGF−1の安定 性を評価した。 HBGF−1β(10μg/ml)、トロンビン(250U/ml)および増加した濃 度のヘパリン(0、0.5、5、10、20および50U/ml)を含む溶液を37 ℃でインキュベーションした。アリコートを一定時間にインキュベーション溶液 から回収し、凍結し、−70℃で更なる試験のために保存した。 インキュベーションが終了した後、サンプルを融解し、15%SDSポリアク リルアミドゲル上で、ラミリ(Nature227:680(1970))の方法に従った還元条 件下で分離した。ゲルをニトロセルロース上に電気ブロットし、HBGF−1に 対応するバンドを、HBGF−1に対する親和性精製ポリクローナルウサギ抗血 清を使用して同定した。ウエスタンブロットを図1に示し、それに17,400m wでHBGF−1バンドを見ることができる。結果は、5U/ml程低い濃度のヘ パリン存在下で、HBGF−1がトロンビンによる分解から保護されていること を示唆する。加えて、実施例3に記載のようにその生理活性は変わらなかった。 実施例3 ヘパリンおよびトロンビン存在下でインキュベーション した後のHBGF−1βの生理活性 実施例2に記載の、ヘパリン5U/ml含有インキュベーション混合物中のHB GF−1の生理活性を、NIH 3T3細胞の3H−チミジン取り込みアッセイ を使用して測定した。 NIH 3T3細胞を96ウェルプレートに挿入し、37℃で、0.5%ウシ 胎児血清(BCS;GIBCO、ニューヨーク、グランド・アイランド)含有ダル ベッコ修飾培地(DMEM;GIBCO、ニューヨーク、グランド・アイランド) 中で飢餓条件下で、細胞が30から50%コンフルエンスに到達するまでインキ ュベーションした。2日後、サンプル由来の実施例2中で製造した種々の希釈の HBGF−1を各々のウェルに培地を代えずに添加した。希釈剤(インキュベー ション緩衝液)を成長因子の場所に、陰性対照として加え、成育のために必要な 成長因子含有10%BCS含有DMEMをHBGF−1の場所に、陽性対照とし て加えた。 37℃で18時間インキュベーションした後、0.25Ciの3H−チミジン、 特異的活性6.7μCi/molを各々のウェルに加え、インキュベーションを37 ℃で更に4時間続けた。プレートをリン酸緩衝化食塩水(PBS)で濯ぎ、冷10 %トリクロロ酢酸(TCA)0.5mmolで15分、4℃で固定した。TCAを除去 し、プレートをPBSで濯ぎ、酸沈殿物質を0.1N 水酸化ナトリウム0.5ml /ウェルで、1時間室温で溶解させた。サンプルをシンチレーションバイアルに 移し、シンチレーション液(ニューイングランド・ヌクリアー、アクアシュア(登 録商標))10mlをバイアル当たりに加えた。 図2に示す結果は、トロンビンおよびヘパリン存在下でインキュベーションし たHBGF−1が生理活性を残していることを証明する。観察されたチミジン取 り込み濃度依存性は、インキュベーション時間と別であり、典型的には成長因子 濃度の関数として細胞増殖に依存することが予期された。成長因子は典型的には 細胞増殖が最大で最適濃度を示す。 トロンビンおよびヘパリン存在下でのHBGF−1の生理活性はまたは内皮細 胞増殖観察により測定した。ペトリ皿表面をHBGF−1補足FGで飽和した。 内皮細胞の浅い層を加え、細胞数を測定した。経時的に細胞数が増加した。加え て、細胞は血管に組織化するように見えた。 したがって、HBGF−1はその生理活性を、HBGF−1をトロンビンの分 会活性から守り成長因子補足FG中のHBGF−1活性を促進し得るヘパリンを 含むHBGF−IFG中で残す。 実施例4 FG血餅からのHBGF−1分散 ヘパリン10U/mlおよびトロンビンおよび40mM CaCl2含有フィブリ ノーゲン複合体0.3mlを混合することにより、5mlプラスチック試験官内でF G血餅を形成させた。4個の試験官は下記の通りである: (A)トロンビン0.5U/mlおよびHBGF−1 10μg/ml; (B)トロンビン0.5U/mlおよびHBGF−1 50μg/ml; (C)トロンビン5U/mlおよびHBGF−1 10μg/ml; (D)トロンビン5U/mlおよびHBGF−1 50μg/ml。 各々の血餅は、0.2Mヒスチジン緩衝液、pH7.3で覆った。重層緩衝液の サンプル30μlを各々の管から2時間毎に回収し、ウエスタンブロットを行っ た。 実験の結果は、血餅から分散したHBGF−1が時間の関数および血餅中のそ の濃度の関数であり、血餅中のトロンビン濃度はHBGF−1が血餅から遊離す る速度に影響を与えないことを証明する。 実施例5 成長因子補足FG中のヒト臍帯静脈内皮細胞の行動: 野生型および変異体FGF−1の効果 酸性線維芽細胞成長因子(FGF−1)補足FGのヒト内皮細胞におけるインビ トロでの効果を研究するために、これらの細胞の懸濁液を、均等に広げた層のフ ィブリノーゲン約9mg/mlおよびトロンビン0.25NIH単位/ml含有FGを 含む2.5ml直径10cmのペトリ皿に加えた。FGを以下の方法で添加した: (A)成長因子補足せず; (B)100ng/ml、活性、野生型FGF−1補足; (C)100ng/ml、不活性変異体FGF−1補足; (D)10ng/ml、活性、野生型FGF−1補足。 FG層上に蒔いた細胞を7日間、10%ウシ胎児血清(FBS)含有DMEM 中に維持した。 細胞は、生理活性FGF−1補足FGに接触させた場合、効率良く伸長し、増 殖する(図3および4)。非補足FG(図5)または生理的不活性FGF−1補足F G(図6)と接触させた場合、細胞は伸長するが、増殖は相対的に遅い。 実施例6 FGF−1補足FG中のヒト臍帯静脈内皮細胞の行動 その成長を研究するために、1mlあたり105またはそれ以上の細胞のヒト臍 帯内皮細胞を、そのタンパク質濃度が4mg/mlであるFGに着床させた。FG中 のトロンビンの濃度は0.6NIHU/mlに調整した。全実験に使用する培養培 地は、10%ウシ胎児血清、ストレプトマイシン10μg/ml、ペニシリン10 0U/ml、FGF−1 1ng/mlおよびヘパリン10U/ml添加M199(シグ マ・ケミカル・カンパニー、セントルイス、MO)であった。 FG中24時間以内に細胞は伸長し、多足形になり、互いに接触した場合、細 胞ネットワークを形成した(図7)。この成長は少なくとも5日間続いた。図8は 48時間のこの状態を示す。 対照として、同一細胞懸濁液をフィブロネクチン10μg/cm2で覆った表面で 培養した。対照細胞は敷石状形を獲得し、本形態を少なくとも5日保った。図9 および10はそれぞれ24時間および48時間のこの状況を示す。 実施例7 FG中のPMEXNEO−3T3−2.2細胞の行動 PMEXNEO−3T3−2.2細胞は、遺伝子操作したタンパク質の発現が 可能な修飾ゲノムを含む線維芽細胞である(フォローら、J.Biol.Chem.268:2960- 2968(1993))。本細胞のFG中での行動を測定するために、ウェル当たり1 05細胞を3種の条件下で培養した:(1)FG中;(2)FGの表面;および(3) FGの非存在下(対照)着床させた。実験を、24ウェルプレートで、10%FB S添加DMEM培地(シグマ・ケミカル・カンパニー、セントルイス、MO)中で 2個ずつ行った。FGタンパク質濃度は4mg/mlであった。同様の実験において 、1.5%FBS添加媒体を陰性対照として使用した。 10%FBS添加媒体の存在下、3群全ての細胞は成育し、コンフルエントに なった。1.5%FBS添加培地の陰性対照実験において、細胞は成育し、FG 存在下で少なくとも5日生存したが、それなしではしなかった。しかしながら、 成育は、1.5%FBS添加よりも10%FBS添加FGにおいて速かった。F G非存在下、1.5%FBF添加培地において、細胞は48時間以内に死滅した 。生存の基準は、試験細胞の10%FBS添加新鮮培地に移した時の細胞の増殖 する能力であった。 実施例8 HBGF−1予備処理による伸長PTFE血管移植片の内皮細胞化 2種の研究は、血液接触生体材料の内皮細胞(EC)マイトジェンによる予備処 理は、内皮細胞化を促進することを証明した。第1の研究は、ウサギ大動脈に移 植した伸長PTFE移植片に適応したHBGF−1補足FG懸濁液のインビボ崩 壊特性を試験した。第2の研究において、同様の移植片をイヌの大動脈狭窄部位 に移植した。脈管形成因子であるHBGF−1を研究に使用した。FGF、FG F−4および/またはOP−1のような他の成長因子もまた血管移植片の補足剤 として使用できる。 A.崩壊研究 一般に、修飾FGを、ヒト組み替え125I−HBGF−1の内部および外部移 植片表面約1mg/cm2領域、ブタ腸粘膜ヘパリン20μg/cm2、およびフィブリ ノーゲン2.86mg/mlを、再組成した、商業的に入手可能なヒトトロンビン(1 000U/ml)2.86×10-2U/mlに加えることにより滅菌的に調整し、重合 を誘発した。 125I−HBGF−1は、以下のようにして特異的に製造した。フィブリノー ゲンは、25mlPBS中にフィブリノーゲン500mgを加え、フィブリノーゲン 濃度20mg/PBSmlを作ることにより再組成した。フィブリノーゲン60mgを 含有する本溶液3mlを、12個のエッペンドルフプラスチック管に入れ、−70 ℃に維持した。これらの各々のアリコートを個々に使用した。 商業的に入手可能な製造物(アルモール・ファーマシューティカル・カンパニ ー、カンカキー、IL)を希釈することにより、滅菌溶液中1:10の割合で、 1000U/mlの濃度でトロンビンを再組成し、100U/mlの濃度を産生した 。本トロンビン溶液を再び1:10に希釈し、10U/mlの溶液を産生した。 ウシヘパリン(アップジョン、カラマズー、MI)を、通常の食塩水を使用して 1:1000の割合で1000U/mlの濃度の製造物を希釈することにより再組 成した。 再組成フィブリノーゲン 1および48/100(1.48)ml、再組成ヘパリ ン63μL、加えて125I−HBGF−115.66μLをガラスシンチレーショ ン管に混合した。本混合物を、次いで3mlプラスチックシリンジに吸引した。本 再組成トロンビン5mlをガラスシンチレーション管中に入れた。 伸長PTFE移植片の一端を、プラスチック3方向栓ノズル上におき、そこで 2−0絹縫合糸で結んだ。次いで、PTFEを3×3平方cmのパラフィン(登録 商標)で包み、それを次いで直線止血鉗子出止め、防水性封印を確立した。第2 の2−0絹縫合糸を、パラフィルムの栓への接合の上に行い、他の封印を形成し た。直線止血鉗子を、次いで、PTFE/パラフィルムの2mmの末端を止めるの に使用した。 等量のフィブリノーゲンおよびトロンビン溶液を上記のように調整し、混合し て約30秒反応させ、その時、重合化が起こった。トロンビン−重合化フィブリ ンは、次いで不透明である。(この時間因子は、概算であり、一つのトロンビン ロットと他のでは異なる。重合化する時間の好適な長さは、混合物の不透明さを 見ることにより決定できる。)フィブリン/トロンビン混合物を、次いで1ccの シリンジに吸引した。(注:本移植片の容量は0.42mlであった。より多くの 移植片の容量のために、より大きいシリンジの使用が必要である。)シリンジを コッ ク栓に付け、混合物を手で5秒にわたって、液体がPTFEの割れ目から「露を 結ぶ」ように見えるまで注入し、PTFEとパラフィルムの間の領域を満たした 。3方向栓ノズルをPTFE移植片に対して3秒間閉め、コック栓上のPTFE の末端の結び目を切断するために、外科用メス刃を使用した。PTFE移植片/ パラフィルムを栓から除き、パラフィルムエンベロープからPTFEを回収する のに止血鉗子を使用した。残った成長因子補足FGを移植片腔管から除くために 、3番目の塞栓カテーテルを、移植片腔管が完全に奇麗になるまで、移植片に5 回通した。成長因子補足FG処理PTFE移植片を、一晩、約12時間層流フー ド下で乾燥させた。処理移植片は、次いで処理移植片は移植の用意ができた。 あるいは、本HBGF補足FGを34mm(24mm+両端5mm)×4mm(内部直径) の薄い壁で囲まれた、伸長PTEF移植片中へ圧還流し、それにより移植片腔管 表面を覆い、移植片外部表面まで節を通って伸長させた。これらの移植片は、次 いで24匹の3−5kgニュージーランドホワイドウサギの腎臓下部腹部大静脈中 に挿入した。第1の研究において、動物を屠殺し、標本を0時間(外科的操作に よる損失を訂正するため)および、5、30および60分、1、7、14および 30日後に外移植した。残った放射活性をガンマ計数により決定した。自然崩壊 を訂正した残った125I−HBGF−1を、ゼロ時間の値に対するパーセントで 示す。 125I−HBGF−1の崩壊は、循環の再確立を伴う急速初期損失(%/分=− 24.1、5および60分の間)、続く、一週間後の残り13.4%±6.9%およ び30日後の残り3.8%±1.1%である1時間後の遅延損失(%/分=−0.0 3)である古典的動態に従う。 B.インビボ内皮細胞化実験 第2の実験は、HBGF−1補足FG懸濁液の効果を次の項目について評価し た:イヌ大動脈腸骨内へ移植され広範囲に膨張した60μm節間距離の膨張PTF E移植片の内皮細胞化速度、時間の関数としてこれら内皮細胞の増殖活性、およ び観察された内皮細胞増殖を刺激するHBGF−1およびFGの相対的貢献度。 3群の50×4mm非強化膨張PTFE移植片を12匹のイヌの大動脈腸骨位置に 移植した。群1(6匹)にヘパリン20μg/cm2、2.86mg/cm2フィブリノーゲ ンおよび2.86×10-2U/cm2ヒトトロンビン+1ng/cm2HBGF-1を投与 した。群2(3匹)には、HBGF-1を除き、同じFGを投与した。群3(3匹) には同じであるが、未処理対照移植片を投与した。トリチウム化チミジン(3H− Tdr:0.5μCi/kg)を10時間、移植前に注入した。移植片を7および28日 において、ランダム高出力磁場で内皮細胞増殖に関し光線および電子顕微鏡、第 VIII因子免疫歴化学およびエン・フェース(en face)オートラジオグラフィーの ために移植した。各移植片は、処理群移植片がどれであるかを知らない3人の観 察者によって観察した。内皮細胞増殖の相異は、統計学的に2方法ANOVAお よび独立(independent)t検定で分析した。 7日において、FGおよびHBGF補足FG移植片の両者の33%は、内皮細 胞が非連続的病巣であることが証明された(図11)。対照移植片の表面はフィブ リン血塊のままであった。28日において、すべてのHBGF−1補足FGは、 広範にわたり毛細管内方成長と内皮細胞化支流血管の表面との接触が観察され、 これらは他の2群のいずれの試験片でも観察されなかった(図11および12)。 図12が証明するように、未処理移植片(28日)はその表面において数個の可視 的な内皮細胞を有する(パネルG)。FG単独で処理した移植片は内皮細胞を被覆 した表面33%を有し、これは、FGの単独処理がある種の再内皮化を促進する ことを示す(パネルH)。しかしながら、HBGF-1を補足したFGで処理した 移植片(パネル1)は、内皮細胞を完全に(95%以上)被覆しているようであり、 これは、内皮細胞の敷石状形態を示す。すなわち、FGにより誘導された成長因 子の組合わせは、生きている非血栓形成性内皮細胞により血管移植片を実質的に 完全に被覆することを促進することができる。エン・フェース・オートラジオグ ラフィは、他の全ての群(時間および移植片処理の関数)に対する、28日でのH BGF-1-補足FG移植片における3H−TdRの内皮細胞DNAへの組み込みに 関し、統計学的に有意な増加(p<0.5)を示した。 これらのデータが証明するように、HBGF−1補足FG懸濁液の節間距離6 0膨張PTFE移植片への圧縮還流は毛細管内方成長および内皮細胞増殖の増加 を介し内皮化を促進する。 以上の実験は、小直径の血管移植片の自発的再内皮化および移植内皮細胞のよ り急速な合流を刺激する方法を向上させる。 実施例9 FGにより使用のための血小板由来抽出物の製造 血漿減少血小板を調製し、ペレット化した。上清血漿を除去した。ペレット化 した血小板を洗浄し、緩衝液(50mMヒスチジンおよび0.15M塩化ナトリウ ム、pH6.5)中に懸濁し、ウシトロンビンで処理した。処理の後、上清を遠心 で集め、アリコートを−80℃で凍結した。抽出物を溶解し、FGまたは他のT Sと混合した。 この方法で得られた血小板抽出物は生理学的に活性であった。なぜなら、それ は、放射活性標識チミジンの増殖NIH3T3のDNAへの組み込みを、対照に 比し、増加させるからである。 血小板抽出物の傷治療に対する効果を評価するため、HBGF−1βで実施例 10以下で実施したと同じ実験を、糖尿病マウスで血小板抽出物を用い、行った 。これらの実験結果から、血小板抽出物中の所定の低能度の成長因子(1つの傷 あたり100μg以上の用量の血小板抽出物蛋白)が傷抽出物の促進に使用する必 要性が明白である。 実施例10 皮膚創傷治癒におけるインビボでのFG(フィブリン膠)の効果 材料および試験方法 A.補足なしのFG実験動物 雌性C57BL/KsJ-db/dbマウスをジャクソン・ラボラトリーズ(Jackson Laboratories)[メイン州バー・ハーバー(Bar Harbor)]から入手したが、該動 物は試験開始時において8〜12週齢であった。マウスは、検体の保護促進のた めに外科処置後は別々のケージで飼育した。 これらのマウスに見られる代謝異常が、ヒトの糖尿病患者の代謝異常と類似し ているため、糖尿病患者における創傷治癒のモデルとして用いる。さらに、細胞 浸潤が著しく遅いこと、肉芽組織が形成されること、および傷口が閉じるのに必 要となる時間を特徴とするこのマウスモデルにおける創傷治癒から、ヒト糖尿病 患者における創傷治癒との関連性が示唆されるといえよう。FG 本試験に用いた濃縮フィブリノーゲン複合体(TFC)は、新鮮な冷凍保存し たヒト血漿から製造されたものである。このTFC製品[カリフォルニア州ロサ ンゼルスのアメリカン・レッド・クロス(American Red Cross)−バクスター・ ハイランド・ディビジョン(Baxte rHyland Division)製]は凍結乾燥体で提供 される。凍結乾燥体を3.3mlの滅菌水で還元した後の本試験で用いたTFC溶 液のタンパク質特性は次のとおりである:総タンパク質120mg/ml;フィブリ ノーゲン90mg/ml;フィブロネクチン13.5mg/ml;XIII因子17U/ml; およびプラスミノーゲン2.2μg/ml。 ウシトロンビン[500ユニットバイアル,イリノイ州カンカキーのアーマー ・ファーマシューテイカル・カンパニー(Armour Pharmaceutical Co.)製]を 5mlの滅菌水で再構成し、80mMの塩化カルシウム溶液[ニューヨーク州シャ ーリーのアメリカン・リエージェント・ラボラトリーズ(American Reagent Lab oratories)製]で滅菌的に希釈し、濃度を15U/mlにした。 等体積のTFCと再構成トロンビンを混合してFGを製造した。直径6mmの円 い全厚(フル・シックネス)創傷をふさぐために、0.05mlのTFCを0.0 15mlのトロンビンと混合した。このように製造されたFGのタンパク質濃度は 約60mg/mlであった。 タンパク質濃度を約1mg/mlに希釈したFGも用いた。外科処置 マウスに、7mlのケタミン塩酸塩[100mg/ml;Ketaset,アイオワ州フォー ト・ドッジのアヴェコ・カンパニー(Aveco Company)製]、3mlのキシラジン [20mg/ml;Rompun,カンザス州シャウニーのモベイ・コーポレイション(Mobe y Corp.)製]および20mlの生理的食塩水の混合液を、体重100g当たり0. 1mlの投与量で筋肉内投与して麻酔した。背中の毛を刈り込み、皮膚をポビドン −ヨウ素溶液で洗浄し、70%アルコール溶液で拭いた。2つの全厚の円い外科 的創傷(直径6mm)を、マウスの背中の下部の両側に、それぞれ中心線から等距 離の位置に作成した。2つの創傷の中央端部が、少なくとも1.5cmの非創傷皮 膚部分で分離されているように創傷を作成した。 創傷作成後すぐに、FGおよび/または包帯(dressing)で該計画的創傷を覆 った。包帯は透明な半透性の接着性ポリウレタン包帯[商品名:オプサイト(Op site),オハイオ州マシロンのスミス・アンド・ネフュー(Smith and Nephew) 製]を用いた。包帯の適用前に、創傷領域の周囲にベンゾイン化合物のチンキ剤 [ミネソタ州ミネアポリスのパドック・ラボラトリーズ(Paddock Laboratories)製 ]を塗布した。ベンゾインによって傷口に炎症が生じる可能性を回避するために 、創傷の縁から少なくとも0.5cmはチンキ剤を塗布しない領域を設けた。試験 期間中、創傷に対して、もうこれ以上の処置は行わなかった。処置グループ マウスは4つのグループに分けて処置を行い、それぞれその個体自身を対照と 設定した。 グループI:実験動物の創傷のうち、一方にFG(60mg/ml)を処置し、他 方には何も処置をしなかった。両方の創傷をオプサイトで覆った。 グループII:創傷の一方に希FG(1.0mg/ml)を局所的に処置し、他方には 何も処置をしなかった。両方の創傷をオプサイトで覆った。 グループIII:創傷の両方にFG(60mg/ml)を局所的に処置した。創傷の一 方は何も覆いをせず、他方はオプサイトで覆った。 グループIV:両方の創傷に対して何も局所的処置をしなかった。創傷の一方は 何も覆いをせず、他方はオプサイトで覆った。創傷の分析 試験の9日目に実験動物を安楽死させた。0.5mmの非創傷皮膚も含めて、創 傷を筋肉層まで切開し、緩衝10%ホルマリン溶液に浸けた。組織学研究室にて 標本を加工した。標本をパラフィンに埋め込み、創傷の中間部分を5μm毎に切 断 した。組織学的分析のために、ヘマトキシリンおよびエオシン、またはマッソン のトリクロム液を用いてスライドを染色した。 各スライドに1〜15までの組織学的評点を付与した(表1)。1は全く治癒 しなかったに相当し、15はコラーゲン繊維からなる瘢痕が生じたことに相当す る。評点のスケールは既存のものを用いた。既存の評価基準に変更を施し、上皮 形成、細胞侵入の度合、肉芽組織の形成、コラーゲン沈着、血管分布および創傷 収縮の程度をさらに正確に反映するようにした。組織学的評点は、少なくとも3 名の分析者が別々に付与した。創傷の治療結果を描写するコードは、全部の観測 者の評点付与が完了してから解読した。 統計的分析 分析者の組織学的評点を平均し、平均値±その標準誤差で表した。 1対t試験を用いて、異なる処置グループにおける1対平均を比較した。分析 は、RS/1 リリース3.0統計ソフトウェアパッケージ[BBNソフトウェア ・プロダクツ・コーポレイション製]を用いて行った。 サンプル平均の差を試験するためにスタティスティカル・アナリシス・ソフト ウェア(SAS)システムを用いて変動を分析した。 結果 創傷のふさがりにおけるFGの効果(グループI) グループIでは、各マウスの両方の創傷をオプサイトで覆った。このような条 件下で、タンパク質濃度60mg/mlのFGを片方の創傷のみに局所適用すると、 FG処置側で(3.06)、非処置側で(5.26)と統計的に低い平均組織学的 評点となった(P<0.005)(表2)。 創傷のふさがりにおける希FGの効果(グループII) このグループでは、両方の創傷をオプサイトで覆い、片方の創傷に希FG(タ ンパク質含量1mg/ml)の局所適用を行った結果、非処置の創傷の平均組織学的 評点(4.36)と有意には異ならない値(4.0)が処置創傷において得られた (P=0.17)(表3)。 FG処置創傷におけるオプサイトの効果(グループIII) 両方の創傷にタンパク質濃度60mg/mlのFGを処置したこのグループでは、 片方のみオプサイトを適用した結果、オプサイトで覆わなかった創傷の平均組織 学的評点(4.93)と有意には異ならない値(4.2)が、オプサイト適用創傷 において得られた(p=0.11)(表4)。 1対の非処置創傷のふさがりにおけるオプサイトの効果(グループIV) 両方の創傷にFGの局所的処置を行わないこのグループでは、片方のみオプサ イトを適用した結果、オプサイトで覆わなかった創傷の平均組織学的評点(6. 31)よりもかなり低い値(4.92)が、オプサイト適用創傷において得られ た。(P<0.0005)(表5)。 サンプル平均の差における処置効果のANOVAは、<0.0001において 有意であった。 論考 本試験の結果から、マウスにおいて開口した創傷に適用した場合、(1)止血 用に製剤された濃度(60mg/ml)のFGを処置すると、9日目における組織学 的評点は低く、すなわち非処置の創傷の治癒速度よりも治癒速度が遅いこと;( 2)タンパク質濃度(1mg/ml)の希FGを処置すると、9日目における組織学 的評点は高く、すなわちこれによって治癒速度が速められること;および(3) この動物モデルにおいては、半透性包帯オプサイトの適用は、それ自身単独で創 傷のふさがりを非常に妨害するものであることが示された。 FGを用いた試験の結果を比較する場合、FGの総タンパク質濃度は重要な変 数である。創傷治癒および組織修復の促進におけるフィブリンの優れた効果が報 告されているが、本試験では、通常市販製剤におけるフィブリノーゲン濃度より も低濃度のフィブリノーゲンを用いた。 濃度60mg/mlのFGは創傷のふさがりを遅らせた(グループI)。ヨーロッ パで市販されているFGの総タンパク質濃度は、フィブリノーゲンとトロンビン 成分とを混合した後では、37.5〜57.5mg/mlである。この試験で得られた データは、現在、止血および接着用製剤として製剤化されているFGが開口性の 皮膚創傷に適用した場合、その治癒を遅らせることを示すものである。この効果 は、(1)創傷治癒過程に積極的に関係している細胞成分の移動あるいは増殖に 対する機構的妨害、(2)創傷収縮の機構的阻害、または(3)1つ以上のFG 成分による創傷治癒上の化学的阻害効果によるものであろう。9日目において固 体フィブリノーゲン由来の血餅が創傷表面に残っていることから、創傷のふさが りに対する機構的妨害および阻害の方が、治癒を遅らせることに対して、より実 際性の高い説明であろう。 これが原因であるかどうかを審査するために、FGの総タンパク質濃度を1mg /mlに希釈した。この希FGの局所的適用からは、非処置の創傷と余り異ならな い組織学的評点が得られた(グループII)が、このことは、総タンパク質濃度が低 いと、創傷治癒過程を有意であるほどには阻害しないことを示唆している。 同じ濃度のFG(60mg/ml)で処置され、かつオプサイトで覆われた創傷で あって、異なる処置グループ(グループIおよびIII)に属する創傷の平均の組 織学的評点が有意に差がある値である(グループIでは3.06、グループIIIで は4.2)ことも注目に値する。これらのデータは、幾らかの動物が、同じ処置 を受けたにもかかわらず、他の動物よりも治癒が速かったり遅かったりするため に、動物個体間の変動が、同じ処置変数をもつある動物群から明確な結論を導く のを困難にすることを示している。このことは、平均評点の標準誤差の範囲に反 映される。このような理由で、各動物はそれ自身を対照とするのであり、たとえ ば同じ動物における創傷を相互に比較した。試験創傷として、同じ動物に対照と なる創傷があることによって、動物個体間の変異性は最小化される。これらのデ ータ はまた、オプサイトなどの接着性包帯が創傷のふさがりを有意に遅らせることも 示している。しかし、ブタにおける部分的(partial)厚み皮膚創傷では、FG のタンパク質濃度が、創傷治癒速度に関係するとは考えられないことにも注意す べきである。 B.インビボでの創傷治癒における成長因子を補足されたFG 糖尿病マウスの創傷修復速度におけるHBGF−IB成長因子補足FGの効果 を評価した。この試験に用いた方法は前記の試験と全く同じである。6匹の試験 マウスの背中に2つの直径6mmの全厚皮膚バイオプシーを施し、5μgのHBG F−1βを加えたFGを満たした。6匹のマウスにおける同一のバイオプシーに は処置を行わず、6匹の対照マウスのバイオプシーにおいては、補足なしのFG を満たした。9日後、すべてのマウスを屠殺し、各創傷および周囲の皮膚からな る厚さ5ミクロンの組織学的プレパレーションを製造し、ヘマトキシリンおよび エオシンで染色した。各サンプルにおける創傷修復の程度、処置グループについ ては、どのグループ由来かは同定せずに、それぞれ3人の熟練した分析者が、ブ ラインドで評価をおこない、コラーゲン沈着、上皮形成、肉芽組織の厚みおよび 炎症細胞,繊維芽細胞の密度ならびに血管分布を審査した。各サンプルに対して 1〜15の評点を付与した(修復なし〜完全修復)。補足なしのFGで処置した 創傷からのサンプルは、一貫して低めの評点を付与され、非処置創傷または成長 因子補足FGで処置された創傷からのサンプルは、高い評点を付与された。 実施例11 インビボ系における骨誘導物質の運搬ベシクルとしてのFG 材料及び方法 フィブリンシーラント 濃ヒトTFC(Baxter Hyland Division,San P edro CA)及びヒトトロンビン(Baxter Hyland Divi sion,Glendale,CA)をスクリーンされた、凍結したばかりのプ ールされた血漿から米国赤十字のために製造した。それらの製造中、両方の成分 は溶媒洗浄方法(ニューヨーク血液センター)を用いるウイルス不活性化を行い 、 凍結乾燥の形態で供給された。無菌水(3.3ml)を用いて再構成後、TFC 溶液の蛋白特性は以下の様であった。総蛋白=120mg/ml;フィブリノー ゲン=90mg/ml;フィブロネクチン=13.5mg/ml;因子XIII=1 7U/ml;及びプラスミノーゲン=2.2μg/ml。 ヒトトロンビン(1000Uバイアル)を無菌水(3.3ml)を用いて再構 成し、続いて40mM塩化カルシウム溶液(American Regent Laboratories,Shiriey,NY)中に希釈して濃度を15U /mlとした。ヒトトロンビンを頭蓋冠の損傷上に置いた埋め込まれたディスク を調製するために使用した。 局所用牛トロンビン(5000Uバイアル、Armour Pharmace utical Co.,Kankakee,IL)を無菌水(5ml)を用いて 再構成し、40mM塩化カルシウム溶液中に希釈して濃度を15U/mlとした 。牛トロンビンを筋肉内バイオアッセイのためのインプラントを調製するために 使用した。 本発明の態様を実施する場合にフィブリノーゲンは1から120mg/mlF Gの濃度で存在しなければならず、より好ましくは3から60mg/mlFG、 最も好ましくは10から30mg/mlFGの濃度で存在しなければならない。 DBMは約1から1000mg/mlFG、より好ましくは50から500mg /mlFG、最も好ましくは300から500mg/mlFGの近似濃度で存在 しなければならない。決定された骨粉末のサイズは0.01から1000ミクロ ン、好ましくは20−500ミクロン及び最も好ましくは70−250ミクロン でなければならない。骨誘導成長因子(群)又はBMP群は約1から100μg /mlの濃度で存在しなければならず、その濃度は所望の目的を達成するために 効果的である。この態様において骨誘導物質として使用してもよい成長因子には 以下のものが含まれるがそれらに限定されない:オステオゲニン(BMP3); BMP−2;OP−1;HBGF−1;HBGF−2;BMP2A,2B及び7 ;FGF−1;FGF−4;及びTGF−β。骨修復における利用のためのTS を補うために抗生物質などの薬を追加して使用できる。 インプラント調製 ラットDBMを以下の様に調製した。ラットの長い骨の骨端を後ろに骨幹のみ を残して除去した。必要ならば骨幹を裂き、次に骨髄を脱イオン化水(Mill i−Q 水精製システム(登録商標)、Milliporeコーポレーション、 Bedford,MA)を用いて徹底的に洗い流した。次に骨幹を室温にて洗浄 した。4℃において脱イオン化水1000mlを骨100gに加えた。この混合 物を30分間攪拌し、水を捨てた。このステップを2時間繰り返した。 4℃において、冷無水エタノール(1リットル)(Quantum Chem icalコーポレーション、U.S.I.Division,Tuscola,I L)を骨各100gに加えた。15分間攪拌後、エタノールを捨てた。これを計 1時間の持続期間において4回繰り返した。 フェームフード下、ジエチルエーテル(500ml)(Mallinckro dt Speciality Chemicals,Paris,KY)を骨に 加えて骨を覆った。これを15分間穏やかに攪拌し、次にエーテルを捨てた。骨 にさらにエーテル500mlを加え、この混合物を15分間攪拌した。エーテル を再度捨てた。発生するエーテルの蒸発用のフェームフード下に骨を残した。脱 脂した骨は超低温フリーザー(−135℃)中に無期限に保管できる。 次に骨を粉砕して骨粉末とした。この粉末をふるいにかけて74から420ミ クロンサイズの粒子を集めた。 この骨粉末の10グラムを遠心管(250ml)に入れた。泡立ちを避けるた めに各々の管に0.5NHCl(8ml)をゆっくり加えた。次に各々の管の内 容物を穏やかに攪拌した。15分後、各々の管に追加の0.5NHCl(100 ml)を10分かけて加えた。次にこの管を穏やかにさらに35分間攪拌した。 この粉末がHCl中にある総時間は1時間を越えなかった。 次に各々の混合物を4℃において3000rpmにて15分間遠心分離した。 次に上清のpHを調べた。もしもpHが2よりも大きければ、ペレットを妨害せ ずに、化学シンクに注いだ。pHが2より小さい場合には、上清を有害廃棄容器 に注いだ。ペレットが失われた場合には遠心分離時間を30分に増加した。上清 のpHが0.5N HClと等しくなるまでこれらのステップを繰り返した。 次にペレットを攪拌によって脱イオン水(180ml)を用いて洗浄し、一様 な懸濁液を得た。次にこの懸濁液をさらに15分間遠心分離した。次にこの上清 を以前の様にデカントした。上清のpHが脱イオン水のpHと等しくなるまで、 この洗浄を繰り返した。 次にペレットをフリーザー中で−180℃にて凍結した。次に標準的手順を用 いてそれらを凍結乾燥した。 1mm厚及び8mm直径のディスク型インプラントを4片のアルミニウム型を 用いて製造した(図13)。ラットDBM粉末(25mg)を型の穴に入れた。 次にTFC(30μl)をDBMの上にピペットでおき、DBMが全溶液に取り 込まれるまで混合した。使用したTFCの濃度は10、20、40、80又は1 20mg/mlであった。次にトロンビン溶液(30μl)(40mM塩化カル シウム中15U/ml)をDBM−TFC複合体に加え、混合し、ピストン形態 のふたを用いてディスク型に圧縮した。DBM粉末25mgが20μlの体積を 有することが決定された。DBMがFGに添加された後、最終蛋白濃度は以下の 様であった: DBMのみ又はFGのみ(4,8,15及び45mg/ml総蛋白濃度)から なるディスクインプラントを同じ型を用いて同様に製造した。 DBM(50mg)をアルミニウムの型に注ぎ、次にTFC(60μl)をこ のDBMに加え、十分取り込まれるまで混合した。次にトロンビン(60μl) をこのDBM−TFC複合体に加えて混合し、ピストン形態のふたを用いて直径 1cm及び厚さ2mmのディスク型に圧縮した。次にこのディスクを手動で所望 の型(三角、四角又はドーナツ形)に切り抜いた。 筋肉内バイオアッセイ実験のために、70ミクロンのメッシュサイズを有し、 1cm×1cmの大きさである無菌のナイロン袋にインプラントを入れた。 動物 雄のLong−EvansラットをCharles River Labor atories(Wilmington,MA)から入手した。筋肉内バイオ アッセイのために28から35日齢のラットを使用した。3カ月齢のラットを開 頭術実験のために使用した。 手術 塩酸ケタミン(10ml)[ベタラー(Vetalar)、100mg/ml ,Parke−Davis,Morris Plains,NJ]及びキシラジ ン(5ml)[ロムプン(Rompun)、20mg/ml、Mobayコーポ レーション、Shawnee,KN]及び生理食塩水(0.9%NaCl)から なる混合物を用いて、体重100グラム当たり0.1ml用量にて筋肉内投与す ることにより動物を麻酔した。動物の手術部位を70%アルコール溶液を用いて 、その後ポビドン−イオジン溶液で準備した。その後、無菌技術を用いて手術手 順を行った。 筋肉内バイオアッセイ。中線腹切開を行い、平滑切開を用いて胸筋の間にスペ ースを作った。デザインされた実験物質を含むナイロンエンベロープを筋肉内の スペースに挿入し、3−0 Dexon縫合を用いて固定した(図14)。次に 反対側面において同じ手順を繰り返した。次にステープルを用いて皮膚を閉じた 。4週間後にインプラントを採集し、x線にかけて組織学用の準備をした。 ディスク型インプラントを無作為に配置し、それらは以下のものを含んでいた :DBMのみ(n=12);種々の濃度のFGのみ(4mg/ml,n=14; 8mg/ml,n=3;15mg/ml,n=3;及び45mg/ml,n=1 2)及びDBM−FG複合体(4mg/ml,n=12;8mg/ml,n=1 2;15mg/ml,n=12;及び45mg/ml,n=12)。四角の、三 角の及びドーナツの形のインプラントが各々4つあった。 開頭術手順。 鼻の骨から中央矢状縫合稜へ線状切開を行った。柔らかい組織 を穏やかに折り返して骨膜を開頭術部位(後頭の、前頭の、頭頂部の骨)から切 開した。必要に応じて豊富な食塩水潅注を用いた遅い速度の回転ハンドピースの 中でトレフィンを用いて8mmの開頭術を調製した。頭蓋冠ディスクを切開して はずし、その間、硬膜の穿孔及び上位矢状縫合洞貫入を避けた。この8mmの頭 蓋冠の傷は対照として処理を行わないで放置するか又は1×8mmDBM又はD BM−FGディスクを詰める(図15)。次に皮膚を皮膚ステープルで閉じた。 手術後、各々のラットを耳のパンチにより識別し、ケージに戻し、そこで2− 3時間の以内を歩行させた。 第1のセットの頭蓋冠のインブラントはDBMのみ(25mg,n=3)又 はFGマトリックス中のDBM(15mg/ml,n=2,30mg/ml,n =3;及び45mg/ml,n=3)からなり、28日後に回収した。第2のセ ットの頭蓋冠のインプラントはFGマトリックス(30mg/ml)中のDBM (25mg)からなり、手術後の種々の時間(28日、n=10;3カ月、n= 9;及び4カ月、n=5)に回収した。 インプラントの回収 指定された時間にラットを二酸化炭素室中で安楽死させた。実験受容体床(す なわち、大胸筋又は頭蓋冠)の周囲にて皮膚を切開し、柔らかい組織を受容体床 から折り返した。オルトトピックの部位において、3−4mmの隣接する骨を有 する開頭術を正面−後頭−頭頂複合体から回収した。ヘテロトピックの部位にお いて鋭い平滑な切開が、埋め込まれたナイロンエンベロープを回収するために用 いられた。 ラジオグラフィー このインプラントを、X−OMATL(登録商標)高コントラストのコダック x線フィルム(イーストマン コダックカンパニー、Rochester,NY )を用いて、Minishot Benchtop Cabinetx線システ ム (TFIコーポレーション、West Haven,CT)中、30kvp、3 Ma及び10秒においてラジオグラフィーを行った。灰色レベルの濃度の筋肉内 及び開頭術部位のラジオグラフィーをケンブリッジ920像分析システム(登録 商標)(Cambridge Instruments Limited,ケン ブリッジ、英国)を用いて分析した。 組織学的分析 回収された標本(柔らかい及び硬い組織)を直ちに保存液の入った適切にラベ ルされたバイアルに入れ、組織学処理を行った。組織学の標本は頭頂の直径を通 って4.5ミクロメーターの厚さの切片であった。各々の受容体部位に対してヘ マトキシリン及びエオジン染色を用いて1つの切片を調製した(細胞及び基質の 細部のフォトマイクログラフィー及び試験のために)及びもう1つの切片はフォ ン・コッサ染色を用いて調製した。 結果 筋肉内プラントのラジオグラフィー すべてのDBMディスクは放射線−不透明(radio−opaque)像を 示した。48個の埋め込まれたDBM−FCディスクの内45個(93.75% )が放射線−不透明であった。すべてのDBM−FCディスクは蛋白質濃度(4 −45mg/ml)には無関係に放射線−不透明を誘き起こした(図16)。い くつかのDBMディスクの放射線−不透明測定(図16)ではDBM−FGディ スクよりも高かったが、他の測定はDBM−FGディスクの測定範囲内に良く入 った。DBMが補充されていない32個のFGディスクの内30個(93.75 %)が放射線−不透明を展開しなかった。 四角、三角又はドーナツの形のDBM−FGディスクはまた、DBMを補充し ていないFGディスクと比較して顕著に放射線−不透明であった。インプラント の元の形は一般に残っていた。 筋肉内インプラントの組織学 骨髄で満たされた中心の洞を伴う小骨の形成及びあらかじめ埋め込まれたDB M粒子の吸収によって証明される様に、筋肉内のバイオアッセイはDBM及びD BM−FGインプラントに対して陽性であった。 頭蓋冠のインプラントのラジオグラフィー FGマトリックス中のDBMインプラントは、一般に、DBMインプラントの み又は未処理の対照よりもより放射線−不透明であることがx線によって示され た。DBMを運搬するために使用された種々のFG濃度の間には認識できる違い はなかった。未処理の8mm直径の頭蓋冠の損傷のラジオグラフィーでは無視し 得る量の放射線−不透明を示した。 30mg/mlFGマトリックス中のDBMを用いる第2のセットの頭蓋冠の インプラントは、28日の頭蓋冠と比較して3カ月の又はは4カ月の頭蓋冠の開 頭術の傷内における放射線−不透明部が顕著に増加していることを示した(図1 7)。 頭蓋冠のインプラントの組織学 未処理の8mmの開頭術の傷は繊維結合性組織が開頭術の傷を横切って発達し ていることのみを示した(図18)。DBMインプラントの組織学は、DBM粒 子が全ての部位に拡散されていることを示した。いくつかのDBM粒子は宿主の 骨の先端の上下に移動した(図19)。しかし、大部分のDBM粒子は開頭術の 傷の範囲内にあり、良く脈管形成された緩い結合性の組織に囲まれていた。破骨 細胞によるDBMの活性的な吸収が示された。多くのDBM粒子はまた肝細胞に よって集団化されることがわかった。破骨細胞によって建造される新しい類骨及 び骨は全く明白であった。 FGマトリックス中のDBMインプラントの組織学によって、DBM粒子が開 頭術の傷内に局在し、より密なそしてより多くの細胞結合性の組織に囲まれてい ることが示された(図20及び図21)。類骨マトリックス及び骨の柱形成が全 く明白であった。DBMインプラントのみを埋め込んだ開頭術の傷よりもDBM −FGディスクを埋め込んだ開頭術の傷において、より多くの骨髄が形成される ことが示された。また、DBMインプラントのみ又は未処理の対照よりもDBM −FGディスクはより多くの新しい脈管形成があった。DBMを運搬するために 用いた全ての濃度のFGにおいて骨再形成が明白であった。 検討 FGの自然の生物適合性及び生物分解性は、それをDBM及びBMPのための 理想的な運搬ベシクルとする特性である。FGは、骨の損傷を満たすために望ま しい形態へのDBMの形状化を促進し、その損傷内にDBMを維持した、そして DBMと共同性であったかもしれない。さらには、柔らかい組織の脱出は起こら ず、骨の輪郭が維持された。DBMが補充されたFGは、骨芽の補充及び骨再形 成を助けるために適切なミクロ構造、生物分解性プロフィール及び放出速度論を 有していた。 全般的に、データーによると、FG中のDBM運搬は、いかなる試験されたF C蛋白質濃度においてもDBMのみが誘導した骨形成と同量の骨形成を誘導する ことが示された。さらに、DBMをFGと共に遠心分離して、特定の手術前の形 態とした場合、誘導された骨は手術後に元の形がよく維持された。 DBM−FGマトリックスの形態が新しく形成された骨の形態学を決定したの で、DBM−FGマトリックスはあらかじめ決定された形に作らなければならな い。しかし、溶液の形態のDBM−FGマトリックスは不規則的に形態化された 損傷へ運搬するか又は注入でき、その場所において重合化し、DBM−FGが満 たされた領域における骨形成を促進するだろう。 実施例12 FGからの抗生物質(AB)の放出及びAB補足FGの寿命増加 方法 A.AB−FGの製造 1.TETフリー塩基 注射用の水3.5mlを米国赤十字より提供された凍結ヒト局所フィブリノーゲ ン濃縮物(TFC)のバイアルに注入した。得られる溶液の蛋白濃縮物は約12 0mg/mlであった。 米国赤十字/バクスター−ハイランド・インコーポレイテッド、グレンデイル 、CAより提供された凍結乾燥トロンビン濃縮物を、注射用の水で調製した塩化 カルシウムの40mM溶液3.5mlで再構成した。得られた溶液は約250U/ml を 含有した。 所望重量のTETを注射品質の塩化カルシウム(アメリカン・リエイジェント 、シャーレイ、NYから購入)の存在で、1mlの再構成TFC溶液と、及び1ml の再構成トロンビン溶液と混合することにより、TET−FGを調製した。TE Tはフリー塩基形であり、シグマ・ケミカル・カンパニィ(セントルイス、MO )から購入した。直径12mmのミリポア培養プレート(ミリポア・コーポレイシ ョン、ベッドフォード、MA)中のミリポア膜上、ジュオフロ(商標)ディスペ ンサー(ハマーディクス、CA)によってTFCとトロンビンを混合することに より、TET−FGを形成させた。混合物を22℃で1時間放置した。TET− FG及びミリポア膜を含む6mm直径ディスクを6mmパンチバイオプシーを用い後 者からカットした。TET−FG含有ディスクをTET放出研究に用いた。 TET−FGからリン酸緩衝食塩水(PBS)又は唾液へのTETの放出は、 2つの異なる設定条件下、24−ウエル細胞培養プレート(コーニング・グラス ・ワークス、コーニング、NY)を用い測定した。一つの条件では、静止形態、 2mlのPBS又は0.75mlの唾液を毎日、24−ウエル培養プレート中で置き 換えた。他の条件では、連続変換形態、TET−FGからのTET放出を1日当 り約3mlの速度で変換されるPBSで測定した。試料は分析するまで−20℃で 貯えた。唾液は、10人の異なる人達から収集し、まとめて、5,000gで遠心 により浄化した。次いで0.45μm孔径膜で濾過し、毎日の使用に4℃で保存し た。 TET−FGディスクから放出されたTETの濃度及び生物活性を測定するた めに、溶出TETを解凍し、320nmでスペクトル光度測定法で、及び/又は寒 天平板上、イー・コリの阻害により生物学的に分析した。これらのアッセイを較 正するために、それぞれ0ないし50及び0ないし500μg/mlのTET濃度 をカバーする標準曲線を用いた。 2.シプロフロキサシンHCl(CIP)−、アモキサシリン(AMO)− 及びメトロニダゾール(MET)補足FG CIP HCl、AMO又はMETを含有するFGはTETについての前述の通 りに製造した。これらABの、対応するAB−FGから近接の環境への放出をモ ニターするため、AB−FGディスクを、24ウエル細胞培養プレートの個々の ウエルに置き、分析するまで、前のように収集し、毎日置き換え、そして−20 ℃で保存したPBS 2mlでカバーした。溶出液中のCIP、AMO及びMET の濃度をそれぞれ275、274及び320nmでスペクトル光度測定法で測定し 、対応するABの0ないし50μg/mlを含有する標準曲線と比較した。 B.AB−FGの構造的統合性 FG及びTET−FGディスクの構造的統合性の維持は、小さなスパーテルで ディスクを「つつく」(poking)ことによる視覚観察と物理的調査によって評価 した。ディスクを保存している間に切り取った多孔膜をTET−FGに付着し、 それらの構造的統合性の評価の間にディスクの位置を守るのに用いた。又、ディ スクの上部及び側方視覚の写真をとり、評価に用いた。 FG及びTET−FGの構造的統合性は、無菌及び非無菌の両条件下で測定し た。非無菌実験については、分析までPBS及び唾液を凍結保存した。無菌実験 については、全方法を無菌条件下で行う以外は同一の操作を用いた。システムの 不稔性は0.2mlの試料と2mlのブロスを37℃でインキュベートすることによ り試験し、ブロスの濁度を48時間モニターした。濁度の欠除はシステムの不稔 性を示した。CIP−、AMO−及びMET−FGの安定性は、非無菌条件下の みで上記と同様に研究した。 C.AB−FGから放出されたABのインビボ抗菌活性 AB−FGから放出されたABの抗菌活性は、AB−FGの回りの毎回収集さ れたPBS又は唾液からの6mm直径ディスクの溶出液によりもたらされる阻止の 領域の直径を測定することによって評価した。未補足FGからの溶出液をコント ロールとして用いた。既知濃度のAB溶液を標準として用いた。寒天平板上で培 養したイー・コリは、放出されたTET、CIP及びMETのAB活性を測定す るのに用いた。培養プレートを作るために、約108時間/mlを含む100μlの 細菌細胞懸濁液と3mlの上面寒天とを50℃で混合し、直ちに硬底面寒天平板( plate hard,bottom agar)上に移して細胞の均一層を作った。プレートを37 ℃で18時間インキュベートした。 結果 A.TET 1.TET放出データ 「静置」実験でのTET−FGディスクから周囲のPBSへのTETの放出は 、毎日置き換えた2mlのPBSで達成されたTET濃度を測定することによるス ペクトル光度測定法で測定した。TET−FGに取り込まれた異なる量のTET について得られたTET濃度を図面22に示す。50mg/ml以下のTET−FG でのTET濃度で、TETの放出は、5日又はそれ以下で測定した。しかしなが ら、100及び200mg/mlのTET濃度を含んだTET−FGディスクからの TETの放出は、それぞれ約2週間と3週間以上、生じた。TET−FGディス クの構造的統合性は、3ないし5週間保持した。これらの結果は、TET放出が FG産生と独立であること、及びTET放出の速度がTET−FGディスクに残 ったTETの量に依存することを示した。 連続交換実験で収集したスペクトル光度測定データを図面23に示す。これら のデータは、100mg/mlFGのTET濃度をもともと含有したTET−FGデ ィスクからの連続TET放出が2週間にわたって生じたことを示す。FGディス クは、この2週間以内、その構造的統合性を維持した。連続モード実験で得たT ET放出データも、TET放出状況の速度がTET−FGディスクに残ったTE Tの濃度に依存することを示した。 理論に縛られることを望まないが、これらの実験で観察された初期の高TET 濃度は、多分、ディスク表面又はその近くからのTETの拡散の結果であると信 じられた。即ち、これらの位置で「トラップされた」TETが消耗されたので、 溶液化及び/又は拡散の速度が、TET濃度勾配により、又、FGの形状は又は 立体構造により多分測定されたやり方で減少した。 温度及びFG蛋白濃度もTET−FGディスクからのTET拡散速度を測定す るのに割役を演した(実施例13及び14参照)が、これら二つのパラメーター はこれらの実験で一定を保った。 50及び100mg/mlのTETを含むTET−FGから唾液へのTETの放出 は、静置実験で、毎日取り替えた0.75mlの唾液中のTET濃度を決定するこ とにより測定した。これらの結果(Fig.24)は、TETの濃度が高かった以 外、PBSで得られたものと同様で、放出TETを収集するのに用いた少容量の 唾液を多分反映している。さらに、FGマトリックス中のTETの存在も、9日 までに崩壊し始めて15日までにほとんど完全に崩壊したコントロールFGディ スクに関するものと比較して少なくとも15日間TET−FGマトリックスの構 造的統合性を予期せずに延長した(図面25)。 2.TET抗菌データ PBS中の幾つかのTET濃度のイー・コリ生育に対する抗菌効果は図面26 に示される。本方法により検出可能な最低TET濃度は約5μg/mlであった。 これらの結果は、明らかに、放出TETが抗菌活性を有することを示す。これら のTETデータはスペクトル光度測定により得られたものを裏付け、FGに取り 込まれたTETの量がTET−FGの周囲の溶液中のTET濃度を決定すること を示す。これらのデータもFG中のTETの量がTET−FGの周囲の媒体中の 所望TET濃度を最小所望TET濃度で又はそれ以上で維持するのに適応できる ことを示す。 3.TET−FGマトリックス寿命 コントロールFG及びAB−FGディスクの寿命は、ディスクの視覚評価により 評価した。ディスクの製造の間に切り取った多孔膜は、依然FGに付着し、それ らの統合性評価の間にディスクを適当な位置に置くのを助けた。TETを含まな い(コントロール)及びmlのFG当り50又は100mgのTETを含有するディ スクの0、9及び15日の上部展望を図面25に示す。本図は、典型的な結果、 即ち、FGコントロールディスクが2週間以内に崩壊し、一方、TET−FGデ ィスクは15日間又はその付近で依然無傷であったことを示す。付加的実験で、 TET−FGディスクは、少なくとも5週間又は付近で依然無傷であった(デー タ示さず)。FGの寿命について有意な変化は無菌及び非無菌TET放出実験の 間で観察されなかった。 B.CIP、AMO及びMETデータ 1.CIP、AMO及びMET放出データ CIP−、AMO−及びMET−FGから放出された抗生物質を図面27に示 す。CIPは約4週間明らかな一定速度で放出され、次いで速度はさらに約1過 間徐々に減少した。AMO及びMETの放出は、完全に3日以内であった。 2.CIP及びMET抗細菌活性 放出されたCIP及びMETの抗菌活性(データ示さず)は同一のAB−FG ディスクについてスペクトル光度測定で決定したプロフィルに近似している。 3.補足−FGマトリックス寿命 CIP−FGについての結果は、TET−FGについてのものと類似した。A MO−及びMET−FGについての結果は、FGコントロールについて得たもの と類似した。FGの寿命での有意な変化は、無菌及び非無菌実験の間で観察され なかった。 検討 結果は、CIP及びTETの水難溶性形がそれらが混合されるFGマトリック スの最大AB負荷、放出期間及び寿命を有意に増加する因子の組合せを提供する ことを示した。これとは別に、FGディスクはAB、例えばTET又はCIPの 溶液中にそれを浸漬することにより安定化できる。 この結果も、AB−FGにより導出されたABがイー・コリ生育の阻害により 示されるように、その抗菌活性を保持したことを明らかに示した。これらの結果 は、FG及び他のTSのTET及びCIP補足がそこからのドラッグデリバリィ で制限(limiting)因子としてFGの崩壊に打ち勝つことができることを示した。 即ち、これらのABはFGを安定化し、それによりそれらの放出期間と放出AB 濃度をFG中のAB濃度を用いてコントロールできる。これらの方法を用い、T ET及びCIPはFGに負荷でき、それらの放出は有効な抗菌濃度で数日又は数 週間コントロールできる。 TET−及びCIP−誘発FG安定化は、これらのABについてだけでなく、 その放出速度及び/又は全放出持続がFGマトリックスの寿命に依存するFGに 加えられる他の薬物又は「補足物」についても、全放出時間をコントロールする のに利用できる。 それらの結果は、FGが局在ドラッグデリバリーシステムとして利用できる歯 周及び他の条件で、臨床適用性を有する。TET−又はCIP−誘発FG安定化 は、TET、CIP及びTET−FG又はCIP−FGマトリックスに加えられ た他の薬物又は補足物の全放出時間をコントロールするのに利用できる。 実施例13 TET−補足FGからのTET放出速度に対する温度の影響 FGは50mg/mlのTET遊離塩基を補足し、本研究用に6×2.5mmディス クに形造った。FGの蛋白濃度を60mg/mlに調整した。ディスクを2mlのPB S、pH7.3に置き、4、23及び37℃で放置した。ディスクを洗浄するため 、PBSは、10分毎に6回、2mlの新鮮なPBSで置き換えた。その後、PB Sは1時間毎に4時間、置き換えた。収集した試料中のTET濃度を前のように 、標準曲線に対してスペクトル光度測定で測定した。 結果及び結論 結果は、TET放出の速度が温度に比例することを示した(図面28)。 実施例14 TET−補足FGからのTET放出速度に対するFG蛋白濃度の影響 1mg/mlのTET HCl溶液を補足したFGを調製し、本研究用に6×2.5m mディスクとして形造った。FGの蛋白濃度を60、30及び15mg/mlに調整 した。各ディスクを3mlの蒸留水に置いた。水は、10分毎に、全1時間、同容 量の水で置き換えた。収集した試料中のTET濃度を前のように標準曲線に対し てスペクトル光度測定法で測定した。 データ(図面29)は、TET放出速度が最低全蛋白濃度のFGから最大で、 逆であることを示す。即ち、TET放出速度はFG蛋白濃度に反比例した。 実施例15 AB−補足FGから放出されたABのインビボ抗菌活性 TET−及びCIP−FGから放出されたTET及びCIPの抗菌活性を試験 するため、これらのAB−補足FGの誘発腹膜炎からマウスを保護する能力を評 価した。実験的に、1日目に、グループ当り5匹の動物の各1匹に0.5mlPB S(グループI)、FG(グループII)、TET−FG(グループIII)又はC IP−FG(グループIV)を腹膜内注射した。FG及びAB−FGを、120mg /mlのTFC0.25ml及び250U/mlのヒトトロンビン0.25mlを含むハマ ーデクスディスペンサーを用い投与した。TET−及びCIP−FGの場合、ト ロンビン溶液は50mgの各ABを含有した。2日目に、全動物に2×108(実 験1)又は4×108(実験2)コロニー形成単位(cfu)のエス.アウレウス2 02Aを腹膜内注射した。結果:(実験1、実験2。動物は感染後48時間、生 存):グループI、0及び1の生存;グループII、3及び1の生存;グループII I、3及び5の生存;及びグループIV、5及び4の生存。ほとんどの生存動物は 実験(2週間)の間を通して生きたが、幾らかは死亡したか又は病気であったの で故意に殺した。 これらのデータは、マウスを死から守ったTET−FG及びCIP−FGがA B−補足FGの投与後、少なくとも48時間、エス.アウレウス202Aにより 生じることを示した。 実施例16 FGから細胞傷害/抗増殖薬物の長期部位指定送達 フィブリノーゲンは、無菌水で、1グループについては17mg/mlの濃度に5 −FUで飽和した水で可溶化した。トロンビン溶液は、無菌水で作り、次いで、 40mM CaCl2中に15U/mlの濃度に希釈し、又はトロンビンは17mg/ml の濃度に5−FUで飽和した40mM CaCl2に溶解した。 コントロールFGクロット(凝塊、clots)は、5−FUを含有せず、200 μlのTFC溶液(60mg/mlで)を200μlのトロンビン溶液(15U/mlで )と混合し、20分重合することにより生成した。これらのクロットは12×7 5mm試験管中で作り、次いで0.05Mヒスチジン、0.15M NaCl、pH7. 3(緩衝液)10ml中に置いた。 標準濃度の液体5−FUを含むFGクロットは、200μlのTFC(60mg /ml+17mg/ml 5−FU)と200μlトロンビン溶液(15U/ml+17mg /ml 5−FU)を混合し、クロットを20分、完全に重合することにより作った。T FC及びトロンビン溶液での飽和濃度の5−FUの添加は、完全に不透明であっ たコントロールFGクロットに比べて、半透明であったクロットを生成するクロ ット形成を幾らか変えた。形成されたクロットは、FGのみで作ったものと色以 外は物理的に同一であった。クロットは12×75mm試験管中で作り、次いで1 0mlの緩衝液中に置いた。 5−FUの飽和溶液により形成したクロットに含まれる量に等しい量の固体無 水5−FUを含む第二グループのFGクロットを作った。これらのクロットは、 7mgの固体無水5−FUを200μlのTFC(60mg/ml)と200μlのトロ ンビン(15U/ml)に添加することにより形成した。7mgの5−FUを12× 75mm試験管中に置いた。次いで20μlのTFCを、続けて200μlのトロン ビンを加えた。次いで、3成分を、均一混合物が観察され、そしてそれ以上の混 合が凝固反応によって阻止されるまで、ピペットを前後させることにより混合し た。次いでクロットを10mlのヒスチジン緩衝液中に置いた。 最終グループはクロット当り50mgの固体無水5−FUを含有した。多量の5 −FU(7mgの代わりに50mg)のために、これまでに用いられた方法ではうま くいかなかった。均一のクロットを作る代わりに、クロットは試験管の底に固ら せている大量の5−FUで形成させた。この問題を避けるために、試験管の底を 初めに100μlのTFC(60mg/ml)と100μlのトロンビン(15U/ml )で被覆した。これは試験管の凹形の底を被覆したクロットを形成した。次に、 50mgの固体無水5−FUを200μlクロットの表面に加えた。これに続いて 100μlのTFCを100μlのトロンビンと共に加えた。2つの溶液を、自動 ピペッターを用い、蛋白がゲル化し始めるまで混合した。これが生じたとき、ピ ペット操作を終えてクロットを20分間、重合した。最終生成物は、約50mgの 5−FUの濃密なコアを含有するクロットであった。他のクロットに関しては、 これらは次いで10mlの緩衝液中に置いた。全グループ中のFGの最終全蛋白濃 度は30mg/mlであった。 各グループは10複製を含んだ。各複製は10mlの緩衝液中、37℃でインキ ュ ベートした。緩衝液は5、10、22、33、52、75及び114時間に10 mlの新鮮な緩衝液で置き換えた。次いで溶出緩衝液のアリコートを260nmの波 長セッティングで分光測光器で試験した。これまでの実験は5−FUがこの波長 で強く吸収するが、一方コントロールFGクロットからの溶出液は吸収しないこ とを示した。 結果は図面30に示す。5−FUを含まないコントロールクロットは有意な解 読を与えなかった。5−FUの飽和溶液の形で又は同等量の固体無水5−FUの いずれかの7mgの5−FUで作られたクロットは5ないし10時間の間、5−F Uのそれらの送達を完全にしたが、一方50mgの固体無水5−FUを含むクロッ トは少なくとも75時間5−FUを送達することを続けた。全ての場合での最高 濃度は5時間点で生じた。 理論に縛られることを望まないが、5−FU送達の持続はゲルに負荷された5 −FUの塊の作用であるようであった。結果として、溶液中に5−FUを含むク ロットから送達可能な5−FUの量は、薬物の溶解性により限定された。即ち、 5−FUを飽和した液体から形成したクロットに存在する量に等しい固体無水形 の量の含有は、ほとんど同一の送達動態となったが、一方、液体形を用いること が可能であるよりも大量の固体形5−FUの含有は、3倍の送達の持続、典型的 には与えられた濃度の薬物の送達の持続を10倍増加した。大量の固体無水5− FUの含有さえも大きな送達時間となることが期待された。他の実験では、我々 はクロットに含まれる5−FUの量が少なくとも5倍そして多分それ以上増加す ること、及び5−FU−FG混合物も注射可能形に処方しうること(データ示さ ず)を見出した。さらに、無水形よりも周りの水性媒体に溶解しにくい、及び/ 又は低溶解速度を有する5−FUの類似体又は他の形は、送達時間をさらに増加 させることとなろう。 この方法の結果は、液体形での薬物を使用できるよりも少なくとも10倍長い フィブリンクロットからの抗増殖/細胞傷害薬物5−FUの持続しうる送達であ る。本技術(即ち、固体形の薬物、多分、低溶解度及び/又は溶解速度のものの 用途)は、薬物粒子が懸濁するマトリックス又は薬物自体と関係なく一般に適用 できる筈である。 実施例17 線維芽細胞成長因子補足化FGおよびフィブロネクチンに対する応答における 線維芽細胞化学走性 材料および方法 材料 ダルベッコ修飾イーグル培地(DMEM)は、ミズーリ州、セント・ルイスの シグマ・ケミカルカンパニーから購入した。抗生物質−抗真菌溶液は、GIBC O(ニューヨーク州、グランド・アイランド)から購入した。組換え線維芽細胞 成長因子−1(FGF−1)および−4(FGF−4)は、メリーランド州、ロ ックビルのアメリカン・レッド・クロス、プラズマ・デリバーティブズ・ラボラ トリー、レジナルド・キッド氏およびジェネティックス・インスティテュート( マサチューセッツ州、ケンブリッジ)のご厚意によりそれぞれ頂戴した。組換え 線維芽細胞成長因子−2(FGF−2、塩基性FGFまたはbFGFとしても知 られている)は、アップステイト・バイオテクノロジー・インコーポレイテッド (ニューヨーク州、レイク・プラシド)から購入した。培養物の滅菌増殖並びに 化学走性アッセイに必要な全てのプラスチック製品は、フィッシャー・サイエン ティフィック(デラウェア州、ニューアーク)から購入した。ミリセル−PCF (12.0μm)挿入物は、ミリポア・インコーポレイテッド(マサチューセッツ 州、ベッドホード)から購入した。ヘパリンは、アップジョン・カンパニー(ミ シガン州、カラマズー)から購入した。 細胞培養 継代126のNIH/3T3線維芽細胞は、メリーランド州、ロックビルのア メリカン・タイプ・カルチャー・コレクションから購入した。継代129−13 3由来の培養物を化学走性アッセイに使用した。10%ウシ血清および約1%抗 生物質抗真菌溶液を補足したDMEM中で培養物を増殖させた。ヒト皮膚線維芽 細胞(HDFs)は、クロネティックス・インコーポレイテッド(カリフォルニ ア州、サンディエゴ)から継代2のものを購入した。継代3−5由来の培養物を 化学走性アッセイに使用した。20%FBS(ユタ州、ローガンのハイクローン ・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド)および約1%抗生物質抗真菌溶液( ニューヨーク、グランド・アイランドのジブコ)を補足したDMEM中で培養物 を培養した。 細胞化学走性アッセイ 細胞化学走性を測定するのに使用した方法は、既知の2つの方法体系を組み合 わせたものであった。ボイデン・チェンバーを修飾したものを以下のようにして 使用した:ミリセル−PCF(ミリポア・インコーポレイテッド、マサチューセ ッツ州、ベッドホード)(12.0μm)、直径12.0mmの挿入物を24ウェル プレートの個々のウェルに入れ、上部化学走性チェンバーと下部化学走性チェン バーを設けた。化学走性結果は、細胞と成長因子との各組み合わせ毎にチェッカ ー盤分析を実施することにより、得られた。材料の所で記載した全種類の細胞を 伴うFGF−1、FGF−2(ヘパリン無し)およびFGF−4について、ヘパ リン(10U/ml)を加えた場合も/加えない場合も、0.1、1、10、10 0ng/mlの濃度範囲を採用した。要するに、培養物をトリプシン処理し、DME M+0.1%ウシ血清アルブミン(BSA)(シグマ・ケミカル・カンパニー、 ミズーリ州、セント・ルイス)中に入れて、約1時間、37℃で5%CO2湿潤 チェンバー中に置いた。50μl中2から2.5×105細胞を24ウェルプレー トに設けた上部チェンバーに挿入添加した。上記のように、処置を加えた。アッ セイを、37℃で5%CO2湿潤チェンバー中4時間続けた。4時間終了時点で 、プレートをインキュベーターから取り出し、フィルターをミリセル−PCF挿 入物と共に染色するためのプロトコールに従い染色した。要するに、ミリセル− PCF挿入物の内側および外側を取り巻く流体を取り除いた。3パーセントのグ ルタルアルデヒド(シグマ・ケミカル・カンパニー、ミズーリ州、セント・ルイ ス)を約20分間、挿入物の内側および外側に加えた。3.0%グルタルアルデ ヒドを除去後、0.5%トリトンX−100(E.M.サイエンス、ニュージャ ージー州、チェリー・ヒル)を5−7分間加えた。0.5%トリトンX−100 を除去する ときに、フィッシャー社のヘマトキシリン溶液ジル製剤(フィッシャー・サイエ ンティフィック、デラウェア州、ニューアーク)No.1を約10分間加えた。 この溶液を、蒸留水で5分間流して洗浄除去した。綿棒を用いて、フィルターの 上面をぬぐい、移動しなかった細胞を取り除いた。フィルターをクリスタルマウ ントTM(バイオメダ・インコーポレイテッド、カリフォルニア州、フォスター・ シティ)溶液におけるスライドに面する低部側にマウントし、フィルターの下面 にある細胞を自動的に数え上げるイメージ・アナライジング・システムを用いて 400×および200×の両方で可視的に、無作為の10視野(フィールド)を スライドによりカウントした。 チェッカー盤分析 必須のものとして、チェッカー盤分析を実施し、無作為の移動および正および 負の化学走性を測定した。成長因子を上部および/または下部チェンバーに加え て、細胞が、GF方向に単独で移動する(化学走性)かどうか、成長因子を上部 または低部ウェルに加えたかどうか(ケモキネシス)、または細胞移動が化学走 性勾配に逆らっているかどうか(負の化学走性)にかかわりなく、移動がランダ ムであるかどうかを観察した。 FGから放出されたFGFに対する細胞移動アッセイ 化学走性チェンバーおよび細胞を上記の通り利用した。8mg/ml局所フィブリ ノーゲン複合体(TFC、アメリカン・レッド・クロス、メリーランド州、ロッ クビル)50μlを24ウェルプレートの底に加えた。試験成長因子+/−ヘパ リン40μlを最終濃度10U/ml(ヘパリンを含むFGF−1、FGF−4、 FGF−2単独)でTFCに加え、勢いよく混合した。ウシ・トロンビン(アー ムア・ファーマシュウティカル・カンパニー、イリノイ州、カンカキー)10μ lを加え、勢いよく混合した。成分を室温で約30分間ゲル化させた。下部およ び上部チェンバーの総容量は、DMEM+0.1%BSAも含めて、それぞれ0. 5mlまでにした。下式に定めるとおり、TFCに加えられたFGFの濃度を調整 して、所望の全体濃度とした: アッセイは、5%CO2湿潤チェンバー中37℃で約24時間実施した。24時 間終了後、フィルターを取り出し、固定し、染色して、フィルターの下面の細胞 数を、上記のようにして数えた。 結果 線維芽細胞の移動能力 種々のよく知られた化学走性剤(chemotactic agents)の方向に移動するNI H 3T3線維芽細胞の能力を測定して、このアッセイに使用した細胞がこの能 力を維持したことを確認した。フィブロネクチンは、NIH 3T3およびHD F類の両方について試験した中で、最も有効な化学走性剤であり、20μg/ml で最大の応答を示した(図31、表7)。従って、20μg/mlのフィブロネク チンを、移動についての正の対照として使用した。 NIH 3T3線維芽細胞のFGF−1方向への化学走性 FGF−1によるNIH 3T3線維芽細胞移動の最大刺激は、ヘパリン10 U/mlの存在下、10ng/mlで観察された(図32)。チェッカー盤分析により 、FGF−1が、NIH 3T3細胞に対する化学走性物質であることが明らか になった。 NIH 3T3線維芽細胞のFGF−2方向への化学走性 FGF−2によるNIH 3T3線維芽細胞移動の最大刺激は、FGF−2の 1ng/mlで観察された(図33)。チェッカー盤分析は、FGF−2が、NIH 3T3細胞に対する化学走性物質であることを示した(データは示さない)。 NIH 3T3線維芽細胞のFGF−4方向への化学走性 FGF−4によるNIH 3T3線維芽細胞移動の最大刺激は、10ng/mlで 観察された(図34)。チェッカー盤分析により、FGF−4が、NIH 3T 3細胞に対する化学走性物質であることが明らかになった。 HDFsのFGF−1方向への化学走性 FGF−1によるHDFs移動の最大刺激は、1ないし10ng/mlで観察され た(図35)。チェッカー盤分析は、FGF−1が、HDFsに対する化学走性 物質であることを示した(表9)。 HDFsのFGF−4方向への化学走性 FGF−1によるHDFs移動の最大刺激は、10ng/mlで観察された(図3 6)。チェッカー盤分析により、FGF−2が、HDFsに対する化学走性物質 であることが明らかになった(データは示さない)。 HDFsのFGF−4方向への化学走性 FGF−4によるHDFs移動の最大刺激が、10ng/mlで観察された(図3 7)。チェッカー盤分析は、FGF−4が、HDFsに対する化学走性物質であ ることを示した(データは示さない)。 FGに組み込まれたFGF−1、−2および-4に対するヒト皮膚線維芽細胞 移動 FGから放出されたFGFに対する最大移動応答は、1ng/mlのFG中、FG F−4の組み込まれた濃度、および全体の濃度で引き起こされた(図38)。F GF−1およびFGF−2をFGに組み込んだ場合でも、化学走性応答ピークを 生ぜしめるFGF−2の濃度が0.01mg/mlであった以外は、同様の結果が得 られた(データは示さない)。 考察 FGF類は、HFDsにおいて十分な化学走性応答を生ぜしめた。HDFsを用 いて実施した各化学走性アッセイの場合、負の対照と、最大移動応答を生ぜしめ たFGF濃度との間に非常に良好な差異が得られ、FGF−1、−2および−4 に対する応答では、それぞれ18、12および10倍であった。 成長因子による化学走性刺激は、NIH 3T3細胞の場合、HDFsの場合ほ ど高くはなかったが、これは恐らく、NIH 3T3細胞の入手可能なストック 培養物の継代数が、HDFsの場合に比べて高いことが原因であると思われる。 FGF−1、FGF−2およびFGF−4が、線維芽細胞化学走性の強力な刺 激物質であることが、見い出された。上記成長因子類の1つまたはその組み合わ せにより線維芽細胞が方向性を持って移動するという結果を、損傷部位に存在す る線維芽細胞に応用して、それにより、線維増殖、およびコラーゲンおよび細胞 外マトリクスの産生を導くことが出来る。従って、その充分に認識されている血 管形成誘導特性とは別に、FGF類は、単独で、またはPDGF、IGF−I、 TGF−βおよび/またはその他の因子との組合せのいずれかで作用して、損傷 治癒する役割を有し得るのである。 損傷治癒を速めるためのFGF類の使用に関する従来研究では、有意な結果が 得られたものはない(カーター等、1988年)。これは、最大応答を得るため に細胞をイン・ビボで因子類に長い時間さらす必要が有ることが原因であり得る (プレスタ等、セル・レギュレーション、2巻:719−726巻(1991年 )およびルスナチ等、ジャーナル・オブ・セル・フィジオロジー、154巻:1 52−161頁(1993年))。残念ながら、治癒工程を妨害しないような条 件下で、長時間、成長因子を損傷箇所に届けるのは困難である。 FGF類をFGに組み込むものである本願発明は、細胞をFGF類に長い時間 さらすことを可能にし、損傷箇所に適用され得るものである。生じたフィブリン コーティングは、組織損傷に対する本来の応答を擬態するものであり、その一方 で成長因子を損傷箇所に直接届けるものである。本願出願人による従来研究では 、FGF−1を含むFGを、人工血管移植片の内側を覆うのに使用した(本明細 書、 実施例8)。これらの移植片をウサギの血管内に置くと、FGF−1が、28日 間放出された。イヌ科の移植片に関する更なる研究では、FGF−1を移植片壁 へ組み込んだ結果、同期間内で人工移植片が全部内皮化した(グレイスラー等、 サージェリー、112巻:244−255頁(1992年))。従って、この適用 形態は、イン・ビボにおける非常に有意な生物学的効果を導くことが出来るので ある。本研究では、出願人は、線維芽細胞が、FGから放出されるFGF類方向 に引き付けられ得ることを示している。この特性は、GF−補足化TSを用いた 損傷の処置において有用なものである。 実施例18 脈管形成性物質を送達するためのTSシーラントを用いる、直接的な部位脈管 形成 この実施例では、新規血管を制御した方法によって体内で直接形成することが できる。またこの実施例では、TSは、脈管形成性物質、たとえば線維芽細胞成 長因子-1(FGF-1)を、補足TSから放出される濃度が脈管形成の誘発に有効 になるような量で含有し、送達する。 この実施例は、心臓や脳や筋肉組織のような充分な血液供給が欠けている体内 域において脈管形成を促進するような制御した方法に用いられる。またこの実施 例は、移植器官や再結合四肢に対する循環を保持したり改善するのに用いる。さ らにこの実施例は、つぎのようなものに関し血管網または「血管床」を発生させ るのに使用することができる;人工器官/類器官の形成、遺伝子治療に用いられ る細胞の送達および/または局在化および/または栄養補給、遺伝子治療の標的 、組織拡大用の細胞の栄養補給および/または局在化。またこの実施例は、脈管 形成やその下部器官の機能を損なうような異物や過剰な炎症反応を誘発しうる器 具または物質の移植の必要性を排除することができる。 本発明は、フィブロネクチンおよび/またはコラーゲンを含むかまたは含まず に、組成の1つとしてフィブリノーゲン(好適にはフィブリンの形成用)を含み、 これを、適した濃度のFGF-1のような脈管形成性物質に配合する。フィブリ ノーゲンは、また、トロンビンのたん白分解活性に抗して保護するための安定化 剤を含有することができる。FGF-1の場合、ヘパリン硫酸塩(1〜1000U /ml)を安定化剤として、濃度範囲1ng/ml〜1mg/mlで用いることもできる。 別の態様として、脈管形成物質を好適な濃度にてトロンビン、カルシウムまたは 水成分中に含ませることもできる。この組成物をトロンビンと混合し、次いで所 望の部位とつながる体内ラインまたは単一の部位へ迅速に適用する。フィブリノ ーゲン-トロンビン混合物を重合してFGを形成する。FGF-1または他の脈管 形成物質は、FGマトリックス内に、遊離形または安定化剤もくしく混合物の他 の成分に結合した状態で閉じ込めた状態のままにする。1つの実施例では、TS 中のFGF-1の濃度は0.1ng/ml〜1mg/ml、好適には1ng/ml〜100μg /ml、より好適には100ng/ml〜10μg/mlである。FGF-1または他の脈 管形成物質は、FG沈積体内で血管形成を誘発することができる。FGは自然に 生分解し、血管から排出される。 実施例19 直接的な軟骨部位誘発 この実施例は、新規軟骨の制御した形成が可能であり、また体内における損傷 した軟骨の制御した再生が可能である。この実施例では、TSは、単数または複 数の軟骨促進因子、たとえば軟骨誘発因子-Aおよび/または-B(CIF−Aお よびCIF-B、各々、TGF-B1およびTGF-B2としても知られている)およ び/または他の因子、たとえば骨有機基質誘発因子(OIF)を、補足TSから放 出される当該誘発因子の濃度が軟骨形成を誘発するのに有効な量で含有し、送達 することができる。1つの実施例では、誘発因子の濃度は、0.1ng/ml〜1mg /ml、好適には1ng/ml〜500ng/ml、より好適には100〜250ng/mlで ある。この実施例はまた薬剤、たとえば抗生物質、他の成長因子、たとえばEG F,PDGFおよびbFGFをTS中に含むことができる。軟骨誘発物質は適し た濃度で、TS製造に使用されるフィブリノーゲン、トロンビン、カルシウムま たは水成分中に含まれる。 補足TSは、移植前に所望の最終軟骨に予め形成するかまたはTSを被移植者 の体内に、当該TSが混合され重合される液体形で移植することができる。得ら れた形態は、次いで所望の形態に加工して、必要な軟骨に適した形態を得ること ができる。軟骨誘発TS(CI−TS)混合物を用いて、従来からのインプラント に予め被覆することができ、生きた軟骨を有する従来形のインプラントを得るこ とができる。 前記した任意の技術を用い、CI-TSを次いで被移植者の体内に移植する。 この移植は異所または正位とすることができる。適当な間隔ののち、CI-TS は、当初のCI-TSインプラントの形態の生存軟骨によって置き換えられる。 かかるインプラントを用いて、損傷した軟骨または失った軟骨を置換すること ができ、また人工インプラントの組織との一体性や機能を改善することができる 。かかる用途の例示には、鼻組織や耳組織の置換または再構築、イン・ビボにお いて成長した骨インプラント上の機能的連結面の形成、人工インプラント上の同 様な表面の形成が包含される。リウマチ性間接炎などの疾患によって損傷した軟 骨の修復も、CI-TSを用い、当該間接に新規で滑らかな軟骨面を形成するこ とができる。プラスチック/再構築外科手術における空間充填用途を意図したイ ンプラントは、CI-TSから形成するか、またはCI-TSを被覆して組織の一 体性を向上させて異物反応を減少させることができる。 現在の技術では、制御された軟骨の再構築は不可能であるため、本発明は、身 体の構造を完全に模写することが必要な軟骨組織の形成が可能である点で、充分 に進歩性を有するものである。これは、整形外科的用途や他の用途の両方につい て、間接や人工間接や他のインプラントの改善された修復をもたらすことができ る。 たとえば、この実施例を用いて、外傷性損傷、先天性損傷もしくは病原性損傷 の軟骨または機能不全の軟骨について、改善された整形外科インプラントや、改 善されたプラスチック/再構築インプラントを形成でき、またペースメーカーイ ンプラントおよびワイヤーの被膜を形成して組織の一体性を増加させるとともに 異物反応を減少させることができる。同様な軟骨も、同様な目的のために任意の 移植可能な器具に適用することができる。 実施例20 自己充足性TS傷用包帯 この実施例は、自己充足性TS包帯またはバンデージ(bandage)であり、これ は、FG成分のトロンビンとフィブリノーゲンの両方を含んでいる。カルシウム はトロンビンおよび/またはフィブリノーゲン成分のいずれかに含まれる。トロ ンビンまたはフィブリノーゲンのいずれかまたは一方は、成長因子、たとえばF GFまたはbFGF、または薬剤、たとえば鎮痛剤、抗生物質または他の薬剤(こ れらは、感染を阻止し、傷の回復を促進しおよび/または傷跡の形成を阻止でき る)を補足できるが、補足する必要性はない。補足物は、所期の目的、たとえば 抗生物質で微生物の増殖を阻止したり、鎮痛剤で痛みを和らげたりするのに有効 であるようなTS中の濃度とする。 トロンビンおよびフィブリノーゲンは、不浸透性膜で相互に分離し、1対とし て別の当該膜で被覆する。トロンビンおよびフィブリノーゲンは急速に蒸発する ゲル(たとえばメチルセルロース/アルコール/水)中に含まれる。バンデージは 、ゲルと接触するその表面を被覆して、使用の間に種々の位置でゲルパッドが残 存するのを保証する(図39参照)。 処置に際し、2成分を分離する膜を除去して、2成分を混合する。次いで、外 膜を除去し、バンデージを傷口にあてる。フィブリノーゲン製剤のトロンビンお よび他の成分の作用は、FSの適用の場合と同様に、フィブリノーゲンをフィブ リンへ変換させることである。これは、傷口からの出血や流体の損失を自発的に 抑制し、また感染に対する天然のバリヤーを形成する。 同様な実施例において、トロンビン成分および、トロンビンゲルとフィブリノ ーゲンゲルを分離するプラスック膜は、省略してもよい。予めトロンビンゲル中 に存在するカルシウムは、所望によりフィブリノーゲンゲル中に含ませてもよく 、含ませなくともよい。処置において、前記したように、不浸透性外膜を除去し 、バンデージを傷口に直接あてる。トロンビンおよびカルシウムは当然傷口に存 在し、前記したようにフィブリノーゲンのフィブリンへの変換を誘発するととも に、傷口からの出血や流体の損失を阻止する。この実施例は、簡易で安価で製造 が容易である利点を有する。しかしながら、患者の傷に不充分なトロンビンが存 在す る状況がある。このような場合、本発明の先に記載の実施例を使用すべきである 。 この実施例は、成分の可溶化/混合に伴う時間の遅れが生じることなくTSの 傷口への迅速な適用が可能である点で、現在実施の技術よりも、進歩性を有する 。また、処置のため知識や熟練が不要である。これらの特徴によって、種々の分 野で理想的に使用することができ、これらの分野として、兵士や救助作業や救急 車/医学関係者のチームや消防士のための外傷用パックの用途や、一般公衆用の 1次救助用キット、病院の緊急室職員による用途が挙げられる。小型の形態は一 般公衆の用途に有用である。 実施例21 生体材料の表面被覆用としての補足TS この実施例は、補足TSを、整形外科器具や動物体内へ移植される他の生体材 料の表面被覆として使用する。これらの器具として、たとえば尿カテーテル、静 脈カテーテル、縫合材、血管プロテーゼ、眼内レンズ、コンタクトレンズ、心臓 弁、肩/ひじ/でん部/ひざ代替具、全人工心臓などが挙げられる。不幸にも、 これら生体材料は、結局は動物の生命を危険にする臨床的感染につながりうる細 菌付着やコロニー化の部位となる。この問題を最小にするため、生体材料に補足 TSを被覆する。 この実施例において、TSは成長因子、抗生物質などの薬剤、BMPおよび/ または培養細胞などを補足することができる。TSに組み込むことができる抗生 物質の例示には、以下のものに制限されるものではないが、ペニシリン、セファ ロスポリン、テトラサイクリン、クロラムフェニコール、メトロニダゾール、お よびアミノグリコサイドが包含される。TSに組み込むことができる成長因子の 例示には、以下のものに制限されるものではないが、FGF、PDGF、TGF -βが包含される。TSに組み込むことができるBMPの例示には、以下のもの に制限されるものではないが、BMP1〜8が包含される。またDBMをTSに 添加することができる。TSに組み込むことができる培養細胞の例示には、以下 のものに制限されるものではないが、内皮細胞、骨芽細胞、線維芽細胞などが包 含される。 補足物は、トロンビン、フィブリノーゲン、カルシウムまたは水成分のいずれ かに含めることができる。TS中の補足物の濃度は、所期の目的、たとえば、抗 生物質によって生体材料上の微生物の増殖を抑制したり、成長因子によってTS 中および/または生体材料表面上に所望のセルタイプの増殖を誘発するのにに有 効であるのに充分なものとする。 本発明は、現存する生体材料製品を改善したもので、これには、チタンおよび チタン合金器具(たとえば、固定プレート、肩/ひじ/でん部/ひざ代替器具、 骨一体歯科インプラントなど)、固体シリコン製品(たとえば、シラスチック鼻イ ンプラント)、液体および/またはゲルシリコン製品(たとえば、乳房インプラン ト、こう丸インプラント)、および傷口の治療に通常の材料として使用される天 然または合成ポリマーが包含され、またこれは、種々の形態をとることができ、 たとえばモノフィラメント、線維アッセンブリイ(たとえば、綿、紙、不織布フ ァブリック)、フィルム、スポンジ、バッグなどが挙げられる。 FGは、次の3成分から製造することができる:フィブリノーゲン(たとえばT FCとして)およびトロンビン(これら両者は凍結乾燥形とすることができる。) 並びにカルシウム。凍結乾燥フィブリノーゲンは、滅菌水で再生できる一方、ト ロンビン成分は塩化カルシウム溶液で再生することができる。補足物は、混合前 の3成分のいずれかに添加することができる。好適な容量のフィブリノーゲンと カルシウム含有トロンビンを混合して、FGを製造する。次いで、FGを生体材 料の表面にその被膜として、たとえばスプレイ、塗装などにより適用する。別法 として、インプラントを液体形のFGに浸漬処理する。補足物は、また生体材料 表面に被覆する前後のFGに添加することもできる。たとえば、FG被覆インプ ラントを抗生物質溶液に所定の期間浸漬して、抗生物質をTSに分散させる。別 の実施例では、培養細胞をフィブリン被膜に接種したのちに、インプラント器具 にTSを被覆する。生体材料の被膜面は、動物内に移植されるが、これは、補足 TSとともに、以下のような種々の目的に有用である:生体材料に対する細菌付 着の抑制、生体材料に付着した細菌増殖の抑制、局部的免疫刺激および/または 正常化、傷治療の促進、生体材料の周囲組織への適合の促進。 本発明の他の実施例も、本明細書記載の本発明の具体的な詳細を考慮に入れれ ば、当業者には明白である。種々の変形が当業者に明白であるため、本発明は、 添付の請求の範囲に記載の範囲によってのみ制限されるものと、理解すべきであ る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI A61K 38/17 ADA 9051−4C A61K 37/02 ADZ (72)発明者 ヌニェス、ハーナン・エイ アメリカ合衆国メリーランド20855、ダー ウッド、ブライアーデイル・ロード16720 番 (72)発明者 ドローアン、ウィリアム・ナッシュ アメリカ合衆国バージニア22152、スプリ ングフィールド、オークウッド・ドライブ 8417番 (72)発明者 バージェス、ウィルソン・ヘイルス アメリカ合衆国メリーランド20877、ゲイ ザーズバーグ、シーダー・レーン13番 (72)発明者 グレイスラー、ハワード・ピー アメリカ合衆国イリノイ60610、シカゴ、 イースト・ディビジョン・ストリート71 番、アパートメント1601 (72)発明者 ハリンガー、ジェフリー・オウ アメリカ合衆国メリーランド21738、グレ ンウッド、シャープ・ロード3226番 (72)発明者 ラサ、カルロス・ザ・ファースト、ジュニ ア アメリカ合衆国メリーランド20874、ジャ ーマンタウン、ソーン・グローブ・プレイ ス12219番 (72)発明者 マッキアグ、トーマス アメリカ合衆国メリーランド20852、ロッ クビル、バレリアン・レーン6050番 (72)発明者 マックフィー、マーティン・ジェイムズ アメリカ合衆国メリーランド20878、ゲイ ザーズバーグ、マホガニー・サークル 15719番 アパートメント205

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.組織シーラントおよび薬物とからなることを特徴とする組成物。 2.充実肥厚皮膚の傷治療を抑制しない請求項1の組成物。 3.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項1または2の組成物。 4.組織シーラントおよび薬物とからなることを特徴とする薬物の局所放出を促 進する組成物。 5.該薬物が固体である請求項5の組成物。 6.該固体が該薬物の水難溶性形である請求項5の組成物。 7.該薬物が抗生物質である請求項4、5または6の組成物。 8.該薬物がテトラサイクリン遊離塩基である請求項4、5、6または7の組成 物。 9.該抗生物質がテトラサイクリン塩酸塩である請求項7の組成物。 10.該抗生物質がシプロフロキサシン塩酸塩である請求項7の組成物。 11.該薬物が抗増殖剤である請求項4の組成物。 12.該薬物が5−フルオロウラシルである請求項4、5または11の組成物。 13.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項4、5、6または11の組 成物。 14.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項7の組成物。 15.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項8の組成物。 16.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項9の組成物。 17.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項10の組成物。 18.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項12の組成物。 19.組織シーラントおよび薬物からなる組成物を組織に適用することを特徴と する薬物を組織へ局所放出する方法。 20.該組成物が請求項4、5、6または11のいずれかの組成物である請求項 19の方法。 21.該組成物が請求項7の組成物である請求項19の方法。 22.該組成物が請求項8の組成物である請求項19の方法。 23.該組成物が請求項9の組成物である請求項19の方法。 24.該組成物が請求項10の組成物である請求項19の方法。 25.該組成物が請求項12の組成物である請求項19の方法。 26.該組成物が請求項13の組成物である請求項19の方法。 27.該組成物が請求項14の組成物である請求項19の方法。 28.該組成物が請求項15の組成物である請求項19の方法。 29.該組成物が請求項16の組成物である請求項19の方法。 30.該組成物が請求項17の組成物である請求項19の方法。 31.該組成物が請求項18の組成物である請求項19の方法。 32.組織シーラントおよびその寿命をさらに延長するのに有効な量の補薬を含 む、延長された寿命を有する補薬添加組織シーラントからなる組成物。 33.該寿命がインビトロで延長される請求項32の組成物。 34.該補薬が固体である請求項32の組成物。 35.該固体が該薬物の水難溶性形である請求項34の組成物。 36.該補薬がテトラサイクリン遊離塩基である請求項32、33、34または 35の組成物。 37.該補薬がシプロフロキサシン塩酸塩である請求項32、33、34または 35の組成物。 38.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項32、33、34または3 5の組成物。 39.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項36の組成物。 40.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項37の組成物。 41.組織シーラントを含む自給式組織シーラント傷用医療材料。 42.成長因子をさらに含む請求項41の傷用医療材料。 43.該成長因子が線維芽細胞成長因子である請求項41の傷用医療材料。 44.薬物をさらに含む請求項41の傷用医療材料。 45.該薬物が抗生物質である請求項44の傷用医療材料。 46.該薬物が鎮痛剤である請求項44の傷用医療材料。 47.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項41、42、43、44、 45または46の傷用医療材料。 48.薬物を補充した組織シーラントの製造法。 49.該組織シーラント(TS)が固定する前に該TSと薬物を混合する請求項 48の方法。 50.該薬物が固体である請求項48または49の方法。 51.該固体が該薬物の水難溶性形である請求項50の方法。 52.該薬物がテトラサイクリン遊離塩基である請求項48、49、50または 51の方法。 53.該薬物がシプロフロキサシン塩酸塩である請求項48、49、50または 51の方法。 54.該薬物が5−フルオロウラシルである請求項48、49、50または51 の方法。 55.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項48または49の方法。 56.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項50の方法。 57.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項51の方法。 58.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項52の方法。 59.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項53の方法。 60.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項54の方法。 61.その混合物を固定する前に該薬物をフィブリノーゲン濃厚物、トロンビン および塩化カルシウムと混合する請求項55の方法。 62.該組織シーラントを該薬物を含有する溶液に浸漬する請求項48の方法。 63.組織シーラントおよび薬物からなる組成物を生体物質に適用することを特 徴とする生体物質の表面を被覆する方法。 64.該薬物が抗生物質である請求項63の方法。 65.該組成物がさらに細胞を含む請求項63の方法。 66.該細胞が内皮細胞、骨芽細胞または線維芽細胞である請求項65の方法。 67.該生体物質が整形外科用具または人工血管である請求項63の方法。 68.該組織シーラントがフィブリン膠である請求項63、64、65、66ま たは67の方法。
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