JPWO2018115128A5 - - Google Patents

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発明の属する技術分野
本発明は、骨欠損および抜歯創傷などの生体内の欠損部を処置するための多孔質インプラント塊組成物に関し、さらにその製造にも関する。より具体的には、本発明は、機械的に安定しているが、非常に多孔質の骨移植片代用品を可能にする新規な最適化された形状および細孔構造に関する。
The technical field to which the invention belongs The present invention relates to a porous implant mass composition for treating a defect in a living body such as a bone defect and a tooth extraction wound, and further relates to the production thereof. More specifically, the present invention relates to novel optimized shapes and pore structures that are mechanically stable but allow for highly porous bone graft substitutes.

背景
骨補填材は、整形外科、歯科手術、外傷学および矯正などの多くの分野で重要である。このような骨補填材は、例えば、骨腫瘍の除去後に残った穴を埋めるため、骨折後の骨欠損部を埋めるため、抜歯後に残る空隙を埋めるため、歯科用または整形外科用インプラント埋入前に骨を増強するため、または抗生物質もしくは骨形成物質の担体として作用させるために使用される。
Background Bone fillings are important in many areas such as orthopedics, dentistry, traumatology and orthodontics. Such bone filling materials are used, for example, to fill holes remaining after removal of bone tumors, to fill bone defects after fractures, to fill voids remaining after tooth extraction, and before implant placement for dental or orthopedic surgery. It is used to strengthen bones or to act as a carrier for antibiotics or bone-forming substances.

骨補填材は、その由来に基づいて分類され得る、すなわち、生体自身の骨が使用される自家移植材料、および材料が別の供給源から来る骨移植片代用品である。特定の骨移植片代用品としては、同種移植片(ヒト由来)材料、異種移植片(動物由来)材料および合成材料が挙げられる。 Bone grafts can be classified based on their origin, i.e., autologous materials in which the living body's own bone is used, and bone graft substitutes in which the material comes from another source. Specific bone graft substitutes include allogeneic transplant (human-derived) materials, xenograft (animal-derived) materials and synthetic materials.

自家移植材料は、骨誘導性でかつ骨伝導性であり、優れた治癒力を有するが、採取できる量は限られており、ドナー部位の罹患率とそれに伴う疼痛は患者に頻繁に起こる。 Autologous transplant materials are bone-inducible, bone-conducting, and have excellent healing power, but the amount that can be collected is limited, and the morbidity of the donor site and the associated pain frequently occur in patients .

これらの理由から、骨移植片代用品が一般的に使用されている。同種移植片および異種移植片の骨は、骨伝導性であり、かつ天然の骨と似た骨構造を有する。しかしながら、病気が伝染する恐れがある。合成骨移植片は、病気の伝染の危険性を避けることができ、無制限の量で利用可能である。また、これらは、良好な骨伝導性のために骨移植片代用品を設計し最適化するための、より大きな自由度をもたらす。 For these reasons, bone graft substitutes are commonly used. Bone from allogeneic and xenografts is osteoconducting and has a bone structure similar to that of natural bone. However, the disease can be transmitted. Synthetic bone grafts can avoid the risk of transmission of the disease and are available in unlimited amounts. They also provide greater freedom in designing and optimizing bone graft substitutes for good bone conduction.

良好な骨伝導のためには、移植片の材料が骨壁に密着していることが重要である。これを達成するためには、骨移植片材料を手術中に必要な形状に直接形成できれば有利である。この理由から、骨移植片代用品は、いかなる欠損部の輪郭にも適応できる緩い顆粒として最もよく提供されている。 For good bone conduction, it is important that the material of the graft is in close contact with the bone wall. To achieve this, it would be advantageous if the bone graft material could be formed directly into the required shape during surgery. For this reason, bone graft substitutes are best offered as loose granules that can adapt to the contours of any defect.

同種移植片および異種移植片は、通常、小柱骨片からなり、多くの合成骨移植片代用品は、骨片の天然小柱構造を模倣しようとするが、これは、小柱構造が、骨片間の多くの空間を骨内方成長のために提供するからである。残念なことに、これらの小柱構造は、非常に壊れやすいので、それらを破壊することなく十分な圧力でそれらを必要な形状に形成することは大きな課題である。 Allogeneic and heterologous implants usually consist of trabecular bone fragments, and many synthetic bone graft substitutes attempt to mimic the natural trabecular structure of bone fragments, which is the trabecular structure. This is because it provides a lot of space between bone fragments for inward bone growth. Unfortunately, these trabecular structures are so fragile that it is a major challenge to form them in the required shape with sufficient pressure without destroying them.

顆粒の安定性を増すために、壁を圧縮するか、顆粒内の気孔率を減らすことができる。しかしながら、どちらの方法でも、骨組織の内方成長が減少するか、または内方成長がなくなる。均質な内部気孔率を有する球形顆粒を使用すると、欠損部の中に入れる際に破損に対する抵抗が増すことがわかった。しかしながら、球形顆粒は、最適な骨内方成長にとって望ましい自然な粒間空間をあまり与えない。同一サイズの丸球を格子状に密集させて配置すると、計算され得る気孔率は、わずか26%である。小さな顆粒と大きな顆粒とを混ぜることで、これをさらに減らすことができる。国際公開第2005/107826号(WO-A-2005/107826)(Masperoら)に記載されているように、互いに固着する能力を有する500μm~1000μmの範囲内の球形顆粒を使用すると、40%の粒間空間が得られる。 To increase the stability of the granules, the walls can be compressed or the porosity within the granules can be reduced. However, either method reduces or eliminates inward growth of bone tissue. It was found that the use of spherical granules with a homogeneous internal porosity increased resistance to breakage when placed in the defect. However, spherical granules do not provide much of the natural intergranular space desired for optimal inward bone growth. When round balls of the same size are densely arranged in a grid pattern, the porosity that can be calculated is only 26%. This can be further reduced by mixing small and large granules. As described in WO-A-2005 / 107826 (Maspero et al.), WO 2005/107826, 40% of spherical granules in the range of 500 μm to 1000 μm capable of adhering to each other. An intergranular space is obtained.

米国特許第6,302,913号明細書(US 6’302’913 B1)(Ripamontiら)では、本発明者らは、周囲組織に接近可能な表面凹部を有するインプラントの利点を記載している。彼らの研究は、「内因性骨誘導活性」と名付けられた空洞内での速い骨形成を示す。彼らは、特定の表面形状(サイズ300~3000μmの凹部)を提供するだけで、骨形成を引き起こすことができると示唆している。しかしながら、すべての研究は、ディスク、ロッドまたは歯科用インプラント表面の修正を用いて行われた。 In U.S. Pat. No. 6,302,913 (US 6'302'913 B1) (Ripamonti et al.), We describe the advantages of implants with surface recesses accessible to surrounding tissue. .. Their study shows rapid bone formation in a cavity named "endogenous bone-inducing activity". They suggest that bone formation can be triggered simply by providing a specific surface shape (recess of size 300-3000 μm). However, all studies were performed using modifications to the surface of discs, rods or dental implants.

米国特許出願公開第2016/0184390号明細書(US-2016/0184390)には、カルシウムセラミック顆粒、骨伝導性タンパク質、および生体適合性マトリックスをベースにした合成骨移植片材料が記載されている。カルシウムセラミック顆粒は、生体適合性マトリックス内に配置されており、比表面積は、約30m/gより大きい。 US Patent Application Publication No. 2016/018439 (US-2016 / 0184390) describes synthetic bone graft materials based on calcium ceramic granules, osteoconducting proteins, and biocompatibility matrices. The calcium ceramic granules are located in a biocompatible matrix and have a specific surface area greater than about 30 m 2 / g.

したがって、最適な骨再生結果を得るために望まれるのは、欠損部に入れた際に周囲の骨壁に接触することを可能にする顆粒状の材料である。顆粒は、好ましくは、挿入時に壊れないように機械的に安定している。顆粒は、好ましくは、水分吸収のために微孔質である。塊は、好ましくは、顆粒の間に大きな網目の細孔を有する相互連結された高度に多孔質の足場を形成する。理想的には、顆粒は、表面凹部を有し、好ましくは、互いに結合して機械的に安定した塊を作り出す。 Therefore, what is desired for optimal bone regeneration results is a granular material that allows contact with the surrounding bone wall when placed in the defect. The granules are preferably mechanically stable so that they do not break upon insertion. The granules are preferably microporous for moisture absorption. The mass preferably forms an interconnected, highly porous scaffold with large mesh pores between the granules. Ideally, the granules have surface recesses and preferably combine with each other to form a mechanically stable mass.

発明の概要
本発明によるインプラントは、骨伝導性生体適合性の骨移植片代用品を提供することによって上記の課題を解決する。骨移植片代用品は、減少した粒間空間限なく、球形多孔質顆粒の実質的に高い機械的安定性を兼ね備えている。顆粒内部の構造は、高い安定性を維持しながら高い気孔率を有しているので、顆粒の著しい破損を招くことなく顆粒を欠損部に押し込むことができ、同時に、骨細胞は顆粒間の空間に成長することができる。
Outline of the Invention The implant according to the invention solves the above-mentioned problems by providing a bone conduction biocompatible bone graft substitute. Bone graft substitutes combine substantially high mechanical stability of spherical porous granules without the limitation of reduced intergranular space. The internal structure of the granules has a high porosity while maintaining high stability, allowing the granules to be pushed into the defect without causing significant damage to the granules, while at the same time the bone cells are the space between the granules. Can grow into.

本発明の例示的な実施形態では、顆粒の外側から見た場合、顆粒の表面にはくぼみがある。くぼみは植え込まれた塊の中の気孔率を著しく増加させ、したがって組織の内方成長のために顆粒間により多くの空間をもたらす。顆粒上のくぼみにより、顆粒は、不規則な形状を有し、したがって機械的安定性を維持しながら、粒間空間の増加が達成される。 In an exemplary embodiment of the invention, the surface of the granule has a dent when viewed from the outside of the granule. The depression significantly increases the porosity in the implanted mass, thus providing more space between the granules for the inward growth of the tissue. Due to the indentations on the granules, the granules have an irregular shape and thus an increase in intergranular space is achieved while maintaining mechanical stability.

本発明の一実施形態では、顆粒は、互いに結合している。それらは、生体適合性および吸収性の熱可塑性ポリマーの非常に薄い層で被覆されている。結合は、コーティングのガラス転移温度(Tg)を下げる溶剤または加圧COなどの可塑剤を使用することによって達成され得る。その後、顆粒状の塊を凝縮すると、コーティング同士が互いに圧着するか、またはある顆粒のコーティングが別の顆粒の塊になるだろう。顆粒が欠損部の中に押し込まれると、その塊は、欠損部の形状に適合し、したがって骨壁に適合し得る。可塑剤が塊から取り除かれて、Tgが再び上昇すると、前述の塊の硬化が起こり、したがって硬いインプラントが形成される。 In one embodiment of the invention, the granules are attached to each other. They are coated with a very thin layer of biocompatible and absorbent thermoplastic polymer. Bonding can be achieved by using a solvent or a plasticizer such as pressurized CO 2 that lowers the glass transition temperature (Tg) of the coating. Subsequent condensation of the granular mass will result in the coatings abutting against each other, or the coating of one granule becoming a mass of another. When the granules are pushed into the defect, the mass can adapt to the shape of the defect and thus to the bone wall. When the plasticizer is removed from the mass and Tg rises again, the aforementioned mass hardening occurs, thus forming a stiff implant.

本発明の一実施形態では、顆粒は、塊内で最大の相互連結した気孔を可能にするためだけに、いくつかの接触点で一緒に結合されている。本発明によるかかるインプラント組成物は、骨組織の内方成長および再生を可能にする開放多孔質足場または複合マトリックスを形成する。 In one embodiment of the invention, the granules are bound together at several points of contact only to allow for the largest interconnected pores within the mass. Such implant compositions according to the invention form an open porous scaffold or composite matrix that allows inward growth and regeneration of bone tissue.

一実施形態では、顆粒は、20m/g未満、好ましくは10m/g未満、より好ましくは5m/g未満、最も好ましくは3m/g未満の比表面積を有する。 In one embodiment, the granules have a specific surface area of less than 20 m 2 / g, preferably less than 10 m 2 / g, more preferably less than 5 m 2 / g, most preferably less than 3 m 2 / g.

本発明の一実施形態では、顆粒は、少なくとも1Nの平均圧縮力に耐えることができ、顆粒が挿入中に壊れないことを保証する。 In one embodiment of the invention, the granules can withstand an average compressive force of at least 1N, ensuring that the granules do not break during insertion.

例示的な実施形態では、本発明の成形可能なインプラント組成物は、生体適合性ポリマーおよびポリマー用の可塑剤と混合された複数の生体適合性顆粒を含む。可塑剤は、インプラント塊を成形することができる(すなわち、塑性変形可能である)ように、生体適合性ポリマーの少なくとも一部を調整するのに十分な量で含まれる。インプラント塊は、骨欠損部に挿入することができ、そこでインプラント塊は、欠損部の形状をとるように変形することができる。成形可能なインプラント組成物は、インサイチュまたはエクスサイチュのいずれかで特定の形状を有するように変形、成形、および/または彫刻することができる。 In an exemplary embodiment, the moldable implant composition of the invention comprises a plurality of biocompatible granules mixed with a biocompatible polymer and a plasticizer for the polymer. The plasticizer is contained in an amount sufficient to prepare at least a portion of the biocompatible polymer so that the implant mass can be molded (ie, plastically deformable). The implant mass can be inserted into the bone defect, where the implant mass can be deformed to take the shape of the defect. The moldable implant composition can be deformed, molded, and / or engraved to have a particular shape, either in situ or in situ.

本発明の一実施形態では、可塑剤は、硬化剤と協働するように選択される。硬化剤を成形可能なインプラント組成物に適用すると、可塑剤の効果が中和され、インプラント組成物が硬化し、それによって適切な構造的支持をもたらす。例示的な実施形態では、可塑剤は、体液などの水溶液に部分的に可溶であり、その結果、体液は、可塑剤の少なくとも一部をインプラント組成物から抽出することによって、硬化剤として作用し得る。 In one embodiment of the invention, the plasticizer is selected to work with the curing agent. When the hardener is applied to a moldable implant composition, the effect of the plasticizer is neutralized and the implant composition hardens, thereby providing adequate structural support. In an exemplary embodiment, the plasticizer is partially soluble in an aqueous solution such as body fluid, so that the body fluid acts as a curing agent by extracting at least a portion of the plasticizer from the implant composition. Can be.

本発明の一態様では、軟化したインプラント組成物は、成形可能であるが、液体のように流動できるほど柔軟ではない(すなわち、流体ではないが、塑性変形可能である)。変形可能なインプラントの利点は、硬化剤がこれを凝固させるまで、その硬さによってインプラントを所望の形状に維持することができることである。 In one aspect of the invention, the softened implant composition is moldable but not flexible enough to flow like a liquid (ie, not fluid but plastically deformable). The advantage of a deformable implant is that its hardness allows the implant to remain in the desired shape until the hardener coagulates it.

本発明の別の実施形態では、インプラント組成物は、流動性であり、かつインプラント部位または成形型の形状をとることができる。この本発明の態様は、所望のインプラントの形状が複雑である場合および/または施術者が形成するのが困難である場合に有利であり得る。インプラントを流動可能にすることで、インプラント塊は、インプラント部位または成形型の形状を取りやすくなり得る。 In another embodiment of the invention, the implant composition is fluid and can take the form of an implant site or molding. This aspect of the invention may be advantageous when the desired implant shape is complex and / or difficult for the practitioner to form. By making the implant fluid, the implant mass can facilitate the shape of the implant site or molding.

成形可能なインプラント組成物は、成形型を使ってエクスサイチュで成形することもできる。本発明の成形可能なインプラント組成物は、成形型の形状に容易に変形し、次いで硬化剤を使用して迅速に硬化することができる。本発明の方法に従って成形型内でインプラント組成物を成形し硬化させることで、外科手術中の貴重な時間を節約することができ、それによって費用およびリスクが低減される。例えば、抜歯後、エクスサイチュで成形型を使用して歯根のコピーを作り出すことができる。本発明のインプラントは、特定の状況に対して最良の方法を選択する能力を施術者に提供する。 The moldable implant composition can also be molded ex-site using a molding die. The moldable implant composition of the present invention can be easily transformed into a mold shape and then rapidly cured using a curing agent. Molding and curing the implant composition in a mold according to the method of the invention can save valuable time during surgery, thereby reducing costs and risks. For example, after tooth extraction, a mold can be used in Excitu to make a copy of the root. The implants of the present invention provide the practitioner with the ability to select the best method for a particular situation.

本発明の別の実施形態では、複数の顆粒は、大部分がリン酸カルシウムまたは他のカルシウムベースのミネラルで作られた骨組織適合性セラミックから形成される。本発明によるリン酸カルシウムセラミックで作られたインプラントは、(i)既存の骨組織との直接接着および結合を発達させる能力;(ii)細胞の機能と発現を促進する能力;(iii)新しい骨を形成するための足場または鋳型を用意する能力;および(iv)骨形成を促進し、生物活性物質の担体として作用する能力などの性能を示す。 In another embodiment of the invention, the granules are formed from bone tissue compatible ceramic, mostly made of calcium phosphate or other calcium based minerals. Implants made of calcium phosphate ceramics according to the present invention have (i) the ability to develop direct adhesion and binding to existing bone tissue; (ii) the ability to promote cell function and expression; (iii) form new bone. The ability to prepare scaffolds or templates for the purpose; and (iv) show performance such as the ability to promote bone formation and act as a carrier for bioactive substances.

本発明の別の実施形態では、複数の顆粒は、β-リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、それらの混合物、または他の合成的に生成されたリン酸カルシウム相などの合成生体材料から形成される。 In another embodiment of the invention, the granules are formed from synthetic biomaterials such as β-tricalcium phosphate, hydroxyapatite, mixtures thereof, or other synthetically produced calcium phosphate phases.

本発明のこれら特徴および他の特徴は、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになる。 These and other features of the invention will be more fully apparent from the claims and attachments below.

図面の簡単な説明
本発明の上記および他の利点および特徴をさらに明確にするために、添付の図面に示されているその特定の実施形態を参照することによって、本発明のより詳細な説明が行われる。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがってその範囲を限定すると見なされるべきではないことを理解されたい。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS To further clarify the above and other advantages and features of the invention, a more detailed description of the invention is provided by reference to the particular embodiments shown in the accompanying drawings. Will be done. It should be understood that these drawings show only typical embodiments of the present invention and therefore should not be considered to limit their scope.

図1は、本発明に記載されているように修正することなく製造されたリン酸カルシウムを含む典型的な球形顆粒を示す。FIG. 1 shows a typical spherical granule containing calcium phosphate produced without modification as described in the present invention. 図2a~2cは、顆粒のサイズに対して増加するサイズのくぼみを有する本発明による例示的なインプラント組成物を示し;顆粒は、様々なサイズ範囲内のポロゲンを用いて一定圧力で製造される。Figures 2a-2c show exemplary implant compositions according to the invention with indentations of a size that increases relative to the size of the granules; the granules are made at constant pressure with pologens within various size ranges. .. 図3aおよび3bは、顆粒が単一サイズ範囲内のポロゲンおよび様々な圧力を用いて製造される、本発明によるさらに例示的なインプラント組成物を図示する。FIGS. 3a and 3b illustrate more exemplary implant compositions according to the invention, in which the granules are made with porogen within a single size range and various pressures. 図4a~4dは、顆粒のサイズに対して増加するサイズのくぼみを有する円筒形顆粒を用いて製造されたサンプルを示し、ここで顆粒は、様々なサイズ範囲内のポロゲンを用いて一定圧力で製造される。FIGS. 4a-4d show samples made with cylindrical granules with indentations of a size that increases relative to the size of the granules, where the granules are at constant pressure with porogen within various size ranges. Manufactured. 図5a~5cは、粒間空間の測定を説明する。FIGS. 5a-5c illustrate the measurement of intergranular space. 図6は、くぼみのない球形顆粒ならびに本明細書に記載されるような例示的なくぼみを有する顆粒の分析された粒間気孔率の結果を示す。FIG. 6 shows the results of analyzed intergranular porosity of spherical granules without pits and granules with exemplary pits as described herein. 図7は、本発明による顆粒の破壊力が測定される適用される試験方法を示す。FIG. 7 shows an applied test method in which the destructive force of granules according to the present invention is measured. 図8は、市販の顆粒に対する本発明による顆粒の破壊力比較試験の結果を示す。FIG. 8 shows the results of a granule destructive force comparative test according to the present invention against commercially available granules. 図9は、水銀圧入ポロシメトリーによる測定で、焼結粒子間の細孔の少なくとも75%が、約1~約10μmの直径を有することを示す。FIG. 9 shows that at least 75% of the pores between the sintered particles have a diameter of about 1 to about 10 μm, as measured by mercury intrusion porosymmetry.

図面の詳細な説明
図2a~2cによれば、図1による顆粒は、外側からくぼみを加えることによって修正された。使用したポロゲンは、セルロース球であった。加えた圧力は、100MPaであった。これらの例示的な実施形態を作るために、異なるサイズの球形ポロゲン、すなわち図2aに示すように100~200μm、図2bに示すように200~355μm、および図2cに示すように355~500μmを使用した。
Detailed Description of Drawings According to FIGS. 2a-2c, the granules according to FIG. 1 were modified by adding indentations from the outside. The porogen used was cellulose spheres. The applied pressure was 100 MPa. To make these exemplary embodiments, spherical porogens of different sizes, ie 100-200 μm as shown in FIG. 2a, 200-355 μm as shown in FIG. 2b, and 355-500 μm as shown in FIG. 2c. used.

図3aおよび3bによれば、図1による顆粒は、外側からくぼみを加えることによって修正された。使用したポロゲンは、セルロース球であった。ポロゲンのサイズは、355~500μmの範囲内になるように選択された。適用される圧力は、図3aに示すように10MPa、または図3bに示すように26MPaのいずれかであった。 According to FIGS. 3a and 3b, the granules according to FIG. 1 were modified by adding indentations from the outside. The porogen used was cellulose spheres. The size of the porogen was selected to be in the range of 355-500 μm. The applied pressure was either 10 MPa as shown in FIG. 3a or 26 MPa as shown in FIG. 3b.

図4a~4dによれば、円筒形顆粒の小さなくぼみから大きなひずみまで、異なるサイズのセルロース球が円筒形顆粒に及ぼす影響が実証された。適用される圧力は、100MPaであり、使用されるセルロース球のサイズは、図4aに示されるように100~200μm、図4bに示されるように200~355μm、図4cに示されるように355~500μm、図4dに示されるように710~1000μmの範囲であるように選択された。 Figures 4a-4d demonstrate the effect of different sized cellulose spheres on cylindrical granules, from small indentations to large strains in cylindrical granules. The applied pressure is 100 MPa and the size of the cellulose spheres used is 100-200 μm as shown in FIG. 4a, 200-355 μm as shown in FIG. 4b, 355-as shown in FIG. 4c. It was selected to be in the range of 500 μm, 710 to 1000 μm as shown in FIG. 4d.

図5a~5cによれば、粒間空間は、顆粒で充填された規定の円筒形容積を通して3D再構成マイクロCTスライスの画像分析によって測定された。顆粒内部の気孔率は測定されず、顆粒間の細孔のみが分析された。a)インプラント塊を通るマイクロCTスライス、b)画像のコントラストの調整による顆粒内の気孔の除去、c)3Dモデルの生成。粒間気孔率は、3Dモデルを使用して容積測定で計算される。 According to FIGS. 5a-5c, the intergranular space was measured by image analysis of 3D reconstituted micro CT slices through a defined cylindrical volume filled with granules. Porosity inside the granules was not measured, only the pores between the granules were analyzed. a) Micro CT slices through the implant mass, b) Removal of pores in the granules by adjusting the contrast of the image, c) Generation of a 3D model. Intergranular porosity is calculated by volumetric measurement using a 3D model.

図7によれば、平均サイズおよび平均形状の単一の顆粒が選択され、機械的試験装置に入れられた。10Nの荷重のセルが使用され、顆粒が破断するまで1mm/分の速度で顆粒に負荷がかけられた。 According to FIG. 7, a single granule of average size and average shape was selected and placed in a mechanical test device. A cell with a load of 10 N was used and the granules were loaded at a rate of 1 mm / min until the granules broke.

図8によれば、結果は、本発明に従って製造された顆粒の機械的破壊力が、高度に多孔質の競合製品(Bio-Oss(登録商標)(Geistlich、スイス)、Cerasorb(登録商標)M(Curasan AG、独国)、BoneCeramic(商標)(Straumann、スイス))と比較して有意に高く、くぼみのない球形顆粒と比較して低減されていないことを示す。 According to FIG. 8, the results show that the mechanically destructive force of the granules produced according to the present invention is a highly porous competing product (Bio-Oss® (Geistrich, Switzerland), Cerasorb® M. (Curasan AG, Germany), BoneCeramic ™ (Straumann, Switzerland)) is significantly higher , indicating no reduction compared to pitless spherical granules.

図9によれば、水銀圧入ポロシメトリー測定を用いて、本発明による顆粒において、顆粒内の焼結粒子間の細孔が均質であることを実証した。すなわち、細孔の少なくとも75%の平均直径は、約1~約10μmの間である。 According to FIG. 9, mercury intrusion porosymmetry measurements were used to demonstrate that in the granules according to the invention, the pores between the sintered particles in the granules are homogeneous . That is, the average diameter of at least 75% of the pores is between about 1 and about 10 μm.

例示的な実施形態の説明
本発明の実施形態は、骨欠損または創傷を修復するための成形可能なインプラント組成物を含む。成形可能なインプラント組成物は、複数の粒子状顆粒から形成されている。生体適合性ポリマーは、顆粒の周りに配置されるか、または顆粒上にコーティングされる。顆粒およびポリマーを充填または凝集させてインプラント塊を形成し、ポリマーを可塑剤で軟化させてインプラント塊を成形可能または流動可能にする。インプラント塊は、特定の骨欠損部または構造上の空隙を埋める骨インプラントを形成するように成形または彫刻される。次に、インプラント組成物を、硬化させるか、または硬化を引き起こさせる。以下でより十分に説明されるように、(i)ポリマーを軟化させること、(ii)インプラント塊を形成すること、および(iii)インプラント塊を成形することの順序およびタイミングは、本発明の様々な実施形態に従って変わり得る。
Description of Exemplary Embodiments Embodiments of the present invention include a formable implant composition for repairing a bone defect or wound. The moldable implant composition is formed from a plurality of particulate granules. The biocompatible polymer is placed around or coated on the granules. The granules and polymer are filled or aggregated to form an implant mass, and the polymer is softened with a plasticizer to make the implant mass formable or fluid. Implant mass is shaped or engraved to form a bone implant that fills a particular bone defect or structural void. The implant composition is then cured or caused to cure. As more fully described below, the order and timing of (i) softening the polymer, (ii) forming the implant mass, and (iii) forming the implant mass are various of the present invention. It can change according to various embodiments.

これまでのところ、(i)非破壊コーティング、および(ii)欠損部内への非破壊挿入および凝縮を可能にするためには、一定の機械的強度の顆粒が必要とされるので、かかるインプラント組成物は、球形顆粒を使用することによってしか製造できない。しかしながら、このことによって顆粒間の気孔率は制限され、インプラント塊の挿入後に組織が利用可能な開放空間の量は減少する。本発明によれば、本発明者らは、機械的特性を著しく低下させることなく、表面凹部を加えることによって粒子間の気孔をどのように増加させることができるかを見出した。 So far, such implant compositions have required constant mechanical strength granules to allow (i) non-destructive coatings and (ii) non-destructive insertion and condensation into the defect. The product can only be manufactured by using spherical granules. However, this limits the porosity between the granules and reduces the amount of open space available to the tissue after insertion of the implant mass. According to the present invention, the present inventors have found how the pores between particles can be increased by adding surface recesses without significantly reducing the mechanical properties.

I.インプラント組成物の成分
ここで、本発明によるインプラントの様々な成分について説明する。
I. Components of Implant Composition Here, various components of the implant according to the present invention will be described.

例示的な実施形態では、本発明は、生体適合性顆粒を含み、これはインプラント塊に構造的支持または生理学的利点をもたらす硬質物質である。顆粒は、合成材料、天然材料、高分子材料、または非高分子材料で作製され得る。一実施形態では、顆粒はまた、インプラントが経時的に分解するようにおよび/または天然の骨組織と交換されるように分解可能でもある。 In an exemplary embodiment, the invention comprises biocompatible granules, which are hard materials that provide structural support or physiological benefits to the implant mass. Granules can be made of synthetic, natural, polymeric or non-polymeric materials. In one embodiment, the granules are also degradable so that the implant decomposes over time and / or replaces natural bone tissue.

本発明の生体適合性顆粒は、合成生体適合性材料、例えば、生体高分子、バイオガラス、バイオセラミック、より好ましくは硫酸カルシウム、酸化ケイ素、リン酸カルシウム、例えば、リン酸一カルシウム一水和物、無水リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウム無水物、無水リン酸二カルシウム、リン酸四カルシウム、オルトリン酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム、α-リン酸三カルシウム、β-リン酸三カルシウム(β-TCP)、アパタイト、例えば、ヒドロキシアパタイト(HA)、またはポリマー、例えば、ポリ(α-ヒドロキシエステル)、ポリ(オルトエステル)、ポリ(エーテルエステル)、ポリ無水物、ポリ(ホスファゼン)、ポリ(プロピレンフマレート)、ポリ(エステルアミド)、ポリ(エチレンフマート)、ポリ(アミノ酸)、ポリサッカライド、ポリペプチド、ポリ(ヒドロキシブチレート)、ポリ(ヒドロキシバレレート)、ポリウレタン、ポリ(リンゴ酸)、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリカプロラクトン、ポリ(グリコリド-コ-トリメチレンカーボネート)、ポリジオキサノン、またはそれらのコポリマー、それらのターポリマーまたはそれらのポリマーのブレンド、または生体適合性材料と分解性材料との組み合わせで作製され得る。 The biocompatible granules of the present invention are synthetic biocompatible materials such as biopolymers, bioglasses, bioceramics, more preferably calcium sulfate, silicon oxide, calcium phosphate, such as monocalcium phosphate monohydrate, anhydrous. Monocalcium Phosphate, Dicalcium Phosphate Anhydride, Dicalcium Phosphate, Tetracalcium Phosphate, Calcium Orthorate, Calcium Pyrophosphate, α-Tricalcium Phosphate, β-Tricalcium Phosphate (β-TCP), Apatite, For example, hydroxyapatite (HA), or polymer, such as poly (α-hydroxyester), poly (orthoester), poly (ether ester), polyanhydride, poly (phosphazene), poly (propylene fumarate), poly. (Esteramide), Poly (ethylene fumate), Poly (amino acid), Polyhydride, Polypeptide, Poly (Hydroxybutyrate), Poly (Hydroxyvalerate), Polyurethane, Poly (Apple acid), Polylactide, Polyglycolide, It can be made from polycaprolactone, poly (glycolid-co-trimethylene carbonate), polydioxanone, or copolymers thereof , their terpolymers or blends of their polymers , or combinations of biocompatible and degradable materials.

本発明の生体適合性顆粒は、異種移植片もしくは同種移植片または他の動物もしくはヒト由来の硬質物質などの天然に存在する材料で作製され得る。当業者には明らかなように、かかる材料は、小さな粒子に粉砕することができ、次いで既知の造粒および焼結技術を用いて顆粒を作製することができる。 The biocompatible granules of the present invention can be made of naturally occurring materials such as xenografts or allografts or other animal or human-derived hard materials. As will be apparent to those of skill in the art, such materials can be ground into small particles and then granules can be made using known granulation and sintering techniques.

リン酸カルシウムセラミックスは、生体適合性であり、かつ様々な生物医学的用途に使用され得る。ヒドロキシアパタイトおよびβ-TCPバイオセラミックスならびにそれで作製された二相性セラミックスは、骨のミネラル成分とイオン性が似ているので特に有用な材料である。また、それらの吸収速度を、特定の治療法のニーズに合わせて制御することができる。さらに、β-TCPは分解性であるため、生体内で吸収され、新しく形成された骨と交換することができる。 Calcium phosphate ceramics are biocompatible and can be used in a variety of biomedical applications. Hydroxyapatite and β-TCP bioceramics and biphasic ceramics made from them are particularly useful materials because they are similar in ionicity to the mineral component of bone. In addition, their absorption rate can be controlled according to the needs of a specific treatment method. Furthermore, because β-TCP is degradable, it can be absorbed in vivo and replaced with newly formed bone.

本発明の別の実施形態では、顆粒は、顆粒内に相互連結した気孔を有し、これにより体液を取り込むことが可能になる。体液は、組織の再生を助けるタンパク質と因子を含む。多孔質の顆粒を使用することで、移植材料の量を減らし、より良好なインサイチュでの組み込みが可能になる。 In another embodiment of the invention, the granules have interstitial pores within the granules that allow the uptake of body fluids. Body fluids contain proteins and factors that help tissue regeneration. The use of porous granules reduces the amount of implantable material and allows for better in situ incorporation.

したがって、一実施形態では、細孔は、約1μm~約10μmの平均の均質な直径を有する。均質とは、顆粒が、水銀圧入ポロシメトリーによって測定して、細孔の少なくとも75%の直径が、約1~約10μmの直径を有することによって定義される均質な表面気孔率を有することを意味する。 Thus, in one embodiment, the pores have an average homogeneous diameter of about 1 μm to about 10 μm. Homogeneity means that the granules have a homogeneous surface porosity defined by having a diameter of at least 75% of the pores having a diameter of about 1 to about 10 μm, as measured by mercury intrusion porosity. do.

例示的な実施形態では、約100μm~約4000μm、好ましくは約500μm~約1000μmのフェレット径を有する生体適合性顆粒が選択される。 In an exemplary embodiment, biocompatible granules with a ferret diameter of about 100 μm to about 4000 μm, preferably about 500 μm to about 1000 μm are selected.

フェレット径という用語は、顆粒が不規則な形状であり得ることを示すが、くぼみのある球形顆粒などの規則的な形状の顆粒を使用することが有利な場合もあり得る。用途によっては、球形顆粒を使用すると、取り扱いが容易になり、既知の容積のキャビティを満たすのに必要な量をより簡単に概算することができる。球形または他の規則的な形状および/またはサイズの顆粒は、隣接粒子間により均一な細孔構造または足場を形成する。しかしながら、整然とした構造の欠点は、粒間気孔率が低いことである。したがって、顆粒が不規則な形状を有する場合、これは有利になり得る。不規則な形状とは、実質的にいかなる顆粒も実質的に球形ではなく、例えば、ロッド、チップ、三脚の形の形状を有する、または、本発明により詳細に記載されているように、歪んだ顆粒であることを意味する。 The term ferret diameter indicates that the granules can be irregularly shaped, but it may be advantageous to use regularly shaped granules, such as spherical granules with indentations. For some applications, spherical granules are easier to handle and more easily estimate the amount required to fill a cavity of known volume. Granules of spherical or other regular shape and / or size form a more uniform pore structure or scaffold between adjacent particles. However, the drawback of the orderly structure is the low intergranular porosity. Therefore, this can be advantageous if the granules have an irregular shape. Irregular shape means that substantially any granule is not substantially spherical and has, for example, the shape of a rod, tip, tripod, or is distorted as described in detail by the present invention. It means that it is a granule.

好ましくは、顆粒は、不規則な表面を有する。これは天然の骨構造をシミュレートし、骨細胞がより効果的にマトリックス中に成長するのを助ける。 Preferably, the granules have an irregular surface. This simulates the natural bone structure and helps bone cells grow more effectively in the matrix.

このような顆粒をどのようにして作製できるのかの一例を、以下に記載する。60%のヒドロキシアパタイト(HA)および40%のβ-リン酸三カルシウム(β-TCP)の比率を有する二相性リン酸カルシウムの球形顆粒を形成するために、β-TCP155グラムおよび1μm~30μmの粒径を有するHA粉末232.5gを、セルロース112.5gとパウダーミキサーで混合した。連続的に撹拌しながら、250ミリリットルの脱イオン水を、粉末混合物にゆっくりと加えた。得られた塊を、マルチホール800μmノズルを通して押出し、ペレットラウンダー内で3分間球形化して、平均直径約350μm~約1000μmの顆粒を得た。その後、得られたグリーン体顆粒を、1100℃で8時間焼結した。 An example of how such granules can be produced is described below. 155 grams of β-TCP and a particle size of 1 μm to 30 μm to form spherical granules of biphasic calcium phosphate with a ratio of 60% hydroxyapatite (HA) and 40% β-tricalcium phosphate (β-TCP). 232.5 g of HA powder having the above was mixed with 112.5 g of cellulose in a powder mixer. 250 ml of deionized water was slowly added to the powder mixture with continuous stirring. The obtained mass was extruded through a multi-hole 800 μm nozzle and sphericalized in a pellet rounder for 3 minutes to obtain granules having an average diameter of about 350 μm to about 1000 μm. Then, the obtained green granules were sintered at 1100 ° C. for 8 hours.

球形顆粒の製造には、高剪断混合および流動層造粒などの他の方法も使用され得る。このような顆粒をどのようにして流動層造粒により作製できるのかの一例を、以下に記載する。β-TCPの顆粒を形成するために、1μm~30μmの粒径のβ-TCP粉末1.5キログラムを、セルロース500グラムと一緒に流動層造粒機に入れた。粉体混合物を、毎時160立方メートルの吸入空気流で流動化し、ポリビニルピロリドン溶液を容器に噴霧して、毎分50グラムの噴霧速度で粒子を凝集させた。25分後、約350μm~約1000μmの平均直径を有する顆粒が得られた。得られたβ-TCPのグリーン体顆粒を、その後、1100℃で8時間焼結した。 Other methods such as high shear mixing and fluidized bed granulation may also be used to produce spherical granules. An example of how such granules can be produced by fluidized bed granulation is described below. In order to form β-TCP granules, 1.5 kg of β-TCP powder having a particle size of 1 μm to 30 μm was placed in a fluidized bed granulator together with 500 g of cellulose. The powder mixture was fluidized with a suction air stream of 160 cubic meters per hour and the polyvinylpyrrolidone solution was sprayed onto the vessel to agglomerate the particles at a spray rate of 50 grams per minute. After 25 minutes, granules with an average diameter of about 350 μm to about 1000 μm were obtained. The obtained β-TCP green granules were then sintered at 1100 ° C. for 8 hours.

本発明の範囲内で、顆粒は、規則的または不規則的な表面および形状を有し、くぼみを含む。好ましくは、くぼみは、凹部またはディンプルである。顆粒の表面のくぼみは、ポロゲンを、硬化していない状態で顆粒の表面に押し込むことによって得ることができる(上記の例では、これは焼結プロセスの前を意味するであろう)。ポロゲンの形状により、様々な形状のくぼみを得ることができる。好ましくは、ポロゲンは、凹状のくぼみをもたらすように球形である。凹面の特徴は、好ましくは顆粒の表面の少なくとも25%を覆う。より好ましくは、凹面の特徴は、好ましくは顆粒の表面の少なくとも50%を覆う(図2~4を参照)。 Within the scope of the invention, the granules have a regular or irregular surface and shape, including pits. Preferably, the indentation is a recess or dimple. Indentations on the surface of the granules can be obtained by pushing the porogen into the surface of the granules in an uncured state (in the above example, this would mean before the sintering process). Depending on the shape of the porogen, dents of various shapes can be obtained. Preferably, the porogen is spherical to provide a concave depression. The concave feature preferably covers at least 25% of the surface of the granules. More preferably, the concave features preferably cover at least 50% of the surface of the granules (see FIGS. 2-4).

好ましい実施形態によれば、複数の生体適合性顆粒を含み、その顆粒の少なくとも一部が表面のくぼみを有する、生体内の欠損部の修復に使用される多孔質インプラント組成物を製造する方法は、
- 顆粒を製造し、顆粒をポロゲンと混合すること;
- 顆粒の少なくとも一部の表面にポロゲンを押し込むこと;
- ポロゲンが顆粒と接触した表面にくぼみが残るように、ポロゲンをインプラント塊から除去すること
を含む。
According to a preferred embodiment, a method for producing a porous implant composition used for repairing a defect in vivo, comprising a plurality of biocompatible granules, wherein at least a portion of the granules has a surface depression. ,
-Producing granules and mixing the granules with Porogen;
-Pushing porogen onto the surface of at least part of the granules;
-Contains to remove the porogen from the implant mass so that a dent remains on the surface where the porogen comes into contact with the granules.

このようなくぼみをどのようにして球形顆粒の表面に生じさせ得るのかの一例を、以下に記載する。グリーン体顆粒は、製造直後から使用された。350~500μmのサイズ範囲内のセルロース球を、まだ濡れている球形のグリーン体と、ターブラミキサー(Turbula mixer)で、25rpmで7分間混合した。 An example of how such a depression can be formed on the surface of a spherical granule is described below. Green granules were used immediately after production. Cellulose spheres in the size range of 350-500 μm were mixed with the still wet spherical green body in a Turbula mixer at 25 rpm for 7 minutes.

このようにして得られた混合物を、円筒形容器に充填し、油圧プレスで16~24MPaで2分間プレスした。セルロース球は、このようにしてグリーン体顆粒の表面に押し込まれた。くぼみのある顆粒は、次いで、乾燥棚で70℃で一晩乾燥された。得られたグリーン体顆粒を、その後、1100~1200℃で4~8時間焼結した。焼結後、顆粒を分級し、約500~1000μmの平均直径を有する顆粒が得られた。 The mixture thus obtained was filled in a cylindrical container and pressed with a hydraulic press at 16 to 24 MPa for 2 minutes. Cellulose spheres were thus pushed onto the surface of the green granules. The pitted granules were then dried overnight at 70 ° C. on a drying shelf. The obtained green granules were then sintered at 1100-1200 ° C. for 4-8 hours. After sintering, the granules were classified to obtain granules having an average diameter of about 500 to 1000 μm.

このようなくぼみをどのようにしてスティックの形の非球形顆粒の表面に生じさせ得るのかのさらなる例を、以下に記載する。丸みを帯びたものではなくオーブンで乾燥させたものであるが、上記のようなグリーン体顆粒を使用した。約100~1000μmの様々なサイズのセルロース球を、グリーン体と一緒に混合した。こうして得られた混合物を、円筒形容器に充填し、油圧プレスで100MPaで1分間2回プレスした。次に、こうして得られたくぼみのあるスティックを、乾燥棚で70℃で一晩乾燥させた。得られたグリーン体を、その後、1100~1200℃で4~8時間焼結した。 Further examples of how such depressions can occur on the surface of stick-shaped non-spherical granules are described below. Although not rounded but oven-dried, green granules as described above were used. Cellulose spheres of various sizes, about 100-1000 μm, were mixed with the greens. The mixture thus obtained was filled in a cylindrical container and pressed twice for 1 minute at 100 MPa with a hydraulic press. The recessed stick thus obtained was then dried overnight at 70 ° C. on a drying shelf. The obtained green body was then sintered at 1100-1200 ° C. for 4-8 hours.

本発明で使用され得るポロゲンは、燃焼、溶融、溶解、浸出または機械的除去によってインプラント組成物から除去可能な任意の天然または合成物質であり得る。最終製品中のポロゲンの残留物は、インプラント組成物の生体適合性を考慮して十分に低くなければならない。ポロゲンの例としては、ポリサッカライドおよびその誘導体、例えば、セルロース、微結晶セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートスクシネート(AQOAT)、エチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、セルロースアセテートフタレート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、クロスカルメロース、デンプン、加工デンプン;グリコール酸ナトリウムデンプン、アルファ化デンプンが挙げられる。例としては、合成ポリマーおよびそれで作られたコポリマー、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、シリコーン、ポリラクチドおよびポリグリコリドもあり得る。さらなる例としては、塩、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸水素ナトリウムもあり得る。さらなる例としては、氷または凍結物質もあり得る。 Porogens that can be used in the present invention can be any natural or synthetic material that can be removed from the implant composition by burning, melting, dissolving, leaching or mechanical removal. The porogen residue in the final product should be low enough to allow for biocompatibility of the implant composition. Examples of porogens are polysaccharides and their derivatives such as cellulose, microcrystalline cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxypropylmethyl cellulose acetate succinate (AQOAT), ethyl cellulose, carboxymethyl ethyl cellulose, cellulose acetate phthalate. , Hydroxypropylmethylcellulose phthalate, croscarmellose, starch, processed starch; sodium glycolate starch, pregelatinized starch. Examples may also be synthetic polymers and copolymers made thereof, such as polymethylmethacrylate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, silicones, polylactide and polyglycolide. Further examples may be salts such as sodium chloride, potassium chloride, sodium hydrogen carbonate. Further examples may be ice or frozen material.

ポロゲンは、単独で使用するか、または必要に応じて、2種類以上の賦形剤と組み合わせて使用することもできる。好ましくは、塩は浸出によって除去することができ、ポリマーおよびポリサッカライドは燃焼によって除去することができ、凍結物質は溶融によって除去することができ、ポリマーは溶解によって除去することができる。 Porogen can be used alone or in combination with two or more excipients, if desired. Preferably, the salt can be removed by leaching, the polymer and polysaccharide can be removed by burning, the frozen material can be removed by melting, and the polymer can be removed by melting.

この新規な方法によって達成された顆粒間の気孔率の増加を分析するために、顆粒で充填された規定の円筒形容積を通して3D再構成マイクロCTスライスの画像分析によって粒間気孔率を測定した(図5)。球状顆粒を含むインプラント組成物の粒間気孔率が40%であったのに対し、上記の実験を使用してくぼみを加えると、51%の粒間気孔率が生じ、これは27.5%の粒間気孔率の増加に相当する(図6)。 To analyze the increase in intergranular porosity achieved by this novel method, intergranular porosity was measured by image analysis of 3D reconstituted micro CT slices through a defined cylindrical volume filled with granules ( FIG. 5). The implant composition containing spherical granules had an intergranular porosity of 40%, whereas the addition of pits using the above experiment resulted in a 51% intergranular porosity, which was 27.5%. Corresponds to an increase in intergranular porosity (Fig. 6).

顆粒の機械的安定性を測定するために、平均サイズおよび平均形状の単一の顆粒を選択し、機械試験装置に入れた(図7)。本発明による顆粒の機械的破壊力を、市販の顆粒と比較した。1製品につき少なくとも20粒の顆粒を試験した。結果は、以下の通りであった:競合製品、例えば異種の骨小柱形状の移植片材料Bio-Oss(登録商標)(Geistlich、スイス)、合成多孔性Cerasorb(登録商標)M(Curasan、独国)ならびに合成骨小柱形状のBoneCeramic(商標)(Straumann、スイス)は、平均1Nをはるかに下回る破壊力を示した。顆粒の中心部に内部気孔が集中した球形の顆粒は、平均1.5Nの破壊力を示した。本発明に記載の方法は、破壊時の力を低下させることなく、粒間気孔率を40%から51%に増加させた。 To measure the mechanical stability of the granules, a single granule of average size and shape was selected and placed in a mechanical test device (FIG. 7). The mechanical destructive power of the granules according to the present invention was compared with that of commercially available granules. At least 20 granules were tested per product. The results were as follows: Competitive products such as Bio-Oss® (Registered Trademark) (Geistrich, Switzerland), Synthetic Porous Cerasorb® M (Curasan, Germany), a heterogeneous bone trabecular graft material. (Country) as well as the synthetic bone trabecular shape BoneCeramic ™ (Straumann, Switzerland) showed destructive power well below an average of 1N. Spherical granules with concentrated internal pores in the center of the granules showed an average destructive power of 1.5N. The method described in the present invention increased the intergranular porosity from 40% to 51% without reducing the force at break.

結果は、本発明に従って製造された顆粒が、高度に多孔質の競合製品と比較し、くぼみのない球形顆粒と比較して著しく低減されていない、有意に高い平均機械破壊力を有することを示す。 The results show that granules produced according to the present invention have significantly higher average mechanical destructive power, which is not significantly reduced compared to highly porous spherical granules compared to highly porous spherical granules. show.

本発明のインプラント組成物は、インプラント塊を形成するために顆粒の周りに配置された生体適合性ポリマーも含み得る。一実施形態では、顆粒の一部または全部が生体適合性ポリマーでコーティングされている。例示的な実施形態では、生体適合性ポリマーは、インプラントが新しく形成された生体組織によって置き換えられる際に体内への吸収を促進するように分解性でもある。 The implant composition of the present invention may also include a biocompatible polymer placed around the granules to form an implant mass. In one embodiment, some or all of the granules are coated with a biocompatible polymer. In an exemplary embodiment, the biocompatible polymer is also degradable to facilitate absorption into the body when the implant is replaced by newly formed biological tissue.

本発明での使用に適した生体適合性および好ましくは吸収性ポリマーとしては、ポリ(α-ヒドロキシエステル)、ポリ(オルトエステル)、ポリ(エーテルエステル)、ポリ無水物、ポリ(ホスファゼン)、ポリ(プロピレンフマレート)、ポリ(エステルアミド)、ポリ(エチレンフマレート)、ポリ(アミノ酸)、ポリサッカライド、ポリペプチド、ポリ(ヒドロキシブチレート)、ポリ(ヒドロキシバレレート)、ポリウレタン、ポリ(リンゴ酸)、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリカプロラクトン、ポリ(グリコリド-コ-トリメチレンカーボネート)、ポリジオキサノン、またはそれらのコポリマー、ターポリマー、またはそれらのポリマーのブレンドが挙げられる。 Biocompatible and preferably absorbent polymers suitable for use in the present invention include poly (α-hydroxyester), poly (orthoester), poly (ether ester), polyanhydrous, poly (phosphazene), poly. (Protein fumarate), poly (esteramide), poly (ethylene fumarate), poly (amino acid), polysaccharide, polypeptide, poly (hydroxybutyrate), poly (hydroxyvalerate), polyurethane, poly (apple acid) ), Polylactide, polyglycolide, polycaprolactone, poly (glycolid-co-trimethylene carbonate), polydioxanone, or copolymers thereof, terpolymers, or blends of polymers thereof.

合成生体適合性顆粒は、好ましくは流動層装置でスプレーコーティングされ得るか、または所望の生体適合性ポリマーで浸漬コーティングされ得る。双方の方法により、有利な特性を有する生体適合性顆粒がもたらされる。 The synthetic biocompatible granules can preferably be spray coated with a fluidized bed device or dip coated with the desired biocompatible polymer. Both methods result in biocompatible granules with advantageous properties.

流動層装置でのスプレーコーティングプロセスにより、非常に高速かつ経済的な方法で、ほぼ同一のポリマーコーティングされた生体適合性顆粒を多数製造することができる。流動層プロセスを使用すると、コーティング層の厚さを制御し、互いに異なる複数のコーティング層を有する生体適合性顆粒を製造することができる。流動層装置でコーティングすることにより、均質でかつ連続的なコーティングが得られる。コーティングプロセスの間、顆粒は、互いにくっつかないので、極めて不均質なサイズ分布およびコーティング厚さにつながり得る望ましくない凝集物の形成が回避される。 The spray coating process in the fluidized bed device allows the production of large numbers of biocompatible granules coated with nearly identical polymers in a very fast and economical manner. A fluidized bed process can be used to control the thickness of the coating layer to produce biocompatible granules with multiple coating layers that differ from each other. Coating with a fluidized bed device provides a homogeneous and continuous coating. During the coating process, the granules do not stick to each other, thus avoiding the formation of unwanted aggregates that can lead to a highly heterogeneous size distribution and coating thickness.

可塑剤または生物学的活性物質などの添加剤のコーティングへの組み込みは、流動層装置により容易に制御され得る。したがって、各顆粒には、同量の生物学的活性物質が装填されている。コーティングの厚さも容易に制御される。したがって、組み込まれた生物学的活性物質の放出も予測可能であり、十分に制御される。 Incorporation of additives such as plasticizers or biologically active substances into the coating can be readily controlled by fluidized bed devices. Therefore, each granule is loaded with the same amount of biologically active substance. The thickness of the coating is also easily controlled. Therefore, the release of incorporated biologically active material is also predictable and well controlled.

生体適合性顆粒のコーティングは、様々な平均厚さの1つ以上の層を含み得る。本発明のこの実施形態は、特定の目的のためにいくつかのコーティングを有する生体適合性顆粒を提供することを可能にする。最も外側の分解性コーティングは、一定の望ましい分解性の遅れに従って選択され得る。これにより、例えば、生物学的活性物質の送達を遅らせることができる。したがって、合成生体適合性顆粒は、それぞれが分解性であり、かつ特定の効果を発揮する異なるコーティングでコーティングされ得る。 The coating of biocompatible granules may include one or more layers of various average thicknesses. This embodiment of the invention makes it possible to provide biocompatible granules with several coatings for a particular purpose. The outermost degradable coating can be selected according to a certain desired degradability delay. This can delay, for example, the delivery of the biologically active substance. Thus, synthetic biocompatible granules can be coated with different coatings, each of which is degradable and exerts a particular effect.

生体適合性ポリマーコーティングは、好ましくは約1μm~約300μm、好ましくは約5μm~約30μmの厚さを有する。顆粒のコーティング厚さは、可塑剤または生物学的活性物質などの添加剤が装填され得る、インプラント塊の全重量の約4%~約20%のコーティング材料の重量分率として表すこともできる。当業者は、異なるコーティング溶液を選択し、コーティング時間を変えることによって、異なる厚さを有する様々なコーティング層が顆粒に適用され得ることを認識するであろう。 The biocompatible polymer coating preferably has a thickness of about 1 μm to about 300 μm, preferably about 5 μm to about 30 μm. The coating thickness of the granules can also be expressed as a weight fraction of the coating material from about 4% to about 20% of the total weight of the implant mass, which can be loaded with additives such as plasticizers or biologically active substances. Those skilled in the art will recognize that different coating layers with different thicknesses can be applied to the granules by selecting different coating solutions and varying the coating time.

コーティングされた顆粒で製造されたインプラントの機械的安定性は、コーティングの厚さと均質性に左右され得る。コーティング厚さが不十分であると、顆粒同士がくっつかなくなり得る。一方、コーティングが多すぎると、インプラントの劣化時にインプラント周辺のpHが低下し得る。コーティングの厚さがインプラントの性能に悪影響を与えるかどうかは、インプラントの用途に左右される。 The mechanical stability of implants made from coated granules can depend on the thickness and homogeneity of the coating. If the coating thickness is insufficient, the granules may not stick to each other. On the other hand, if there is too much coating, the pH around the implant can drop as the implant deteriorates. Whether the thickness of the coating adversely affects the performance of the implant depends on the application of the implant.

先に説明したように、インプラント塊を欠損部にうまく適合させるためには成形可能な塊を有することが有益である。このことは、可塑剤を生体適合性ポリマーに添加し、ポリマーのガラス転移温度(Tg)を下げることにより達成され得る。一実施形態では、生体適合性ポリマーおよび可塑剤は、ポリマー-溶媒系で機能するように選択されている。生体適合性ポリマーは、特定の可塑剤に部分的に溶解または軟化した際に望ましい柔軟性と粘着性を有するように選択される。可塑剤が除去されると(例えば、蒸発または体内への拡散により)、生体適合性ポリマーは、硬化して硬い骨インプラントを形成する。ポリマーおよび可塑剤は、軟化し、硬化した際にインプラントに特定の剛性を与えるように選択される。可塑剤は、液体または加圧COなどの気体であり得る。 As described above, it is beneficial to have a moldable mass in order for the implant mass to fit well into the defect. This can be achieved by adding a plasticizer to the biocompatible polymer and lowering the glass transition temperature (Tg) of the polymer. In one embodiment, the biocompatible polymer and plasticizer are selected to function in a polymer-solvent system. Biocompatible polymers are selected to have the desired flexibility and tackiness when partially dissolved or softened in a particular plasticizer. When the plasticizer is removed (eg, by evaporation or diffusion into the body), the biocompatible polymer cures to form a hard bone implant. Polymers and plasticizers are selected to give the implant a certain degree of rigidity when softened and cured. The plasticizer can be a liquid or a gas such as pressurized CO 2 .

可塑剤は、好ましくは生体適合性であるか、または非常に低い毒性を示すので、インプラントを患者の中に入れると、骨インプラント中で安全に存在することができる。適切な可塑剤としては、nメチル-2-ピロリドン(NMP)、アセトン、乳酸エチル、酢酸エチル、ギ酸エチル、クエン酸アセチルトリブチル、クエン酸トリエチル、テトラヒドロフラン、トルエン、アルコール、および二酸化炭素が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本発明の可塑剤が、本発明の生体適合性ポリマーを調整する多くの他の溶媒の1つまたは溶媒の組み合わせであり得ることを認識するであろう。 Plasticizers are preferably biocompatible or exhibit very low toxicity, so that the implant can be safely present in the bone implant once it is placed in the patient. Suitable plasticizers include n-methyl-2-pyrrolidone (NMP), acetone, ethyl lactate, ethyl acetate, ethyl formate, acetyltributyl citrate, triethyl citrate, tetrahydrofuran, toluene, alcohol, and carbon dioxide. , Not limited to these. Those skilled in the art will recognize that the plasticizers of the invention can be one or a combination of many other solvents that condition the biocompatible polymers of the invention.

例示的な実施形態では、可塑剤は、混和性から分散性までの範囲の水性媒体に溶解性を有する溶媒である。したがって、可塑剤は、水性媒体中、または組織液などの体液、例えば、血清、リンパ液、脳脊髄液、および唾液中に拡散することが可能である。可塑剤がインプラント塊から拡散すると、骨インプラントは硬化する。このようにして、体液は、骨インプラント部位をインサイチュで固化するための硬化剤として使用され得る。 In an exemplary embodiment, the plasticizer is a solvent that is soluble in an aqueous medium ranging from miscible to dispersible. Thus, the plasticizer can diffuse into aqueous media or body fluids such as tissue fluids such as serum, lymph, cerebrospinal fluid, and saliva. When the plasticizer diffuses from the implant mass, the bone implant hardens. In this way, the body fluid can be used as a sclerosing agent for in situ solidifying the bone implant site.

骨インプラントはまた、ポリマーから可塑剤を引き出すことによってもエクスサイチュで硬化し得る。一実施形態では、可塑剤は、水に部分的に溶解するように選択される。インプラントを、成形型中などのエクスサイチュで成形すると、水をインプラントに入れて、それによって可塑剤を抽出し、骨インプラントを硬化させる。代替的に、可塑剤は、蒸発(例えば、加熱および/または真空の適用)によって除去することができる。 Bone implants can also be excitedly cured by withdrawing a plasticizer from the polymer. In one embodiment, the plasticizer is selected to be partially soluble in water. When the implant is molded in an exciter, such as in a mold, water is placed in the implant, thereby extracting the plasticizer and hardening the bone implant. Alternatively, the plasticizer can be removed by evaporation (eg, heating and / or application of vacuum).

特定の可塑剤への分解性ポリマーの溶解性または混和性は、結晶性、親水性、水素結合能、および分子量などの要因によって変わり得る。その結果、生体適合性ポリマーの分子量および濃度を調整して、可塑剤の溶解性を調整することができる。上記のように、成形可能なインプラントを形成するために、ポリマー-可塑剤系は、可塑剤がポリマーを軟化させるがポリマーを液化させず、それによって粘着性のある柔軟な塊を作り出すように設計されている。 Solubility or miscibility of a degradable polymer to a particular plasticizer can vary depending on factors such as crystallinity, hydrophilicity, hydrogen bonding ability, and molecular weight. As a result, the molecular weight and concentration of the biocompatible polymer can be adjusted to adjust the solubility of the plasticizer. As mentioned above, in order to form a formable implant, the polymer-plasticizer system is designed so that the plasticizer softens the polymer but does not liquefy the polymer, thereby creating a sticky, flexible mass. Has been done.

一実施形態では、ポリマー-溶媒系は、生体適合性ポリマーのTgを室温未満の温度に下げるように設計されている。例えば、PLGAのTgが約45~55℃から室温未満になるまで、アセトン、NMP、またはアルコールが、ポリ乳酸グリコール酸(PLGA)に添加される。同様に、40~65℃の範囲のTgを有する他のポリラクチドおよびそれらのコポリマーは、可塑剤を用いて室温未満に下げることができる。 In one embodiment, the polymer-solvent system is designed to reduce the Tg of the biocompatible polymer to a temperature below room temperature. For example, acetone , NMP, or alcohol is added to the polylactic acid glycolic acid (PLGA) until the Tg of PLGA is from about 45-55 ° C to below room temperature. Similarly, other polylactides having a Tg in the range of 40-65 ° C. and their copolymers can be lowered to below room temperature with a plasticizer.

別の実施形態では、骨インプラントは、Tgより上で作製されるのであれば、可塑剤なしで形作るおよび/または成形することができる。したがって、この実施形態では、インプラントをTgより上に加熱して、インプラントを可塑剤なしで人または成形型に埋め込むために成形可能にすることができる。骨インプラントは、37℃より高い温度で成形された場合、温度が下がるにつれて硬化する。ポリマーのTgが体温(37℃)より高いことが前提条件であるが、これは上記のいくつかのポリマーの場合である。 In another embodiment, the bone implant can be shaped and / or molded without a plasticizer if it is made above Tg. Thus, in this embodiment, the implant can be heated above Tg to allow the implant to be moldable for implantation in a person or mold without a plasticizer. Bone implants, when molded at temperatures above 37 ° C., harden as the temperature decreases. It is a prerequisite that the Tg of the polymer is higher than the body temperature (37 ° C.), which is the case with some of the above polymers.

本発明の一実施形態によれば、骨インプラントは、開放多孔質足場または複合マトリックスを形成するマクロ孔および/またはミクロ孔を有する。「開放多孔質足場」または「複合マトリックス」という用語は、固体または多孔質顆粒を含む顆粒状領域および顆粒状領域の隣接する顆粒間の空間または不連続部を含む開放された多孔質領域を画定するように一緒に結合または接合された顆粒の構造マトリックスを指す。開放多孔質領域は、少なくとも最初に空気または気体で満たされ得るか、または液体、固体粒子、ゲルなどで少なくとも部分的に満たされ得る。 According to one embodiment of the invention, the bone implant has macropores and / or micropores that form an open porous scaffold or composite matrix. The term "open porous scaffold" or "composite matrix" defines an open porous region containing a granular region containing solid or porous granules and a space or discontinuity between adjacent granules of the granular region. Refers to the structural matrix of granules bonded or joined together so as to. The open porous region can be at least initially filled with air or gas, or at least partially filled with liquids, solid particles, gels, etc.

足場または複合マトリックスは、ポリマー顆粒および/またはコーティング顆粒などの顆粒状生体材料を一緒に融合することによって得ることができる。生体適合性インプラントの足場または複合マトリックスは、平均直径が約0~約10μmのミクロ孔を有するくぼみのある顆粒で製造され得る。顆粒の融合により、微小孔が残り、かつ/または約10μm超~約2000μm、好ましくは約100μm~約500μmの平均直径を有するマクロ孔が顆粒間に形成される。 Scaffolds or composite matrices can be obtained by fusing together granular biomaterials such as polymer granules and / or coated granules. Scaffolds or composite matrices for biocompatible implants can be made of indented granules with micropores with an average diameter of more than about 0 to about 10 μm . Fusion of the granules leaves micropores and / or forms macropores between the granules having an average diameter of more than about 10 μm to about 2000 μm, preferably about 100 μm to about 500 μm.

場合によっては、コーティングされた顆粒とコーティングされていない顆粒の双方を含む、生体適合性足場または複合マトリックスを提供することが有利な場合があり得る。コーティングされた顆粒およびコーティングされていない顆粒は、それらが一緒に融合し、それでも必要な安定性を有するように完全に混合され得る。生体適合性インプラントの製造のためにコーティングされた顆粒とコーティングされていない顆粒との混合物を提供することで、分解しなければならないコーティング材料の量をさらに減らすことができる。 In some cases, it may be advantageous to provide a biocompatible scaffold or composite matrix containing both coated and uncoated granules. Coated and uncoated granules can be completely mixed so that they fuse together and still have the required stability. By providing a mixture of coated and uncoated granules for the manufacture of biocompatible implants, the amount of coating material that must be degraded can be further reduced.

骨インプラントの外側表面に膜を入れることもでき、これにより、軟組織の内方成長および/または汚染を防ぎ、外側表面から離れた再生のために空間を開放したままにする。生体適合性膜は、分解性ポリマーフィルム、ポリマーテキスタイル、ポリマーフリース、または相互接続された融合ポリマー粒子の層、あるいはそれらの組み合わせであることができ、インプラントにシールされ、したがって軟組織および上皮細胞に対して少なくとも1つの不浸透性の層を形成する。 A membrane can also be placed on the outer surface of the bone implant, which prevents inward growth and / or contamination of soft tissue and leaves space open for regeneration away from the outer surface. The biocompatible membrane can be a layer of degradable polymer film, polymer textile, polymer fleece, or interconnected fused polymer particles, or a combination thereof , sealed to the implant and thus against soft tissue and epithelial cells. To form at least one impermeable layer.

本発明の一実施形態では、膜は、ポリ(α-ヒドロキシエステル)、ポリ(オルトエステル)、ポリ(エーテルエステル)、ポリ無水物、ポリ(ホスファゼン)、ポリ(プロピレンフマレート)、ポリ(エステルアミド)、ポリ(エチレンフマレート)、ポリ(アミノ酸)、ポリサッカライド、ポリペプチド、ポリ(ヒドロキシブチレート)、ポリ(ヒドロキシバレレート)、ポリウレタン、ポリ(リンゴ酸)、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリカプロラクトン、ポリ(グリコリド-コ-トリメチレンカーボネート)、ポリジオキサノン、またはそれらのコポリマー、ターポリマーまたはそれらのポリマーのブレンドを含む群から選択される合成の生体適合性および分解性のポリマーで作られている。 In one embodiment of the invention, the membrane is composed of poly (α-hydroxy ester), poly (orthoester), poly (ether ester), polyanhydride, poly (phosphazene), poly (propylene fumarate), poly (ester). Amid), Poly (ethylene fumarate), Poly (amino acid), Polysaccharide, Polypeptide, Poly (Hydroxybutyrate), Poly (Hydroxyvalerate), Polyurethane, Poly (Apple acid), Polylactide, Polyglycolide, Polycaprolactone , Poly (glycolid-co-trimethylene carbonate), polydioxanone, or copolymers thereof, terpolymers or synthetic biocompatible and degradable polymers selected from the group comprising blends of those polymers.

細胞閉塞性も、顆粒またはコーティングされた顆粒を融合することにより実現され得る。大きな力が加わる場合、コーティングまたは結合しているポリマー粒子は、すべての粒子間の気孔を満たし得る。この目的のために使用される顆粒は、好ましくは約500μmより小さい、より好ましくは約1μm~200μmの間のサイズを有する。 Cell obstruction can also be achieved by fusing granules or coated granules. When a large force is applied, the polymer particles that are coated or bonded can fill the pores between all the particles. Granules used for this purpose preferably have a size smaller than about 500 μm, more preferably between about 1 μm and 200 μm.

II.インプラント組成物の形成
上述のように、インプラント組成物の形成は、(i)成形可能(すなわち、塑性変形可能)であるインプラント塊を形成するようにポリマーを軟化させること;および(ii)成形可能なインプラント塊を(エクスサイチュまたはインサイチュで)所望の形状に成形することを含む。本発明の様々な実施形態では、これらの工程は、異なる順序でおよび/または同時に実施される。特に指定のない限り、「未成形」という用語は、患者の中で最終形状に達するために相当量の成形が必要なインプラント塊を意味する。「成形された」という用語は、患者の中でインプラントとして機能するのに成形がほとんどまたはまったく必要ないように十分に形作られたインプラントを意味する。
II. Implant Composition Formation As mentioned above, implant composition formation is (i) softening the polymer to form an implant mass that is formable (ie, plastically deformable); and (ii) formable. Includes shaping an implant mass (exciting or instituting) into the desired shape. In various embodiments of the invention, these steps are performed in different orders and / or simultaneously. Unless otherwise specified, the term "unmolded" means an implant mass that requires a significant amount of molding to reach its final shape in the patient. The term "molded" means an implant that is well shaped so that it requires little or no molding to function as an implant in the patient.

例えば、未成形のインプラントの塊を形成し、次いで軟化させる。コーティングされた顆粒を、詰め込み、未成形のインプラント塊を形成する。インプラント塊は、可塑剤をほとんどまたはまったく有さないので硬い。未成形のインプラント塊は、インプラントの状態に影響を与えることなく容易に保管または出荷され得る。 For example, an unformed implant mass is formed and then softened. The coated granules are packed to form an unformed implant mass. Implant mass is hard as it has little or no plasticizer . The unmolded implant mass can be easily stored or shipped without affecting the condition of the implant.

代替的に、インプラント塊は、液体可塑剤に浸される。インプラント塊の生体適合性ポリマーおよび可塑剤は、生体適合性ポリマーが可塑剤を吸収するように選択される。未成形のインプラント塊は、十分に成形可能になるために十分な量の可塑剤を吸収するまで、可塑剤中に残されるが、成形可能ではない石鹸のような液を生成するほど完全に溶解または軟化しない。 Alternatively, the implant mass is immersed in a liquid plasticizer. The biocompatible polymer and plasticizer of the implant mass are selected so that the biocompatible polymer absorbs the plasticizer. The unmolded implant mass remains in the plasticizer until it absorbs a sufficient amount of plasticizer to be fully moldable , but completely enough to produce a non- moldable soapy liquid. Does not dissolve or soften.

代替的な実施形態では、最初は硬い未成形のインプラント塊を、可塑剤を用いて調整し、軟化した(または成形可能な)インプラント塊を得る。次に成形可能なインプラント塊を、成形型に押し込んで成形されたインプラント塊を形成する。成形型は、任意の所望の成形型キャビティ(例えば、抜き取り歯根の形状、シリンダーの形状、または他の規則的または不規則な形状)を有し得る。 In an alternative embodiment, an initially hard, unmolded implant mass is conditioned with a plasticizer to give a softened (or moldable) implant mass. Next, the moldable implant mass is pushed into a molding die to form a molded implant mass. The mold may have any desired mold cavity (eg, extraction root shape, cylinder shape, or other regular or irregular shape).

硬化剤を、成形型内の成形されたインプラント塊に、例えば、注射器を使って加える。硬化剤は、可塑剤を抽出または中和するために選択された液体である。一実施形態では、硬化剤は、可塑剤が溶解する物質である。したがって、硬化剤は、成形されたインプラント塊から可塑剤を引き出し、それによって硬化したインプラント組成物を形成する。例示的な実施形態では、硬化剤は、水である。最後に、硬化したインプラント塊を、成形型から取り出し、骨内の欠損部に入れる。 The hardener is added to the molded implant mass in the mold, eg, using a syringe. The curing agent is the liquid selected to extract or neutralize the plasticizer. In one embodiment, the curing agent is a substance in which the plasticizer dissolves. Thus, the hardener pulls the plasticizer out of the molded implant mass, thereby forming a hardened implant composition. In an exemplary embodiment, the curing agent is water. Finally, the hardened implant mass is removed from the mold and placed in the defect in the bone.

別の実施形態では、インプラントは、骨欠損部の内側に少なくとも部分的に形成される。この実施形態では、ポリマーでコーティングされた顆粒を、可塑剤で軟化される前に骨欠損部に入れる。必要量のポリマーコーティング顆粒を骨欠損部または空隙に充填した後、可塑剤を空隙に注入する。可塑剤は、ポリマーの少なくとも一部を軟化させ、それによって顆粒は、互いに付着してインプラント塊を形成することができる。 In another embodiment, the implant is formed at least partially inside the bone defect. In this embodiment, polymer coated granules are placed in the bone defect before being softened with a plasticizer. After filling the bone defect or void with the required amount of polymer coated granules, the plasticizer is injected into the void. The plasticizer softens at least a portion of the polymer, whereby the granules can adhere to each other to form an implant mass.

上記の各方法では、インプラント塊は、最終的に当業者に知られている方法で生体内に挿入される。 In each of the above methods, the implant mass is finally inserted into the living body by a method known to those skilled in the art.

したがって、本発明によれば、減少した粒間空間を制限することなく球形多孔質顆粒の高い機械的安定性を実質的に兼ね備えた骨移植片代用品が記載されている。顆粒内部の構造は、高い安定性を維持しながら高い気孔率を有しているので、顆粒の著しい破損を招くことなく顆粒を欠損部に押し込むことができ、同時に、骨細胞は顆粒間の空間に成長することができる。本発明の例示的な実施形態では、顆粒の外側から見た場合、顆粒の表面にはくぼみがある。くぼみは植え込まれた塊の中の気孔率を著しく増加させ、したがって組織の内方成長のために顆粒間により多くの空間をもたらす。顆粒上のくぼみにより、顆粒は、不規則な形状を有し、したがって機械的安定性を維持しながら、粒間空間の増加が達成される。 Therefore, according to the present invention, there is described a bone graft substitute that substantially combines the high mechanical stability of spherical porous granules without limiting the reduced intergranular space. The internal structure of the granules has a high porosity while maintaining high stability, allowing the granules to be pushed into the defect without causing significant damage to the granules, while at the same time the bone cells are the space between the granules. Can grow into. In an exemplary embodiment of the invention, the surface of the granule has a dent when viewed from the outside of the granule. The depression significantly increases the porosity in the implanted mass, thus providing more space between the granules for the inward growth of the tissue. Due to the indentations on the granules, the granules have an irregular shape and thus an increase in intergranular space is achieved while maintaining mechanical stability.

本発明は、様々な実施形態を参照して上に説明されている。これらの具体的な実施形態の説明は、本発明の説明およびより深い理解のために役立つにすぎず、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲、および当業者に明らかであり、かつ一般的な発明の概念に従った等価物によって定義される。 The invention is described above with reference to various embodiments. The description of these specific embodiments is only useful for the description and deeper understanding of the invention and should not be considered as limiting the scope of the invention. Rather, the invention is defined by the appended claims and equivalents that are obvious to those skilled in the art and follow the general concept of the invention.

Claims (10)

複数の生体適合性顆粒を含み、前記顆粒の少なくとも一部が表面のくぼみを有する、生体内の欠損部の処置に使用される多孔質インプラント塊組成物の製造方法であって、
合成生体適合性材料の顆粒であって、前記合成生体適合性材料が
・ バイオガラス、または
・ 硫酸カルシウム、酸化ケイ素、リン酸カルシウム、リン酸一カルシウム一水和物、無水リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウム無水物、無水リン酸二カルシウム、リン酸四カルシウム、オルトリン酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム、α-リン酸三カルシウム、β-リン酸三カルシウム(β-TCP)およびアパタイトの群から選択されるバイオセラミック、
を含むリストから選択される、前記顆粒を製造すること
前記顆粒をポロゲンと混合すること;
前記ポロゲンを、前記顆粒の少なくとも一部の表面に押し込むこと;
前記ポロゲンが前記顆粒に押し込まれた表面でくぼみが得られるように、前記ポロゲンを、インプラント塊から除去すること
を含む、多孔質インプラント塊組成物の製造方法。
A method for producing a porous implant mass composition used for treating a defect in a living body, which comprises a plurality of biocompatible granules and at least a part of the granules has a surface depression.
Granules of synthetic biocompatible material, said synthetic biocompatible material
・ Bio-glass or
・ Calcium sulfate, silicon oxide, calcium phosphate, monocalcium phosphate monohydrate, anhydrous monocalcium phosphate, dicalcium phosphate anhydride, anhydrous dicalcium phosphate, tetracalcium phosphate, calcium ortholithate, calcium pyrophosphate, α- Bioceramics selected from the group of tricalcium phosphate, β-tricalcium phosphate (β-TCP) and apatite,
To produce the granules selected from a list containing ;
Mixing the granules with Porogen;
Pushing the porogen onto the surface of at least a portion of the granules;
A method for producing a porous implant mass composition comprising removing the pologene from an implant mass such that a depression is obtained on the surface of the pologene pressed into the granules.
前記顆粒の少なくとも一部が球形である、請求項記載の方法。 The method of claim 1 , wherein at least a portion of the granules is spherical. 前記ポロゲンが粒子の形であり、かつ前記粒子の表面の少なくとも一部が凸形状を有する、請求項1または2記載の方法。 The method according to claim 1 or 2 , wherein the porogen is in the form of particles, and at least a part of the surface of the particles has a convex shape. 前記ポロゲンが粒子の形であり、かつ前記粒子の少なくとも一部が球形である、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the porogen is in the form of particles and at least a part of the particles is spherical. 前記ポロゲンの少なくとも一部が、前記顆粒の直径の10~250%の範囲の直径を有する、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4 , wherein at least a part of the porogen has a diameter in the range of 10 to 250% of the diameter of the granules. 使用されるポロゲンの重量が、顆粒の量の20重量%~80重量%の範囲である、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the weight of the porogen used is in the range of 20% by weight to 80% by weight of the amount of granules. 前記ポロゲンが、氷、塩、ポリエチレン、シリコン、ポリスチレンおよびセルロースからなる群から選択される少なくとも1つの要素を含む、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6 , wherein the porogen comprises at least one element selected from the group consisting of ice, salt, polyethylene, silicon, polystyrene and cellulose. 前記ポロゲンがセルロースを含む、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7 , wherein the porogen contains cellulose. 前記ポロゲンを除去する工程が、燃焼除去、篩い分け、溶解、溶融または蒸発することを含む、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8 , wherein the step of removing the porogen comprises burning removal, sieving, dissolving, melting or evaporating. 前記ポロゲンを除去する工程が、前記ポロゲンを燃焼除去することを含む、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
The method according to any one of claims 1 to 9 , wherein the step of removing the porogen comprises burning and removing the porogen.
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