KR20220021914A - 골 대체 물질의 콜라겐 기질 또는 그래뉼레이트 블렌드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하기에 관한 것이다:
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 입자를 포함하는, 특히 퍼티, 스트립 또는 플러그로서 사용하기 위한, 콜라겐 기질로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 갖는, 콜라겐 기질,
- 콜라겐 기질의 제조 공정, 및
- 그러한 2상 골 물질의 입자를 포함하는 그래뉼레이트 블렌드.
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 입자를 포함하는, 특히 퍼티, 스트립 또는 플러그로서 사용하기 위한, 콜라겐 기질로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 갖는, 콜라겐 기질,
- 콜라겐 기질의 제조 공정, 및
- 그러한 2상 골 물질의 입자를 포함하는 그래뉼레이트 블렌드.
Description
본 발명은 균질한 외표면을 갖는 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 에 기반하는 이층 구조를 갖는 2상 골 대체 물질의 입자를 포함하는, 특히 퍼티 (putty), 스트립 (strip) 또는 플러그 (plug) - 예를 들어 구강 플러그 (oral plug) - 물질로서 사용하기 위한, 신규한 콜라겐 기질, 그 콜라겐 기질의 제조 공정, 뿐만 아니라 그러한 2상 골 물질의 입자를 포함하는 신규한 그래뉼레이트 블렌드에 관한 것이다.
의료 분야, 특히 정형외과 분야에서, 퍼티는 일반적으로 적합한 성형성 및 응집성 특성을 갖는 공작용 점토와 같은 점조도를 갖는 화합물로서 정의된다. 퍼티 물질은 손으로 쉽게 성형될 수 있고, 외력이 제거되었을 때 그것의 형상을 유지한다.
스트립은 일반적으로 이식편 부위의 해부학적 곡률에 맞출 수 있는 유연하고 형태 안정적인 물질로서 정의된다. 스트립은 압축되거나 접힐 수 있지만 외력이 제거되었을 때 그것의 원래의 형상으로 되돌아간다.
플러그는 일반적으로 치수가 상이한 원통형 또는 원뿔형 물질로서 정의된다. 그 물질은 유연하고 압축될 수 있지만 외력이 제거되었을 때 그것의 원래의 형상으로 되돌아간다. 구강 플러그는 구강에 사용될 수 있는 플러그이다. 그것은 특히 구멍 또는 공동 예컨대 발치 후 푹 들어간 곳을 채우는데 사용될 수 있다.
골 구조의 결함은, 외상, 질병, 및 수술과 같은 여러 가지 상황에서 발생하고, 다양한 수술 분야에서 골 결함의 효과적인 복원에 대한 필요가 여전히 존재한다.
많은 천연 및 합성 물질 및 조성물이 골 결함 부위에서 치유를 자극하기 위해 사용되어 왔다. 치주 및 악안면 골성 결함에서 골 성장을 촉진하는 잘 알려진 천연 골전도성 골 대체 물질은 Geistlich Pharma AG 로부터 상업적으로 입수가능한 Geistlich Bio-Oss® 이다. 그 물질은 미국 특허 5,167,961 에 기술된 방법에 의해 천연 골로부터 제조되며, 이는 천연 골의 섬유주 구성 및 나노결정질 구조의 보존을 가능하게 하여, 재흡수되지 않거나 매우 느리게 재흡수되는 우수한 골전도성 기질을 초래한다.
트리칼슘 포스페이트/하이드록시아파타이트 (TCP/HAP) 시스템 및 골 대체 물질로서의 그의 용도는, 예를 들어, US-6,338,752 에 기술되어 있으며, 이 문헌은 암모늄 포스페이트 및 HAP 의 분말 혼합물을 1200-1500℃ 에서 가열함으로써 α-TCP/HAP 의 2상 시멘트를 제조하는 방법을 공개한다.
유럽 특허 EP-285826 은 α-TCP 의 층을 도포하고, 80-100℃ 에서 pH 2 내지 7 의 물과의 반응에 의해 α-TCP 층을 HAP 로 완전히 전환시킴으로써 임플란트용 금속성 및 비금속성 바디 상에 HAP 의 층을 생성하는 방법을 기술한다. 얻어진 생성물은 HAP 의 층으로 덮인 금속성 및 비금속성 바디이다.
WO 97/41273 은 (a) 50℃ 미만의 온도에서 칼슘 이온, 포스페이트 이온 및 바이카르보네이트 이온을 함유하는 pH 6.8 내지 8.0 의 용액에 기재를 침지시키는 단계, (b) 기재와 접촉하고 있는 용액의 부분을 pH 가 8 을 초과할 때까지 50 내지 80℃ 의 온도로 가열하는 단계, (c) 기재를 단계 (b) 에서 얻어진 알칼리 용액과 접촉된 상태로 유지하여 카르보네이트화된 하이드록시아파타이트 코팅을 형성하는 단계, 및 (d) 기재를 용액으로부터 꺼내고 코팅을 건조하는 단계를 포함하는 방법에 의해, 카르보네이트화된 하이드록시아파타이트, 즉, 포스페이트 및/또는 하이드록실 이온이 바이카르보네이트 이온으로 부분적으로 대체되어 있는 하이드록시아파타이트의 코팅으로 기재 예컨대 특히 하이드록시아파타이트 (HAP) 또는 다른 칼슘 포스페이트 (CAP) 를 코팅하는 방법을 기술한다. 바이카르보네이트 이온은 하이드록시아파타이트 결정 성장의 억제제로서 작용하여, 결함을 함유하고 상당히 작은 치수, 즉 10-40 ㎚ 길이 및 3-10 ㎚ 너비를 갖는 비-화학량론적 결정을 초래하는 것으로 공개되어 있다 (페이지 7, 라인 1-7 참조).
칼슘 포스페이트/하이드록시아파타이트 (CAP/HAP) 시스템, 특히, TCP/HAP 시스템의 성분들은 그들의 열역학적 안정성에서 상이하다. 이러한 차이로 인해, CAP/HAP 시스템이 포유동물, 특히 인간 환자 내로 이식될 때, 체액에서 TCP 및 다른 칼슘 포스페이트의 용해도는 HAP 의 용해도보다 더 높다. 더 가용성인 화합물 CAP (예를 들어, TCP) 이 HAP 보다 더 빠르게 제거되기 때문에 칼슘 포스페이트와 HAP 사이의 용해도의 차이는 CAP/HAP 시스템의 무질서한 소결 구조의 파괴를 야기한다. 고온에서 생성되는 CAP 와 HAP 사이의 소결된 상호연결은 또한 생리적 환경에서 디바이스의 더 높은 용해도에 현저한 기여를 할 것이다. 두가지 상이한 유형의 반응이 그러한 세라믹의 가속화된 생체내 분해를 지배한다: 화학적 용해 및 세포에 의한 생물학적 재흡수. 두 과정 모두 세라믹 물질의 용해를 야기하며, 이는 더욱이 칼슘 이온의 국소적 과포화를 야기하여, 방출되는 칼슘 이온이 흡수되는 칼슘 이온보다 더 많다. 칼슘 이온의 자연 평형은 세포외 기질에서도 임플란트 주변 조직에서도 더이상 존재하지 않는다. 칼슘 이온의 과포화의 면에서 자연 칼슘 평형의 국소적 교란은 증가된 파골세포 활성 및 그러므로 세라믹 물질의 가속화된 질병 제어되는 재흡수 및 유해 염증 반응의 위험을 초래하며, 특히 다량의 합성 골 대체 물질을 사용할 때 그러하다.
골 대체 물질 Geistlich Bio-Oss® 이 인간 환자 내로 이식될 때에, 자연 칼슘 평형은 실질적으로 영향을 받지 않으며, 물질의 표면에서 및 그의 국소 환경 내에서 칼슘 이온의 농도는 거의 일정하게 유지된다. 따라서 물질의 생물학적 재흡수는 일어나지 않거나 유해 염증 반응의 위험 없이 매우 느린 속도로 진행한다.
EP-B1-2445543 은 매우 유리한 칼슘 포스페이트/하이드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질을 공개하며, 이는, 골 대체 물질 Geistlich Bio-Oss® 처럼, 생체 내에서 고정된 후에 물질의 표면에서 및 그의 국소 환경 내에서 칼슘 이온의 농도를 거의 일정하게 유지하고, 그에 따라 증가된 파골세포 활성을 초래하지 않는다.
실제로, 최적 골 재생에 필수적인 자연 칼슘 평형은 교란 또는 파괴되지 않는다. 더욱이, 재생 과정이 완료될 때까지 자연 칼슘 농도 평형은 골 대체 물질에 의해 지속적으로 지지된다. 이들 조건이 충족될 때 파골세포 활성의 증가는 존재하지 않으며, 그에 따라 유해 염증 반응의 위험이 존재하지 않는다.
EP-B1-2445543 의 발명은 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 상부에 침착된 나노결정질 HAP 의 적어도 하나의 균일하고 폐쇄된 에피택시 성장된 (epitactically grown) 층을 포함하는 2상 칼슘 포스페이트/하이드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질에 관한 것이며, 여기에서 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태, 즉 길이 30 내지 46 ㎚ 및 너비 14 내지 22 ㎚ 를 갖는다.
소결된 CAP 코어는 트리칼슘 포스페이트 (TCP), 특히 α-TCP (α-Ca3(PO4)2) 또는 β-TCP (β-Ca3(PO4)2), 및/또는 테트라칼슘 포스페이트 (TTCP) Ca4(PO4)2O 를 포함할 수 있다.
빈번히 사용되는 실시형태에 따르면, 소결된 CAP 코어는 TCP 로 본질적으로 이루어지며, α-TCP 가 바람직하다.
나노결정질 HAP 의 에피택시 성장된 층은 천연 인간 골 무기물과 구조적으로 및 화학적으로 거의 동일하다.
나노결정질 HAP 의 에피택시 성장된 층은 일반적으로 적어도 15 내지 50 ㎚, 바람직하게는 적어도 20 내지 40 ㎚, 더욱 바람직하게는 적어도 25 내지 35 ㎚ 의 두께를 갖는다. 그 최소 두께는 에피택셜 배향 (epitaxial orientation) 에서 HAP 나노결정의 하나의 층에 해당한다.
나노결정질 HAP 의 에피택시 성장된 층은 에피택셜 배향에서 HAP 나노결정의 하나의 또는 복수의 층을 포함할 수 있다. 에피택셜 배향에서 HAP 나노결정의 그러한 층의 수와 관련되는, 나노결정질 HAP 의 에피택시 성장된 층의 두께는 신체의 상이하게 로딩된 부분에서 임플란트 또는 인공기관으로서의 골 대체 물질의 의도되는 응용에 따라 선택될 것이다. 상기 발명의 골 대체 물질은 실제로 생체 내에서 살아 있는 것 같은 시스템으로서 기능하도록 설계되어 소결된 CAP 코어를 인간 골 무기물과 크기 및 형태가 유사한 하이드록시아파타이트로 점진적으로 변환시키며, 그 변환 속도는 나노결정질 HAP 의 에피택시 성장된 층의 두께에 의해 상당한 정도로 제어되는 소결된 CAP 코어에 의한 칼슘 방출의 속도에 의존한다.
CAP/HAP 골 대체 물질의 특성은 결정질 HAP 의 에피택시 성장된 층의 두께에 의해 상당한 정도로 제어된다. 용어 "특성" 은 시험관 내에서 및 생체 내에서 국소 환경으로 일정한 농도의 칼슘 이온을 방출시키는 CAP/HAP 골 대체물의 능력을 포함한다.
결정질 HAP 의 에피택시 성장된 층의 두께는 소결된 CAP 코어 물질 대 HAP 의 비와 관련되며, 상기 비는 일반적으로 5:95 내지 95:5, 바람직하게는 10:90 내지 90:10 이다.
CAP/HAP 골 대체 물질은 미립자 또는 그래뉼레이트일 수 있으며, 입자 또는 과립은 요망되는 크기 및 형상을 갖는다. 일반적으로, 입자 또는 과립은 대략적으로 구형이며, 250 내지 5000 ㎛ 의 직경을 갖는다.
CAP/HAP 골 대체 물질은 또한 성형체, 예를 들어, 나사, 못, 핀 또는 골성 신체 부분의 프로필을 갖는 구조 예컨대 특히 고관절, 쇄골, 늑골, 하악골 또는 두개골 부분일 수 있다. 이러한 나사, 못 또는 핀은 재건 정형외과 수술에서 인대를 뼈에 고정하기 위해, 예를 들어, 무릎 또는 팔꿈치에서 사용될 수 있다. 그러한 골성 신체 부분의 프로필을 갖는 구조는 정형외과 수술에서 결손 또는 결함 뼈 또는 뼈 부분을 대체하기 위한 인공기관으로서 사용될 수 있다.
상기 EP-B1-2445543 의 CAP/HAP 골 대체 물질은 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 수득되는 것으로 교시된다
a) 소결된 CAP 코어 물질을 제조하는 단계,
b) 10℃ 내지 50℃ 의 온도에서 수용액에 소결된 CAP 코어 물질을 침지시켜 CAP 의 HAP 로의 변환 과정을 시작하여, 소결된 CAP 코어 물질 표면 상에 나노결정질 히드록시아파타이트의 균일하고 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 형성하는 단계로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 갖는 단계,
c) HAP 의 적어도 하나의 나노결정질 층의 균일하고 폐쇄된 코팅이 존재할 때 그러나 변환 과정이 완전히 끝나기 전에 한 번에 수용액으로부터 고체 물질을 분리하여 변환을 정지시키는 단계,
d) 임의로 단계 c) 에서 비롯되는 분리된 물질을 멸균하는 단계.
소결된 CAP 코어 물질의 제조는 먼저 칼슘 하이드로젠 포스페이트 (CaHPO4), 칼슘 카르보네이트 및/또는 칼슘 하이드록사이드의 분말을 혼합한 후, 혼합물을 적절한 온도 범위 내에서 하소 (calcining) 및 소결 (sintering) 하여 벌크 소결된 CAP 코어 물질을 수득하는 것을 포함하는 당해 기술분야에 알려진 방법에 의해 수행될 수 있다 (예를 들어 Mathew M. et al., 1977, Acta. Cryst. B33: 1325; Dickens B. et al., 1974, J. Solid State Chemistry 10, 232; 및 Durucan C. et al., 2002, J. Mat. Sci., 37:963 참조).
벌크 소결된 TCP 코어 물질은 따라서 칼슘 하이드로젠 포스페이트 (CaHPO4), 칼슘 카르보네이트 및/또는 칼슘 하이드록사이드의 분말을 화학량론적 비로 혼합하고, 혼합물을 1200~1450℃ 범위, 바람직하게는 약 1400℃ 의 온도에서 하소 및 소결하여 얻어질 수 있다.
벌크 소결된 TTCP 코어 물질은 또한 위에 기술된 과정에 의해 얻어질 수 있다.
이러한 방법에 의해 제조된 벌크 소결된 CAP 물질은 2 내지 80 부피% 의 공극률 및 공극의 넓은 분포를 갖는 다공성일 수 있다. 다공성 파라미터는 CAP/HAP 골 대체 물질의 의도되는 응용에 따라 선택될 것이다.
단계 b) 에서 사용되는 소결된 CAP 코어 물질은 다음과 같을 수 있다:
- 위에 기술된 바와 같이 제조된 벌크 소결된 TCP 코어 물질,
- 파쇄, 연마 및/또는 분쇄, 및 체질과 같은 종래의 방법을 사용하여 위에 기술된 바와 같이 제조된 벌크 소결된 CAP 코어 물질로부터 얻어지는 소결된 CAP 코어 물질의 미립자 또는 그래뉼레이트, 또는
- 요망되는 형상 및 크기, 예를 들어, 나사, 못, 핀, 또는 골성 신체 부분의 프로필을 갖는 구조를 갖는 소결된 CAP 코어 물질의 프리폼.
임의의 요망되는 형상 및 크기를 갖는 이러한 프리폼은 CNC 분쇄 또는 3D 프린팅과 같은 잘 알려진 프로토타이핑 기술을 사용하여 위에 기술된 바와 같이 제조된 벌크 소결된 코어 물질로부터 얻어질 수 있다 (예를 들어 Bartolo P.et al., 2008, Bio-Materials and Prototyping Applications in Medicine, Springer Science New York, ISBN 978-0-387-47682-7; Landers R.et al., 2002, Biomaterials 23(23), 4437; Yeong W.-Y.et al., 2004, Trends in Biotechnology, 22 (12), 643; 및 Seitz H.et al., 2005, Biomed. Mater. Res. 74B (2), 782 참조).
단계 b) 의 수용액은 순수한 물, 유사 체액 또는 완충액일 수 있다. 단계 b) 의 침지 용액의 pH 값이 거의 중성이고, 변환 과정 전체에 걸쳐, 바람직하게는 pH 범위 5.5 내지 9.0 내에서, 안정하게 유지되는 것이 중요하다.
용어 "유사 체액" 은 체액을 모방하는 임의의 용액을 의미한다. 바람직하게는, 유사 체액은 혈장의 이온 농도와 유사한 이온 농도를 갖는다.
완충액은 상기 pH 범위에 있는 임의의 완충액일 수 있지만, 바람직하게는 칼슘, 마그네슘 및/또는 소듐을 포함하거나 포함하지 않는 포스페이트 완충액이다.
실시예 (실시예 4 및 5 참조) 에서 사용되는 완충액은 수성 포스페이트 완충액이다.
단계 b) 에서 온도 범위는 일반적으로 10℃ 내지 50℃, 바람직하게는 25℃ 내지 45℃, 더욱 바람직하게는 35℃ 내지 40℃ 이다.
침지 단계 b) 는 제 1 단계에서 CAP 코어 물질의 일차 상 전이 및 그에 따른 HAP 나노결정 전구물질의 핵형성을 포함한다. 제 2 단계 동안, 제 1 단계로부터의 생성된 HAP 전구물질이 성장하고, 폐쇄된 (즉, 완전히 코팅된) 에피택시 나노결정질 복합 층을 확립할 것이다. 제 1 HAP 나노결정 층은 균일하고 폐쇄되어야 하고, 소결된 CAP 코어 물질에 에피택시 연결되어야 한다.
제 3 단계 동안, 새로 형성된 이중층 복합체 내에서 일차 상 전이가 진행되어, 소결된 CAP 코어 물질 (TCP 또는 TTCP) 을 나노결정질 HAP 로 추가로 변환시킬 수 있다. 상 전이의 제 3 단계 동안, 소결된 CAP 코어 물질의 일부가 나노결정질 HAP 로 변환될 때까지 느린 확산 제어되는 과정에 의해 제어가능한 시간 동안 칼슘 이온이 방출될 것이다. HAP 층의 두께 및 그에 따른 칼슘 방출 속도는 변환 시간의 변화에 의해 제어될 수 있다.
적절한 두께의 에피택시 성장된 나노결정질 HAP 층은 시험관 내에서 제조될 것이며, CAP 에서 HAP 로의 변환은 그것이 완료되기 전에 정지된다.
CAP/HAP 골 대체 물질이 생체 내에서 고정되자마자, CAP 에서 HAP 로의 변환 과정은 체액과의 접촉에 의해 재활성화될 것이고, 골 대체 물질은 살아 있는 것 같은 시스템으로서 기능하여 인간 골 무기물과 크기 및 형태가 유사한 새로운 히드록시아파타이트를 형성할 것이다.
생체내 상 변환 과정 동안, 운반된 칼슘 이온은 국소 환경으로 방출되어, 골 재생 과정에 중요하고 유익한 국소 칼슘 평형을 지지할 것이다.
신체의 상이하게 로딩된 영역에서 골 결함의 상이한 재생 시간으로 인해, 칼슘 방출 속도가 제어될 수 있는 것이 중요하다. 이는 하이드록시아파타이트의 에피택시 성장된 층의 두께의 변화에 의해 달성될 수 있다.
단계 c) 는 그러므로 매우 임계적인 단계이다. 단계 b) 의 수성 용액에서의 노출 시간은 요망되는 HAP 층의 두께에 기반한다. 에피택셜 배향의 나노결정질 HAP 의 적어도 하나의 층이 필요하다. CAP 에서 HAP 로의 변환이 완료되지 않는 것이 필수적이다.
요망되는 두께에 따른 적절한 노출 시간은 칼슘 포스페이트, 시멘트 및 콘크리트 화학 분야의 당업자에게 잘 알려진 여러 열역학적 미분 방정식을 사용하여 계산될 수 있다.
예를 들어 다음을 참조한다: Pommersheim, J.C.; Clifton, J.R. (1979) Cem. Conc. Res.; 9:765; Pommersheim, J.C.; Clifton, J.R. (1982) Cem. Conc. Res.; 12:765; 및 Schluessler, K.H. Mcedlov-Petrosjan, O.P.; (1990): Der Baustoff Beton, VEB Verlag Bauwesen, Berlin.
위에서 언급된 미분 방정식의 해법을 CAP/HAP 시스템에 적용함으로써 CAP 에서 HAP 로의 상 전이 및 HAP 의 에피택시 층이 안정하고 재현가능한 방식으로 제조될 수 있게 하는 층의 두께를 예측하는 것이 가능하다.
단계 c) 의 마지막에 수성 용액으로부터 고체 물질을 분리하는 것은 통상적으로 당해 기술분야에 잘 알려진 기술을 사용하여 여과, 세정 및 건조에 의해 수행된다.
EP-B1-2445543 의 실시예 (즉 실시예 4 [0057] 및 실시예 5 [0058]) 에서, 세정은 골 대체물의 분리된 과립을 정제수로 3 회 세정하여 완충 용액으로부터 잔류물을 제거함으로써 수행된다.
임의적 멸균 단계 d) 는 감마선-조사 또는 X-선 방사와 같은 당해 기술분야에 잘 알려진 기술에 의해 수행될 수 있다.
EP-B1-2445543 의 실시예 4 및 5 에서 교시되는 바와 같이 수성 포스페이트 완충액을 단계 b) 의 수성 용액으로 사용하고 정제수를 사용하여 단계 c) 의 마지막에 분리된 과립을 3 회 세정함으로써, 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 칼슘 포스페이트/하이드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질이 얻어지며, 여기에서 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 에피택시 성장된 HAP 나노결정으로 이루어지는 편평한 결정 소판 (crystal platelet) 의 개별 (분리된) 클러스터 및 편평한 결정 소판의 개별 클러스터 사이의 매끄러운 영역을 포함하는 비균질 외표면을 가지며, 편평한 결정 소판의 개별 클러스터 사이의 매끄러운 영역이 차지하는 표면의 % 는 주어진 변환 조건에서 변환 시간에 따라 좌우된다.
도면을 참조하면 도 1A 는 30 분의 변환 시간을 갖는 프로토타입 (prototype) 1 (1-2 ㎜ 과립) 의 SEM (Scanning Electron Microscopy: 주사 전자 현미경법) 사진을 나타내며, 여기에서 매끄러운 영역은 SEM 에 의해 측정되는 총 외표면의 약 70 % 에 해당하고, 도 1B 는 40 분의 변환 시간을 갖는 프로토타입 2 (1-2 ㎜ 과립) 의 SEM 사진을 나타내며, 여기에서 매끄러운 영역은 SEM 에 의해 측정되는 총 외표면의 약 50 % 에 해당한다.
WO 2015/009154 는 개선된 골유도 능력을 갖는 골유도성 물질의 제조 방법을 개시하고, 이는 그레인으로 이루어지는 표면 토포그래피를 갖는 소결된 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 물질을, 출발 물질의 표면 상의 칼슘 포스페이트 그레인을 직경 10-1500 ㎚ 의 칼슘 포스페이트 니들로 변화시키기에 충분한 지속기간 동안 pH 를 제어하지 않으면서, 125℃ 이상의 온도에서 2-4 bar 의 압력 하에서 열수 처리에 적용하는 것을 포함한다. 125℃ 이상의 온도 및 2 bar 이상의 압력은 HAP 나노결정의 에피택시 성장을 가능하게 하는 EP-B1-2445543 에서 사용된 조건 (온도 35-40℃, pH 5.5-9.0, 주변 압력) 과 거리가 멀다 (인간 신체 생리와 가깝다). 이러한 니들은 에피택시 성장되지 않지만 코어 물질에 부착되거나 그 위에 침착되고, 단지 부분적으로 (통상적으로 40-90 %) 후자를 코팅하여, 이의 표면적 및 단백질 함유 능력을 증가시키고, 이에 따라 이의 골유도 잠재력을 향상시킨다.
국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 의 발명자들은 10 내지 90 %, 바람직하게는 20 내지 60% 의 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올을 포함하나 이에 한정되지 않는 단쇄 지방족 알코올을, EP-B1-2445543 에 따른 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 제조에서 단계 b) 의 수성 포스페이트 완충액에 첨가함으로써, 편평한 결정 소판의 개별 클러스터 및 그 사이의 매끄러운 영역을 포함하는, 소결된 CAP 코어 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 외표면 상에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층의 비균질 외표면이, 편평한 결정 소판의 임의의 개별 결정 클러스터 없이 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면으로 대체된다는 것을 발견했다. 상기 균질한 거친 외표면은 일반적으로 지방족 알코올의 사용량에 따라, SEM 에 의해 확인되는 0.2 내지 20 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 5 ㎛ 의 개별 소판 크기를 갖는 소판의 서로 맞물린 네트워크를 형성하는 에피택시 성장된 나노결정질 히드록시아파타이트 소판을 포함한다.
태아 인간 중간엽 줄기 세포 (hMSC) 의 골형성 분화의 시험관내 시험에 의해 나타난 바와 같이, 편평한 결정 소판의 개별 클러스터 및 그 사이의 매끄러운 영역을 포함하는 비균질 외표면을 갖는 EP-B1-2445543 에 의해 교시된 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질보다, 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 갖는 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 경우에 생체내 골형성 반응이 더 강한 것으로 보인다.
국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 의 발명은 따라서 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 갖는, 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질에 관한 것이다.
상기 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질은 태아 인간 중간엽 줄기 세포 (hMSC) 의 증가된 골형성 분화를 보여주며, 이는 향상된 생체내 골형성 반응의 강한 지표이다.
용어 "소결된 CAP 코어의 외표면 상에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층" 은 나노결정질 HAP 의 에피택시 성장된 층이 소결된 CAP 코어의 전체 외표면을 완전히 덮는다는 것을 의미한다.
용어 "편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면" 은 거시적으로 편평한 결정 소판에 의해 야기된 외표면의 조도가 편평한 결정 소판의 개별 결정 클러스터 없이 CAP 코어의 표면 상에 통계적으로 고르게 분포됨을 의미한다. 다양한 정도의 조도를 갖는 균질한 거친 외표면을 갖는 본 발명의 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 프로토타입 3 내지 7 의 SEM 사진을 나타내는 도 2 를 참조한다.
용어 "편평한 결정 소판" 은 높이 (두께) 가 3 개의 수직 방향에 대한 폭 및 길이보다 상당히 작은 결정 어셈블리를 의미한다. 상기 편평한 결정 소판은 도 3B 에서 명확하게 볼 수 있다.
일반적으로, 균질한 거친 외표면은 SEM 에 의해 확인되는 0.2 내지 20 ㎛ 의 크기 (폭 및 길이) 를 갖는 소판의 서로 맞물린 네트워크를 형성하는 에피택시 성장된 나노결정질 히드록시아파타이트 소판을 포함한다. 소판의 크기가 더 클수록, 외표면의 조도가 더 높다.
바람직하게는, 균질한 거친 외표면은 SEM 에 의해 확인되는 0.5 내지 5 ㎛ 의 크기를 갖는 소판의 서로 맞물린 네트워크를 형성하는 에피택시 성장된 나노결정질 히드록시아파타이트 소판을 포함한다.
통상적으로, 상기 균질한 거친 외표면은 수은 압입 공극률측정법 (MIP) 에 의해 확인되는 0.03 내지 2 ㎛ 의 공극을 함유하는 서로 맞물린 네트워크를 형성하는 에피택시 성장된 나노결정질 히드록시아파타이트 소판을 포함한다. 0.03 내지 2 ㎛ 의 공극 부피가 클수록, 외표면의 조도가 더 높다.
일반적으로, 상기 균질한 거친 외표면은 AFM (원자력 현미경법) 에 의해 특성분석될 수 있으며, AFM-유도된 루트 평균 제곱 거칠기 (Rq) 는 50 내지 400 ㎚ 범위이고, 프로파일의 평균 최대 높이 (Rz) 는 500 내지 2000 ㎚ 범위이다.
바람직하게는, 균질한 거친 외표면은 110 내지 150 ㎚ 범위의 AFM-유도된 루트 평균 제곱 거칠기 (Rq) 및 550 내지 750 ㎚ 범위의 프로파일의 평균 최대 높이 (Rz) 에 의해 특징지어질 수 있다.
일반적으로, XRD 에 의해 측정되는 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질 중 HAP 의 백분율은 1 내지 90 % 이다.
바람직하게는, XRD 에 의해 측정되는 상기 백분율은 1.5 내지 30%, 보다 바람직하게는 2 내지 15 % 이다.
소결된 CAP 코어는 트리칼슘 포스페이트 (TCP), 특히 α-TCP (α-Ca3(PO4)2) 또는 β-TCP (β-Ca3(PO4)2), 및/또는 테트라칼슘 포스페이트 (TTCP) Ca4(PO4)2O 를 포함한다.
빈번히 사용되는 실시형태에 따르면, 소결된 CAP 코어는 TCP 로 본질적으로 이루어지며, α-TCP 가 바람직하다.
나노결정질 HAP 의 에피택시 성장된 층은 천연 인간 골 무기물과 구조적으로 거의 동일하다.
CAP/HAP 골 대체 물질은 미립자 또는 그래뉼레이트일 수 있으며, 입자 또는 과립은 요망되는 크기 및 형상을 갖는다. 일반적으로, 입자 또는 과립은 250 내지 5000 ㎛, 바람직하게는 1000 내지 2000 ㎛ 의 크기를 갖는다.
CAP/HAP 골 대체 물질은 또한 성형체, 예를 들어, 나사, 못, 핀 또는 골성 신체 부분의 프로필을 갖는 구조 예컨대 특히 고관절, 쇄골, 늑골, 하악골 또는 두개골 부분일 수 있다. 이러한 나사, 못 또는 핀은 재건 정형외과 수술에서 인대를 뼈에 고정하기 위해, 예를 들어, 무릎 또는 팔꿈치에서 사용될 수 있다. 그러한 골성 신체 부분의 프로필을 갖는 구조는 정형외과 수술에서 결손 또는 결함 뼈 또는 뼈 부분을 대체하기 위한 인공기관으로서 사용될 수 있다.
국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 의 발명은 또한 일반적으로 천연 또는 합성 중합체를 포함하는 적합한 기질에 위에 정의된 CAP/HAP 골 대체물의 입자 또는 과립을 포함하는 퍼티에 관한 것이다. 일반적으로, 입자 또는 과립은 250 내지 5000 ㎛, 바람직하게는 1000 내지 2000 ㎛ 의 크기를 갖는다.
국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 의 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 위에 정의된 CAP/HAP 골 대체 물질의 제조 방법에 관한 것이다:
a) 소결된 CAP 코어 물질을 제조하는 단계,
b) 10℃ 내지 50℃ 의 온도에서 10 내지 90 % 의 단쇄 지방족 알코올을 함유하는 완충 용액에 소결된 CAP 코어 물질을 침지시켜 CAP 의 HAP 로의 변환 과정을 시작하여, 소결된 CAP 코어 물질 표면 상에 나노결정질 히드록시아파타이트의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 형성하는 단계로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어 물질 표면 상에 형성된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 외표면을 갖는 단계,
c) HAP 의 적어도 하나의 나노결정질 층의 폐쇄된 코팅이 존재할 때 그러나 변환 과정이 완전히 끝나기 전에 한 번에 수성 용액으로부터 고체 물질을 분리하여 변환을 정지시키는 단계, 및
d) 임의로 단계 c) 에서 비롯되는 분리된 물질을 멸균하는 단계.
적합한 단쇄 지방족 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
바람직하게는 단쇄 지방족 알코올은 에탄올이다.
바람직하게는, 단계 b) 의 완충 용액은 20 내지 60 %, 보다 바람직하게는 30 내지 50 % 의 단쇄 지방족 알코올을 함유한다.
소결된 CAP 코어의 외표면 상에서 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층의 균질한 거친 외표면의 조도 파라미터, 특히:
- AFM 파라미터: AFM-유도된 루트 평균 제곱 거칠기 (Rq) 및 프로파일의 평균 최대 높이 (Rz),
- SEM 에 의해 확인되는 에피택시 성장된 나노결정질 하이드록시아파타이트 소판의 크기 및
- MIP 에 의해 확인되는 0.03 내지 2 ㎛ 의 공극의 부피
는 변환 용액의 완충 용액 중 단쇄 지방족 알코올의 백분율을 변화시킴으로써 편리하게 조정될 수 있다.
백분율이 더 높을수록, AFM-유도된 루트 평균 제곱 거칠기 (Rq) 및 프로파일의 평균 최대 높이 (Rz) 가 더 낮고, SEM 에 의해 확인되는 에피택시 성장된 나노결정질 히드록시아파타이트 소판의 크기가 더 작고, MIP 에 의해 확인되는 0.03 내지 2 ㎛ 의 공극의 부피가 더 작다.
10 내지 90 % 의 단쇄 지방족 알코올을 함유하는 단계 b) 의 완충 용액은 다양한 양의 단쇄 지방족 알코올과 완충 수용액을 혼합함으로써 수득된다. 완충 수용액은 10 내지 90 % 의 단쇄 지방족 알코올을 추가로 함유하는 단계 b) 의 침지 용액의 pH 값이 거의 중성이고, 변환 과정 전체에 걸쳐 바람직하게는 pH 범위 5.5 내지 9.0, 보다 바람직하게는 7.0 내지 8.0 내에서 안정하게 유지되도록 선택된다.
완충액은 상기 pH 범위에 있는 임의의 완충액일 수 있지만, 바람직하게는 칼슘, 마그네슘 및/또는 소듐을 포함하거나 포함하지 않는 포스페이트 완충액이다.
적합한 완충 용액은 예를 들어 pH 값 7.3 내지 7.6 의 소듐 디히드로겐 포스페이트 (NaH2PO4) 의 0.05-0.3 M 수용액이다.
단계 b) 에서 온도 범위는 일반적으로 10℃ 내지 50℃, 바람직하게는 25℃ 내지 45℃, 더욱 바람직하게는 35℃ 내지 40℃ 이다.
바람직하게는 단계 b) 는 35 내지 40℃ 의 온도에서 20 내지 60% 의 단쇄 지방족 알코올을 함유하는 pH 7.0 내지 8.0 의 포스페이트 완충 용액에서 수행된다.
소결된 CAP 코어 물질의 제조는 먼저 칼슘 하이드로젠 포스페이트 (CaHPO4), 칼슘 카르보네이트 및/또는 칼슘 하이드록사이드의 분말을 혼합한 후, 혼합물을 적절한 온도 범위 내에서 하소 및 소결하여 벌크 소결된 CAP 코어 물질을 수득하는 것을 포함하는 당해 기술분야에 알려진 방법에 의해 수행될 수 있다 (예를 들어 Mathew M. et al., 1977, Acta. Cryst. B33: 1325; Dickens B. et al., 1974, J. Solid State Chemistry 10, 232; 및 Durucan C. et al., 2002, J. Mat. Sci., 37:963 참조).
벌크 소결된 TCP 코어 물질은 따라서 칼슘 하이드로젠 포스페이트 (CaHPO4), 칼슘 카르보네이트 및/또는 칼슘 하이드록사이드의 분말을 화학량론적 비로 혼합하고, 혼합물을 1200~1450℃ 의 범위, 바람직하게는 약 1400℃ 의 온도에서 하소 및 소결하여 얻어질 수 있다.
벌크 소결된 TTCP 코어 물질은 또한 위에 기술된 과정에 의해 얻어질 수 있다.
이러한 방법에 의해 제조된 벌크 소결된 CAP 물질은 2 내지 80 부피% 의 공극률 및 공극의 넓은 분포를 갖는 다공성일 수 있다. 공극률 파라미터는 CAP/HAP 골 대체 물질의 의도되는 응용에 따라 선택될 것이다.
단계 b) 에서 사용되는 소결된 CAP 코어 물질은 다음과 같을 수 있다:
- 위에 기술된 바와 같이 제조된 벌크 소결된 TCP 코어 물질,
- 파쇄, 연마 및/또는 분쇄, 및 체질과 같은 종래의 방법을 사용하여 위에 기술된 바와 같이 제조된 벌크 소결된 CAP 코어 물질로부터 얻어지는 소결된 CAP 코어 물질의 미립자 또는 그래뉼레이트, 또는
- 요망되는 형상 및 크기, 예를 들어, 나사, 못, 핀, 또는 골성 신체 부분의 프로필을 갖는 구조를 갖는 소결된 CAP 코어 물질의 프리폼.
임의의 요망되는 형상 및 크기를 갖는 이러한 프리폼은 CNC 분쇄 또는 3D 프린팅과 같은 잘 알려진 프로토타이핑 기술을 사용하여 위에 기술된 바와 같이 제조된 벌크 소결된 코어 물질로부터 얻어질 수 있다 (예를 들어 Bartolo P. et al., 2008, Bio-Materials and Prototyping Applications in Medicine, Springer Science New York, ISBN 978-0-387-47682-7; Landers R. et al., 2002, Biomaterials 23(23), 4437; Yeong W.-Y. et al., 2004, Trends in Biotechnology, 22 (12), 643; 및 Seitz H. et al., 2005, Biomed. Mater. Res. 74B (2), 782 참조).
침지 단계 b) 는 제 1 단계에서 CAP 코어 물질의 일차 상 전이 및 그에 따른 HAP 나노결정 전구물질의 핵형성을 유도한다. 제 2 단계 동안, 제 1 단계로부터의 생성된 HAP 전구물질이 성장하고 폐쇄된 (즉, 완전히 코팅) 에피택시 나노결정질 복합 층을 확립할 것이다. 제 1 HAP 나노결정 층은 균일하고 폐쇄되어야 하고, 소결된 CAP 코어 물질에 에피택시 연결되어야 한다.
제 3 단계 동안, 새로 형성된 이중층 복합체 내에서 일차 상 전이가 진행되어, 소결된 CAP 코어 물질 (TCP 또는 TTCP) 을 나노결정질 HAP 로 추가로 변환시킬 수 있다. 상 전이의 제 3 단계 동안, 소결된 CAP 코어 물질의 일부가 나노결정질 HAP 로 변환될 때까지 느린 확산 제어되는 과정에 의해 제어가능한 시간 동안 칼슘 이온이 방출될 것이다. HAP 층의 두께 및 그에 따른 칼슘 방출 속도는 변환 시간의 변화에 의해 제어될 수 있다.
적절한 두께의 에피택시 성장된 나노결정질 HAP 층은 시험관 내에서 제조될 것이며, CAP 에서 HAP 로의 변환은 그것이 완료되기 전에 정지된다.
CAP/HAP 골 대체 물질이 생체 내에서 고정되자마자, CAP 에서 HAP 로의 변환 과정은 체액과의 접촉에 의해 재활성화될 것이고, 골 대체 물질은 살아 있는 것 같은 시스템으로서 기능하여 인간 골 무기물과 크기 및 형태가 유사한 새로운 하이드록시아파타이트를 형성할 것이다.
생체내 상 변환 과정 동안 운반된 칼슘 이온은 국소 환경으로 방출되어 국소 칼슘 평형을 지지할 것이며, 이는 골 재생 과정에 중요하고 유익하다.
신체의 상이하게 로딩된 영역에서 골 결함의 상이한 재생 시간으로 인해, 칼슘 방출 속도가 제어될 수 있는 것이 중요하다. 이는 하이드록시아파타이트의 에피택시 성장된 층의 두께의 변화에 의해 달성될 수 있다.
따라서, 단계 c) 는 매우 임계적인 단계이다. 단계 b) 의 수성 용액에서의 노출 시간은 요망되는 HAP 층의 두께에 기반한다. 에피택셜 배향의 나노결정질 HAP 의 적어도 하나의 층이 필요하다. CAP 에서 HAP 로의 변환이 완료되지 않는 것이 필수적이다.
요망되는 두께에 따른 적절한 노출 시간은 칼슘 포스페이트 및 시멘트 및 콘크리트 화학 분야의 당업자에게 잘 알려진 여러 열역학적 미분 방정식을 사용하여 계산될 수 있다.
예를 들어 다음을 참조한다: Pommersheim, J.C.; Clifton, J.R. (1979) Cem. Conc. Res.; 9:765; Pommersheim, J.C.; Clifton, J.R. (1982) Cem. Conc. Res.; 12:765; 및 Schluessler, K.H. Mcedlov-Petrosjan, O.P.; (1990): Der Baustoff Beton, VEB Verlag Bauwesen, Berlin.
위에서 언급된 미분 방정식의 해법을 CAP/HAP 시스템에 적용하면 CAP 에서 HAP 로의 상 전이 및 층의 두께의 예측이 가능하게 되어 HAP 의 에피택시 층이 안정하고 재현가능한 방식으로 제조될 수 있다.
수성 용액으로부터 고체 물질을 분리하는 것은 통상적으로 당해 기술분야에 잘 알려진 기술을 사용하여 여과 및 건조에 의해 수행된다.
임의적 멸균 단계 d) 는 감마선-조사 또는 X-선 방사와 같은 당해 기술분야에 잘 알려진 기술에 의해 수행될 수 있다.
국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 의 발명의 CAP/HAP 골 대체 물질 및 이의 제조 방법의 이점.
편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 갖는 본 발명의 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질은, 편평한 결정 소판의 개별 클러스터 및 그 사이의 매끄러운 영역을 포함하는 비균질 외표면을 갖는 EP-B1-2445543 에 의해 교시된 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질에 비해, 태아 인간 중간엽 줄기 세포 (hMSC) 의 증가된 골형성 분화, 특히 분화 마커 오스테오폰틴 (OPN) 및 오스테오칼신 (OCN) 의 더 높은 발현을 나타낸다. 이는 향상된 생체내 골형성 반응의 강한 지표이다.
이는 R.A. Gittens et al. 에 의해 Biomaterials 2011 May, 32(13): 3395-3403 에서 공개된 결과와 일치하며, 상기 문헌은 마이크로-서브마이크로-스케일 거칠기와의 조합으로 나노스케일 구조의 도입이 골아세포 분화 및 국소 인자 생산을 개선한다는 것을 보여주며, 이는 결국 생체 내에서 개선된 임플란트 골유착능에 대한 잠재성을 시사한다.
본 발명의 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 제조 공정은 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층의 균질한 거친 외표면의 조도 파라미터를 편리하게 조정할 수 있게 하며, 특히 하기
- AFM 파라미터: AFM-유도된 루트 평균 제곱 거칠기 (Rq) 및 프로파일의 평균 최대 높이 (Rz),
- SEM 에 의해 확인되는 에피택시 성장된 나노결정질 하이드록시아파타이트 소판의 크기 및
- MIP 에 의해 확인되는 0.03 내지 2 ㎛ 의 공극의 부피
를 변환 용액의 완충 용액 중 단쇄 지방족 알코올의 백분율을 조정함으로써 그러하다.
백분율이 더 높을수록, AFM-유도된 루트 평균 제곱 거칠기 (Rq) 및 프로파일의 평균 최대 높이 (Rz) 가 더 낮고, SEM 에 의해 확인되는 에피택시 성장된 나노결정질 히드록시아파타이트 소판의 크기가 더 작고, MIP 에 의해 확인되는 0.03 내지 2 ㎛ 의 공극의 부피가 더 작다.
위에 제시한 바와 같이, 국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 의 발명은 일반적으로 천연 또는 합성 중합체를 포함하는 적합한 기질에 위에 정의된 CAP/HAP 골 대체물의 입자 또는 과립을 포함하는 퍼티 물질을 개시한다. 일반적으로, 입자 또는 과립은 250 내지 5000 ㎛, 바람직하게는 1000 내지 2000 ㎛ 의 크기를 갖는다. 퍼티 기질에 대해 구체적인 합성 또는 천연 중합체가 교시되지 않는다.
상기 국제 출원은 상기 CAP/HAP 골 대체물의 스트립, 플러그 또는 그래뉼레이트 블렌드를 전혀 언급하지 않는다.
본 출원인은 이제 콜라겐 기질에 상기 정의된 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 또는 과립을 포함하는 적합한 취급 특성을 갖는 퍼티를 제조하는 방법을 발견했고, 이러한 퍼티를 토끼 후측방 척추 융합 (PLF) 모델에서 시험했다.
본 출원인은 또한 콜라겐 기질 중 상기 CAP/HAP 골 대체 물질의 스트립 및 플러그를 제조하는 방법 및 상기 CAP/HAP 골 대체 물질의 새로운 그래뉼레이트 블렌드를 발견했다.
본 발명은 따라서 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 입자를 포함하는 콜라겐 기질로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 갖는, 콜라겐 기질에 관한 것이다.
그 콜라겐 기질은 특히 퍼티, 스트립 또는 플러그 물질을 형성하는데 유용하다.
콜라겐은 일반적으로 pH 2 내지 5 의 산성 용액에 의해 처리된 자연적으로 가교된 콜라겐일 수 있다. 이러한 처리는 균질한 슬러리를 얻기 위한 콜라겐의 습식 밀링에 유용하며, 균질한 슬러리는 그 후, 통상적으로 pH 2 내지 5 의, 산 환경에서 또는, 통상적으로 pH 11 내지 13 의, 알칼리 환경에서 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자와 혼합될 수 있다. 상기 절차는 퍼티에 요구되는 성형성 및 응집성 특성을 콜라겐 기질에 제공할 수 있다.
고도의 네이티버티 (nativity) 를 갖는 적합한 자연적으로 가교된 콜라겐이 미국 특허 제 5,837,278 호에 기재되어 있다. 이러한 콜라겐은 상품명 Geistlich Bio-Gide® (Geistlich Pharma AG, Switzerland) 로 시판된다.
상기 콜라겐은 또한 선천 자연적으로 가교된 콜라겐을 트립신 또는 펩신과 같은 단백질분해 효소를 사용하여 효소적 소화시켜 얻어진 아텔로펩타이드 콜라겐일 수 있다.
상기 콜라겐 기질이 스트립 또는 플러그로서 사용되는 경우, 콜라겐은 일반적으로 데하이드로써멀 처리 (dehydrothermal treatment) (DHT) 를 이용하는 물리적 가교에 의해, 또는, 대안적으로, 예를 들어 EDC/NHS 를 이용하는, 화학적 가교에 의해 견고화된 자연적으로 가교된 콜라겐이다.
일반적으로, 콜라겐 기질은 60-97 w/w% 골 대체 물질 및 3-40 w/w% 콜라겐, 바람직하게는 75-85 w/w% 골 대체 물질 및 15-25 w/w% 콜라겐을 포함한다.
국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 에서 교시되는 바와 같이, 상기 정의된 2상 CAP/HAP 골 대체 물질은 우수한 골 형성 촉진 능력을 나타낸다.
일반적으로, 균질한 거친 외표면은 SEM 에 의해 확인되는 0.2 내지 20 ㎛ 의 크기 (폭 및 길이) 를 갖는 소판의 서로 맞물린 네트워크를 형성하는 에피택시 성장된 나노결정질 히드록시아파타이트 소판을 포함한다. 소판의 크기가 더 클수록, 외표면의 조도가 더 높다.
바람직하게는, 균질한 거친 외표면은 SEM 에 의해 확인되는 0.5 내지 5 ㎛ 의 크기를 갖는 소판의 서로 맞물린 네트워크를 형성하는 에피택시 성장된 나노결정질 히드록시아파타이트 소판을 포함한다.
통상적으로, 상기 균질한 거친 외표면은 수은 압입 공극률측정법 (MIP) 에 의해 확인되는 0.03 내지 2 ㎛ 의 공극을 함유하는 서로 맞물린 네트워크를 형성하는 에피택시 성장된 나노결정질 히드록시아파타이트 소판을 포함한다. 0.03 내지 2 ㎛ 의 공극 부피가 클수록, 외표면의 조도가 더 높다.
일반적으로, 상기 균질한 거친 외표면은 AFM (원자력 현미경법) 에 의해 특성분석될 수 있으며, AFM-유도된 루트 평균 제곱 거칠기 (Rq) 는 50 내지 400 ㎚ 범위이고, 프로파일의 평균 최대 높이 (Rz) 는 500 내지 2000 ㎚ 범위이다.
바람직하게는, 균질한 거친 외표면은 110 내지 150 ㎚ 범위의 AFM-유도된 루트 평균 제곱 거칠기 (Rq) 및 550 내지 750 ㎚ 범위의 프로파일의 평균 최대 높이 (Rz) 에 의해 특징지어질 수 있다.
바람직하게는 XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 백분율은 1.0 내지 10.0 %, 또는 2.0 내지 5.0 % 이다.
소결된 CAP 코어는 트리칼슘 포스페이트 (TCP), 특히 α-TCP (α-Ca3(PO4)2) 또는 β-TCP (β-Ca3(PO4)2), 및/또는 테트라칼슘 포스페이트 (TTCP) Ca4(PO4)2O 를 포함한다.
빈번히 사용되는 실시형태에 따르면, 소결된 CAP 코어는 TCP 로 본질적으로 이루어지며, α-TCP 가 바람직하다.
나노결정질 HAP 의 에피택시 성장된 층은 천연 인간 골 무기물과 구조적으로 거의 동일하다.
CAP/HAP 골 대체 물질은 미립자 또는 그래뉼레이트일 수 있으며, 입자 또는 과립은 요망되는 크기 및 형상을 갖는다. 일반적으로, 입자 또는 과립은 250 내지 5000 ㎛, 바람직하게는 500 내지 2000 ㎛ 의 크기를 갖는다.
상기 콜라겐 기질은 빠르게 재흡수가능하여, 새로운 골 형성을 촉진하는 HAP 함량이 낮은 (최대 6.0 %) 국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 에 따른 상기 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자, 및 느리게 재흡수가능한 HAP 함량이 높은 (적어도 10.0 %) EP-B1-2445543 에 따른 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자, 또는 느리게 재흡수가능한 천연 골에서 유래하는 물질의 입자의 혼합물을 포함할 수 있으며, 이러한 느리게 재흡수가능한 물질은 골전도성 효과를 갖는다.
천연 골에서 유래하는 잘 알려진 느리게 재흡수가능한 물질은 미국 특허 제 5,167,961 호에 기재된 방법에 의해 천연 골로부터 제조되는 Geistlich Bio-Oss® 이며, 이는 천연 골의 원래의 결정 구조 및 무기물 마이크로구조를 실질적으로 유지하는 한편 유기 불순물 함량이 150 백만분율 미만이고 단백질 함량이 135 백만분율 미만인 골 무기물을 제공한다.
본 발명은 따라서 하기를 포함하는 콜라겐 기질에 관한 것이다:
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 입자 (A) 로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 2.0 내지 6.0 % 인, 2상 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 입자 (A), 및
- 하기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 골 대체 물질의 입자 (B):
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 적어도 하나의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 10 내지 40 % 인, 2상 CAP/HAP 골 대체 물질, 또는
- 천연 골에서 유래하고 천연 골의 원래의 결정 구조 및 무기물 마이크로구조를 실질적으로 유지하는 한편 유기 불순물 함량이 150 백만분율 미만이고 단백질 함량이 135 백만분율 미만인 골 무기물.
바람직하게는, 콜라겐 기질이 후측방 척추 융합 (PLF) 용 퍼티 물질로서 사용되는 경우:
- CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 에서 XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 2.0 내지 6.0 % 이고,
- 골 대체 물질의 입자 (B) 는 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 적어도 하나의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 30 내지 40 % 인, 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자이다.
일반적으로, 콜라겐 기질이 경구 플러그 물질로서 사용되는 경우에:
- CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 에서 XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 2.0 내지 6.0 % 이고,
- 골 대체 물질의 입자 (B) 는 천연 골에서 유래하고 천연 골의 원래의 결정 구조 및 무기물 마이크로구조를 실질적으로 유지하는 한편 유기 불순물 함량이 150 백만분율 미만이고 단백질 함량이 135 백만분율 미만인 골 무기물의 입자이다.
일반적으로, CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 와 골 대체 물질의 입자 (B) 의 w/w 비는 0.1 내지 9.9 이다.
바람직하게는, 콜라겐 기질이 PLF 용 퍼티 물질로서 사용되는 경우에, CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 와 골 대체 물질의 입자 (B) 의 w/w 비는 0.4 내지 1.0 이다.
바람직하게는, 콜라겐 기질이 구강 플러그 물질로서 사용되는 경우에, CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 와 골 대체 물질의 입자 (B) 의 w/w 비는 0.8 내지 4 이다.
일반적으로, 상기 콜라겐 기질은 선천 자연적으로 가교된 콜라겐의 콜라겐 섬유를 pH 2 내지 5 의 산성 용액에 또는 pH 11 내지 13 의 염기성 용액에 분산시켜 예컨대 콜라겐 슬러리를 생성하고, 상기 콜라겐 슬러리를 상기 2상 CAP/HAP 골 대체 물질과 혼합하고 균질화시키는 것을 포함하는 방법에 의해 제조된다.
콜라겐 - CAP/HAP 슬러리는 그 후 통상적으로 동결 건조되고 감마-선 또는 X-선 조사, 또는 산화에틸렌 처리에 의해 멸균된다.
이식 전에, 동결건조되고 멸균된 퍼티는 일반적으로 혈액 또는 등장성 식염수로 재수화된다.
본 발명은 또한 선천 자연적으로 가교된 콜라겐의 콜라겐 섬유를 pH 2 내지 5 의 산성 용액에 분산시켜 예컨대 콜라겐 슬러리를 생성하고, 상기 콜라겐 슬러리를 상기 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자와 혼합하고 균질화시켜, 예컨대 콜라겐-CAP/HAP 슬러리를 생성하고, 상기 슬러리를 동결-건조시키고 감마-선 또는 X-선 조사 또는 산화에틸렌 처리에 의해 멸균하는 것을 포함하는, 퍼티 물질로서 사용하기 위한 상기 콜라겐 기질의 제조 공정에 관한 것이다.
바람직하게는, 산성 콜라겐 슬러리는 콜로이달 밀, 블렌더 밀 또는 커터 밀에서 습식 밀링된다.
본 발명은 또한 빠르게 재흡수가능하여, 새로운 골 형성을 촉진하는 HAP 함량이 낮은 (최대 6.0 %) 국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 에 따른 상기 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자, 및 느리게 재흡수가능한 HAP 함량이 높은 (적어도 10.0 %) EP-B1-2445543 에 따른 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자, 또는 느리게 재흡수가능한 천연 골에서 유래하는 물질의 입자의 혼합물인, 특히 골 대체 물질로서 사용하기 위한, 그래뉼레이트 블렌드에 관한 것이며, 이러한 느리게 재흡수가능한 물질은 골전도성 효과를 갖는다.
천연 골에서 유래하는 잘 알려진 느리게 재흡수가능한 물질은 미국 특허 제 5,167,961 호에 기재된 방법에 의해 천연 골로부터 제조되는 Geistlich Bio-Oss® 이며, 이는 천연 골의 원래의 결정 구조 및 무기물 마이크로구조를 실질적으로 유지하는 한편 유기 불순물 함량이 150 백만분율 미만이고 단백질 함량이 135 백만분율 미만인 골 무기물을 제공한다.
본 발명은 따라서 하기를 포함하는 그래뉼레이트 블렌드에 관한 것이다:
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 입자로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 2.0 내지 6.0 % 인, 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 입자, 및
- 하기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 골 대체 물질의 입자 (B):
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 적어도 하나의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 10 내지 40 % 인, 2상 CAP/HAP 골 대체 물질, 또는
- 천연 골에서 유래하고 천연 골의 원래의 결정 구조 및 무기물 마이크로구조를 실질적으로 유지하는 한편 유기 불순물 함량이 150 백만분율 미만이고 단백질 함량이 135 백만분율 미만인 골 무기물.
바람직하게는, 상기 그래뉼레이트 블렌드에서:
- CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 에서 XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 2.0 내지 6.0 % 이고,
- 골 대체 물질의 입자 (B) 는 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 적어도 하나의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 30 내지 40 % 인, 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자이다.
일반적으로, CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 와 골 대체 물질의 입자 (B) 의 w/w 비는 0.1 내지 9.9 이다.
본 발명은 이후에 본 발명의 바람직한 구현예의 예시적인 실시예 및 첨부되는 도면을 참조하여 추가로 상세히 기술될 것이며, 도면에서:
도 1A 는 EP-B1-2445543 에 의해 공개되고 30 분의 변환 시간을 갖는 실시예 1 에서 제조된 골 대체 물질의 프로토타입 1 (1-2 ㎜ 과립) 의 SEM 사진을 나타내며, 여기에서 매끄러운 영역은 SEM 에 의해 측정되는 전체 외표면의 약 70 % 에 해당한다.
도 1B 는 EP-B1-2445543 에 의해 공개되고 40 분의 변환 시간을 갖는 실시예 1 에서 제조된 골 대체 물질의 프로토타입 2 (1-2 ㎜ 과립) 의 SEM 사진을 나타내며, 여기에서 매끄러운 영역은 SEM 에 의해 측정되는 전체 외표면의 약 50 % 에 해당한다.
도 2A-2E 는 본 발명에 따른 골 대체 물질의 프로토타입 3 (도 2A): 20 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립), 프로토타입 4 (도 2B): 30 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립), 프로토타입 5 (도 2C): 40 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립), 프로토타입 6 (도 2D): 50 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립) 및 프로토타입 7 (도 2E): 60 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립) 의 SEM 사진을 나타낸다.
도 1 및 도 2A-2E 의 모든 SEM 사진은 배율이 3500 이다.
도 3A 는 낮은 배율 (1000 x) 의 프로토타입 5 (40 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립) 의 단면의 SEM 사진을 나타낸다. 오른쪽 아래 모서리는 과립의 바깥쪽 표면을 보여주고, 과립의 중심은 왼쪽 위 모서리를 향해 위치한다.
도 3B 는 더 높은 배율 (14'000 x) 의 프로토타입 5 (40 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립) 의 단면의 SEM 사진을 나타낸다.
도 4 는 실시예 2 에서 제조된 본 발명에 따른 골 대체 물질의 비다공성 디스크의 프로토타입 3a (왼쪽: 20 % 에탄올) 및 6a (오른쪽: 50 % 에탄올) 의 SEM 사진 (위쪽 두 개의 사진) 및 AFM 사진 (다른 네 개의 사진) 을 나타낸다.
도 5A-5B 는 시험관내 시험에서 선행 기술 골 대체 물질과 비교하여 본 발명에 따른 골 대체 물질과 접촉된 태아 인간 중간엽 줄기 세포 (hMSCs) 의 오스테오칼신 (OCN, 도 5A) 및 오스테오폰틴 (OPN, 도 5B) 반응을 나타낸다.
도 6 은 실시예 2 에서 제조된 본 발명에 따른 골 대체 물질의 1-2 ㎜ 과립의 프로토타입 3 (20 % 에탄올), 5 (40 % 에탄올) 및 7 (60 % 에탄올) 및 실시예 1 에 기재된 바와 같이 생성된 순수한 α-TCP 의 1-2 ㎜ 과립의 MIP 다이어그램을 나타낸다.
도 7 은 실시예 6 3) 에서 제조된 본 발명에 따른 콜라겐 기질 퍼티 프로토타입의 이식 후 12 주의 토끼 척추 방사선사진을 나타낸다.
도 8 은 실시예 6 3) 에서 제조된 본 발명에 따른 콜라겐 기질 퍼티 프로토타입으로 이식 후 12 주의 토끼에서 PLF 절차의 레진 조직학 형광 현미경 사진을 나타낸다.
도 1A 는 EP-B1-2445543 에 의해 공개되고 30 분의 변환 시간을 갖는 실시예 1 에서 제조된 골 대체 물질의 프로토타입 1 (1-2 ㎜ 과립) 의 SEM 사진을 나타내며, 여기에서 매끄러운 영역은 SEM 에 의해 측정되는 전체 외표면의 약 70 % 에 해당한다.
도 1B 는 EP-B1-2445543 에 의해 공개되고 40 분의 변환 시간을 갖는 실시예 1 에서 제조된 골 대체 물질의 프로토타입 2 (1-2 ㎜ 과립) 의 SEM 사진을 나타내며, 여기에서 매끄러운 영역은 SEM 에 의해 측정되는 전체 외표면의 약 50 % 에 해당한다.
도 2A-2E 는 본 발명에 따른 골 대체 물질의 프로토타입 3 (도 2A): 20 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립), 프로토타입 4 (도 2B): 30 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립), 프로토타입 5 (도 2C): 40 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립), 프로토타입 6 (도 2D): 50 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립) 및 프로토타입 7 (도 2E): 60 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립) 의 SEM 사진을 나타낸다.
도 1 및 도 2A-2E 의 모든 SEM 사진은 배율이 3500 이다.
도 3A 는 낮은 배율 (1000 x) 의 프로토타입 5 (40 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립) 의 단면의 SEM 사진을 나타낸다. 오른쪽 아래 모서리는 과립의 바깥쪽 표면을 보여주고, 과립의 중심은 왼쪽 위 모서리를 향해 위치한다.
도 3B 는 더 높은 배율 (14'000 x) 의 프로토타입 5 (40 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립) 의 단면의 SEM 사진을 나타낸다.
도 4 는 실시예 2 에서 제조된 본 발명에 따른 골 대체 물질의 비다공성 디스크의 프로토타입 3a (왼쪽: 20 % 에탄올) 및 6a (오른쪽: 50 % 에탄올) 의 SEM 사진 (위쪽 두 개의 사진) 및 AFM 사진 (다른 네 개의 사진) 을 나타낸다.
도 5A-5B 는 시험관내 시험에서 선행 기술 골 대체 물질과 비교하여 본 발명에 따른 골 대체 물질과 접촉된 태아 인간 중간엽 줄기 세포 (hMSCs) 의 오스테오칼신 (OCN, 도 5A) 및 오스테오폰틴 (OPN, 도 5B) 반응을 나타낸다.
도 6 은 실시예 2 에서 제조된 본 발명에 따른 골 대체 물질의 1-2 ㎜ 과립의 프로토타입 3 (20 % 에탄올), 5 (40 % 에탄올) 및 7 (60 % 에탄올) 및 실시예 1 에 기재된 바와 같이 생성된 순수한 α-TCP 의 1-2 ㎜ 과립의 MIP 다이어그램을 나타낸다.
도 7 은 실시예 6 3) 에서 제조된 본 발명에 따른 콜라겐 기질 퍼티 프로토타입의 이식 후 12 주의 토끼 척추 방사선사진을 나타낸다.
도 8 은 실시예 6 3) 에서 제조된 본 발명에 따른 콜라겐 기질 퍼티 프로토타입으로 이식 후 12 주의 토끼에서 PLF 절차의 레진 조직학 형광 현미경 사진을 나타낸다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하지만 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
실시예 1 EP-B1-2445543 에 따른 2상 칼슘 포스페이트/하이드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 제조.
알파-TCP 의 벌크 소결된 물질, 1.0-2.0 ㎜ 의 입자 크기를 갖는 그것의 다공성 과립 및 에피택시 성장된 HAP 코팅을 갖는 변환된 과립을 EP-B1-2445543 의 실시예 1, 2 및 4 와 유사하게 제조했다.
364 g 디칼슘 포스페이트 무수 분말, 136 g 칼슘 카르보네이트 분말 및 220 ㎖ 탈이온를 실험실 교반기를 사용하여 700 rpm 에서 5 분 동안 혼합했다. 혼합 과정으로부터의 슬러리를 고온 안정한 백금 컵 내로 즉시 옮겼다. 채워진 백금 컵을 차가운 퍼네스 (furnace) 에 놓았다. 퍼네스를 100℃/시간의 가열 속도를 사용하여 1400℃ 로 가열했다. 이 온도를 12 시간 동안 유지하고, 그 후 퍼네스를 500℃/시간의 냉각 속도로 800℃ 로 냉각시키고, 그 후 125℃/시간의 냉각 속도로 300℃ 로 냉각시키고, 마지막으로 퍼네스를 전환하여 실온으로 냉각시켰다. 벌크 소결된 물질 (상 순수한 α-Ca3(PO4)2) 을 퍼네스 및 백금 컵으로부터 제거했다. 분말 X-선 회절 분석을 사용하여 상 순도의 제어를 수행했다.
벌크 생성물을 조 크러셔 (조 거리는 10 내지 1 ㎜ 로 다르다) 를 사용하여 파쇄했다. 생성된 과립을 체질 기계 및 2 ㎜ 및 1 ㎜ 의 메쉬 구경을 갖는 체 삽입물을 사용하여 체질했다. 체질 후에, 과립을 에탄올로 헹구어서 과립에 흡착된 미세 분말 잔류물을 분리했다. 다공성 과립을 캐비넷 건조기에서 1 시간 동안 80℃ 에서 건조시켰다. 헹굼 후에 입자 표면의 청결을 주사 전자 현미경법을 사용하여 표면 관찰에 의해 제어했다.
0.4 mol/l 소듐 디하이드로젠 포스페이트 (NaH2PO4) 를 증류수에 용해하여 코팅 및 상 변환 과정에 적절한 완충 용액을 제조했다. 용액의 pH 를 소듐 하이드록사이드 (NaOH) 를 사용하여 실온에서 7.45 로 조정했다. 이전 단락에 따라 생성된 과립을 제조된 용액 내로 침지하고, 웰 템퍼드 (well-tempered) 수조 (40℃) 내에서 각각 30 분 (프로토타입 1) 또는 40 분 (프로토타입 2) 동안 저장했다. 침지 후에, 과립을 증류수로 3 회 헹구어서 상 변환 과정을 정지시키고, 완충 용액으로부터 잔류물을 제거했다. 다공성 과립을 2 시간 동안 캐비넷 건조기에서 100℃ 에서 건조시켰다.
프로토타입 1 및 프로토타입 2 의 과립에 대해 SEM 을 3500 x 배율로 수행했다.
프로토타입 1 및 2 의 SEM 사진을 나타내는 도 1A 및 1B 로부터 명백한 바와 같이, 과립의 외표면은 에피택시 성장된 HAP 나노결정으로 이루어지는 편평한 결정 소판의 개별 (분리된) 클러스터 및 결정 사이의 매끄러운 영역을 포함하여 비균질하다.
프로토타입 1 및 프로토타입 2 각각에 관한 SEM 사진에서 개별 클러스터 및 매끄러운 영역이 차지하는 표면을 측정함으로써, 매끄러운 영역이 프로토타입 1 의 경우에 외표면의 약 70 % 에 해당하고, 프로토타입 2 의 경우에 외표면의 약 50 % 에 해당한다는 것을 확인했다.
실시예 2 국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 의 발명에 따른 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 제조.
1) 골 대체 물질의 과립의 제조
상 순수한 α-TCP 의 1-2 ㎜ 크기의 다공성 과립을 상기 실시예 1 에 기재된 바와 같이 생성했다.
상 변환 및 코팅 단계는 40℃ 로 설정된 수조에 놓인 유리 플라스크에서 수행했다. 변환 완충액은 상이한 비율의 에탄올과 혼합된 소듐 디하이드로젠 포스페이트 (NaH2PO4) 의 수용액이었다. 소듐 디하이드로젠 포스페이트 수용액의 몰농도는 0.05 M 내지 0.3 M 이고, 에탄올의 함량은 20 내지 60 w/w% 로 다양했다. 변환 용액의 pH 는 7.3 내지 7.6 였다.
유리 플라스크에 변환 완충액을 채우고, 알파-TCP 과립을 1:40 내지 1:80 (과립 대 변환 용액) 의 비로 첨가했다. 과립을 40℃ 에서 24 내지 72 시간 동안 변환 용액에 침지했다. 침지 후에, 과립을 탈이온수 (과립 대 물 비는 중량에 대해 1:10 이다) 로 5 회 및 에탄올 (99.9%, 과립 대 에탄올 비는 중량에 대해 1:10 이다) 로 2 회 헹구어서 상 변환 과정을 정지시키고, 완충 용액으로부터 잔류물을 제거했다. 다공성 과립을 2 시간 동안 캐비넷 건조기에서 100℃ 에서 건조시켰다.
코팅 및 상 변환 과정 후의 표면 형태를 SEM 을 이용하여 관찰했다.
도 2 는 본 발명에 따른 골 대체 물질의 프로토타입 3 (20 % 에탄올), 프로토타입 4 (30 % 에탄올), 프로토타입 5 (40 % 에탄올), 프로토타입 6 (50 % 에탄올) 및 프로토타입 7 (60 % 에탄올) 의 3500 x 배율의 SEM 사진을 나타낸다. 도 1A 및 1B 를 도 2 와 비교하면, 편평한 결정 소판의 개별 클러스터 및 그 사이의 매끄러운 영역이 있는 프로토타입 1 및 2 의 비균질 외표면이 개별 결정 클러스터가 없는 균질한 거친 외표면으로 대체되어 있다는 것을 알 수 있다. 균질한 거친 외표면은 에피택시 성장된 히드록시아파타이트 소판의 서로 맞물린 네트워크로 되어 있다. SEM 분석에 의해 관찰되는 바와 같이 변환 용액 중 에탄올 함량을 증가시킴으로써 개별 소판 크기가 감소되며, 그에 따라 외표면의 조도 또는 거칠기가 감소한다.
도 3A 는 낮은 배율 (1000 x) 의 프로토타입 5 (40 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립) 의 단면의 SEM 사진을 나타낸다. 오른쪽 아래 모서리는 과립의 바깥쪽 표면을 보여주고, 과립의 중심은 왼쪽 위 모서리를 향해 위치한다.
도 3B 는 더 높은 배율 (14'000 x) 의 프로토타입 5 (40 % 에탄올, 1-2 ㎜ 과립) 의 단면의 SEM 사진을 나타내며, 여기에서 거친 표면의 빌딩 블록인 개별 편평한 결정 소판을 분명히 볼 수 있다. 과립의 중심에 있는 거친 외표면과 과립의 바깥쪽 표면에 있는 거친 외표면 사이에 차이가 없다.
수은 압입 공극률측정법 (MIP) 에 의한 공극 크기 분포의 확인
과립의 공극 크기 분포를 수은 압입 공극률측정법 (MIP) 을 이용하여 측정했다. MIP 은 다공성 물질의 공극 크기 분포를 확인하는데 사용되는 표준 특성분석 기술이다. 상기 기술은 당업계에 잘 알려져 있으며, 예를 들어 Gregg, S. J. and Sing, K.S.W., Adsorption, Surface Area and Porosity, 2nd ed., Academic Press Inc. (1982), 173-190 에 기재되어 있다.
도 6 은 순수한 α-TCP (실시예 1에 따라 생성되고 프로토타입 3, 5 및 7 의 코어 물질) 와 비교하여 본 발명에 따른 골 대체 물질의 프로토타입 3, 5 및 7 의 MIP 다이어그램을 나타낸다. 모든 측정을 1-2 ㎜ 과립으로 수행했다.
순수한 α-TCP 샘플은 그것의 매끄러운 표면 때문에 0.03 내지 2 ㎛ 범위의 기공을 갖지 않음을 알 수 있다. 본 발명에 따른 모든 골 대체 물질은, 에피택시 성장된 히드록시아파타이트 소판의 서로 맞물린 네트워크로 구성되는 균질한 거친 외표면의 다공성 본질로 인해 0.03 내지 2 ㎛ 범위의 공극을 함유한다. 0.03 내지 2 ㎛ 범위의 MIP 곡선하 면적에 해당하는 거친 외표면의 공극 부피는 서로 맞물린 네트워크의 개별 소판 크기에 의존한다. 개별 소판이 클수록, 서로 맞물린 네트워크의 포함된 공극 부피가 더 크다. 따라서, 서로 맞물린 네트워크의 포함된 공극 부피는 표면의 조도와 직접 상관관계가 있을 수 있다. MIP 다이어그램에서 0.03 내지 2 ㎛ 범위의 공극 부피가 클수록, 표면의 조도가 더 높다. 나타낸 프로토타입 중에서 프로토타입 3 이 0.03 내지 2 ㎛ 범위의 가장 큰 공극 부피 (곡선하 면적) 를 가지며, 프로토타입 5 및 7 이 그 뒤를 잇는다. 도 2A-2E 에서 SEM 분석에 의해 프로토타입의 조도가 프로토타입 3 으로부터 프로토타입 5 및 7 로 감소되는 것이 확인된다.
2) 골 대체 물질의 비다공성 디스크의 제조
상기 실시예 1 에 기재된 바와 같이 생성된 상 순수한 α-TCP 의 1-2 ㎜ 크기의 과립을 150 rpm 으로 20시간 동안 플래너태리 밀로 밀링하여 미세 분말을 수득했다. 미세 분말을 프레싱 몰드에 채우고, 핸드 프레스로 1 톤의 하중으로 압축했다. 그린 바디를 몰드에서 제거하고 고온 퍼네스로 옮겼다. 퍼네스를 250℃/시간의 가열 속도를 사용하여 1450℃ 로 가열했다. 이 온도를 24 시간 동안 유지하고, 그 후 퍼네스를 500℃/시간의 냉각 속도로 800℃ 로 냉각시키고, 그 후 150℃/시간의 냉각 속도로 실온으로 냉각시켰다. 벌크 소결된 비다공성 물질 (상 순수한 α-Ca3(PO4)2) 을 퍼네스로부터 제거했다. 분말 X-선 회절 분석을 사용하여 상 순도의 제어를 수행하고, SEM 을 사용하여 표면 특성을 분석했다.
제조된 디스크의 상 변환 및 코팅을 상기 1) 에서 기재된 바와 같이, α-TCP 와 변환 용액의 중량비를 1 대 3.5 로 한 점만 다르게 하여 수행했다.
본 발명에 따른 골 대체 물질의 프로토타입 3a (20 % 에탄올) 및 6a (50 % 에탄올) 을 그에 따라 제조했다.
코팅 및 상 변환 과정 후의 표면 형태를 SEM 을 이용하여 관찰했다. 대응하는 거칠기 파라미터를 원자력 현미경법 AFM 을 사용하여 확인했다.
도 4 의 SEM 이미지는 비다공성 디스크의 균질한 거친 외표면의 형태가 실시예 2 단락 1 로부터 상응하는 에탄올 함량으로 생성된 과립 (프로토타입 3 및 3a 및 프로토타입 6 및 6a) 의 거친 외표면과 동일하다는 것을 확인시켜 준다.
원자력 현미경법 (AFM)
나노규모에서의 표면 측정을 원자력 현미경법 (TT-AFM, AFM Workshop) 을 사용하여 태핑 모드에서 평가했다. AFM 분석을 주위 분위기 하에서 직경 11 ㎜ 및 높이 1 ㎜ 의 비다공성 원통형 디스크를 사용하여 수행했다. 공명 주파수 190 kHz 및 팁 반경 10 ㎚ 이하를 사용했다. 각각의 AFM 분석을 50 ㎛ x 50 ㎛ 면적에 걸쳐 수행했고, 모든 그룹의 3개의 샘플을 스캐닝했다. 원래의 데이터는 수치 보정을 적용하여 평면 레벨화하여 기울기를 제거하고, Gwyddion 소프트웨어를 사용하여 루트 평균 제곱 거칠기 (Rq) 및 프로파일의 평균 최대 높이 (Rz) 의 평균값을 확인했다.
표면의 유사한 표면 특성분석이 예를 들어 US-2013-0045360-A1 에 기술된다.
도 4 는 본 발명에 따라 제조된 비다공성 디스크의 프로토타입 3a (20 % 에탄올, 왼쪽) 및 6a (50 % 에탄올, 오른쪽) 의 AFM 사진을 나타낸다. 프로토타입 3a 및 6a 에 대한 AFM-유도된 거칠기 값은 하기 표 1 에서 찾을 수 있다.
표 1
프로토타입 3a 및 6a 에 대한 AFM 유도된 거칠기 값.
표 1 에 나타난 바와 같이, 에탄올 함량을 20% 에서 50% 로 증가시킴으로써 루트 평균 제곱 거칠기 (Rq) 의 평균값은 237 ㎚ 에서 130 ㎚ 로 감소했고, 프로파일의 평균 최대 높이 (Rz) 는 1391 ㎚ 에서 630 ㎚ 로 감소했다.
실시예 3 태아 인간 중간엽 줄기 세포 (hMSC) 의 골형성 분화의 시험관내 시험
실시예 1 및 2 에서 제조된 골 대체 물질 프로토타입이 골형성 분화를 지지하는지 평가하기 위해, 임신 22 주 후 인간 태아 대퇴골로부터 단리된 약 200'000 hMSC (ScienCell 로부터 상업적으로 입수가능: Cat#7500, Lot# 6890) 를 골 대체 물질 프로토타입의 320 ㎎ 과립에 파종하고 3 주 동안 배양했다. 배양 첫 7 일은 상업적으로 입수가능한 hMSC 증식 배지 (MSCM Medium, Cat# 7501, ScienCell) 를 사용하여 세포 증식을 최적으로 지지했다. 다음 14 일 동안 배지를 10% FBS 및 페니실린/스트렙토마이신이 보충된 DMEM 로 바꿨다. 세포 배양 배지에 추가의 골형성제를 첨가하지 않았다. 3 주의 hMSC 배양 후, 전체 mRNA 를 단리하고, cDNA 로 전사시키고, 실시간 정량적 PCR 을 수행했다. 유전자 발현은 하우스키핑 유전자로서 GAPDH 를 사용하여 ΔΔCT 방법 (Livak K.J. and Schmittgen T.D., Analysis of relative gene expression data using real time quantitative PCR and the 2-ΔΔCT method, 2001, Methods 25, pp. 402-408 참조) 후에 계산했다. 실시예 1 및 실시예 2 에서 제조된 과립 형태 (1-2 ㎜) 의 모든 골 대체 물질 프로토타입에 대해 골형성 분화 마커 오스테오폰틴 (OPN) 및 오스테오칼신 (OCN) 의 발현을 측정했다.
이들 측정은 실시예 1 의 선행 기술 골 대체 물질 프로토타입보다 실시예 2 의 본 발명에 따른 골 대체 물질 프로토타입의 경우에 골형성 분화 마커 OPN 및 OCN 의 유의하게 더 높은 발현을 보여줬다 (도 5A-5B 참조).
이들 시험관내 결과에 기초하여 생체 내에서 본 발명에 따른 골 대체 물질 프로토타입에 대한 향상된 골형성 반응이 예상된다.
실시예 4 국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 의 본 발명의 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 HAP 나노결정 및 인간 골 무기물에 대한 결정 크기 및 형태의 비교.
결정 크기 분석은 EP-B1-2445543 에서와 같이 프로토타입 3 의 샘플 및 천연 인간 골 무기물에 브래그 (Bragg) 방법을 적용하여 X-선 회절 데이터의 개량을 사용하여 수행했다.
본 발명 및 인간 골 무기물은 동일한 형태 및 동일한 결정 크기를 갖는다.
하기 표 2 를 참조한다.
표 2
본 발명의 CAP/HAP 골 대체물 및 인간 골 무기물에 대한 HAP 결정 크기 및 형태의 비교
실시예 5 국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 에 따른 3.0 w/w % HAP 를 함유하는 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자를 포함하는 본 발명에 따른 콜라겐 기질의 제조.
1) 3.0 w/w % HAP 를 함유하는 빠르게 재흡수하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 제조
2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 0.5 - 2 ㎜ 크기의 다공성 과립을 국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 에 따라 상기 실시예 2 에 기재된 것에 가까운 방법에 의해 생성했다. 변환 완충액은 50 % 에탄올을 함유하는 소듐 디하이드로젠 포스페이트 (NaH2PO4) 의 0.1M 용액이었다. XRD 에 의해 측정되는 표면 변환으로부터 유래하는 HAP 의 함량은 3.0 w/w % 였다.
2) 퍼티로 사용하기 위한 본 발명에 따른 콜라겐 기질의 제조
선택된 양의 콜라겐 섬유 (3 w/w %) 를 탈이온수에 분산시켰다. 퍼티 물질을 제조하기 위한 콜라겐 섬유의 공급원은 Geistlich Pharma AG 로부터 상업적으로 입수가능한 제품 Geistlich Bio-Gide® 에서와 동일했다. 이어서, 슬러리의 pH 값을 2M 염산 용액을 사용하여 pH = 3.5 로 조정했다. 그 후, 슬러리를 콜로이드 밀을 이용하여 습식 밀링했다. 다음 단계에서, 상기 1) 에서 제조된 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 과립을 80 w/w% 골 대체 물질 및 20 w/w% 콜라겐의 비로 콜라겐 슬러리에 첨가했다. 스파출라를 사용하여 손으로 골 대체 물질을 첨가한 후에 슬러리를 균질화했다. 그 후, 슬러리를 금속 몰드 (23 ㎜ x 23 ㎜ x 6 ㎜) 에 채운 후 동결건조시켰다 (-40℃ 로 동결, -5℃ 및 300 μbar 에서 24 시간 동안 1 차 건조, 20℃ 및 10 μbar 에서 11 시간 동안 2 차 건조). 동결건조된 물질을 x-선 방사선으로 멸균했다.
혈액 또는 등장성 식염수로 재수화하여 취급성이 양호한 퍼티 프로토타입을 얻었다.
퍼티 프로토타입의 취급 특성을 평가하기 위한 절차:
퍼티 물질을 특정 양의 헤파린화된 혈액과 접촉시키고, 그 후 시험 프로토콜은 다음 단계를 포함했다:
1. 습윤성: 발포체를 헤파린화된 혈액으로 4 분 이내에 (조작 없이) 습윤시킬 수 있다.
2. 짜내기 (squeezing): 추가 혈액을 짜낼 수 있다.
3. 달라붙음 (stickiness): 퍼티 덩어리는 장갑 또는 기구에 달라붙지 않는다.
4. 응집성: 퍼티는 응집성이 있고 무너지지 않는다.
5. 성형성: 성형가능한 퍼티는 원하는 형상 (가장 도전적인 형태로서 공) 으로 쉽게 성형될 수 있다.
6. 내압성: 압력을 가할 때 물질이 측면으로 밀리지 않았다.
3) 스트립 또는 플러그로서 사용하기 위한 본 발명에 따른 콜라겐 기질의 제조
이 실시예의 2) 에서 얻어진 동결건조된 물질을 0.1-10 mbar 및 80-140℃ 에서 12-96 시간 동안 데하이드로써멀 처리 (DHT) 했다. 플러그 물질을 얻기 위해, 이 실시예의 2) 에서의 금속 몰드는 직경 8 내지 12 ㎜ 및 깊이 8 내지 16 ㎜ 의 원통형 또는 원뿔형 형상이었다.
실시예 6 3.0 w/w % HAP 를 함유하는 국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 에 따른 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 및 35 w/w % HAP 를 함유하는 EP-B1-2445543 에 따른 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자의 혼합물을 포함하는 콜라겐 기질의 제조.
1) 35 %HAP 를 함유하는 EP-B1-2445543 에 따른 느리게 재흡수하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 제조
2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 0.5 - 2 ㎜ 크기의 다공성 과립을 EP-B1-2445543 에 기재된 공정에 따라 제조했다. 변환 완충액은 pH 7.45 ± 0.1 의 소듐 디하이드로젠 포스페이트 (NaH2PO4) 의 0.15M 용액이었다. 알파-TCP 과립을 40℃ 에서 24 시간 동안 변환 용액에 침지했다. 표면 변환 후, 과립을 세척하고 캐비넷 건조기에서 건조시켰다. XRD 에 의해 측정되는 표면 변환으로부터 유래하는 HAP 의 함량은 35 w/w % 였다.
2) 그래뉼레이트 블렌드, 2상 골 대체 물질의 빠르게 재흡수하는 및 느리게 재흡수하는 입자의 혼합물의 제조
실시예 5 의 1) 에서 제조된 3.0 w/w % HAP 를 함유하는 국제 PCT 특허 출원 WO-2019/115704 에 따른 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 0.5 - 2 ㎜ 크기의 다공성 입자, 및 이 실시예의 1) 에서 제조된 35 % w/w HAP 를 함유하는 EP-B1-2445543 에 따른 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 0.5 - 2 ㎜ 크기의 다공성 입자를 w/w 비 40:60 로 혼합했다. 그래뉼레이트 블렌드를 터뷸라 셰이커 믹서에서 균질화했다.
3) 퍼티로 사용하기 위한 본 발명에 따른 콜라겐 기질의 제조
선택된 양의 Geistlich Bio-Gide® 의 콜라겐 섬유 (3 w/w %) 를 탈이온수에 분산시켰다. 이어서, 슬러리의 pH 값을 2M 염산 용액을 사용하여 pH = 3.5 로 조정했다. 그 후, 슬러리를 콜로이드 밀을 이용하여 습식 밀링했다. 다음 단계에서, 이 실시예의 2) 에서 제조된 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 그래뉼레이트 블렌드를 80 w/w% 골 대체 물질 및 20 w/w% 콜라겐의 비로 콜라겐 슬러리에 첨가했다. 스파출라를 사용하여 손으로 골 대체 물질을 첨가한 후에 슬러리를 균질화했다. 그 후, 슬러리를 금속 몰드 (23 ㎜ x 23 ㎜ x 6 ㎜) 에 채운 후 동결건조시켰다 (-40℃ 로 동결, -5℃ 및 300 μbar 에서 24 시간 동안 1 차 건조, 20℃ 및 10 μbar 에서 11 시간 동안 2 차 건조). 물질을 그 후 x-선 방사선으로 멸균했다.
4) 스트립 또는 플러그로서 사용하기 위한 본 발명에 따른 콜라겐 기질의 제조
이 실시예의 3) 에서 얻어진 동결건조된 물질을 0.1-10 mbar 및 80-140℃ 에서 12-96 시간 동안 데하이드로써멀 처리 (DHT) 했다. 플러그 물질을 얻기 위해, 이 실시예의 3) 에서의 금속 몰드는 직경 8 내지 12 ㎜ 및 깊이 8 내지 16 ㎜ 의 원통형 또는 원뿔형 형상이었다.
실시예 7 토끼 후측방 척추 융합 (PLF) 모델에서 본 발명에 따른 퍼티의 시험
상기 실시예 6 3) 에서 얻은 콜라겐 기질을 W.R. Walsh et al., 2009, Eur. Spine J. 18:1610-1620 에 의해 개시된 토끼 PLF 모델에서, Mastergraft™ 퍼티 (콜라겐 기질 중 2상 칼슘 포스페이트 과립, Medtronic 에 의해 시판됨) 및 Actifuse ABX 퍼티 (폴록사머 기질 중 Si-치환된 히드록시아파타이트, Baxter 에 의해 시판됨) 와 비슷하게 퍼티로서 시험했다.
· 이식 후 12 주 후에 이들 각각의 퍼티에 대해 융합된 덩어리가 방사선학적으로 명확히 가시적이었다. 마스터그래프트 퍼티는 더 높은 분해율을 나타냈다.
본 발명에 따른 퍼티에 대해 융합 덩어리가 명확히 가시적인 도 7 을 참조한다.
· 도 8 에 나타난 바와 같이, 3.0 w/w % HAP 를 함유하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자는 35 % w/w HAP 를 함유하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (도 8 에서 크기가 더 크고 형상이 더 균일해 보임) 보다 더 빠르게 재흡수되어, 새로운 뼈의 내성장을 위한 공간을 제공했다.
· 결함에 걸친 새로운 뼈 형성이 도 8 에서 관찰될 수 있다.
Claims (15)
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 입자를 포함하는 콜라겐 기질로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 갖는, 콜라겐 기질.
- 제 1 항에 있어서, 콜라겐은 산성 용액에 의해 처리된 자연적으로 가교된 콜라겐인, 콜라겐 기질.
- 제 1 항에 있어서, 콜라겐은 데하이드로써멀 처리 (dehydrothermal treatment) (DHT) 에 의해 물리적으로 가교된 또는 화학적으로 가교된 자연적으로 가교된 콜라겐인, 콜라겐 기질.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 60-97 w/w% 골 대체 물질 및 3-40 w/w% 콜라겐을 포함하는, 콜라겐 기질.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질에서, 거친 표면은 주사 전자 현미경법 (SEM) 에 의해 확인되는 0.2 내지 20 ㎛ 의 크기를 갖는 소판의 서로 맞물린 네트워크를 형성하는 에피택시 성장된 나노결정질 히드록시아파타이트 소판을 포함하는, 콜라겐 기질.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질에서, 균질한 거친 외표면은 수은 압입 공극률측정법 (MIP) 에 의해 확인되는 0.03 내지 2 ㎛ 의 공극을 함유하는 서로 맞물린 네트워크를 형성하는 에피택시 성장된 히드록시아파타이트 소판을 포함하는, 콜라겐 기질.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질에서, 균질한 거친 외표면이 원자력 현미경법 (AFM) 에 의해 AFM-유도되는 루트 평균 제곱 거칠기 Rq 가 50 내지 400 ㎚ 범위이고, 프로파일의 평균 최대 높이 Rz 가 500 내지 2000 ㎚ 범위인 것을 특징으로 하는, 콜라겐 기질.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 2상 칼슘 포스페이트/히드록시아파타이트 (CAP/HAP) 골 대체 물질에서, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 백분율이 1.0 내지 10.0 % 인, 콜라겐 기질.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기를 포함하는, 콜라겐 기질:
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 는 2.0 내지 6.0 % 인, CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A), 및
- 하기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 골 대체 물질의 입자 (B):
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 적어도 하나의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 10 내지 40 % 인, 2상 CAP/HAP 골 대체 물질, 및
- 천연 골에서 유래하고 천연 골의 원래의 결정 구조 및 무기물 마이크로구조를 실질적으로 유지하는 한편 유기 불순물 함량이 150 백만분율 미만이고 단백질 함량이 135 백만분율 미만인 골 무기물. - 제 9 항에 있어서, 하기와 같은 콜라겐 기질:
- CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 에서 XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 2.0 내지 6.0 % 이고,
- 골 대체 물질의 입자 (B) 는 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 적어도 하나의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 30 내지 40 % 인, 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자이다. - 제 9 항에 있어서, 하기와 같은 콜라겐 기질:
- CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 에서 XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 2.0 내지 6.0 % 이고,
- 골 대체 물질의 입자 (B) 는 천연 골에서 유래하고 천연 골의 원래의 결정 구조 및 무기물 마이크로구조를 실질적으로 유지하는 한편 유기 불순물 함량이 150 백만분율 미만이고 단백질 함량이 135 백만분율 미만인 골 무기물의 입자이다. - 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 와 골 대체 물질의 입자 (B) 의 w/w 비가 0.1 내지 9.9 인, 콜라겐 기질.
- 퍼티로서 사용하기 위한 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 콜라겐 기질의 제조 방법으로서, 선천 자연적으로 가교된 콜라겐의 콜라겐 섬유를 pH 2 내지 5 의 산성 용액에 분산시켜 예컨대 콜라겐 슬러리를 생성하고, 콜라겐 슬러리를 상기 2상 CAP/HAP 골 대체 물질의 입자와 혼합하고 균질화시켜, 예컨대 콜라겐/CAP/HAP 슬러리를 생성하고, 그 슬러리를 동결-건조시키고 감마-선 또는 X-선 조사 또는 산화에틸렌 처리에 의해 멸균하는 것을 포함하는 방법.
- 하기의 혼합물을 포함하는 그래뉼레이트 블렌드:
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 입자 (A) 로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 폐쇄된 에피택시 성장된 층은 편평한 결정 소판을 포함하는 균질한 거친 외표면을 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 2.0 내지 6.0% 인, 2상 (CAP/HAP) 골 대체 물질의 입자 (A), 및
- 하기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 골 대체 물질의 입자 (B):
- 소결된 CAP 코어 및 소결된 CAP 코어의 외표면에 침착된 나노결정질 HAP 의 적어도 하나의 폐쇄된 에피택시 성장된 층을 포함하는 2상 CAP/HAP 골 대체 물질로서, 에피택시 성장된 나노결정은 인간 골 무기물과 동일한 크기 및 형태를 가지며, XRD 에 의해 측정되는 HAP 의 % 은 10 내지 40 % 인, 2상 CAP/HAP 골 대체 물질, 및
- 천연 골에서 유래하고 천연 골의 원래의 결정 구조 및 무기물 마이크로구조를 실질적으로 유지하는 한편 유기 불순물 함량이 150 백만분율 미만이고 단백질 함량이 135 백만분율 미만인 골 무기물. - 제 14 항에 있어서, CAP/HAP 골 대체 물질의 입자 (A) 와 골 대체 물질의 입자 (B) 의 w/w 비가 0.1 내지 9.9 인, 그래뉼레이트 블렌드.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60220056A (ja) * | 1984-04-18 | 1985-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 人工歯 |
| WO2010149296A1 (en) * | 2009-06-23 | 2010-12-29 | Geistlich Pharma Ag | Bone substitute material |
| WO2012084214A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Geistlich Pharma Ag | Bone substitute material |
| JP2016524964A (ja) * | 2013-07-19 | 2016-08-22 | ガイストリヒ・ファーマ・アクチェンゲゼルシャフトＧｅｉｓｔｌｉｃｈ Ｐｈａｒｍａ Ａｇ | バイオミメティックなコラーゲン−ヒドロキシアパタイト複合材料 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1260391A (en) * | 1985-03-28 | 1989-09-26 | Karl A. Piez | Xenogeneic collagen/mineral preparations in bone repair |
| US4865602A (en) | 1986-11-06 | 1989-09-12 | Collagen Corporation | Gamma irradiation of collagen/mineral mixtures |
| DE3711426A1 (de) | 1987-04-04 | 1988-10-13 | Mtu Muenchen Gmbh | Implantat mit bioaktivem ueberzug |
| GB8813033D0 (en) | 1988-06-02 | 1988-07-06 | Geistlich Soehne Ag | Chemical compound |
| EP1120439B1 (en) | 1992-02-28 | 2004-06-16 | Cohesion Technologies, Inc. | Injectable ceramic compositions and methods for their preparation and use |
| US5763092A (en) | 1993-09-15 | 1998-06-09 | Etex Corporation | Hydroxyapatite coatings and a method of their manufacture |
| GB9400163D0 (en) | 1994-01-06 | 1994-03-02 | Geistlich Soehne Ag | Membrane |
| IT1288038B1 (it) | 1996-04-30 | 1998-09-10 | Flametal S P A | Procedimento per la preparazione di rivestimenti di idrossiapatite |
| US6338752B1 (en) | 2000-04-20 | 2002-01-15 | Purzer Pharmaceutical Co., Ltd. | α-TCP/HAP biphasic cement and its preparing process |
| US20030026770A1 (en) | 2001-07-25 | 2003-02-06 | Szymaitis Dennis W. | Periodontal regeneration composition and method of using same |
| US20070026030A1 (en) | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Berkeley Advanced Biomaterials, Inc. | Method of preparing rheological materials for bone and cartilage repair |
| ES2729425T3 (es) | 2006-10-24 | 2019-11-04 | Biomet 3I Llc | Deposición de nanopartículas discretas sobre una superficie nanoestructurada de un implante |
| US20130045360A1 (en) | 2010-01-29 | 2013-02-21 | Georgia Tech Research Corporation | Surface modification of implant devices |
| US9107983B2 (en) | 2010-10-27 | 2015-08-18 | Warsaw Orthopedic, Inc. | Osteoconductive matrices comprising statins |
| GB201122405D0 (en) | 2011-12-23 | 2012-02-08 | Univ Aberdeen | Calcium phosphate material |
| ES2709324T3 (es) | 2013-05-15 | 2019-04-16 | Euroresearch Srl | Polvo de colágeno, composición y uso |
| NL2011195C2 (en) | 2013-07-18 | 2015-01-21 | Xpand Biotechnology B V | Method for producing an osteoinductive calcium phosphate and products thus obtained. |
| JP2016011247A (ja) * | 2014-06-03 | 2016-01-21 | 株式会社豊田中央研究所 | 板状リン酸化合物粒子、それを含む板状リン酸化合物粉体、及び、板状リン酸化合物粉体の製造方法、並びに板状リン酸化合物粉体を用いた結晶配向アパタイトの製造方法 |
| CN106046399A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-10-26 | 太原理工大学 | 一种壳聚糖微球表面矿化的制备方法 |
| CN106754665A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 浙江大学 | 促进间充质干细胞分化的微纳米拓扑结构制备及分化方法 |
| PT3544643T (pt) | 2017-12-14 | 2020-07-27 | Geistlich Pharma Ag | Material de substituição óssea |
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-
2020
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|---|---|---|---|---|
| JPS60220056A (ja) * | 1984-04-18 | 1985-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 人工歯 |
| WO2010149296A1 (en) * | 2009-06-23 | 2010-12-29 | Geistlich Pharma Ag | Bone substitute material |
| JP2012530568A (ja) * | 2009-06-23 | 2012-12-06 | ガイストリヒ・ファーマ・アクチェンゲゼルシャフト | 骨代用材料 |
| WO2012084214A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Geistlich Pharma Ag | Bone substitute material |
| JP2016524964A (ja) * | 2013-07-19 | 2016-08-22 | ガイストリヒ・ファーマ・アクチェンゲゼルシャフトＧｅｉｓｔｌｉｃｈ Ｐｈａｒｍａ Ａｇ | バイオミメティックなコラーゲン−ヒドロキシアパタイト複合材料 |
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