TW202112384A - 含抗壞血酸的可注射水性植入調配物 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於： -  一種用於口腔組織再生之可注射水性植入調配物，其已藉由γ-射線或X-射線輻照滅菌且可利用不超過60 N之力經錐形系統(tapering system)及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管擠出，其包含25-45 w/w %之如藉由篩分所測定大小50至200 µm之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之碎片的混合物，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係1.8至4.5，其含有至少0.05 % (w/w)抗壞血酸，及 -  一種製備上述可注射水性植入調配物之方法。

Description

含抗壞血酸的可注射水性植入調配物
本發明係關於含抗壞血酸的新可注射水性植入調配物及製備該新可注射水性植入調配物的方法。
牙周病有許多風險因子，例如口腔衛生差、吸煙、糖尿病、肥胖症、遺傳特質、年齡及社會經濟狀況，該等因素促進細菌積累、生物膜形成及齒齦溝之感染且因此形成齒齦發炎或齒齦炎。若不及時治療，發炎沿著牙根進展並造成PDL及周圍齒槽之破壞，則此稱為齒根骨膜炎。隨著牙周病進展，在牙齒與軟組織之間生成囊袋並持續生長，直至牙齒失去其穩定性且可能脫落。牙周病之臨床症狀係軟組織發炎、(組織)探診出血、可能伴隨化膿及齒槽骨之放射照相損失。牙醫可使用探針來量測牙周囊袋之深度(即，軟組織或骨骼與牙齒之間之深度)，以確定牙周病之存在及程度，此稱為臨床(牙齒)附著之喪失。
引導組織再生(GTR)係廣泛使用之外科手術，以治療牙周結構之喪失。在此手術中，牙周病醫師可藉由切開軟組織以舉起皮瓣以接近患病牙根及周圍骨。下一步驟係藉由適宜手動儀器、超音波或雷射裝置對病變骨、軟組織及牙根表面進行清創，其中去除病變組織，並對牙根表面進行刮除及整平。清創之後，較大骨缺損用骨再生材料填充。將引導組織再生阻隔材(例如Geistlich Bio-Gide®，闡述於EP-B1-1676592中且可自Geistlich Pharma AG商業購得)置於較深骨質缺損中之骨再生材料上方。牙周病醫師藉由適當縫合線關閉皮瓣。然後，齒齦、上皮附著、骨及骨與牙齒之間之牙周附著重新形成。儘管此手術有效，但在齒齦中之切口導致患者不適、疼痛、腫脹、齒齦退縮、敏感牙齒、長癒合時間且增加再次感染之可能性。
許多天然及合成材料及組合物已用作骨缺損位點之骨再生材料。
促進牙周骨質缺損中之骨生長之熟知天然骨傳導性骨替代材料係可自Geistlich Pharma AG商業購得之Geistlich Bio-Oss®。該材料係藉由美國專利第5,167,961號及第5,417,975號中所述之方法自天然骨製造，其能夠保留天然骨之小樑架構及奈米結晶結構，從而獲得不被吸收或吸收極緩慢之優良骨傳導性基質。
為減少關於齒齦中之切口的上述缺點，業內需要可注射植入調配物。
為在注射至牙周囊袋中時容易被患者接受且方便的使用注射器手動注射，該可注射水性植入調配物應可較佳利用不超過60 N之力擠出穿過直徑不大於規號18 (0.838 mm內徑)之套管或針頭的套管。
對於最佳口腔組織再生、對於齒槽骨、牙根齒堊質或牙周韌帶之再生，期望所注入之植入調配物提供接近發生該再生之天然活體內環境之羥磷灰石及膠原蛋白之基質。
源自天然骨之羥磷灰石較合成(非生物)羥磷灰石或陶瓷更接近發生再生之天然活體內環境。
藉由碾磨源自天然骨之羥磷灰石所獲得之粒子具有較藉由碾磨合成羥磷灰石或陶瓷獲得之圓形粒子更不規則且縱向形狀：因此，其呈現阻塞規號18套管之較高風險。參見圖5，其在左手側代表源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子之掃描電子顯微術(SEM)且在右手側合成β-TCP粒子之SEM。因此，含有合成羥磷灰石或陶瓷粒子之調配物擠出穿過套管之結果僅部分地預測含有源自天然骨之羥磷灰石粒子之類似調配物之擠出。
人類天然骨之一個重要特徵係羥磷灰石晶體之形態及極小之大小(奈米大小)，其對於人類骨礦物質係：六方晶系空間群P63 /m，長度約30至50 nm (c軸：[0,0,1])且長度約14至25 nm (a及b軸：[1,0,0]及[0,1,0])。參見Weiner, S.等人，1992, FASEB, 6:879-885。為更接近發生再生之天然環境，因此期望使用源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子，較佳具有接近人類天然骨之晶體形態及大小。
US2012/0107401闡述可流動可植入之骨傳導性基質，其包含0.1-2 mm陶瓷(例如合成羥磷灰石及β-TCP)或源自天然骨之羥磷灰石之礦物質粒子、源自人類或動物來源之可為可溶性膠原蛋白或不可溶膠原蛋白之膠原蛋白及治療劑(包括(史他汀(statin))之混合物。彼等可流動可植入之骨傳導性基質經教示適宜作為可經注射、噴射或滴注至目標組織位點之泥膠或凝膠。陶瓷與膠原蛋白之w/w比率經教示為0.15至22.5 (請求項4)或1.5至11.5 (請求項5)，所揭示之陶瓷與膠原蛋白之唯一特定比率係5及4.83 (請求項2及[0089]、[0090])。
美國專利第7,322,825號揭示藉由將組合物注射於牙周囊袋中治療牙周病之方法，該組合物係大小為50至400 µm之微晶羥磷灰石之細磨骨粒子及直徑小於1 mm之「游離膠原蛋白」粒子之混合物，經教示，彼等「游離膠原蛋白」粒子係非交聯膠原蛋白小原纖維或含有纖維性膠原蛋白及視情況生理上相容之增稠劑之凝膠。在藉由施加熱(例如，藉助微波輻射)進行額外能量注入後，該混合物僅具有足夠低之黏度以穿過18規號(0.838 mm內徑)針。根據該專利，諸如Avitene或Collastat之交聯膠原蛋白不能切成足夠小之小塊以穿過18規號針。對於特定闡述之組合物，羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係0.5至1.5。
美國專利第7’322’825號之治療牙周病之方法尚未廣泛使用。非交聯膠原蛋白(例如「游離膠原蛋白」)遠非期望用於口腔組織再生、齒槽骨、牙根齒堊質或牙周韌帶之再生之天然活體內環境。
美國專利第5’352’715號揭示用於軟及硬組織修復及增強之可注射陶瓷調配物，其包含於醫藥上可接受之流體載劑中之膠原蛋白及磷酸鈣陶瓷粒子，其中該等磷酸鈣陶瓷粒子具有50至250 µm之大小，且磷酸鹽陶瓷粒子與膠原蛋白之w/w比率係1/19至1/1、較佳1/4至1/2。根據該發明之教示，磷酸鈣陶瓷粒子較佳係非生物(合成)源之燒結陶瓷粒子且膠原蛋白實質上無交聯，即，剝奪端肽，較佳膠原蛋白係經純化無端肽之重組膠原蛋白。該可注射陶瓷調配物可穿過20規號(0.603 mm內徑)針。
端肽剝奪之膠原蛋白與合成磷酸鈣粒子之組合遠非發生再生之天然活體內環境。
EP-0270254-A2揭示乾燥植入組合物，其包含含有以不含水分之重量計2-40%之實質上無交聯之重組原纖維性無端肽膠原蛋白及60-98%之大小範圍為100-2000 µm之磷酸三鈣(例如羥磷灰石)的混合物，因此磷酸三鈣與無端肽膠原蛋白之質量比率為1.5至49。該乾燥植入組合物利用γ輻射處理以改良生物及處置性質二者。
剝奪端肽之膠原蛋白與合成磷酸三鈣粒子之組合遠非發生再生之天然活體內環境。
國際專利申請案PCT/EP2018/085025之發明的問題或目標係尋找可用於製備用於口腔組織再生、特定地齒槽骨、牙根齒堊質或PDL之再生的可注射水性植入調配物之乾燥植入組合物，該可注射水性植入調配物可擠出穿過錐形系統及規號18套管且不具有先前技術之植入調配物之缺點。
藉由改變製備方法、在多於300個包含源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及天然交聯纖維性膠原蛋白之乾燥植入組合物之原型中之組分及組分比例及使用規號18套管使藉由乾燥植入組合物之再水合及均勻混合獲得之調配物經受擠出測試(闡述於實例9中)，發明者發現彼等乾燥植入組合物意外地提供再水合及均勻混合之水性植入調配物藉助錐形系統及規號18套管之可擠出性之特徵，該等水性植入調配物提供接近發生再生之天然環境之基質。
該以上目標係藉由國際專利申請案PCT/EP2018/085025之申請專利範圍中所定義之發明實現。
該專利申請案之發明涉及： -  乾燥植入組合物，其基本上由大小為50至200 µm (如藉由篩分所測定)之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之碎片之混合物組成，藉此奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係1.8至4.5， -  該乾燥植入組合物之用途，其用於藉由將25-45 w/w %上述乾燥植入組合物利用醫藥上可接受之水性媒劑進行再水合並均勻混合來製備用於口腔組織再生之可注射水性植入調配物，該可注射水性植入調配物可擠出穿過錐形系統及規號18 (0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管，及 -  用於口腔組織再生之可注射水性植入調配物，其可利用不超過60 N之力擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管，該可注射水性植入調配物包含25-45 w/w %之上述乾燥植入組合物，其利用無菌水或無菌等滲鹽水溶液再水合並均勻混合。
術語「基本上由…之混合物組成」意指極高比例、通常至少99重量%之乾燥植入物係由所列舉混合物及至多6%礦物鹽(例如氯化鈉)組成，通常乾燥植入物之至多1重量%之其他組分係衍生自天然源且不會顯著影響可注射水性植入調配物之擠出行為。該等組分可為脂肪、硫酸鹽灰分、葡糖胺、半乳胺糖及極少量之殘餘蛋白質部分(例如骨膜素、核心蛋白聚醣及光蛋白聚醣(lumican)或類似蛋白質)。該等其他組分不包括任何合成聚合物、任何聚氧化乙烯、任何聚氧化丙烯或任何合成潤滑劑。該等其他組分不包括任何史他汀或任何人工羥磷灰石，即，非生物源之羥磷灰石。
「源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子」係藉由能夠保留天然骨之奈米結晶結構之製程衍生自天然骨之粒子。此一製程必須在足夠低之溫度下實施，使得天然骨之礦物質部分不會重結晶，通常溫度不超過700℃。
適宜之此類製程闡述於美國專利第5,167,961號或第5,417,975號中：其涉及藉由與氨一起加熱使脫膠骨料中之有機物質降解，藉由利用溫度低於60℃之流動水洗滌來提取溶解之降解產物，及在250℃與600℃之間之溫度下在空氣中處理骨礦物質，例如以能夠保留天然骨之小樑結構及奈米結晶結構，從而獲得具有極低有機雜質或蛋白質含量之奈米結晶羥磷灰石。源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子可藉由碾磨並篩分以上奈米結晶羥磷灰石獲得。
源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子亦可便捷地藉由碾磨並篩分Geistlich Bio-Oss® Small Granules (自Geistlich Pharma AG, CH-6110, Switzerland商業購得)來獲得。
適於併入本發明組合物之「源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子」具有50至200 µm之大小，如藉由篩分所測定。
實際上，當源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子具有超過200 µm之大小時，藉由再水合及均勻混合獲得之植入調配物易於阻塞規號18 (0.838 mm內徑)之注射器套管，且當源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子具有低於50 µm之大小時，由彼等小粒子造成之發炎風險增加。
因此，50至200 µm之範圍大小(如藉由篩分所測定，參見實例1)係極為關鍵的。
較佳地，源自天然骨之彼等奈米結晶羥磷灰石粒子具有100至180 µm之大小(如藉由篩分所測定，參見實例1)。發炎或阻塞之風險因此降至最低。
術語「天然交聯纖維性膠原蛋白材料」意指藉由允許保留其端肽結構及其大部分天然交聯之製程衍生自天然組織材料之纖維性膠原蛋白材料。該天然交聯纖維性膠原蛋白材料係尚未經受任何酶處理、任何化學交聯或任何物理交聯(例如，去水熱處理DHT、UV輻照等)之不可溶膠原蛋白材料。實際上，後面之處理中之任一者均可顯著改變天然組織材料中存在之端肽結構及/或天然交聯。
天然交聯纖維性膠原蛋白材料適宜地衍生自天然源之組織，其含有50至100 w/w %膠原蛋白及0至50 w/w %彈性蛋白、較佳70至95 w/w %膠原蛋白及5至30 % w/w彈性蛋白，如根據涉及水解及RP-HPLC之已知方法的修改藉由鎖鏈素/異鎖鏈素測定所量測(參見例如Guida E.等人 1990Development and validation of a high performance chromatography method for the determination of desmosine s in tissues ，於Journal of Chromatography中或Rodriguqe P 2008Quantification of Mouse Lung Elastin During Prenatal Development ，於The Open Respiratory Medicine Journal中)。此等組織之實例包括脊椎動物、特定地哺乳動物(例如豬、牛、馬、綿羊、山羊、兔)腹膜或心包膜、胎盤膜、小腸黏膜下層(SIS)及真皮。該等組織較佳係豬、牛或馬。感興趣之組織係豬、牛或馬腹膜及真皮。
較佳地，天然交聯纖維性膠原蛋白材料選自由以下組成之群：豬真皮及豬腹膜或心包膜。
通常，膠原蛋白主要係膠原蛋白I型、膠原蛋白III型或其混合物。膠原蛋白亦可包括一定比例之尤其膠原蛋白II型、IV型、VI型或VIII型或彼等或任何膠原蛋白類型之任何組合。
通常，天然交聯纖維性膠原蛋白材料含有50至100 w/w %膠原蛋白及0至50 w/w %彈性蛋白、較佳地70至95 w/w %膠原蛋白及5至30 % w/w彈性蛋白。
源自天然組織之適宜天然交聯纖維性膠原蛋白材料係來自豬、牛或馬腹膜或心包膜之膠原蛋白膜，其係藉由類似於EP-B1-1676592之「實例」中所闡述之製程製備，包含鹼處理、酸處理及藉由有機溶劑處理，隨後切成穿過0.5 mm篩之碎片。
源自天然組織之另一適宜天然交聯纖維性膠原蛋白材料係Geistlich Bio-Gide® (自Geistlich Pharma AG商業購得)，其已切成穿過0.5 mm篩之碎片。
源自天然組織之另一適宜天然交聯纖維性膠原蛋白材料係豬真皮，其藉由類似於EP-B1-2654816之實例7中所述之方法製備，其包含鹼處理、酸處理、冷凍乾燥及藉由有機溶劑清洗，隨後切成穿過0.5 mm篩之碎片。
感興趣的是，天然交聯纖維性膠原蛋白材料包括顯示三重螺旋性之成熟膠原蛋白纖維，如由圓二色光譜所示。該等纖維確實形成有利於口腔組織再生細胞、特別地用於骨再生之細胞及用於PDL韌帶再生之細胞移生之支架。
天然交聯纖維性膠原蛋白材料必須以穿過0.5 mm篩之碎片存在。該等碎片通常藉由將天然交聯纖維性膠原蛋白藉由涉及離心式磨機之程序研磨及篩分膠原蛋白碎片來獲得。
以穿過0.5 mm篩之碎片存在之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之特徵對於擠出穿過錐形系統及規號18 (0.838 mm內徑)套管極為關鍵。實際上，如對若干原型所實施之試驗顯示，當在乾燥植入組合物中使用天然交聯材料之較大碎片(例如，穿過0.6或0.7 mm篩之碎片)時，存在藉由乾燥植入組合物再水合及均勻混合獲得之植入調配物阻塞規號18套管之重大風險。
奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係擠出穿過錐形系統及規號18 (0.838 mm內徑)套管之另一關鍵參數。
實際上，如對若干原型所實施之試驗顯示，當奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率低於1.8或高於4.5時，藉由再水合及均勻混合獲得之植入調配物不易於注射，擠出穿過錐形系統及規號18 (0.838 mm內徑)套管所需之力太高。此係意外結果，對此似乎無法簡單的解釋。擠出所需之力自1.8至1.5急劇增加，但自4.5至6僅適度增加。然而，如對若干原型所實施之試驗顯示，當比率大於4.5 (例如5)時，擠出植入調配物所需力之再現性不足。僅在奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之比率為1.8至4.5時，才獲得商業植入產品所需之高再現性。
因此，1.8至4.5之奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率極為關鍵。
較佳地，奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係2.5至4.2。在彼範圍內，擠出所需之力通常較小。
最佳地，奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係2.5至4.0。對於具有彼奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率之可注射水性植入調配物確實已發現利用較小力之擠出結果的最高再現性。
為增強可注射水性植入調配物之可擠出性，適宜的是乾燥植入組合物已藉由γ-或X-射線輻射使用用於滅菌之常用輻射劑量、典型地27-33 kGy進行滅菌。此一處理實際上使天然交聯纖維性膠原蛋白中之某些鍵斷裂且因此有利於其流動性及可擠出性。
術語「可注射水性植入調配物」係指藉由25-45 w/w %之乾燥植入組合物與醫藥上可接受之水性媒劑再水合及均勻混合製備之植入調配物，其能便捷地注射於人類或動物體內用於口腔組織再生、特定地用於牙周囊袋，其可擠出穿過錐形系統及規號18 (0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管。
通常，可注射水性植入調配物可利用不超過60 N之力擠出穿過錐形系統及規號18 (0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管。
通常，該醫藥上可接受之水性媒劑係無菌水、無菌等滲鹽水溶液、血液或其餾分、通常患者自身之血液。
可注射水性植入調配物較佳藉由將25-45 w/w %之乾燥植入組合物、更佳30-40 w/w %之乾燥植入組合物利用無菌水、無菌等滲鹽水溶液或血液再水合並均勻混合來獲得。當使用該數量之乾燥植入組合物時，可注射水性植入調配物係可利用不超過60 N之力自注射器擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管之新調配物。
當可注射水性植入調配物係藉由將30-40 w/w %以上所定義之乾燥植入組合物用無菌水或無菌等滲鹽水溶液再水合並均勻混合獲得時，將可注射水性植入調配物擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管所需之力低於40 N、較佳低於20 N。
當可注射水性植入調配物係藉由將30-40 w/w %以上所定義之乾燥植入組合物用血液再水合並均勻混合獲得時，將含有30-40 w/w %之乾燥植入組合物於醫藥上可接受之媒劑中之可注射水性植入調配物擠出所需之力低於45 N、較佳低於25 N。
國際專利申請案PCT/EP2018/085025中所用之乾燥植入組合物可藉由包含以下步驟之方法製備： (a)    提供大小為50至200 µm (如藉由篩分所測定)之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子， (b)    藉由包含鹼處理、酸處理及藉由有機溶劑處理、及切成穿過0.5 mm篩之碎片之方法製備經研磨之天然交聯纖維性膠原蛋白材料， (c)    將在(b)中所獲得之經研磨之天然交聯纖維性膠原蛋白材料添加至水溶液，劇烈混合以獲得膠原蛋白漿液，添加在(a)中所獲得大小為50至200 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子並劇烈混合，pH保持為4.2至7.5， (d)    將在(c)中所獲得含有奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白之混合組合物乾燥，及 (e)    藉由γ-或X-射線輻照對在(d)中所獲得之乾燥植入組合物進行滅菌。
源自天然骨之陶瓷之奈米結晶羥磷灰石粒子係如上所述藉由能夠保留天然骨之奈米結晶結構之製程衍生自天然骨之粒子。
藉由以上製程獲得之高純度骨礦物質可經碾磨並篩分以具有所需大小。
或者，具有所需大小之源自天然骨之陶瓷粒子可自Geistlich Bio-Oss® (自Geistlich Pharma AG商業購得)使用碾磨及篩分步驟產生。
步驟(b)之經研磨之天然交聯纖維性膠原蛋白可藉由類似於EP-B1-2654815之實例7中所闡述之方法製備，其包含在水中將豬、牛、馬、山羊或兔(lapine)皮研磨成0.5至30 mm之小塊，使用水溶性溶劑(例如醇或酮)將水去除，使用氯化烴(例如二氯乙烷或二氯甲烷)或非氯化烴(例如己烷或甲苯)脫脂，膠原蛋白用pH高於12.0之強無機鹼及pH為0至1之強無機酸處理，冷凍乾燥，並藉由有機溶劑(例如醇、醚、酮及氯化烴)清潔所獲得海綿之乾燥膠原蛋白纖維，在真空下去除溶劑，並進一步藉由涉及膠原蛋白碎片之離心磨機及篩分之程序將經清潔之膠原蛋白海綿切成通過0.5 mm篩之碎片。
步驟(b)之經研磨之天然交聯纖維性膠原蛋白可藉由類似於EP-B1-1676592中所闡述之方法製備，其包含藉由機械處理使豬、牛、馬腹膜或心肌膜不含肉及油脂，用水洗，用1-5%氫氧化鈉溶液處理，用水洗，用0.2-0.8%鹽酸酸化，用水洗至pH 3.5，用NaHCO3 溶液中和，用水洗，用水溶性溶劑(例如醇或酮)去水，用烴(例如己烷)去脂，及進一步藉由涉及膠原蛋白碎片之離心磨機及篩分之程序將經清潔之膠原蛋白膜切成通過0.5 mm篩之碎片。
在步驟(c)中，將在步驟(b)中所製備之經研磨之天然交聯纖維性膠原蛋白添加至水溶液並劇烈混合以例如獲得膠原蛋白漿液，然後添加在步驟(a)中所製備大小為50至200 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子並與膠原蛋白漿液劇烈混合。
通常，在步驟(c)中所量測之pH係4.2至7.5，較佳4.5至7.5。
步驟(d)通常包含藉由冷凍乾燥或風乾較佳在減壓下乾燥含有在(c)中所獲得之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白之混合組合物。
在步驟(b)中所獲得乾燥植入組合物之水含量通常為3-7%，如藉由卡耳-費雪滴定法(Karl Fischer titration)所量測。
步驟(d)視情況隨後係藉由γ-或X-射線輻射通常使用用於滅菌之常用輻射劑量、典型地27-33 kGy進行滅菌之步驟(e)。
國際專利申請案PCT/EP2018/085025進一步係關於用於口腔組織再生之新可注射水性植入調配物，其可利用不超過60 N之力擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管，其包含25-45 w/w %之上述乾燥植入組合物用無菌水或無菌等滲鹽水溶液再水合並均勻混合。
當可注射水性植入調配物包含30-40 w/w %利用無菌水或無菌等滲鹽水溶液再水合並均勻混合之上述乾燥植入組合物，擠出可注射水性植入調配物穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管所需之力低於40 N，通常低於20 N。
已觀察到，骨形成細胞可在本發明之可注射水性植入調配物中活體外生長。此顯示在植入時提供極接近發生再生之天然活體內環境之可注射水性植入調配物的高生物相容性。
上述可注射水性植入調配物不能在保留其擠出性質的同時藉由γ-或X-射線輻照滅菌。實際上，當該調配物經受γ-或X-射線輻照時，釋放自由基，此造成膠原蛋白之不受控交聯，由此造成調配物不能擠出通過18規號(0.838 mm內徑)套管，或僅可使用遠高於手動施加之力擠出通過此套管。
現在已發現，在足夠量之抗壞血酸添加於含有膠原蛋白之上述可注射水性植入調配物時，其可在保留其擠出性質的同時藉由γ-射線或X-射線輻照滅菌：抗壞血酸在藉由γ-射線或X-射線滅菌期間被消耗用於捕獲自由基，由此避免膠原蛋白之不受控交聯。與在此滅菌期間預計消耗之量相比，抗壞血酸應過量添加。
因此含有一些殘餘抗壞血酸、通常至少0.05 % (w/w)之該滅菌可注射水性植入調配物可利用與可注射水性植入調配物滅菌之前相同之力擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管。經滅菌可注射水性植入調配物在室溫下儲存至少9個月之時期時仍保持彼等擠出性質。
因此，本發明係關於可注射水性植入調配物，其已藉由γ-射線或X-射線輻照滅菌且其包含25-45 w/w %之大小為50至200 µm (如藉由篩分所測定)之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之混合物，藉此奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係1.8至4.5，其特徵在於其含有至少0.05 % (w/w)抗壞血酸。
上述滅菌可注射水性植入調配物在室溫下儲存至少9個月之時期時仍保持彼等擠出性質。
該可注射水性植入調配物在室溫下儲存至少9個月之時期後保持穩定，尤其關於其擠出行為。
可注射水性植入調配物可含有0.1-1 % (w/w)抗壞血酸。根據實施例，其含有0.2-0.5 % (w/w)抗壞血酸。
奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係1.8至4.5。其可為2.5至4.2。根據實施例，其係2.5至4.0。根據實施例，其係3.9至4.1。
表述「如藉由篩分所測定，大小為x至y µm之粒子」意指穿過「y µm」之篩、但被「x µm」之篩保留之粒子。因此，表述「如藉由篩分所測定，源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子係50至200 µm」意指「穿過200 µm篩、但被50 µm篩保留之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子」。大小為100至150 µm且大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之該等粒子的選擇說明於實例1 1)中。
當使用基於光散射之雷射方法(例如，由M. Konert等人，1997, Sedimentology 44: 523-535所闡述者)用於測定源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子之大小時，由於該等粒子之橢圓形/縱向形式、而非球形，因此可量測到實質上較高大小(參見圖5，左手側)。舉例而言，當使用彼方法測定大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之該等粒子之大小時，結果顯示189.94 µm之平均值，其中10%之粒子超過281.87 µm。
源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子之大小較佳為100至180 µm，如藉由篩分所測定。
根據實施例，源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子之大小為125至180 µm，如藉由篩分所測定。
術語「天然交聯纖維性膠原蛋白材料」意指藉由允許保留其端肽結構及其大部分天然交聯之製程衍生自天然組織材料之纖維性膠原蛋白材料。該天然交聯纖維性膠原蛋白材料係尚未經受任何酶處理、任何化學交聯或任何物理交聯(例如，去水熱處理DHT、UV輻照等)之不可溶膠原蛋白材料。實際上，後面之處理中之任一者均可顯著改變天然組織材料中存在之端肽結構及/或天然交聯。
天然交聯纖維性膠原蛋白材料適宜地衍生自天然源之組織，其含有50至100 w/w %膠原蛋白及0至50 w/w %彈性蛋白、較佳70至95 w/w %膠原蛋白及5至30 % w/w彈性蛋白，如根據涉及水解及RP-HPLC之已知方法的修改藉由鎖鏈素/異鎖鏈素測定所量測(參見例如Guida E.等人 1990Development and validation of a high performance chromatography method for the determination of desmosines in tissues ，於Journal of Chromatography中或Rodriguqe P 2008Quantification of Mouse Lung Elastin During Prenatal Development ，於The Open Respiratory Medicine Journal中)。此等組織之實例包括脊椎動物、特定地哺乳動物(例如豬、牛、馬、綿羊、山羊、兔)腹膜或心包膜、胎盤膜、小腸黏膜下層(SIS)及真皮。該等組織較佳係豬、牛或馬。感興趣之組織係豬、牛或馬腹膜及真皮。
較佳地，天然交聯纖維性膠原蛋白材料選自由以下組成之群：豬真皮及豬腹膜或心包膜。
通常，天然交聯纖維性膠原蛋白材料含有50至100 w/w %膠原蛋白及0至50 w/w %彈性蛋白、較佳地70至95 w/w %膠原蛋白及5至30 % w/w彈性蛋白。
源自天然組織之適宜天然交聯纖維性膠原蛋白材料係來自豬、牛或馬腹膜或心包膜之膠原蛋白膜，其係藉由類似於EP-B1-1676592之「實例」中所闡述之製程製備，包含鹼處理、酸處理及藉由有機溶劑處理、隨後切成穿過0.5 mm篩之碎片。
源自天然組織之另一適宜天然交聯纖維性膠原蛋白材料係Geistlich Bio-Gide® (自Geistlich Pharma AG商業購得)，其已切成穿過0.5 mm篩之碎片。
源自天然組織之另一適宜天然交聯纖維性膠原蛋白材料係豬真皮，其藉由類似於EP-B1-2654816之實例7中所述之方法製備，其包含鹼處理、酸處理、冷凍乾燥及藉由有機溶劑清洗，隨後切成穿過0.5 mm篩之碎片。
已藉由γ-射線或X-射線輻照滅菌之以上所定義可注射水性植入調配物可利用不超過60 N之力(例如，使用實例9 3)中詳細闡述之擠出測試)擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管。此一力可手動施加至注射器上。相同的擠出性質可在滅菌前之可注射水性植入調配物上發現。
較佳地，可注射水性植入調配物包含30-40 w/w %之大小為50至200 µm (如藉由篩分所測定)源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之碎片的混合物，藉此奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係1.8至4。
然後，該可注射水性植入調配物可利用不超過30 N之力擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管。此一力可容易地手動施加至注射器上。
根據實施例，可注射水性植入調配物包含29.5至30.5 w/w %之大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之碎片的混合物，藉此奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係1.8至4.5。
然後，該可注射水性植入調配物可利用不超過10 N之力擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管。此一力方便地手動施加至甚至小大小之注射器。
本發明亦係關於含有可注射水性植入調配物之即用型注射器。此一注射器方便地在上頜骨-面部操作中使用，以藉助18-規號套管注射上述可注射水性植入調配物用於口腔組織再生。
本發明亦係關於製備上述可注射水性調配物之方法，其包含將穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之碎片添加至無菌水或等滲溶液並在酸性pH及高於60℃之溫度下均勻混合，以例如產生膠原蛋白漿液，向該膠原蛋白漿液中添加源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子，以例如具有1.8至4.5之奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率並均勻混合，添加0.15至0.5 % w/w之抗壞血酸並均勻混合，並藉由γ-射線或X-射線輻射滅菌。
上述可注射水性植入調配物亦可藉由國際專利申請案PCT/2018/085025中所述之方法獲得，其包含於無菌水或無菌等滲鹽水溶液中使25-45 w/w %之乾燥植入組合物再水合並均勻混合，該乾燥植入組合物基本上由大小為50至200 µm (如藉由篩分所測定)之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之碎片的混合物組成，藉此奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係1.8至4.5，然後添加0.15至0.5% w/w之抗壞血酸並均勻混合，並藉由γ-射線或X-射線輻射滅菌。
通常，藉由γ-射線或X-射線輻照滅菌係在25-33 kGy下實施。
上述含有可注射水性植入調配物之即用型注射器通常藉由以下製備：將上述可注射水性調配物引入至注射器，及藉由γ-射線或X-射線輻照對經填充注射器實施滅菌。即用型注射器在至少9個月之時期內係可用。
以下實例說明本發明，而不限制其範圍。
實例 1 製備原材料 1)製備大小為 100 至 150 µm 或 125 至 180 µm 之奈米結晶羥磷灰石細粒，如藉由篩分所測定 奈米結晶羥磷灰石骨礦物質細粒係自皮質骨或疏質骨如US-A-5417975之實例1至4中所述分別使用介於100與150 µm之間或125至180 µm之間之額外篩分步驟產生，即，分別選擇穿過150 µm篩、但不穿過100 µm篩之粒子或穿過180 µm篩、但不穿過125 µm篩之粒子。
或者，奈米結晶羥磷灰石骨礦物質細粒係藉由以下產生：使用噴槍小心地撞擊來碾磨Geistlich Bio-Oss® Small Granules (自Geistlich Pharma AG, CH-6110, Switzerland商業購得)，及分別介於100與150 µm之間(穿過150 µm篩、但不穿過100 µm篩之粒子)或125至180 µm之間(穿過180 µm篩、但不穿過125 µm篩之粒子)之額外篩選步驟。
將大小介於100與150 µm之間或125至180 µm (如藉由篩分所測定)之間之以上所製備奈米結晶羥磷灰石骨礦物質細粒儲存於玻璃瓶中直至使用。
2)製備膠原蛋白 A 將豬皮在絞肉機中研磨成1 mm至20 mm之小塊。使用水溶性溶劑(例如醇或酮)將水移除。使用氯化烴(例如二氯乙烷或二氯甲烷)或非氯化烴(例如己烷或甲苯)將膠原蛋白纖維脫脂。移除溶劑後，將膠原蛋白使用pH高於12之強無機鹼處理6至24小時之時期並使用pH為0至1之強無機酸處理1至12小時之時期。藉由用水沖洗去除過量酸且在諸如無機鹽等溶脹調節劑之存在下將懸浮液均質化成0.5%至2%膠原蛋白纖維之均質懸浮液。藉由冷凍乾燥將懸浮液乾燥且利用不同有機溶劑(例如醇、醚、酮及氯化烴)依序清洗所獲得乾燥膠原蛋白纖維海綿，然後將溶劑在真空下蒸發至熔劑殘餘物小於1%。
1 X 1 cm經清洗膠原蛋白海綿之小塊係使用剪刀手動切割。經切割塊進一步藉由首先使用包括0.5至4.0 mm之篩的切割式磨機、然後用具有0.5 mm篩且包括梯形孔之離心式磨機(Retsch, ZM200)來切碎。或者，直接利用離心式磨機研磨剪刀切割塊。
由此獲得由穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白碎片組成之膠原蛋白A。
3)製備膠原蛋白 B 藉由機械方式使來自幼豬之腹膜完全沒有肉及油脂，在流水下洗滌並用2% NaOH溶液處理12小時。然後在流水下洗滌該等膜並使用0.5% HCl酸化。在材料已在其整個厚度上酸化後(約15 min)，將材料洗滌直至獲得3.5之pH。然後，使用7%鹽水溶液使材料收縮，使用1% NaHCO3 溶液中和並在流水下洗滌。然後材料使用丙酮脫水並使用正己烷脫脂。
將材料使用乙醇醚乾燥並利用包括0.5至1.0 mm之梯形篩之切割式磨機(例如來自Fritsch之Pulverisette 25：參見www.fritsch.de./produkte/mahlen/schneidmuehlen/pulverisette-25或來自Retsch之SM300：www.retsch.de/de/produkte/zerkleinern/schneidmuehlen.htlm)研磨。
經切割膠原蛋白纖維段進一步藉由使用具有0.5 mm篩且包括梯形孔之離心式磨機(Retsch, ZM200)切碎。
由此獲得由穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白碎片組成之膠原蛋白B。
實例 2 含有奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白之混合組合物之乾燥及滅菌
含有奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白之混合組合物(如下文實例3至8中所述獲得)係藉由在減壓下冷凍乾燥或風乾來乾燥並藉由γ-射線或X-射線輻射滅菌。
1)冷凍乾燥 自50ml注射器將物質自後側填充於1ml環烯烴共聚物(Cyclic Olefin Copolymer, COC)注射器中。每1ml注射器填充大約0.5 ml體積。將注射器自兩側密閉於冰箱中在4℃下儲存5小時。然後將注射器兩側打開並放於凍乾機中之金屬板上，每一注射器均處於俯臥位置，以例如具有與金屬板接觸之較大表面。然後起始以下凍乾程式： 1. 在7小時內冷凍至-40℃ 2. 在-40℃保持4小時 3. 在20小時內在-10℃及850微巴(µbar)下一次乾燥 4. 在6小時內在+20℃及100微巴下二次乾燥
或者，黏性膠原蛋白-奈米結晶羥磷灰石物質不在注射器中冷凍乾燥，而是在不銹鋼板上或在直徑小於25 mm且深度小於10 mm之小型不銹鋼形式中乾燥。藉由使用具有1.5 mm至最高10 mm篩之離心式磨機(Retsch, ZM200)將冷凍乾燥後之乾燥獲得之材料粉碎成大小0.1至2 mm之粒子。藉由磨機粉碎導致在重構之最終產品中存在較小之奈米結晶羥磷灰石粒子。
或者，為粉碎黏性膠原蛋白-奈米結晶羥磷灰石，將物質自注射器之標準魯爾出口擠出並在不銹鋼板上形成為直線。然後將材料如此冷凍乾燥。
2)風乾 或者，黏性膠原蛋白-奈米結晶羥磷灰石物質(例如形成為直線者)藉由在真空烘箱中在30℃及10毫巴(mbar)下乾燥24小時。
將經乾燥之直線用手折斷成5至10 mm長的棒。
然後將成顆粒之材料或小棒填充於3 ml注射器混合系統(MEDMIX, SP 003-00M-02/B, 目錄編號507211)中，該注射器混合系統具有具開孔式魯爾接口之注射器帽以及開孔帽(MEDMIX, CP 000-76M/D, 目錄編號506964)。
3)滅菌 將藉由在減壓下凍乾或風乾獲得之乾燥植入組合物在注射器中藉由γ-射線或X-射線輻照以27-33 kGy進行滅菌。
剛滅菌後乾燥產物中之水含量為3-7 %，如藉由卡耳-費雪滴定法所量測。
針對經乾燥植入溶液之冷凍乾燥、風乾及藉由γ-射線或X-射線輻照滅菌之以上步驟係針對如實例3至8中所述製備之乾燥植入組合物1至6實施。
實例 3 製備含有大小為100至150 µm或125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白A之乾燥植入組合物1，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為4.0
製備膠原蛋白 - 奈米結晶羥磷灰石組合物 將水及鹽酸(2M)在燒杯中用刮勺混合。添加在實例1中獲得之經研磨膠原蛋白A並小心地推入液體中以潤濕所有膠原蛋白。將燒杯用螺旋蓋封閉並藉由Speedmixer (CosSearch GmbH, Speedmixer DAC400.1FVZ)將水-膠原蛋白漿液在4分鐘內以2500 rpm均勻混合。膠原蛋白漿液在混合程序期間稍微經加熱。然後將膠原蛋白漿液在冰箱中在4℃下冷卻30分鐘。
藉由Speedmixer將膠原蛋白漿液在2分鐘內以2500 rpm再次混合。然後將實例1中所製備大小介於100與150 µm之間或125與180 µm之間(如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石骨礦物質細粒添加於具有膠原蛋白漿液之燒杯中並藉由Speedmixer將物質在2分鐘內以2000 rpm混合。所得pH為約4.5。 以上試驗所使用之材料數量係如下表中所規定：
材料 淨重[g]
     
水 6.36
HCl 2 mol/l 0.64
膠原蛋白A 0.60
羥磷灰石粒子100 – 150 µm或125-180 µm 2.40
膠原蛋白 - 奈米結晶羥磷灰石組合物之乾燥 藉由在減壓下冷凍乾燥或風乾乾燥及滅菌係如實例2中所述實施。
由此獲得含有大小為100至150 µm或125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白A之乾燥植入組合物1，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為4.0且在如實例9中所述用去礦物質水再水合之後獲得4.5之pH。
實例 4 製備含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白B之乾燥植入組合物2，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為4.0.
製備膠原蛋白 - 奈米結晶羥磷灰石組合物 將實例1中所獲得之經研磨膠原蛋白B小心地推入去礦物質水中以潤濕所有膠原蛋白。將燒杯用螺旋蓋封閉並藉由Speedmixer將水-膠原蛋白漿液在1分鐘內以2500 rpm均勻混合。然後將膠原蛋白漿液在水浴中加熱至70℃持續4小時。然後將膠原蛋白漿液在環境溫度或在冰箱中或在水浴中冷卻30分鐘。
藉由Speedmixer將膠原蛋白漿液在2分鐘內以2500 rpm再混合。然後將實例1中所製備如藉由篩分所測定大小介於125與180 µm之間之奈米結晶羥磷灰石骨礦物質細粒加入具有膠原蛋白漿液之燒杯中並藉由Speedmixer將物質在2分鐘內以2000 rpm混合。所得pH為6.2。 以上試驗所使用之材料數量係如下表中所規定：
材料 淨重[g]
     
水 6.36
膠原蛋白B 0.60
羥磷灰石粒子 125 - 180 µm 2.40
膠原蛋白 - 奈米結晶羥磷灰石組合物之乾燥 藉由在減壓下冷凍乾燥或風乾乾燥及滅菌係如實例2中所述實施。
由此獲得含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白B之乾燥植入組合物2，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為4.0且在利用去礦物質水如實例9中所述實施再水合之後獲得之6.2之pH。
實例 5 製備含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及2份膠原蛋白A與1份膠原蛋白B之混合物的乾燥植入組合物3，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之(w/w)比率為2.67
製備膠原蛋白 - 奈米結晶羥磷灰石組合物 將水及鹽酸(2M)在燒杯中用刮勺混合。將實例1中所獲得之經研磨膠原蛋白B小心地推入液體中以潤濕所有膠原蛋白。將燒杯用螺旋蓋封閉並藉由Speedmixer將水-膠原蛋白漿液在2分鐘內以2500 rpm均勻混合，其中所得pH介於0.9與1之間。然後將膠原蛋白漿液在水浴中在20分鐘期間加熱至70℃。然後將膠原蛋白漿液在25℃之水浴中冷卻30分鐘。
添加在實例1中獲得之經研磨膠原蛋白A並小心地推入膠原蛋白漿液中以潤濕所有膠原蛋白。然後藉由Speedmixer將漿液在4分鐘內以2500 rpm混合。
最後，將實例1中所製備大小介於125與180 µm之間(如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石骨礦物質細粒添加於具有膠原蛋白漿液之燒杯中並藉由Speedmixer將物質在2分鐘內以2000 rpm混合。所得pH為約4.5。 以上試驗所使用之材料數量係如下表中所規定：
材料 淨重[g]
     
水 6.08
HCl 2 mol/l 0.62
膠原蛋白A 0.60
膠原蛋白B 0.30
羥磷灰石粒子 125 - 180 µm 2.40
乾燥奈米結晶羥磷灰石 - 膠原蛋白組合物 藉由在減壓下冷凍乾燥或風乾乾燥及滅菌係如實例2中所述實施。
由此獲得含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)奈米結晶羥磷灰石粒子及2份膠原蛋白A與1份膠原蛋白B之混合物的乾燥植入組合物3，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之(w/w)比率為2.67且在利用去礦物質水如實例9中所述實施再水合之後獲得4.5之pH。
實例 6 製備含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及2份膠原蛋白A與1份膠原蛋白B之混合物之乾燥植入組合物4，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為2.67。
製備膠原蛋白 - 奈米結晶羥磷灰石組合物 將實例1中所獲得之經研磨膠原蛋白B小心地推入去礦物質水中以潤濕所有膠原蛋白。將燒杯用螺旋蓋封閉並藉由Speedmixer將水-膠原蛋白漿液在1分鐘內以2500 rpm均勻混合。然後將膠原蛋白漿液在水浴中在20 min內加熱至70℃。然後將膠原蛋白漿液在25℃之水浴中冷卻30分鐘。
添加在實例1中獲得之經研磨膠原蛋白A並小心地推入膠原蛋白漿液中以潤濕所有膠原蛋白。然後藉由Speedmixer將漿液在4分鐘內以2500 rpm混合。
最後，將實例1中所製備大小介於125與180 µm之間(如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石骨礦物質細粒添加於具有膠原蛋白漿液之燒杯中並藉由Speedmixer將物質在2分鐘內以2000 rpm混合。所得pH為6.0。 以上試驗所使用之材料數量係如下表中所規定：
材料 淨重[g]
     
水 6.70
膠原蛋白A 0.60
膠原蛋白B 0.30
羥磷灰石粒子 125 - 180 µm 2.40
乾燥奈米結晶羥磷灰石 - 膠原蛋白組合物 藉由在減壓下冷凍乾燥或風乾乾燥及滅菌係如實例2中所述實施。
由此獲得含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及2份膠原蛋白A與1份膠原蛋白B之混合物的乾燥植入組合物4，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為2.67且在利用去礦物質水如實例9中所述實施再水合之後獲得6.0之pH。
實例 7 製備含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白A之乾燥植入組合物5，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為4.0
製備膠原蛋白 - 奈米結晶羥磷灰石組合物 將經研磨膠原蛋白A小心地推入去礦物質水中以潤濕所有膠原蛋白。添加實例1中所製備大小介於125與180 µm之間(如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石骨礦物質細粒並將燒杯用螺旋蓋封閉。在1分鐘內藉由渦旋混合器及在1分鐘內藉由勺子將水-膠原蛋白-奈米結晶羥磷灰石漿液均勻混合。
所得pH為6.1。 所用材料數量闡述於下表中：
材料 淨重[g]
     
水 7.0
膠原蛋白A 0.60
羥磷灰石粒子 125 - 180 µm 2.40
乾燥奈米結晶羥磷灰石 - 膠原蛋白組合物 藉由在減壓下冷凍乾燥或風乾乾燥及滅菌係如實例2中所述實施。
由此獲得含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白A之乾燥植入組合物5，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為4.0且在利用去礦物質水如實例9中所述實施再水合之後獲得6.1之pH。
實例 8 製備含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白A之乾燥植入組合物6，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白A之(w/w)比率為2.0。
製備膠原蛋白 - 奈米結晶羥磷灰石組合物 將經研磨膠原蛋白A小心地推入去礦物質水中以潤濕所有膠原蛋白。添加實例1中所製備大小介於125與180 µm之間(如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石骨礦物質細粒並將燒杯用螺旋蓋封閉。在1分鐘內藉由渦旋混合器及在1分鐘內藉由勺子將水-膠原蛋白-奈米結晶羥磷灰石漿液均勻混合。
所得pH為5.8。 所用材料數量闡述於下表中：
材料 淨重[g]
     
水 7.0
膠原蛋白A 1.0
Bio-Oss 125 - 180 µm 2.0
乾燥奈米結晶羥磷灰石 - 膠原蛋白組合物 藉由在減壓下冷凍乾燥或風乾乾燥及滅菌係如實例2中所述實施。
由此獲得含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白A之乾燥植入組合物6，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之(w/w)比率為2.0且在利用去礦物質水如實例9中所述實施再水合之後獲得5.8之pH。
實例 9 藉由使乾燥植入組合物在注射器中再水合製備含有可注射水性植入調配物之即用型注射器.
1)製備含有藉由將乾燥植入組合物再水合及均勻混合獲得之可注射水性植入調配物之即用型注射器 a) 使用 3- 通活栓閥 魯爾 - 洛克轉接器 ( Luer-Lok adapter) 及 1ml 注射器
2)     藉由使用3-通活栓閥魯爾(Luer-Lok)轉接器(BD Connecta, 3-通活栓, 目錄編號 394600)、Vaclok注射器(Qosina, Vaclok注射器, 目錄編號 C1097)及通常單次使用之輔助注射器1ml (Luer-Lok)將於1 ml產品注射器中之經乾燥無菌奈米結晶羥磷灰石-膠原蛋白組合物再水合。
用以使膠原蛋白再水合之液體係去礦物質水、等滲鹽水溶液、含有150 mM磷酸鈉緩衝劑之PBS溶液(pH 7.4) (藉由將NaH2 PO4 溶於去礦物質水中並利用氫氧化鈉調整pH製備)或血液。
注射器中之乾燥生物材料(在實例3至8中之一者中所獲得之乾燥植入組合物)之重量係已知或經量測的。將一定量之再水合液體填充於輔助注射器中，以例如獲得含有以重量計38%乾燥生物材料之可注射糊劑。
然後將產品注射器連接至3-通活栓閥並藉由封閉蓋將3-通活栓閥之180°對應部分(counterpart)關閉。在3-通活栓閥之第三位置(與產品注射器呈90°)處，將60 ml Vaclok注射器連接至系統。藉由拉出Vaclok注射器之柱塞並鎖定在50ml體積處自產品注射器抽出空氣。然後將3-通閥旋轉180°以保持產品注射器中之真空，而Vaclok注射器由充滿液體之輔助注射器替換。然後將3-通閥旋轉180°。由於真空，液體自動流入產品注射器中並潤濕產品。為確保將液體完全轉移至產品注射器中，將產品注射器之柱塞抽回。使材料靜置30秒以使其再水合，然後將材料自產品注射器推入輔助注射器並返回，將此工序重複40次以獲得均勻混合之材料。混合程序完成後，將3-通活栓閥替換為施加器，該施加器係錐形系統及鈍端18規號(內徑0.838 mm) 25.4 mm長之套管。藉由將乾燥植入組合物1至6中之每一者用去礦物質水再水合及均勻混合獲得之重構可注射水性植入調配物的pH接近在凍乾前所量測之pH，即，分別為約4.5、6.2、4.5、6.0、6.1及5.8。
b) 使用 3 ml Medmix 注射器混合系統 或者，將經乾燥材料之粒子利用去礦物質水、等滲鹽水溶液含有含有150 mM磷酸鈉緩衝劑之PBS溶液(pH 7.4)或血液在圖1中所代表之Medmix注射器混合系統(MEDMIX, SP 003-00M-02/B, 目錄編號 507211)中再水合，該注射器混合系統具有具開孔式魯爾接口之注射器帽以及開孔帽(MEDMIX, CP 000-76M/D, 目錄編號 506964)，其中(1)係含有乾燥生物材料之注射器，(2)係具有開孔式魯爾出口之注射器帽，該開孔式魯爾出口與任何魯爾套管兼容，(3)係在混合製程期間封閉注射器之開孔帽，(4)係混合裝置，一旦去除柱塞，其既為撓性混合器，(5)係柱塞，其可去除以混合注射器中之材料且稍後可復位以將材料推出。
遵循圖2中所列出之Medmix混合程序。為獲得最佳結果，步驟4之後，推柱塞3次，以將液體推入材料中以使其濕潤並實施混合步驟(步驟6)達60秒。所有空氣在步驟8中去除。
3)擠出測試 所獲得經重構可注射水性植入調配物之可擠出性係利用張力壓力測試裝置(Zwick & Roell, BT1-FR2.5TS.D14)進行測試。將以上所製備之即用型注射器垂直放置於注射器固持器中並將柱塞自機器向下按壓，同時利用以下程式量測將產品自注射器壓出穿過包含錐形系統及鈍端18規號(內徑0.838 mm) 25.4mm長之套管(Nordson EFD, Precision Tip 18GA 1’’, 目錄編號 7018110)之施加器所需之力： ○ 直至有阻力之力：0.1 N ○ 直至有阻力之速度：100 mm/min ○ 測試速度：1 mm/s, 位置控制 ○ 測試結束：力極限, 150 N ○ 力感測器：200 N
對於所有所測試之藉由用去礦物質水、等滲鹽水溶液或PBS溶液再水合並均勻混合獲得之可注射植入調配物、尤其對於自乾燥植入組合物1至6製備之可注射植入調配物，所量測力不超過40 N。對於所有所測試之藉由用血液再水合並均勻混合獲得之可注射植入調配物、尤其對於自乾燥植入組合物1至6製備之可注射植入調配物，所量測力不超過45 N。
對於自乾燥植入組合物1、2、3、4、5及6所製備且藉由用去礦物質水、等滲鹽水溶液或PBS溶液再水合並均勻混合獲得之可注射植入調配物，所量測力不超過20 N。
對於自乾燥植入組合物1 (含有大小為100至150 µm或125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白A，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為4.0)及乾燥植入組合物2 (含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白B，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為4.0)製備且藉由用血液再水合及均勻混合所獲得之可注射植入調配物，所量測力不超過25 N。
參見圖3A及3B，其分別代表藉由乾燥植入組合物2及4用等滲鹽水或新鮮人類血液再水合並均勻混合獲得之可注射植入調配物之擠出曲線。
-  在圖3A中，(1)及(2)分別係乾燥植入組合物2 (含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白B，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為4.0)用等滲鹽水及新鮮人類血液再水合之擠出曲線。
-  在圖3B中，(3)及(4)分別係乾燥植入組合物4 (含有大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之奈米結晶羥磷灰石粒子及2份膠原蛋白A與1份膠原蛋白B之混合物，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率為2.67)用等滲鹽水及新鮮人類血液再水合之擠出曲線。
實例 10 製備含有38 %之大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白B之混合物的可注射水性植入調配物，其中陶瓷與膠原蛋白之w/w比率為4.0，其含有抗壞血酸 -  將實例1中所獲得之經研磨膠原蛋白B小心地推入去礦物質水中以潤濕所有膠原蛋白。將燒杯用螺旋蓋封閉並藉由Speedmixer (FlackTech Inc., USA)將水-膠原蛋白漿液在2分鐘內以2500 rpm均勻混合。使用5滴2M鹽酸以降低pH。藉由Speedmixer在2分鐘內以2500 rpm進行額外混合步驟之後，量測pH，目標係將pH調整至3.5。然後將膠原蛋白漿液在水浴中加熱至70℃並持續4小時。然後將膠原蛋白漿液置於25℃之水浴中。 -  藉由Speedmixer將膠原蛋白漿液在2分鐘內以2500 rpm再次混合。然後將實例1中所製備大小介於125與180 µm之間(如藉由篩分所測定)之陶瓷骨礦物質細粒添加於具有膠原蛋白漿液之燒杯中並藉由Speedmixer將物質在3分鐘內以2000 rpm混合。
將2.76 mg抗壞血酸/g物質(對於試驗1)、1.76 mg抗壞血酸/g物質(對於試驗2)或1.33 mg抗壞血酸/g物質(對於試驗3)溶解於0.1ml水中，添加至物質中並藉由Speedmixer在1分鐘內以2000 rpm混合，藉此獲得pH為6.0之可注射水性植入調配物。 -  以上試驗所使用之材料數量係如下表中所規定：
材料 淨重[g]
     
水 6.2
膠原蛋白B 0.76
陶瓷粒子 125 – 180 µm 3.04
抗壞血酸(試驗1) 0.00264
抗壞血酸(試驗2) 0.00176
抗壞血酸(試驗3) 0.00133
-  以上三種可注射水性植入調配物中之每一者(在上文實例9, 3)中所闡述之測試中)均可利用不超過30 N之力擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管。此一較低的力可便捷地手動施加於小注射器上。 -  使用刮勺自後側將所得物質裝入50 ml注射器中，並填充於較小的0.5ml及1.0ml注射器中。然後將經填充注射器在冰箱中在4℃儲存過夜，然後在3天內在環境溫度下儲存並藉由X-射線輻照以25-33 kGy滅菌。 -  滅菌後不久，試驗1或試驗2之可注射水溶液可利用不超過25 N之力擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管。然而，試驗3之可注射水溶液只能利用40-45 N之力擠出。 -  試驗1之滅菌可注射水溶液中之殘餘抗壞血酸經測定為約1,20 mg/g，其顯示在滅菌期間消耗初始2.64 mg/g中的約1.44 mg/g之量。因此，試驗3之可注射水溶液之1,33 mg/g的初始量可不足以充分清除其滅菌期間所釋放時之自由基，此導致膠原蛋白之輕微交聯，此將解釋擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管所需之較高力。 -  在注射器中在室溫下儲存9個月後，以上滅菌可注射水性植入調配物中每一者之擠出性質與上文在滅菌後不久所報告者相同，即，對於試驗1或2之滅菌可注射水性植入調配物利用不超過25 N之力及對於試驗3之滅菌可注射水性植入調配物利用40-45 N之力之可擠出性。
實例 11 製備含有30%之大小為125至180 µm (如藉由篩分所測定)之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及膠原蛋白B之混合物的可注射水性植入調配物，其中陶瓷與膠原蛋白之w/w比率為4.0，其含有抗壞血酸 -  將實例1中所獲得之經研磨膠原蛋白B小心地推入去礦物質水中以潤濕所有膠原蛋白。將燒杯用螺旋蓋封閉並藉由Speedmixer (FlackTech Inc., USA)將水-膠原蛋白漿液在2分鐘內以2500 rpm均勻混合。使用5滴2M鹽酸以降低pH。藉由Speedmixer在2分鐘內以2500 rpm進行額外混合步驟之後，量測pH，目標係將pH調整至3.5。然後將膠原蛋白漿液在水浴中加熱至70℃並持續3小時。然後將膠原蛋白漿液置於25℃之水浴中。 -  藉由Speedmixer將膠原蛋白漿液在2分鐘內以2500 rpm再次混合。然後將實例1中所製備大小介於125與180 µm之間(如藉由篩分所測定)之陶瓷骨礦物質細粒添加於具有膠原蛋白漿液之燒杯中並藉由Speedmixer將物質在3分鐘內以2000 rpm混合。將1.76mg抗壞血酸/g物質溶解於0.1ml水中，添加至物質中並藉由Speedmixer在1分鐘內以2000 rpm混合，藉此獲得pH為6.0之可注射水性植入調配物。 -  以上試驗所使用之材料數量係如下表中所規定：
材料 淨重[g]
     
水 7.00
膠原蛋白B 0.60
陶瓷粒子 125 - 180 µm 2.40
抗壞血酸 0.00176
-  可注射水性植入調配物(在上文實例9, 3)中所闡述之測試中)可利用不超過10 N之力擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管。此一較低的力可便捷地手動施加於小注射器上。 -  使用刮勺自後側將所得物質裝入50 ml注射器中，並填充於較小的0.5ml及1.0ml注射器中。然後將經填充注射器在冰箱中在4℃儲存過夜，然後在3天內在環境溫度下儲存並藉由X-射線輻照以25-33 kGy滅菌。 -  滅菌後不久，可注射水溶液可利用不超過10 N之力擠出穿過錐形系統及18規號(0.838 mm內徑) 25.4 mm長之套管。 -  在注射器中在室溫下儲存9個月後，以上滅菌可注射水性植入調配物之擠出性質與上文在滅菌之前及之後不久所報告者相同。
1:含有乾燥生物材料之注射器 2:具有開孔式魯爾(luer)出口之注射器帽 3:在混合製程期間封閉注射器之開孔帽 4:混合裝置 5:柱塞
將參照本發明之較佳實施例之說明性實例及附圖來詳細地闡述本發明，其中： 圖1代表Medmix注射器混合系統(MEDMIX, SP 003-00M-02 /B, 目錄編號507211)，(1)係含有乾燥生物材料之注射器，(2)係具有開孔式魯爾(luer)出口之注射器帽，該開孔式魯爾出口與任何魯爾套管兼容，(3)係在混合製程期間封閉注射器之開孔帽，(4)係混合裝置，一旦去除柱塞，其既為撓性混合器，且(5)係柱塞，其可去除以混合注射器中之材料且稍後可復位以將材料推出。 圖2係Medmix混合程序之複本，該程序係在隨附於Medmix注射器混合系統之操作說明中列出。 圖3A及3B代表可注射水性植入調配物之擠出曲線，該可注射水性植入調配物係藉由將乾燥植入組合物2及4在實例中分別用等滲鹽水(曲線(1)及(3))或新鮮人類血液(曲線(2)及(4))再水合並均勻混合獲得。 圖4係使用CV1000共焦旋轉盤顯微鏡之顯微鏡影像，其中藉由561 nm雷射照射藉由將乾燥植入組合物4 (在實例6中製備)用人類血液再水合並均勻混合獲得之可注射水性植入調配物4來激發：生長之MC3T3 CytoLight紅血球在明亮狀態下可見。 圖5在左手側代表源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子之掃描電子顯微術(SEM)且在右手側合成β-TCP粒子之SEM。

Claims (14)

  1. 一種可注射水性植入調配物，其已藉由γ-射線或X-射線輻照滅菌且其包含25-45 w/w %之如藉由篩分所測定大小50至200 µm之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之碎片的混合物，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係1.8至4.5，其特徵在於含有至少0.05 % (w/w)抗壞血酸。
  2. 如請求項1之可注射水性植入調配物，其包含30-40 w/w %之如藉由篩分所測定大小50至200 µm之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之碎片的混合物，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係1.8至4.5。
  3. 如請求項1之可注射水性植入調配物，其包含29.50至30.50 w/w %之如藉由篩分所測定大小125至180 µm之源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子及穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之碎片的混合物，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係1.8至4.5。
  4. 如請求項1至4中任一項之可注射水性植入調配物，其含有0.1-1 % (w/w)抗壞血酸。
  5. 如請求項1至4中任一項之可注射水性植入調配物，其含有0.2-0.5 % (w/w)抗壞血酸。
  6. 如請求項1至6中任一項之可注射水性植入調配物，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係2.5至4.2。
  7. 如請求項1至6中任一項之可注射水性植入調配物，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係2.5至4.0。
  8. 如請求項1至6中任一項之可注射水性植入調配物，其中奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率係3.9至4.1。
  9. 如請求項1至9中任一項之可注射水性植入調配物，其中該等奈米結晶羥磷灰石粒子具有100至180 µm之大小，如藉由篩分所測定。
  10. 如請求項1至9中任一項之可注射水性植入調配物，其中該等奈米結晶羥磷灰石粒子具有125至180 µm之大小，如藉由篩分所測定。
  11. 如前述請求項中任一項之可注射水性植入調配物，其中該天然交聯纖維性膠原蛋白材料係選自由以下組成之群：豬真皮及豬腹膜或心包膜。
  12. 一種即用型注射器，其含有如請求項1至11中任一項之可注射水性植入調配物。
  13. 一種製備如請求項1至12中任一項之可注射水性植入調配物之方法，其包含將穿過0.5 mm篩之天然交聯纖維性膠原蛋白材料之碎片添加至無菌水或等滲溶液並在酸性pH在高於60℃之溫度均勻混合以產生膠原蛋白漿液，於該膠原蛋白漿液中添加源自天然骨之奈米結晶羥磷灰石粒子以具有奈米結晶羥磷灰石與膠原蛋白之w/w比率1.8至4.5並均勻混合，添加0.15至0.5 % w/w之抗壞血酸並均勻混合，並藉由γ-射線或X-射線輻射滅菌。
  14. 如請求項13或14之方法，其中藉由γ-射線或X-射線輻照滅菌係以25-33 kGy實施。
TW109119968A 2019-06-14 2020-06-12 含抗壞血酸的可注射水性植入調配物 TWI837382B (zh)

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