TW448051B

TW448051B - A controlled-release carrier comprising bioactive silica-based glass and biologically active molecules incorporated within said silica-based glass

Info

Publication number: TW448051B
Application number: TW084107852A
Authority: TW
Inventors: Paul Ducheyne; Shulamith Radin; Erick Manuel Santos
Original assignee: Univ Pennsylvania
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 2001-08-01
Also published as: CA2195680A1; ES2194919T3; EP0772436A1; DE69530086T2; US5591453A; AU3147095A; ATE235230T1; DE69530086D1; IL114770A0; IL114770A; EP0772436B1; WO1996003117A1; JPH10503210A; EP0772436A4

Description

448 05 1 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明爲美國申請案No. 08/281 ，055 ( 1994年7月27曰申請）和No. 08/ 406 *047 (1995年5月17曰申請）二個專利申請案的延續。本發明的領域本發明是關於利用膠溶液一凝膠演變製備方法將生物活性分子併入玻璃基質內，特別是生物活性玻璃。本發明的背景寶料肌肉骨骼的傷害對於數百萬美國人的健康和生活品質造成不斷的衝撃。骨折的癒合延遲和無法癒合代表了一種不斷矯形挑戰。傳統治療這些問題的方法是使用骨板或螺絲結合自體骨頭移植。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 做爲一種天然混合物物質，自體骨頭移植具有骨傳導和骨誘導的特性。而且，它是一種消毒，非免疫性和非毒性物質，因此具有完全併入骨折位置的能力。由於其具長時間發展的活性，因此自體骨頭移植已成爲合成混合物相比較的黃金標準。由於自體骨頭移植物質的供應限制和收穫位置的病態1因此對於發展合成混合仍有極大驅動力。至今，沒有一種合成骨頭移植取代物已完全達到自體骨頭移植物的特性。臨床上最大的意義是增加骨折癒合的速度和可能性，骨頭形成的促進和癒合延遲和非癒合骨折的復原 ° ( NIH/AAOS sponsored workshop. Bone Formation 本紙柒尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 448051 A7 B7 五、發明説明（2 ) and Bone Regeneration. Tampa, FL： American A c a d e m y o f 0 r t h o p a e d i c S u r g e ο n s，1 9 9 3 )。由於許多病人具有癒合延遲和無法癒合的現象，因此對於他們長時間的不良於行需花費大量的醫藥費用及社會成本，因此更加強調有效率及改善的治療方法的需要性* + 材料科學的進步和骨形成和骨誘導生長因子的確認，促使新型取代自體骨頭移植物的研究》骨生成作用，爲骨頭生成的過程，牽渉到骨傳導和骨誘導。骨傳導爲分化骨頭形成細胞產生骨頭基質的過程。可促進此過程的物質則被認爲具有骨傳導特性。骨誘導爲未分化間葉前驅細胞轉形變成分化骨頭形成細胞的過程。可促進此過程的因子或物質，則被認爲具有骨誘導特性。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 利用生物活性控制釋放載體運送的生長因子具有改善骨折癒合和降低罹病率的潛能，因此可改善病人的照顧和減少所有跟骨折照護有關的費用。同樣地，利用此載體單獨運送抗生素或額外加入生長因子，都將降牴感染的發生 :而感染爲延緩癒合的因素之一》對於脊椎骨折的治療，如果將抗發炎藥劑或止痛劑併入載體中，將幫助控制發炎皮應，並且使病人在癒合過程中減緩其疼痛。此外，利用生物活性載體的控制釋放物質將優於目前的運送方法，並且幫助植入物的固定。理想的合成移植物應是一支架物質，即可刺激骨組織生長以取代分解的支架。（參考Damien et al,，J. Applied Bioraater. (1991.) 2:187-20)。做爲骨移植取本紙張尺度適用中國國家楼準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -5 - 448051 A7 _ _B7__ 五、發明説明（3 ) 代物的合成物質應具有機械性和其他相似於骨頭的特性，並且和周圍組織具生物配合性。爲了提供做爲骨折處間的接合，它們不僅應做爲支架性物質，同時應和天生骨頭相似具有刺激骨組織再生的效果* 目前所使用的合成骨移植物質被認爲具有骨傳導，即在其表面形成骨基質。而且，它們會和骨頭形成一接觸面，或爲骨組織取代。此特性顯示在這些生物活性物質和骨頭環境之間產生一化學交互作用β存在於骨基質環境的細胞對於這些物質具有受益反應。大部分做爲合成移植物的物質爲磷酸鈣陶器和生物活性玻璃。磷酸鈣陶器非常類似骨頭礦物層的組成份。生物活性玻璃則可在其表面上形成氫氧磷灰石層，而模擬骨頭礦物層。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 大部份使用的磷酸鈣陶器包括：緻密型或多孔型氫氧磷灰石，和其他磷酸三鈣（iS_TC Ρ )。當多孔型或緻密型氫氧磷灰石置於齒槽以評估其是否可做爲移植物質時發現：在環骨位置有纖維包被形成。並且此物質的移動現象也是一個問題所在β (參考Ducheyne P.，J.

Biomed. Mater. Res. (1987) 21 (A2 Suppl):219)而且因爲氫氧磷灰石的分解速度緩慢，因此不可做爲支架物質。（參考 C 〇 r n e 1 1 e t a 1 ·，C 1 i η. 0 r t h ο p · ( 1 9 9 2 ) 2 9 7 ; 和 Radin et al.，J. Biomed. Ma.ter Res, (1993) 27:35 -45)基於以上理由，因此限制氫氧磷灰石成爲一有效的移植物質。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X 297公釐> 448 05 1 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 另一方面，其他磷酸三鈣爲一生物分解物質具骨傳導性。然而，它的分解速度太快以至於無法做爲負載攜帶狀況下的有效合成移植物質。（參考Damien et al., supra )因此。因此不論是緻密型或多孔型的氫氧磷灰石和其他磷酸三鈣的臨床評估和應用都顯示：由於缺少控制反應活性速度而限制其應用》生物活性玻璃於1 9 6 0年晚期被Dr. Larry Hench 利用將其與活體骨頭相接合。自此以後，世界上大約有超過1 0個以上實驗群體將含有S i 〇2，c a 0，P20， N a 20和其他少量氧化物所構成的各種組成物連接至骨頭上。（參考 Ducheyne P.，J. Biomed Mater. Res. 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (1 987) 2 1 ( A :Supp 1 ) ：219 ; Hench, L.L. , Ann. N.Y. Acad. Sc i ( 1 9 8 8 ) 5 23:54; Andersson e t a 1. , J. Biomed Mater. Res. (1991) 25：1019-1030; Anderson et a 1. , J. Non-Cnyst Sol ids ( 1 9 9 1 ) 129：145-151 ; Boone et a 1. , J, Biomed Mater. Res ( 1 9 8 9 ) 23 (A2 Suppl): 183; Ducheyne et al., Clin. Orthop. Rel. Res. (1992) 76:102-114; Hench, L.L., J. Biomed Mater. Res. ( 1 98 9 ) 2 3:6 85-70 3; Kokubo, T., Biomaterials (1991) 12(2):155;和Rawlings, R.D.， J. Mater. Sc i. Letters ( 1 992) 1 1 : 1 340-1 343 )。生物活性玻璃一陶器暴露於體液時，會進行表面腐蝕反應。這些腐蝕反應會形成富含矽的表層》這層可做爲磷本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) Α4规格（21〇Χ2.97公i ) -7 - 448 二：第 84107852 號專利申請_..................................... 中文說明書修正頁每_ % 月皇| 五、發明説明（5 ) 匕 ----------二ϋ·」 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本f〕酸鈣沈澱的成核位置，進而變成厚氫氧磷灰石層。當與骨形成細胞相接觸時。此層將成爲位於玻璃和骨基質之間化學鍵的基礎 ° (參考Ducheyne,」supra; Hench (1988)， supra;和 Hench，（ 1 9 89 )，supra) Dr Hench’s 45 S5 生物活性玻璃已成爲生物活性玻璃一陶器中研究最深入的一種。其組成比例如下：45% S i 0 2 · 2 4 . 5 % C a 0 > 6 % ?2〇5和24.5% Na20。於美國專利No. 5 ，2 0 4，106 (此列爲參考 )，特別形狀且小型的45S5玻璃在齒槽脊的模型試驗中可做爲一有效骨移植取代物，且可完全併入周圍骨頭內。此玻璃顆粒會使原骨細胞成爲骨母細胞，並且活性化形成骨組織。（參考 Schepers et al·, J. Oral Rehabil ( 1991)18:439-452)。下參數對於骨反應活性，浸氫氧磷灰石礦細胞活性以產的潛力。此外系統極爲重要運送；3)骨配合性，骨傳成，載體的吸以吸收和相當類了骨母些參數功運送分子的的生物完全形經濟部中央標準局员工消費合作社印製

Biomed Mater. Res. 無任何運送系統符合生物活性合成移植物很重要：控制性漬後造成合成物質表面轉形成爲生物物質，相當大表面積，和多孔性（爲生網狀）。生物活性玻璃具有符合這，下列的因素對於生物活性分子的成 :1)分子的控制釋放；2)適當量組織快速生長進入載體；4)植入物導性和骨誘導性；和5 )當骨組織已收。（參考 L u c a s e ΐ a 1.，J · (1989) 23 (A1 Suppl):23)目前並這些條件。（參考Damien et al.，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -8 - 448 05 ί Α7 ___Β7_ 五、發明説明（6 ) supra;和 Cornell 和 Lane, Clin. Orth. Rel. Res.( 1 992 ) 277 : 297-311)當然沒有任何一種運送系統可產生控制運送。許多研究已嘗試改善磷酸鈣陶器使其做爲骨頭生長因子的運送工具。目前並未成功地將生長因子併入磷酸鈣陶器中，使這些加入的生長因子可不斷地釋放。大部份僅達成"爆發（burst)"釋放，即在一短時間內的剛開始時，大部分的物質都釋放出。（參考Campbell et al.， Trans. Orthop. Res. Soc., 40:775， 1994)。由其他磷酸三鈣或不溶性膠元所製成的載體與骨成形蛋白質相組合時，已成功地加速骨組織癒合》(參考 Daraen et a 1. , J. Dental Res. ( 1 98 9 ) 68：1355-1359 ) 然而，對於需要長時間的骨組織再生以填捕大範圍骨頭缺損，這些系統無法產生可測量，控制性地生長因子釋放。在某一研究中發現，需要大量生長因子（即超過5 0m g )以填補大於3 cm的缺損。（參考Johnson etal.， Clin. Orthop (1992) 277:229-237)。經濟部中央標準局負工消費合作社印製 n- In I - - - - . H- f n^i ^^^1 - \ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 大部份的系統研究是利用骨傳導物質做爲載體，併入的方法僅是將物質浸漬於生長因子溶液中。生長因子可能是吸附於物質表面或進入孔隙中，但一旦浸漬於水溶液將快速釋放產生爆發效應。(參考Campbell et al.，

Trans, Orthop. Res· Soc.， 40:775， 1994)。專利申請案WO 92/07554曾報導一個可植入活體組織的物質，其生物分解速度與組織再生速度相配本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 448051

經濟部中央標準局員工消費合作社印裂五、發明説明（7 ) : 合》據報導此物質可包含一活性物以做爲延伸治療效果。此物質包含磷酸鈣，生物可分解氧化物或聚氧化物。和具有胺基團的活性物質（如內他麥辛（n e t i 1 m i c i η )和/或硫酸鹽型式的尖他麥辛（gentamicin)。專利申請案W0 9 3/0 5 8 2 3曾報導一可刺激骨頭生長的組成物，其係由至少一種的纖維母細胞生長因子，轉形生長因子- Θ，類胰島素生長因子_E，血小板來源生長因子，和它們生物活性突變型和片段，或具相對應活性的骨頭萃取物，或具骨成形蛋白質活性的骨頭萃取物，和適當的可使用材料所構成。英國專利申請案GB 2 2 5 5 9 07曾報導一生物 .活性生長因子和成形因子的運送系統，其係由對於這些因子具特殊親和性的固體吸附劑和吸附其中的因子所構成。在此具體實例中，多孔性氫氧磷灰石被指定爲固體吸附劑〇美國專利No. 4 8 6 9 9 0 6敘述一可吸收多孔性. 磷酸三鈣，利用抗生素和填充劑的填充劑混合物封住其孔隙。美國專利No. 5108436和5207710描述一具有骨形成因子萃取物或純化的骨形成誘導蛋白質，轉形生長因子_ Θ輔因子和製藥可接受載體所組合成的壓力一承載補缺術。此載體爲膠元組成物或陶器。骨形成因子萃取物分佈於孔隙中。利用覆蓋，飽和作用，真空力使物質進入孔隙，和空氣乾燥或冷凍乾燥方式將骨傳導物質本紙張尺度適用中國國家標準（<^5>/\4規格（210\297公瘦〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -10 - 448 051 A7 B7 五、發明説明（8 ) 與壓力一承載膜相結合》製藥可接受載體宜包括基質，可提供一結構做爲骨頭和軟骨發育之用。一些較適宜的製藥可接受載體包括：膠元，氫氧磷灰石，磷酸三鈣，和生物活性玻璃。然而，此文中並未描述含生物活性玻璃做爲製藥可接受載體的製備方法。美國專利No. 4772203描述一具有核心和可吸收基質的植入物。此可吸收基質爲具生物活性或骨形成誘導性，或二者兼具。磷酸三鈣，氫氧磷灰石和生物活性玻璃被列爲基質。此文更進一步描述，如果使用可吸收基質，則可進一步將抗生素併入其中。美國專利No. 4976736描述一具有碳酸鈣爲基礎部分和合成的磷酸爲表層（如氫氧磷灰石）的生物'物質，可有效應用於矯正和牙齒醫療上。氫氧磷灰石的優點爲具吸附性。此文進一步描述：利用併入或接觸方式可將抗生素或生長因子導入植入物的孔腔內。或者將抗生素或生長因子與生物分解聚合體相混合，利用注射或過濾方法將其送入表面磷酸化物質的孔隙中。經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁)

Gombotz e t a 1. , J. App. B i omat. , ¢1994)5: 141- ί50描述將轉形生長因子併入由聚（乳酸-甘醇酸）和去礦物質骨頭基質所製成的混合物植入物內。據其報導 :植入物對微小的礦物化作用或骨形成作用具有發炎反應。相似的結果也曾在 Meikle et a 1.，Biomaterials，（ 1 9 94) 1 5 ( 7 ) : 5 1 3-52 1報導。其係將骨頭基質萃取物併入聚D L —乳酸鹽一甘醇酸鹽圓盤中。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 448051 A7 __B7_____ 五、發明說明（9 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 美國專利NO, 4 5 6 3 3 5 0描述一適合做.爲誘導性骨植入物的組成物’其係由純化型式的骨形成因子與具有非微織維的膠元所構成。將因子加至溶液型或凝膠型的膠元中，並於4 °C，稀釋礦物酸中攪拌1 _2小時。然後把物質透析和冷凍乾燥。曰本專利公開公報N 〇 _ 5 2 5 3 2 8 6描述一骨頭恢復物質，其係由含鈣玻璃粉和或結晶玻璃粉，含磷酸鹽的水溶液，和釋放控制型式的醫藥物質所構成。由此上的解釋可得知：必需得到一控制釋放生物活性分子的載體。同時此載體需具有骨傳導性和/或骨誘導性〇生物活性玻璃爲具骨傳導性，但常常是與不同氧化物於1 3 0 0 — 1 400 °C的鉑坩堝進行混合反應以製成。然而在此製備過程中，如此高的溫度會破壞大部分的生物活性分子功能》經濟部智慧財產局員工消費合作社印製另一種可合成生物活性玻璃的方法是膠溶液一凝膠製造法。其係利用混合金屬烷基氧化物前驅物，如四乙基氧矽烷〔TEOS，若以氧化矽爲例，該TEOS爲 Si (0CH2H5)4〕，水和酸催化劑以產生水解反應，然後金屬烷基氧化物聚合反應產生凝膠。當乾燥此凝膠時’其仍由金屬氧化物所組成，因此將保持玻璃的堅度〃許多研究報導：利用矽烷基氧化物前驅物和水製備膠溶液一凝膠種類玻璃並將蛋白質併入其中的方法，可維持蛋白質的功能。（參考Braun et al.，J. 'of Non- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛） -12 - 448 05 1 A7 _._B7_ 五、發明説明（1〇 )

Crystallina Solids, (1992)147和148:739-743; Yaraanake et al.，Chemistry of Materials, ( 1 9 92 )4( 4)：495-497; Ellerby et al., Science, (1992) 255: 1113-1115;和 Avnir et a 1. , Encapsulation of Organic.Molecules and Enzymes， Ch27 pp3.85-404， American Chemistry Society (1992)於低溫度，低酒精，低質子濃度合成膠溶液-凝膠，並將酵素併入其內併入的蛋白質仍維持其功能。然而此方法的焦點在於膠溶液 -凝膠中的蛋白質固定作用。當膠溶液一凝膠物質做爲計測器時，非常小的分子（如葡萄糖）可通過孔隙做爲評估之用。位於膠溶液一凝膠的併入作用可提供做爲蛋白質的重覆使用。從膠溶液-凝膠釋放蛋白質並非其所期望的，實際上應視爲長期活性的維持。於美國專利No. 5074916描述的不含鹼生物活性膠溶液—凝膠組成物，係用44 — 8 6% S i 0 2 > 4 - 4 6 % 〇3〇和3-15% P2〇5 (重量比）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 所構成。以硝酸鈣做爲鈣來源和四乙基氧矽焼（TE0S )爲矽烷基氧矽烷來源。然而，此過程爲在6 0 0 — 8 0 0 °C和酸/水體積比爲1 / 6的條件下進行。此一過程與併入的生物分子完全無法調和。本發明的摘要本發明是關於控制釋放載體。根據本發明，生物活性分子可併入矽玻璃載體的基質內。我們發現膠溶液-凝膠本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4规格（210X297公釐） -13 - 448 05 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（u) 技術的衍生法可促進併入作用，卻不會改變分子的活性。在純矽玻璃例子中，從載體釋放的生物分子主要是受孔隙結構的滲透作用而影響。例如含矽氧化物的玻璃，生物分子的釋放是受浸漬於體液的滲透作用和反應而影響。膠溶液-凝膠演變技術可控制玻璃微構造，因此進一步控制生物活性分子（如藥物或生長因子）的釋放量。此種載體經由磷酸鈣表層的形成（即生物活性）和蛋白因子的釋放以刺激並吸引間葉細胞在載體表面分化成骨形成細胞，同時增加局部地區的骨母細胞增殖，因此其具有骨傳導性和骨誘導性。此淨反應效果可促使位於膠溶液-凝膠 /生物活性分子載體混合物附近的骨組織再生並降低感染的發生》生物活性混合物物質對於促進骨頭生成具有協同性效果，並且可做爲自體骨頭移植物的取代物》本發明是關於一種在一段時間內可控制釋放生物活性分子的載體。此載體係由矽玻璃構成，並且有生物活性分子併入該玻璃基質內。本發明是關於具有生物活性分子併入矽玻璃基質的製備法。其係利用矽金屬烷基氧化物，水和甲醇，以水/烷基氧化物質量比從6 : 1至2 0 : 1的比例下進行反應，調整pH=l_4. 5 ，加入生物活性分子，於0°C — 4 0°C使混合物進行凝膠化和熟成，然後將熟成凝膠於 15°C_40°C進行乾燥》本發明是關於具有生物活性分子併入矽玻璃基質的製備法。其係利用矽金屬烷基氧化物和其他烷基氧化物與水本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - /' · · (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁)

T -14 - 448 05 A7 B7 五、發明説明（12) 和甲醇進行反應，調整pH=l_4. 5 ，加入生物活性分子，於0°C— 4 0°C使混合物進行凝膠化和熟成，然後將熟成凝膠於1 5°C— 4 0°C進行乾燥。本發明是關於具有生物活性分子併入矽玻璃基質的製備法。其係利用矽金屬烷基氧化物和水反應，調整p H = 1—4. 5，加入鈣鹽和五氧化磷，再加入生物活性分子，於0°C- 4 0°C使混合物進行凝膠化和熟成，然後將熟成凝膠於1 5°C_40°C進行乾燥。本發明是關於具有生物活性分子併入純矽玻璃基質的製備法。+其係利用利用矽金屬烷基氧化物，水和甲醇在水 /烷基氧化物質量比1 0 : 1，甲醇/烷基氧化物質量比 1 : 1的比例下進行反應，調整pH=l. 5 — 3 ，加入生物活性分子，於〇°C_ 4 0°C使混合物進行凝膠化和熟成，然後將熟成凝膠於15 °C - 4 0 °C進行乾燥。本發明是關於利用楦入一物質而將生物分子運送到骨頭缺損的方法。此植入物係由具有生物分子併入的矽玻璃基質的控制釋放載體所構成。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 n- In ^n^\\ 丨 y n In n^i In nn )eJ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是關於本位抗生素運送的方法。其係利用具有抗生素併入矽玻璃基質與樣品相接觸。本發明是關於具有多孔性基質且生物活性分子併入該基質的矽玻璃控制釋放載體的製備法。其係利用矽烷基氧化物和鈣烷基氧化物於氬氣下攪拌15分鐘，並且不添加水，酒精或酸。將生物活性分子溶於酸中然後加至混合物中，並且於0°C_40°C進行凝膠化和熟成，15°C — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2.97公釐） ~ -15 - 448 05 Α7 Β7 五、發明説明（13) 4 0°C進行乾燥，直到重量減少5 0%_ 8 0%即可完成〇本發明是關於由生物分子併入矽玻璃基質的前處理載體*此載體於使用前7天，先浸漬於離子含量類似間質液的溶液中。本發明是關於一可填補骨頭缺損的改良型植入物。此改良型植入物係由生物活性分子併入矽玻璃基質的包衣所構成。本發明是關於具有不同生物活性分子釋放速度的組成物。其係由生物活性分子併入矽玻璃基質且控制釋放生物活性分子的載體顆粒所構成》爲了達成不同釋放速度，顆粒大小範圍爲5 0 0 /ζιπ至5mm。本發明是關於由含不同生物活性分子的不同載體顆粒族群所構成的組成物。此組成物係由生物活性分子併入砍玻璃的載體所構成，每一族群具有不同生物活性分子併入其內。經濟部中央標準局員工消費合作社印策 m> ml ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 . i^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖式的簡沭：圖1:表示浸漬於模擬生理溶液的矽玻璃掃描式電子顯微圖。圖2 :表示浸漬於模擬生理溶液的矽土玻璃所偵測到的小結能量分散X -射線分析圖。圖3 :表示浸漬於模擬生理溶液一段時間後，從純砍玻璃顆粒和圓盤釋放的凡可麥辛含量。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X2.97公釐）一 ~ 16 "" 448 05 A7 B7 五、發明説明（14) 圖4 :表示濃度對凡可麥辛釋放的影響對時間所做得圖。圖5 :表示溶解於模擬生理溶液的凡可麥辛和從純砂玻璃釋放的凡可麥辛對細菌抑制區域的相比較。圖6 :表示細菌抑制區域大小對浸漬時間和從純矽玻璃釋放凡可麥辛濃度的圖。圖7_a和b :分別表示經過7星期和4星期浸漬，胰蛋白酶抑制劑濃度和釋放的相關性。圖8:表示併入量（0. 5yg對1. Ο/zg)對於從乾燥重'量減少5 0 %的顆粒釋放的活性轉形生長因子一汐1累積量的影響。圖9 :表示乾燥程度（5 0對7 0%重量減少）對於從併入1 # g轉形生長因子-；3 1顆粒釋放轉形生長因子一万1的影響。圓1 0 :表示SA/V，顆粒對圓盤，對於併入 1 β g轉形生長因子—θα和乾燥重量減少5 0%的玻璃的釋放量的影響。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1 1 :表示從乾燥重量減少5 7%並併入〇 5 β g的圓盤中，每一時間階段所釋放和累積的活性轉形生長因子—量（個數=3)。圖12:表示含其他氧化物的矽玻璃的吸收等溫線。圖1 3 :表示含其他氧化物的矽玻璃在浸漬模擬生理溶液之前（下面的光譜）和之後（上面的光譜）的 F T I R光譜》本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐} _ 17 - 05 . 05 . 8 - 4 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 4 A7 _B7 五、發明説明（15 ) 圖1 4 :表示從含鈣和磷膠溶液一凝膠釋放胰蛋白酶抑制劑》

圖1 5 :表示含胰蛋白酶抑制劑的鈣一磷膠溶液_凝膠浸漬於T r i s緩衝電解質溶液之前和之後的FT I R 光譜。詳細描沭：利用根據本發明的方法，蛋白質和其他生物活性分子可併入矽玻璃載體內，並且併入的分子可不斷釋放且不會破壞它們的功能。此一控制釋放運送系統可應用於植入物質填充骨頭缺損之用，（包括缺損範圍大於3公分的地方 )，但不需使用過量的生長因子。此一控制釋放運送同時可應用於需要特殊位置標的的治療，例如化學療法。此載體可在無菌環境下合成，或合成後以傳統滅菌方式消毒。根據本發明含有抗生素的控制釋放載體，可應用於組織培養以預防細菌污染，即以浸漬方式將載體與培養物相接觸。根據本發明含有生長因子（特別是骨頭生長因子）的控制釋放載體 > 可做爲測試不同因子的連續，控制釋放對於體外骨細胞的影響。同時可預期地，此載體可做爲體外長生不死骨細胞株發展之用。膠溶液-凝膠演變製造方法可在低溫（約4 0°C或以下）和低酸鹼值條件下進行。此二個條件對於併入膠溶液 -凝膠基質的生物活性分子的功能維持極其重要。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4规格（21〇Χ2ί»7公釐} (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

-18 - 448051 經濟部中央操隼局員工消費合作社印製 A7 B7 玉'發明说明（16) 膠溶液-凝膠演變製造方法的優點包括：1)膠溶液 (爲膠質大小顆粒的懸浮液）在凝膠化之前是液體狀；2 )整個反應可在室溫進行；和3)可控制膠溶液-凝膠玻璃的微孔大小。例如：不同水分含量，質子加入時間，質子濃度，熟成時間和乾燥時間。利用膠溶液一凝膠製造方法可控制孔徑大小在十億分之尺範圍。在反應的液相期間，即膠溶液凝膠化之前，可將蛋白質和其他生物活性分子加至液體膠溶液內。這些分子將被定型於固體基質中。由於控制微孔，因此分子的控制釋放將可達成。

此所使用的^控制釋放載體"意指做爲生物活性分子載體，其定義如下：當浸漬於含離子濃度類似於間質液的溶液一段時間中，可提供做爲釋放生物活性分子之用。而模擬生理溶液（SPS)，即爲一種類似間質液的溶液，以下的實施例將使用到此溶液。模擬生理溶液是將試藥級的 NaCJ? ， KC 芡，NaHC03， K2HP〇4， CaCj22，MgC^2和 MgS04溶於 0. 05M

Tr i s 〔氫氧甲基〕胺甲烷氯化氫（t ri s)緩衝溶液（在37°C，pH=7. 3)而使其離子濃度類似血漿 :N a+= 1 4 2mM，K+= 5mM，C.o2+ =

2. 5mM»Mg+2=l. 5mM，HC〇3-=27mM ,ΗΡΟ，—=lmM 和〇. 5mM S042-。另一例子爲組織培養基。此所使用的"生物活性〃意指骨生物活性物質具有一富含磷酸鈣層存在，或於適當的體外或體內狀況下形成磷本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） - --------NV) ^---- II - ί \ (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) -19 - 448 051 A7 B7 五、發明説明（17 ) 酸惩層。如 Pereira et al.，J. of Biomed. Mat. Res.， (1994) 28:693-698(此列爲參考資料）觀察：純矽凝膠具有多孔含水層，當浸漬於含鈣和磷酸鹽離子的模擬體液時，純矽凝膠會誘導-碳酸氫氧磷灰石層》純矽含水凝膠的製備係利用T E 0 S和4 0 0°C溫度進行乾燥。據報導 :磷灰石成核誘導期隨小量鈣和磷酸鹽離子的添加於液體中而降低，隨酸鹼值而增加。參考Li et al.，J. Appl. Biomater.，（1993) 4:221-229和 Li et al.， J. Amer. Ceram. Soc.., ( 1 993 ) 75:2 094-2 0 9 7 (此二篇列爲參考資料）》此所謂"矽基礎"意指包含矽氧化物於玻璃組成份中。其他氧化物也可存於其中。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此所謂"生物活性分子"定義爲：在生物系統中這些有機分子有影響力。而生物系統如體內，體外和原位。生物活性分子包括（但不僅限於此）：生長因子，宜爲骨頭生長因子，細胞素，抗生素，抗發炎藥劑，止痛劑和其他藥物。生物活性分子v種類〃意指上述生物活性分子的範疇，或特殊化合物，如 :凡可麥辛（vancomycin)，轉形生長因子_ /3等。這些特殊化合物可以是屬於相同或不同類別。 "基質'用語包含生物活性玻璃構造本身的骨架，及孔隙。"併入該基質〃表示該分子併入玻璃網狀內》 ”骨頭缺損"意指需要修復的區域（但不僅限於此），如：骨折，磨損和撕裂區域，螺絲和釘子移去後所留下本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 48 05 .A7 _________ B7_ 五、發明説明（18 ) 的洞，更換，和因年老或疾病造成骨頭變質。 A植入物"意指可做爲填充骨頭缺損的物質。植入物宜由矽玻璃構成，進一步由鈣構成。植入物可以是顆粒，圓盤，塊狀或單獨巨石，並且可構成控制釋放載體或被覆蓋於載體。此植入物同時可構成多孔材料做爲骨頭外科之用，如多孔氫氧磷灰石或，如W0 9 4/0 4 6 5 7描述的多孔生物活性玻璃。根據本發明，此用語也包括矯正裝置，如有包衣的玻璃或生物活性分子併入基質的生物活性玻璃。此種矯正裝置包括臀或關節矯正器，但不侷限於此〇植入物可由混合液構成，提供做爲物質和/或釋放速度的結合。混合物可包括一群不同大小的顆粒，所有顆粒都含有相同種類的生物活性分子。或者也可組合成含有不同種類的生物活性分子顆粒。混合液顆粒的大小可相同或不相同，以提供不同分子的不同釋放速度。例如可製備含抗生素，抗發炎藥劑和生長因子的混合液。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 同時可預期地，每一種植入物可含有二或更多種類的生物活性分子。將含有一或更多不同種類的生物活性分子，和/或不同濃度的溶液，覆蓋或併入植入物中而可製得含有一或一種以上生物活性分子的植入物。 '"抗生素"包括殺細菌，殺真菌，和預防感染藥物， —般爲水溶性物質，如尖他麥辛（gentamicin)，凡可麥辛（vancomycin)，盤.尼西林（penicillin)和西法羅斯波潤（cephalosporins) 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） -21 - 4 4 8 0 5 Ί A7 B7 五、發明説明（19) A生長因子"包括具有骨生成或骨誘導特性的生長因子。在這些因子中，已被確認具有控制骨頭生成的因子包括：血小板來源生長因子（PDGF) ’轉形生長因子（ TGF —石），類胰島素生長因子（IGFs)，纖維母細胞生長因子（FGF s )和骨成形蛋白質（BMP s ) 。這些因子存在於體內骨折癣合位置'並且在受傷期間經由血小板分解（PDGF和TGF —石）和骨頭基質吸收作用（TGF — jS和BMP s )而產生。各別因子以下將更詳細的討論。 "接觸"用語包括：含有釋放生物活性分子樣品的載體經由浸漬，植入或包埋方式與標的處相接觸。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經由遺傳工程概念，已確認許多骨生成和骨傳導生長因子以做爲新的移植物質。然而，道些重組分子的控制運送是非常重要的。對於骨組織具有影響效果的生長因子必需以有效劑量運送到特殊位置以刺激傷口癒合。依照室溫膠溶液_凝膠步驟合成的玻璃，爲骨誘導分子控制釋放的傑出候選材料。此玻璃的製造方法，可予許我們控制玻璃的微構造，以至於釋放的時間和量可符合特殊治療需要》而且，這些玻璃可具備骨傳導特性，以提供做爲骨組織發展的受質。骨生成的體內和體外實驗模式已證實生長因子對其影響的生物特性。（參考Corn ell et al.，supra;和 Mohan et al.，supra)。雖然先前的大部分研究已清楚證實這些蛋白質的骨生成和骨誘導作用，這些生長因子的本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22 - 448 05 A7 B7 王、發明説明（20) 生物特性對於骨生成的程度仍受下列因素而影響：實驗模式的環境狀況，時間，生長因子運送的方式和溶劑，荷爾蒙效應和各種生長因子之間的協同作用。因此，本發明提供一方法以闡明這些生長因子的作用。從發展點的眼光看，骨生成是發生於一系列的步驟。剛開始爲增殖期，然後細胞分化和軟骨性基質沈澱，接著骨蛋白貧的表現。（NIH/AAOS sponsored workshop, supra)。一些研究者認爲軟骨性基質合成爲一系列短暫事件，它剛開始爲軟骨期，然後鹼性磷酸酶活性增加和骨奈汀（osteonectin)，骨涎蛋白質（bone sialoprotein )和骨錦蛋白質（osteocalcin)的表表現。骨旁汀（ osteopontin)的表現和合成進一步詳細分析爲硫酸化，磷酸化和分子大小。除了上述的蛋白質，其他研究顯示：至少二種型式的軟骨硫酸鹽蛋白多醣爲骨母細胞所合成。這些參數可利用此技藝已知的方法測定。一些生長因子以下將詳細描述》經濟部中央標率局負工消費合作社印裝 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 類胰島素生長因子（IGF) I和Π爲骨細胞和身體其他組織所製造。他們在骨基質被發現並且由骨細胞所分泌。（參考 Canalis et al.，Calcified Tissue Int.( 1 9 9 3 ) 5 3 ： S90-S93 ；和 Canalis et al.，J. Bone Miner. ‘ Res. ( 1 9 93 ) 8:S237 )。在體外實驗，類胰島素生長因子顯示可增加骨軟骨和基質合成，增加骨母細胞—前驅物複製和減少骨軟骨退化。（參考Hock et a 1.，

Endocrinology ( 1 988 ) 1 22 ( 1 ):252 );和 McCarthy et 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（21 OX 297公釐} 4 4 8 0 5 1 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（21) al.， Endocrinology, (1989) 124(1):301) ° 生長荷爾蒙被認爲經由類胰島素生長因子的作用而刺激骨頭生長，但其對於間葉細胞增殖和分化也具有局部性效果。（參考 D o w n e s e t a 1.，J. M a t e r S c i. : M a t e r.

Med·，（ 1 9 9 1 ) 2:1 76- 1 80;和 Silbermann，M., Biomaterials, ( 1 9 9 0 ) 1 1:47-49 )。人類生長荷爾蒙具有二種分子量型式，一爲2 0 0 0 0道耳頓和主要分子量型式— 22000道耳頓》血小扳來源生長因子（PDGF)爲分子量30仟道耳頓的多胜肽，爲二個A次單元，二個B次單元或一個A 次單元和一個B次單元所構成的二元體（dimer)，因此可產生三種型式的血小板來源生長因子。A，B次單元由二個各別基因所製造。三種型式的血小板來源生長因子都可在骨基質中發現，只有A Α此種型式由體外骨細胞製造和分泌。B B型式的血小板來源生長因子爲三種類中最具活性。（參考 Mohan el: al·，supra)。血小板來源生長因子（P D G F )在體外狀況下顯示具有吸收活性；許多研究者報導：投予生理劑量的血小板來源生長因子可增加骨吸收作用。（參考.Tashjian et al·， Endocrinology (1982) 111:118-124)。此外，血小板來源生長因子也可增加原骨細胞複製。轉形生長因子—貝他（T G F _石）爲一家族分子，對於骨折具有骨頭促進特性。轉形生長因子- Θ爲分子量 2 5仟道耳道的同質二元體胜肽。此分子的最主要來源是本紙張尺度適用中國國家標準（CMS )—A:4規格（21〇Χ：297公釐) ^^^1- ^^^^1 ^^^^1 .^i^i —y ‘ 一. -¾. 言 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) -24 -

4 48 05 I 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（22 ) 血小板和骨頭》此多功能胜肽具有廣泛的細胞活性，包括控制許多表現型骨頭細胞的增殖和表現*如間葉前驅細胞，軟骨細胞，骨母細胞和骨蝕細胞。（參考Beck et al.， J. Bone Miner. Res. (1991) 6(9)：961; Joyce et al., 0 r t h o p C 1 i η，N o r t h A m ( 1 9 9 0 ). 2 1 ( 1 ) : 1 9 9.;和 J o y c e et al·，J. Cell Biol. ( 1 9 90 ) 1 1 0 ( 6 ):2 1 95 )雖然它存在許多個別型，其中二種TGF —泠1和一泠2已自骨頭中分離，且比例爲4:1。利用免疫組織化學染色和原位雜交法已證實：.體內的軟骨細胞和骨母細胞可合成轉形生長因子一〆，並且軟骨內骨化作用的模型中有轉形生長因子 —冷的聚集。（參考 Joyce et al.，Orthop Clin. North Am. (1990)21(1):199:和 Joyce et a 1., J. Cell Biol. ( 1 9 9 0 ) 1 1 0 ( 6 ):2 1 9 5 )。將轉形生長因子或点2以每天注射方式導入新生老鼠股骨骨膜下區域的研究（參考 Joyce et al_， J. Cell BioK (1990)110(6):2195)發現：轉形生長因子- Θ會刺激骨膜處的間葉前驅細胞增殖和分化，並且在胚胎骨生成作用和早期骨折癒合也觀察到此現象。在注射停止後，也發生軟骨內骨化現象，造成軟骨被骨頭所取代。骨頭成形蛋白質（ΒΜΡ )溶液的植入會導致一系列發展過程，包括：趨化性，增殖和分化，造成軟骨短暫形成和完全被造血骨髓的活體骨組織所取代。（參考Uri st, M. R.，Science ( 1 9 65 ) 1 50:893-8 99 )。許多新發現的因子，骨頭成形蛋白質_1至7 (BMP — 1〜7)，和本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X25»?公釐} (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-25 - 448051 A7 B7 _ 五、發明説明（23 )

骨誘導因子（Ο I F )都參與骨頭成形蛋白過程。骨頭成形蛋白蛋一2至7 (BMP — 2〜7)爲轉形生長因子一占超極家族分子的成員，相似於參與胚胎生成發育過程中的二種因子 Vg 1 和 DPP。BMP — 2A 和：BMP — 7 已以重組塑蛋白質型式表現，並且誘導整個軟骨和骨頭形成的過程。（參考 Wozney，J.M·，Prog. Grouth Factor Res. ( 1 9 89 ) 1 ( 4):2 67 )現今，二種骨頭成形蛋白質（B 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) MP) : BMP — 2A (參考 Gerhart et al·，Clin. Orthop. (19.93) 317; Wozney et a 1. , Science ( 1 988 ) 242 (48含5):1528;和 Yosko et al·， J. Bone Joint Surg. <Am> ( Aug. 1 992 ) 74 ( 7):1 1 1 和 J Bone Joint. Surg· <Am> ( 1 9 92 ) 74 ( 5 ):6 5 9 )和 BMP- 7 (參考 Sampath et al., J. Biol. Chem ¢1992) 267 ¢28): 20352)(同時被認爲〇 P-1)已被澄實可增加外骨位置的骨生成作用和增強骨折癒合。（參考Gerhart etal. ，Clin. Orthop. ( 1 99 3 ) 3 1 7)純化的骨頭成形蛋白質已被應用於股骨和脛骨非癒合的非控制臨床試驗上。（參考 Johnson et al., Clin. Orthop. (1988) 230:257-265; Tohnseon et al., Clin. Orthop. (1988) 236:249-257 :和 Johnson et al·, Clin. Orthop (1990)234) 0 由目前的知識顯示：局部生長因子如：血小板來源生長因子，轉形生長因子一 /5和骨頭成形蛋白質一2可能可加骨折的癒合。利用前面提及的技術測量骨頭分化作用，可做爲測試本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2.97公釐） -26 - 448 05 A7 B7 五、發明説明（24 ) 經過併入矽土玻璃後，生長因子的功能是否仍然保持。抗生素的功能維持，則可利用標準圓盤敏感性測試法（參考 Antibiotics in Laboratory Medicine, 3rd edition, V. Lor i an, ed. , chapter 2， Williams and Wilkins, Baltimore，Md.，1991)。併入的抗發炎藥劑和止痛劑的功能，則利用測試細胞培養中的前列腺素合成抑制作用。膠溶液-凝膠演變玻璃合成經濟部中央襟準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 合成含純矽和鈣的玻璃並將生物活性分子併入其內。將純矽烷基氧化物前驅物（宜爲四甲基氧矽烷（TMO S ))溶液和去離子水混合，並以磁力或超音波攪拌。水/ 四甲基氧矽烷的質量比會影響凝膠的孔徑和比表面積，即影響生物活性。當二者增加時，即具生物活性。爲了增加二者，提供的水含量需超過元素量法，或水/四甲基氧矽烷的質量比爲6:1至20:1。而水/四甲基氧矽烷的質量比宜爲10 : 1。也可添加酒精（特別是甲醇），使酒精/四甲基氧矽烷的質量比爲〇 : 1至1: 1。醋酸（ 0. 1Ν)或HC$(〇. IN)可做爲水解反應的催化劑並維持所欲的酸鹼值。甲基氧乙基氧化鈣（2 0%溶液於甲基氧乙醇， Gelest Inc.，Tullytown，PA)可做爲院基氧化銘的來源。添加足夠量的甲基氧乙基氧化鈣於反應物中，使氧化鈣佔乾燥凝膠重的4 0%。磷酸鹽三乙基酯可做爲五氧化磷的來源。加入磷酸鹽三乙基酯（TEP)使五氧化磷（本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） -27 - 4 48 0 5 ί Α7 Β7 五、發明説明（25 ) p205)佔乾燥凝膠重的1 〇%。重量百分比爲反應完全及完全乾燥後的計算值。利用磁力或冰浴振盪，或二種方法合併，將水，四甲基氧矽烷和酸混合。當有烷基氧化鈣存在時，四甲基氧矽烷，烷基氧化鈣和其他烷基氧化物宜在非溶液狀況和氬氣中，利用磁力攪拌或振盪1小時方式混.合。也可使用鈣鹽取代烷基氧化鈣。使用鈣鹽發現可延長凝膠化時間，因此有較長時間讓生物活性分子併入，同時這些生物活性分子可均勻分佈。凝膠時間的延長同時幫助植入物質和載體的包衣作用。鈣鹽宜爲C a C又2。鈣鹽應添加足夠量使氧化鈣作凝膠乾重的4 0%。因爲在以適中或高酸性狀況處理生物活性分子後，併入基質內的生物活性分子仍具生物活性，因此在生物活性分子併入之前或當中時，需加入適量酸以維持酸鹼值爲1 —4. 5，而適宜酸鹼值範圍爲1. 5 — 3。生物活性分子併入的量應佔玻璃重量的0. 0001 -10%。經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 玻璃中所含的矽組成物佔重量6 0 — 1 0 0%，剩餘的爲其他氧化物。將液體膠溶液置於聚乙烯苯容器中定型，然後於封口的容器中進行熟成》熟成時間爲1天至4星期，乾燥時間爲1〜14天。爲了使膠溶液_凝膠玻璃成爲生物活性分子的有效載體，此製備過程應在低溫（約2 _ 4 0 °C )進行，如純矽玻璃的例子，膨溶液的酸性應位於PH1 — 4. 5。溫度本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28 - 448 05 1 A? B7 五、發明説明（26) ，膠溶液酸鹼值，鈣含量百分比，水/四甲基氧矽烷的質量比和其他因子都會影響膠溶液凝膠時間。然而，當併入生物活性分子時膠溶液的凝膠時間必須在液體狀態下有足夠時間添加生物活性分子溶液，定型和均勻混合膠溶液·> 當有足夠的交叉聯結形成時即發生凝膠化。此時將容器倒放，僅觀察到定型物質極微小或根本不移動》低酸鹼值會增加凝膠化時間。高鈣含量會降低凝膠化時間。而凝膠化時間宜增長，使得膠溶液-凝膠反應完全，使最終物質具低孔性和較小孔徑大小》低孔性意味一更強固機械地物質具有更長時間的蛋白質釋放·>然而，有時也需較大的孔隙以達成快速釋放，或載體較快速的分解。大孔徑會促使滲透作用時的較大分子釋放低溫會增加凝膠化時間。爲了達到低溫，反應一般在冰浴中進行。對於大部份金屬烷基氧化物而言，高含量的水會降低凝膠化時間，雖然孔隙仍會很高，因爲增加水從物質中蒸發。凝膠化時間宜至少3 0分鐘至約4 8小時，以使生物活性分子併入其中。凝膠化溫度範圍爲0°C_ 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 0 0C。經過定型後，應使定型容器維持封口狀態，使其進行熟成作用。在此時間，膠溶液一凝膠反應仍進行。熟成作用可於0°C_4 0°C進行。長時間熟成（達到1個月）可產生較強固機械地物質，比較不會發生碎裂現象。在低溫 (如4 °C)進行熟成也可延長凝膠化時間。乾燥溫度和時間會影響最終物質的特性。快速的乾燥本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )"^4*!格（210X297公釐） -29 - 448051 A7 _B7_ 五、發明説明（27 ) 會造成物質的碎裂。最終物質會減少定型物質重量的5 0 - 8 0%，因爲最後的乾燥會使水和反應副產物一酒精蒸發。將定型容器的蓋子去除，在1 5 °C — 40 °C進行乾燥反應；並且在大氣壓或大氣壓以下的壓力進行反應》從圓3 ，7 ，8和14結果顯示：生物活性分子的釋放勖力學在浸漬早期發生，即第1至7天。在浸漬後的第 7天，可觀察到曲線的斜率有極大改變，顯示釋放速度的改變。早期的較高量釋放，並非如先前幾位作者報導的a 爆發（burst.)"效應。此早期較高量的釋放對於高劑量急性治療'有極大的優勢，然後再"慢性"低劑量。當醫療開始時需要一穩定狀態的釋放，即釋放速率無很大改變，則將膠溶液一凝膠載體浸漬，利用其發生起始高釋放期，然後再把此載體實際使用於病人身上。實施例1:膠溶液一凝膠/凡可麥辛混合物的合成經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 -------Λ"'装--n---^ (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 一種源自膠溶液_凝膠的矽基質-凡可麥辛混合物的製備，是於室溫，低酸性和低酒精濃度下進行反應。凡可麥辛做爲釋放藥物的原因，是因其可有效對抗造成骨髓炎的葛蘭氏陽性球菌，特別是葡萄球菌。凡可麥辛是一種水溶性（溶解度達1 0 0mg/m5 )的三環苯油胜肽，分子量約3 3 0 0。本物質的製備如下：取19._6mp四甲基氧矽酸鹽 (購自 Aldrich， St, Louis， M0， U.S.A) ， 1 4 2 m 水，5. 2miZ 甲醇和 Ο. Οΐιηβ IN H C d 於本纸張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210x297公釐) 30 448 05 A7 B7 五、發明説明（28) 玻璃燒杯，冰浴振盪3 0分鐘。然後將4mJ2膠溶液加上 1 m艾的1 0 m g / m 凡可麥辛鹽酸（購自Lederle， Carolina, Puerto Rico)混合後，置於直徑 2 3 mm 的聚乙烯苯小瓶內定型。對照組則加入相同量的水1即 Imp) 。水/四甲基氧矽烷的比例是1 0 :1 ，甲醇/ 四甲基氧矽烷比例是1:1。樣品上所含的凡可麥辛量爲樣品重的1 %。將小瓶以密閉蓋子封口，經凝膠化，熟成，並於室溫乾燥。膠化的時間從15_25小時不等，而凡可麥辛的添加並不明顯改變膠化時間。於密閉容器內熟成2星期後，把膠溶液置於空氣中乾燥》在乾燥過程中，液體會從凝膠網狀孔中被蒸發，造成凝膠重量減少並縮小，重量減少可持續進行2星期。當重量減少達7 5 — 7 8%，則表示已完全乾燥。凝膠重量的減少和縮小並不會造成明顯的碎裂。此產品爲直徑 11mm，8mm髙圓柱，重量llg的透明獨石。此乾燥凝膠物質的密度爲1. 5 g/cm3。因爲每一圓盤有經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 Omg凡可麥辛併入，因此此物質內的凡可麥辛含量是佔0 . 9 1 %。毫無疑問的，其他種水溶性抗生素將有相同的情形。實施例2 :凡可麥辛釋放研究爲了進行體外凡可麥辛沖提研究，取一部分的獨石經過碎裂，磨擦，過篩，而得到500_700em的小顆粒或5 X 5 X 2mm的大顆粒。其他的獨石則做爲圓盤形本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 448 05 A7 B7 五、發明説明（29) 的測試。將合成的凡可麥辛混合物浸漬於離子濃度相似於血發的模擬生理溶液（S P S )中。爲了研究樣品表面積對體積（SA/V)比例的影響效應，做爲浸漬實驗的物質其形狀如下述：5 0 0 — 7 0 0 小顆粒（SA/V与 l〇mm_1) ，5x5x2mm 大顆粒（SA/V =

1. 5mm-1) ，llmm 直徑 x4mm 圓盤（SA/V =0.8 51111]1-1)和5.5111111\4111111半圓柱（8八 /V=l. 2mm_1)。將所有樣品浸漬於相同比例的凡可麥辛樣品/溶液中。即每1 含1 m g凡可麥辛的溶液。將浸漬樣品於 3 7 °C反應1小時一 3星期，並於浸漬後的1小時，1 ， 3，7，1 4和2 1天把溶液完全替換。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 利用自動螢光極化免疫測定系統（TDX R system, Abbott Diagnostics, Irving TX)測量釋放出的凡可麥辛濃度，其結果顯示於圖3並摘要於表1。圖3中，圓圈符號代表小顆粒組，三角形符號代表大顆粒組，四方形符號代表直徑1 1 mm的圓盤組，倒三角形符號代表直徑 5.5mm的圓盤組。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） -32 — 4 4 S 0 5 t B7 五、發明説明（30 ) 樣品表1 釋放時間 (天）釋放/嵌入凡可麥辛 (%) 小顆粒 6 100 大顆粒 21 55 圓盤 21 48 (SA/V=1.2mm-1) {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 由以上結果顯示：凡可麥辛的釋放速度會因物質形狀而受影響，即物質表面積/體積的比例。特別是浸漬的第一天從小顆粒釋放出的速度非常快。相反地，大顆粒（ SA/V=1. 5mm-1)和圓盤形（SA/V=1. 1 或0. 8mm-1)則顯示出持續性釋放凡可麥辛，即浸漬經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1小時後開始釋出並逐漸達到最大量，然後慢慢減少直到 3星期後。在浸漬的第3天和1星期之間測量到最大量的凡可麥辛釋放。這些結果顯示：S A/V比例會影響物質的釋放。把各種不同形狀（即不同SA/V比例）的物質組合在一起，將提供一控制凡可麥辛釋放，即從浸漬起就開始釋放出並持續達一個月。本紙張"λ度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~~ -33 - ；05 ；05 在經濟部中央樣準局貝工消費合作社印裝 4 實施例3 : 參考實溶液置於直分成2組， 0 . 3 m i? 10:1。 % 和 5 . 5 減少達7 5 膠溶液孔徑大小（吸收技術（比表面積，平均孔徑大孔徑體積， A7 B7 五、發明説明（31 凡可麥辛濃度的影響施例1方法製備膠溶液，然後把1. 膠徑2 3 mm的聚乙烯苯小瓶中定型。將此小瓶分別加入含1Omg或2〇mg凡可麥辛的溶液，並保持水/四甲基氧矽烷的質量比是而凡可麥辛佔樣品重量的百分比分別爲2 . 8 %。然後膠溶液經過凝膠，熟成和乾燥至重量 %。的微構造參數，如比表面積（S S A )，平均 P S )和孔徑體積（P V )，則利用單層氣體 multipoint B.E.T)測定。測量值如下： m 2/ g 5 4 5 小，n m艾.8 c c / g 0 . 4 5 依據實施例2的研究，我們取直徑1 immx 2mm (S A/V = 1 mm-1)的源自膠溶液一凝膠圓盤進行凡可麥辛釋放研究。把圓盤浸漬於5 m 模擬生理溶液中。第1和2組的樣品中，凡可麥辛含量（凡可麥辛總重）除以溶液體積的比例（Wv/v)分別爲2和4。釋放出的凡可麥辛量利用實施例2的方法測定，其結果顯示於圖4 。圖4中’實心直徑代表1 〇mg凡可麥辛併入組，斜線直條代表2 0 m g凡可麥辛併入組。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 34 4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 Ο 5 ί Α7 _____Β7_ 五、發明説明（32 ) 這些結果顯示：當藥物併入的量增加，其釋出的量也增加。因此，在相同條件下，釋出的量爲併入量的函數。然而，不同濃度的藥物，其釋放出的型態幾乎都呈現相同。特別是在浸漬後的第3天達到最大釋放量，然後逐漸減少。實施例4:體外細菌抑制測試利用含有不同凡可麥辛濃度的模擬生理溶液（S P S )和如實施例2和3描述從膠溶液一凝膠矽基質釋放的凡可麥辛，進行金黃色葡萄球菌對於釋放藥物的敏感性測試。標準圓盤敏感性測試的技術參考Lorian, supra。取從基質釋出的凡可麥辛樣品模擬生理溶液與含有1 〇 0 -1 0 0 0 0 # g/mi?的凡可麥辛標準模擬生理溶液相比較》取20/zP的每一種溶液（樣品或標準物）於1/2 吋爐紙圓盤上（#740-E，Schleicher & Schnell, Keene, NH)，然後乾燥使其附於濾紙上，並貯放於4 °C乾燥器內 ° ίίέ Microbiology Laboratory, Hospital of the U n i v e r s i t y o f P e η n s y 1 v a η i a獲得一接種金黃色葡萄球菌 (ATCC 25923)的血液洋菜皿》製備一每的◦. 45%鹽溶液含有1. 5xl〇9CFU菌的懸浮液’以符合 McFar 1 and Equ i va 1 ence Turb i d i ty ^ Standard 0.5 (Remel，Lienexa，KA)。取一 Mueller-Hinton洋菜皿（1 5 X-l 0 0 mm，Model 01-620， Remel，Lienexa，KA)，利用標準接種程序將1 〇 μ j?的本紙張尺度適用中囤國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ---------^'笨-----,—訂 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁〕 -35 - 448 05 1 1 Α7 Β7 五、發明説明（33 ) 金黃色葡萄球菌懸浮液接種於此洋菜皿中，然後把吸附凡可麥辛的濾紙置於每一洋菜皿的中心。再把此洋菜皿置於單一槽，水夾套的培養箱內（Model 3159，Forma Scientific, Marrietta，OH)於 3 7 °C 潮濕空氣環境下培養2 4小時。細菌抑制的區域則以精確度達〇 . 1mm 的測徑器測量，其結果顯示於圖5和6。抑制區域對凡可麥辛濃度的對數值顯示於圖5。圖5 中，空心圓圈代表溶解於模擬生理溶液的凡可麥辛姐，實心圓圏代表從膠溶液-凝膠載體釋出凡可麥辛組。不管是吸附含有溶解於模擬生理溶液或從矽基質釋出的3 Om g凡可麥辛的圓盤，其抑制細菌區域都大於 1 2 ra m。根據 the Zone Diameter Interpretive Standards (Lorian，supra, Tab. 2.1.)，此區域大小顯示細菌對此物質具敏感性，其最低抑制濃度點低於 4从g/m P。而從矽基質釋出的凡可麥辛的樣品溶液濃虔與抑制區域的相關性圖和標準溶液所呈的圖形呈一致性 ΰ 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 ^^1. 1 - - - - - - II ^^^1 In x\\ ^^^1 ί ^^^1 一-'J - f 萍 i (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖6顯示的是細菌抑制區域對浸漬時間和併入膠溶液 _凝膠矽基質的凡可麥辛濃度的實驗結果》空心直條代表含lmg凡可麥辛，實心直條代表含1 〇mg凡可麥辛，斜線直條代表含2 〇m g凡可麥辛。這些數據顯示，併入 2 Omg凡可麥辛的膠溶液-凝膠基質，其所釋出的凡可麥辛可抑制細菌生長達3星期。抑制區域的大小與隨併入的濃度增加而增加，顯示出較大量的凡可麥辛釋出。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297·公釐） -36 - 4 48 05 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（34 ) 由以上的實驗顯示：使用膠溶液一凝膠技術將凡可麥辛併入矽基質可提供一個一段時間內控制藥物釋放的系統，從開始浸漬起（和植入）持續至少3星期；並且在室溫，低酸性，低濃度進行膠溶液一凝膠步驟並不會改變凡可麥辛的特性，因爲從膠溶液一凝膠物質中釋放的凡可麥辛抑制細菌的效率與凡可麥辛溶性相同° 實施例5:膠溶液-凝膠/胰蛋白酶抑制劑混合物的合成含有胰蛋白酶抑制劑併入膠溶液一凝膠玻璃圓盤內基質的混合物，已成功被合成。胰蛋白酶（購自SIGMA)是一種分子量爲2 1 KD的蛋白質。每1 5 0 — 2 0 Omg 的膠溶液一凝膠混合物含有1 _ 1 Omg胰蛋白酶抑制劑 (TI)。每個圓盤內若有2mg以上的蛋白質則其蛋白質沖提量即可測定。 1 g乾重的膠溶液-凝膠玻璃的合成法如下：取 2. 4 8m芡的四甲基氧砂院（Aldrich, St. Louis, MO) ，2mi?去離子水和0 68m5甲醇於3〇m义燒杯內，利用磁力攪拌5分鐘。而得到水/四甲基氧矽烷質量比爲10:1和甲醇/四甲基氧矽烷質量比爲1:1的溶液。然後加入0· OlmJi IN HCj?催化膠溶液 -凝膠反應，並攪拌15分鐘》把0. 8mj?膠溶液再加入0 - 2mj?含l — 胰蛋白酶抑制劑濃度的0 . 1 N醋酸溶液，混合，並以聚乙烯苯容器定型。然後加蓋，經過1 - 4天的凝膠化，和依其孔徑大小進行1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2l〇X297公釐> ^^1, ^^^1 In ^^^1 ^ϋν m m I l'·1' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -37 - 448 〇5 A7 B7 五、發明説明（35 ) 天-2星期的熟成反應，將容器蓋子打開於室溫或3 7 °C 下乾燥，使固體中的液體蒸發。乾燥的溫度愈高，其可增加孔徑大小和皺縮速率。乾燥後，由於水和酒精的蒸發’ 使此固體產物減少了原本重量的6 0 — 7 0% (甲醇是膠溶液-凝膠反應的副產品）。本固體物質爲一具三度空間網狀/矽聚合物，可將併入其中的生物分子以控制釋放型態釋出。不同製備方法的參數列於表2。樣品設計以化學式S xxxC;xxP XX (定型日期）表示，其中* S χΧΧ表矽土比例（％ ) ’ " C χχ" 表氧化鈣比例（％ )，和"Ρ XX"表五氧化磷比例（％ ) 。定型日期則以"年最後二個數字，月’日"表示之。胰蛋白酶抑制劑含量和樣品型式以基本化學式τ I = X _〔樣品型式〕表示，其中"X'爲每個樣品中胰蛋白酶抑制劑含置（mg)。從表2明顯得知：酸鹼值對於凝膠化時間具影響力。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .、 -$

T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公嫠） -38 - 5 ο 8 44

A 五、發明説明（ 36 表2 經濟部中央標準局員工消費合作社印製製造過程的參數單位樣品 C實驗設計） S100 (94 418) S100 (94.4.18) S100 (94 4.18) S100 (94. 4 IB) S100 (94 乂 18) TI=膜蛋白酶抑制劑量Cmg) TI=2- [顆粒] TI=3-[顆粒] TI=5-[顆粒] TI-7.5-[顆粒] TI=10-[顆粒] 水/四甲基氣孩焼比值 10 10 10 10 10 甲醇/四甲基氧砂院比值 1 1 1 1 1 娜化劑 (量和濃度） ralfON 0.1ml IN HC1 0.1ml IN HC1 (Ural IN HC1 0,1ml IN HC1 0. lral IN HC1 計算的矽《 100 100 100 100 100 針算的氧化麵 0 0 0 0 0 計算的五氧化磷％ 0 0 0 0 0 定型物酸鹼值 2.3 2 A 2,8 3 3.2 凝膠化時間小時 168 144 120 72 24 麵體積 ml 1 1 1 1 1 定型物重量 rag 1003,3 1009, 2 1007 997.2 960-9 樣品中蛋白質總量 m 2 3 5 7.5 10 熟成時間天 7 7 7 7. 7 乾燥時間天 5 5 5 5 5 乾燥溫度 °c 20 20 20 20 20 乾燥後ms mg 384.8 390.2 382.5 39L4 363 霣量減少％ % 6L6 61.3 62 60.8 62,1 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -39 - A7 _ ____B7 五、發明説明（37 ) 實施例6 :胰蛋白酶抑制劑的釋放將膠溶液一凝膠/蛋白質混合物（每一樣品含1 〇〇 mg膠溶液一凝膠/1 mg蛋白質）浸漬於含去離子水的容器內，以進行起始釋放動力學研究，爲了降低蛋白質與容器相黏合，所以先把容器經過矽化處理。於不同時間點測量水中蛋白質含量，然後更換新的水。將收集到的已跟膠溶液-凝膠蛋白質混合物相接觸的溶液，利用膠質金/ 分光光度方法（參考 Integrated Separation System， Natick, MA,. Stoscheck et a 1. , Anal. Boichem.，( 1987) 160:301-305)分析蛋白質含量，其敏感度達到 0. 5/zg/mJ?。其結果顯示於表3。 n· 11 tut ^^^1 nn ^in n^i ^^^1 nn I-1-^ - - .¾ 4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夹標隼局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐} -40 - 448 05 1 A7 B7 五、發明説明（38 ) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製表3 釋放的蛋白質（Mg) 浸漬時間 3天 1星期 2星期 3星期 4星期樣品設計$ 8100(94.4.18>ΤΙ2 75 38 20 16 累積釋放 75 113 133 149 S100(94.4.18)ΤΙ3 115 56 33 27 累積釋放 115 171 204 231 8100(94.4.18)ΤΙ5 .75 82 48 30 33 累積釋放 75 157 205 235 268 S100C94.4.18)ΤΙΤ. 5 142 97 70 68 78 累積釋放 142 239 309 377 455 S100C94.4.18)ΤΙ10 175 125 80 55 67 累積釋放 175 300 380 435 502 *參考表1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > 規格（210X2.97公釐） -41 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明説明（39 ) 樣品的蛋白質釋放動力學和表2的結果都顯示於圖 7b。 AT12，（空心方形）代表表2的TI=2; ^ Τ 1 3 "(空心圓圈"代表表2的ΤΙ=3; " Τ 1 5 ^ (實心方形）代表表2的ΤΙ=5; ' Τ 1 7 . 5"(實心圖圈）代表表2的Τ I = 7 5 ; " Τ I 10^ (實心方形位於空心方形之內）代表ΤΙ=1〇樣品S100 ( 9 4 4· 18) 。+所有的樣品形狀都是直徑小於2mm 的顆粒狀。如圖7 a結果可知，胰蛋白酶抑制劑可從所有樣品中釋出，且'持續至少7星期。實施例7 :純矽玻璃的生物活性合成含有1 0 0%矽和水/四甲基氧矽烷質量比爲 1 5 : 1的膠溶液-凝膠玻璃，然後置於體外模擬生理溶液中測定其鈣離子濃度改變，以決定其生物活性。5 g樣品的製備方法如下：取1 2 · 3 8m$四甲基氧矽烷和 8. 8 去離子水於冰浴上振盪5分鐘。然後加入 8. 8 7 m 5 0. IN醋酸並振盪混合15分鐘，再加入4. 43mj?的磷酸鈉（0. 〇1Μ，ρΗ7)緩衝液混合1分鐘，而得到酸鹼值等於4. 5的膠溶液。把此液體膠溶液定型成爲3m 2樣品。經過2小時的凝膠化時間，然後置於室溫1天進行熟成作用並於3 7°C乾燥3天，而得到約5 0 0 m g重的樣品。將直徑1cm和高4mm(l. 76cm2SA)的本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） '' -42 - {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,袈_ 訂1 A7 B7 五、發明説明（4〇 ) 圓盤形樣品浸漬於17. 6mP的模擬生理溶液中.，使樣品表面積/浸漬溶液體積比例爲0. lcm-1。模擬生理溶液中的鈣離子濃度爲1 Ο Ο P pm。經過2星期的浸漬，模擬生理溶液中的鈣離子濃度爲2 5 p pm。此意味玻璃會消耗溶液中的鈣離子，可能是利用鈣離子於其表面上形成磷酸鈣層。實施例8:含其他氧化物的矽玻璃生物活性取1. 61mi?四甲基氧矽烷，5. 04m5溶於甲醇的2 CT %甲基氧乙基氧化鈣溶液和0. 12m5磷酸三乙基酯，於4°C攪拌5分鐘。加入lmj? 〇. 1 N H C j?以模擬蛋白質併入的狀況，並混合攪拌。其水/四甲基氧矽烷質量比例爲5 : 1 3 »將4個lmj?的樣品定型，然後進行5分鐘的凝膠化。把這些樣品經過3天熟成 •然後於室溫進行4天乾燥，而得到6 0 Omg重的樣品 »本膠溶液—凝膠樣品含有65% S i 02，30% CaO 和 5% P2〇5。經濟部中央標率局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 將此樣品浸漬於1 2mj?模擬生理溶液以測定其磷酸鈣表面層形成作用。將樣品浸漬於模擬生理溶液中5天，並保持在3 7 °C攪拌條件下，然後將樣品回收。利用掃描式電子顯微鏡（S EM)和能量分散X_射線分析（ EDXA)進行樣品表面分析》此樣品表面含有直徑1一 3从111的小結（圖1)，以能量分散X —射線分析顯示（圖2 )其含高濃度的鈣和磷。此意味著磷酸鈣核心位置的本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -43 - Α7 Β7 五、發明说明（41 ) 形成可做爲磷酸鈣層形成作用的前驅者。實施例9 :膠溶液-凝膠/轉形生長因子-混合物的合成將重組型人類轉形生長因子貝他（TGF — jSi)併入純矽膠溶液-凝膠玻璃的方法如下：取5mJ?四甲基氧矽烷和5. 4m$的水和甲醇，使其水/四甲基氧矽烷/ 甲醇的質量比爲9:1:1 ，於室溫下攪拌5分鐘。加入 1 0 fi 2 1 N HCJ?於膠溶液中，並攪拌30分鐘。然後將0. 9 mi?的膠溶液置於聚乙烯苯容器中定型並加入含1%牛血清白蛋白的0. lmi?轉形生長因子一冷溶液。爲了避免生長因子非特異性的黏到定型容器，因此添加1 %牛血清白蛋白。而每一樣品所添加的轉形生長因子 —沒量爲0. 5；ag-2弘g。將樣品於37°C熟成3天，然後於3 7 °C乾燥直到其減少定型物重量的5 0%。實施例10;轉形生長因子一沒i的釋放經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 取四甲基氧矽烷，去離子水和IN HCj使其質量比爲1 : 10 : 001 ，然後混合攪.拌》然後把 0. 9m)2的膠溶液置於直徑15m5的聚乙烯苯小瓶內定形，並加入含0. 5或leg轉形生長因子一々i的溶液於膠溶液中》轉形生長因子-ySa (購自CeltrixLab., Inc.)的製備依據說明書。將2. 347/zg/iii?的轉形生長因子一ySi母液一小部份溶解於1 OmM 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -44 - 448 05 A7 B7 五、發明説明（42)

HCJ2內，然後於1%牛血清白蛋白（BSA)(購自 Sigma Chemical Co.)冷凍乾燥。將得到的轉形生長因子一彡i溶液貯放在1 . 5 m又微量離心管（購自USA

Scientific)並貯存在—7 0°C備用。在定型時的膠溶液酸鹼值爲1 . 7。將小瓶封口並於3 7 °C進行1 5小時凝膠化和2 4小時熟成。然後將凝膠乾燥至重量減少5 0或 7 0%，而得到直徑1 Omm的透明玻璃圓盤。取一部份的樣品經過碎裂，磨擦而得到大小範圍爲5 0 0 — 1 0 0 0 iim的顆粒》4組的矽玻璃/轉形生長因子_ 彡、混合物的製備如下：1 M g劑量：圓盤和粒子乾燥至重量減少5 0%，和粒子乾燥至重量減少7 0% ; 0 . 5 ii g劑量：粒子乾燥至5 0%重量減少。另外製備含 0. 5# g轉形生長因子- jSi的六個矽土玻璃圓盤和二個對照組（不含轉形生長因子一，並乾燥至重量減少5 7%。這些圓盤有相同的二度空間，即平均直徑爲 10. 17mm和平均高度爲4. 93mm» 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 將膠溶液-凝膠矽玻璃粒子和圓盤浸漬於1 %牛血清白蛋白的lmj?滅菌磷酸鹽緩衝鹽水（PBS)，以測量從玻璃中釋放出的轉形生長因子-石1含量。在浸漬之前將所有樣品以紫外線輻射法消毒。牛血清白蛋白可防止轉形生長因子-；3 α非特異性的黏到浸潰容器上。利用酵素聯結免疫吸附方法（EL I SA)測量蛋白質的濃度。從膠溶液-凝膠釋出的活性轉形生長因子-的含量利用Mv1Lu貂肺表皮細胞抑制方法評估。此方法是本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） -45 - 448 05 A7 B7 五、發明説明（43) 測定〔3H〕腦腺核苷嵌入的量，以評估轉形生長因子一咨1抑制Mv 1 L u細胞增生的活性。參考Jennings et a 1. , ^ Corapar i son of the biological activities of

TGF beta 1 and TGF-beta 2: Differential activity in endothelial cells^ , J. Cell Physiol. 137:167-172 1988。利用細胞分離溶液（Specialty Meclia)將融合Mv I L u細胞（ATCC )從組織培養瓶中分離，並種植於Corning 24-孔聚乙烯苯組織培養皿。細胞種植的密度是 4x 1 04細胞 / 孔/ mj? Dulbecco' s Modified Eagles培養基（D Μ Ε Μ )，並添加1 %胎牛血清（F B S )(購自Hyclone)和5 0 β g的盤尼西林和鏈黴素（Sigma Cell Culture)。將培養皿置於37 °C 和5% C0 2下培養2 4小時，使細胞附著於孔的底部〇經濟部中央標準局員工消費合作社印製 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 培養後，將細胞以含已知P Μ濃度的轉形生長因子一彡1的培養基處理或將冷凍乾燥的1 %牛血清白蛋白溶於 1 0 m M HCJ?做爲對照組。轉形生長因子一的濃度範圍從0· 1ρΜ_10ρΜ，並添加3次。把從浸漬的矽玻璃釋出的轉形生長因子一点1樣品溶液，也稀釋成與上述濃度相同範圍並加至細胞中，然後再培養2 4小時〇經過轉形物生長因子- jS i標準液和樣品溶液處理後，將細胞以含l/zCi/mj? 〔3 — H〕腦腺核苷（購自 NEN Research Products)的1 κι j?組織培養基標幟2小本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X2.97公釐） -46 - 8 4 4 〇5 ί Α7 __Β7______ 五、發明説明（44 ) 時。在標幟反應結束時，測量嵌入細胞D N A的放射活性。每一孔以lmj?的磷酸鹽緩衝鹽水（ρΗ7· 4)沖洗，然後以三氯醋酸處理1 0分鐘使未嵌入的〔3Η〕—腦腺核苷沈澱。再以磷酸鹽緩衝鹽水沖洗細胞二次並利用搖動方式使其溶解於2%硫酸+二酯鈉。取2 0 0 # 2的反應物加入5 m又的ICN Ecolurae閃爍液體，利用Beckman LSI 8 0 0液體閃爍計數器測量每一樣品中嵌入的放射線含量。每一樣品都計數二次。不同參數，例如：轉形生長因子_ /Si嵌入的濃度，乾燥程度，和表面積/體積比值對於生物活性轉形生長因子-沒2累積性釋放量的影響對時間的結果顯示於圖8， 9和1 〇。在不同樣品組可發現：在7天之內，生物活性的轉形生長因子-卢i會持續釋放，其最大量的釋出發生在第3天。釋出的轉形生長因子一方，含量決定於製備過程的參數。特別是釋出的量隨併入濃度而增加，隨乾燥程度而降低。其釋放量也決定於物質形狀，即S A/V比值，當嵌入量從0. 5增至leg，在浸漬後的第7天從顆粒中釋出的童由3. 4增加至10. 5ng(圖8)。累積釋放量隨乾燥程度降低（7 0 — 5 0%)有明顯增加（圖9 )而且從小顆粒釋放量爲從圓盤釋放量的3倍，因爲 SA/V比值由I. 1增至10mm-1 (圖1〇)。因此 *在實驗組中有10-· 5ng最大釋放量（相當於1% 併入量）的是併入1 // g轉形生長因子一 ^，乾燥過程中重量減少5 0%並且顆粒大小爲5 0 0 — 1 〇〇〇 jtim的本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4规格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -47 - 448 05 A7 B7 五、發明説明（45 ) 組別。這些測量值是經過三次實驗所得。從圖1 1可證實超過7天的浸漬’生物活性轉形生長因子-沒仍不斷釋放〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用膠溶液一凝膠技術合成玻璃/轉形生長因子-/3 i混合物並不會改變轉形生長因子-Θ i的生物功能。此載體可不斷釋放治療劑量的生物活性型骨誘導生長因子。實施例11:含鈣和磷的玻璃的合成及特性 —種含鈣和磷的膠溶液-凝膠矽玻璃的合成係將 TMOS'，CME和TEP三種烷基氧化物於氬氣下，以磁鐵攪拌5分鐘。一種含70% S i 02，25% C a 0和5% P2〇5(乾重百分率）的組合物的製備如

下·混合 3. 4 7 m H TMOS，8· 4 m ^ CME 和0. 24mi^ ΤΕΡ»然後1. lm)2膠溶液以直徑

15mm聚乙烯苯小瓶定型並加入0. 38J2 0. 1 N 醅酸於每一凝膠，以模擬蛋白質的併入。將凝膠封口，於室溫熟成3天，和於3 7 DC乾燥至重量減少5 0%。經濟部令央標準局員工消費合作社印製含C a - P的矽玻璃的顯微構造利用表面區域分析（ Autosorb-1，Quantachrome) ’ 於分析目U.，將樣品於 3 0°C去除氣體。物質孔徑結構的特徵可利用吸收等溫線判別，即圖代表吸收氣體（N2)體積的改變對相對壓力 Ρ/Ρο»含Ca — Ρ矽I玻璃的等溫線表示於圖1 2。根據 Manual on Using a Surface Analyzer Autosorbl, QuantachromeCorp.，PP..H-4-46, 1992 (此列爲參考資本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐）一 48 — 8 4 4 05 ί Α7 ____Β7_ 五、發明説明（46 ) 料）的定義，此等溫線圖形代表中孔性物質。中孔性物質的定義爲：物質具有中間孔徑大小，或孔徑範圍在大於 2 0 Α或小於5 0 〇 Α之間。測量的S S A，Ρ V和平均孔徑大分別爲3 3 lm2/g，〇. 9 7 c c/g和 5 8 4 A。含有C a _ P的玻璃是否具有形成表面氫氧磷灰石層的能力，則是將其浸漬於模擬生理溶液1星期後測定。在浸漬之前和之後利用F T I R分析樣品。樣品浸漬之前和浸漬一星期後的F T I R光譜顯示於圖1 3。浸漬之前的吸收帶乂下面的光譜）爲矽凝膠的特徵。浸漬之後，於 6 0 3和5 8 0 cm-1光譜處（上面的光譜）有二個帶。這些帶顯示在玻璃表面形成氫氧磷灰石，因此意味具生物活性性質· 實施例12:含鈣和磷的膠溶液-凝膠胰蛋白酶抑制劑混合物的合成含S i ，Ca和P的膠溶液一凝膠玻璃合成係於氬氣下將 TMOS(3. 47m 又），CME(8. 4 m 5 ) 和TEP (0. 24mJ2)混合15分鐘，以製造含70 % S i Ο 2 > 2 5 % Ca ◦和 5% P205 的組成物。每一個樣品，將0. 75mp的烷基氧化物混合物於聚乙烯苯容器中定型，然後混合0.25m$的〇.1N醋酸/蛋白質溶液（胰蛋白酶抑制劑的濃度=2，3，4， 5 m g )。水/四甲基氧矽烷的比值是10 : 1 ，然後將本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） .^n· .^—^1 νι^ϋ —^ϋ ^^^^1 ^^^^1 n^i { ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 —1 1 e ^ * 一淨 4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 -49 - 448051 A7 ___B7___ 五、發明説明（47 ) 所有樣品進行凝膠化1分鐘。於室溫下進行3天熟成，並去除蓋子於3 7 °C下進行乾燥，使其重量減少該定型物的 5 0%。乾燥後，把樣品碎裂以製造直徑1 0 0 -10 0〇4111的顆粒<· 實施例13:胰蛋白酶抑制劑的釋放蛋白質的釋放研究係將5 0 Omg顆粒浸漬於lmj? 5〇mM的Tris緩衝溶液（於37°C P Η 7 . 3 )並振盪。從1小時至7星期的每一時間點將溶液完全更新。在每一時間點（1小時，2小時，4小時，2 4小時，4 8小時，7 2小時，9 6小時，1星期，2星期，3 星期和4星期）利用膠質金分析法（Integrated Separation System, Natick, ΜΑ)測定蛋白質濃度並更新溶液。從含C a — Ρ的坡璃釋放出的累積蛋白質量表示於圖1 4。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 與圖7比較可知：二種種類的玻璃組成物經過長時間的浸漬仍可不斷釋放其併入物質。在二個例子中，在浸漬的第4和7天之間有相當快速的釋放，然後更逐漸地釋放。此釋放的量決定於併入的胰蛋白酶抑制劑濃度，即玻璃基質中含較多胰蛋白酶抑制劑，其釋出的量愈多。在浸漬後6星期有10%蛋白質從矽玻璃基質釋放；而浸漬後4 星期有5%蛋白質從含C a — P玻璃釋放。添加C a和P 於膠溶液一凝膠矽土玻璃並不會影響胰蛋白酶抑制劑的釋放型態和釋放量β 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） Α7 Β7 五、發明説明（48 ) 實施例14:含胰蛋白酶抑制劑膠溶液-凝膠的生物活性研究樣品依照實施例1 2相似方法製備，除了烷基氧化物的比例改變以合成三種不同組成物： 7 0 % S i 〇 2 ，2 5 % c a 0 5 % P 2 〇 5 8 7 96 S i 0 2 ，1 0 % c a〇 3 % P 2 〇 5 9 4 96 S i 0 2 ，5 % c a 0 1 % P 2 〇 5 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 g胰蛋白酶抑制蛋白酶抑制劑。擬生理溶液（爲衝溶液），於擬生理溶液吸出 Ο 4 »浸漬後的近是否有P _ 〇之前和浸漬1星前的光譜（下面 c m -1 )和高能白質的吸收帶。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 組成物（1 )合成二種含或不含4m 劑的種類，其他二種組成物則合成不含胰將2 5mg顆粒的樣品浸漬於2 5m发模一種電解質濃度相似於血漿的T r i s緩 37 °C振盪。浸潰1，3或7天後，將模並以原子吸收光譜和比色法分析C a和P 顆粒利用FT I P分析在6 0 〇 cm-1附鍵所形成的峰。玻璃組成物（1 )浸漬模擬生理溶液期後的FT I P光譜表示於圖1 5。浸漬的光譜）分別在低能量區（低於1 2 0 0 量區（超過1 2 0 0 cm-1)顯示矽和蛋本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X2.97公釐） -51 - 4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 05 1 A7 ____B7_ 五、發明説明（49) 在浸漬後的光譜（上面的光譜），於5 6 2和 6 〇 3 cm-1位置有二個帶。此二個帶（爲P-Ο鍵振動的彎曲型態）意味著在膠溶液一凝膠表面形成氫氧磷灰石層。在不含胰蛋白酶抑制劑的組成物（1 )和組成物（2 )，（3)都偵測到氫氧磷灰石層的形成。實施例15:利用鈣鹽合成 —種含 70% S i Ο 2 . 2 0 % CaO 和 5% P2〇s (重暈）的生物活性膠溶液一凝膠組成物的合成法如下：將9. 3m5四甲基氧矽烷和5. 8mi?去離子水

於冰浴超音波振盪1 0分鐘》然後加1 5 # 5 1 N H C 3?並攪拌至混合物變澄清，其酸鹼值測得爲3。然後利用磁性攪拌’將3. 0 8 g CaCj?2溶於去離子水的水溶液和TE P以一滴滴加至混合物中。整個溶液的水/四甲基氧矽烷比值是1〇;酸/水體積比值是0· 0015。然後把膠溶液置於直徑17mm， 1 m 的聚乙烯苯容器中定型，封口，室溫中凝膠化.凝膠化時間約1小時。然後室溫中熟成1 〇天並乾燥至定型物重量減少約7 0%。而製得直徑8mm.，高4mm的玻璃圓盤。其爲透明的圓盤，顯示氧化物均句性分佈其中。並且所獲得的獨石並無發現破裂情形。實施例16:利用鈣鹽合成鈣和磷的膠溶液_凝膠/生物活性分子混合物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) -52 - 448051 A7 B7 五、發明説明（50) 利用實施例1 5的方法，在膠溶液定型之前或之後加入生物活性分子以製備生物活性膠溶液一凝膠玻璃。生物活性分子的添加參考如實施例5，10或1 1描述。以上的結果闡明了本發明，但並非僅限於此》任何依照本技藝技術所製得的修飾型物質，只要其在本發明的精神目標範圍之內將可進一步設定爲申請專利範圍此處所有引用的參考資料將併入做爲參考之用。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡丰局員工消費合作社印製

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2fOX2.97公釐〉 -53 -

Claims

448051 8888 ABCD 9fl " 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'农六、申請專利範圍附件一A : 第84107852號專利申請案中文申請專利範圍修正本民國90年5月修正 1 . ~種控制釋放載體，其包括具有多孔基質的生物活性矽玻璃和併入玻璃基質之生物活性分子，該載體係由膠溶液-凝膠衍生法製備，且該生物活性分子係於膠溶液爲液相，pH約1至4 · 5且溫度約4 0 °C或更低時併入，且該玻璃重量的6 Ο — 1 0 0%係由S i 02所構成，該生物活性分子佔該載體重量的0. 〇〇〇1~1〇%。 2. 如申請專利範圍第1項的載體，其中該玻璃是生物活性^ 3. 如申請專利範圍第i項的載體，其中該生物活性分子包括藥物》 4 .如申請專利範圍第3項的載體，其中該藥物包括抗生素。 5. 如申請專利範圍第4項的載體，其中該抗生素是凡可麥辛（vancomycin) a 6. 如申請專利範圍第1項的載體，其中該玻璃是頼粒型式。 7. 如申請專利範圍第6項的載體，其中該顆粒的直徑小於2 m m。 8. 如申請專利範圍第1項的載體，其中該玻璃是圓盤形》本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 χ 297公釐） — — — [III1I — ' — — — III— ^ — — — — — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ' A8 B8 C8 D8 4 4 8 0 5 1 六、申請專利範圍 9.如申請專利範圍第8項的載體，其中該圓盤的直徑是1 lmm且高度爲4mm。 1 〇 .如申請專利範圍第8項的載體，其中該圓盤的直徑5. 5mm且高度爲8mm。 1 1 .—種控制釋放載體，其包括具有多孔基質的生物活性矽玻璃和併入玻璃基質之生物活性分子，其中該玻璃包含：約60 — 100% Si02:約0至40% CaO;和約0至10% P205，以及約 0. 000 1 — 1 0%重量的生物活性分子，該載體係由膠溶液-凝膠衍生法製備，且該生物活性分子係於膠溶液爲液相，pH約1至4 . 5且溫度約40 eC或更低時併入〇 1 2 —種控制釋放載體，其包括具有多孔基質的生物活性矽玻璃和併入玻璃基質之生物活性分子，其中該玻璃包含：約60—80% 31〇2;約〇至40% C a 0 ;及約〇至1 〇% P2〇5;該載體係由膠溶液— 凝膠衍生法製備，且該生物活性分子係於膠溶液爲液相， pH約1至4 · 5且溫度約40 °C或更低時併入。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項的載體，其中該製備方法的條件爲溫度低於40 °C，pH值約1 — 4. 5。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項的載體，其中該製備方法是根據申請專利範圍第2 5項之方法。 1 5 . —種控制釋放載體，其包括具有多孔基質的生物活性矽玻璃和併入玻璃基質之生物活性分子，其中該玻本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -2 - -----------1 --- (請先閱讀背面之注意事項Wt填寫本頁) 、5J· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 448 05 1 A8 B8 C8 DS 六、申請專利範圍璃包括6 0 — 1 00%重量的S i 02;且該載體係由膠溶液-凝膠衍生法製備’且該生物活性分子係於膠溶液爲液相，pH約1至4 - 5且溫度約4 0 °C或更低時併入。 1 6 如申請專利範圍第1 5項的載體，其中該製備條件爲溫度約低於4 0 ΐ，pH值約1 — 4. 5，且水/ 矽烷基氧化物前驅物的莫耳比約6 : 1至20 : 1。 1 7 ·如申請專利範圍第1 5項的載體，其中該製備方法是根據申請專利範圍第18項之方法。 1 8 · —種製備控制釋放載體之方法，該載體包含具有多孔基質矽玻璃和併入該玻璃基質之生物活性分子，此方法步驟如下： C a )混合矽烷基氧化物前驅物和去離子水以形成第 —混合物； (b )加入酸以形成p Η值約爲1 一 4 . 5的第二混合物； (c)加入該生物活性分子於第二混合物並維持pH 值約爲1 — 4 · 5以形成第三混合物，該第三混合物的水 /前驅物的莫耳比約6 : 1至2.0 : 1 ; (d )將第三混合物置於約〇aC — 4 0°C，以形成凝膠； (e )將凝膠置於約0°C — 40°C約1天至4星期，使其熟成：和 (f )將該熟成凝膠置於約1 5°C— 40°C進行乾燥，直到該凝膠重量減少約5 0-8 0%。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -3 - (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) T— n IK n .^-OJ«I «I I n I I _ l, J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 448 05 1 A8 B8 CS D8 六、申請專利範圍 1 9 .如申請專利範圍第1 8項的方法，其中該矽烷基氧化物前驅物是四甲基氧矽烷。 2 0 .如申請專利範圍第1 8項的方法，其中該生物活性分子佔該載體重量約0. 0 0 0 1 — 1 0.%。 2 1.如申請專利範圍第18項的方法，其中該生物活性分子包括藥物。 2 2 .如申請專利範圍第2 1項的方法，其中該藥物包括抗生素3 23.如申請專利範圍第22項的方法，其中該抗生素是凡可麥辛》 2 4 .如申請專利範圍第1 8項的方法，其中該生物活性分子包括蛋白質》 2 5 . —種製備控制釋放載體之方法，該載體包含具有多孔基質之矽玻璃和併入該玻璃基質之生物活性分子，此方法包括如下步驟： (a )混合矽烷基氧化物前驅物和鈣烷基氧化物或磷烷基氧化物，或兩者以形成第一混合物； (b)將含有該生物活性分子之酸性溶液加入第一混合溶液，以形成pH值約1— 4. 5的第二混合物； (c )將第二混合物置於約〇°C — 4 0°C以形成凝膠 (d )將該凝膠置於約〇°C— 4 0°C歷1天至4星期以進行熟成；和 (e )將該熟成凝膠置於約1 5°C - 4 0°C進行乾燥本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n 1· n I— «^k· ϋ 1 1 V 448051 A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 ’直到該凝膠重量減少約5 0 — 8 0%。 2 6 .如申請專利範圍第2 5項的方法’其中該矽烷基氧化物前驅物是四甲基氧矽烷。 (諳先閱績背面之注意事項再填寫本頁> 2 7 .如申請專利範圍第2 5項的方法，其中該氧化物在乾燥凝膠所佔重量百分比如下：約6 0 — 1 00%矽；約〇至40%鈣；及約0至 1 0 % 磷》 2 8. —種製備控制釋放載體之.方法，該載體包含具有多孔基質之矽玻璃和併入玻璃基質之生物活性分子，此方法包括如下驟： (a )混合矽烷基氧化物前驅物，去離子水和甲醇，使其甲醇/四甲基氧矽烷的莫耳比約1:1以形成第一混合物； (b)加入酸以形成PH值約1一4. 5的第二混合物； (c )將該生物活性分子加入第二混合物並維持p η 值約1- 4. 5以形成第三混合物，該第三混合物的水/ 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製前驅物的莫耳比約爲6 : 1至2.0 : 1 ; (d )將第三混合物置於約〇°c-4 0°C使其形成凝膠； (e )將此凝膠置於約〇°c— 4 0°C歷1天至4星期以進fj熟成；和 (f )將該热成凝膠置於約1 5°C - 40°C乾燥|直到該凝膠重量減少約5 0 — 8 0% a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公茇）-5 - 4 48 Ο 5 I Α8 Β8 C8 ____D8 六、申請專利範圍 2 9 .如申請專利範圍第2 8項的方法，其中該矽烷基氧化物前驅物是四甲基氧矽烷》 3 0 ,如申請專利範圍第2 8項的方法，其中該生物活性分子佔該載體重量約〇 0001 — 10%。 3 1 .如申請專利範圍第2 8項的方法，其中該生物活性分子包括藥物》 3 2 .如申請專利範圍第3 1項的方法，其中該藥物包括抗生素。 3 3 .如申請專利範圍第3 1項的方法，其中該抗生素是凡可麥辛。 3 4 . —種製備控制釋放載體之方法，該載體包含具有多孔基質之矽玻璃和併入該基質之生物活性分子，此方法包括如下步驟： (a )在氬氣下混合矽烷基氧化物前驅物和鈣烷基氧化物，混合15分鐘以形成第一混合物； (b )將該生物活性分子加入該第一混合物，並保持 pH值約1— 4. 5以形成第二混合物； (c )將第二混合物置於約.0°C— 4 0°C以形成凝膠 t (d )將凝膠置於約0°C_4 0°C歷1天至.4星期進行熟成；和 (e )將熟成凝膠置於約1 5°C — 4 0°C進行乾燥，直到該凝膠重量減少約5 0_ 8 0% a 3 5 .如申請專利範圍第3 4項的方法’其中該矽烷本紙張尺度適用中回國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐） -6 - (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) n I n^i— IJ ϋ I .言經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 44805! 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 Α8 88 C8 D8 六、申請專利範圍基氧化物前驅物是四甲基氧矽烷》 3 6 .如申請專利範圍第3 4項的方法•其進—步在步驟a添加磷烷基氧化物。 3 7 .如申請專利範圍第3項的載體’其中該藥物包括生長因子。 3 8 .如申請專利範圍第3 7項的載體’其中該生長因子是轉形生長因子（TGF一° 3 9 ·如申請專利範圍第3項的載體’其中該藥物是抗發炎藥劑。 40.如申請專利範圍第3項的載體’其中該薬物是止痛劑。 4 1 .如申請專利範圍第1項的載體’其中該載體是以覆蓋在一植入物的型式做爲填充骨頭缺損° 42.如申請專利範圍第41項的載體’其中該植入物是顆粒形a 4 3 ·如申請專利範圍第4 1項的載體’其中該植入物是矯正裝置。 4 4.如申請專利範圍第2.1項的方法’其中該藥物是生長因子。 4 5 .如申請專利範圍第4 4項的方法’其中該生長因子是轉形生長因子一jS。 4 6 .如申請專利範圍第2 1項的方法，其中該藥物是抗發炎藥劑。 4 7 ·如申請專利範圍第2 1項的方法’其中該藥物 1 - 一本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS)A4規格（2W X 297公釐）一 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

448 05 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍是止痛劑。 48. 如申請專利範圍第34項的方法’其中該生物活性分子是藥物。 49. 如申請專利範圍第48項的方法，其中該藥物是生長因子。 50. 如申請專利範圍第49項的方法，其中該生長因子是轉形生長因子一卢。 5 1 .如申請專利範圍第4 8項的方法，其中該藥物是抗發炎藥劑。 52.如申請專利範圍第48項的方法，其中該藥物是止痛劑》 5 3 . —種控制釋放載體，其含有具有多孔基質之生物活性矽玻璃和併入玻璃基質之生物活性分子；該載體已被浸漬於離子含量類似間質液的溶液約1至7天，該載體係由膠溶液-凝膠衍生法製備，且該生物洁性分子係於膠溶液爲液相，pH約1至4 . 5且溫度約40 °C或更低時併入。 5 4 . —種至少有一部份已被包衣的植入物，其中該包衣包含具有多孔基質之生物活性矽玻璃和併入該基質之生物活性分子。 5 5 .如申請專利範圍第5 4項的植入物，其中該植入物包含生物活性玻璃。 5 6 .如申請專利範圍第5 5項的植入物，其中該生物活性玻璃是顆粒狀。 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公龙^ -8.-. <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) - 1— I— n-"-el ·!ν E H ϊ 4 48 05 1 AS 4 BS C8 ____ D8六、申請專利範圍 57.如申請專利範圍第54項的植入物，其中該植入物包括矯正裝置。 5 8 . —種組成物，其含有具多孔基質之生物活性砂玻璃與併入玻璃基質之活性分子的控制釋放載體，該載體係由膠溶液-凝膠衍生法製備，且該生物活性分子係於膠溶液爲液相，pH約1至4 . 5且溫度約4 0 °C或更低時併入’其中該組成物含有大小約5 0 0 #ιη_7 0 0 的顆粒。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 玻璃和載體係於膠溶低時併的顆粒 6 玻璃與載體係於膠溶低時併粒中併 9 . 一種組成物，其包含具多孔基質之生物活性矽併入玻璃基質之生物活性分子的控制釋放載體，該由膠溶液-凝膠衍生法製備，且該生物活性分子係液爲液相，pH約1至4 . 5且溫度約40 °C或更入，其中該組成物含有直徑約5 0 0 5mm 0 .-併入玻由膠溶液爲液入*其入具有 1 .如種組成物，其璃基質之生物液~凝膠衍生 Η約1 成物包類生物請先閱讀背面之注意事項, 再〖填寫本頁一種顆粒群含 6 2,— 活性與併入玻相 P 中該組不同種申請專有與另種控制璃基質利範圍一種顆釋放載之至少包含具多孔基貿之生物活性矽活性分子的控制釋放載體，該法製備，且該生物活性分子係至4 * 5且溫度約40 °C或更括至少二種顆粒群，每一群顆活性的分子。第5 9項的組成物，其中至少粒群大小不同的顆粒。體，其包含具多孔基質之生物二種不同種類的生物活性分子本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 448051 A8 B8 CS D8 六、申請專利範咽 a 6 3 .如申請專利範圍第6 2項的載體，其中該載體是含有顆粒與包衣的化合物載體，該顆粒中併入第一種生物活性分子，且該包衣中併入第二種生物活性分子。 6 4 . —種化合物控制釋放載體，其含有具多孔基質之生物活性矽玻璃，且該載體包括顆粒和包衣，該顆粒中併入第一種濃度之生物活性分子，且該包衣中併入第二種濃度之生物活性分子，該載體係由膠溶液-凝膠衍生法製備’且該生物活性分子係於膠溶液爲液相，pH約1至 4 . 5且溫度約4 0X：或更低時併入，其中該組成物含有直徑約5 0 0 jam— 5min的顆粒。 6 5 . —種製備控制釋放載體之方法，該載體包括具有多孔基質之矽玻璃與併入基質之生物活性分子，此方法包括如下步驟： (a )混合矽烷基氧化物前驅物與去離子水以形成第一混合物； (b)加入酸以形成PH值約1—4. 5的第二混合物：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------------y:M---^ (請先閲讀背面之注意事項#'填寫本頁) C c )加入鈣鹽於該第二混合物並攪拌以形成第三混合物； (d )加入該生物活性分子至該第三混合物，並維持 PH值約1 — 4. 5以形成第四混合物，該第四混合物中水/前驅物的莫耳比約6 : 1至20 : 1 ; (e )將第四混合物置於約〇t； - 4 0°C以形成凝膠本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐〉 -10- 4 48 05 1 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範1圍 t (f )將凝膠置於約1 5 °C — 4 0 進行乾燥，直到該凝膠重量減少約5 0 - 8 0%。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 6 .如申請專利範圍第6 5項的方法，其中該矽烷基氧化物前驅物是四甲基氧矽烷》 6 7 .如申請專利範圍第6 5項的方法，進一步於步驟c加入磷院基氧化物。 6 8 .如申請專利範圍第6 5項的方法，其中該生物活性分子佔該載體重量約0. 0 0 0 1 — 1 0%。 6 9 .如申請專利範圍第6 5項的方法，其中該生物活性分子包括藥物。 7 0 .如申請專利範圍第6 9項的方法，其中該藥物包括抗生素β 7 1 .如申請專利範圍第7 0項的方法，其中該抗生素是凡可麥辛。 7 2 .如申請專利範圍第6 5項的方法，其中該生物活性分子包括蛋白質。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 73. 如申請專利範圍第69項的方法，其中該藥物係生長因子。 74. 如申請專利範圍第73項的方法，其中該生長因子是轉形生長因子—沒。 7 5 .如申請專利範圍第6 9項的方法，其中該藥物是抗發炎藥劑。 76.如申請專利範圍第69項的方法，其中該藥物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐）-11 - 、申請專利範溷是止痛劑。 Α8 Β8 C8 D8 化約氧；該矽中％其 ο ， ο 法 1 方 I 的 ο 項 6 。 7 約磷 6% 第爲 ο 圍率 1 範分至利百 ο 專量約請重及申中 . 如膠鈣 .凝％ 7 燥 ο 7 乾 4 在至物 ο (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12 -