WO2022102093A1 - 椎間板性疼痛抑制用組成物 - Google Patents

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WO2022102093A1
WO2022102093A1 PCT/JP2020/042482 JP2020042482W WO2022102093A1 WO 2022102093 A1 WO2022102093 A1 WO 2022102093A1 JP 2020042482 W JP2020042482 W JP 2020042482W WO 2022102093 A1 WO2022102093 A1 WO 2022102093A1
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WO
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composition
pain
nucleus pulposus
site
alginic acid
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PCT/JP2020/042482
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English (en)
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Inventor
英毅 須藤
勝郎 浦
勝久 山田
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国立大学法人北海道大学
持田製薬株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/734Alginic acid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/20Polysaccharides

Definitions

  • the present invention relates to a composition that suppresses pain and / or inflammation that occurs in and around the intervertebral disc, for example, a composition that suppresses pain and / or inflammation after nephrectomy.
  • Low back pain includes acute low back pain with an onset period of less than 4 weeks, subacute low back pain with an onset period of 4 weeks or more and less than 12 weeks, and chronic low back pain with an onset period of 12 weeks or more, depending on the duration of the disease. It is roughly divided into three. (Non-Patent Document 1: Low Back Pain Treatment Guidelines 2019 Revised 2nd Edition)
  • Non-Patent Document 2 Clinical Orthopedics Vol. 53, No. 11, pp945-950 (2016)).
  • Inflammation is an extremely important factor in discogenic low back pain.
  • One of the most important factors in acute low back pain is inflammation in the intervertebral disc.
  • inflammation in the intervertebral disc and infiltration of sensory nerves into the deep inner layer of the annulus fibrosus called neoinnervation are important factors.
  • intervertebral disc hernia which is a typical disc disease
  • the expression of some inflammatory cytokines including Tumor necrosis factor- ⁇ (TNF- ⁇ ) is upregulated.
  • TNF- ⁇ Tumor necrosis factor- ⁇
  • IL-6 interleukin-6
  • the spine is a rod-shaped skeleton with a series of vertebrae that supports the trunk and head.
  • the vertebrae are connected by an intervertebral disc between the vertebrae.
  • the intervertebral disc is a disc-shaped avascular tissue, and has a structure in which an annulus fibrosus surrounds the nucleus pulposus and the end plates are arranged above and below.
  • the nucleus pulposus of the intervertebral disc is composed of nucleus pulposus cells and their extracellular matrix, and is a gel-like elastic structure containing a large amount of water, which acts as a cushion that absorbs the pressure applied between the vertebral bodies.
  • the annulus fibrosus is made up of a layered structure of fibrocartilage and a layer of collagen that surrounds it, limiting rotational movement between the vertebral bodies.
  • the endplate is hyaline cartilage tissue that tightly connects the intervertebral disc to the vertebral body.
  • vertebrae there is a hole called a vertebral foramen between the vertebral body in the anterior part and the vertebral arch in the posterior part.
  • the canal formed by connecting the vertebral foramen up and down is called the spinal canal, and the spinal nerves pass through it.
  • a total of 31 pairs of nerves branch from the spinal nerve, one pair on each side, and the base of the nerve is called the spinal nerve root.
  • the peripheral area controlled by each nerve extending from the nerve root is fixed and is distributed in a band shape in the skin. This is called a skin segment.
  • intervertebral disc is degenerated and damaged due to aging, trauma, illness, etc.
  • specific examples of intervertebral disc diseases include intervertebral disc herniated discs, intervertebral disc diseases, spinal degenerative discs, purulent discitis, degenerative spondylosis, spinal canal stenosis, and disc damage due to trauma.
  • Lumbar disc hernia In lumbar disc hernia, the nucleus pulposus of the disc partially or completely penetrates the posterior annulus fibrosus, and the disc tissue protrudes or prolapses into the spinal canal, compressing the horsetail and nerve roots, resulting in low back pain / leg pain and lower limbs. This is the appearance of neurological symptoms. Lumbar disc hernias are common among young people in their 20s and 50s, and they cannot participate in social activities due to severe pain, which is a heavy financial and mental burden.
  • hernia As the initial standard treatment for lumbar disc hernia, conservative treatment such as drug therapy and physical therapy is performed. After the mid-term, invasive treatment such as hernia removal is performed. Herniated disk resection is effective in removing degenerated disc tissue and relieving nerve compression, but it is known that there is a problem that disc degeneration gradually progresses after surgery due to tissue defects that occur in the disc. Was there.
  • Pain in herniated disk is known to be pain due to nerve root compression, pain due to nerve adhesion, pain due to inflammation, etc., and is caused by multiple factors. As mentioned above, pain caused by compression of nerve roots mainly occurs in the lower limbs, and pain caused by inflammation often occurs around the lumbar region, which is a hernia protruding site.
  • Non-Patent Document 2 Clinical Orthopedics Vol. 53, No. 11 pp945-950 (2016)
  • Non-Patent Document 4 Freemont et al., J Pathol (2002) 197, pp286-292
  • the degeneration of the intervertebral disc is related to the pathophysiology of the disc, the severity of the degeneration of the intervertebral disc and the appearance of pain are not correlated. Some patients have no pain even if the degeneration of the intervertebral disc has progressed, and conversely, some patients have less progress of degeneration but strong pain.
  • Non-Patent Document 3 Lumbar Herniated Disk Medical Treatment Guidelines (2011) 2nd Edition).
  • Inflammation is involved in pain in patients with lumbar herniated disk hernia, especially low back pain that occurs in the lumbar region, which is the protruding part of the hernia. Nerve block injection by is commonly performed.
  • Patent Document 1 Patent No. 6487110 discloses a composition for filling the nucleus pulposus of an intervertebral disc containing sodium alginate. However, Patent Document 1 does not describe pain suppression and / or inflammation suppression.
  • Non-Patent Document 5 Mohd Isa
  • Lumbar disc herniated disk resection as a patient recruitment criterion to evaluate the feasibility and safety of implantation performed by adding calcium chloride to the surface of the alginic acid solution after filling it with the alginic acid solution and gelling the surface. It is described that the patient is scheduled to have lower limb pain and has MRI upper disc herniated disk at a site consistent with neurological symptoms.
  • the present invention provides, in some embodiments, a composition that suppresses pain and / or inflammation at a surgical site and / or a peripheral site that occurs after an operation performed on an intervertebral disc represented by intervertebral disc demyelination.
  • the present invention provides a composition for suppressing postoperative pain after resection of the intervertebral disc nucleus pulposus.
  • the present inventors can supplement the nucleus pulposus of sodium alginate as a therapeutic method for pain and / or inflammation of the surgical site and / or the peripheral site caused after the operation performed on the intervertebral disc represented by intervertebral disc demyelination.
  • the present inventors suppress the expression of inflammation-related factors such as TNF- ⁇ and IL-6 by the nucleus pulposus supplementation with sodium alginate, and play an important role in the development of pain.
  • TrkA which is an index of neoinnervation
  • the present inventors have completed the present invention based on such findings.
  • [3B] The composition according to any one of the above [1] to [3A], wherein the pain is pain accompanied by inflammation.
  • [3C] The composition according to any one of the above [3] to [3B], wherein the postoperative pain is postoperative pain that occurs in the postoperative acute phase or the subacute phase.
  • [3D] The composition according to any one of [3] to [3C] above, wherein the postoperative pain is at least one selected from the group consisting of low back pain, back pain, and buttock pain.
  • [3E] The composition according to any one of the above [3] to [3D], wherein the postoperative pain is pain accompanied by inflammation.
  • the inflammation is a postoperative inflammation that occurs from an acute phase to a subacute phase after nephrectomy.
  • [7] The above-mentioned [1] to [7], which are applied to the nucleus pulposus voids, are used so as to bring a cross-linking agent into contact with at least a part of the surface of the composition after application, and have fluidity when applied to the nucleus pulposus voids. 6]
  • the composition according to any one of. [7A] The item according to any one of [1] to [6] above, which is applied to the nucleus pulposus void, is used to cure a part after application, and has fluidity when applied to the nucleus pulposus void. Composition.
  • [7B] The application of the composition to the nucleus pulposus gap is performed through the filling port of the composition on the surface of the intervertebral disc, and the curing or contact is carried out by bringing the cross-linking agent into contact with the filling port of the composition on the surface of the intervertebral disc.
  • [7C] The above-mentioned [7] to the above-mentioned [7] to apply the composition to the nucleus pulposus void, by applying the composition to the nucleus pulposus defect formed by removing at least a part of the nucleus pulposus.
  • the metal ion compound having a divalent value or higher is at least one metal ion compound selected from the group consisting of Ca 2+ , Mg 2+ , Ba 2+ , and Sr 2+ .
  • composition according to the above [9] The composition according to the above [9], wherein the target disease is a herniated disc.
  • the fluid composition may contain an amount of an osmotic pressure adjusting agent having an osmotic pressure within a physiologically acceptable range.
  • the composition according to. [11] The composition according to any one of the above [7] to [10], wherein the composition having fluidity has a viscosity of 100 mPa ⁇ s to 30,000 mPa ⁇ s.
  • the apparent viscosity of the fluid composition is 100 mPa ⁇ s to 30,000 mPa ⁇ s as measured by a cone plate type viscometer (sensor: 35/1), and here, the measurement of the measurement.
  • the temperature is 20 ° C.
  • the rotation speed is 0.5 rpm
  • the reading time is measured for 2.5 minutes
  • the average value from the start 0.5 minutes to 2.5 minutes is taken as the viscosity.
  • the monovalent metal salt of alginic acid has a weight average molecular weight (absolute molecular weight) of 80,000 or more as measured by the GPC-MALS method, according to any one of the above [1] to [11A].
  • Composition [13] The composition according to any one of the above [1] to [12A], wherein the composition has a concentration of a monovalent metal salt of alginic acid of 0.5 w / v% to 5 w / v%.
  • the composition according to any one of the above [1] to [12A] wherein the composition has a concentration of a monovalent metal salt of alginic acid of 0.5 w / w% to 5 w / w%.
  • the monovalent metal salt of alginic acid contains endotoxin of 100 EU / g or less.
  • composition does not contain an amount of a cross-linking agent that cures the composition before being applied to the nucleus pulposus site of the subject.
  • Composition Composition.
  • composition according to any one of the above [1] to [15] wherein the composition does not contain cells.
  • composition The item according to any one of [1] to [16] above, wherein the composition is applied in combination with at least one selected from the group consisting of cells and factors that promote cell growth.
  • Composition [17A]
  • the cells and factors that promote cell growth are nucleus pulposus cells, stem cells, stromal cells, mesenchymal stem cells, bone marrow stromal cells, ES cells, iPS cells, BMP, FGF, VEGF, HGF, TGF.
  • BMP FGF
  • VEGF vascular endothelial growth factor
  • HGF fibroblast growth factor
  • TGF fibroblast growth factor
  • composition according to the above [17]. The composition according to any one of the above [1] to [17A], wherein the composition is in a dry state before being applied to the nucleus pulposus site.
  • composition according to any one of the above [1] to [17A] The composition according to any one of the above [1] to [17A], wherein the composition is in a dry state or a solution state before application to the nucleus pulposus site.
  • the composition according to any one of [18] to [18B] above, wherein the monovalent metal salt of alginic acid in a dried state is a freeze-dried product.
  • a fluid composition containing a monovalent metal salt of alginic acid is applied to the nucleus pulposus site of the intervertebral disc of a subject in need of suppression of pain and / or inflammation at the surgical site and / or surrounding sites.
  • the method described above comprising contacting the cross-linking agent with at least a portion of the surface of the composition.
  • [21A] A method for suppressing pain and / or inflammation in a surgical site and / or a peripheral site that occurs after surgery.
  • a fluid composition containing a monovalent metal salt of alginic acid is applied to the nucleus pulposus site of the intervertebral disc of a subject in need of suppression of pain and / or inflammation at the surgical site and / or surrounding sites.
  • the method comprising curing a portion of the applied composition.
  • [22] The method according to [21] or [21A] above, wherein the pain is postoperative pain after nephrectomy.
  • the pain is at least one selected from the group consisting of low back pain, back pain, and buttock pain.
  • [22B] The method according to any one of [21] to [22A] above, wherein the pain is pain accompanied by inflammation.
  • [22C] The method according to any one of [22] to [22B], wherein the postoperative pain is postoperative pain that occurs in the postoperative acute phase or the subacute phase.
  • [22D] The method according to any one of [22] to [22C] above, wherein the postoperative pain is at least one selected from the group consisting of low back pain, back pain, and buttock pain.
  • [22E] The method according to any one of [22] to [22D] above, wherein the postoperative pain is pain accompanied by inflammation.
  • the subject is at least one patient selected from the group consisting of herniated discs, disc disease, degenerative disc disease, purulent discitis, degenerative spondylosis, spinal canal stenosis, and disc injury. , The method according to any one of the above [21] to [22E].
  • [24] The use of a monovalent metal salt of alginic acid to produce a composition for suppressing pain and / or inflammation at the surgical site and / or surrounding sites that occur after surgery.
  • the use, wherein the composition is applied to a nucleus pulposus site of interest and the application is such that the cross-linking agent is in contact with at least a portion of the surface of the composition and has fluidity upon application to the nucleus pulposus site.
  • a fluid composition containing a monovalent metal salt of alginic acid is applied to the nucleus pulposus site of a subject's intervertebral disc that requires suppression of pain and / or inflammation at the surgical site and / or surrounding sites.
  • the monovalent metal of alginate for the suppression of pain and / or inflammation at the surgical site and / or surrounding sites that occurs after surgery, where the application is such that the cross-linking agent is in contact with at least a portion of the surface of the composition. salt.
  • composition of the present invention By applying the composition of the present invention to a nucleus pulposus site of a subject, it can be used to suppress pain and / or inflammation at the surgical site and / or a peripheral site that occurs after surgery.
  • the composition of some embodiments can suppress postoperative pain and / or inflammation that occurs after disc removal of the nucleus pulposus.
  • the pain of hernia is relieved by removing the pressure on the nerve root by hernia removal surgery, but the composition of the preferred embodiment of the present invention may be used to suppress the postoperative pain that occurs after surgery. can.
  • composition of the preferred embodiment of the present invention can be used as a material for suppressing postoperative pain and / or inflammation of intervertebral disc diseases such as herniated discs by filling the voids after excision of the nucleus pulposus of the intervertebral disc.
  • composition of a more preferable embodiment of the present invention can be injected into the nucleus pulposus site using a syringe or the like in a fluid sol state, and the composition is not only under direct vision but also percutaneous nucleus pulposus. Since it is possible to perform excision (about 5 mm incision), microscopic (about 3 to 4 cm incision) and endoscopic (about 1 to 2 cm incision) filling, the burden on the patient can be reduced and the procedure is also possible. It is relatively simple. That is, the composition of the preferred embodiment of the present invention has a relatively simple filling operation.
  • composition of the more preferable embodiment of the present invention gels only the surface, it is safe because there is less concern that the spinal nerve will be compressed and damaged if it protrudes into the spinal canal. That is, the composition of a more preferable embodiment of the present invention has less risk of complications such as compression of the spinal nerve.
  • composition of a particularly preferred embodiment of the present invention enables early postoperative rehabilitation of a patient by suppressing postoperative pain and / or inflammation after removal of the nucleus pulposus of the intervertebral disc.
  • composition of the present invention satisfies any one or more of the above effects.
  • the graph which shows the TNF- ⁇ positive cell rate in the rat intervertebral disc nucleus pulposus defect model results of sham, medullary puncture group, and alginic acid treatment group 1, 4, 7, and 28 days after puncture of the nucleus pulposus.
  • B) TNF- ⁇ -positive cell rate in the annulus fibrosus The graph which shows the IL-6 positive cell rate in the rat intervertebral disc nucleus pulposus defect model. Results of sham, medullary puncture group, and alginic acid treatment group 1, 4, 7, and 28 days after puncture of the nucleus pulposus.
  • A) IL-6 positive cell rate in the nucleus pulposus, B) IL-6 positive cell rate in the annulus fibrosus The graph which shows the TrkA positive cell rate in the rat intervertebral disc nucleus pulposus defect model. Results of sham, medullary puncture group, and alginic acid treatment group 1, 4, 7, and 28 days after puncture of the nucleus pulposus.
  • B) TNF- ⁇ -positive cell rate in the annulus fibrosus The graph which shows the IL-6 positive cell rate in the rabbit intervertebral disc nucleus pulposus defect model. Results of control, nucleus pulposus suction group, and alginic acid treatment group 1, 4, 7, and 28 days after nucleus pulposus aspiration.
  • composition of the present invention is a composition for suppressing pain and / or inflammation. More specifically, the composition of the present invention is applied to the nucleus pulposus space of the intervertebral disc and is used for pain in the surgical site and / or the peripheral site after surgery (for example, low back pain, back pain, buttocks pain) and / Or a composition for suppressing pain and / or inflammation, which contains a monovalent metal salt of alginic acid, which suppresses inflammation.
  • the "monovalent metal salt of alginic acid” is as described below.
  • the "intervertebral disc” is a columnar tissue between the vertebrae connected to the spine.
  • the intervertebral disc is a disc-shaped avascular tissue, and has a structure in which an annulus fibrosus surrounds the nucleus pulposus and the end plates are arranged above and below.
  • nucleus nucleus is a gel-like tissue existing in the center of the intervertebral disc, and mainly contains nucleus pulposus cells, an extracellular matrix mainly composed of proteoglycan and type II collagen, and water. It is thought that the nucleus pulposus has almost no self-repairing ability or regenerative ability.
  • Nucleus replacement means degeneration, reduction, or reduction of the nucleus pulposus that has been degenerated, reduced, or removed by aging, trauma, disease, and surgical operations for them (for example, disc degeneration (resection)). It means to supplement the minute or the removed amount.
  • medullary nucleus filling is used in the same meaning as “medullary nucleus filling”
  • medullary nucleus filling composition is synonymous with “medullary nucleus filling composition”.
  • nucleus nucleus site means a site where the nucleus pulposus is present, a site where degeneration or contraction of the nucleus pulposus occurs, or a defect portion of the nucleus pulposus formed by removing at least a part of the nucleus pulposus. , Including the peripheral part of the site where the nucleus pulposus is present.
  • the "medullary nucleus gap” is formed by removing at least a part of the nucleus pulposus, the site where the nucleus pulposus is degenerated or shrunk, the site where the defect is caused by trauma, or at least a part of the nucleus pulposus. Includes a defect in the nucleus pulposus.
  • Intervertebral disc disease or “disease targeted for surgery” is a disease that causes degeneration and / or damage to the intervertebral disc.
  • Specific examples of disc diseases or diseases to be treated for surgery include disc herniated discs, disc disease, spinal degenerative disc disease, purulent discitis, degenerative spondylosis, spinal canal stenosis, and disc damage due to trauma. Is done.
  • the disc disease or the disease to be operated on is a herniated disc.
  • the herniated disc is a lumbar disc hernia.
  • “Surgery” is a surgical operation performed on an intervertebral disc, and examples thereof include intervertebral disc demyelination (excision) surgery).
  • “Pain in the surgical site and / or its surroundings” refers to pain associated with postoperative disc disease, pain that does not relieve after nephrectomy, pain with inflammation, pain due to nerve infiltration, and recurrent intervertebral disc.
  • Degeneration and / or injury can cause pain caused by protrusion or prolapse of the disc tissue and physical compression of the nerve, pain due to postoperative nerve adhesions, etc., or these can be combined factors. It may be the pain caused. It is also generally known that the severity of disc degeneration does not correlate with the appearance of pain. Some patients have no pain even if the degeneration of the intervertebral disc has progressed, and conversely, some patients have less progress of degeneration but strong pain.
  • pain at the surgical site and / or its surroundings includes postoperative low back pain, back pain, buttocks pain, leg pain and the like, and more preferably low back pain, back pain and / or. Buttocks pain, especially low back pain. These pains may or may not be inflammatory pains, but are preferably inflammatory pains.
  • the "pain in the surgical site and / or its peripheral site” in the present invention is the pain derived from the intervertebral disc after the operation, and does not include the wound pain not derived from the intervertebral disc or the pain caused by the preoperative intervertebral disc disease. Occasionally, inflammation associated with disc disease may remain in the subject after treatment.
  • Postoperative pain after demyelination refers to pain with inflammation, pain due to nerve infiltration, and reoccurrence of postoperative disc degeneration and / or damage that causes the disc tissue to protrude or prolapse to physically degenerate the nerve. Includes pain caused by pressure on the. Depending on the time, it is divided into postoperative acute pain, postoperative subacute pain, and postoperative chronic pain.
  • the composition of the preferred embodiment of the present invention can be used to suppress postoperative pain occurring in the acute to subacute phase.
  • pain associated with inflammation particularly affects pain in the postoperative acute phase to postoperative chronic phase.
  • Inflammatory pain refers to pain due to inflammation that occurs in and around the surgical site after medullary resection, and sometimes inflammation or pain associated with disc disease may remain in the subject after surgery.
  • the site of onset for example, pain associated with inflammation in a herniated disc mainly develops in the protruding part of the hernia and its surrounding parts such as the lumbar region, back, and hips, but the onset of leg pain is also affected by inflammation.
  • the pain due to nerve infiltration causes a gap in the nucleus pulposus of the intervertebral disc due to the medullary nucleus resection, and nerve infiltration is likely to occur, which affects the pain in the postoperative subacute stage to the postoperative chronic stage.
  • the expression of TrkA which is an indicator of sensory nerve infiltration into the intervertebral disc, is increased at the stage of 4 weeks after the operation.
  • TrkA was suppressed in the alginic acid treatment group.
  • alginate may prevent the infiltration of sensory nerves into the voids of the nucleus pulposus of the intervertebral disc.
  • the composition of the preferred embodiment of the present invention can be used particularly for suppressing, alleviating and alleviating pain due to nerve infiltration.
  • the pain caused by the reoccurrence of postoperative disc degeneration and / or damage that causes the disc tissue to protrude or prolapse and physically compress the nerve begins in the postoperative subacute phase and is predominantly in the chronic phase. Affects pain.
  • postoperative pain after demyelination is postoperative pain that occurs in the postoperative acute or subacute phase and does not include postoperative pain that occurs in the postoperative chronic phase.
  • the "postoperative pain after removal of the nucleus pulposus” in the present invention is postoperative pain derived from the intervertebral disc, such as wound pain not derived from the intervertebral disc, stenosis of the spinal canal and compression of the nerve root by diagnostic imaging. Does not include observed back pain.
  • the pain derived from the intervertebral disc is also referred to as intervertebral disc pain.
  • the "acute phase” is a period of less than 4 weeks from the onset, and in particular, the “postoperative acute phase” is a period of less than 4 weeks from the operation.
  • the “subacute phase” is a period of 4 weeks or more and less than 12 weeks from the onset, and the “postoperative subacute phase” is particularly a period of 4 weeks or more and less than 12 weeks after surgery.
  • the “chronic phase” refers to a period of 12 weeks or more from the onset, and in particular, the "postoperative chronic phase” refers to a period of 12 weeks or more from surgery.
  • postoperative pain after removal of the nucleus pulposus includes low back pain or back pain, buttocks pain, leg pain, and the like.
  • postoperative pain after demyelination is low back pain, back pain and / or buttock pain.
  • “Inflammation of the surgical site and / or its surrounding site after surgery” means inflammation in the intervertebral disc that occurs after surgery on the intervertebral disc.
  • higher levels of inflammatory cytokines are present than in asymptomatic individuals.
  • the "inflammation of the surgical site and / or its peripheral site” in the present invention is inflammation in the intervertebral disc after surgery and does not include inflammation not derived from the intervertebral disc or inflammation due to preoperative intervertebral disc disease, but sometimes the intervertebral disc. Inflammation associated with the disease may remain in the subject after treatment.
  • the expression of inflammation-related factors is suppressed from the early postoperative stage by the nucleus pulposus supplementation of the composition containing sodium alginate, and the composition of the preferred embodiment of the present invention is used.
  • it can be used for suppressing, alleviating and reducing inflammation that occurs after surgery.
  • the composition of the preferred embodiment of the present invention can be used to suppress postoperative inflammation occurring from the acute phase to the subacute phase.
  • Subjects are humans or non-human organisms such as birds and non-human mammals (eg, cows, monkeys, cats, mice, rats, guinea pigs, hamsters, pigs, dogs, rabbits, sheep, and horses). be.
  • non-human mammals eg, cows, monkeys, cats, mice, rats, guinea pigs, hamsters, pigs, dogs, rabbits, sheep, and horses.
  • a "subject” is preferably a human, more preferably a patient with pain and / or inflammation at the surgical site and / or surrounding site, especially a patient with pain and / or inflammation associated with disc disease. be. More preferably, it is a patient to whom nucleotomy is applied, and particularly preferably a patient who has pain and / or inflammation after medullation.
  • “Application” means that the composition of the present invention is applied to a nucleus pulposus site (for example, a nucleus pulposus space) in an amount sufficient to fill the degenerated portion, the reduced portion, the removed portion, the defect portion, etc. of the nucleus pulposus site of the intervertebral disc. Means to fill. Further, in the present specification, “compensation” is used in the same meaning as "application”.
  • composition of the present invention is sufficient for the composition of the present invention to suppress pain and / or inflammation at the surgical site and / or surrounding sites at the site of the nucleus pulposus to which it is applied. It means that it contains a monovalent metal salt of alginic acid in an amount.
  • the composition of the present invention may be provided in a solution state using a solvent, or may be provided in a dry state such as a freeze-dried product (particularly, freeze-dried powder).
  • a dry state the composition of the present invention is used in a fluid state such as a solution using a solvent at the time of application.
  • the solvent is not particularly limited as long as it is a solvent applicable to a living body, but for example, water for injection, purified water, distilled water, ion-exchanged water (or deionized water), milliQ water, physiological saline, phosphate buffered physiology. Examples include saline (PBS). Preferred are injectable water, distilled water, saline and the like, which can be used for the treatment of humans and animals.
  • Monovalent metal salt of alginic acid is a water-soluble substance produced by exchanging the hydrogen atom of the carboxylic acid at the 6-position of alginic acid with monovalent metal ions such as Na + and K + . It is salt. Specific examples of the monovalent metal salt of alginic acid include sodium alginate and potassium alginate, but sodium alginate, which is commercially available, is particularly preferable. A solution of a monovalent metal salt of alginic acid forms a gel when mixed with a cross-linking agent.
  • alginic acid used in the present invention is a biodegradable high molecular weight polysaccharide, which is a polymer obtained by linearly polymerizing two types of uronic acids, D-mannuronic acid (M) and L-gluuronic acid (G). Is. More specifically, the homopolymer fraction of D-mannuronic acid (MM fraction), the homopolymer fraction of L-gluuronic acid (GG fraction), and the random arrangement of D-mannuronic acid and L-gluuronic acid. It is a block copolymer in which the resulting fractions (MG fractions) are arbitrarily bonded.
  • the composition ratio (M / G ratio) of D-mannuronic acid and L-gluuronic acid of alginic acid differs mainly depending on the type of organism from which seaweeds are derived, and is also affected by the habitat and season of the organism. It ranges from a high G type with an M / G ratio of about 0.4 to a high M type with an M / G ratio of about 5.
  • the monovalent metal salt of alginic acid is a high molecular weight polysaccharide, and it is difficult to accurately determine the molecular weight. However, if the molecular weight is too low, the viscosity becomes low and the adhesion to the surrounding tissue of the applied site may be weakened. In addition, if the molecular weight is too high, it is difficult to manufacture, the solubility is lowered, the viscosity is too high when it is made into a solution, and it is difficult to handle, and it is difficult to maintain the physical properties after long-term storage.
  • the weight average molecular weight is in the range of 10,000 to 10 million, preferably 20,000 to 8 million, and more preferably 50,000 to 5 million. In the present specification, the numerical range indicated by using "-" indicates a range including the numerical values before and after "-" as the minimum value and the maximum value, respectively.
  • the value may differ depending on the measurement method.
  • the weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC) or gel filtration chromatography (collectively referred to as size exclusion chromatography) is preferably 100,000 or more, more preferably 500,000 or more, and also. It is preferably 5 million or less, more preferably 3 million or less. The preferred range is 100,000 to 5 million, more preferably 500,000 to 3.5 million.
  • the absolute weight average molecular weight can be measured.
  • the weight average molecular weight (absolute molecular weight) measured by the GPC-MALS method is preferably 10,000 or more, more preferably 80,000 or more, still more preferably 90,000 or more, and preferably 1 million or less, more preferably 80. It is 10,000 or less, more preferably 700,000 or less, and particularly preferably 500,000 or less.
  • the preferred range is 10,000 to 1,000,000, more preferably 80,000 to 800,000, even more preferably 90,000 to 700,000, and particularly preferably 90,000 to 500,000.
  • a measurement error of 10 to 20% or more can occur.
  • the value may fluctuate in the range of 320,000 to 480,000 for 400,000, 400,000 to 600,000 for 500,000, and 800 to 1.2 million for 1,000,000.
  • the molecular weight of the monovalent metal salt of alginic acid can be measured according to a conventional method. Typical conditions when gel permeation chromatography is used for molecular weight measurement are as described in the examples of the present specification.
  • Typical conditions when gel permeation chromatography is used for molecular weight measurement are as described in the examples of the present specification.
  • the column for example, GMPW-XL ⁇ 2 + G2500PW-XL (7.8 mm ID ⁇ 300 mm) can be used, and the eluent can be, for example, a 200 mM sodium nitrate aqueous solution, and pullulan is used as the molecular weight standard. Can be used.
  • GPC-MALS Typical conditions when GPC-MALS is used for molecular weight measurement are as described in the examples of the present specification.
  • the detector for example, an RI detector and a light scattering detector (MALS) can be used.
  • the monovalent metal salt of alginic acid has a large molecular weight and high viscosity when it is extracted from brown algae, but the molecular weight becomes small and the viscosity becomes low in the process of drying and purification by heat. It is possible to produce monovalent metal salts of alginic acid having different molecular weights by methods such as controlling conditions such as temperature in the production process, selecting brown algae as raw materials, and fractionating the molecular weight in the production process. Further, it is also possible to obtain a monovalent metal salt of alginic acid having a desired molecular weight by mixing it with another lot of monovalent metal salt of alginic acid having a different molecular weight or viscosity.
  • the monovalent metal salt of alginic acid used in the present invention is preferably prepared by dissolving the monovalent metal salt of alginic acid in MilliQ water to prepare a solution having a concentration of 1 w / w%, and using a cone plate type viscometer at 20 ° C.
  • the apparent viscosity when the viscosity is measured is preferably 40 mPa ⁇ s to 800 mPa ⁇ s, more preferably 50 mPa ⁇ s to 600 mPa ⁇ s. It is desirable that the measurement conditions for the apparent viscosity follow the conditions described below.
  • "apparent viscosity" may be simply referred to as "viscosity”.
  • the alginic acid used in the present invention may be of natural origin or a synthetic product, but it is preferably of natural origin.
  • Examples of naturally-derived alginic acid include those extracted from brown algae. Although brown algae containing alginate thrive in coastal areas around the world, the seaweeds that can actually be used as raw materials for alginate are limited, such as Lessonia in South America, Macrocystis in North America, Laminaria and Ascophyllum in Europe, and Australia. Daviria is a typical example.
  • brown algae that are raw materials for alginic acid include the genus Lessonia, the genus Macrocystic, the genus Laminaria (genus Combu), the genus Ascophyllum, the genus Durvillea, and the genus Alame (Durvillea). Examples include the genus Eisenia and the genus Ecklonia.
  • the monovalent metal salt of alginic acid is a monovalent metal salt of alginic acid of low endotoxin.
  • Low endotoxin means that the endotoxin level is low enough not to cause inflammation or fever. More preferably, it is a monovalent metal salt of alginic acid treated with low endotoxin. In some other embodiments, the monovalent metal salt of alginic acid has not been treated with low endotoxin.
  • the low endotoxin treatment can be performed by a known method or a method similar thereto.
  • the method of Suga et al. For purifying sodium hyaluronate see, for example, JP-A-9-324001
  • the method of Yoshida et al. For purifying ⁇ 1,3-glucan (eg, JP-A-8-269102).
  • William et al.'S method for purifying biopolymer salts such as alginate and gellan gum (see, eg, JP-A-2002-530440)
  • James et al.'S method for purifying polysaccharides eg, international publication.
  • the method of Lewis et al. See, eg, US Pat. No.
  • Low endotoxin treatment is not limited to these, but for cleaning, filtration with filters (endotoxin removal filter, charged filter, etc.), ultrafiltration, columns (endotoxin adsorption affinity column, gel filtration column, column with ion exchange resin, etc.).
  • the endotoxin level can be confirmed by a known method, and can be measured by, for example, a method using Limulus reagent (LAL), a method using Entspecy (registered trademark) ES-24S set (Seikagaku Corporation), or the like. ..
  • LAL Limulus reagent
  • Entspecy registered trademark
  • ES-24S set Seikagaku Corporation
  • the method for treating endotoxin of the monovalent metal salt of alginic acid contained in the composition of the present invention is not particularly limited, but as a result, the endotoxin content of the monovalent metal salt of alginic acid is measured by endotoxin with a Limulus reagent (LAL). It is preferably 500 endotoxin units (EU) / g or less, more preferably 100 EU / g or less, particularly preferably 50 EU / g or less, and particularly 30 EU / g or less.
  • Sodium alginate treated with low endotoxin can be obtained from commercial products such as Sea Matrix (registered trademark) (Mochida Pharmaceutical Co., Ltd.) and PRONOVA TM UP LVG (FMC BioPolymer).
  • composition of the present invention may be prepared using a solution of a monovalent metal salt of alginic acid.
  • a solution of a monovalent metal salt of alginic acid can be prepared by a known method or a method similar thereto. That is, the monovalent metal salt of alginic acid used in the present invention can be produced by a known method such as an acid method or a calcium method using the above-mentioned brown algae.
  • alginic acid can be obtained by extracting from these brown algae with an alkaline aqueous solution such as an aqueous sodium carbonate solution and then adding an acid (for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) to obtain alginic acid.
  • a salt of alginic acid can be obtained by ion exchange.
  • low endotoxin treatment may be performed.
  • the solvent of the monovalent metal salt of alginic acid is not particularly limited as long as it is a solvent applicable to a living body, and for example, purified water, distilled water, ion-exchanged water, milliQ water, physiological saline, and phosphate buffered saline. (PBS) and the like. These are preferably sterilized and preferably treated with low endotoxin.
  • Milli-Q water can be sterilized by filtration before use.
  • composition of the present invention when the composition of the present invention is provided in a dry state such as a freeze-dried product, it can be prepared into a fluid solution using the above solvent.
  • all operations for obtaining the composition of the present invention be carried out in an environment where endotoxin levels and bacterial levels are low.
  • the operation is preferably performed on a clean bench using sterile instruments, and the instruments used may be treated with a commercially available endotoxin remover.
  • compositions of some embodiments of the invention are in the form of a fluid, i.e., a solution.
  • the composition of the present invention has fluidity when applied to a nucleus pulposus site (eg, nucleus pulposus void).
  • the composition of the invention has fluidity that allows the composition to be allowed to stand at 20 ° C. for 1 hour and then injected with a 21 G needle.
  • the apparent viscosity of the composition of the present invention in this embodiment is not particularly limited as long as the effect of the present invention is obtained, but if the viscosity is too low, the adhesion to the surrounding tissue of the applied site may be weakened.
  • It is preferably 10 mPa ⁇ s or more, more preferably 100 mPa ⁇ s or more, still more preferably 200 mPa ⁇ s or more, and particularly preferably 500 mPa ⁇ s or more. If the apparent viscosity is too high, the handleability may be deteriorated. Therefore, it is preferably 50,000 mPa ⁇ s or less, more preferably 20,000 mPa ⁇ s or less, and further preferably 10,000 mPa ⁇ s or less. When the apparent viscosity is 20000 mPa ⁇ s or less, it can be more easily applied with a syringe or the like.
  • the apparent viscosity is 20000 mPa ⁇ s or more, it can be applied by using a pressure type or electric type filling device or other means.
  • the preferred range of the composition of the present invention is 10 mPa ⁇ s to 50,000 mPa ⁇ s, more preferably 100 mPa ⁇ s to 30,000 mPa ⁇ s, still more preferably 200 mPa ⁇ s to 20000 mPa ⁇ s, and even more preferably 500 mPa ⁇ s to 20000 mPa.
  • -S particularly preferably 700 mPa ⁇ s to 20000 mPa ⁇ s.
  • compositions of some aspects of the invention have viscosities that can also be applied to the subject with a syringe or the like.
  • the apparent viscosity of a composition containing a monovalent metal salt of alginic acid, such as an aqueous solution of alginic acid can be measured according to a conventional method.
  • a co-axis double-cylindrical rotational viscometer, a single cylindrical rotational viscometer (Brookfield type viscometer), a cone-plate type rotational viscometer (cone plate type viscometer), etc. of the rotational viscometer method are used. Can be measured. It is preferable to follow the viscosity measurement method of the Japanese Pharmacopoeia (16th edition). In the present invention, it is desirable to measure the viscosity under the condition of 20 ° C.
  • the apparent viscosity of the composition shall be the apparent viscosity in a state not containing cells or the like in order to accurately measure the viscosity. Is preferable.
  • the apparent viscosity of the composition containing the monovalent metal salt of alginic acid by using a cone plate type viscometer.
  • the sample solution is prepared using MilliQ water.
  • the measurement temperature is 20 ° C.
  • the rotation speed of the cone plate type viscometer is 1 rpm when measuring a 1% solution of an alginic acid monovalent metal salt, and 0.5 rpm when measuring a 2% solution, and this is used as a guide for determination.
  • the reading time is measured for 2 minutes in the case of measuring a 1% solution of alginic acid monovalent metal salt, and is an average value from 1 minute to 2 minutes after the start. In the case of 2% solution measurement, measure for 2.5 minutes and use the average value from 0.5 minutes to 2.5 minutes after the start.
  • the test value shall be the average value of three measurements.
  • the apparent viscosity of the composition of the present invention can be adjusted, for example, by controlling the concentration, molecular weight, M / G ratio, etc. of the monovalent metal salt of alginic acid.
  • the apparent viscosity of the solution of the monovalent metal salt of alginic acid is high when the concentration of the monovalent metal salt of alginic acid in the solution is high, and low when the concentration is low. Further, when the molecular weight of the alginic acid monovalent metal salt is large, the viscosity is high, and when the molecular weight is small, the viscosity is low.
  • alginic acid having a preferable M / G ratio can be appropriately selected depending on the viscosity of the solution and the like.
  • the M / G ratio of alginic acid used in the present invention is about 0.1 to 5.0, preferably about 0.1 to 4.0, and more preferably about 0.2 to 3.5.
  • the type of brown algae used as a raw material affects the viscosity of the solution of the monovalent metal salt of alginic acid.
  • the alginic acid used in the present invention is preferably derived from the brown algae of the genus Lessonia, Macrocystis, Laminaria, Ascophyllum, and Daviria, more preferably derived from the brown algae of the genus Lessonia, and particularly preferably derived from Lessonia. It is derived from Nigressens (Lessonia nigressens).
  • composition of the present invention is characterized by containing a monovalent metal salt of alginic acid as an active ingredient.
  • a monovalent metal salt of alginic acid as an active ingredient.
  • the alginic acid monovalent metal salt is filled in the nucleus pulposus site (for example, the nucleus pulposus void) of a living body, the monovalent metal salt salt of alginic acid itself causes pain in the surgical site and / or its peripheral site. / Or found for the first time to suppress inflammation.
  • the term "containing as an active ingredient” means that the monovalent metal salt of alginic acid may be contained in an amount capable of suppressing pain and / or inflammation in the surgical site and / or the surrounding site when applied to the affected area, and at least,
  • the total composition is preferably 0.1 w / v% or more, more preferably 0.5 w / v% or more, still more preferably 1 w / v%.
  • the preferred concentration of the monovalent metal salt of alginic acid in the composition of the present invention cannot be unequivocally determined because it is affected by the molecular weight, but is preferably 0.5 w / v% to 5 w / v%, more preferably 1 w /.
  • the concentration of the monovalent metal salt of alginic acid in the composition of the present invention is preferably 0.5 w / w% to 5 w / w%, more preferably 1 w / w% to 5 w / w%. It is more preferably 1 w / w% to 3 w / w%, and particularly preferably 1.5 w / w% to 2.5 w / w%.
  • the endotoxin content of the composition is usually 500 EU / g or less, which is more preferable. Is 300 EU / g or less, more preferably 150 EU / g or less, and particularly preferably 100 EU / g or less.
  • the compositions of the invention are applied in combination with at least one selected from the group consisting of cells and factors that promote cell growth. In some other embodiments, the compositions of the invention do not contain cells.
  • cells are used. Examples of the cells to be used include medullary nucleus cells, stem cells, stromal cells, mesenchymal stem cells, bone marrow stromal cells, etc., and the origin is not particularly limited, but the medullary nucleus, bone marrow, adipose tissue, umbilical cord blood, etc. Can be mentioned. In addition, ES cells and iPS cells can also be mentioned as cells.
  • Using cells is prepared by collecting and concentrating the cells of interest from the nucleus pulposus, bone marrow, adipose tissue, umbilical cord blood, etc., or by culturing and increasing the amount, as necessary. Refers to adding cells to the composition of the present invention. Specifically, for example, cells of 1 ⁇ 10 4 cells / ml or more, or 1 ⁇ 10 5 cells / ml or more, preferably 1 ⁇ 10 4 cells / ml to 1 ⁇ 10 7 cells / ml are used in the present invention. It means to be contained in the composition. The cells may be obtained from the market and used.
  • the composition of the present invention may be applied in combination with a factor that promotes cell growth.
  • the composition may also contain a factor that promotes cell growth.
  • factors include BMP, FGF, VEGF, HGF, TGF- ⁇ , IGF-1, PDGF, CDMP (cartilage-derived-morphogenetic protein), CSF, EPO, IL, PRP (Platelet Rich Plasma), and the like.
  • BMP BMP
  • FGF vascular endothelial growth factor
  • VEGF vascular endothelial growth factor
  • HGF vascular endothelial growth factor
  • TGF- ⁇ interleukin-1
  • PDGF interleukin-1
  • CDMP cartilage-derived-morphogenetic protein
  • CSF CSF
  • EPO EPO
  • IL Platinum Rich Plasma
  • PRP Platinum Rich Plasma
  • the composition of the present invention can also contain a factor that suppresses cell death.
  • factors that cause cell death include Caspase, TNF ⁇ , and the like, and examples of factors that suppress these include antibodies, siRNA, and the like. These factors that suppress cell death may be produced by a recombinant method or may be purified from a protein composition. It should be noted that the compositions of some embodiments of the present invention do not contain these factors that suppress cell death. When it does not contain a factor that suppresses cell death, it is safer than the case where it actively suppresses cell death.
  • the composition of the present invention contains, in addition to the monovalent metal salt of alginic acid, a component that exerts a pharmacological action on pain and / or inflammation at the surgical site and / or its peripheral site. not. Even a composition containing only a monovalent metal salt of alginic acid as an active ingredient can sufficiently suppress pain and / or inflammation at the surgical site and / or its peripheral site.
  • osmotic pressure adjusting agent is not particularly limited as long as it is pharmaceutically acceptable, and is, for example, an electrolyte such as sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, glucose, sorbitol, mannitol, trehalose, maltose, sucrose and the like. Can be mentioned.
  • compositions of the invention are such that the cross-linking agent is brought into contact with at least a portion of the surface of the composition after application to a nucleus pulposus site (eg, nucleus pulposus void). Used.
  • a portion of the composition of the invention is cured by contacting the cross-linking agent with at least a portion of the surface of the composition of the invention having fluidity.
  • the composition is partially cured after application to the nucleus pulposus site
  • Patent Document 1 is an embodiment of Patent Document 1 using the same method and ratio of use of the cross-linking agent as the filling to the nucleus pulposus site.
  • the non-formated portion may be indicated by the fact that at least 50% of the volume of the composition in vitro can be aspirated with a syringe equipped with a 21G needle. Since the composition exhibits such properties even after filling into the nucleus pulposus site, it is considered that the composition does not deviate even when a compressive force is applied from the cranio-caudal side of the intervertebral disc after filling. "At least a portion of the surface of the composition” is, for example, an opening on the surface of the intervertebral disc leading to the nucleus pulposus, preferably an opening on the surface of the intervertebral disc used to apply the composition to the nucleus pulposus site.
  • the filling port of the composition Gelling and hardening at least a portion of the surface of the composition can effectively prevent the composition from leaking out of the intervertebral disc.
  • the filling port of the composition on the surface of the intervertebral disc is, for example, the opening used for filling the composition prepared by the needle of a syringe or a scalpel on the surface of the intervertebral disc, or the surface of the intervertebral disc prepared by a scalpel or the like at the time of removing the herniated disc. It is preferably an opening.
  • the intervertebral disc in this embodiment is preferably an annulus fibrosus.
  • the composition of the present invention preferably does not contain an amount of cross-linking agent that cures the composition prior to application to the nucleus pulposus site of interest. Therefore, the composition of the present invention may contain an amount of a cross-linking agent that does not cure the composition even after a lapse of a certain period of time.
  • the fixed time here is not particularly limited, but is preferably about 30 minutes to 12 hours.
  • "Does not contain an amount of cross-linking agent that cures the composition” may be indicated, for example, by allowing the composition to stand at 20 ° C. for 1 hour and then injecting with a syringe equipped with a 21 G needle.
  • the compositions of some embodiments of the invention do not contain cross-linking agents.
  • the cross-linking agent is not particularly limited as long as the surface can be immobilized by cross-linking a solution of a monovalent metal salt of alginic acid.
  • the cross-linking agent include a metal ion compound having a valence of 2 or more such as Ca 2+ , Mg 2+ , Ba 2+ , and Sr 2+ , and a cross-linking reagent having 2 to 4 amino groups in the molecule. More specifically, CaCl 2 , MgCl 2 , CaSO 4 , BaCl 2 , etc. as a divalent or higher valent metal ion compound can be used on a nitrogen atom as a crosslinkable reagent having 2 to 4 amino groups in the molecule.
  • Diaminoalkanes that may also have a lysyl group (-COCH (NH 2 )-(CH 2 ) 4 -NH 2 ), i.e. diaminoalkanes and their amino groups are substituted with lysyl groups to form lysylamino groups.
  • Derivatives are included, and specific examples thereof include diaminoethane, diaminopropane, N- (lysyl) -diaminoethane, etc., but the CaCl 2 solution is particularly suitable for reasons such as easy availability and gel strength. Is preferable.
  • the timing of contacting the cross-linking agent with the surface of the composition of the invention is preferably after the composition of the invention has been applied to the nucleus pulposus site.
  • the method of contacting a cross-linking agent (for example, a divalent or higher metal ion) with a part of the composition of the present invention is not particularly limited, but for example, a divalent or higher metal ion is used in a syringe, an injector (spray) or the like.
  • a method of applying the solution of the above to the surface of the composition can be mentioned.
  • the cross-linking agent may be slowly applied to the filling port of the composition formed in the intervertebral disc for several seconds to ten and several seconds. After that, if necessary, a treatment for removing the cross-linking agent remaining in the vicinity of the filling port may be added.
  • the removal of the cross-linking agent may be, for example, cleaning the application site with physiological saline or the like.
  • the amount of the cross-linking agent used is appropriately adjusted in consideration of the application amount of the composition of the present invention, the size of the filling port of the composition on the surface of the intervertebral disc, the size of the application site of the nucleus pulposus of the intervertebral disc, and the like.
  • the amount of the cross-linking agent used is adjusted so as not to be excessive.
  • the amount of the divalent or higher metal ion used is not particularly limited as long as it can harden the surface of the composition containing the monovalent metal salt of alginic acid.
  • the amount of the CaCl 2 solution used is preferably about 0.3 ml to 5.0 ml when the filling port on the surface of the intervertebral disc has a diameter of about 1 mm. , More preferably about 0.5 ml to 3.0 ml.
  • the amount of 100 mM CaCl 2 solution used is preferably about 0.3 ml to 10 ml. More preferably, it is about 0.5 ml to 6.0 ml. It can be increased or decreased as appropriate while observing the state of the composition of the present invention at the application site.
  • the concentration of the cross-linking agent contains calcium, the higher the concentration of calcium, the faster the gelation and the harder the gel can be formed.
  • the concentration is preferably 25 mM to 200 mM, more preferably 50 mM to 150 mM. desirable.
  • the cross-linking agent it is preferable to add the cross-linking agent to the composition, allow it to stand for a certain period of time, and then remove the cross-linking agent remaining on the added site by washing or the like.
  • the period of standing is not particularly limited, but it is preferable to allow the composition to stand for about 1 minute or longer, more preferably about 4 minutes or longer to gel the surface of the composition.
  • alginate beads are prepared by dropping a sodium alginate solution into a CaCl 2 solution and gelling the solution.
  • alginic acid beads need to be applied by pressing them against the application site, but it is necessary to prepare one that matches the size of the application site, and it is technically difficult to use it in actual clinical practice.
  • the CaCl 2 solution is used as a cross-linking agent, Ca ions on the surface of the beads come into contact with the surrounding tissue, so that there is also a problem of calcium cytotoxicity.
  • the composition of the present invention is in the form of a solution, it can be easily applied to an application site having any shape, and the entire application site can be covered with the present composition, and the surroundings can be covered.
  • the composition of the present invention can easily contact the cells or tissues at the application site.
  • the composition of the present invention fuses with the tissue of the living body so as to be indistinguishable at the site of application about 4 weeks after the application to the nucleus pulposus site, and has a high affinity for the living body.
  • composition of the present invention When a part of the composition of the present invention is applied to a nucleus pulposus site by gelling a part with a cross-linking agent, the composition of the present invention is partially cured in the affected part and localized in a state of being in close contact with surrounding tissues, and the spinal cord is formed. Leakage from the nuclear site can be prevented. In addition, when the composition of the present invention adheres to the surrounding tissue, the pain and / or anti-inflammatory effect of the composition of the present invention at the surgical site and / or the peripheral site thereof is more strongly exerted.
  • Patent Document 1 As a comparative example, when the entire filling material filled in the nucleus pulposus site is gelled and hardened, when a compressive force is applied to the intervertebral disc from the cranio-caudal side, the composition filling port on the surface of the intervertebral disc is applied. The phenomenon that the cured gel deviated from the was observed. On the other hand, when the solution-like composition was filled in the nucleus pulposus site, there was no deviation from the filling port on the surface of the intervertebral disc even when a compressive force was applied from the cranio-caudal side. That is, when the nucleus pulposus is actually filled with the composition of the present invention, it can be said that there is a low possibility that the filled composition will leak even under the pressure from above and below against the intervertebral disc.
  • the solution-like composition of the present invention has a low risk of such a risk and a low risk of developing complications.
  • compositions of the invention are human or non-human organisms such as birds and non-human mammals (eg cows, monkeys, cats, mice, rats, guinea pigs, hamsters, pigs, dogs). , Rabbits, sheep, and horses), applied to the nucleus pulposus site (eg, nucleus pulposus space) of the disc, and used to control pain and / or inflammation in the surgical site and / or surrounding areas that occur after surgery. ..
  • non-human mammals eg cows, monkeys, cats, mice, rats, guinea pigs, hamsters, pigs, dogs.
  • Rabbits, sheep, and horses applied to the nucleus pulposus site (eg, nucleus pulposus space) of the disc, and used to control pain and / or inflammation in the surgical site and / or surrounding areas that occur after surgery. ..
  • the form of the composition of the present invention is preferably in the form of a fluid, that is, in the form of a solution.
  • “having fluidity” means having a property of changing its morphology indefinitely, and does not need to have a property of constantly flowing like a solution, for example.
  • the composition is encapsulated in a syringe or the like and has fluidity so that it can be injected into the nucleus pulposus site of the intervertebral disc.
  • the composition is allowed to stand at 20 ° C.
  • composition of the present invention When the composition of the present invention is provided in a dry state such as a freeze-dried product, it can be made into a fluid composition as described above by using a solvent or the like at the time of application.
  • composition of the present invention in the form of a solution can be easily applied to the nucleus pulposus site of the intervertebral disc with a syringe, a pipette for gel, a dedicated injector, a dedicated injector, a filling device and the like.
  • a syringe such as a pressurized type or an electric type may be used. It may be applied to the defect portion of the nucleus pulposus site with a spatula, a stick, or the like without using a syringe or the like.
  • When injecting with a syringe it is preferable to use, for example, a 14G-27G or 14G-26G needle.
  • the method of applying the composition of the present invention to the nucleus pulposus site is not particularly limited, but preferably, after exposing the affected area under direct vision by a known surgical technique, or under a microscope or an endoscope, a syringe is used.
  • the composition of the present invention can be applied to the nucleus pulposus site by using a filling device or the like.
  • a needle of a filling device may be inserted from the surface of the annulus fibrosus toward the nucleus pulposus site, and the composition of the present invention may be applied.
  • the composition of the present invention when in solution, can be adapted to any shape of the nucleus pulposus site, such as the shrinkage of the nucleus pulposus, the cavity or defect of the nucleus pulposus site, and the shrinkage, cavity or of the nucleus pulposus. It is also possible to fill the entire defect. Shrinkage of the nucleus pulposus, cavities or defects at the site of the nucleus pulposus can be caused by degeneration or damage to the intervertebral disc, or by surgical removal or aspiration of at least a portion of the nucleus pulposus. It can also be a thing.
  • Removal of at least a part of the nucleus pulposus is not particularly limited, and may be, for example, intervertebral disc demyelination performed under direct vision, percutaneous, microscopic observation, or endoscopically. Also, for example, a 2 cm to 10 cm incision is made in the back, the muscle is detached from the posterior surface of the posterior element of the spine called the vertebral arch, the ligaments between the vertebral arches are excised, the nerve and the herniated disc are confirmed, and the nerve is compressed. It may be a method of removing a hernia (love method). Alternatively, a method of irradiating the nucleus pulposus with a laser to reduce the volume of the nucleus pulposus may be used.
  • composition of the present invention After applying the composition of the present invention to the nucleus pulposus site, a part of the composition can be cured with a cross-linking agent as in the previous procedure.
  • the application amount of the composition of the present invention may be determined according to the volume of the application site of the nucleus pulposus to be applied and is not particularly limited, but is, for example, 0.01 ml to 10 ml, more preferably 0.1 ml to 5 ml. It is more preferably 0.2 ml to 3 ml.
  • the composition of the present invention is applied to a nucleus pulposus defect, it is desirable that the composition is injected so as to sufficiently fill the defect volume of the nucleus pulposus site.
  • the number and frequency of applications of the composition of the present invention can be increased or decreased depending on the symptoms and effects. For example, it may be applied only once, or it may be continuously applied once a year from January. Since alginic acid is a substance that does not originally exist in the body of animals, animals do not have enzymes that specifically decompose alginic acid. Alginic acid is gradually decomposed in the animal body by normal hydrolysis, but the decomposition in the body is slower than that of polymers such as hyaluronic acid, and since there are no blood vessels in the nucleus pulposus, it is contained in the nucleus pulposus. When filled, the effect can be expected to last for a long time.
  • composition of the present invention is not provided together with the above-mentioned cells and growth factors
  • composition of the present invention when the composition of the present invention is applied to the nucleus pulposus site, the above-mentioned cells, growth factors, cell death suppressors, and the following will be described.
  • Other drugs and the like may be used in combination.
  • the composition of the present invention is used to suppress pain and / or inflammation in the surgical site and / or its peripheral site that occurs after surgery by applying it to the nucleus pulposus site. Therefore, the composition of the present invention is preferably used as a composition for suppressing pain and / or inflammation at a surgical site and / or a peripheral site that occurs after surgery.
  • "suppressing pain and / or inflammation at the surgical site and / or its surrounding site” means prevention, suppression, alleviation, alleviation, improvement, elimination, reduction of incidence, of pain and / or inflammation. Includes delay in onset, suppression of progression, reduction of severity, relief of clinical symptoms, etc.
  • composition of the present invention The preferred embodiments of the composition of the present invention, the method of using the composition, etc. follow the above description.
  • the target disease (disc disease) to be operated on is, for example, at least one selected from the group consisting of disc hernia, disc disease, spinal degenerative stagnation, purulent discitis, degenerative spondylosis, spinal canal stenosis, and disc injury. It is a kind of disease.
  • the disc disease is preferably a herniated disc, more preferably a lumbar disc hernia.
  • the present invention uses the composition and a cross-linking agent to supplement the nucleus pulposus after disc surgery, and suppresses intervertebral disc pain, preferably postoperative acute to subacute pain. Provides a way for.
  • the treatment method is an aqueous solution containing a monovalent metal salt of alginic acid, which fills the voids of the nucleus pulposus in a highly viscous but fluid state, and gels the injection port of the filling material with a cross-linking agent. It is a method including taking measures to prevent the filling material from flowing out. Further, preferably, the treatment method is a method for suppressing pain in the postoperative acute phase to the subacute phase by performing the treatment using the material.
  • the treatment method is a method for suppressing inflammation of the intramedullary nucleus / annulus fibrosus from the postoperative acute phase to the subacute phase, and / or a method for suppressing nerve infiltration into the intramedullary nucleus / annulus fibrosus.
  • the treatment method is by suppressing inflammation of the intramedullary nucleus / annulus fibrosus from the postoperative acute phase to the subacute phase, and / or nerves to the intramedullary nucleus / annulus fibrosus from the postoperative acute phase to the subacute phase. It is a method of suppressing postoperative pain by suppressing infiltration.
  • the present invention provides, in some other embodiments, a method for suppressing pain and / or inflammation at a surgical site and / or a peripheral site that occurs after surgery using the composition of the present invention.
  • the treatment method is a method for suppressing pain and / or inflammation at a surgical site and / or a site around the surgical site, and a composition containing a monovalent metal salt of alginic acid and having fluidity.
  • the application is applied to the nucleus pulposus site of the disc of the subject in need of suppression of pain and / or inflammation at the surgical site and / or surrounding sites so that the application is in contact with at least a portion of the surface of the composition. Including doing.
  • a method for suppressing pain and / or inflammation at a surgical site and / or a peripheral site that occurs after surgery wherein a composition containing a monovalent metal salt of alginic acid and having fluidity is used at the surgical site.
  • a method comprises applying to the nucleus pulposus site of a subject's disc in need of suppression of pain and / or inflammation in and / or surrounding sites and curing a portion of the applied composition.
  • the treatment method may include a step of removing at least a part of the nucleus pulposus before applying the composition of the present invention to the nucleus pulposus site.
  • the disc disease is, for example, in at least one condition or disease selected from the group consisting of herniated disc, disc disease, degenerative disc disease, purulent discitis, degenerative spondylosis, spinal canal stenosis, and disc injury.
  • the disc degeneration and / or disc injury is a disc hernia, in particular a lumbar disc hernia.
  • composition of the present invention a specific method of applying the intervertebral disc to the nucleus pulposus site, a method of curing the composition, the meaning of terms, and the like are as described above.
  • the therapeutic method of the present invention may be performed by appropriately combining other therapeutic methods for intervertebral discs and therapeutic agents.
  • antibiotics such as streptomycin, penicillin, tobramycin, amicacin, gentamicin, neomycin, and amphotericin B, aspirin, non-steroidal antipyretic. It may be filled with concomitant drugs such as analgesics (NSAIDs), anti-inflammatory agents such as acetaminophen, proteolytic enzymes, corticosteroids, HMG-CoA reductase inhibitors such as simbatatin and robastatin. These agents may be mixed with the composition of the present invention and used. Alternatively, it may be administered in combination orally or parenterally. In addition, muscle relaxants, opioid analgesics, neuropathic pain relievers and the like may be administered in combination orally or parenterally as needed.
  • NSAIDs analgesics
  • anti-inflammatory agents such as acetaminophen, proteolytic enzymes, corticosteroids, HMG-CoA reductase inhibitors such as simbatati
  • the above-mentioned cells may be applied to the nucleus pulposus site together with the composition of the present invention.
  • the above-mentioned factors that promote cell growth may be applied to the nucleus pulposus site together with the composition of the present invention.
  • it is also desirable that the composition of the present invention does not use the above-mentioned cells in combination. It is also desirable that the composition of the present invention does not contain a factor that promotes cell growth.
  • the present invention also relates to the use of a monovalent metal salt of alginic acid for producing the composition of the present invention.
  • the use of the present invention is the use of a monovalent metal salt of alginic acid for producing a composition for suppressing pain and / or inflammation at a surgical site and / or a peripheral site that occurs after surgery.
  • the application is such that the cross-linking agent is in contact with at least a portion of the surface of the composition and has fluidity upon application to the nucleus pulposus site.
  • the use of a monovalent metal salt of alginic acid to produce a composition for suppressing pain and / or inflammation at the surgical site and / or surrounding site that occurs after surgery wherein the composition is the subject. It is applied to the nucleus pulposus site and is used to cure a portion after application, providing fluid use when applied to the nucleus pulposus site.
  • the present invention further comprises a monovalent metal salt of alginic acid, a fluid composition of a subject's intervertebral disc that requires suppression of pain and / or inflammation at the surgical site and / or surrounding sites that occur after surgery.
  • a monovalent metal salt of alginic acid for suppression of pain and / or inflammation in the surgical site and / or surrounding sites that occur after surgery, which is applied to the nucleus pulposus site and applied so that the cross-linking agent is in contact with at least a part of the surface of the composition.
  • a monovalent metal salt of alginic acid is provided.
  • a composition containing a monovalent metal salt of alginic acid and having fluidity may be applied to the nucleus pulposus site of the intervertebral disc of a subject in need of suppression of pain and / or inflammation at the surgical site and / or its peripheral site resulting after surgery.
  • the present invention provides a kit for suppressing pain and / or inflammation at a surgical site and / or a peripheral site that occurs after surgery.
  • the kit of the present invention can include the composition of the present invention.
  • the composition of the present invention to be included in the kit of the present invention is in a solution state or a dry state, but is preferably in a dry state, more preferably a lyophilized product, and particularly preferably a lyophilized powder. ..
  • a solvent for dissolution for example, water for injection
  • the kit of the present invention may further contain a cross-linking agent.
  • the kit of the present invention can further include a cross-linking agent, a syringe, an injection needle, a pipette for gel, a dedicated filler, an instruction manual, and the like.
  • kits include (1) a vial containing a lyophilized product of low endotoxin sodium alginate, (2) an ampoule containing a solvent such as water for injection as a solution, and (3) a calcium chloride solution as a cross-linking agent. It is possible to make a kit in which an ampoule or the like containing a metal ion compound having a valence of 2 or more is contained in one pack. As another example, a monovalent metal salt of alginic acid is sealed in one chamber of a syringe consisting of two chambers integrally molded and separated by a partition wall, and a solvent as a solution or a cross-linking agent is placed in the other chamber.
  • kits containing the solution are enclosed, the partition walls of both rooms can be easily opened at the time of use, and both can be mixed and dissolved at the time of use.
  • a monovalent metal salt solution of alginic acid is enclosed in a prefilled syringe, and the kit can be filled as it is without any preparation operation at the time of use.
  • the alginic acid solution and the cross-linking agent are enclosed in separate syringes, and the kit is included in one pack.
  • the kit may include a vial filled with a monovalent metal salt solution of alginic acid and an ampoule containing a cross-linking agent.
  • the “composition of the present invention”, “crosslinking agent”, “syringe”, “medullary nucleus filling” and the like are as described above.
  • This kit can be used, for example, in the treatment method of the present invention.
  • Example 1 Preparation of sodium alginate solution The following sodium alginate was used.
  • the endotoxin content was low endotoxin sodium alginate ⁇ 50 EU / g.
  • the apparent viscosity and weight average molecular weight of each sodium alginate are as shown in the table below.
  • the apparent viscosity of sodium alginate was measured using a rotational viscometer (cone plate type rotational viscometer) according to the viscosity measurement method of the Japanese Pharmacopoeia (16th edition).
  • the specific measurement conditions are as follows.
  • the sample solution was prepared using MilliQ water.
  • a cone plate type rotational viscometer viscosity viscoelasticity measuring device Leostress RS600 (Thermo Hake GmbH) sensor: 35/1
  • the rotation speed was 1 rpm when measuring the 1 w / w% sodium alginate solution and 0.5 rpm when measuring the 2 w / w% sodium alginate solution.
  • the reading time is measured for 2 minutes when measuring a 1 w / w% solution and used as an average value from 1 minute to 2 minutes after the start.
  • When measuring a 2 w / w% solution it is measured for 2.5 minutes and starts from 0.5 minutes.
  • the average value up to 2.5 minutes was used.
  • the average value of the three measurements was taken as the measured value.
  • the measurement temperature was 20 ° C.
  • the weight average molecular weight of each sodium alginate was measured by two measuring methods, gel permeation chromatography (GPC) and GPC-MALS. The measurement conditions are as follows.
  • Pretreatment method An eluent was added to the sample to dissolve it, and then filtered through a 0.45 ⁇ m membrane filter to obtain a measurement solution.
  • the above sodium alginate was dissolved in physiological saline to prepare a 2 w / v% sodium alginate solution, which was used in the following examples.
  • Example 2 Changes in inflammation / pain-related factors due to sodium alginate supplementation in an animal model of intervertebral disc nucleus pulposus
  • the rat and rabbit disc nucleus pulposus defect models were filled with sodium alginate solution, respectively, and the nucleus pulposus ( The rates of TNF- ⁇ , IL-6, and TrkA positive cells in NP) and annulus fibrosus (AF) were measured.
  • rat nucleus pulposus puncture model was used in immunohistochemical staining analysis and pain-related behavior analysis.
  • 12-week-old female SD rats (260-300 g) surfaced after skin incision-only group (sham group), medullary nucleus puncture group (medullary nucleus puncture group), and sodium alginate solution injection after medullary nucleus puncture.
  • sham group skin incision-only group
  • medullary nucleus puncture group medullary nucleus puncture group
  • ketamine: medetomidine 75 mg / kg: 0.5 mg / kg
  • the dorsal skin of the Co4 / 5-5 / 6 intervertebral disc was incised.
  • the connective tissue was peeled off to expose Co4 / 5-5 / 6, and the nucleus pulposus of the Co4 / 5-5 / 6 disc was punctured through the annulus fibrosus using a 19 G needle to create a defect (diameter 1).
  • a 2% (w / v) sodium alginate solution dissolved in saline was prepared by the method described in Example 1, and 4 ⁇ l of sodium alginate solution was prepared using a microsyringe (Hamilton) equipped with a 26 G needle. , Immediately injected into the nucleus pulposus defect. Next, 102 mM CaCl 2 (1 ml) was added dropwise onto sodium alginate to gel the surface. After 5 minutes, the surgical site was washed with physiological saline, gelation was confirmed, and then the fascia, connective tissue, and skin were sutured closed.
  • Anterior annulus puncture was performed with an 18 G needle and the nucleus pulposus tissue was aspirated from the L2 / 3 and L4 / 5 discs using a 10 ml syringe until the contents could not be aspirated. L3 / 4 was treated as a control and was not treated.
  • 20 ⁇ l of sodium alginate solution was implanted and gelled as in the case of rats. After 5 minutes, the surgical site was washed with physiological saline, gelation was confirmed, and then the fascia, connective tissue, and skin were sutured closed.
  • TNF- ⁇ and IL-6 positive cell rates 1, 4, 7 and 28 days after surgery. Furthermore, for rat intervertebral discs, TrkA-positive cell rates were detected 1, 4, 7 and 28 days after surgery.
  • TNF- ⁇ and IL-6 which are inflammatory cytokines, is enhanced under the inflammatory reaction.
  • TrkA a receptor for nerve growth factor NGF, is a pain-related indicator as well as an indicator of sensory nerve infiltration into the deep inner layer of the annulus fibrosus, which is an important factor in disc pain.
  • the entire spine (L2 / 3-L4 / 5) was surgically removed, soft tissues and vertebrae were removed under sterile conditions, and only the intervertebral disc was collected.
  • the collected intervertebral discs (rats, rabbits) were fixed with 4% (w / v) paraformaldehyde (48 hours at room temperature) and embedded in paraffin.
  • the specimen was crossed at the center of the intervertebral disc to obtain a cross-sectional section (thickness 5 ⁇ m) at the center of the coronal section. Sections were deparaffinized with xylene and then cultured in proteinase K (Dako, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) (37 ° C., 15 minutes).
  • Anti-TNF- ⁇ mouse monoclonal antibody (ab220210, Abcam, Cambridge, UK), anti-IL-6 mouse monoclonal antibody (ab9324, Abcam), and anti-TrkA rabbit monoclonal antibody (ab86474, Abcam) were used as rat models.
  • Histofine registered trademark
  • Fast Red II Naichirei Bioscience
  • Histo Green Substrate kit for Peroxidase Cosmo Bio Co., Ltd., Tokyo, Japan
  • IL-6 analysis Histofine for TrkA analysis.
  • TrkA analysis (Registered trademark) DAB (Nichirei Bioscience) was used.
  • TNF- ⁇ or TrkA staining For the purpose of improving visibility, contrast staining of cell nuclei was performed, and hematoxylin was used for TNF- ⁇ or TrkA staining, and fast red was used for IL-6 staining.
  • hematoxylin was used for TNF- ⁇ or TrkA staining
  • fast red was used for IL-6 staining.
  • TNF- ⁇ , IL-6, or TrkA-positive cells were individually counted in 5 randomly selected visual fields and the number of positive NP or AF cells in each staining was counted. , Calculated as a percentage of the total number of NP or AF cells in the visual field. All assessments were performed by two blinded independent observers. Each observer performed three evaluations on one sample, calculated the average value for each sample, and compared each group.
  • the rabbit model and the rat model were TNF- ⁇ in the alginate treatment group as compared with the nucleus pulposus suction or the nucleus pulposus puncture group.
  • IL-6 positive cell rates were both significantly lower.
  • the TrkA-positive cell rate used as a marker of nerve infiltration was increased at the stage of 28 days after surgery in the nucleus pulposus puncture group of the rat model, whereas it was suppressed in the alginic acid treatment group.
  • Example 3 Pain-suppressing effect of sodium alginate supplementation in a rat intervertebral disc nucleus pulposus defect model
  • the rat disc spinal nucleus defect model was filled with a sodium alginate solution, and a behavioral experiment was carried out to evaluate the pain-suppressing effect.
  • the rat intervertebral disc nucleus pulposus defect model prepared by the method described in Example 2 was used for pain-related behavioral analysis. A total of 18 rats were tested with Hargreaves, von Frey, and tail flick. 24 hours before each test and just before the test, each rat was individually spent 20 minutes in the test environment to acclimatize to the environment (Non-Patent Document 5: Mohd Isa et al., Sci. Adv. (2016) eaap0597). ). All tests were conducted by the same blinded examiner. Multiple measurements were performed on each rat to calculate the mean value, and the obtained results were compared between the groups.
  • Hargreaves test The Hargreaves test is performed on the second day before surgery (Day-2) and 2, 7, 14, 27 days after surgery using the Hargreaves test device (Ugo Basile Biological Instruments, Gemonio, Italy). Performed on the eyes. Rats were placed in separate chambers (with air holes above) enclosed on all sides and above on a glass plate (Ugo Basile Biological Instruments). An infrared beam was applied to the ventral side of the skin incision as a thermal stimulus. The latency to show escape behavior in response to heat stimuli was recorded. The beam intensity was set to 50% of the maximum output. The cutoff time was set to 20 seconds to prevent tissue damage. Four measurements were performed at each time point in the same rat, with a break of at least 1 minute between each measurement.
  • tail flick test was performed using a heat flux radiometer (manufactured by Ugo Basile Biological Instruments). It was performed on the 1st day before surgery (Day-1) and on the 3rd, 8th, 15th, and 28th days after surgery to avoid tissue damage due to excessive heat stimulation caused by the same schedule as the Hargreaves study. After each rat was wrapped in a towel and allowed to settle for 10 minutes, the body was covered with a towel and only the tail was placed on the device, and an infrared beam was applied to the ventral side of the proximal part 5 cm from the distal end of the tail. bottom. The latency to the tail-shaking response to the thermal stimulus was recorded. The cutoff time was set to 20 seconds to prevent tissue damage. Four measurements were performed at each time point in the same rat, with a break of at least 15 seconds between each measurement.
  • Example 4 Effect of Composition Containing Sodium Alginate in Patients with Lumbar Disc Herniated Disk 4-
  • the voids created after herniated disk removal are filled with sodium alginate. , Gels the surface.
  • the VAS score at 1 week, 4 weeks, 12 weeks, and 24 weeks after the operation is measured to evaluate the performance.
  • the target subjects are subjects who agree to participate in the study, meet the registration criteria described below, and do not meet the exclusion criteria. Enroll subjects who meet the following criteria: (1) Patients with lumbar disc hernia who are scheduled to undergo lumbar disc herniation (2) Patients with MRI superior disc hernia at a site consistent with neurological symptoms (3) Patients whose leg pain does not improve after 6 weeks of conservative treatment, or patients who have acute onset of intolerable leg pain (80 mm or more in 100 mm by VAS) (4) 1 Patients with high lumbar disc hernia (5) Patients with leg pain of 40 mm or more in 100 mm in VAS performed before registration after obtaining consent (6) Patients aged between 20 and 50 at the time of consent acquisition (7) Patients who have received sufficient explanation about the content of this study and have obtained their written consent.

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Abstract

ここでは、髄核空隙部に適用し、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛を抑制する、アルギン酸の1価金属塩を含有する、疼痛抑制用組成物が提供される。これにより、椎間板髄核摘出術に代表される椎間板に施される手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制する組成物が提供される。

Description

椎間板性疼痛抑制用組成物
 本発明は、椎間板およびその周辺に起きる疼痛および/または炎症を抑制する組成物、例えば、髄核摘出術後の疼痛および/または炎症を抑制する組成物に関する。
 我が国において、腰痛を有する患者は非常に多く、厚生労働省の国民生活基礎調査によれば、有訴者率、受診率ともに例年上位をしめる。腰痛は、有症期間によって、発症からの期間が4週間未満である急性腰痛、発症からの期間が4週間以上12週未満である亜急性腰痛、発症からの期間が12週以上である慢性腰痛の3つに大別される。(非特許文献1:腰痛診療ガイドライン2019改訂第2版)
 腰痛の原因として、椎間板由来、椎間関節由来、筋膜由来などの要素があることが報告されており、慢性腰痛患者の39%が椎間板由来の腰痛の可能性があったとの報告もある(非特許文献2:臨床整形外科 53巻11号pp945-950(2018))。
 椎間板性腰痛において、炎症は極めて重要な要素である。急性期腰痛の最も重要な要素の一つは椎間板内の炎症である。慢性期においては、椎間板内の炎症とneoinnervationと呼ばれる線維輪深部内層への感覚神経の浸潤が重要な要素である。代表的な椎間板疾患である、椎間板ヘルニアではTumour necrosis factor-α(TNF-α)を含むいくつかの炎症性サイトカインの発現が亢進している。痛みを伴う椎間板変性に関してはTNF-α、interleukin-6(IL-6)などの炎症性サイトカインが無症状者よりも高いレベルで存在することが確認されている。
 脊椎は、椎骨が連なる棒状の骨格であり、体幹および頭部を支える。椎骨と椎骨は、椎骨間にある椎間板によって連結されている。椎間板は、円板状の無血管組織であり、髄核を中心にして周りを線維輪が取り巻き、さらに上下に終板が配置された構造をしている。椎間板の髄核は、髄核細胞とその細胞外マトリクスから構成され、水分を多く含むゲル状の弾力に富む構造物であり、椎体間にかかる圧を吸収するクッションの役割を果たす。線維輪は、層状構造の線維軟骨とそれを取り巻くコラーゲンの層からできており、椎体間の回転運動を制限する。終板は、硝子軟骨組織であり、椎間板と椎体を強固に連結する。
 椎骨には、前方部分の椎体と後方部分の椎弓の間に、椎孔と呼ばれる孔が存在する。椎孔が上下に連なってできた管のことを脊柱管といい、その中に脊髄神経が通っている。脊髄神経からは左右に1対ずつ、全体で計31対の神経が分岐しており、その神経の基部を脊髄神経根と言う。神経根から延びるそれぞれの神経が支配する末梢の領域は決まっており、皮膚では帯状に分布する。これを皮膚分節という。
 椎間板は、加齢、外傷、疾病などにより変性、損傷が生じる。椎間板疾患は、具体的には、椎間板ヘルニア、椎間板症、脊椎変性辷り症、化膿性椎間板炎、変形性脊椎症、脊柱管狭窄症、外傷などによる椎間板損傷などが含まれる。
 腰椎椎間板ヘルニアは、椎間板の髄核が後方の線維輪を部分的あるいは完全に穿破し、椎間板組織が脊柱管内に突出あるいは脱出して、馬尾や神経根を圧迫し、腰痛・下肢痛および下肢の神経症状などが出現したものである。腰椎椎間板ヘルニアは20~50歳代の若年層に多く、重度の疼痛のために社会活動に参加できず、経済的・精神的負担が大きい。
 腰椎椎間板ヘルニアの臨床症状は腰痛が先行してみられることが多いが、強い下肢痛を認めることが特徴である。先述したように神経根から延びるそれぞれの神経が支配する領域は決まっているため、神経根が圧迫を受けると圧迫された神経根が支配する末梢領域に障害があらわれる。すなわち、腰椎椎間板ヘルニアにおける下肢痛は、上位腰椎椎間板ヘルニアにおいては大腿神経痛として、下位腰椎では坐骨神経痛であることが多い。坐骨神経痛の発現においてはヘルニア塊が神経根を物理的に圧迫する作用のみならず、炎症による影響が考えられており、ヘルニア塊の組織から産生される炎症性サイトカインなどが関連因子として報告されている。(非特許文献3:腰椎椎間板ヘルニア診療ガイドライン(2011)第2版)
 腰椎椎間板ヘルニアに対する初期の標準治療としては、薬物療法や理学療法といった保存的治療が行われる。中期以降になると、ヘルニア摘出術といった侵襲的な治療が行われる。ヘルニア摘出術は、変性した椎間板組織を除去し、神経圧迫を緩和するという点で有効であるが、椎間板内に生じた組織欠損により、術後に徐々に椎間板変性が進行するといった問題が知られていた。
 椎間板ヘルニアにおける疼痛は、ヘルニア突出による神経根の圧迫による疼痛のほかに、神経癒着による疼痛や、炎症による疼痛などが知られ、複合的な要因で起こる。神経根の圧迫によっておこる疼痛は、先述したように主に下肢に起こり、炎症による疼痛は、ヘルニア突出部位である腰部周辺に起こることが多い。
 また感覚神経の椎間板内への浸潤も疼痛の発症において重要である。本来は椎間板内層には自由神経終末は存在しないが、変性の進んだ椎間板内には、neoinnervationと呼ばれる線維輪深部内層へ感覚神経が浸潤してくることが報告されている。(非特許文献2:臨床整形外科 53巻11号pp945-950(2018)、非特許文献4:Freemont et al., J Pathol (2002) 197, pp286-292)
 椎間板の変性と椎間板の疾患病態は関連している一方で、椎間板変性の重症度と疼痛の表れ方は相関しない。椎間板の変性が進行していても疼痛がない患者もおり、逆に変性の進行は少ないが疼痛が強い患者もいる。
 実際に、MRI画像上ヘルニアが確認されても疼痛などの症状を示さない無症候性のヘルニアが多く存在することが、MRIをはじめとした高度医療装置の普及とともに知られるようになってきており、腰椎椎間板ヘルニアの診断では、MRIの画像所見だけではなく、問診や理学所見等を総合的に判断することが推奨されている(非特許文献3:腰椎椎間板ヘルニア診療ガイドライン(2011)第2版)。
 腰椎椎間板ヘルニア患者における疼痛、特にヘルニア突出部である腰部に生じる腰痛には炎症が関与するため、これらに対する治療として、非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)等の鎮痛剤による薬物療法や局所麻酔薬による神経ブロック注射が一般的に行われている。
 特許文献1(特許第6487110号)には、アルギン酸ナトリウムを含有する椎間板の髄核補填用組成物が開示されている。しかし、特許文献1には、疼痛抑制および/または炎症抑制に関する記載はなされていない。
 また、髄核摘出術後の空隙の補填の例として、ラット尾椎椎間板損傷モデルに対する椎間板内ヒアルロン酸充填によって椎間板性疼痛が軽減されることが示されていたが(非特許文献5:Mohd Isa et al., Sci. Adv. (2018) eaap0597)、これはヒアルロン酸自体の薬理作用によるものと示唆されている。
 さらに、非特許文献6(腰椎椎間板ヘルニア患者におけるdMD-001の安全性及び性能についての探索的臨床試験, UMIN試験番号UMIN000034227, 2018年9月21日, UMIN-CTR 臨床試験登録情報の閲覧 <URL: https://upload.umin.ac.jp/cgi-open-bin/ctr/ctr.cgi?function=brows&action=brows&recptno=R000039018&type=summary&language=J>)には、腰椎椎間板ヘルニア摘出後に生じた空隙にアルギン酸溶液を充填後、アルギン酸溶液の表面に塩化カルシウムを添加し、表面をゲル化させることで行う埋植の実施可能性および安全性を評価するための患者のリクルート基準として、腰椎椎間板ヘルニア摘出術を予定している患者であって、下肢痛があり、神経学的症状と合致した部位にMRI上椎間板ヘルニアを認める患者であることが記載されている。
特許第6487110号明細書
腰痛診療ガイドライン2019改訂第2版 臨床整形外科 53巻11号pp945-950(2018) 腰椎椎間板ヘルニア診療ガイドライン(2011)第2版 Freemont et al., J Pathol (2002) 197, pp286-292 Mohd Isa et al., Sci. Adv. (2018) eaap0597 腰椎椎間板ヘルニア患者におけるdMD-001の安全性及び性能についての探索的臨床試験, UMIN試験番号UMIN000034227, 2018年9月21日, UMIN-CTR 臨床試験登録情報の閲覧 <URL: https://upload.umin.ac.jp/cgi-open-bin/ctr/ctr.cgi?function=brows&action=brows&recptno=R000039018&type=summary&language=J>
 本発明は、いくつかの態様において、椎間板髄核摘出術に代表される椎間板に施される手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制する組成物を提供するものであり、好ましい態様において、椎間板髄核摘出術後の術後疼痛を抑制する組成物を提供するものである。
 
 本発明者らは、椎間板髄核摘出術に代表される椎間板に施される手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症に対する治療方法として、アルギン酸ナトリウムの髄核補填の可能性を検討した。本発明者らは、椎間板髄核欠損動物モデルにおいて、アルギン酸ナトリウムの髄核補填により、TNF-α、IL-6といった炎症関連因子の発現が抑制されること、疼痛の発現に重要な役割を果たすneoinnervationの指標であるTrkAの発現が抑制されることを見出した。また、ラットの疼痛関連行動分析において、疼痛関連行動が抑制されることを見出した。
 本発明者らは、このような知見に基づき、本発明を完成するに至った。
[発明の態様]
 ここでは、以下のものが提供される。
[1] 髄核空隙部に適用し、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛を抑制する、アルギン酸の1価金属塩を含有する、疼痛抑制用組成物。
[2] 前記空隙が、髄核摘出術後の摘出部位である、上記[1]に記載の組成物。
[3] 前記疼痛が、髄核摘出術後の術後疼痛である、上記[1]または[2]に記載の組成物。
[3A] 前記疼痛が、腰痛、背部痛、及び臀部痛からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の組成物。
[3B] 前記疼痛が、炎症を伴う疼痛である、上記[1]~[3A]のいずれか1項に記載の組成物。
[3C] 前記術後疼痛が、術後急性期、または亜急性期に生じる術後疼痛である、上記[3]~[3B]のいずれか1項に記載の組成物。
[3D] 前記術後疼痛が、腰痛、背部痛、及び臀部痛からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[3]~[3C]のいずれか1項に記載の組成物。
[3E] 前記術後疼痛が、炎症を伴う疼痛である、上記[3]~[3D]のいずれか1項に記載の組成物。
[4] 髄核空隙部に適用し、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の炎症を抑制する、アルギン酸の1価金属塩を含有する、炎症抑制用組成物。
[5] 前記空隙が、髄核摘出術後の摘出部位である、上記[4]に記載の組成物。
[6] 前記炎症が、髄核摘出術後の急性期から亜急性期に生じる術後炎症である、上記[4]または[5]に記載の組成物。
[7] 髄核空隙部に適用し、適用後に組成物の表面の少なくとも一部分に架橋剤を接触させるように用いられ、髄核空隙部への適用時に流動性を有する、上記[1]~[6]のいずれか1項に記載の組成物。
[7A] 髄核空隙部に適用し、適用後に一部分を硬化するように用いられ、髄核空隙部への適用時に流動性を有する、上記[1]~[6]のいずれか1項に記載の組成物。
[7B] 前記組成物の髄核空隙部への適用を、椎間板表面の組成物の充填口を介して行い、前記硬化又は接触を、椎間板表面の組成物の充填口に架橋剤を接触させることで行う、上記[7]または[7A]に記載の組成物。
[7C] 前記組成物の髄核空隙部への適用を、髄核の少なくとも一部を除去することで形成した髄核欠損部に、前記組成物を適用することで行う、上記[7]~[7B]のいずれか1項に記載の組成物。
[8] 架橋剤が2価以上の金属イオン化合物である、上記[7]~[7C]のいずれか1項に記載の組成物。
[8A] 2価以上の金属イオン化合物がCa2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+からなる群より選ばれる少なくとも1つの金属イオン化合物である、上記[8]に記載の組成物。
[9] 手術の施術対象疾患が、椎間板ヘルニア、椎間板症、脊椎変性辷り症、化膿性椎間板炎、変形性脊椎症、脊柱管狭窄症、及び椎間板損傷からなる群から選択される少なくとも1種の疾患である、上記[1]~[8A]のいずれか1項に記載の組成物。
[9A] 前記対象疾患が、椎間板ヘルニアである、上記[9]に記載の組成物。
[10] 前記流動性を有する組成物が、生理学的に許容される範囲の浸透圧となる量の浸透圧調整剤を含んでいてもよい、上記[7]~[9A]のいずれか1項に記載の組成物。
[11] 前記流動性を有する組成物の粘度が、100mPa・s~30000mPa・sである、上記[7]~[10]のいずれか1項に記載の組成物。
[11A] 前記流動性を有する組成物の見掛け粘度が、コーンプレート型粘度計(センサー:35/1)を用いた測定により、100mPa・s~30000mPa・sであり、ここで、前記測定の測定温度が20℃であり、回転数が0.5rpmであり、読み取り時間は2.5分間測定し、開始0.5分から2.5分までの平均値を前記粘度とする、上記[7]~[11]のいずれか1項に記載の組成物。
[12] 前記アルギン酸の1価金属塩は、GPC-MALS法により測定された重量平均分子量が8万以上である、上記[1]~[11A]のいずれか1項に記載の組成物。
[12A] 前記アルギン酸の1価金属塩は、GPC-MALS法により測定された重量平均分子量(絶対分子量)が8万以上である、上記[1]~[11A]のいずれか1項に記載の組成物。
[13] 前記組成物は、アルギン酸の1価金属塩の濃度が0.5w/v%~5w/v%である、上記[1]~[12A]のいずれか1項に記載の組成物。
[13A] 前記組成物は、アルギン酸の1価金属塩の濃度が0.5w/w%~5w/w%である、上記[1]~[12A]のいずれか1項に記載の組成物。
[14] 前記アルギン酸の1価金属塩が、低エンドトキシンのアルギン酸の1価金属塩である、上記[1]~[13A]のいずれか1項に記載の組成物。
[14A] 前記アルギン酸の1価金属塩が、100EU/g以下のエンドトキシンを含む、上記[1]~[14]のいずれか1項に記載の組成物。
[15] 前記組成物は、前記対象の髄核部位に適用する前に、前記組成物を硬化させる量の架橋剤を含有しない、上記[1]~[14A]のいずれか1項に記載の組成物。
[16] 前記組成物は、細胞を含有しない、上記[1]~[15]のいずれか1項に記載の組成物。
[17] 前記組成物は、細胞および細胞の成長を促進する因子からなる群から選択される少なくとも1種と組み合わせて適用される、上記[1]~[16]のいずれか1項に記載の組成物。
[17A] 前記細胞および細胞の成長を促進する因子が、髄核細胞、幹細胞、間質細胞、間葉系幹細胞、骨髄間質細胞、ES細胞、iPS細胞、BMP、FGF、VEGF、HGF、TGF-β、IGF-1,PDGF,CDMP(cartilage-derived-morphogenetic protein),CSF,EPO、IL、PRP(Platelet Rich Plasma)、SOXおよびIFからなる群から選択される少なくとも1種と組み合わせて適用される、上記[17]に記載の組成物。
[18] 前記組成物が、髄核部位への適用前に乾燥状態である、上記[1]~[17A]のいずれか1項に記載の組成物。
[18A] 前記組成物が、髄核部位への適用前に乾燥状態または溶液状態である、上記[1]~[17A]のいずれか1項に記載の組成物。
[18B]前記組成物が、貯蔵および流通段階では乾燥状態である、上記[1]~[17A]のいずれか1項に記載の組成物。
[19] 前記乾燥状態のアルギン酸の1価金属塩が、凍結乾燥体である、上記[18]~[18B]のいずれか1項に記載の組成物。
[20] 上記[1]~[19]のいずれか1項に記載の組成物、および架橋剤を少なくとも含み、手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制するためのキット。
[21] 手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制のための方法であって、
 アルギン酸の1価金属塩を含有し、流動性を有する組成物を、前記手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制を必要とする対象の椎間板の髄核部位に適用し、適用を、組成物の表面の少なくとも一部分に架橋剤を接触させるように行うことを含む、前記方法。
[21A] 手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制のための方法であって、
 アルギン酸の1価金属塩を含有し、流動性を有する組成物を、前記手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制を必要とする対象の椎間板の髄核部位に適用し、適用した前記組成物の一部分を硬化することを含む、前記方法。
[22] 前記疼痛が、髄核摘出術後の術後疼痛である、上記[21]または[21A]に記載の方法。
[22A] 前記疼痛が、腰痛、背部痛、及び臀部痛からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[22]に記載の方法。
[22B] 前記疼痛が、炎症を伴う疼痛である、上記[21]~[22A]のいずれか1項に記載の方法。
[22C] 前記術後疼痛が、術後急性期、または亜急性期に生じる術後疼痛である、前記[22]~[22B]のいずれか1項に記載の方法。
[22D] 前記術後疼痛が、腰痛、背部痛、及び臀部痛からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[22]~[22C]のいずれか1項に記載の方法。
[22E] 前記術後疼痛が、炎症を伴う疼痛である、上記[22]~[22D]のいずれか1項に記載の方法。
[23] 前記対象が、椎間板ヘルニア、椎間板症、脊椎変性辷り症、化膿性椎間板炎、変形性脊椎症、脊柱管狭窄症、及び椎間板損傷からなる群から選択される少なくとも1種の患者である、上記[21]~[22E]のいずれか1項に記載の方法。
[24] 手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制のための組成物を製造するためのアルギン酸の1価金属塩の使用であって、
 前記組成物が、対象の髄核部位に適用され、適用を、組成物の表面の少なくとも一部分に架橋剤を接触させるように行い、髄核部位への適用時に流動性を有する、前記使用。
[25] アルギン酸の1価金属塩を含有し、流動性を有する組成物を、手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制を必要とする対象の椎間板の髄核部位に適用し、適用を、組成物の表面の少なくとも一部分に架橋剤を接触させるように行う、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制のためのアルギン酸の1価の金属塩。
 
 本発明の組成物は、対象の髄核部位に適用することにより、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制するために用いることができる。いくつかの態様の組成物は、椎間板の髄核摘出術後に生じる術後疼痛および/または炎症を抑制することができる。
 一般的に、ヘルニア摘出手術により神経根への圧迫を取り除くことでヘルニアの疼痛は軽快するが、本発明の好ましい態様の組成物は、術後に生じる術後疼痛を抑制するために用いることができる。
 本発明の好ましい態様の組成物は、椎間板髄核摘出術後の空隙に補填することで、椎間板ヘルニア等の椎間板疾患の術後疼痛および/または炎症を抑制する材料として用いることができる。
 また、本発明のより好ましい態様の組成物は、流動性を有するゾル状態でシリンジ等を用いて髄核部位に注入することが可能であり、また、直視下のみならず、経皮的髄核摘出術(約5mmの切開)、顕微鏡下(約3~4cmの切開)および内視鏡下(約1~2cmの切開)での充填も可能となるため、患者の負担を軽減でき、手技も比較的簡便である。すなわち、本発明の好ましい態様の組成物は、充填操作が比較的簡便である。
 本発明のさらに好ましい態様の組成物は、表面のみをゲル化するため、万一脊柱管内に突出した場合に、脊髄神経を圧迫し障害する心配も少なく安全である。すなわち、本発明のさらに好ましい態様の組成物は、脊髄神経の圧迫などの合併症の恐れが少ない。
 本発明の特に好ましい態様の組成物は、椎間板髄核摘出後の術後疼痛および/または炎症を抑制することで、患者の術後早期社会復帰を可能にする。
 本発明の組成物は、上記のいずれか1以上の効果を満たす。
ラット椎間板髄核欠損モデルにおけるTNF―α陽性細胞率を示すグラフ。髄核穿刺後、1、4、7、28日後における、sham、髄核穿刺群、アルギン酸治療群の結果。A)髄核におけるTNF―α陽性細胞率、B)線維輪におけるTNF―α陽性細胞率 ラット椎間板髄核欠損モデルにおけるIL-6陽性細胞率を示すグラフ。髄核穿刺後、1、4、7、28日後における、sham、髄核穿刺群、アルギン酸治療群の結果。A)髄核におけるIL-6陽性細胞率、B)線維輪におけるIL-6陽性細胞率 ラット椎間板髄核欠損モデルにおけるTrkA陽性細胞率を示すグラフ。髄核穿刺後、1、4、7、28日後における、sham、髄核穿刺群、アルギン酸治療群の結果。A)髄核におけるTrkA陽性細胞率、B)線維輪におけるTrkA陽性細胞率 ウサギ椎間板髄核欠損モデルにおけるTNF―α陽性細胞率を示すグラフ。髄核吸引後、1、4、7、28日後における、control、髄核吸引群、アルギン酸治療群の結果。A)髄核におけるTNF―α陽性細胞率、B)線維輪におけるTNF―α陽性細胞率 ウサギ椎間板髄核欠損モデルにおけるIL-6陽性細胞率を示すグラフ。髄核吸引後、1、4、7、28日後における、control、髄核吸引群、アルギン酸治療群の結果。A)髄核におけるIL-6陽性細胞率、B)線維輪におけるIL-6陽性細胞率 ラット椎間板髄核欠損モデルにおける疼痛関連行動実験結果。A) Hargreaves分析の結果。術前2日目(Day-2)と術後2、7、14、27日目における熱刺激に対する逃避行動を示すまでの潜時。sham、髄核穿刺群、アルギン酸治療群。*P<0.05、B) von Frey分析の結果。術前2日目(Day-2)と術後2、7、14、27日目におけるフィラメントによる刺激に対する逃避行動を示すまでの潜時。sham、髄核穿刺群、アルギン酸治療群。*P<0.05、C) Tail flick分析の結果。術前1日目(Day-1)と術後3、8、15、28日目における熱刺激に対する尾振り払い反応までの潜時。sham、髄核穿刺群、アルギン酸治療群。*P<0.05
 以下、本発明について詳細に説明する。
 
1.本発明の組成物
本発明の組成物は、疼痛および/または炎症抑制用組成物である。より具体的には、本発明の組成物は、椎間板の髄核空隙部に適用して用いる、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛(例えば、腰痛・背部痛・臀部痛)および/または炎症を抑制する、アルギン酸の1価金属塩を含有する、疼痛および/または炎症抑制用組成物である。
 「アルギン酸の1価金属塩」は、後述の通りである。
 「椎間板」は、脊椎に連なる椎骨と椎骨との間にある円柱状の組織である。椎間板は、円板状の無血管組織であり、髄核を中心にして周りを線維輪が取り巻き、さらに上下に終板が配置された構造をしている。
 「髄核」は、椎間板の中心に存在するゲル状の組織であり、髄核細胞と、主にプロテオグリカンとII型コラーゲンで構成される細胞外基質と、水を主として含有する。髄核には、自己修復能・再生能がほとんどないと考えられている。
 「髄核補填」とは、加齢、外傷、疾病、およびそれらに対する外科的手術(例えば、椎間板髄核摘出(切除)術)などにより、変性、縮小、または除去した髄核の変性分、縮小分、または除去分を補填することをいう。なお、本明細書において「髄核充填」の語は、「髄核補填」と同じ意味で用いられ、「髄核補填用組成物」は「髄核充填用組成物」と同義である。
 「髄核部位」とは、髄核が存在する部位、髄核の変性若しくは縮小が生じている部位、又は、髄核の少なくとも一部を除去することで形成された髄核の欠損部をいい、髄核が存在する部位の周辺部も含む。「髄核空隙部」には、髄核部位のうち、髄核の変性若しくは縮小が生じている部位、外傷により欠損が生じている部位、又は、髄核の少なくとも一部を除去することで形成された髄核の欠損部が含まれる。
 「椎間板疾患」または「手術の施術対象疾患」は、椎間板に変性および/または損傷を引き起こす疾患である。椎間板疾患または手術の施術対象疾患には、具体的には、椎間板ヘルニア、椎間板症、脊椎変性辷り症、化膿性椎間板炎、変形性脊椎症、脊柱管狭窄症、外傷などによる椎間板損傷などが含まれる。いくつかの態様では、椎間板疾患または手術の施術対象疾患は、椎間板ヘルニアである。ある態様では、椎間板ヘルニアは、腰椎椎間板ヘルニアである。
 「手術」は、椎間板に対して行う外科手術であり、例えば、椎間板髄核摘出(切除)術)などが挙げられる。
 「手術部位および/またはその周辺部位の疼痛」は、術後の椎間板疾患に伴う疼痛、髄核摘出術後に軽減しない疼痛、炎症を伴う疼痛、神経浸潤による疼痛、術後に再度発生する椎間板の変性および/または損傷により椎間板組織が突出あるいは脱出して神経を物理的に圧迫することにより引き起こされる疼痛、術後の神経癒着による疼痛などであり得、あるいはこれらが複合的な要因となって引き起こされる疼痛であってもよい。また、一般的に、椎間板変性の重症度と疼痛の表れ方は相関しないことが知られている。椎間板の変性が進行していても疼痛がない患者もおり、逆に変性の進行は少ないが疼痛が強い患者もいる。
 より具体的には、「手術部位および/またはその周辺部位の疼痛」には、手術後の腰痛、背部痛、臀部痛、下肢痛などが含まれ、より好ましくは、腰痛、背部痛および/または臀部痛であり、特に好ましくは腰痛である。これらの疼痛は、炎症を伴う疼痛であってもよいし、あるいは炎症を伴う疼痛でなくてもよいが、好ましくは、炎症を伴う疼痛である。また、本発明における「手術部位および/またはその周辺部位の疼痛」とは、術後の椎間板由来の疼痛であって、椎間板に由来しない創部痛や、術前の椎間板疾患による疼痛は含まないが、時には椎間板疾患に伴う炎症が施術後の対象に残存していてもよい。
 「髄核摘出術後の術後疼痛」には、炎症を伴う疼痛、神経浸潤による疼痛、術後に再度発生する椎間板の変性および/または損傷により椎間板組織が突出あるいは脱出して神経を物理的に圧迫することにより引き起こされる疼痛などが含まれる。その時期により、術後急性期の疼痛、術後亜急性期の疼痛、および術後慢性期の疼痛に分けられる。本発明の好ましい態様の組成物は、急性期から亜急性期に生じる術後疼痛を抑制するために用いることができる。
 例えば、炎症を伴う疼痛は、特に術後急性期~術後慢性期の疼痛に影響を与える。炎症を伴う疼痛は、髄核摘出術の術後に手術部位およびその周辺部位に生じる炎症による疼痛を指し、時には椎間板疾患に伴う炎症や疼痛が施術後の対象に残存していてもよい。また、発症する部位については、例えば椎間板ヘルニアにおける炎症を伴う疼痛は、主にヘルニア突出部およびその周辺部位である腰部・背部・臀部に発症するが、下肢痛の発現においても炎症による影響があるとの報告がある。本明細書の実施例では、アルギン酸ナトリウムを含む組成物の髄核補填により炎症関連因子の発現が術後早期の段階から抑制されることが示されており、本発明の好ましい態様の組成物は、特に、炎症を伴う疼痛抑制・緩和・軽減のために用いることができることが示された。
 また、神経浸潤による疼痛は、髄核摘出術の施術により椎間板髄核に空隙が生じ神経浸潤が生じやすくなると考えられ、術後亜急性期~術後慢性期の疼痛に影響を与える。本明細書の実施例では、椎間板髄核に欠損を生じさせ、その後に処置を行わない群では、椎間板内への感覚神経の浸潤の指標となるTrkAの発現が術後4週の段階で亢進しているのに対し、アルギン酸治療群においてはTrkAの発現が抑制されていたことが見出された。すなわち、椎間板髄核の空隙部分への感覚神経の浸潤を、アルギン酸塩が防いでいる可能性が示唆された。このように、本発明の好ましい態様の組成物は、特に、神経浸潤による疼痛抑制・緩和・軽減のために用いることができることが示された。
 さらに、術後に再度発生する椎間板の変性および/または損傷により椎間板組織が突出あるいは脱出して神経を物理的に圧迫することにより引き起こされる疼痛は、術後亜急性期から始まり、主に慢性期の疼痛に影響を与える。いくつかの態様では、「髄核摘出術後の術後疼痛」は、術後急性期または亜急性期に発生する術後疼痛であり、術後慢性期に発生する術後疼痛を含まない。また、本発明における「髄核摘出術後の術後疼痛」とは、椎間板由来の術後疼痛であって、椎間板に由来しない創部痛や、画像診断で脊柱管の狭窄や神経根の圧迫が認められる腰痛は含まない。また本明細書中で、椎間板に由来する疼痛のことを椎間板性疼痛ともいう。
 ここで、「急性期」は、発症からの期間が4週間未満の期間であり、特に「術後急性期」は、手術から4週間未満の期間を示す。「亜急性期」は、発症からの期間が4週間以上12週未満の期間であり、特に「術後亜急性期」は、手術から4週間以上12週未満の期間を示す。「慢性期」は、発症からの期間が12週以上であり、特に「術後慢性期」は、手術から12週以上の期間をいう。
 より具体的には、「髄核摘出術後の術後疼痛」には、腰痛もしくは背部痛、臀部痛、下肢痛などが含まれる。いくつかの態様では、「髄核摘出術後の術後疼痛」は、腰痛、背部痛および/または臀部痛である。
 「手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の炎症」とは、椎間板に対する外科手術後に生じる椎間板内の炎症のことを意味する。ここで、椎間板内の炎症を有する患者では、無症状者よりも炎症性サイトカインが高いレベルで存在する。本発明における「手術部位および/またはその周辺部位の炎症」とは、術後の椎間板内の炎症であって、椎間板に由来しない炎症や、術前の椎間板疾患による炎症は含まないが、時には椎間板疾患に伴う炎症が施術後の対象に残存していてもよい。本明細書の実施例では、アルギン酸ナトリウムを含む組成物の髄核補填により炎症関連因子の発現が術後早期の段階から抑制されることが示されており、本発明の好ましい態様の組成物は、特に、手術後に生じる炎症の抑制・緩和・軽減のために用いることができることが示された。本発明の好ましい態様の組成物は、急性期から亜急性期に生じる術後炎症を抑制するために用いることができる。
 「対象」は、ヒト、またはヒト以外の生物、例えば、トリおよび非ヒト哺乳動物(例えば、ウシ、サル、ネコ、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ブタ、イヌ、ウサギ、ヒツジ、およびウマ)である。
 「対象」は、好ましくは、ヒトであり、より好ましくは、手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を有する患者であり、特に椎間板疾患に伴う疼痛および/または炎症を有する患者である。さらに好ましくは、髄核摘出術を適用される患者であり、特に好ましくは、髄核摘出術後の疼痛および/または炎症を有する患者である。
 「適用」とは、本発明の組成物を椎間板の髄核部位の変性分、縮小分、除去分、欠損部などを埋めるのに十分な量で髄核部位(例えば、髄核空隙部)に充填することを意味する。また、本明細書において「補填」は「適用」と同じ意味で用いられる。
 「一部分を硬化する」とは、後述の通りである。
 「アルギン酸の1価金属塩を含有する」とは、本発明の組成物が、適用された髄核部位において、手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制するのに十分な量のアルギン酸の1価金属塩を含有することを意味する。
 「流動性を有する」とは、後述の通りである。
 「手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制する」とは、後述の通りである。
 本発明の組成物は、溶媒を用いて溶液状態で提供されてもよいし、凍結乾燥体(特には、凍結乾燥粉体)などの乾燥状態で提供されてもよい。乾燥状態として提供される場合、本発明の組成物は、適用時には溶媒を用いて、溶液状などの流動性を有する状態で使用される。溶媒は、生体へ適用可能な溶媒であれば特に限定されないが、例えば、注射用水、精製水、蒸留水、イオン交換水(または脱イオン化水)、ミリQ水、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)などが挙げられる。好ましくは、ヒトおよび動物の治療に用いることが可能な注射用水、蒸留水、生理食塩水などである。
2.アルギン酸の1価金属塩
 「アルギン酸の1価金属塩」は、アルギン酸の6位のカルボン酸の水素原子を、NaやKなどの1価金属イオンとイオン交換することでつくられる水溶性の塩である。アルギン酸の1価金属塩としては、具体的には、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウムなどを挙げることができるが、特には、市販品により入手可能なアルギン酸ナトリウムが好ましい。アルギン酸の1価金属塩の溶液は、架橋剤と混合したときにゲルを形成する。
 本発明に用いる「アルギン酸」は、生分解性の高分子多糖類であって、D-マンヌロン酸(M)とL-グルロン酸(G)という2種類のウロン酸が直鎖状に重合したポリマーである。より具体的には、D-マンヌロン酸のホモポリマー画分(MM画分)、L-グルロン酸のホモポリマー画分(GG画分)、およびD-マンヌロン酸とL-グルロン酸がランダムに配列した画分(MG画分)が任意に結合したブロック共重合体である。アルギン酸のD-マンヌロン酸とL-グルロン酸の構成比(M/G比)は、主に海藻等の由来となる生物の種類によって異なり、また、その生物の生育場所や季節による影響を受け、M/G比が約0.4の高G型からM/G比が約5の高M型まで高範囲にわたる。
 アルギン酸の1価金属塩は高分子多糖類であり、分子量を正確に定めることは困難であるが、分子量が低すぎると粘度が低くなり、適用した部位の周辺組織への密着性が弱くなる恐れがあり、また、分子量が高すぎるものは製造が困難であるとともに、溶解性が低下する、溶液状にした際に粘度が高すぎて取扱いが悪くなる、長期間の保存で物性を維持しにくい等の問題を生じるため、一般的に重量平均分子量で1万~1000万、好ましくは2万~800万、より好ましくは5万~500万の範囲である。本明細書において、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示す。
 一方、天然物由来の高分子物質の分子量測定では、測定方法により値に違いが生じうることが知られている。例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)又はゲルろ過クロマトグラフィー(これらを合わせてサイズ排除クロマトグラフィーともいう)により測定した重量平均分子量は、好ましくは10万以上、より好ましくは50万以上であり、また好ましくは、500万以下、より好ましくは300万以下である。その好ましい範囲は、10万~500万であり、より好ましくは50万~350万である。
 また、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)と多角度光散乱検出器(Multi Angle Light Scattering:MALS)とを組み合わせたGPC-MALS法によれば、絶対重量平均分子量を測定することができる。GPC-MALS法により測定した重量平均分子量(絶対分子量)は、好ましくは1万以上、より好ましくは8万以上、さらに好ましくは9万以上であり、また好ましくは、100万以下、より好ましくは80万以下、さらに好ましくは70万以下、とりわけ好ましくは50万以下である。その好ましい範囲は、1万~100万であり、より好ましくは8万~80万であり、よりさらに好ましくは9万~70万、とりわけ好ましくは9万~50万である。
 通常、高分子多糖類の分子量を上記のような手法で算出する場合、10~20%以上の測定誤差を生じうる。例えば、40万であれば32~48万、50万であれば40~60万、100万であれば80~120万程度の範囲で値の変動が生じうる。
 アルギン酸の1価金属塩の分子量の測定は、常法に従い測定することができる。
 分子量測定にゲル浸透クロマトグラフィーを用いる場合の代表的な条件は、本明細書の実施例に記載のとおりである。カラムは、例えば、GMPW-XL×2+G2500PW-XL(7.8mm I.D.×300mm)を用いることができ、溶離液は、例えば、200mM硝酸ナトリウム水溶液とすることができ、分子量標準としてプルランを用いることができる。
 分子量測定にGPC-MALSを用いる場合の代表的な条件は、本明細書の実施例に記載のとおりである。検出器として、例えば、RI検出器と光散乱検出器(MALS)を用いることができる。
 アルギン酸の1価金属塩は、褐藻類から抽出された当初は、分子量が大きく、粘度が高めだが、熱による乾燥、精製などの過程で、分子量が小さくなり、粘度は低めとなる。製造工程の温度等の条件管理、原料とする褐藻類の選択、製造工程における分子量の分画などの手法により分子量の異なるアルギン酸の1価の金属塩を製造することができる。さらに、異なる分子量あるいは粘度を持つ別ロットのアルギン酸の1価金属塩と混合することにより、目的とする分子量を有するアルギン酸の1価金属塩とすることも可能である。
 本発明に用いられるアルギン酸の1価金属塩は、好ましくは、アルギン酸の1価金属塩をMilliQ水に溶解して1w/w%濃度の溶液とし、コーンプレート型粘度計を用いて、20℃の条件で、粘度測定を行ったときの見掛け粘度が、40mPa・s~800mPa・sであることが好ましく、より好ましくは、50mPa・s~600mPa・sであることが望ましい。見掛け粘度の測定条件は、後述の条件に従うことが望ましい。なお、本明細書において「見掛け粘度」を単に「粘度」という場合がある。
 本発明に用いるアルギン酸は、天然由来でも合成物であってもよいが、天然由来であるのが好ましい。天然由来のアルギン酸としては、例えば、褐藻類から抽出されるものを挙げることができる。アルギン酸を含有する褐藻類は世界中の沿岸域に繁茂しているが、実際にアルギン酸原料として使用できる海藻は限られており、南米のレッソニア、北米のマクロシスティス、欧州のラミナリアやアスコフィラム、豪のダービリアなどが代表的なものである。アルギン酸の原料となる褐藻類としては、例えば、レッソニア(Lessonia)属、マクロシスティス(Macrocystis)属、ラミナリア(Laminaria)属(コンブ属)、アスコフィラム(Ascophyllum)属、ダービリア(Durvillea)属、アラメ(Eisenia)属、カジメ(Ecklonia)属などがあげられる。
3.低エンドトキシン処理
 いくつかの態様では、アルギン酸の1価金属塩は、低エンドトキシンのアルギン酸の1価金属塩である。低エンドトキシンとは、実質的に炎症、または発熱を惹起しない程度にまでエンドトキシンレベルが低いことをいう。より好ましくは、低エンドトキシン処理されたアルギン酸の1価金属塩であることが望ましい。別のいくつかの態様では、アルギン酸の1価金属塩は、低エンドトキシン処理がされていない。
 低エンドトキシン処理は、公知の方法またはそれに準じる方法によって行うことができる。例えば、ヒアルロン酸ナトリウムを精製する、菅らの方法(例えば、特開平9-324001号公報など参照)、β1,3-グルカンを精製する、吉田らの方法(例えば、特開平8-269102号公報など参照)、アルギネート、ゲランガム等の生体高分子塩を精製する、ウィリアムらの方法(例えば、特表2002-530440号公報など参照)、ポリサッカライドを精製する、ジェームスらの方法(例えば、国際公開第93/13136号パンフレットなど参照)、ルイスらの方法(例えば、米国特許第5589591号明細書など参照)、アルギネートを精製する、ハーマンフランクらの方法(例えば、Appl Microbiol Biotechnol (1994)40:638-643など参照)等またはこれらに準じる方法によって実施することができる。低エンドトキシン処理は、それらに限らず、洗浄、フィルター(エンドトキシン除去フィルターや帯電したフィルターなど)によるろ過、限外ろ過、カラム(エンドトキシン吸着アフィニティーカラム、ゲルろ過カラム、イオン交換樹脂によるカラムなど)を用いた精製、疎水性物質、樹脂または活性炭などへの吸着、有機溶媒処理(有機溶媒による抽出、有機溶剤添加による析出・沈降など)、界面活性剤処理(例えば、特開2005-036036号公報など参照)など公知の方法によって、あるいはこれらを適宜組合せて実施することができる。これらの処理の工程に、遠心分離など公知の方法を適宜組み合わせてもよい。アルギン酸の種類などに合わせて適宜選択するのが望ましい。
 エンドトキシンレベルは、公知の方法で確認することができ、例えば、リムルス試薬(LAL)による方法、エントスペシー(登録商標)ES-24Sセット(生化学工業株式会社)を用いる方法などによって測定することができる。
 本発明の組成物に含有されるアルギン酸の1価金属塩のエンドトキシンの処理方法は特に限定されないが、その結果として、アルギン酸の1価金属塩のエンドトキシン含有量が、リムルス試薬(LAL)によるエンドトキシン測定を行った場合に、500エンドトキシン単位(EU)/g以下であることが好ましく、さらに好ましくは、100EU/g以下、とりわけ好ましくは50EU/g以下、特には30EU/g以下である。低エンドトキシン処理されたアルギン酸ナトリウムは、例えば、Sea Matrix(登録商標)(持田製薬株式会社)、PRONOVATMUP LVG(FMC BioPolymer)など市販品により入手可能である。
4.アルギン酸の1価金属塩の溶液の調製
 本発明の組成物は、アルギン酸の1価金属塩の溶液を用いて調製してもよい。アルギン酸の1価金属塩の溶液は、公知の方法またはそれに準じる方法により調製することができる。すなわち、本発明で用いられるアルギン酸の1価金属塩は、前述の褐藻類を用いて、酸法、カルシウム法など公知の方法により製造することができる。具体的には、例えば、これらの褐藻類から、炭酸ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液を用いて抽出した後、酸(例えば、塩酸、硫酸など)を添加することによってアルギン酸を得ることができ、アルギン酸のイオン交換によりアルギン酸の塩を得ることができる。好ましくは、前述のとおり、低エンドトキシン処理を行うようにしてもよい。アルギン酸の1価金属塩の溶媒は、生体へ適用可能な溶媒であれば特に限定されないが、例えば、精製水、蒸留水、イオン交換水、ミリQ水、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)などが挙げられる。これらは、滅菌されていることが好ましく、低エンドトキシン処理されたものが好ましい。例えば、ミリQ水をろ過滅菌して用いることができる。
 本発明の組成物が、凍結乾燥体などの乾燥状態で提供される場合にも、上記の溶媒を用いて流動性のある溶液に調製することができる。
 また、本発明の組成物を得るための操作は全てエンドトキシンレベル、および、細菌レベルの低い環境下で行うことが望ましい。例えば、操作はクリーンベンチで、滅菌器具を使用して行うことが好ましく、使用する器具を市販のエンドトキシン除去剤で処理してもよい。
5.本発明の組成物の見掛け粘度
 本発明のいくつかの態様の組成物は、流動性のある液体状、すなわち、溶液状である。本発明の組成物は、髄核部位(例えば、髄核空隙部)への適用時に流動性を有する。本発明の態様の1つでは、好ましくは、本発明の組成物は、組成物を20℃で1時間静置した後に、21Gの注射針で注入できる流動性を有する。この態様の本発明の組成物の見掛け粘度は、本発明の効果が得られれば、特に限定されないが、粘度が低すぎると適用した部位の周辺組織への密着性が弱くなる恐れがあるため、好ましくは10mPa・s以上、より好ましくは100mPa・s以上、さらに好ましくは200mPa・s以上、とりわけ好ましくは500mPa・s以上である。見掛け粘度が高すぎると取扱性が悪くなる恐れがあるため、好ましくは50000mPa・s以下、より好ましくは20000mPa・s以下であり、さらに好ましくは10000mPa・s以下である。見掛け粘度が20000mPa・s以下のときシリンジ等での適用がより容易に行える。しかし、見掛け粘度が20000mPa・s以上であっても加圧型や電動型の充填器具やその他の手段を用いて適用可能である。本発明の組成物の好ましい範囲は、10mPa・s~50000mPa・s、より好ましくは、100mPa・s~30000mPa・s、さらに好ましくは200mPa・s~20000mPa・s、またさらに好ましくは500mPa・s~20000mPa・s、とりわけ好ましくは700mPa・s~20000mPa・sである。別の好ましい態様では、500mPa・s~10000mPa・s、あるいは2000mPa・s~10000mPa・sであってもよい。本発明のいくつかの態様の組成物は、シリンジ等で対象に適用することもできる粘度である。
 アルギン酸類の水溶液などアルギン酸の1価金属塩を含有する組成物の見掛け粘度の測定は、常法に従い測定することができる。例えば、回転粘度計法の、共軸二重円筒形回転粘度計、単一円筒形回転粘度計(ブルックフィールド型粘度計)、円すい-平板形回転粘度計(コーンプレート型粘度計)等を用いて測定することができる。好ましくは、日本薬局方(第16版)の粘度測定法に従うことが望ましい。本発明において粘度測定は20℃の条件で行うことが望ましい。後述のように本発明の組成物が細胞など溶媒に溶解しないものを含有する場合には、粘度測定を正確に行うため、組成物の見掛け粘度は、細胞などを含有しない状態の見掛け粘度とすることが好ましい。
 本発明においては、アルギン酸の1価金属塩を含有する組成物の見掛け粘度の測定は、特に、コーンプレート型粘度計を用いて測定することがより望ましい。例えば、以下のような測定条件で測定することが望ましい。試料溶液の調製は、MilliQ水を用いて行う。測定温度は20℃とする。コーンプレート型粘度計の回転数は、アルギン酸1価金属塩の1%溶液測定時は1rpm、2%溶液測定時は0.5rpmとし、これを目安にして決定する。読み取り時間は、アルギン酸1価金属塩の1%溶液測定の場合は2分間測定し、開始1分から2分までの平均値とする。2%溶液測定の場合は2.5分間測定し、開始0.5分から2.5分までの平均値とする。試験値は3回の測定の平均値とする。
 本発明の組成物の見掛け粘度は、例えば、アルギン酸の1価金属塩の濃度、分子量、又はM/G比等を制御することにより調整することができる。
 アルギン酸の1価金属塩の溶液の見掛け粘度は、溶液中のアルギン酸1価金属塩濃度が高い場合に粘度が高く、濃度が低い場合に粘度が低くなる。またアルギン酸1価金属塩の分子量が大きい場合に粘度が高く、分子量が小さい場合に粘度が低くなる。
 アルギン酸の1価金属塩の溶液の見掛け粘度は、M/G比によって影響を受けるため、例えば、溶液の粘度等により好ましいM/G比を有するアルギン酸を適宜選択することができる。本発明に用いるアルギン酸のM/G比は、約0.1~5.0であり、好ましくは約0.1~4.0、より好ましくは約0.2~3.5である。
 前述のように、M/G比が主に海藻の種類によって決まることなどから、原料として用いられる褐藻類の種類はアルギン酸の1価金属塩の溶液の粘度に影響を及ぼす。本発明で用いられるアルギン酸としては、好ましくは、レッソニア属、マクロシスティス属、ラミナリア属、アスコフィラム属、ダービリア属の褐藻由来であり、より好ましくはレッソニア属の褐藻由来であり、特に好ましくはレッソニア・ニグレッセンズ(Lessonia nigrescens)由来である。
6.本発明の組成物の調製
 本発明の組成物は、アルギン酸の1価金属塩を有効成分として含有することを特徴とする。本発明者らは、アルギン酸1価金属塩を生体の髄核部位(例えば、髄核空隙部)に充填した場合に、アルギン酸の1価金属塩自体が手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制することを初めて見出した。有効成分として含有するとは、アルギン酸の1価金属塩が患部に適用された際に、手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制できる量で含有されていればよく、少なくとも、組成物全体の0.1w/v%以上であることが好ましく、より好ましくは0.5w/v%以上、さらに好ましくは、1w/v%である。本発明の組成物中の好ましいアルギン酸の1価金属塩濃度は、分子量の影響を受けるので、一概にはいえないが、好ましくは0.5w/v%~5w/v%、より好ましくは1w/v%~5w/v%であり、さらに好ましくは、1w/v%~3w/v%で、とりわけ好ましくは1.5w/v%~2.5w/v%である。また、別の態様では、本発明の組成物中のアルギン酸の1価金属塩濃度は、好ましくは、0.5w/w%~5w/w%、より好ましくは1w/w%~5w/w%であり、さらに好ましくは、1w/w%~3w/w%で、とりわけ好ましくは1.5w/w%~2.5w/w%であってもよい。
 好ましいエンドトキシンレベルを示すまで精製したアルギン酸の1価金属塩を用いて、上記のように組成物を作製した場合には、組成物のエンドトキシン含有量は、通常、500EU/g以下であり、より好ましくは300EU/g以下、さらに好ましくは150EU/g以下であり、とりわけ好ましくは100EU/g以下である。
 いくつかの態様では、本発明の組成物は、細胞および細胞の成長を促進する因子からなる群から選択される少なくとも1種と組み合わせて適用される。
 別のいくつかの態様では、本発明の組成物は、細胞を含有しない。
 本発明の組成物を細胞と組み合わせて適用する場合、細胞を用いる。用いる細胞としては、例えば、髄核細胞、幹細胞、間質細胞、間葉系幹細胞、骨髄間質細胞などが挙げられ、由来は特に限定されないが、椎間板髄核、骨髄、脂肪組織、臍帯血などを挙げることができる。また、細胞として、ES細胞およびiPS細胞を挙げることもできる。
 「細胞を用いる」とは、必要に応じて、椎間板髄核、骨髄、脂肪組織、臍帯血などから目的とする細胞を回収し濃縮する処理や、培養して量を増やす処理を行い、調製した細胞を本発明の組成物に添加することを言う。具体的には、例えば、1×10個/ml以上、または1×10個/ml以上、好ましくは、1×10個/ml~1×10個/mlの細胞を本発明の組成物に含有させることを言う。細胞は市場から入手して用いてもよい。
 本発明の組成物は、細胞の成長を促進する因子と組み合わせて適用するようにしてもよい。この場合、組成物に、細胞の成長を促進する因子を含ませることもできる。そのような因子としては、例えば、BMP、FGF、VEGF、HGF、TGF-β、IGF-1,PDGF,CDMP(cartilage-derived-morphogenetic protein),CSF,EPO、IL、PRP(Platelet Rich Plasma)、SOXおよびIF等が挙げられる。これらの因子は、組み換え法により製造してもよく、あるいは蛋白組成物から精製してもよい。尚、本発明のいくつかの態様の組成物は、これらの成長因子を含まない。成長因子を含まない場合、積極的に細胞の成長を促す場合と比較してより安全性も高い。
 本発明の組成物は、細胞死を抑制する因子を含ませることもできる。細胞死を引き起こす因子としては、例えば、Caspase、TNFα等が挙げられ、これらを抑制する因子としては、抗体やsiRNA等が挙げられる。これらの細胞死を抑制する因子は、組み換え法により製造してもよく、あるいは蛋白組成物から精製してもよい。尚、本発明のいくつかの態様の組成物は、これらの細胞死を抑制する因子を含まない。細胞死を抑制する因子を含まない場合、積極的に細胞死を抑制する場合と比較してより安全性も高い。
 尚、本発明の1つの態様では、本発明の組成物は、アルギン酸の1価金属塩以外に、手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症に対し薬理作用を発揮する成分を含まない。アルギン酸の1価金属塩のみを有効成分として含有する組成物においても、充分に手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制しうる。
 本発明のいくつかの態様では、必要に応じて、他の医薬活性成分や、慣用の安定化剤、乳化剤、浸透圧調整剤、緩衝剤、等張化剤、保存剤、無痛化剤、着色剤等、通常医薬に用いられる成分を本発明の組成物に含有させることもできる。浸透圧調整剤は、医薬上許容されるものであれば特に制限されず、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等の電解質や、グルコース、ソルビトール、マンニトール、トレハロース、マルトース、スクロース等が挙げられる。
7.本発明の組成物の硬化
 いくつかの態様では、本発明の組成物は、髄核部位(例えば、髄核空隙部)への適用後に組成物の表面の少なくとも一部分に架橋剤を接触させるように用いられる。あるいは、本発明の組成物は、髄核部位(例えば、髄核空隙部)への適用後に一部分を硬化するように用いられるようにしてもよい。
 「一部分を硬化する」とは、流動性を有する本発明の組成物の一部分に架橋剤を接触させて、架橋剤と接触した組成物の全体ではなく一部分をゲル化し、固めることをいう。好ましくは、流動性を有する本発明の組成物の表面の少なくとも一部分に架橋剤を接触させることで本発明の組成物の一部分を硬化する。ある態様では、「組成物を髄核部位への適用後に一部分を硬化させる」とは、髄核部位への充填と同様の架橋剤の使用方法および使用比率を用いて、特許文献1の実施例4に準じて、in vitroで、直径6mmの試験管にアルギン酸ナトリウム500μLおよび架橋剤を充填して1時間静置後に、試験管内の組成物の容量の少なくとも5割はゲル化しておらず、ゲル化していない部分は、試験管内の組成物の容量の少なくとも5割が21Gの注射針をつけたシリンジで吸引できることで示されてもよい。組成物が髄核部位への充填後にもこのような性状を示すことにより、充填後に椎間板の頭尾側から圧縮力をかけた場合でも組成物が逸脱することがないと考えられる。「組成物の表面の少なくとも一部分」は、例えば、髄核へつながる椎間板の表面の開口部であり、好ましくは、髄核部位に組成物を適用するのに使用した椎間板の表面の開口部、すなわち組成物の充填口である。組成物の表面の少なくとも一部分をゲル化して固めることで、椎間板から組成物が漏れ出すのを効果的に防ぐことができる。椎間板表面の組成物の充填口は、例えば、椎間板の表面にシリンジの針やメスで作製した組成物の充填に用いられた開口部、あるいは、椎間板ヘルニア摘出時にメス等により作製された椎間板表面の開口部であることが好ましい。この態様における椎間板とは好ましくは線維輪である。
 本発明の組成物は、好ましくは、対象の髄核部位に適用する前に、組成物を硬化させる量の架橋剤を含有しない。このため、本発明の組成物には、一定時間経過後も組成物を硬化させない量の架橋剤が含まれていてもよい。ここでの一定時間とは、特に限定されないが、好ましくは30分~12時間程度である。「組成物を硬化させる量の架橋剤を含有しない」ことは、例えば、組成物を20℃で1時間静置した後に、21Gの注射針をつけたシリンジで注入できることで示されてもよい。本発明のいくつかの態様の組成物には、架橋剤が含まれていない。
 架橋剤としては、アルギン酸の1価金属塩の溶液を架橋することにより、その表面を固定化することができるものであれば、特に限定されない。架橋剤として、例えば、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+などの2価以上の金属イオン化合物、分子内に2~4個のアミノ基を有する架橋性試薬などが挙げられる。より具体的には、2価以上の金属イオン化合物として、CaCl、MgCl、CaSO、BaCl等を、分子内に2~4個のアミノ基を有する架橋性試薬として、窒素原子上にリジル(lysyl)基(-COCH(NH)-(CH-NH)を有することもあるジアミノアルカン、すなわちジアミノアルカンおよびそのアミノ基がリジル基で置換されてリジルアミノ基を形成している誘導体が包含され、具体的にはジアミノエタン、ジアミノプロパン、N-(リジル)-ジアミノエタン等を挙げることができるが、入手しやすいこと、ゲルの強度等の理由から、特に、CaCl溶液とするのが好ましい。
 本発明のいくつかの態様の1つでは、本発明の組成物の表面に架橋剤を接触させるタイミングは、好ましくは、本発明の組成物を髄核部位へ適用した後である。本発明の組成物の一部分に架橋剤(例えば、2価以上の金属イオン)を接触させる方法としては、特に限定されないが、例えば、シリンジ、噴射器(スプレー)などで、2価以上の金属イオンの溶液を組成物表面にかける方法などを挙げることができる。例えば、架橋剤は、ゆっくりと数秒~10数秒、椎間板に形成された組成物の充填口にかけ続けてもよい。その後は、必要に応じて、充填口付近に残存する架橋剤を除去する処理を加えてもよい。架橋剤の除去は、例えば、生理食塩水等による適用部位の洗浄であってもよい。
 架橋剤の使用量は、本発明の組成物の適用量、椎間板表面の組成物の充填口の大きさ、椎間板の髄核の適用部位サイズ、などを考慮して適宜調節するのが望ましい。組成物の充填口の周囲組織に架橋剤の影響を強く及ぼさないためには、架橋剤の使用量を過剰にならないよう調節する。2価以上の金属イオンの使用量としては、アルギン酸の1価金属塩を含有する組成物の表面を固めることができる量であれば、特に限定されない。しかし、例えば、100mMのCaCl2溶液を用いる場合には、椎間板の表面の充填口が直径1mm程度の場合には、CaCl2溶液の使用量は0.3ml~5.0ml程度であることが好ましく、より好ましくは0.5ml~3.0ml程度である。椎間板表面の充填口が椎間板ヘルニア摘出時にメス等により作製され、辺縁が5mm×10mm程度の場合には、100mMのCaCl溶液の使用量は、0.3ml~10ml程度であることが好ましく、より好ましくは、0.5ml~6.0ml程度である。適用部位における本発明の組成物の状態を見ながら、適宜増減できる。
 架橋剤にカルシウムが含まれる場合、カルシウムの濃度が高い方が、ゲル化が早く、また、より硬いゲルを形成することができることが知られている。しかし、カルシウムには細胞毒性があるため、濃度が高すぎると、椎間板の髄核に悪影響を及ぼす恐れもある。そこで、アルギン酸の1価金属塩を含有する組成物の表面を固めるのに、例えばCaCl2溶液を用いる場合には、好ましくは、25mM~200mM、より好ましくは、50mM~150mMの濃度とするのが望ましい。
 本発明においては、好ましくは、組成物に架橋剤を添加後、一定時間静置した後に、添加した部位に残存する架橋剤を洗浄などにより除去することが望ましい。静置する一定時間は特に限定されないが、好ましくは、約1分間以上、より好ましくは約4分間以上静置して組成物の表面をゲル化させることが望ましい。あるいは、約1分~約10分間、より好ましくは約4分~約10分間、約4分間~約7分間、さらに好ましくは約5分間静置することが好ましい。この一定時間の間は、組成物と架橋剤とを接触させた状態にすることが望ましく、組成物の液面が乾かないように、架橋剤を適宜追加してもよい。
 例えば、アルギン酸ナトリウム溶液をCaCl2溶液中に滴下し、ゲル化して作成したものにアルギン酸ビーズがある。しかし、アルギン酸ビーズは、適用部位に押し付けて適用する必要があるが、適用部位の大きさにあったものを作成する必要があり、実際の臨床で使うには、技術的に困難である。また、CaCl2溶液を架橋剤として用いた場合、ビーズ表面のCaイオンが周囲組織に接触するため、カルシウムの細胞毒性の問題もある。これに対して、本発明の組成物は、溶液状であるから、いずれの形状の適用部位へも容易に適用することができるし、適用部位の全体を本組成物で覆うことができ、周囲組織への密着性も良い。本発明の組成物の周囲組織に接触する部分は、カルシウム濃度を低く保つことが可能であり、カルシウムの細胞毒性の問題も少ない。本発明の組成物の周囲組織に接触する部分は、架橋剤の影響が少ないから、本発明の組成物は、容易に適用部位の細胞や組織にコンタクトできる。好ましくは、本発明の組成物は、髄核部位に適用した後、約4週間も経過すれば、適用した部位において識別できなくなるほど生体の組織と融合し、生体への親和性も高い。
 本発明の組成物を髄核部位に適用する際に、架橋剤により一部分をゲル化させると、本発明の組成物は患部で一部分が硬化し、周囲組織に密着した状態で局在し、髄核部位からの漏出を防ぐことができる。加えて、本発明の組成物が周囲組織に密着することにより、本発明の組成物の手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症抑制効果がより強力に発揮される。
 特許文献1の実施例において、比較例として、髄核部位へ充填した補填材全体をゲル化させ硬化させた場合には、椎間板に頭尾側から圧縮力をかけると椎間板表面の組成物充填口から硬化ゲルが逸脱する現象がみられた。一方、溶液状の組成物を髄核部位に充填した場合には、頭尾側から圧縮力をかけた場合にも椎間板表面の充填口からの逸脱はなかった。すなわち、実際に本発明の組成物により髄核補填を行った場合、椎間板に対する上下からの圧力に対しても、補填した組成物が漏れ出る恐れが低いといえる。
 また、硬化したゲルを髄核部位へ充填する場合には、硬化したゲルが脊柱管内に突出し、重大な神経障害を引き起こす危険性がある。一方、本発明の溶液状の組成物は、そのような危険性は低く、合併症発症の危険が低い。
8.本発明の組成物の適用
 本発明の組成物は、ヒト、またはヒト以外の生物、例えば、トリおよび非ヒト哺乳動物(例えば、ウシ、サル、ネコ、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ブタ、イヌ、ウサギ、ヒツジ、およびウマ)の椎間板の髄核部位(例えば、髄核空隙部)に適用し、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制するために用いられる。
 本発明の組成物の形態は、好ましくは流動性のある液体状、すなわち、溶液状である。本発明において「流動性を有する」とは、その形態を不定形に変化させる性質を持つことを意味し、例えば溶液のように、常に流れ動く性質を持つことを必要としない。好ましくは、例えば、組成物をシリンジなどに封入し、椎間板の髄核部位へ注入することができるような流動性を有することが望ましい。また、本発明のいくつかの態様の1つでは、組成物を20℃で1時間静置した後に、14G~26Gの注射針をつけたシリンジで椎間板の髄核部位へ注入できるような流動性を有することが望ましく、さらに好ましくは21Gの注射針で注入できることが望ましい。本発明の組成物が凍結乾燥体などの乾燥状態で提供される場合には、適用時に溶媒などを用いて上述のような流動性のある組成物とすることができる。
 溶液状である本発明の組成物は、シリンジ、ゲル用ピペット、専用注射器、専用注入器、充填器具などで椎間板の髄核部位に容易に適用することができる。
 本発明の組成物の粘度が高い場合には、シリンジで適用するのが困難になるため、加圧型や電動型などのシリンジを用いてもよい。シリンジなどを使用しなくても、例えば、へら、棒などで髄核部位の欠損部へ適用してもよい。シリンジで注入する場合、例えば、14G~27Gまたは14G~26Gの針を使用するのが好ましい。
 本発明の組成物の髄核部位への適用方法は、特に限定されないが、好ましくは、公知の外科的手法により患部を直視下に露出した後に、あるいは、顕微鏡下又は内視鏡下で、シリンジ、充填器具等を用いて、本発明の組成物を髄核部位に適用することができる。好ましい態様の一つでは、例えば、線維輪表面から髄核部位へ向かって充填器具の針などを挿入し、本発明の組成物を適用してもよい。
 本発明の組成物は、溶液状である場合、髄核の縮小、髄核部位の空洞や欠損部など、いずれの形状の髄核部位にも適合することができ、髄核の縮小、空洞または欠損部の全体を充填することもできる。髄核の縮小、髄核部位の空洞や欠損部は、椎間板の変性または損傷により生じたものであり得るし、あるいは、外科的手術で髄核の少なくとも一部を除去または吸引することにより生じたものでもあり得る。好ましくは、髄核の少なくとも一部を除去することで形成した髄核欠損部に、本発明の組成物を適用することが望ましい。
 髄核の少なくとも一部の除去は、特に限定されず、例えば、直視下、経皮的、顕微鏡視下、又は内視鏡的に行われる椎間板髄核摘出術等であってもよい。また例えば、背中に2cm~10cmの切開を加え、筋肉を椎弓という脊椎の後方要素後面から剥離し、椎弓間の靭帯を切除し、神経と椎間板ヘルニアを確認し、神経を圧迫しているヘルニアを摘出する方法(ラブ法)であってもよい。また、髄核にレーザーを照射し、髄核の容量を減少させる方法であってもよい。
 本発明の組成物の髄核部位への適用後は、前術のとおり、架橋剤により組成物の一部を硬化させることができる。
 本発明の組成物の適用量は、適用する対象の髄核の適用部位の容積に応じて決めれば良く、特に限定されないが、例えば、0.01ml~10ml、より好ましくは、0.1ml~5mlであり、さらに好ましくは0.2ml~3mlである。本発明の組成物を髄核欠損部に適用する場合は、髄核部位の欠損部容積を十分に満たすように注入されるのが望ましい。
 本発明の組成物の適用回数・頻度は、症状と効果に応じて増減可能である。例えば、1回のみの適用であってもよいし、1月~1年に1回の適用を継続して行ってもよい。
 アルギン酸は動物の体内に元来存在しない物質であるため、動物はアルギン酸を特異的に分解する酵素を保有していない。アルギン酸は動物体内においては、通常の加水分解により徐々に分解されるが、ヒアルロン酸等のポリマーに比べ体内の分解が緩やかであり、また髄核内には血管が存在しないため、髄核内に充填した場合、長期間の効果持続が期待できる。
 本発明の組成物が、前述のような細胞や成長因子とともに提供されない場合でも、本発明の組成物が髄核部位へ適用される際に、前述の細胞や成長因子、細胞死抑制因子、後述の他の薬剤などが併用して用いられてもよい。
 本発明の組成物は、髄核部位へ適用することにより、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制するために用いられる。そのため、本発明の組成物は、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症抑制用組成物として好ましく用いられる。本明細書において「手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制する」ことには、疼痛および/または炎症の予防、抑制、緩和、軽減、改善、除去、発症率の減少、発症時期の遅延、進行抑制、重症度の軽減、臨床症状の緩和等を含む。
 これらの本発明の組成物の好ましい態様、組成物の使用方法等は、前記の記載に従う。
 手術の施術対象疾患(椎間板疾患)は、例えば、椎間板ヘルニア、椎間板症、脊椎変性辷り症、化膿性椎間板炎、変形性脊椎症、脊柱管狭窄症、椎間板損傷からなる群から選択される少なくとも1種の疾患である。椎間板疾患は、好ましくは、椎間板ヘルニアであり、より好ましくは、腰椎椎間板ヘルニアである。
9.治療方法
 本発明は、いくつかの態様において、前記組成物と架橋剤とを用い、椎間板手術後に髄核に補填して用いる、椎間板性疼痛、好ましくは術後急性期から亜急性期の疼痛抑制のための方法を提供する。
 好ましくは、前記治療方法は、アルギン酸の1価金属塩を含有する水溶液で、粘性は高いが流動性のある状態で髄核の空隙部に補填し、補填材の注入口を架橋剤でゲル化させ、補填材が流出しないように処置することを含む方法である。また好ましくは、前記治療方法は、前記材料を用いて前記処置をすることにより、術後急性期から亜急性期の疼痛抑制方法である。さらにまた好ましくは、前記治療方法は、術後急性期から亜急性期の髄核内・繊維輪の炎症抑制方法であり、および/または、髄核内・繊維輪への神経浸潤の抑制方法である。前記治療方法は、術後急性期から亜急性期の髄核内・繊維輪の炎症を抑制することによる、および/または、術後急性期から亜急性期の髄核内・繊維輪への神経浸潤を抑制することによる術後疼痛抑制方法である。
 本発明は、別のいくつかの態様において、前記本発明の組成物を用いる、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制のための方法を提供する。好ましくは、前記治療方法は、手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制のための方法であって、アルギン酸の1価金属塩を含有し、流動性を有する組成物を、前記手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制を必要とする対象の椎間板の髄核部位に適用し、適用を、組成物の表面の少なくとも一部分に架橋剤を接触させるように行うことを含む。あるいは、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制のための方法であって、アルギン酸の1価金属塩を含有し、流動性を有する組成物を、前記手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制を必要とする対象の椎間板の髄核部位に適用し、適用した前記組成物の一部分を硬化することを含む方法が提供される。
 治療方法は、本発明の組成物を髄核部位へ適用する前に、髄核の少なくとも一部を除去する工程を含んでもよい。
 前記椎間板疾患は、例えば、椎間板ヘルニア、椎間板症、脊椎変性辷り症、化膿性椎間板炎、変形性脊椎症、脊柱管狭窄症、椎間板損傷からなる群から選択される少なくとも1種の状態または疾患である。本発明のいくつかの態様の治療方法では、前記椎間板変性および/または椎間板損傷は、椎間板ヘルニアであり、特には、腰椎椎間板ヘルニアである。
 本発明の組成物の好ましい態様、具体的な椎間板の髄核部位への適用方法、組成物の硬化方法、用語の意義等は、前述のとおりである。他の椎間板の治療方法や治療薬を適宜組み合せて本発明の治療方法を行ってもよい。
 また、髄核部位に本発明の組成物を適用する前に、あるいは同時に、あるいは後で、ストレプトマイシン、ペニシリン、トブラマイシン、アミカシン、ゲンタマイシン、ネオマイシン、およびアンホテリシンB等の抗生物質、アスピリン、非ステロイド性解熱鎮痛剤(NSAIDs)、アセトアミノフェン等の抗炎症薬、タンパク分解酵素、副腎皮質ステロイド薬、シンバスタチン、ロバスタチン等のHMG-CoA還元酵素阻害剤等の併用薬を充填するようにしても良い。これらの薬剤は本発明の組成物に混入して用いてもよい。または、経口あるいは非経口で併用して投与されてもよい。その他、筋弛緩薬、オピオイド鎮痛薬、神経性疼痛緩和薬等が必要に応じて経口あるいは非経口で併用して投与されてもよい。
 また、本発明のいくつかの態様では、本発明の組成物とともに、前述の細胞を髄核部位に適用してもよい。あるいは、本発明のいくつかの態様では、本発明の組成物とともに、前述の細胞の成長を促進する因子を髄核部位に適用してもよい。なお、本発明の別の態様では、本発明の組成物が前述の細胞を併用しない態様も望ましい。また、本発明の組成物が細胞の成長を促進する因子を併用しない態様も望ましい。
 本発明は、本発明の組成物を製造するためのアルギン酸の1価金属塩の使用にも関する。
 本発明の使用は、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制のための組成物を製造するためのアルギン酸の1価金属塩の使用であって、前記組成物が、対象の髄核部位に適用され、適用を、組成物の表面の少なくとも一部分に架橋剤を接触させるように行い、髄核部位への適用時に流動性を有する。あるいは、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制のための組成物を製造するためのアルギン酸の1価金属塩の使用であって、前記組成物が、対象の髄核部位に適用し、適用後に一部分を硬化するように用いられ、髄核部位への適用時に流動性を有する使用が提供される。
 本発明は、さらに、アルギン酸の1価金属塩を含有し、流動性を有する組成物を、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制を必要とする対象の椎間板の髄核部位に適用し、適用を、組成物の表面の少なくとも一部分に架橋剤を接触させるように行う、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制のためのアルギン酸の1価の金属塩を提供する。あるいは、アルギン酸の1価金属塩を含有し、流動性を有する組成物を、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制を必要とする対象の椎間板の髄核部位に適用し、適用した組成物の一部を硬化する、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制する方法において使用されるためのアルギン酸の1価の金属塩が提供される。
10.凍結乾燥製剤、キット
 本発明は、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症の抑制するためのキットを提供する。
 本発明のキットには、本発明の組成物を含めることができる。本発明のキットに含める本発明の組成物は、溶液状態または乾燥状態であるが、好ましくは、乾燥状態であり、より好ましくは、凍結乾燥体であり、特に好ましくは、凍結乾燥粉体である。また、本発明の組成物が乾燥状態のときは溶解用の溶媒(例えば、注射用水)を含むことが望ましい。
 本発明のキットは、さらに、架橋剤を含んでいてよい。
 本発明のキットは、さらに、架橋剤、シリンジ、注射針、ゲル用ピペット、専用充填器、取り扱い説明書等を含めることができる。
 キットとして好適な具体例としては、(1)低エンドトキシンアルギン酸ナトリウムの凍結乾燥体を封入したバイアル、(2)溶解液として注射用水などの溶媒を封入したアンプル、(3)架橋剤として塩化カルシウム溶液など2価以上の金属イオン化合物を封入したアンプル等を一つのパックに入れたキットとすることができる。また別の例としては、一体成型され、隔壁により仕切られた二つの部屋からなるシリンジの1室にアルギン酸の1価金属塩を封入し、他方の部屋に溶解液としての溶媒、または架橋剤を含む溶液を封入し、両部屋の隔壁を用時容易に開通できるよう構成し、用時両者を混合・溶解して用いることのできるキットとする。他の例としては、アルギン酸の1価金属塩溶液をプレフィルドシリンジに封入し、使用時に調製操作なくそのまま充填できるキットとする。他の例としては、アルギン酸溶液と架橋剤を別々のシリンジに封入し、一つのパックに同梱したキットとする。あるいは、アルギン酸の1価金属塩溶液を充填したバイアルと架橋剤を封入したアンプル等を含むキットとしてもよい。「本発明の組成物」、「架橋剤」、「シリンジ」、「髄核補填」などについては、前記で説明した通りである。
 本キットは、例えば、本発明の治療方法に用いることができる。
 なお、本明細書に記載した全ての文献および刊行物は、その目的にかかわらず参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする。
 
 以下の実施例により本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定して理解されるべきではない。
実施例1 アルギン酸ナトリウム溶液の調製
 アルギン酸ナトリウムは、次のものを用いた。エンドトキシン含量は、50EU/g未満の低エンドトキシンアルギン酸ナトリウムであった。各アルギン酸ナトリウムの見かけ粘度及び重量平均分子量は下記表のとおりである。アルギン酸ナトリウムの見かけ粘度測定は、日本薬局方(第16版)の粘度測定法に従い、回転粘度計法(コーンプレート型回転粘度計)を用いて測定した。具体的な測定条件は以下のとおりである。試料溶液の調製は、MilliQ水を用いて行った。測定機器は、コーンプレート型回転粘度計(粘度粘弾性測定装置レオストレスRS600(Thermo Haake GmbH)センサー:35/1)を用いた。回転数は、1w/w%アルギン酸ナトリウム溶液測定時は1rpm、2w/w%アルギン酸ナトリウム溶液測定時は0.5rpmとした。読み取り時間は、1w/w%溶液測定時は、2分間測定し、開始1分から2分までの平均値とし、2w/w%溶液測定時は、2.5分間測定し、開始0.5分から2.5分までの平均値とした。3回の測定の平均値を測定値とした。測定温度は20℃とした。
 また、各アルギン酸ナトリウムの重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)と、GPC-MALSの2種類の測定法で測定した。測定条件は以下のとおりである。
[前処理方法]
 試料に溶離液を加え溶解後、0.45μmメンブランフィルターろ過したものを測定溶液とした。
(1)ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定
[測定条件(相対分子量分布測定)]
 カラム:TSKgel GMPW-XL×2+G2500PW-XL(7.8mm I.D.×300mm×3本)
  溶離液:200mM硝酸ナトリウム水溶液
  流量:1.0mL/min
  濃度:0.05%
  検出器:RI検出器
  カラム温度:40℃
  注入量:200μL
  分子量標準:標準プルラン、グルコース
(2)GPC-MALS測定
[屈折率増分(dn/dc)測定(測定条件)]
 示唆屈折率計:Optilab T-rEX
 測定波長:658nm
 測定温度:40℃
 溶媒:200mM硝酸ナトリウム水溶液
 試料濃度:0.5~2.5mg/mL(5濃度)
[測定条件(絶対分子量分布測定)]
 カラム:TSKgel GMPW-XL×2+G2500PW-XL(7.8mm I.D.×300mm×3本)
  溶離液:200mM硝酸ナトリウム水溶液
  流量:1.0mL/min
  濃度:0.05%
  検出器:RI検出器、光散乱検出器(MALS)
  カラム温度:40℃
  注入量:200μL
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記アルギン酸ナトリウムを生理食塩水で溶解して2w/v%アルギン酸ナトリウム溶液を調製し、以降の実施例にて用いた。
実施例2:椎間板髄核欠損動物モデルにおけるアルギン酸ナトリウム補填による炎症・疼痛関連因子の変化
 ラット椎間板髄核欠損モデルおよびウサギ椎間板髄核欠損モデルに対して、アルギン酸ナトリウム溶液をそれぞれ充填し、髄核(NP)および線維輪(AF)におけるTNF-α、IL-6、TrkA陽性細胞率を測定した。
1-(1)ラット椎間板髄核欠損モデルの作製およびアルギン酸ナトリウムの補填
 ラット髄核穿刺モデルは、免疫組織化学染色分析および、疼痛関連行動分析で使用した。12週齢雌SDラット(260-300 g)を、皮膚切開のみの群(sham群)、髄核穿刺のみの群(髄核穿刺群)、および、髄核穿刺後にアルギン酸ナトリウム溶液を注入後に表面を硬化させた群(アルギン酸治療群)に無作為に割り付けた(n=3、各時点・各群)。
 ラットは、5 % isoflurane吸入による麻酔導入の後に、ketamineとmedetomidineの混合物(ketamine:medetomidine=75 mg/kg : 0.5 mg/kg)の腹腔内注射によって麻酔を維持された。鉗子を用いた尾部つまみ試験で麻酔深度を確認した後、Co4/5 -5/6椎間板の背側皮膚を切開した。結合組織を剥離してCo4/5 -5/6を露出し、19 G針を用いてCo4/5 -5/6椎間板の髄核を線維輪越しに穿刺して欠損部を作成した(径1 mm、深さ2 mm)。
 実施例1に記載の方法で、生理食塩水に溶解した2%(w/v)アルギン酸ナトリウム溶液を調製し、4 μl のアルギン酸ナトリウム溶液を26 G針を取り付けたマイクロシリンジ(Hamilton)を用いて、髄核組織欠損部に直ちに注入した。次に、102 mM CaCl2(1 ml)をアルギン酸ナトリウム上に滴下して表面をゲル化した。5分後、手術部位を生理食塩水で洗浄し、ゲル化を確認した後、筋膜、結合組織、皮膚を縫合閉鎖した。
1-(2)ウサギ椎間板髄核欠損モデルの作製およびアルギン酸ナトリウムの補填
 ウサギ髄核吸引モデルは、免疫組織化学染色分析に使用した。4-5か月齢雄日本白色家兎 (3.2-3.5 kg)を、吸引のみの群(髄核吸引群)と髄核吸引後にアルギン酸ナトリウム溶液を注入後に、表面を硬化させた群(アルギン酸治療群)に無作為に割り付けた。
 ラット髄核穿刺モデルと同様の方法で麻酔した後、後腹膜アプローチで椎間板のL2/3 -4/5を露出した。18 G針を用いて線維輪穿刺を行い、10 mlシリンジを用いてL2/3およびL4/5椎間板から内容物が吸引できなくなるまで髄核組織を吸引した。L3/4は、controlとして扱い、処置を施さなかった。アルギン酸治療群においては髄核組織の吸引後に、20 μlのアルギン酸ナトリウム溶液をラットの場合と同様に埋植・ゲル化した。5分後、手術部位を生理食塩水で洗浄し、ゲル化を確認した後、筋膜、結合組織、皮膚を縫合閉鎖した。
1-(3)免疫組織学的評価
 ラットおよびウサギ椎間板の免疫組織化学染色を実施し、術後1、4、7および28日後のTNF-α、IL-6陽性細胞率を検出した。さらに、ラット椎間板については、術後1、4、7および28日後のTrkA陽性細胞率を検出した。炎症性サイトカインであるTNF-α、IL-6は、炎症反応下で発現が亢進する。神経成長因子NGFの受容体であるTrkAは、疼痛関連の指標であるとともに、椎間板疼痛における重要な要素である線維輪深部内層への感覚神経の浸潤(neoinnervation)を示す指標でもある。
 ラット(各時点・各群n=3)をisoflurane吸入によって深く麻酔し、頸椎脱臼で安楽死させた。ウサギ(各時点・各群n=3)は、heparin (10,0000単位)を静脈内注射した後、pentobarbital sodiumを静脈内注射にて過量投与し、安楽死させた。
 ラットモデルでは、尾全体(Co4/5-Co5/6)を外科的に摘出し、無菌条件下で軟部組織を除去して尾椎と椎間板のみを採取した。ウサギモデルでは、脊椎(L2/3-L4/5)全体を外科的に摘出し、無菌条件下で軟部組織と椎骨を除去して椎間板のみを採取した。
 採取した椎間板(ラット、ウサギ)は、4 %(w/v)パラホルムアルデヒドで固定し(室温で48時間)、パラフィンに包埋した。椎間板中央で検体を横断し、冠状断中央の横断面切片(厚さ5 μm)を得た。切片をxyleneで脱パラフィン化した後、proteinase K(Dako, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)中で培養した(37℃、15分間)。続いて、1 %過酸化水素メタノール(w/v)でブロッキングし(37℃、30分間)、2 %(w/v)ウシ血清アルブミン中で培養(室温、30分間)した後、一次抗体と4 ℃で一晩培養した。ウサギ椎間板には、抗TNF-αマウスモノクローナル抗体(NBP2-34372、Novus Biologicals、Centennial、Colorado、USA)、および抗IL-6マウスモノクローナル抗体(MAA079Rb21、Cloud-Clone Corp.、Houston、Texas、USA)を用いた。ラットモデルには、抗TNF-αマウスモノクローナル抗体(ab220210、Abcam、Cambridge、UK)、抗IL-6マウスモノクローナル抗体(ab9324、Abcam)、抗TrkAウサギモノクローナル抗体(ab86474、Abcam)を用いた。発色には、TNF-α分析ではHistofine(登録商標) Fast Red II(Nichirei Bioscience)、IL-6分析ではHistoGreen Substrate kit for Peroxidase(Cosmo Bio Co., Ltd., Tokyo, Japan)、TrkA分析ではHistofine(登録商標) DAB(Nichirei Bioscience)を用いた。視認性を向上させる目的で細胞核の対比染色を行い、TNF-αまたはTrkA染色ではヘマトキシリンを、IL-6染色ではファストレッドをそれぞれ使用した。光顕微鏡(Olympus, Tokyo, Japan)を用いて、TNF-α、IL-6、またはTrkA陽性細胞を無作為に選択された5視野で個別に計数し、各染色における陽性NPまたはAF細胞数を、視野中の全NPまたはAF細胞数に対する百分率として計算した。全評価は、盲検化された2人の独立した観察者によって行われた。各観察者は、1検体について3回の評価を実施して検体ごとの平均値を算出し、各群間の比較を行った。
 その結果、図1、2、4および5に示すとおり、髄核と線維輪いずれにおいても、ウサギモデル、ラットモデル共に、アルギン酸治療群では、髄核吸引または髄核穿刺群に比べてTNF-α、IL-6陽性細胞率がどちらも有意に低値であった。また、図3に示すとおり、神経浸潤のマーカーとして用いられるTrkA陽性細胞率は、ラットモデルの髄核穿刺群において術後28日の段階で亢進しているのに対し、アルギン酸治療群では抑制されており、疼痛における重要な要素である椎間板内への神経浸潤(neoinnervation)が抑制されていることが示唆された。すなわち、アルギン酸の埋植によって、急性期及び亜急性期椎間板障害に起因する炎症性サイトカインや神経成長因子受容体の発現を抑制することが示唆され、術後疼痛および術後炎症の軽減にも有用である可能性が示唆された。
実施例3:ラット椎間板髄核欠損モデルにおけるアルギン酸ナトリウム補填による疼痛抑制効果
 ラット椎間板髄核欠損モデルに対して、アルギン酸ナトリウム溶液をそれぞれ充填し、行動実験を実施し、疼痛抑制効果を評価した。
 実施例2に記載の方法で作成したラット椎間板髄核欠損モデルを疼痛関連行動分析に使用した。計18匹の全ラットにHargreaves、von Frey、tail flick試験を実施した。各試験の24時間前および試験直前に、20分間各ラットを個別に試験環境で過ごさせて、環境に慣れさせた(非特許文献5:Mohd Isa et al., Sci. Adv. (2018) eaap0597)。全ての試験は、盲検化された同一の検者によって行われた。各ラットで複数回の測定を行って平均値を算出し、得られた結果を群間で比較した。
3-(1)Hargreaves試験
 Hargreaves試験は、Hargreaves試験装置(Ugo Basile Biological Instruments、Gemonio、Italy)を使用して、術前2日目(Day-2)と術後2、7、14、27日目に実施した。ラットはガラス板(Ugo Basile Biological Instruments)上に四方および上方を囲われた個別の小部屋(上方に空気孔あり)に入れられた。熱刺激として赤外線ビームを皮膚切開部の腹側に照射した。熱刺激に対する逃避行動を示すまでの潜時を記録した。ビームの強度は最大出力の50 %に設定した。組織損傷を防ぐ目的で、カットオフ時間を20秒間に設定した。同一ラットにおいて各時点で4回の測定を実施したが、各測定間に少なくとも1分の休憩を挟んだ。
3-(2)von Frey試験
 von Frey試験は、dynamic plantar aesthesiometer (Ugo Basile Biological Instruments)を用いて、術前2日目(Day-2)と術後2、7、14、27日目に実施した。金網の上にHargreaves試験で用いたものと同じ小部屋を設置してラットを入れた。直径0.5 mmのフィラメントを皮膚切開部の腹側に当て、0 gから開始して5 gまで直線的に増加する力を10秒間かけて加えていき、その後は5 gの力を試験開始から30秒後まで一定の力で加えた。ラットが何らかの逃避行動を示すまでの潜時を記録した。同一ラットにおいて各時点で5回の測定を実施したが、各測定間に少なくとも10秒の休憩を挟んだ。
3-(3)tail flick試験
 tail flick試験はheat flux radiometer(Ugo Basile Biological Instruments社製)を用いて行われた。Hargreaves試験と同一日程で施行されたことによる過度の熱刺激による組織損傷を避けるために、術前1日目(Day-1)と術後3、8、15、28日目に実施した。各ラットをタオルにくるんだ状態で10分間落ち着かせた後、体部はタオルで覆ったまま尾だけを装置の上に置き、尾の遠位端から5cm近位部腹側に赤外線ビームを照射した。熱刺激に対する尾振り払い反応までの潜時を記録した。組織損傷を防ぐ目的で、カットオフ時間を20秒間に設定した。同一ラットにおいて各時点で4回の測定を実施したが、各測定間に少なくとも15秒の休憩を挟んだ。
3-(4)統計処理
 全てのデータは、平均±標準誤差(SE)として表記した。多群間比較にはone-way ANOVAを使用した。2群比較には対応のないStudent-t検定を用いた。すべてのANOVAの結果は、Tukey-Kramer post-hoc検定またはKruskal-Wallis検定を用いてさらに評価した。差については、5 %の有意水準で統計的に有意とみなした(P < 0.05)。
3-(5)結果
 その結果、図6に示すとおり、いずれの疼痛関連行動分析においても、髄核穿刺群と比較して、アルギン酸治療群では、疼痛関連行動が有意に減少していた。特に術後2日という早期の段階から、アルギン酸治療群では疼痛関連行動が抑制されていることが示された。
実施例4 腰椎椎間板ヘルニア患者におけるアルギン酸ナトリウムを含む組成物の効果
4-(1) 概要
 腰椎椎間板ヘルニア摘出術を予定している患者に対し、ヘルニア摘出術後に生じた空隙にアルギン酸ナトリウムを充填し、表面をゲル化する。術後1週、4週、12週、24週時点におけるVASスコアを測定し、性能を評価する。
4-(2) 被験者の選択基準
 対象とする被験者は、試験の参加に同意し、かつ、後述の登録基準を満たし、かつ、除外基準に該当しない被験者である。
次の基準を満たす被験者を登録する。
(1) 腰椎椎間板ヘルニア患者で腰椎椎間板ヘルニア摘出術を予定している患者
(2) 神経学的症状と合致した部位にMRI上椎間板ヘルニアを認める患者
(3) 6週間の保存治療にて下肢痛が改善しない患者、あるいは耐えられない下肢痛(VASで100 mm中80 mm以上)を急性発症した患者
(4) 1椎間高位の腰椎椎間板ヘルニア患者
(5) 同意取得後、登録前に実施するVASにおいて下肢痛が100 mm中40 mm以上の患者
(6) 同意取得時の年齢が20歳以上50歳未満の患者
(7) 本治験内容について十分な説明を受け、本人の文書による同意が得られている患者
4-(3) 被験者の除外基準
以下の被験者は、試験の対象から除外とする。
(1) 腰椎椎間板ヘルニア摘出術予定部位に手術の既往がある患者
(2) 脊椎固定術の既往、あるいは予定している患者
(3) 腰椎単純X線画像の前屈、中間、後屈位のいずれかにおいて椎間板の後方開角を認める患者
(4) 罹患椎間にI度以上のすべり症を認める患者
(5) 馬尾症候群の患者
(6) 急性の局所あるいは全身性の感染症に罹患している患者
(7) 悪性疾患に罹患している患者
(8) 薬物依存患者、あるいはアルコール依存症の患者
(9) 精神疾患に罹患している患者
(10) X線画像において腰椎に骨折、腫瘍、変形を認める患者
(11) 現在本人が授乳中、妊娠中あるいは治験期間中に妊娠を希望している患者、パートナーが妊娠を希望している患者、または効果の高い避妊法を行うことができない患者
(12) 同意取得前4週間以内に当該治験に影響を与える恐れがあると判断される他の治験に参加した患者
(13) ペースメーカー等の体内金属や閉所恐怖症などによりMRI検査を行うことができない患者
(14) アレルギー検査(プリックテスト)により、アルギン酸ナトリウムに対するアレルギー反応が陽性であると診断された患者
(15) その他、治験責任医師または治験分担医師が本治験に対象として不適当と判断した患者
4-(4) アルギン酸ナトリウム溶液の充填
 腰椎椎間板ヘルニア摘出後に生じた空隙にアルギン酸ナトリウム溶液を充填する(最大2 mL)。充填後、表面に0.1 mol/L塩化カルシウム溶液10 mLを添加し、アルギン酸ナトリウム溶液がゲル化したことを確認後、0.1mol/L塩化カルシウム溶液を生理食塩液で洗い流す。
 術後1週、4週、12週、24週の時点で、対象患者の腰痛および下肢痛のVASスコアを計測する。
 
4-(5)
 アルギン酸ナトリウムを含む組成物の充填により、術後1週、4週の比較的早期の時点から、腰痛および下肢痛のVASスコアが低下する。すなわち、アルギン酸ナトリウムを含む組成物の髄核欠損部位への充填は、急性期・亜急性期の術後疼痛を抑制し得る。腰椎椎間板ヘルニア摘出術のみ行う場合と比較しても、術後疼痛の減弱傾向がみられる。
 

Claims (17)

  1.  髄核空隙部に適用し、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛を抑制する、アルギン酸の1価金属塩を含有する、疼痛抑制用組成物。
  2.  前記空隙が、髄核摘出術後の摘出部位である、請求項1に記載の組成物。
  3.  前記疼痛が、髄核摘出術後の急性期から亜急性期に生じる術後疼痛である、請求項1または2に記載の組成物。
  4.  前記疼痛が、腰痛、背部痛、及び臀部痛からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  5.  髄核空隙部に適用し、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の炎症を抑制する、アルギン酸の1価金属塩を含有する、炎症抑制用組成物。
  6.  前記空隙が、髄核摘出術後の摘出部位である、請求項5に記載の組成物。
  7.  前記炎症が、髄核摘出術後の急性期から亜急性期に生じる術後炎症である、請求項5または6に記載の組成物。
  8.  髄核空隙部に適用し、適用後に組成物の表面の少なくとも一部分に架橋剤を接触させるように用いられ、髄核空隙部への適用時に流動性を有する、請求項1~7のいずれか1項に記載の組成物。
  9.  前記架橋剤が2価以上の金属イオン化合物である、請求項8に記載の組成物。
  10.  手術の施術対象疾患が、椎間板ヘルニア、椎間板症、脊椎変性辷り症、化膿性椎間板炎、変形性脊椎症、脊柱管狭窄症、及び椎間板損傷からなる群から選択される少なくとも1種の疾患である、請求項1~9のいずれか1項に記載の組成物。
  11.  前記流動性を有する組成物の見掛け粘度が、コーンプレート型粘度計(センサー:35/1)を用いた測定により、100mPa・s~30000mPa・sであり、ここで、前記測定の測定温度が20℃であり、回転数が0.5rpmであり、読み取り時間は2.5分間測定し、開始0.5分から2.5分までの平均値を前記粘度とする、請求項8~10のいずれか1項に記載の組成物。
  12.  前記アルギン酸の1価金属塩は、GPC-MALS法により測定された重量平均分子量が8万以上である、請求項1~11のいずれか1項に記載の組成物。
  13.  前記組成物は、アルギン酸の1価金属塩の濃度が0.5w/v%~5w/v%である、請求項1~12のいずれか1項に記載の組成物。
  14.  前記アルギン酸の1価金属塩が、低エンドトキシンのアルギン酸の1価金属塩である、請求項1~13のいずれか1項に記載の組成物。
  15.  前記組成物が、髄核部位への適用前に乾燥状態である、請求項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
  16.  前記乾燥状態のアルギン酸の1価金属塩が、凍結乾燥体である、請求項15に記載の組成物。
  17.  請求項1~16のいずれか1項に記載の組成物、および架橋剤を少なくとも含み、手術後に生じる手術部位および/またはその周辺部位の疼痛および/または炎症を抑制するためのキット。
     
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