仮骨延長のための組成物および方法
本発明は、骨延長手順における使用のための、組成物および方法に関連する。一つの実施形態において、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激する方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および少なくとも一つの骨延長部位に上記組成物を適用することを含む。骨延長手順において骨形成を刺激するために有用な医薬の調製におけるＰＤＧＦ溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の使用であって、ここで、該溶液は、該生体適合性マトリックス中に配置される、使用もまた提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
この出願は、２００８年２月７日に出願された米国仮出願番号６１／０２６，９３４号の米国特許法１１９条（ｅ）項の下での利益を主張し、この米国仮出願番号６１／０２６，９３４号の内容は、その全容が参照として本明細書に援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、骨延長（ｏｓｔｅｏｄｉｓｔｒａｃｔｉｏｎ）手順における使用のための、組成物および方法に関連する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
骨延長または仮骨延長（ｄｉｓｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｓｔｅｏｇｅｎｅｓｉｓ）は、骨折仮骨（ｆｒａｃｔｕｒｅ ｃａｌｌｕｓ）の速度が緩やかで漸増的な延長を用いて、活性な骨形成を刺激および長期化させ、それにより、それがなければ大きな骨の欠損であるものを架橋する手段を提供するプロセスである。仮骨延長は、小児の四肢長不等（ｌｉｍｂ ｌｅｎｇｔｈ ｉｎｅｑｕａｌｉｔｙ）の処置などにおける、骨格変形の再建および骨を延長することにおいて使用される。
【０００４】
骨延長手順において、骨は、外科的に２つのセグメントに分けられ、そして骨の２つの末端は、徐々に引き離される（延長期）。上記２つの骨セグメントが引き離される速度は、新たな骨がギャップ内に形成し得るために十分に遅い。所望の長さに到達した場合、硬化期が後に続く。
【０００５】
長骨内であろうと脳顔面頭蓋の骨格内であろうと、仮骨延長は、主に、膜性骨化を介して起こる。組織学的研究は、成熟した骨の最終的な形成を生じる、４つの段階を同定している。
【０００６】
段階Ｉ：介在しているギャップは、最初に、線維組織（未分化細胞の間葉系マトリックス内の紡錘状線維芽細胞を伴う、長手軸方向に配向されたコラーゲン）から構成される。
【０００７】
段階ＩＩ：骨の縁から延びる細長い骨小柱（ｔｒａｂｅｃｕｌａｅ ｏｆ ｂｏｎｅ）が観察される。初期の骨形成は、これら初期の骨小棘（ｂｏｎｙ ｓｐｉｃｕｌｅ）表面上の骨芽細胞が骨のマトリックス上にある状態でコラーゲン線維に沿って進む。組織化学的に有意に上昇したレベルのアルカリホスファターゼ、ピルビン酸、および乳酸が注目される。
【０００８】
段階ＩＩＩ：再構築が、骨の添加（ａｐｐｏｓｉｔｉｏｎ）および吸収の進行領域で、ならびに破骨細胞数の上昇を伴って始まる。
【０００９】
段階ＩＶ：初期の緻密皮質骨（ｃｏｍｐａｃｔ ｃｏｒｔｉｃａｌ ｂｏｎｅ）が、切断された骨の末端の成熟した骨に隣接して形成され、長手軸方向に配向された骨小棘はだんだんと少なくなる；これは正常な構造に似ている。
【００１０】
骨の再構築は硬化期中に開始し、そして１〜２年にわたって続き、最後には、再生された骨は、隣接した骨と大きさおよび形状が類似する成熟した骨の構造へと変わる。新たな骨の体積は、隣接する骨の体積に匹敵するが、動物での研究は、無機質の含有量および放射線濃度が、上記再生されたセグメントの引張り強さと同様、約３０％低いことを示す。
【００１１】
さらに、延長後の硬化遅延は、悩ましい合併症である。硬化遅延が起きた場合、骨固定器の除去が延期され、ならびに、感染などの他の合併症の危険性が上昇する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
硬化およびその結果として生じる新たな骨構造に関連する問題を考慮すれば、骨延長手順における使用のための、既存のものに代わる骨形成性の再生システムを提供することが望ましい。骨延長手順において既存のものに代わる骨形成性の再生システムを使用する方法を提供することもさらに望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明の概要
本発明は、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための組成物および方法を提供する。本組成物は、骨延長後の骨硬化期を容易にし、そしていくつかの実施形態において骨延長後の骨硬化期を促進する。
【００１４】
一つの局面において、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための本発明の組成物は、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）を含む溶液および生体適合性マトリックスを含み、ここで、上記溶液は、上記生体適合性マトリックス中に配置される。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、約０．０１ｍｇ／ｍｌから約１０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５ｍｇ／ｍｌから約５ｍｇ／ｍｌ、約０．１ｍｇ／ｍｌから約１．０ｍｇ／ｍｌの範囲にある濃度、または約０．３ｍｇ／ｍｌの濃度において、上記溶液中に存在する。上記溶液中のＰＤＧＦ濃度は、上で述べられた濃度範囲のうちの任意のものの内にあり得る。
【００１５】
本発明のいくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦホモダイマーおよびヘテロダイマーを包含し、これらは、ＰＤＧＦ−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＰＤＧＦ−ＡＢ、ＰＤＧＦ−ＣＣ、ＰＤＧＦ−ＤＤ、ならびにそれらの混合物および誘導体を包含する。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦ−ＢＢを含む。別の実施形態において、ＰＤＧＦは、組換え型ヒトＰＤＧＦ−ＢＢ（ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）などの、組換え型ヒト（ｒｈ）ＰＤＧＦを含む。
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦ断片を含む。いくつかの実施形態において、ｒｈＰＤＧＦ−Ｂは、下記の断片を包含する：完全なＢ鎖のうちのアミノ酸配列１−３１、１−３２、３３−１０８、３３−１０９および／または１−１０８。ＰＤＧＦのＢ鎖の完全なアミノ酸配列（１−１０９）は、米国特許第５，５１６，８９６号の図１５において提供される。本発明のｒｈＰＤＧＦ組成物は、インタクトなｒｈＰＤＧＦ−Ｂ（１−１０９）とそれの断片との組合せを含み得ることが、理解されるべきである。米国特許第５，５１６，８９６号において開示されたＰＤＧＦ断片などの、ＰＤＧＦの他の断片は使用され得る。１実施形態によれば、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢは、インタクトなｒｈＰＤＧＦ−Ｂ（１−１０９）のうちの少なくとも５０％を含む。
【００１７】
生体適合性マトリックスは、本発明のいくつかの実施形態によると、骨のスカフォールド（ｓｃａｆｆｏｌｄｉｎｇ）材料を含む。いくつかの実施形態において、骨のスカフォールド材料は、リン酸カルシウムを含む。リン酸カルシウムは、いくつかの実施形態において、β−リン酸三カルシウムを含む。いくつかの実施形態において、骨のスカフォールド材料は、コラーゲンまたは他の生体適合性ポリマー材料を含む。
【００１８】
別の局面において、本発明は、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための組成物を提供し、この組成物は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含み、ここで、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む。上記ＰＤＧＦ溶液は、上に記載されたとおりのＰＤＧＦ濃度を有し得る。骨のスカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、リン酸カルシウムを含む。いくつかの実施形態において、リン酸カルシウムは、β−リン酸三カルシウムを含む。さらに、いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤は、組み合わされた物質間の接着を助長し得る材料を含む。生体適合性結合剤は、例えば、生体適合性マトリックスの形成において、スカフォールド材料の粒子間の接着を助長し得る。いくつかの実施形態において、例えば、コラーゲンを含む生体適合性結合剤は、スカフォールド材料のβ−ＴＣＰ粒子間の接着を助長し得る。
【００１９】
いくつかの実施形態において、生体適合性マトリックスは、生体適合性結合剤を伴うかもしくは伴わないリン酸カルシウムの粒子または骨同種移植片（脱石灰化（ｄｅｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄ）され凍結乾燥された骨同種移植片（ＤＦＤＢＡ）、石灰化（ｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄ）され凍結乾燥された骨同種移植片（ＦＤＢＡ）、もしくは粒状の脱石灰化された骨マトリックス（ＤＢＭ）など）を含む。別の実施形態において、生体適合性マトリックスは、ＤＦＤＢＡ、ＤＢＭまたは他の骨同種移植片材料などの骨同種移植片を含み、これらは、ブロック、楔、円柱もしくは粒子などの皮質骨形状、または種々の形状および大きさの海綿質骨粒子を包含する。
【００２０】
さらに、生体適合性結合剤は、本発明のいくつかの実施形態によると、タンパク質、多糖類、核酸、炭水化物、合成ポリマー、またはそれらの混合物を含む。いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤は、コラーゲンを含む。別の実施形態において、生体適合性結合剤は、ウシのコラーゲンまたはヒトのコラーゲンなどのコラーゲンを含む。
【００２１】
本発明のいくつかの実施形態において、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための組成物は、少なくとも１つの造影剤をさらに含む。造影剤は、本発明のいくつかの実施形態によると、画像化される（ｉｍａｇｅ）場合に２つまたはそれより多い体組織の区別を少なくとも部分的に提供し得る物質であって、かつ、本明細書に記載された組成物を延長部位内に置くことを助け得る物質である。造影剤は、いくつかの実施形態によると、陽イオン性造影剤、陰イオン性造影剤、非イオン性造影剤、またはそれらの混合物を含む。いくつかの実施形態において、造影剤は、放射線不透過性造影剤を含む。放射線不透過性造影剤は、いくつかの実施形態において、（Ｓ）−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−ヒドロキシ−１−（ヒドロキシメチル）−エチル］−２，４，６−トリヨード−５−ラクトアミドイソフタルアミド（Ｉｏｐａｍｉｄｏｌ）およびその誘導体を包含する、ヨード化合物を含む。
【００２２】
本発明の組成物は、骨延長手順中に骨を処置することにおける使用のためのものであり得、および／または骨延長手順中に骨を処置することにおいて有用な医薬の製造における使用のためのものであり得る。上記組成物の使用は、本明細書に記載された任意の組成物および／または方法を含み得ることが、理解されるべきである。本発明の一つの実施形態は、骨延長手順において骨形成を刺激するために有用な医薬の調製におけるＰＤＧＦ溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の使用であって、ここで、上記溶液は、上記生体適合性マトリックス中に配置される。本発明の一つの実施形態は、骨延長手順において骨硬化を促進するために有用な医薬の調製におけるＰＤＧＦ溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の使用であって、ここで、上記溶液は、上記生体適合性マトリックス中に配置される。
【００２３】
別の局面において、本発明は、第一のパッケージ中の生体適合性マトリックス、および、第二のパッケージ中のＰＤＧＦを含む溶液を含むキットを提供する。いくつかの実施形態において、上記溶液は、所定の濃度のＰＤＧＦを含む。ＰＤＧＦの濃度は、実行する骨延長手順の性質に従って、事前に決定され得る。さらに、キットによって提供される生体適合性マトリックスの量は、実行する骨延長手順の性質またはタイプに依存し得る。注射器は、骨延長部位などの外手術的部位での適用に向けた、上記生体適合性マトリックス中への上記ＰＤＧＦ溶液の配置を容易にし得る。
【００２４】
本発明は、骨形成を助長するための組成物を生産するための方法をさらに提供する。いくつかの実施形態において、組成物を生産するための方法は、ＰＤＧＦを含む溶液を提供すること、生体適合性マトリックスを提供すること、および上記溶液を上記生体適合性マトリックス中に配置することを含む。
【００２５】
本発明は、骨延長手順中に骨を処置する方法、ならびに、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を助長および／または促進する方法をさらに提供する。
【００２６】
いくつかの実施形態において、骨形成を刺激および／または促進するための方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む。いくつかの実施形態において、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む上記組成物は、骨延長中に適用される。骨延長中に適用される場合、上記組成物は、骨延長中に、一回またはそれより多い回数（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれより多い回数）、上記部位に適用され得る。他の実施形態において、上記組成物は骨延長後に適用される。骨延長後に適用される場合、上記組成物は、骨延長後に、一回またはそれより多い回数（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれより多い回数）、上記部位に適用され得る。いくつかの実施形態において、有効量の上記組成物が、骨延長中および骨延長後に適用される。
【００２７】
いくつかの実施形態において、骨形成を刺激する方法は：生体適合性マトリックス中に配置された血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）溶液を含む有効量の組成物を、少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む。いくつかの実施形態において、上記組成物は、骨延長手順の延長期中に適用される。いくつかの実施形態において、上記組成物は、骨延長手順の硬化期中に適用される。いくつかの実施形態において、上記組成物は、骨延長手順の延長期中および硬化期中に適用される。いくつかの実施形態において、上記方法は、骨延長後の骨硬化を促進することを含む。いくつかの実施形態において、上記組成物は、上記部位に少なくとも２回適用される。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、多孔質のリン酸カルシウムを含む。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、β−ＴＣＰを含む。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、相互接続された孔を有する。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、約４０％より高い多孔度を有する。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、大きさが約１００ミクロンから約５０００ミクロンの範囲内にある粒子からなる。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、大きさが約１００ミクロンから約３００ミクロンの範囲内にある粒子からなる。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、移植されて約１年以内に上記リン酸カルシウムの少なくとも約８０％が吸収されるように吸収され得る。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、上記リン酸カルシウムの重量の少なくとも約２５％と等しい量の上記ＰＤＧＦ溶液を吸収することが可能である。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、コラーゲンを含む。いくつかの実施形態において、上記ＰＤＧＦは、約０．１ｍｇ／ｍｌから約１．０ｍｇ／ｍｌの濃度で上記溶液中に存在する。いくつかの実施形態において、上記ＰＤＧＦは、約０．３ｍｇ／ｍｌの濃度で上記溶液中に存在する。いくつかの実施形態において、上記溶液は、緩衝液を含む。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、上記組成物中への細胞移動を容易にする多孔度を有する。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、約２０：８０の割合でコラーゲンおよびβ−ＴＣＰを含む。いくつかの実施形態において、上記組成物は、注入可能である。
【００２８】
さらなる実施形態において、骨形成を刺激するための方法は、骨延長後の骨硬化を促進することを含み、ここで、促進することは、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、上記組成物を骨延長部位に適用することを含む。
【００２９】
本発明はまた、骨延長後の骨癒合を促進する方法を提供する。いくつかの実施形態において、骨延長後の骨癒合を促進するための方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を、少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む。
【００３０】
さらに、本発明は、骨延長手順を実行する方法を提供する。いくつかの実施形態において、骨延長手順を実行する方法は、（ａ）骨を第一の骨セグメントおよび第二の骨セグメントに分割すること、（ｂ）上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントのうちの少なくとも一つを移動させて、上記第一の骨セグメントと上記第二の骨セグメントとの間に空間を生じさせること、および（ｃ）上記空間において、骨形成を刺激することを含み、ここで、骨形成を刺激することは、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を上記空間に少なくとも部分的に適用することを含む。いくつかの実施形態において、工程（ｂ）および（ｃ）は、上記骨を任意の所望の量延長するために必要な回数繰り返され得る。
【００３１】
いくつかの実施形態において、骨延長手順を実行する方法は：（ａ）骨を第一の骨セグメントおよび第二の骨セグメントに分割すること；（ｂ）上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントのうちの少なくとも一つを移動させて、上記第一の骨セグメントと上記第二の骨セグメントとの間に空間を形成すること；および（ｃ）上記空間において、骨形成を刺激することを含み、ここで、骨形成を刺激することは、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む有効量の組成物を上記空間に適用することを含む。いくつかの実施形態において、上記方法は、工程（ｂ）および（ｃ）を、上記骨を所望の量延長するために必要な回数繰り返すことをさらに含む。
【００３２】
種々の実施形態において、骨は、合計で、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約２ｍｍ、少なくとも約３ｍｍ、少なくとも約４ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約６ｍｍ、少なくとも約８ｍｍ、少なくとも約１０ｍｍ、少なくとも約１２ｍｍ、少なくとも約１５ｍｍ、少なくとも約２０ｍｍ、少なくとも約２５ｍｍ、少なくとも約３０ｍｍ、少なくとも約３５ｍｍ、少なくとも約５０ｍｍ、少なくとも約７５ｍｍ、少なくとも約１００ｍｍ、少なくとも約１２５ｍｍ、少なくとも約１５０ｍｍ、少なくとも約１７５ｍｍ、少なくとも約２００ｍｍ延長され得る。種々の実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、（例えば、上記の工程（ｂ）中の）１回の延長工程あたり、少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２ｍｍ、少なくとも約０．３ｍｍ、少なくとも約０．４ｍｍ、少なくとも約０．５ｍｍ、少なくとも約０．６ｍｍ、少なくとも約０．７ｍｍ、少なくとも約０．８ｍｍ、少なくとも約０．９ｍｍ、少なくとも約１．０ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約０．８ｍｍから約１．２ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約１ｍｍ引き離される。種々の実施形態において、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも２５回の延長工程が実行され得る。
【００３３】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を適用することは、上記組成物を骨延長部位に注入することを含む。いくつかの実施形態において、注入は、上記延長部位における上記組成物の経皮注入を含む。別の実施形態において、上記組成物は、開存性（ｏｐｅｎ）の、または外科的に露出された骨延長部位に注入される。さらなる実施形態において、上記組成物を適用することは、へらまたは他のデバイスを用いて上記組成物を、骨延長部位に配置することを含む。
【００３４】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、上記組成物は、上記延長部位に１回適用される。種々の実施形態において、上記組成物は、上記延長期中および／または上記硬化期中に、上記延長部位に少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも６回、少なくとも８回、少なくとも１０回適用される。種々の実施形態において、上記組成物は、上記延長期中および／または上記硬化期中に、上記延長部位に１日に１回より多く、毎日、１日おきに、３日に１回、４日に１回、５日に１回、６日に１回、毎週、または１週間あたり１回未満で投与され得る。
【００３５】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料を含む。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む。
【００３６】
本明細書に提供されるように、いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、骨延長手順の延長期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。他の実施形態において、本発明の組成物は、骨延長後の硬化期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。さらなる実施形態において、本発明の組成物は、上記延長期中および上記硬化期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。
【００３７】
本明細書に提供されるように、骨延長手順は、本発明のいくつかの実施形態によると、両側性下顎形成不全、片側小顔面症（ｈｅｍｉｆａｃｉａｌ ｍｉｃｒｏｓｏｍｉａ）、先天性の短い大腿骨、腓骨の半肢症、片側萎縮、軟骨無形成症、神経線維腫症、内反膝、骨端軟骨板骨折、骨の欠損症、脳顔面頭蓋に関する適用、骨髄炎、化膿性関節炎、およびポリオの処置において使用される骨延長手順を包含する。さらに、骨延長手順は、本発明のいくつかの実施形態によると、種々の外傷の処置において使用される骨延長手順を含む。骨延長手順を必要とする外傷は、体の長骨（大腿骨、脛骨、腓骨、上腕骨、および／または橈骨が挙げられる）の骨折を含み得る。骨延長手順を必要とする外傷はまた、脳顔面頭蓋骨の骨折を含み得る。いくつかの実施形態において、例えば、骨延長手順は、プロテーゼを用いる使用に備えて骨を延長するために用いられ得る。
【００３８】
したがって、骨延長部位において骨形成を容易にする上で有用であり、およびいくつかの実施形態においては、骨延長部位において骨形成を促進する上で有用である、方法および生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦを含む組成物を提供することが、本発明の目的である。
【００３９】
生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦを含む組成物を構築するためのキットを提供することが、本発明の別の目的であり、上記組成物は、骨延長後の骨硬化を容易にする上で有用であり、およびいくつかの実施形態においては、骨延長後の骨硬化を促進する上で有用である。
【００４０】
本発明のこれらのおよび他の実施形態は、後に続く詳細な説明において、より詳細に記載される。本発明のこれらのおよび他の目的、特徴、および利点は、以下の、開示された実施形態の詳細な説明および特許請求の範囲の概観後に、明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の一つの実施形態による、投与された組成物および治癒時間の関数として、延長手順における新たな骨形成の体積を図示する。
【図２】図２は、本発明の一つの実施形態による、投与された組成物および治癒時間の関数として、延長手順における新たな骨形成の比を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
（詳細な説明）
本発明は、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激および／または促進するための、組成物および方法を提供する。本組成物は、骨延長後の骨癒合および骨硬化期を容易にし、ならびにいくつかの実施形態においては促進する。いくつかの実施形態において、組成物は、ＰＤＧＦを含む溶液および生体適合性マトリックスを含み、ここで、上記溶液は、上記生体適合性マトリックス中に配置される。別の実施形態において、組成物は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含み、ここで、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む。
【００４３】
理論によって拘束されることを望まないが、骨セグメントが延長期中に徐々に移動して引き離され、したがって、上記部位が繰り返し再度傷つけられ、そしてこのため、上記延長期中は新たな組織を骨治癒の初期段階に維持するという点で仮骨延長は骨折を処置することとは区別されるという仮説が立てられる。延長中は、上記新たな組織の状態は、延長される骨の末端でのいくらかの骨形成を伴う、軟かく線維性組織の仮骨（上記、期Ｉ〜ＩＩＩ）であり、そのため、上記手順の上記延長期中の延長ギャップの処置は、期Ｉ、期ＩＩ中、もしかしたらさらに期ＩＩＩ中に、組織を処理することを含むという仮説が立てられる。加えて、理論によって拘束されることを望まないが、正常な骨折の治癒は皮質内骨化（ｅｎｄｏｃｏｒｔｉｃａｌ ｏｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（これは、軟骨中間体（ｃａｒｔｉｌａｇｅ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）を含む）によっておこるが、一方、仮骨延長治癒は、主として膜性骨化（軟骨中間体なし）を含むという仮説が立てられる。
【００４４】
これから、本発明の種々の実施形態に含まれ得る成分について見ていくが、本発明の組成物は、ＰＤＧＦを含む溶液を含む。
【００４５】
（ＰＤＧＦ溶液）
ＰＤＧＦは、細胞増殖および細胞移動の調節において、重要な役割を果たしている。他の増殖因子と同様に、ＰＤＧＦは、受容体チロシンキナーゼの細胞外ドメインと結合し得る。これらの膜貫通型タンパク質へのＰＤＧＦの結合は、膜の細胞質ゾル側に位置する、これらの触媒ドメインのキナーゼ活性を活性化する。標的タンパク質のチロシン残基をリン酸化することによって、上記キナーゼは、細胞増殖および細胞外マトリックス生産を含む、様々な細胞プロセスを誘導する。
【００４６】
一つの局面において、本発明によって提供される組成物は、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）を含む溶液および生体適合性マトリックスを含み、ここで、上記溶液は、上記生体適合性マトリックス中に配置される。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、約０．０１ｍｇ／ｍｌから約１０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５ｍｇ／ｍｌから約５ｍｇ／ｍｌ、または約０．１ｍｇ／ｍｌから約１．０ｍｇ／ｍｌの範囲にある濃度において上記溶液中に存在する。ＰＤＧＦは、ここで述べられた範囲内の任意の濃度で上記溶液中に存在し得る。種々の実施形態において、ＰＤＧＦは、下記の濃度の何れか一つの濃度において上記溶液中に存在する：約０．０５ｍｇ／ｍｌ；約０．１ｍｇ／ｍｌ；約０．１５ｍｇ／ｍｌ；約０．２ｍｇ／ｍｌ；約０．２５ｍｇ／ｍｌ；約０．３ｍｇ／ｍｌ；約０．３５ｍｇ／ｍｌ；約０．４ｍｇ／ｍｌ；約０．４５ｍｇ／ｍｌ；約０．５ｍｇ／ｍｌ；約０．５５ｍｇ／ｍｌ；約０．６ｍｇ／ｍｌ；約０．６５ｍｇ／ｍｌ；約０．７ｍｇ／ｍｌ；約０．７５ｍｇ／ｍｌ；約０．８ｍｇ／ｍｌ；約０．８５ｍｇ／ｍｌ；約０．９ｍｇ／ｍｌ；約０．９５ｍｇ／ｍｌ；約１．０ｍｇ／ｍｌ；または約３．０ｍｇ／ｍｌ。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、約０．２ｍｇ／ｍｌから約２ｍｇ／ｍｌ、約０．３ｍｇ／ｍｌから約３ｍｇ／ｍｌ、約０．４ｍｇ／ｍｌから約４ｍｇ／ｍｌ、約０．５ｍｇ／ｍｌから約５ｍｇ／ｍｌ、約０．２５ｍｇ／ｍｌから約０．５ｍｇ／ｍｌ、または約０．２ｍｇ／ｍｌから約０．７５ｍｇ／ｍｌの範囲にある濃度において上記溶液中に存在する。これらの濃度は特定の実施形態の単なる例であること、および、ＰＤＧＦの濃度は上で述べられた濃度範囲のうちの任意のものの内にあり得ることが、理解されるべきである。
【００４７】
種々の量のＰＤＧＦが、本発明の組成物において用いられ得る。用いられ得るＰＤＧＦの量としては、下記の範囲における量が挙げられる：約１ｕｇから約５０ｍｇ、約１０ｕｇから約２５ｍｇ、約１００ｕｇから約１０ｍｇ、および約２５０ｕｇから約５ｍｇ。
【００４８】
本発明の実施形態におけるＰＤＧＦまたは他の増殖因子の濃度は、米国特許第６，２２１，６２５号、同５，７４７，２７３号、および同５，２９０，７０８号に記載の酵素結合免疫学的検定を用いて、またはＰＤＧＦ濃度を決定するための当該分野で公知である任意の他のアッセイによって決定され得る。本明細書に提供される場合、ＰＤＧＦのモル濃度は、ＰＤＧＦダイマーの分子量（例えば、ＰＤＧＦ−ＢＢ；ＭＷは約２５ｋＤａ）に基づいて決定される。
【００４９】
本発明の実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦホモダイマーおよびヘテロダイマーを包含し、これらは、ＰＤＧＦ−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＰＤＧＦ−ＡＢ、ＰＤＧＦ−ＣＣ、ＰＤＧＦ−ＤＤ、ならびにそれらの混合物および誘導体を包含する。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦ−ＢＢを含む。別の実施形態において、ＰＤＧＦは、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢなどの、組換え型ヒトＰＤＧＦを含む。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、種々のホモダイマーおよび／またはヘテロダイマーの混合物を含む。本発明の実施形態は、ＰＤＧＦ−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＰＤＧＦ−ＡＢ、ＰＤＧＦ−ＣＣおよび／またはＰＤＧＦ−ＤＤのあらゆる組合せを意図する。
【００５０】
ＰＤＧＦは、いくつかの実施形態において、天然の供給源から取得され得る。他の実施形態において、ＰＤＧＦは、組換えＤＮＡ技術によって生産され得る。他の実施形態において、ＰＤＧＦまたはそれの断片は、固相ペプチド合成などの、当業者に公知のペプチド合成技術を用いて生産され得る。天然の供給源から取得される場合、ＰＤＧＦは、生物学的な流体に由来し得る。生物学的な流体は、いくつかの実施形態によると、生きている生物体に関連する、任意の処理をされたかまたは未処理の流体（血液が挙げられる）を含み得る。
【００５１】
生物学的な流体はまた、別の実施形態において、血小板濃縮物（ｐｌａｔｅｌｅｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ）（ＰＣ）、アフェレーシスされた（ａｐｈｅｒｅｓｅｄ）血小板、血小板に富む血漿（ＰＲＰ）、血漿、血清、新鮮なうちに凍結された血漿（ＦＦＰ）、およびバフィーコート（ＢＣ）を包含する血液成分を含み得る。生物学的な流体は、さらなる実施形態において、血漿から分離されそして生理学的な流体に再懸濁された血小板を含み得る。
【００５２】
組換えＤＮＡ技術によって生産される場合、単一のモノマー（例えば、ＰＤＧＦ Ｂ鎖またはＡ鎖）をコードしているＤＮＡ配列は、いくつかの実施形態において、培養された発現用の原核生物の細胞中または真核生物の細胞中に挿入され、その後、ホモダイマー（例えば、ＰＤＧＦ−ＢＢまたはＰＤＧＦ−ＡＡ）が生産され得る。他の実施形態において、ＰＤＧＦヘテロダイマーは、上記ヘテロダイマーの両方のモノマー単位をコードしているＤＮＡ配列を、培養された原核生物の細胞中または真核生物の細胞中に挿入すること、および、翻訳されたモノマー単位が上記細胞によってプロセシングされることを可能にして上記ヘテロダイマー（例えば、ＰＤＧＦ−ＡＢ）を生産することで作製され得る。商業的に入手可能なｃＧＭＰ組換え型ＰＤＧＦ−ＢＢは、Ｎｏｖａｒｔｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｅｍｅｒｙｖｉｌｌｅ，ＣＡ）から商業的に取得され得る。研究グレードのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢは、Ｒ＆Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣＡ）、およびＣｈｅｍｉｃｏｎ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｔｅｍｅｃｕｌａ，ＣＡ）を含む多数の供給源から取得され得る。いくつかの実施形態において、モノマー単位は、原核生物の細胞において変性した形態で生産され得、ここで、上記変性した形態は、後ほど、活性な分子へと再フォールディング（ｒｅｆｏｌｄ）され得る。
【００５３】
本発明の実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦ断片を含む。いくつかの実施形態において、ｒｈＰＤＧＦ−Ｂは、下記の断片を包含する：完全なＢ鎖のうちのアミノ酸配列１−３１、１−３２、３３−１０８、３３−１０９および／または１−１０８。ＰＤＧＦのＢ鎖の完全なアミノ酸配列（１−１０９）は、米国特許第５，５１６，８９６号の図１５において提供される。本発明のｒｈＰＤＧＦ組成物は、インタクトなｒｈＰＤＧＦ−Ｂ（１−１０９）とそれの断片との組合せを含み得ることが、理解されるべきである。米国特許第５，５１６，８９６号において開示されたＰＤＧＦ断片などの、ＰＤＧＦの他の断片は使用され得る。一つの実施形態によれば、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢは、インタクトなｒｈＰＤＧＦ−Ｂ（１−１０９）のうちの少なくとも約６０％を含む。別の実施形態において、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢは、インタクトなｒｈＰＤＧＦ−Ｂ（１−１０９）のうちの少なくとも約６５％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または９９％を含む。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、精製され得る。本明細書で使用される精製されたＰＤＧＦは、本発明の溶液に組み込まれる前に、約９５重量％より多くＰＤＧＦを有する組成物を含む。上記溶液は、任意の薬学的に受容可能な溶液であり得る。他の実施形態において、上記ＰＤＧＦは、実質的に精製され得る。本明細書で使用される実質的に精製されたＰＤＧＦは、本発明の溶液に組み込まれる前に、約５重量％から約９５重量％のＰＤＧＦを有する組成物を含む。いくつかの実施形態において、実質的に精製されたＰＤＧＦは、本発明の溶液に組み込まれる前に、約６５重量％から約９５重量％のＰＤＧＦを有する組成物を含む。他の実施形態において、実質的に精製されたＰＤＧＦは、本発明の溶液に組み込まれる前に、約７０重量％から約９５重量％、約７５重量％から約９５重量％、約８０重量％から約９５重量％、約８５重量％から約９５重量％、または約９０重量％から約９５重量％のＰＤＧＦを有する組成物を含む。精製されたＰＤＧＦおよび実質的に精製されたＰＤＧＦは、スカフォールドおよび結合剤中に組み込まれ得る。
【００５５】
さらなる実施形態において、ＰＤＧＦは、部分的に精製され得る。本明細書で使用される場合、部分的に精製されたＰＤＧＦは、血小板に富む血漿（ＰＲＰ）、新鮮なうちに凍結された血漿（ＦＦＰ）、またはＰＤＧＦを生産するために収集および分離を必要とする任意の他の血液産物に関連した、ＰＤＧＦを有する組成物を包含する。本発明の実施形態は、本明細書に提供される任意のＰＤＧＦアイソフォーム（ホモダイマーおよびヘテロダイマーを包含する）が、精製または部分的に精製され得ることを意図する。ＰＤＧＦの混合物を含む本発明の組成物は、部分的に精製された部分（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ）においてＰＤＧＦのアイソフォームまたはＰＤＧＦ断片を含み得る。部分的に精製されたＰＤＧＦおよび精製されたＰＤＧＦは、いくつかの実施形態において、米国特許出願番号１１／１５９，５３３号（公開番号：２００６００８４６０２号）に記載されたように調製され得る。
【００５６】
いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、一つまたはそれより多い緩衝液においてＰＤＧＦを可溶化することによって形成される。本発明のＰＤＧＦ溶液における使用に適している緩衝液は、炭酸緩衝液、リン酸緩衝液（例えば、リン酸緩衝生理食塩水）、ヒスチジン緩衝液、酢酸緩衝液（例えば、酢酸ナトリウム）、酸性緩衝液（酢酸およびＨＣｌなど）、ならびに有機緩衝液（リジン緩衝液、トリス緩衝液（例えば、トリス（ヒドロキシメチル）アミノエタン）、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸（ＨＥＰＥＳ）、および３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）など）を包含し得るが、これらに限定されない。緩衝液は、ＰＤＧＦとの生物学的適合性（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）、および緩衝液の望ましくないタンパク質修飾を妨げる能力に基づいて選択され得る。緩衝液は、宿主組織との適合性に基づいてさらに選択され得る。いくつかの実施形態において、酢酸ナトリウム緩衝液が使用される。上記緩衝液は、種々のモル濃度（例えば、約０．１ｍＭから約１００ｍＭ、約１ｍＭから約５０ｍＭ、約５ｍＭから約４０ｍＭ、約１０ｍＭから約３０ｍＭ、もしくは約１５ｍＭから約２５ｍＭ、またはこれらの範囲内の任意のモル濃度）において使用され得る。いくつかの実施形態において、酢酸緩衝液（例えば、酢酸ナトリウム）は、約２０ｍＭのモル濃度において使用される。
【００５７】
別の実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、凍結乾燥されたＰＤＧＦを水において可溶化することによって形成され、ここで、可溶化の前に、上記ＰＤＧＦは、適切な緩衝液から凍結乾燥される。
【００５８】
ＰＤＧＦを含む溶液は、本発明の実施形態によると、約３．０から約８．０の範囲にあるｐＨを有し得る。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、約５．０から約８．０、より好ましくは約５．５から約７．０、最も好ましくは約５．５から約６．５の範囲にあるｐＨ、またはこれらの範囲内にある任意の値のｐＨを有する。いくつかの実施形態において、ｐＨは約６．０である。ＰＤＧＦを含む溶液のｐＨは、いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦの長期の安定性および効能または生物学的に活性なあらゆる他の所望の作用物質に適合し得る。ＰＤＧＦは、一般的に、酸性環境において、より安定である。それゆえ、一つの実施形態によれば、本発明は、ＰＤＧＦ溶液の酸性の保管配合物を含む。この実施形態によれば、上記ＰＤＧＦ溶液は、好ましくは約３．０から約７．０、およびより好ましくは約４．０から約６．５のｐＨを有する。ＰＤＧＦの生物学的な活性は、しかしながら、中性のｐＨ範囲を有する溶液において最適化され得る。それゆえ、さらなる実施形態において、本発明は、ＰＤＧＦ溶液の中性ｐＨの配合物を含む。この実施形態によれば、上記ＰＤＧＦ溶液は、好ましくは約５．０から約８．０、より好ましくは約５．５から約７．０、最も好ましくは約５．５から約６．５のｐＨを有する。本発明の方法に従って、酸性のＰＤＧＦ溶液は中性ｐＨの組成物に再配合され、ここで、前述の組成物は、その後、骨延長手順において延長部位での骨成長を助長するために使用される。本発明の一つの実施形態によれば、上記溶液中で用いられるＰＤＧＦは、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢである。
【００５９】
いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦを含む上記溶液のｐＨは、マトリックス基質またはリンカー（ｌｉｎｋｅｒ）に対するＰＤＧＦの結合動態を最適化するため変更され得る。所望の場合、上記材料のｐＨが隣接する材料に対して平衡になるにつれて、結合したＰＤＧＦは不安定になり得る。
【００６０】
ＰＤＧＦを含む溶液のｐＨは、いくつかの実施形態において、本明細書において列挙された緩衝液によって制御され得る。種々のタンパク質は、それらのタンパク質が安定に存在する、種々のｐＨ範囲を明示する。タンパク質の安定性は、主として、タンパク質の等電点および電荷に反映される。上記ｐＨ範囲は、タンパク質の立体配置構造、ならびに、タンパク質分解性の分解、加水分解、酸化、ならびに上記タンパク質の構造および／または生物学的な活性への改変を結果として生じ得る他のプロセスに対するタンパク質の感度に影響し得る。
【００６１】
いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、他の生物学的に活性な作用物質などのさらなる成分を、さらに含み得る。他の実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、細胞培地、他の安定化タンパク質（アルブミンなど）、抗菌性の作用物質、プロテアーゼインヒビター［例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、エチレングリコール−ビス（β−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸（ＥＧＴＡ）、アプロチニン、ε−アミノカプロン酸（ＥＡＣＡ）、など］ならびに／または他の増殖因子（線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）、上皮増殖因子（ＥＧＦ）、トランスホーミング増殖因子（ＴＧＦ）、ケラチノサイト増殖因子（ＫＧＦ）、インスリン様増殖因子（ＩＧＦ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、またはＰＤＧＦ−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＰＤＧＦ−ＡＢ、ＰＤＧＦ−ＣＣおよび／もしくはＰＤＧＦ−ＤＤの組成物を包含する他のＰＤＧＦなど）をさらに含み得る。
【００６２】
ＰＤＧＦを含む溶液に加えて、本発明の組成物はまた、中に上記ＰＤＧＦ溶液を配置するための生体適合性マトリックスを含み、ならびに、生体適合性マトリックスを伴うかもしくは伴わない生体適合性結合剤もまた含み得る。
【００６３】
（生体適合性マトリックス）
（スカフォールド材料）
生体適合性マトリックスは、本発明の実施形態によると、スカフォールド材料を含む。上記スカフォールド材料は、本発明の実施形態によると、新たな組織および／または骨の成長がおこるための、フレームワークまたはスカフォールドを提供する。スカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、直径が様々であり多方向性でありおよび相互接続された孔を含む。いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、上記相互接続された孔に加えて、複数のポケットおよび種々の直径の相互接続されていない孔を含む。
【００６４】
スカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、少なくとも一つのリン酸カルシウムを含む。他の実施形態において、スカフォールド材料は、複数種類のリン酸カルシウムを含み得る。スカフォールド材料としての使用に適したリン酸カルシウムは、本発明のいくつかの実施形態において、カルシウムのリンに対する原子比率が０．５から２．０の範囲を有する。いくつかの実施形態において、生体適合性マトリックスは、脱石灰化され凍結乾燥された骨同種移植片（ＤＦＤＢＡ）、粒状の脱石灰化された骨マトリックス（ＤＢＭ）、石灰化された骨マトリックス、またはそれらの組合せなどの同種移植片を含む。
【００６５】
スカフォールド材料としての使用に適したリン酸カルシウムの非限定的な例は、非晶質のリン酸カルシウム、リン酸一カルシウム一水和物（ＭＣＰＭ）、無水リン酸一カルシウム（ＭＣＰＡ）、リン酸二カルシウム二水和物（ＤＣＰＤ）、無水リン酸二カルシウム（ＤＣＰＡ）、リン酸八カルシウム（ＯＣＰ）、α−リン酸三カルシウム、β−リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト（ＯＨＡｐ）、不完全結晶性ヒドロキシアパタイト、リン酸四カルシウム（ＴＴＣＰ）、デカリン酸七カルシウム、メタリン酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム二水和物、炭酸化されたリン酸カルシウム（ｃａｒｂｏｎａｔｅｄ ｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ピロリン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、またはそれらの誘導体を包含する。
【００６６】
いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、ポリマー材料を含む。ポリマー性スカフォールドは、いくつかの実施形態において、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリ（Ｌ−ラクチド）、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）、ポリグリコール酸、ポリ（Ｌ−ラクチド−ｃｏ−グリコリド）、ポリ（Ｌ−ラクチド−ｃｏ−Ｄ，Ｌ−ラクチド）、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリメタクリル酸メチル、キトサン、またはそれらの組合せもしくは誘導体を包含する。
【００６７】
いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、多孔質構造を含む。多孔質のスカフォールド材料は、いくつかの実施形態によると、約１μｍから約１ｍｍの範囲にある直径を有する孔を含み得る。いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、約１００μｍから約１ｍｍの範囲にある直径またはそれより大きい直径を有するマクロポアを含む。別の実施形態において、スカフォールド材料は、約１０μｍから約１００μｍの範囲にある直径を有するメゾポア（ｍｅｓｏｐｏｒｅ）を含む。さらなる実施形態において、スカフォールド材料は、約１０μｍ未満の直径を有するミクロポアを含む。本発明の実施形態は、マクロポア、メゾポア、およびミクロポア、またはそれらのあらゆる組合せを含むスカフォールド材料を意図する。
【００６８】
多孔質のスカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、約２５％より高いかまたは約４０％より高い多孔度を有する。別の実施形態において、多孔質のスカフォールド材料は、約５０％より高い、約６０％より高い、約６５％より高い、約７０％より高い、約８０％より高い、または約８５％より高い多孔度を有する。さらなる実施形態において、多孔質のスカフォールド材料は、約９０％より高い多孔度を有する。いくつかの実施形態において、多孔質のスカフォールド材料は、上記スカフォールド材料中への細胞移動を容易にする多孔度を含む。
【００６９】
いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、複数の粒子を含む。スカフォールド粒子は、大きさがｍｍ、μｍ、またはサブミクロン（ｎｍ）であり得る。スカフォールド粒子は、いくつかの実施形態において、約１μｍから約５ｍｍの範囲にある平均直径を有する。他の実施形態において、粒子は、約１ｍｍから約２ｍｍ、約１ｍｍから約３ｍｍ、または約２５０μｍから約７５０μｍの範囲にある平均直径を有する。スカフォールド粒子は、別の実施形態において、約１００μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。さらなる実施形態において、スカフォールド粒子は、約７５μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。さらなる実施形態において、スカフォールド粒子は、約２５μｍ未満、約１μｍ未満、または約１ｍｍ未満の平均直径を有する。いくつかの実施形態において、スカフォールド粒子は、約１００μｍから約５ｍｍまたは約１００μｍから約３ｍｍの範囲にある平均直径を有する。他の実施形態において、スカフォールド粒子は、約２５０μｍから約２ｍｍ、約２５０μｍから約１ｍｍ、または約２００μｍから約３ｍｍの範囲にある平均直径を有する。粒子はまた、約１ｎｍから約１μｍの範囲にあり得、約５００ｎｍ未満、または約２５０ｎｍ未満であり得る。
【００７０】
スカフォールド材料は、いくつかの実施形態によると、型に入れて成形すること（ｍｏｌｄａｂｌｅ）、型から押し出すこと（ｅｘｔｒｕｄａｂｌｅ）、および／または注入が可能である。型に入れて成形すること、型から押し出すこと、および／または注入が可能であるスカフォールド材料は、本発明の組成物の、骨延長部位内および骨延長部位の周囲への効率的配置を容易にし得る。いくつかの実施形態において、型に入れて成形すること、型から押し出すこと、および／または注入が可能であるスカフォールド材料は、へらまたは同等のデバイスを用いて、骨延長部位に適用される。いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、流動性を有する（ｆｌｏｗａｂｌｅ）。流動性を有するスカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、注射器および針またはカニューレを介して、骨延長部位に適用され得る。いくつかの実施形態において、上記流動性を有するスカフォールド材料は、骨延長部位に経皮的に適用され得る。他の実施形態において、流動性を有するスカフォールド材料は、外科的に露出された骨延長部位に適用され得る。さらに、いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、ブロックまたは粒子として提供される。
【００７１】
いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、生体に吸収される（ｂｉｏｒｅｓｏｒｂａｂｌｅ）。スカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、インビボでの移植後１年以内に、少なくとも約３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、または９０％が吸収され得る。別の実施形態において、スカフォールド材料は、インビボでの移植後約１、３、６、９、１２、または１８ヶ月以内に、少なくとも約５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％または９０％が吸収される。いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、インビボでの移植後約１、３、６、９、１２、または１８ヶ月以内に、９０％より多くが吸収され得る。生体に吸収される能力（ｂｉｏｒｅｓｏｒｂａｂｉｌｉｔｙ）は：（１）マトリックス材料の性質（すなわち、その化学的性質、物理的構造および大きさ）；（２）マトリックスが配置される、体の位置；（３）使用されるマトリックス材料の量；（４）患者の代謝の状態（糖尿病／糖尿病ではない、骨粗しょう症、喫煙者、老年期、ステロイドの使用、など）；（５）処置される傷害の程度および／またはタイプ；および（６）マトリックスに加えて、他の材料の使用（他の骨同化因子、骨異化因子および抗骨異化因子など）、に依存する。
【００７２】
（β−リン酸三カルシウムを含むスカフォールド）
生体適合性マトリックスとしての使用のためのスカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、β−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）を含む。β−ＴＣＰは、いくつかの実施形態によると、直径が様々であり多方向性でありおよび相互接続された孔を有する多孔質構造を含み得る。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰは、上記相互接続された孔に加えて、複数のポケットおよび種々の直径の相互接続されていない孔を含む。β−ＴＣＰの多孔質構造は、いくつかの実施形態において、約１００μｍから約１ｍｍの範囲にある直径またはそれより大きい直径を有するマクロポア、約１０μｍから約１００μｍの範囲にある直径を有するメゾポア、および約１０μｍ未満の直径を有するミクロポアを含む。上記β−ＴＣＰのマクロポアおよびメゾポアは、組織の成長（骨誘導（ｏｓｔｅｏｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）および骨伝導（ｏｓｔｅｏｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）が挙げられる）を容易にし得、一方、マクロポア、メゾポアおよびミクロポアは、上記β−ＴＣＰ生体適合性マトリックス中の至るところで、流体のコミュニケーションおよび栄養分の輸送を可能にし得、組織および骨の再成長（ｒｅｇｒｏｗｔｈ）を支持し得る。
【００７３】
いくつかの実施形態において、多孔質構造を含むβ−ＴＣＰは、約２５％より高い、または約４０％より高い多孔度を有し得る。他の実施形態において、β−ＴＣＰは、約５０％より高い、約６０％より高い、約６５％より高い、約７０％より高い、約７５％より高い、約８０％より高い、または約８５％より高い多孔度を有し得る。さらなる実施形態において、β−ＴＣＰは、約９０％より高い多孔度を有し得る。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰは、上記β−ＴＣＰ中への細胞移動を容易にする多孔度を有し得る。
【００７４】
いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、β−ＴＣＰ粒子を含む。β−ＴＣＰ粒子は、いくつかの実施形態において、スカフォールド材料について本明細書に提供された孔の直径、孔の構造および多孔度のいずれもを、個別に明示し得る。
【００７５】
β−ＴＣＰ粒子は、いくつかの実施形態において、約１μｍから約５ｍｍの範囲にある平均直径を有する。他の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１ｍｍから約２ｍｍ、約１ｍｍから約３ｍｍ、約１００μｍから約５ｍｍ、約１００μｍから約３ｍｍ、約２５０μｍから約２ｍｍ、約２５０μｍから約７５０μｍ、約２５０μｍから約１ｍｍ、約２５０μｍから約２ｍｍ、または約２００μｍから約３ｍｍの範囲にある平均直径を有する。別の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１００μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約７５μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約２５μｍ未満、約１μｍ未満、または約１ｍｍ未満の平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１ｎｍから約１μｍの範囲にある平均直径を有する。さらなる実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約５００ｎｍ未満、または約２５０ｎｍ未満の平均直径を有する。
【００７６】
β−ＴＣＰ粒子を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態において、移植に適した形状（例えば、球体、円柱、またはブロック）で提供され得る。他の実施形態において、β−ＴＣＰスカフォールド材料は、成型可能、押し出し成形可能、および／または注入可能であり、このことは、上記マトリックスの骨延長部位への適用を容易にする。流動性を有するマトリックスは、注射器、管、カニューレ、またはへらを介して適用され得る。
【００７７】
β−ＴＣＰスカフォールド材料は、いくつかの実施形態によると、生体によって吸収可能である。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰスカフォールド材料は、インビボでの移植後約１年で、少なくとも約３０％、４０％、５０％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、または８５％が吸収され得る。別の実施形態において、β−ＴＣＰスカフォールド材料は、インビボでの移植後約１年で、約９０％より多くが吸収され得る。
【００７８】
（スカフォールド材料および生体適合性結合剤）
別の実施形態において、生体適合性マトリックスは、スカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む。
【００７９】
生体適合性結合剤は、いくつか実施形態によると、合わせた物質間の粘着を助長し得る材料を含み得る。生体適合性結合剤は、例えば、生体適合性マトリックスの形成におけるスカフォールド材料の粒子間の粘着を助長し得る。ある実施形態において、同一の材料が、スカフォールド材料および結合剤の両方として働き得る。いくつかの実施形態において、例えば、本明細書に記載のポリマー材料（コラーゲンおよびキトサンなど）は、スカフォールド材料および結合剤の両方として働き得る。
【００８０】
生体適合性結合剤は、いくつかの実施形態において、コラーゲン、エラスチン、多糖類、核酸、炭水化物、タンパク質、ポリペプチド、ポリ（α−ヒドロキシ酸）、ポリ（ラクトン）、ポリ（アミノ酸）、ポリ（無水物）、ポリウレタン、ポリ（オルトエステル）、ポリ（無水物−ｃｏ−イミド）、ポリ（オルトカーボネート）、ポリ（α−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ（ジオキサノン）、ポリ（ホスホエステル）、ポリ乳酸、ポリ（Ｌ−ラクチド）（ＰＬＬＡ）、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）（ＰＤＬＬＡ）、ポリグリコリド（ＰＧＡ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリ（Ｌ−ラクチド−ｃｏ−Ｄ，Ｌ−ラクチド）、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド−ｃｏ−炭酸トリメチレン）、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシ酪酸（ＰＨＢ）、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（δ−バレロラクトン）、ポリ（γ−ブチロラクトン）、ポリ（カプロラクトン）、ポリアクリル酸、ポリカルボン酸、ポリ（アリルアミン塩酸塩）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）、ポリ（エチレンイミン）、ポリプロピレンフマレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル、炭素繊維、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（エチルオキサゾリン）、ポリ（エチレンオキシド）−ｃｏ−ポリ（プロピレンオキシド）ブロック共重合体、ポリ（エチレンテレフタレート）ポリアミド、ならびにそれらの共重合体および混合物を包含し得る。
【００８１】
生体適合性結合剤は、他の実施形態において、アルギン酸、アラビアガム、グアーガム、キサンタンガム、ゼラチン、キチン、キトサン、酢酸キトサン、乳酸キトサン、コンドロイチン硫酸、Ｎ，Ｏ−カルボキシメチルキトサン、デキストラン（例えば、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンまたはデキストラン硫酸ナトリウム）、フィブリングルー、レシチン、ホスファチジルコリン誘導体、グリセロール、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸ナトリウム、セルロース（例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、またはヒドロキシエチルセルロース）、グルコサミン、プロテオグリカン、デンプン（例えば、ヒドロキシエチルデンプンまたは可溶性デンプン）、乳酸、プルロニック酸、グリセロリン酸ナトリウム、グリコゲン、ケラチン、絹ならびにそれらの誘導体および混合物を包含し得る。
【００８２】
いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤は、水溶性である。水溶性結合剤は、生体適合性マトリックスの移植後間もなく上記生体適合性マトリックスから溶解し得、このことは、上記生体適合性マトリックス中にマクロ多孔度（ｍａｃｒｏｐｏｒｏｓｉｔｙ）を導入し得る。本明細書で論じられるように、マクロ多孔度は、移植部位において破骨細胞および骨芽細胞のアクセスを高めること、そして結果として、それらの再構築活性を高めることによって、移植材料の骨伝導を増大させ得る。
【００８３】
いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤は、生体適合性マトリックスの約５重量パーセントから約５０重量パーセントの範囲にある量において、上記マトリックス中に存在し得る。他の実施形態において、生体適合性結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約１０重量パーセントから約４０重量パーセントの範囲にある量において存在し得る。別の実施形態において、生体適合性結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約１５重量パーセントから約３５重量パーセントの範囲にある量において存在し得る。さらなる実施形態において、生体適合性結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約２０重量パーセントの量において存在し得る。別の実施形態において、生体適合性結合剤は、生体適合性マトリックスの約５０重量パーセントより高い量または約６０重量パーセントより高い量において、上記マトリックス中に存在し得る。いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤は、生体適合性マトリックスの約９９重量パーセントに至るまでの量において、上記マトリックス中に存在し得る。
【００８４】
スカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態によると、流動性を有し得、成型可能であり、および／または押し出し成形可能であり得る。そのような実施形態において、生体適合性マトリックスは、ペーストまたはパテの形態であり得る。ペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤によって互いに接着したスカフォールド材料の粒子を含み得る。
【００８５】
ペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、所望の移植物の形状へ成型され得るか、または、移植部位の輪郭へ成型され得る。いくつかの実施形態において、ペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、注射器またはカニューレを用いて移植部位中に注入され得る。
【００８６】
いくつかの実施形態において、ペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、移植後に固まらず、そして流動可能でかつ成型可能な形態を保つ。他の実施形態において、ペーストまたはパテは、移植後に固まり得、それによって、マトリックスの流動性および成型性（ｍｏｌｄａｂｉｌｉｔｙ）が低減し得る。
【００８７】
スカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態において、生体によって吸収可能である。生体適合性マトリックスは、そのような実施形態において、インビボでの移植後約１年以内に吸収され得る。別の実施形態において、スカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む生体適合性マトリックスは、インビボでの移植後、約１、３、６、または９ヶ月以内に吸収され得る。いくつかの実施形態において、スカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む生体適合性マトリックスは、インビボでの移植後、約１、３、または６年以内に吸収され得る。生体吸収性は：（１）上記マトリックス材料の性質（すなわち、その化学的構造、物理的構造および大きさ）；（２）体内で上記マトリックスが配置される位置；（３）使用されるマトリックス材料の量；（４）患者の代謝の状態（糖尿病／糖尿病ではない、骨粗しょう症、喫煙者、老齢、ステロイドの使用、など）；（５）処置される傷害の程度および／またはタイプ；ならびに（６）上記マトリックスに加えての、他の材料（他の骨同化因子、骨異化因子および抗骨異化因子など）の使用、に依存する。
【００８８】
（β−ＴＣＰおよびコラーゲンを含む生体適合性マトリックス）
いくつかの実施形態において、生体適合性マトリックスは、β−ＴＣＰスカフォールド材料および生体適合性コラーゲン結合剤を含み得る。コラーゲン結合剤との組み合わせに適したβ−ＴＣＰスカフォールド材料は、上で提供されたβ−ＴＣＰスカフォールド材料と一致する。
【００８９】
コラーゲン結合剤は、いくつかの実施形態において、Ｉ型、ＩＩ型、およびＩＩＩ型コラーゲンを包含する、任意のタイプのコラーゲンを含む。いくつかの実施形態において、コラーゲン結合剤は、Ｉ型コラーゲンとＩＩ型コラーゲンとの混合物などの、コラーゲンの混合物を含む。他の実施形態において、コラーゲン結合剤は、生理学的な条件下で可溶性である。骨組織または筋骨格組織に存在する他のタイプのコラーゲンは、使用され得る。組換え型形態、合成形態および天然に存在している形態のコラーゲンは、本発明において使用され得る。
【００９０】
生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態によると、コラーゲン結合剤によって互いに接着した複数のβ−ＴＣＰ粒子を含み得る。いくつかの実施形態において、コラーゲン結合剤との組合せのためのβ−ＴＣＰ粒子は、約１μｍから約５ｍｍの範囲にある平均直径を有する。他の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１ｍｍから約２ｍｍ、約１ｍｍから約３ｍｍ、約１００μｍから約５ｍｍ、約１００μｍから約３ｍｍ、約２５０μｍから約２ｍｍ、約２５０μｍから約７５０μｍ、約２５０μｍから約１ｍｍ、約２５０μｍから約２ｍｍ、または約２００μｍから約３ｍｍの範囲にある平均直径を有する。別の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１００μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約７５μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約２５μｍ未満、約１μｍ未満、または約１ｍｍ未満の平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１ｎｍから約１μｍの範囲にある平均直径を有する。さらなる実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約５００ｎｍ未満または約２５０ｎｍ未満の平均直径を有する。
【００９１】
β−ＴＣＰ粒子は、いくつかの実施形態において、多孔質構造を有する生体適合性マトリックスを生産するために、上記コラーゲン結合剤によって互いに接着され得る。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスの上記多孔質構造は、直径が様々であり多方向性でありおよび相互接続された孔を明示する。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、上記相互接続された孔に加えて、複数のポケット、および種々の直径の相互接続されていない孔を含む。
【００９２】
いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、約１μｍから約１ｍｍの範囲にある直径を有する孔を含み得る。β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、約１００μｍから約１ｍｍの範囲にある直径またはそれより大きい直径を有するマクロポア、約１０μｍから約１００μｍの範囲にある直径を有するメゾポア、および約１０μｍ未満の直径を有するミクロポアを含み得る。
【００９３】
β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、約２５％より高い、または約４０％より高い多孔度を有し得る。種々の実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、約５０％より高い、約６５％より高い、約７０％より高い、約７５％より高い、約８０％より高い、または約８５％より高い多孔度を有し得る。さらなる実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、約９０％より高い多孔度を有し得る。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、上記マトリックス中への細胞移動を容易にする多孔度を有し得る。
【００９４】
いくつかの実施形態において、上記β−ＴＣＰ粒子は、β−ＴＣＰおよびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスについて本明細書に提供された孔の直径、孔の構造および多孔度のいずれもを、個別に明示し得る。
【００９５】
β−ＴＣＰ粒子を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態において、上記マトリックスの約５重量パーセントから約５０重量パーセントの範囲にある量においてコラーゲン結合剤を含み得る。他の実施形態において、コラーゲン結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約１０重量パーセントから約４０重量パーセントの範囲にある量において存在し得る。別の実施形態において、コラーゲン結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約１５重量パーセントから約３５重量パーセントの範囲にある量において存在し得る。さらなる実施形態において、コラーゲン結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約２０重量パーセントの量において存在し得る。別の実施形態において、コラーゲン結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約２０重量パーセントの量において存在し、かつβ−ＴＣＰは、上記生体適合性マトリックスの約８０重量パーセントの量において存在する。いくつかの実施形態において、上記コラーゲンは、可溶性ウシＩ型コラーゲンである。いくつかの実施形態において、上記β−ＴＣＰは、約１００ミクロンから約３００ミクロンの直径を有する顆粒を含む。
【００９６】
いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、２０質量％の可溶性ウシＩ型コラーゲンおよび８０質量％のβ−ＴＣＰ顆粒（１００〜３００ミクロンの粒子直径範囲）からなる。いくつかの実施形態において、上記マトリックスは、０．３ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ液体配合物（２０ｍＭの酢酸ナトリウム溶液中、ｐＨ６．０）と合わされ、そして、上記２つの成分が混ぜ合わされて、骨表面に注入または延展され得るペーストが作製される。
【００９７】
β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態によると、流動可能、成型可能、および／または押し出し成形可能であり得る。そのような実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、ペーストまたはパテの形態であり得る。ペーストまたはパテは、所望の移植物の形状へ成型され得るか、または、移植部位の輪郭へ成型され得る。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含みペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、注射器またはカニューレを用いて移植部位中に注入され得る。種々の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む上記生体適合性マトリックスは、例えば１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ゲージの針を介して移植部位に注入され得る。
【００９８】
いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含みペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、移植された場合に流動可能でかつ成型可能な形態を保ち得る。他の実施形態において、上記ペーストまたはパテは、移植後に固まり得、それによって、マトリックスの流動性および成型性が低減し得る。
【００９９】
β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態において、ブロック、球体、または円柱などの所定の形状で提供され得る。
【０１００】
β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、生体によって吸収可能であり得る。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、インビボでの移植後約１年で、少なくとも約７５％が吸収され得る。別の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、インビボでの移植後約１年で、約９０％より多くが吸収され得る。
【０１０１】
いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、骨延長手順において使用するための組成物を生産するため、生体適合性マトリックス中に配置され得る。
【０１０２】
（生体適合性マトリックス中へのＰＤＧＦ溶液の配置）
本発明は、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための組成物を生産するための方法を提供する。いくつかの実施形態において、そのような組成物を生産するための方法は、ＰＤＧＦを含む溶液を提供すること、生体適合性マトリックスを提供すること、および上記生体適合性マトリックス中に上記溶液を配置することを含む。組合せに適したＰＤＧＦ溶液および生体適合性マトリックスは、上で記載されたものと一致する。
【０１０３】
いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦ溶液は、生体適合性マトリックスを上記ＰＤＧＦ溶液中に浸すことによって、上記生体適合性マトリックス中に配置され得る。ＰＤＧＦ溶液は、別の実施形態において、上記ＰＤＧＦ溶液を生体適合性マトリックスに注入することによって、上記生体適合性マトリックス中に配置され得る。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦ溶液を注入することは、上記ＰＤＧＦ溶液を注射器内に配置すること、および上記生体適合性マトリックス中に上記ＰＤＧＦ溶液を放出して上記生体適合性マトリックスを飽和させることを含み得る。
【０１０４】
いくつかの実施形態において、上記ＰＤＧＦは、上記生体適合性マトリックスの孔に吸収される。いくつかの実施形態において、上記ＰＤＧＦは、上記生体適合性マトリックスの一つまたはそれより多い表面（上記生体適合性マトリックスの孔内の表面を含む）上へと吸収される。
【０１０５】
いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、上記生体適合性マトリックスの重量の少なくとも約２５％と等しい量の、ＰＤＧＦを含む液体を吸収することが可能である。種々の実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、上記生体適合性マトリックスの重量の少なくとも約５０％、少なくとも約２００％、少なくとも約３００％と等しい量の、ＰＤＧＦを含む液体を吸収することが可能である。
【０１０６】
上記生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態によると、ＰＤＧＦ溶液を受け入れる前に、レンガ（ｂｒｉｃｋ）または円柱などの所定の形状で存在し得る。ＰＤＧＦ溶液を受け入れた後、上記生体適合性マトリックスは、流動可能な、押し出し成形可能な、および／または注入可能な、ペーストまたはパテの形態を有し得る。他の実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、ＰＤＧＦを含む溶液を受け入れる前に、流動可能な、押し出し成形可能な、および／または注入可能な、ペーストまたはパテの形態を明示し得る。
【０１０７】
（生物学的に活性な作用物質をさらに含む組成物）
本発明の組成物は、いくつかの実施形態によると、ＰＤＧＦに加えて、一つまたはそれより多い生物学的に活性な作用物質をさらに含み得る。ＰＤＧＦに加えて、本発明の組成物中に組み込まれ得る生物学的に活性な作用物質は、有機分子、無機材料、タンパク質、ぺプチド、核酸（例えば、遺伝子、遺伝子断片、低分子干渉リボ核酸［ｓｉ−ＲＮＡ］遺伝子調節配列、核の転写因子、およびアンチセンス分子）、核タンパク質、多糖類（例えば、ヘパリン）、糖タンパク質、およびリポタンパク質を包含し得る。本発明の組成物中に組み込まれ得る生物学的に活性な化合物の非限定的な例（例えば、抗がん剤、抗生物質、鎮痛薬、抗炎症剤、免疫抑制薬、酵素インヒビター、抗ヒスタミン薬、ホルモン、筋弛緩薬、プロスタグランジン、栄養因子、骨誘導タンパク質、増殖因子、およびワクチンが挙げられる）は、米国特許出願番号１１／１５９，５３３号（公開番号：２００６００８４６０２号）において開示される。本発明の組成物中に組み込まれ得る生物学的に活性な化合物としては、インスリン様増殖因子、線維芽細胞増殖因子、または他のＰＤＧＦなどの骨刺激因子（ｏｓｔｅｏｓｔｉｍｕｌａｔｏｒｙ ｆａｃｔｏｒ）が挙げられる。他の実施形態によると、本発明の組成物中に組み込まれ得る生物学的に活性な化合物としては、好ましくは、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、ＢＭＰ模倣物（ｍｉｍｅｔｉｃ）、カルシトニン、もしくはカルシトニン模倣物などの骨誘導因子および骨刺激因子、スタチン、スタチン誘導体、線維芽細胞増殖因子、インスリン様増殖因子、増殖分化因子、Ｗｎｔアンタゴニスト（例えば、スクレロスチン（ｓｃｌｅｒｏｓｔｉｎ）、ＤＫＫ、可溶性のＷｎｔ受容体）の低分子または抗体ブロッカー、ならびに副甲状腺ホルモンが挙げられる。いくつかの実施形態において、因子としてはまた、プロテアーゼインヒビター、および骨吸収を低減する骨粗しょう症の処置（ビスホスホネート、テリパラチド（ｔｅｒｉｐａｒａｄｉｄｅ）、およびＮＦ−ｋＢ（ＲＡＮＫ）リガンドの活性化因子受容体に対する抗体が挙げられる）が挙げられる。
【０１０８】
さらなる生物学的に活性な作用物質の送達のための標準的なプロトコルおよびレジメンは、当該分野で公知である。さらなる生物学的に活性な作用物質は、移植部位への、適切な用量での上記作用物質の送達を可能にする量で、本発明の組成物中に導入され得る。たいていの場合において、用量は、専門家に公知の指針を用いて決定され、かつ問題になっている特定の作用物質に対し適用できる。本発明の組成物中に含まれるさらなる生物学的に活性な作用物質の量は、病状のタイプおよび程度、特定の患者の総合的な健康状態、上記生物学的に活性な作用物質の配合、放出動態、ならびに、生体適合性マトリックスの生体吸収性などの変量に依存し得る。標準的な臨床試験は、任意の特定のさらなる生物学的に活性な作用物質についての用量および投与頻度を最適化するために用いられ得る。
【０１０９】
本発明の組成物は、いくつかの実施形態によると、ＰＤＧＦを伴うさらなる移植材料（自己由来の骨髄、自己由来の血小板抽出物、同種移植片、合成の骨マトリックス材料、異種移植片、およびそれらの誘導体が挙げられる）の添加をさらに含み得る。
【０１１０】
本発明のいくつかの実施形態において、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための組成物は、少なくとも一つの造影剤をさらに含む。造影剤は、本発明の実施形態によると、画像化される場合に２つまたはそれより多い体組織の区別を少なくとも部分的に提供し得る物質である。造影剤は、いくつかの実施形態によると、陽イオン性造影剤、陰イオン性造影剤、非イオン性造影剤、またはそれらの混合物を含む。いくつかの実施形態において、造影剤は、放射線不透過性造影剤を含む。放射線不透過性造影剤は、いくつかの実施形態において、（Ｓ）−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−ヒドロキシ−１−（ヒドロキシメチル）−エチル］−２，４，６−トリヨード−５−ラクトアミドイソフタルアミド（Ｉｏｐａｍｉｄｏｌ）およびその誘導体を包含する、ヨード化合物を含む。
【０１１１】
（骨形成を刺激する方法）
いくつかの実施形態において、骨形成を刺激および／または促進するための方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む。いくつかの実施形態において、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む上記組成物は、骨延長中に適用される。他の実施形態において、上記組成物は、骨延長後に適用される。いくつかの実施形態において、有効量の上記組成物は、骨延長中および骨延長後に適用される。
【０１１２】
本発明はまた、骨延長後の骨癒合を促進する方法を提供する。いくつかの実施形態において、骨延長後の骨癒合を促進するための方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む。
【０１１３】
本発明は、さらに、骨延長手順を実行する方法を提供する。いくつかの実施形態において、骨延長手順を実行する方法は、（ａ）骨を第一の骨セグメントおよび第二の骨セグメントに分割すること、（ｂ）上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントのうちの少なくとも一つを移動させて、上記第一の骨セグメントと上記第二の骨セグメントとの間に空間を生じさせること、および（ｃ）上記空間において、骨形成を刺激することを含み、ここで、骨形成を刺激することは、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を上記空間に少なくとも部分的に配置することを含む。いくつかの実施形態において、工程（ｂ）および（ｃ）は、上記骨を任意の所望の量延長するために必要な回数繰り返され得る。
【０１１４】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、上記組成物を適用することは、上記組成物を骨延長部位に注入することを含む。いくつかの実施形態において、注入は、上記延長部位における上記組成物の経皮注入を含む。別の実施形態において、上記組成物は、開存性の、または外科的に露出された骨延長部位に注入される。さらなる実施形態において、上記組成物を適用することは、へらまたは他のデバイスを用いて上記組成物を、骨延長部位に配置（例えば、延展）することを含む。
【０１１５】
種々の実施形態において、上記組成物は、例えば１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ゲージの針を介して移植部位に注入され得る。
【０１１６】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料を含む。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む。
【０１１７】
いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、骨延長手順の延長期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。他の実施形態において、本発明の組成物は、骨延長後の硬化期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。さらなる実施形態において、本発明の組成物は、上記延長期中および上記硬化期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。
【０１１８】
種々の実施形態において、骨は、合計で、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約２ｍｍ、少なくとも約３ｍｍ、少なくとも約４ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約６ｍｍ、少なくとも約８ｍｍ、少なくとも約１０ｍｍ、少なくとも約１２ｍｍ、少なくとも約１５ｍｍ、少なくとも約２０ｍｍ、少なくとも約２５ｍｍ、少なくとも約３０ｍｍ、少なくとも約３５ｍｍ、少なくとも約５０ｍｍ、少なくとも約７５ｍｍ、少なくとも約１００ｍｍ、少なくとも約１２５ｍｍ、少なくとも約１５０ｍｍ、少なくとも約１７５ｍｍ、少なくとも約２００ｍｍ延長され得る。種々の実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、（例えば、上記の工程（ｂ）中の）１回の延長工程あたり少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２ｍｍ、少なくとも約０．３ｍｍ、少なくとも約０．４ｍｍ、少なくとも約０．５ｍｍ、少なくとも約０．６ｍｍ、少なくとも約０．７ｍｍ、少なくとも約０．８ｍｍ、少なくとも約０．９ｍｍ、少なくとも約１．０ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約０．８ｍｍから約１．２ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約１ｍｍ引き離される。
【０１１９】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、上記組成物は、上記延長部位に１回適用される。種々の実施形態において、上記組成物は、上記延長期中および／または上記硬化期中に、上記延長部位に少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも６回、少なくとも８回、少なくとも１０回適用される。種々の実施形態において、上記組成物は、上記延長期中および／または上記硬化期中に、上記延長部位に１日に１回より多く、毎日、１日おきに、３日に１回、４日に１回、５日に１回、６日に１回、毎週、または１週間あたり１回未満で投与され得る。
【０１２０】
種々の実施形態において、処置されなかったコントロールおよびマトリックスコントロールと比較したとき、上記組成物を用いた投与開始後約１週間以内、約２週間以内、約３週間以内、約４週間以内、約５週間以内、約６週間以内、約７週間以内、約８週間以内、約９週間以内、または約１０週間以内に、新たな組織における骨体積（ｍｍ３）および／または骨体積比（ＢＶ／ＴＶ）の有意な上昇が見られる。種々の実施形態において、処置されなかったコントロールおよびマトリックスコントロールと比較したとき、上記組成物を用いた投与停止後約１週間以内、約２週間以内、約３週間以内、約４週間以内、約５週間以内、約６週間以内、約７週間以内、約８週間以内、約９週間以内、または約１０週間以内に、新たな組織における骨体積（ｍｍ３）および／または骨体積比（ＢＶ／ＴＶ）の有意な上昇が見られる。
【０１２１】
本明細書に提供されるように、骨延長手順は、本発明の実施形態によると、両側性下顎形成不全、片側小顔面症、先天性の短い大腿骨、腓骨の半肢症、片側萎縮、軟骨無形成症、神経線維腫症、内反膝、骨端軟骨板骨折、骨の欠損症、脳顔面頭蓋に関する適用、骨髄炎、化膿性関節炎、およびポリオの処置において使用される骨延長手順を包含する。
【０１２２】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む上記組成物に加えて、少なくとも一つの薬学的組成物を提供すること、ならびに、上記少なくとも一つの薬学的組成物を、局所的および／または全身的に投与することをさらに含む。上記少なくとも一つの薬学的組成物は、いくつかの実施形態において、ビタミンＤ３などのビタミン、カルシウムサプリメント、または当業者に公知のあらゆる破骨細胞インヒビター（ビスホスホネートが挙げられる）を含む。いくつかの実施形態において、上記少なくとも一つの薬学的組成物は、局所的に投与される。そのような実施形態において、上記少なくとも一つの薬学的組成物は、上記生体適合性マトリックス中に組み込まれ得るか、またはさもなければ、骨延長部位内および骨延長部位の周囲に配置され得る。他の実施形態において、上記少なくとも一つの薬学的組成物は、患者に対し全身的に投与される。いくつかの実施形態において、例えば、上記少なくとも一つの薬学的組成物は、患者に対し経口投与される。別の実施形態において、上記少なくとも一つの薬学的組成物は、患者に対し静脈内投与される。
【０１２３】
以下の実施例は、本発明をさらに説明するために役立つが、同時に、以下の実施例は、本発明のどのような制限も構成しない。それどころか、本明細書の説明を読んだ後に本発明の精神から逸脱することなく当業者に示唆され得る、この方策の種々の実施形態、変更および等価物があり得ることが疑いなく理解されるべきである。
【実施例】
【０１２４】
（実施例１）
（ＰＤＧＦの溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の調製）
ＰＤＧＦの溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物を、以下の手順に従って調製した。
【０１２５】
β−ＴＣＰおよびコラーゲンを含む、予め重さを量った生体適合性マトリックスのブロックを取得した。上記β−ＴＣＰは、約１００μｍから約３００μｍの範囲にある平均の大きさを有する、β−ＴＣＰ粒子を含んだ。上記β−ＴＣＰ粒子を、約２０重量パーセントの可溶性Ｉ型ウシコラーゲン結合剤と共に配合した。そのようなβ−ＴＣＰ／コラーゲン生体適合性マトリックスを、Ｋｅｎｓｅｙ Ｎａｓｈ（Ｅｘｔｏｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から商業的に取得し得る。
【０１２６】
ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢを含む溶液を取得した。ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢは、酢酸ナトリウム緩衝液中の１０ｍｇ／ｍｌのストック濃度で（すなわち、ロット♯ＱＡ２２１７）、Ｎｏｖａｒｔｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商業的に入手可能である。Ｎｏｖａｒｔｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢを、酵母発現システムにおいて生産しており、そしてこれは、ＲＥＧＲＡＮＥＸ（Ｊｏｈｎｓｏｎ ＆ Ｊｏｈｎｓｏｎ）製品およびＧＥＭ ２１Ｓ（ＢｉｏＭｉｍｅｔｉｃ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ）製品（これは、米国食品医薬品局がヒトへの使用を承認している）において利用されるｒｈＰＤＧＦ−ＢＢと同一の生産設備に由来する。このｒｈＰＤＧＦ−ＢＢはまた、欧州連合およびカナダにおいてもヒトへの使用が承認されている。上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液を、酢酸ナトリウム緩衝液において０．３ｍｇ／ｍｌに希釈した。上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液を、本発明の実施形態にしたがって任意の所望の濃度に希釈し得る。
【０１２７】
約３ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液対約１ｇ（乾燥重量）の上記β−ＴＣＰ／コラーゲン生体適合性マトリックスの比率を使用して、上記組成物を生産した。上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液を、注射器を用いて上記生体適合性マトリックス上に放出し、その結果生じた組成物を混ぜ合わせ、そして成型して、骨延長部位への注入に向けて注射器に挿入するための細い糸（ｔｈｉｎ ｓｔｒａｎｄ）にした。
【０１２８】
（実施例２）
（ＰＤＧＦの溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の調製）
生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を、以下の手順に従って調製した。
【０１２９】
約５０ｍｇの重さである可溶性ウシコラーゲンの乾燥マトリックスを、Ｋｅｎｓｅｙ Ｎａｓｈ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から取得した。上記コラーゲンマトリックスを、１．５ｍｌのＭｉｃｒｏｆｕｇｅ試験管に添加した。１．０ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液（２０ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液中、ｐＨ６．０）を、上記コラーゲンマトリックスを含む上記試験管に添加した。上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ緩衝溶液の濃度は、０．３ｍｇ／ｍｌ（ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）であった。しかしながら、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢの任意の所望の濃度を使用し得る。上記コラーゲンマトリックスを、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ緩衝溶液中に約１０分間浸した。１０分後、上記コラーゲンマトリックスを、上記試験管から取り出し、逆さまにし、そして上記試験管中に再度入れて上記水和手順を促進した。上記コラーゲンマトリックスを、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液を含む上記試験管中に、さらに５分間置いた。
【０１３０】
上記試験管中の上記水和したコラーゲンマトリックスおよび残っているいくらかのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液を、無菌のペトリ皿に入れた。上記水和したコラーゲンマトリックスと残っているいくらかのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液とを、無菌のへらを用いて混合し、上記水和手順を完了した。上記水和したコラーゲンマトリックスを、第一の３ｍｌの注射器中に配置した。一旦、上記第一の注射器に配置したら、上記水和したコラーゲンマトリックスを、第二の３ｍｌの注射器中に押し出した。上記水和したコラーゲンマトリックスを、その後、上記第一の３ｍｌの注射器中に押し出して、戻した。上記第一の注射器と上記第二の注射器との間での上記水和したコラーゲンマトリックスの押し出しの往復を３回実行し、上記水和したコラーゲンマトリックスを、流動性を有するパテに変えた。上記第一の注射器と上記第二の注射器との間での押し出しは、針が付けられていない注射器の開いている孔を通じて行った。
【０１３１】
３サイクル後、１６ゲージ針を、上記水和したコラーゲンマトリックスを含む３ｍｌの注射器に付け、そして上記水和したコラーゲンマトリックスを、１６ゲージ針を通して押し出した。上記水和したコラーゲンマトリックスを、その後、２０ゲージ針を通して押し出し、そして骨延長部位での配置にむけて１ｍｌの注射器中に充填した。
【０１３２】
（実施例３）
（骨延長手順を実行する方法）
８３匹の雄性Ｓｐｒａｇｕｅ Ｄａｗｌｅｙラット（約６月齢、体重４００〜５００ｇ）を、表１において提供されるように、無作為に５つの処置群に分けた。各ラットは、片側大腿骨骨幹中位延長（ｕｎｉｌａｔｅｒａｌ ｍｉｄ−ｄｉａｐｈｙｓｅａｌ ｆｅｍｏｒａｌ ｌｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ）を受けた（Ｍｏｏｒｅら、Ｊ．Ｏｒｔｈｏｐ．Ｒｅｓ．２００３，２１：４８９〜４９６を参照のこと）。オーダーメイドであり、延長可能な４ピンの片側固定器（ｄｉｓｔｒａｃｔａｂｌｅ ｆｏｕｒ−ｐｉｎ ｍｏｎｏｌａｔｅｒａｌ ｆｉｘａｔｏｒ）を右大腿骨に適用し、その後、大腿骨の延長を可能にするために骨膜温存骨幹中位コルチコトミー（ｐｅｒｉｏｓｔｅａｌ−ｓｐａｒｉｎｇ ｍｉｄ−ｄｉａｐｈｙｓｅａｌ ｃｏｒｔｉｃｏｔｏｍｙ）を行った。上記創傷を重ねて閉じ、上記動物をケージに戻し、そして無制限の荷重負荷（ｕｎｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ ｗｅｉｇｈｔ ｂｅａｒｉｎｇ）を許容した。７日間の潜伏期の後、上記大腿骨を、２１日間の間、１日あたり２回、０．１７ｍｍずつ延長させた（合計７ｍｍの延長）。
【０１３３】
【表１】
【０１３４】
ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液または緩衝液を、表１に示された濃度の、注入可能な可溶性ウシコラーゲンと混合した。上記可溶性ウシコラーゲンをＫｅｎｓｅｙ Ｎａｓｈ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から取得し、そして実施例２の手順に従って、上記ＰＤＧＦ溶液または酢酸ナトリウム緩衝液と合わせた。
【０１３５】
表２の処置およびデータ取得計画において説明されるように、術後７、１４、２１、および２８日目において、５０μｌの割り当てた組成物を、各処置群の各動物の延長ギャップに注入した。５０μｌの上記割り当てた組成物の投与により、群３の動物は５μｇのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢを受け、一方、群４および５の動物は、それぞれ、１５μｇおよび５０μｇのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢを受けた。その後、２週間毎に高解像度キャビネットｘ線システム（Ｆａｘｉｔｒｏｎ ＭＸ ２０ Ｘ−Ｒａｙ，Ｆａｘｉｔｒｏｎ Ｘ−Ｒａｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｈｅｅｌｉｎｇ，ＩＬ）を用いてＸ線写真を撮りながら治癒させた。
【０１３６】
【表２】
【０１３７】
各群由来の動物（ｎ＝３）を、術後３５、４２、４９、５６、および６３日目に、人道的に屠殺した。屠殺するとき、大腿骨を一塊として取り出し、そしてホルマリン中に入れた。骨幹中位１６．５ｍｍ領域の高解像度３−Ｄ画像（１６μｍ等長ボクセルサイズ（ｉｓｏｍｅｔｒｉｃ ｖｏｘｅｌ ｓｉｚｅ））を、マイクロコンピュータ断層撮影（ｍｉｃｒｏ−ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）（μＣＴ４０，Ｓｃａｎｃｏ Ｍｅｄｉｃａｌ ＡＧ，Ｂａｓｓｅｒｓｄｏｒｆ，ＣＨ）によって作製した。もともとのスキャンされた画像を、ローパスノイズ低減フィルター（ｌｏｗ−ｐａｓｓ ｎｏｉｓｅ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）（σ＝１、サポート＝１．０）および固定された閾値（３１６）を用いてセグメント化（ｓｅｇｍｅｎｔ）し、そしてボリュームレンダリング（ｖｏｌｕｍｅ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）を、可視化のために作製した。新たな骨形成（ＢＶ）および仮骨における骨体積比（ＢＶ／ＴＶ）を、その後、上記のスキャナーシステムに内蔵された画像処理ソフトウエアを用いて、上記延長ギャップの中心である、６．４ｍｍ（４００スライス）セグメントから計算した。癒合を、骨架橋についてのボリュームレンダリングの検査から評価した。
【０１３８】
全てのデータを、ＳＡＳ（登録商標）バージョン９．１．３（ＳＡＳ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｉｎｃ．，Ｃａｒｙ，ＮＣ）を用いて分析した。事後比較を、Ｈｏｌｍ検定（αは≦０．０５に維持）を用いて実行した。分析の前に、上記ＢＶデータを、正の歪度を低減させるため、対数変換した（変換後、Ｓｈａｐｉｒｏ−Ｗｉｌｋ ｐ＝０．２８）。その後、相乗平均（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｍｅａｎ）を、表示のために翻訳し戻した（ｂａｃｋ−ｔｒａｎｓｌａｔｅ）。
【０１３９】
Ｘ線写真は、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ−コラーゲン組成物を受け入れた群３〜５のそれぞれにおける、延長ギャップ内での新たな骨形成を明らかにした。２８日目において、コントロール群１および２での新たな骨形成は、群３〜５での新たな骨形成よりも有意に低く位置づけられた。さらに、群４（０．３ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）での新たな骨形成は、群５（１．０ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）ならびにコントロール群１および２での新たな骨形成よりも有意に高く置づけられた（全てにおいてｐ＜０．０５）。４２日目において、群４（０．３ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）は、コントロール群１および２よりも、新たな骨形成が有意に高く置づけられた（ｐ＜０．０５）。
【０１４０】
ＢＶおよびＢＶ／ＴＶデータの混合線形解析（ｍｉｘｅｄ ｌｉｎｅａｒ ａｎａｌｙｓｉｓ）は、種々の屠殺時点（ｓａｃｒｉｆｉｃｅ ｔｉｍｅ ｐｏｉｎｔ）において、コントロール群１および２と群３〜５との間での統計的に有意な差を明らかにした（ＢＶおよびＢＶ／ＴＶの両方においてｐ＜０．０００１）。図１および２は、各屠殺時点での、群１〜５についてのＢＶおよびＢＹ／ＴＶ値を図示する。新たな骨形成は、コントロール群１および２において最も低く、コントロール群１および２は、あらゆる時点において、互いに有意な差はなかった。５６日目において、群３（０．１ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶは、コントロール群１および２のＢＶよりも高く（ｐ＜０．０５）、ならびに、４２および４９日目において、群５（１．０ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶは、コントロール群１および２のＢＶよりも高かった（両方においてｐ＜０．０５）。４２、４９および５６日目において、群４（０．３ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶは、コントロール群１および２のＢＶよりも高かった（それぞれ、ｐ＝０．０００２、ｐ＝０．０００２およびｐ＜０．０００１）。
【０１４１】
さらに、４９日目において、群３（０．１ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶ／ＴＶは、コントロール群１および２のＢＶ／ＴＶよりも高かった（ｐ＝０．０００９）。４２および４９日目において、群５（１．０ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶ／ＴＶは、コントロール群１および２のＢＶ／ＴＶよりも高く（それぞれ、ｐ＝０．００１９およびｐ＜０．０００１）、ならびに、４２、４９および５６日目において、群４（０．３ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶ／ＴＶは、コントロール群１および２のＢＶ／ＴＶよりも高かった（それぞれ、ｐ＝０．０００７、ｐ＜０．０００１およびｐ＜０．０００１）。
【０１４２】
μＣＴ画像検査は、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ組成物を受けた群３〜５の骨架橋の割合において、全体的な上昇があったことを示唆した。表３において提供されているように、屠殺の時点における、群３〜５の動物の癒合割合は、組み合わせたコントロールの癒合割合よりも有意に高かった（それぞれ、４０．３％対４．５５％、ｐ＝０．０１２７）。
【０１４３】
【表３】
【０１４４】
本研究の結果から、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢを含む組成物の延長部位への投与は、延長手順中の新たな骨形成を有意に上昇させ、そして骨癒合を有意に促進する。
【０１４５】
上で引用された全ての特許、刊行物および要約は、その全容が参照として本明細書に援用される。前述の内容は、単に本発明の好ましい実施形態を述べているのであり、よって、多数の変更または変化は、以下の特許請求の範囲において定義される、本発明の精神および範囲から逸脱することなく本発明の中で行われ得るということは、理解されるべきである。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
この出願は、２００８年２月７日に出願された米国仮出願番号６１／０２６，９３４号の米国特許法１１９条（ｅ）項の下での利益を主張し、この米国仮出願番号６１／０２６，９３４号の内容は、その全容が参照として本明細書に援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、骨延長（ｏｓｔｅｏｄｉｓｔｒａｃｔｉｏｎ）手順における使用のための、組成物および方法に関連する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
骨延長または仮骨延長（ｄｉｓｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｓｔｅｏｇｅｎｅｓｉｓ）は、骨折仮骨（ｆｒａｃｔｕｒｅ ｃａｌｌｕｓ）の速度が緩やかで漸増的な延長を用いて、活性な骨形成を刺激および長期化させ、それにより、それがなければ大きな骨の欠損であるものを架橋する手段を提供するプロセスである。仮骨延長は、小児の四肢長不等（ｌｉｍｂ ｌｅｎｇｔｈ ｉｎｅｑｕａｌｉｔｙ）の処置などにおける、骨格変形の再建および骨を延長することにおいて使用される。
【０００４】
骨延長手順において、骨は、外科的に２つのセグメントに分けられ、そして骨の２つの末端は、徐々に引き離される（延長期）。上記２つの骨セグメントが引き離される速度は、新たな骨がギャップ内に形成し得るために十分に遅い。所望の長さに到達した場合、硬化期が後に続く。
【０００５】
長骨内であろうと脳顔面頭蓋の骨格内であろうと、仮骨延長は、主に、膜性骨化を介して起こる。組織学的研究は、成熟した骨の最終的な形成を生じる、４つの段階を同定している。
【０００６】
段階Ｉ：介在しているギャップは、最初に、線維組織（未分化細胞の間葉系マトリックス内の紡錘状線維芽細胞を伴う、長手軸方向に配向されたコラーゲン）から構成される。
【０００７】
段階ＩＩ：骨の縁から延びる細長い骨小柱（ｔｒａｂｅｃｕｌａｅ ｏｆ ｂｏｎｅ）が観察される。初期の骨形成は、これら初期の骨小棘（ｂｏｎｙ ｓｐｉｃｕｌｅ）表面上の骨芽細胞が骨のマトリックス上にある状態でコラーゲン線維に沿って進む。組織化学的に有意に上昇したレベルのアルカリホスファターゼ、ピルビン酸、および乳酸が注目される。
【０００８】
段階ＩＩＩ：再構築が、骨の添加（ａｐｐｏｓｉｔｉｏｎ）および吸収の進行領域で、ならびに破骨細胞数の上昇を伴って始まる。
【０００９】
段階ＩＶ：初期の緻密皮質骨（ｃｏｍｐａｃｔ ｃｏｒｔｉｃａｌ ｂｏｎｅ）が、切断された骨の末端の成熟した骨に隣接して形成され、長手軸方向に配向された骨小棘はだんだんと少なくなる；これは正常な構造に似ている。
【００１０】
骨の再構築は硬化期中に開始し、そして１〜２年にわたって続き、最後には、再生された骨は、隣接した骨と大きさおよび形状が類似する成熟した骨の構造へと変わる。新たな骨の体積は、隣接する骨の体積に匹敵するが、動物での研究は、無機質の含有量および放射線濃度が、上記再生されたセグメントの引張り強さと同様、約３０％低いことを示す。
【００１１】
さらに、延長後の硬化遅延は、悩ましい合併症である。硬化遅延が起きた場合、骨固定器の除去が延期され、ならびに、感染などの他の合併症の危険性が上昇する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
硬化およびその結果として生じる新たな骨構造に関連する問題を考慮すれば、骨延長手順における使用のための、既存のものに代わる骨形成性の再生システムを提供することが望ましい。骨延長手順において既存のものに代わる骨形成性の再生システムを使用する方法を提供することもさらに望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明の概要
本発明は、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための組成物および方法を提供する。本組成物は、骨延長後の骨硬化期を容易にし、そしていくつかの実施形態において骨延長後の骨硬化期を促進する。
【００１４】
一つの局面において、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための本発明の組成物は、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）を含む溶液および生体適合性マトリックスを含み、ここで、上記溶液は、上記生体適合性マトリックス中に配置される。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、約０．０１ｍｇ／ｍｌから約１０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５ｍｇ／ｍｌから約５ｍｇ／ｍｌ、約０．１ｍｇ／ｍｌから約１．０ｍｇ／ｍｌの範囲にある濃度、または約０．３ｍｇ／ｍｌの濃度において、上記溶液中に存在する。上記溶液中のＰＤＧＦ濃度は、上で述べられた濃度範囲のうちの任意のものの内にあり得る。
【００１５】
本発明のいくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦホモダイマーおよびヘテロダイマーを包含し、これらは、ＰＤＧＦ−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＰＤＧＦ−ＡＢ、ＰＤＧＦ−ＣＣ、ＰＤＧＦ−ＤＤ、ならびにそれらの混合物および誘導体を包含する。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦ−ＢＢを含む。別の実施形態において、ＰＤＧＦは、組換え型ヒトＰＤＧＦ−ＢＢ（ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）などの、組換え型ヒト（ｒｈ）ＰＤＧＦを含む。
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦ断片を含む。いくつかの実施形態において、ｒｈＰＤＧＦ−Ｂは、下記の断片を包含する：完全なＢ鎖のうちのアミノ酸配列１−３１、１−３２、３３−１０８、３３−１０９および／または１−１０８。ＰＤＧＦのＢ鎖の完全なアミノ酸配列（１−１０９）は、米国特許第５，５１６，８９６号の図１５において提供される。本発明のｒｈＰＤＧＦ組成物は、インタクトなｒｈＰＤＧＦ−Ｂ（１−１０９）とそれの断片との組合せを含み得ることが、理解されるべきである。米国特許第５，５１６，８９６号において開示されたＰＤＧＦ断片などの、ＰＤＧＦの他の断片は使用され得る。１実施形態によれば、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢは、インタクトなｒｈＰＤＧＦ−Ｂ（１−１０９）のうちの少なくとも５０％を含む。
【００１７】
生体適合性マトリックスは、本発明のいくつかの実施形態によると、骨のスカフォールド（ｓｃａｆｆｏｌｄｉｎｇ）材料を含む。いくつかの実施形態において、骨のスカフォールド材料は、リン酸カルシウムを含む。リン酸カルシウムは、いくつかの実施形態において、β−リン酸三カルシウムを含む。いくつかの実施形態において、骨のスカフォールド材料は、コラーゲンまたは他の生体適合性ポリマー材料を含む。
【００１８】
別の局面において、本発明は、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための組成物を提供し、この組成物は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含み、ここで、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む。上記ＰＤＧＦ溶液は、上に記載されたとおりのＰＤＧＦ濃度を有し得る。骨のスカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、リン酸カルシウムを含む。いくつかの実施形態において、リン酸カルシウムは、β−リン酸三カルシウムを含む。さらに、いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤は、組み合わされた物質間の接着を助長し得る材料を含む。生体適合性結合剤は、例えば、生体適合性マトリックスの形成において、スカフォールド材料の粒子間の接着を助長し得る。いくつかの実施形態において、例えば、コラーゲンを含む生体適合性結合剤は、スカフォールド材料のβ−ＴＣＰ粒子間の接着を助長し得る。
【００１９】
いくつかの実施形態において、生体適合性マトリックスは、生体適合性結合剤を伴うかもしくは伴わないリン酸カルシウムの粒子または骨同種移植片（脱石灰化（ｄｅｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄ）され凍結乾燥された骨同種移植片（ＤＦＤＢＡ）、石灰化（ｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄ）され凍結乾燥された骨同種移植片（ＦＤＢＡ）、もしくは粒状の脱石灰化された骨マトリックス（ＤＢＭ）など）を含む。別の実施形態において、生体適合性マトリックスは、ＤＦＤＢＡ、ＤＢＭまたは他の骨同種移植片材料などの骨同種移植片を含み、これらは、ブロック、楔、円柱もしくは粒子などの皮質骨形状、または種々の形状および大きさの海綿質骨粒子を包含する。
【００２０】
さらに、生体適合性結合剤は、本発明のいくつかの実施形態によると、タンパク質、多糖類、核酸、炭水化物、合成ポリマー、またはそれらの混合物を含む。いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤は、コラーゲンを含む。別の実施形態において、生体適合性結合剤は、ウシのコラーゲンまたはヒトのコラーゲンなどのコラーゲンを含む。
【００２１】
本発明のいくつかの実施形態において、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための組成物は、少なくとも１つの造影剤をさらに含む。造影剤は、本発明のいくつかの実施形態によると、画像化される（ｉｍａｇｅ）場合に２つまたはそれより多い体組織の区別を少なくとも部分的に提供し得る物質であって、かつ、本明細書に記載された組成物を延長部位内に置くことを助け得る物質である。造影剤は、いくつかの実施形態によると、陽イオン性造影剤、陰イオン性造影剤、非イオン性造影剤、またはそれらの混合物を含む。いくつかの実施形態において、造影剤は、放射線不透過性造影剤を含む。放射線不透過性造影剤は、いくつかの実施形態において、（Ｓ）−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−ヒドロキシ−１−（ヒドロキシメチル）−エチル］−２，４，６−トリヨード−５−ラクトアミドイソフタルアミド（Ｉｏｐａｍｉｄｏｌ）およびその誘導体を包含する、ヨード化合物を含む。
【００２２】
本発明の組成物は、骨延長手順中に骨を処置することにおける使用のためのものであり得、および／または骨延長手順中に骨を処置することにおいて有用な医薬の製造における使用のためのものであり得る。上記組成物の使用は、本明細書に記載された任意の組成物および／または方法を含み得ることが、理解されるべきである。本発明の一つの実施形態は、骨延長手順において骨形成を刺激するために有用な医薬の調製におけるＰＤＧＦ溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の使用であって、ここで、上記溶液は、上記生体適合性マトリックス中に配置される。本発明の一つの実施形態は、骨延長手順において骨硬化を促進するために有用な医薬の調製におけるＰＤＧＦ溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の使用であって、ここで、上記溶液は、上記生体適合性マトリックス中に配置される。
【００２３】
別の局面において、本発明は、第一のパッケージ中の生体適合性マトリックス、および、第二のパッケージ中のＰＤＧＦを含む溶液を含むキットを提供する。いくつかの実施形態において、上記溶液は、所定の濃度のＰＤＧＦを含む。ＰＤＧＦの濃度は、実行する骨延長手順の性質に従って、事前に決定され得る。さらに、キットによって提供される生体適合性マトリックスの量は、実行する骨延長手順の性質またはタイプに依存し得る。注射器は、骨延長部位などの外手術的部位での適用に向けた、上記生体適合性マトリックス中への上記ＰＤＧＦ溶液の配置を容易にし得る。
【００２４】
本発明は、骨形成を助長するための組成物を生産するための方法をさらに提供する。いくつかの実施形態において、組成物を生産するための方法は、ＰＤＧＦを含む溶液を提供すること、生体適合性マトリックスを提供すること、および上記溶液を上記生体適合性マトリックス中に配置することを含む。
【００２５】
本発明は、骨延長手順中に骨を処置する方法、ならびに、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を助長および／または促進する方法をさらに提供する。
【００２６】
いくつかの実施形態において、骨形成を刺激および／または促進するための方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む。いくつかの実施形態において、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む上記組成物は、骨延長中に適用される。骨延長中に適用される場合、上記組成物は、骨延長中に、一回またはそれより多い回数（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれより多い回数）、上記部位に適用され得る。他の実施形態において、上記組成物は骨延長後に適用される。骨延長後に適用される場合、上記組成物は、骨延長後に、一回またはそれより多い回数（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれより多い回数）、上記部位に適用され得る。いくつかの実施形態において、有効量の上記組成物が、骨延長中および骨延長後に適用される。
【００２７】
いくつかの実施形態において、骨形成を刺激する方法は：生体適合性マトリックス中に配置された血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）溶液を含む有効量の組成物を、少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む。いくつかの実施形態において、上記組成物は、骨延長手順の延長期中に適用される。いくつかの実施形態において、上記組成物は、骨延長手順の硬化期中に適用される。いくつかの実施形態において、上記組成物は、骨延長手順の延長期中および硬化期中に適用される。いくつかの実施形態において、上記方法は、骨延長後の骨硬化を促進することを含む。いくつかの実施形態において、上記組成物は、上記部位に少なくとも２回適用される。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、多孔質のリン酸カルシウムを含む。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、β−ＴＣＰを含む。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、相互接続された孔を有する。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、約４０％より高い多孔度を有する。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、大きさが約１００ミクロンから約５０００ミクロンの範囲内にある粒子からなる。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、大きさが約１００ミクロンから約３００ミクロンの範囲内にある粒子からなる。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、移植されて約１年以内に上記リン酸カルシウムの少なくとも約８０％が吸収されるように吸収され得る。いくつかの実施形態において、上記リン酸カルシウムは、上記リン酸カルシウムの重量の少なくとも約２５％と等しい量の上記ＰＤＧＦ溶液を吸収することが可能である。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、コラーゲンを含む。いくつかの実施形態において、上記ＰＤＧＦは、約０．１ｍｇ／ｍｌから約１．０ｍｇ／ｍｌの濃度で上記溶液中に存在する。いくつかの実施形態において、上記ＰＤＧＦは、約０．３ｍｇ／ｍｌの濃度で上記溶液中に存在する。いくつかの実施形態において、上記溶液は、緩衝液を含む。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、上記組成物中への細胞移動を容易にする多孔度を有する。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、約２０：８０の割合でコラーゲンおよびβ−ＴＣＰを含む。いくつかの実施形態において、上記組成物は、注入可能である。
【００２８】
さらなる実施形態において、骨形成を刺激するための方法は、骨延長後の骨硬化を促進することを含み、ここで、促進することは、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、上記組成物を骨延長部位に適用することを含む。
【００２９】
本発明はまた、骨延長後の骨癒合を促進する方法を提供する。いくつかの実施形態において、骨延長後の骨癒合を促進するための方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を、少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む。
【００３０】
さらに、本発明は、骨延長手順を実行する方法を提供する。いくつかの実施形態において、骨延長手順を実行する方法は、（ａ）骨を第一の骨セグメントおよび第二の骨セグメントに分割すること、（ｂ）上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントのうちの少なくとも一つを移動させて、上記第一の骨セグメントと上記第二の骨セグメントとの間に空間を生じさせること、および（ｃ）上記空間において、骨形成を刺激することを含み、ここで、骨形成を刺激することは、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を上記空間に少なくとも部分的に適用することを含む。いくつかの実施形態において、工程（ｂ）および（ｃ）は、上記骨を任意の所望の量延長するために必要な回数繰り返され得る。
【００３１】
いくつかの実施形態において、骨延長手順を実行する方法は：（ａ）骨を第一の骨セグメントおよび第二の骨セグメントに分割すること；（ｂ）上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントのうちの少なくとも一つを移動させて、上記第一の骨セグメントと上記第二の骨セグメントとの間に空間を形成すること；および（ｃ）上記空間において、骨形成を刺激することを含み、ここで、骨形成を刺激することは、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む有効量の組成物を上記空間に適用することを含む。いくつかの実施形態において、上記方法は、工程（ｂ）および（ｃ）を、上記骨を所望の量延長するために必要な回数繰り返すことをさらに含む。
【００３２】
種々の実施形態において、骨は、合計で、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約２ｍｍ、少なくとも約３ｍｍ、少なくとも約４ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約６ｍｍ、少なくとも約８ｍｍ、少なくとも約１０ｍｍ、少なくとも約１２ｍｍ、少なくとも約１５ｍｍ、少なくとも約２０ｍｍ、少なくとも約２５ｍｍ、少なくとも約３０ｍｍ、少なくとも約３５ｍｍ、少なくとも約５０ｍｍ、少なくとも約７５ｍｍ、少なくとも約１００ｍｍ、少なくとも約１２５ｍｍ、少なくとも約１５０ｍｍ、少なくとも約１７５ｍｍ、少なくとも約２００ｍｍ延長され得る。種々の実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、（例えば、上記の工程（ｂ）中の）１回の延長工程あたり、少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２ｍｍ、少なくとも約０．３ｍｍ、少なくとも約０．４ｍｍ、少なくとも約０．５ｍｍ、少なくとも約０．６ｍｍ、少なくとも約０．７ｍｍ、少なくとも約０．８ｍｍ、少なくとも約０．９ｍｍ、少なくとも約１．０ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約０．８ｍｍから約１．２ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約１ｍｍ引き離される。種々の実施形態において、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも２５回の延長工程が実行され得る。
【００３３】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を適用することは、上記組成物を骨延長部位に注入することを含む。いくつかの実施形態において、注入は、上記延長部位における上記組成物の経皮注入を含む。別の実施形態において、上記組成物は、開存性（ｏｐｅｎ）の、または外科的に露出された骨延長部位に注入される。さらなる実施形態において、上記組成物を適用することは、へらまたは他のデバイスを用いて上記組成物を、骨延長部位に配置することを含む。
【００３４】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、上記組成物は、上記延長部位に１回適用される。種々の実施形態において、上記組成物は、上記延長期中および／または上記硬化期中に、上記延長部位に少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも６回、少なくとも８回、少なくとも１０回適用される。種々の実施形態において、上記組成物は、上記延長期中および／または上記硬化期中に、上記延長部位に１日に１回より多く、毎日、１日おきに、３日に１回、４日に１回、５日に１回、６日に１回、毎週、または１週間あたり１回未満で投与され得る。
【００３５】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料を含む。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む。
【００３６】
本明細書に提供されるように、いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、骨延長手順の延長期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。他の実施形態において、本発明の組成物は、骨延長後の硬化期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。さらなる実施形態において、本発明の組成物は、上記延長期中および上記硬化期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。
【００３７】
本明細書に提供されるように、骨延長手順は、本発明のいくつかの実施形態によると、両側性下顎形成不全、片側小顔面症（ｈｅｍｉｆａｃｉａｌ ｍｉｃｒｏｓｏｍｉａ）、先天性の短い大腿骨、腓骨の半肢症、片側萎縮、軟骨無形成症、神経線維腫症、内反膝、骨端軟骨板骨折、骨の欠損症、脳顔面頭蓋に関する適用、骨髄炎、化膿性関節炎、およびポリオの処置において使用される骨延長手順を包含する。さらに、骨延長手順は、本発明のいくつかの実施形態によると、種々の外傷の処置において使用される骨延長手順を含む。骨延長手順を必要とする外傷は、体の長骨（大腿骨、脛骨、腓骨、上腕骨、および／または橈骨が挙げられる）の骨折を含み得る。骨延長手順を必要とする外傷はまた、脳顔面頭蓋骨の骨折を含み得る。いくつかの実施形態において、例えば、骨延長手順は、プロテーゼを用いる使用に備えて骨を延長するために用いられ得る。
【００３８】
したがって、骨延長部位において骨形成を容易にする上で有用であり、およびいくつかの実施形態においては、骨延長部位において骨形成を促進する上で有用である、方法および生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦを含む組成物を提供することが、本発明の目的である。
【００３９】
生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦを含む組成物を構築するためのキットを提供することが、本発明の別の目的であり、上記組成物は、骨延長後の骨硬化を容易にする上で有用であり、およびいくつかの実施形態においては、骨延長後の骨硬化を促進する上で有用である。
【００４０】
本発明のこれらのおよび他の実施形態は、後に続く詳細な説明において、より詳細に記載される。本発明のこれらのおよび他の目的、特徴、および利点は、以下の、開示された実施形態の詳細な説明および特許請求の範囲の概観後に、明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の一つの実施形態による、投与された組成物および治癒時間の関数として、延長手順における新たな骨形成の体積を図示する。
【図２】図２は、本発明の一つの実施形態による、投与された組成物および治癒時間の関数として、延長手順における新たな骨形成の比を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
（詳細な説明）
本発明は、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激および／または促進するための、組成物および方法を提供する。本組成物は、骨延長後の骨癒合および骨硬化期を容易にし、ならびにいくつかの実施形態においては促進する。いくつかの実施形態において、組成物は、ＰＤＧＦを含む溶液および生体適合性マトリックスを含み、ここで、上記溶液は、上記生体適合性マトリックス中に配置される。別の実施形態において、組成物は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含み、ここで、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む。
【００４３】
理論によって拘束されることを望まないが、骨セグメントが延長期中に徐々に移動して引き離され、したがって、上記部位が繰り返し再度傷つけられ、そしてこのため、上記延長期中は新たな組織を骨治癒の初期段階に維持するという点で仮骨延長は骨折を処置することとは区別されるという仮説が立てられる。延長中は、上記新たな組織の状態は、延長される骨の末端でのいくらかの骨形成を伴う、軟かく線維性組織の仮骨（上記、期Ｉ〜ＩＩＩ）であり、そのため、上記手順の上記延長期中の延長ギャップの処置は、期Ｉ、期ＩＩ中、もしかしたらさらに期ＩＩＩ中に、組織を処理することを含むという仮説が立てられる。加えて、理論によって拘束されることを望まないが、正常な骨折の治癒は皮質内骨化（ｅｎｄｏｃｏｒｔｉｃａｌ ｏｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（これは、軟骨中間体（ｃａｒｔｉｌａｇｅ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）を含む）によっておこるが、一方、仮骨延長治癒は、主として膜性骨化（軟骨中間体なし）を含むという仮説が立てられる。
【００４４】
これから、本発明の種々の実施形態に含まれ得る成分について見ていくが、本発明の組成物は、ＰＤＧＦを含む溶液を含む。
【００４５】
（ＰＤＧＦ溶液）
ＰＤＧＦは、細胞増殖および細胞移動の調節において、重要な役割を果たしている。他の増殖因子と同様に、ＰＤＧＦは、受容体チロシンキナーゼの細胞外ドメインと結合し得る。これらの膜貫通型タンパク質へのＰＤＧＦの結合は、膜の細胞質ゾル側に位置する、これらの触媒ドメインのキナーゼ活性を活性化する。標的タンパク質のチロシン残基をリン酸化することによって、上記キナーゼは、細胞増殖および細胞外マトリックス生産を含む、様々な細胞プロセスを誘導する。
【００４６】
一つの局面において、本発明によって提供される組成物は、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）を含む溶液および生体適合性マトリックスを含み、ここで、上記溶液は、上記生体適合性マトリックス中に配置される。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、約０．０１ｍｇ／ｍｌから約１０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５ｍｇ／ｍｌから約５ｍｇ／ｍｌ、または約０．１ｍｇ／ｍｌから約１．０ｍｇ／ｍｌの範囲にある濃度において上記溶液中に存在する。ＰＤＧＦは、ここで述べられた範囲内の任意の濃度で上記溶液中に存在し得る。種々の実施形態において、ＰＤＧＦは、下記の濃度の何れか一つの濃度において上記溶液中に存在する：約０．０５ｍｇ／ｍｌ；約０．１ｍｇ／ｍｌ；約０．１５ｍｇ／ｍｌ；約０．２ｍｇ／ｍｌ；約０．２５ｍｇ／ｍｌ；約０．３ｍｇ／ｍｌ；約０．３５ｍｇ／ｍｌ；約０．４ｍｇ／ｍｌ；約０．４５ｍｇ／ｍｌ；約０．５ｍｇ／ｍｌ；約０．５５ｍｇ／ｍｌ；約０．６ｍｇ／ｍｌ；約０．６５ｍｇ／ｍｌ；約０．７ｍｇ／ｍｌ；約０．７５ｍｇ／ｍｌ；約０．８ｍｇ／ｍｌ；約０．８５ｍｇ／ｍｌ；約０．９ｍｇ／ｍｌ；約０．９５ｍｇ／ｍｌ；約１．０ｍｇ／ｍｌ；または約３．０ｍｇ／ｍｌ。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、約０．２ｍｇ／ｍｌから約２ｍｇ／ｍｌ、約０．３ｍｇ／ｍｌから約３ｍｇ／ｍｌ、約０．４ｍｇ／ｍｌから約４ｍｇ／ｍｌ、約０．５ｍｇ／ｍｌから約５ｍｇ／ｍｌ、約０．２５ｍｇ／ｍｌから約０．５ｍｇ／ｍｌ、または約０．２ｍｇ／ｍｌから約０．７５ｍｇ／ｍｌの範囲にある濃度において上記溶液中に存在する。これらの濃度は特定の実施形態の単なる例であること、および、ＰＤＧＦの濃度は上で述べられた濃度範囲のうちの任意のものの内にあり得ることが、理解されるべきである。
【００４７】
種々の量のＰＤＧＦが、本発明の組成物において用いられ得る。用いられ得るＰＤＧＦの量としては、下記の範囲における量が挙げられる：約１ｕｇから約５０ｍｇ、約１０ｕｇから約２５ｍｇ、約１００ｕｇから約１０ｍｇ、および約２５０ｕｇから約５ｍｇ。
【００４８】
本発明の実施形態におけるＰＤＧＦまたは他の増殖因子の濃度は、米国特許第６，２２１，６２５号、同５，７４７，２７３号、および同５，２９０，７０８号に記載の酵素結合免疫学的検定を用いて、またはＰＤＧＦ濃度を決定するための当該分野で公知である任意の他のアッセイによって決定され得る。本明細書に提供される場合、ＰＤＧＦのモル濃度は、ＰＤＧＦダイマーの分子量（例えば、ＰＤＧＦ−ＢＢ；ＭＷは約２５ｋＤａ）に基づいて決定される。
【００４９】
本発明の実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦホモダイマーおよびヘテロダイマーを包含し、これらは、ＰＤＧＦ−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＰＤＧＦ−ＡＢ、ＰＤＧＦ−ＣＣ、ＰＤＧＦ−ＤＤ、ならびにそれらの混合物および誘導体を包含する。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦ−ＢＢを含む。別の実施形態において、ＰＤＧＦは、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢなどの、組換え型ヒトＰＤＧＦを含む。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、種々のホモダイマーおよび／またはヘテロダイマーの混合物を含む。本発明の実施形態は、ＰＤＧＦ−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＰＤＧＦ−ＡＢ、ＰＤＧＦ−ＣＣおよび／またはＰＤＧＦ−ＤＤのあらゆる組合せを意図する。
【００５０】
ＰＤＧＦは、いくつかの実施形態において、天然の供給源から取得され得る。他の実施形態において、ＰＤＧＦは、組換えＤＮＡ技術によって生産され得る。他の実施形態において、ＰＤＧＦまたはそれの断片は、固相ペプチド合成などの、当業者に公知のペプチド合成技術を用いて生産され得る。天然の供給源から取得される場合、ＰＤＧＦは、生物学的な流体に由来し得る。生物学的な流体は、いくつかの実施形態によると、生きている生物体に関連する、任意の処理をされたかまたは未処理の流体（血液が挙げられる）を含み得る。
【００５１】
生物学的な流体はまた、別の実施形態において、血小板濃縮物（ｐｌａｔｅｌｅｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ）（ＰＣ）、アフェレーシスされた（ａｐｈｅｒｅｓｅｄ）血小板、血小板に富む血漿（ＰＲＰ）、血漿、血清、新鮮なうちに凍結された血漿（ＦＦＰ）、およびバフィーコート（ＢＣ）を包含する血液成分を含み得る。生物学的な流体は、さらなる実施形態において、血漿から分離されそして生理学的な流体に再懸濁された血小板を含み得る。
【００５２】
組換えＤＮＡ技術によって生産される場合、単一のモノマー（例えば、ＰＤＧＦ Ｂ鎖またはＡ鎖）をコードしているＤＮＡ配列は、いくつかの実施形態において、培養された発現用の原核生物の細胞中または真核生物の細胞中に挿入され、その後、ホモダイマー（例えば、ＰＤＧＦ−ＢＢまたはＰＤＧＦ−ＡＡ）が生産され得る。他の実施形態において、ＰＤＧＦヘテロダイマーは、上記ヘテロダイマーの両方のモノマー単位をコードしているＤＮＡ配列を、培養された原核生物の細胞中または真核生物の細胞中に挿入すること、および、翻訳されたモノマー単位が上記細胞によってプロセシングされることを可能にして上記ヘテロダイマー（例えば、ＰＤＧＦ−ＡＢ）を生産することで作製され得る。商業的に入手可能なｃＧＭＰ組換え型ＰＤＧＦ−ＢＢは、Ｎｏｖａｒｔｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｅｍｅｒｙｖｉｌｌｅ，ＣＡ）から商業的に取得され得る。研究グレードのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢは、Ｒ＆Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣＡ）、およびＣｈｅｍｉｃｏｎ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｔｅｍｅｃｕｌａ，ＣＡ）を含む多数の供給源から取得され得る。いくつかの実施形態において、モノマー単位は、原核生物の細胞において変性した形態で生産され得、ここで、上記変性した形態は、後ほど、活性な分子へと再フォールディング（ｒｅｆｏｌｄ）され得る。
【００５３】
本発明の実施形態において、ＰＤＧＦは、ＰＤＧＦ断片を含む。いくつかの実施形態において、ｒｈＰＤＧＦ−Ｂは、下記の断片を包含する：完全なＢ鎖のうちのアミノ酸配列１−３１、１−３２、３３−１０８、３３−１０９および／または１−１０８。ＰＤＧＦのＢ鎖の完全なアミノ酸配列（１−１０９）は、米国特許第５，５１６，８９６号の図１５において提供される。本発明のｒｈＰＤＧＦ組成物は、インタクトなｒｈＰＤＧＦ−Ｂ（１−１０９）とそれの断片との組合せを含み得ることが、理解されるべきである。米国特許第５，５１６，８９６号において開示されたＰＤＧＦ断片などの、ＰＤＧＦの他の断片は使用され得る。一つの実施形態によれば、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢは、インタクトなｒｈＰＤＧＦ−Ｂ（１−１０９）のうちの少なくとも約６０％を含む。別の実施形態において、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢは、インタクトなｒｈＰＤＧＦ−Ｂ（１−１０９）のうちの少なくとも約６５％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または９９％を含む。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態において、ＰＤＧＦは、精製され得る。本明細書で使用される精製されたＰＤＧＦは、本発明の溶液に組み込まれる前に、約９５重量％より多くＰＤＧＦを有する組成物を含む。上記溶液は、任意の薬学的に受容可能な溶液であり得る。他の実施形態において、上記ＰＤＧＦは、実質的に精製され得る。本明細書で使用される実質的に精製されたＰＤＧＦは、本発明の溶液に組み込まれる前に、約５重量％から約９５重量％のＰＤＧＦを有する組成物を含む。いくつかの実施形態において、実質的に精製されたＰＤＧＦは、本発明の溶液に組み込まれる前に、約６５重量％から約９５重量％のＰＤＧＦを有する組成物を含む。他の実施形態において、実質的に精製されたＰＤＧＦは、本発明の溶液に組み込まれる前に、約７０重量％から約９５重量％、約７５重量％から約９５重量％、約８０重量％から約９５重量％、約８５重量％から約９５重量％、または約９０重量％から約９５重量％のＰＤＧＦを有する組成物を含む。精製されたＰＤＧＦおよび実質的に精製されたＰＤＧＦは、スカフォールドおよび結合剤中に組み込まれ得る。
【００５５】
さらなる実施形態において、ＰＤＧＦは、部分的に精製され得る。本明細書で使用される場合、部分的に精製されたＰＤＧＦは、血小板に富む血漿（ＰＲＰ）、新鮮なうちに凍結された血漿（ＦＦＰ）、またはＰＤＧＦを生産するために収集および分離を必要とする任意の他の血液産物に関連した、ＰＤＧＦを有する組成物を包含する。本発明の実施形態は、本明細書に提供される任意のＰＤＧＦアイソフォーム（ホモダイマーおよびヘテロダイマーを包含する）が、精製または部分的に精製され得ることを意図する。ＰＤＧＦの混合物を含む本発明の組成物は、部分的に精製された部分（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ）においてＰＤＧＦのアイソフォームまたはＰＤＧＦ断片を含み得る。部分的に精製されたＰＤＧＦおよび精製されたＰＤＧＦは、いくつかの実施形態において、米国特許出願番号１１／１５９，５３３号（公開番号：２００６００８４６０２号）に記載されたように調製され得る。
【００５６】
いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、一つまたはそれより多い緩衝液においてＰＤＧＦを可溶化することによって形成される。本発明のＰＤＧＦ溶液における使用に適している緩衝液は、炭酸緩衝液、リン酸緩衝液（例えば、リン酸緩衝生理食塩水）、ヒスチジン緩衝液、酢酸緩衝液（例えば、酢酸ナトリウム）、酸性緩衝液（酢酸およびＨＣｌなど）、ならびに有機緩衝液（リジン緩衝液、トリス緩衝液（例えば、トリス（ヒドロキシメチル）アミノエタン）、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸（ＨＥＰＥＳ）、および３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）など）を包含し得るが、これらに限定されない。緩衝液は、ＰＤＧＦとの生物学的適合性（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）、および緩衝液の望ましくないタンパク質修飾を妨げる能力に基づいて選択され得る。緩衝液は、宿主組織との適合性に基づいてさらに選択され得る。いくつかの実施形態において、酢酸ナトリウム緩衝液が使用される。上記緩衝液は、種々のモル濃度（例えば、約０．１ｍＭから約１００ｍＭ、約１ｍＭから約５０ｍＭ、約５ｍＭから約４０ｍＭ、約１０ｍＭから約３０ｍＭ、もしくは約１５ｍＭから約２５ｍＭ、またはこれらの範囲内の任意のモル濃度）において使用され得る。いくつかの実施形態において、酢酸緩衝液（例えば、酢酸ナトリウム）は、約２０ｍＭのモル濃度において使用される。
【００５７】
別の実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、凍結乾燥されたＰＤＧＦを水において可溶化することによって形成され、ここで、可溶化の前に、上記ＰＤＧＦは、適切な緩衝液から凍結乾燥される。
【００５８】
ＰＤＧＦを含む溶液は、本発明の実施形態によると、約３．０から約８．０の範囲にあるｐＨを有し得る。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、約５．０から約８．０、より好ましくは約５．５から約７．０、最も好ましくは約５．５から約６．５の範囲にあるｐＨ、またはこれらの範囲内にある任意の値のｐＨを有する。いくつかの実施形態において、ｐＨは約６．０である。ＰＤＧＦを含む溶液のｐＨは、いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦの長期の安定性および効能または生物学的に活性なあらゆる他の所望の作用物質に適合し得る。ＰＤＧＦは、一般的に、酸性環境において、より安定である。それゆえ、一つの実施形態によれば、本発明は、ＰＤＧＦ溶液の酸性の保管配合物を含む。この実施形態によれば、上記ＰＤＧＦ溶液は、好ましくは約３．０から約７．０、およびより好ましくは約４．０から約６．５のｐＨを有する。ＰＤＧＦの生物学的な活性は、しかしながら、中性のｐＨ範囲を有する溶液において最適化され得る。それゆえ、さらなる実施形態において、本発明は、ＰＤＧＦ溶液の中性ｐＨの配合物を含む。この実施形態によれば、上記ＰＤＧＦ溶液は、好ましくは約５．０から約８．０、より好ましくは約５．５から約７．０、最も好ましくは約５．５から約６．５のｐＨを有する。本発明の方法に従って、酸性のＰＤＧＦ溶液は中性ｐＨの組成物に再配合され、ここで、前述の組成物は、その後、骨延長手順において延長部位での骨成長を助長するために使用される。本発明の一つの実施形態によれば、上記溶液中で用いられるＰＤＧＦは、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢである。
【００５９】
いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦを含む上記溶液のｐＨは、マトリックス基質またはリンカー（ｌｉｎｋｅｒ）に対するＰＤＧＦの結合動態を最適化するため変更され得る。所望の場合、上記材料のｐＨが隣接する材料に対して平衡になるにつれて、結合したＰＤＧＦは不安定になり得る。
【００６０】
ＰＤＧＦを含む溶液のｐＨは、いくつかの実施形態において、本明細書において列挙された緩衝液によって制御され得る。種々のタンパク質は、それらのタンパク質が安定に存在する、種々のｐＨ範囲を明示する。タンパク質の安定性は、主として、タンパク質の等電点および電荷に反映される。上記ｐＨ範囲は、タンパク質の立体配置構造、ならびに、タンパク質分解性の分解、加水分解、酸化、ならびに上記タンパク質の構造および／または生物学的な活性への改変を結果として生じ得る他のプロセスに対するタンパク質の感度に影響し得る。
【００６１】
いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、他の生物学的に活性な作用物質などのさらなる成分を、さらに含み得る。他の実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、細胞培地、他の安定化タンパク質（アルブミンなど）、抗菌性の作用物質、プロテアーゼインヒビター［例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、エチレングリコール−ビス（β−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸（ＥＧＴＡ）、アプロチニン、ε−アミノカプロン酸（ＥＡＣＡ）、など］ならびに／または他の増殖因子（線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）、上皮増殖因子（ＥＧＦ）、トランスホーミング増殖因子（ＴＧＦ）、ケラチノサイト増殖因子（ＫＧＦ）、インスリン様増殖因子（ＩＧＦ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、またはＰＤＧＦ−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＰＤＧＦ−ＡＢ、ＰＤＧＦ−ＣＣおよび／もしくはＰＤＧＦ−ＤＤの組成物を包含する他のＰＤＧＦなど）をさらに含み得る。
【００６２】
ＰＤＧＦを含む溶液に加えて、本発明の組成物はまた、中に上記ＰＤＧＦ溶液を配置するための生体適合性マトリックスを含み、ならびに、生体適合性マトリックスを伴うかもしくは伴わない生体適合性結合剤もまた含み得る。
【００６３】
（生体適合性マトリックス）
（スカフォールド材料）
生体適合性マトリックスは、本発明の実施形態によると、スカフォールド材料を含む。上記スカフォールド材料は、本発明の実施形態によると、新たな組織および／または骨の成長がおこるための、フレームワークまたはスカフォールドを提供する。スカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、直径が様々であり多方向性でありおよび相互接続された孔を含む。いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、上記相互接続された孔に加えて、複数のポケットおよび種々の直径の相互接続されていない孔を含む。
【００６４】
スカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、少なくとも一つのリン酸カルシウムを含む。他の実施形態において、スカフォールド材料は、複数種類のリン酸カルシウムを含み得る。スカフォールド材料としての使用に適したリン酸カルシウムは、本発明のいくつかの実施形態において、カルシウムのリンに対する原子比率が０．５から２．０の範囲を有する。いくつかの実施形態において、生体適合性マトリックスは、脱石灰化され凍結乾燥された骨同種移植片（ＤＦＤＢＡ）、粒状の脱石灰化された骨マトリックス（ＤＢＭ）、石灰化された骨マトリックス、またはそれらの組合せなどの同種移植片を含む。
【００６５】
スカフォールド材料としての使用に適したリン酸カルシウムの非限定的な例は、非晶質のリン酸カルシウム、リン酸一カルシウム一水和物（ＭＣＰＭ）、無水リン酸一カルシウム（ＭＣＰＡ）、リン酸二カルシウム二水和物（ＤＣＰＤ）、無水リン酸二カルシウム（ＤＣＰＡ）、リン酸八カルシウム（ＯＣＰ）、α−リン酸三カルシウム、β−リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト（ＯＨＡｐ）、不完全結晶性ヒドロキシアパタイト、リン酸四カルシウム（ＴＴＣＰ）、デカリン酸七カルシウム、メタリン酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム二水和物、炭酸化されたリン酸カルシウム（ｃａｒｂｏｎａｔｅｄ ｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ピロリン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、またはそれらの誘導体を包含する。
【００６６】
いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、ポリマー材料を含む。ポリマー性スカフォールドは、いくつかの実施形態において、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリ（Ｌ−ラクチド）、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）、ポリグリコール酸、ポリ（Ｌ−ラクチド−ｃｏ−グリコリド）、ポリ（Ｌ−ラクチド−ｃｏ−Ｄ，Ｌ−ラクチド）、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリメタクリル酸メチル、キトサン、またはそれらの組合せもしくは誘導体を包含する。
【００６７】
いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、多孔質構造を含む。多孔質のスカフォールド材料は、いくつかの実施形態によると、約１μｍから約１ｍｍの範囲にある直径を有する孔を含み得る。いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、約１００μｍから約１ｍｍの範囲にある直径またはそれより大きい直径を有するマクロポアを含む。別の実施形態において、スカフォールド材料は、約１０μｍから約１００μｍの範囲にある直径を有するメゾポア（ｍｅｓｏｐｏｒｅ）を含む。さらなる実施形態において、スカフォールド材料は、約１０μｍ未満の直径を有するミクロポアを含む。本発明の実施形態は、マクロポア、メゾポア、およびミクロポア、またはそれらのあらゆる組合せを含むスカフォールド材料を意図する。
【００６８】
多孔質のスカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、約２５％より高いかまたは約４０％より高い多孔度を有する。別の実施形態において、多孔質のスカフォールド材料は、約５０％より高い、約６０％より高い、約６５％より高い、約７０％より高い、約８０％より高い、または約８５％より高い多孔度を有する。さらなる実施形態において、多孔質のスカフォールド材料は、約９０％より高い多孔度を有する。いくつかの実施形態において、多孔質のスカフォールド材料は、上記スカフォールド材料中への細胞移動を容易にする多孔度を含む。
【００６９】
いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、複数の粒子を含む。スカフォールド粒子は、大きさがｍｍ、μｍ、またはサブミクロン（ｎｍ）であり得る。スカフォールド粒子は、いくつかの実施形態において、約１μｍから約５ｍｍの範囲にある平均直径を有する。他の実施形態において、粒子は、約１ｍｍから約２ｍｍ、約１ｍｍから約３ｍｍ、または約２５０μｍから約７５０μｍの範囲にある平均直径を有する。スカフォールド粒子は、別の実施形態において、約１００μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。さらなる実施形態において、スカフォールド粒子は、約７５μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。さらなる実施形態において、スカフォールド粒子は、約２５μｍ未満、約１μｍ未満、または約１ｍｍ未満の平均直径を有する。いくつかの実施形態において、スカフォールド粒子は、約１００μｍから約５ｍｍまたは約１００μｍから約３ｍｍの範囲にある平均直径を有する。他の実施形態において、スカフォールド粒子は、約２５０μｍから約２ｍｍ、約２５０μｍから約１ｍｍ、または約２００μｍから約３ｍｍの範囲にある平均直径を有する。粒子はまた、約１ｎｍから約１μｍの範囲にあり得、約５００ｎｍ未満、または約２５０ｎｍ未満であり得る。
【００７０】
スカフォールド材料は、いくつかの実施形態によると、型に入れて成形すること（ｍｏｌｄａｂｌｅ）、型から押し出すこと（ｅｘｔｒｕｄａｂｌｅ）、および／または注入が可能である。型に入れて成形すること、型から押し出すこと、および／または注入が可能であるスカフォールド材料は、本発明の組成物の、骨延長部位内および骨延長部位の周囲への効率的配置を容易にし得る。いくつかの実施形態において、型に入れて成形すること、型から押し出すこと、および／または注入が可能であるスカフォールド材料は、へらまたは同等のデバイスを用いて、骨延長部位に適用される。いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、流動性を有する（ｆｌｏｗａｂｌｅ）。流動性を有するスカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、注射器および針またはカニューレを介して、骨延長部位に適用され得る。いくつかの実施形態において、上記流動性を有するスカフォールド材料は、骨延長部位に経皮的に適用され得る。他の実施形態において、流動性を有するスカフォールド材料は、外科的に露出された骨延長部位に適用され得る。さらに、いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、ブロックまたは粒子として提供される。
【００７１】
いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、生体に吸収される（ｂｉｏｒｅｓｏｒｂａｂｌｅ）。スカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、インビボでの移植後１年以内に、少なくとも約３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、または９０％が吸収され得る。別の実施形態において、スカフォールド材料は、インビボでの移植後約１、３、６、９、１２、または１８ヶ月以内に、少なくとも約５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％または９０％が吸収される。いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、インビボでの移植後約１、３、６、９、１２、または１８ヶ月以内に、９０％より多くが吸収され得る。生体に吸収される能力（ｂｉｏｒｅｓｏｒｂａｂｉｌｉｔｙ）は：（１）マトリックス材料の性質（すなわち、その化学的性質、物理的構造および大きさ）；（２）マトリックスが配置される、体の位置；（３）使用されるマトリックス材料の量；（４）患者の代謝の状態（糖尿病／糖尿病ではない、骨粗しょう症、喫煙者、老年期、ステロイドの使用、など）；（５）処置される傷害の程度および／またはタイプ；および（６）マトリックスに加えて、他の材料の使用（他の骨同化因子、骨異化因子および抗骨異化因子など）、に依存する。
【００７２】
（β−リン酸三カルシウムを含むスカフォールド）
生体適合性マトリックスとしての使用のためのスカフォールド材料は、いくつかの実施形態において、β−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）を含む。β−ＴＣＰは、いくつかの実施形態によると、直径が様々であり多方向性でありおよび相互接続された孔を有する多孔質構造を含み得る。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰは、上記相互接続された孔に加えて、複数のポケットおよび種々の直径の相互接続されていない孔を含む。β−ＴＣＰの多孔質構造は、いくつかの実施形態において、約１００μｍから約１ｍｍの範囲にある直径またはそれより大きい直径を有するマクロポア、約１０μｍから約１００μｍの範囲にある直径を有するメゾポア、および約１０μｍ未満の直径を有するミクロポアを含む。上記β−ＴＣＰのマクロポアおよびメゾポアは、組織の成長（骨誘導（ｏｓｔｅｏｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）および骨伝導（ｏｓｔｅｏｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）が挙げられる）を容易にし得、一方、マクロポア、メゾポアおよびミクロポアは、上記β−ＴＣＰ生体適合性マトリックス中の至るところで、流体のコミュニケーションおよび栄養分の輸送を可能にし得、組織および骨の再成長（ｒｅｇｒｏｗｔｈ）を支持し得る。
【００７３】
いくつかの実施形態において、多孔質構造を含むβ−ＴＣＰは、約２５％より高い、または約４０％より高い多孔度を有し得る。他の実施形態において、β−ＴＣＰは、約５０％より高い、約６０％より高い、約６５％より高い、約７０％より高い、約７５％より高い、約８０％より高い、または約８５％より高い多孔度を有し得る。さらなる実施形態において、β−ＴＣＰは、約９０％より高い多孔度を有し得る。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰは、上記β−ＴＣＰ中への細胞移動を容易にする多孔度を有し得る。
【００７４】
いくつかの実施形態において、スカフォールド材料は、β−ＴＣＰ粒子を含む。β−ＴＣＰ粒子は、いくつかの実施形態において、スカフォールド材料について本明細書に提供された孔の直径、孔の構造および多孔度のいずれもを、個別に明示し得る。
【００７５】
β−ＴＣＰ粒子は、いくつかの実施形態において、約１μｍから約５ｍｍの範囲にある平均直径を有する。他の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１ｍｍから約２ｍｍ、約１ｍｍから約３ｍｍ、約１００μｍから約５ｍｍ、約１００μｍから約３ｍｍ、約２５０μｍから約２ｍｍ、約２５０μｍから約７５０μｍ、約２５０μｍから約１ｍｍ、約２５０μｍから約２ｍｍ、または約２００μｍから約３ｍｍの範囲にある平均直径を有する。別の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１００μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約７５μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約２５μｍ未満、約１μｍ未満、または約１ｍｍ未満の平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１ｎｍから約１μｍの範囲にある平均直径を有する。さらなる実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約５００ｎｍ未満、または約２５０ｎｍ未満の平均直径を有する。
【００７６】
β−ＴＣＰ粒子を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態において、移植に適した形状（例えば、球体、円柱、またはブロック）で提供され得る。他の実施形態において、β−ＴＣＰスカフォールド材料は、成型可能、押し出し成形可能、および／または注入可能であり、このことは、上記マトリックスの骨延長部位への適用を容易にする。流動性を有するマトリックスは、注射器、管、カニューレ、またはへらを介して適用され得る。
【００７７】
β−ＴＣＰスカフォールド材料は、いくつかの実施形態によると、生体によって吸収可能である。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰスカフォールド材料は、インビボでの移植後約１年で、少なくとも約３０％、４０％、５０％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、または８５％が吸収され得る。別の実施形態において、β−ＴＣＰスカフォールド材料は、インビボでの移植後約１年で、約９０％より多くが吸収され得る。
【００７８】
（スカフォールド材料および生体適合性結合剤）
別の実施形態において、生体適合性マトリックスは、スカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む。
【００７９】
生体適合性結合剤は、いくつか実施形態によると、合わせた物質間の粘着を助長し得る材料を含み得る。生体適合性結合剤は、例えば、生体適合性マトリックスの形成におけるスカフォールド材料の粒子間の粘着を助長し得る。ある実施形態において、同一の材料が、スカフォールド材料および結合剤の両方として働き得る。いくつかの実施形態において、例えば、本明細書に記載のポリマー材料（コラーゲンおよびキトサンなど）は、スカフォールド材料および結合剤の両方として働き得る。
【００８０】
生体適合性結合剤は、いくつかの実施形態において、コラーゲン、エラスチン、多糖類、核酸、炭水化物、タンパク質、ポリペプチド、ポリ（α−ヒドロキシ酸）、ポリ（ラクトン）、ポリ（アミノ酸）、ポリ（無水物）、ポリウレタン、ポリ（オルトエステル）、ポリ（無水物−ｃｏ−イミド）、ポリ（オルトカーボネート）、ポリ（α−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ（ジオキサノン）、ポリ（ホスホエステル）、ポリ乳酸、ポリ（Ｌ−ラクチド）（ＰＬＬＡ）、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）（ＰＤＬＬＡ）、ポリグリコリド（ＰＧＡ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリ（Ｌ−ラクチド−ｃｏ−Ｄ，Ｌ−ラクチド）、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド−ｃｏ−炭酸トリメチレン）、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシ酪酸（ＰＨＢ）、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（δ−バレロラクトン）、ポリ（γ−ブチロラクトン）、ポリ（カプロラクトン）、ポリアクリル酸、ポリカルボン酸、ポリ（アリルアミン塩酸塩）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）、ポリ（エチレンイミン）、ポリプロピレンフマレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル、炭素繊維、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（エチルオキサゾリン）、ポリ（エチレンオキシド）−ｃｏ−ポリ（プロピレンオキシド）ブロック共重合体、ポリ（エチレンテレフタレート）ポリアミド、ならびにそれらの共重合体および混合物を包含し得る。
【００８１】
生体適合性結合剤は、他の実施形態において、アルギン酸、アラビアガム、グアーガム、キサンタンガム、ゼラチン、キチン、キトサン、酢酸キトサン、乳酸キトサン、コンドロイチン硫酸、Ｎ，Ｏ−カルボキシメチルキトサン、デキストラン（例えば、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンまたはデキストラン硫酸ナトリウム）、フィブリングルー、レシチン、ホスファチジルコリン誘導体、グリセロール、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸ナトリウム、セルロース（例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、またはヒドロキシエチルセルロース）、グルコサミン、プロテオグリカン、デンプン（例えば、ヒドロキシエチルデンプンまたは可溶性デンプン）、乳酸、プルロニック酸、グリセロリン酸ナトリウム、グリコゲン、ケラチン、絹ならびにそれらの誘導体および混合物を包含し得る。
【００８２】
いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤は、水溶性である。水溶性結合剤は、生体適合性マトリックスの移植後間もなく上記生体適合性マトリックスから溶解し得、このことは、上記生体適合性マトリックス中にマクロ多孔度（ｍａｃｒｏｐｏｒｏｓｉｔｙ）を導入し得る。本明細書で論じられるように、マクロ多孔度は、移植部位において破骨細胞および骨芽細胞のアクセスを高めること、そして結果として、それらの再構築活性を高めることによって、移植材料の骨伝導を増大させ得る。
【００８３】
いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤は、生体適合性マトリックスの約５重量パーセントから約５０重量パーセントの範囲にある量において、上記マトリックス中に存在し得る。他の実施形態において、生体適合性結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約１０重量パーセントから約４０重量パーセントの範囲にある量において存在し得る。別の実施形態において、生体適合性結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約１５重量パーセントから約３５重量パーセントの範囲にある量において存在し得る。さらなる実施形態において、生体適合性結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約２０重量パーセントの量において存在し得る。別の実施形態において、生体適合性結合剤は、生体適合性マトリックスの約５０重量パーセントより高い量または約６０重量パーセントより高い量において、上記マトリックス中に存在し得る。いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤は、生体適合性マトリックスの約９９重量パーセントに至るまでの量において、上記マトリックス中に存在し得る。
【００８４】
スカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態によると、流動性を有し得、成型可能であり、および／または押し出し成形可能であり得る。そのような実施形態において、生体適合性マトリックスは、ペーストまたはパテの形態であり得る。ペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態において、生体適合性結合剤によって互いに接着したスカフォールド材料の粒子を含み得る。
【００８５】
ペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、所望の移植物の形状へ成型され得るか、または、移植部位の輪郭へ成型され得る。いくつかの実施形態において、ペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、注射器またはカニューレを用いて移植部位中に注入され得る。
【００８６】
いくつかの実施形態において、ペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、移植後に固まらず、そして流動可能でかつ成型可能な形態を保つ。他の実施形態において、ペーストまたはパテは、移植後に固まり得、それによって、マトリックスの流動性および成型性（ｍｏｌｄａｂｉｌｉｔｙ）が低減し得る。
【００８７】
スカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態において、生体によって吸収可能である。生体適合性マトリックスは、そのような実施形態において、インビボでの移植後約１年以内に吸収され得る。別の実施形態において、スカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む生体適合性マトリックスは、インビボでの移植後、約１、３、６、または９ヶ月以内に吸収され得る。いくつかの実施形態において、スカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む生体適合性マトリックスは、インビボでの移植後、約１、３、または６年以内に吸収され得る。生体吸収性は：（１）上記マトリックス材料の性質（すなわち、その化学的構造、物理的構造および大きさ）；（２）体内で上記マトリックスが配置される位置；（３）使用されるマトリックス材料の量；（４）患者の代謝の状態（糖尿病／糖尿病ではない、骨粗しょう症、喫煙者、老齢、ステロイドの使用、など）；（５）処置される傷害の程度および／またはタイプ；ならびに（６）上記マトリックスに加えての、他の材料（他の骨同化因子、骨異化因子および抗骨異化因子など）の使用、に依存する。
【００８８】
（β−ＴＣＰおよびコラーゲンを含む生体適合性マトリックス）
いくつかの実施形態において、生体適合性マトリックスは、β−ＴＣＰスカフォールド材料および生体適合性コラーゲン結合剤を含み得る。コラーゲン結合剤との組み合わせに適したβ−ＴＣＰスカフォールド材料は、上で提供されたβ−ＴＣＰスカフォールド材料と一致する。
【００８９】
コラーゲン結合剤は、いくつかの実施形態において、Ｉ型、ＩＩ型、およびＩＩＩ型コラーゲンを包含する、任意のタイプのコラーゲンを含む。いくつかの実施形態において、コラーゲン結合剤は、Ｉ型コラーゲンとＩＩ型コラーゲンとの混合物などの、コラーゲンの混合物を含む。他の実施形態において、コラーゲン結合剤は、生理学的な条件下で可溶性である。骨組織または筋骨格組織に存在する他のタイプのコラーゲンは、使用され得る。組換え型形態、合成形態および天然に存在している形態のコラーゲンは、本発明において使用され得る。
【００９０】
生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態によると、コラーゲン結合剤によって互いに接着した複数のβ−ＴＣＰ粒子を含み得る。いくつかの実施形態において、コラーゲン結合剤との組合せのためのβ−ＴＣＰ粒子は、約１μｍから約５ｍｍの範囲にある平均直径を有する。他の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１ｍｍから約２ｍｍ、約１ｍｍから約３ｍｍ、約１００μｍから約５ｍｍ、約１００μｍから約３ｍｍ、約２５０μｍから約２ｍｍ、約２５０μｍから約７５０μｍ、約２５０μｍから約１ｍｍ、約２５０μｍから約２ｍｍ、または約２００μｍから約３ｍｍの範囲にある平均直径を有する。別の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１００μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約７５μｍから約３００μｍの範囲にある平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約２５μｍ未満、約１μｍ未満、または約１ｍｍ未満の平均直径を有する。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約１ｎｍから約１μｍの範囲にある平均直径を有する。さらなる実施形態において、β−ＴＣＰ粒子は、約５００ｎｍ未満または約２５０ｎｍ未満の平均直径を有する。
【００９１】
β−ＴＣＰ粒子は、いくつかの実施形態において、多孔質構造を有する生体適合性マトリックスを生産するために、上記コラーゲン結合剤によって互いに接着され得る。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスの上記多孔質構造は、直径が様々であり多方向性でありおよび相互接続された孔を明示する。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、上記相互接続された孔に加えて、複数のポケット、および種々の直径の相互接続されていない孔を含む。
【００９２】
いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、約１μｍから約１ｍｍの範囲にある直径を有する孔を含み得る。β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、約１００μｍから約１ｍｍの範囲にある直径またはそれより大きい直径を有するマクロポア、約１０μｍから約１００μｍの範囲にある直径を有するメゾポア、および約１０μｍ未満の直径を有するミクロポアを含み得る。
【００９３】
β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、約２５％より高い、または約４０％より高い多孔度を有し得る。種々の実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、約５０％より高い、約６５％より高い、約７０％より高い、約７５％より高い、約８０％より高い、または約８５％より高い多孔度を有し得る。さらなる実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、約９０％より高い多孔度を有し得る。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、上記マトリックス中への細胞移動を容易にする多孔度を有し得る。
【００９４】
いくつかの実施形態において、上記β−ＴＣＰ粒子は、β−ＴＣＰおよびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスについて本明細書に提供された孔の直径、孔の構造および多孔度のいずれもを、個別に明示し得る。
【００９５】
β−ＴＣＰ粒子を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態において、上記マトリックスの約５重量パーセントから約５０重量パーセントの範囲にある量においてコラーゲン結合剤を含み得る。他の実施形態において、コラーゲン結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約１０重量パーセントから約４０重量パーセントの範囲にある量において存在し得る。別の実施形態において、コラーゲン結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約１５重量パーセントから約３５重量パーセントの範囲にある量において存在し得る。さらなる実施形態において、コラーゲン結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約２０重量パーセントの量において存在し得る。別の実施形態において、コラーゲン結合剤は、上記生体適合性マトリックスの約２０重量パーセントの量において存在し、かつβ−ＴＣＰは、上記生体適合性マトリックスの約８０重量パーセントの量において存在する。いくつかの実施形態において、上記コラーゲンは、可溶性ウシＩ型コラーゲンである。いくつかの実施形態において、上記β−ＴＣＰは、約１００ミクロンから約３００ミクロンの直径を有する顆粒を含む。
【００９６】
いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、２０質量％の可溶性ウシＩ型コラーゲンおよび８０質量％のβ−ＴＣＰ顆粒（１００〜３００ミクロンの粒子直径範囲）からなる。いくつかの実施形態において、上記マトリックスは、０．３ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ液体配合物（２０ｍＭの酢酸ナトリウム溶液中、ｐＨ６．０）と合わされ、そして、上記２つの成分が混ぜ合わされて、骨表面に注入または延展され得るペーストが作製される。
【００９７】
β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態によると、流動可能、成型可能、および／または押し出し成形可能であり得る。そのような実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、ペーストまたはパテの形態であり得る。ペーストまたはパテは、所望の移植物の形状へ成型され得るか、または、移植部位の輪郭へ成型され得る。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含みペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、注射器またはカニューレを用いて移植部位中に注入され得る。種々の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む上記生体適合性マトリックスは、例えば１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ゲージの針を介して移植部位に注入され得る。
【００９８】
いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含みペーストまたはパテの形態である生体適合性マトリックスは、移植された場合に流動可能でかつ成型可能な形態を保ち得る。他の実施形態において、上記ペーストまたはパテは、移植後に固まり得、それによって、マトリックスの流動性および成型性が低減し得る。
【００９９】
β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態において、ブロック、球体、または円柱などの所定の形状で提供され得る。
【０１００】
β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、生体によって吸収可能であり得る。いくつかの実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、インビボでの移植後約１年で、少なくとも約７５％が吸収され得る。別の実施形態において、β−ＴＣＰ粒子およびコラーゲン結合剤を含む生体適合性マトリックスは、インビボでの移植後約１年で、約９０％より多くが吸収され得る。
【０１０１】
いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦを含む溶液は、骨延長手順において使用するための組成物を生産するため、生体適合性マトリックス中に配置され得る。
【０１０２】
（生体適合性マトリックス中へのＰＤＧＦ溶液の配置）
本発明は、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための組成物を生産するための方法を提供する。いくつかの実施形態において、そのような組成物を生産するための方法は、ＰＤＧＦを含む溶液を提供すること、生体適合性マトリックスを提供すること、および上記生体適合性マトリックス中に上記溶液を配置することを含む。組合せに適したＰＤＧＦ溶液および生体適合性マトリックスは、上で記載されたものと一致する。
【０１０３】
いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦ溶液は、生体適合性マトリックスを上記ＰＤＧＦ溶液中に浸すことによって、上記生体適合性マトリックス中に配置され得る。ＰＤＧＦ溶液は、別の実施形態において、上記ＰＤＧＦ溶液を生体適合性マトリックスに注入することによって、上記生体適合性マトリックス中に配置され得る。いくつかの実施形態において、ＰＤＧＦ溶液を注入することは、上記ＰＤＧＦ溶液を注射器内に配置すること、および上記生体適合性マトリックス中に上記ＰＤＧＦ溶液を放出して上記生体適合性マトリックスを飽和させることを含み得る。
【０１０４】
いくつかの実施形態において、上記ＰＤＧＦは、上記生体適合性マトリックスの孔に吸収される。いくつかの実施形態において、上記ＰＤＧＦは、上記生体適合性マトリックスの一つまたはそれより多い表面（上記生体適合性マトリックスの孔内の表面を含む）上へと吸収される。
【０１０５】
いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、上記生体適合性マトリックスの重量の少なくとも約２５％と等しい量の、ＰＤＧＦを含む液体を吸収することが可能である。種々の実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、上記生体適合性マトリックスの重量の少なくとも約５０％、少なくとも約２００％、少なくとも約３００％と等しい量の、ＰＤＧＦを含む液体を吸収することが可能である。
【０１０６】
上記生体適合性マトリックスは、いくつかの実施形態によると、ＰＤＧＦ溶液を受け入れる前に、レンガ（ｂｒｉｃｋ）または円柱などの所定の形状で存在し得る。ＰＤＧＦ溶液を受け入れた後、上記生体適合性マトリックスは、流動可能な、押し出し成形可能な、および／または注入可能な、ペーストまたはパテの形態を有し得る。他の実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、ＰＤＧＦを含む溶液を受け入れる前に、流動可能な、押し出し成形可能な、および／または注入可能な、ペーストまたはパテの形態を明示し得る。
【０１０７】
（生物学的に活性な作用物質をさらに含む組成物）
本発明の組成物は、いくつかの実施形態によると、ＰＤＧＦに加えて、一つまたはそれより多い生物学的に活性な作用物質をさらに含み得る。ＰＤＧＦに加えて、本発明の組成物中に組み込まれ得る生物学的に活性な作用物質は、有機分子、無機材料、タンパク質、ぺプチド、核酸（例えば、遺伝子、遺伝子断片、低分子干渉リボ核酸［ｓｉ−ＲＮＡ］遺伝子調節配列、核の転写因子、およびアンチセンス分子）、核タンパク質、多糖類（例えば、ヘパリン）、糖タンパク質、およびリポタンパク質を包含し得る。本発明の組成物中に組み込まれ得る生物学的に活性な化合物の非限定的な例（例えば、抗がん剤、抗生物質、鎮痛薬、抗炎症剤、免疫抑制薬、酵素インヒビター、抗ヒスタミン薬、ホルモン、筋弛緩薬、プロスタグランジン、栄養因子、骨誘導タンパク質、増殖因子、およびワクチンが挙げられる）は、米国特許出願番号１１／１５９，５３３号（公開番号：２００６００８４６０２号）において開示される。本発明の組成物中に組み込まれ得る生物学的に活性な化合物としては、インスリン様増殖因子、線維芽細胞増殖因子、または他のＰＤＧＦなどの骨刺激因子（ｏｓｔｅｏｓｔｉｍｕｌａｔｏｒｙ ｆａｃｔｏｒ）が挙げられる。他の実施形態によると、本発明の組成物中に組み込まれ得る生物学的に活性な化合物としては、好ましくは、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、ＢＭＰ模倣物（ｍｉｍｅｔｉｃ）、カルシトニン、もしくはカルシトニン模倣物などの骨誘導因子および骨刺激因子、スタチン、スタチン誘導体、線維芽細胞増殖因子、インスリン様増殖因子、増殖分化因子、Ｗｎｔアンタゴニスト（例えば、スクレロスチン（ｓｃｌｅｒｏｓｔｉｎ）、ＤＫＫ、可溶性のＷｎｔ受容体）の低分子または抗体ブロッカー、ならびに副甲状腺ホルモンが挙げられる。いくつかの実施形態において、因子としてはまた、プロテアーゼインヒビター、および骨吸収を低減する骨粗しょう症の処置（ビスホスホネート、テリパラチド（ｔｅｒｉｐａｒａｄｉｄｅ）、およびＮＦ−ｋＢ（ＲＡＮＫ）リガンドの活性化因子受容体に対する抗体が挙げられる）が挙げられる。
【０１０８】
さらなる生物学的に活性な作用物質の送達のための標準的なプロトコルおよびレジメンは、当該分野で公知である。さらなる生物学的に活性な作用物質は、移植部位への、適切な用量での上記作用物質の送達を可能にする量で、本発明の組成物中に導入され得る。たいていの場合において、用量は、専門家に公知の指針を用いて決定され、かつ問題になっている特定の作用物質に対し適用できる。本発明の組成物中に含まれるさらなる生物学的に活性な作用物質の量は、病状のタイプおよび程度、特定の患者の総合的な健康状態、上記生物学的に活性な作用物質の配合、放出動態、ならびに、生体適合性マトリックスの生体吸収性などの変量に依存し得る。標準的な臨床試験は、任意の特定のさらなる生物学的に活性な作用物質についての用量および投与頻度を最適化するために用いられ得る。
【０１０９】
本発明の組成物は、いくつかの実施形態によると、ＰＤＧＦを伴うさらなる移植材料（自己由来の骨髄、自己由来の血小板抽出物、同種移植片、合成の骨マトリックス材料、異種移植片、およびそれらの誘導体が挙げられる）の添加をさらに含み得る。
【０１１０】
本発明のいくつかの実施形態において、骨延長中および／または骨延長後に骨形成を刺激するための組成物は、少なくとも一つの造影剤をさらに含む。造影剤は、本発明の実施形態によると、画像化される場合に２つまたはそれより多い体組織の区別を少なくとも部分的に提供し得る物質である。造影剤は、いくつかの実施形態によると、陽イオン性造影剤、陰イオン性造影剤、非イオン性造影剤、またはそれらの混合物を含む。いくつかの実施形態において、造影剤は、放射線不透過性造影剤を含む。放射線不透過性造影剤は、いくつかの実施形態において、（Ｓ）−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−ヒドロキシ−１−（ヒドロキシメチル）−エチル］−２，４，６−トリヨード−５−ラクトアミドイソフタルアミド（Ｉｏｐａｍｉｄｏｌ）およびその誘導体を包含する、ヨード化合物を含む。
【０１１１】
（骨形成を刺激する方法）
いくつかの実施形態において、骨形成を刺激および／または促進するための方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む。いくつかの実施形態において、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む上記組成物は、骨延長中に適用される。他の実施形態において、上記組成物は、骨延長後に適用される。いくつかの実施形態において、有効量の上記組成物は、骨延長中および骨延長後に適用される。
【０１１２】
本発明はまた、骨延長後の骨癒合を促進する方法を提供する。いくつかの実施形態において、骨延長後の骨癒合を促進するための方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む。
【０１１３】
本発明は、さらに、骨延長手順を実行する方法を提供する。いくつかの実施形態において、骨延長手順を実行する方法は、（ａ）骨を第一の骨セグメントおよび第二の骨セグメントに分割すること、（ｂ）上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントのうちの少なくとも一つを移動させて、上記第一の骨セグメントと上記第二の骨セグメントとの間に空間を生じさせること、および（ｃ）上記空間において、骨形成を刺激することを含み、ここで、骨形成を刺激することは、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を提供すること、および、有効量の上記組成物を上記空間に少なくとも部分的に配置することを含む。いくつかの実施形態において、工程（ｂ）および（ｃ）は、上記骨を任意の所望の量延長するために必要な回数繰り返され得る。
【０１１４】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、上記組成物を適用することは、上記組成物を骨延長部位に注入することを含む。いくつかの実施形態において、注入は、上記延長部位における上記組成物の経皮注入を含む。別の実施形態において、上記組成物は、開存性の、または外科的に露出された骨延長部位に注入される。さらなる実施形態において、上記組成物を適用することは、へらまたは他のデバイスを用いて上記組成物を、骨延長部位に配置（例えば、延展）することを含む。
【０１１５】
種々の実施形態において、上記組成物は、例えば１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ゲージの針を介して移植部位に注入され得る。
【０１１６】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料を含む。いくつかの実施形態において、上記生体適合性マトリックスは、骨のスカフォールド材料および生体適合性結合剤を含む。
【０１１７】
いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、骨延長手順の延長期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。他の実施形態において、本発明の組成物は、骨延長後の硬化期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。さらなる実施形態において、本発明の組成物は、上記延長期中および上記硬化期中、少なくとも一つの骨延長部位に適用される。
【０１１８】
種々の実施形態において、骨は、合計で、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約２ｍｍ、少なくとも約３ｍｍ、少なくとも約４ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約６ｍｍ、少なくとも約８ｍｍ、少なくとも約１０ｍｍ、少なくとも約１２ｍｍ、少なくとも約１５ｍｍ、少なくとも約２０ｍｍ、少なくとも約２５ｍｍ、少なくとも約３０ｍｍ、少なくとも約３５ｍｍ、少なくとも約５０ｍｍ、少なくとも約７５ｍｍ、少なくとも約１００ｍｍ、少なくとも約１２５ｍｍ、少なくとも約１５０ｍｍ、少なくとも約１７５ｍｍ、少なくとも約２００ｍｍ延長され得る。種々の実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、（例えば、上記の工程（ｂ）中の）１回の延長工程あたり少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２ｍｍ、少なくとも約０．３ｍｍ、少なくとも約０．４ｍｍ、少なくとも約０．５ｍｍ、少なくとも約０．６ｍｍ、少なくとも約０．７ｍｍ、少なくとも約０．８ｍｍ、少なくとも約０．９ｍｍ、少なくとも約１．０ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約０．８ｍｍから約１．２ｍｍ引き離される。いくつかの実施形態において、上記第一の骨セグメントおよび上記第二の骨セグメントは、１回の延長工程あたり、約１ｍｍ引き離される。
【０１１９】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、上記組成物は、上記延長部位に１回適用される。種々の実施形態において、上記組成物は、上記延長期中および／または上記硬化期中に、上記延長部位に少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも６回、少なくとも８回、少なくとも１０回適用される。種々の実施形態において、上記組成物は、上記延長期中および／または上記硬化期中に、上記延長部位に１日に１回より多く、毎日、１日おきに、３日に１回、４日に１回、５日に１回、６日に１回、毎週、または１週間あたり１回未満で投与され得る。
【０１２０】
種々の実施形態において、処置されなかったコントロールおよびマトリックスコントロールと比較したとき、上記組成物を用いた投与開始後約１週間以内、約２週間以内、約３週間以内、約４週間以内、約５週間以内、約６週間以内、約７週間以内、約８週間以内、約９週間以内、または約１０週間以内に、新たな組織における骨体積（ｍｍ３）および／または骨体積比（ＢＶ／ＴＶ）の有意な上昇が見られる。種々の実施形態において、処置されなかったコントロールおよびマトリックスコントロールと比較したとき、上記組成物を用いた投与停止後約１週間以内、約２週間以内、約３週間以内、約４週間以内、約５週間以内、約６週間以内、約７週間以内、約８週間以内、約９週間以内、または約１０週間以内に、新たな組織における骨体積（ｍｍ３）および／または骨体積比（ＢＶ／ＴＶ）の有意な上昇が見られる。
【０１２１】
本明細書に提供されるように、骨延長手順は、本発明の実施形態によると、両側性下顎形成不全、片側小顔面症、先天性の短い大腿骨、腓骨の半肢症、片側萎縮、軟骨無形成症、神経線維腫症、内反膝、骨端軟骨板骨折、骨の欠損症、脳顔面頭蓋に関する適用、骨髄炎、化膿性関節炎、およびポリオの処置において使用される骨延長手順を包含する。
【０１２２】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む上記組成物に加えて、少なくとも一つの薬学的組成物を提供すること、ならびに、上記少なくとも一つの薬学的組成物を、局所的および／または全身的に投与することをさらに含む。上記少なくとも一つの薬学的組成物は、いくつかの実施形態において、ビタミンＤ３などのビタミン、カルシウムサプリメント、または当業者に公知のあらゆる破骨細胞インヒビター（ビスホスホネートが挙げられる）を含む。いくつかの実施形態において、上記少なくとも一つの薬学的組成物は、局所的に投与される。そのような実施形態において、上記少なくとも一つの薬学的組成物は、上記生体適合性マトリックス中に組み込まれ得るか、またはさもなければ、骨延長部位内および骨延長部位の周囲に配置され得る。他の実施形態において、上記少なくとも一つの薬学的組成物は、患者に対し全身的に投与される。いくつかの実施形態において、例えば、上記少なくとも一つの薬学的組成物は、患者に対し経口投与される。別の実施形態において、上記少なくとも一つの薬学的組成物は、患者に対し静脈内投与される。
【０１２３】
以下の実施例は、本発明をさらに説明するために役立つが、同時に、以下の実施例は、本発明のどのような制限も構成しない。それどころか、本明細書の説明を読んだ後に本発明の精神から逸脱することなく当業者に示唆され得る、この方策の種々の実施形態、変更および等価物があり得ることが疑いなく理解されるべきである。
【実施例】
【０１２４】
（実施例１）
（ＰＤＧＦの溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の調製）
ＰＤＧＦの溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物を、以下の手順に従って調製した。
【０１２５】
β−ＴＣＰおよびコラーゲンを含む、予め重さを量った生体適合性マトリックスのブロックを取得した。上記β−ＴＣＰは、約１００μｍから約３００μｍの範囲にある平均の大きさを有する、β−ＴＣＰ粒子を含んだ。上記β−ＴＣＰ粒子を、約２０重量パーセントの可溶性Ｉ型ウシコラーゲン結合剤と共に配合した。そのようなβ−ＴＣＰ／コラーゲン生体適合性マトリックスを、Ｋｅｎｓｅｙ Ｎａｓｈ（Ｅｘｔｏｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から商業的に取得し得る。
【０１２６】
ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢを含む溶液を取得した。ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢは、酢酸ナトリウム緩衝液中の１０ｍｇ／ｍｌのストック濃度で（すなわち、ロット♯ＱＡ２２１７）、Ｎｏｖａｒｔｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商業的に入手可能である。Ｎｏｖａｒｔｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢを、酵母発現システムにおいて生産しており、そしてこれは、ＲＥＧＲＡＮＥＸ（Ｊｏｈｎｓｏｎ ＆ Ｊｏｈｎｓｏｎ）製品およびＧＥＭ ２１Ｓ（ＢｉｏＭｉｍｅｔｉｃ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ）製品（これは、米国食品医薬品局がヒトへの使用を承認している）において利用されるｒｈＰＤＧＦ−ＢＢと同一の生産設備に由来する。このｒｈＰＤＧＦ−ＢＢはまた、欧州連合およびカナダにおいてもヒトへの使用が承認されている。上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液を、酢酸ナトリウム緩衝液において０．３ｍｇ／ｍｌに希釈した。上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液を、本発明の実施形態にしたがって任意の所望の濃度に希釈し得る。
【０１２７】
約３ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液対約１ｇ（乾燥重量）の上記β−ＴＣＰ／コラーゲン生体適合性マトリックスの比率を使用して、上記組成物を生産した。上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液を、注射器を用いて上記生体適合性マトリックス上に放出し、その結果生じた組成物を混ぜ合わせ、そして成型して、骨延長部位への注入に向けて注射器に挿入するための細い糸（ｔｈｉｎ ｓｔｒａｎｄ）にした。
【０１２８】
（実施例２）
（ＰＤＧＦの溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の調製）
生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む組成物を、以下の手順に従って調製した。
【０１２９】
約５０ｍｇの重さである可溶性ウシコラーゲンの乾燥マトリックスを、Ｋｅｎｓｅｙ Ｎａｓｈ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から取得した。上記コラーゲンマトリックスを、１．５ｍｌのＭｉｃｒｏｆｕｇｅ試験管に添加した。１．０ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液（２０ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液中、ｐＨ６．０）を、上記コラーゲンマトリックスを含む上記試験管に添加した。上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ緩衝溶液の濃度は、０．３ｍｇ／ｍｌ（ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）であった。しかしながら、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢの任意の所望の濃度を使用し得る。上記コラーゲンマトリックスを、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ緩衝溶液中に約１０分間浸した。１０分後、上記コラーゲンマトリックスを、上記試験管から取り出し、逆さまにし、そして上記試験管中に再度入れて上記水和手順を促進した。上記コラーゲンマトリックスを、上記ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液を含む上記試験管中に、さらに５分間置いた。
【０１３０】
上記試験管中の上記水和したコラーゲンマトリックスおよび残っているいくらかのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液を、無菌のペトリ皿に入れた。上記水和したコラーゲンマトリックスと残っているいくらかのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液とを、無菌のへらを用いて混合し、上記水和手順を完了した。上記水和したコラーゲンマトリックスを、第一の３ｍｌの注射器中に配置した。一旦、上記第一の注射器に配置したら、上記水和したコラーゲンマトリックスを、第二の３ｍｌの注射器中に押し出した。上記水和したコラーゲンマトリックスを、その後、上記第一の３ｍｌの注射器中に押し出して、戻した。上記第一の注射器と上記第二の注射器との間での上記水和したコラーゲンマトリックスの押し出しの往復を３回実行し、上記水和したコラーゲンマトリックスを、流動性を有するパテに変えた。上記第一の注射器と上記第二の注射器との間での押し出しは、針が付けられていない注射器の開いている孔を通じて行った。
【０１３１】
３サイクル後、１６ゲージ針を、上記水和したコラーゲンマトリックスを含む３ｍｌの注射器に付け、そして上記水和したコラーゲンマトリックスを、１６ゲージ針を通して押し出した。上記水和したコラーゲンマトリックスを、その後、２０ゲージ針を通して押し出し、そして骨延長部位での配置にむけて１ｍｌの注射器中に充填した。
【０１３２】
（実施例３）
（骨延長手順を実行する方法）
８３匹の雄性Ｓｐｒａｇｕｅ Ｄａｗｌｅｙラット（約６月齢、体重４００〜５００ｇ）を、表１において提供されるように、無作為に５つの処置群に分けた。各ラットは、片側大腿骨骨幹中位延長（ｕｎｉｌａｔｅｒａｌ ｍｉｄ−ｄｉａｐｈｙｓｅａｌ ｆｅｍｏｒａｌ ｌｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ）を受けた（Ｍｏｏｒｅら、Ｊ．Ｏｒｔｈｏｐ．Ｒｅｓ．２００３，２１：４８９〜４９６を参照のこと）。オーダーメイドであり、延長可能な４ピンの片側固定器（ｄｉｓｔｒａｃｔａｂｌｅ ｆｏｕｒ−ｐｉｎ ｍｏｎｏｌａｔｅｒａｌ ｆｉｘａｔｏｒ）を右大腿骨に適用し、その後、大腿骨の延長を可能にするために骨膜温存骨幹中位コルチコトミー（ｐｅｒｉｏｓｔｅａｌ−ｓｐａｒｉｎｇ ｍｉｄ−ｄｉａｐｈｙｓｅａｌ ｃｏｒｔｉｃｏｔｏｍｙ）を行った。上記創傷を重ねて閉じ、上記動物をケージに戻し、そして無制限の荷重負荷（ｕｎｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ ｗｅｉｇｈｔ ｂｅａｒｉｎｇ）を許容した。７日間の潜伏期の後、上記大腿骨を、２１日間の間、１日あたり２回、０．１７ｍｍずつ延長させた（合計７ｍｍの延長）。
【０１３３】
【表１】
【０１３４】
ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ溶液または緩衝液を、表１に示された濃度の、注入可能な可溶性ウシコラーゲンと混合した。上記可溶性ウシコラーゲンをＫｅｎｓｅｙ Ｎａｓｈ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から取得し、そして実施例２の手順に従って、上記ＰＤＧＦ溶液または酢酸ナトリウム緩衝液と合わせた。
【０１３５】
表２の処置およびデータ取得計画において説明されるように、術後７、１４、２１、および２８日目において、５０μｌの割り当てた組成物を、各処置群の各動物の延長ギャップに注入した。５０μｌの上記割り当てた組成物の投与により、群３の動物は５μｇのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢを受け、一方、群４および５の動物は、それぞれ、１５μｇおよび５０μｇのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢを受けた。その後、２週間毎に高解像度キャビネットｘ線システム（Ｆａｘｉｔｒｏｎ ＭＸ ２０ Ｘ−Ｒａｙ，Ｆａｘｉｔｒｏｎ Ｘ−Ｒａｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｈｅｅｌｉｎｇ，ＩＬ）を用いてＸ線写真を撮りながら治癒させた。
【０１３６】
【表２】
【０１３７】
各群由来の動物（ｎ＝３）を、術後３５、４２、４９、５６、および６３日目に、人道的に屠殺した。屠殺するとき、大腿骨を一塊として取り出し、そしてホルマリン中に入れた。骨幹中位１６．５ｍｍ領域の高解像度３−Ｄ画像（１６μｍ等長ボクセルサイズ（ｉｓｏｍｅｔｒｉｃ ｖｏｘｅｌ ｓｉｚｅ））を、マイクロコンピュータ断層撮影（ｍｉｃｒｏ−ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）（μＣＴ４０，Ｓｃａｎｃｏ Ｍｅｄｉｃａｌ ＡＧ，Ｂａｓｓｅｒｓｄｏｒｆ，ＣＨ）によって作製した。もともとのスキャンされた画像を、ローパスノイズ低減フィルター（ｌｏｗ−ｐａｓｓ ｎｏｉｓｅ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）（σ＝１、サポート＝１．０）および固定された閾値（３１６）を用いてセグメント化（ｓｅｇｍｅｎｔ）し、そしてボリュームレンダリング（ｖｏｌｕｍｅ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）を、可視化のために作製した。新たな骨形成（ＢＶ）および仮骨における骨体積比（ＢＶ／ＴＶ）を、その後、上記のスキャナーシステムに内蔵された画像処理ソフトウエアを用いて、上記延長ギャップの中心である、６．４ｍｍ（４００スライス）セグメントから計算した。癒合を、骨架橋についてのボリュームレンダリングの検査から評価した。
【０１３８】
全てのデータを、ＳＡＳ（登録商標）バージョン９．１．３（ＳＡＳ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｉｎｃ．，Ｃａｒｙ，ＮＣ）を用いて分析した。事後比較を、Ｈｏｌｍ検定（αは≦０．０５に維持）を用いて実行した。分析の前に、上記ＢＶデータを、正の歪度を低減させるため、対数変換した（変換後、Ｓｈａｐｉｒｏ−Ｗｉｌｋ ｐ＝０．２８）。その後、相乗平均（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｍｅａｎ）を、表示のために翻訳し戻した（ｂａｃｋ−ｔｒａｎｓｌａｔｅ）。
【０１３９】
Ｘ線写真は、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ−コラーゲン組成物を受け入れた群３〜５のそれぞれにおける、延長ギャップ内での新たな骨形成を明らかにした。２８日目において、コントロール群１および２での新たな骨形成は、群３〜５での新たな骨形成よりも有意に低く位置づけられた。さらに、群４（０．３ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）での新たな骨形成は、群５（１．０ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）ならびにコントロール群１および２での新たな骨形成よりも有意に高く置づけられた（全てにおいてｐ＜０．０５）。４２日目において、群４（０．３ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）は、コントロール群１および２よりも、新たな骨形成が有意に高く置づけられた（ｐ＜０．０５）。
【０１４０】
ＢＶおよびＢＶ／ＴＶデータの混合線形解析（ｍｉｘｅｄ ｌｉｎｅａｒ ａｎａｌｙｓｉｓ）は、種々の屠殺時点（ｓａｃｒｉｆｉｃｅ ｔｉｍｅ ｐｏｉｎｔ）において、コントロール群１および２と群３〜５との間での統計的に有意な差を明らかにした（ＢＶおよびＢＶ／ＴＶの両方においてｐ＜０．０００１）。図１および２は、各屠殺時点での、群１〜５についてのＢＶおよびＢＹ／ＴＶ値を図示する。新たな骨形成は、コントロール群１および２において最も低く、コントロール群１および２は、あらゆる時点において、互いに有意な差はなかった。５６日目において、群３（０．１ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶは、コントロール群１および２のＢＶよりも高く（ｐ＜０．０５）、ならびに、４２および４９日目において、群５（１．０ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶは、コントロール群１および２のＢＶよりも高かった（両方においてｐ＜０．０５）。４２、４９および５６日目において、群４（０．３ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶは、コントロール群１および２のＢＶよりも高かった（それぞれ、ｐ＝０．０００２、ｐ＝０．０００２およびｐ＜０．０００１）。
【０１４１】
さらに、４９日目において、群３（０．１ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶ／ＴＶは、コントロール群１および２のＢＶ／ＴＶよりも高かった（ｐ＝０．０００９）。４２および４９日目において、群５（１．０ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶ／ＴＶは、コントロール群１および２のＢＶ／ＴＶよりも高く（それぞれ、ｐ＝０．００１９およびｐ＜０．０００１）、ならびに、４２、４９および５６日目において、群４（０．３ｍｇ／ｍｌのｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ）のＢＶ／ＴＶは、コントロール群１および２のＢＶ／ＴＶよりも高かった（それぞれ、ｐ＝０．０００７、ｐ＜０．０００１およびｐ＜０．０００１）。
【０１４２】
μＣＴ画像検査は、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢ組成物を受けた群３〜５の骨架橋の割合において、全体的な上昇があったことを示唆した。表３において提供されているように、屠殺の時点における、群３〜５の動物の癒合割合は、組み合わせたコントロールの癒合割合よりも有意に高かった（それぞれ、４０．３％対４．５５％、ｐ＝０．０１２７）。
【０１４３】
【表３】
【０１４４】
本研究の結果から、ｒｈＰＤＧＦ−ＢＢを含む組成物の延長部位への投与は、延長手順中の新たな骨形成を有意に上昇させ、そして骨癒合を有意に促進する。
【０１４５】
上で引用された全ての特許、刊行物および要約は、その全容が参照として本明細書に援用される。前述の内容は、単に本発明の好ましい実施形態を述べているのであり、よって、多数の変更または変化は、以下の特許請求の範囲において定義される、本発明の精神および範囲から逸脱することなく本発明の中で行われ得るということは、理解されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体適合性マトリックス中に配置された血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）溶液を含む有効量の組成物を少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む、骨形成を刺激する方法。
【請求項２】
前記組成物は、骨延長手順の延長期中に適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記組成物は、骨延長手順の硬化期中に適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記組成物は、骨延長手順の前記延長期中および前記硬化期中に適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記方法は、骨延長後の骨硬化を促進することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記組成物は、前記部位に少なくとも２回適用される、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記生体適合性マトリックスは、多孔質のリン酸カルシウムを含む、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記リン酸カルシウムは、β−ＴＣＰを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記リン酸カルシウムは、相互接続された孔を有する、請求項７から８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記リン酸カルシウムは、約４０％より高い多孔度を有する、請求項７から９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記リン酸カルシウムは、大きさが約１００ミクロンから約５０００ミクロンの範囲内にある粒子からなる、請求項７から１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記リン酸カルシウムは、大きさが約１００ミクロンから約３００ミクロンの範囲内にある粒子からなる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記生体適合性マトリックスは、移植されて約１年以内に前記リン酸カルシウムの少なくとも約８０％が吸収されるように吸収され得る、請求項７から１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記リン酸カルシウムは、該リン酸カルシウムの重量の少なくとも約２５％と等しい量の前記ＰＤＧＦ溶液を吸収することが可能である、請求項７から１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記生体適合性マトリックスは、コラーゲンを含む、請求項１から１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＰＤＧＦは、約０．１ｍｇ／ｍｌから約１．０ｍｇ／ｍｌの濃度で前記溶液中に存在する、請求項１から１５の何れか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＰＤＧＦは、約０．３ｍｇ／ｍｌの濃度で前記溶液中に存在する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記溶液は、緩衝液を含む、請求項１から１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記生体適合性マトリックスは、前記組成物中への細胞移動を容易にする多孔度を有する、請求項１から１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記生体適合性マトリックスは、約２０：８０の割合でコラーゲンおよびβ−ＴＣＰを含む、請求項１から１９の何れか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記組成物は、注入可能である、請求項１から２０の何れか一項に記載の方法。
【請求項２２】
骨延長手順を実行する方法であって、この方法は：
（ａ）骨を第一の骨セグメントおよび第二の骨セグメントに分割すること；
（ｂ）該第一の骨セグメントおよび該第二の骨セグメントのうちの少なくとも一つを移動させて、該第一の骨セグメントと該第二の骨セグメントとの間に空間を形成すること；および
（ｃ）該空間において、骨形成を刺激すること、
を含み、ここで、骨形成を刺激することは、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む有効量の組成物を該空間に適用することを含む、方法。
【請求項２３】
工程（ｂ）および（ｃ）を、前記骨を所望の量延長するために必要な回数繰り返すことをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
骨延長手順において骨形成を刺激するために有用な医薬の調製におけるＰＤＧＦ溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の使用であって、ここで、該溶液は、該生体適合性マトリックス中に配置される、使用。
【請求項１】
生体適合性マトリックス中に配置された血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）溶液を含む有効量の組成物を少なくとも一つの骨延長部位に適用することを含む、骨形成を刺激する方法。
【請求項２】
前記組成物は、骨延長手順の延長期中に適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記組成物は、骨延長手順の硬化期中に適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記組成物は、骨延長手順の前記延長期中および前記硬化期中に適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記方法は、骨延長後の骨硬化を促進することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記組成物は、前記部位に少なくとも２回適用される、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記生体適合性マトリックスは、多孔質のリン酸カルシウムを含む、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記リン酸カルシウムは、β−ＴＣＰを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記リン酸カルシウムは、相互接続された孔を有する、請求項７から８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記リン酸カルシウムは、約４０％より高い多孔度を有する、請求項７から９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記リン酸カルシウムは、大きさが約１００ミクロンから約５０００ミクロンの範囲内にある粒子からなる、請求項７から１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記リン酸カルシウムは、大きさが約１００ミクロンから約３００ミクロンの範囲内にある粒子からなる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記生体適合性マトリックスは、移植されて約１年以内に前記リン酸カルシウムの少なくとも約８０％が吸収されるように吸収され得る、請求項７から１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記リン酸カルシウムは、該リン酸カルシウムの重量の少なくとも約２５％と等しい量の前記ＰＤＧＦ溶液を吸収することが可能である、請求項７から１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記生体適合性マトリックスは、コラーゲンを含む、請求項１から１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＰＤＧＦは、約０．１ｍｇ／ｍｌから約１．０ｍｇ／ｍｌの濃度で前記溶液中に存在する、請求項１から１５の何れか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＰＤＧＦは、約０．３ｍｇ／ｍｌの濃度で前記溶液中に存在する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記溶液は、緩衝液を含む、請求項１から１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記生体適合性マトリックスは、前記組成物中への細胞移動を容易にする多孔度を有する、請求項１から１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記生体適合性マトリックスは、約２０：８０の割合でコラーゲンおよびβ−ＴＣＰを含む、請求項１から１９の何れか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記組成物は、注入可能である、請求項１から２０の何れか一項に記載の方法。
【請求項２２】
骨延長手順を実行する方法であって、この方法は：
（ａ）骨を第一の骨セグメントおよび第二の骨セグメントに分割すること；
（ｂ）該第一の骨セグメントおよび該第二の骨セグメントのうちの少なくとも一つを移動させて、該第一の骨セグメントと該第二の骨セグメントとの間に空間を形成すること；および
（ｃ）該空間において、骨形成を刺激すること、
を含み、ここで、骨形成を刺激することは、生体適合性マトリックス中に配置されたＰＤＧＦ溶液を含む有効量の組成物を該空間に適用することを含む、方法。
【請求項２３】
工程（ｂ）および（ｃ）を、前記骨を所望の量延長するために必要な回数繰り返すことをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
骨延長手順において骨形成を刺激するために有用な医薬の調製におけるＰＤＧＦ溶液および生体適合性マトリックスを含む組成物の使用であって、ここで、該溶液は、該生体適合性マトリックス中に配置される、使用。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１１−５１１８０８（Ｐ２０１１−５１１８０８Ａ）
【公表日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４６０９６（Ｐ２０１０−５４６０９６）
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０３３５９６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１００４５４
【国際公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【出願人】（５０７１２４９６６）バイオミメティック セラピューティクス， インコーポレイテッド (10)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０３３５９６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１００４５４
【国際公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【出願人】（５０７１２４９６６）バイオミメティック セラピューティクス， インコーポレイテッド (10)
【Ｆターム（参考）】
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