(57)【要約】  本明細書で規定する、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、およびＣａＯ、ならびに任意で、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３／ＦｅＯ、ＣｕＯ／Ｃｕ２Ｏ、およびこれらの混合物から選択される源添加剤を含む、ホウリン酸塩ガラス組成物。開示するホウリン酸塩ガラス組成物、および少なくとも１つの生細胞を含む、生体活性組成物または生体活性基材も開示する。ホウ素、亜リン酸、またはこれらの両方を含有する種が、本明細書に規定するホウリン酸塩ガラス組成物から水溶液に放出される相対量を阻害または増加させる方法も開示する。本明細書に規定する生体活性基材上で細胞を増殖させる方法も開示する。Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、およびＣａＯのうちの１つを含まない関連するガラス組成物も開示する。
2019517450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウリン酸塩ガラス組成物であって、前記組成物の合計１００モル％に基づいて、
０．１％から８０％のＢ２Ｏ３と、
３０％から８０％のＰ２Ｏ５と、
５％から５０％のＣａＯと、を含む、ホウリン酸塩ガラス組成物。
【請求項２】
前記組成物の合計１００モル％に基づいて、０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、０．１％から２０％のＫ２Ｏ、０．１％から２０％のＡｌ２Ｏ３、０．１％から１０％のＺｎＯ、０．１％から１１％のＭｇＯ、０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３、０．１％から５％のＣｕＯ、０．１％から５％のＴｉＯ２、０．１％から２０％のＳｉＯ２、およびこれらの混合物から選択される少なくとも１つの添加剤源をさらに含む、請求項１に記載のホウリン酸塩ガラス組成物。
【請求項３】
前記組成物が、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、またはこれらの混合物のうちの少なくとも１つを実質的に含まない、請求項１または２記載のホウリン酸塩ガラス組成物。
【請求項４】
Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、およびＣｕＯの群から選択される任意の添加剤源が、ガラス形成剤Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、またはこれらの両方が固体から溶液になる分解速度を遅延させる、請求項２記載のホウリン酸塩ガラス組成物。
【請求項５】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳｉＯ２の群から選択される任意の添加剤源が、ガラスが固体状態から溶液状態になる分解速度を増加させる、請求項２記載のホウリン酸塩ガラス組成物。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１６年５月２７日出願の米国仮特許出願第６２／３４２，４２６号の優先権の利益を主張するものであり、その内容は、その全体が参照に依拠し、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、本出願の権利者が共通し、譲受人に譲渡された、本出願と同時出願の、
米国仮特許出願第６２／３４２，３８４号、表題「ＢＩＯＡＣＴＩＶＥ  ＡＬＵＭＩＮＯＢＯＲＡＴＥ  ＧＬＡＳＳＥＳ」、
同第６２／３４２，３７７号、表題「ＭＡＧＮＥＴＩＺＡＢＬＥ  ＧＬＡＳＳ  ＣＥＲＡＭＩＣ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＴＨＥＲＥＯＦ」、
同第６２／３４２，３８１号、表題「ＬＬＩＴＨＩＵＭ  ＤＩＳＩＬＩＣＡＴＥ  ＧＬＡＳＳ−ＣＥＲＡＭＩＣ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＴＨＥＲＥＯＦ」、
同第６２／３４２，３９１号、表題「ＢＩＯＤＥＧＲＡＤＡＢＬＥ  ＭＩＣＲＯＢＥＡＤＳ」、および
同第６２／３４２，４１１号、表題「ＢＩＯＡＣＴＩＶＥ  ＧＬＡＳＳ  ＭＩＣＲＯＳＰＨＥＲＥＳ」に関するが、これらの優先権を主張するものではない。
【０００３】
本出願は、本出願の権利者が共通し、譲受人に譲渡された、２０１５年７月７日出願のＵＳＳＮ出願第６２／１８９，８８０号、表題「ＡＮＴＩＭＩＣＲＯＢＩＡＬ  ＰＨＡＳＥ−ＳＥＰＡＲＡＴＩＮＧ  ＧＬＡＳＳ  ＡＮＤ  ＧＬＡＳＳ  ＣＥＲＡＭＩＣ  ＡＲＴＩＣＬＥＳ  ＡＮＤ  ＬＡＭＩＮＡＴＥＳ」にも関連し、この出願は、銅イオンを遊離させる分解性相および非分解性相を有する銅含有積層物に言及している。
【０００４】
本明細書で言及する各公開文献または特許文献の全開示は、参照により組み込まれる。
【技術分野】
【０００５】
本開示は、ガラス組成物、生体活性ガラス組成物、ならびにこれらの組成物の作製方法および使用方法に関する。
【発明の概要】
【０００６】
実施形態において、本開示は、
選択される源添加剤を含むＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５ガラス系と、
例えば、組成物の合計１００モル％に基づいて、５％から５０％のＣａＯ、０．１％から８０％のＢ２Ｏ３、および３０％から８０％のＰ２Ｏ５を含むガラス組成物と、
例えば、組成物の合計１００モル％に基づいて、０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、０．１％から２０％のＫ２Ｏ、０．１％から２０％のＡｌ２Ｏ３、０．１％から１０％のＺｎＯ、０．１％から１１％のＭｇＯ、０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３、０．１％から５％のＣｕＯ、０．１％から５％のＴｉＯ２、および０．１％から２０％のＳｉＯ２から選択される１つ以上の源添加剤をさらに含み得るガラス組成物と、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２，またはこれらの組み合わせの群から選択される源添加剤のいずれかを添加することによって、ガラスネットワーク形成剤（例えば、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、およびＡｌ２Ｏ３）の分解速度または溶解速度を制御することができ、例えば、生体適合性、血管新生、またはこれらの両方のうちの少なくとも１つの生物活性特性を改善することができるホウリン酸塩ガラス組成物と、
ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５系において、優れた生体適合性および血管新生能力を有するホウリン酸塩ガラス組成物と、
ホウリン酸塩ガラス組成物、およびＡｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、またはこれらの混合物の源を、ガラスバッチに添加することにより、改善された生体適合性を有するガラス生成物を生成する作製方法と、
ガラス組成物、およびＢ２Ｏ３の源をリン酸塩ガラスに添加することにより、得られるガラスの生体適合性が改善される作製方法と、を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＴｉＯ２、およびＳｉＯ２から選択される１つ以上の源添加剤を用いたＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３系のガラス形成能プロットを示す。
【図２】選択された研磨済みガラスディスクの表面上に播種したＭＣ３Ｔ３細胞の時系列光学画像（２．５倍の低倍率）を示す。
【図３】選択された研磨済みガラスディスクの表面上に播種したＭＣ３Ｔ３細胞の時系列光学画像（２．５倍の低倍率）を示す。
【図４】血管新生アッセイの光学画像（２．５倍の低倍率）を示す。
【図５】約３０モル％の固定したＣａＯを有する選択された例示的ガラスの組成を変化させるにつれて変化する特性のグラフを示す。
【図６】７日の細胞培養後の選択されたガラス組成物の表面形態を示す。
【図７】２８日間の疑似体液（ＳＢＦ）中での選択された例示的ガラス組成物の溶解を示す。
【図８ａ】選択された例示的ガラス組成物のＳＥＭ画像（２４時間のＳＢＦ溶液中での浸漬、および３３６時間のＳＢＦ溶液中での浸漬後の表面（上の画像）および断面（下の画像））を示す。
【図８ｂ】選択された例示的ガラス組成物のＳＥＭ画像（２４時間のＳＢＦ溶液中での浸漬、および３３６時間のＳＢＦ溶液中での浸漬後の表面（上の画像）および断面（下の画像））を示す。
【図８ｃ】選択された例示的ガラス組成物のＳＥＭ画像（２４時間のＳＢＦ溶液中での浸漬、および３３６時間のＳＢＦ溶液中での浸漬後の表面（上の画像）および断面（下の画像））を示す。
【図８ｄ】選択された例示的ガラス組成物のＳＥＭ画像（２４時間のＳＢＦ溶液中での浸漬、および３３６時間のＳＢＦ溶液中での浸漬後の表面（上の画像）および断面（下の画像））を示す。
【図８ｅ】選択された例示的ガラス組成物のＳＥＭ画像（２４時間のＳＢＦ溶液中での浸漬、および３３６時間のＳＢＦ溶液中での浸漬後の表面（上の画像）および断面（下の画像））を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示の様々な実施形態を、存在する場合は図面を参照して詳述する。様々な実施形態への参照は、本発明の範囲を限定するものではなく、本明細書に添付する特許請求の範囲によってのみ限定される。加えて、本明細書に記載するいずれの実施例も限定するものではなく、単に、特許請求する発明の多くのあり得る実施形態のうちのいくつかを記載したものに過ぎない。
【０００９】
実施形態では、開示する組成物、物品、ならびに作製方法および使用方法は、例えば以下に論じるものを含む１つ以上の有利な特徴または態様を提供する。請求項のいずれかに記載する特徴または態様は、概して、本発明の全ての様相にも適用できる。いずれか１つの請求項に記載する任意の単一の特徴もしくは態様、または複数の特徴もしくは態様は、任意の他の請求項（複数可）の任意の他の記載される特徴または態様と組み合わせるか、または交換することができる。
【００１０】
定義
「生体適合性」、「生体適合性である」などの用語は、特定の状況下で適切な宿主応答を伴って行う材料の能力、あるいは、有害影響を生じることなく、生物系と接触する能力を指す。
【００１１】
「血管新生能力」、「血管新生の」、「血管新生」などの用語は、新しい血管が既存の血管から形成される生理学的プロセスを指す。
【００１２】
「ガラス（複数可）」などの用語は、ガラスまたはガラス−セラミックを指し得る。
【００１３】
「ガラス物品」などの用語は、ガラスまたはガラス−セラミックで完全にまたは部分的にできた任意の物体を指し得る。
【００１４】
「ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５ガラス系」、「ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５組成物（複数可）および添加剤」などの用語は、開示するガラス組成物を生成する材料空間を規定する、これらの３つの酸化物構成成分の組み合わせ単独、または源添加剤と組み合わせた、これらの酸化物構成成分の組み合わせを指す。
【００１５】
「ガラスネットワーク形成剤」、「ガラス形成剤」、「ネットワークガラス形成剤」、「ネットワーク形成剤」などの用語は、開示するガラス組成物中のガラスネットワークを形成する、開示するバッチ成分、構成成分、源材料、または出発材料のうちの１つ以上を指す。ガラスネットワーク形成剤の例としては、例えば、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、およびＡｌ２Ｏ３が挙げられ得る。実施形態では、Ｐ２Ｏ５は、これらの成分が主相になるため、一次ガラスネットワーク形成剤であり、Ｂ２Ｏ３は、これらの成分が主相または一次相よりも少ない第２の相になるため、二次ガラスネットワーク形成剤である。実施形態では、ネットワーク形成剤は、ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５ガラス系において、モル％で過半量の構成成分を構成する。
【００１６】
「添加剤」、「源添加剤」、「添加剤源」、「源添加剤酸化物」などの用語は、開示するガラス組成物を調製するために使用することができる、開示するバッチ成分、バッチ構成成分、またはバッチ出発材料のうちの１つ以上を指す。源添加剤の例としては、例えば、組成物の合計１００モル％に基づいて、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、またはこれらの混合物が挙げられ得る。当業者であれば、Ｆｅ２Ｏ３などの源添加剤は、Ｆｅ２Ｏ３およびＦｅＯの混合物（すなわち、Ｆｅ２Ｏ３／ＦｅＯ；Ｆｅ３Ｏ４）を生成することができるか、またはＣｕＯは、ＣｕＯおよびＣｕ２Ｏの混合物（すなわち、ＣｕＯ／Ｃｕ２Ｏ）を生成することができ、これらは、例えば、空気中での加熱および熱還元から生じることを理解するであろう。
【００１７】
「含む（iｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」などの用語は、限定されないが、包括的であり、排他的ではない包含を意味する。
【００１８】
例えば、本開示の実施形態を説明する際に用いられる組成物の成分量、濃度、体積、処理温度、処理時間、収率、流速、圧力、粘度などの値、およびこれらの範囲、または構成要素の寸法などの値およびこれらの範囲を修飾する「約」は、例えば、材料、組成物、複合体、濃縮物、構成要素の部品、製造品、または使用配合物を調製するために使用される典型的な測定手順および取扱手順を通して、これらの手順における意図しない誤差を通して、その方法を実行するために使用される製造、源、または出発材料の純度もしくは成分の純度の差を通して、などの留意事項を通して起こり得る数値量の変動を指す。用語「約」は、特定の初期濃度または混合物を含む組成物または配合物の経年劣化に起因して異なる量、および特定の初期濃度または混合物を含む組成物または配合物の混合または加工に起因する異なる量も包含する。
【００１９】
「任意の」または「任意で」は、それに続いて記述される事象または状況が起こり得るまたは起こり得ないことを意味し、この記述には、その事象または状況が起こる状況、およびその事象または状況が起こらない状況が含まれる。
【００２０】
本明細書で使用される不定冠詞「ａ」または「ａｎ」およびその対応する定冠詞「ｔｈｅ」は、指定がない限り、少なくとも１つまたは１つ以上を意味する。
【００２１】
当業者に周知の略記を使用する場合がある（例えば、時間（複数可）に「ｈ」または「ｈｒｓ」、グラム（複数可）に「ｇ」または「ｇｍ」、ミリリットルに「ｍＬ」、および室温に「ｒｔ」、ナノメートルに「ｎｍ」などの略記）。
【００２２】
構成成分、成分、添加剤、寸法、条件、時間などの側面に関して開示する特定の値および好ましい値、ならびにこれらの範囲は、単に例示を目的としたものであり、これらは、他の規定される値または定義される範囲内の他の値を除外するものではない。本開示の組成物および方法には、明確であるかまたは暗黙的な中間値および範囲を含む、本明細書に記載される任意の値または値の任意の組み合わせ、具体的な値、より具体的な値、および好ましい値が含まれ得る。
【００２３】
従来の生体活性ガラスは、ケイ酸塩またはホウ酸塩をベースにしたものであり、リンが、ヒドロキシアパタイトの形成を促進し、骨組織の結合能力および生物活性を増加させるためのドーパントとして（例えば、１０モル％未満）添加されている（Ａ．Ｔｉｌｏｃｃａ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ  ｉｎ  ｂｉｏａｃｔｉｖｅ  ｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓｅｓ．”Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｂ  １１１，ｎｏ．５１（２００７）：１４２５６−１４２６４を参照されたい）。ケイ酸塩またはホウ酸塩をベースにした生体活性ガラスと比較して、リン酸塩をベースにした生体活性ガラスに関する研究は相対的に少数であり、これらの研究は、Ｐ２Ｏ５−Ｎａ２Ｏ−ＣａＯガラス系（Ｋ．Ｆｒａｎｋｓ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｔｈｅ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ＭｇＯ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  ｂｅｈａｖｉｏｒ  ａｎｄ  ｃｅｌｌ  ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  ｓｏｌｕｂｌｅ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｂａｓｅｄ  ｇｌａｓｓ  ｓｙｓｔｅｍ．”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  １３，ｎｏ．６（２００２）：５４９−５５６、およびＩ．Ａｈｍｅｄ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｉｒｏｎ−ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｇｌａｓｓ  ｆｉｂｒｅｓ  ｆｏｒ  ｔｉｓｓｕｅ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．”Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２５，ｎｏ．１６（２００４）：３２２３−３２３２．を参照されたい）、およびリン酸カルシウムセラミック（Ｈ．Ｙｕａｎ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｏｓｔｅｏｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｂｙ  ｃａｌｃｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ．”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ９，ｎｏ．１２（１９９８）：７２３−７２６、およびＪ．Ｌｕ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｔｈｅ  ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｏｆ  ｃａｌｃｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｉｎ  ｂｏｎｅ．”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ６３，ｎｏ．４（２００２）：４０８−４１２を参照されたい）に主に焦点向けたものである。
【００２４】
リン酸カルシウムガラスまたはリン酸カルシウムセラミックの構成成分は、これらのガラスに天然骨組織との化学的親和性をもたせる、骨の有機ミネラル相（ヒドロキシカーボネートアパタイト）中に存在する（Ｍ．Ｎ．Ｒａｈａｍａｎ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｂｉｏａｃｔｉｖｅ  ｇｌａｓｓ  ｉｎ  ｔｉｓｓｕｅ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．”Ａｃｔａ  ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｉａ  ７，ｎｏ．６（２０１１）：２３５５−２３７３を参照されたい）。さらに、組成改良によって、リン酸塩ガラスの溶解度を数桁変えることができ（Ｂ．Ｃ．Ｂｕｎｋｅｒ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｇｌａｓｓ  ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｉｎ  ａｑｕｅｏｕｓ  ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄｓ  ６４，ｎｏ．３（１９８４）：２９１−３１６を参照されたい）、ガラスから放出されるイオン種もまた、ヒトの身体中に一般的に見られ（Ｊ．Ｃ．Ｋｎｏｗｌｅｓ，“Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｂａｓｅｄ  ｇｌａｓｓｅｓ  ｆｏｒ  ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．”Ｊ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｃｈｅｍ．，１３（２００３）：２３９５−２４０１、およびＭ．Ｕｏ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ａｎｄ  ｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ  ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｎａ２Ｏ−ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５  ｇｌａｓｓｅｓ，”Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  １９，ｎｏ．２４（１９９８）：２２７７−２２８４を参照されたい）、これによって、様々な用途のための幅広い分解速度およびより低い細胞毒性がもたらされる。したがって、リン酸塩生体活性ガラスは、組織工学、化粧品、ヘルスケア領域などの用途（例えば、歯の知覚過敏の治療）で、大きな潜在力を秘めている。
【００２５】
一部のホウ酸塩生体活性ガラスは、細胞増殖および組織浸潤を支援することが分かっているが（例えば、１３−９３Ｂ３）、そのようなガラスから放出される高濃度のホウ素の潜在的毒性が、生体材料のために使用されるホウ酸塩ガラスに関する懸念であり（Ｍ．Ｎ．Ｒａｈａｍａｎ（上記）を参照されたい）、そのような毒性は、発達毒性および生殖毒性を引き起こす可能性があり（Ｆ．Ｊ．Ｍｕｒｒａｙ，“Ｉｓｓｕｅｓ  ｉｎ  ｂｏｒｏｎ  ｒｉｓｋ  ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ：Ｐｉｖｏｔａｌ  ｓｔｕｄｙ，ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ  ｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄ  ＡＤＩｓ．”Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｒａｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ｉｎ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ９，ｎｏ．４（１９９６）：２３１−２４３を参照されたい）、溶解が始まるとすぐにガラスからホウ素が急速に放出されることによって、インビトロで局所的細胞の成長および増殖に急性毒性が引き起こされ得る（Ｒ．Ｆ．Ｂｒｏｗｎ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｂｏｒａｔｅ  ｇｌａｓｓ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｎ  ｉｔｓ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｔｏ  ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ  ａｎｄ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＭＣ３Ｔ３‐Ｅ１  ｃｅｌｌｓ．”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｐａｒｔ  Ａ  ８８，ｎｏ．２（２００９）：３９２−４００を参照されたい）。Ｂ２Ｏ３をリン酸カルシウムガラスに添加すると、リン酸カルシウムガラスの形成能を上昇させ、ＳＢＦ溶液中のヒドロキシアパタイト相の形成を促進することができる（Ａ．Ｓａｒａｎｔｉ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｂｉｏａｃｔｉｖｅ  ｇｌａｓｓｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｓｙｓｔｅｍ  ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５：ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｓｔｕｄｙ  ａｎｄ  ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄｓ  ３５２，ｎｏ．５（２００６）：３９０−３９８を参照されたい）。
【００２６】
実施形態では、本開示は、優れた生体適合性および血管新生能力を有するホウリン酸カルシウムガラス組成物を提供し、これらの組成物は、Ｂ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５、またはＢ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、およびＡｌ２Ｏ３などのガラスネットワーク形成剤の混合物を用いて、ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５ガラス系から発展させた。
【００２７】
実施形態では、本開示は、ホウリン酸塩ガラス組成物を提供し、この組成物は、例えば、組成物の合計１００モル％に基づいて、
０．１％から８０％のＢ２Ｏ３と、
３０％から８０％のＰ２Ｏ５と、
５％から５０％のＣａＯと、を含む。
【００２８】
実施形態では、ホウリン酸塩ガラス組成物は、例えば、組成物の合計１００モル％に基づいて、０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、０．１％から２０％のＫ２Ｏ、０．１％から２０％のＡｌ２Ｏ３、より具体的には０．１％から１０％のＡｌ２Ｏ３，０．１％から１０％のＺｎＯ、０．１％から１１％のＭｇＯ、０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３、０．１％から５％のＣｕＯ、０．１％から５％のＴｉＯ２、０．１％から２０％のＳｉＯ２、より具体的には０．１％から１０％のＳｉＯ２、およびこれらの混合物から選択される少なくとも１つの添加剤源をさらに含み得る。
【００２９】
実施形態では、ホウリン酸塩ガラス組成物は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、またはこれらの混合物のうちの少なくとも１つを実質的に含まない場合がある。
【００３０】
実施形態では、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、およびＣｕＯの群から選択される添加剤源のいずれかは、ガラス形成剤Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、またはこれらの両方の分解速度または溶解速度（すなわち、固体から溶液になる）を遅延または阻害することができる。
【００３１】
実施形態では、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＳｉＯ２の群から選択される添加剤源のいずれかは、本組成物の分解速度または溶解速度（すなわち、固体の状態から溶液の状態になる）を増加または加速することができる。溶解速度、滲出速度、または分解速度を使用して、開示する本発明のガラスの化学的耐久性を定量化する。重量減少測定およびＩＣＰ−ＯＥＳ溶液分析を使用して、固体から溶液中に滲出したガラスの量およびカチオンの量を測定した。
【００３２】
実施形態では、本開示は、生体活性組成物を提供し、本組成物は、例えば、組成物の合計１００モル％に基づいて、
０．１％から８０％のＢ２Ｏ３と、
３０％から８０％のＰ２Ｏ５と、
５％から５０％のＣａＯと、
少なくとも１つの添加剤であって、
０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、
０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、
０．１％から２０％のＫ２Ｏ、
０．１％から１０％のＡｌ２Ｏ３、
０．１％から１０％のＺｎＯ、
０．１％から１１％のＭｇＯ、
０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３、
０．１％から５％のＣｕＯ、およびこれらの混合物から選択される少なくとも１つの添加剤と、を含む、ホウリン酸塩ガラス組成物と、
少なくとも１つの生細胞と、を含む。
【００３３】
実施形態では、少なくとも１つの生細胞は、例えば、ＭＣ３Ｔ３細胞、ＭＣ３Ｔ３‐Ｅ１細胞、ヒト臍帯静脈内皮細胞、またはこれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
【００３４】
実施形態では、源添加剤は、例えば、組成物の合計１００モル％に基づいて、０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、０．１％から２０％のＫ２Ｏ、０．１％から２０％のＡｌ２Ｏ３、より具体的には０．１％から１０％のＡｌ２Ｏ３、０．１％から１０％のＺｎＯ、０．１％から１１％のＭｇＯ、０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３、０．１％から５％のＣｕＯ、０．１％から５％のＴｉＯ２、０．１％から２０％のＳｉＯ２、より具体的には０．１％から１０％のＳｉＯ２、およびこれらの混合物の群から選択され得、源添加剤は、生体適合性に関しては、源添加剤を含まないガラスと比較して、血管新生能力に関しては、ＴＣＴを含まないガラスと比較して、本組成物の生体適合性および血管新生能力を改善する。
【００３５】
実施形態では、ガラスバッチに０．１モル％から５．１モル％のＡｌ２Ｏ３を源添加剤として添加すると、Ａｌ２Ｏ３を含まないことを除いて同じガラス組成物と比較して、改善された生体適合性を有するガラス生成物が生成される（図２および表４を参照されたい）。細胞数を、ＩｍａｇｅＪソフトウェアを使用して計数し、表４に要約した。計数した細胞の数を、表４のＴＣＴ対照に対して正規化した。画像および細胞計数によって、Ｎａ２ＯおよびＡｌ２Ｏ３を加えると、細胞成長が明らかに向上することが示された。
【００３６】
実施形態では、本開示は、上述のホウリン酸塩ガラス組成物のうちの少なくとも１つを含む製造品を提供する。
【００３７】
実施形態では、製造品は、例えば、組成物の合計１００％に基づいて、０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、０．１％から２０％のＫ２Ｏ、０．１％から２０％のＡｌ２Ｏ３、０．１％から１０％のＺｎＯ、０．１％から１１％のＭｇＯ、０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３、０．１％から５％のＣｕＯ、０．１％から５％のＴｉＯ２、０．１％から２０％のＳｉＯ２、より具体的には０．１％から１０％のＳｉＯ２、およびこれらの混合物から選択される少なくとも１つの添加剤源をさらに含み得る。
【００３８】
実施形態では、製造品は、例えば、細胞培養物品または細胞培養装置、携帯電話カバーガラス構成要素、平坦または湾曲した剛性または可撓性のガラスパネル画像ディスプレイ構成要素、構造物のガラス構成要素、薬学的薬物の分注バイアル構成要素、光ファイバ構成要素、および類似のフォームファクター、またはこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つのフォームファクターをさらに含み得る。
【００３９】
実施形態では、本開示は、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、およびＣｕＯの群から選択される少なくとも１つの添加剤源を含むホウリン酸塩ガラス組成物からの、水溶液へのＢ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５種のうちの少なくとも１つの放出を阻害する方法を提供し、この阻害方法は、
ホウリン酸塩ガラス組成物を水溶液と接触させることを含む。
【００４０】
実施形態では、水溶液は、例えば、疑似体液であり得る。実施形態では、測定した阻害は、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、およびＣｕＯからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤源を除いて（すなわち、含まない）同じホウリン酸塩ガラス組成物に対するものであるか、または比較したものである。
【００４１】
実施形態では、本開示は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＳｉＯ２の群から選択される少なくとも１つの添加剤源を含む開示するホウリン酸塩ガラス組成物からの、水溶液へのＢ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５種のうちの少なくとも１つの放出を増加させる方法を提供し、この方法は、
ホウリン酸塩ガラス組成物を、水または水溶液などの液体と接触させることを含む。
【００４２】
実施形態では、液体は、例えば、水、水溶液、疑似体液などの液体、またはこれらの混合物であり得る。
【００４３】
実施形態では、水溶液は、代わりに、例えば、純水、脱イオン水、水道水、生理食塩水、塩、鉱物、栄養、ビタミン、薬剤が溶解した水、および同様の液体、溶液、または懸濁液のうちの少なくとも１つであり得る。
【００４４】
実施形態では、方法は、細胞、組織、臓器、血管、および同様の実体、またはこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの生きている実体の存在下で、上述の接触を達成することをさらに含む。実施形態では、上述の接触により、生体適合性、血管新生、または生体適合性と血管新生の両方のうちの少なくとも１つに関して、本組成物と生きている実体の生物活性相互作用特性が向上する。
【００４５】
実施形態では、本開示は、水溶液中の開示する生体活性ガラス組成物上で細胞を増殖させる方法を提供し、本方法は、
水溶液中で、上述の開示する生体活性ガラス組成物と、少なくとも１つの生細胞または少なくとも１つの生きている実体とを、少なくとも１つの生細胞または少なくとも１つの生きている実体が増殖するのに十分な時間、接触させることを含む。
【００４６】
実施形態では、水溶液は、例えば、疑似流体、合成流体、または天然生物流体などの、疑似体液であり得る。
【００４７】
実施形態では、本開示は、例えば：
開示するガラス組成物および開示する生体活性組成物が、相対的に低い溶融温度を有することと、
この相対的に低い溶融温度が、開示するガラス組成物の製造コストの低減に結びつくことと、
ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５系における開示するガラス組成物が、優れた生体適合性および血管新生能力を有することと、
Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、またはこれらの混合物の源をガラスバッチに添加すると、改善された生物活性を有する生成物として、開示するガラス組成物が生成されることと、を含むいくつかの側面で有利である。
【００４８】
実施形態では、本開示は、優れた生体適合性および血管新生能力を呈する、ホウリン酸カルシウム系中のガラス組成物を提供する。
【００４９】
実施形態では、本開示は、開示する添加剤のうちの１つ以上を有するＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５ガラス系に関するガラス組成物を提供する。
【００５０】
実施形態では、本開示は、例えば、ガラスの分解速度を制御し、ガラスの生物活性および血管新生能力を改善することができる、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３／ＦｅＯ（例えば、Ｆｅ３Ｏ４）、ＣｕＯ／Ｃｕ２Ｏ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、またはこれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、様々な開示する源添加剤酸化物または生成物酸化物混合物を有するＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５ガラス系組成物を提供する。
【００５１】
実施形態では、本開示は、組成物の合計１００モル％に基づいて、例えば、５％から５０％のＣａＯ、０．１％から８０％のＢ２Ｏ３、および３０％から８０％のＰ２Ｏ５を含むガラス組成物を提供する。
【００５２】
実施形態では、本開示は、組成物の合計１００モル％に基づいて、例えば、０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、０．１％から２０％のＫ２Ｏ、０．１％から２０％のＡｌ２Ｏ３、０．１％から１０％のＺｎＯ、０．１％から１１％のＭｇＯ、０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３／ＦｅＯ、０．１％から５％のＣｕＯ／Ｃｕ２Ｏ、０．１％から５％のＴｉＯ２、０．１％から２０％のＳｉＯ２、またはこれらの混合物をさらに含み得るガラス組成物を提供する。
【００５３】
実施形態では、本開示は、例えば、組成物の合計１００モル％に基づいて、０％から２０％のＬｉ２Ｏ、０％から２０％のＮａ２Ｏ、０％から２０％のＫ２Ｏ、０％から１０％のＡｌ２Ｏ３、０％から１０％のＺｎＯ、０％から１０％のＭｇＯ、０％から５％のＦｅ２Ｏ３／ＦｅＯ、および０％から５％のＣｕＯ／Ｃｕ２Ｏ、０％から５％のＴｉＯ２、０％から１０％のＳｉＯ２、およびこれらの混合物から選択される１つ以上の添加剤の存在または不在をさらに含み得るガラス組成物を提供する。
【００５４】
実施形態では、本開示は、優れた生体適合性および血管新生能力を有するガラス組成物を提供する。優れた生体適合性および血管新生能力特性を、歪み温度、アニール温度、軟化温度、３００℃未満の加熱における熱膨張率（ＣＴＥ）、ヤング率、剪断弾性率、およびポアソン比（すなわち、横軸の歪みに対する軸方向歪みの負の比率である横軸軸方向における膨張率）を含む開示するガラス物理的特性を有する代表的な開示するガラス組成物に関して実証した。
【００５５】
実施形態では、本開示は、バッチ組成物または溶融組成物における、Ｌｉ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、またはこれらの混合物のうちの少なくとも１つを含ませる工程を含む、ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５ガラス組成物のヤング率および剪断弾性率を増加させる方法を提供する。
【００５６】
代表的なガラス組成物および特性を、表１および表２にそれぞれ要約する。表１には、ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５系におけるガラス組成物の開示する例を記載する。ガラスは、例えば、アルミニウムの覆いを有するＰｔるつぼ中で空気中、１２００℃から１５００℃で溶融した、Ｃａ２Ｐ２Ｏ７（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ、９６％）、ＣａＣＯ３（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、９９．９％）、Ｂ２Ｏ３（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒｓ  Ｉｎｃ．、９８．６９％）、リン酸（液体、ＶＷＲ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、８５％から８８％）、ＬｉＨ２ＰＯ４（ＢａｓｓＴｅｃｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）、Ｎａ２ＣＯ３（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、９９．９９％）、ＮａＰＯ３（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ）、ＫＨ２ＰＯ４（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ、９８％以上）、Ａｌ２Ｏ３（Ａｌｍａｔｉｓ、９９．７８％）、Ｚｎ２Ｐ２Ｏ７（Ｐｆａｌｔｚ＆Ｂａｕｅｒ）、Ｍｇ（Ｈ２ＰＯ４）２（ＢａｓｓＴｅｃｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）、ＦｅＰＯ４・２Ｈ２Ｏ（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ）、ＣｕＯ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｅｔ、９９．８％）、ＴｉＯ２（Ｈａｒｒｙ  Ｗ  Ｇａｆｆｎｅｙ、９９．６８％）、およびケイ酸ナトリウム（ＰＱ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を含む源または出発材料のバッチから作製した（例えば、１０００ｇ、１００％理論的収率のガラス溶融。典型的な収率は、例えば機械的損失に起因して約９００ｇまたは９０重量％である）。
【００５７】
表１には、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＴｉＯ２、およびＳｉＯ２から選択される１つ以上の源添加剤を含むＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３系における開示するガラス組成物の例を記載する。実施例１から実施例６５は、形成されたガラスであり、図１では、塗りつぶされた点または塗りつぶされた円で示す。実施例６６から実施例６９は、冷却中に結晶化されたかまたは相分離されたガラスであり、図１では、塗りつぶされた三角で示す。実施例７０から実施例７３は非ガラス形成組成物であり、図１では、塗りつぶされた四角で示す（すなわち、この組成物は、約１５００℃で依然として固体であったため、注ぎ入れることができなかった）。Ｐ２Ｏ５の濃度を他の構成成分の分析した濃度との差で決定したこと、および本組成物のモル％はバッチ組成物に基づくことを除いて、本組成物を分析した。「Ｃ−（番号）」で示す組成物は、対照組成物であり（例えば、Ｃ−２９）、この対照組成物は、組成上はＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３系に含まれないものの、発明的であり得る。 
【００５８】
【表１−１】
2019517450.tif 000003
【００５９】
【表１−２】
2019517450.tif 000004
【００６０】
ａ）Ｐ２Ｏ５の濃度は、他の構成成分の分析した濃度からの差による。
【００６１】
ｂ）バッチ組成物。
【００６２】
ｃ）「Ｃ−番号」は、対照組成物を示す。「Ｃ−番号」対照組成物は、先行技術の比較例ではないと考えられるが、少なくとも１つのＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５構成成分を含まないことから、開示するＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５ガラス系組成物には含まれ得ない。   
【００６３】
【表２】
2019517450.tif 000005
【００６４】
【表３】
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【００６５】
＊ＨＣｌを使用して、ＳＢＦ溶液のｐＨを調節し、約９０体積％の総量のＨＣｌを添加する。ｐＨが９０体積％のＨＣｌで、３７℃で７．４０に達したら、残りの１０体積％のＨＣｌは添加しない。
【００６６】
【表４】
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【００６７】
実施形態では、本発明の生体活性組成物は、例えば、表１に記載し表５に抜粋する、例示的組成物１、１０、２２、２３、２４、２５、３０、３１、３２、３３、Ｃ−３４、３６、３７、および４６から選択され得る。これらの組成物は、ＴＣＴ対照と比較して、優れた生体適合性または同等の生体適合性を有した。
【００６８】
【表５】
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【００６９】
実施形態では、生体活性組成物は、例えば、表１に記載し、表６に抜粋する例示的組成物１、１０、２２、２３、２４、２５、２７、３０、３１、３２、３３、３５、３６、３７、４５、４６、４７、４８、および６５から選択され得る。本発明の対照組成物Ｃ−２９、Ｃ−３４、Ｃ−５８、Ｃ−５９、Ｃ−６０、Ｃ−６１、Ｃ−６２、およびＣ−６４は、生体適合性ではなかったが、同等（例えば、Ｃ−６１）または優れた（例えば、Ｃ−２９）血管新生能力を有した。これらの本発明の組成物は、ＴＣＴ対照と比較して、同等または優れた血管新生能力を有した。 
【００７０】
【表６】
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【００７１】
図面を参照すると、図１は、例えば、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、およびこれらの混合物から選択される１つ以上の源添加剤を含むＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３系のガラス形成能プロットを示す。ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３の総濃度は、プロットにおいて１００に対して正規化してある。図１は、リン酸塩に富む領域（１００）（三角形の左隅に弧で大雑把に境界をつけた領域）でのガラス形成が、ホウ酸塩に富む領域（右隅）よりも大きいことを示す。少量のＢ２Ｏ３（例えば、約４モル％）を添加すると、メタリン酸カルシウムなどの種のガラス形成能が改善される。Ｃａ９（ＡｌＰＯ４）７（１１０）など非ガラス形成組成物を、図１に四角で示す。Ｂ／Ｐ比が１に近い組成物の形成された結晶相ＢＰＯ４（１２０）。測定したガラス特性を、表２に記載する。この系における組成物の生体適合性および生物活性を、ＭＣ３Ｔ３−Ｅ１細胞（骨芽細胞前駆体細胞株）接着実験で試験することにより評価した。ホスフェートに富む領域内の６つの組成物（組成物１、１０、２４、３１、３２、および４６）は、良好な細胞接着および細胞増殖性能を示し、これらは、対照と同等であるか、さらには対照よりも優れており（すなわち、組織培養処理済みプラスチックプレートおよびゼラチンでコーティングした実験室用ガラス製品）、また、細胞の播種後に毎日培地を変えない状況下であっても、細胞死はより少なかった。対照と比較して、この系におけるガラスに関して、明白な細胞毒性は認められなかった。
【００７２】
図２ａから図２ｃは、２４ウェルＣｏｒｎｉｎｇ組織培養処理済み（ＴＣＴ）マイクロプレートのウェル内に配置した研磨済みガラスディスク（直径１２．５ｍｍ×厚さ２．０ｍｍ）の表面上に播種したＭＣ３Ｔ３−Ｅ１細胞（１０，０００個／２ｍＬ／ウェル）の時系列光学画像（２．５倍の低倍率）を示す。細胞を、３７℃で１日、４日間、および７日間培養した後で、カルセインＡＭおよびエチジウムホモ二量体−１蛍光色素で生死染色した。培地を、４日目に変えた。
【００７３】
図２ａおよび図２ｂは、組成物１は添加剤（図２ａ）を含まず、ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３のみを含有する基礎ガラスであり、組成物２４は、Ｎａ２ＯおよびＡｌ２Ｏ３（図２ｂ）が添加されていることを除き組成物１と同様であった、生細胞染色画像の２つの実施例を示す。細胞接着の結果は、本組成物にＮａ２ＯおよびＡｌ２Ｏ３を添加するまたは含めると、明らかに細胞成長が高められることを示す（図２ａ時系列に対する図２ｂ時系列）。図２ｃは、ＴＣＴ対照の表面上に播種したＭＣ３Ｔ３細胞の光学画像を示す。組成物２４上での細胞の細胞接着および細胞成長は、ＴＣＴ対照よりも良好である。細胞数を、ＩｍａｇｅＪソフトウェアを使用して計数し、次のとおり要約する：２ａ：１日＝４３８、４日４１８、および７日１００％未満のコンフルエント；２ｂ：１日＝１５４９、４日５２５２、および７日１００％コンフルエント；ならびに２ｃ：１日＝４６３、４日４５６１、および７日１００％コンフルエント。細胞がガラスの表面上で高コンフルエントであるときには、計数誤差が増大する。画像および細胞計数は、定量的測定値として少なくとも有用であり、対照と比較した細胞接着および成長能力を示す。
【００７４】
図３ａから図３ｃは、２４ウェルＣｏｒｎｉｎｇ組織培養処理済み（ＴＣＴ）マイクロプレートのウェル内に配置した研磨済みガラスディスク（直径１２．５ｍｍ×厚さ２．０ｍｍ）の表面上に播種したＭＣ３Ｔ３−Ｅ１細胞（１０，０００個／２ｍｌ／ウェル）の時系列光学画像（２．５倍の低倍率）を示す。細胞を３７℃で１日、４日間、および７日間培養した後で、カルセインＡＭおよびエチジウムホモ二量体−１蛍光色素で生死染色した。培地を、４日目に変えた。表１に記載する３０．０モル％の固定ＣａＯを有するガラス組成物の例は、対照組成物Ｃ−２９（Ｂ／Ｐ＝０）（図３ａ）、組成物３１（Ｂ／Ｐ＝０．１５）（図３ｂ）、および組成物３２（Ｂ／Ｐ＝０．３０）（図３ｃ）を含む。Ｂ２Ｏ３をリン酸塩ガラスに添加すると、生体適合性が改善される。細胞数を、ＩｍａｇｅＪソフトウェアを使用して計数し、次のとおり要約する：３ａ：１日＝３３、４日８９、および７日１０未満；３ｂ：１日＝９７５、４日５６７３、および７日１００％コンフルエント；ならびに３ｃ：１日＝８９８、４日５５３８、および７日１００％コンフルエント。
【００７５】
添加剤ＺｎＯおよびＭｇＯを含む、ホスフェートに富む領域内のガラス組成物を、表１に記載する（実施例Ｃ−２９、実施例Ｃ−３０から実施例Ｃ−３３、実施例Ｃ−３４、実施例Ｃ−３５から実施例Ｃ−３８、実施例Ｃ−４０、および実施例Ｃ−４２）。これらの組成物の生体適合性を、ＭＣ３Ｔ３−Ｅ１細胞で試験し、血管新生能力を、ＨＵＶＥＣ−２細胞（ヒト臍帯静脈内皮細胞）で試験した。相対的に低いリン含有量を有したガラス組成物３０、ガラス組成物３１、ガラス組成物３２、ガラス組成物３３、および対照組成物Ｃ−３４は、良好な細胞接着および細胞増殖の結果を呈したが（図３の実施例を参照されたい）、これらでは、細胞播種後に培地を変えない状況下では、４日目に細胞死も生じた。図３はまた、３０．０モル％の固定ＣａＯを有するガラスに関しても示しており、この系では、Ｂ２Ｏ３を加えると生体適合性が改善される。Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＺｎＯ、およびＭｇＯ添加剤を含むこの系における細胞成長および細胞増殖は、添加剤Ｎａ２ＯおよびＡｌ２Ｏ３を含むガラスと同等であるが、Ｋ２Ｏ、ＺｎＯ、およびＭｇＯ添加剤のうちの１つ以上を含む組成物は、培養４日後により多くの細胞死が生じた。
【００７６】
図４ａから図４ｃは、血管新生アッセイの光学画像（２．５倍の低倍率）を示す。研磨済みガラスディスク（直径１２．５ｍｍ×厚さ２．０ｍｍ）を別個のウェルの底に配置し、Ｃｏｒｎｉｎｇマトリゲル（登録商標）をガラス表面上に添加し、ゲル化するまで３７℃で３０分間インキュベートし、次いでＣｏｒｎｉｎｇ  ＨＵＶＥＣ−２細胞をマトリゲル上に播種し、１６時間から１８時間培養した。管形成を、Ｃｏｒｎｉｎｇ  ＡＭ蛍光色素で標識した後に測定した。ＨＵＶＥＣ−２培養培地：２％ウシ胎仔血清を含むＬｏｎｚａ  ＥＢＭ（商標）基礎培地、アスコルビン酸、ヒドロコルチゾン、および上皮成長因子、血管内皮成長因子、インスリン様成長因子−１、ヒト線維芽細胞成長因子−β（ｈＦＧＦ−β）、ならびにヘパリン。ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３系におけるガラス組成物の実施例には、例えば：約１モル％の固定Ｂ２Ｏ３（図４ａ；実施例３５  Ｃａ／Ｐ＝０．１９、９３個のループ；実施例３６  Ｃａ／Ｐ＝０．１２、８８個のループ；実施例３７  Ｃａ／Ｐ＝０．７、７３個のループ）、約３０モル％の固定ＣａＯ（図４ｂ；対照組成物Ｃ−２９Ｂ／Ｐ＝０、１２１個のループ；実施例３１  Ｂ／Ｐ＝０．１５、９５個のループ；および実施例３２  Ｂ／Ｐ＝０．３、９１個のループ）、ならびにＴＣＴ対照（４３個のループ）（画像左）およびゼラチンでコーティングしたガラス対照（０個のループ）（画像右）（図４ｃ）が含まれ得る。測定した管形成（「ループ」計数で測定した）は、開示する本発明のガラスは、ＴＣＴ対照およびゼラチンでコーティングしたガラス対照と比較して、優れた血管新生能力を有することを示す。ガラス組成の変化も、血管新生能力に影響を与える。Ｃａ／Ｐのモル比がより大きくなると、より低いＣａ／Ｐのモル比を有するガラスと比較して、優れた血管新生能力を有するガラスがもたらされ、Ｂ２Ｏ３をリン酸塩ガラスに添加すると、血管新生活性が減少するが、依然として、ゼラチンでコーティングしたガラスおよびＴＣＴ対照よりも優れている。血管新生の結果は、ガラス実施例対照組成物Ｃ−２９、対照組成物Ｃ−３４、および対照組成物Ｃ−６１、ならびに実施例組成物１、実施例組成物２２、実施例組成物２３、実施例組成物２４、実施例組成物２５、実施例組成物２７、実施例組成物３０、実施例組成物３１、実施例組成物３２、実施例組成物３５、実施例組成物３６、実施例組成物３７、実施例組成物４６、および実施例組成物４７が、対照よりも高い血管新生能力を有したことを示した（表４の実施例を参照されたい）。
【００７７】
図５ａから図５ｃは、約３０モル％の固定ＣａＯを有する実施例ガラスの組成の変化に伴って変化した特性のグラフを示す。ＣＴＥ（３００℃未満、加熱しながら）（図５ａ：測定（５００、四角）、適合線（５１０）、Ｒ２＝０．９９５、傾き＝−０．０９３±０．００４、切片＝１２．３４±０．０３））、図５ｂ：歪み温度（５４０）、アニール温度（５３０）、および軟化温度（５２０）、ならびに図５ｃ：対照実施例組成物Ｃ−２９（５５０）、実施例組成物３１（５６０）、および実施例組成物３２（５７０）のビーム曲げ粘度（ＢＢＶ）での６５０℃未満の粘度曲線、および平行プレート粘度（ＰＰＶ）。Ｂ２Ｏ３含有量が増加すると、ＣＴＥの直線減少（すなわち、３００℃未満）が生じ、歪み、アニーリング点、および軟化点が全て上昇する。表２には、ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３系における実施例ガラスのガラス物理的特性および機械的特性、例えば、染色温度、アニール温度、および軟化温度、ＣＴＥ、ヤング率、剪断弾性率、およびポアソン比を記載し、これには、Ｌｉ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、およびＴｉＯ２を添加した実施例ガラス（例えば、組成物１０、組成物１１、組成物１３、組成物１４、組成物１５、組成物２３、および組成物２４、ならびに対照組成物Ｃ−６３および対照組成物Ｃ−６４）が、より高いヤング率および剪断弾性率を提供することが含まれる。
【００７８】
ガラスから出る様々なイオンの溶解速度または分解速度は、本組成物に左右され得る。組成物溶解は、ガラス生体適合性にさらに影響を与え得る。図６は、ＭＣ３Ｔ３−Ｅ１細胞を用いた７日間の細胞培養後のガラス表面形態を示す。ガラス実施例対照組成物Ｃ−２９のガラス表面には、薄片の斑点が形成され、組成物１の表面には、白い薄片の層が形成された（２つの試料を、矢印で示す）。ガラス実施例対照組成物Ｃ−２９および実施例組成物３７に関しては、細胞培養培地の色が黄色に変化し（ｐＨ６．８未満）、対照ガラス組成物１に関しては、細胞培養培地の色は、ピンクに変化した（ｐＨ８．２超）。細胞培養の結果は、Ａｌ２Ｏ３またはＢ２Ｏ３を添加しないと、ホウリン酸カルシウムおよびリン酸カルシウムの相対的に早い分解速度は、細胞接着および細胞増殖に好ましくないことを示す。ガラスから滲出した様々なイオンによって、異なる生体適合性特性がもたらされる。例えば、ガラス実施例対照組成物Ｃ−２９は、優れた血管新生能力を示すが、不十分な細胞接着および不十分な増殖能力を有する（図３および図４を参照されたい）。これは、本ガラス組成物を所望の製品用途のために調整することができることを示唆する。
【００７９】
図７ａから図７ｄは、疑似体液（ＳＢＦ）中での２８日間の示される実施例組成物ガラスの溶解データを示す：約１モル％の固定Ｂ２Ｏ３を含むガラスに関しては、（重量減少）％（＝Ａ×ｔ１／２）（実施例３７  ＣａＯ＝９．７モル％、実施例組成物３６  ＣａＯ＝１６．２モル％、実施例組成物３５  ＣａＯ＝２３．３モル％）、データは半減時間依存で適合させている（図７ａ）；約１モル％の固定Ｂ２Ｏ３を含むガラスに関しては、α（Ｐ）重量％（＝Ｂ×ｔ１／２）またはガラスからＳＢＦ溶液に滲出した亜リン酸重量％をＩＣＰで分析、データは半減時間依存で適合させている（図７ｂ）；約３０モル％の固定ＣａＯを含むガラスに関しては（重量減少）％（＝Ｃ×ｔ）、データは線形時間依存で適合させている（図７ｃ：実施例対照組成物Ｃ−２９、ならびに実施例組成物３１および実施例組成物３２に関する）；２８日の溶解時間の間のｐＨの変化、点線はガイドである（図７ｄ：実施例対照組成物Ｃ−２９、ならびに実施例組成物３１、実施例組成物３２、実施例組成物３５、実施例組成物３６、および実施例組成物３７に関する）。Ａ、Ｂ、およびＣは、温度依存性溶解速度パラメータである。実施例組成物を表１に記載し、ＳＢＦ溶液の試薬を、表３に記載する。
【００８０】
再び図７を参照すると、固定Ｂ２Ｏ３含有量（例えば、組成物３７、組成物３６、および組成物３５）を有するガラスに関しては、ＣａＯ含有量またはＣａ／Ｐのモル比の増加によって、優れた化学的耐久性がもたらされ、この溶解挙動は、ＳＢＦ溶液における半減時間依存を示す（図７ａ）。ガラスネットワークからＳＢＦ溶液中に滲出したリン種の重量パーセントもまた、半減時間依存を示し、同様に、ＣａＯ含有量またはＣａ／Ｐ比が大きくなると、リンの滲出速度が減少する（図７ｂ）。固定ＣａＯ含有量を有するガラス（例えば、実施例対照組成物Ｃ−２９、ならびに実施例組成物３１および実施例組成物３２）に関しては、Ｂ２Ｏ３含有量またはＢ／Ｐ比の増加によって、優れた化学的耐久性がもたらされ、溶解挙動は、ＳＢＦ溶液中での線形時間依存を示す（図７ｃ）。２８日の溶解時間の間のＳＢＦ溶液のｐＨ値は、約７．７０と約７．８６の間に留まり、次いで初期溶解段階（すなわち、３００時間未満）で上昇し、次いで、後期溶解段階の間に減少する（すなわち、３００時間から約７００時間）（図７ｄ）。
【００８１】
図８ａから図８ｅは、実施例対照組成物Ｃ−２９および実施例組成物３２に関しては、２４時間ＳＢＦ溶液中に浸漬し、組成物３７、組成物３６、および組成物３５の各々に関しては、２４時間および３３６時間、ＳＢＦ溶液に浸漬した後の実施例ガラスの表面（上の画像）および断面（下の画像）のＳＥＭ画像を示す。
【００８２】
実施例の対照組成物Ｃ−２９を図８ａに示す。実施例組成物３２を図８ｂに示す。実施例組成物３７を図８ｃに示す。実施例組成物３６を図８ｄに示す。実施例組成物３５を図８ｅに示す。実施例対照組成物Ｃ−２９および実施例組成物３２は、約３０モル％の固定ＣａＯを有する。実施例組成物３７、３６、および３５は、約１モル％の固定Ｂ２Ｏ３を有する。変質層を形成し、化学的耐久性がより低いガラスが明白に認められた（例えば、対照組成物Ｃ−２９および組成物３７）。短時間の溶解（例えば、２４時間）のガラス表面形態も、固定Ｂ２Ｏ３を有し、かつ固定ＣａＯ含有量を有するガラスに関して、差異を示した。
【００８３】
約１モル％の固定Ｂ２Ｏ３含有量を有するガラスは、ＳＢＦ溶液中での溶解挙動への半減時間依存を示し（図７ａ）、ここでは、特に化学的耐久性がより低いガラスの目で確認できる多孔質構造が認められた（例えば、組成物３７；図８ｃに示すＳＥＭ画像も参照されたい）。約３０モル％の固定ＣａＯ含有量を有するガラスは、ＳＢＦ溶液中での溶解挙動への線形の時間依存を示し（図７ｃ）、ここでは、化学的耐久性がより低いガラスのガラス表面上に亀裂が形成され（例えば、対照組成物Ｃ−２９；図８ａのＳＥＭ画像に示す内部に入り込んだ亀裂（８１０）も参照されたい）、固定ＣａＯ含有量を有する実施例ガラスに関しては、目で確認できる多孔質構造は、認められなかった（図８ｂ）。変質層のＸ線分析では、ＳＢＦ溶液中に入れて２週間および４週間後のバルクガラスと比較して、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、および酸素の富化、ならびにリン、カリウムの枯渇が検出された。ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３系における選択される開示するガラスの溶解研究では、水溶液中でのガラス溶解挙動はガラスの組成に依存することが示された。溶解中の表面形態は、ガラスの組成に強く依存する。
【００８４】
実施形態では、ガラス特性は、ガラスの組成およびガラスの構造に依存する。様々な添加剤を有するＣａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５ガラス系に関しては、ガラスネットワーク中でＱ３、Ｑ２、Ｑ１、およびＱ０４面体として存在すると予想されるＰ２Ｏ５は、一次ネットワーク形成剤として働くことができる（上付き文字は、１個のホスフェート４面体中の架橋酸素の数を示す）。ホスフェートに富む組成物に関しては、ガラスネットワークからのリンの溶解速度が、ガラス分解速度を制御する。リン酸塩ガラスの急速な分解速度は、酸性環境をもたらし、細胞毒性を生じ得る（例えば、組成物３２）。幸い、開示するリン酸塩ガラス組成物およびこれらの分解速度は、所望の最終用途およびこれらの使用要件のために容易に調整することができる。
【００８５】
実施形態では、ガラスネットワークにおいて３個および４個の配位部位であることが予想されるＢ２Ｏ３源は、二次ネットワーク形成剤として働くことができる。Ｂ２Ｏ３の存在は、ガラス形成能力に影響を与え、例えば、少量のＢ２Ｏ３（例えば、約４モル％）を添加すると、メタリン酸カルシウムのガラス形成能が高められる。Ｂ２Ｏ３のリン酸塩ガラスへの添加は、ガラス特性に影響を与え、例えば、Ｂ２Ｏ３含有量が増加すると、ガラスＣＴＥ（３００℃未満）が減少し、歪み、アニーリング、および軟化点が上昇し、組成的に関連した試料間の粘度差がある特定の温度で増加する。例えば、図５ｃを参照されたい。Ｂ２Ｏ３をリン酸塩ガラス組成物に添加すると、ホスフェートに富むガラスの細胞接着能力および細胞増殖能力も改善される（例えば、図３および図４を参照されたい）。
【００８６】
実施形態では、Ａｌ２Ｏ３内容物は、開示する実施例組成物において、ガラス形成剤としても働くことができる。Ａｌ２Ｏ３を添加すると、概して、例えば、ガラス形成能力、溶融粘度、および本組成物の化学的耐久性が上昇する。少量のＡｌ２Ｏ３（例えば、約５モル％）を添加すると、ガラスネットワークにおいて、主に４−に配位すると考えられ、Ａｌ２Ｏ３は、細胞接着の結果によって示されるように、細胞成長特性を改善する（図２を参照されたい）。
【００８７】
実施形態では、アルカリ酸化物（例えば、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、およびＫ２Ｏ）は、例えば、組成物の溶融温度、粘度、機械的強度、および化学的耐久性を修飾するための添加剤として働くことができる。アルカリ酸化物は、成長因子を合成し、細胞増殖および細胞分化を促進するように遺伝子を活性化することができる生物活性イオン源として働くことができる（例えば、Ｌ．Ｈｅｎｃｈ，ａｎｄ  Ｊ．Ｊｏｎｅｓ，ｅｄｓ．，Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  ｏｒｇａｎｓ  ａｎｄ  ｔｉｓｓｕｅ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、２００５を参照されたい）。
【００８８】
金属酸化物（ＣａＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３／ＦｅＯ、ＣｕＯ／Ｃｕ２Ｏ、およびＴｉＯ２など）は、ガラス化学的耐久性、機械的強度、および生物活性を修飾するための添加剤として働くことができる。これらの添加剤もまた、細胞付着／細胞接着および組織増殖を促進し、かつ／または静菌効果および殺菌効果をもたらすことが見出された（Ｅ．Ａ．Ａｂｏｕ  Ｎｅｅｌ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｉｒｏｎ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｓｕｒｆａｃｅ，ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｉｏｎ  ｒｅｌｅａｓｅ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ−ｂａｓｅｄ  ｇｌａｓｓ  ｆｉｂｒｅｓ．”Ａｃｔａ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｉａ  １，ｎｏ．５（２００５）：５５３−５６３、Ｅ．Ａ．Ａｂｏｕ  Ｎｅｅｌ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ  ｃｏｐｐｅｒ  ｒｅｌｅａｓｉｎｇ  ｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｇｌａｓｓ  ｆｉｂｒｅｓ．”Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２６，ｎｏ．１５（２００５）：２２４７−２２５４、およびＩ．Ａｈｍｅｄ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｉｒｏｎ−ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｇｌａｓｓ  ｆｉｂｒｅｓ  ｆｏｒ  ｔｉｓｓｕｅ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．”Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２５，ｎｏ．１６（２００４）：３２２３−３２３２を参照されたい）。
【００８９】
実施形態では、本開示は、様々な技法で処理して、様々な形態、例えば、粉末、繊維、ビーズ、シート、３Ｄ足場などの形態、またはこれらの組み合わせにすることができる開示するガラス組成物の作製方法を提供する。ガラス粉末は、製粉技法で調製することができ、繊維は、紡糸法または延伸法で作製することができ、ビーズは、炎形成法およびガラス粒子を、垂直炉を通して流すことによって生成することができ、シートは薄圧延プロセスおよび／または浮上プロセスを使用して製造することができ、足場は、例えば、ラピッドプロトタイピング、ポリマー発泡体複製、および粒子焼結などの方法を使用して製造することができる。所望の特性および形態を有するガラスは、細胞培養における細胞成長および細胞増殖の支援、軟組織および硬組織の再生の促進、遺伝子発現または血管新生（例えば、創傷治癒）の刺激、有効イオンの送達、因子の送達、または、例えば、化粧品、ヘルスケアなどの用途における有効イオンと因子の送達に使用することができる。
【実施例】
【００９０】
以下の実施例は、上記の一般的な手順による、開示する組成物の作製、使用、および分析、ならびに方法を実証する。
【００９１】
実施例１
組成物１から組成物７３の調製  表１に記載する、示す添加剤を含む示す量のそれぞれの源バッチ材料を個々に計量し、Ｔｕｒｂｕｌａ（登録商標）ミキサを使用してプラスチックのジャーの中で混合した。次に、各組成物のバッチ混合物を、おおよそ１８００ｍＬの内部容積を有する白金るつぼに移した。バッチを３８０℃で１２時間か焼した後で、１２００℃から１５００℃で４時間、アルミニウムで覆って電気炉の中で、空気中で溶融させた。個々のバッチガラス溶融をスチール型（４×６インチ（１０．１６×１５．２４センチメートル））に注ぎ入れて、次いで、組成に応じて３５０℃から５５０℃でアニーリングした。
【００９２】
実施例２
生体適合性および血管新生の試験手順  表４の選択した実施例組成物を、生体適合性および血管新生能力に関して試験した。生体適合性および血管新生能力で使用した材料は、次のものであった：ＡＴＣＣ製のＭＣ３Ｔ３−Ｅ１  Ｓｕｂｃｌｏｎｅ  １４（ＡＴＣＣ（登録商標）ＣＲＬ−２５９４（商標））；２４ウェル組織培養処理済み（ＴＣＴ）マイクロプレート；Ｃｏｒｎｉｎｇ社製のヒト臍帯静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ−２）、「マトリゲル」、およびカルセインＡＭ蛍光色素；Ｌｏｎｚａ製の「ＥＢＭ」基礎培地およびＥＧＭ（商標）−２  ＳｉｎｇｌｅＱｕｏｔｓ（商標）キット；Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製のＭＥＭ  α、ヌクレオシド、アスコルビン酸不含有（Ａ１０４９００１）、Ｏｎｅ  Ｓｈｏｔ（商標）ウシ胎仔血清、ピルビン酸ナトリウム、およびゼラチンでコーティングしたカバーガラス（ｎｅｕＶｉｔｒｏ  ＧＧ  １５−ゼラチン）。
【００９３】
ガラスディスク上での細胞接着法および細胞成長法  １２．５ｍｍの直径および２．０ｍｍの厚さを有する実施例ガラスディスク（２連）を、組織培養処理済み（ＴＣＴ）マイクロプレートのウェル内に個々に配置した。各マイクロプレートに関して、２つの対照を含めた。１つのウェルには、ゼラチンでコーティングしたカバーガラス（ゼラチン対照）を含め、１つのウェルには、ガラスディスクまたはゼラチンでコーティングしたカバーガラス（ＴＣＴ対照）のいずれも含めなかった。ＭＣ３Ｔ３−Ｅ１細胞を、１０，０００個／２ｍＬ／ウェルの細胞量で、各実施例ガラスディスクおよび各対照上に播種した。ＭＣ３Ｔ３−Ｅ１培養培地は、１０％ウシ胎仔血清および、１ｍＭのピルビン酸ナトリウムを含有するＭＥＭ  αからなる。細胞を３７℃で１日、４日間、および７日間培養した後で、カルセインＡＭおよびエチジウムホモ二量体−１蛍光色素を使用して、生死染色した。培地を、４日目に変えた。画像を、蛍光顕微鏡を使用して撮影した。細胞数を、ＩｍａｇｅＪソフトウェアを使用して計数した。
【００９４】
血管新生法  上記の寸法を有する実施例ガラスディスク（２連）を、ＴＣＴマイクロプレートのウェル内に個々に配置した。各マイクロプレートに関して、２つの対照を上述のように含めた。ＴＣＴマイクロプレートを、氷の上に載せたままにし（０℃）、４００マイクロリットルの「マトリゲル」を、各ウェルに添加した。次いで、ＴＣＴマイクロプレートを３７℃で３０分間インキュベートした後で、ＨＵＶＥＣ−２細胞を、１．２×１０５個／１ｍＬ／ウェルの量で、各ウェル内のマトリゲル上に播種した。ＨＵＶＥＣ−２培養培地は、２％ウシ胎仔血清を含有するＬｏｎｚａ「ＥＢＭ」基礎培地、アスコルビン酸、ヒドロコルチゾン、ヒト上皮成長因子（ｈＥＧＦ）、血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）、インスリン様成長因子−１（ＩＧＦ−１）、ヒト線維芽細胞成長因子−β（ｈＦＧＦ−β）、ならびにヘパリンからなる。血管新生アッセイマイクロプレートを、５％のＣＯ２雰囲気中、３７℃で１６時間から１８時間インキュベートした。画像を、蛍光顕微鏡を使用して撮影した。管形成を、ＣｏｒｎｉｎｇカルセインＡＭ蛍光色素で標識した後にループの数を計数することにより測定した。
【００９５】
本開示を、様々な特定の実施形態および技法を参照して説明してきた。しかしながら、本開示の範囲内に留まりながら、多くの変形および修正が可能であることを理解されたい。
【００９６】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００９７】
実施形態１
ホウリン酸塩ガラス組成物であって、上記組成物の合計１００モル％に基づいて、
０．１％から８０％のＢ２Ｏ３と、
３０％から８０％のＰ２Ｏ５と、
５％から５０％のＣａＯと、を含む、ホウリン酸塩ガラス組成物。
【００９８】
実施形態２
前記組成物の合計１００モル％に基づいて、０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、０．１％から２０％のＫ２Ｏ、０．１％から２０％のＡｌ２Ｏ３、０．１％から１０％のＺｎＯ、０．１％から１１％のＭｇＯ、０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３、０．１％から５％のＣｕＯ、０．１％から５％のＴｉＯ２、０．１％から２０％のＳｉＯ２、およびこれらの混合物から選択される少なくとも１つの添加剤源をさらに含む、実施形態１に記載のホウリン酸塩ガラス組成物。
【００９９】
実施形態３
前記組成物が、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、またはこれらの混合物のうちの少なくとも１つを実質的に含まない、実施形態１または２記載のホウリン酸塩ガラス組成物。
【０１００】
実施形態４
Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、およびＣｕＯの群から選択される任意の添加剤源が、ガラス形成剤Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、またはこれらの両方が固体から溶液になる分解速度を遅延させる、実施形態２記載のホウリン酸塩ガラス組成物。
【０１０１】
実施形態５
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳｉＯ２の群から選択される任意の添加剤源が、ガラスが固体状態から溶液状態になる分解速度を増加させる、実施形態２記載のホウリン酸塩ガラス組成物。
【０１０２】
実施形態６
生体活性組成物であって、
ホウリン酸塩ガラス組成物であって、当該組成物の合計１００モル％に基づいて、
０．１％から８０％のＢ２Ｏ３、
３０％から８０％のＰ２Ｏ５、および
５％から５０％のＣａＯを含む、ホウリン酸塩ガラス組成物と、
少なくとも１つの添加剤であって、
０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、
０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、
０．１％から２０％のＫ２Ｏ、
０．１％から２０％のＡｌ２Ｏ３、
０．１％から１０％のＺｎＯ、
０．１％から１１％のＭｇＯ、
０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３、
０．１％から５％のＣｕＯ、およびこれらの混合物から選択される、少なくとも１つの添加剤と、
少なくとも１つの生細胞と、を含む、生体活性組成物。
【０１０３】
実施形態７
前記少なくとも１つの生細胞が、ＭＣ３Ｔ３‐Ｅ１細胞、ヒト臍帯静脈内皮細胞、またはこれらの組み合わせからなる群から選択される、実施形態６記載の生体活性組成物。
【０１０４】
実施形態８
前記源添加剤が、前記組成物の合計１００モル％に基づいて、０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、０．１％から２０％のＫ２Ｏ、０．１％から２０％のＡｌ２Ｏ３、０．１％から１０％のＺｎＯ、０．１％から１１％のＭｇＯ、０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３、０．１％から５％のＣｕＯ、０．１％から５％のＴｉＯ２、０．１％から２０％のＳｉＯ２、およびこれらの混合物の群から選択される、実施形態６または７記載の生体活性組成物。
【０１０５】
実施形態９
選択される上記源添加剤が０．１ｍｏｌモル％から６ｍｏｌモル％のＡｌ２Ｏ３である場合、前記生体活性ガラスは、Ａｌ２Ｏ３を含まない同じガラス組成物と比較して、改善された生体適合性を有する、実施形態８記載の生体活性組成物。
【０１０６】
実施形態１０
実施形態１記載のホウリン酸塩ガラス組成物を含む、製造品。
【０１０７】
実施形態１１
前記組成物の合計１００モル％に基づいて、０．１％から２０％のＬｉ２Ｏ、０．１％から２０％のＮａ２Ｏ、０．１％から２０％のＫ２Ｏ、０．１％から２０％のＡｌ２Ｏ３、０．１％から１０％のＺｎＯ、０．１％から１１％のＭｇＯ、０．１％から５％のＦｅ２Ｏ３、０．１％から５％のＣｕＯ、０．１％から５％のＴｉＯ２、０．１％から２０％のＳｉＯ２、およびこれらの混合物から選択される少なくとも１つの添加剤源をさらに含む、実施形態１０記載の製造品。
【０１０８】
実施形態１２
細胞培養物品もしくは細胞培養装置、携帯電話カバーガラス構成要素、平坦なもしくは湾曲したパネルディスプレイ構成要素、構造物のガラス構成要素、薬学的薬物の分注バイアル構成要素、光ファイバ構成要素、またはこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つのフォームファクターをさらに含む、実施形態１１記載の製造品。
【０１０９】
実施形態１３
Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、およびＣｕＯの群から選択される少なくとも１つの添加剤源を含む実施形態１記載のホウリン酸塩ガラス組成物から水溶液への、Ｂ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５種のうちの少なくとも１つの放出を阻害する方法であって、
前記ホウリン酸塩ガラス組成物を水溶液と接触させることを含む、方法。
【０１１０】
実施形態１４
前記水溶液が疑似体液であり、測定された阻害が、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、およびＣｕＯの群から選択される前記少なくとも１つの添加剤源を含まないことを除いて同じホウリン酸塩ガラス組成物に対するものであるか、またはそれと比較したものである、実施形態１３記載の方法。
【０１１１】
実施形態１５
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＳｉＯ２の群から選択される少なくとも１つの添加剤を含む実施形態１記載のホウリン酸塩ガラス組成物から水溶液へのＢ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５種のうちの少なくとも１つの放出を増加させる方法であって、
前記ホウリン酸塩ガラス組成物を液体と接触させることを含む、方法。
【０１１２】
実施形態１６
前記液体が、水、水溶液、疑似体液、またはこれらの混合物である、実施形態１５記載の方法。
【０１１３】
実施形態１７
細胞、組織、臓器、血管、またはこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの生きている実体の存在下で、前記接触を達成することをさらに含み、前記接触が、生体適合性、血管新生、または生体適合性と血管新生の両方のうちの少なくとも１つに関して、前記組成物と前記生きている実体の生物活性相互作用特性を向上させる、実施形態１５または１６記載の方法。
【０１１４】
実施形態１８
水溶液中の生体活性ガラス組成物上で細胞を増殖させる方法であって、
前記生体活性ガラス組成物と、実施形態６記載の少なくとも１つの生細胞を前記水溶液中で、前記少なくとも１つの生細胞が増殖するのに十分な時間、接触させることを含む、方法。
【０１１５】
実施形態１９
前記水溶液が、疑似体液であり、前記少なくとも１つの生細胞が、細胞、組織、臓器、血管、またはこれらの組み合わせから選択される、実施形態１８記載の方法。
【０１１６】
実施形態２０ 
【０１１７】
【表７】
2019517450.tif 000010
【０１１８】
の群から選択される少なくとも１つの組成物を含むガラス組成物であって、前記ガラス組成物の構成成分は、合計１００モル％に基づくモル％での構成成分である、ガラス組成物。
【０１１９】
実施形態２１
前記組成物が、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＴｉＯ２、またはこれらの混合物のうちの少なくとも１つを含まない、実施形態２０記載のガラス組成物。
【符号の説明】
【０１２０】
１００  リン酸塩に富む領域
１１０  Ｃａ９（ＡｌＰＯ４）７
１２０  結晶相ＢＰＯ４
５００  測定値
５１０  適合線
５２０  軟化温度
５３０  アニール温度
５４０  歪み温度
５５０  対照実施例組成物Ｃ−２９
５６０  実施例組成物３１
５７０  実施例組成物３２
８１０  内部に入り込んだ亀裂  
【図１】
2019517450.tif 000011
【図２】
2019517450.tif 000012
【図３】
2019517450.tif 000013
【図４】
2019517450.tif 000014
【図５】
2019517450.tif 000015
【図６】
2019517450.tif 000016
【図７】
2019517450.tif 000017
【図８ａ】
2019517450.tif 000018
【図８ｂ】
2019517450.tif 000019
【図８ｃ】
2019517450.tif 000020
【図８ｄ】
2019517450.tif 000021
【図８ｅ】
2019517450.tif 000022
【国際調査報告】
2019517450.tif 000023
2019517450.tif 000024
2019517450.tif 000025
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