(57)【要約】  骨の標的位置に導入され、硬化するように構成された骨セメントは、モノマー、およびある量の骨髄を少なくとも含む。得られる硬化した骨セメントは、標的とする骨の類似の機械的特性に適合するように調整できる、少なくとも１つの望みの機械的特性を伴う。機械的特性は、材料の剛性（ヤング率）または降伏強度であり得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的位置に導入され、硬化するように構成されたセメントであって、
モノマー；
重合開始剤；および
標的位置の類似の機械的特性に実質的に適合する機械的特性をセメントが有するのに十分な量の骨髄
を含むセメント。
【請求項２】
ポリマー主鎖に組み入れられるスチレンをさらに含む、請求項１に記載のセメント。
【請求項３】
骨セメントが硬化した場合、約５ＭＰａと約６０ＭＰａの間の降伏強度を有する、請求項１に記載のセメント。
【請求項４】
骨セメントが硬化した場合、降伏強度が約２０ＭＰａと約５０ＭＰａの間である、請求項３に記載のセメント。
【請求項５】
骨セメントが硬化した場合、１００ＭＰａと１０００ＭＰａの間のヤング率を有する、請求項１に記載のセメント。
【請求項６】
骨セメントが硬化した場合、ヤング率が約２００ＭＰａと約５００ＭＰａの間である、請求項５に記載のセメント。
【請求項７】
骨髄がセメントの１０〜６０体積％を構成する、請求項１に記載のセメント。
【請求項８】
実質的に適合した機械的特性がヤング率である、請求項１に記載のセメント。
【請求項９】
実質的に適合した機械的特性が降伏強度である、請求項１に記載のセメント。
【請求項１０】
標的とする骨に導入され、硬化するように構成された骨セメントであって、
ある量のメチルメタクリレートモノマー；
モノマーを重合させるように構成された重合開始剤；および
標的とする骨の類似の機械的特性に実質的に適合する機械的特性を骨セメントにもたせるのに十分な量の骨髄
を含む骨セメント。
【請求項１１】
Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジンを含む活性化剤をさらに含む、請求項１０に記載の骨セメント。
【請求項１２】
ヒドロキノンを含む安定剤をさらに含む、請求項１１に記載の骨セメント。
【請求項１３】
重合開始剤が過酸化ベンゾイルを含む、請求項１０に記載の骨セメント。
【請求項１４】
標的とする骨に導入され、硬化するように構成された骨セメントであって、
固体粒子状成分；および
標的とする骨の類似の機械的特性に実質的に適合する機械的特性を骨セメントにもたせるのに十分な量の骨髄
を含む骨セメント。
【請求項１５】
固体粒子状成分がポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）粉末を含む、請求項１４に記載の骨セメント。
【請求項１６】
固体粒子状成分がヒドロキシアパタイトを含む、請求項１５に記載の骨セメント。
【請求項１７】
放射線不透過剤をさらに含む、請求項１４に記載の骨セメント。
【請求項１８】
放射線不透過剤が硫酸バリウムである、請求項１７に記載の骨セメント。
【請求項１９】
ある量のモノマー、およびモノマーを重合させるように構成された重合開始剤をさらに含む、請求項１４に記載の骨セメント。
【請求項２０】
モノマーがメチルメタクリレートを含む、請求項１５に記載の骨セメント。
【請求項２１】
標的位置に導入され、硬化するように構成された骨セメントであって、
ポリマー；および
標的位置の類似の機械的特性に実質的に適合する機械的特性をセメントが有するのに十分な量の骨髄
を含むセメント。
【請求項２２】
骨セメントの機械的特性を実質的に適合させようとする、標的とする骨の機械的特性を求めるステップ；
モノマーを重合開始剤と混合するステップ；および
骨セメントの機械的特性を、骨の機械的特性に適合させるのに十分な量の骨髄を混合物に添加するステップ
を含む、機械的特性を有する骨セメントの製造方法。
【請求項２３】
添加するステップが、骨セメントが硬化した場合、約５ＭＰａと約６０ＭＰａの間の降伏強度を有する骨セメントを作り出すことをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
添加するステップが、骨セメントが硬化した場合、約２０ＭＰａと約５０ＭＰａの間の降伏強度を有する骨セメントを作り出すことをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
添加するステップが、約１００ＭＰａと約１０００ＭＰａの間のヤング率を有する骨セメントを作り出すことをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
添加するステップが、約２００ＭＰａと約５００ＭＰａの間のヤング率を有する骨セメントを作り出すことをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年９月１日に出願された米国特許仮出願第６１／２３８８７０号の優先権を主張し、これによって、その開示はその全体が本明細書に記載されている如くに、参照によって本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
多くの骨処置では、骨セメントを利用する。例えば椎体形成術（ｖｅｒｔｅｂｒｏｐｌａｓｔｙ）として知られる骨処置では、骨粗鬆症患者の椎体圧迫破損が、骨セメントにより、破損した椎体を増強することによって処理される。骨セメントは椎体に注入されると、重合し、硬化し、破損箇所を安定化させる。患者の痛みの緩和は通常、即座であり、椎骨形成術による処置は高い成功率に特徴がある。
典型的な一例において、骨セメントは、流体混合物を生成するために、骨セメント粉末（例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、液体モノマー（例えばメチルメタクリレートモノマー（ＭＭＡ））、ｘ線造影剤（例えば硫酸バリウム）、および重合反応の活性化剤（例えばＮ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン）を混合することによって、注入の直前に調製される。これらに限らないが、安定剤、薬剤、フィラー、染料および繊維を含めて、他の添加剤もまた、骨セメントに含められ得る。成分は混合により反応し、すぐに重合するので、骨セメントの成分は使用者が望ましい骨セメントを生成する準備が整うまで互いに別々の状態に保たれる。一旦混合されると、骨セメントは急速に固まり硬化するので、使用者は非常に素早く作業する。
骨セメントは自然の骨とは異なる多数の機械的特性を有する。例えば典型的なＰＭＭＡ骨セメントの弾性率はほぼ２〜３ＧＰａであるのに対して、骨粗鬆症多孔質骨の弾性率は０．１〜０．５ＧＰａの範囲にある。骨セメントと骨粗鬆症多孔質骨の間の剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の食い違いは、処置の完了後、骨セメントに隣接する骨の後に起こる破損を促進すると一般に認められている。例えば増強された椎体に隣接する椎体は増強処置の後、より破損しがちであり得る。周囲の骨に、よりよく適合する１つまたは複数の特性を有する骨セメントが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一実施形態によれば、セメントは標的位置に導入され、硬化するように構成される。セメントは、モノマー、重合開始剤および標的位置の類似の機械的特性に適合する機械的特性をセメントが有するのに十分な量で、ある量の骨髄を含む。
本出願の前記の概要、さらには例示的実施形態の以下の詳細な説明は、添付図（これらには、例示の目的で図に例示的実施形態が示されている）に関連させて読まれる場合、より良く理解されるであろう。しかし、本出願は、示されている通りの配置構成および手段に限定されないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】一実施形態による骨セメントの製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図１に示される方法に従って製造された骨セメントの概略的正面図である。
【図３】図２に示される骨セメントを、標的位置に送達するように構成された送達システムの側面図である。
【図４Ａ】図２に示されるタイプの骨セメントの４つの試験試料の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示される４つの試験試料の側面図である。
【図５】図４Ａ〜Ｂに示される試験試料のそれぞれについて、硬化の間の時間の関数としてセメント粘度をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下の詳細な説明は、添付図への参照を伴い、添付図は、詳細な説明の一部を構成する。図は例示として様々な実施形態を示す。これらの実施形態はまた、本明細書において、「例」と呼ばれる。このような例は、示され記載されているもの以外に要素を含み得る。しかし、示され記載されている要素だけが備わる例もまた、想定されている。図において、類似の数字は、いくつかの図の全体を通して実質的に同じような構成要素を示す。
図１〜２を参照すると、一実施形態による骨セメント２３０の製造方法１００はセメント２３０の類似の機械的特性を実質的に適合させようとする、骨の少なくとも１つの選択された機械的特性を求めるステップ１０２を含む。一例において、骨セメント２３０および骨の機械的特性は降伏強度である。別の例では、セメント２３０および骨の機械的特性はヤング率または材料の剛性である。こうして、ステップ１０２は、セメント２３０で適合するようにしようとする、骨の降伏強度を求めるステップを含み得る。代わりに、または加えて、ステップ１０２は、セメントで適合するようにしようとする、骨のヤング率を求めるステップを含み得る。このように、降伏強度およびヤング率のような機械的特性は１つだけのことも、そうでないこともあり、複数の機械的特性が同時に適合するように選択され得る。骨は注入される場合、例えば骨の破損を増強する場合にセメントの標的位置の範囲を限定し得ることが理解されるべきである。
【０００６】
骨の皮質部分は骨の多孔質部分とは異なる機械的特性を有することが知られている。しかし、骨の多孔質部分に対する骨の皮質部分の小さい厚さのために、骨セメントの機械的特性は、骨の多孔質部分のものに実質的に適合するように構成される。多孔質の骨の降伏強度は、ある場合には、約１ＭＰａと１０ＭＰａの間であり得る。多孔質の骨のヤング率は、ある場合には、約５０ＭＰａと１０００ＭＰａの間であり得る。例としての数値が記載されているが、骨の多数の要素が、様々な範囲の機械的特性をもたらす。例えば骨粗鬆症の度合いのような骨の条件が、所定の骨の機械的特性を変え得る。このため、記載されている範囲は単なる例示にすぎない。
ステップ１０４で骨セメント粉末が重合開始剤（または重合剤）を望ましい量のモノマーと混合することによって作り出される。一例において、重合開始剤は過酸化ベンゾイルを含み得るが、代わりとなる適切な如何なる重合開始剤も使用され得ることが理解されるべきである。モノマーはメチルメタクリレートモノマーを含み得る。重合開始剤はモノマーと混合されて骨セメント粉末を生成し得るが、これはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなポリマーであり得る。
骨セメントは実質的にＰＭＭＡの形のポリマーから生成され得ることが理解されるべきである。例えばＰＭＭＡは前記の様に生成され得る、またはさらにポリマー主鎖に１種もしくは複数のスチレン基を有するＰＭＭＡ誘導体であり得る。例えばモノマーはポリマー主鎖に組み込まれるスチレン基を含み得る。例示された実施形態によれば、ポリマーはＰＭＭＡであるが、骨セメントは骨髄の存在下で信頼できる骨セメントを生成するのに適するどのようなポリマーも含み得ることが理解されるべきである。
ステップ１０６で、標的とする骨の対応する選択された機械的特性に実質的に適合する少なくとも１つの選択された機械的特性を有する骨セメントが作り出される。一例において、骨セメントの降伏強度（または圧縮降伏強度）は、約５ＭＰａと約６０ＭＰａの間、例えば約５ＭＰａと約６０ＭＰａの間、例えば約２０ＭＰａと約５０ＭＰａの間、加えてさらに、１２ＭＰａと約２５ＭＰａの間であり得る。別の例において、硬化したとき、骨セメントは、約５０ＭＰａと約１５００ＭＰａの間、例えば約１００ＭＰａと約１０００ＭＰａの間、例えば約２００ＭＰａと約５００ＭＰａの間のヤング率を有し得る。
【０００７】
骨セメントの機械的特性は、標的とする骨の多孔質部分の骨（すなわち、標的とする骨）の機械的特性と同じではないとしても、標的とする骨の多孔質部分の骨（すなわち、標的とする骨）の類似の機械的特性に実質的に適合すると言われ得ることが認められる。例えば従来の骨セメントに対して、標的とする骨の機械的特性によりよく適合するレベルで骨セメントに機械的特性を付与することは、外科処置の完了後に、骨セメントに隣接する骨の後に起こる破損の危険を低減する結果になり得ると考えられる。こうして、骨セメントの機械的特性（例えばヤング率および／または降伏強度）は、標的とする骨、または標的とする骨の多孔質部分のそれに実質的に適合すると言うことができる。
【０００８】
骨髄含有骨セメントは、ステップ１０６で最初に骨セメントを作り出し、次いで、標的とする骨の類似の機械的特性に実質的に適合するように、骨セメントの機械的特性を変更するために、望ましい量の骨髄を添加することによって、作り出され得ることが理解されるべきである。例えば骨セメント粉末は、骨セメントペーストを作り出す、望ましいモノマー、活性化剤および重合開始剤と混合され得る。次いで、骨セメントペーストが硬化する前に、望ましい量の骨髄が、骨セメントペーストに添加されることによって、ペーストの機械的特性は、適合していない第１の状態から、実質的に適合した第２の状態に変更され得る。骨髄は、骨粉末、モノマー、活性化剤および／または重合開始剤の１つから全てに渡るいずれかに、他のいずれかと一緒にする前に単独でまたは他のいずれかと一緒にした後のいずれかで添加され得ることが理解されるべきである。
例えばステップ１０６で、望ましい量の骨髄が、骨セメントペーストを作り出す前に、骨セメント粉末に添加され得ることが想定されている。次いで、セメント粉末と骨髄の混合物は、すぐ後に硬化する骨セメントペーストを作り出すために、モノマー、活性化剤および重合開始剤と混合され得る。このように、機械的特性が、標的とする骨の類似の機械的特性に関して、最初は適合していない予め存在する骨セメントペーストに骨髄を添加することによって、予め存在する骨セメントペーストの機械的特性を変更するよりもむしろ、骨セメント粉末に骨髄を添加することによって、実質的に適合した機械的特性を有する骨セメントペーストを作り出すことができると想定されている。
【０００９】
このように、一例において、骨髄は、骨セメントの粒子状成分、例えば骨セメント粉末に含められる。別の例として、骨髄は、骨セメント粉末がモノマー（望まれる場合、活性化剤および／または重合開始剤と一緒に）と混合された後であるが、骨セメントが硬化する前に、他の粒子状成分とは独立して添加される。
このように、骨髄は、骨セメントの硬化の前に、骨セメントの少なくとも１つの成分に添加できることが理解されるべきである。骨髄は骨セメントの固体相（例えば骨セメント粉末）に添加されても、または骨セメントの液体相（例えばモノマーを含む）に添加されてもよい。このように、骨髄が添加される成分は、骨セメント粉末（例えばＰＭＭＡ）、モノマー（例えばＭＭＡ）、活性化剤、重合開始剤、またはこれらのいくつかの組合せもしくは全てのいずれかであり得る。骨セメントが注入されようとする骨に適合するように、骨セメントの１つまたは複数の望みの機械的特性を調整できるように、様々な量が骨セメントに含められ得ることが、さらに理解されるべきであり、所定の患者の骨は、他の骨もしくは他の患者、または同じ患者の他の骨とは異なる剛性もしくはヤング率、または降伏強度を示し得ることが理解されるべきである。
【００１０】
一実施形態によれば、骨髄は、得られる骨セメントが、１０〜６０体積％の骨髄を含むような望ましい量で添加され得る。例えば骨セメントは約３５体積％の骨髄を含み得る。
図２を参照すると、骨セメント２３０は標的とする骨の部分であり得る、概略的に示された１対の固体を接合するために使用され得る。例えば骨セメント２３０によって接合された第１固体２１０および第２固体２２０が、示されている。例の骨セメント２３０は、ポリマー２３２および粒子状成分２３４を含む。示されている例では、粒子状成分２３４は、ポリマーマトリックス２３２内に分散している。
一実施形態において、ポリマー２３２は、前記のように、ＰＭＭＡを含むが、ポリマー２３２は他のポリマー化学物質を含み得ることが理解されるべきである。一実施形態において、硬化の前に、骨セメントの液体相は、モノマー以外に、ある量の活性化剤を含む。活性化剤の一例は、ある量のＮ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジンを含む。一例において、液体相は、約９７．６体積パーセントのメチルメタクリレート（ＭＭＡ）モノマーおよび２．４体積パーセントのＮ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジンを含み得る。代わりに、または追加として、ある量の安定剤、例えばヒドロキノンが、液体相に添加され得る。一実施形態によれば、安定剤は、約２０ｐｐｍで含まれるヒドロキノンであり得る。
一実施形態によれば、粒子状成分２３４は、粉末を含み、これは、ＰＭＭＡのビーズまたは類似の形態物を含み得る。ポリマーマトリックス２３２への粉末成分２３４の添加は、硬化前の骨セメント２３０に、望ましい粘度を付与し得る。
選ばれた実施形態において、ＰＭＭＡに加えて、粒子状成分２３４は、重合開始剤をさらに含む。一例において、重合開始剤は、過酸化ベンゾイルを含む。選ばれた実施形態において、粒子状成分２３４は、放射線不透過剤を含み、これは、一例において、硫酸バリウムまたは酸化ジルコニウムを含み得るが、粒子状成分２３４は他の放射線不透過剤を含み得ることが理解されるべきである。例えば粒子状成分２３４は、望ましい量のヒドロキシアパタイトをさらに含み得る。
【００１１】
前記のように、一例において、骨セメント２３０は、非固体状態で第１固体２１０と第２固体２２０の間のような、標的位置に適用される。一実施形態において、固体２１０および２２０は、骨の部分、例えば既存の分離した骨部、または増強される椎体に隣接してある椎体である。代わりに、固体２１０および２２０は、骨粗鬆症の骨または多孔質の骨に付けられたインプラントの形の金属製品であり得る。
骨セメント２３０は、広い範囲の患者にとって、標的とする骨の機械的特性に実質的に適合するように計算された、予め決められた量の骨髄を含み得ることもまた、認められるべきである。代わりに、骨セメント２３０は、患者毎に、標的とする骨の機械的特性に基づいて決められた、ある量の骨髄を含むように、個別に調製され得る。例えば所定の患者の標的とする骨の機械的特性は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）データに基づいて、および／または骨密度測定装置、例えばＤａｖｏｓ（スイス）にあるＡＯ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  Ｄａｖｏｓによって開発されたＤｅｎｓｉｐｒｏｂｅ（商標）診断装置を用いて、導くことができる。
【００１２】
今度は図３を参照すると、送達システム３００は、骨セメント２３０を標的位置に送達するように構成することができる。例えば送達システム３００は、ある量の前記未硬化骨セメント３２０を入れる貯蔵チャンバ３１０を含み得る。貯蔵チャンバ３１０は、注入器（ｓｙｒｉｎｇｅ）の形態であってよく、送達システム３００は、貯蔵チャンバ３１０からノズル３１４を通して外へ、未硬化骨セメント３２０を注入するために加圧され得るプランジャ３１２をさらに含み得る。送達システム３００は、標的位置への未硬化骨セメントの送達の前に、追加の成分を未硬化骨セメント３２０に混合できるように、貯蔵チャンバ３１０と使用に際して連結される、さらなる貯蔵チャンバまたは注入器を含み得ることが理解されるべきである。
一例において、未硬化骨セメント３２０は、処置の直前に、上の例において記載された液体相および粒子状成分のような成分から調製される。次いで、未硬化骨セメント３２０は、しかるべき場所に適用され、硬化する。
例えば骨粗鬆症の骨のものに適合する１つまたは複数の機械的特性を有する骨セメント２３０は、例えば近位大腿骨、近位上腕骨、長骨、椎体などで骨が増強されるべきである如何なる適切な徴候にも使用できる。
後の例に示されるように、骨セメント２３０は、骨髄を含まない従来の骨セメントに比べると、剛性の低下を示す。上で論じられたように、骨セメント２３０の剛性の、従来の骨セメントに比べての低下は、椎体形成術による処置のために、隣接する椎体が破損し得る危険を、うまく低減させる。
【００１３】
剛性の低下以外に、骨髄の添加によって影響を受ける別の特性は、ＰＭＭＡの発熱性重合の最大重合温度である。通常、ＰＭＭＡの重合は、組織の壊死を引き起こす程に、十分な熱を発生し、骨セメントの温度を上昇させ得る。骨セメント２３０は、重合反応の間に熱を発生する成分であるモノマー（ＭＭＡ）を、従来の骨セメントに比べて低い含有量で含み得るので、最大重合温度は低下し得る。モノマー含有量の低下に加えて、骨髄は、重合反応の間、ヒートシンクとして機能し得るので、硬化の間の骨セメントの温度をさらに低下させる。
このように、骨セメント２３０は、傷つきやすい硬膜、組織および骨構造体に骨セメントが接触し得る頭蓋復元の間に、特に望ましいものであり得る。前記のように、骨セメント２３０はまた、椎骨形成術にも有用であり得るが、これによって、骨セメント２３０は、標的位置で骨セメント２３０が付着する予定である固体のそれに実質的に適合する機械的特性、例えばヤング率および／または降伏強度を有する。さらに、骨セメント２３０に骨髄を含めることは、骨生成（ｏｓｔｅｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）の増加、骨伝導性の増加および骨誘導性の増加のような特性を通じて、治癒を促進し得る。
【実施例】
【００１４】
以下の例は、Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ（ペンシルべニア州）に事業所をもつＳｙｎｔｈｅｓからＶｅｒｔｅｃｅｍ  Ｖ＋キットとして市販されている商品のＰＭＭＡセメントを用いて実施した。Ｖｅｒｔｅｃｅｍ  Ｖ＋骨セメントは、経皮椎体形成術のような多数の用途に使用されるように構成された、緩固性の放射線不透過性アクリル骨セメントである。流体相は、９９．３５％のメチルメタクリレート（ＭＭＡ）、活性化剤としての０．６５％のＮ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン、および安定剤としての非常に少量（６０ｐｐｍ）のヒドロキノンからなる。ポリマー粉末は、４４．６％のＰＭＭＡ、重合を開始させる０．４％の過酸化ベンゾイル、放射線不透過剤としての４０％の二酸化ジルコニウム、ならびに放射線不透過剤および生物活性剤としての１５％のヒドロキシアパタイトからなる。
【００１５】
腸骨稜からの骨髄を、骨髄が除去されなければならない別の手術を受けたヒツジから採取した。セメントの４つの試料グループ２１２〜２１８は、Ｖｅｒｔｅｃｅｍ  Ｖ＋セメントのバッチ当たり、様々な量の骨髄を含んでいた。Ｖｅｒｔｅｃｅｍ  Ｖ＋セメントの各バッチは、１０ｍｌのＭＭＡ当たり、２６ｇのポリマー粉末混合物を含んでいた。図４Ａ〜Ｂもまた参照すると、第１試料グループ２１２（グループ１）は、骨髄を含まない対照グループであった。第２試料グループ２１４（グループ２）は、２．５ｍｌの骨髄を含んでいた。第３試料グループ２１６（グループ３）は、５ｍｌの骨髄を含んでいた。第４試料グループ２１８（グループ４）は、７．５ｍｌの骨髄を含んでいた。
より詳細には、Ｖｅｒｔｅｃｅｍ  Ｖ＋セメントの液体成分を、ミキサーに入ったＶｅｒｔｅｃｅｍ  Ｖ＋セメントの粉末成分に添加し、成分を、１０秒間混合した。次に、上で特定した量の新しく採取した骨髄を、グループ２〜４に、それぞれ添加し、その後、全ての試料グループを２０〜３０秒間、さらに撹拌し、実質的に均質なセメントペーストを得た。グループ１〜４に関して上で記載したように準備したセメントの４つの試料グループについて、いくつかの試験を実施した。
【００１６】
機械的試験のための試料グループを準備するために、各試料グループのペーストを、テフロン（登録商標）製の円柱状の型（高さ３０ｍｍ、直径１０ｍｍ）に充填し、硬化させた。その後、硬化した試験試料グループの円柱を、型から取り出し、それぞれ、平行な端面を有する２０ｍｍの長さに、のこぎりで切り、磨いた。得られる４つの試料グループ２１２、２１４、２１６および２１８を、図４Ａ〜Ｂに示す。その後、試料グループ２１２、２１４、２１６および２１８に、ＩＳＯ５８３３の試験手順に従って、機械的圧縮試験を行った。詳しくは、各試料グループで１０個の試料を試験した。ヤング率および降伏強度を、４つの試料グループの各試料について求め、結果を、表１に示す。
【００１７】
【表１】
2013503659.tif 000003
表1: 様々な材料組成物の圧縮試験から得た機械的特性(平均値±標準偏差、n=10)
【００１８】
表１は、ヤング率および降伏強度が、試料グループの骨髄の量に対して、逆に関係していたことを示す。より詳細には、ヤング率は、０％の骨髄含有量での約１８３０ＭＰａから、７．５ｍｌの骨髄含有量での約７４０ＭＰａまで低下した。同様に、降伏強度は、０％の骨髄含有量での約５８ＭＰａから、７．５ｍｌの骨髄含有量での約２３ＭＰａまで低下した。データは、正常に分布していなかったので、Ｋｒｕｓｋａｌ  Ｗａｌｌｉｃｅ検定が用いられ、試料グループ間で、どちらのパラメータでも有意差を示した（ｐ≦０．００１）。試料グループの機械的特性は、ヒト多孔質骨の類似の機械的特性と比較でき、ヒト多孔質骨は、６２個の男性および女性の椎体に基づいて、３５２±１４５ＭＰａのヤング率、および２．５±１．５ＭＰａ（平均値±標準偏差）の降伏強度を有すると報告されている。骨密度（これは、０．１７ｇ／ｃｍ3であると報告された）との間の高い相関のために、平均値より下の値は、骨粗鬆症の骨と認定され得る。
硬化の間の最大セメント温度および固化時間もまた、ＩＳＯ５８３３の試験手順に従って、各試料グループで測定した。詳しくは、前記の４つの試料グループのそれぞれのセメントペーストを、テフロン（登録商標）製の型（高さ６ｍｍ、直径６０ｍｍ）に注入し、セメントの温度を、ＰＩＣＯ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｓｔ．Ｎｅｏｔｓ（英国）に事業所をもつ）から市販されているＴＣ−０８熱電対データロガーを用いて測定した。温度センサは、データを蓄えるために、ＰＣインターフェイス（ＰｉｃｏＬｏｇデータ取得ソフトウェア、ＰＩＣＯ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから市販）に連結した（サンプリング頻度は１Ｈｚであった）。測定の確度は、製造業者によって、０．５℃であると述べられていた。セメントおよび試験装置は、試験の前に少なくとも２時間、および試験の間、２３±１℃および４０％以上の相対湿度に保った。各試料グループについて３個の試料を、ＩＳＯ５８３３の試験手順に従って測定した。固化時間は、セメントの温度が雰囲気温度とピーク温度の間の中間である時の、セメントの混合開始後の時間と定義される。最大温度（Ｔmax）および固化時間（ｔset）を、平均値±標準偏差として、表２に記す。
【００１９】
【表２】
2013503659.tif 000004
表2: 全ての材料組成物に対する最大温度および固化時間。4つの試料グループに対する、平均値±標準偏差(n=3)としての最大温度Tmaxおよび固化時間tset。
【００２０】
表２は、最大温度が、平均値で骨髄を含まない対照試料グループでの６０．８５℃から、５ｍｌの骨髄を含む試料グループでの４２．３℃まで７．５ｍｌの骨髄を含む試料グループでの３８℃まで低下したことを示す。２．５ｍｌの骨髄が添加された場合、最大温度は、対応する１６．４分の最短の固化時間で約６０．７℃であると測定された。
【００２１】
硬化の間のセメント粘度もまた、各試料グループについて測定した。セメント硬化の重合反応速度を定性的にまた、初期粘度および２０００Ｐａ＊ｓの粘度に達する時間を定量的に求めるために、レオロジー的研究を実施して、セメント調製開始後の時間の関数としてセメント粘度を得た。粘度測定では、各試料グループの調製された３ｍｌのセメントを、回転式レオメータ（Ｖｉｓｃｏｓａｆｅ  Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ、Ｇｒａｚ（オーストリア）に事業所を有するＡｎｔｏｎ  Ｐａａｒ  ＧｍｂＨから市販）に入れた。実際の粘度を、対応するソフトウェア（ＲＨＥＯＰＬＵＳ／３２  Ｍｕｌｔｉ  １２８  Ｖ２．６６、Ａｎｔｏｎ  Ｐａａｒから市販）を用い、５秒毎にＰＣに直接記録した。レオメータは、１Ｈｚの振動数および３Ｎｍの最大トルクで運転するように設定した。粘度測定は、混合開始後３．５分で開始した。初期粘度は、レオロジーデータ取得の間に測定された最小粘度として求めた。３回の実験を、４つの試料グループ（それぞれ、０ｍｌ、２．５ｍｌ、５ｍｌおよび７．５ｍｌの骨髄添加剤）のそれぞれに対して実施した。異なる試料グループについて、初期粘度および２０００Ｐａ＊ｓのセメント粘度に達するまでの時間は、平均値および標準偏差（平均値±ＳＤ）として与えられる。混合開始後の時間の関数としてのセメント粘度が、それぞれの雰囲気温度で１つの代表的測定により与えられる。
【００２２】
図５を参照すると、セメント粘度が、各試料グループについて、混合開始後の時間の関数としてプロットされている。試料グループに、初期粘度の有意差は認められなかった。一般に、２０００Ｐａ・ｓのセメント粘度の達するまでの硬化時間は、試料グループにおいて骨髄の増量が存在すると、短くなった。２．５ｍｌの骨髄を含むセメント試料グループは、最短の硬化時間を示し、硬化時間は、骨髄に増量を含む試料グループで増加した。骨髄を含まない骨セメント対照グループは大きな硬化時間を伴い、また、骨セメントへの最小量の骨髄の添加は、対照グループに対して硬化時間の減少を引き起こし、それに続く骨髄の添加は、硬化時間の増加を引き起こすと考えられる。骨セメントの２相の材料の相分離は、混合の間にも、レオロジーデータ取得の間にも認められなかった。したがって、骨セメントは、骨セメントを構成する材料の実質的に均質な混合物を含み得る。
示された材料、例えばポリマー、セラミック相および溶媒は、単に例として示されているにすぎない。同様に、特定の調製および試験法は、単に例として示されているにすぎない。
【００２３】
様々な実施形態が詳細に説明されたが、これらに、様々な改変、置換および変更が、例えば添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の精神および範囲から逸脱することなく成され得ることが理解されるべきである。例えば前記実施形態および例（またはそれらの１つもしくは複数の態様）が、互いに組み合わせて用いられ得る。さらに、本出願の範囲は、本明細書に記載のプロセス、機械、製造、物質組成、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されるものではない。当業者が本開示により容易に理解し得るように、本明細書に記載の対応する実施形態と実質的に同じ機能を果たす、もしくは実質的に同じ結果を達成する、現存するか、または後に開発されるプロセス、機械、製造、物質組成、手段、方法、またはステップが利用され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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