(57)【要約】  本発明は、軟骨修復用の組成物、その調製方法、およびその使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象における軟骨欠損を修復する方法であって、欠損の部位において対象に有効量の組成物を投与することを含み、前記組成物は、脱灰骨基質（ＤＢＭ）とマクロマーの製剤とを含み、ここで、前記マクロマーは、少なくとも１つの水溶性領域、少なくとも１つの生体分解性領域、および少なくとも１つの反応性重合性基を含む、方法。
【請求項２】
前記水溶性領域が、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）、多糖、タンパク質、およびこれらの組合せから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水溶性領域がポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＰＥＧが約３，５００ダルトン〜約４０，０００ダルトンの平均分子量を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＰＥＧが約２５，０００ダルトンの平均分子量を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ＰＥＧが約３５，０００ダルトンの平均分子量を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ以上の反応性重合性基が、エチレン性またはアセチレン性不飽和基、イソシアネート、エポキシド（オキシラン）、スルフヒドリル、スクシンイミド、マレイミド、アミン、イミン、アミド、カルボン酸、スルホン酸およびリン酸基から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記１つ以上の反応性重合性基がエチレン性不飽和基である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記エチレン性不飽和基が、ビニル基、アリル基、不飽和モノカルボン酸、ジアクリレート、オリゴアクリレート、不飽和ジカルボン酸、および不飽和トリカルボン酸から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記生体分解性領域が少なくとも１つのカーボネートまたはジオキサノン残基結合を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記カーボネート残基結合が環式脂肪族カーボネートに由来する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記カーボネート残基結合がポリ（トリメチレンカーボネート）残基である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
トリメチレンカーボネートモノマー対各ＰＥＧのモル比が約６：１〜約２０：１である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
トリメチレンカーボネートモノマー対各ＰＥＧのモル比が約１１：１〜約１５：１である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記生体分解性領域が、ポリ（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（オルトエステル）、またはポリ（ホスホエステル）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記生体分解性領域がポリ（α−ヒドロキシ酸）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記生体分解性領域がポリ（Ｌ−ラクチド）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
ラクチドモノマー対各ＰＥＧのモル比が約１：１〜約８：１である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
ラクチドモノマー対各ＰＥＧのモル比が約３：１〜約５：１である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記生体分解性領域がポリ（Ｌ−ラクチド）およびポリ（トリメチレンカーボネート）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記マクロマーが、ポリ（Ｌ−ラクチド）、ポリ（トリメチレンカーボネート）、およびアクリレートエンドキャップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記組成物が、重合を誘導するための開始剤をさらに含み、ここで、前記開始剤は、（ａ）光開始剤；（ｂ）化学開始剤；および（ｃ）熱開始剤から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記開始剤が光開始剤である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記光開始剤がエオシンＹである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記光開始剤が２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（ＤＭＡＰ）である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記化学開始剤がレドックス化学反応を用いる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記化学開始剤が鉄（ＩＩ）および過酸化物を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記過酸化物が過酸化ｔ−ブチルである、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記開始剤が熱開始剤である、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
熱開始剤が過酸化物族またはアゾ熱開始剤の族である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記アゾ熱開始剤がアゾビスイソブチロナイト（ＡＩＢＮ）である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記組成物がレオロジー調整剤をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記レオロジー調整剤がＨＡまたはＣＭＣである、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記組成物が医薬活性成分をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記医薬活性成分が、骨形態形成タンパク質、組織増殖因子、インスリン増殖因子、抗酸化物質、抗生物質、または増殖因子の組合せである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記医薬活性成分が、ＢＭＰ−２、ＢＭＰ−４、ＢＭＰ−６、ＢＭＰ−７、ＴＧＦ−Ｂ、ＩＧＦ−１、アスコルベート、ピルベート、ＢＨＴ、ゲンタマイシン、バンコマイシン、ＴＧＦ−βとＢＭＰ−２との組合せ、およびＴＧＦ−βとＩＧＦ−１との組合せから選択される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記組成物が水和形態である、請求項１に記載の方法。
【請求項３８】
前記組成物がパテの形態である、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記組成物が、約６０重量％〜約９８重量％のマクロマーの製剤を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記マクロマーの製剤が約５重量％〜約１５重量％のマクロマーを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記マクロマーの製剤が約５重量％〜約１０重量％のマクロマーを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
前記組成物が約２重量％〜約４０重量％のＤＢＭを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４３】
前記組成物が約３０重量％〜約４０重量％のＤＢＭを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４４】
前記マクロマーの製剤が生体適合液を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４５】
前記生体適合液がＰＢＳまたは水である、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
重合の工程をさらに含み、ここで、前記重合は、（ｉ）光重合；（ｉｉ）化学フリーラジカル重合；および（ｉｉｉ）熱フリーラジカル重合から選択される反応によって開始される、請求項３７に記載の方法
【請求項４７】
前記重合が軟骨組織の部位で行なわれる、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記重合が投与の前に実施される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記重合が前記組成物の製造時に実施される、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
前記重合が可視光によって開始される、請求項４６に記載の方法。
【請求項５１】
前記重合が約１０秒〜約１２０秒間開始される、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記重合が約３０秒〜約５０秒間開始される、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記重合が長波長紫外線によって開始される、請求項４６に記載の方法。
【請求項５４】
前記重合が約２０秒〜約６０秒間開始される、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記重合が熱エネルギーによって開始される、請求項４６に記載の方法。
【請求項５６】
前記組成物を凍結乾燥させて、非水和組成物を生じさせる工程をさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項５７】
前記非水和組成物が乾燥プラグの形態である、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記乾燥プラグが約８５重量％〜約９６重量％のＤＢＭを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記乾燥プラグが約９２重量％〜約９６重量％のＤＢＭを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記乾燥プラグが約１重量％〜約４重量％の重合マクロマーを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
前記乾燥プラグが約２重量％〜約４重量％の重合マクロマーを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６２】
前記乾燥プラグは、前記乾燥プラグが約３ＭＰａの圧縮率を示すことを特徴とする、請求項５７に記載の方法。
【請求項６３】
前記乾燥プラグは、前記乾燥プラグが約１．５ＭＰａの最大圧縮応力を示すことをさらに特徴とする、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記対象が哺乳動物である、請求項１に記載の方法。
【請求項６５】
前記対象がヒトである、請求項１に記載の方法。
【請求項６６】
前記欠損の部位が関節内の骨軟骨欠損である、請求項１に記載の方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟骨修復用の組成物、その調製方法、およびその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟骨損傷はヒトでよく見られる。治療しなければ、この損傷は次第に悪化する可能性があり、変形性関節症などの慢性状態につながる可能性がある。損傷した軟骨を修復するために、いくつかの異なる治療法が現在用いられている。例示的な方法は、直接的にもしくは細胞送達ビヒクルを介して骨軟骨欠損に軟骨細胞もしくは間葉幹細胞を移植すること、または増殖因子を用いて修復過程を促進することを含む（Ｇａｏら、Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｃｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ２００４，Ｓ６２−６６）。修復組織の耐久性、初期の最適な増殖因子投与量の確実性、または複数の生体因子間の相互作用に関する知識が重要であり、また、時に問題となる（Ｇａｏら、Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｃｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ２００４，Ｓ６２−６６）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
軟骨を修復する能力を示す方法が継続的に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、少なくとも一部は、特定の組成物を用いて軟骨を修復することができるという思いがけない発見に基づいている。
一態様では、本発明は、脱灰骨基質（ＤＢＭ）とマクロマーの製剤とを含む組成物を特徴とし、ここで、マクロマーは、少なくとも１つの水溶性領域、少なくとも１つの生体分解性領域、および少なくとも１つの反応性重合性基を含む。
【０００５】
別の態様では、本発明は、対象における軟骨欠損を修復する方法であって、欠損の部位において対象に有効量の組成物を投与することを含み、組成物は脱灰骨基質（ＤＢＭ）とマクロマーの製剤とを含み、ここで、マクロマーは、少なくとも１つの水溶性領域、少なくとも１つの生体分解性領域、および少なくとも１つの反応性重合性基を含む、方法を特徴とする。
【０００６】
いくつかの実施形態では、水溶性領域は、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）、多糖、タンパク質、およびこれらの組合せから選択することができる。いくつかの実施形態では、水溶性領域はポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）であることができる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、ＰＥＧは約３，５００ダルトン〜約４０，０００ダルトンの平均分子量を有することができる。例えば、ＰＥＧは約２５，０００ダルトンの平均分子量を有することができる。他の実施形態では、ＰＥＧは約３５，０００ダルトンの平均分子量を有することができる。「約」によって、本発明者らは±４％を意味する。
【０００８】
いくつかの実施形態では、１つ以上の反応性重合性基は、エチレン性またはアセチレン性不飽和基、イソシアネート、エポキシド（オキシラン）、スルフヒドリル、スクシンイミド、マレイミド、アミン、イミン、アミド、カルボン酸、スルホン酸およびリン酸基から選択することができる。例えば、１つ以上の反応性重合性基はエチレン性不飽和基であ
ることができる。いくつかの実施形態では、エチレン性不飽和基は、ビニル基、アリル基、不飽和モノカルボン酸、ジアクリレート、オリゴアクリレート、不飽和ジカルボン酸、および不飽和トリカルボン酸から選択することができる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、生体分解性領域は、少なくとも１つのカーボネートまたはジオキサノン残基結合を含むことができる。いくつかの実施形態では、カーボネート残基結合は、環式脂肪族カーボネートに由来することができる。例えば、カーボネート残基結合はポリ（トリメチレンカーボネート）残基であることができる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、トリメチレンカーボネートモノマー対各ＰＥＧのモル比は、約２：１〜約２０：１であることができる。他の実施形態では、トリメチレンカーボネートモノマー対各ＰＥＧのモル比は約１１：１〜約１５：１であることができる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、生体分解性領域は、ポリ（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（オルトエステル）、またはポリ（ホスホエステル）を含むことができる。いくつかの実施形態では、生体分解性領域はポリ（α−ヒドロキシ酸）を含むことができる。例えば、生体分解性領域はポリ（Ｌ−ラクチド）を含むことができる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、ラクチドモノマー対各ＰＥＧのモル比は約１：１〜約８：１であることができる。いくつかの実施形態では、ラクチドモノマー対各ＰＥＧのモル比は約３：１〜約５：１であることができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、生体分解性領域は、ポリ（Ｌ−ラクチド）およびポリ（トリメチレンカーボネート）を含むことができる。他の実施形態では、マクロマーは、ポリ（Ｌ−ラクチド）、ポリ（トリメチレンカーボネート）、およびアクリレートエンドキャップを含むことができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、組成物は、重合を誘導するための開始剤をさらに含むことができ、ここで、開始剤は、（ａ）光開始剤；（ｂ）化学開始剤；および（ｃ）熱開始剤から選択される。
【００１５】
いくつかの実施形態では、開始剤は光開始剤であることができる。例えば、光開始剤はエオシンＹであることができる。いくつかの実施形態では、光開始剤は、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（Ｃｉｂａ）、（１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン）（Ｗａｎｇｓ（登録商標））、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド（ＳｉｇｎａｍＡｌｄｒｉｃｈ）、および２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパノン−１（Ｉｖｙ  Ｆｉｎｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から選択される。
【００１６】
いくつかの実施形態では、開始剤は化学開始剤であることができる。例えば、化学開始剤はレドックス化学反応を用いることができる。いくつかの実施形態では、化学開始剤は、鉄（ＩＩ）および過酸化物を含むことができる。例えば、過酸化物は過酸化ｔ−ブチルであることができる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、開始剤は熱開始剤である。いくつかの実施形態では、熱開始剤は、過酸化物族またはアゾ熱開始剤の族である。例えば、アゾ熱開始剤はアゾビスイソブチロナイト（ＡＩＢＮ）であることができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、組成物はレオロジー調整剤をさらに含むことができる。例え
ば、レオロジー調整剤は、ヒアルロン酸（ＨＡ）またはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）であることができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、組成物は医薬活性成分をさらに含むことができる。医薬活性成分は、骨形態形成タンパク質、組織増殖因子、インスリン増殖因子、抗酸化物質、抗生物質、または増殖因子の組合せであることができる。いくつかの実施形態では、医薬活性成分は、ＢＭＰ−２、ＢＭＰ−４、ＢＭＰ−６、ＢＭＰ−７、ＴＧＦ−Ｂ、ＩＧＦ−１、アスコルベート、ピルベート、ＢＨＴ、ゲンタマイシン、バンコマイシン、ＴＧＦ−βとＢＭＰ−２との組合せ、およびＴＧＦ−βとＩＧＦ−１との組合せから選択することができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、組成物は水和形態であることができる。例えば、組成物はパテの形態であることができる。
いくつかの実施形態では、組成物は約６０重量％〜約９８重量％のマクロマーの製剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、マクロマーの製剤は約５重量％〜約１５重量％のマクロマーを含むことができる。他の実施形態では、マクロマーの製剤は約５重量％〜約１０重量％のマクロマーを含むことができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、組成物は約２重量％〜約４０重量％のＤＢＭを含むことができる。いくつかの実施形態では、組成物は約３０重量％〜約４０重量％のＤＢＭを含むことができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、マクロマーの製剤は生体適合液を含むことができる。いくつかの実施形態では、生体適合液はＰＢＳまたは水であることができる。
いくつかの実施形態では、本発明の方法は、重合の工程をさらに含むことができ、ここで、重合は、（ｉ）光重合；（ｉｉ）化学フリーラジカル重合；および（ｉｉｉ）熱フリーラジカル重合から選択される反応によって開始される。
【００２３】
いくつかの実施形態では、重合は軟骨組織の部位で実施されることができる。いくつかの実施形態では、重合は投与の前に実施されることができる。他の実施形態では、重合は組成物の製造時に実施されることができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、重合は可視光によって開始される。いくつかの実施形態では、重合は約１０秒〜約１２０秒間開始される。例えば、重合は約３０秒〜約５０秒間開始される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、重合は長波長紫外線によって開始される。いくつかの実施形態では、重合は約２０秒〜約６０秒間開始される。
いくつかの実施形態では、重合は熱エネルギーによって開始される。
【００２６】
いくつかの実施形態では、本発明の方法は、組成物を凍結乾燥させて、非水和組成物を生じさせる工程をさらに含むことができる。例えば、非水和組成物は乾燥プラグの形態であることができる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、乾燥プラグは約８５重量％〜約９６重量％のＤＢＭを含むことができる。いくつかの実施形態では、乾燥プラグは約９２重量％〜約９６重量％のＤＢＭを含むことができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、乾燥プラグは約１重量％〜約４重量％の重合マクロマーを含むことができる。いくつかの実施形態では、乾燥プラグは約２重量％〜約４重量％の重合
マクロマーを含むことができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、乾燥プラグは、ＤＢＭをマクロマーの製剤に添加して混合物を形成させること；混合物を鋳型に充填すること；マクロマーを鋳型の中で重合させること；および混合物を鋳型の中で凍結乾燥させることを含む工程によって調製することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、乾燥プラグは、乾燥プラグが約３ＭＰａの圧縮率を示すことを特徴とすることができる。
いくつかの実施形態では、乾燥プラグは、乾燥プラグが約１．５ＭＰａの最大圧縮応力を示すことをさらに特徴とすることができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、対象は哺乳動物であることができる。いくつかの実施形態では、対象はヒトであることができる。
いくつかの実施形態では、欠損の部位は関節内の骨軟骨欠損であることができる。
【００３２】
本明細書で使用する場合、「平均分子量」は、
Ｍｗ＝ΣＮｉ２  Ｍｉ２／ΣＮｉ  Ｍｉ
（式中、Ｎｉは分子量Ｍｉの分子の数である）
によって算出することができる重量平均分子量（Ｍｗ）を指す。
【００３３】
本明細書で使用する場合、「生体適合液」は、生理的に許容され、かつ許容されない細胞傷害を引き起こさない液体である。そのような液体の例は、水、緩衝液、生理食塩水、タンパク質溶液、および糖溶液である。
【００３４】
本明細書で使用する場合、「領域」は、隣接するブロックとサブユニット組成が異なるマクロマーのブロックである。
本明細書で使用する場合、「生体分解性」材料は、正常なインビボの生理的条件下で、代謝、分解、または排泄することができる成分に分解する材料である。
【００３５】
本明細書で使用する場合、「パテ」は、通常、堅いけれども柔軟性がある。これは、粉々に砕けない。これは、手で成形するか、または指圧で骨の空洞もしくは海綿状の隙間、軟骨欠損に押し込むことができる可鍛性の粘稠度を有する。
【００３６】
本明細書で使用する場合、「ハイドロゲル」は、有機ポリマー（天然または合成）が、共有結合、イオン結合、または水素結合を介して架橋され、水分子を捕捉してゲルを形成する三次元の開格子構造を作るときに形成される物質である。
【００３７】
本明細書で使用する場合、互換的に用いられる「対象」または「患者」という用語は、哺乳動物、好ましくは、マウス、ラット、他の齧歯類、ウサギ、イヌ、ネコ、ブタ、ウシ、ヒツジ、ウマ、または霊長類、および最も好ましくはヒトを含む、任意の動物を指す。
【００３８】
本明細書で使用する場合、「有効量」という語句は、研究者、獣医、医師または他の臨床医によって、組織、システム、動物、個体またはヒトで追求されている生物学的または医学的応答を誘発する活性化合物、医薬品、または組成物の量を指す。
【００３９】
本明細書で使用する場合、「修復」という用語は、限定するものではないが、組織の修復、再生、再構築、再構成または膨化を意味することが意図される。
本発明の１つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面および下記の説明で示されている。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明および図面から、ならびに特許請求の範囲
から明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明は、少なくとも一部は、特定の組成物を用いて軟骨を修復することができるという思いがけない発見に基づいている。
組成物
本明細書に記載の組成物は、脱灰骨基質（ＤＢＭ）とマクロマーの製剤とを含み、ここで、マクロマーは、少なくとも１つの水溶性領域、少なくとも１つの生体分解性領域、および少なくとも１つの反応性重合性基を含む。
【００４１】
本発明の組成物は、約２重量％〜約４０重量％の脱灰骨基質（ＤＢＭ）（例えば、約５％〜約４０％、または約１０％〜約４０％、または約１５％〜約４０％、または約２０％〜約４０％）を含む。いくつかの実施形態では、組成物は、約２０重量％〜約４０重量％のＤＢＭ（例えば、約２５％〜約４０％、または約３０％〜約４０％、または約３５％〜約４０％）を含むことができる。他の実施形態では、組成物は、約３０重量％〜約４０重量％のＤＢＭ（例えば、約３２％、または約３５％、または約３８％、または約４０％）を含むことができる。
【００４２】
組成物は、約６０重量％〜約９８重量％のマクロマーの製剤（例えば、約６０％〜約９５％、または約６０％〜約９０％、または約６０％〜約８８％、または約６０％〜約８５％）を含む。いくつかの実施形態では、組成物は、約６５重量％〜約９８重量％のマクロマーの製剤（例えば、約７０％〜約９８％、または約７５％〜約９８％、または約８０％〜約９８％）を含む。いくつかの実施形態では、組成物は、約６５重量％〜約９５重量％のマクロマーの製剤（例えば、約７０％〜約９５％、または約７０％〜約９０％、または約７５％〜約９０％、または約８０％〜約９０％）を含む。いくつかの実施形態では、マクロマーの製剤は、約５重量％〜約２０重量％のマクロマー（例えば、約５％〜約１５％、または約５％〜約１２％、または約５％〜約１０％、または約５％〜約８％）を含むことができる。他の実施形態では、マクロマーの製剤は、約７重量％〜約１５重量％のマクロマー（例えば、約９％〜約１５％、または約１０％〜約１５％）を含むことができる。いくつかの実施形態では、マクロマーの製剤は、約５重量％〜約１０重量％のマクロマー（例えば、約５％、または約７％、または約９％、または約１０％）を含むことができる。
【００４３】
マクロマーの製剤は、担体中のマクロマーを指す。いくつかの実施形態では、担体は、生体適合液を含む。生体適合液は、リン酸緩衝生理食塩水溶液（ＰＢＳ）、水、または乳酸リンゲル液（ＬＲＳ）であることができる。したがって、マクロマーは、生体適合液（例えば、ＰＢＳまたは水）の溶液中にあることができる。いくつかの実施形態では、生体適合液を非水和組成物に添加して、投与前に水和組成物を形成させることができる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、水和組成物を重合および凍結乾燥させて、乾燥プラグなどの非水和組成物を生じさせることもできる。
本発明の組成物が乾燥プラグの形態であるとき、組成物は、約８５重量％〜約９６重量％の脱灰骨基質（ＤＢＭ）（例えば、約８８％〜約９６％、または約９０％〜約９６％、または約９２％〜約９６％、または約９４％〜約９６％）を含むことができる。いくつかの実施形態では、本発明の組成物は、約９２重量％〜約９６重量％のＤＢＭ（例えば、約９２％〜約９５％、または約９２％〜約９４％）を含むことができる。
【００４５】
乾燥プラグは、約１重量％〜約４重量％の重合マクロマーの製剤（例えば、約１．５％〜約４％、または約２％〜約４％、または約２．５％〜約４％、または約３％〜約４％）を含むことができる。いくつかの実施形態では、組成物は、約２重量％〜約４重量％の重
合マクロマーの製剤（例えば、約２％、または約２．５％、または約３％、または約３．５％または約４％）を含む。
【００４６】
本発明のマクロマーは、少なくとも１つの生体分解性領域に接続した少なくとも１つの水溶性領域を含む。いくつかの実施形態では、マクロマーは、１つの生体分解性領域に接続した１つの水溶性領域を含み、一方または両方の末端が重合性基でキャッピングされている。マクロマー中の水溶性領域は、マクロマーに組み込むのではなく、独立の分子として調製した場合に、水溶性となる水溶性の基またはブロックである。いくつかの実施形態では、マクロマーは、中心の水溶性領域と外側の２つの生体分解性領域とを含み、一方または両方の末端が重合性基でキャッピングされていてもよい。いくつかの実施形態では、中心の領域は生体分解性であってもよく、外側の領域は水溶性であってもよい。いくつかの実施形態では、マクロマーは、直線状または非直線状（例えば、樹状）に連結された水溶性領域と生体分解性領域の１つ以上を含んでいてもよい。
水溶性領域
マクロマーの水溶性領域またはブロックは、主にまたは完全に合成材料でできていることができる。いくつかの実施形態では、制御された組成および結合の合成材料は、より一貫性のある分解および放出特性のために、天然材料よりも好ましい。有用な合成材料の例としては、ポリ（エチレンオキシド）またはポリ（エチレングリコール）（すなわち、ＰＥＧ）、部分的にまたは完全に加水分解されたポリ（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）−コポリ（プロピレンオキシド）ブロックコポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃｓ（商標））（ポロキサマーおよびメロキサポール）、ならびにポロキサミンから調製された合成材料が挙げられる。いくつかの実施形態では、水溶性領域は、ポリ（エチレングリコール）（すなわち、ＰＥＧ）から作られている。いくつかの実施形態では、マクロマーの少なくとも５０％は、合成材料から形成されている（例えば、少なくとも約５５％、少なくとも約６０％、少なくとも約６５％、少なくとも約７０％、または少なくとも約７５％）。
【００４７】
マクロマーの水溶性領域（例えば、ＰＥＧ）は、約３，５００ダルトン（Ｄａ）〜約４０，０００ダルトン（例えば、約３，５００Ｄａ〜約３５，０００Ｄａ、または約３，５００Ｄａ〜約３０，０００Ｄａ、または約３，５００Ｄａ〜約２５，０００Ｄａ）の平均分子量を有することができる。いくつかの実施形態では、ＰＥＧは、約３，５００Ｄａ〜約２０，０００Ｄａ（例えば、約３，５００〜約１５，０００Ｄａ、または約３，５００Ｄａ〜約１０，０００Ｄａ、または約３，５００Ｄａ〜約５，０００Ｄａ）の平均分子量を有することができる。例えば、ＰＥＧは、約３５，０００Ｄａまたは約２５，０００Ｄａの平均分子量を有することができる。
【００４８】
マクロマーの水溶性領域は、天然材料に由来することもできる。有用な天然材料および改質天然材料としては、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシアルキル化セルロース（例えば、ヒドロキシエチルセルロースおよびメチルヒドロキシプロピルセルロース）、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、多糖または炭水化物（例えば、Ｆｉｃｏｌｌ（商標）、ポリスクロース、ヒアルロン酸およびその誘導体、デキストラン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、ヘパリン、またはアルギネート）、ならびにタンパク質（例えば、ゼラチン、コラーゲン、アルブミン、またはオボアルブミン）が挙げられる。いくつかの実施形態では、天然材料のパーセンテージは、全水溶性領域の約５０重量％を超えない。
生体分解性領域
生体分解性領域またはブロックは、正常なインビボの生理的条件下で、代謝、分解、および／または排泄し得る成分に分解する「生体分解性」材料でできている。本発明のマクロマーでは、少なくとも１つの生体分解性領域は、カーボネートまたはジオキサノン結合であることができる。カーボネートは、構造−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−を有する官能基である。カーボネート出発材料は、トリメチレンカーボネート（ＴＭＣ）などの、環状であるこ
とができる。重合性マクロマーに組み込まれた後、カーボネートは、少なくとも一部は、Ｒ−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｒ’（ここで、ＲおよびＲ’は、マクロマーの他の成分である）として現われる。いくつかの実施形態では、カーボネートは、水を放出することなく、ヒドロキシ末端ポリマーと反応することができる環状カーボネートである。好適な環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート（１，３−ジオキソラン−２−オン）、プロピレンカーボネート（４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オン）、トリメチレンカーボネート（１，３−ジオキサン−２−オン）、およびテトラメチレンカーボネート（１，３−ジオキセパン−２−オン）が挙げられる。
【００４９】
カーボネート残基対各水溶性領域（例えば、ＰＥＧ）のモル比は、約５：１〜約２５：１（例えば、約５：１〜約２０：１、または約５：１〜約１５：１、または約５：１〜約１０：１）である。いくつかの実施形態では、カーボネート残基対各水溶性領域のモル比は、約６：１〜約２０：１（例えば、約８：１〜約２０：１、または約１０：１〜約１５：１、または約１１：１〜約１５：１）である。他の実施形態では、カーボネート残基対各水溶性領域のモル比は約１１：１〜約１５：１である。
【００５０】
いくつかの実施形態では、マクロマーの水溶性領域は本質的に生体分解性であってもよい。
生体分解性領域は、体内で無毒であるかまたは通常の代謝物として存在する材料を生じさせるヒドロキシ酸のモノマー、ポリマーおよびオリゴマーまたは他の生物分解性ポリマー（例えば、エステル、ペプチド、無水物、オルトエステル、およびホスホエステル結合）から構築することもできる。好適なポリ（ヒドロキシ酸）は、ポリ（グリコール酸）、ポリ（ＤＬ−乳酸）およびポリ（Ｌ−乳酸）である。他の好適な材料としては、ポリカーボネート（例えば、ポリ（トリメチレンカーボネート））、ポリ（アミノ酸）、ポリ（無水物）、ポリ（オルトエステル）、およびポリ（ホスホエステル）が挙げられる。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）などのポリラクトン、およびポリ（β−ヒドロキシブチレート）も好適である。
【００５１】
生体分解性領域はポリ（ヒドロキシ酸）であることができる。例えば、生体分解性領域はポリ（Ｌ−ラクチド）であることができる。いくつかの実施形態では、ラクチドモノマー対各水溶性領域のモル比は、約１：１〜約１０：１（例えば、約１：１〜約８：１、または約３：１〜約８：１、または約５：１〜約８：１）である。いくつかの実施形態では、ラクチドモノマー対各水溶性領域のモル比は、約３：１〜約８：１（例えば、約３：１〜約５：１）である。いくつかの実施形態では、ラクチドモノマー対各水溶性領域のモル比は約３：１〜約５：１である。
【００５２】
生体分解性領域またはブロックは、ポリ（Ｌ−ラクチド）とポリ（トリメチレンカーボネート）の両方を含むことができる。そのような生体分解性領域またはブロックを有するマクロマーは、結果として生じる重合マクロマー（例えば、ハイドロゲル）の分解までの時間を改変することができる。「ハイドロゲル」は、生体分解性であって、通常は、最大約５年以内に対象によって排除される重合マクロマーから形成されている。いくつかの実施形態では、生体分解性領域および末端基としてラクテート部分を含有するマクロマーは、インビボでの推定分解時間が約３カ月〜約４カ月の、結果として生じるハイドロゲルを提供する。いくつかの実施形態では、トリメチレンカーボネート部分またはジオキサノン部分を生体分解性領域として含有するマクロマーは、インビボでの推定分解時間が約６カ月〜約１２カ月の、結果として生じるハイドロゲルを提供する。いくつかの実施形態では、カプロラクトン部分を生体分解性領域として含有するポリマーは、インビボでの推定分解時間が約１年〜約２年の、結果として生じるハイドロゲルを提供する。いくつかの実施形態では、生体分解性領域のないマクロマーは、インビボでの推定分解時間が少なくとも約２年の、結果として生じるハイドロゲルを提供することができる。したがって、本発明
の利点の１つは、生体分解性基の総量を変化させ、かつカーボネート結合またはエステル結合（これらは比較的ゆっくりと加水分解される）の数と低級ヒドロキシ酸結合（とりわけ、比較的速やかに加水分解されるグリコリドまたはラクチド）の数の比を選択することによって、マクロマーから形成されるハイドロゲルの分解時間を制御することができることである。
重合性基
重合性基は、自然にまたは光、熱もしくは他の活性化条件もしくは試薬の影響下で反応して、マクロマー連結を生じさせるさらなる共有結合を形成する能力を有する反応性官能基を含有する。例えば、重合性基は、マクロマーの溶液をハイドロゲルに変換することができる。ハイドロゲルは弾力性があり、さらには、弾力性があると同時に、わずかなポリマー濃度で軟部組織になじむ。
【００５３】
重合性基は、フリーラジカル重合によって重合することができる基およびカチオン性または異方性重合によって重合することができる基を含む。好適な基としては、エチレン性またはアセチレン性不飽和基、イソシアネート、エポキシド（オキシラン）、スルフヒドリル、スクシンイミド、マレイミド、アミン、イミン、アミド、カルボン酸、スルホン酸およびリン酸基が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５４】
エチレン性不飽和基としては、ビニル基（例えば、ビニルエーテル、Ｎ−ビニルアミド）、アリル基、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、および不飽和トリカルボン酸が挙げられる。不飽和モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸およびクロトン酸が挙げられる。不飽和ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン酸またはシトラコン酸が挙げられる。不飽和トリカルボン酸としては、アコニット酸が挙げられる。重合性基はまた、そのような材料の誘導体（例えば、アクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ならびに類似のビニルおよびアリル化合物）であってもよい。
【００５５】
一般に、第２の重合性基に共有結合する重合性基であって、分解および反応を可能にするのに十分な時間、水にさらしたときに流動性を維持することができる重合性基はいずれも、好適なマクロマーを作る際に有用である。その優れた安定性と水溶液中でのゆっくりとした反応性のために、エチレン性不飽和反応基が好ましい。
【００５６】
重合性基は、マクロマーの１つ以上の末端にあることができる。いくつかの実施形態では、重合性基は、マクロマーの中心にあることができる。
本明細書に記載のいくつかの代表的なマクロマー構造を下に示す。ＰＥＧ、ラクテートおよびアクリレート単位は、説明目的のためにのみ用いられる。
いくつかの基本構造：
（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｘ＝（ＰＥＧ）ｘ
（Ｃ（Ｏ）Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｏ）ｙまたは（Ｏ−（ＣＨ２）３−ＯＣ（Ｏ））ｙ（方向依存性）＝（ＴＭＣ）ｙ
（ＣＯ−ＣＨ（ＣＨ３）−Ｏ）ｚまたは（Ｏ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＯ）ｚ（方向依存性）＝ラクテート反復単位＝（ＬＡ）ｚ
−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ２＝アクリレート末端基＝ＡＡセグメント化されたＰＥＧ／ＴＭＣコポリマー：
ＨＯ−（Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｏ−Ｃ（Ｏ））ｙ−［（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｘ−（Ｃ（Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｏ）ｙ］ｎ−ＨまたはＨＯ−（ＴＭＣ）ｙ−［（ＰＥＧ）ｘ−（ＴＭＣ）ｙ］ｎ−Ｈ
セグメント化されたＰＥＧ／ＴＭＣ／ラクテートターポリマー：
Ｈ−（Ｏ−ＣＨ（ＣＨ３）−Ｃ（Ｏ））ｚ−（Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｏ−Ｃ（Ｏ））ｙ−［（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｘ−（Ｃ（Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｏ）ｙ］ｎ−（ＣＯ−Ｃ
Ｈ（ＣＨ３）−Ｏ）ｚ−ＨまたはＨＯ−（ＬＡ）ｚ−（ＴＭＣ）ｙ−［（ＰＥＧ）ｘ−（ＴＭＣ）ｙ］ｎ−（ＬＡ）ｚ−Ｈ
セグメント化されたＰＥＧ／ＴＭＣマクロマー（アクリレート化されている）：
ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）−（Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｏ−Ｃ（Ｏ））ｙ［（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｘ−（Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ２）３−Ｏ）ｙ］ｎ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２またはＡＡ−（ＴＭＣ）ｙ−［（ＰＥＧ）ｘ−（ＴＭＣ）ｙ］ｎ−ＡＡ
セグメント化されたＰＥＧ／ＴＭＣ／ラクテートターポリマーマクロマー（アクリレート化されている）：
ＡＡ−（ＬＡ）ｚ−（ＴＭＣ）ｙ−［（ＰＥＧｘ−（ＴＭＣ）ｙ］ｎ−（ＬＡ）ｚ−ＡＡ
いくつかの実施形態では、マクロマーは、約３，５００Ｄａ〜４０，０００Ｄａ（例えば、２５，０００Ｄａまたは３５，０００Ｄａ）の分子量の親水性ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）のコアと、そのコアの両端に、１〜１０個のカーボネート残基および場合により１〜５個のヒドロキシ酸残基、例えば、α−ヒドロキシ酸残基（例えば、乳酸残基）を含む延長部とを含み、ここで、延長部の全残基の総数は、マクロマーの水溶性を保持するのに十分小さく、通常、マクロマーの重量の約２０％未満、より好ましくは１０％以下である。これらの末端は、約５０〜３００Ｄａの好ましい分子量を有するエチレン性不飽和（すなわち、炭素−炭素二重結合を含有する）キャップ、最も好ましくは５５Ｄａの分子量を有するアクリレート基でキャッピングされている。これらの材料は（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）Ｓａｗｈｎｅｙらに対する米国特許第６，１７７，０９５号明細書に記載されている。（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）Ｓａｗｈｎｅｙに対する米国特許第５，９００，２４５号明細書も参照されたい。
【００５７】
いくつかの実施形態では、組成物は、「ＦｏｃａｌＳｅａｌ（商標）」、すなわち、水溶液中で少なくとも約１ｇ／１００ｍｌの溶解度を有し、少なくとも１つの水溶性領域と、インビボ条件下で加水分解可能な少なくとも１つの分解性領域と、マクロマー連結を生じさせるさらなる共有結合を形成する能力を有するフリーラジカル重合性末端基とを含む生体分解性重合性マクロマーであるマクロマーを含み、ここで、重合性末端基は、少なくとも１つの分解性領域によって相互に分離されている。例示的なＦｏｃａｌＳｅａｌ（商標）組成物およびハイドロゲルは、米国特許第５，４１０，０１６号明細書、米国特許第６，０８３，５２４号明細書、および米国特許第７，０２２，３４３号明細書に記載されており、これらは全て、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。ＦｏｃａｌＳｅａｌ（商標）は、Ｇｅｎｚｙｍｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であり、ＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−Ｓ、ＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−Ｌ、およびＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−Ｍを含む、複数の等級で提供されている。全て、生体分解性結合によって接続されているモノマーで部分的に連結されたＰＥＧのコアからなり、各々の末端において光重合性アクリレート基でキャッピングされている。これらは、コアＰＥＧの分子量、ＰＥＧ分子の数、ならびに生体分解性モノマーの数および組成に基づいて異なっている。ＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−Ｓは、分子量１９，４００±４０００ダルトンのＰＥＧを含み、ＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−ＬおよびＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−Ｍは、分子量３５，０００±５０００ダルトンのＰＥＧを含む。ＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−Ｓは、各ＰＥＧに対して少なくとも６または７個のＴＭＣ分子、典型的には、各ＰＥＧに対して１２〜１３個のＴＭＣ分子の比のトリメチレンカーボネートモノマーと、典型的には、各ＰＥＧ分子に対して４個のラクチド分子、最大では各ＰＥＧに対して５個のラクチドモノマーの比のラクチドモノマーとを含む。ＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−ＳのＴＭＣ分子：ラクテート分子の比は、約１２：４または３：１である。ＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−Ｍは、ＰＥＧの分子量を除いて、ＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−Ｓと同じである。ＦＯＣＡＬＳＥＡＬ（商標）−Ｌは、各ＰＥＧに対して１０個未満、より典型的には、７個のＴＭＣ分子の比のＴＭＣ分子を含む。米国特許第６，０８３，５２４号明細書には、これらの材料の合成が詳細に記載されている。
【００５８】
いくつかの実施形態では、組成物は、市販のＦｏｃａｌＳｅａｌ−Ｌであるマクロマーを含む。いくつかの実施形態では、組成物は、市販のＦｏｃａｌＳｅａｌ−Ｓであるマクロマーを含む。他の実施形態では、１つ以上の市販のＦｏｃａｌＳｅａｌ製品を別の製品とブレンドして（例えば、ＦｏｃａｌＳｅａｌ−ＬをＦｏｃａｌＳｅａｌ−Ｓとブレンドして）、所望の特性（例えば、半減期および剛性）の組合せを提供する。
【００５９】
いくつかの実施形態では、組成物は、医薬活性成分をさらに含むことができる。医薬活性成分は、骨形態形成タンパク質、組織増殖因子、インスリン増殖因子、抗酸化物質、抗生物質、または増殖因子の組合せであることができる。実施形態では、医薬活性成分は、ＢＭＰ−２、ＢＭＰ−４、ＢＭＰ−６、ＢＭＰ−７、ＴＧＦ−Ｂ、ＩＧＦ−１、アスコルベート、ピルベート、ＢＨＴ、ゲンタマイシン、バンコマイシン、ＴＧＦ−βとＢＭＰ−２の組合せ、およびＴＧＦ−βとＩＧＦ−１の組合せから選択することができる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の組成物を、組織の増強および／または修復に用いることができる別の作用物質、例えば、ヒアルロン酸のゲル（例えば、ｈｙｌａｎ
Ｂ）またはコラーゲンとブレンドする。
【００６１】
マクロマー含有組成物に添加することができる他の化合物としては、痛みに対処する薬物（例えば、リドカイン）、抗炎症薬、ステロイド、化学療法剤、またはボツリヌス毒素が挙げられるが、これらに限定されない。早過ぎる重合を防ぐ安定化剤（例えば、キノン、ヒドロキノン、またはヒンダードフェノール）を含めることができる。
組成物の調製
脱灰骨基質（ＤＢＭ）は骨のタンパク質成分である。これは、当業者に周知の方法を用いて調製することができる。一般的な合成方法は文献中に見られる。Ｙｅｅら、Ｓｐｉｎｅ（２００３），２８（２１）およびＣｏｌｎｏｔら、Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｃｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（２００５），４３５，６９−７８を参照されたい。例えば、脱灰骨基質（ＤＢＭ）を、石灰化成分の大半は失うが、コラーゲンおよび非コラーゲンタンパク質（増殖因子を含む）を保持する、同種移植骨の酸抽出によって調製することができる。ＤＢＭは、破砕された顆粒、粉末またはチップとして処理することができる。ＤＢＭは、顆粒、ゲル、スポンジ材料またはパテとして使用するために処方することができ、また、保存用にフリーズドライすることができる。さらに、ＤＢＭは、Ｔｉｓｓｕｅ  Ｂａｎｋｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（ＴＢＩ），Ｓａｎ  Ｒａｆａｅｌ，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａまたはＥｘａｃｔｅｃｈ，Ｇａｉｎｅｓｖｉｌｌｅ，Ｆｌｏｒｉｄａなどの供給源から入手することができる。  
【００６２】
本発明の組成物は、脱灰骨基質（ＤＢＭ）をマクロマー溶液、例えば、生体適合液（例えば、ＰＢＳまたは水）の溶液中のマクロマーに添加することによって調製することができる。あるいは、本発明の組成物は、生体適合液をＤＢＭとマクロマーの乾燥混合物に添加することによって調製することができる。いくつかの実施形態では、光開始剤、または化学開始剤、または熱開始剤を組成物に添加することができる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、ＤＢＭとマクロマーの製剤とを含む組成物は、注射可能かつ成形可能なパテを生じさせる粘着性かつ凝集性の塊を形成することができる。望ましいパテは、圧力をかけてボール状のパテを絞り出すときに、「ドライ・エッジ」の兆候を少しも示すべきではない。組成物を約−４０℃で保存し、遮光して、その安定性を維持し、貯蔵によるパテの分解（ｓｈｅｌｆ−ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｕｔｔｙ）を防ぐことができる。手術で用いる場合、重合（例えば、光重合）の開始後に、パテを半固体塊に変換することができる。光重合が開始された場合、架橋反応の速度は、光の強度と曝露の持続時間によって決まる。いくつかの実施形態では、マクロマーをある程度架
橋させるのに、手術室の光に曝露させることで十分なこともある。
【００６４】
重合後に、結果として生じる組成物を鋳型に充填することができる。鋳型は、テフロン（登録商標）製であることができる。充填された組成物を凍結乾燥させて、乾燥プラグを生じさせることができる。乾燥プラグは、多孔性の骨伝導性構造体である。これは、ＤＢＭとマクロマーの乾燥製剤であり、それゆえ、室温で高い安定性を有する。
【００６５】
あるいは、重合前に、組成物を鋳型に充填し、重合させることができる。その後、鋳型中の重合した組成物を凍結乾燥させて、乾燥プラグを生じさせることができる。
いくつかの実施形態では、乾燥プラグは、脱灰骨基質（ＤＢＭ）と架橋したＦｏｃａｌＳｅａｌ−Ｓとを含む。乾燥プラグは、例えば、ＤＢＭを、０．１％濃度のビニルカプロラクタム（ＶＣ）を含む１％のＦｏｃａｌＳｅａｌ−Ｓ溶液に添加することによって調製することができる。その後、ＤＢＭとＦｏｃａｌＳｅａｌ−Ｓの混合物をテフロン（登録商標）の鋳型に充填し、光架橋し、その後、凍結乾燥させて、乾燥プラグを生じさせることができる。得られた乾燥プラグは、約２．２％（ｗ／ｗ）のＦｏｃａｌＳｅａｌ−Ｓと、９４．６％（ｗ／ｗ）のＤＢＭと、３．２％（ｗ／ｗ）の塩と、ＶＣとを含むことができる。調製された乾燥プラグは、以下の物理的特性を有することができる。
【００６６】
【表１】
2013502982.tif 000002
【００６７】
本明細書に記載のマクロマーは、当業者に周知の手段を用いて合成することができる。一般的な合成方法は、文献中に、例えば、（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）米国特許第５，４１０，０１６号明細書（Ｈｕｂｂｅｌｌら）、米国特許第４，２４３，７７５号明細書（Ｒｏｓｅｎｓａｆｔら）、および米国特許第４，５２６，９３８号明細書（Ｃｈｕｒｃｈｉｌｌら）に見られる。例えば、ポリエチレングリコール骨格をトリメチレンカーボネート（ＴＭＣ）または同様のカーボネートと反応させて、ＴＭＣ−ＰＥＧポリマーを形成させることができる。ＴＭＣ−ＰＥＧポリマーは、場合により、さらなる分解性基（例えば、ラクテート基（Ｊａｒｒｅｔｔら、米国特許第６，０８３，５２４号明細書））でさらに誘導体化してもよい。その後、末端ヒドロキシル基を３級アミンの存在下で塩化アクリロイルと反応させて、ポリマーをアクリレート末端基でエンドキャッピングすることができる。同様のカップリング化学反応を、他の水溶性ブロックと生体分解性ブロックと重合性基（特に、ヒドロキシル基を含有する重合性基）とを含有するマクロマーに対して利用することができる。
【００６８】
ポリエチレングリコールをＴＭＣおよびヒドロキシ酸の環状エステル（例えば、グリコリドまたはラクチド）と反応させる場合、反応は同時または連続的のいずれかであることができる。同時反応は、３つの成分の少なくとも部分的にランダムなコポリマーを生じさせる。ＰＥＧをＴＭＣと反応させた後のラクチドの連続的付加は、ＴＭＣと１つ以上のＰＥＧの内部コポリマーを生じさせる傾向がある。このコポリマーは、ＴＭＣに由来する結合によって接続された２つ以上のＰＥＧ残基を統計的に含み、ヒドロキシ酸部分が主に（ＴＭＣ、ＰＥＧ）領域の末端にある。
重合
本発明の組成物を、手術室から離れた場所で（例えば、組成物の製造場所で）重合させ
て、予め選択された形状にしてもよい。例えば、乾燥プラグは、ＤＢＭとマクロマーの製剤の混合物を充填する鋳型中でマクロマーを重合させ、次いで、この鋳型中でマクロマーを凍結乾燥させることによって調製することができる。いくつかの実施形態では、乾燥プラグは、乾燥プラグが約１．５ＭＰａの最大圧縮応力を示すことができることを特徴とすることができる。
【００６９】
手術室での投与の前に、組成物を重合させることもできる。いくつかの実施形態では、組成物を体内の軟骨組織の部位で重合させることができる。
組成物中のマクロマーをフリーラジカル（等方性）プロセスかまたは異方性プロセス（例えば、カチオン性重合）かのいずれかによって重合させることができる。いくつかの実施形態では、マクロマーをフリーラジカル重合によって重合させることができる。フリーラジカル重合のための重合性基は、アクリレート、ジアクリレート、オリゴアクリレート、メタクリレート、ジメタクリレート、オリゴメタクリレート、シンナメート、ジシンナメート、オリゴシンナメートであることができる。
【００７０】
重合は、光重合、化学または熱フリーラジカル重合、レドックス反応、カチオン性重合、および活性基（例えば、イソシアネート）の化学反応を含む、任意の好都合な反応によって開始させることができる。いくつかの実施形態では、重合は、開始剤を用いて開始させることができる。「開始剤」という用語は、それが、適切な条件の下でマクロマーの重合をもたらす組成物であるという点において、本明細書では広い意味で用いられる。開始用の材料は、光開始剤、化学開始剤、熱開始剤、光増感剤、共触媒、連鎖移動剤、およびラジカル移動剤であってもよい。当技術分野で公知の開始剤は全て、プライミング技術の実施に好適である可能性がある。開始剤の極めて重要な特性は、開始剤が存在しなければ、重合が有用な速度で進行しないということである。
【００７１】
光開始剤は、ＵＶ（紫外）光およびＩＲ（赤外）光を含む、光に曝露されたときに、フリーラジカルを発生させることができる。いくつかの実施形態では、重合は、長波長紫外光（ＬＷＵＶ）または可視光（例えば、３２０ｎｍ以上、例えば、約３６５〜約５５０ｎｍ）によって開始される。短波長ＵＶ光よりも組織および他の生体材料へのダメージが少ないので、ＬＷＵＶおよび可視光が好ましい。
【００７２】
好適な光開始剤は、細胞毒性がなく、短時間（せいぜい分、最も好ましくは秒）のうちにマクロマーの重合を開始することができる光開始剤である。そのような光開始剤としては、エリスロシン、フロキシム、ローズベンガル、チオニン、カンファーキノン、エチルエオシン、エオシン、メチレンブルー、リボフラビン、２，２−ジメチル−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−メトキシ−２−フェニルアセトフェノン、もしくはＩｒｇａｃｕｒｅ  ６５１（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能）として知られる２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、またはＩｒｇａｃｕｒｅ類由来の任意の他の光開始剤が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、光開始剤はエオシンＹである。いくつかの実施形態では、光開始剤はＩｒｇａｃｕｒｅ類である。例えば、光開始剤は、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ６５１（２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  １８４（１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ８１９（フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド）、およびＩｒｇａｃｕｒｅ  ９０７（２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパノン−１）から選択することができる。いくつかの実施形態では、マクロマーは、約１〜３重量％の光開始剤を必要とする。
【００７３】
フリーラジカル活性官能基の重合を開始することができる別の代わりの部類の開始剤は、従来の化学開始剤系（例えば、レドックス系）を含む。レドックス系としては、例えば
、鉄（ＩＩ）（例えば、グルコン酸第一鉄）および過酸化物（例えば、過酸化ｔ−ブチルまたは過酸化水素）を挙げることができるが、これらに限定されない。場合によっては、関連するフリーラジカル開始反応を広範囲の温度にわたって妥当な速度で誘発することができ、また、０〜２０℃の低温で誘発することすらできるので、重合にレドックス系を用いることが有利である。
【００７４】
好適な熱開始剤の例としては、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタンニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパンニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタンニトリル）、過酸化物（例えば、過酸化物ベンゾイル）などが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、熱開始剤は、アゾビスイソブチロナイト（ＡＩＢＮ）である。他のよく知られたアゾ化合物も有用である。
【００７５】
本明細書に記載の組成物の投与および本明細書に記載の組成物による患者の治療を容易にするために、マクロマーを医薬活性成分（例えば、予防剤、治療剤、または診断剤）の存在下で重合させ、結果として生じるポリマーが分解するときに、組み込まれた薬剤を制御された形で送達することができる。医薬活性成分は、骨形態形成タンパク質、組織増殖因子、インスリン増殖因子、抗酸化物質、抗生物質、または増殖因子の組合せであることができる。いくつかの実施形態では、医薬活性成分は、ＢＭＰ−２、ＢＭＰ−４、ＢＭＰ−６、ＢＭＰ−７、ＴＧＦ−Ｂ、ＩＧＦ−１、アスコルベート、ピルベート、ＢＨＴ、ゲンタマイシン、バンコマイシン、ＴＧＦ−βとＢＭＰ−２の組合せ、およびＴＧＦ−βとＩＧＦ−１の組合せから選択することができる。
【００７６】
いくつかの実施形態では、組成物とともに共投与し得る医薬活性剤は、麻酔薬（例えば、リドカイン）および抗炎症薬（例えば、コルチゾン）であることができる。
本明細書に記載のマクロマーは、通常、溶解性および溶液粘度特性などの調整可能な特性を有する。水中での所与の溶液濃度について、粘度は、通常、末端結合の程度、ＴＭＣ（および他の疎水性種）セグメントの長さ、および出発水溶性領域（例えば、ＰＥＧ）の分子量によって影響を受ける。ハイドロゲルの係数は、架橋間の分子量によって影響を受ける。ハイドロゲル分解速度は、架橋可能な末端基を付加してマクロマーを形成させる前に、例えば、第２のより簡単に加水分解される重合領域（例えば、ラクテート、グリコレート、１，４−ジオキサノン）を、基本のＰＥＧ／ＴＭＣコポリマーの末端上にセグメントとして付加することによって改変することができる。
【００７７】
場合によっては、マクロマーが適用部位によりしっかりと保たれるように、組織に適用する時に、マクロマーの粘度を増大させることが望ましい。マクロマー溶液の粘度を増大させるために用いることができるポリマーとしては、グリコサミノグリカン（ＧＡＧ）（例えば、ヒアルロン酸（ＨＡ））、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デキストラン、デキストラン硫酸、およびポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が挙げられるが、これらに限定されない。これらは、組織に適用する直前にマクロマー溶液に添加することができる。
使用方法
本発明の組成物を用いて、対象の軟骨を修復することができる。組成物は、軟骨組織の欠損または骨と軟骨欠損の組合せ（例えば、骨軟骨欠損）の部位において対象に投与することができる。本発明の組成物を用いて、骨または他の組織（例えば、半月板、靱帯、腱、および椎間板線維輪）の欠損を修復することもできる。有効投与量は、治療されている疾患状態によってならびに疾患の重症度、患者の年齢、体重および全般的状態などの因子に応じた担当医の判断によって決まる。
【００７８】
本発明の組成物は、組織におよび／または軟骨修復を必要とする部位に直接適用してもよい。いくつかの実施形態では、体の治療部位を手術して先に異常な組織を除去した後、
本発明の組成物を欠損部分に配置してもよい。あるいは、手術で先に行う処置には、隣接する組織領域または血管新生領域を穿孔するか、それらを摩耗させるか、またはそれらにドリルで穴を開けて、細胞または骨髄がプラグまたはパテの中に遊走するための溝を作ることが含まれる。本発明の組成物を用いて、骨軟骨欠損、または微小骨折を含む欠損、または軟骨欠損を埋めることができる。
【００７９】
組成物は、シリンジおよび針または種々の装置を用いて投与することができる。粘稠液を投与するために、Ｏｒｅｎｔｒｉｅｃｈ博士によって米国特許第４，６６４，６５５号明細書および同第４，７５８，２３４号明細書（これらは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているカープル装置などの、いくつかの送達装置が当技術分野で開発され、記載されている。さらに、医師にとって組成物の送達をなるべく簡単にするために、レバレッジド・インジェクション・ラチェット（ｌｅｖｅｒａｇｅｄ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｒａｔｃｈｅｔ）機構または電動送達機構を用いてもよい。組成物を２つの端部を有するシリンダー状の容器またはカートリッジに予め充填することが一般に好ましい。第１の端部は、プランジャーを受け入れるように構成され、その中に可動シールが配置されている。第２の端部または出口は、取外し可能なシールで被覆され、容器中の組成物を出口から出し、針または投与装置の他の中空チューブ部材を入れることを可能にするよう、針ハウジングに嵌合するように構成されている。組成物を、組成物を含有する装置を含むキットの形態で販売することができることも想定されている。前記組成物の出口と、組成物を排出する排出器と、組成物を動物内に投与する出口に嵌合している中空チューブ部材とを備える装置。
【００８０】
ひとたび組成物が対象に投与されると、組成物は、例えば、組成物に光を当てることによって重合させることができる。対象を、投与された組成物の重合を開始する照明光に当てることができる。光照射を用いて重合を達成する場合、対象には、通常、少なくとも約１０秒〜約１２０秒（例えば、少なくとも約１０秒、少なくとも約１５秒、少なくとも約２０秒、少なくとも約２５秒、少なくとも約３０秒、少なくとも約３５秒、少なくとも約４５秒、少なくとも約６０秒、少なくとも約９０秒、または少なくとも約１２０秒）間、照明による光照射を施す。いくつかの実施形態では、光照射を用いて重合を達成することができる場合、対象には、少なくとも約３０秒〜約５０秒（例えば、少なくとも約３０秒、少なくとも約３５秒、少なくとも約４０秒、少なくとも約４５秒、または少なくとも約５０秒）間、照明による光照射を施すことができる。対象に長波長紫外線を照射することによって重合を実施する場合、照射に、少なくとも約２０秒〜約６０秒（例えば、少なくとも約２０秒、少なくとも約２５秒、少なくとも約３０秒、少なくとも約３０秒、少なくとも約３５秒、少なくとも約４０秒、少なくとも約４５秒、少なくとも約４５秒、少なくとも約５０秒、少なくとも約５５秒、または少なくとも約６０秒）かけることができる。
【００８１】
少なくとも２回（例えば、３回、４回、または５回）の組成物の適用が対象に提供されるように、組成物を繰り返し対象に投与することもでき、その場合は、組成物を新たに投与するたびに組成物を重合させる。
【００８２】
本明細書に記載の組成物は、任意の好都合な方法で包装することができ、かつ例えば、個別容器を単独でまたは適用装置と一緒に含むキットを形成していてもよい。それらを共凍結乾燥させて、暗所で保存させるか、または反応しないように別の方法で維持する場合を除き、マクロマーは、開始剤と別々に保存することが好ましい。希釈した開始剤は再構成流体中にあることができ、安定化剤はマクロマーまたはシリンジ中にあり、他の成分は、化学的適合性によって、どちらのバイアル中にあってもよい。ＤＢＭは、混合前の生理的に許容される流体（例えば、開始剤溶液または混合したマクロマー／開始剤溶液）で再構成されるべき粉末としてキットに含まれていてもよい。薬物が組成物中で送達されることになっている場合、薬物は、その安定性および保存要件によって、これらのバイアルの
いずれかの中、または個別容器の中にあってもよい。
【００８３】
本明細書に開示された特徴は全て、任意の組合せで組み合わされてもよい。本明細書に開示された各々の特徴は、同一、同等、または同等の目的に適う代わりの特徴に置き換えられてもよい。したがって、別途明記されない限り、開示された各々の特徴は、包括的な一連の同等または同様の特徴の一例であるに過ぎない。
【００８４】
前述の説明から、本明細書に記載されたものの他に、本発明の様々な変更が当業者に明白になるであろう。そのような変更もまた、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図される。
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月27日(2012.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象における軟骨欠損を修復するために、欠損の部位において対象に有効量の組成物を使用するための方法であって、前記組成物は、脱灰骨基質（ＤＢＭ）とマクロマーの製剤とを含み、ここで、前記マクロマーは、少なくとも１つの水溶性領域、少なくとも１つの生体分解性領域、および少なくとも１つの反応性重合性基を含む、方法。
【請求項２】
前記水溶性領域が、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）、多糖、タンパク質、およびこれらの組合せから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水溶性領域がポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上の反応性重合性基が、エチレン性またはアセチレン性不飽和基、イソシアネート、エポキシド（オキシラン）、スルフヒドリル、スクシンイミド、マレイミド、アミン、イミン、アミド、カルボン酸、スルホン酸およびリン酸基から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記エチレン性不飽和基が、ビニル基、アリル基、不飽和モノカルボン酸、ジアクリレート、オリゴアクリレート、不飽和ジカルボン酸、および不飽和トリカルボン酸から選択される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記生体分解性領域が少なくとも１つのカーボネートまたはジオキサノン残基結合を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記カーボネート残基結合が環式脂肪族カーボネートに由来する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記カーボネート残基結合がポリ（トリメチレンカーボネート）残基である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記生体分解性領域が、ポリ（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（オルトエステル）、またはポリ（ホスホエステル）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記生体分解性領域がポリ（Ｌ−ラクチド）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記生体分解性領域がポリ（Ｌ−ラクチド）およびポリ（トリメチレンカーボネート）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記マクロマーが、ポリ（Ｌ−ラクチド）、ポリ（トリメチレンカーボネート）、およびアクリレートエンドキャップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記組成物が、重合を誘導するための開始剤をさらに含み、ここで、前記開始剤は、（ａ）光開始剤；（ｂ）化学開始剤；および（ｃ）熱開始剤から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記開始剤が熱開始剤である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記組成物がレオロジー調整剤をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記組成物が医薬活性成分をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記組成物が水和形態である、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記組成物がパテの形態である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
重合の工程をさらに含み、ここで、前記重合は、（ｉ）光重合；（ｉｉ）化学フリーラジカル重合；および（ｉｉｉ）熱フリーラジカル重合から選択される反応によって開始される、請求項１７に記載の方法
【請求項２０】
前記重合が軟骨組織の部位で行なわれる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記組成物を凍結乾燥させて、非水和組成物を生じさせる工程をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記非水和組成物が乾燥プラグの形態である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記乾燥プラグが約８５重量％〜約９６重量％のＤＢＭを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記乾燥プラグが約９２重量％〜約９６重量％のＤＢＭを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記乾燥プラグが約１重量％〜約４重量％の重合マクロマーを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記乾燥プラグは、前記乾燥プラグが約３ＭＰａの圧縮率を示すことを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記乾燥プラグは、前記乾燥プラグが約１．５ＭＰａの最大圧縮応力を示すことをさらに特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記対象が哺乳動物である、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記対象がヒトである、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記欠損の部位が関節内の骨軟骨欠損である、請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2013502982.tif 000003