(57)【要約】      （修正有）【課題】足場を形成する方法を提供すること。【解決手段】足場を形成する方法は、ポリマーを溶媒に溶解させてポリマー溶液を調製するステップと、沈殿剤をポリマー溶液に添加するステップと、ポリマー溶液からポリマーを沈殿かつ膨張させて足場を形成するステップと、足場から溶媒を除去するステップとを含む。沈殿剤を添加する前に、方法は、リン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つをポリマー溶液に添加して、ポリマー溶液およびリン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つを含む混合物を調製するステップをさらに含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
足場を形成する方法であって、
ポリマーを溶媒に溶解させてポリマー溶液を調製するステップと、
沈殿剤を前記ポリマー溶液に添加するステップと、
前記ポリマー溶液から前記ポリマーを沈殿かつ膨張させて前記足場を形成するステップと、
前記足場から前記溶媒を除去するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記沈殿剤を添加する前に、リン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つを前記ポリマー溶液に添加して混合物を調製するステップをさらに含み、
前記足場が、その中に埋め込まれた前記リン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記リン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つを前記ポリマー溶液に添加する前に、前記リン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つを沈殿剤で浸して、沈殿剤で浸した添加剤を調製するステップと、
前記沈殿剤で浸した添加剤を凍結するステップと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリマーを沈殿させる前に、前記混合物を凍結するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記沈殿剤が、水、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルエーテル、２−ブタノール、ヘキサン、およびこれらの混合物からなる群より選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記沈殿剤を前記混合物に滴下により添加するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリマーを沈殿させる前に、前記混合物を金型に入れるステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリマーが、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリグリコリド（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬ−ＬＡ）、ポリスルホン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアルケノイック、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリエステル、低級アルキルセルロースエーテル、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記リン酸カルシウムが、リン酸四カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸二カルシウム二水和物、無水リン酸水素カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸一カルシウム、リン酸β−三カルシウム、リン酸α−三カルシウム、オキシアパタイト、ヒドロキシアパタイト、およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つである、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記リン酸カルシウムが多孔性である、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶媒が、氷酢酸（ＧＡＡ）、酢酸、アニソール、クロロホルム、塩化メチレン、塩化アセチル、２，２，２−トリフルオロエタノール、トリフルオロ酢酸、１，２−ジクロロエタン、およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記生体活性添加剤が、生体活性ガラス、骨片、脱塩した骨片または骨粉、生細胞、凍結乾燥した骨髄、コラーゲン、その他の生体活性タンパク質または成長因子、生物製剤、ペプチド、グリコサミノグリカン、抗炎症化合物、抗生物質、抗菌元素、およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つである、請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポリマーがポリカプロラクトン（ＰＣＬ）であり、前記溶媒が氷酢酸（ＧＡＡ）である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ポリマーがポリカプロラクトン（ＰＣＬ）であり、前記溶媒がアニソールである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリマー溶液に溶解したポリマーの量が、ポリマー溶液の全重量に対して、約４ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記リン酸カルシウムが、リン酸β−三カルシウム（β−ＴＣＰ）である、請求項２に記載の方法。
【請求項１７】
前記リン酸カルシウムの量が、前記混合物の全重量に対して、約２０ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の範囲である、請求項２に記載の方法。
【請求項１８】
前記ポリマーが、約３，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１５０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記ポリマー溶液に対する前記沈殿剤の重量比が、約０．０５：１〜約３．５：１の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記ポリマー溶液に対する前記沈殿剤の重量比が、約０．５：１〜３：１の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記ポリマーの沈殿によって前記足場を形成する時間が、約１分〜約１時間の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記ポリマーの沈殿によって前記足場を形成する時間が、約５分〜約３０分の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記足場が、アモルファス高分子のマトリックスを含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、引用することによって本明細書の一部をなすものとする、２０１５年８月１２日に出願した米国特許第６２／２０４，１１９号明細書の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
骨移植材は、整形外科および／またはその他の医療分野において多くの用途に使用されており、例えば、隣接骨の部分を融合させて骨折を修復するため、関節を合着させて関節の痛みを緩和するため、および／またはインプラントもしくはその他の装置をさらに強固に骨へ付けるために使用されている。骨移植材は、整形外科の分野において非常に多くの適応を有し、この骨移植材は、修復部位で自然な骨成長（例えば、該部位で追加の骨を再生および／または形成するための骨成長）を促進する能力に依拠する。
【０００３】
改善された骨移植材は、継続的に必要とされている。例えば、患者自らの骨から処理される自家移植装置は、理想的な性質および放射線不透過性を有するものである。しかしながら、自家骨の使用は、患者に、再手術、痛み、およびドナーサイトにおける罹患を受けさせることとなる。ドナーの骨から処理される同種の移植装置も、疾病伝播の危険性を伴う。これらの装置は、形状およびサイズにおける変化の点で規制され、内移植後に低減する準最適な強度特性を有する。同種の移植装置の品質は、装置が天然であることから、変動する。また、同種の移植インプラントを提供する会社は、ドナー組織のバンクから補給品を得るため、供給が制限される傾向にある。
【０００４】
近年、合成材料が、自家移植装置および同種の移植装置に代わる実行可能な代替物になってきている。ほとんどの合成材料が、同種の移植片、自家の移植片および脱塩された骨基質（「ＤＢＭ」）を上回る多数の利点、例えば無制限の供給、疾病伝播の除去、再手術の排除、ならびに様々な形状およびサイズに造形する能力を共有する。多くの合成骨の移植片は、リン酸カルシウムを含有する組成物等、哺乳類の骨を厳密に模倣した材料を含んでいる。例示的なものとして、リン酸カルシウム組成物は、哺乳類の体内に見られる主要な鉱物相であるＢ型炭酸ヒドロキシアパタイト［Ｃａ５（ＰＯ４）３ｘ（ＣＯ３）ｘ（ＯＨ）］を含有している。リン酸カルシウム系セラミックスが製作され、造形体およびセメントを含むものの、これらに限定されない様々な形態で哺乳動物に移植されてきた。ヒドロキシアパタイト（「ＨＡｐ」）、リン酸三カルシウム（「ＴＣＰ」）、リン酸四カルシウム（「ＴＴＣＰ」）、ならびにその他のリン酸カルシウム塩および鉱物などの異なる化学量論的な組成物は、自然骨の適応性、生体適合性、構造、および強度をマッチングするために全て用いられた。血行の再建、治癒、および骨の再形成を促進する上での孔径および多孔性プロフィールの役割は、骨移植材にとって重要な性質として認識されてきている。骨に酷似している例示的な多孔性リン酸カルシウム材料の調製は、例えば、引用することによりその全体が本明細書の一部をなすものとする、米国特許第６，３８３，５１９号明細書、同第６，５２１，２４６号明細書および同第６，９９１，８０３号明細書に開示されている。
【０００５】
合成骨移植製品のＶｉｔｏｓｓ（登録商標）ライン（ＰＡ州、Ｍａｌｖｅｒｎ、Ｓｔｒｙｋｅｒ  Ｏｒｔｈｏｂｉｏｌｏｇｉｃｓにより製造）は、β−ＴＣＰ（すなわち、β−リン酸三カルシウム）、コラーゲン、および／または生体活性ガラスを含むものである。
【０００６】
骨移植材を支持するために足場を使用してもよい。医療装置に最もよく使用される足場の中には、哺乳動物由来のコラーゲンがある（Ａ．Ｏｙｒａｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｔｈｏｐ．Ｓｕｒｇ．Ｒｅｓ．２０１４  Ｍａｒ  １７；９（１）：１８）。
【０００７】
ＰＣＬ等の生体適合性ポリマーを用いた合成足場も入手可能であり、成型(molding)、溶液キャスティング(solvent casting)、微粒子の浸出(particulate leaching)、溶媒の蒸発、電界紡糸繊維またはそのメッシュ、および３−Ｄプリント構造体によって、またはこれらを使用することによって形成できる（Ｍ．Ａ．Ｗｏｏｄｒｕｆｆ  ａｎｄ  Ｄ．Ｗ．Ｈｕｔｍａｃｈｅｒ，Ｔｈｅ  ｒｅｔｕｒｎ  ｏｆ  ａ  ｆｏｒｇｏｔｔｅｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ：Ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  ２１ｓｔ  ｃｅｎｔｕｒｙ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｐ．１−１０２，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｐｒｅｓｓ（２０１０））を参照）。また、溶液キャスティングした足場のものと同様の性質を有する、高度に秩序化された結晶構成体も形成することができる（Ａ．Ｇ．Ａ．Ｃｏｏｍｂｅｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２５（２００４）３１５−３２５）。しかし残念ながら、このような合成足場は、泡状粘稠性(foam-like consistency)に欠け、高密度で過度に堅く、いくつかの所望の性質、例えば生体液を吸収して保持するための多孔性、成型性および骨の中の孔または欠損に収まるための圧縮性に欠けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，３８３，５１９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５２１，２４６号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９９１，８０３号明細書
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ａ．Ｏｙｒａｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｔｈｏｐ．Ｓｕｒｇ．Ｒｅｓ．２０１４  Ｍａｒ  １７；９（１）：１８
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｗｏｏｄｒｕｆｆ  ａｎｄ  Ｄ．Ｗ．Ｈｕｔｍａｃｈｅｒ，Ｔｈｅ  ｒｅｔｕｒｎ  ｏｆ  ａ  ｆｏｒｇｏｔｔｅｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ：Ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  ２１ｓｔ  ｃｅｎｔｕｒｙ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｐ．１−１０２，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｐｒｅｓｓ（２０１０）
【非特許文献３】Ａ．Ｇ．Ａ．Ｃｏｏｍｂｅｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２５（２００４）３１５−３２５
【００１０】
骨移植用途の合成材料の進歩にもかかわらず、当該技術分野では、さらなる改善、例えば、調節可能な性質を有し、動物組織由来の材料がなく、複雑な方法を伴わずに製造可能な材料が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【００１１】
本明細書にて、本発明に係る足場および足場を形成する方法を開示する。いくつかの実施の形態において、足場を形成する方法は、ポリマーを溶媒に溶解させてポリマー溶液を形成するステップと、沈殿剤をポリマー溶液に添加するステップと、ポリマー溶液からポリマーを沈殿かつ膨張させて足場を形成するステップと、足場から溶媒を除去するステップとを含む。
【００１２】
いくつかの実施の形態では、足場を形成する方法は、ポリマーを溶媒に溶解させてポリマー溶液を形成するステップと、沈殿剤をポリマー溶液に添加するステップと、ポリマー溶液からポリマーを沈殿させて、アモルファス高分子のマトリックス(amorphous polymer matrix)を含む足場を形成するステップと、足場から溶媒を除去するステップとを含む。
【００１３】
いくつかの実施の形態では、足場を形成する方法は、ポリマーを溶媒に溶解させてポリマー溶液を調製(form)するステップと、沈殿剤をポリマー溶液に添加するステップと、ポリマー溶液からポリマーを沈殿させて足場を形成するステップであって、ポリマーの沈殿によって足場を形成する時間を約１分から約１時間を範囲とするステップと、足場から溶媒を除去するステップとを含む。
【００１４】
いくつかの実施の形態では、足場を形成する方法は、ポリマーを溶媒に溶解させてポリマー溶液を調製するステップと、沈殿剤をポリマー溶液に添加するステップと、ポリマー溶液からポリマーを沈殿させて足場を形成するステップであって、ポリマー溶液に対する沈殿剤の重量比を約０．０５：１〜約３．５：１を範囲とするステップと、足場から溶媒を除去するステップとを含む。
【００１５】
いくつかの実施の形態では、足場は、約０．０２５ｇ／ｃｍ３〜約０．０６３ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有するアモルファス高分子のマトリックスを含む。
【００１６】
いくつかの実施の形態では、足場は、その中に埋め込まれたリン酸カルシウムまたは生体活性物質のうちの少なくとも１つを有するアモルファス高分子のマトリックスを含むものである。
【００１７】
いくつかの実施の形態では、本発明に係る方法は、沈殿剤を添加する前に、リン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つをポリマー溶液に添加して、混合物を調製(form)するステップをさらに含み、ポリマーを沈殿させた後、形成した足場は、その中に埋め込まれたリン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つを含む。
【００１８】
いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムの量は、混合物の全重量に基づいて、約１５重量％〜約４０重量％の範囲である。
【００１９】
いくつかの実施の形態では、本発明に係る方法は、リン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つをポリマー溶液に添加する前に、リン酸カルシウムまたは生体活性物質のうちの少なくとも１つを沈殿剤で浸して、沈殿剤で浸した添加剤を調製するステップと、沈殿剤で浸した添加剤を凍結するステップとをさらに含む。
【００２０】
いくつかの実施の形態では、本発明に係る方法は、ポリマーを沈殿させる前に、混合物を凍結するステップをさらに含む。
【００２１】
いくつかの実施の形態では、沈殿剤は、水、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルエーテル、２−ブタノール、ヘキサン、およびこれらの混合物からなる群より選択される。
【００２２】
いくつかの実施の形態では、本発明に係る方法は、沈殿剤を滴下により添加するステップをさらに含む。
【００２３】
いくつかの実施の形態では、本発明に係る方法は、ポリマー溶液またはポリマー溶液とリン酸カルシウムもしくは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つとの混合物の表面上に沈殿剤を吹き付ける、または噴霧することによって、沈殿剤を添加するステップをさらに含む。
【００２４】
いくつかの実施の形態では、本発明に係る方法は、ポリマー溶液またはポリマー溶液とリン酸カルシウムもしくは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つとの混合物の表面上に沈殿剤を流す、または注ぐことによって、沈殿剤を添加するステップをさらに含む。
【００２５】
いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液またはポリマー溶液とリン酸カルシウムもしくは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つとの混合物を、沈殿剤中に浸漬する。
【００２６】
いくつかの実施の形態では、本発明に係る方法は、ポリマーを沈殿させる前に、混合物を金型に入れるステップをさらに含む。
【００２７】
いくつかの実施の形態では、本発明に係る方法は、ポリマーを沈殿させる前に、混合物を基質上に付着させるステップをさらに含む。
【００２８】
いくつかの実施の形態では、基質(substrate)は、メッシュまたはスクリーン、多孔性のポリマー基質(porous polymer substrate)、骨縫合アンカー(bone suture anchor)、多孔性の金属インプラント、生体組織、脱細胞化組織、およびこれらの混合物からなる群より選択されるものである。
【００２９】
いくつかの実施の形態では、本発明に係る方法は、ポリマーを沈殿させる前に、基質を沈殿剤で浸すことをさらに含む。
【００３０】
いくつかの実施の形態では、ポリマーは、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリグリコリド（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬ−ＬＡ）、ポリスルホン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアルケノイック(polyalkenoics)、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリエステル、低級アルキルセルロースエーテル、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つである。
【００３１】
いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムは、リン酸四カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸二カルシウム二水和物、無水リン酸水素カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸一カルシウム、リン酸β−三カルシウム、リン酸α−三カルシウム、オキシアパタイト、ヒドロキシアパタイト、およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つである。
【００３２】
いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムは多孔性である。
【００３３】
いくつかの実施の形態では、溶媒は、氷酢酸（ＧＡＡ）、酢酸、アニソール、クロロホルム、塩化メチレン、塩化アセチル、２，２，２−トリフルオロエタノール、トリフルオロ酢酸、１，２−ジクロロエタン、およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つである。
【００３４】
いくつかの実施の形態では、生体活性添加剤は、生体活性ガラス、骨片、脱塩した骨片または骨粉、生細胞、凍結乾燥した骨髄、コラーゲン、その他の生体活性タンパク質または成長因子、生物製剤(biologics)、ペプチド、グリコサミノグリカン、抗炎症化合物、抗生物質、抗菌元素、およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つである。
【００３５】
いくつかの実施の形態では、ポリマーは、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）であり、溶媒は、氷酢酸（ＧＡＡ）である。
【００３６】
いくつかの実施の形態では、ポリマーは、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）であり、溶媒は、アニソールである。
【００３７】
いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液に溶解したポリマーの量は、ポリマー溶液の全重量に対して、約４ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の範囲である。
【００３８】
いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムは、リン酸β−三カルシウム（β−ＴＣＰ）である。
【００３９】
いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムの量は、混合物の全重量に対して、約２０ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の範囲である。
【００４０】
いくつかの実施の形態では、ポリマーは、約３，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１５０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有する。
【００４１】
いくつかの実施の形態では、ポリマーの沈殿によって足場を形成する時間は、約１分〜約１時間の範囲である。
【００４２】
いくつかの実施の形態では、沈殿によって足場を形成する時間は、約５分〜約３０分の範囲である。
【００４３】
いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液に対する沈殿剤の重量比は、約０．０５：１〜約３．５：１の範囲である。
【００４４】
いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液に対する沈殿剤の重量比は、約０．５：１〜約３：１の範囲である。
【００４５】
いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムの量は、混合物の全重量に基づいて、約１５重量％〜約４０重量％の範囲である。
【００４６】
いくつかの実施の形態では、溶媒の除去は、沈殿剤の除去をさらに含む。
【００４７】
いくつかの実施の形態では、溶媒および／または沈殿剤を除去する時間は、約５分〜約３時間の範囲である。
【００４８】
いくつかの実施の形態では、溶媒および／または沈殿剤を除去する時間は、約５分〜約１時間の範囲である。
【００４９】
いくつかの実施の形態では、溶媒および／または沈殿剤を除去する時間は、約５分〜約３０分の範囲である。
【００５０】
いくつかの実施の形態では、溶媒および／または沈殿剤を除去する時間は、約２０分〜約３０分の範囲である。
【００５１】
いくつかの実施の形態では、足場は、アモルファス高分子のマトリックスを含むものである。
【００５２】
いくつかの実施の形態では、足場は、アモルファス高分子のマトリックスに埋め込まれたリン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つを含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ−１Ｄ】図１Ａ−図１Ｄは、本発明に係るいくつかの実施の形態による、ある範囲の濃度のポリマー溶液を使用して形成(made)した足場の画像である。
【図２Ａ−２Ｆ】図２Ａ−図２Ｆは、本発明に係るいくつかの実施の形態による、ある範囲の量のポリマー溶液を使用して形成した足場の画像である。
【図３】図３は、本発明に係る一実施の形態による足場の画像である。
【図４】図４は、本発明に係る別の実施の形態による足場の画像である。
【図５Ａ−５Ｄ】図５Ａ−図５Ｄは、本発明に係るいくつかの実施の形態による足場の画像である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明に係るいくつかの実施の形態による基質の画像である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明に係るいくつかの実施の形態による図６Ａの基質を含む足場の画像である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明に係るいくつかの実施の形態による基質の画像である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明に係るいくつかの実施の形態による図７Ａの基質を含む足場の画像である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明に係るいくつかの実施の形態による図７Ａの基質を含む足場の画像である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明に係るいくつかの実施の形態による図７Ａの基質を含む足場の画像である。
【図８】図８は、図７Ｂに示す足場の高倍率の画像である。
【図９Ａ】図９Ａは、図７Ｃの足場の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９ＡのＳＥＭ画像のＥＤＡＸ（エネルギー分散Ｘ線）化学的なマップである。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図７Ｃの足場のＥＤＡＸデータを示す図である。
【図１０Ａ．１０Ｂ】図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明のいくつかの実施の形態による足場のＳＥＭ画像である。
【図１１】図１１は、図１０Ａに示す足場の領域からのＥＤＡＸデータを示す図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るいくつかの実施の形態による足場のＳＥＭ画像である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明に係るいくつかの実施の形態による足場の領域からのＥＤＡＸデータを示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明に係るいくつかの実施の形態による、図１２に示す足場の領域からのＥＤＡＸデータを示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明に係るいくつかの実施の形態による、異なる量の沈殿剤を使用して形成した足場の画像である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明に係るいくつかの実施の形態に従って添加された沈殿剤の量に応じた、図１４Ａに示す足場の厚さの変動を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明に係るいくつかの実施の形態による、異なる順序の処理工程を用いて形成した足場の画像である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下に、本発明をより詳細に説明する。
【００５５】
本明細書にて、全てのパーセンテージおよび比は、全組成物の重量により、全ての測定は、別段の指定がない限り、ほぼ室温かつ標準圧力下で行われる。用語「室温(room temperature)」とは、本明細書にて、約２２℃から約２６℃の間の範囲の温度を意味するものとする。また、全ての温度は、別段の指定がない限り、摂氏度で表す。
【００５６】
本発明は、その構成要素ならびに本明細書に記載のその他の成分もしくは要素を含み得る（無制限）またはこれらから本質的になり得る。用語「含む(comprising)」は、本明細書にて、列挙される要素または構造もしくは機能におけるその同等物に加えて、列挙されていないその他の任意の１つ以上の要素を意味する。用語「有する(having)」および用語「含めた(including)」も、別段の示唆がない限り、無制限とする。
【００５７】
用語「から本質的になる(consisting essentially of)」は、本発明の特許請求の範囲にて列挙するものに加えて、追加の成分を含んでもよいが、追加の成分が、請求された発明の基本的かつ新規の特性を実質的に変更しない場合に限ることを意味する。このような追加の成分は、存在しないか、またはごく少量のみしか存在しないことが好ましい。しかしながら、（有効度とは対照的に）化合物の効用が維持される限りにおいて、本発明に係る基本的かつ新規の特性を実質的に変更し得る材料を、最大約１０重量％まで含むことが可能である。
【００５８】
全ての範囲は、本明細書にて、２つの値の「間(between)」の範囲を列挙するものを含めた、端点を含み得る。用語「約(about)」、「概して(generally)」、「実質的に(substantially)」等は、絶対不変でないが、先行技術に読めないように、用語または値を修正すると解釈される。このような用語は、状況によって定義され、用語は、当業者に理解される用語に修正される。また、これは、少なくとも、値を測定するために使用される所与の技法について推定される実験的、技術的および機器的な誤差の度合いを含む。
【００５９】
範囲の形式的な記述は、単に便宜上および簡略のためであり、本発明の範囲に対して柔軟性に欠いた制限をかけるものとは解釈すべきでないことをさらに理解すべきである。これに応じて、範囲の記述は、その範囲内で可能な全ての部分領域ならびに個々の数値を具体的に開示したと考えるべきである。例えば、１〜６等の範囲の記述は、その範囲内の１〜３、１〜４、１〜５、２〜４、２〜６、３〜６等の部分領域、ならびに個々の数、例えば、１、２、２．３、３、４、５、５．７および６を具体的に開示したと考えるべきである。これは、範囲の広さにかかわらず適応される。
【００６０】
用語「リン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つ(at least one of calcium phosphate or bioactive additive)」、「リン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤(calcium phosphate and/or bioactive additive)」、ならびに「生体活性添加剤および／またはリン酸カルシウム(bioactive additive and/or calcium phosphate)」等は、本明細書にて区別なく用いられ、「生体活性添加剤なしでリン酸カルシウムのみ、リン酸カルシウムなしで生体活性添加剤のみ、またはリン酸カルシウムと生体活性添加剤の両方(calcium phosphate without bioactive additive, bioactive additive without calcium phosphate, or both calcium phosphate and bioactive additive)」を意味すると理解すべきである。
【００６１】
用語「ポリマー溶液の重量パーセント(weight percent of the polymer solution)」または「ポリマー濃度(polymer concentration)」および「混合物の重量パーセント(weight percent of the mixture)」は、意味が異なる。用語「ポリマー溶液の重量パーセント」または「ポリマー濃度」は、溶媒の重量に対するポリマーの重量として定義される。例えば、１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液は、１００グラムのＧＡＡに対して１０グラムのＰＣＬを有し得る。一方、用語「混合物の重量パーセント」は、構成要素を含む混合物の全重量に対する混合物の構成要素の重量として定義される。例えば、リン酸カルシウムと１０ｗｔ％のリン酸カルシウムを有する１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液との混合物は、混合物の全重量、すなわちリン酸カルシウムと１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液との合計重量１００グラムに対してリン酸カルシウム１０ｇであってよい。用語「重量比(weight ratio)」は、ある構成要素の重量に対する別の構成要素の重量として定義される。例えば、１０％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液２グラムに対する水６グラムの重量比は、６：２である。
【００６２】
用語「分子量(molecular weight)」は、別段の指定がない限り、ポリマーの分子量に関する重量平均分子量（Ｍｗ）である。ポリマーの数平均分子量を使用する場合、Ｍｎで示す。
【００６３】
用語「泡(foam)」、「泡状(form-like)」、「泡立ち(forming)」は、古典的に定義された泡を含む足場または泡立ちによって形成された足場を説明することを意図しておらず、ここでの古典的に定義された泡は、液体中の小さな泡の塊を含むものである。用語「泡」、「泡状」、または「泡立ち」は、本明細書にて、発泡スチロールまたはシームフォームに類似した足場の物理的な外観を説明するものである。
【００６４】
用語「膨張(expansion)」または「膨張する(expanding)」は、ポリマー溶液から沈殿する際もしくはその間に、ポリマー分子群が占める容積もしくは空間の増加または沈殿時に形成される足場の容積の増加を説明する。ポリマー溶液中に最初に存在していた沈殿かつ膨張したポリマーまたはポリマー溶液とリン酸カルシウムもしくは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つとを含む混合物中に最初に存在していた沈殿かつ膨張したポリマーから形成される足場は、泡状および／またはアモルファスの構造を有し得る。
【００６５】
［方法］
いくつかの実施の形態に従って本発明に係る足場を形成する方法を説明する。一実施の形態において、足場の調製方法は、ポリマーを溶媒に溶解させてポリマー溶液を調製(form)するステップと、沈殿剤をポリマー溶液に添加するステップと、ポリマー溶液からポリマーを沈殿かつ膨張させて足場を形成するステップと、足場から溶媒を除去するステップとを含み得る。
【００６６】
本発明に係る方法は、二相系を用いて足場を形成することができる。二相系は、一相としてのポリマー溶液および他相としての沈殿剤を含んでよい。ポリマー溶液に導入されることで沈殿剤がもたらす化学反応性は、迅速な混合、ポリマーの沈殿および膨張を誘導して足場を形成する。足場は、数分以内に形成することができ、比較的に均一で、アモルファス、非晶質、泡状、および多孔性であってよく、不規則な大きさの孔およびチャネルを有していてよい。方法は、泡状構造を有する足場を実現するために発泡剤を使用していない。一実施の形態では、ポリマー溶液は、氷酢酸に溶解したＰＣＬ等の粘性溶液であってもよい。一実施の形態では、沈殿剤は、水、非有機の低粘性の溶媒(non-organic low viscosity solvent)であってよい。
【００６７】
ポリマーは、本明細書に記載の１種以上のポリマーを含むことができる。溶媒は、ポリマーを溶解することができる任意の好適な溶媒を含むことができ、溶解されるポリマーに応じて様々であり得る。例示的な溶媒として、これらに限定されるものではないが、氷酢酸（ＧＡＡ）、アニソール、クロロホルム、塩化メチレン、塩化アセチル、２，２，２−トリフルオロエタノール、トリフルオロ酢酸および／または１，２−ジクロロエタンのうちの１つ以上を挙げることができる。方法で利用可能なその他の溶媒は、引用することにより本明細書の一部をなすものとするＢｏｒｄｅｓ，Ｃ．，ｅｔ  ａｌ．，２０１０，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊ．Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ，３８３，２３６−２４３によって示されている。
【００６８】
ポリマーは、所望の性質を有する足場を生成するために必要な任意の好適な濃度の溶媒に溶解することができる。ポリマー溶液中のポリマーの濃度は、結果として得られる足場の機械的な性質、例えば柔軟性およびリン酸カルシウムまたは生体活性添加剤を保持する能力に影響を与え得る。いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液の物理的および化学的な性質、例えば分子量、比重、極性等は、該ポリマー溶液から形成される足場の形態に影響があり得る。いくつかの実施の形態では、足場の形態は、ポリマーおよび／または溶媒のアイデンティティにより、少なくとも部分的に修正が可能である。
【００６９】
溶液中のポリマーの濃度は、使用するポリマーおよび溶媒によって決まり得る。例えば、多くの異なる溶媒に対するＰＣＬの可溶性が、Ｂｏｒｄｅｓ，Ｃ．，ｅｔ  ａｌ．に記録されており、ここで、使用する溶媒によっては、ある範囲の分子量を有するＰＣＬが最大５０ｗｔ％までの溶液に可溶な場合があることに留意されたい。いくつかの実施の形態では、ポリマーの濃度は、溶媒の重量に対して、約１ｗｔ％〜約５０ｗｔ％、好ましくはポリマー溶液の約５．０ｗｔ％〜約１５ｗｔ％、より好ましくは約７．０ｗｔ％〜約１０ｗｔ％の範囲であってよい。ポリマーの濃度範囲は、いくつかの実施の形態では、５０ｗｔ％を上回ることがある。いくつかの実施の形態では、ポリマーは、ポリマー溶液中に、飽和量または過飽和量で存在し得る。いくつかの実施の形態では、ポリマーはＰＣＬであってよく、溶媒はＧＡＡでよく、ＰＣＬは、ＧＡＡ中に、約７．０ｗｔ％〜約１０ｗｔ％超まで、または飽和レベルまでの範囲で溶解している。いくつかの実施の形態では、ＧＡＡ中に溶解しているＰＣＬの場合、飽和レベルは、約１０ｗｔ％超、約１５ｗｔ％未満でよい。図１に示すように、約７．０ｗｔ％から最大で飽和レベルまでの範囲（１０％〜１５％でラベル表示される）のＰＣＬの溶液が、足場を形成した金型の形状を保持し、成型プロセス中に足場に埋め込まれるリン酸カルシウムを保持する足場を生成することができる。いくつかの実施の形態では、ＧＡＡの代わりにアニソールを溶媒として使用して、より高濃度のＰＣＬの溶液を実現することができる。このような実施の形態では、ＰＣＬは、約１０ｗｔ％〜約５０ｗｔ％のアニソールに溶解してよい。例えば、約１４，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するＰＣＬは、最大５０ｗｔ％のアニソールに可溶であり、６５，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するＰＣＬは、１０ｗｔ％で溶解できるが、５０ｗｔ％未満でも溶解することができる。
【００７０】
本発明に係る方法は、ポリマー溶液からポリマーを沈殿させて足場を形成するステップを含むことができる。あるいは、リン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤を使用するとき（以下でさらに説明する）、リン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤をポリマー溶液に添加して調製される混合物からポリマーを沈殿させることができる。他の方法を利用して生じる高密度の足場と異なり、ポリマー溶液からのポリマーの沈殿は、綿毛状(fluffy)、アモルファス、吸収性、かつ低密度の足場を生じることができる。低密度の足場は、高密度の足場とは対照的に、より多孔性、変形可能性、ドレープ性、圧縮性があり、かなりの程度までの耐荷重性はなく、手で引き裂くことが可能である。高密度の足場は、低密度の足場と比べて、多孔性が低く、ある程度の耐荷重性、剛性、仮にあったとしても僅かなドレープ性があり、あまり圧縮性はなく、不可能ではないにしても手で引き裂くことは困難であると考えられる。いくつかの実施の形態では、中密度または高密度の足場も、本明細書で考察される方法を利用して実現可能である。いくつかの実施の形態では、足場は、手の圧力にある程度抵抗することができ、該足場の重量の１０倍以上の力を加えても流体を保持できる。いくつかの実施の形態では、足場の圧縮抵抗は、ポリマー溶液中のポリマー濃度、ポリマー分子量、ならびに使用したリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤の量のうちのいずれかまたは全てによって左右され得る。
【００７１】
ポリマー溶液または混合物を沈殿剤と接触させることによってポリマーを沈殿させて、足場を形成することができる。いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液または混合物を沈殿剤と接触させることによって足場全体を形成することができる。例えば、沈殿剤を使用して一部のポリマーを沈殿し、溶媒を除去して別の部分のポリマーを沈殿することによって、足場が区分的に形成されることはない。いくつかの実施の形態では、泡状および／またはアモルファスの構造を有する足場は、沈殿剤の不在下では形成されない。例えば、沈殿剤がない状況下で溶媒を除去してポリマーを沈殿させることは、泡状および／またはアモルファスの構造を有する足場を形成しない。例示的な沈殿剤として、これらに限定されないが、水、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルエーテル、２−ブタノール、ヘキサン、またはこれらの組み合わせを挙げることができる。足場を沈殿させる合計時間は、分のオーダーでよい。いくつかの実施の形態では、沈殿時間は、約１分〜約３０分の範囲でよい。その他の実施の形態では、沈殿時間は、約５分〜２５分の範囲でよい。さらに他の実施の形態では、沈殿時間は、１０分〜２０分の範囲でよい。さらに他の実施の形態では、最長１時間の沈殿時間を利用することができる。
【００７２】
ポリマーは、様々な方法によって沈殿させることができる。例えば、金型を使用するいくつかの実施の形態では、最初に、金型に入れたポリマー溶液の露出表面に、沈殿剤を滴下で添加してよい。次いで、その金型を、任意選択的に、沈殿剤中に浸してもよい。いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液が基質上に存在するとき、基質を含むポリマー溶液を沈殿剤中に浸してポリマーを沈殿させ、足場を形成することができる。いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液またはポリマー溶液とリン酸カルシウムもしくは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つとを含む混合物の表面上に沈殿剤を吹き付けでもよい、または噴霧してよい。いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液またはポリマー溶液とリン酸カルシウムもしくは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つとの混合物の表面上に沈殿剤を流してもよい、または注いでもよい。添加した沈殿剤の量および／またはその添加速度は、結果として得られた足場の泡状の品質および密度に大きく影響し得る。
【００７３】
いくつかの実施の形態では、方法の工程を実施する順序が、結果として得られる足場の形態を決定し得る。例示的な一実施の形態を、後述の実施例６で説明する。ある条件下で、ポリマー溶液に沈殿剤を滴下により添加することによって形成される足場は、綿毛状かつアモルファスで泡状の足場をもたらし得る。また、ある条件下で、同じ量のポリマー溶液を沈殿剤に滴下により添加すると、結果として得られる足場は、不規則な形状になり得、不均一な密度を有する。
【００７４】
ポリマーは、ポリマー溶液またはポリマー溶液とリン酸カルシウムもしくは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つとを含む混合物から沈殿させるとき、またはその間に、膨張し得る。いくつかの実施の形態では、ポリマーの沈殿および膨張は同時に起こる。いくつかの実施の形態では、沈殿剤の量および／またはそれを添加する速度が、足場の沈殿および膨張を両方とも引き起こし得る。例示的な一実施の形態を、実施例６で説明する。沈殿剤を使用せず、空気乾燥を通して足場が形成される場合、足場は、高密度で、手で操作したとき、僅かに柔軟性があり、目視検査に基づいて多孔性が低いか、または無孔であるように見える。ＰＣＬの溶液の量に対して、沈殿剤の量を増加するほど、結果として得られる足場は、低密度、多孔性かつ綿毛状であり、発砲スチロールのような外観になる。沈殿剤の量を、ＰＣＬの溶液の量に対して極度に増加すると、足場は膨張し続けるが、不規則な形状の足場になるまで膨張し得る。いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液に対する沈殿剤の重量比は、約０．０５：１〜約３．５：１の範囲でよい。いくつかの実施の形態では、重量比は、約０．５：１〜３：１の範囲でよい。さらに他の実施の形態では、重量比は、３．５：１超の範囲であり得る。
【００７５】
足場の膨張は、添加する沈殿剤の量により制御できる。この膨張は、沈殿剤を使用しない足場に対する、足場の密度および／または多孔性を変更し得る。いくつかの実施の形態では、足場の厚さは、沈殿剤を使用しない足場の厚さより少なくとも約２倍であり得る。いくつかの実施の形態では、足場の厚さは、少なくとも約３倍から最大で約８倍までの場合もある。さらに別の実施の形態では、足場の厚さが、沈殿剤を使用しない足場の厚さよりも少なくとも約１桁大きいこともある。さらに別の実施の形態では、厚さが約１桁よりも大きい足場を利用することがある。
【００７６】
いくつかの実施の形態では、足場の密度は、膨張足場の厚さと逆線形関係を有し得る。例えば、沈殿剤を使用して形成された足場は、沈殿剤を使用せずに形成された足場の約２倍の厚さおよび約５０％の密度を有し得る。いくつかの実施の形態では、沈殿剤を使用して形成された足場の密度は、沈殿剤を使用せずに形成された足場の密度の約９０％〜約１４％の範囲であり得る。いくつかの実施の形態では、密度は、約７０％〜約１４％の範囲であり得る。その他の実施の形態では、密度は、約５０％〜１４％の範囲であり得る。さらに他の実施の形態では、密度は、約４０％〜約１４％の範囲であり得る。さらに他の実施の形態では、密度は、約２９％〜約１４％の範囲であり得る。さらに別の実施の形態では、密度は１４％未満であり得る。さらに別の実施の形態では、約１１％以下の密度を利用することがある。しかしながら、必ずしも、全ての場合において逆線形の関係を持たなくてもよく、足場の形成に使用する金型の形状に依存し得る。
【００７７】
沈殿剤を使用して形成された足場の多孔性は、沈殿剤を使用せずに形成された足場の多孔性よりも高い可能性がある。いくつかの実施の形態において、添加する沈殿剤の量を増やしたとき等、足場の密度が低くなれば、流体収容力または多孔性は向上し得る。
【００７８】
いくつかの実施の形態では、足場の表面トポロジーおよびことによればある程度の足場厚さは、混合物の表面への沈殿剤の添加の仕方によって制御することが可能である。例えば、一様の細かい吹き付けは、平らで高密度な表面を産生し得る。その他の実施の形態では、ピペットを用いてゆっくり滴下により添加すると、くぼみのある、綿毛状の表面を得ることができる。ゆっくりから急激な、沈殿剤の表面下の様々な深さまでの浸漬は、程度の異なる綿毛状の、海の泡状表面および厚さを有する足場を生成し得る。沈殿剤の添加が、滴下による添加または細かい水の霧吹きによって注意深く制御される場合、結果として得られる足場の寸法は、これを成型した金型の寸法に大体近くなり得る。いくつかの実施の形態では、金型は、約５ｍｍ〜約３０ｍｍの範囲の厚さを有し得る。いくつかの実施の形態では、金型は、約３０ｍｍ超の厚さを有する。いくつかの実施の形態では、任意の好適な厚さの金型を利用することができる。いくつかの実施の形態では、足場沈殿の方法に応じて、足場の厚さは、金型の厚さを１ミリメートル以上超え得る。方法は、ポリマー溶液にリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤のうちの少なくとも１つを添加して混合物を調製するステップを含み得る。任意の好適なリン酸カルシウムまたは生体活性添加剤を利用してよい。用途に応じて、混合物は、溶液、または懸濁液、またはペーストに変えてよい。例えば、リン酸カルシウムおよび／または生体活性ガラスの粒子を添加した場合、混合物は懸濁液でよい。あるいは、可溶性リン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤を使用する場合、混合物は溶液でよい。いくつかの実施の形態では、混合物は、ペースト等、粘性であってもよく、これは、リン酸カルシウムまたは生体活性添加剤に対するポリマー溶液の量ならびにペーストの粒子成分のサイズを制御することによって得ることができる。例えば、混合物を基質上にコーティングするとき、ペーストが利用され得る。しかしながら、溶液または懸濁液の混合物も、基質のコーティングに使用することができる。
【００７９】
混合物中のリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤の量は、用途に応じて変更してよい。いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムの量は、混合物の全重量に基づいて、約１５〜約５０ｗｔ％の範囲でよい。混合物の全重量は、混合物の個々の成分、例えばリン酸カルシウム、生体活性添加剤、およびポリマー溶液の合計重量でよい。いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムの量は、約１５ｗｔ％〜約４０ｗｔ％、好ましくは約２０ｗｔ％〜約４０ｗｔ％の範囲でよい。いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムが約２０ｗｔ％を超えたとき、混合物はペーストでよい。混合物中に存在する生体活性添加剤の量は、生体活性添加剤のアイデンティティによって左右され得、混合物の約０．００１ｗｔ％〜約８０ｗｔ％の範囲でよい。例えば、成長因子である生体活性添加剤は、非常に低い濃度から低い濃度、例えば混合物の約０．００１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％の範囲で存在してよい。例えば、コラーゲン等、構造成分である生体活性添加剤は、高濃度、例えば、混合物の約１０ｗｔ％〜約８０ｗｔ％の範囲で存在してよい。
【００８０】
その他の成分、例えばリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤に対して使用されるポリマー溶液の量は、性質に影響を与え得る。例えば、図２に示すように、１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液の場合、１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液に対して少なくとも約１９ｗｔ％のリン酸カルシウムの量は、足場を形成した金型の形状を保持し、リン酸カルシウムも保持する足場を生成することができる。一方で、この例示的な実施の形態においては、約１９ｗｔ％未満では、足場は、金型の形状を保持できず、少なくともいくらかのリン酸カルシウムを保持することもできない。
【００８１】
混合物は、様々な方法で形成することができる。いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液と、リン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つとを組み合わせて混合物を形成することができ、次いで金型または足場を造形するのに適した任意の装置中で、混合物を基質上に付着させてよい。一実施の形態では、リン酸カルシウムを金型中で付着させ、次いでポリマー溶液を金型に添加して混合物を調製する。一実施の形態では、基質をポリマー溶液に浸け、次いでコーティングされた基質をリン酸カルシウムに浸ける、またはそうでなければリン酸カルシウムでコーティングする。同様の混合物の調製方法を生体活性添加剤にも使用することができる。
【００８２】
いくつかの実施の形態では、沈殿剤を、リン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤中で凍結してよい。例えば、ポリマー溶液にリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤を添加する前に、リン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤を沈殿剤で浸して、凍結してもよい。次いで、凍結したリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤をポリマー溶液と混合して混合物を調製してもよい。凍結したリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤は、混合物中で解凍し、沈殿剤を放出し、その結果、混合物からポリマーを沈殿させて足場を形成することができる。
【００８３】
いくつかの実施の形態では、ポリマー溶液を凍結し、次いで沈殿剤に添加してもよい。その他の実施の形態では、ポリマー溶液とリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤との混合物を凍結し、次いで沈殿剤に添加してもよい。例えば、ポリマー溶液をリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤と混合して混合物を調製してもよい。次いで、混合物を凍結し、次いで沈殿剤と接触させてよい。凍結混合物が解凍すると、ポリマーの沈殿が生じて足場を形成することができる。
【００８４】
一実施の形態において、足場は、生細胞を含む生体活性添加剤を用いて形成することができる。例えば、このような足場は、生細胞を組織またはインプラントに送達するために使用され得る。生細胞は、細胞にとって適切な凍結媒体中で凍結してよい。凍結した生細胞を、水酸化ナトリウムまたは別の塩基を含有する凍結溶液中にさらに入れて、凍結製剤(frozen formulation)を調製することができる。凍結製剤をポリマー溶液中に浸して混合物を調製し得る。塩基とポリマーとの混合物が中性のｐＨに達すると、ポリマーは、生細胞の周囲で沈殿し、生細胞を囲み入れて、足場を形成することができる。
【００８５】
本発明に係る方法は、足場から溶媒および／または沈殿剤を除去するステップを含んでもよい。例えば、ポリマーの沈殿後、任意の好適な方法によって、結果として得られた足場から溶媒を除去してもよい。いくつかの実施の形態では、溶媒を除去する際、沈殿剤を除去することができる。溶媒および／または沈殿剤の除去は、任意の好適な時間枠で行われ得る。この時間枠は、例えば、足場のサイズ、使用する溶媒および／または沈殿剤の量、用いる除去方法等によって決まり得る。いくつかの実施の形態では、溶媒および／または沈殿剤の除去は、最長で約２４時間までの範囲であり得る。いくつかの実施の形態では、溶媒の除去は、約５分〜約２０時間の範囲であり得る。いくつかの実施の形態では、溶媒の除去は、約５分〜約１５時間の範囲であり得る。いくつかの実施の形態では、溶媒の除去は、約５分〜約１０時間の範囲であり得る。いくつかの実施の形態では、溶媒の除去は、約５分〜約５時間の範囲であり得る。いくつかの実施の形態では、溶媒の除去は、約５分〜約３時間の範囲であり得る。いくつかの実施の形態では、溶媒の除去は、約２０分〜約１時間の範囲であり得る。さらに他の実施の形態では、溶媒の除去は、約１５分〜約３０分の範囲であり得る。一実施の形態では、希釈して溶媒を除去し得る濯ぎによって、溶媒を除去してよい。例えば、濯ぎプロセスの間、足場を水に浸してもよい。一実施の形態では、室温および周囲圧力条件下で溶媒を蒸発することによって溶媒を除去してもよい。その他の実施の形態では、足場のポリマーの融点より低い温度、また足場の他の任意の成分を不活化し得る、変性し得る、またはそうでなければ破壊し得る温度より低い温度、ならびに周囲強制空気に曝露させるような例示的なプロセス、真空乾燥、凍結乾燥、または溶媒を除去できるが、足場の他の任意の成分に不適当に影響しないその他の方法によって、溶媒の除去を促進することができる。一実施の形態において、ＰＣＬを含有する足場中の溶媒の除去は、約６０℃未満の温度で行なうことができるが、その理由は、ＰＣＬが約６０℃で融解するためである。上記の溶媒を除去する方法は、単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。
【００８６】
さらに、足場をヒトの体内で使用する応用例では、滅菌の実施が必須となり得る。一般的な一滅菌法は、ガンマ線の照射である。ＰＣＬ等のポリマーおよびリン酸カルシウムは、ガンマ線の照射による影響を受けやすい。いくつかの実施の形態では、ガンマ線の照射は、ＰＣＬ等のポリマーを使用した場合でも、足場を含むプラスチックの分子量および／または化学的な構造の他の態様、すなわち足場の物理的な特性に影響を及ぼす虞がある。したがって、ポリマー濃度、分子量等の方法に係るパラメータは、滅菌プロセスを考慮して修正してもよい。
【００８７】
以下の実施例の考察により、本発明に係る方法をさらに実証することができる。
【００８８】
［足場］
足場は、患者に移植する前に骨再生足場に添加することが多い血液または骨髄穿刺液のような生体液を吸収し、保持することを可能にする有意な多孔性を有する。また、足場の低密度かつ泡状の組成物は、足場を手で成型し、骨の中の孔または欠損部に収まるように圧縮することを容易にする。本発明に記載の足場の低密度で泡状の性質が、他の方法によって形成されたＰＣＬベースの足場と比べて、より迅速なｉｎ  ｖｉｖｏ分解および吸収を可能にし得ることも推測できる。
【００８９】
足場は、高分子のマトリックスの形態である。本明細書に記載の方法によって生成された足場は、他の方法によって製造された足場と比べて、最終組成および物理的な性質の面で異なり得る。足場は、泡状の外観を有し得る。足場は、比較的にアモルファス構造を有し得る。足場は、非晶質であってもよい。足場の密度および多孔性は、方法によって制御し、足場のｉｎ  ｖｉｖｏ生体内吸収率を制御することができる。いくつかの実施の形態では、方法によって生成した足場のプラスチック成分は、一様または均一の完全相互接続された細孔構造でないことがある。その上、いくつかの実施の形態では、足場は、高分子のマトリックスに埋め込まれたリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤を有し得る。いくつかの実施の形態では、高分子のマトリックスに埋め込まれていても、リン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤は、多孔性等、少なくともいくつかの特有の性質を維持することができる。
【００９０】
いくつかの実施の形態では、足場は、例えば、図１０に示し、本明細書の実施例５−１で考察されたような、例えば、マトリックス中に埋め込まれる、および／またはその表面上に配置される追加材料がなく、ポリマーのみで構成される高分子のマトリックスであってもよい。このような足場は、臓器移植の前に空間を開けるか、もしくは広げるため、手術後の組織癒着を抑制または防止するため、または骨再生もしくは骨置換など、整形外科応用に関与しない他の医療用途のために利用することができる。さらに、このような足場は、熱または電気の絶縁、閉塞材等の非医療用途に利用可能であることが企図される。
【００９１】
いくつかの実施の形態では、足場は、高分子のマトリックスと、その中に埋め込まれた、および／またはその表面上に配置されたリン酸カルシウムまたは生体活性添加剤のうちの少なくとも１つとを含む。リン酸カルシウムは、本明細書で考察されるリン酸カルシウム材料であればいくらでもあり得る。生体活性添加剤は、コラーゲン、生体活性ガラス、および／または本明細書で考察される他の添加剤などの添加剤であればいくらでもよい。いくつかの実施の形態では、足場は、コラーゲン、生細胞、またはその他の動物由来の材料などの動物由来の材料を一切含まない。その他の理由として、動物由来の材料がなければ、該足場を医療装置としてヒトに移植するとき、免疫反応性、ウイルス、細菌、もしくはプリオン感染の伝播を防止でき、および／または動物由来の材料に関する宗教的な問題をクリアすることができる。
【００９２】
足場は、基質を含んでもよい。例えば、基質は、足場の物理的な性質、例えば剛性ポリマーから形成される三次元基質を修正して、足場の機械的な強度を改善することができる。例示的な基質として、メッシュまたはスクリーン、例えば金属、プラスチック、またはファブリックで作られたもの、多孔性ポリマー基質、フィラメント状でよく、および／または織物で構成され得る骨縫合アンカー、多孔性の金属インプラント、組織の自家移植片もしくは同種の移植片またはこれらに由来する誘導体および／あるいは生細胞を挙げることができる。
【００９３】
足場は、例えば、シート、矩形、くさび(wedge)、円柱、正方形、球等の任意の好適な形状を有することができる、または骨の一部のサイズおよび／もしくは形状を充填するなど、特定の用途にはまるようにサイズ化するように、形状は不規則であってよい。金型、または基質などの別の装置を使用して、任意の好適な形状を有する足場を形成することができる。
【００９４】
［ポリマー］
本発明に係る方法および足場において使用されるポリマーは、特に限定されないが、生体適合性であり、溶媒中に分散および／または溶解可能なポリマーが好ましい。
【００９５】
任意の好適な吸収性かつ生体適合性のポリマーが、本発明に従って使用され得る。好適なポリマーの例として、これらに限定されないが、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリグリコリド（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬ−ＬＡ）、ポリスルホン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアルケノイック、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリエステル、低級アルキルセルロースエーテル、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、およびこれらの混合物が挙げられる。その他の実施の形態では、生体適合性ポリマーは、ゲラチンおよび、例えば、引用することによりその全てが本明細書の一部をなすものとする、米国特許第７，１８９，２６３号明細書、同第７，５３４，４５１号明細書、同第７，５３１，００４号明細書、および同第８，２８７，９１５号明細書に記載の他の好適なポリマーをさらに含有し得る。
【００９６】
いくつかの実施の形態では、ポリマーは、約３，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１５０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量（ＭＷ）を有し得る。一実施の形態では、ポリマーは、約３，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１２０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲のＭＷを有し得る。さらに別の実施の形態では、ポリマーは、約３，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲のＭＷを有し得る。さらに別の実施の形態では、ポリマーは、約３，０００ｇ／ｍｏｌ〜約８０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲のＭＷを有し得る。さらに別の実施の形態では、ポリマーは、約１４，０００ｇ／ｍｏｌ〜約６５，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量（ＭＷ）を有し得る。一実施の形態では、ポリマーは、約４０，０００ｇ／ｍｏｌ〜約５０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲のＭＷを有し得る。いくつかの実施の形態では、１５０，０００ｇ／ｍｏｌを超える分子量を利用することができる。いくつかの実施の形態では、ポリマーは、約４５，０００ｇ／ｍｏｌ超〜約８０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量（Ｍｎ）を有し得る。いくつかの実施の形態では、８０，０００ｇ／ｍｏｌを超えるＭｎを利用することができる。例えば、異なるポリマーおよび異なる溶媒は、ＭＷが高いポリマーを溶解させてポリマー溶液を調製することを可能にできる。
【００９７】
［リン酸カルシウム］
様々なリン酸カルシウムが企図され、例えば、リン酸四カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸二カルシウム二水和物、無水リン酸水素カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸一カルシウム、リン酸β−三カルシウム、リン酸α−三カルシウム、オキシアパタイト、ヒドロキシアパタイト、およびこれらの混合物が挙げられる。しかしながら、簡略のために、「リン酸カルシウム」は、当業者に既知の任意のカルシウム塩を含む。本発明で使用する様々な形態のリン酸カルシウムの調製が、引用することによりその全てが本明細書の一部をなすものとする、米国特許第５，９３９，０３９号明細書、同第６，３８３，５１９号明細書、同第６，５２１，２４６号明細書、および同第６，９９１，８０３号明細書に記載されている。例示的なリン酸カルシウム製品としては、Ｖｉｔｏｓｓ（登録商標）微小片(micromorsels)（１〜２ｍｍ）またはＶｉｔｏｓｓ（登録商標）サブ微粒子(subfines)（１ｍｍ未満）等のＶｉｔｏｓｓ（登録商標）Ｂｏｎｅ  Ｇｒａｆｔ  Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓ（Ｓｔｒｙｋｅｒ  Ｏｒｔｈｏｂｉｏｌｏｇｉｃｓ，Ｍａｌｖｅｒｎ，ＰＡ州）を挙げることができる。
【００９８】
いくつかの実施の形態の足場は、酸化還元反応から得られた材料または小片(morsels)を部分的に含んでよい。これらの材料は、金属カチオンおよび少なくとも１種の酸化剤の水溶液を調製するステップを含む方法によって生成できる。溶液は、前記酸化剤によって酸化可能な少なくとも１種の可溶性の前駆体アニオンで増大して沈殿剤のオキソアニオンを誘発する。こうして企図された酸化還元反応は、前記反応を誘発するのに効果的な温度および圧力の条件下で溶液を加熱することによって、効率良く開始される。酸化還元反応は、少なくとも１種のガス状の生成物を発生させ、所望の中間前駆体の鉱物を溶液から沈殿させる。反応性のブレンドを、それを吸収できる材料に吸収させて、多孔性の鉱物を生成することができる。材料は、多孔度が高く、毛管作用を介して多量の反応性のブレンドを吸収できることが好ましく、自己酸化還元反応の前は、ブレンドとの反応に対して実質的に不活性であることが好ましい。
【００９９】
こうして調製した中間前駆体の鉱物は、「そのままで」使用することも、様々な方法で処理することもできる。したがって、これは、１つ以上のパラダイムに従って約８００℃超または好ましくは約１１００℃超で加熱処理して、その中にある、事前に選択した結晶構造または他の事前に選択した形態構造を誘発する。いくつかの実施の形態では、酸化剤は硝酸イオンであり、ガス状生成物は、一般的にＮＯｘ（ｇ）で表す酸化窒素である。本方法によって得られる前駆体鉱物は、実質的に均一である。これに関連して使用する場合、実質的に均一とは、前駆体鉱物全体の多孔度および孔径の分布が、全体にわたって同じであることを意味する。
【０１００】
いくつかの実施の形態では、中間前駆体の鉱物は、任意のカルシウム塩であってよい。後続する控えめな熱処理は、中間物質を、例えば、新規な単相のリン酸カルシウム鉱物もしくは新規な二相のβ−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）＋タイプＢ、炭酸リン灰石（ｃ−ＨＡｐ）［β−Ｃａ３（ＰＯ４）２＋Ｃａ５（ＰＯ４）３−ｘ（ＣＯ３）ｘ（ＯＨ）］粒子状物質に変換する。より好ましくは、加熱処理は、中間物質を、主にβ−ＴＣＰ物質に変換する。
【０１０１】
一実施の形態において、リン酸カルシウムは、β−ＴＣＰである。いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムは、多孔性である。いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムは、ミクロ、メソ、およびマクロの孔隙(macroporosity)を含有するものである。いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムの孔隙は相互につながっている。マクロの孔隙は、約１００μｍを超え、いくつかの実施の形態では、最大で約１０００μｍ〜２０００μｍの孔径を特徴とする。メソの孔隙(mesoporosity)は、約１０μｍ〜１００μｍの孔径を特徴とし、一方、ミクロの孔隙(microporosity)は、細孔が約１０μｍ未満の直径を有するときに生じる。いくつかの実施の形態では、このマクロ、メソ、ミクロの孔隙は同時に発生し、生成物中で相互につながる。各種の孔隙を高度に定量化する必要はない。むしろ、当業者は、水銀圧入法、ヘリウム比重びん法または走査電子顕微鏡法などの検査によって、材料が、各種の孔隙を有するかを容易に決定することができる。試料が特定の形態の孔隙を実質的な程度で有することを特徴付けるには、必要なサイズ範囲内に２つ以上または数個の細孔が必要であるが、具体的な数またはパーセンテージは必要としない。むしろ、マクロ、メソおよびミクロの孔隙を決定するために、当業者による定性的な評価を用いるものとする。
【０１０２】
いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムは、粒子または小片の形態であり、上記の多孔質構造を含有し得る。
【０１０３】
いくつかの実施の形態では、リン酸カルシウムの全体的多孔度は高くなることが理解されよう。この特性は、パーセンテージで表す細孔容積によって測定される。ゼロパーセントの細孔容積は、完全密度の材料を意味し、これは、必然的に細孔を全く有しない。百パーセントの細孔容積は、「全てが細孔である」または空気であることを意味するため、意味があるようには存在し得ない。しかしながら、当業者は、細孔容積の概念を理解し、容易に計算して適応することができる。例えば、細孔容積は、多孔度を決定する式を提供するＫｉｎｇｅｒｙ，Ｗ．Ｄ．，Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｗｉｌｅｙ  Ｓｅｒｉｅｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，１ｓｔ  Ｅｄ．，Ｈｏｌｌｏｗｍａｎ，Ｊ．Ｈ．，ｅｔ  ａｌ．（Ｅｄｓ．），Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，１９６０，ｐ．４０９−４１７に従って決定することができる。多孔度をパーセンテージで表して、細孔容積を求める。式は、細孔容積＝（１−ｆｐ）１００％であり、式中、ｆｐは、実現した理論密度の割合である。
【０１０４】
多孔度は、ヘリウム比重びん法によって測定することができる。この手順は、較正容積におけるヘリウムの圧力変化を測定することによって、試料の密度および真容積を決定する。重量および寸法が既知の試料を比重びんに入れ、密度および容積を決定する。比重びんは、試料の質量から、真密度および容積を決定する。測定した寸法から、見掛け密度および容積を決定することができる。次いで、（見掛け容積−測定容積）／見掛け容積によって、試料の多孔度を計算する。多孔度および孔径分布も、水銀圧入法によって測定することができる。
【０１０５】
約３０％を超える細孔容積が実現可能であるが、５０％または６０％を超える細孔容積を有する材料も通常、達成可能である。いくつかの実施の形態のリン酸カルシウムは、少なくとも約７０％の細孔容積を有し得る。いくつかの好ましい実施の形態は、約７５％を超える細孔容積を有し、８０％はさらにより好ましい。いくつかの実施の形態は、約９０％を超える細孔容積、より好ましくは約９２％を超える細孔容積を有し得る。いくつかの好ましい事例では、このような高細孔容積が実現されると同時に、マクロ、メソおよびミクロの孔隙の存在ならびに生成した材料の物理的な安定性も実現される。
【０１０６】
小片のサイズおよび内容は、所望の用途に基づいて選択されることを理解されたい。例えば、足場は、弾性、剛性、引っ張り強さ、およびｉｎ  ｖｉｖｏ分解率など、１つ以上の性質を有する必要があり得る。足場内の小片サイズおよび小片の内容は、こうした１つ以上の性質を念頭において選択することができる。小片サイズは、約１００μｍ〜２，０００μｍ、約２００μｍ〜９００μｍ、および約２１２μｍ〜約８５０μｍの範囲であってよい。別段の指定がない限り、本明細書で使用する小片サイズは、リン酸カルシウム小片を分割するために使用するふるいサイズを意味する。
【０１０７】
小片の高い多孔度および広範な孔径分布（１μｍ〜２０００μｍ）に起因して、足場は、非常に迅速に材料を送達／浸漬／吸収することができ、またこれらを保持することもできる。材料は、様々な流体、例えば血液、骨髄穿刺液、生理食塩水、抗生物質および骨形成タンパク質（ＢＭＰ）などのタンパク質を含んでよい。材料は、細胞（例えば、線維芽細胞、間葉細胞、間質細胞、骨髄細胞および幹細胞）、多血小板血漿、その他の生体液、および上記の任意の組み合わせも吸収することができる。足場は、一度吸収した流体を収容、維持、および／または保持でき、吸収した流体を含有し、局所的に送達することを可能にさせる。この能力は、細胞播種、薬物送達、および生体分子の送達において、また骨組織工学、整形外科、および医薬担体の応用例において有用性がある。
【０１０８】
［生体活性添加剤(bioactive additive)］
生体活性添加剤としては、天然および合成の生体活性添加剤を含めた様々な生体活性添加剤が企図される。例示的な生体活性添加剤としては、生体活性ガラス、骨片、脱塩した骨片または骨粉、生細胞、凍結乾燥した骨髄、コラーゲン、その他の生体活性タンパク質または成長因子、生物製剤、ペプチド、グリコサミノグリカン、抗炎症化合物、抗生物質、抗菌元素、および／またはこれらの混合物を挙げることができる。
【０１０９】
使用するコラーゲンの種類は特に限定されず、天然繊維状不溶性ヒト、ウシ、ブタ、もしくは合成コラーゲン、可溶性コラーゲン、再構成コラーゲン、またはこれらの組み合わせを挙げることができる。
【０１１０】
用語「生体活性ガラス(bioactive glass)」は、アルカリ含有セラミック、ガラス、ガラスセラミック、または結晶物質であってよく、血液および血清を含むがこれらに限定されない生理液と接触すると反応し、骨形成をもたらすものである。いくつかの実施の形態では、生体活性ガラスは、生理液中に位置するとき、その表面上にアパタイト層を形成する。使用に適した生体活性ガラスの例が、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５，９１４，３５６号明細書に記載されている。好適な生体活性材料は、４５Ｓ５ガラスおよびガラスセラミック、５８Ｓ５ガラス、Ｓ５３Ｐ４ガラス、アパタイト珪灰石含有ガラスおよびガラスセラミックも含む。生体活性ガラスは、不規則な形態およびコンベアイト結晶の領域（化学組成物Ｎａ４Ｃａ３Ｓｉ６Ｏ１６（ＯＨ）２を有する「コンベアイトガラスセラミック」）を有する不均一粒子を含むガラスセラミック組成物であってよい。いくつかの実施の形態では、生体活性ガラスは、コンベアイト結晶の領域の約５〜５０容積％を含む。使用するのに適した生体活性ガラスは、カルシウム−リン−ナトリウム−シリケートおよびカルシウム−リン−シリケートを含む組成物でよい。このような生体活性ガラスは、ＮｏｖａＢｏｎｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、ＬＬＣ、Ａｌａｃｈｕａ、Ｆｌａ．により販売されているＮｏｖａＢｏｎｅおよびＮｏｖａＢｏｎｅ−ＡＲを含む。さらなる使用に適し得る生体活性ガラス組成物は、引用することによりその全てが本明細書の一部をなすものとする米国特許第６，７０９，７４４号明細書に記載されている。
【０１１１】
いくつかの実施の形態では、アパタイトゲル層中で放出されるシリカとして、約１５０μｍ以下の生体活性ガラスの粒子が再吸収され、一方、大粒子は最終的に破骨細胞によって破壊される（Ｇｏａｓｉｎ，Ａ．Ｂｉｏａｃｔｉｖｅ  Ｇｌａｓｓ  ｆｏｒ  Ｂｏｎｅ  Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｉｎ  Ｃｒａｎｉｏｍａｘｉｌｌｏｆａｃｉａｌ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｐｌａｓｔｉｃ  ａｎｄ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｓｕｒｇｅｒｙ（２００４）Ｖｏｌ．１１４、Ｎｏ．２、ｐｐ．５９０−５９３）。足場は、生体活性ガラスの含有とは関係なく、適当な骨成長をもたらし得る。本明細書に記載の足場中の生体活性ガラスの役割は、骨芽細胞に対して刺激を与え得、したがって、大粒子（１５０μｍ超）のガラスは必要としなくてよく、そのため溶解によって再吸収される粒子が好ましい。しかし、吸収性ガラスの粒子の全てのサイズは、好適なものとして企図される。
【０１１２】
粒径の測定は、当該技術分野において周知なものである。別段の指定がない限り、本明細書で用いる粒径は、ガラス粒子を分割するために使用されるふるいサイズを意味する。生体活性ガラスの粒子は、約２０μｍ〜約２００μｍ、または約１００μｍ以下、または約１５０μｍ以下、または約３０μｍ〜約２００μｍの範囲のサイズでよい。生体活性ガラスの粒子は、本来、別個のサイズ範囲が３２μｍ〜９０μｍの粒子とサイズ範囲が９０μｍ〜１５０μｍの粒子によるバイモーダルでよい。生体活性ガラスの粒子は、固体であってもよく、または多孔性であってもよい。いくつかの実施の形態では、生体活性ガラスは、非多孔性である。
【０１１３】
［実施例１］
［ポリマー濃度に応じた足場の品質］
実施例１は、ポリマー溶液中のポリマー濃度に応じた足場の品質を試験した。実施例１−１〜実施例１−３は、各実施例において、異なる濃度のポリマーをポリマー溶液中で使用した以外は同じ方法を用いて行なったものであり、これらの結果を図１Ａ〜図１Ｃに示す。比較例１−１は、実施例１−１〜実施例１−３よりも低いポリマー濃度を使用した以外は同じ方法を用いて行なったものであり、この結果を図１Ｄに示す。
【０１１４】
３Ｄプリント用のＰＣＬフィラメント由来の材料（Ｍａｋｅｒｂｏｔから入手可能、Ｍｎ＝約５０，０００ｇ／ｍｏｌ）を、さらに使用する前に、小片に切り分けた。本明細書の実施例は、ＰＣＬフィラメント由来の材料を使用したが、例えば、ＰＣＬのペレット等、他の種類のＰＣＬ材料を企図してもよい。
【０１１５】
［実施例１−１：飽和ＰＣＬの溶液］
５０ｍＬのプラスチック試料管中の約１０ｇの氷酢酸（ＧＡＡ）に約１．５グラムのＰＣＬを添加し、混合物をＦｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｖｏｒｔｅｘ  Ｍｉｘｅｒを使用して断続的にボルテックスすることによって数時間にわたってかき混ぜ、ＰＣＬの溶液を調製した。ＰＣＬを可溶化するために、他の形態の混合または試料攪拌を企図してもよい。ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液は、約１０ｗｔ％超かつ約１５ｗｔ％未満のＰＣＬ濃度を有する。同時に、約３．４ｇのリン酸カルシウム（Ｖｉｔｏｓｓ（登録商標）微小片、１〜２ｍｍ、Ｓｔｒｙｋｅｒ  Ｏｒｔｈｏｂｉｏｌｏｇｉｃｓから入手可能）を金型（アルミニウム、矩形、約１．０インチ幅×４．０インチ長さ×７／１８インチ深さ）に入れるが、この金型は、食用油を吹き付けておき、リン酸カルシウムを添加する前にキムワイプで余分な油を拭き取っておいた。約１２ｇの１０ｗｔ％〜１５ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を、リン酸カルシウムを含有する金型に添加し、ＰＣＬ、ＧＡＡ、およびリン酸カルシウムの混合物を金型中で約５分間放置しておいた。その後、約１〜約２グラムの水を滴下で混合物の表面に添加し、混合物を、室温および周囲圧力条件下で約１５〜約３０分間インキュベートした。インキュベーション期間の後、金型を、ほぼ室温で水浴の表面下約１〜約２ｍｍまで浸漬し、約１５〜約３０分間インキュベートした。インキュベーション期間後、浸漬中、金属製スパチュラを使用して足場の外縁を金型から分離した。金型および足場をさらに約１５〜３０分間インキュベートした。インキュベーション期間後、足場を金型から取り外し、空気乾燥した。足場は、乾燥中にその重量の２倍超を失った。図１Ａに、結果として得られた足場を示す。
【０１１６】
［実施例１−２：１０％ＰＣＬの溶液］
実施例１−２は、約１ｇのＰＣＬを約１０ｇのＧＡＡに添加して１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を調製した以外は、実施例１−１に記載したものと同じ手順を用いて行なった。図１Ｂに、結果として得られる足場を示す。
【０１１７】
［実施例１−３：７．５％ＰＣＬの溶液］
実施例１−３は、約０．７５ｇのＰＣＬを約１０ｇのＧＡＡに添加して７．５ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を調製した以外は、実施例１−１に記載したものと同じ手順を用いて行なった。図１Ｃに、結果として得られる足場を示す。
【０１１８】
［比較例１−１：５．０％ＰＣＬの溶液］
比較例１−１は、約０．５ｇのＰＣＬを約１０ｇのＧＡＡに添加して５ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を調製する以外は、実施例１−１に記載したものと同じ手順を用いて行なった。図１Ｄに、結果として得られる足場を示す。
【０１１９】
図１Ａ〜図１Ｄに示すように、実施例１−１〜実施例１−３ならびに比較例１−１の足場は、明るい白色の発砲スチロールのような外観を有し、ある場合には、綿毛状の海の泡のような表面を示す。足場は、足場を成型した金型のサイズを粗く近似する。
【０１２０】
ポリマー溶液中のＰＣＬ濃度は、結果として得られた足場の物理特性に影響することが発見された。また、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、無傷の足場、例えば金型から容易に取り外せ、添加した大部分のリン酸カルシウムを保持したものは、１０ｗｔ％〜１５ｗｔ％、１０ｗｔ％、および７．５ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用して生成された。
【０１２１】
足場を生理食塩水で濡らし、１〜２分間、手で混練することによって、足場を、成型性について定性的に評価した。足場を定性的に評価することで、手による成型に抵抗したかを観察し、抵抗した場合、どの程度だったかを確認し、手によって引きちぎることが可能かを確かめ、成型後に粘着性が残っているかを確認し、例えば高分子のマトリックスが無傷のままで大部分のリン酸カルシウムを保持したかどうかを確認した。
【０１２２】
実施例１−１および実施例１−２の足場は、手で引きちぎることが可能であり、比較的剛性であり、若干成型できるだけであったが、足場は、無傷のままであり、全部ではなくてもほとんどのリン酸カルシウムを保持していた。実施例１−３の足場は、手で引きちぎることができ、吸収性であり、部分的に成型可能であり、その高分子のマトリックスは無傷のままだったが、手による混練の間にいくらかのリン酸カルシウムが失われていた。比較例１−１の足場は、手で引きちぎることができるが、離型の際に、高分子のマトリックスは無傷のままには残らず、離型で容易にリン酸カルシウムが損失してしまった。
【０１２３】
［実施例２］
［ポリマー溶液の量に応じた足場の品質］
実施例２は、ポリマー溶液の量に応じた足場の品質を試験する。実施例２−１〜実施例２−３は、各実施例において異なる量のポリマー溶液を使用した以外は同じ方法を用いて行なったものであり、これらの結果を図２Ａ〜図２Ｃに示す。比較例２−１〜比較例２−３は、実施例２−１〜実施例２−３よりも低いポリマー濃度を使用した以外は同じ方法を用いて行なったものであり、この結果を図２Ｄ〜図２Ｆに示す。実施例２−１〜実施例２−３および比較例２−１〜比較例２−３は、実施例１で使用したＰＣＬフィラメント由来の材料を使用して実施した。
【０１２４】
［実施例２−１：１４ｇのポリマー溶液］
実施例２−１の足場は、１４ｇの１０ｗｔ％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用する以外は、１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用する実施例１−２と同じやり方で調製した。図２Ａに、結果として得られた足場を示す。
【０１２５】
［実施例２−２：１２ｇのポリマー溶液］
実施例２−２の足場は、実施例１−２と同じやり方で調製した。図２Ｂに、結果として得られた足場を示す。
【０１２６】
［実施例２−３：１０ｇのポリマー溶液］
実施例２−３の足場は、１０ｇの１０ｗｔ％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用する以外は、１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用する実施例１−２と同じやり方で調製した。図２Ｃに、結果として得られた足場を示す。
【０１２７】
［比較例２−１：８ｇのポリマー溶液］
比較例２−１の足場は、８ｇの１０ｗｔ％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用する以外は、１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用する実施例１−２と同じやり方で調製した。図２Ｄに、結果として得られた足場を示す。
【０１２８】
［比較例２−２：６ｇのポリマー溶液］
比較例２−２の足場は、６ｇの１０ｗｔ％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用する以外は、１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用する実施例１−２と同じやり方で調製した。図２Ｅに、結果として得られた足場を示す。
【０１２９】
［比較例２−３：４ｇのポリマー溶液］
比較例２−３の足場は、４ｇの１０ｗｔ％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用する以外は、１０ｗｔ％のＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を使用する実施例１−２と同じやり方で調製した。図２Ｆに、結果として得られた足場を示す。
【０１３０】
約１０ｇ以上の１０ｗｔ％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を有する実施例２−１〜実施例２−３の足場は、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、ロバストおよび凝集特性を示した。しかしながら、約８ｇ以下の１０ｗｔ％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を有する比較例２−１〜比較例２−３の足場は、ロバストおよび凝集が低く、少なくとも離型時のリン酸カルシウム損失を示した。比較例２−３等、場合によっては、足場は、図２Ｆに示すように、離型の際に構造の損失をさらに示した。
【０１３１】
［実施例３］
［その他のポリマーおよび溶媒を使用した足場］
実施例３は、実施例１および２で使用したポリマーとは別に、足場を形成するために使用し得る生分解性または非生分解性ポリマーを試験する。
【０１３２】
［実施例３−１：アセトン中のポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸−ｃｏ−グリコリド）］
実施例３−１の足場は、約１．７ｇのポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸−ｃｏ−グリコリド）（５０：５０）（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能）を約１２ｇのアセトン中に分散させたポリマー溶液から形成した。ポリマー溶液を、約３．４ｇのリン酸カルシウム（Ｓｔｒｙｋｅｒ  Ｏｒｔｈｏｂｉｏｌｏｇｉｃｓから入手可能なＶｉｔｏｓｓ（登録商標）微小片）を含有した金型に添加した。足場は、実施例１に記載した沈殿剤として水を使用して調製した。実施例３−１の足場は、図３に示すように、不完全性を示した。実施例１で得られた結果と同様に、ポリマー溶液中のポリマーの濃度が増加すると、より望ましい性質を有する足場を得ることが可能である。
【０１３３】
［実施例４］
［基質を含む足場］
足場を、スクリーン、多孔性のポリマーインプラント、三次元基質、および骨縫合アンカーなどの様々な基質を使用して調製した。
【０１３４】
［実施例４−１：スクリーンを含む足場］
ペーストを、重量比が約１．０：１．５〜２．０のポリマー溶液（１０ｗｔ％  ＰＣＬ−ＧＡＡ）とリン酸カルシウム（さらにふるい分けて約２５０μｍの平均粒径を得た、Ｖｉｔｏｓｓ（登録商標）サブ微粒子）との混合物から作製した。金属製スパチュラを使用して、ペーストをステンレス鋼金属スクリーンの両面上に塗りつけて、スクリーン（３１６ステンレス、５０〜１００メッシュ）の表面領域のほぼ半分を覆い、次いで水中に約１５〜３０秒間浸してＰＣＬを沈殿させ、図４に示すように、金属スクリーンの両面にＰＣＬ−リン酸カルシウム層を接着させ、かつ覆った状態で残留させた。
【０１３５】
［実施例４−２：多孔性のポリマーインプラントを含む足場］
図５Ａ〜図５Ｄに示すように、足場は、基質として多孔性高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）シート（図５Ａ〜図５Ｃ）を使用して、またはＨＤＰＥ頭蓋インプラント（ＭｅｄＰｏｒ、図５Ｄ）を使用して形成することができる。
【０１３６】
図５Ａ〜図５Ｂ、図５Ｄに示す足場は、ポリマーとしてのＰＣＬおよびリン酸カルシウム（Ｖｉｔｏｓｓ（登録商標）粒子、約２５０μｍ）を使用して形成した。図５Ｃに示す足場では、リン酸カルシウムの代わりに、生体活性ガラスに置き換えた。図５Ａ〜５Ｄの足場は、（１）１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡおよびリン酸カルシウムもしくは生体活性ガラスのうちの１つを含むコーティング溶液中に材料を浸す方法、（２）例えば、ブラシもしくは別の付着デバイスを使用して、コーティング溶液を基質上に付着させる方法、または（３）基質を１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液に浸し、次いで湿潤基質をリン酸カルシウムもしくは生体活性ガラスのうちの１つに浸ける方法の３つの方法のうちの１つによって製造した。各方法において、コーティングした基質を、次いで、水中に約１５〜約３０秒間浸漬してポリマーを沈殿させ、足場を形成した。
【０１３７】
図５Ａでは、多孔性のＨＤＰＥシートを、リン酸カルシウムを含む１０ｗｔ％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液に底縁で浸け、次いで沈殿させ、不均一な小領域がコーティングされた足場が得られた。図５Ｂでは、多孔性のＨＤＰＥシートを１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡに浸し、次いで多孔性のＨＤＰＥシートの表面をリン酸カルシウムの粒子の乾燥床に対して押し付けた。次いで、水中に浸して足場を沈殿させ、全表面がリン酸カルシウムでコーティングされ、白色になった足場を得た。図５Ｃでは、リン酸カルシウムの代わりにバイオガラス（コンベアイト、９０〜１５０ミクロン）を使用した以外は、多孔性のＨＤＰＥシートを、図５Ｂのシートと同様にコーティングした。図５Ｃに示すシートは、ＰＣＬ−バイオガラスの足場で完全にコーティングされているが、ＰＣＬおよびリン酸カルシウムで構成される足場のように明るい白色ではなく、その理由は、バイオガラスが、透明から適度に濁っているが、半透明であり、乳白色ではないからである。
【０１３８】
［実施例４−３：三次元基質を含む足場］
実施例４−３では、図６Ａに示す基質としてポリ乳酸（ＰＬＡ）くさびを使用した。ＰＬＡは、３Ｄプリントされ、底面にスロットが付いたケージ構成を有する。１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡ−リン酸カルシウム（Ｖｉｔｏｓｓ（登録商標）微小片懸濁液）を、実施例４−１に記載するものと同じやり方で調製し、ＰＬＡくさびの間隙に詰めた。充填したＰＬＡくさびを水浴中に約１５〜約３０秒間浸漬し、次いで空気乾燥した。結果として得られた足場は、ＰＬＡの剛性ケージを含み、この中には、リン酸カルシウムを埋め込まれたＰＣＬのマトリックスが、図６Ｂに示すように、全体にわたって安定に組み込まれていた。
【０１３９】
［実施例４−４：骨縫合アンカーを含む足場］
図７Ａに示すように、足場は、基質として骨縫合アンカーを含むことができる。例えば、一例示的な骨縫合アンカーは、Ｓｔｒｙｋｅｒ，Ｉｎｃ．から入手可能なＩＣＯＮＩＸ（商標）骨縫合アンカーである。
【０１４０】
実施例４−４の足場は、ＰＣＬ−ＧＡＡ−リン酸カルシウムの混合物またはＰＣＬ−ＧＡＡ−生体活性ガラスの混合物を使用して調製され、該ＰＣＬ−ＧＡＡ−リン酸カルシウムの混合物またはＰＣＬ−ＧＡＡ−生体活性ガラスの混合物は、それぞれ実施例４−１に記載の他のペーストと同じ比率で使用し、ＩＣＯＮＩＸ骨縫合アンカーをコーティングするために使用した。次いで、骨縫合アンカーを混合物に浸け、アンカーを混合物でコーティングする。次いで、コーティングしたアンカーを水浴中に約１５〜約３０秒間、浸漬して、ポリマーを沈殿させて足場を形成し、次いで空気乾燥する。
【０１４１】
図７に示すように、基質として骨縫合アンカーを含むＰＣＬ−リン酸カルシウム（図７Ｂ、図７Ｄ）またはＰＣＬ−生体活性ガラスの足場（図７Ｃ）を形成することができる。低倍率にて（図７Ｂ〜図７Ｄ）、足場は、骨縫合アンカー上に厚い白色から白灰色のコーティングとして見える。図７Ｄに示すように、足場は、「一塊」になるのに十分な柔軟性を有し、すなわち骨縫合アンカーは、操作を受けて、異なる構成を有するようになる。高倍率にて（図８）、ＰＣＬ−リン酸カルシウムでコーティングされた骨縫合アンカーを有する足場は、ギザギザのプロフィールを有する表面を示した。ギザギザのプロフィールは、微粒子形態を有し得るリン酸カルシウムによって生じ得る。
【０１４２】
低倍率にて（図７Ｃ、図９Ａ）、ＰＣＬ−生体活性ガラスでコーティングされた骨縫合アンカーを有する足場中の生体活性ガラスの粒子は、分解するには小さ過ぎた。しかし、ＰＣＬ−生体活性ガラスの足場のエネルギー分散Ｘ線（ＥＤＡＸ）分光分析（図９Ｂ、図９ＡのＥＤＡＸシリコンマップ；図９Ｃ）は、ＰＣＬ（炭素および酸素）ならびにバイオガラス（カルシウムおよびケイ素）の両方と一致する元素を示した。
【０１４３】
［実施例５］
［足場の微細構造および原子組成］
実施例５は、走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）およびＥＤＡＸの各々によって、リン酸カルシウムで構成された足場とリン酸カルシウムを含まない足場の微細構造および原子組成を試験した。
【０１４４】
［実施例５−１：ＰＣＬの足場］
実施例５−１は、リン酸カルシウムを省く点以外は、実施例１〜３と同じやり方で行なう。実施例５−１の足場は、全体がシート状の多孔性外観を有しており（図１０Ａ）、ある領域は、不規則な直径の、いくつかの繊維性または繊維状の構造の多層（図１０Ｂ）で構成されるように見えた。種々の数の大きさがバラバラな孔も、足場表面の多くの領域で見えた（図１０）。可溶化ＰＣＬの電界紡糸によって製作される足場の特性である、ナノ繊維状のＰＣＬの組成物は確認されなかった。
【０１４５】
ＰＣＬの溶液から作られた足場に予想されていた通り、図１０Ａに示す足場の領域のＥＤＡＸ分析（図１１）は、大部分の足場が炭素および酸素で構成されていたことを示した。足場の形成に使用された試薬に起因する、いくらかの塩が少量で存在していた。金の存在は、ＳＥＭ試料の調製中に足場を金でスパッタコーティングすることに起因する。
【０１４６】
［実施例５−２：ＰＣＬ−リン酸カルシウムの足場］
実施例５−２は、実施例１−３と同じやり方で作製した。実施例５−２の足場は、図１２に示すように、リン酸カルシウムの粒子（Ｖｉｔｏｓｓ（登録商標）微小片）の存在が全体にわたって見られた点以外は、実施例５−１と同様な足場形態を示した。加えて、アモルファスおよび規則化結晶は、ＰＣＬおよびリン酸カルシウムの両方と関連するように見える。
【０１４７】
図１２に示す足場の領域のＥＤＡＸ分析（図１３Ａ、図１３Ｂ）は、リン酸カルシウムで構成される結晶を示した。結晶は、リン酸カルシウムの少なくとも一部の酸可溶化（ＧＡＡ中）、次いでＰＣＬ上にリン酸カルシウムの再結晶化から生じ得ることが推測される。足場の表面上でのリン酸カルシウム結晶の付着は、所望に応じて最小化できる。例えば、ＰＣＬの沈殿後、多量の水による濯ぎおよび／またはＧＡＡの塩基中和を実施してよく、任意選択的に後続して急速に乾燥してもよい。
【０１４８】
［実施例６］
［沈殿剤の量に応じた足場の厚さ］
実施例６は、沈殿剤の量に応じた足場の寸法および品質を試験する。実施例６−１〜実施例６−５は、各実施例において異なる量の沈殿剤を使用した点以外は同じ方法を用いて行なったものであり、これらの結果を図１４に示す。比較例６−１は、沈殿剤を省いた点以外は、同じ方法を用いて行なったものであり、この結果を図１４に示す。実施例６の足場は、Ｖｉｔｏｓｓ（登録商標）微小片等のリン酸カルシウムおよび／または生体活性添加剤を含んでいなかった。
【０１４９】
［実施例６−１：１ｇの水を使用して１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液から調製する足場］
１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液は、実施例１−２に記載のものと同じ方法によって調製した。約２ｇの１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を、２５ｍＬのホウケイ酸ガラスビーカー（Ｋｉｍｂｌｅから入手可能なＫｉｍａｘ（登録商標））に添加した。１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液の表面に、約１ｇの水を滴下で添加した。水を１分未満の時間にわたって添加した。混合物を、室温および周囲圧力条件下で、約１５〜約３０分間インキュベートさせた。インキュベーション期間の後、足場を、室温および大気圧条件下で約２〜３日間乾燥し、ビーカーから取り出した。足場を図１４Ａに示し、足場の厚さを、図１４Ｂに、実施例６−２から６と比較例６−１とを比較して示す。
【０１５０】
［実施例６−２〜実施例６−５：２ｇ、４ｇ、６ｇ、および１０ｇの水を使用して１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液から調製する足場］
実施例６−２〜実施例６−５は、それぞれ約２ｇ、約４ｇ、約６ｇ、および約１０ｇの水を１０ｗｔ％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液に滴下で添加した点以外は、実施例６−１に記載のものと同じ手順を用いて行なう。結果として得られた足場および厚さの比較を図１４に示す。
【０１５１】
［比較例６−１：１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液および空気乾燥から調製する足場］
比較例６−１は、水を省いた点以外は、実施例６−１に記載のものと同じ手順を用いて行なう。結果として得られた足場および他の実施例との厚さの比較を図１４Ａ〜zu 
１４Ｂに示す。
【０１５２】
図１４Ａに示すように、実施例６−２〜実施例６−５の足場は、明るい白色の発泡スチロールのような外観を有し、多孔性である。足場は、約６ｇまで添加した水の量に対して高さが膨張する（実施例６−４）。より多くの水量（８ｇ、図示せず）または１０ｇ（実施例６−５）で、足場は、より高い高さに膨張し続けるが、それらの形状は不規則になる。一方、水を添加しなかった比較例６−１は、薄く、手による操作によって若干の柔軟性があり、しわの多いディスクを形成し、これは、若干のみ、またはまったく多孔性を示すものではなかった。
【０１５３】
［比較例６−２：順番が異なる処理工程を用いて調製する足場］
比較例６−２は、約６ｇの水をホウケイ酸ビーカーに添加し、２ｇの１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液を水に滴下で添加した点以外は、実施例６−４に記載のものと同じ手順を用いて行なった。結果として得られた足場を、実施例６−４の足場と比較して、図１５に示す。比較例６−２の足場は、キノコ型であり、足場全体にわたって不均一な密度を有する。足場はまた、実施例６−４よりも高密度である。
【０１５４】
［実施例７］
［分子量に応じた足場の品質］
実施例７は、ＰＣＬの分子量に応じた足場の品質を試験する。実施例７−１ならびに比較例７−１および比較例７−２は、各ポリマーが異なる分子量であった点以外は、同じ方法を用いて行なった。
【０１５５】
［実施例７−１：Ｍｎ＝８０，０００ｇ／ｍｏｌのＰＣＬを使用して１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液から調製する足場］
実施例７−１の足場は、Ｍｎ＝８０，０００ｇ／ｍｏｌを有するＰＣＬペレット（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ロット番号ＭＫＢＶ３３２５Ｖ）をＰＣＬフィラメントの代わりに使用した点以外は、実施例１−２のものと同じ手順によって調製した。
【０１５６】
［比較例７−１：Ｍｎ＝４５，０００ｇ／ｍｏｌのＰＣＬを使用して１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液から調製する足場］
比較例７−１の足場は、Ｍｎ＝４５，０００ｇ／ｍｏｌを有するＰＣＬペレット（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ロット番号ＭＫＢＴ６６２４Ｖ）をＰＣＬフィラメントの代わりに使用した点以外は、実施例１−２のものと同じ手順によって調製した。
【０１５７】
［比較例７−２：Ｍｎ＝１４，０００ｇ／ｍｏｌのＰＣＬを使用して１０％  ＰＣＬ−ＧＡＡの溶液から調製する足場］
比較例７−２の足場は、Ｍｎ＝１４，０００ｇ／ｍｏｌを有するＰＣＬペレット（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ロット番号ＭＫＢＲ８９０Ｖ）をＰＣＬフィラメントの代わりに使用した点以外は、実施例１−２のものと同じ手順によって調製した。
【０１５８】
実施例７−１の足場を金型から外す際、足場は無傷でロバストであった。一方、比較例７−１の足場は、部分的に無傷であり、十分にロバストではなかった。比較例７−２の足場は、ロバストではなく、金型から外す際に分解してしまった。
【０１５９】
以上、本明細書における本発明を、特定の実施の形態を参照して説明してきたが、これらの実施の形態は単に本発明に係る原理および適応を例示するだけのものであることを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲によって定義される、本発明に係る趣旨および範囲から逸脱することなく、数々の修正が例示的な実施の形態になされてもよく、その他の配置が考案されてもよいことを理解されたい。
【図１Ａ−１Ｄ】
2017047188.tif 000002
【図２Ａ−２Ｆ】
2017047188.tif 000003
【図３】
2017047188.tif 000004
【図４】
2017047188.tif 000005
【図５Ａ−５Ｄ】
2017047188.tif 000006
【図６Ａ】
2017047188.tif 000007
【図６Ｂ】
2017047188.tif 000008
【図７Ａ−７Ｄ】
2017047188.tif 000009
【図８】
2017047188.tif 000010
【図９Ａ−９Ｃ】
2017047188.tif 000011
【図１０Ａ．１０Ｂ】
2017047188.tif 000012
【図１１】
2017047188.tif 000013
【図１２】
2017047188.tif 000014
【図１３Ａ】
2017047188.tif 000015
【図１３Ｂ】
2017047188.tif 000016
【図１４Ａ】
2017047188.tif 000017
【図１４Ｂ】
2017047188.tif 000018
【図１５】
2017047188.tif 000019
【外国語明細書】
2017047188.tif 000020
2017047188.tif 000021
2017047188.tif 000022
2017047188.tif 000023
2017047188.tif 000024
2017047188.tif 000025
2017047188.tif 000026
2017047188.tif 000027
2017047188.tif 000028
2017047188.tif 000029
2017047188.tif 000030
2017047188.tif 000031
2017047188.tif 000032
2017047188.tif 000033
2017047188.tif 000034
2017047188.tif 000035
2017047188.tif 000036
2017047188.tif 000037
2017047188.tif 000038
2017047188.tif 000039
2017047188.tif 000040
2017047188.tif 000041
2017047188.tif 000042
2017047188.tif 000043
2017047188.tif 000044
2017047188.tif 000045
2017047188.tif 000046
2017047188.tif 000047
2017047188.tif 000048
2017047188.tif 000049
2017047188.tif 000050
2017047188.tif 000051
2017047188.tif 000052
2017047188.tif 000053
2017047188.tif 000054
2017047188.tif 000055
2017047188.tif 000056
2017047188.tif 000057
2017047188.tif 000058
2017047188.tif 000059
2017047188.tif 000060
2017047188.tif 000061
2017047188.tif 000062
2017047188.tif 000063
2017047188.tif 000064
2017047188.tif 000065
2017047188.tif 000066
2017047188.tif 000067
2017047188.tif 000068
2017047188.tif 000069
2017047188.tif 000070
2017047188.tif 000071
2017047188.tif 000072
2017047188.tif 000073
2017047188.tif 000074
2017047188.tif 000075
2017047188.tif 000076
2017047188.tif 000077
2017047188.tif 000078
2017047188.tif 000079
2017047188.tif 000080
2017047188.tif 000081
2017047188.tif 000082
2017047188.tif 000083
2017047188.tif 000084
2017047188.tif 000085
2017047188.tif 000086
2017047188.tif 000087
2017047188.tif 000088