(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟骨および骨の複合した欠損を修復するための粒子状の骨ミネラル生成物であって、
前記生成物は天然の骨と同様の結晶構造を有しかつあらゆる内因性の有機材料を含まない、天然の骨に由来する多孔性の骨ミネラル粒子を含み、
前記粒子は少なくとも表面に再吸収可能で生理的に適合性のコラーゲンＩＩ繊維を有し、
前記コラーゲンＩＩ繊維の前記多孔性骨ミネラル粒子に対する重量比は少なくとも１：４０である、生成物。
【請求項２】
前記粒子は０．１から５ｍｍの範囲の平均直径を有する、請求項１に記載の生成物。
【請求項３】
少なくとも１つの吸収された医薬もしくは生物活性物質、または軟骨もしくは骨を再生するための細胞に分化する能力を有する間充織の幹細胞をさらに含む、請求項１に記載の生成物。
【請求項４】
前記医薬活性物質は、タウロリジン、タウルルタムおよびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項３に記載の生成物。
【請求項５】
ゲル相中のゼラチンをさらに含み、前記コラーゲンＩＩ繊維は前記ゲル相に存在し、前記ゲル相は重量比２−２０％の骨材料を含む、請求項１に記載の生成物。
【請求項６】
患者の軟骨および骨の複合した欠損に請求項１に記載の骨ミネラル生成物を移植する、非ヒト動物の治療方法。
【請求項７】
前記軟骨および骨の複合した欠損は関節の骨の接合端部に位置する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
骨の欠損に前記骨ミネラル生成物を挿入し、次いで前記骨ミネラル生成物および前記骨欠損をコラーゲン膜で覆うステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記コラーゲン膜はコラーゲンＩＩの層を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記膜は開いたスポンジ様の構造を有する主にコラーゲンＩＩのマトリックス層と、コンパクトで平滑なバリア面を有する少なくとも１つのコラーゲンバリア層とを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記バリア層は主にコラーゲンＩ、コラーゲンＩＩＩまたはそれらの混合物から作られる、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記膜は開いたスポンジ様の構造を有する主にコラーゲンＩＩのマトリックス層を含み、前記マトリックス層は前記マトリックス層の反対側にコンパクトで平滑なバリア面を有するコラーゲンＩ／ＩＩＩ膜の柔軟な繊維質の層に適用される、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記医薬活性物質は、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、その他の骨格マトリックス分子、およびシグナルペプチドからなる群より選択される、請求項３に記載の生成物。
【請求項１４】
前記医薬活性物質は、ＢＭＰ−２−８、ＴＧＦ−β、ＴＧＦ−β１、ＶＥＧＦ、ＩＧＦ、ＰＴＨｒＰおよびＰＤＧＦからなる群より選択される、請求項１３に記載の生成物。
【請求項１５】
関節軟骨幹細胞または骨幹細胞をさらに含む、請求項３に記載の生成物。
【請求項１６】
軟骨および骨の複合した欠損を修復するためのインプラントの製造における、粒子状の骨ミネラル生成物の使用であって、
前記生成物は天然の骨と同様の結晶構造を有しかつあらゆる内因性の有機材料を含まない、天然の骨に由来する多孔性の骨ミネラル粒子を含み、
前記粒子は少なくとも表面に再吸収可能で生理的に適合性のコラーゲンＩＩ繊維を有し、
前記コラーゲンＩＩ繊維の前記多孔性骨ミネラル粒子に対する重量比は少なくとも１：４０である、使用。
【請求項１７】
前記軟骨および骨の複合した欠損は関節の骨の接合端部に位置する、請求項１６に記載の使用。
【請求項１８】
骨の欠損に前記骨ミネラル生成物を挿入し、次いで前記骨ミネラル生成物および前記骨欠損をコラーゲン膜で覆うステップをさらに含む、請求項６に記載の使用。
【請求項１９】
前記コラーゲン膜はコラーゲンＩＩの層を含む、請求項８に記載の使用。
【請求項２０】
前記膜は開いたスポンジ様の構造を有する主にコラーゲンＩＩのマトリックス層と、コンパクトで平滑なバリア面を有する少なくとも１つのコラーゲンバリア層とを含む、請求項１８に記載の使用。
【請求項２１】
前記バリア層は主にコラーゲンＩ、コラーゲンＩＩＩまたはそれらの混合物から作られる、請求項１８に記載の使用。
【請求項２２】
前記膜は開いたスポンジ様の構造を有する主にコラーゲンＩＩのマトリックス層を含み、前記マトリックス層は前記マトリックス層の反対側にコンパクトで平滑なバリア面を有するコラーゲンＩ／ＩＩＩ膜の柔軟な繊維質の層に適用される、請求項１８に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、負傷または欠損した関節の修復の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
哺乳動物の関節は関節軟骨に覆われており、この関節軟骨が対向する骨の表面の直接的な接触を防ぎ、関節の骨が互いに円滑に動けるようにする。
【０００３】
関節軟骨の負傷および欠損の修復に対して、いくつかの提案が行なわれてきた。その中には、軟骨の負傷部位への培養軟骨細胞の移植と、コラーゲンパッチによる負傷の被覆とが含まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
関節の負傷または欠損が関節軟骨よりも深く延在し、その下にある骨にまで達することがある。当該技術分野においては、負傷または欠失が軟骨から骨まで延在するような関節を修復するための材料および方法がなおも必要とされている。
【０００５】
【発明を解決するための手段】
この発明に従うと、関節の軟骨および骨の複合した負傷または欠損の治療に用いるための骨ミネラル生成物は、天然の骨と実質的に同じ結晶構造を有しかつあらゆる内因性の有機材料を実質的に含まないような、天然の骨に由来する多孔性の骨ミネラル粒子を含み、この粒子は少なくともその表面に再吸収可能で生理的に適合性のコラーゲンＩＩ繊維を有し、前記コラーゲンＩＩ繊維の前記多孔性骨ミネラル粒子に対する重量比は少なくとも約１：４０である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明は、特に膝および脊椎などの関節における、軟骨の欠損および骨の欠損の両方を含む組織の欠損を再建するために有用である。
【０００７】
この発明の骨ミネラル生成物は、多孔性の骨ミネラルの粒子およびコラーゲンＩＩ繊維を含み、本来の軟骨細胞および本来の骨細胞の両方のマトリックスへの内殖に対する基質を与えることによって軟骨および骨の再生をもたらす。
【０００８】
この発明の生成物のコラーゲンＩＩマトリックスはまた、脆い骨ミネラルに強度を付与する。
【０００９】
この発明に従うと、医学的用法のために、精製された粒子状の骨ミネラル生成物が提供され、前記ミネラルの粒子はあらゆる内因性の有機材料を実質的に含まず、かつ少なくともその表面に再吸収可能で生理的に適合性のコラーゲンＩＩ材料を有する。
【００１０】
屠殺した動物から得られる骨は、大量に入手可能な安価な原材料である。それはコラーゲン組織によって結合される５０から６０％の非常に細かく結晶化したヒドロキシルアパタイトを含み、さらにかなりの量のタンパク様の物質およびその他の物質、ならびに関連する脂質および筋肉組織を含む。その生物的に形成された結晶構造から、それは高度に生体適合性の補綴の骨代替品としても考えられる。また比表面積が大きいことから、それはたとえば吸着剤または緩効性の投薬に対する支持としても用い得る。
【００１１】
天然の骨ミネラルはクリスタライトなどのヒドロキシアパタイトを含み、それは特定の程度の結晶性、性質および大きさ（不規則なプレート様の形態、厚さ５−１０ｍｍ、長さ１０−５０ｍｍ）、ならびにカルシウム対リン比（３７．５−３８．０％カルシウムおよび１５．５−５１９．０％リン）から得られる界面化学を有する。天然の骨ミネラル中にはさらに、少量の非結晶性の要素と、ブルッシャイトおよびニヒトロッカイト（Nihitlockite）などのミネラルおよびオクタ−カルシウムリン酸を含むその他のカルシウムリン酸結晶性の相とが存在する。骨の無機相は、自然にできたおよび有機相の除去により生成されたクリスタライトの間の超微細構造の間隔（１０−１００ｍｍ）を含む多孔性と、微細な空間（１−２０ミクロン、骨細胞の空隙、細管、血管の通路、フォルクマン管、およびハバース系の管（１００−５００ｍｍ）を含む）とを含む。多孔性の尺度である比表面積は、水銀多孔度測定によって定めるときに５０から１００ｍ2／ｇｍの範囲である。骨ミネラルの結晶性は、Ｘ線回折と、多孔性と、電子顕微鏡法によるクリスタライトの形態および大きさとによって特徴付けできる。熱重量分析によって少量の非アパタイトのクリスタライトを検出できる。
【００１２】
しかし、インビトロで形成した生成物または先行技術によって調製した天然のヒドロキシアパタイトによって天然の骨ミネラルの組成および構造を複製することはできない。天然の骨ミネラルを精製するための２つの方法が提案されており、それらはすなわちか焼および溶媒抽出である。
【００１３】
か焼において骨の有機成分を灰化するために必要とされる温度は比較的高い。このため、かなり粗い結晶の形成を伴うミネラル部分の広範囲の再結晶化が起こる。このようにして形成された材料は比較的小さい比表面積を示す。よってこうした材料は移植において新たな骨を形成するために容易に改造されず、インプラントはいつまでも改造されないままとなるが、このことはいくつかの目的に対しては受容可能であり得る。
【００１４】
抽出プロセスにおいては、好適な溶媒を用いて、脱脂した骨からタンパク質を抽出する。その結果得られる骨ミネラルを洗浄して溶媒を取り除く。
【００１５】
どちらの場合にも、天然の骨から有機不純物が取り除かれて骨ミネラルのみが残ると、その材料の強度は急激に減少し、その結果精製した骨ミネラルの個々の断片は極端に脆くなる。このため材料の取り扱いが難しくなり、移植において望ましくない影響がもたらされるおそれがある。
【００１６】
本特許出願人の所有する米国特許第５，５７３，７７１号（ここに引用により援用する）は、骨ミネラルをタイプＩコラーゲン（コラーゲンＩ）、またはタイプＩコラーゲンとタイプＩＩＩコラーゲンとの混合物（コラーゲンＩおよびコラーゲンＩＩＩ）でできたマトリックスによって強化した、医薬用の骨ミネラル生成物を開示する。
【００１７】
コラーゲンは動物の体内にいくつかの形で存在し、組織によって異なる割合でそれぞれのタイプを含む。薬品および化粧品に用いられるコラーゲンスポンジ材料は一般的に皮膚および腱に由来するものであり、主にコラーゲンＩおよび／またはコラーゲンＩＩＩを含む。骨のコラーゲンは主にコラーゲンＩおよびコラーゲンＩＩを含む。
【００１８】
この発明のコラーゲンＩＩ材料は、実質的に純粋なコラーゲンＩＩに加えて、コラーゲンＩＩに混合されたさまざまな割合のコラーゲンＩ、コラーゲンＩＩＩおよびそれらの混合物を含んでもよい。たとえばコラーゲンＩＩ材料には、重量比約０．１−１０％（好ましくは重量比約０．１−５％）のコラーゲンＩＩＩ、および／または重量比約１−５０％のコラーゲンＩが混合されてもよい。
【００１９】
この発明のコラーゲンＩＩ材料は、製造および使用における生成物の取り扱い特性を改善するために、個々の粒子の各々を含浸してもよい。その場合に、コラーゲンＩＩ材料の精製した骨ミネラルに対する重量比は有利には１：４０以上、好ましくは１：８以上４：１以下、好ましくは１：２以下である。有利には、コラーゲンＩＩ材料はこの発明の骨ミネラル生成物を重量比約１−３０％、好ましくは約５−１５％だけ含む。コラーゲンＩＩ材料は骨ミネラルの多孔性構造に入り込み、骨ミネラルに強度を与えるがその移植の際には免疫組織反応も与える、天然の骨にもともと存在する天然のタンパク質様材料のいくつかを効果的に置換する。
【００２０】
コラーゲンＩＩ材料は、成形物を形成し得る粒子状の骨材料に対するマトリックスを与えるために用いられてもよい。この場合には、ゼラチンなどのゲルを形成する高分子物質とともにコラーゲンＩＩを用いることも可能である。繊維質の材料の骨ミネラルに対する重量比は、たとえば１：４０から３：２０の範囲、たとえば約１：１０であってもよい。ゲル相は骨ミネラルに対して重量比２から２０％、たとえば約５％であることが有利である。ゲル相としてゼラチンを用いるとき、それはたとえば約０．２８のホルムアルデヒドなどで軽く架橋してもよい。
【００２１】
骨ミネラルはスポンジフォサ（spongifosa）骨から得ることが好ましく、コラーゲンＩＩ繊維とつながれることによってマトリックスに物理的強度を加える。好ましい実施例においては、この発明に従った骨ミネラル／コラーゲン生成物をマトリックスとして用いることにより、付加的な骨欠失が存在する関節中の軟骨の欠損を再生する。
【００２２】
この発明に従った骨ミネラル生成物は、膝、足、脊椎などにおける軟骨の再生のために、またたとえば股関節部の修正を含む整形手術などのための改造インプラントまたは補綴の骨代替品として用いられても、外傷などにおける骨欠失の置換、顎顔面の手術における改造、または隆起増大を含む歯周の欠損および抜歯窩の充填のために用いられてもよい。この発明の含浸された粒子材料はさまざまな骨の孔に詰め物をするために用いることができ、その減少した脆さは取り扱いおよび詰め物をする手順を助けることにおいて重要である。
【００２３】
この発明の方法の１つにおいては、骨ミネラル生成物／コラーゲンＩＩ材料が骨の欠損に挿入され、次いで組織の再構成のために骨ミネラル／コラーゲンＩＩ生成物および骨の欠損がコラーゲン膜で覆われる。好適なコラーゲン膜は当該技術分野において公知であり、それはＷＯ９６／２５９６１（米国特許出願第０８／８９４，５１７号）に教示されるような単層のコラーゲンＩＩ膜であっても、米国特許第５，８３７，２７８号に教示されるような、コンパクトで平滑な非多孔性外側バリア面および反対側の柔軟な繊維質の表面を有する二重表面コラーゲンＩ／ＩＩＩ膜であっても、またはＰＣＴ／ＧＢ９８／０２９７６に対応する２０００年４月７日に出願された米国特許出願第０９／５４５，４６５号に教示されるような、開いたスポンジ様のコラーゲンＩＩマトリックス層と少なくとも１つのコラーゲンＩ、コラーゲンＩＩＩまたはそれらの混合物のバリア層とを含む多層膜であっても、その類似物であってもよい。前述において参照した文書をここに引用により援用する。
【００２４】
好ましい実施例の１つにおいては、この膜は細胞の接着を阻害しかつ細胞の通過を防ぐためのバリアとして作用する外側の平滑なバリア面と、細胞の生育を可能にするための繊維質で柔軟な反対側の膜面とを有する。こうした製品の１つは、スイスのエー・デー・ガイストリヒ・ゾーネ・アクチェンゲゼルシャフト・フュール・ヒェーミシェ・インダストリーの販売するバイオジッド（Bio-Gide）（Ｒ）である。図５はバイオジッド（Ｒ）製品を示すものであり、これは平滑な外側バリア面２０および柔軟な繊維質の表面２２を有する。この発明に従って用いられるとき、この柔軟な繊維質の表面が欠損に向けて適用され、平滑な外側バリア面は外側に向けられる。バイオジッド（Ｒ）製品は米国特許第５，８３７，２７８号（前述）に記載されており、これは約９５−９９％のコラーゲンＩと約１−５％のコラーゲンＩＩＩとを含む。
【００２５】
別の好ましい実施例においては、前述において参照した米国特許出願第０９／５４５，４６５号に記載されるように、この発明に従って多層膜が用いられる。このような多層膜は、前述のバイオジット（Ｒ）製品の柔軟な繊維質の表面にコラーゲンＩＩのスラリーを適用することによって作成できる。このような生成物を図６に示しており、これは外側バリア面２０と、柔軟な繊維質の表面２２にスラリーとして適用されて乾燥された、開いたスポンジ様の構造２４を有する主にコラーゲンＩＩのマトリックス層とを含む。図６に示すような生成物がこの発明に従って用いられるとき、開いたスポンジ様のコラーゲンＩＩ層２４が欠損に適用され、平滑な外側バリア面２０は外側に向けられる。
【００２６】
前述のとおり、この発明は、軟骨とその下にある骨との両方が損傷を受けている関節の欠損の再生に対して特に適用可能である。この発明の骨ミネラル／コラーゲン生成物は骨の損傷領域を充填するために用いることができ、次いで骨欠損の充填された領域をコラーゲン膜で覆うことができる。
【００２７】
再生を促進するために、移植の前にこの発明の骨ミネラル／コラーゲンマトリックスに細胞外で培養した軟骨細胞を加えることもでき、切開手術または関節鏡手術の際に軟骨細胞を装填したマトリックスを移植できる。代替的には、またはそれに加えて、移植されたマトリックスをコラーゲンＩ、ＩＩおよび／またはＩＩＩを含むコラーゲン膜、または合成膜によって覆うことができる。こうしたコラーゲン膜または合成膜には、細胞外で培養された軟骨細胞が代替的または付加的に装填されてもよく、この膜は切開手術または関節鏡手術によって充填された骨インプラントの上に適用される。
【００２８】
精製した骨ミネラルはたとえば、国際特許出願第ＷＯ８６／０７２６５号（ＰＣＴ／ＧＢ８６／００３１０）に記載されるような生成物であってもよい。こうした生成物は、たとえばウシ大腿骨などの粒子状の骨を厳密に脱脂し、アンモニアまたは有機アミンで処理して残ったタンパク質を分解し、その後大量の水で洗浄することによって調製してもよい。こうした材料は実現の際に再吸収可能なままであり、改造プロセスを助ける。
【００２９】
また、粒子状の海綿骨または皮質の骨をたとえば９００℃で２４時間か焼することによって、精製した骨ミネラルを調製することも可能である。このようにか焼した骨ミネラルは、たとえば隆起増大など、永続的な再吸収可能でないインプラントが要求されるときに用いられる。どちらの態様においても、有機材料を除去した後に骨は過度に脆くなり、その強度はこの発明に従った処理によって大きく改善される。
【００３０】
前述の国際特許出願に示されるように骨が薬剤担体として用いられるとき、骨ミネラルは１つまたはそれ以上の吸収された薬剤またはその他の生理活性物質を有用に運んでもよい。実施例の１つに従うと、この発明の生成物は少なくとも１つの吸収された医薬もしくは生物活性物質、または軟骨もしくは骨を再生するための細胞に分化する能力を有する間充織の幹細胞を含む。
【００３１】
骨ミネラルに吸着され得る生理活性物質は少なくとも部分的に水溶性であり、たとえばペニシリン、セファロスポリン、アミノグリコシドなどの抗生物質、スルホンアミド、ならびに特にホルムアルデヒドとタウリンアミドまたはＮ−置換されたタウリンアミドとの縮合生成物などの抗菌物質を含むことが好ましい。この後者の化合物は次の化学式によって表わされてもよく、
【００３２】
【化１】
0004958344.tif 000002
【００３３】
ここでＲ1は水素またはＣ1-4アルキル基であり、Ｒ2は水素または次の化学式の群であり、
【００３４】
【化２】
0004958344.tif 000003
【００３５】
ここでＲ1は前述と同じ意味を有する。
化学式（Ｉ）においてＲ1およびＲ2の両方が水素である化合物はタウルルタム（taurultam）であり、Ｒ1が水素であってＲ2が化学式（ＩＩ）を有する化合物はタウロリジンである。これらの化合物はメチロール転移剤として作用し、グラム陰性菌およびグラム陽性菌の両方を破壊するだけでなく、細菌の生産するエンドトキシンおよびエキソトキシンの両方を不活性化するためにも効果的である。
【００３６】
その他の有用な生理活性物質は、骨の再生を助け得るタンパク質およびポリペプチド、特に骨マトリックスおよび骨細胞に由来する非コラーゲンタンパク質を含む。その中には骨格成長因子ならびに形態形成および血管形成因子、ならびにトランスフォーミング骨成長因子などのマイトジェン因子が含まれる。オセインまたはより好ましくはオステオポエチンなど、天然の骨マトリックスの成長因子は特に有益である。
【００３７】
実施例の１つに従うと、医薬活性物質は、ＢＭＰ−２−８などの骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、またはその他の骨格マトリックス分子、ならびにトランスフォーミング成長因子−βすなわちＴＧＦ−β、ＴＧＦ−β１、血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）、副甲状腺ホルモン関連タンパク質（ＰＴＨｒＰ）および血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）などのシグナルペプチドからなる群より選択される。
【００３８】
またこの発明の生成物は、関節軟骨または骨などの特定の分化系に向かう幹細胞のための担体として作用してもよい。こうした幹細胞はインビトロで生育されて数を増やし、成長因子を有するまたは有さない担体マトリックス中において修復部位に適用されてもよい。
【００３９】
生理活性物質は、含浸されたゼラチンなどの高分子物質に代替的または付加的に組入れられてもよいことが認識される。これは前述の骨成長因子などのタンパク質に対して特に好適である。
【００４０】
骨ミネラルは通常、平均直径０．１から１０ｍｍの範囲の粒子の形である。コラーゲンＩＩ繊維に組入れるための粒子は好ましくはスポンジフォサ骨のものであり、一般的には大きさが０．１から５ｍｍの範囲、好ましくは０．５から２ｍｍの範囲内にある。骨ミネラル粒子を密に詰めるために、２つまたはそれ以上の大きさ、たとえば０．２５から１ｍｍおよび１から２ｍｍ、またはたとえば０．２５から２ｍｍなどの広範囲の大きさの粒子の混合物を用いることが有益であり得る。
【００４１】
精製した骨ミネラルは、たとえば前述の国際特許出願に記載される方法などによって得てもよい。たとえば、ジメチルエーテルなどのエーテル、アセトンなどのケトン、またはヘプタンまたはメチルシクロヘキサンまたはトルエンなどの炭化水素またはハロゲン化炭化水素など、１つまたはそれ以上の一般的な脂質溶媒を用いて脂質を取り除いてもよい。
【００４２】
さらに進行させる前に、エタノールなどの水混和性の溶媒による中間抽出によって、トルエンなどの抽出溶媒を除去することが有利であり得る。コラーゲン材料は、好ましくは高温にて、たとえばグリセロール中の水酸化カリウムなどの塩基などのタンパク質分解剤、またはたとえばエチレンジアミンなどのアミンなどの有機塩基、またはホルムアミドなどのアミドを用いて溶解させてもよい。こうした薬剤は水洗による除去を促進するために水混和性であることが好ましい。還流するエチレンジアミンによって抽出した骨を用いて、特に良好な結果が得られている。
【００４３】
抽出は各段階において、必要であれば溶媒を交換しながら、それ以上の材料が抽出されなくなるまで、たとえば最大１週間から２週間の間継続されることが有利である。最初のタンパク除去の後、骨は抽出前よりもその段階においてより砕けやすくなっているため、さらに細かく砕くことが有利であり得る。塩基による処理の後、たとえば蒸発および／または好適なときには水洗などによって、過剰な溶媒を厳密に取り除く。
【００４４】
この材料は通常乾燥ステップに供される。この段階において、さらなる精製をもたらし得る熱処理などによって材料を滅菌することが便利であり得る。生理活性物質の吸収および／または吸着は、好ましくは滅菌条件下で、処理された骨ミネラルをその水溶液に浸漬することによって行われることが好ましい。活性物質の濃度は吸着および／または吸収を促進するために比較的高いことが好ましく、その活性材料の溶解度に部分的に依存する。
【００４５】
この発明について、図面を参照しながらさらに説明する。
図１は、健康かつ欠損を有さない関節の骨１０および軟骨１２の端部を示す図である。
【００４６】
図２は、軟骨１２から骨１０に欠損１４が延在するような関節の骨１０および軟骨１２を示す図である。
【００４７】
図３は、軟骨細胞を装填されていても装填されていなくてもよく、かつ軟骨１２および骨１０における欠損１４に充填される、この発明の骨ミネラル／軟骨マトリックス１６を示す図である。
【００４８】
図４は、軟骨１２および骨１０の両方に対する負傷の再生のためにこの発明の新たな骨ミネラル／コラーゲンマトリックス１６で充填された欠損１４を覆う、軟骨細胞を装填されていてもいなくてもよいコラーゲンまたは合成パッチ１８を示す図である。パッチ１８は、縫合、手術用釘または接着剤などのあらゆる好適な手段１９によって取付けることができる。
【００４９】
以下の例は例示のためのみに与えられるものである。
例１
ウシ大腿骨を熱湯中で清浄になるまで煮沸し、５から１０ｍｍの大きさの粒子になるよう細かく砕き、ソクスレー抽出器中でトルエンの還流下で２４時間抽出した。この材料をさらにエタノールで抽出してトルエンを除去し、高温にてエチレンジアミンおよび水（８５：１５）の共沸混合物を用いて、何度か溶媒を交換しながら実質的にそれ以上有機材料が抽出されなくなるまで８日間抽出した。次いで生成物を１００℃において風乾した。
【００５０】
乾燥した生成物を粒子の大きさが平均０．２から２ｍｍになるようさらに細かく砕き、オートクレーブ中で滅菌した。典型的な直径が１０ｍｍのウシ大腿骨スポンジフォサ骨の断片を、最後の顆粒化を省略して同じ技術によって精製した。
【００５１】
例２
屠殺したばかりのブタの凍結軟骨を冷水に浸し、徹底的に洗浄して肉の残渣、骨および硬い断片から機械的に精製した。その後その材料を流水下で３０分間洗浄した。
【００５２】
その後その材料をホモジェナイザ中で３回粉砕した。大きさを減少させた後の光学的な粒子の大きさは約８ｍｍであった。
【００５３】
この軟骨断片をアセトンで各８時間ずつ４回洗浄することによって脱水した。次いで軟骨をｎ−ヘキサンで４回抽出することによって脱脂した。各処理は少なくとも８時間行なった。ヘキサンの軟骨に対する比は１：１０であった。
【００５４】
脱脂の後、軟骨を飲料水中で膨張させた。水：材料の比は１０：１であった。処理時間は２４時間であった。
【００５５】
次いでその材料をＮａＯＨ（重量比５％）で処理し、その際の軟骨の溶液に対する比は１：４であり、処理時間は３２時間であった。処理中は軟骨の断片をよく攪拌した。その後、軟骨からアルカリを洗い流した。それによって元のｐＨ１４が９−１１まで減少した。溶解した不純物を洗い流して軟骨から分離した。このアルカリ処理によって得られた液体はグリコサミノグリカンを取るために回収した。
【００５６】
次いでコラーゲン材料を、最初にｐＨ値１．０以下にて強いＨＣｌ（重量比約３％）で処理した。処理時間は４−６時間であった。
【００５７】
その後、ｐＨ値が３−３．５まで上昇するために十分な長さだけ材料を冷水で洗浄した。すべての不純物を除去し、この生成物はスポンジまたはその他のコラーゲン材料の生成に好適な、塩を含まないコラーゲンの塊となった。その目的のために、意図される結果に従ってこの軟骨の塊を脱気、凍結および凍結乾燥してもよい。
【００５８】
例３
例２におけるアルカリ処理によって得られる抽出物はグリコサミノグリカン、アルカリ、変性タンパク質および塩を含んでいた。最初にこの抽出物をＨＣｌで中和し、中和後のｐＨ値は６となった。次いでこの抽出物を、変性タンパク質を除去する効果を有するフィルタ補助、すなわちキーゼルグールで処理した。０．５重量％のキーゼルグールを抽出物中に導入し、濾過によって変性タンパク質とともに除去した。
【００５９】
次いでその上清を、約１００００ダルトンにおける分子量カットオフを有する膜を用いて限外濾過した。この態様で塩を取除き、精製グリコサミノグリカンを得た。
【００６０】
このようにして得られたグリコサミノグリカン溶液を前述のコラーゲン材料と混ぜることにより、グリコサミノグリカンを含むコラーゲンＩＩマトリックスを与えた。
【００６１】
例４
例３から得られたコラーゲンＩＩ材料２．０ｇをブレンダ中で５００ｇの蒸留水とともに細かく砕いた。この分散物を遠心分離し、上清の水を除去した。得られたコラーゲン繊維スラリーに、前述の例１の手順によって精製した顆粒化したウシの皮質の骨を１７．５ｇ加え、よく混合して吸引（７０ｍｍ）により水を除去した。顆粒状にした骨の粒子の大きさは０．５から１．０ｍｍである。水を除去した後、９％ｗ／ｗの水性のゼラチン溶液を５ｍｌ加え（３５％水性ホルムアルデヒド０．６％によって架橋）、混合物を再び吸引して乾燥させた。
【００６２】
このスポンジの塊を切断して断片にし、６０℃において真空中で乾燥させた。このスポンジの断片をポリエチレン容器中に詰め、ガンマ照射により滅菌した。
【図面の簡単な説明】
【図１】  健康な関節骨の端部を示す、部分的に概略化した正面図である。
【図２】  軟骨から骨に延在する欠損が存在する関節骨の端部を示す、部分的に概略化した正面図である。
【図３】  この発明に従った骨ミネラル／コラーゲンマトリックスを関節骨の端部における欠損に挿入したところを示す、部分的に概略化した正面図である。
【図４】  この発明に従った骨ミネラル／コラーゲンマトリックスで充填された関節欠損をコラーゲンまたは合成膜が覆っているところを示す、部分的に概略化した正面図である。
【図５】  この発明の実施例の１つに従って用いるための膜を示す、概略的な側面図である。
【図６】  この発明の第２の実施例に従って用いるための別の膜を示す、概略的な側面図である。
【符号の説明】
１０  骨、１２  軟骨、１４  欠損、１６  骨ミネラル／コラーゲンマトリックス。
【図１】
0004958344.tif 000004
【図２】
0004958344.tif 000005
【図３】
0004958344.tif 000006
【図４】
0004958344.tif 000007
【図５】
0004958344.tif 000008
【図６】
0004958344.tif 000009