JP6737801B2 - 組織増大への適用、生物医学的適用および美容的適用のためのガラス組成物 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年１２月５日に出願された米国仮特許出願６２／０８８，０２７号の利益およびこれに対する優先権を主張し、許容される場合、その全体が組み込まれる。

本発明は一般に、インプラント、キット、およびその使用方法を対象とする。より具体的には、インプラントは、ガラスマイクロスフェアと生体適合性マトリックスとからなる複合物である。

注射用充填剤による軟組織増大は、美容的改善および様々な医療適用のために広く使用されている。美容手順では、充填剤を、美容上の外見の改善であって、瘢痕の修復、小じわの軽減、失われた皮膚体積の回復、および陥凹部または陥没部の除去を含む改善に、主に使用する。他の美容手順は、外部から目視可能な染色または着色をもたらす、着色料、色素、またはインクの注射またはインプラントを伴う。医療適用では、生物医学的充填剤を使用して、喉頭の軟組織体積を増大させる（発声を改善し、かつ／または不完全な声門閉鎖に由来する吸引を低減する）。生物医学的充填剤は、身体の他の領域において、上部食道または下部食道の括約筋、肛門の括約筋、および尿道の括約筋など、天然の生物学的弁の機能を増大させるのにも使用する。生物医学的充填剤の、他の医療適用は、骨欠損または骨折、特に、非癒合の場合の架橋または補強を含む。

美容的改善および医療的改善のために使用されることが当業者に公知の充填剤は、ヒアルロン酸、カルシウムヒドロキシルアパタイト、およびポリ−Ｌ−乳酸を含む（Vleggaarら、Journal of drugs in dermatology、１３巻（増刊４号）：ｓ４０〜４３頁（２０１４年））。広く使用されているが、これらの皮膚充填剤は永久的ではなく、ヒアルロン酸では、６〜９カ月後、カルシウムヒドロキシルアパタイトでは、１０〜１４カ月後に再適用を必要とし（EmerおよびSundaram、Journal of Drugs in Dermatology、１２巻（１２号）：１３４５〜５４頁（２０１３年））、ポリＬ−乳酸充填剤では、約２４カ月ごとに再適用を必要とする（Vleggaarら、Journal of drugs in dermatology、１３巻（増刊４号）：ｓ４０〜４３頁（２０１４年）；Vleggaarら、Journal of drugs in dermatology、１３巻（増刊４号）：ｓ４４〜５１頁（２０１４年）；ならびにMestおよびHumble、Dermatologic Surgery、３５巻（増刊１号）：３５０〜３５９頁（２００９年））。

骨欠損または骨折を改善することが当業者に一般に公知である他の充填剤は、脱細胞化させ加工した同種骨用パテ、石灰化させ加工したコラーゲン粒子、合成リン酸三カルシウム粒子、ならびにカルシウムヒドロキシアパタイト（hydroxyappetite）および／または硫酸カルシウムの多様な混合物（例えば、Ｃｅｒａｍｅｎｔ（商標））を含む。

Vleggaarら、Journal of drugs in dermatology、１３巻（増刊４号）：ｓ４０〜４３頁（２０１４年） EmerおよびSundaram、Journal of Drugs in Dermatology、１２巻（１２号）：１３４５〜５４頁（２０１３年） Vleggaarら、Journal of drugs in dermatology、１３巻（増刊４号）：ｓ４４〜５１頁（２０１４年） MestおよびHumble、Dermatologic Surgery、３５巻（増刊１号）：３５０〜３５９頁（２００９年）

上記の類別の全てについて、これらの充填剤の多くは、許容不可能な炎症応答を誘導することから、美容手順または手術手順にはさほど理想的ではない（Cecchiら、Dermatology、２２８巻（１号）：１４〜１７頁（２０１４年））。加えて、これらの物質の多くはまた、粘度も大きいことから、臨床適用において使用される細針を通すことが困難ともなっている。

したがって、本発明の目的は、組織増大、着色、および／または長期持続性であり、投与が容易であり、炎症性応答の惹起が限定的なカーゴ送達の組成物および方法を提供することである。

本発明の別の目的は、粘度が制御および低減された生物医学的複合物を提供することである。

本発明の別の目的は、組織増大への適用、生物医学的適用、または美容的適用のための、あらかじめパッケージングされ、使用準備のできた複合物を提供することである。

組織増大への適用、生物医学的適用、または美容的適用の目的に有用な複合物のための組成物および方法が提供される。一実施形態では、複合物は、生物学的に不活性で、非反応性であり、適所において耐久性であるようにデザインされた半永久的組織充填剤として作用する。別の実施形態は、患者に注射されると、バルキング剤として機能するように、有効量の非中空ガラスマイクロスフェア、中空ガラスマイクロスフェア、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェア、またはこれらの組合せを含有する組織増大用複合物を提供する。複合物は、軟組織増大または硬組織増大、美容手順、および他の生物医学的適用に有用である。

ガラスマイクロスフェアはまた、特性の改善のためにコーティングすることもできる。ある特定の実施形態では、マイクロスフェアを、合成ポリマー、自然発生のポリマー、またはこれらの組合せでコーティングする。コーティング剤は、ポリマーまたは他の材料のブレンドでありうる。コーティング剤は、コーティング剤がマイクロスフェアにもたらす機能に従い選択することができる。例えば、マイクロスフェアは、マイクロスフェアを、対象、例えば、ヒト対象に投与する場合に、マイクロスフェアに対する免疫反応を低減するか、阻害するか、または防止する薬剤でコーティングすることができる。他のコーティングを使用して、マイクロスフェアの機械的特性および／または化学的特性を改善することができる。マイクロスフェアへとロードされると、活性物質の放出を緩徐化するか、または遅延させる他のコーティングもまた、選択することができる。例示的な活性薬剤は、増殖因子、走化性物質、ケモカイン、サイトカイン、リボ核酸（ＲＮＡ）、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、ステロイド、化学療法剤、骨形成剤、抗生物質、および抗体を含むがこれらに限定されない。

開示されるガラスマイクロスフェア組成物を、軟組織増大および硬組織増大のほか、カーゴまたはペイロードの送達において使用するための方法もまた提供される。

多様な組合せのガラスマイクロスフェアと、目的に合わせた粘度の水性マトリックスとを含む複合物を、プレロードされたシリンジ内に含有するキットについてもまた、記載される。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
有効量のガラスマイクロスフェアと；
前記ガラスマイクロスフェアが容易に流動し、対象において、炎症応答をほとんどまたはまったく誘導しない生体適合性マトリックスと
を含む半永久的複合物。
（項目２）
前記ガラスマイクロスフェア構成要素が、非中空ガラスマイクロスフェア、中空ガラスマイクロスフェア（多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアを含む）、またはこれらの組合せである、項目１に記載の半永久的複合物。
（項目３）
前記ガラスマイクロスフェア構成要素が、１０μｍ〜１００μｍの直径を有する、項目１から２のいずれか一項に記載の半永久的複合物。
（項目４）
前記マトリックス構成要素が、ゲル化剤である、項目１から３のいずれか一項に記載の半永久的複合物。
（項目５）
前記マイクロスフェア構成要素がコーティングされている、項目１から４のいずれか一項に記載の半永久的複合物。
（項目６）
前記マイクロスフェア構成要素が、ゲーティング剤によりゲーティングされる、中空ガラスマイクロスフェアである、項目２に記載の半永久的複合物。
（項目７）
前記ゲーティング剤が、ポリマーである、項目６に記載の半永久的複合物。
（項目８）
前記ゲーティング剤が、デキストラン、コロイド状デンプン、重合化フィブリン、およびポリビニルピロリドンからなる群から選択される、項目６に記載の半永久的複合物。
（項目９）
前記ゲル化剤が、メチルセルロース、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、およびカルボキシメチルセルロースからなる群から選択される、項目４に記載の半永久的複合物。
（項目１０）
前記中空ガラスマイクロスフェア構成要素に、治療用薬物、元素、生物学的分子、または着色料からなる群から選択されるカーゴがロードされている、項目２から８のいずれか一項に記載の半永久的複合物。
（項目１１）
組織の増大を必要とする対象において、組織を増大させるための方法であって、
項目１から１０のいずれか一項に記載の複合物を、前記対象に、前記対象において組織を増大させるのに有効な量で投与するステップを含む方法。
（項目１２）
前記組織が、軟組織または硬組織である、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記組織増大を行って、眉間のしわ、額のしわ、小じわ、目じりのしわ、ほうれい線、妊娠線、および損傷、創傷、咬傷、手術、または事故から生じた、組織体積の喪失からなる群から選択される、前記対象における輪郭欠損を処置する、項目１１に記載の方法。
（項目１４）
前記組織増大を行って、声帯（ｖｏｃａｌ ｃｏｒｄ）の損傷、欠損、または疾患を処置する、項目１１に記載の方法。
（項目１５）
前記組織増大を行って、括約筋を処置する、項目１１に記載の方法。
（項目１６）
前記括約筋が、膀胱括約筋である、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記括約筋が、上部食道括約筋である、項目１５に記載の方法。
（項目１８）
前記組織増大を行って、骨折、骨欠損、骨喪失、または骨びらんを処置する、項目１１に記載の方法。
（項目１９）
前記骨折が、癒合性骨折または非癒合性骨折である、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
複合物を、それを必要とする対象へと植え込むための方法であって、項目１から１０のいずれか一項に記載の複合物を、前記対象に、前記対象における適切な組織の振動特徴をもたらすか、回復させるか、または修飾するのに有効な量で投与するステップを含む方法。
（項目２１）
前記組織が、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄｓ）の一方または両方である、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
前記組織が、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄｓ）の一方または両方の固有層の表層である、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
複合物を、それを必要とする対象へと植え込むための方法であって、項目１から１０のいずれか一項に記載の複合物を、前記対象に、前記対象における適切な組織の、関節の潤滑性をもたらすか、回復させるか、または修飾するのに有効な量で投与するステップを含む方法。
（項目２４）
前記関節が、股関節、肘関節、肩関節、膝関節、手根関節、中手関節、足根関節、中足関節、足関節、または脊椎関節からなる群のうちのいずれかから選択される、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
治療剤を対象へと送達するための方法であって、
治療剤と、生物学的に適合性のマトリックスとをロードした中空ガラスマイクロスフェアを含む複合物を投与するステップを含む方法。
（項目２６）
前記中空ガラスマイクロスフェア構成要素を、ゲーティング剤でゲーティングする、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
前記ゲーティング剤が、デキストラン、コロイド状デンプン、重合化フィブリン、およびポリビニルピロリドンからなる群から選択される、項目２５から２６のいずれか一項に記載の方法。
（項目２８）
前記中空ガラスマイクロスフェア構成要素がコーティングされている、項目２５から２７のいずれか一項に記載の方法。
（項目２９）
前記コーティングが、前記治療剤の、前記中空ガラスマイクロスフェアからの放出を遅延させるか、または延長する、項目２８に記載の方法。

本明細書に組み込まれ、この一部を構成する付属の図面は、下記で記載されるいくつかの態様を例示する。

図１Ａおよび１Ｂは、顕微鏡写真を示す図である。図１Ａは、ガラスマイクロスフェアの典型的なサイズおよび種類の分布を示す図である。図１Ｂは、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアに典型的な、相互接続された壁の多孔性を実証する、ガラスマイクロスフェアの断面を示す図である。 図２Ａおよび２Ｂは、顕微鏡写真を示す図である。一般に使用される皮膚充填剤であって、４０体積％のカルシウムヒドロキシアパタイト粒子（不適切に、「マイクロスフェア」と称することが多い）を含有する皮膚充填剤（図２Ａ）の、開示される複合物のガラスマイクロスフェア（図２Ｂ）と比較した形態の差違である。 図３は、カルシウムヒドロキシアパタイト（ＣａＨａ）、４０％のマイクロスフェアおよび６０％のメチルヒドロキシセルロースゲル（Ｓｐｈ４０／６０）を有するガラスマイクロスフェア組成物、８０％のマイクロスフェアおよび２０％のメチルヒドロキシセルロースゲル（Ｓｐｈ８０／２０）を有するガラスマイクロスフェア組成物、ならびにメチルヒドロキシセルロースゲル単独（ゲル）について、１ｍｌの充填剤を駆出する力（Ｎ）の棒グラフを示す図である。 図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃは、一般的な水性媒質中の、非中空ガラスマイクロスフェアおよび中空ガラスマイクロスフェアの間の粘度測定値（Ｐａ×秒）であって、ローディング量とせん断速度との関数として示される粘度測定値についての折れ線グラフを示す図である。 図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃは、一般的な水性媒質中の、非中空ガラスマイクロスフェアおよび中空ガラスマイクロスフェアの間の粘度測定値（Ｐａ×秒）であって、ローディング量とせん断速度との関数として示される粘度測定値についての折れ線グラフを示す図である。 図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃは、一般的な水性媒質中の、非中空ガラスマイクロスフェアおよび中空ガラスマイクロスフェアの間の粘度測定値（Ｐａ×秒）であって、ローディング量とせん断速度との関数として示される粘度測定値についての折れ線グラフを示す図である。 図５Ａ〜５Ｄは、意図される適用について、特性を微調整するように、多様なコーティングでコーティングされたマイクロスフェアについての蛍光顕微鏡写真を示す図である。ポリマーである、ポリ２−ビニルピリジン（図５Ａ）、かご型シルセスキオキサン（図５Ｂ）、および量子ドットナノ粒子（図５Ｃおよび５Ｄ）の接着を実証する蛍光顕微鏡写真が示される。 図６Ｍ〜６Ｔは、かご型シルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）が、複合物の特性に影響を及ぼすように、マイクロスフェアをコーティングするための一助となることを示す蛍光顕微鏡写真を示す図である。多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアを、ＰＯＳＳの濃度を変動させながらコーティングし、逐次的な時点においてイメージングした。非コーティング（０時間後）（図６Ｍ）、非コーティング（２４時間後）（図６Ｎ）、１：２ ＰＯＳＳ（０時間後）（図６Ｏ）、１：２ ＰＯＳＳ（２４時間後）（図６Ｐ）、１：４ ＰＯＳＳ（０時間後）（図６Ｑ）、１：４ ＰＯＳＳ（２４時間後）（図６Ｒ）、１：６ ＰＯＳＳ（０時間後）（図６Ｓ）、１：６ ＰＯＳＳ（２４時間後）（図６Ｔ）を示す図である。 図７Ａは、Ｐ２ＶＰによるコーティングを伴わないマイクロスフェア（◆）、２つのコートを有するマイクロスフェア（■）、４つのコートを有するマイクロスフェア（▲）、および８つのコートを有するマイクロスフェア（×）について、蛍光（ＡＦＵ）と時間（時間）とを対比した折れ線グラフであって、マイクロスフェアのコーティングが、複合物のマイクロスフェア部分内からのカーゴの放出に影響を及ぼしうることを示す折れ線グラフを示す図である。Ｐ２ＶＰで２回にわたりコーティングされたマイクロスフェアが、コーティングされていないマイクロスフェアと同様に挙動したのに対し、Ｐ２ＶＰの４つまたは８つのコートによりコーティングされたマイクロスフェアは、蛍光カーゴの保持を示した。図７Ｂは、コーティングされていないマイクロスフェアが、ローディング後３日目において、異なる量のカーゴを保持したことを示す蛍光顕微鏡写真を示す図である。ロードされたマイクロスフェアおよびロードされていないマイクロスフェアと、空のマイクロスフェアの両方を、蛍光画像を、明視野画像（挿入図）と比較することにより示す。図７Ｃは、ローディング後７日目における、Ｐ−２ＶＰでコーティングされたマイクロスフェアについての蛍光顕微鏡写真であって、異なる程度のカーゴ放出を示す蛍光顕微鏡写真を示す図である。ロードされなかった小孔を伴わないマイクロスフェアは、蛍光画像内で目視できず、いったんカーゴを含有したが、空に近いマイクロスフェアだけが、蛍光により外殻が環状に標識されており、例を赤線でマークする。 図８は、Ｐ−２ＶＰコーティングを伴わない多孔質壁型中空ガラスマイクロスフェア（■）、２つのコーティングを有する多孔質壁型中空ガラスマイクロスフェア（▲）、または８つのコーティングを有する多孔質壁型中空ガラスマイクロスフェア（▽）について、充填パーセント対時間（日）の折れ線グラフを示す図である。コーティングされたマイクロスフェアは、コーティングされていないマイクロスフェアより長期間にわたり分子を保つことが決定され、コーティングの数は、保持と関連した。 図９Ａおよび９Ｂは、マイクロスフェアの数対時間（日）の折れ線グラフを示す図である。充填されていないマイクロスフェア、部分的に空のマイクロスフェア（殻が標識付けされた）、および高度に充填されたマイクロスフェアの数の、Ｐ−２ＶＰによるコートの数の関数としての経時的変化である。８つのコートを有するマイクロスフェア（図９Ｂ）は、１３日間にわたる、カーゴ排出の安定的な増大、およびこの期間にわたる、カーゴが充填されたマイクロスフェアの同様の減少を示し、これは、２つのコートを有するマイクロスフェアを超えたことを示す（図９Ｂ）。 図９Ａおよび９Ｂは、マイクロスフェアの数対時間（日）の折れ線グラフを示す図である。充填されていないマイクロスフェア、部分的に空のマイクロスフェア（殻が標識付けされた）、および高度に充填されたマイクロスフェアの数の、Ｐ−２ＶＰによるコートの数の関数としての経時的変化である。８つのコートを有するマイクロスフェア（図９Ｂ）は、１３日間にわたる、カーゴ排出の安定的な増大、およびこの期間にわたる、カーゴが充填されたマイクロスフェアの同様の減少を示し、これは、２つのコートを有するマイクロスフェアを超えたことを示す（図９Ｂ）。 図１０は、ＳＤＦ−１充填されたマイクロスフェアについてのＥＬＩＳＡアッセイによる、コーティングされたマイクロスフェア（microspoheres）（第１のカラムおよび第２のカラム、左から右へ、それぞれ１日後および５日後）およびコーティングされていないマイクロスフェア（最後のカラム、１日後）から回収されたＳＤＦ−１（ｐｇ／ｍｌ）についての棒グラフを示す図である。サイトカインであるＳＤＦ−１は、Ｐ−２ＶＰでコーティングされた多孔質壁中空ガラスマイクロスフェア内で、少なくとも５日間にわたり保持されうることが示された。マイクロスフェアに、水性媒質中のＳＤＦ−１をロードし、次いで、Ｐ２ＶＰでコーティングした。マイクロスフェアにロードした１または５日後に、それらを洗浄して、放出された任意のＳＤＦ−１を除去し、次いで、未使用の媒質に入れ、その中で、保持されたＳＤＦ−１の数量を評価できるようにマイクロスフェアを破砕してそれらの内容物を放出させた。データは、コーティングされていないマイクロスフェアによる保持は、２４時間後までに、コーティングされたマイクロスフェアより低下し、全てではないが、さらなるＳＤＦ−１が、５日目までに放出されたことを示唆する。 図１１は、開示される複合物の１つの製剤であって、生体適合性マトリックス（チオール修飾ヒアルロン酸／コラーゲンハイドロゲル）と組み合わせた、５０体積％の多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアからなり、凍結乾燥させ、手術により、マウスモデルに植え込んだ製剤についての光学顕微鏡写真を示す図である。顕微鏡写真の画像は、植込みの７日後に撮影したものであり、手術部位におけるマイクロスフェア複合物の保持を実証する。

Ｉ．定義
「バルキング剤」という用語は、組織に注射されると、組織の厚さまたは体積を増加させる薬剤を指す。

バルキング剤に言及する場合の「永久的」という用語は、適合性の、目的に合わせたされた粘度媒質中の、比較的非生体分解性で、非吸収性のバルキング剤、例えば、ガラスマイクロスフェアを指す。

「ガラスマイクロスフェア」という用語は、１ｍｍ未満の直径を有するガラスの球体を指し、非中空ガラスマイクロスフェア、中空ガラスマイクロスフェア、および／または多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアを含み、いずれも、パッキングおよび送達を容易とし、免疫応答を最小化するように、滑らかな表面を伴う。好ましい直径は、１０〜１００μｍであり、より好ましい直径は、２０〜６０μｍである。

「複合物」という用語は、最適化された比、サイズ分布、および数量の、多様な種類のガラスマイクロスフェアからなる組合せであって、所望の適用に最適化された、生体適合性流体またはゲルマトリックスと組み合わせた組合せを指す。この組合せは、個別の構成要素の各々単独の特性と比較した、複合物の固有の特性を結果としてもたらす。

「生物学的分子」という用語は、任意の炭水化物、脂質、タンパク質、リボ核酸、デオキシリボ核酸、抗体もしくはその断片、プロテオグリカン、糖タンパク質、またはこれらの組合せを指す。

本明細書で使用される「軟組織増大」という用語は、顔面の輪郭矯正（例えば、より張りのある頬または顎）、乳房切除術の後における乳房の増大または再構成、陥凹変形（例えば、外傷後脂肪萎縮、ＨＩＶ関連脂肪萎縮）の矯正、および加齢に関連する顔面の深いしわの矯正を含むがこれらに限定されない、任意の種類の、軟組織の体積増大を指す。こうして、軟組織増大は、外傷または変性疾患の後における軟組織増大など、もっぱら、美容目的または医療目的で使用することができる。

本明細書で使用される「軟組織」という用語は、身体の他の構造および臓器をつなぎ合わせるか、支持するか、または取り巻く組織を指す。軟組織は、筋肉、線維性組織、および脂肪を含む。

「対象または患者」という用語は、哺乳動物、霊長動物を指し、好ましくはヒトを指す。

本明細書で使用される「表皮下（subepidermal）投与」または「表皮下（subcuticular）投与」という用語は、真皮、皮下組織、または筋下、もしくは、適切な場合、骨膜（骨組織の近傍）などの深部への投与を含む、皮膚の表皮の下への投与を指す。

本明細書で使用される「インプラント」という用語は、広く、任意の種類の、植込み型または植込み可能な、外来の物体または材料を指す。インプラントはまた、非外来の物体または材料とほぼ同一な物体または材料も含む。本発明に従うインプラントは、任意の特定の形状に限定されない。体内のインプラントの最終的な形状は、処置の目的に応じて、当業者が決定する。

「容易に流動する」という用語は、シリンジおよび注射針を介して注射することにより植え込まれるようにデザインされた材料であって、材料を注射する担当者に要求される労力が苦痛でないように、粘度が小さく、かつ／または材料をシリンジから駆出するのに要求される力が小さい材料を指す。

バルキング剤に言及する場合の「半永久的」という用語は、構成要素の実質的な分解または破壊が、通常のヒト寿命の枠内で生じる可能性が低くなるように、比較的非生体分解性で、非吸収性である、１または複数の構成要素を伴う材料、例えば、適合性の、目的に合わせた粘度媒質中のガラスマイクロスフェアを指す。比較的非生体分解性の構成要素は、複合物のうちの大部分（＞５０％ｖｏｌ／ｖｏｌ）を構成することが好ましく、複合物のうちの＞７５％を構成することがより好ましい。

ＩＩ．ガラスマイクロスフェア複合物
開示される複合物は、生体適合性マトリックスと併せて、非中空ガラスマイクロスフェア、中空ガラスマイクロスフェア、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェア、またはこれらの組合せを含有する。一部の実施形態では、このマトリックスは、流体（ゾル）である。他の実施形態では、このマトリックスは、ゲルであり、さらに他の実施形態では、このマトリックスは、ゾル相とゲル相との間で転換可能である。一実施形態は、１ｍｍ未満であり、かつ、１μｍを超える直径を有するガラスマイクロスフェアを提供する。一部の実施形態では、ガラスマイクロスフェアは、約２μｍ〜約５００μｍまたは２〜３００μｍまたは１０〜１００μｍの範囲の直径を有する。好ましい直径は、１０〜５０μｍ、または１０〜６０μｍであり、より好ましい直径は、５〜２０μｍ、２０〜４０μｍ、２０〜６０μｍ、または４０〜６０μｍである。ガラスマイクロスフェアの直径は、複合物を、患者へと容易に植え込むことを可能とする寸法であることが典型的である。一実施形態では、複合物を注射により植え込む。好ましい実施形態では、注射は、直径が約３０〜約１８ゲージの範囲の注射針を介して実施する。より好ましい実施形態では、注射は、２１、２３、または２５ゲージの注射針を介して実施する。

ガラスマイクロスフェアは、全て同じ直径の場合もあり、記載された範囲内の複数の直径を有する場合もある。ある特定の実施形態では、マイクロスフェアは、全てが１つの種類であり、他の実施形態では、複数種類のマイクロスフェアを組み合わせる。

ある特定の実施形態では、ガラスマイクロスフェアはコーティングされている。ガラスマイクロスフェアは、化学物質、元素、薬物、生物学的分子、ポリマー、またはこれらの組合せでコーティングすることができる。コーティングは、ガラスマイクロスフェアの、特異的な臓器、組織、または細胞型へのターゲティングを可能とする部分を含有する場合もあり、これに接合させる場合もある。

中空ガラスマイクロスフェアおよび多孔質壁中空マイクロスフェア（本明細書の以下では、まとめて、中空マイクロスフェアと称する）に、生物学的分子、化学物質、元素、または他の材料を含むがこれらに限定されないカーゴをロードすることができる。一実施形態では、カーゴは、顔料または着色剤でありうる。中空マイクロスフェアに、抗生物質、抗炎症剤、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、化学療法剤、細胞傷害剤、抗体、またはこれらの組合せなど、１または複数の治療剤をロードすることができる。中空マイクロスフェアに、細胞、細菌、ウイルス、またはこれらの組合せなど、生存する生物学的要素のカーゴをロードすることができる。上記のカーゴは、単独で存在する場合もあり、多様な組合せで存在する場合もある。ロードされるガラスマイクロスフェアを修飾して、ガラスマイクロスフェアを対象に投与してからの、カーゴのガラスマイクロスフェアからの放出を遅延させるか、または延長することができる。

ガラスマイクロスフェア複合物は、組織増大のためのバルキング剤として有用であり、治療用物質を送達するための手段としても有用である。生体適合性マトリックス、および多様な種類、ならびにマイクロスフェアの、マトリックスに対する比は、従来の技法を使用して処方することができる。マイクロスフェアの密度、サイズ、およびサイズ分布、溶液の粘度は、所望の使用のためにモジュレートすることができる。

Ａ．非中空ガラスマイクロスフェア
１．市販の非中空ガラスマイクロスフェア
一部の実施形態は、非中空ガラスマイクロスフェアを、単独で、または他のマイクロスフェアと組み合わせて含む。当業者には、非中空ガラスマイクロスフェアを製造するための方法が周知であり、非中空ガラスマイクロスフェアは、例えば、Ｐｏｔｔｅｒｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＬＬＣ、ＣｏＳｐｈｅｒｉｃ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、およびＭｏＳｃｉ Ｃｏｒｐ．、およびＰｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．を含むがこれらに限定されない、様々な供給源から市販されている。例示的な非中空ガラスマイクロスフェアは、ホウケイ酸塩またはソーダ石灰から構成される。マイクロスフェアは、ふるいにかけられて具体的な直径範囲にすることが典型的であり、粉末形態で用意される。

２．製作方法
小サイズの球形ガラス体の作製のために、多数の工程が考案されている。これらは一般に、各粒子を表面張力により球形へと引き込むことを可能とするのに十分な時間および温度で、粒子を高温ゾーン内において遊離懸濁することを伴う。市販用のガラスマイクロスフェアを廉価で作製するためには、ガラスの粘度は一般に、妥当な溶融温度（例えば、約１３５０℃を超えない）で、比較的低度であることが重要である。一般に、アルカリおよびフッ素の添加を使用して、粘度および溶融温度を低減するが、フッ素の使用は、溶融工程中に容易に失われるので、環境的懸念を引き起こし、アルカリの添加は、化学的耐久性が小さく、疎水性であり、凝集する傾向があり、流動性に乏しい、マイクロスフェアを結果としてもたらすことが典型的である（米国特許第６，７６５，７２０号を参照されたい）。しかし、マイクロスフェアの「流動性」を増加させるか、または改善するように、他の薬剤もまた添加することができる。

生物活性の微粒子状ガラスは、米国特許第４，１５９，３５８号；同第４，２３４，９７２号；同第４，１０３，００２号；同第４，１８９，３２５号；同第５４，１７１，５４４号；同第４，７７５，６４６号；同第４，８５７，０４６号；同第５，０７４，９１６号；および同第５，８４０，２９０号において教示されている方法など、当技術分野の方法に従い調製することができる。例えば、原料（例えば、ＳｉＯ_２、ＣａＯ、Ｎａ_２Ｏ、およびＰ_２Ｏ_５）を、ボールミル上のＮａｌｇｅｎｅ（登録商標）プラスチック製容器内で、４時間にわたり混合する。次いで、ミックスを、１３５０℃の白金製のるつぼ内で溶融させ、２４時間にわたりホモジナイズする。溶融したガラスを、蒸留された脱イオン水へと注いで、ガラスフリットを作製する。フリットを、乳鉢および乳棒で粉砕し、ＡＳＴＭふるいに通して、要求される粒子サイズの範囲をもたらす。

Ｂ．中空ガラスマイクロスフェア
１．市販の中空ガラスマイクロスフェア
いくつかの実施形態は、中空ガラスマイクロスフェアを含有する複合物を提供する。当業者には、中空ガラスマイクロスフェアの製造が周知であり、中空ガラスマイクロスフェアは、例えば、３Ｍ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）、Ｂａｒｉｔｅｗｏｒｌｄ（Ｒｏｃｋｌｅｉｇｈ、ＮＪ）、および他の供給元から市販されている。

２．中空ガラスマイクロスフェアを製作する方法
中空ガラスマイクロスフェアは、様々な技法で作製することができる。１つの手法では、ガラス粉末を、発泡剤と共に、炉内の高温ゾーンへとフィードし、これによりガラスは軟化し、球形粒子の形成が可能となる。発泡剤は、加熱されると、不安定となり、ガラス気泡をもたらし、これが膨張して、中空ガラスマイクロスフェアをもたらす。材料を冷まし、浮選工程を使用して、所望の初期生成物を回収する。

Ｃ．多孔質壁中空ガラスマイクロスフェア
適切な多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアは、それらのいずれもが、参照によりそれらの全体において組み込まれる、米国特許第７，６６６，８０７号および同第８，５３５，７２５号において教示されている方法に従い作製することができる。これらの多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアは、ＭｏＳｃｉ Ｃｏｒｐ（Ｒｏｌｌａ、ＭＯ）など、市販の供給元から得ることができる。略述すると、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアを作製するためのフィードは、２０〜４０μｍのナトリウムホウケイ酸塩ガラス粉末であり、スルフェート発泡剤を含有する。粉末を、制御されたガス−空気炎によりもたらされた高温ゾーンへとフィードし、これによりガラスは軟化し、球形粒子の形成が可能となる。発泡剤は、加熱されると、不安定となり、ガラス気泡をもたらし、これが膨張して、中空ガラスマイクロスフェアをもたらす。材料を冷まし、浮選工程を使用して、所望の初期生成物を回収する。次いで、中空ガラスマイクロスフェアを、熱処理により、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアへと転換して、薄い外壁内に、一方はシリカに富み、他方はナトリウムおよびホウ素に富む、２つのガラス相をもたらす。次いで、２つのガラス相を、塩酸中で浸出させると、ナトリウムおよびホウ素に富む相が優先的に浸出され、シリカに富む相内に、相互接続されたチャネル、および壁を貫通する多孔性を残す。次いで、乾燥ふるいを実施して、均一かつ特定のサイズをもたらすこともでき、代替的に、所望に応じてより広いサイズ分布をもたらすこともできる。

例示的な中空ガラスマイクロスフェアは、内部体積を取り囲む、多孔質壁を有する。多孔質壁は、固有の小孔形態および約１ナノメートル（ｎｍ）〜約１００ｎｍの直径を有しうる。一部の実施形態では、多孔質壁は、約１０ナノメートル（ｎｍ）の小孔直径を有する。

多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアの壁内の小孔を、ゲーティング剤でゲーティングすることができる。一実施形態では、ゲーティング剤は、ゾル−ゲルガラスである。別の実施形態では、ゲーティング剤は、ベースのガラス組成物へと添加されるドーパントである。さらに別の実施形態では、ゲーティング剤は、ポリマー、生物学的分子、コロイド状デンプン、重合化フィブリン、または化学物質である。

多様な種類のマイクロスフェアの外部表面をコーティングして、特性および有用性を増強することができるが、これらについては、下記でさらに記載する。一実施形態では、マイクロスフェアを、化合物、生物学的分子、またはポリマーでコーティングする。好ましい一実施形態では、コーティングは、ポリビニルピロリドンである。

強調して述べれば、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアの固有の特色は、相分離をもたらし、外殻内に２つの異なるガラス相をもたらしうるガラス組成および熱処理を使用することにより、壁を貫通する相互接続された多孔性を創出し、薄い外殻を介してこれを制御しうることである。これらの相の１つは、浸出させると、約１〜１００ｎｍのスケールで制御しうる極めて固有の壁を貫通する多孔性をもたらしうる、比較的可溶性の組成の相互接続されたワーム様構造である。多孔性は、様々な潜在的適用のために、マイクロスフェアを、様々なカーゴ（液体、気体、または固体）で充填することを可能とする。

１．カーゴ
多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアに、１または複数の、組織増大剤、治療剤、予防剤、または診断剤を、例えば、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアをカーゴの溶液中に浸漬することによりロードすることもでき、溶液を「保護的繭」内に押し込み内部で固体を沈殿させることによりロードすることもできる。例えば、マイクロスフェアを、乾燥製剤から取り出し、溶液（脂肪性または水性）中にロードし、次いで、シールする。代替的に、沈殿剤を、過飽和、および、これに次ぐ、結晶形成の誘導により、球体内に誘導することもでき、担体を乾燥／蒸発させることにより球体内に誘導することもできる。これらの薬剤は、色素、顔料、もしくは着色剤、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、核酸、炭水化物、脂質、低分子、抗生物質、化学療法剤、造影剤（金属、強磁性薬剤、またはカーボンナノ粒子など）、またはこれらの組合せでありうる。一部の実施形態では、異なるマイクロスフェアに、異なる治療剤をロードし、マイクロスフェアの異種性の混合物を形成する。例示的な治療剤は、抗生物質、抗炎症剤、化学療法剤、鎮痛剤、ホルモン、ステロイド、細胞傷害剤、増殖因子、サイトカイン、およびこれらの組合せを含むがこれらに限定されない。

ガラスマイクロスフェアに、ｉＲＮＡ、ＲＮＡ、ＤＮＡ、およびｓｉＲＮＡなどのオリゴヌクレオチドをロードすることができる。オリゴヌクレオチドは、一本鎖の場合もあり、二本鎖の場合もある。オリゴヌクレオチドは、ターゲティングされる遺伝子の発現を阻害または低減するようにデザインすることもでき、ターゲティングされる遺伝子の発現を活性化させるようにデザインすることもできる。一実施形態では、オリゴヌクレオチドを、組織の再生、創傷の治癒、またはこれらの両方に関与する遺伝子の発現を誘導するようにデザインする。

ガラスマイクロスフェアに、１または複数の増殖因子をロードすることができる。増殖因子は、アドレノメジュリン（ＡＭ）、アンジオポエチン（Ａｎｇ）、自己分泌型細胞運動刺激因子、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、脳由来神経栄養因子（ＢＤＮＦ）、上皮増殖因子（ＥＧＦ）、エリスロポエチン（ＥＰＯ）、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）、グリア細胞系由来神経栄養因子（ＧＤＮＦ）、顆粒球コロニー刺激因子（Ｇ−ＣＳＦ）、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、増殖分化因子９（ＧＤＦ９）、治癒因子、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、肝がん由来増殖因子（ＨＤＧＦ）、インスリン様増殖因子（ＩＧＦ）、角化細胞増殖因子（ＫＧＦ）、遊走刺激因子、ミオスタチン（ＧＤＦ−８）、神経増殖因子（ＮＧＦ）および他のニューロトロフィン、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、トロンボポエチン（ＴＰＯ）、形質転換増殖因子アルファ（ＴＧＦ−α）、形質転換増殖因子ベータ（ＴＧＦ−β）１、２、または３型、腫瘍壊死因子アルファ（ＴＮＦ−α）、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）、ＷｎｔおよびＷｎｔシグナル伝達経路分子、胎盤増殖因子（ＰＧＦ）、ウシ胎仔ソマトトロピン（ＦＢＳ）、ＩＬ−１（ＩＬ−３およびＩＬ−６の共因子）、ＩＬ−２、ＩＬ−３、ＩＬ−４、ＩＬ−５、ＩＬ−６、およびＩＬ−７を含むがこれらに限定されない。

中空ガラスマイクロスフェアは、ＣＣケモカイン、ＣＸＣケモカイン、Ｃケモカイン、およびＣＸＣ３ケモカインを含むがこれらに限定されない、１または複数のケモカインを含有しうる。ＣＣケモカインは、ＣＣＬ１、ＣＣＬ２、ＣＣＬ３、ＣＣＬ４、ＣＣＬ５、ＣＣＬ６、ＣＣＬ７、ＣＣＬ８、ＣＣＬ９／ＣＣＬ１０、ＣＣＬ１１、ＣＣＬ１２、ＣＣＬ１３、ＣＣＬ１４、ＣＣＬ１５、ＣＣＬ１６、ＣＣＬ１７、ＣＣＬ１８、ＣＣＬ１９、ＣＣＬ２０、ＣＣＬ２１、ＣＣＬ２２、ＣＣＬ２３、ＣＣＬ２４、ＣＣＬ２５、ＣＣＬ２６、ＣＣＬ２７、およびＣＣＬ２８を含む。ＣＸＣケモカインは、ＣＸＣＬ１、ＣＸＣＬ２、ＣＸＣＬ３、ＣＸＣＬ４、ＣＸＣＬ５、ＣＸＣＬ６、ＣＸＣＬ７、ＣＸＣＬ８、ＣＸＣＬ９、ＣＸＣＬ１０、ＣＸＣＬ１１、ＣＸＣＬ１２、ＣＸＣＬ１３、ＣＸＣＬ１４、ＣＸＣＬ１５、ＣＸＣＬ１６、およびＣＸＣＬ１７を含む。Ｃケモカインは、ＸＣＬ１およびＸＣＬ２を含む。ＣＸＣ３ケモカインは、ＣＸ３ＣＬ１を含む。

多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアに、抗微生物剤をロードすることができる。代表的な抗微生物剤は、抗生物質、抗真菌剤、抗原虫剤、ならびに銀、銀結晶、銀ナノ結晶、および銀イオンなどの抗微生物性金属を含む。

抗真菌剤
様々な公知の抗真菌剤を使用して、記載される組成物を調製することができる。潜在的な抗真菌剤のリストは、「Martindale - The Complete Drug Reference」、３２版、Kathleen Parfitt（１９９９年）、３６７〜３８９頁において見出すことができる。適切な抗真菌剤は、限定せずに述べると、アンホテリシン、アモロルフィン、ビホナゾール、ブロモクロロサリチルアニリド（bromochlorosalicyanilide）、ブクロサミド、ブテナフィン、ブトコナゾール、カンジシジン、クロルダントイン、クロルミダゾール、クロルフェネシン、クロルキシレノール、シクロピロクスオラミン、シロファンギン、クロトリマゾール、クロコナゾール、エベルコナゾール、エコナゾール、エニルコナゾール、フェンチクロール、フェンチコナゾール、フルコナゾール、フルシトシン、グリセオフルビン、ハチマイシン、ハロプロジン、ヒドロキシスチルバミン、イセチオネート、ヨードクロロヒドロキシキノン、イソコナゾール、イトラコナゾール、ケトコナゾール、ラノコナゾール、ルフルカルバン、メパルトリシン、ミコナゾール、ナフチフィン、ナタマイシン、ネチコナゾール、ニフロキシム、ナイスタチン、オモコナゾール、オキシコナゾール、ペンタマイシン、プロピオン酸、プロチオフェート、ピロールニトリン、ラブコナゾール、サペルコナゾール、硫化セレン、セルタコナゾール、スルベンチン、スルコナゾール、テルビナフィン、テルコナゾール、チオコナゾール、トルシクラート、トルナフタート、トリアセチン、チミダゾール、ウンデセン酸、ボリコナゾール、およびこれらの組合せを含む。これらの薬剤のうちの一部は、抗菌活性もまた有することが公知である。

一実施形態では、抗真菌剤は、アゾールである。適切なイミダゾール系抗真菌剤およびトリアゾール系抗真菌剤は、フルコナゾール、チミダゾール、セクニダゾール、ミコナゾール硝酸塩、エコナゾール、ハロプロジン、メトロニダゾール、イトラコナゾール、テルコナゾール、ポサコナゾール、ラブコナゾール、ケトコナゾール、クロチマゾール、サピルコナゾール、およびこれらの組合せである。

代替的な実施形態では、抗真菌剤は、クロルキシレノール、ウンデシレン酸（undecyclenic acid）、硫化セレン、ヨードクロロヒドロキシキノン、ブロモクロロサリチルアニリド（bromochlorosalicyanilide）、トリアセチン、またはこれらの組合せである。

他の抗真菌剤は、ベンスルダジン酸、安息香酸、ビフェンアミン、クロコナゾール、クロキシキン、デルモスタチン、ハレタゾール、モネンシン、オキシコナゾール、硝酸塩、ペシロシン、ピリチオン、ルビジェルビン、テルビナフィン、チコナゾール、およびウンデシレン酸（undecylinic acid）を含む。

抗菌剤
様々な公知の抗菌剤を、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアへとロードすることができる。潜在的な抗菌剤のリストは、「Martindale - The Complete Drug Reference」、３２版、Kathleen Parfitt（１９９９年）、１１２〜２７０頁において見出すことができる。有用な抗菌剤のクラスは、アミノグリコシド、抗マイコバクテリア剤、セファロスポリンおよびベータ−ラクタム、クロラムフェニコール、糖ペプチド、リンコサミド、マクロリド、ペニシリン、キノロン、スルホンアミドおよびジアミノピリジン、テトラサイクリン、その他を含む。好ましい実施形態では、抗菌剤は、メトロニダゾール、チミダゾール、セクニダゾール、エリスロマイシン、バクトロバン（bactoban）、ムピロシン、ネオマイシン、バシトラシン、シクロピロックス（cicloprox）、フルオロキノロン（fluoriquinolones）、オフロキサシン、セファレキシン、ジクロキサシリン、ミノサイクリン、リファンピン、ファムシクロビル、クリンダマイシン、テトラサイクリン、およびゲンタマイシンからなる群から選択される。

適切なアミノグリコシドは、ストレプトマイシン、フラミセチン、カナマイシン、ネオマイシン、パロモマイシン（paramomycin）、およびトブラマイシンのほか、ゲンタマイシン、シソマイシン（sissomycin）、ネチルマイシン（netilmycin）、イセパマイシン、およびミクロノマイシンを含む、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ属および他の放腺菌に由来する抗生物質を含む。

適切な抗マイコバクテリア剤は、リファマイシン、リファキシミン、リファンピシン、リファブチニソニアジド、ピラジナミド、エタンブトール、ストレプトマイシン、チアセタゾン、アミノサリチル酸、カプレオマイシン、サイクロセリン、ダプソン、クロファジミン、エチオナミド、プロチオナミド、オフロキサシン、およびミノサイクリンを含む。

セファロスポリンおよびベータ−ラクタムは一般に、グラム陽性菌に対する活性を有し、新世代の化合物は、グラム陰性菌に対する活性もまた有する。適切なセファロスポリンおよびベータ−ラクタムは、
・第１世代：セファロチン、セファゾリン、セフラジン、セファロリジン、セフロキサジン、セファドロキシル、セファトリジン、セファレキシン、ピブセファレキシン（pivcephalexin）、セファクロル、およびセフプロジル
・第２世代：セファマンドール、セフロキシムアキセチル、セフォニシド、セフォラニド、セフォチアム、およびセファマイシン
・第３世代：セフォタキシム、セフメノキシム、セフォジジム、セフチゾキシム、セフトリアキソン、セフィキシム、セフジニル、セフェタメト、セフポドキシム、セフチブテン、ラタモキセフ、セフタジジム、セフォペラゾン、セフピラミド、およびセフスロジン
・第４世代：セフェピムおよびセフピロム
を含む。

他のセファロスポリンは、セフォキシチム、セフメタゾール、セフォテタン、セフブペラゾン、セフミノクス、イミペネム、メロペネム、アズトレオナム、カルモナム、およびロラカルベフを含む。

クロラムフェニコールは、グラム陽性菌およびグラム陰性菌を阻害する。適切なクロラムフェニコールは、クロラムフェニコール、そのコハク酸ナトリウム誘導体、チアンフェニコール、およびアジダムフェニコールを含む。

適切な糖ペプチドは、バンコマイシン、テイコプラニン、およびラモプラニンを含む。適切なリンコサミドは、主に好気感染を処置するのに使用される、リノコマイシンおよびクリンダマイシンを含む。

マクロリドは、糖を接合させたラクタム環を有する。適切なマクロリドは、エリスロマイシン（erytjhromycin）のほか、スピロマイシン、オレアンドマイシン、ジョサマイシン、キタマイシン、ミデカマイシン、ロキタマイシン、アジトロマイシン、クラリスロマイシン、ジリスロマイシン、ロキシスロマイシン、フルリスロマイシン、タイロシン；ならびにプリスチナマイシンおよびバージニアマイシンを含むストレプトグラミン（またはシネルジスチン）；ならびにこれらの組合せを含む。

適切なペニシリンは、天然のペニシリンならびに半合成ペニシリンＦ、Ｇ、Ｘ、Ｋ、およびＶを含む。新規のペニシリンは、フェネチシリン、プロピシリン、メチシリン、クロキサシリン、ジクロキサシリン、フルクロキサシリン、オキサシリン、ナフシリン、アンピシリン、アモキシシリン、バカンピシリン、ヘタシリン、メタンピシリン、ピバンピシリン、カルベニシリン（carbenecillin）、カルフェシリン、カリンダシリン、スルベニシリン（sulbenecillin）、チカルシリン、アズロシリン、メズロシリン、ピペラシリン、テモシリン、メシリナム、およびピブメシリナム（pivemecillinam）を含む。クラブラン酸、スルバクタム、およびタゾバクタム（tazobacytam）などのラクタマーゼ阻害剤は、共投与されることが多い。

適切なキノロンは、ナリジクス酸、オキソリン酸、シノキサシン、アクロソキサシン、ピペミド酸（pipemedic acid）、ならびにフルオロキノロンである、フルメキン、シプロフロキサシン、エノキサシン、フレロキサシン、グレパフロキサシン、レボフロキサシン、ロメフロキサシン、ナジフロキサシン、ノルフロキサシン、オフロキサシン、ペフロキサシン、ルフロキサシン、スパルフロキサシン、トロバフロキサシン、ダノフロキサシン、エンロフロキサシン、およびマルボフロキサシンを含む。

スルホンアミドおよびジアミノピリジンは、「サルファ」薬の由来であるスルファニルアミド、ならびにスルファピリジン、スルファジアジン、スルファフラゾール、スルファメトキサゾール、スルファジメトキシン、スルファジメトキシジアジン、スルファドキシン、スルファメトピラジン、銀スルファジアジン、酢酸マフェニド、およびスルファサリジンのほか、トリメトプリム、バクィロプリム、ブロジモプリム、オルメトプリム、テトロキソプリムを含む類縁の化合物を含む多数の誘導体を含み、コトリモキサゾールなどの他の薬物との組合せで含む。

テトラサイクリンは、広域スペクトルであることが典型的であり、天然生成物である、クロルテトラサイクリン、オキシテトラサイクリン、テトラサイクリン、デメクロサイクリン、ならびに半合成のメタサイクリンである、ドキシサイクリンおよびミノサイクリンを含む。

上記の類型の１つに当てはまらない、適切な抗菌剤は、スペクチノマイシン、ムピロシン、ネオマイシン（newmycin）、ホスホマイシン、フシジン酸、ポリミキシン、コリスチン、バシトラシン、グラミシジン、チロトリシン、クリオキノール、クロルキナドール（chloroquinaldol）、ハロキナール、ニトロフラントニン、ニトロイミダゾール（メトロニダゾール（metronizole）、チミダゾール、およびセクニダゾールを含む）、およびヘキサミンを含む。

抗生物質および抗真菌剤は、遊離酸または遊離塩基として存在する場合もあり、薬学的に許容される塩として存在する場合もあり、エステル、またはイオン交換樹脂と複合体化して、樹脂酸エステルを生成させるのに適する、他の容易に加水分解可能な基との不安定コンジュゲートとして存在する場合もある。

局所麻酔剤または抗ヒスタミン剤
また、局所麻酔剤または抗ヒスタミン剤を、中空ガラスマイクロスフェアへとロードして、疼痛および掻痒を軽減することもできる。適切な局所麻酔剤および抗ヒスタミン剤は、ベンゾカイン、リドカイン、ジブカイン、エチドカイン、ベンジルアルコール、カンフル、レゾルシノール、メントール、およびジフェンヒドラミン（diphenhdramine）塩酸塩を含む。

抗炎症剤
他の適切な治療剤は、抗炎症剤を含むがこれらに限定されない。抗炎症剤は、非ステロイド系、ステロイド系、またはこれらの組合せでありうる。一実施形態は、約１％（ｗ／ｗ）〜約５％（ｗ／ｗ）、典型的には、約２．５％（ｗ／ｗ）の抗炎症剤を含有する組成物を提供する。非ステロイド系抗炎症剤の代表的な例は、限定せずに述べると、ピロキシカム、イソキシカム、テノキシカム、スドキシカムなどのオキシカム；アスピリン、ジサルシド、ベノリレート、トリリセート、サファプリン、ソルプリン、ジフルニサル、およびフェンドサールなどのサリチレート；ジクロフェナク、フェンクロフェナク、インドメタシン、スリンダク、トルメチン、イソキセパック、フロフェナク、チオピナク、ジドメタシン、アセマタシン、フェンチアザク、ゾメピラック、クリンダナク、オキセピナク、フェルビナク、およびケトロラクなどの酢酸誘導体；メフェナム酸、メクロフェナム酸、フルフェナム酸、ニフルム酸、およびトルフェナム酸などのフェナメート；イブプロフェン、ナプロキセン、ベノキサプロフェン、フルルビプロフェン、ケトプロフェン、フェノプロフェン、フェンブフェン、インドプロフェン（indopropfen）、ピルプロフェン、カルプロフェン、オキサプロジン、プラノプロフェン、ミロプロフェン、チオキサプロフェン、スプロフェン、アルミノプロフェン、およびチアプロフェン酸などのプロピオン酸誘導体；フェニルブタゾン、オキシフェンブタゾン、フェプラゾン、アザプロパゾン、およびトリメタゾンなどのピラゾールを含む。これらの非ステロイド系抗炎症剤の混合物もまた、利用することができる。

ステロイド系抗炎症薬の代表的な例は、限定せずに述べると、ヒドロコルチゾン、ヒドロキシルトリアムシノロン、アルファ−メチルデキサメタゾン、デキサメタゾンリン酸エステル、ベクロメタゾンジプロピオネート、クロベタゾール吉草酸エステル、デソニド、デスオキシメタゾン、デスオキシコルチコステロン酢酸エステル、デキサメタゾン、ジクロリゾン、ジフロラゾン二酢酸エステル、ジフルコルトロン吉草酸エステル、フルアドレノロン、フルクロロンアセトニド、フルドロコルチゾン、フルメタゾンピバル酸エステル、フルオシノロンアセトニド（fluosinolone acetonide）、フルオシノニド、フルコルチンブチルエステル、フルオコルトロン、フルプレドニデン（フルプレドニリデン）アセテート、フルランドレノロン、ハルシノニド、ヒドロコルチゾン酢酸エステル、ヒドロコルチゾン酪酸エステル、メチルプレドニゾロン、トリアムシノロンアセトニド、コルチゾン、コルトドキソン、フルセトニド、フルドロコルチゾン、ジフルオロゾン二酢酸エステル（difluorosone diacetate）、フルラドレノロン、フルドロコルチゾン、ジフルロゾン二酢酸エステル（diflurosone diacetate）、フルラドレノロンアセトニド、メドリゾン、アムシナフェル、アムシナフィド、ベタメタゾンおよびそのエステルの残余、クロロプレドニゾン、クロルプレドニゾン酢酸エステル、クロコルテロン、クレスシノロン、ジクロリゾン、ジフルプレドネート、フルクロロニド、フルニソリド、フルオロメタロン、フルペロロン、フルプレドニゾロン、ヒドロコルチゾン吉草酸エステル、ヒドロコルチゾンシクロペンチルプロピオネート、ヒドロコルタメート、メプレドニゾン、パラメタゾン、プレドニゾロン、プレドニゾン、ベクロメタゾンジプロピオネート、トリアムシノロン、ならびにこれらの混合物などのコルチコステロイドを含む。

色素、顔料、および着色剤
中空ガラスマイクロスフェアに、色素、顔料、着色剤、およびこれらの組合せをロードすることができる。色素、顔料、および着色剤は、タンパク質ベースの化合物、金属、インク、放射性同位元素、フルオロフォア、造影剤、およびこれらの組合せでありうる。

例示的な色素は、Ａｌｃｉａｎ ｙｅｌｌｏｗ ＧＸＳ、Ａｌｉｚａｒｉｎ、Ａｌｉｚａｒｉｎ ｒｅｄ Ｓ、Ａｌｉｚａｒｉｎ ｙｅｌｌｏｗ ＧＧ、Ａｌｉｚａｒｉｎ ｙｅｌｌｏｗ Ｒ、Ａｚｏｐｈｌｏｘｉｎ、Ｂｉｓｍａｒｃｋ ｂｒｏｗｎ Ｒ、Ｂｉｓｍａｒｃｋ ｂｒｏｗｎ Ｙ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ ｃｒｅｓｙｌ ｂｌｕｅ、Ｃｈｒｙｓｏｉｄｉｎｅ Ｒ、Ｃｈｒｙｓｏｉｄｉｎｅ Ｙ、Ｃｏｎｇｏ ｒｅｄ、Ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ、Ｆｕｃｈｓｉｎ ａｃｉｄ、Ｇｅｎｔｉａｎ ｖｉｏｌｅｔ、Ｊａｎｕｓ ｇｒｅｅｎ、Ｌｉｓｓａｍｉｎｅ ｆａｓｔ ｙｅｌｌｏｗ、Ｍａｒｔｉｕｓ ｙｅｌｌｏｗ、Ｍｅｌｄｏｌａ ｂｌｕｅ、Ｍｅｔａｎｉｌ ｙｅｌｌｏｗ、Ｍｅｔｈｙｌ ｏｒａｎｇｅ、Ｍｅｔｈｙｌ ｒｅｄ、Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ ｂｌａｃｋ １２Ｂ、Ｎａｐｈｔｈｏｌ ｇｒｅｅｎ Ｂ、Ｎａｐｈｔｈｏｌ ｙｅｌｌｏｗ Ｓ、Ｏｒａｎｇｅ Ｇ、Ｒｏｓｅ Ｂｅｎｇａｌ、Ｓｕｄａｎ ＩＩ、Ｔｉｔａｎ ｙｅｌｌｏｗ、Ｔｒｏｐａｅｏｌｉｎ Ｏ、Ｔｒｏｐａｅｏｌｉｎ ＯＯ、Ｔｒｏｐａｅｏｌｉｎ ＯＯＯ、Ｖｉｃｔｏｒｉａ ｂｌｕｅ ４Ｒ、Ｖｉｃｔｏｒｉａ ｂｌｕｅ Ｂ、Ｖｉｃｔｏｒｉａ ｂｌｕｅ Ｒ、およびＸｙｌｅｎｅ ｃｙａｎｏｌ ＦＦを含むがこれらに限定されない。

例示的な顔料は、Ｕｌｔｒａｍａｒｉｎｅ ｖｉｏｌｅｔ（ＰＶ１５）：硫黄を含有する、ナトリウムおよびアルミニウムのケイ酸塩、Ｈａｎ Ｐｕｒｐｌｅ：ＢａＣｕＳｉ_２Ｏ_６、Ｃｏｂａｌｔ Ｖｉｏｌｅｔ（ＰＶ１４）：オルトリン酸コバルト、Ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｖｉｏｌｅｔ（ＰＶ１６）：ＮＨ_４ＭｎＰ_２Ｏ_７、ピロリン酸マンガンアンモニウム、Ｕｌｔｒａｍａｒｉｎｅ（ＰＢ２９）：硫黄を含有するケイ酸ナトリウム（Ｎａ_８〜１０Ａｌ_６Ｓｉ_６Ｏ_２４Ｓ_２〜４）による、自然発生の錯体である顔料、Ｃｏｂａｌｔ Ｂｌｕｅ（ＰＢ２８）およびＣｅｒｕｌｅａｎ Ｂｌｕｅ（ＰＢ３５）：スズ酸コバルト（ＩＩ）、Ｅｇｙｐｔｉａｎ Ｂｌｕｅ：カルシウム銅ケイ酸塩（ＣａＣｕＳｉ_４Ｏ_１０）による合成顔料、Ｈａｎ Ｂｌｕｅ：ＢａＣｕＳｉ_４Ｏ_１０、Ｐｒｕｓｓｉａｎ Ｂｌｕｅ（ＰＢ２７）：ヘキサシアノ鉄酸塩（Ｆｅ_７（ＣＮ）_１８）による合成顔料、Ｍａｎｇａｎｅｓｅ Ｏｘｉｄｅ Ｂｌｕｅ：（ＹＩｎ_１〜ＸＭｎ_ＸＯ_３）、Ｃａｄｍｉｕｍ Ｇｒｅｅｎ：Ｃａｄｍｉｕｍ Ｙｅｌｌｏｗ（ＣｄＳ）とＶｉｒｉｄｉａｎ（Ｃｒ_２Ｏ_３）との混合物からなる、明緑色の顔料、Ｃｈｒｏｍｅ ｇｒｅｅｎ（ＰＧ１７）：酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、Ｖｉｒｉｄｉａｎ（ＰＧ１８）：酸化クロム水和物（Ｃｒ_２Ｏ_３・Ｈ_２Ｏ）による、暗緑色の顔料、Ｐａｒｉｓ Ｇｒｅｅｎ：アセト亜ヒ酸銅（Ｃｕ（Ｃ_２Ｈ_３Ｏ_２）_２・３Ｃｕ（ＡｓＯ_２）_２）、Ｓｃｈｅｅｌｅ’ｓ Ｇｒｅｅｎ（Ｓｃｈｌｏｓｓ Ｇｒｅｅｎともまた呼ばれる）：亜ヒ酸銅、ＣｕＨＡｓＯ_３、Ｃａｄｍｉｕｍ Ｙｅｌｌｏｗ（ＰＹ３７）：硫化カドミウム（ＣｄＳ）、Ａｕｒｅｏｌｉｎ（Ｃｏｂａｌｔ Ｙｅｌｌｏｗともまた呼ばれる）（ＰＹ４０）：コバルト亜硝酸カリウム（Ｎａ_３Ｃｏ（ＮＯ_２）_６）、Ｙｅｌｌｏｗ Ｏｃｈｒｅ（ＰＹ４３）：酸化鉄一水和物（Ｆｅ_２Ｏ_３．Ｈ_２Ｏ）による自然発生の粘土、Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｙｅｌｌｏｗ（ＰＹ５３）、Ｍｏｓａｉｃ ｇｏｌｄ：硫化第二スズ（ＳｎＳ_２）、Ｃａｄｍｉｕｍ Ｒｅｄ（ＰＲ１０８）：カドミウムセレニド（ＣｄＳｅ）、Ｓａｎｇｕｉｎｅ、Ｃａｐｕｔ Ｍｏｒｔｕｕｍ、Ｖｅｎｅｔｉａｎ Ｒｅｄ、Ｏｘｉｄｅ Ｒｅｄ（ＰＲ１０２）、Ｒｅｄ Ｏｃｈｒｅ（ＰＲ１０２）：無水Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｂｕｒｎｔ Ｓｉｅｎｎａ（ＰＢｒ７）、粘土である土顔料（自然に形成された酸化鉄）、Ｒａｗ Ｕｍｂｅｒ（ＰＢｒ７）：酸化鉄、酸化マンガン、および酸化アルミニウムからなる天然の粘土顔料、Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ（ＰＢｋ７）、Ｉｖｏｒｙ Ｂｌａｃｋ（ＰＢｋ９）、Ｖｉｎｅ Ｂｌａｃｋ（ＰＢｋ８）、Ｌａｍｐ Ｂｌａｃｋ（ＰＢｋ６）、Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｂｌａｃｋ、Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｗｈｉｔｅ：酸化アンチモン（ｓｔｉｂｏｕｓ ｏｘｉｄｅ）（Ｓｂ_２Ｏ_３）、硫酸バリウム（ＰＷ５）、Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｗｈｉｔｅ（ＰＷ６）：酸化チタン（ＴｉＯ_２）、Ｚｉｎｃ Ｗｈｉｔｅ（ＰＷ４）：酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ならびにこれらの組合せを含むがこれらに限定されない。

例示的な放射性同位元素は、モリブデン９９、テクネチウム９９ｍ、クロム５１、コバルト６０、銅６４、イッテルビウム１６９、ヨウ素１３１、イリジウム１９２、鉄５９、キセノン１３３、キセノン１２７、リン３２、カリウム４２、サマリウム１５３およびストロンチウム８９、セレニウム７５、ナトリウム２４、イットリウム９０、ガリウム６７、ならびにこれらの組合せを含むがこれらに限定されない。

例示的な造影剤は、ジアトリゾエート、メトリゾエート、イオキサグレート、イオパミドール、イオヘキソール、イオキシラン、イオプロミド、イオジキサノール、イオベルソール、硫酸バリウム、およびこれらの組合せを含むがこれらに限定されない。

細胞、細菌、およびウイルス
また、中空ガラスマイクロスフェアに、細胞、例えば、細菌細胞または哺乳動物細胞もロードすることができる。細胞は、タンパク質などの治療用因子を発現させるように遺伝子操作することができる。代替的に、細胞は、タンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、および免疫調節剤などの治療剤を分泌するように遺伝子操作することができる。例示的な細胞は、幹細胞、人工多能性幹細胞、体細胞、臍帯血細胞、胚性幹細胞、心臓細胞、神経細胞、筋細胞、骨細胞、およびこれらの組合せを含むがこれらに限定されない。

また、タンパク質を発現させるためのベクターも、中空ガラスマイクロスフェアへとロードすることができる。これらのベクターは、レトロウイルス、アデノウイルス、およびネイキッドＤＮＡなどのウイルスベクターを含む。
Ｄ．コーティングガラスマイクロスフェア
ガラスマイクロスフェアは、コーティングすることができる。コーティングは、薬物、タンパク質、ペプチド、ポリマー、糖、セラミック、金属、元素、化学物質、ナノ粒子、またはこれらの組合せでありうる。コーティングは、カーゴがロードされた、中空ガラスマイクロスフェアまたは多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアの内容物の送達を遅延させるか、または延長するように作用しうる。一部の実施形態では、コーティングは、ガラスマイクロスフェアを、特定の組織、臓器、または細胞型へとターゲティングするターゲティング部分を含有するか、または、その後、これに接合する。コーティングはまた、マイクロスフェアの機械的完全性、化学的耐久性、および機能性をさらに改善するために使用することができる。

１．ポリマー
一実施形態は、１もしくは複数のポリマーでコーティングされるか、１もしくは複数のポリマーにより取り囲まれるか、または１もしくは複数のポリマー層内に含有された、例えば、リポソーム内もしくはミセル内に封入されたガラスマイクロスフェアを提供する。親水性ポリマーは、デンプンおよび多糖などのセルロースポリマー；親水性ポリペプチド；ポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＧＳ）、ガンマ−ポリグルタミン酸、ポリ−Ｌ−アスパラギン酸、ポリ−Ｌ−セリン、またはポリ−Ｌ−リシンなどのポリ（アミノ酸）；ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、およびポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）などのポリアルキレングリコールおよびポリアルキレンオキシド；ポリ（オキシエチル化ポリオール）；ポリ（オレフィンアルコール）；ポリビニルピロリドン；ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリルアミド）；ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリレート）；多糖；ポリ（ヒドロキシ酸）；ポリ（ビニルアルコール）、ならびにこれらのコポリマーを含む。

ガラスマイクロスフェアは、１または複数の疎水性ポリマーでコーティングすることができる。適切な疎水性ポリマーの例は、ポリ（乳酸）、ポリ（グリコール酸）およびポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）などのポリヒドロキシ酸；ポリ３−ヒドロキシブチレートまたはポリ４−ヒドロキシブチレートなどのポリヒドロキシアルカノエート；ポリカプロラクトン；ポリ（オルトエステル）；ポリ無水物；ポリ（ホスファゼン）；ポリ（ラクチド−ｃｏ−カプロラクトン）；チロシンポリカーボネートなどのポリカーボネート；ポリアミド（合成のポリアミドおよび天然のポリアミドを含む）、ポリペプチド、およびポリ（アミノ酸）；ポリエステルアミド；ポリエステル；ポリ（ジオキサノン）；ポリ（アルキレンアルキレート）；疎水性ポリエーテル；ポリウレタン；ポリエーテルエステル；ポリアセタール；ポリシアノアクリレート；ポリアクリレート；ポリメチルメタクリレート；ポリシロキサン；ポリ（オキシエチレン）／ポリ（オキシプロピレン）コポリマー；ポリケタール；ポリホスフェート；ポリヒドロキシバレレート；ポリアルキレンオキサレート；ポリアルキレンスクシネート；ポリ（マレイン酸）のほか、これらのコポリマーを含む。

ある特定の実施形態では、疎水性ポリマーは、脂肪族ポリエステルである。好ましい実施形態では、疎水性ポリマーは、ポリ（乳酸）、ポリ（グリコール酸）、またはポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）である。

ガラスマイクロスフェアは、コーティングされる場合もあり、中空ガラスマイクロスフェアの場合、１または複数の生体分解性ポリマーを含有する場合もある。

生体分解性ポリマーは、水中または他の液体媒質中で、不溶性であるか、またはわずかに可溶性のポリマーであって、体内で、化学的または酵素的に、水溶性材料へと転換されるポリマーを含みうる。生体分解性ポリマーは、架橋されたポリマーを、水中で不溶性であるか、またはわずかに可溶性とする、加水分解性の架橋基により架橋された可溶性ポリマーを含みうる。

ガラスマイクロスフェアをコーティングする例示的な生体分解性ポリマーは、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレン、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンオキシド、ポリアルキレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルエステル、ポリビニルハライド、ポリビニルピロリドン、ポリグリコリド、ポリシロキサン、ポリウレタンおよびこれらのコポリマー、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、ニトロセルロース、アクリルエステルおよびメタクリルエステルのポリマー、メチルセルロース、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、ヒドロキシブチルメチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、カルボキシルエチルセルロース、セルローストリアセテート、セルローススルフェートナトリウム塩、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（エチルメタクリレート）、ポリ（ブチルメタクリレート）、ポリ（イソブチルメタクリレート）、ポリ（ヘキシルメタクリレート）（poly(hexlmethacrylate)）、ポリ（イソデシルメタクリレート）、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリ（フェニルメタクリレート）、ポリ（メチルアクリレート）、ポリ（イソプロピルアクリレート）、ポリ（イソブチルアクリレート）、ポリ（オクタデシルアクリレート）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルアセテート）、ポリビニルクロリド、ポリスチレン、およびポリビニルピロリドン、これらの誘導体、直鎖状コポリマーおよび分枝状コポリマーおよびこれらのブロックコポリマー、ならびにこれらのブレンドを含む。例示的な生体分解性ポリマーは、ポリエステル、ポリ（オルトエステル）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（ヒドロキシブチレート）、ポリ（ヒドロキシバレレート）、ポリ無水物、ポリ（アクリル酸）、ポリグリコリド、ポリ（ウレタン）、ポリカーボネート、ポリリン酸エステル、ポリホスファゼン、これらの誘導体、直鎖状コポリマーおよび分枝状コポリマーおよびこれらのブロックコポリマー、ならびにこれらのブレンドを含む。

ガラスマイクロスフェアは、１または複数の両親媒性ポリマーでコーティングするか、または取り囲むことができる。両親媒性ポリマーは、疎水性ポリマーブロックと、親水性ポリマーブロックとを含有するポリマーでありうる。疎水性ポリマーブロックは、上記の疎水性ポリマーまたはこれらの誘導体もしくはコポリマーのうちの１または複数を含有しうる。親水性ポリマーブロックは、上記の親水性ポリマーまたはこれらの誘導体もしくはコポリマーのうちの１または複数を含有しうる。好ましい実施形態では、両親媒性ポリマーは、疎水性ポリマーから形成された疎水性末端と、親水性ポリマーから形成された親水性末端とを含有するジブロックポリマーである。一部の実施形態では、部分を、疎水性末端、親水性末端、またはこれらの両方へと接合させることができる。

好ましい実施形態では、ガラスマイクロスフェアを、疎水性ポリマーブロック、親水性ポリマーブロック、および親水性ポリマーブロックへとコンジュゲートされたターゲティング部分を有する、第１の両親媒性ポリマーと、疎水性ポリマーブロックおよび親水性ポリマーブロックを有するが、ターゲティング部分は伴わない、第２の両親媒性ポリマーとでコーティングするか、または取り囲む。第１の両親媒性ポリマーの疎水性ポリマーブロックと、第２の両親媒性ポリマーの疎水性ポリマーブロックとは、同じ場合もあり、異なる場合もある。同様に、第１の両親媒性ポリマーの親水性ポリマーブロックと、第２の両親媒性ポリマーの親水性ポリマーブロックとは、同じ場合もあり、異なる場合もある。

特に好ましい実施形態では、ガラスマイクロスフェアを、ポリ（乳酸）、ポリ（グリコール酸）、およびポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）などの生体分解性ポリエステルまたはポリ無水物でコーティングする。ガラスマイクロスフェアは、以下のポリエステルのうちの１または複数を含有しうる：本明細書で「ＰＧＡ」と称するグリコール酸単位を含むホモポリマー、本明細書でまとめて「ＰＬＡ」と称する、ポリ−Ｌ−乳酸、ポリ−Ｄ−乳酸、ポリ−Ｄ，Ｌ−乳酸、ポリ−Ｌ−ラクチド、ポリ−Ｄ−ラクチド、およびポリ−Ｄ，Ｌ−ラクチドなどの乳酸単位を含むホモポリマー、本明細書でまとめて「ＰＣＬ」と称する、ポリ（カプロラクトン）などのカプロラクトン単位を含むホモポリマー；ならびに本明細書でまとめて「ＰＬＧＡ」と称する乳酸：グリコール酸の比によって特徴付けられる、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）およびポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）の多様な形態など、乳酸単位とグリコール酸単位とを含むコポリマー；ならびにポリアクリレート、ならびにこれらの誘導体。例示的なポリマーはまた、本明細書でまとめて「ＰＥＧ化ポリマー」と称する、ＰＬＧＡ−ＰＥＧコポリマーまたはＰＬＡ−ＰＥＧコポリマーの多様な形態など、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）と、前述のポリエステルとのコポリマーも含む。ある特定の実施形態では、ＰＥＧ領域を、切断型リンカーにより、ポリマーと共有結合的に会合させて、「ＰＥＧ化ポリマー」をもたらすことができる。

ガラスマイクロスフェアはまた、ポリマーとターゲティング部分または検出用標識との間の末端間連結を含有する、１または複数のポリマーコンジュゲートでコーティングするか、または取り囲むこともできる。例えば、修飾ポリマーは、ＰＬＧＡ−ＰＥＧ−ペプチドブロックポリマーでありうる。

ガラスマイクロスフェアは、２つまたはこれを超えるポリマーの混合物またはブレンドで、コーティングするか、または取り囲むことができる。ガラスマイクロスフェアは、ターゲティング部分を有する第１のポリマーと、ターゲティング部分を有さない第２のポリマーとを含有しうる。ターゲティングされるポリマーと、ターゲティングされないポリマーとの比を調整することにより、粒子の外側におけるターゲティング部分の密度を調整することができる。一部の実施形態では、ガラス粒子の、骨など、所望の組織へのターゲティングおよび／または接着を増強するように、比を最適化する。

ガラスマイクロスフェアは、疎水性末端と、親水性末端と、親水性末端へと接合させたターゲティング部分とを有する両親媒性ポリマーで取り囲むか、またはこの中に含有させることができる。一部の実施形態では、両親媒性高分子は、疎水性ポリマーブロックと、疎水性ポリマーブロックへと共有結合的にカップリングさせた親水性ポリマーブロックと、親水性ポリマーブロックへと共有結合的にカップリングさせたターゲティング部分とを有するブロックコポリマーである。例えば、両親媒性ポリマーは、構造Ａ−Ｂ−Ｘ［構造中、Ａは、疎水性分子または疎水性ポリマー、好ましくは、疎水性ポリマーであり、Ｂは、親水性分子または親水性ポリマー、好ましくは、親水性ポリマーであり、Ｘは、ターゲティング部分である］を有するコンジュゲートを有しうる。好ましい両親媒性ポリマーは、両親媒性ポリマー［構造中、Ａは、疎水性生体分解性ポリマーであり、Ｂは、ＰＥＧであり、Ｘは、骨または他の所望の組織へとターゲティングし、これに結合し、かつ／または接着する、ターゲティング部分である］を含む。

ガラスマイクロスフェアは、重合化フィブリンで取り囲むか、またはこの中に含有させることができる。フィブリンとは、可溶性フィブリノーゲンをトロンビンによりフィブリンへと転換する、生物学的凝固カスケードの最終生成物である。フィブリノーゲンは、脊椎生物（ヒトを含む）において産生される糖タンパク質であり、血漿中を循環する。フィブリノーゲンは、ｉｎ ｖｉｖｏにおいて、３つの異なるサブユニットの２つのセットによる六量体として存在する。トロンビンによりフィブリノーゲンが切断されると（フィブリンを形成するように）、フィブリンは、末端間で重合して、不溶性線維を形成し、これは、その後、架橋され、生物ゲルを形成する。コーティング剤としてのフィブリンは、通例、精製によりヒト血漿から導出され、こうして、通例、ヒト血漿中に存在する増殖因子およびサイトカインなど、接合させた増殖因子およびサイトカインを含有する、生物学的に活性のコーティング剤である。当業者には、これらの増殖因子およびサイトカインが周知である。いずれもが参照により本明細書に組み込まれる、Mann KG、Lundblad RL、Fenton J.、Chemistry and Biology of Thrombin、Ann Arbor Science Publishers；およびMosesson MW.、Fibrinogen and fibrin structure and functions、J Thromb Haemost、２００５年、３巻、１８９４〜９０４頁を参照されたい。

好ましい実施形態では、ガラスマイクロスフェアを、ボルテックスミキシングにより処理して、線維をせん断し、粘度を低減した、重合化フィブリンからなるハイドロゲルでコーティングするか、またはこの中に含有させる。別の好ましい実施形態では、ガラスマイクロスフェアを、薄い（１０００ｎｍ未満）重合化フィブリン殻でコーティングし、その後、これを、第ＸＩＩＩ因子と反応させて、フィブリン線維を架橋する。

一部の実施形態では、ガラスマイクロスフェアを、上記で記載した構造Ａ−Ｂ−Ｘを有する、第１の両親媒性ポリマーと、構造Ａ−Ｂ［構造中、第２の両親媒性高分子内のＡおよびＢは、第１の両親媒性高分子内のＡおよびＢと独立に選択されるが、同じ場合もある］を有する第２の両親媒性ポリマーとで取り囲むか、またはこの中に含有させる。

一実施形態は、半減期およびガラスマイクロスフェアの、所望の組織または臓器へのターゲティングを最大化するコーティング剤でコーティングされたガラスマイクロスフェアを提供する。

２．ターゲティング部分
ガラスマイクロスフェアは、特定の組織または臓器へとターゲティングすることができる。ターゲティング部分は、ガラスマイクロスフェア上にコーティングすることもでき、ガラスマイクロスフェアをコーティングするポリマーへと接合することもできる。ガラスマイクロスフェアのターゲティング部分は、抗体またはその抗原結合性断片でありうる。ターゲティング部分は、標的と特異的に相互作用するように成形された、ＲＮＡまたはタンパク質（例えば、ＲＮＡアプタマーまたはペプチドアプタマー）でありうる。ターゲティング部分は、特異的な結合アフィニティーを有する低分子または元素（例えば、ストレプトアビジンに結合するビオチン、またはトランスフェリン受容体が結合する鉄）でありうる。ターゲティング部分は、標的組織に特異的な、細胞表面受容体、細胞表面抗原、または他のリガンドに対するアフィニティーを有するものとする。

ターゲティング部分は、細胞型、組織型、または臓器に特異的な標的分子を特異的に認識し、これに特異的に結合しうる。標的分子は、細胞表面ポリペプチド、脂質、または糖脂質でありうる。標的分子は、特定の細胞表面上、組織上、または臓器上で、選択的に発現する受容体でありうる。細胞特異的マーカーは、幹細胞、皮膚細胞、血液細胞、免疫細胞、筋細胞、神経細胞、がん細胞、ウイルス感染細胞、および臓器特異的細胞を含むがこれらに限定されない、特定の細胞型に対するマーカーでありうる。細胞マーカーは、内皮細胞、外胚葉細胞、または間葉細胞に特異的でありうる。代表的な細胞特異的マーカーは、がん特異的マーカーを含むがこれらに限定されない。

ターゲティング部分により認識されうる、さらなる標的は、ＶＥＧＦ／ＫＤＲ、Ｔｉｅ２、血管細胞接着分子（ＶＣＡＭ）、エンドグリン、およびα−５インテグリン／ビトロネクチン、β−３インテグリン／ビトロネクチンを含む。ターゲティングペプチドは、外殻のポリマーと、共有結合的に会合させることができ、共有結合的会合は、リンカーにより媒介されうる。

ａ．ペプチドによるターゲティング部分
好ましい実施形態では、ターゲティング部分は、ペプチドである。具体的には、ペプチドは、上皮増殖因子（ＥＧＦ）、肝細胞増殖因子、およびα４インテグリン（血管細胞接着分子１が結合する）、または多様なインテグリンの標的（例えば、インテグリンリガンドである、マトリカインおよびマトリクリプチン）のうちの１または複数でありうるがこれらに限定されない。

ｂ．抗体によるターゲティング部分
ターゲティング部分は、抗体またはその抗原結合性断片でありうる。抗体は、当技術分野で公知の任意の種類の免疫グロブリンでありうる。例えば、抗体は、任意のアイソタイプ、例えば、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧ、ＩｇＭなどでありうる。抗体は、モノクローナル抗体の場合もあり、ポリクローナル抗体の場合もある。抗体は、自然発生の抗体、例えば、哺乳動物、例えば、マウス、ウサギ、ヤギ、ウマ、ニワトリ、ハムスター、ヒトなどから単離および／または精製された抗体でありうる。代替的に、抗体は、遺伝子操作抗体、例えば、ヒト化抗体またはキメラ抗体でありうる。抗体は、単量体形態の場合もあり、多量体形態の場合もある。抗体の抗原結合性部分は、Ｆａｂ、Ｆ（ａｂ’）２、ｄｓＦｖ、ｓＦｖ、ダイアボディー、およびトリアボディーなど、少なくとも１つの抗原結合性部位を有する任意の部分でありうる。ある特定の実施形態では、抗体は、単鎖抗体である。

ｃ．アプタマーによるターゲティング部分
アプタマーとは、高いアフィニティーおよび特異性で、事実上任意のクラスの標的分子を認識する能力を有するオリゴヌクレオチド配列またはペプチド配列である。アプタマーは、有機低分子、ペプチド、タンパク質、細胞、および組織などの標的に結合する。抗体と異なり、一部のアプタマーは、立体選択性を示す。アプタマーは、細胞上、組織上、または臓器上で発現する特定の標的に結合するようにデザインすることができる。

ｄ．さらなる部分
ガラスマイクロスフェアは、ポリマーと部分との間の末端間連結を含有する、１または複数のポリマーコンジュゲートを含有しうる。部分は、ターゲティング部分の場合もあり、検出用標識の場合もあり、治療剤、予防剤、または診断剤の場合もある。例えば、ポリマーコンジュゲートは、ＰＬＧＡ−ＰＥＧ−ホスホネートでありうる。さらなるターゲティングエレメントは、特定の場所に結合するか、あるいはガラスマイクロスフェアを特定の場所に局在化させるエレメントを指す場合がある。場所は、組織、特定の細胞型、または細胞内コンパートメントでありうる。ガラスマイクロスフェアのターゲティングエレメントは、抗体またはその抗原結合性断片の場合もあり、アプタマーの場合もあり、低分子（５００ダルトン未満）の場合もある。

ガラスマイクロスフェアはまた、放射性同位元素、蛍光色素（例えば、フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）、フィコエリトリン（ＰＥ））、酵素（例えば、アルカリホスファターゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ）、元素粒子（例えば、金粒子）、または造影剤など、検出用標識も含有しうる。これらは、ポリマー内に封入することもでき、分散させることもでき、ポリマーへとコンジュゲートさせることもできる。

例えば、蛍光標識を、ガラスマイクロスフェアのポリマーに化学的にコンジュゲートして、蛍光標識ポリマーをもたらすことができる。他の実施形態では、標識は、造影剤である。造影剤とは、医療用イメージングにおいて、体内の構造または流体のコントラストを増強するのに使用される物質を指す。当技術分野では、造影剤が公知であり、Ｘ線の減衰および磁気共鳴シグナルの増強に基づき働く薬剤を含むがこれらに限定されない。適切な造影剤は、ヨウ素、バリウム、および他の材料を含む。

Ｅ．生体適合性マトリックス（ゲル化剤およびハイドロゲル）
ガラスマイクロスフェアを、ゲル化剤およびハイドロゲルなど、１または複数の生体適合性マトリックスと組み合わせて、複合物の新たな群を作製する。これらの複合物は、特性が、現在市販部門にある多くの固有のシステムおよび複合物により例示される、個別の構成要素単独と比較して、増強されている可能性がある。多くのゲル化剤が存在する。一般的なゲル化剤のうちの一部は、アカシア、アルギン酸、ベントナイト、Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）（現在、カーボマーとして公知である）、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、ゼラチン、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、ケイ酸マグネシウムアルミニウム（Ｖｅｅｇｕｍ（登録商標））、メチルセルロース、ポロキサマー（Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標））、ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、トラガント、およびキサンタンガムである。各ゲル化剤は、何らかの固有の特性を有するが、ある程度一般化することができる。

一部のゲル化剤は、低温水中の可溶性が、高温水中よりも大きい。メチルセルロースおよびポロキサマーは、低温水中で良好な可溶性を有するが、ベントナイト、ゼラチン、およびカルボキシメチルセルロースナトリウムは、高温水中の可溶性が大きい。カーボマー、トラガント、およびアルギン酸ゲルは、ぬるま湯で製作される。

一部のゲル化剤（カーボマー）は、ゲル化剤を分散媒中で含水させた後でゲルを創出するのに、「中和剤」またはｐＨ調整化学物質を要求する。

１．カーボマー
カーボマーとは、Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）として公知のポリマーのファミリーの総称である。Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）は、１９５０年代中期に初めて使用された。群として、カーボマーは、高バルク密度を有する乾燥粉末であり、酸性（ｐＨ約３．０）の水溶液を形成する。カーボマーは、高ｐＨ（約５または６）で、増粘する。カーボマーはまた、このｐＨの水溶液中で、それらの元の体積の１０００倍にも膨潤するであろう。カーボマーの溶液は、０〜８０，０００センチポイズ（ｃｐｓ）の粘度の範囲である。この群のゲル化剤の一部の例は、以下の通りである。
Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）９１０は、粘度が、３，０００〜７，０００ｃｐｓであり、低濃度で有効であり、低粘度製剤をもたらす；
Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）９３４は、粘度が、３０，５００〜３９，４００ｃｐｓであり、エマルジョン、懸濁液、持続放出製剤、経皮剤、および外用剤など、高粘性の製剤中で有効である；
Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）９３４Ｐは、粘度が、２９，４００〜３９，４００ｃｐｓであり、９３４と同じ特性を伴うが、医薬製剤を意図している；
Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）９４０は、粘度が、４０，０００〜６０，０００ｃｐｓであり、高粘性の製剤中で有効であり、水中またはハイドロアルコール性外用ゲル中で極めて良好な透明度を有し；
Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）９４１は、粘度が、４，０００〜１１，０００ｃｐｓであり、極めて良好な透明度を伴う低粘度ゲルをもたらす。

カーボマーポリマーは、ふるいにかけられた粉末を、急速な撹拌により生じるボルテックスへと、ゆっくり振りかけることにより、水へと導入することが最良である。これにより、凝集が防止されるはずである。全ての粉末を添加したら、撹拌速力を低減して、製剤中に気泡を封入する可能性を減少させる。

言及した通り、カーボマーを分散させると、溶液は、ｐＨが低下するであろう。「ニュートラライザー」を添加して、ｐＨを上昇させ、分散液を増粘およびゲル化させる。一部の中和剤は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、およびトリエタノールアミンである。無機塩基を使用して、溶液を中和すれば、安定的な水溶性ゲルが形成される。トリエタノールアミンを使用すると、ゲルは、高アルコール濃度を許容しうる。ゲルの粘度は、プロピレングリコールおよびグリセリンによりさらに操作する（粘度を上昇させる）こともでき、電解質を添加することによりさらに操作する（粘度を低下させる）こともできる。

２．セルロース誘導体
セルロース誘導体（メチルセルロース、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、およびカルボキシメチルセルロース）を一般に使用する。これらの化合物にはある程度の共通点もあるが、各々は、その固有の特性を有する。

メチルセルロースは、粘度が１５００ｃｐｓであり、添加される薬物および塩に対する許容度の大きな、低粘性ゲルをもたらす。メチルセルロースは、水、アルコール（７０％）、およびプロピレングリコール（５０％）と適合性であり、高温水中で水和および膨潤する。粉末は、８０℃〜９０℃の、要求される量の約３分の１の水中の高せん断により分散させる。分散させたら、残りの水（低温水または氷冷水として）を、中程度に撹拌しながら添加する。最大の透明度、水和、および粘度は、ゲルを、約１時間にわたり、０〜１０℃へと冷却すると得られるであろう。

ヒドロキシエチルセルロースは、水およびアルコール（３０％）と適合性である、低粘性のゲルをもたらす。ヒドロキシエチルセルロースは、低温水中で水和および膨潤する（約８〜１２時間）。ヒドロキシエチルセルロースは、皮膚へと軽く適用し、乾燥させると、密閉包帯剤を形成する。

ヒドロキシプロピルセルロースは、添加される薬物および塩に対する許容度の大きな、低粘性ゲルをもたらし、アルコールおよびグリコールと適合性である。ヒドロキシプロピルセルロースは、水中またはハイドロアルコール溶液中で、水和および膨潤する。粉末を、少しずつ、撹拌せずに、水またはハイドロアルコール溶液へと振りかけ、完全に含水させる。全ての粉末を添加し、水和させた（約８〜１２時間）後で、製剤を、撹拌することもでき、振とうすることもできる。活性薬物を溶存させるのに、１５％またはこれを超える有機溶媒を必要とする場合、ヒドロキシプロピルセルロースは、良好なゲル化剤である。

ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、高粘性のゲルをもたらすが、正に帯電したイオンに対する許容度が小さい。ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、水、アルコール（８０％）と適合性であり、低温水中で分散する。ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、徐放製剤のための良好なゲル化剤である。

カルボキシメチルセルロースは一般に、ナトリウム塩として使用される。カルボキシメチルセルロースは、高粘性のゲルをもたらすが、ヒドロキシプロピルメチルセルロースよりも許容度が小さい。カルボキシメチルセルロースは、安定性がｐＨ７〜９で最大であり、水およびアルコールと適合性である。カルボキシメチルセルロースは、低温水中で分散し、水和および膨潤する。次いで、カルボキシメチルセルロースを、約６０℃まで加熱する。最大のゲル化は、１〜２時間で生じる。

ポロキサマー（Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標））は、ポリオキシエチレンと、ポリオキシプロピレンとのコポリマーである。ポロキサマーは、１５％〜５０％の範囲の濃度で、熱可逆性ゲルを形成するであろう。これは、ポロキサマーが、低温（冷蔵庫の温度）では液体であるが、室温または体温ではゲルであることを意味する。ポロキサマーコポリマーは、低温水中に分散させるか、一晩にわたり０〜１０℃へと冷却すると、透明な液体を形成する白色の蝋様顆粒である。

Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ−１２７は、レシチンおよびパルミチン酸イソプロピル溶液と組み合わされて、いわゆる「ＰＬＯゲル」をもたらすことが多い。最終生成物は、実際には、エマルジョンであるので、これは、若干誤った呼称である。混同は、ゲルを、エマルジョンの成分のうちの１つとして使用することに由来する。シリンジアダプターによる「ＰＬＯゲル」は、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ−１２７ゲルと、レシチン／パルミチン酸イソプロピルシロップとを組み合わせることにより製作する。２つの構成要素は、別個に製作し、保管する。製剤を調合するときは、水溶性薬物を、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ゲル中に溶存させるか、または脂溶性薬物を、レシチンシロップ中に溶存させる。少量の製剤を製作する場合は、構成要素の各々をシリンジに入れることができ、２つのシリンジを、アダプターで接続する。混合物を、２つのシリンジの間に押し込むと、混合物をアダプター内に通すことにより引き起こされるせん断から、「ＰＬＯゲル」が創出されるであろう。

３．イオン性ハイドロゲル
アルギネートまたはキトサンなどのイオン性多糖を使用して、開示されるガラスマイクロスフェアを懸濁させることができる。一実施形態では、ハイドロゲルは、海藻から単離される炭水化物ポリマーであるアルギン酸のアニオン塩を、カルシウムカチオンなどのイオンで架橋することにより作製する。ハイドロゲルの強度は、カルシウムイオンまたはアルギネートの濃度の上昇と共に上昇する。例えば、米国特許第４，３５２，８８３号は、アルギネートの、二価カチオンによるイオン性架橋であって、水中、室温で、ハイドロゲルマトリックスを形成するイオン性架橋について記載している。

ガラスマイクロスフェアを、アルギネート溶液と混合し、溶液を、対象における所望の部位へと送達すると、ｉｎ ｖｉｖｏにおける、生理学的濃度のカルシウムイオンの存在に起因して、短時間で凝固する。代替的に、溶液を植込みの前に支持構造へと送達し、カルシウムイオンを含有する外部溶液中で凝固させる。加えて、支持構造へと導入するとイオン性ハイドロゲルが凝固するように、支持構造自体を、適切なイオン、例えば、カルシウムカチオンでコーティングする場合もあり、これを含有する場合もある。

一般に、これらのポリマーは、水溶液中、例えば、水中、または荷電側鎖基もしくはその一価のイオン性塩を有する、水性アルコール溶液中で、少なくとも部分的に可溶性である。酸性側鎖基を伴うポリマーであって、カチオンと反応しうるポリマー、例えば、ポリ（ホスファゼン）、ポリ（アクリル酸）、およびポリ（メタクリル酸）の多くの例が存在する。酸性基の例は、カルボン酸基、スルホン酸基、およびハロゲン化（好ましくは、フッ素化）アルコール基を含む。塩基性側鎖基を伴うポリマーであって、アニオンと反応しうるポリマーの例は、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（ビニルピリジン）、およびポリ（ビニルイミダゾール）である。

ポリホスファゼンとは、交互に現れる単結合および二重結合により隔てられた、窒素原子およびリン原子からなる骨格を伴うポリマーである。各リン原子は、２つの側鎖に、共有結合的に結合している。使用しうるポリホスファゼンが有する側鎖の大部分は、酸性であり、二価カチオンまたは三価カチオンにより塩架橋を形成することが可能である。酸性の側鎖の例は、カルボン酸基およびスルホン酸基である。

ｉｎ ｖｉｖｏにおいて崩壊するポリホスファゼンは、少なくとも２つの異なる種類の側鎖：多価カチオンと共に塩架橋を形成することが可能な酸性側鎖基と、ｉｎ ｖｉｖｏ条件下で加水分解する側鎖基、例えば、イミダゾール基、アミノ酸エステル、グリセロール、およびグルコシルとを有する。分解性ポリマー、すなわち、所望の適用（通例は、ｉｎ ｖｉｖｏにおける治療）において許容可能な期間内で溶解または分解するポリマーは、ｐＨ６〜８とし、温度を約２５℃〜３８℃の間とする生理学的溶液へと曝露されると、約５年間未満で分解し、最も好ましくは、約１年間未満で分解するであろう。側鎖の加水分解は、ポリマーの崩壊を結果としてもたらす。加水分解性側鎖の例は、非置換イミダゾールおよび置換イミダゾール、ならびに側鎖を、アミノ連結を介して、リン原子に結合させた、アミノ酸エステルである。

多様な種類のポリホスファゼンの合成および解析のための方法は、米国特許第４，４４０，９２１号、同第４，４９５，１７４号、および同第４，８８０，６２２号において記載されている。当業者には、本明細書で記載される他のポリマーを合成するための方法も公知である。例えば、Concise Encyclopedia of Polymer Science and Engineering、J. I. Kroschwitz編（John Wiley and Sons、New York、N.Y.、１９９０年）を参照されたい。ポリ（アクリル酸）、アルギネート、およびＰＬＵＲＯＮＩＣ（商標）など、多くのポリマーが市販されている。荷電側鎖基を伴う水溶性ポリマーは、ポリマーを、ポリマーが酸性側鎖基を有する場合の多価カチオン、またはポリマーが塩基性側鎖基を有する場合の多価アニオンである、逆の電荷を有する多価イオンを含有する水溶液と反応させることにより架橋する。酸性側鎖基を伴うポリマーを架橋して、ハイドロゲルを形成するためのカチオンは、銅、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、およびストロンチウムなどの二価カチオンおよび三価カチオンを含む。これらのカチオンの塩の水溶液を、ポリマーへと添加して、軟性で、高度に膨潤性のハイドロゲルを形成する。

ポリマーを架橋して、ハイドロゲルを形成するためのアニオンは、低分子量のジカルボキシレートイオン、テレフタレートイオン、スルフェートイオン、およびカーボネートイオンなどの二価アニオンおよび三価アニオンを含む。これらのアニオンの塩の水溶液を、ポリマーへと添加して、カチオンに関して記載した通り、軟性で、高度に膨潤性のハイドロゲルを形成する。

４．温度依存性ハイドロゲル
温度依存性ハイドロゲルまたは温度感受性ハイドロゲルを、開示されるガラスマイクロスフェアと共に使用することができる。これらのハイドロゲルは、いわゆる「逆ゲル化」特性を有する、すなわち、室温またはこれを下回る温度では液体であり、高温、例えば、体温へと温められるとゲルである。こうして、これらのハイドロゲルは、室温またはこれを下回る温度で、液体として容易に適用することができ、体温へと温められると、自動的に半固体ゲルを形成しうる。このような温度依存性ハイドロゲルの例は、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンＦ−１０８コポリマー、Ｆ−６８コポリマー、およびＦ−１２７コポリマー、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）コポリマー、ならびにＮ−イソプロピルアクリルアミドコポリマーなどのＰＬＵＲＯＮＩＣ（商標）（ＢＡＳＦ−Ｗｙａｎｄｏｔｔｅ）である。

これらのコポリマーは、それらの多孔性、分解速度、転移温度、および剛性度などの物理的特性を変更する標準的な技法により操作することができる。例えば、塩の存在下および非存在下における、低分子量の糖の添加は、典型的な温度感受性ポリマーの下限臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）に影響を及ぼす。加えて、これらのゲルを、４℃における分散により、５〜２５％（Ｗ／Ｖ）の間の範囲の濃度で調製する場合は、粘度およびゲル−ゾル転移温度も影響を受け、ゲル−ゾル転移温度は、濃度と反比例する。これらのゲルは、細胞の生存および栄養補給を可能としうる拡散特徴を有する。

米国特許第４，１８８，３７３号は、ＰＬＵＲＯＮＩＣ（商標）ポリオールの水性組成物中の使用であって、水性熱的ゲル化系をもたらす使用について記載している。米国特許第４，４７４，７５１号、同’７５２号、同’７５３号、および同第４，４７８，８２２号は、熱硬化性ポリオキシアルキレンゲルを活用する薬物送達系について記載している。これらの系では、ゲル転移温度および／またはゲル剛性のいずれも、ｐＨおよび／またはイオン強度を調整することのほか、ポリマーの濃度によっても修飾することができる。

５．ｐＨ依存性ハイドロゲル
開示されるガラスマイクロスフェアを伴う使用に適する他のハイドロゲルは、ｐＨ依存性である。これらのハイドロゲルは、特定のｐＨ値、これを下回る値、またはこれを上回る値では、液体であり、ヒト体内の細胞外液の正常なｐＨ範囲である、特定のｐＨ値、例えば、７．３５〜７．４５へと曝露されると、ゲルである。こうして、これらのハイドロゲルは、液体として容易に投与することができ、体内のｐＨへと曝露されると、半固体ゲルを自動的に形成しうる。このようなｐＨ依存性ハイドロゲルの例は、エチレンジアミンのＴＥＴＲＯＮＩＣ（商標）（ＢＡＳＦ−Ｗｙａｎｄｏｔｔｅ）ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンポリマー、ポリ（ジエチルアミノエチルメタクリレート−ｇ−エチレングリコール）、およびポリ（２−ヒドロキシメチルメタクリレート）である。これらのコポリマーを、標準的な技法により操作して、それらの物理的特性に影響を及ぼすことができる。

６．光凝固ハイドロゲル
ガラスマイクロスフェアにおいて使用しうる他のハイドロゲルは、可視光または紫外光により凝固させる。これらのハイドロゲルは、米国特許第５，４１０，０１６号において記載されている通り、水溶性領域、生体分解性領域、および少なくとも２つの重合化可能領域を含むマクロマーから構成されている。例えば、ハイドロゲルは、生体分解性で、重合化可能なマクロマーであって、コア、コアの各末端上のエクステンション、および各エクステンション上のエンドキャップを含むマクロマーで開始しうる。コアは、親水性ポリマーであり、エクステンションは、生体分解性ポリマーであり、エンドキャップは、可視光または紫外光、例えば、長波長の紫外光へと曝露されると、マクロマーを架橋することが可能なオリゴマーである。

このような光凝固ハイドロゲルの例は、ポリエチレンオキシドブロックコポリマー、アクリレート末端基を有するポリエチレングリコールポリ乳酸コポリマー、および両末端において、アクリレートによりキャッピングされた、１０Ｋのポリエチレングリコール−グリコリドコポリマーを含む。ＰＬＵＲＯＮＩＣ（商標）ハイドロゲルと同様に、これらのハイドロゲルを含むコポリマーは、分解速度、結晶度の差違、および剛性度など、それらの物理的特性を修飾する標準的な技法により操作することができる。光凝固ハイドロゲルは、例えば、ハイドロゲル−細胞混合物の損傷組織への直接的塗布に有用である。

種類を問わず、ガラスマイクロスフェアと共に使用されるハイドロゲルは、生体適合性であり、好ましくは、ｉｎ ｖｉｖｏにおいて急速に（すなわち、支持構造への送達後、約５分間で）凝固することが可能であるものとする。

ＩＩＩ．製剤
ガラスマイクロスフェア複合物は、バルキング剤、美容剤、着色料としての、または病態、疾患、もしくは症候群を処置するためのそれを必要とする個体への投与に適切な生体適合性マトリックス中に、有効量のガラスマイクロスフェアを含有するように処方することができる。

複合物は、複合物の製剤を変更することにより、注射または注入など、非経口送達のために処方することができる。次いで、この系の粘度を、所望の適用に照らして調整することができる（図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃでは、非中空ガラスマイクロスフェアおよび中空ガラスマイクロスフェアの粘度を、いくつかの異なるマトリックスローディング比の関数として示す）。製剤は、注射により直接投与することができる。

非経口製剤は、当技術分野で公知の技法を使用して、水性組成物として調製することができる。このような組成物は、注射用製剤、例えば、溶液または懸濁液として調製することもでき；注射の前に再構成媒質を添加して、溶液または懸濁液を調製するのに使用するために適する固体形態として調製することもでき；油中水（ｗ／ｏ）エマルジョン、水中油（ｏ／ｗ）エマルジョン、およびこれらのマイクロエマルジョン、リポソーム、またはエマルソームなどのエマルジョンとして調製することもできることが典型的である。

マトリックスは、例えば、水、エタノール、１または複数のポリオール（例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコール）、植物油（例えば、ラッカセイ油、トウモロコシ油、ゴマ油など）などの油、およびこれらの組合せを含有する、溶媒または分散媒でありうる。適正な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティングを使用することにより、分散液の場合には要求される粒子サイズを維持することにより、および／または界面活性剤を使用することにより維持することができる。多くの場合、等張剤、例えば、糖または塩化ナトリウムを含むことが好ましいであろう。

ナノ粒子の溶液および分散液は、水中、または界面活性剤、分散剤、乳化剤、ｐＨ修飾剤、およびこれらの組合せを含むがこれらに限定されない１もしくは複数の薬学的に許容される賦形剤と共に適切に混合された、別の溶媒中もしくは分散媒中で調製することができる。

適切な界面活性剤は、アニオン性、カチオン性、両性、または非イオン性の表面活性剤でありうる。適切なアニオン性界面活性剤は、カルボキシレートイオン、スルホネートイオン、およびスルフェートイオンを含有するアニオン性界面活性剤を含むがこれらに限定されない。アニオン性界面活性剤の例は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの長鎖アルキルスルホン酸およびアルキルアリールスルホン酸；ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸ナトリウム；ビス−（２−エチルチオキシル）−スルホホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸ナトリウム；ならびにラウリル硫酸ナトリウムなどのアルキルスルフェートのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩を含む。カチオン性界面活性剤は、塩化ベンザルコニウム、ベンゼトニウム塩化物、臭化セトリモニウム、ステアリルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、ポリオキシエチレン、およびココナッツアミンなどの四級アンモニウム化合物を含むがこれらに限定されない。非イオン性界面活性剤の例は、エチレングリコールモノステアレート、プロピレングリコールミリステート、グリセリルモノステアレート、グリセリルステアレート、ポリグリセリル−４−オレエート、アシル化ソルビタン（sorbitan acylate）、アシル化スクロース、ＰＥＧ−１５０ラウレート、ＰＥＧ−４００モノラウレート、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリソルベート、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ＰＥＧ−１０００セチルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリプロピレングリコールブチルエーテル、Ｐｏｌｏｘａｍｅｒ（登録商標）４０１、ステアロイルモノイソプロパノールアミド、およびポリオキシエチレン水素化獣脂アミドを含む。両性界面活性剤の例は、ナトリウムＮ−ドデシル−β−アラニン、ナトリウムＮ−ラウリル−β−イミノジプロピオネート、ミリストアンホアセテート、ラウリルベタイン、およびラウリルスルホベタインを含む。

製剤は、微生物の増殖を防止する保存剤を含有しうる。適切な保存剤は、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、およびチメロサールを含むがこれらに限定されない。製剤はまた、活性薬剤またはナノ粒子の分解を防止する抗酸化剤も含有しうる。

製剤は、非経口投与のために、再構成時に３〜８のｐＨへと緩衝されることが典型的である。適切な緩衝液は、リン酸緩衝液、酢酸緩衝液、およびクエン酸緩衝液を含むがこれらに限定されない。

水溶性ポリマーは、非経口投与のための製剤中で使用されることが多い。適切な水溶性ポリマーは、ポリビニルピロリドン、デキストラン、カルボキシメチルセルロース、およびポリエチレングリコールを含むがこれらに限定されない。

滅菌注射用材料は、ガラスマイクロスフェアとマトリックスとの複合物を、適切な溶媒中または分散媒中に要求される量で、必要に応じて、上記で列挙した賦形剤のうちの１または複数と共に組み込むことにより調製することができる。注射用材料は、調合の前に滅菌処理することもでき、調合の後で滅菌処理することもできる。一般に、分散液は、所望の滅菌処理されたガラスマイクロスフェアを、分散媒、および上記で列挙した成分からの要求される他の成分もまた含有しうる滅菌マトリックスへと組み込むことにより調製する。滅菌注射溶液を調製するための滅菌粉末の場合、好ましい調製方法は、ガラスマイクロスフェアとマトリックスとの複合物と、あらかじめ滅菌濾過されたその溶液に由来する任意のさらなる所望の成分の粉末をもたらす真空乾燥技法および凍結乾燥技法である。

複合物はまた、製剤の等張性範囲を調整する１または複数の等張剤も含有しうる。適切な等張剤は、当技術分野で周知である。例は、グリセリン、マンニトール、ソルビトール、塩化ナトリウム、および他の電解質を含む。

複合物はまた、調製物の細菌汚染を防止する、１または複数の保存剤も含有しうる。適切な保存剤は、当技術分野で公知であり、ポリヘキサメチレンビグアニジン（ＰＨＭＢ）、塩化ベンザルコニウム（ＢＡＫ）、安定化オキシクロロ複合体（これ以外に、Ｐｕｒｉｔｅ（登録商標）としても公知である）、酢酸フェニル水銀、クロロブタノール、ソルビン酸、クロルヘキシジン、ベンジルアルコール、パラベン、チメロサール、およびこれらの混合物を含む。

複合物はまた、分散化剤、湿潤剤、および懸濁剤など、当技術分野で公知の１または複数の賦形剤も含有しうる。

好ましい実施形態は、上記で記載した、ゲルマトリックス中のガラスマイクロスフェアの複合物を提供する。例えば、一実施形態では、複合物は、ガラスマイクロスフェアを、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ−１２７ゲルと、レシチン／パルミチン酸イソプロピルシロップとを組み合わせることにより製作されるゲルマトリックスである「ＰＬＯゲル」と組み合わせることからなる。２つの構成要素は、別個に製作し、保管する。製剤を調合するときは、水溶性薬物を、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ゲル中に溶存させるか、または脂溶性薬物を、レシチンシロップ中に溶存させる。少量の製剤を製作する場合は、構成要素の各々をシリンジに入れることができ、２つのシリンジを、アダプターで接続する。混合物を、２つのシリンジの間に押し込むと、混合物をアダプター内に通すことにより引き起こされるせん断から、最終複合物材料が創出されるであろう。一実施形態では、複合物を駆出するのに要求される力は、１０Ｎ未満、好ましくは、端点を含む２〜８Ｎの間である。

ＩＶ．ガラスマイクロスフェア複合物を伴うインプラントの使用方法
Ａ．軟組織増大
嗄声は、人口のおよそ３分の１に、生涯のある時点において、影響を及ぼす。声が、その業務能力と関連する患者（例えば、歌手、教師、事業統括者など）にとって、これは、収入の潜在的可能性に対する脅威を表しうる。場合によって、手術による介入が要求される。最も一般的な処置は、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄ（ｓ））を物理的に増大させ、それらを合わせ、振動および声を達成しやすくすることである。これは、注射針を介する、軟組織充填剤の注射により行うことが最も多い。既存の注射用充填剤材料は、とりわけ、長期持続型充填剤が所望される場合に、不十分である。数週間〜数カ月間にわたり吸収される（そして、手術の反復を必要とする）、短寿命の充填剤は、数多く利用可能である。長期持続型組織増大のためには、本質的にただ１つの実用可能な生成物、すなわち、カルシウムヒドロキシアパタイト粒子が存在する。これらは、１２カ月間〜数年間にわたるが、永久的ではない、可変的な速度で吸収される。顕微鏡レベルでは、これらのカルシウムヒドロキシアパタイト粒子は、球形ではなく、粗面を有する。これらの種類のカルシウムヒドロキシアパタイト粒子を含有する注射用生成物は、粘度が大きく、注射することが困難である。一実施形態は、有効量の開示されるガラスマイクロスフェア複合物を投与することにより、それを必要とする対象における嗄声を処置するための方法を提供する。

シリカベースのガラスマイクロスフェア組成物は、耐久性が大きく、半永久的であるため、開示されるガラスマイクロスフェア複合物は、カルシウムヒドロキシアパタイトおよび他の粒子に対する、著明な利点を有する。これは、手術の反復に対する必要の可能性の低減を結果としてもたらす。開示される複合物の別の利点は、対象において低炎症応答をもたらす滑らかな外部表面である。加えて、ゲル組成物を含む複合物は、マイクロスフェアの形態および滑らかな表面に部分的に起因して、注射のために要求される力が小さく、使用が容易であるという、著明な利点を有する。カルシウムヒドロキシアパタイトインプラントを駆出するのに要求される力の、マイクロスフェアおよびゲル複合物との比較を、図４に提示する。

一実施形態は、ガラスマイクロスフェア複合物を、増大を必要とする対象の軟組織に投与することにより、それを必要とする対象における軟組織を増大させるための方法を提供する。ガラスマイクロスフェア複合物は、非中空ガラスマイクロスフェア、中空ガラスマイクロスフェア、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェア、またはこれらの組合せを、目的に合わせたサイズ分布で、目的に合わせた混合物中に、目的に合わせたマトリックス比で含み、対象における炎症性反応を、ほとんどまたはまったく誘導しない。一実施形態では、シリカベースのガラスマイクロスフェア組成物は、限定的な生体吸収性または生体分解性を有する。こうして、ガラスマイクロスフェア複合物は、より永久的な組織増大をもたらす。また、中空ガラスマイクロスフェアに、上記で記載したカーゴもロードすることができる。一実施形態では、処置される軟組織は、声帯（ｖｏｃａｌ ｃｏｒｄｓ）の側方の組織からなり、この領域に対して多様な化合物を使用した増大が、一般に行われ、発声を改善するか、または不完全な声門閉鎖に由来する吸引を低減させる。別の実施形態では、処置される軟組織は、声帯（ｖｏｃａｌ ｃｏｒｄｓ）自体、より適正な用語では、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄｓ）からなる。より好ましい実施形態では、軟組織は、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄ）の固有層の表層からなる。固有層の表層は、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄｓ）の振動機能の大部分を担う声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄ）の領域である。固有層の表層は、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄ）の瘢痕の場合に損傷し、振動の機能障害に起因する、永久的嗄声を結果としてもたらしうる。現在、この固有層の表層の振動特性および重量／密度特性に近づける技法も、インプラント材料も、当業者には知られていない。既存のインプラントおよび材料は、大部分が、高密度であり、所望されない振動特性を有する。類推として述べると、ギターまたはピアノの弦に置かれた小さなおもりは、結果として得られる振動特徴および音を顕著に変更するであろう。開示される複合物の特性を調整して、密度特徴および振動特徴を、生物学的に意味がある組織の密度特徴および振動特徴に合致するように調整しうることは、重要なことである。この調整は、ガラスマイクロスフェアの種類およびサイズ分布の多様な組合せおよび比率のほか、密度を変動させるコーティングまたはカーゴ、ならびにマトリックスの組成を選択することにより達することができる。最も好ましい実施形態では、固有層の表層からなる軟組織に、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄ）の瘢痕または他の医学的状態を処置するのに有利な重量／密度特徴および振動特徴をもたらすように最適化された、ガラスマイクロスフェア複合物を植え込む。

ガラスマイクロスフェア組成物は、顔面内もしくは他の生物学的コンパートメント内、または粘膜下組織内、皮下組織内、皮内組織内、下皮組織内、筋内組織内、骨膜下組織内、もしくは軟骨膜下組織内投与に適する。一実施形態では、生物学的コンパートメントは、関節軟骨への喪失または損傷をもたらす変性または外傷による変化の影響を受ける関節腔を含む。好ましい実施形態では、複合物を、摩擦が小さく、耐久性の大きな、関節部の関節表面をもたらすように最適化する。より好ましい実施形態では、複合物は、サイズが、約５ミクロン〜約６０ミクロン、より好ましくは、１０〜４０ミクロンの範囲のガラスマイクロスフェアを含む。なおより好ましい実施形態では、ガラスマイクロスフェアをコーティングして、機械的特性および化学的特性を増強することができる。

一実施形態では、複合物は、皮膚または粘膜に覆われた組織であって、顔面組織など、公衆に露出された組織への投与に適する。好ましい実施形態では、ガラスマイクロスフェア複合物を、深部皮下組織または筋下／骨膜上（supraperiostal）組織の、任意選択で、１つを超える層内に投与する。深部皮下投与または筋下／骨膜上投与はさらに、所望の部位からの粒子の移動も、防止または減少する。この実施形態に従い、複合物のうちの大半の体積、または複合物のうちの５０％（ｖ／ｖ）を超える体積、好ましくは、６０％（ｖ／ｖ）を超える体積、より好ましくは、７０％（ｖ／ｖ）を超える体積は、生理学的条件下で、所望のサイズ分布内および種類分布内にあるガラスマイクロスフェアからなる。

別の好ましい実施形態では、ガラスマイクロスフェア複合物は、局所麻酔剤、抗炎症薬物、抗生物質、ならびに他の適切な支持医薬、例えば、骨増殖因子、あるいは線維芽細胞、幹細胞および／もしくは人工多能性幹細胞、または系列再プログラム化細胞を含む細胞など、他の適切な添加剤をさらに含む。

ガラスマイクロスフェア複合物は、それを必要とする対象に、顔面の輪郭矯正（例えば、より張りのある頬または顎）、陥凹変形（例えば、外傷後脂肪萎縮、ＨＩＶ関連脂肪萎縮）の矯正、および加齢に関連する顔面の深いしわの矯正のために投与することができる。眉間のしわ、額のしわ、小じわ、目じりのしわ、ほうれい線、妊娠線、および損傷、創傷、咬傷、手術、または事故から生じた組織喪失などの輪郭欠損を、開示されるガラスマイクロスフェア複合物で処置することができる。ガラス複合物は特に、頬、鼻、額、および首などの領域の輪郭欠損に対して良好に働く。ガラスマイクロスフェアはまた、乳がんのための乳房切除術後、または乳房が先天的に小さい場合（小乳房症）など、乳房体積の回復または増大に対しても良好に働く。こうして、ガラスマイクロスフェア複合物は、外傷または変性疾患の後における軟組織増大など、もっぱら、美容目的または医療目的の軟組織増大のために使用することができる。

ガラスマイクロスフェア複合物は、免疫反応を、ほとんどまたはまったく示さない。一部の既存のインプラント材料（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））は、植込み後における強い線維化応答への傾向に関して特筆すべきである。現在よく使用されるインプラント材料は、Ｔｅｆｌｏｎほど強い炎症応答を示さないが、依然としてある程度の炎症が見られ、大きな改善の余地を残している。この主題についての総説文献で、Ｎｉｃｏｌａｕらは、多孔質表面または不規則表面を有する微粒子状インプラントに対する炎症応答の増悪を示す、いくつかの研究に言及した。カルシウムヒドロキシアパタイトなど、既存の「マイクロスフェア」インプラントは、実際には、４００倍の倍率で見ると、極めて不規則な表面を有し、カルシウムヒドロキシアパタイト粒子と称するのがより適正である。これと比較して、開示される複合物のガラスマイクロスフェアは、滑らかに表面処理されており、真に球形の形状であり、様々な適用のための送達およびその後の性能の一助となるであろう。

短期間の軟組織増大が所望される場合もあり、多くの充填剤材料は、現状ではこの役割に十分である。しかし、大半の症例では、長期持続型の（または半永久的）修復選択肢が適応である。現在米国で市販されている、最も一般に使用される長期持続型インプラント材料は、担体ゲルにより送達されるカルシウムヒドロキシアパタイト粒子である。この生成物は、マクロファージにより貪食され、数カ月間〜数年間かけて分解されると考えられ、永久的ではない。食作用を防止するように、適切にサイズ設定されたガラスマイクロスフェアであれば、半永久的であろう。数カ月間、数年間、または数十年間でもなく、不利な環境下であってもなお、数世紀間にわたり存続しているセラミック組成物が存在することから、記載されたガラスマイクロスフェアインプラントも、半永久的であり、かつ、生物学的に不活性とすることが可能である。

全ての既存の生成物は、吸収が迅速な担体である注射用材料の主要部分と、実際の充填剤材料からなる副次部分とを有する。例えば、市販のカルシウムヒドロキシアパタイト製剤は、４０％のＣＡＨＡと、６０％のメチルヒドロキシセルロースゲルとからなる。こうして、執刀医は、注射後、数日間〜数週間でどのくらいの吸収が生じるのかについて推定し、その量だけ過剰注射しなければならない。これは、精密でないだけでなく、また、さらなる危険性ももたらす（声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄｓ）の過剰増大は、気道を損ないうる）。したがって、執刀医は、注射が少なすぎる傾向にならざるを得ないことが多い。開示されるガラスマイクロスフェア複合物は、粘度が小さく、小サイズの注射針を介してでもなお、注射が容易である。これは、はるかな高充填剤組成（マトリックスを伴わない場合であってもなお、液体のように流動するので、理論的には、最大１００％）を可能とする。これは、過剰注射の必要を排する。

開示されるガラスマイクロスフェア組成物は、標準的な医療用シリンジおよび注射針（２１〜２７ゲージが典型的である）を使用して、修復または増大を必要とする軟組織領域に注射することができる。注射される組成物の量は、患者を処置する医療従事者の専門的判断に従う。一実施形態では、注射のために要求される力
Ｂ．硬組織増大
ガラスマイクロスフェア複合物は、骨、軟骨、結合組織など、硬組織の再生のために使用することができる。複合物は、インプラントへと形成することができる。骨の修復においてガラスマイクロスフェア複合物を活用するための方法は、癒合性骨折および非癒合性骨折を含む骨折、骨欠損、骨片、骨びらん、骨喪失、ならびに他の骨疾患または骨欠損の修復を含む。

硬組織増大の一方法は、ガラスマイクロスフェア複合物を、増大を必要とする対象の硬組織に投与するステップを提供する。好ましい実施形態では、硬組織は、骨または軟骨である。骨は、対象における任意の骨であって、任意の骨格骨を含む骨、例えば、顔面骨または頭蓋骨のほか、四肢骨でありうる。好ましい実施形態では、ガラスマイクロスフェアは、任意選択で、例えば、骨形成タンパク質、ＴＧＦ−ベータ１、ストローマ細胞由来増殖因子１（ＳＤＦ１）、または骨形成関連遺伝子の発現を調節する、非コードＲＮＡであるがこれらに限定されない、骨形成因子がロードされた多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアである。

Ｃ．送達系
中空ガラスマイクロスフェアおよび多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアに、上記で記載した様々な治療剤をロードすることができる。ロードされたガラスマイクロスフェアを、軟組織または硬組織に投与し、これにより、組織を増大させながら、また、治療剤を、組織へと送達することもできる。ガラスマイクロスフェア組成物は、異なる治療剤をロードした異なるガラスマイクロスフェアを含有しうる。こうして、単一のガラスマイクロスフェア組成物により、複数の治療剤を送達することができる。上記で言及した通り、それらのカーゴの遅延放出または即時放出をもたらすように、ガラスマイクロスフェアを、ゲーティングすることもでき、コーティングすることもできる。

Ｖ．ガラスマイクロスフェア複合物を提供するキット
一実施形態は、ガラスマイクロスフェア、ガラスマイクロスフェアにロードするための治療剤、ガラスマイクロスフェアおよびマトリックスを含有する複合物材料を形成するための、ゲル化剤、ポリマー、または液体などの生体適合性マトリックスを含有するキットを提供する。キットは、使用のための指示書を含有する。構成要素は、単一の容器内に格納することができる。キットの構成要素は、滅菌処理することが好ましい。一実施形態では、キットは、ガラスマイクロスフェア複合物を含有するプレロードされたシリンジを含有する。

ガラスマイクロスフェア複合物を投与するために有用なシリンジは、当技術分野で公知の任意のシリンジであって、粘性の皮膚充填剤組成物を送達することが可能なシリンジを含む。シリンジは一般に、約０．４ｍＬ〜約３ｍＬ、より好ましくは、約０．５ｍＬ〜約１．５ｍＬの間の内部容量を有する。この内部容量は、粘度の大きな皮膚充填剤組成物を注射するのに必要とされる駆出力に影響を及ぼすシリンジの内径と関連する。内径は一般に、約４ｍｍ〜約９ｍｍ、より好ましくは、約４．５ｍｍ〜約６．５ｍｍである。さらに、ガラスマイクロスフェア組成物を、シリンジから送達するのに必要とされる駆出力は、注射針のゲージに依存する。医療用目的で一般に使用される注射針のゲージは、約１６Ｇ〜約３１Ｇの間、より好ましくは、約２１Ｇ〜約２７Ｇのゲージを含む。当業者は、特定の駆出力の要求に到達するのに必要とされる適正なシリンジの寸法および注射針のゲージを決定することができる。

上記で記載した注射針の寸法を使用して、本明細書で記載されるガラスマイクロスフェア複合物により提示される駆出力を、患者にとって苦痛でない注射速力を使用して加える。「患者にとって苦痛でない」は、軟組織への注射時に、患者を傷つけたり、患者への過剰な疼痛を引き起こしたりしない注射速度を規定するのに使用される。当業者は、本明細書で使用される「苦痛でない」が、患者に苦痛でないだけでなく、また、ガラスマイクロスフェア複合物を注射する医師または医療用技師にも苦痛でなく、可能であることも含むことを理解するであろう。ある特定の駆出力は、任意の注射用充填剤（ガラスマイクロスフェア複合物を含む）により達成可能でありうるが、当業者は、駆出力が大きければ、注射時における制御の欠如がもたらされ、このような制御の欠如は、患者へのさらなる疼痛を結果としてもたらしうることを理解する。駆出力は、所望の適用に応じて、複合物の、マイクロスフェア構成要素および／または生体適合性マトリックス構成要素の量、種類、およびサイズを変動させることにより微調整することができる。本発明のガラスマイクロスフェア組成物の駆出力は、約０．５Ｎ〜約５０Ｎ、またはより好ましくは、約０．５Ｎ〜約２Ｎ、または約１Ｎ〜約７Ｎ、または約２０Ｎ〜約３０Ｎでありうる。

短寿命の注射用充填剤のうちのいくつかは、好適な流動特徴を有する（例えば、執刀医が注射しやすい）が、現行の長期持続型インプラント製剤、特に、カルシウムヒドロキシアパタイトを含有する製剤は元来、注射が困難である。市販のカルシウムヒドロキシアパタイト製剤は、室温または体温と比較して高い温度では、粘度が小さい。したがって、大半の執刀医による通例の慣行では、生成物を、体温を上回るようにかなり加熱して、注射のために十分に滑らかな流動を可能とするが、標的組織へのこの影響（植込み部位における）は、決定されていない。ガラスマイクロスフェア複合物は、物理的特性におけるある特定のナノ様の変更を示し、微粒子材料より、はるかに液体のように挙動する。こうして、ガラスマイクロスフェア複合物のシリンジを介する注射は、既存の生成物より顕著に容易となる。

シリンジおよび構成要素は一般に、使用または販売の前に滅菌処理される。滅菌処理は、好ましくは、ガラスマイクロスフェア組成物および任意の活性薬剤を、実質的に変更または分解せずに、感染作用物質を、効果的に死滅させるかまたは消失させることが、当技術分野で公知である任意の方法を含む。

充填されたシリンジを滅菌処理する好ましい一方法は、オートクレーブによる方法である。オートクレーブ処理は、滅菌処理を必要とする試料へと、熱、圧力、および水分の混合物を適用することにより達することができる。このステップのために、多くの異なる、滅菌処理温度、滅菌処理圧力、および滅菌処理サイクル時間を使用することができる。例えば、充填されたシリンジは、少なくとも約１２０℃〜約１３０℃またはこれを超える温度で滅菌処理することができる。水分は、活用する場合もあり、活用しない場合もある。一部の実施形態では、適用される圧力は、滅菌処理工程で使用される温度に依存する。滅菌処理サイクルは、少なくとも約１分間〜約２０分間、またはこれを超えることが可能である。

滅菌処理はまた、感染作用物質を死滅させるかまたは消失させることが当技術分野で公知である照射源の使用も含む。照射のビームは、ガラスマイクロスフェア複合物を含有するシリンジを標的とし、エネルギー波長は、望ましくない感染作用物質を、死滅させるか、または生存不可能とする。好ましい有用なエネルギーは、好ましくは、担体ゲル、ゲーティング剤、または任意の活性薬剤ペイロードを、実質的に変更または分解せずに、望ましくない感染作用物質を死滅させるかまたは消失させる、紫外光、ガンマ照射、可視光、マイクロ波、または他の任意の波長もしくは波長バンドを含むがこれらに限定されない。多くの種類のガラスが、様々な条件および使用において、優れた放射線抵抗性を呈示することを示している。

（実施例１）
マイクロスフェア組成物の特徴付け
カルシウムヒドロキシアパタイト粒子と、メチルヒドロキシセルロースゲルとを含有する、市販の皮膚充填剤の調製物を、ある体積の水性マウンティング媒質およびカバースリップと共に、少量をスライドガラスへと適用することにより製作した。同様の調製物を、開示される１つの複合物、すなわち、種々のサイズの、コーティングされておらず、メチルヒドロキシセルロースマトリックスと組み合わされた中空壁ガラスマイクロスフェアから製作した。スライドを、位相差顕微鏡法と明視野顕微鏡法との組合せを使用して、高倍率で可視化して、２つの充填剤の表面特性について調査した。

市販の充填剤は、カルシウムヒドロキシアパタイト「マイクロスフェア」（引用符を付す）を含有すると記載されているが、図２の顕微鏡写真に見られうる通り、粒子は、滑らかで球形のガラスマイクロスフェア（図２Ｂ）と比較して、不規則かつ非球形の形状であり、粗い外部表面を有する（図２Ａ）。

次に、標準的な２２ゲージ注射針を取り付けた、容量１ｍｌの、標準的な医療用シリンジを介して、いくつかの皮膚充填剤を押し出した。機械的試験は、室温で、２ｋＮのロードセルを備えたシングルカラムのテーブルトップ型Ｉｎｓｔｒｏｎ ５８４４ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｉｎｓｔｒｏｎ、Ｎｏｒｗｏｏｄ ＭＳ）上で実施した。Ｍｅｒｌｉｎソフトウェア（Ｉｎｓｔｒｏｎ、Ｎｏｒｗｏｏｄ ＭＳ、Ｖｅｒｓｉｏｎ５．５３．００）を使用して、試験の実行およびデータ収集を制御した。各実験について、負荷（Ｎ）対変位（ｍｍ）データを得、さらなる解析のために、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ、Ｒｅｄｍｏｎｄ ＷＡ、ｖｅｒｓｉｏｎ１４．２．５）へとエクスポートした。下記の表１にまとめられる、等しい体積の４つの異なる製剤を含有する同一のシリンジを調製した。

図３にまとめられる通り、開示される複合物材料は、要求される力の著明な低減を示す。興味深い知見は、マイクロスフェアのｖｏｌ％が大きな製剤では、要求される力が小さいと考えられることであり、この観察は、乾燥マイクロスフェアは、粒子としてではなく、液体のように流動するほぼメタ特性といってよい特性を有すると考えられるという、マイクロスフェアを扱う場合の他の知見と符合する。確かに、滑らかな球形は、易流動性および潤滑性（本明細書で開示される実施形態のうちのいくつかに重要である）に有利な状況を創出する。

易流動性は、患者および医師にとって苦痛でないという利点だけでなく、患者への安全性についての利点ももたらし、現在利用可能な充填剤などに伴う大きな力の必要性を回避することにより、開示される充填剤は、より正確で精密な分注を可能とする。これはとりわけ、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄ）または周囲の組織への植込みなど、顕微鏡下の手術による植込みにおいて重要である。

（実施例２）
マイクロスフェア組成物の粘度
開示される複合物のいくつかの例となる製剤の粘度特性をさらに調査するために、非中空ガラスマイクロスフェア、中空ガラスマイクロスフェア、および多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアを、多様な水性マトリックスおよび生体適合性マトリックスと組み合わせて含有する複合物を調製した（表２に示す）。次いで、粘度を、せん断速度の関数として決定するのに、３７℃で、８００〜１６００ １／秒の勾配の複数のせん断を使用する、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｈｙｂｒｉｄ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ；Ｎｅｗ Ｃａｓｔｌｅ、ＤＥ）を使用して、これらの複合物を解析した。

マイクロスフェアの種類、サイズ、およびサイズ分布、ならびにマイクロスフェアのマトリックスに対する比の多様な組合せによる粘度を測定するための、これらの複合物の試験についての例となる結果を示す。これらのパラメータを変動させることにより、「流動性」を含む複合物特性を、多様な適用のために微調整することができる。５ｖｏｌ％および１０ｖｏｌ％の非中空ガラスマイクロスフェアについての粘度測定値および差違を、せん断速度の関数として、図４ａに示す。図４Ｂは、同様の条件下における、中空ガラスマイクロスフェアについての粘度測定値についてまとめる。図４ｃでは、同じマトリックス内で、中空ガラスマイクロスフェアを、非中空ガラスマイクロスフェアと対比して比較する。これらのデータは、複合物内のガラスマイクロスフェアの種類およびｖｏｌ％の変更が、粘度に影響を及ぼし、中空ガラスマイクロスフェアは、非中空ガラスマイクロスフェアと比較して、粘度が小さい（容易な流動性を有する）という仮説を裏付ける。低せん断速度では、興味深いヒステリシス効果が全てのマイクロスフェアの種類で見られるが、中空ガラスマイクロスフェアでは、特に明らかであり、これは、乾燥粉末形態において観察される液体様流動特性を再現している可能性があり、開示される複合物の多様な適用に対する有効性を改善するのに利用しうる。

（実施例３）
カーゴをゆっくり放出するマイクロスフェア組成物
複合物のガラスマイクロスフェア部分は、多様なコーティングを使用して最適化することができる。まず、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアは、生物医学的適用において安全に使用されてきたポリマーであるポリ２−ビニルピリジン（Ｐ−２ＶＰ：図５Ａ）でコーティングしうることが発見された。さらなる例示を目的として述べると、また、マイクロスフェアは、かご型シルセスキオキサン（ＰＯＳＳ：図５Ｂ）、および多様なナノ材料であって、この実施例では、量子ドット（ＱＤｏｔ）ナノ粒子であるナノ材料（図５Ｃ、図５Ｄ）でコーティングしうることも実証された。コーティング（例えば、Ｑｄｏｔ、図５Ｄ）は、マイクロスフェア内のカーゴを捕捉しうる。

また、Ｐ−２ＶＰは、マイクロスフェア内の低分子、化合物、および生物学的分子も捕捉しうる。例示を目的として述べると、Ｐ−２ＶＰは、蛍光分子のほか、ストローマ細胞由来因子１（ＳＤＦ−１）などの骨形成サイトカインを捕捉し、経時的に放出の遅延または延長を可能としうることが実証された。Ｐ−２ＶＰとは、シリカガラス平面構造上で薄膜を形成することが当業者に公知の有機ポリマーである。Ｐ−２ＶＰは、球形ガラスマイクロスフェア上に薄膜を形成し、マイクロスフェア小孔をシールするのに効果的であることが実証された。さらに、Ｐ−２ＶＰコーティングの厚さおよび／または濃度を増加させることにより、経時的にカーゴ保持が延長される（図４〜６）ことも実証された。また、コーティングされた多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアの内容物が、全て一度に放出されるのか、経時的に徐々に放出されるのかについて知ることも目的であったが、コーティングにより、放出は、経時的に、漸進的で、安定的で、比較的直線的となると考えられる（図６および７）。コーティングの効果について調べる場合は、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアを充填するのに、緑色蛍光フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）標識分子を使用したが、ｉｎ ｖｉｔｒｏ研究およびｉｎ ｖｉｖｏ研究のためには、多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアを充填するのに、８ＫＤａのストローマ細胞由来因子１（ＳＤＦ−１；ＣＸＣＬ１２としてもまた公知である）を使用した（図１０）。実際のＰ−２ＶＰコーティングの蛍光は、マイクロスフェアまたはコーティングに接着するＦＩＴＣに由来する蛍光とは別個に測定した。経時的な多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアの排出速度を、適用に応じて、コーティング量および製剤を変化させることにより微調整しうることは、重要なことである。加えて、経時的な制御放出も、最適化されたコーティングの使用により達成することもでき、コーティングの程度が異なる多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアを混合することにより達成することもできる。現在当業者に公知の、カーゴ放出をモジュレートするための他の方法が一般に、開示される複合物における場合のように数日間またはこれを超えるのではなく、約数時間に限られることは、重要なことである。後者の、数日間またはこれを超える時間枠は、とりわけ骨修復または他の医療用適用などの適用に移行する上でより意義がある。

（実施例４）
マイクロスフェア組成物は、炎症を増悪させない
５０％の中空ガラスマイクロスフェア（多孔質壁型）および生体適合性マトリックス（ＥＳＩ−ＢＩＯ製のＨｙＳｔｅｍ−Ｃ ｈｙｄｒｏｇｅｌは、チオール修飾ヒアルロナンおよびチオール修飾変性コラーゲンを含有する）を含有する複合物を、直径４ｍｍの、凍結乾燥させた平面状の円形ディスクとして、あらかじめ調製した。次いで、マイクロスフェア／マトリックスディスクを、切開部へと挿入し、これにより、複合物を、Ｃ５７Ｂ６マウス脚部の筋肉群の間に入れた。切開部を縫合し、１週間後、組織学のために、マウスを屠殺した。図１０は、筋線維および結合組織に隣接して、多数のマイクロスフェア（矢印）を含有するマトリックスの縁辺部（明るい紫色）を示す。同様の炎症性浸潤物が、ハイドロゲルだけの対照に応答しても見られたことから、マイクロスフェアは、炎症応答の増悪をもたらさないという考えが裏付けられた。

Claims (18)

1. 注射用複合物であって、前記注射用複合物が、
   直径２０μｍ〜６０μｍの範囲のサイズの混合物のシリカベースのガラスマイクロスフェアであって、前記シリカベースのガラスマイクロスフェアは、中空ガラスマイクロスフェアおよび多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアの組合せである、シリカベースのガラスマイクロスフェアを前記注射用複合物中５０％ｖｏｌ／ｖｏｌ以上と；
   メチルヒドロキシセルロースまたはＨｙＳｔｅｍ−Ｃ ｈｙｄｒｏｇｅｌからなる生体適合性マトリックスと
   を含み、
   前記シリカベースのガラスマイクロスフェアは、滑らかな表面を有し、球形の形状であり、シリンジを通じて容易に流動し、かつ、対象において炎症反応をほとんどまたはまったく誘導しない、
   注射用複合物。
2. 前記シリカベースのガラスマイクロスフェア構成要素がコーティング剤によりコーティングされている、請求項１に記載の注射用複合物。
3. 前記コーティング剤が、ポリマーを含む、請求項１に記載の注射用複合物。
4. 前記中空ガラスマイクロスフェアおよび前記多孔質壁中空ガラスマイクロスフェアに、治療用薬物、元素、生物学的分子、または着色料からなる群から選択されるカーゴがロードされている、請求項１から３のいずれか一項に記載の注射用複合物。
5. 組織の増大を必要とする対象において、組織を増大させるための、請求項１から３のいずれか一項に記載の複合物。
6. 前記組織が、軟組織または硬組織である、請求項５に記載の複合物。
7. 前記組織増大は、眉間のしわ、額のしわ、小じわ、目じりのしわ、ほうれい線、妊娠線、および損傷、創傷、咬傷、手術、または事故から生じた、組織体積の喪失からなる群から選択される、前記対象における輪郭欠損を処置するために行われる、請求項５に記載の複合物。
8. 前記組織増大は、声帯（ｖｏｃａｌ ｃｏｒｄ）の損傷、欠損、または疾患を処置するために行われる、請求項５に記載の複合物。
9. 前記組織増大は、括約筋を処置するために行われる、請求項５に記載の複合物。
10. 前記括約筋が、膀胱括約筋である、請求項９に記載の複合物。
11. 前記括約筋が、上部食道括約筋である、請求項９に記載の複合物。
12. 前記組織増大は、骨折、骨欠損、骨喪失、または骨びらんを処置するために行われる、請求項５に記載の複合物。
13. 前記骨折が、癒合性骨折または非癒合性骨折である、請求項１２に記載の複合物。
14. 対象における適切な組織の振動特徴をもたらすか、回復させるか、または修飾するための、請求項１から３のいずれか一項に記載の複合物であって、前記複合物が、前記対象へと植え込まれることを特徴とする、複合物。
15. 前記組織が、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄｓ）の一方または両方である、請求項１４に記載の複合物。
16. 前記組織が、声帯（ｖｏｃａｌ ｆｏｌｄｓ）の一方または両方の固有層の表層である、請求項１５に記載の複合物。
17. 対象における適切な組織の、関節の潤滑性をもたらすか、回復させるか、または修飾するための、請求項１から３のいずれか一項に記載の複合物であって、前記複合物が、前記対象へと植え込まれることを特徴とする、複合物。
18. 前記関節が、股関節、肘関節、肩関節、膝関節、手根関節、中手関節、足根関節、中足関節、足関節、または脊椎関節からなる群のうちのいずれかから選択される、請求項１７に記載の複合物。