JPH0430867B2 - - Google Patents

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JPH0430867B2
JPH0430867B2 JP61072407A JP7240786A JPH0430867B2 JP H0430867 B2 JPH0430867 B2 JP H0430867B2 JP 61072407 A JP61072407 A JP 61072407A JP 7240786 A JP7240786 A JP 7240786A JP H0430867 B2 JPH0430867 B2 JP H0430867B2
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collagen
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/46—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with phosphorus-containing inorganic fillers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A61F2002/2835—Bone graft implants for filling a bony defect or an endoprosthesis cavity, e.g. by synthetic material or biological material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は硬組織修復の分野に関し、特に、分解
ペプチドで再形成された小繊維状コラーゲンと水
酸化リン灰石あるいはリン酸カルシウム無機質調
製物との混合物の骨移植片への利用に関する。 （従来の技術） 数年来、硬組織の修復を行う際にコラーゲンタ
ンパク質と骨無機質の混合物あるいはその組み合
わせを利用することが一般的な考えとして知られ
るようになつている。骨そのものがコラーゲンと
ともにこれら無機質を含有していることから、こ
の組み合わせを利用することは有望と思われる。
しかし、この考えを施行することは想定されてい
たほど簡単ではないことが判明してきた。第１
に、骨の内方への成長のための支持マトリツクス
を提供しそれにより修復の成功をもたらす正確な
物理的性質を有する調製物を得ることが困難であ
つた。第２に、タンパク様成分が挿入物の受容者
である個体と同じ個体の組織に由来しない場合、
挿入物の免疫原性特徴の結果として炎症性反応が
常時生じることである。この問題は同じ種に由来
するコラーゲンを用いることにより必ずしも完全
に除外されるわけではない。しかし、例えばウシ
またはブタ由来のコラーゲンをヒトに用いること
によるよりは優れた改良された成果が得られる。
このように、使用されるコラーゲンの型が挿入の
成功を左右する。無機質成分の型は重要ではな
い。但し、得られた混合物は指示に適した処理特
性を有することが必要である。 コラーゲン／無機質の組み合わせを利用しよう
という報告は多数ある。例えば、Lemons，J.等
はthe Second World Congress of
Biomaterials in Washington，D.C.，27 April
−１ May 1984で、ウサギで人工的に形成した
損傷を修復するために、コラーゲンを市販の水酸
化リン灰石およびリン酸カルシウムとともに用い
る試みを報告した。この混合物を用いた場合、損
傷の再癒合は生じなかつた。しかし、新鮮な自原
性骨を用いた対照実験では、癒合形成に成功し
た。同様に、Levy，P.，et al，Ｊ Periodontal
（1981）、303−306では、イヌまたはサルの歯の歯
根管における骨内欠損を修復するために、コラー
ゲン／無機質ゲル挿入物を利用しようとしたが失
敗に終わつている。Gross，B.C.，et al.，Oral
Surq（1980），49：21−26は、凍結乾燥した再形
成子牛皮コラーゲンを水酸化リン灰石調製物と混
合した混合物を用いて、サルで骨膜下挿入物を介
して骨の成長を誘導することを成功させるには限
界があると報告した。他に、コラーゲンの免疫原
性の主たる源である未分解ペプチドを明らかに含
有する型のコラーゲンを無機質と組み合わせて骨
の修復に用いることが種々報告されている。例え
ば、Hayashi，K.et al.，Arch Orthop
Traumat Surq（1982）99：265−269；
Battista、米国特許4349490（水和させたゼラチン
を使用）；Cruz，Jr.，米国特許3767437（カルシウ
ムで沈澱させた型のコラーゲンを使用）；および
Battista，et al.，米国特許3443261（リン酸カル
シウムに加えて、トロポコラーゲン単位が凝集し
た微結晶を含有する「新型」のコラーゲンを使
用）を参照せよ。 Miyata等の米国特許4314380は、動物の骨を処
理して全有機物質を除去することにより直接的に
調製され、次いで分解ペプチドコラーゲンで被覆
された無機質脊柱を用いた。特許公開公報58−
058041号（公開日1983年４月６日）は、分解ペプ
チドコラーゲンで処理された孔を有する海綿質の
多孔性リン酸カルシウム材料を開示している。コ
ラーゲンは２重量％未満の濃度の溶液中コラーゲ
ンから得ている。この日本出願は骨芽細胞が材料
の孔内に進入して新しい骨が成長することを報告
している。ヨーロツパ特許出願公開公報No.030583
（公開日1981年６月24日）は、コラーゲンフリー
ス （Collagen−fleece ）を水酸化リン灰石と
混合して骨の修復に用いることを開示している。
このコラーゲン材料は市販品であつて、動物の皮
をタンパク分解して得たもので、凍結乾燥後ガン
マ照射により殺菌してある。このコラーゲン調製
物は軟膜様材料を形成するが、未分解ペプチドを
含んでおりプロセツシングによつて部分的に分解
されている。 要するに、リン酸カルシウム無機質成分とコラ
ーゲンとの組み合わせを様々な型の骨欠損修復に
用いることにより種々雑多な好結果を得ようとい
う試みが数多くなされている。明らかに従来技術
には、特殊な工程に関連して予想される方法で満
足のいく結果を提供すると確信され得るような完
全な組成物は含まれていない。骨の内方への成長
を促進するための再現可能な有効調製物は、本発
明が初めてであり、従来技術にはなかつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、コラーゲンとリン酸カルシウム無機
質成分とを含有し、新しい骨組織の内方への成長
に対し有効な支持を付与する組成物を提供する。
無機質成分は種々の骨適合性リン酸カルシウム塩
のうちの１つであればよく、例えば水酸化リン灰
石（HA）またはリン酸三カルシウムがある。コ
ラーゲンは特殊な型のもの、すなわち再形成され
た小繊維状の分解ペプチドコラーゲンである。混
合物は湿潤型もしくは乾燥型のいずれかで供給す
ることができ、また必要に応じて所定の程度まで
架橋することが可能である。混合物の物理的性質
および処理特性は、加熱、湿無機質の熟成、およ
び特異的架橋を含む多くの硬化工程により、改善
することができる。本組成物は骨格の骨に関連し
た移植操作および歯根膜に関連した移植操作のい
ずれにおいても有効に用いられる。 その他の面で本発明の目的とするところは、本
発明の組成物を用いた骨の増大法もしくは修復法
にあり、またリン酸カルシウム無機質の多孔性ブ
ロツクの孔をコラーゲンで被覆する方法にある。 （問題点を解決するための手段） 本発明の組成物は、骨修復に使用される組成物
であつて、非生物起源の無機質成分から得られる
リン酸カルシウム無機質成分60〜98重量％に分解
ペプチドで再形成された小繊維状コラーゲン２〜
40％が混合した状態で実質上成る混合物を含有す
る。 本発明の補綴物は、骨修復用の補綴物であつ
て、多孔性で堅いリン酸カルシウム無機質ブロツ
クを含有し、該孔がコラーゲン調製物で浸潤され
ることにより該孔が分解ペプチドで再形成された
小繊維状コラーゲンで被覆される。 本発明の方法は、リン酸カルシウム無機質材料
の多孔性ブロツクの孔をコラーゲンで被覆する方
法であつて、入口と出口を有する鋳型内に置かれ
ている無機質材料にコラーゲン分散をポンプ作用
によつて送り込む工程を含有し、該工程は該分散
をポンプ作用で入口へ送り込み該多孔性材料を通
り抜けて出口から送り出すことによつてなされ
る。 本発明の組成物は、リン酸カルシウム無機質材
料の多孔性ブロツクの孔をコラーゲンで被覆する
方法によつて製造される組成物であつて、該方法
が、入口と出口を有する鋳型内に置かれている無
機質材料にコラーゲン分散をポンプ作用によつて
送り込む工程を含有し、該工程は該分散をポンプ
作用で入口へ送り込み該多孔性材料を通り抜けて
出口から送り出すことによつてなされる。 本発明の方法は、骨修復に使用される組成物の
調製法であつて、該組成物がリン酸カルシウム無
機質成分60〜98重量％に分解ペプチドで再形成さ
れた小繊維状コラーゲン成分２〜40％が混合した
状態で実質的に成る乾燥混合物から調製され、該
混合物が１％未満の水を含有する調製法であつ
て、以下の工程、(a)該混合物を60〜120℃の温度
に４〜168時間置くこと、および(b)該混合物を架
橋剤を含む溶液中に浸し、該架橋剤を除去し、そ
して該混合物を再乾燥させて含水量を１％未満に
すること、から成る群より選ばれる。 本発明の組成物は、骨修復に使用される組成物
調製法により製造される組成物であつて、該組成
物がリン酸カルシウム無機質成分60〜98重量％に
分解ペプチドで再形成された小繊維状コラーゲン
成分２〜40％が混合した状態で実質的になる１％
未満の水を含有する乾燥混合物から調製され、以
下の工程、(a)該混合物を60〜120℃の温度に４〜
168時間置くこと、および(b)該混合物を架橋剤を
含む溶液中に浸し、該架橋剤を除去し、そして該
混合物を再乾燥させて含水量を１％未満にするこ
と、から成る群より選ばれる方法により製造され
る。 本発明の方法は、骨修復に使用される組成物の
調製法であつて、該組成物がリン酸カルシウム無
機質成分60〜98重量％に分解ペプチドで再形成さ
れた小繊維状コラーゲン２〜40％が混合した状態
で実質的に成る混合物を含有する方法であつて、
以下の工程、(a)該混合物を水存在下で約37℃、１
〜10日間保温し、次いで該混合物を乾燥させて含
水量を１％未満とし、次いで任意に該乾燥混合物
を60〜120℃の温度に４〜168時間置くこと、(b)該
混合物を水存在下で、該コラーゲン成分の架橋を
行うのに有効な時間および温度で架橋剤蒸気にさ
らし、次いで該混合物を乾燥させて含水量を１重
量％未満とし、次いで任意に該乾燥混合物を60〜
120℃の温度に４〜168時間置くこと、および(c)該
混合物を架橋剤を含む溶液中に浸し、該架橋剤を
除去し、そして該混合物を乾燥させて含水量を１
％未満にした後、任意に該乾燥混合物を60〜120
℃の温度に４〜168時間置くこと、から成る群よ
り選ばれる。 本発明の組成物は、骨修復に使用される組成物
調製法により製造される組成物であつて、該組成
物がリン酸カルシウム無機質成分60〜98重量％に
分解ペプチドで再形成された小繊維状コラーゲン
２〜40％が混合した状態で実質的に成る混合物を
含有し、以下の工程、(a)該混合物を水存在下で約
37℃、１〜10日間保温し、次いで該混合物を乾燥
させて含水量を１％未満とし、次いで任意に該乾
燥混合物を60〜120℃の温度に４〜168時間置くこ
と、(b)該混合物を水存在下で、該コラーゲン成分
の架橋を行うのに有効な時間および温度で架橋剤
蒸気にさらし、次いで該混合物を乾燥させて含水
量を１重量％未満とし、次いで任意に該乾燥混合
物を60〜120℃の温度に４〜168時間置くこと、お
よび(c)該混合物を架橋剤を含む溶液中に浸し、該
架橋剤を除去し、そして該混合物を乾燥させて含
水量を１％未満にした後、任意に該乾燥混合物を
60〜120℃の温度に４〜168時間置くこと、から成
る群より選ばれる方法により製造される。 本発明の組成物には様々なリン酸カルシウム無
機質成分材料を用いることが可能である。ここで
用いられるように、「リン酸カルシウム無機質」
材料とはCa2+とリン酸イオンから成る材料を意
味し、リン酸塩のプロトン化状態の微細構造もし
くは水和の程度は無関係である。リン酸カルシウ
ム無機質材料には様々な型のものが含まれ、例え
ばシンソグラフト （Synthograft ）リン酸三
カルシウムのような市販品型のリン酸三カルシウ
ム、あるいはペリオグラフ （Periograf ）、ア
ルベオグラフ （Alveograf ）、インターポア
（Interpore ）、オルソマトリツクスTM
（OrthoMatrixTM）HA−1000TM、もしくはオルソ
マトリツクスTM（OrthoMatorixTM）HA−500TM
水酸化リン灰石微粒子調製物のような市販品型の
水酸化リン灰石のようなものがある。水酸化リン
灰石もしくはリン酸三カルシウムは、Termine，
et al.，Arch Biochem Biophys（1970）140：
307−325あるいはHayashi，K.et al.，Arch
Orthop Trauma Surq（前出）によつて開示さ
れているような公知の方法で調製してもよい。ど
んな場合にも、無機質は非生物起源であることが
一般的かつ好ましく、適当な網目組織の粉末とし
て供給される。粒子のサイズは100〜2000μの範
囲にあることが好ましい。骨の無機質含量はこの
目的で得られ精製されることが可能だが、より経
済的に調製され制御された組成物の方が価格面お
よび品質面からいつても好ましい。固形ブロツク
が所望の場合は、以下に述べるような個々の微粒
子から成る型のものから調製する。 組成物中のコラーゲン成分はその効力にとつて
重要である。多くの型のコラーゲンが調製された
が、それらは物理的性質および生物適合性におい
て異なる。しかし、粒子のサイズについては、混
合物が溶液、コロイド、あるいは懸濁液になるで
あろう径の範囲内では、関係があるとは思われな
い。よつて、単一の包括的な用語を用いることが
できるように、ここでは「コラーゲン分散」とい
う用語を、水性媒質中のコラーゲン調製物であつ
てコラーゲン粒子のサイズが特定されていない場
合、すなわち調製物が溶液、懸濁液、あるいはゲ
ルでもよい場合、を意味するものとして用いる。 天然コラーゲンは主に三重らせん構造から成
り、この構造には、グリシンとそれに連関した２
つの付加アミノ酸、普通はプロリンとハイドロキ
シプロリン、から成る反復トリプレツト配列が含
まれている。天然コラーゲンの各末端には、グリ
シントリプレツト配列を持たず従つてらせんを形
成しない領域がある。これら領域はほとんどのコ
ラーゲン調製物に付随する免疫原性の原因となる
と考えられ、従つてこれら領域を除去して「分解
ペプチド」コラーゲンを作ることによりこの免疫
原性を軽減することができる。これは、トリプシ
ンやペプシンのようなタンパク分解酵素で消化す
ることにより達せられる。非らせん状の未分解ペ
プチド領域はまた天然に生じる架橋の原因ともな
つている。従つて分解ペプチドコラーゲンは架橋
が所望の場合は人工的に架橋する必要がある。 自然に生じるコラーゲンは、個々の鎖のアミノ
酸配列、炭水化物含有量、およびジスルフイド架
橋の有無、に基づいて約10個のタイプに小分類さ
れている。最も一般的なサブタイプには、皮膚、
腱、および骨に存在し繊維芽細胞でできているタ
イプ、および主として皮膚に見出されるタイプ
がある。他のタイプは特殊な膜もしくは軟骨
に、あるいは細胞表面に存在する。タイプおよ
びタイプはそのらせん中に同程度の数のアミノ
酸を含有し、また高い相同性を有する。しかし、
タイプが三重らせんのＣ末端に２つの隣接した
システインを含有しこれらが鎖間架橋を形成し得
るのに対し、タイプではそうではない。 従つて、コラーゲン調製物は、その起源の要素
である最初の組成によつて、あるいはその調製様
式によつて、それぞれ互いに異なるであろう。例
えば、骨由来のコラーゲンがもつぱらタイプの
コラーゲンを含むのに対し、皮膚由来のコラーゲ
ンはタイプのコラーゲンをも含んでいる。ま
た、調製方法によつて、未分解ペプチドが除去さ
れるかもしれないし、されない可能性もある。従
つて、不変コラーゲンおよび「分解ペプチド」コ
ラーゲンのいずれも可能性がある。架橋は故意に
行うかあるいは偶然生じたものでもよい。γ照射
あるいは高熱により殺菌を行うと、その程度や性
質が制御されることなく架橋が生じる可能性があ
り、しかも三重らせんに部分分解が生じる。故意
に架橋を行うにはグルタルアルデヒド処理を含む
様々な方法によればよい。多分より微妙な原因で
生じる相違は、おそらく調製手順の細詳における
変形の結果であろう。例えば、コラーゲンは可溶
化して再沈澱させてもよいし、あるいは単純に細
かく分割して懸濁液で保存してもよい。可溶化し
た材料を再凝集させると、その凝集は非特異的に
結合した固形物を形成するように行われるかもし
れないし、あるいはコラーゲンは天然型をまねた
繊維に再形成される可能性もある。また、純度の
程度も当然変わる。 ここで用いるように、コラーゲン調製物に関し
て「不純物を含まない」とか「精製した」という
ときは、天然状態のコラーゲンに通常伴つている
不純物のことである。従つて、子牛皮から調製し
たコラーゲンは子牛皮の他の成分を除去した場合
に、また骨から調製したコラーゲンは骨の他の成
分を排除した場合に不純物を含まないことにな
る。 「再形成された」コラーゲンとは、コラーゲン
が未分解ペプチドの伸長を伴うか伴わないかに関
わらず個々の三重らせん分子に分解されて、溶液
になり、次いで「小繊維状」型に再集合されたも
のを意味する。この型においては、小繊維は長く
て細いコラーゲン分子から成り、これら分子はお
互いにその約1/4の長さの倍数ずつずれて配列し
ている。従つて、バンド構造になりこれはさらに
凝集して繊維になり得る。 「実質的に架橋のない」コラーゲンとは、分解
ペプチドが除去されてしまつており、よつて本来
の架橋形成能を持たないことを意味する。この調
製物は、例えばグルタルアルデヒド処理するかあ
るいは見せかけの結合を付与する処理−例えば、
高温やγ照射のような殺菌の目的でしばしば用い
られる処理−を行つて故意に架橋するようなこと
をしなければ、実質的に架橋のないまま保たれ
る。 本発明で使用するに適するコラーゲンは分解ペ
プチドで小繊維状に再形成された精製コラーゲン
である。 これら記述に合う１つの適切なコラーゲン調製
物は、小繊維型に再形成されて５〜100mg／mlの
分散、好ましくは約50〜70mg／mlの分散として供
給される分解ペプチドコラーゲンである。コラー
ゲン コーポレーシヨン（パロ アルト、カリフ
オルニア）製の食塩水に35mg／mlコラーゲンある
いは65mg／mlコラーゲンを含む調製物として市販
されているチダーム コラーゲン インプラント
（Zyderm Collagen Implant，ZCI）が適す
る。本発明の組成物に使用するには、ZCIあるい
は他のコラーゲン分散はリドカインまたは他の鎮
静剤無しで用いる。ここで用いるように、「ZCI」
は、コラーゲン成分そのものというよりむしろ水
性コラーゲン分散を意味する。 本発明の組成物は50〜85重量％のリン酸カルシ
ウム無機質成分を、好ましくは65〜75％の無機質
成分を含有し、そしてそれ以外はZCIのようなコ
ラーゲン分散である。無機質／コラーゲン比（水
性分散成分は除く）からいえば、混合物は60〜98
％が無機質、好ましくは75〜98％が無機質で、残
りがコラーゲンである。組成物は単純に、２つの
成分を混合して１つの密着した塊とし次いでこの
混合物を適当な容器に詰めて調製し、これを直接
包装して「湿」産物として供してよい。他に、混
合物を所望の形（例えば、ブロツク、四角、薄
片）に鋳造した後、凍結乾燥あるいは空気乾燥し
て、包装して「乾燥」産物を供してもよい。「湿」
型および「乾燥」型のいずれも使用できるので、
得られる乾燥の程度は当然任意のものとなる。し
かしながら、ここで用いるように、「乾燥」型と
は、＜1.0％の湿気を含む混合物とする。凍結乾燥
した材料については、実質的にすべての湿気が除
去されている。乾燥材料は堅く、従つて鋭利な器
具で切断できる。 架橋が所望の場合は、0.001〜0.1％のレベルま
でのグルタルアルデヒドを用いて乾燥後の乾燥産
物を処理するか、あるいは乾燥産物に高温処理を
適用する。湿産物を架橋するには、グルタルアル
デヒドがまた利用でき、過剰な分は洗浄により除
去する。 必要に応じて本発明の組成物に、骨髄、血液お
よび食塩水を含む添加成分を加えてもよい。上述
の割合（％）はコラーゲン／無機質混合物のみの
組成物のものとする。この組み合わせの混合物は
被験体に供給される組成物の10〜100重量％にな
る。 得られた組成物は骨を増大させて骨質の欠陥、
例えば骨質歯周ポケツト（periodontal bony
pockets）抜去歯槽（tooth extraction
sockets）、および顎嚢包（jaw cysts）を補充す
るのに用いられる。アンレー操作の重要な例とし
て歯槽突起の増大が含まれる。外科挿入のための
操作は当業者には周知である。歯槽突起増大のた
めには、組成物は骨膜下において増大が所望され
る場所に挿入される。整形外科および再建に適用
する場合は、多孔性ブロツク型の無機質がまた望
ましく、特に移植片がストレスに耐えなければな
らない場合はその必要がある。コラーゲンを浸透
させたブロツクの挿入は標準的な外科技術により
行われる。 もう一つの組成物としては、多孔性だが堅い無
機質ブロツクで、適用に応じて所望の形にされ、
孔に浸潤させてあるコラーゲン分散のコラーゲン
で被覆されたブロツクを含有する。水酸化リン灰
石および／もしくはリン酸三カルシウムの多孔性
ブロツクは公知であり使用可能である。ブロツク
は、粉末型のものを液体存在下で固めた後乾燥さ
せて作る。 コラーゲンを浸透させた粉末もしくはブロツク
を調製するための典型的な手順を第１図に示す。
所望の形の鋳型はステンレススチールのような適
当な材料で製造される。鋳型は本体と２つの移動
可能なスクリーン付末端部（エンド・プレートと
フイル・ヘツド）で構成されている。各末端部
は、コラーゲンゲルが流れるであろう管類に取り
つけられるよう管状にしてある。スクリーンは、
HA粒子を保持するに充分小さいサイズのもので
あるが、しかしコラーゲンゲルの流出入は可能に
するものである。 １つの末端部が鋳型に取りつけられ、鋳型には
HAが粉末またはブロツクとして所望の容積まで
詰め込まれる。残りの末端部（フイル・ヘツド）
がHAの上面まで降ろされて鋳型を密閉する。コ
ラーゲン分散、好ましくはゲルは、流れがあふれ
るのが認められるまで鋳型内にポンプで送り込ま
れる。注入を容易にし空気捕獲を最小限にとどめ
るために鋳型とHAを排気してもよい。ヘツド・
プレートを除去して挿入物を噴出する前に塊状物
を随意に圧縮してもよい。 前述の方法に従つて調製された合成物のコラー
ゲンゲル含量は、HA粒子間の空記間に限定され
ている。例えば、20〜40メツシユのHAを用いれ
ばコラーゲン対HAの重量比は25：75となるであ
ろう。得られる材料はHA含量が増加するに従つ
てより堅くなる。 前述の方法はもちろん本発明の調製物に限定さ
れず、広範囲のコラーゲン調製物用に、リン酸カ
ルシウム無機質ブロツク中の孔をコラーゲンで被
覆する場合に利用することができる。 本発明の固形ブロツク型の混合物は、それが無
機質を固めた後コラーゲン被覆して調製されたも
のであれ、あるいはコラーゲン／無機質混合物を
乾燥させて調製されたものであれ、様々な硬化処
理によつて硬化されることによりストレス下でよ
り高い完全性を得るであろう。 一工程である熱硬化工程において、処理前は１
％未満の湿気を含有するに違いないブロツク型の
空気乾燥させた合成物は、60〜120℃まで、好ま
しくは75〜90℃まで、４〜168時間、好ましくは
６〜72時間加熱される。硬化は蓋をしない容器も
しくは蓋をした容器のいずれかで行えばよい。得
られるブロツクは未硬化材料に比べかなり堅く圧
力に抵抗性を示す。 もう１つの硬化工程は、より長時間、より低温
で行われる。このような一工程においては、合成
物は湿つたままであるが、蓋をした容器中で湿状
態において37℃、１〜10日間、硬化され、次いで
室温37℃でかわかして乾燥させる。この材料は比
較的堅いが、上述の熱硬化工程を用いてさらに硬
化され得る。 さらに他の硬化法では、混合物は湿状態のまま
ではあるが、架橋処理され、次いで室温37℃でか
わして乾燥させた後随意に熱硬化される。架橋す
るには、便利な一手順として、グルタルアルデヒ
ド蒸気のような気化させた架橋剤存在下で湿ブロ
ツクを37℃で１〜10日間、好ましくは１〜２日間
保温することがある。この方法は、蒸気を閉じ込
めるために蓋をした容器で行うのが最も便利であ
る。適度に架橋した後、合成物は含水量が１％未
満になるまで室温37℃で乾燥させる。 別法として、架橋は湿混合物を架橋試薬溶液中
に浸すことにより成される。このような溶液は、
例えば0.001〜１％、好ましくは0.001〜0.005％の
グルタルアルデヒドもしくはホルムアルデヒドを
含有している。処理は４〜48時間、好ましくは約
24時間続行し、室温で行われる。滅菌水で洗浄し
て過剰の架橋剤を除去した後、合成物は上述のよ
うに室温37℃で乾燥させる。 前述の硬化工程の結果として、一般に、Ｎ／cm2
（Ｎ：ニユートン）で測定した圧縮率εの優れた
値が得られる。 頭蓋アンレーモデル（Cranial Onlay Model） 本発明の組成物を頭蓋アンレーモデルで試験し
た。８〜10週令のラツトを麻酔して頭皮を反転さ
せた。骨膜に冠状切開を施し、次いでそれを持ち
上げて頭蓋の骨質表面直上への単一挿入物の配置
を調節するに充分なテントを形成した。各ラツト
が試験材料もしくは対照射材料の挿入物を１つ受
け取つた後、骨膜を挿入物上に引き伸ばし、頭皮
をもとの位置に戻し縫合した。挿入後４，８およ
び16週目に、挿入物の部位をＸ線でおよび組織学
的に評価した。 （実施例） 本発明を下記実施例で説明するが、これに限定
されない。 実施例 １ ZCI／水酸化リン灰石 ペリオグラフ （Periograf ）水酸化リン灰
石65重量部とチダーム （Zyderm ）コラーゲ
ンインプラント（65mg／ml）35重量部とをリドカ
イン無しで混合することにより、無機質／コラー
ゲン調製物を得た。（ZCIは食塩水に6.5％のコラ
ーゲンを含むので、最終組成物はHA65重量部、
コラーゲン2.3（0.065×35）重量部、そして食塩
水32.7（35−2.3）重量部となる。） 湿組成物を得るために、混合物を徹底的に混合
し、その0.4mlを直接使用用として広口注射器に
入れた。乾燥調製物を得るために、0.55mlを測り
とつて広口注射器に入れ、ピストンをはずして混
合物が乾燥するようにした。ラミナ・フロー・フ
ード（Laminar Flow Hood，LFH）下で混合
物を乾燥させた後、好都合な包装用にピストンを
もとに戻しておいた。 湿組成物と乾燥組成物の両方を頭蓋アンレーモ
デルに使用した。36匹のラツトを試験に用いた。
乾燥混合物の挿入物を12匹に、湿のものを12匹
に、そして対照として水酸化リン灰石のみを12匹
に供給した。 ４週後、Ｘ線フイルムにより、空気乾燥させた
挿入物は配置後もその形を保ちマウンド内にある
ことがわかつた。湿挿入物あるいは水酸化リン灰
石のみの場合は頭蓋の円蓋表面一面に広がつてい
た。すべてのタイプの挿入物において、水酸化リ
ン灰石粒子は平均して３〜４層であつた。 空気乾燥させた挿入物は湿挿入物に比べより広
範囲にわたる骨形状を示し、それは挿入物底から
遠心縁におよぶことが頻繁にあつた。これに対し
湿挿入物での骨形成活性にはもつとむらがあり、
普通その厚さは50％未満に限定されていた。水酸
化リン灰石のみの場合は頭蓋骨に隣接した第１層
の粒子周辺のみに骨形成が認められた。すべての
場合において、骨は介在組織無しに水酸化リン灰
石粒子に直接接触して形成されていた。従つて、
すべての挿入物において、新しい骨と既存の骨の
間の融合が生じた。しかし組織学的研究によれば
骨髄の分化および骨の量は空気乾燥させた挿入物
の方が常に大きかつた。腐骨および水酸化リン灰
石粒子のカプセル包装、但し、これは新骨形成に
隣接した層内には含まれていなかつたが、を除け
ば何ら炎症は認められなかつた。 このように、コラーゲン合成物は水酸化リン灰
石のみの場合以上に骨固定速度を高めた。合成物
を空気乾燥させることもまたより広範な骨形成を
促進する。 実施例 ２ 硬化の効果 実施例１と同様に調製した混合物（但し、無機
質成分としてはOrtho Matrix HA−1000 を使
用した）で記載のように湿あるいは乾燥のものを
硬化工程処理して剛性への影響を確かめた。乾燥
材料（湿気１％未満）は1.25N／cm2の圧縮率
（ε）を示した。この値は乾燥材料を温度を上げ
て様々な時間で硬化させることにより改善するこ
とができた。表１の結果は、より高温でしかもよ
り長時間加熱することにより至適の結果が得られ
ることを示している。 【表】 【表】 改善された圧縮率はまた、溶液中での架橋工程
を20℃で24時間行うことによつても得ることがで
きた。改善性は架橋剤濃度に依存していた。これ
ら条件下での、様々な濃度のグルタルアルデヒド
に対する結果を表２に示す。 【表】 乾燥前に37℃で単に保温するだけでも、圧縮率
をかなり増加させることができた。実施例１の混
合物試料を37℃で168時間保温した後、室温で乾
燥させて含水量を＜1.0％とした。混合後すぐ乾
燥させた混合物の圧縮率が1.25N／cm2であるのに
比べ、この合成物は6.15N／cm2の圧縮率を示し
た。 0.9％NaCl中に５〜24時間浸しておいた、押出
された乾燥組成物について、圧縮強度試験用に適
応させたインストロン機械的試験機器によつて圧
縮率を決定した。 （発明の概要） 骨修復、特にアンレー操作に使用される組成物
であつて、リン酸カルシウム無機質と分解ペプチ
ドで再形成された小繊維状コラーゲン調製物とが
混合した状態で成るものを含有する組成物を開示
する。本組成物は非免疫原性であり、挿入物を介
して宿主の骨と新しい骨の増殖が融合するのを促
進する。その圧縮強度を改善するために挿入物を
硬化させる追加工程には、熱硬化、熟成および架
橋が含まれる。
【図面の簡単な説明】
第１図はコラーゲン被覆された無機質支持ブロ
ツクを調製するための方法を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 骨修復に使用される組成物であつて、直径が
    100〜2000μmであるリン酸カルシウム無機質粒子
    60〜98重量％に分解ペプチドで再形成された小繊
    維状コラーゲン２〜40％が混合した状態で実質上
    成る混合物を含有する組成物。 ２ １％未満の水を含有する特許請求の範囲第１
    項に記載の組成物。 ３ 圧縮率が6N／cm2より大である特許請求の範
    囲第２項に記載の組成物。 ４ リン酸カルシウム無機質材料の多孔性で堅い
    ブロツクの孔をコラーゲンで被覆する方法であつ
    て、 該方法が、入口と出口を有する鋳型内に置かれ
    ている無機質材料にコラーゲン分散をポンプ作用
    によつて送り込む工程を含有し、該工程が該分散
    をポンプ作用で入口へ送り込み該多孔性材料を通
    り抜けて出口から送り出すことによつてなされる
    方法。 ５ 骨修復に使用される組成物の調製に使用され
    る乾燥混合物の調製法であつて、 該乾燥混合物が、直径が100〜2000μmであるリ
    ン酸カルシウム無機質粒子60〜98重量％に分解ペ
    プチドで再形成された小繊維状コラーゲン２〜40
    ％が混合した状態で実質的に成り、 該混合物が１％未満の水を含有し、以下の工
    程、 (a) 該混合物を60〜120℃の温度に４〜168時間置
    くこと、および (b) 該混合物を架橋剤を含む溶液中に浸し、該架
    橋剤を除去し、そして該混合物を再乾燥させて
    含水量を１％未満にすること、 から成る群より選ばれる方法。 ６ 骨修復に使用される組成物の調製に使用され
    る乾燥混合物の調製法により製造される乾燥混合
    物であつて、 該乾燥混合物が、直径が100〜2000μmであるリ
    ン酸カルシウム無機質粒子60〜98重量％に、分解
    ペプチドで再形成された小繊維状コラーゲン２〜
    40％が混合した状態で実質的に成り、 該混合物が１％未満の水を含有し、以下の工
    程、 (a) 該混合物を60〜120℃の温度に４〜168時間置
    くこと、および (b) 該混合物を架橋剤を含む溶液中に浸し、該架
    橋剤を除去し、そして該混合物を再乾燥させて
    含水率を１％未満にすること、 から成る群より選ばれる方法により製造される乾
    燥混合物。 ７ 骨修復に使用される組成物の調製に使用され
    る乾燥混合物の調製法であつて、 該乾燥混合物が、直径が100〜2000μmであるリ
    ン酸カルシウム無機質粒子60〜98重量％に分解ペ
    プチドで再形成された小繊維状コラーゲン２〜40
    ％が混合した状態で実質的に成り、以下の工程、 (a) 該混合物を水存在下で約37℃、１〜10日間保
    温し、次いで該混合物を乾燥させて含水量を１
    ％未満とし、次いで任意に該乾燥混合物を60〜
    120℃の温度に４〜168時間置くこと、 (b) 該混合物を水存在下で、該コラーゲン成分の
    架橋を行うのに有効な時間および温度で架橋剤
    蒸気にさらし、次いで該混合物を乾燥させて含
    水量を１重量％未満とし、次いで任意に該乾燥
    混合物を60〜120℃の温度に４〜168時間置くこ
    と、および (c) 該混合物を架橋剤を含む溶液中に浸し、該架
    橋剤を除去し、そして該混合物を乾燥させて含
    水量を１％未満にした後、任意に該乾燥混合物
    を60〜120℃の温度に４〜168時間置くこと、 から成る群より選ばれる方法。 ８ 骨修復に使用される組成物の調製に使用され
    る乾燥混合物の調製法により製造される乾燥混合
    物であつて、 該乾燥混合物が、直径が100〜2000μmであるリ
    ン酸カルシウム無機質粒子60〜98重量％に分解ペ
    プチドで再形成された小繊維状コラーゲン２〜40
    ％が混合した状態で実質的に成り、以下の工程、 (a) 該混合物を水存在下で約37℃、１〜10日間保
    温し、次いで該混合物を乾燥させて含水量を１
    ％未満とし、次いで任意に該乾燥混合物を60〜
    120℃の温度に４〜168時間置くこと、 (b) 該混合物を水存在下で、該コラーゲン成分の
    架橋を行うのに有効な時間および温度で架橋剤
    蒸気にさらし、次いで該混合物を乾燥させて含
    水量を１重量％未満とし、次いで任意に該乾燥
    混合物を60〜120℃の温度に４〜168時間置くこ
    と、および (c) 該混合物を架橋剤を含む溶液中に浸し、該架
    橋剤を除去し、そして該混合物を乾燥させて含
    水量を１％未満にした後、任意に該乾燥混合物
    を60〜120℃の温度に４〜168時間置くこと、 から成る群より選ばれる方法により製造される乾
    燥混合物。
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