特許 5882997 骨移植片系

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5882997

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月9日

(54)【発明の名称】骨移植片系

(51)【国際特許分類】

   A61L 27/00 20060101AFI20160225BHJP

【ＦＩ】

   A61L27/00 J

   A61L27/00 F

   A61L27/00 V

   A61L27/00 Y

【請求項の数】25

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2013-515955(P2013-515955)

(86)(22)【出願日】2011年6月22日

(65)【公表番号】特表2013-533019(P2013-533019A)

(43)【公表日】2013年8月22日

(86)【国際出願番号】GB2011000939

(87)【国際公開番号】WO2011161409

(87)【国際公開日】20111229

【審査請求日】2014年6月19日

(31)【優先権主張番号】1010761.3

(32)【優先日】2010年6月25日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】514157995

【氏名又は名称】シラコス リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】ギブソン イアイン ロナルド

(72)【発明者】

【氏名】スカクル ジャネット マベル スコット

(72)【発明者】

【氏名】コンウェイ ジョーダン クリストファー

(72)【発明者】

【氏名】アナズ バジル

【審査官】 牧野 晃久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２８３４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０２９１５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００９−５１１４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９８／０４４９６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００３００８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 David Lickorish，Collagen-hydroxyapatite composite prepared by biomimetic process，J Biomed Mater Res，２００３年 ７月 ３日，68A，19-27

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｌ １５／００− ３３／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

骨移植片材料である固体無機成分；および
ヒドロゲル
を含む骨移植片組成物であって、
ここで、該ヒドロゲルは、該ヒドロゲルの水性成分の１００万重量部あたりのＳｉの重量部として算出される、該ヒドロゲルの水性成分内に溶解したシリケートイオンを、２ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下含む、骨移植片組成物。

【請求項2】

前記ヒドロゲルが、≧５ｐｐｍのシリケートイオンを含む、請求項１記載の骨移植片組成物。

【請求項3】

前記固体無機成分と前記ヒドロゲルとの体積比が、９０：１０〜５０：５０である、請求項１または請求項２記載の骨移植片組成物。

【請求項4】

前記固体無機成分が、０．１〜５ｍｍの直径の顆粒の形態である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の骨移植片組成物。

【請求項5】

前記固体無機成分が、ヒドロキシアパタイトまたはケイ素含有ヒドロキシアパタイトを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の骨移植片組成物。

【請求項6】

前記固体無機成分が、２．０５〜２．５５の範囲内のＣａ／Ｐ比および１．６６未満のＣａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比を有するケイ素含有ヒドロキシアパタイトを含む、請求項５記載の骨移植片組成物。

【請求項7】

前記固体無機成分が、ケイ素含有ヒドロキシアパタイトを含み、そのケイ素原子含有率が、２．９〜６ｗｔ％の範囲内である、請求項５または請求項６記載の骨移植片組成物。

【請求項8】

前記固体無機成分が、式（Ｉ）：
Ｃａ_１０−δ（ＰＯ_４）_６−ｘ（ＳｉＯ_４）_ｘ（ＯＨ）_２−ｘ（Ｉ）
で表わされる化合物を含み、式中、１．１≦ｘ≦２．０であり、かつ
δは、前記Ｃａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比が１．６６７未満の値を有するようなＣａ不足を表す、
請求項５〜７のいずれか１項に記載の骨移植片組成物。

【請求項9】

１．６≦ｘ≦２．０である、請求項８記載の骨移植片組成物。

【請求項10】

前記固体無機成分が、式ＸＯ−Ｙ_２Ｏ−ＳｉＯ_２またはＸＯ−Ｙ_２Ｏ−ＳｉＯ_２−Ｐ_２Ｏ_５の化合物を含み、式中、各Ｘは、独立して、Ｃａ、ＭｇおよびＳｒからなる群から選択され、各Ｙは、独立して、ＮａおよびＫからなる群から選択される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の骨移植片組成物。

【請求項11】

前記ヒドロゲルが、カルボキシメチルセルロース、コラーゲンまたはエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロック共重合体を含む、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の骨移植片組成物。

【請求項12】

前記ヒドロゲルが、カルシウムイオンをさらに含む、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の骨移植片組成物。

【請求項13】

前記ヒドロゲルが、リン酸イオンをさらに含む、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の骨移植片組成物。

【請求項14】

前記ヒドロゲルが、ストロンチウム、マグネシウム、カリウム、銅、コバルト、ニッケル、亜鉛、セレン、銀およびフッ素から選択される１つ以上の元素のイオンをさらに含む、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の骨移植片組成物。

【請求項15】

請求項１〜１４のいずれか１項に記載の骨移植片組成物を作製する方法であって、シリケートイオン源をヒドロゲルと混合して、該ヒドロゲルの水性成分の１００万重量部あたりのＳｉの重量部として算出されるシリケートイオンを、２ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下含むヒドロゲルを形成する工程と、さらに、
骨移植片材料である固体無機成分と該ヒドロゲルとを混合する工程とを含む方法。

【請求項16】

前記シリケートイオン源が：
（ｉ）ケイ酸ナトリウム；
（ｉｉ）ケイ酸カルシウム；
（ｉｉｉ）式ＸＯ−Ｙ_２Ｏ−ＳｉＯ_２またはＸＯ−Ｙ_２Ｏ−ＳｉＯ_２−Ｐ_２Ｏ_５の化合物であって、式中、各Ｘは、独立して、Ｃａ、ＭｇおよびＳｒからなる群から選択され、各Ｙは、独立して、ＮａおよびＫからなる群から選択される、化合物；および
（ｉｖ）ケイ素含有ヒドロキシアパタイト
からなる群から選択される、請求項１５記載の方法。

【請求項17】

前記シリケートイオン源が、Ｎａ_４ＳｉＯ_４、Ｎａ_２ＳｉＯ_３、Ｎａ_２Ｓｉ_２Ｏ_５、Ｎａ_２Ｓｉ_３Ｏ_７、これらのケイ酸ナトリウムの水和型およびケイ酸ナトリウムの非晶質組成物から選択される、請求項１６記載の方法。

【請求項18】

前記シリケートイオン源が、Ｎａ_２ＳｉＯ_３である、請求項１７記載の方法。

【請求項19】

前記シリケートイオン源が、ＣａＳｉＯ_３（珪灰石）、およびＣａＯ−ＳｉＯ_２系としての非晶質ケイ酸カルシウムガラス組成物から選択される、請求項１６記載の方法。

【請求項20】

前記シリケートイオン源が、２．０５〜２．５５の範囲内のＣａ／Ｐ比および１．６６未満のＣａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比を有するシリケート含有ヒドロキシアパタイトである、請求項１６記載の方法。

【請求項21】

骨移植片材料である固体無機成分を前記ヒドロゲルと混合する工程をさらに含む、請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項22】

（ａ）好適なケイ素含有骨移植片材料を水溶液に浸漬するかまたは溶解して、２ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下のシリケートイオンを含む溶液を形成する工程；
（ｂ）得られた水溶液をポリマーと混合して、ゲル溶液を形成する工程；
（ｃ）該ゲル溶液のゲル化を生じさせて、ヒドロゲルを形成する工程；および
（ｄ）得られたヒドロゲルと固体無機成分を混合して、前記骨移植片組成物を作製する工程
を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の骨移植片組成物を作製する方法。

【請求項23】

（ａ）好適なシリケートイオン源を水溶液に浸漬するかまたは溶解して、２ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下のシリケートを含む溶液を形成する工程；
（ｂ）得られた水溶液をポリマーと混合して、ゲル溶液を形成する工程；
（ｃ）該ゲル溶液と固体無機成分を混合する工程；および
（ｄ）該ゲル溶液のゲル化を生じさせて、前記骨移植片組成物を作製する工程
を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の骨移植片組成物を作製する方法。

【請求項24】

（ｉ）骨移植片材料である固体無機成分；
（ｉｉ）脱水されたヒドロゲル；および
（ｉｉｉ２ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下のシリケートイオンを含む水溶液
を含む、プレパック骨移植片。

【請求項25】

（ｉ）骨移植片材料である固体無機成分；
（ｉｉ）ある量のシリケートイオンを含む脱水されたヒドロゲル；および
（ｉｉｉ）水溶液；
を含むプレパック骨移植片であって、ここで、該脱水されたヒドロゲル中のシリケートイオンの量は、該水溶液と混合した場合に、該ヒドロゲルの水性成分の１００万重量部あたりのＳｉの重量部として算出されるシリケートイオンを２ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下含むヒドロゲルが形成されるような量である、プレパック骨移植片。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、骨移植片系、特に、ゲル成分を含む骨移植片系に関する。

【背景技術】

【0002】

疾患または外傷という理由から、外科医は、骨組織を置換する必要がある。彼らは、手術中に骨移植片（自家移植片または同種移植片）または骨を置換する合成材料を使用することができる。外科医は、骨を置換するために使用される合成材料のタイプのうち、金属（例えば、ステンレス鋼の股関節部または膝への埋没物）、ポリマー（例えば、寛骨臼カップにおけるポリエチレン）、セラミックス（例えば、マクロ多孔性骨移植片としてのヒドロキシアパタイト）または無機−有機複合物（例えば、固定プレート用のヒドロキシアパタイト−ポリ（乳酸）複合物）を使用する。これらの合成骨置換材料の多くが、体内で（治癒期間にとって適切な期間内において）再吸収可能でなく、埋没物周辺または埋没物内において新しい骨の形成を刺激しない。

【0003】

特定の興味を抱かせた材料としては、合成リン酸カルシウム（ＣａＰ）骨移植片代用物が挙げられる。このタイプの材料は、担体としての有機ポリマーゲル（例えば、ヒドロゲル（例えば、カルボキシメチルセルロースＣＭＣベースのヒドロゲル））に組み込まれた顆粒を含む送達系の形態で、意図される骨再生部位に送達され得る。

【0004】

そのような送達系は、ＣａＰ顆粒の取り扱いが改善されるように、および手術部位への骨移植片の配置が容易になるように、設計される。その担体は、直ちに（通常、３〜３０日以内に）体内で再吸収されるかまたは溶解されることにより、移植片と骨とが相互作用するためのＣａＰ顆粒が露出される。

【0005】

これらの送達系において使用される担体は、その取扱特性、安全性、および体内で直ちに再吸収されるまたは溶解される能力について選択される。通常、選択される担体におけるポリマーは、天然のポリマー（例えば、コラーゲンまたはゼラチン）または承認された合成ポリマー（例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ））である。その担体は、骨の修復において積極的な役割を果たさない（例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシルプロピルメチルセルロースまたはグリセロールの場合）。その担体は、取扱補助物質として作用し、有効なＣａＰ顆粒を骨再生部位に運び、次いで、溶解するかまたは再吸収される。

【0006】

本明細書中で言及される担体は、ゲルとして作用する。一般的には、ゲルの定義は、重量基準で主に液体からなるが固体として存在し、定常状態では流動性を示さない、ゼリー様物質である。ゲル内では、ポリマー鎖（ゲルの「固相」）は、ゲルの「液相」中に存在し、ポリマー鎖間の化学架橋（例えば、共有結合）および／または物理的な相互作用（例えば、水素結合またはファンデルワールス結合）を介して相互作用する。これらのポリマー鎖間の相互作用こそが、ゲルの構造および粘弾性に寄与する。

【0007】

ヒドロゲルは、水が液相を構成する特殊なタイプのゲルである。通常、その固相（すなわちポリマー）は、その特殊なヒドロゲルが形成されるのに適切な条件下で水に分散される。例えば、酸溶性のＩ型コラーゲンが、希酸性条件（例えば、酢酸）下で水に分散（溶解）され得、３７℃に温めると（その溶液を事前に好適な塩基で中和してまたはせずに）ゲルを形成する。

【0008】

ゲル形成（ゲル化）は、特定の条件下だけで生じるので、そのゲルの成分の混合物は、実際には、ゲルの形態で存在しない可能性がある。ゲル化を起こしていないそのような溶液は、本明細書中で「ゲル溶液」と呼ばれる。ゲル溶液は、ゲル化を起こすことにより、ゲルを形成する。

【0009】

ケイ素は、骨の形成および骨の代謝において重要な役割を果たすと示されている。ゆえに、ケイ素含有骨移植片材料を形成する試みが行われた。ケイ素置換ヒドロキシアパタイト材料の合成は、（特許文献１）および対応する（特許文献２）に記載されている。これらの材料は、動物研究およびヒト臨床研究において骨の治癒速度を加速させると示されたが、これらのケイ素置換材料は、なおも非常に不溶性である。

【0010】

いくつかの合成ＣａＰバイオマテリアルが、ケイ素イオンをシリケートとして組み込んでいる。例としては、生体活性ガラス、アパタイト−珪灰石ガラスセラミックス、ケイ素置換ヒドロキシアパタイトおよびケイ素置換リン酸三カルシウムが挙げられる。（非特許文献１）では、低レベルのケイ素が、ケイ素置換ヒドロキシアパタイトから組織培養液に放出されることが示唆されている。最高およそ０．５μｇ／ｍｌのケイ素が報告された。（非特許文献２）では、培養液中で２４時間インキュベートされたケイ素含有生体活性気泡ガラスが報告されている。得られた培養上清を希釈せずにまたは培養液で１：１もしくは１：４希釈し、その中で細胞を培養した。ケイ素の放出は、無希釈の溶出液において２３０μｇ／ｍｌ、培養液で１：１希釈されたとき１２０μｇ／ｍｌ、および培養液で１：４希釈されたとき４７μｇ／ｍｌと報告された。（非特許文献３）では、４５％ＳｉＯ_２ｗ／ｗを含む生体活性ガラスのＢｉｏｇｌａｓｓ４５Ｓ５が報告されている。このガラスの７１０〜３００μｍ直径の１％ｗ／ｖの微粒子を、３７℃で２４時間、ダルベッコ変法イーグル培地（ＤＭＥＭ）中でインキュベートし、残った微粒子を濾過により除去した。次いで、９５％大気湿度および５％ＣＯ_２の３７℃において、その培地に１０％ウシ胎児血清、２ｍＭ ｌ−グルタミン、５０Ｕ／ｍｌペニシリンＧ、５０μｇ／ｍｌストレプトマイシンＢおよび０．３μｇ／ｍｌアンホテリシンＢを補充した。この溶液中のカルシウム、ケイ素、リンおよびナトリウムの元素含有量を誘導結合プラズマ分析によって測定した。Ｘｙｎｏｓらは、コントロールＤＭＥＭでは０．１９ｐｐｍ±０．０１Ｓｉ、およびＢｉｏｇｌａｓｓ４５Ｓ５培養上清ＤＭＥＭでは１６．５８ｐｐｍ±１．７８という含有量を報告している。

【0011】

（特許文献３）（未公開）は、２．０５〜２．５５という範囲内のＣａ／Ｐ比および１．６６未満のＣａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比を有する、より溶解性のシリケート置換リン酸カルシウムヒドロキシアパタイトを記載している。これらのケイ素置換ヒドロキシアパタイトは、ヒドロキシアパタイトセラミックスまたは以前に報告されたケイ素置換ヒドロキシアパタイトセラミックスと比べて高レベルの溶解性を示し、溶液に浸漬されると高レベルのケイ素を放出する。例えば、（特許文献３）に記載されたシリケート置換ヒドロキシアパタイトからは、以前に報告されたケイ素置換ヒドロキシアパタイトと比べておよそ１０〜１００倍多いケイ素が放出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】国際公開第９８／０８７７３号明細書

【特許文献2】米国特許第６，３１２，４６８号明細書

【特許文献3】国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書

【非特許文献】

【0013】

【非特許文献1】Ｇｕｔｈ ｅｔ ａｌ．，Ｋｅｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｉｏｃｅｒａｍｉｃｓ，２００６，３０９−３１１，１１７−１２０頁

【非特許文献2】Ｇｏｕｇｈ ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００４，２５，２０３９−２０４６頁

【非特許文献3】Ｘｙｎｏｓ ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２０００，２７６，４６１−４６５頁

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0014】

明確にするために、ある材料へのケイ素の組み込みは、当業者によってケイ素置換またはシリケート置換と呼ばれる。これらの用語は、交換可能に使用される。同様に、「ケイ素含有」、「シリケート含有」、「ケイ素置換」および「シリケート置換」も交換可能に使用される。用語「ケイ素イオン」が使用される場合、これは、「ケイ酸」陰イオンすなわちＳｉＯ_４^４−を含むシリケートイオン、ならびに溶液中に存在し得るシリケートイオン（例えば、二量体、三量体またはオリゴマーの形態のケイ酸陰イオン）を意味する。

【0015】

１つの態様において、本発明は、骨移植片材料である固体無機成分；およびヒドロゲルを含む骨移植片系を提供し、ここで、そのヒドロゲルは、そのヒドロゲルの水性成分の１００万重量部あたりのＳｉの重量部として算出される＞２ｐｐｍのケイ素イオンを含む。

【0016】

本明細書中において、ヒドロゲル中のイオンの「百万分率」（ｐｐｍ）は、そのヒドロゲルの水性成分に対する百万分率のことを指す。ほとんどのヒドロゲルの場合、水性成分は、ヒドロゲルの９０〜９９ｗｔ％である。

【0017】

ケイ素イオンまたはシリケートイオンの濃度は、ヒドロゲルの水性成分の１００万重量部あたりのＳｉの重量部として算出される。この様式でケイ素イオンの量を表現するとき、その組成物中、例えば、骨移植片材料中に別の形態で存在し得るケイ素は、無視される。

【0018】

算出の際は、ケイ素自体の重量だけが使用される。つまり、ＳｉＯ_４^４−イオンが存在する場合、１原子のＳｉ＋４原子のＯではなく、１原子のＳｉの重量が使用される。

【0019】

本発明の骨移植片系は、２つの様式で：ヒドロゲルからのケイ素イオンの放出、および細胞の挙動を刺激する固体無機成分によって（例えば、顆粒の化学および／または形態によって）、有効なイオンを送達することにより、有益な骨治癒特性を提供する。それにより、細胞は、「多段階の」骨修復プロセスと記載され得るプロセスにおいて新しい骨を作るように刺激される。

【0020】

ヒドロゲル（担体として作用する）中にケイ素イオンを含めることの重要性は、骨の形成におけるケイ素の刺激活性が、以前の溶解性に乏しいケイ素含有ＣａＰバイオマテリアルに依存しなければならないのではなく、ヒドロゲルから直接得ることができる点である。この刺激活性は、微量でないかなりの量のケイ素イオンがヒドロゲル中に存在するときにだけ、達成される。ヒドロゲル中の＞２ｐｐｍというケイ素イオンのレベルが、有効であると見出されている。＞３ｐｐｍのレベルが好ましい。特に好ましいのは、≧５ｐｐｍのレベルである。

【0021】

ヒドロゲルの水（液相）中のケイ素イオンのレベルは、通常、２ｐｐｍ以上かつおよび２０００ｐｐｍ以下であり、好ましくは、５ｐｐｍ以上かつ１０００ｐｐｍ以下である。本発明の骨移植片系のヒドロゲルは、通常、体内において約３〜３０日で溶解する。埋没部位で局所的に放出されるケイ素イオンのレベルは、その部位における流体の拡散速度の点から、この分解速度および埋没部位の性質に依存する。そのゲルの溶解によって、ゲルからケイ素イオンが毎日放出され、その１日あたりの放出は、ゲルに含まれるケイ素イオンの溶解速度および量に応じて変動する。例えば、５ｐｐｍのケイ素イオンを含み、溶解するのに１０日を要するゲルは、１日あたり０．５ｐｐｍのケイ素を放出すると言うことができる。ゲルからのケイ素イオンの通常の１日あたりの放出は、約０．５〜２００ｐｐｍ、好ましくは、約２〜１００ｐｐｍであり得る。

【0022】

本発明では、骨移植片材料である固体無機成分とヒドロゲルとの比（体積％）は、９９：１〜１：９９の任意の比であり得る。好ましい実施形態において、その比は、９５：５〜２０：８０である。より好ましくは、それは、９０：１０〜５０：５０である。好ましくは、本発明の骨移植片系は、体積基準で５０％以上の固体無機成分である。

【0023】

本発明のいくつかの実施形態において、その比は、５０：５０〜８０：２０である。いくつかの実施形態において、その比は、７０：３０〜８０：２０である。

【0024】

骨移植片送達系のポリマー担体（ヒドロゲル）が溶解すると、それに含まれるケイ素イオンが放出され、手術部位において骨の再生を刺激し得る。以前の組成物は、純粋に取扱改善物として担体を含んでいた。それらの担体は、身体と相互作用できないこと、およびそれらが迅速に溶解することまたは再吸収できることについて選択された。

【0025】

本発明者らは、適切な濃度のケイ素イオンが、インビトロにおいて骨細胞（骨芽細胞）の増殖、分化、タンパク質発現および遺伝子発現において刺激性の役割を有することを見出した。例えば、初代ヒト骨芽細胞を、１０％ＦＢＳ、ならびに０、０．５６、７．０、１４．０および２８．０ｐｐｍという様々な濃度のケイ素イオン（ｐｐｍとして測定され、その培地にケイ酸ナトリウム溶液を使用して加えられた）を含む細胞培養液中で培養により生育した。細胞を７または１４日間培養し、細胞溶解産物中のＤＮＡの総量を、市販のアッセイを用いて定量した。

【0026】

図１および２は、それぞれ培養の７および１４日後における、これらの種々のケイ素イオン濃度に対する全ＤＮＡの変化を示している。７〜２８ｐｐｍのケイ素イオンのレベルは、両方の時点において、コントロール（０ｐｐｍのケイ素イオン）と比べてＤＮＡを大きく増加させ、この結果は、存在する細胞数に対する、すなわち、細胞増殖に対する、これらのケイ素イオン濃度の正の役割を示唆した。細胞数の増加は、これらの細胞によって産生される新しい骨基質の量の増加と関連し得るので、これは、骨の修復において意味がある。

【0027】

本明細書中に記載される骨移植片系およびゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】７日間培養した後の細胞溶解産物中に存在するＤＮＡ量（ｎｇ）に対する、１０％ＦＢＳおよび様々な濃度のケイ素イオンを含む細胞培養液に０、０．５６、７、１４および２８ｐｐｍのケイ素イオンを補充した効果を示しているグラフ。

【図2】１４日間培養した後の細胞溶解産物中に存在するＤＮＡ量（ｎｇ）に対する、１０％ＦＢＳおよび様々な濃度のケイ素イオンを含む細胞培養液に０、０．５６、７、１４および２８ｐｐｍのケイ素イオンを補充した効果を示しているグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0029】

（固体無機成分）
本発明の骨移植片送達系の固体無機成分は、通常、顆粒または粉末の形態で含められる。

【0030】

例えば、その固体無機成分は、０．００１〜１０ｍｍ、より好ましくは、０．５〜５ｍｍ、最も好ましくは、１〜２ｍｍの直径を有する顆粒の形態で含められ得る。この直径のおかげで、固体無機成分の表面積が大きくなり、骨治癒能が高まる。

【0031】

その固体無機成分は、いくつかの実施形態において、ヒドロゲルのマトリックス全体に分布する粒子として存在する。その粒子は、ヒドロゲルのポリマーマトリックスによって保持される。

【0032】

その固体無機成分は、合成のものであってもよいし、非合成のものであってもよい（例えば、同種移植片またはＤＢＭ（脱塩骨基質））。当然のことながら、各々独立して選択される２種以上の骨移植片材料が存在してもよい。

【0033】

例えば、本発明の骨移植片系は、２つの固体無機成分を含み得、一方は、合成のものであり得、他方は、非合成のものであり得る。

【0034】

好適な固体無機成分としては、二相性リン酸カルシウム（ＢＣＰ）、炭酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、イオン置換ヒドロキシアパタイト、リン酸三カルシウム、硫酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、リン酸八カルシウム、非晶質リン酸カルシウム、ブルシャイト、モネタイト、リン酸四カルシウム、ピロリン酸カルシウム、バイオガラス、ケイ酸カルシウムガラス、ケイ酸カルシウムベースのガラス、リン酸カルシウムガラス、リン酸カルシウムベースのガラス、ケイ酸カルシウムベースのガラスセラミック、リン酸カルシウムベースのガラスセラミック、生体活性ガラス、生体活性ガラスセラミックス、生体適合性ガラス、生体適合性ガラスセラミックス、アルミナおよびジルコニアが挙げられる。

【0035】

例となる二相性リン酸カルシウムは、ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２）およびβ−リン酸三カルシウム（Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２）を含む。これらの成分の含有比は、様々であり得る。例えば、二相性リン酸カルシウムは、５０％ヒドロキシアパタイトおよび５０％リン酸三カルシウムであり得る。その代わりに、他の比を使用することもできる。

【0036】

ケイ素含有ガラスまたはケイ素含有ガラスセラミックの好適な例としては、ＸＯ−Ｙ_２Ｏ−ＳｉＯ_２またはＸＯ−Ｙ_２Ｏ−ＳｉＯ_２−Ｐ_２Ｏ_５の系に基づく組成物（式中、Ｘは、通常、Ｃａ（カルシウム）および／またはＭｇ（マグネシウム）および／またはＳｒ（ストロンチウム）であり、Ｙは、通常、Ｎａ（ナトリウム）および／またはＫ（カリウム）である）が挙げられるが、これらに限定されない。これらの組成物において、各Ｘは、独立して、Ｃａ、ＭｇおよびＳｒからなる群から選択され得る。各Ｙは、独立して、ＮａおよびＫからなる群から選択され得る。

【0037】

好適なケイ酸カルシウムベースの組成物としては、結晶性ケイ酸カルシウム相（例えば、ＣａＳｉＯ_３（珪灰石））またはＣａＯ−ＳｉＯ_２系としての非晶質ケイ酸カルシウムガラス組成物が挙げられる。

【0038】

好ましい固体無機成分としては、ヒドロキシアパタイトおよびケイ素含有ヒドロキシアパタイトが挙げられる。

【0039】

例となるヒドロキシアパタイトは、Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２である。例となるケイ素含有ヒドロキシアパタイトは、Ｃａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２）ＯＨ）_ｙであり、式中、ｙは、存在するＯＨ⁻イオンの量を表し、通常、０〜１である。ｙは、理想的には０であるが、反応条件によって、不定量のＯＨ⁻イオンが存在し得る（ＳｉＯ_４^４−ではなくいくらかのＳｉ_２Ｏ_７^６−が形成される）。

【0040】

本骨移植片系の固体無機成分として使用するために特に好ましい材料は、２．０５〜２．５５の範囲内のＣａ／Ｐ比および１．６６未満のＣａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比を有するケイ素含有ヒドロキシアパタイトである。このタイプの材料は、国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されている。これらの材料は、他の公知のヒドロキシアパタイト材料よりも溶解性が改善されている。

【0041】

細胞培養液に浸漬されたこのタイプのケイ素含有ヒドロキシアパタイト（０．５ｇ／５０ｍｌ）は、浸漬の１時間後に１７ｐｐｍのケイ素イオンを放出すると見出されている。

【0042】

好ましくは、そのような固体成分のケイ素原子含有率は、２．９〜６ｗｔ％の範囲内である。１つの実施形態において、そのような固体成分は、式（Ｉ）：
Ｃａ_１０−δ（ＰＯ_４）_６−ｘ（ＳｉＯ_４）_ｘ（ＯＨ）_２−ｘ（Ｉ）
によって表され、式中、１．１≦ｘ≦２．０であり、かつ
δは、Ｃａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比が１．６６７未満の値を有するようなＣａ不足を表す。

【0043】

好ましくは、１．２≦ｘ≦２．０であり、より好ましくは、１．４≦２．０であり、最も好ましくは、１．６≦ｘ≦２．０である。通常、そのような固体成分は、ヒドロキシルイオンを含むことが望ましい。

【0044】

そのような材料の例は、上で述べられたＣａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２（ＯＨ）_ｙである。

【0045】

これらのタイプのケイ素含有ヒドロキシアパタイトは、ヒドロキシアパタイトセラミックスまたは以前に報告されたケイ素置換ヒドロキシアパタイトセラミックスと比べて高レベルの溶解性を示し、溶液に浸漬されると高レベルのケイ素を放出すると見出されている。

【0046】

ケイ素含有ヒドロキシアパタイトがヒドロゲル中に存在するとき、より多量のケイ素イオンを放出するために、その成分のケイ素原子含有率がより高いことが望ましい。いくつかの実施形態において、ケイ素原子含有率は、好ましくは、少なくとも２．９ｗｔ％、より好ましくは、少なくとも３．５ｗｔ％、最も好ましくは、少なくとも５ｗｔ％である。国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されているタイプのケイ素置換ヒドロキシアパタイトでは、これらの値は、それぞれ、少なくとも９．５ｗｔ％、少なくとも１１．５ｗｔ％および少なくとも１６ｗｔ％というシリケート（ＳｉＯ_４）含有率と等しい。ケイ素原子含有率は、好ましくは、３．５〜６ｗｔ％の範囲内（１１．５〜２０ｗｔ％のシリケート）、より好ましくは、５〜６ｗｔ％の範囲内（１６〜２０ｗｔ％のシリケート）である。

【0047】

国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されているタイプのケイ素置換ヒドロキシアパタイトでは、カルシウムとリンの含有イオンのモル比（Ｃａ／Ｐ比）は、化学量論のヒドロキシアパタイトにおいて観察される比（それは、１０：６もしくは１：０．６であるか、または１．６７というＣａ／Ｐ比である）またはリン酸カルシウムにシリケートを組み込んでいる従来技術の材料において観察される比よりも高い。本骨移植片系の固体成分が、国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されているタイプのケイ素置換ヒドロキシアパタイトである１つの実施形態において、そのヒドロキシアパタイトのＣａ／Ｐモル比は、少なくとも２．０５である。好ましくは、Ｃａ／Ｐモル比は、少なくとも２．１、より好ましくは、少なくとも２．２、最も好ましくは、少なくとも２．３である。最大のＣａ／Ｐモル比は、２．５５、好ましくは、２．５である。したがって、Ｃａ／Ｐモル比は、２．０５〜２．５５、好ましくは、２．１〜２．５５、より好ましくは、２．２〜２．５または最も好ましくは、２．３〜２．５の範囲内であり得る。

【0048】

国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されているタイプのケイ素置換ヒドロキシアパタイトでは、Ｃａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比は、１．６６未満、好ましくは、多くとも１．６５であり、それは、他のケイ素含有ヒドロキシアパタイト組成物の１．６６７というＣａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比よりも有意に低い。好ましくは、Ｃａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比は、１．５０〜１．６５の範囲内、より好ましくは、１．６０〜１．６５の範囲内、なおもより好ましくは、１．６０〜１．６４の範囲内である。

【0049】

（ヒドロゲル）
本発明において、ヒドロゲルは、担体として使用される。ヒドロゲルは、任意の好適なタイプのものであってよく、例えば、天然のポリマー（例えば、コラーゲンまたはゼラチン）または生物学的に適合性の合成ポリマー（例えば、カルボキシメチルセルロース）を含むものであってよい。

【0050】

好ましいヒドロゲルとしては、カルボキシメチルセルロース、コラーゲン、ゼラチン、グリセロール、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、または合成オレフィンもしくは酸化オレフィンポリマーであるポリマー成分を含むヒドロゲルが挙げられる。１つの例は、エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロック共重合体（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ１２７またはＦ６８，ＢＡＳＦ ＳＥ）である。

【0051】

典型的なカルボキシメチルセルロース成分は、中程度のまたは高い粘度を有する。例となるゲル溶液は、５重量％のカルボキシメチルセルロースを含む。

【0052】

いくつかの好適なゲル溶液は、５〜４０重量％、好ましくは、２０〜３０重量％のエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロック共重合体（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ１２７またはＦ６８，ＢＡＳＦ ＳＥ）を含む。種々の鎖長を有する他のポリマーも使用してよい。

【0053】

ヒドロゲルは、そのような成分の組み合わせも含み得る。例えば、そのヒドロゲルは、カルボキシメチルセルロースとグリセロールの両方を含み得る。グリセロールを加えることによって、本発明におけるＣＭＣヒドロゲルの取扱特性が改善されることが見出されている。

【0054】

例となるゲル溶液は、５重量％のカルボキシメチルセルロースおよび１０重量％のグリセロールを含む。

【0055】

ゲルの形成は、公知の方法によって達成され得る。例えば、カルボキシメチルセルロースを含むゲル溶液は、約５０℃に加熱されることにより、そのカルボキシメチルセルロースが溶解され、次いで、室温に冷却されることにより、ゲル化を起こし得る。コラーゲンを含むゲル溶液は、ゲル化が生じるまで、約４０℃（例えば、３７℃）で一晩熟成され得る。Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）共重合体を含むゲル溶液は、約５℃（例えば、４℃）で一晩撹拌されることにより、そのＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）が溶解され、次いで、約４０℃（例えば、３７℃）に一晩温められることにより、ゲル化が生じ得る。あるいは、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）を含むゲル溶液は、約７０℃〜８０℃において調製され、次いで、２０℃〜４０℃に冷却されることにより、ゲル化が起き得る。

【0056】

ケイ素イオンは、ヒドロゲルの水性成分（すなわち、ゲルの液相）の中に保持され、そのゲルがインビボで溶解、分解または再吸収されると、ケイ素イオンが放出される。次いで、それらは、骨の修復、治癒などを助けるように作用し得る。

【0057】

このヒドロゲルからのイオン送達の「分解時の放出」メカニズムは、同様にヒドロゲルに存在し得る他のイオンにも適用可能である。そのようなさらなる随意の添加物は、下記で詳細に論じられる。

【0058】

ヒドロゲルは、別個に形成され、後でそれとケイ素イオンが混合されることにより、上に記載されたケイ素含有ゲルが形成され得る。水性ポリマー相（ヒドロゲル）と混合されたときにその水性ポリマー相（ヒドロゲル）に適切なレベルのケイ素イオンを放出する合成骨移植片材料が使用され得る。

【0059】

あるいは、ケイ素含有骨移植片材料でもあり得るケイ素イオン源（例えば、本明細書中に記載される（適切なレベルのケイ素イオンをインビトロで放出できる）もの）が、水溶液に浸漬されることにより、ケイ素イオンが放出され得る。このケイ素含有水溶液は、次いで、ヒドロゲルを形成するために使用され得る。

【0060】

（ヒドロゲル中のイオン成分）
本発明の骨移植片系において、ヒドロゲルは、ケイ素イオンを含む。そのケイ素イオンは、任意の好適な方法（例えば、ケイ素イオンをヒドロゲルに放出できるケイ素含有合成骨移植片とヒドロゲルを混合すること、ケイ素イオン源を水溶液に溶解し、次いで、その水溶液を使用してヒドロゲルを形成すること、またはインビトロでケイ素イオンを放出できるケイ素含有骨移植片材料を水溶液に浸漬し、次いで、その水溶液を使用してヒドロゲルを形成すること）によって組み込まれ得る。

【0061】

ケイ素イオンは、任意の好適なケイ素イオン源によって組み込まれ得る。ケイ素イオン源からのケイ素イオンをヒドロゲルに組み込むいくつかの方法が、本明細書中で論じられる。

【0062】

ケイ素イオンをゲル担体に組み込む１つの方法は、ケイ素イオン源からイオンを直接（ヒドロゲルまたはその後ヒドロゲルを形成するために使用される水溶液に直接）放出することによる方法である。例えば、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カルシウムが、ケイ素イオン源として使用され得る。

【0063】

シリケートが使用される場合、様々な形態（例えば、（ケイ酸ナトリウムの場合）Ｎａ_４ＳｉＯ_４、Ｎａ_２ＳｉＯ_３、Ｎａ_２Ｓｉ_２Ｏ_５、Ｎａ_２Ｓｉ_３Ｏ_７、これらのケイ酸ナトリウムの水和型、ケイ酸ナトリウムの非晶質組成物など）が好適である。

【0064】

ケイ素イオン源として使用するために好ましいシリケートは、Ｎａ_２ＳｉＯ_３である。

【0065】

Ｎａ_２ＳｉＯ_３が使用される場合、０．００１１〜０．４３６ｇのＮａ_２ＳｉＯ_３を５０ｍｌの水に溶解することによって、水において５〜２０００ｐｐｍという最終濃度を得ることができる。これは、下記の実施例７（表１）に示される。

【0066】

Ｎａ_２ＳｉＯ_３などのケイ酸ナトリウムは、水に溶解されることにより、その後ヒドロゲルを形成するために使用されるケイ素イオン含有溶液を形成し得る。

【0067】

別の例は、ケイ素イオン源としてケイ素含有ガラスもしくはケイ素含有ガラスセラミックスまたはケイ酸カルシウムベースの組成物を使用することである。

【0068】

ケイ素含有ガラスまたはケイ素含有ガラスセラミックスの好適な例としては、ＸＯ−Ｙ_２Ｏ−ＳｉＯ_２またはＸＯ−Ｙ_２Ｏ−ＳｉＯ_２−Ｐ_２Ｏ_５系に基づく組成物が挙げられるが、これらに限定されない（式中、Ｘは、通常、Ｃａ（カルシウム）および／またはＭｇ（マグネシウム）および／またはＳｒ（ストロンチウム）であり、Ｙは、通常、Ｎａ（ナトリウム）および／またはＫ（カリウム）である）。これらの組成物において、各Ｘは、独立して、Ｃａ、ＭｇおよびＳｒからなる群から選択され得る。各Ｙは、独立して、ＮａおよびＫからなる群から選択され得る。

【0069】

好適なケイ酸カルシウムベースの組成物としては、結晶性ケイ酸カルシウム相（例えば、ＣａＳｉＯ_３（珪灰石））またはＣａＯ−ＳｉＯ_２系としての非晶質ケイ酸カルシウムガラス組成物が挙げられる。

【0070】

ケイ素イオン源として使用するために好ましい材料は、２．０５〜２．５５の範囲内のＣａ／Ｐ比および１．６６未満のＣａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比を有するケイ素含有ヒドロキシアパタイトである。このタイプの材料は、国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されている。これらの材料は、他の公知のヒドロキシアパタイト材料よりも溶解性が改善されている。

【0071】

これらの材料およびその好ましい特性は、本骨移植片系の固体成分として含められることについて上に記載されたとおりである。

【0072】

そのような材料は、水に浸漬されることにより、ケイ素イオンをその水に放出し得る。次いで、そのように生成されたケイ素イオン含有溶液は、ヒドロゲルを形成するために使用され得る。

【0073】

いくつかの実施形態において、さらなるイオン、特に、カルシウムイオンおよび／またはリン酸イオンが、ヒドロゲルに組み込まれ得る。すなわち、そのヒドロゲルは、ケイ素イオンおよびカルシウムイオン、ケイ素イオンおよびリン酸イオン、またはケイ素イオン、カルシウムイオンおよびリン酸イオンを含み得る。

【0074】

カルシウムイオンとリン酸イオンの両方が、骨の再生を促進すると知られている。リン酸イオンが、ＰＯ_４^３−に限らず多くの形態で存在することは、当業者に周知である。任意の形態のリン酸イオンが、本発明のヒドロゲルに含められ得る。

【0075】

さらに、ヒドロゲルは、他の成分も含み得る。ヒドロゲルは、骨の治癒反応を増強するおよび／または抗菌効果を示すイオン、例えば、ストロンチウム、マグネシウム、カリウム、銅、コバルト、ニッケル、亜鉛、セレン、銀またはフッ素のイオンを含み得る。

【0076】

さらに、ヒドロゲルは、活性な生体分子（例えば、成長因子タンパク質（例えば、骨形態形成タンパク質）、抗生物質（例えば、ゲンタマイシン）または他の薬学的薬物、サイトカインまたは抗体）を含み得る。

【0077】

（方法）
本発明の別の態様は、ケイ素イオン源をヒドロゲルと混合する工程を含む、骨移植片系を作製する方法である。

【0078】

いくつかの実施形態において、この方法は、骨移植片材料である固体無機成分をヒドロゲルと混合するさらなる工程を含む。

【0079】

ケイ素イオン源は、そこから適切なレベルのケイ素イオン（上で説明されたような）がヒドロゲルに放出されるように選択される。例えば、インビトロで＞２ｐｐｍ（好ましくは、＞３ｐｐｍ、より好ましくは≧５ｐｐｍ）のケイ素イオンを放出できるケイ素置換リン酸カルシウムが使用され得る。あるいは、ケイ素含有ガラスもしくはケイ素含有ガラスセラミックスまたはケイ酸カルシウムベースの組成物が、この方法におけるケイ素イオン源として使用され得る。好適なケイ素イオン源は、上で詳細に論じられている。

【0080】

本発明のいくつかの実施形態において、ケイ素イオン源自体は、骨移植片材料ではない。そして、骨移植片材料である固体無機成分もまた、本発明に係る骨移植片系を形成するケイ素含有ゲルに含められる。

【0081】

他の実施形態では、ケイ素イオン源自体が、骨移植片材料であり、それがケイ素イオンをヒドロゲルに放出した後に、そのように作用し続ける。その混合物は、さらに変化せずに、本明細書中に記載されるような骨移植片系として使用され得る。あるいは、さらなる固体無機成分（骨移植片材料）が、その混合物に加えられ得る。

【0082】

ゆえに、ケイ素イオン源と同じであるかまたは異なり、かつ骨移植片材料である、固体無機成分が、得られる混合物に加えられることにより、本発明に係る骨移植片系が形成され得る。

【0083】

本発明の別の態様は、（ａ）好適なケイ素イオン源を水溶液に浸漬するかまたは溶解して、＞２ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液を形成する工程；（ｂ）得られた水溶液をポリマーと混合して、ゲル溶液を形成する工程；（ｃ）そのゲル溶液のゲル化を生じさせて、ヒドロゲルを形成する工程；および（ｄ）得られたヒドロゲルと固体無機成分を混合して、骨移植片系を作製する工程を含む、骨移植片系を作製する方法である。

【0084】

本発明のさらなる態様として、（ａ）好適なケイ素イオン源を水溶液に浸漬するかまたは溶解して、＞２ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液を形成する工程；（ｂ）得られた水溶液をポリマーと混合して、ゲル溶液を形成する工程；（ｃ）そのゲル溶液と固体無機成分を混合する工程；および（ｄ）そのゲル溶液のゲル化を生じさせて、骨移植片系を形成する工程を含む、骨移植片系を作製する方法が提供される。

【0085】

すなわち、ゲル溶液（ケイ素イオンおよびポリマーを含む水性混合物）のゲル化は、固体無機成分が加えられる前に生じてもよいし、その成分が加えられた後に生じてもよい。ゲル化は、ある特定の条件下だけで生じるので、ゲル化の時点を制御することにより、このバリエーションが可能になり得る。

【0086】

いくつかの実施形態において、工程（ａ）において使用されるケイ素イオン源は、ケイ素含有骨移植片材料である。

【0087】

好ましくは、そのケイ素イオン源は、＞２ｐｐｍ、好ましくは、＞３ｐｐｍ、より好ましくは、≧５ｐｐｍのケイ素イオンをインビトロで放出できる。最終的なポリマーにおけるケイ素イオンのレベルは、＞２ｐｐｍ、好ましくは、＞３ｐｐｍ、より好ましくは、≧５ｐｐｍであるべきである。

【0088】

ヒドロゲルと混合される固体無機成分は、最初の水溶液に浸漬されるケイ素イオン源と同じかもしくは類似であり得るか、または異なる固体無機成分であり得る。幅広い固体無機成分／ヒドロゲルの組み合わせがこの方法において使用され得ると想定される。

【0089】

いくつかの実施形態において、ケイ素イオン源は、ケイ酸ナトリウムである。好適なケイ素イオン源は、上で詳細に論じられている。いくつかの実施形態において、ケイ素イオン源は、Ｎａ_２ＳｉＯ_３である。

【0090】

好ましい実施形態において、ケイ素イオン源は、２．０５〜２．５５の範囲内のＣａ／Ｐ比および１．６６未満のＣａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比を有するケイ素含有ヒドロキシアパタイトである。このタイプの材料は、国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されている。

【0091】

そのようなケイ素含有ヒドロキシアパタイトを細胞培養液に浸漬すること（０．５ｇ／５０ｍｌ）によって、浸漬の１時間後に１７ｐｐｍのケイ素イオンが放出されると示された。適切な時間にわたって適切な量のそのような材料を水に浸漬することにより、その材料からの放出に起因して、所望の濃度のケイ素イオンを含む溶液がもたらされ得る。次いで、このケイ素イオン含有水は、所望のポリマー（例えば、カルボキシメチルセルロース）を加えることによって、ゲル溶液を形成するために使用され得る。次いで、例えば顆粒または粉末の形態の、固体無機成分（合成骨移植片材料）が、ゲル溶液（ゲル化の前に加えられる場合）または得られたゲル（ゲル化の後に加えられる場合）と混合され得る。

【0092】

本発明のいくつかの実施形態において、ケイ素イオン源は、Ｎａ_２ＳｉＯ_３、ならびに国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されているタイプの２．０５〜２．５５の範囲内のＣａ／Ｐ比および１．６６未満のＣａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比を有するシリケート置換リン酸カルシウムヒドロキシアパタイトから選択される。固体無機成分は、独立して、ヒドロキシアパタイト、ならびに国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されているタイプの２．０５〜２．５５の範囲内のＣａ／Ｐ比および１．６６未満のＣａ／（Ｐ＋Ｓｉ）モル比を有するシリケート置換リン酸カルシウムヒドロキシアパタイトから選択され得る。

【0093】

（プレパック）
本発明の別の態様は、（ｉ）骨移植片材料である固体無機成分；（ｉｉ）脱水されたヒドロゲル；および（ｉｉｉ）＞２ｐｐｍのケイ素イオンを含む水溶液を含むプレパック骨移植片を提供する。

【0094】

その固体無機成分（例えば、合成骨移植片）、脱水されたヒドロゲル（例えば、凍結乾燥／フリーズドライされたカルボキシメチルセルロース含有ヒドロゲル）および水溶液を混合することにより、固体無機成分および所望のレベルのケイ素イオンを含むヒドロゲルを含む骨移植片送達系が形成される。次いで、それらのイオンは、上に記載されたように、インビボでヒドロゲルの分解中に放出される。

【0095】

この方法では、凍結乾燥／フリーズドライは、ケイ素イオンを含まないヒドロゲルに対して行われる。そのようなヒドロゲルは、固体無機成分を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。そして、乾燥された成分は、固体無機成分およびヒドロゲルのポリマー（例えば、カルボキシメチルセルロース）を含む（ヒドロゲル中に固体無機成分が存在する場合、そのポリマーは、その固体無機成分の粒子（例えば、顆粒）に接着される）。このフリーズドライされた成分は、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。次いで、それは、適切な体積の水溶液（例えば、ケイ素イオンを含む、滅菌水、滅菌食塩水溶液または骨髄穿刺液、例えば、実施例７に記載されるような１００ｐｐｍのケイ素イオン含有溶液）を用いて再水和され得る。

【0096】

あるいは、凍結乾燥／フリーズドライは、上に記載されたようなケイ素含有骨移植片系に対して行われることにより、固体無機成分の粒子（例えば、顆粒）に接着された、ヒドロゲルのポリマー成分（例えば、カルボキシメチルセルロース）およびケイ素イオンがもたらされる。すなわち、乾燥された成分は、固体無機成分、ヒドロゲルのポリマー、およびヒドロゲルのケイ素イオンを含む。このフリーズドライされた成分は、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。次いで、それは、適切な体積の水溶液（例えば、滅菌水、滅菌食塩水溶液または骨髄穿刺液）を用いて再水和され得る。

【0097】

したがって、ゆえに、本発明のさらなる態様は、（ｉ）骨移植片材料である固体無機成分；（ｉｉ）ある量のケイ素イオンを含む脱水されたヒドロゲル；および（ｉｉｉ）水溶液を含むプレパック骨移植片を提供し；ここで、その脱水されたヒドロゲル中のケイ素イオンの量は、その水溶液と混合されたときに、そのヒドロゲルの水性成分の１００万重量部あたりのＳｉの重量部として算出される＞２ｐｐｍのケイ素イオンを含むヒドロゲルが形成されるような量である。

【0098】

そのようなプレパックは、これらの成分を混合することによって、ユーザーにとって都合のよい時間および場所で所望の骨移植片系を調製することを可能にする。

【0099】

上に記載された本発明の骨移植片系の随意かつ好ましい特徴を含むすべての特徴が、本発明のプレパック骨移植片において適切であるとき、適用可能である。

【0100】

ゆえに、本発明のさらなる態様は、成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を混合する工程を含む、上に記載されたようなプレパック骨移植片から骨移植片系を作製する方法を提供する。

【0101】

上に記載された各方法において、ケイ素イオンの組み込みだけが、明示的に論じられた。しかしながら、本明細書中に記載されるように、ヒドロゲルは、他の成分、例えば、カルシウムイオンまたはリン酸イオンを含み得る。これらは、カルシウムを放出する成分を水溶液に浸漬することなどの上に記載された方法と類似の方法を用いて、または混合することによって、骨移植片系に組み込まれ得る。

【実施例】

【0102】

（本発明の実施形態および実験データ）
ここで、以下の非限定的な例および添付の図面を参照して本発明が例証される。

【0103】

（実施例１）
（ケイ素イオンを含むヒドロキシアパタイト−カルボキシメチルセルロースゲル）
結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）粉末（０．０５ｇのケイ素に相当する、０．２１８ｇ）を５０ｍｌの脱イオン水に溶解した（１０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液が得られた）。ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。得られた溶液に、２．５ｇ（５ｗｔ％）のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ，ナトリウム塩，高粘度）を加え、ＣＭＣが溶解するまで５０℃でその混合物を撹拌および加熱した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２）顆粒（１〜２ｍｍの直径）と混合し、次いで、室温に冷却してゲル化を起こすことにより、ヒドロキシアパタイト顆粒およびＣＭＣヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成された。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含むヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0104】

（実施例２）
（ケイ素イオンを含むヒドロキシアパタイト−コラーゲンゲル）
結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）粉末（０．０５ｇのケイ素に相当する、０．２１８ｇ）を２５ｍｌの脱イオン水に溶解した（２０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液が得られた）。ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。２５ｍｌの０．５Ｍ酢酸に、酸溶解性のウシ１型コラーゲン（１ｇ，４ｗｔ％）を加え、溶解した。この溶液を上記２５ｍｌのケイ素イオン溶液と混合することにより、１０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む２ｗｔ％のコラーゲン溶液を得た。その混合物のｐＨを、１Ｍ ＮａＯＨを用いておよそ７．４というｐＨに調整した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２）顆粒（１〜２ｍｍの直径）と混合することにより、ヒドロキシアパタイト顆粒およびコラーゲンヒドロゲル溶液からなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成され、これを、ゲル化が生じるまで３７℃で一晩熟成させた。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含むヒドロキシアパタイト−コラーゲンゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0105】

（実施例３）
（ケイ素イオンを含むヒドロキシアパタイト−Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ゲル）
結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）粉末（０．０５ｇのケイ素に相当する、０．２１８ｇ）を５０ｍｌの脱イオン水に溶解した（１０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液が得られた）。ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。この溶液を４℃に冷却し、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ−１２７（１０ｇ，２０ｗｔ％）を加えた。その溶液を４℃で一晩撹拌することにより、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ポリマーを溶解した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２）顆粒（１〜２ｍｍの直径）と混合することにより、ヒドロキシアパタイト顆粒およびＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ヒドロゲル溶液からなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成され、この混合物を３７℃に一晩温めることにより、ゲル化を生じさせた。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含むヒドロキシアパタイト−Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0106】

（実施例４）
（ケイ素イオンを含む二相性リン酸カルシウム−カルボキシメチルセルロースゲル）
結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）粉末（０．０５ｇのケイ素に相当する、０．２１８ｇ）を５０ｍｌの脱イオン水に溶解した（１０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液が得られた）。ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。得られた溶液に、２．５ｇ（５ｗｔ％）のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ，ナトリウム塩，高粘度）を加え、ＣＭＣが溶解するまで５０℃でその混合物を撹拌および加熱した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）二相性リン酸カルシウム（５０％ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２）；５０％β−リン酸三カルシウム（Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２））顆粒（１〜２ｍｍの直径）と混合し、次いで、室温に冷却してゲル化を起こすことにより、二相性リン酸カルシウム顆粒およびＣＭＣヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成された。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含む二相性リン酸カルシウム−ＣＭＣゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0107】

（実施例５）
（ケイ素イオンを含む二相性リン酸カルシウム−コラーゲンゲル）
結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）粉末（０．０５ｇのケイ素に相当する、０．２１８ｇ）を２５ｍｌの脱イオン水に溶解した（２０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液が得られた）。ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。２５ｍｌの０．５Ｍ酢酸に、酸溶解性のウシ１型コラーゲン（１ｇ，４ｗｔ％）を加え、溶解した。この溶液を上記２５ｍｌのケイ素イオン溶液と混合することにより、１０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む２ｗｔ％のコラーゲン溶液を得た。その混合物のｐＨを、１Ｍ ＮａＯＨを用いておよそ７．４というｐＨに調整した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）二相性リン酸カルシウム（５０％ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２）；５０％β−リン酸三カルシウム（Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２））顆粒（１〜２ｍｍの直径）と混合することにより、二相性リン酸カルシウム顆粒およびコラーゲンヒドロゲル溶液からなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成され、これを、ゲル化が生じるまで３７℃で一晩熟成させた。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含む二相性リン酸カルシウム−コラーゲンゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0108】

（実施例６）
（ケイ素イオンを含む二相性リン酸カルシウム−Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ゲル）
結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）粉末（０．０５ｇのケイ素に相当する、０．２１８ｇ）を５０ｍｌの脱イオン水に溶解した（１０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液が得られた）。ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。この溶液を４℃に冷却し、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ−１２７（１０ｇ，２０ｗｔ％）を加えた。その溶液を４℃で一晩撹拌することにより、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ポリマーを溶解した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）二相性リン酸カルシウム（５０％ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２）；５０％β−リン酸三カルシウム（Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２））顆粒（１〜２ｍｍの直径）と混合することにより、二相性リン酸カルシウム顆粒およびＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ヒドロゲル溶液からなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成され、この混合物を３７℃に一晩温めることにより、ゲル化を生じさせた。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含む二相性リン酸カルシウム−Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0109】

（実施例７）
（ケイ素イオンを含むケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲル）
結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＣ_３）粉末（０．０５ｇのケイ素に相当する、０．２１８ｇ）を５０ｍｌの脱イオン水に溶解した（１０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液が得られた）。ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。この溶液に、２．５ｇ（５ｗｔ％）のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ，ナトリウム塩，高粘度）を加え、ＣＭＣが溶解するまで５０℃でその混合物を撹拌および加熱した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ケイ素含有ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２（ＯＨ）_ｙ）顆粒（１〜２ｍｍの直径，およそ５．２ｗｔ％のケイ素イオンを含む）と混合し、次いで、室温に冷却してゲル化を起こすことにより、ケイ素含有ヒドロキシアパタイト顆粒およびＣＭＣヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成された。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含むケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0110】

（実施例８）
（ケイ素イオンを含むケイ素含有ヒドロキシアパタイト−コラーゲンゲル）
結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）粉末（０．０５ｇのケイ素に相当する、０．２１８ｇ）を２５ｍｌの脱イオン水に溶解した（２０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液が得られた）。ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。２５ｍｌの０．５Ｍ酢酸に、酸溶解性のウシ１型コラーゲン（１ｇ，４ｗｔ％）を加え、溶解した。この溶液を上記２５ｍｌのケイ素イオン溶液と混合することにより、１０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む２ｗｔ％のコラーゲン溶液を得た。その混合物のｐＨを、１Ｍ ＮａＯＨを用いておよそ７．４というｐＨに調整した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ケイ素含有ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２（ＯＨ）_ｙ）顆粒（１〜２ｍｍの直径，およそ５．２ｗｔ％のケイ素イオンを含む）と混合することにより、ケイ素含有ヒドロキシアパタイト顆粒およびコラーゲンヒドロゲル溶液からなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成され、これを、ゲル化が生じるまで３７℃で一晩熟成させた。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含むケイ素含有ヒドロキシアパタイト−コラーゲンゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0111】

（実施例９）
（ケイ素イオンを含むケイ素含有ヒドロキシアパタイト−Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ゲル）
結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）粉末（０．０５ｇのケイ素に相当する、０．２１８ｇ）を５０ｍｌの脱イオン水に溶解した（１０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液が得られた）。ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。この溶液を４℃に冷却し、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ−１２７（１０ｇ、２０ｗｔ％）を加えた。その溶液を４℃で一晩撹拌することにより、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ポリマーを溶解した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ケイ素含有ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２（ＯＨ）_ｙ）顆粒（１〜２ｍｍの直径，およそ５．２ｗｔ％のケイ素イオンを含む）と混合することにより、ケイ素含有ヒドロキシアパタイト顆粒およびＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ヒドロゲル溶液からなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成され、この混合物を３７℃に一晩温めることにより、ゲル化を生じさせた。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含むケイ素含有ヒドロキシアパタイト−Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0112】

（実施例１０）
（ケイ素イオンを含むケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣ−グリセロールゲル）
結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）粉末（０．０５ｇのケイ素に相当する、０．２１８ｇ）を５０ｍｌの脱イオン水に溶解した（１０００ｐｐｍのケイ素イオンを含む溶液が得られた）。ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。この溶液に、２．５ｇ（５ｗｔ％）のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ，ナトリウム塩，高粘度）および５ｇのグリセロールを加え、ＣＭＣが溶解するまで５０℃でその混合物を撹拌および加熱した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ケイ素含有ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２（ＯＨ）_ｙ）顆粒（１〜２ｍｍの直径，およそ５．２ｗｔ％のケイ素イオンを含む）と混合し、次いで、室温に冷却してゲル化を起こすことにより、ケイ素含有ヒドロキシアパタイト顆粒およびＣＭＣ−グリセロールヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成された。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含むケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣ−グリセロールゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0113】

（実施例１１）
（様々なケイ素イオン濃度を含む骨移植片ゲル）
さらなる実施例によって、実施例１〜１０のいずれかに記載されたようなゲル溶液を作製するために、一連のケイ素含有溶液を調製した。表１に記載される結晶性ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）粉末の量を用いて、一連の濃度のケイ素含有溶液を作製した。表１中の各量を５０ｍｌの脱イオン水に加えることにより、５、１０、５０、１００、２５０、５００、１０００および２０００ｐｐｍのケイ素イオンという最終濃度を有する溶液を得た。各溶液に対して、ｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。次いで、これらの溶液を用いて、実施例１〜９に記載されたような合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系を作製した。

【0114】

【表1】

【0115】

表１は、５、１０、５０、１００、２５０、５００、１０００および２０００ｐｐｍというケイ素イオン濃度を有するケイ素イオン含有溶液を作製するために５０ｍｌの脱イオン水に加えられたＮａ_２ＳｉＯ_３粉末の量（ｇ）を示している。

【0116】

（実施例１２）
（ケイ素含有ヒドロキシアパタイト由来のケイ素イオンを含むヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲル）
粉末（７５〜２１２μｍの粒径）の形態の、国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されているようなケイ素含有ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２（ＯＨ）_ｙ）を１時間にわたって脱イオン水に浸漬したところ（０．５ｇ／５０ｍｌ）、およそ２０ｐｐｍのケイ素イオンがその水に放出された。その溶液のｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。この溶液に、２．５ｇ（５ｗｔ％）のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ，ナトリウム塩，高粘度）を加え、ＣＭＣが溶解するまで５０℃でその混合物を撹拌および加熱した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２）顆粒（１〜２ｍｍの直径）と混合し、次いで、室温に冷却してゲル化を起こすことにより、ヒドロキシアパタイト顆粒およびＣＭＣヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成された。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含むヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。この方法はまた、実施例２、３、５、６、８および９に記載されたような、コラーゲンおよびＰｌｕｒｏｎｉｃｓ（登録商標）を含む骨移植片系を作製するためにも使用され得る。

【0117】

（実施例１３）
（ケイ素含有ヒドロキシアパタイト由来のケイ素イオンを含むケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲル）
粉末（７５〜２１２μｍの粒径）の形態の、国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００２９５４号明細書に記載されているようなケイ素含有ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２（ＯＨ）_ｙ）を１時間にわたって脱イオン水に浸漬したところ（０．５ｇ／５０ｍｌ）、およそ２０ｐｐｍのケイ素イオンがその水に放出された。その溶液のｐＨを測定し、必要に応じ、１Ｍ ＨＣｌ溶液を加えることによって７〜７．８に調整した。この溶液に、２．５ｇ（５ｗｔ％）のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ，ナトリウム塩，高粘度）を加え、ＣＭＣが溶解するまで５０℃でその混合物を撹拌および加熱した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ケイ素含有ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２（ＯＨ）_ｙ）顆粒（１〜２ｍｍの直径，およそ５．２ｗｔ％のケイ素イオンを含む）と混合し、次いで、室温に冷却してゲル化を起こすことにより、ケイ素含有ヒドロキシアパタイト顆粒およびＣＭＣヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成された。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素イオンを含むケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。この方法はまた、実施例２、３、５、６、８および９に記載されたような、コラーゲンおよびＰｌｕｒｏｎｉｃｓ（登録商標）を含む骨移植片系を作製するためにも使用され得る。

【0118】

（実施例１４）
（ケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲル）
２．５ｇ（５ｗｔ％）のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ，ナトリウム塩，高粘度）を５０ｍｌの脱イオン水に加え、ＣＭＣが溶解するまで５０℃でその混合物を撹拌および加熱した。次いで、５ｍｌのこのヒドロゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ケイ素含有ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２（ＯＨ）_ｙ）顆粒（１〜２ｍｍの直径，およそ５．２ｗｔ％のケイ素イオンを含む）と１５分間混合し、次いで、室温に冷却してゲル化を起こすことにより、ケイ素含有ヒドロキシアパタイト顆粒およびＣＭＣヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成された。ケイ素イオンが、それらの顆粒からヒドロゲルに放出された。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0119】

（実施例１５）
（ケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲル）
２．５ｇ（５ｗｔ％）のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ，ナトリウム塩，高粘度）を５０ｍｌの脱イオン水に加え、ＣＭＣが溶解するまで５０℃でその混合物を撹拌および加熱した。次いで、５ｍｌのこのゲル溶液を１５ｍｌの多孔性（７５％という総多孔度の）ケイ素含有ヒドロキシアパタイト（Ｃａ_９．８５（ＰＯ_４）_４（ＳｉＯ_４）_２（ＯＨ）_ｙ）顆粒（１〜２ｍｍの直径，およそ５．２ｗｔ％のケイ素イオンを含む）と１２時間混合し、次いで、室温に冷却してゲル化を起こすことにより、ケイ素含有ヒドロキシアパタイト顆粒およびＣＭＣヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系が形成された。ケイ素イオンがそれらの顆粒からヒドロゲルに放出され、１２時間という延長された混合時間によって、実施例１４と比べて、顆粒からヒドロゲルに放出されたケイ素イオンの量が増加した。この骨移植片系を、さらに使用するまで、密閉された容器内に保管した。このケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。

【0120】

（実施例１６）
（凍結乾燥／フリーズドライされたケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲル）
実施例７、実施例１０、または実施例１３〜１５のいずれか１つに記載されたような、ケイ素含有ヒドロキシアパタイト顆粒およびＣＭＣヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系を、凍結乾燥／フリーズドライすることにより、ヒドロゲルから水を除去し、それにより、ＣＭＣおよびケイ素イオンがその顆粒に接着することができる。この凍結乾燥／フリーズドライされたケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。次いで、これは、適切な体積の水溶液（例えば、滅菌水、滅菌食塩水溶液または骨髄穿刺液）を用いて再水和され得る。

【0121】

（実施例１７）
（ケイ素イオン含有溶液を用いて再水和される、凍結乾燥／フリーズドライされた合成骨移植片−ＣＭＣゲル）
実施例１、４、７、１０または１２〜１５のいずれか１つに記載されたような、合成骨移植片顆粒およびＣＭＣヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系を、凍結乾燥／フリーズドライすることにより、ヒドロゲルから水を除去し、それにより、ＣＭＣがその顆粒に接着され得る。この凍結乾燥／フリーズドライされたケイ素含有ヒドロキシアパタイト−ＣＭＣゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。次いで、これは、ケイ素イオンを含む適切な体積の水溶液（例えば、滅菌水、滅菌食塩水溶液または骨髄穿刺液）（例えば、実施例１１に記載されたような２００ｐｐｍのケイ素イオン含有溶液）を用いて再水和され得る。

【0122】

（実施例１８）
（凍結乾燥／フリーズドライされたケイ素含有ヒドロキシアパタイト−コラーゲンゲル）
実施例８に記載されたような、あるいは、実施例１３〜１５においてＣＭＣヒドロゲルに対して記載された方法を用いて得られる、ケイ素含有ヒドロキシアパタイト顆粒およびコラーゲンヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系を、凍結乾燥／フリーズドライすることにより、ヒドロゲルから水を除去し、それにより、コラーゲンおよびケイ素イオンが顆粒に接着し得る。この凍結乾燥／フリーズドライされたケイ素含有ヒドロキシアパタイト−コラーゲンゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。次いで、これは、適切な体積の水溶液（例えば、滅菌水、滅菌食塩水溶液または骨髄穿刺液）を用いて再水和され得る。

【0123】

（実施例１９）
（ケイ素イオン含有溶液を用いて再水和される、凍結乾燥／フリーズドライされた合成骨移植片−コラーゲンゲル）
実施例２、５または８のいずれか１つに記載されたような、あるいは、実施例１２〜１５においてＣＭＣヒドロゲルに対して記載された方法を用いて得られる、合成骨移植片顆粒およびコラーゲンヒドロゲルからなる合成骨移植片代用物−有機ポリマー担体系を、凍結乾燥／フリーズドライすることにより、ゲルから水を除去し、それにより、コラーゲンが顆粒に接着し得る。この凍結乾燥／フリーズドライされた合成骨移植片−コラーゲンゲルは、ガンマ線照射などの標準的な産業的方法を用いて滅菌され得る。次いで、これは、ケイ素イオンを含む適切な体積の水溶液（例えば、滅菌水、滅菌食塩水溶液または骨髄穿刺液）（例えば、実施例１１に記載されたような２００ｐｐｍのケイ素イオン含有溶液）を用いて再水和され得る。

【図1】

【図2】