特許 7588136 骨インプラントにおける係留可能なタンパク質の送達のための材料

(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】

(24)【登録日】2024-11-13

(45)【発行日】2024-11-21

(54)【発明の名称】骨インプラントにおける係留可能なタンパク質の送達のための材料

(51)【国際特許分類】

   A61L 27/10 20060101AFI20241114BHJP

   A61L 27/12 20060101ALI20241114BHJP

   A61L 27/18 20060101ALI20241114BHJP

   A61L 27/54 20060101ALI20241114BHJP

   A61L 27/56 20060101ALI20241114BHJP

   A61P 19/08 20060101ALI20241114BHJP

   A61P 19/00 20060101ALI20241114BHJP

   A61P 17/00 20060101ALI20241114BHJP

   A61P 19/10 20060101ALI20241114BHJP

   A61K 38/18 20060101ALI20241114BHJP

   C07K 14/51 20060101ALN20241114BHJP

   C07K 14/475 20060101ALN20241114BHJP

【ＦＩ】

A61L27/10

A61L27/12

A61L27/18

A61L27/54

A61L27/56

A61P19/08

A61P19/00

A61P17/00

A61P19/10

A61K38/18

C07K14/51 ZNA

C07K14/475

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022508582

(86)(22)【出願日】2020-08-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-26

(86)【国際出願番号】 US2020047042

(87)【国際公開番号】W WO2021034958

(87)【国際公開日】2021-02-25

【審査請求日】2023-08-18

(31)【優先権主張番号】62/889,296

(32)【優先日】2019-08-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】520351185

【氏名又は名称】セラダプティブ インク

(74)【復代理人】

【識別番号】110003797

【氏名又は名称】弁理士法人清原国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100082072

【弁理士】

【氏名又は名称】清原 義博

(72)【発明者】

【氏名】アルバレス，ルイス

(72)【発明者】

【氏名】ヘイル，トッド

【審査官】田澤 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００３７３８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１１７３７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００５－５１２６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５２８７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５０３８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５０５３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４２３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／２０３０３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／２９６３４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｌ ２７／００－２７／６０

Ａ６１Ｐ １／００－４３／００

Ａ６１Ｋ ３８／００－３８／５８

Ｃ０７Ｋ １４／４７５，１４／５１

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＥＭＢＡＳＥ／ＢＩＯＳＩＳ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元構造、治療剤、および標的化部分を含むデバイスであって、
ここで前記標的化部分は、キメラポリペプチド中の前記治療剤に接続したポリペプチドであり、前記三次元構造に非共有結合し、
前記三次元構造は、セラミックと、任意選択でポリマーとを含み、
前記セラミックは前記三次元構造中に５０重量％から１００重量％で存在し、
前記ポリマーは前記三次元構造中に０重量％から５０重量％で存在する、
デバイス。

【請求項2】

前記セラミックは前記三次元構造中に５０重量％から７０重量％で存在し、前記ポリマーは前記三次元構造中に５重量％から３０重量％で存在する、請求項１に記載のデバイス。

【請求項3】

前記セラミックは、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨、シリケート、またはバナデート、あるいはそれらの組み合わせを含む、請求項１または請求項２に記載のデバイス。

【請求項4】

前記セラミックはβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項5】

前記ポリマーを含み、ここで、前記ポリマーはポリカプロラクトンを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項6】

１００重量％のセラミックを含む、請求項１に記載のデバイス。

【請求項7】

前記ポリマーを含み、ここで前記セラミックは、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含み、前記ポリマーはポリカプロラクトンを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項8】

前記三次元構造は、１ｇ／ｃｍ^３から３ｇ／ｃｍ^３の密度を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項9】

前記三次元構造は、１５％から４５％の開放気孔率を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項10】

前記三次元構造は、３２５μｍと４７５μｍの直径を有する繊維を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項11】

前記治療剤は、哺乳動物成長因子またはその機能的部分を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項12】

前記治療剤は骨形成タンパク質（ＢＭＰ）を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項13】

骨欠損、軟骨欠損、軟組織欠損、腱欠損、筋膜欠損、靭帯欠損、器官欠損、骨腱組織欠損、皮膚欠損、骨軟骨欠損、骨粗鬆症、無血管性壊死、または先天性骨格奇形、あるいはそれらの組み合わせを含む疾病を処置するための方法における使用のための、請求項１から１２のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項14】

前記方法は、脊椎固定術、骨修復、歯科修復、頭蓋顎顔面修復、足関節固定、椎骨形成術、骨形成術、舟状骨骨折修復、腱骨修復、肋骨再建、軟骨下骨修復、または軟骨修復を含む、請求項１３に記載のデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年８月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／８８９，２９６号の利益を主張するものであり、これは参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

政府の権利
本発明は、米国陸軍医療物資司令部により与えられたＷ８１ＸＷＨ－１８－Ｃ－０１８２の下で政府支援を受けて行われた。政府は本発明において一定の権利を有している。

【0003】

配列表
本出願は配列表を含んでおり、この配列表はＥＦＳ－Ｗｅｂを介してＡＳＣＩＩフォーマットで提出され、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。２０２０年８月１３日に作成されたＡＳＣＩＩコピーは、５０２２２－７０３．６０１＿ＳＥＱ．ｔｘｔと名付けられ、２３５ＫＢの大きさである。

【背景技術】

【0004】

三次元（３Ｄ）印刷は、デジタルファイルから三次元の固体物体を作成する製造プロセスである。３Ｄ印刷のアディティブ法では、最大マイクロメートル精度で、所望の物体が作成されるまで材料の連続する層を配置することによって物体が作成される。コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアと組みあわせることで、３Ｄ印刷は、従来の製造法と比較して、容易にカスタマイズすることができる複雑な機能的形状の生成を可能にする。

【0005】

組織再生を促進するために足場および／または他の形態の移植片材料を外科的に移植することは、インプラントが天然組織の機械的特性と一致し得る場合に有用な技術である。組織を模倣し、組織の再成長を可能にする材料を含む様々な材料が、移植のための多孔性３Ｄ印刷構造の製造におけるインクとして使用され得る。効果的な生物活性および機械的特性を備えたインクは、天然組織の再生に必要であり、３Ｄ印刷で使用する場合はカスタマイズして、大きな組織欠損の修復に採用することができる。

【発明の概要】

【0006】

多孔性骨足場インプラントの３Ｄ印刷のための生物活性のセラミック材料を組み込んだ、様々なインク製剤が開発されている。これらのインクは、デュアル非対称的な遠心混合プロセスを用いて、セラミック粒子を液体インク成分に分散させることによって製剤化される。その後、これらのインクで印刷された足場は、骨成長を促進する係留された（ｔｅｔｈｅｒｅｄ）タンパク質でコーティングされる。３Ｄ印刷された材料に細胞を播種して、外科的骨置換および移植に使用することができる。開発されたインクの１つ目は、強固なリン酸カルシウムセラミック材料の３Ｄ印刷を可能にし、２つ目は、柔軟性があり取り扱いが容易なリン酸カルシウムポリマー複合材料の３Ｄ印刷を可能にし、そして３つ目は、多孔性で柔軟性がある印刷物を生成する、リン酸三カルシウム粉末、非水溶性ポリマー、および水溶性ポリマーのブレンドを含むものの３Ｄ印刷を可能にする。インク製剤は、Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｎｋ Ｗｒｉｔｉｎｇ（ロボキャスティング（ｒｏｂｏｃａｓｔｉｎｇ）としても知られている）および溶融押出などの押し出しに基づく技術による３Ｄ印刷を可能にする、ずり流動化挙動を有する。

【0007】

両方の技術はアディティブマニュファクチャリングの方法であり、この方法では、ノズルがビルドプラットフォームを横切って移動する間に、ペースト（「インク」と呼ばれる）のフィラメントが小さなノズルから（例えば、シリンジから）押し出される。印刷される物体の３Ｄコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルは、ノズル直径と同様の厚さの層に分割される。物体は、第１の層を充填するのに必要な形状でインクのフィラメントを押し出すことにより生成される。その後、ビルドプラットフォームは下へ移動するか、または、ノズルは（例えば、ノズル直径の幅だけ）移動し、次の層は、後の層によって必要とされるパターンで堆積する。３Ｄ物体の製作が完了するまで、このプロセスは繰り返される。

【0008】

ロボキャスティングでは、ノズルの位置を制御して各層の形状を描くため、インク（典型的にはセラミックスラリー）は、液体のような状態でノズルから出るが、インクのずり流動化のレオロジー特性により、直ちにその形状を維持する。所望の物体は、このように層ごとに構築され、幾何学的に複雑なセラミック成形体が生成され得る。

【0009】

溶融押出中に、インク材料は、ノズルを介して押出し可能になるように、３Ｄプリンター内でポリマー溶融温度を超えて加熱される。ポリマーが印刷ノズルを出た後、ポリマーは急速に冷却および硬化し、これにより、後の層が適用されて三次元の物体を製作することができる。

【0010】

本開示の態様は、印刷された三次元構造に非共有結合した治療剤を含むデバイスである。印刷された三次元構造は、約５０重量％～約１００重量％のセラミックと、約０重量％～約５０重量％のポリマーとを含む。

【0011】

いくつかの実施形態では、三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度、約１５％と約４５％の間の開放気孔率、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積の１つ以上を含み、三次元構造は約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有する。

【0012】

様々な実施形態では、セラミックは、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨、シリケート（ｓｉｌｉｃａｔｅ）、またはバナデート（ｖａｎａｄａｔｅ）、またはそれらの組み合わせを含む。

【0013】

実施形態では、セラミックはβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む。

【0014】

いくつかの実施形態では、ポリマーはポリカプロラクトンを含む。

【0015】

様々な実施形態では、デバイスは、約１００重量％のセラミックを含む。デバイスにおいて、セラミックはβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む。

【0016】

実施形態では、デバイスは、約７０重量％～約８０重量％のセラミックと、約２０重量％～約３０重量％のポリマーとを含む。デバイスにおいて、セラミックはβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含み得、ポリマーはポリカプロラクトンを含む。

【0017】

印刷された三次元構造は、約３０重量％～約７０重量％のセラミックと、約５重量％～約３０重量％のポリマーと、任意選択で消泡剤および／または分散剤とを含むインクから形成され得る。

【0018】

いくつかの実施形態では、治療剤は、哺乳動物成長因子またはその機能的部分を含む。

【0019】

様々な実施形態では、治療剤は、表４から選択される１つ以上のポリペプチド、またはその機能的部分を含む。

【0020】

実施形態では、治療剤は骨形成タンパク質（ＢＭＰ）を含む。

【0021】

治療剤は標的化部分を含み得、標的化部分は印刷された三次元構造に非共有結合される。デバイスにおいて、標的化部分は、約１ｐＭ～約１００μｍの親和性で、印刷された三次元構造に結合され得る。標的化部分は、表５－６の配列のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一のポリペプチドを含む。デバイスにおいて、表５－６の配列から選択される標的化部分は、約２、３、４、５、６、７、８、９、または１０の配列を含み得る。

【0022】

様々な実施形態では、治療剤は、配列番号７９４－８０２のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含むキメラポリペプチドである。

【0023】

本開示の別の態様は、必要とする対象の疾病を治療する方法である。上記方法は、任意の本明細書で開示されるデバイスを対象に投与することを含む。

【0024】

いくつかの実施形態では、疾病は、骨欠損、軟骨欠損、軟組織欠損、腱欠損、筋膜欠損、靭帯欠損、器官欠損、骨腱組織（ｏｓｔｅｏｔｅｎｄｉｎｏｕｓ ｔｉｓｓｕｅ）欠損、皮膚欠損、骨軟骨欠損、骨粗鬆症、無血管性壊死、あるいは先天性骨格奇形、またはそれらの組み合わせを含む。

【0025】

実施形態では、方法は脊椎固定術を含む。方法では、脊椎固定術は、後側方固定術（ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ ｌｕｍｂａｒ ｆｕｓｉｏｎ）（ＰＬＦ）および／または椎体間固定術を含み得る。

【0026】

様々な実施形態では、方法は、骨修復、歯科修復、頭蓋顎顔面修復、足関節固定、椎骨形成術、骨形成術、舟状骨骨折修復、腱骨（ｔｅｎｄｅｎｏ－ｏｓｓｅｏｕｓ）修復、肋骨再建、軟骨下骨修復、軟骨修復、あるいは三次元構造またはデバイスの外科的移植、あるいはそれらの組み合わせを含む。

【0027】

しかし、別の態様は、三次元構造を製造するための方法である。上記方法は、セラミック、ポリマー、ならびに任意選択で消泡剤および／または分散剤を含む溶液を提供する工程と、インク製剤を得るために上記溶液を混合する工程と、三次元形態でインク製剤を堆積させる工程とを含む。上記方法は、（ｉ）約３０重量％～約７０重量％のセラミックと、約５重量％～約６０重量％のポリマーとを含むインク製剤、および／または（ｉｉ）約５０重量％～約１００重量％のセラミックと約０重量％～約５０重量％のポリマーとを含む三次元構造を含む。

【0028】

いくつかの実施形態では、インク製剤および／または三次元構造のセラミックは、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨、シリケート、またはバナデート、あるいはそれらの組み合わせを含む。

【0029】

実施形態では、インク製剤および／または三次元構造のセラミックは、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む。

【0030】

様々な実施形態では、インク製剤のポリマーは、ポリカプロラクトンを含む第１のポリマーと、ポリエチレングリコールを含む第２のポリマーとを含む。方法では、インク製剤は、約１０重量％～約３０重量％のポリカプロラクトンと、約１０重量％～約３０重量％のポリエチレングリコールとを含み得る。

【0031】

三次元構造は、約１００重量％のセラミックを含み得る。

【0032】

いくつかの実施形態では、三次元構造は、約１００重量％のβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む。

【0033】

様々な実施形態では、三次元構造は、約７０重量％～約８０重量％のセラミックと、約２０重量％～約３０重量％のポリマーとを含む。

【0034】

三次元構造は、約７０重量％～約８０重量％のβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）と、約２０重量％～約３０重量％のポリカプロラクトンとを含み得る。

【0035】

実施形態では、方法は、三次元構造を治療剤と組み合わせる工程をさらに含む。方法では、治療剤は、哺乳動物成長因子あるいはその機能的部分、および／または表４から選択される１つ以上ポリペプチドあるいはその機能的部分を含む。治療剤は、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）を含み得る。

【0036】

いくつかの実施形態では、治療剤は、三次元構造に非共有結合する標的化部分を含む。方法では、標的化部分は、約１ｐＭ～約１００μｍの親和性で、印刷された三次元構造に結合し得る。

【0037】

標的化部分は、表５－６の配列のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一のポリペプチドを含む。

【0038】

様々な実施形態では、標的化部分は、表５－６の配列から選択される約２、３、４、５、６、７、８、９、または１０の配列を含む。

【0039】

実施形態では、治療剤は、配列番号７９４－８０２のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含むキメラポリペプチドである。

【0040】

一態様では、本開示は、必要とする対象の疾病を治療するための方法を提供する。上記方法は、任意の本明細書に開示された三次元構造を対象に投与する工程を含む。

【0041】

いくつかの実施形態では、疾病は、骨欠損、軟骨欠損、軟組織欠損、腱欠損、筋膜欠損、靭帯欠損、器官欠損、骨腱組織（ｏｓｔｅｏｔｅｎｄｉｎｏｕｓ ｔｉｓｓｕｅ）欠損、皮膚欠損、骨軟骨欠損、骨粗鬆症、無血管性壊死、または先天性骨格奇形、あるいはそれらの組み合わせを含む。

【0042】

上記方法は、脊椎固定術を含み得る。様々な実施形態では、脊椎固定術は、後側方固定術（ＰＬＦ）および／または椎体間固定術を含む。

【0043】

実施形態では、方法は、骨修復、歯科修復、頭蓋顎顔面修復、足関節固定、椎骨形成術、骨形成術、舟状骨骨折修復、腱骨修復、肋骨再建、軟骨下骨修復、軟骨修復、あるいは三次元構造またはデバイスの外科的移植、あるいはそれらの組み合わせを含む。

【0044】

他の態様では、本開示は、三次元印刷のためのインク製剤を提供し、上記インク製剤は、約３０重量％～約７０重量％のセラミックと、約５重量％～約３０重量％のポリマーとを含む。

【0045】

いくつかの実施形態では、セラミックは、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨、シリケート、あるいはバナデート、またはそれらの組み合わせを含む。

【0046】

実施形態では、セラミックは、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む。

【0047】

上記製剤は、約５０重量％～約７０重量％のセラミック、約１０重量％～約３０重量％の第１のポリマー、および約１０重量％～約３０重量％の第２のポリマー、または、約５０重量％～約７０重量％のβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）、ポリカプロラクトンを含む約１０重量％～約３０重量％の第１のポリマー、およびポリエチレングリコールを含む約１０重量％～約３０重量％の第２のポリマーを含む。

【0048】

様々な実施形態では、上記製剤は、約５０重量％～約７０重量％のセラミックと、約５重量％～約１５重量％のポリマーと、任意選択で消泡剤および／または分散剤とを含むか、あるいは、約５０重量％～約７０重量％のリン酸三カルシウムと、約５重量％～約１５重量％のポロキサマーと、任意選択で消泡剤および／または分散剤とを含む。上記製剤は、約０．１重量％～約１重量％の消泡剤を含む場合があり、ここで、上記消泡剤は、アルコール、および／または約０．１重量％～約１重量％の分散剤を含み、ここで、上記分散剤は任意選択でアンモニウムポリアクリレートを含む。

【0049】

上記製剤は、約４０重量％～約６０重量％のセラミック、約５重量％～約１５重量％のポリマー、および約３０重量％～４０重量％の溶媒、または、約４０重量％～約６０重量％のβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）、約５重量％～約１５重量％のポリカプロラクトン、および約３０重量％～約４０重量％の溶媒を含み得る。実施形態では、溶媒は、ジクロロメタン、２－ブトキシエタノール、ジブチルフタレート、またはクロロホルム、あるいはそれらの組み合わせを含む。

【0050】

さらなる態様では、本開示は、三次元構造を調製するための方法を提供する。上記方法は、三次元印刷法においてインクとして任意の本明細書で開示される製剤（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を使用する工程を含む。

【0051】

本開示の態様は、任意の本明細書で開示される形成を使用して調製された三次元構造である。

【0052】

様々な実施形態では、三次元構造は、約５０重量％～約１００重量％のセラミックを含む。

【0053】

いくつかの実施形態では、三次元構造は、約５０重量％～約１００重量％のリン酸三カルシウムを含む。

【0054】

実施形態では、三次元構造は、約５０重量％～約９０重量％のリン酸三カルシウムと、約１０％～約５０％のポリマーとを含む。ポリマーはポリカプロラクトンを含み得る。

【0055】

三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度、約１５％と約４５％の間の開放気孔率、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積の１つ以上を含み得、三次元構造は約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有する。

【0056】

本開示の別の態様は、約５０重量％～約１００重量％のセラミックと、約０％～約５０％のポリマーとを含む三次元構造である。

【0057】

いくつかの実施形態では、セラミックは、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨、シリケート、またはバナデート、あるいはそれらの組み合わせを含む。

【0058】

実施形態では、セラミックは、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む。

【0059】

いくつかの実施形態では、三次元構造は、約５０重量％～約１００重量％のセラミックを含む。

【0060】

様々な実施形態では、三次元構造は、約１００重量％のセラミックを含む。

【0061】

さらなる実施形態では、三次元構造は、約１００重量％のリン酸三カルシウムを含む。

【0062】

三次元構造は、約５０重量％～約９０重量％のセラミックと約１０％～約５０％のポリマー、または、約５０重量％～約９０重量％のリン酸三カルシウムと約１０％～約５０％のポリマーを含み得る。実施形態では、ポリマーはポリカプロラクトンを含む。

【0063】

実施形態では、三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度、約１５％と約４５％の間の開放気孔率、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積の１つ以上を含み、三次元構造は約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有する。

【0064】

三次元構造は、三次元印刷方法によって調製され得る。

【0065】

本開示のさらなる態様は、必要とする対象に治療剤を送達するための方法である。上記方法は、対象の器官または組織に、治療剤および任意の本明細書で開示される三次元構造を含むデバイスを送達する工程を含む。

【0066】

一態様では、本開示は、治療剤および任意の本明細書で開示される三次元構造を含むデバイスを提供する。

【0067】

様々な実施形態では、治療剤は、哺乳動物成長因子またはその機能的部分を含む。

【0068】

実施形態では、治療剤は、表４から選択される１つ以上のポリペプチド、またはその機能的部分を含む。

【0069】

いくつかの実施形態では、治療剤は骨形成タンパク質（ＢＭＰ）を含む。

【0070】

デバイスは標的化部分を含み得る。実施形態では、標的化部分は、表５－６の配列のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の１つ以上配列を含むポリペプチドを含む。標的化部分は、表５－６の配列から選択される約２、３、４、５、６、７、８、９、または１０の配列を含み得る。いくつかの実施形態では、標的化部分は、三次元構造に非共有結合する。

【0071】

様々な実施形態では、標的化部分は、キメラポリペプチド中の治療剤に接続される。

【0072】

いくつかの実施形態では、キメラポリペプチドは、配列番号７９４－８０２のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。

【0073】

他の態様では、本開示は、任意の本明細書で開示されるデバイスを調製する方法を提供する。上記方法は、治療剤を三次元構造と組み合わせる工程を含み、ここで、上記治療剤は上記三次元構造に非共有結合する。

【0074】

さらに別の態様では、本開示は、必要とする対象の疾病を処置するための方法を提供する。上記方法は、任意の本明細書で開示される三次元構造または任意の本明細書で開示されるデバイスを対象に投与する工程を含む。

【0075】

様々な実施形態では、疾病は、骨欠損、軟骨欠損、軟組織欠損、腱欠損、筋膜欠損、靭帯欠損、器官欠損、骨腱組織欠損、皮膚欠損、骨軟骨欠損、骨粗鬆症、無血管性壊死、あるいは先天性骨格奇形、またはそれらの組み合わせを含む。上記方法は、脊椎固定術、例えば、後側方固定術（ＰＬＦ）および／または椎体間固定術を含む脊椎固定術を含み得る。

【0076】

いくつかの実施形態では、方法は、骨修復、歯科修復、頭蓋顎顔面修復、足関節固定、椎骨形成術、骨形成術、舟状骨骨折修復、腱骨修復、肋骨再建、軟骨下骨修復、軟骨修復、あるいは三次元構造またはデバイスの外科的移植、あるいはそれらの組み合わせを含む。

【0077】

本明細書で開示される態様または実施形態では、三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度を有し得る。

【0078】

本明細書で開示される態様または実施形態では、三次元構造は、約１５％と約４５％の間の開放気孔率を有し得る。

【0079】

本明細書で開示される態様または実施形態では、三次元構造は、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積を有し得る。

【0080】

本明細書で開示される態様または実施形態では、三次元構造は、約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有し得る。

【0081】

本明細書で開示される態様または実施形態では、三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度、約１５％と約４５％の間の開放気孔率、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積を有し得、三次元構造は、約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有する。

【0082】

実施形態では、三次元構造は、約２．４４ｇ／ｃｍ^３の密度、約１９．６％の開放気孔率、および約３８４μｍの繊維径を有する。

【0083】

別の実施形態では、三次元構造は、約１．３２ｇ／ｃｍ^３の密度、約３８％の開放気孔率、および約３９４μｍの繊維径を有する。

【0084】

さらに別の実施形態では、三次元構造は、約１．４９ｇ／ｃｍ^３の密度、約３１％の開放気孔率、０．８１ｍ^２／ｇの比表面積、および４２０μｍの繊維径を有する。

【0085】

本明細書に記載される材料および方法の利点は、３Ｄ印刷されたカスタマイズ可能なインプラント、および、より普遍的な一片、塊、または円柱状の物体を提供することを含む。インプラントが３Ｄ印刷される場合、インプラントの幾可学的形状の正確な制御が可能になる。したがって、これらのインクで印刷されたインプラントは、長骨修復、脊椎固定術、顎顔面構造などを含む様々な治療に適している。骨組織の再生を増強するために、埋込み型のデバイスのセラミック含有物に、係留可能な成長因子がロードされ得る。インクの様々な製剤は、異なる多孔率および柔軟性を含む、異なる特性を備えた埋込み型デバイスを結果としてもたらす材料を生成する。

【0086】

本開示の１つ以上の実施形態の詳細は、添付図面および以下の説明に記載されている。本開示の他の特徴、目的、および利点は、明細書、図面、および請求項から明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0087】

【図1A】リン酸カルシウムのセラミックインクを使用して、３Ｄ印刷された物体を製作するプロセスの概要である。

【図1B】図１Ａで使用されるリン酸カルシウムのセラミックインクを作成するための工程を例証するフローチャートである。

【図2A】リン酸カルシウムのポリマーインクを使用して、３Ｄ印刷された物体を製作するプロセスの概要である。

【図2B】図２Ａで使用されるリン酸カルシウムのポリマーインクを作成するための工程を例証するフローチャートである。

【図2C】図２Ａで概説されるようにリン酸カルシウムのポリマーインクで作られた、例示的な３Ｄ印刷された物体の顕微鏡写真である。

【図3A】複合インクを使用して、３Ｄ印刷された物体を製作するプロセスの概要である。

【図3B】図３Ａで使用される複合インクを作製するための工程を例証するフローチャートである。

【図3C】図２Ａで概説されるように、複合インクで作られた、３Ｄ印刷された例示的な顕微鏡写真である。

【図4A】本明細書に記載されるように、複合インク（３２０）で作られた、例示的な３Ｄ印刷された物体の写真である。

【図4B】水和の前の、図４Ａの３Ｄ印刷された物体の写真である。

【図4C】動脈血で水和された図４Ａの３Ｄ印刷された物体の写真である。

【図4D】移植の準備ができている図４Ｃの３Ｄ印刷された物体の写真である。

【0088】

様々な図面中の同様の参照記号は同様の要素を示す。

【発明を実施するための形態】

【0089】

多孔性骨足場インプラントの３Ｄ印刷のために、様々なリン酸カルシウムのセラミックインク製剤が開発されてきた。インク製剤は、押し出しに基づく技術によって３Ｄ印刷を可能にする、ずり流動化挙動を有する。これらのインクは、デュアル非対称的な遠心混合プロセスを用いて、セラミック粒子を液体インク成分に分散させることによって製剤化される。そのようなインクの１つ目は、強固なリン酸カルシウムセラミック材料を３Ｄ印刷し、２つ目は、柔軟性があり取り扱いが容易なリン酸カルシウムポリマー複合材料を３Ｄ印刷し、そして３つ目は、β－ＴＣＰ粉末、水溶性ポリマー、および多孔性で柔軟性がある水溶性ポリマーのブレンドを含む、溶融押出を介した３Ｄ印刷構造である。

【0090】

本明細書に記載される３Ｄ印刷された構造は、骨成長を促進する製作中に係留可能なタンパク質（例えば、ｔＢＭＰ２）でコーティングされる。いくつかの例では、細胞が３Ｄ印刷された構造の気孔を占めるように、製作後に細胞が３Ｄ印刷された構造に播種され得る。調製されると、３Ｄ印刷された構造は、外科的骨置換および移植のために患者に外科的に移植され得る。

【0091】

インク製剤
一態様では、３Ｄ印刷された構造を製作するための製剤が本明細書で提供される。非限定的な例として、上記製剤には、セラミック材料、例えば、リン酸カルシウム（例えば、リン酸三カルシウム、β－リン酸三カルシウム、αリン酸三カルシウム）、ハイドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨（例えば、脱灰骨）、ガラス（バイオガラス）、例えば、シリケート、バナデート、および関連するセラミックミネラル、またはキレート化された二価金属イオン、あるいはそれらの組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態では、セラミック材料は、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む。いくつかの実施形態では、上記製剤は、製剤の約３０～７０、３０～６５、３０～６０、３０～５５、３０～５０、３０～４５、３０～４０、３０～３５、３５～７０、３５～６５、３５～６０、３５～５５、３５～５０、３５～４５、３５～４０、４０～７０、４０～６５、４０～６０、４０～５５、４０～５０、４０～４５、４５～７０、４５～６５、４５～６０、４５～５５、４５～５０、５０～７０、５０～６５、５０～５５、５５～７０、５５～６５、５５～６０、６０～７０、６０～６５、または６５～７０重量パーセントのセラミックである。例えば、上記製剤は、約３０重量％、３１重量％、３２重量％、３３重量％、３４重量％、３５重量％、３６重量％、３７重量％、３８重量％、３９重量％、４０重量％、４１重量％、４２重量％、４３重量％、４４重量％、４５重量％、４６重量％、４７重量％、４８重量％、４９重量％、５０重量％、５１重量％、５２重量％、５３重量％、５４重量％、５５重量％、５６重量％、５７重量％、５８重量％、５９重量％、６０重量％、６１重量％、６２重量％、６３重量％、６４重量％、６５重量％、６６重量％、６７重量％、６８重量％、６９重量％、または７０重量％である。いくつかの実施形態では、セラミックはβ－ＴＣＰである。いくつかの実施形態では、β－ＴＣＰは粉末として製剤に導入される。いくつかの実施形態では、製剤は１つ以上の追加の成分を含む。追加の成分の非限定的な例としては、水、ポリマー、消泡剤、分散剤、溶媒、および可塑剤が挙げられる。

【0092】

いくつかの実施形態では、製剤は、１つ以上のポリマー、例えば、約１、２、３、４、または５つのポリマーを含む。ポリマーの非限定的な例としては、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、およびポリエステルが挙げられる。いくつかの実施形態では、製剤は、約５～３０重量パーセントのポリマーである。いくつかの実施形態では、製剤は、約５～３０、５～２５、５～２０、５～１５、５～１０、１０～３０、１０～２５、１０～２０、１０～１５、１５～３０、１５～２５、１５～２０、２０～３０、２０～２５、または２５～３０重量パーセントの第１のポリマー、および、約５～３０重量パーセントの第２のポリマーである。一例では、ポリマーはポロキサマーを含む。ポロキサマーは、ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）およびポリ（プロピレンオキシド）（ＰＰＯ）のブロックコポリマーである。ポロキサマーの非限定的な例は、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７などのポロキサマー４０７である。場合によっては、製剤は、約５～２０、５～１５、５～１０、１０～２０、１０～１５、または１５～２０重量パーセントのポロキサマー（４０７）を含む。別の例として、ポリマーはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含む。場合によっては、製剤は、約１０～３０、１０～２５、１０～２０、１０～１５、１５～３０、１５～２５、１５～２０、２０～３０、２０～２５、または２５～３０重量パーセントのＰＥＧを含む。場合によっては、製剤は、１，５００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するＰＥＧを含む。別の例として、ポリマーはポリエステルを含む。いくつかの実施形態では、ポリエステルは、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）などの生分解性ポリエステルである。場合によっては、製剤は、約１０～３０、１０～２５、１０～２０、１０～１５、１５～３０、１５～２５、１５～２０、２０～３０、２０～２５、または２５～３０重量パーセントのＰＣＬを含む。場合によっては、製剤は、５０，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するＰＣＬを含む。

【0093】

いくつかの実施形態では、製剤は、１つ以上の消泡剤、例えば、約１、２、または３つの消泡剤を含む。消泡剤の非限定的な例としては、１－オカタノール（ｏｃａｔａｎｏｌ）、２－ブトキシエタノール、オレイン酸、スルホン化油、有機ホスフェート（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、およびジメチルポリシロキサンが挙げられる。いくつかの実施形態では、消泡剤は、１－オクタノールなどのオクタノールを含む。場合によっては、製剤は、約０．２５～０．７５、０．２５～０．７０、０．２５～０．６５、０．２５～０．６０、０．２５～０．５５、０．２５～０．５０、０．２５～０．４５、０．２５～０．４０、０．２５～０．３５、０．２５～０．３０、０．３０～０．７５、０．３０～０．７０、０．３０～０．６５、０．３０～０．６０、０．３０～０．５５、０．３０～０．５０、０．３０～０．４５、０．３０～０．４０、０．３０～０．３５、０．３５～０．７５、０．３５～０．７０、０．３５～０．６５、０．３５～０．６０、０．３５～０．５５、０．３５～０．５０、０．３５～０．４５、０．３５～０．４０、０．４０～０．７５、０．４０～０．７０、０．４０～０．６５、０．４０～０．６０、０．４０～０．５５、０．４０～．５０、０．４０～０．４５、０．４５～０．７５、０．４５～０．７０、０．４５～０．６５、０．４５～０．６０、０．４５～０．５５、０．４５～０．５０、０．５０～０．７５、０．５０～０．７０、０．５０～０．６５、０．５０～０．６０、０．５０～０．５５、０．５５～０．７５、０．５５～０．７０、０．５５～０．６５、０．５５～０．６０、０．６０～０．７５、０．６０～０．７０、０．６０～０．６５、０．６５～０．７５、または０．６５～０．７０重量パーセントの１－オクタノールを含む。いくつかの実施形態では、消泡剤は２－ブトキシエタノールを含む。場合によっては、製剤は、約２．５～１２．５、２．５～１０、２．５～７．５、２．５～５、５～１２．５、５～１０、５～７．５、７．５～１２．５、７．５～１０、または１０～１２．５重量パーセントの２－ブトキシエタノールを含む。

【0094】

いくつかの実施形態では、製剤は、１つ以上の分散剤、例えば、約１、２、または３つの分散剤を含む。分散剤の非限定的な例としては、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） ８２１－Ａ、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） Ｃ－Ｎ、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） ８１１、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） ８１１Ｄ、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） ７Ｎ、およびＤａｒｖａｎ（登録商標） ７－ＮＳが挙げられる。場合によっては、製剤は、約０．１～０．３、０．１～０．２５、０．１～０．２、０．１～０．１５、０．１５～０．３、０．１５～０．２５、０．１５～０．２、０．２～０．３、０．２～０．２５、または０．２５～０．３重量パーセントの分散剤を含む。いくつかの実施形態では、分散剤はＤａｒｖａｎ（登録商標） ８２１－Ａを含む。

【0095】

いくつかの実施形態では、製剤は、１つ以上の溶媒、例えば、約１、２、または３つの溶媒を含む。場合によっては、製剤は、約２５～３５、２５～３３、２５～３１、２５～２９、２５～２７、２７～３３、２７～３１、２７～２９、２９～３５、２９～３３、２９～３１、３１～３５、または３３～３５重量パーセントの溶媒を含む。例示的な溶媒としては、有機塩素（ｏｒｇａｎｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）、例えば、ジクロロメタン（ＤＣＭ）およびクロロホルムが挙げられ、溶媒は２－ブトキシエタノールであり得る。場合によっては、溶媒の組み合わせはジブチルフタレートを含み得る。

【0096】

いくつかの実施形態では、製剤は、１つ以上の可塑剤、例えば、約１、２、または３つの可塑剤を含む。場合によっては、製剤は、約２～６、２～５、２～４、２～３、３～６、３～５、３～４、４～６、または５～６重量パーセントの可塑剤を含む。いくつかの実施形態では、可塑剤はフタレートを含む。フタレートの非限定的な例としては、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ベンジルブチルジフタレート（ＢＢＰ）、およびジエチルヘキシル－フタレート（ＤＥＨＰ）が挙げられる。

【0097】

いくつかの実施形態では、製剤はβ－ＴＣＰおよびポリマーを含む。ポリマーは、ＰＥＯ、ＰＰＯ、ＰＥＧ、またはポリエステル、あるいはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、その製剤は、約３０～７０、３０～６５、３０～６０、３０～５５、３０～５０、３０～４５、３０～４０、３０～３５、３５～７０、３５～６５、３５～６０、３５～５５、３５～５０、３５～４５、３５～４０、４０～７０、４０～６５、４０～６０、４０～５５、４０～５０、４０～４５、４５～７０、４５～６５、４５～６０、４５～５５、４５～５０、５０～７０、５０～６５、５０～６０、５０～５５、５５～７０、５５～６５、５５～６０、６０～７０、６０～６５、または６５～７０重量パーセントのβ－ＴＣＰ、例えば、約３０重量％、３１重量％、３２重量％、３３重量％、３４重量％、３５重量％、３６重量％、３７重量％、３８重量％、３９重量％、４０重量％、４１重量％、４２重量％、４３重量％、４４重量％、４５重量％、４６重量％、４７重量％、４８重量％、４９重量％、５０重量％、５１重量％、５２重量％、５３重量％ ５４重量％ ５５重量％、５６重量％、５７重量％、５８重量％、５９重量％、６０重量％、６１重量％、６２重量％、６３重量％、６４重量％、６５重量％、６６重量％、６７重量％、６８重量％、６９重量％、または７０重量％のβ－ＴＣＰである。場合によっては、製剤は、約５～２０、５～１５、５～１０、１０～２０、１０～１５、または１５～２０重量パーセントのポロキサマー４０７を含む。場合によっては、製剤は、約１０～３０、１０～２５、１０～２０、１０～１５、１５～３０、１５～２５、１５～２０、２０～３０、２０～２５、または２５～３０重量パーセントのＰＥＧを含む。場合によっては、製剤は、約１０～３０、１０～２５、１０～２０、１０～１５、１５～３０、１５～２５、１５～２０、２０～３０、２０～２５、または２５～３０重量パーセントのＰＣＬを含む。いくつかの実施形態では、製剤は消泡剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は分散剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は溶媒をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は可塑剤をさらに含む。

【0098】

いくつかの実施形態では、製剤はβ－ＴＣＰと消泡剤とを含む。消泡剤は、１－オクタノールおよび／または２－ブトキシエタノールを含み得る。いくつかの実施形態では、製剤は、約３０～７０、３０～６５、３０～６０、３０～５５、３０～５０、３０～４５、３０～４０、３０～３５、３５～７０、３５～６５、３５～６０、３５～５５、３５～５０、３５～４５、３５～４０、４０～７０、４０～６５、４０～６０、４０～５５、４０～５０、４０～４５、４５～７０、４５～６５、４５～６０、４５～５５、４５～５０、５０～７０、５０～６５、５０～６０、５０～５５、５５～７０、５５～６５、５５～６０、６０～７０、６０～６５、または６５～７０重量パーセントのβ－ＴＣＰ、例えば、約３０重量％、３１重量％、３２重量％、３３重量％、３４重量％、３５重量％、３６重量％、３７重量％、３８重量％、３９重量％、４０重量％、４１重量％、４２重量％、４３重量％、４４重量％、４５重量％、４６重量％、４７重量％、４８重量％、４９重量％、５０重量％、５１重量％、５２重量％、５３重量％ ５４重量％、５５重量％、５６重量％、５７重量％、５８重量％、５９重量％、６０重量％、６１重量％、６２重量％、６３重量％、６４重量％、６５重量％、６６重量％、６７重量％、６８重量％、６９重量％、または７０重量％のβ－ＴＣＰである。場合によっては、製剤は、約０．２５～０．７５、０．２５～０．７０、０．２５～０．６５、０．２５～０．６０、０．２５～０．５５、０．２５～０．５０、０．２５～０．４５、０．２５～０．４０、０．２５～０．３５、０．２５～０．３０、０．３０～０．７５、０．３０～０．７０、０．３０～０．６５、０．３０～０．６０、０．３０～０．５５、０．３０～０．５０、０．３０～０．４５、０．３０～０．４０、０．３０～０．３５、０．３５～０．７５、０．３５～０．７０、０．３５～０．６５、０．３５～０．６０、０．３５～０．５５、０．３５～０．５０、０．３５～０．４５、０．３５～０．４０、０．４０～０．７５、０．４０～０．７０、０．４０～０．６５、０．４０～０．６０、０．４０～０．５５、０．４０～．５０、０．４０～０．４５、０．４５～０．７５、０．４５～０．７０、０．４５～０．６５、０．４５～０．６０、０．４５～０．５５、０．４５～０．５０、０．５０～０．７５、０．５０～０．７０、０．５０～０．６５、０．５０～０．６０、０．５０～０．５５、０．５５～０．７５、０．５５～０．７０、０．５５～０．６５、０．５５～０．６０、０．６０～０．７５、０．６０～０．７０、０．６０～０．６５、０．６５～０．７５、または０．６５～０．７０重量パーセントの１－オクタノールを含む。場合によっては、製剤は、約２．５～１２．５、２．５～１０、２．５～７．５、２．５～５、５～１２．５、５～１０、５～７．５、７．５～１２．５、７．５～１０、または１０～１２．５重量パーセントの２－ブトキシエタノールを含む。いくつかの実施形態では、製剤はポリマーをさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は分散剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は溶媒をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は可塑剤をさらに含む。

【0099】

いくつかの実施形態では、製剤はβ－ＴＣＰと分散剤とを含む。分散剤の非限定的な例としては、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） ８２１－Ａ、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） Ｃ－Ｎ、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） ８１１、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） ８１１Ｄ、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） ７Ｎ、およびＤａｒｖａｎ（登録商標） ７－ＮＳが挙げられる。分散剤はＤａｒｖａｎ（登録商標） ８２１－Ａを含み得る。いくつかの実施形態では、製剤は、約３０～７０、３０～６５、３０～６０、３０～５５、３０～５０、３０～４５、３０～４０、３０～３５、３５～７０、３５～６５、３５～６０、３５～５５、３５～５０、３５～４５、３５～４０、４０～７０、４０～６５、４０～６０、４０～５５、４０～５０、４０～４５、４５～７０、４５～６５、４５～６０、４５～５５、４５～５０、５０～７０、５０～６５、５０～６０、５０～５５、５５～７０、５５～６５、５５～６０、６０～７０、６０～６５、または６５～７０重量パーセントのβ－ＴＣＰ、例えば、約３０重量％、３１重量％、３２重量％、３３重量％、３４重量％、３５重量％、３６重量％、３７重量％、３８重量％、３９重量％、４０重量％、４１重量％、４２重量％、４３重量％、４４重量％、４５重量％、４６重量％、４７重量％、４８重量％、４９重量％、５０重量％、５１重量％、５２重量％、５３重量％ ５４重量％、５５重量％、５６重量％、５７重量％、５８重量％、５９重量％、６０重量％、６１重量％、６２重量％、６３重量％、６４重量％、６５重量％、６６重量％、６７重量％、６８重量％、６９重量％、または７０重量％のβ－ＴＣＰである。場合によっては、製剤は、約０．１～０．３、０．１～０．２５、０．１～０．２、０．１～０．１５、０．１５～０．３、０．１５～０．２５、０．１５～０．２、０．２～０．３、０．２～０．２５、または０．２５～０．３重量パーセントの分散剤を含む。いくつかの実施形態では、製剤はポリマーをさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は溶媒をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は可塑剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は消泡剤をさらに含む。

【0100】

いくつかの実施形態では、製剤はβ－ＴＣＰと抽出剤とを含む。溶媒は、有機塩素、例えば、ジクロロメタン（ＤＣＭ）およびクロロホルムを含み得、溶媒は２－ブトキシエタノールであり得る。溶媒の組み合わせはジブチルフタレートを含み得る。いくつかの実施形態では、製剤は、約３０～７０、３０～６５、３０～６０、３０～５５、３０～５０、３０～４５、３０～４０、３０～３５、３５～７０、３５～６５、３５～６０、３５～５５、３５～５０、３５～４５、３５～４０、４０～７０、４０～６５、４０～６０、４０～５５、４０～５０、４０～４５、４５～７０、４５～６５、４５～６０、４５～５５、４５～５０、５０～７０、５０～６５、５０～６０、５０～５５、５５～７０、５５～６５、５５～６０、６０～７０、６０～６５、または６５～７０重量パーセントのβ－ＴＣＰ、例えば、約３０重量％、３１重量％、３２重量％、３３重量％、３４重量％、３５重量％、３６重量％、３７重量％、３８重量％、３９重量％、４０重量％、４１重量％、４２重量％、４３重量％、４４重量％、４５重量％、４６重量％、４７重量％、４８重量％、４９重量％、５０重量％、５１重量％、５２重量％、５３重量％ ５４重量％、５５重量％、５６重量％、５７重量％、５８重量％、５９重量％、６０重量％、６１重量％、６２重量％、６３重量％、６４重量％、６５重量％、６６重量％、６７重量％、６８重量％、６９重量％、または７０重量％のβ－ＴＣＰである。場合によっては、製剤は、約２５～３５、２５～３３、２５～３１、２５～２９、２５～２７、２７～３３、２７～３１、２７～２９、２９～３５、２９～３３、２９～３１、３１～３５、または３３～３５重量パーセントの溶媒を含む。いくつかの実施形態では、製剤はポリマーをさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は分散剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は可塑剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は消泡剤をさらに含む。

【0101】

いくつかの実施形態では、製剤はβ－ＴＣＰと可塑化装置とを含む。溶媒はフタレートを含み得る。フタレートの非限定的な例としては、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ベンジルブチルジフタレート（ＢＢＰ）、およびジエチルヘキシル－フタレート（ＤＥＨＰ）が挙げられる。いくつかの実施形態では、製剤は、約３０～７０、３０～６５、３０～６０、３０～５５、３０～５０、３０～４５、３０～４０、３０～３５、３５～７０、３５～６５、３５～６０、３５～５５、３５～５０、３５～４５、３５～４０、４０～７０、４０～６５、４０～６０、４０～５５、４０～５０、４０～４５、４５～７０、４５～６５、４５～６０、４５～５５、４５～５０、５０～７０、５０～６５、５０～６０、５０～５５、５５～７０、５５～６５、５５～６０、６０～７０、６０～６５、または６５～７０重量パーセントのβ－ＴＣＰ、例えば、約３０重量％、３１重量％、３２重量％、３３重量％、３４重量％、３５重量％、３６重量％、３７重量％、３８重量％、３９重量％、４０重量％、４１重量％、４２重量％、４３重量％、４４重量％、４５重量％、４６重量％、４７重量％、４８重量％、４９重量％、５０重量％、５１重量％、５２重量％、５３重量％ ５４重量％、５５重量％、５６重量％、５７重量％、５８重量％、５９重量％、６０重量％、６１重量％、６２重量％、６３重量％、６４重量％、６５重量％、６６重量％、６７重量％、６８重量％、６９重量％、または７０重量％のβ－ＴＣＰである。場合によっては、製剤は、約２５～３５、２５～３３、２５～３１、２５～２９、２５～２７、２７～３３、２７～３１、２７～２９、２９～３５、２９～３３、２９～３１、３１～３５、または３３～３５重量パーセントの溶媒を含む。場合によっては、製剤は、約２～６、２～５、２～４、２～３、３～６、３～５、３～４、４～６、または５～６重量パーセントの可塑剤を含む。いくつかの実施形態では、製剤はポリマーをさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は分散剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は溶媒をさらに含む。いくつかの実施形態では、製剤は消泡剤をさらに含む。

【0102】

一態様では、製剤は、約４５％～約６５％のβ－ＴＣＰに含む。例えば、製剤は、約４５～６０、４５～５５、４５～５０、５０～６５、５０～６０、５０～５５、５５～６５、５５～６０、６０～６５、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、または６５重量パーセントのβ－ＴＣＰを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、水、例えば、約２０～４０、２０～３５、２０～３０、２０～２５、２５～４０、２５～３５、２５～３０、３０～４０、３０～３５、または３５～４０重量パーセントの水を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、ポリマー、例えば、約５～２０、５～１５、５～１０、１０～２０、１０～１５、または１５～２０重量パーセントのポリマーを含む。ポリマーは、ポロキサマー４０７などのポロキサマーであり得る。いくつかの実施形態では、製剤は、消泡剤、例えば、約０．２５～０．７５、０．２５～０．７０、０．２５～０．６５、０．２５～０．６０、０．２５～０．５５、０．２５～０．５０、０．２５～０．４５、０．２５～０．４０、０．２５～０．３５、０．２５～０．３０、０．３０～０．７５、０．３０～０．７０、０．３０～０．６５、０．３０～０．６０、０．３０～０．５５、０．３０～０．５０、０．３０～０．４５、０．３０～０．４０、０．３０～０．３５、０．３５～０．７５、０．３５～０．７０、０．３５～０．６５、０．３５～０．６０、０．３５～０．５５、０．３５～０．５０、０．３５～０．４５、０．３５～０．４０、０．４０～０．７５、０．４０～０．７０、０．４０～０．６５、０．４０～０．６０、０．４０～０．５５、０．４０～．５０、０．４０～０．４５、０．４５～０．７５、０．４５～０．７０、０．４５～０．６５、０．４５～０．６０、０．４５～０．５５、０．４５～０．５０、０．５０～０．７５、０．５０～０．７０、０．５０～０．６５、０．５０～０．６０、０．５０～０．５５、０．５５～０．７５、０．５５～０．７０、０．５５～０．６５、０．５５～０．６０、０．６０～０．７５、０．６０～０．７０、０．６０～０．６５、０．６５～０．７５、または０．６５～０．７０重量パーセントの消泡剤を含む。消泡剤は１－オクタノールであり得る。いくつかの実施形態では、製剤は、分散剤、例えば、約０．１～０．３、０．１～０．２５、０．１～０．２、０．１～０．１５、０．１５～０．３、０．１５～０．２５、０．１５～０．２、０．２～０．３、０．２～０．２５、または０．２５～０．３重量パーセントの分散剤を含む。分散剤はＤａｒｖａｎ ８２１－Ａであり得る。非限定的な実施形態では、製剤は、約４５～６５重量％のセラミック、約２０～４０重量％の脱イオン水、約５～２０重量％のポリマー、約０．２５～０．７５％の消泡剤、および約０．１～０．３％の分散剤を含む。例えば、製剤は、約４５～６５重量％のβ－ＴＣＰ粉末、約２０～４０重量％の脱イオン水、約５～２０重量％のポロキサマー、約０．２５～０．７５％の１－オクタノール４０７、および約０．１～０．３％のＤａｒｖａｎ ８２１－Ａを含み得る。

【0103】

他の態様では、製剤は、約３０％～約５０％のβ－ＴＣＰを含む。例えば、製剤は、約３０～５０、３０～４５、３０～４０、３０～３５、３５～５０、３５～４５、３５～４０、４０～５０、４０～４５、４５～５０、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、または５０重量パーセントのβ－ＴＣＰを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、ポリマー、例えば、約１０～２０、１０～１８、１０～１６、１０～１４、１０～１２、１２～２０、１２～１８、１２～１６、１２～１４、１４～２０、１４～１８、１４～１６、または１６～１８重量パーセントのポリマーを含む。ポリマーは、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）などのポリエステルであり得る。いくつかの実施形態では、製剤は、溶媒、例えば、約２５～３５、２５～３３、２５～３１、２５～２９、２５～２７、２７～３３、２７～３１、２７～２９、２９～３５、２９～３３、２９～３１、３１～３５、または３３～３５重量パーセントの溶媒を含む。溶媒は、有機塩素、例えば、ジクロロメタン（ＤＣＭ）およびクロロホルムであり得；溶媒は２－ブトキシエタノールであり得る。場合によっては、溶媒の組み合わせはジブチルフタレートを含み得る。いくつかの実施形態では、製剤は、消泡剤、例えば、約２．５～１２．５、２．５～１０、２．５～７．５、２．５～５、５～１２．５、５～１０、５～７．５、７．５～１２．５、７．５～１０、または１０～１２．５重量パーセントの消泡剤を含む。消泡剤は２－ブトキシエタノールであり得る。いくつかの実施形態では、製剤は、可塑剤、例えば、約２～６、２～５、２～４、２～３、３～６、３～５、３～４、４～６、または５～６重量パーセントの可塑剤を含む。可塑剤は、フタレート、例えば、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ベンジルブチルフタレート（ＢＢＰ）、またはジエチルヘキシル－フタレート（ＤＥＨＰ）を含み得る。非限定的な実施形態では、製剤は、約３０～５０重量％のセラミック、約１０～２０重量％のポリマー、約２５～３５重量％の溶媒、約２．５～１２．５重量％の消泡剤、および約２～６重量％の可塑剤を含む。例えば、製剤は、約３０～５０重量％のβ－ＴＣＰ粉末、約１０～２０重量％のＰＣＬ、約２５～３５重量％のジクロロメタン、約２．５～１２．５重量％の２－ブトキシエタノール、および約２～６重量％のジブチルフタレートを含み得る。

【0104】

他の態様では、製剤は、約３０％～約７０％のβ－ＴＣＰを含む。例えば、その製剤は、約３０～７０、３０～６５、３０～６０、３０～５５、３０～５０、３０～４５、３０～４０、３０～３５、３５～７０、３５～６５、３５～６０、３５～５５、３５～５０、３５～４５、３５～４０、４０～７０、４０～６５、４０～６０、４０～５５、４０～５０、４０～４５、４５～７０、４５～６５、４５～６０、４５～５５、４５～５０、５０～７０、５０～６５、５０～６０、５０～５５、６０～７０、６０～６５、６５～７０、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、または７０重量パーセントのβ－ＴＣＰを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、第１のポリマー、例えば、約１０～３０、１０～２５、１０～２０、１０～１５、１５～３０、１５～２５、１５～２０、２０～３０、２０～２５、または２５～３０重量パーセントの第１のポリマーを含む。第１のポリマーはポリカプロラクトン（ＰＣＬ）であり得る。いくつかの実施形態では、製剤は、第２のポリマー、例えば、約１０～３０、１０～２５、１０～２０、１０～１５、１５～３０、１５～２５、１５～２０、２０～３０、２０～２５、または２５～３０重量パーセントの第２のポリマーを含む。第２のポリマーはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）であり得る。非制限的な実施形態では、製剤は、約３０～７０重量％のセラミック、約１０～３０重量％第１のポリマー、および約１０～３０重量％の第２のポリマーを含む。例えば、製剤は、約３０～７０重量％のβ－ＴＣＰ、約１０～３０重量％のＰＣＬ、および約１０～３０重量％のＰＥＧを含み得る。

【0105】

３Ｄ印刷された構造
他の態様では、３Ｄ印刷された構造が本明細書で提供される。構造は、本明細書に記載されるインク製剤および／または製造方法を使用して調製され得る。

【0106】

いくつかの実施形態では、構造は、リン酸カルシウムなどのセラミック材料を含む。いくつかの実施形態では、構造は、約５０～１００、５０～９５、５０～９０、５０～８５、５０～８０、５０～７５、５０～７０、５０～６５、５０～６０、５０～５５、５５～１００、５５～９５、５５～９０、５５～８５、５５～８０、５５～７５、５５～７０、５５～６５、５５～６０、６０～１００、６０～９５、６０～９０、６０～８５、６０～８０、６０～７５、６０～７０、６０～６５、６５～１００、６５～９５、６５～９０、６５～８５、６５～８０、６５～７５、６５～７０、７０～１００、７０～９５、７０～９０、７０～８５、７０～８０、７０～７５、７５～１００、７５～９５、７５～９０、７５～８５、７５～８０、８０～１００、８０～９５、８０～９０、８０～８５、８５～１００、８５～９５、８５～９０、９０～１００、９０～９５、９５～１００、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、または１００重量パーセントのセラミック材料を含む。場合によっては、セラミック材料は、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）などのリン酸カルシウムである。

【0107】

非限定的な例では、構造は、β－ＴＣＰなどの約９０～１００％のセラミック材料を有する。場合によっては、構造は、約９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、または１００％のセラミック材料、例えばβ－ＴＣＰを有する。いくつかの実施形態では、構造は、約０～１０％のポリマー、例えばＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７を有する。場合によっては、構造は、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０％のポリマー、例えばＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７を有する。例示的な構造は、１００重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）、約１００重量％（例えば、β－ＴＣＰ）、約９９重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約１重量％のポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７）、約９８重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約２重量％のポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７）、約９７重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約３重量％のポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７）、約９６重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約４重量％のポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７）、約９５重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約５重量％のポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７）、約９４重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約６重量％のポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７）、約９３重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約７重量％のポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７）、約９２重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約８重量％のポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７）、約９１重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約９重量％のポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７）、ならびに約９０重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約１０重量％のポリマー（例えば、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７）を含む構造を含む。例示的な実施形態では、構造は約１００％のβ－ＴＣＰである。

【0108】

いくつかの実施形態では、三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間（例えば、約１、１．１、１．１５、１．２、１．２５、１．３、１．３５、１．４、１．４５、１．５、１．５、１．５５、１．６、１．６５、１．７、１．７５、１．８、１．８５、１．９、１．９５、２、２．０５、２．１、２．１５、２．２、２．２５、２．３、２．３５、２．４、２．４５、２．５、２．５５、２．６、２．６５、２．７、２．７５、２．８、２．８５、２．９、２．９５、または３ｇ／ｃｍ^３、あるいはそれらの間の任意の値）の密度を含む。いくつかの実施形態では、三次元構造は、約１５％と約４５％の間（例えば、１５、２０、２５、３０、３５、４０％、または４５％、あるいはそれらの間の任意の値）の開放気孔率を有する。いくつかの実施形態では、三次元構造は、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間（例えば、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、または１．０ｍ^２／ｇ、あるいはそれらの間の任意の値）の比表面積を有する。いくつかの実施形態では、三次元構造は、約３２５μｍおよび約４７５μｍの間（例えば、３２５、３５０、３７５、４００、４２５、４５０、または４７５μｍ、あるいはそれらの間の任意の値）の繊維径を有する。

【0109】

いくつかの実施形態では、三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度、約１５％と約４５％の間の開放気孔率、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積、三次元構造は、約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有する。

【0110】

構造は、約４５～６５重量％のセラミック、約２０～４０重量％の脱イオン水、約５～２０重量％のポリマー、約０．２５～０．７５％の消泡剤、および約０．１～０．３％の分散剤を含むインクから、３Ｄ印刷を使用して製造され得る。例えば、構造は、約４５～６５重量％のβ－ＴＣＰ粉末、約２０～４０重量％の脱イオン水、約５～２０重量％のポロキサマー４０７、約０．２５～０．７５％の１－オクタノール、および約０．１～０．３％のＤａｒｖａｎ ８２１－Ａを含むインクから製造される。β－ＴＣＰおよびＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７インクを使用する例示的な３Ｄ印刷方法は、本明細書の製造方法にて提供される。いくつかの実施形態では、構造は約１００％のβ－ＴＣＰである。

【0111】

いくつかの実施形態では、構造は、約２．４４ｇ／ｃｍ^３の密度、約１９．６％の開放気孔率、および約３８４μｍの繊維径を有する。

【0112】

別の非限定的な例では、構造は、約５０～９０％のセラミック材料、例えば、β－ＴＣＰを有する。場合によっては、構造は、約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、または９０％のセラミック材料、例えば、β－ＴＣＰを有する。いくつかの実施形態では、構造は、約１０～５０％のポリマー、例えば、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）を有する。場合によっては、構造は、約１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、または５０％のポリマー、例えばＰＣＬを有する。例示的な構造は、約８５～９０重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約１０～１５重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約８０～８５重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約１５～２０重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約７５～８０重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約２０～２５重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約７０～７５重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約２５～３０重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約６５～７０重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約３０～３５重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約６０～６５重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約３５～４０重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約５５～６０％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約４０～４５重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約５０～５５重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約４５～５０重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約９０重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約１０重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約８９重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約１１重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約８８％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約１２重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約８７重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約１３重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約８６重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約１４重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約８５重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約１５重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約８４重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約１６重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約８３重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約１７重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約８２重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約１８重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約８１重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約１９重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約８０重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約２０重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約７９重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約２１重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約７８重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約２２重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約７７重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約２３重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約７６重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約２４重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約７５重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約２５重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約７４重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約２６重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約７３重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約２７重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約７２重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約２８重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約７１重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約２９重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約７０重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約３０重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約６９重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約３１重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約６８重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約３２重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約６７％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約３３％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約６６重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約３４重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約６５重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約３５重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約６４重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約３６重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約６３重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約３７重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約６２重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）、約３８重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）および約６１重量％のセラミック（例えば、β－ＴＣＰ）および約３９重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約６０重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約４０重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約５９重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約４１重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約５８重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約４２重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）、約５７重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約４３重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約５６重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約４４重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約５５％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約４５重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約５４重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約４６重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約５３重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約４７重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、約５２重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約４８重量％のポリマー（例えば、（例えばＰＣＬ）、約５１重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約４９重量％のポリマー（例えばＰＣＬ）、ならびに約５０重量％のセラミック（例えばβ－ＴＣＰ）および約５０重量％のポリマー（例えば、ＰＣＬ）を含む構造を含む。

【0113】

構造は、約３０～５０重量％のβ－ＴＣＰ粉末、約１０～２０重量％のポリマー、約２５～３５重量％の溶媒、約２．５～１２．５重量％の消泡剤、および約２～６重量％の可塑剤を含むインクから、３Ｄ印刷を使用して製造され得る。例えば、構造は、約３０～５０重量％のβ－ＴＣＰ粉末、約１０～２０重量％のＰＣＬ、約２５～３５重量％のジクロロメタン、約２．５～１２．５重量％の２－ブトキシエタノール、および約２～６重量％のジブチルフタレートを含むインクから、製造され得る。構造は、約３０～７０重量％のセラミック、約１０～３０重量％の第１のポリマー、および約１０～３０重量％の第２のポリマーを含むインクから、３Ｄ印刷を使用して製造され得る。例えば、構造は、約３０～７０重量％のβ－ＴＣＰ、約１０～３０重量％のＰＣＬ、および約１０～３０重量％のＰＥＧを含むインクから製造され得る。

【0114】

いくつかの実施形態では、構造は、約１．３２ｇ／ｃｍ^３の密度、約３８％の開放気孔率、および約３９４μｍの繊維径を有する。

【0115】

いくつかの実施形態では、構造は、約１．４９ｇ／ｃｍ^３の密度、約３１％の開放気孔率、０．８１ｍ^２／ｇの比表面積、および約４２０μｍの繊維径を有する。

【0116】

いくつかの実施形態では、構造は、約１００～１５０、１００～１４０、１００～１３０、１００～１２０、１００～１１０、１１０～１５０、１１０～１４０、１１０～１３０、１１０～１２０、１２０～１５０、１２０～１４０、１２０～１３０、１３０～１５０、１３０～１４０、１４０～１５０、１００、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、または１５０ＭＰａの弾性率（剛性）を有する。

【0117】

いくつかの実施形態では、本明細書におけるインク製剤の組成物は、比表面積を最適化するように変えられる。表面積は、ある治療剤との組み合わせのために最適化され得る。例えば、構造は、ＢＭＰタンパク質（例えば、ｔＢＭＰ－２）との組み合わせのために、約０．２～２ｍ^２／ｇの表面積を有する。いくつかの実施形態では、本明細書における構造の表面積は、約０．２～２、０．２～１．８、０．２～１．６、０．２～１．４、０．２～１．２、０．２～１、０．２～０．８、０．２～０．６、０．２～０．４、０．４～２、０．４～１．８、０．４～１．６、０．４～１．４、０．４～１．２、０．４～１、０．４～０．８、０．４～０．６、０．６～２、０．６～１．８、０．６～１．６、０．６～１．４、０．６～１．２、０．６～１、０．６～０．８、０．８～２、０．８～１．８、０．８～１．６、０．８～１．４、０．８～１．２、０．８～１、１～２、１～１．８、１～１．６、１～１．４、１～１．２、１．２～２、１．２～１．８、１．２～１．６、１．２～１．４、１．４～２、１．４～１．８、１．４～１．６、１．６～２、１．６～１．８、または１．８～２ｍ^２／ｇである。いくつかの実施形態では、表面積は、ガス物理吸着によってＢｒｕｎａｕｅｒ－Ｅｍｍｅｔｔ－Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）によって計算される。

【0118】

製造方法
他の態様では、３Ｄ印刷技術を使用して、構造を製造する方法が提供される。

【0119】

１）β－リン酸三カルシウムインク
図１Ａを参照すると、強固なリン酸カルシウムセラミック埋込み型構造（１６０）調製するための例示的なプロセス（１００）が記載されている。埋込み型構造（１６０）は、リン酸カルシウムセラミック粉末、水溶性ポリマー結合剤、水、分散剤、および消泡剤の混合物であるリン酸カルシウムセラミックインク（１２０）から形成される。リン酸カルシウムセラミックインク（１２０）で印刷された構造（１３５）を初めに乾燥させ、その後、熱処理して水溶性ポリマー結合剤を熱分解し、高温焼結によって残りのセラミック材料を理論密度の約８０％以上に高密度化する。

【0120】

プロセス（１００）は、押し出し可能なリン酸カルシウムセラミックインク（１２０）を調製するための混合工程と、３Ｄ印刷する工程であって、ここで、調製したリン酸カルシウムセラミックインク（１２０）が、印刷された構造（１３５）を作るために３Ｄプリンター（１３０）によって供給される、工程と、乾燥工程であって、ここで、印刷された構造（１３５）がより乾燥した装置（ｓｅｔ－ｕｐ）（１４０）に置かれる、工程と、最終熱処理工程であって、ここで、乾燥した足場または成形体（１４５）をヒーター（１５０）内に置き、水溶性ポリマー結合剤を除去し、リン酸カルシウムセラミック粉末を焼結させて、最終の埋込み型構造（１６０）を形成する、工程と、を含む。

【0121】

このリン酸カルシウムセラミックインク（１２０）は粉末で充填され、セラミック成形体（１４５）（乾燥後）のためのゲル化剤とポリマー結合剤材料の両方として機能するＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７ヒドロゲル材料（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）を含む。Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７ヒドロゲルは４℃で液体であり、室温でゲル材料に移行する。Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７ヒドロゲルのゲル特性により、３Ｄプリンター（１３０）によって押し出されたフィラメントは、印刷プロセス（室温で行われる）の間にそれらの形状を維持することができる。押し出し可能なリン酸カルシウムセラミックインク（１２０）の例示的な製剤は、表１に記載されている。

【0122】

【表1】

【0123】

同様に図１Ｂを参照すると、リン酸カルシウムセラミックインク（１２０）を作成するための例示的な方法（１０２）が例証される。初めに、ポリマー溶液は、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７溶液を使用して調製される（工程１６２）。Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７溶液を調製することは、まず、容器（例えば、７５ｃｃのポリプロピレン容器）内に３７．７５ｇの脱イオン水を入れ、氷浴に部分的に浸すことにより冷却することによって、２４．５％のＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７溶液のストックを調製することを含む。氷浴を撹拌プレート（１１０）（図１Ａに例示される）に移し、磁気撹拌棒を容器に加えて内容物を勢いよく混合する。１２．２５ｇのＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７粉末を、撹拌プレート（１１０）上で絶えず攪拌しながら、３７．７５ｇの脱イオン水に添加する。その混合物を約１時間撹拌するか、またはＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７粉末が完全に溶解するまで撹拌する。

【0124】

その後、１０ｃｃのバッチのリン酸カルシウムセラミックインク（１２０）を作るために、調製されている６．４３８ｇの冷たい２４．５％のＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７溶液を、分散剤および消泡剤と（例えば、３０ｃｃの栓をしたシリンジ中で）組み合わせる（工程１６４）。この例示的な方法（１０２）では、０．０３３ｇのＤａｒｖａｎ（登録商標） ８２１－Ａ（Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｍｉｎｅｒａｌｓ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）および０．０８２ｇの１－オクタノールを、２４．５％のＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７溶液に添加する。その後、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７溶液、Ｄａｒｖａｎ（登録商標） ８２１－Ａ、および１－オクタノールのこの組み合わせを、例えば、３５００ｒｐｍでＦｌａｃｋＴｅｋ Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒで１分間ホモジナイズする。

【0125】

その後、混合溶液を、リン酸カルシウム粉末、この場合では、β－ＴＣＰ粉末と組み合わせる。粉末のこの添加は段階的に行われ、例えば、１０．７４５ｇのβ－ＴＣＰ粉末を３つのバッチに分割する。粉末の最初の１／３を溶液に添加し（工程１６６）、２５００ｒｐｍで１分間混合することで粉末を湿らせる（工程１６８）。これらの工程は、粉末の２番目の１／３を添加し（工程１６６を反復）、２５００ｒｐｍで１分間再び混合して（工程１６８を反復）繰り返され、粉末の最後の１／３を２５００ｒｐｍで１分間混合して再び繰り返される。工程（１７０）で決定されるように、粉末が湿っていない（ｕｎｗｅｔｔｅｄ）ままである場合、溶液と粉末とを含む容器の側面を、スパチュラでこすり落として、乾燥粉末を湿った溶液に組み込み、インク混合物を３５００ｒｐｍで１分混合する（工程（１７２））。インク混合物は、粉末が十分に湿っているかどうかに関して再び評価され（工程１７０）、必要に応じて、こする工程および混合工程が繰り返される。すべての粉末が湿ると、最終の混合／分散の工程は、３５００ｒｐｍで５分間の最終混合によって実施される（工程（１７４））。調製されたリン酸カルシウムセラミックインク（１２０）は、３Ｄ印刷で使用する準備ができており、３Ｄ印刷された構造（１６５）はさらに処理され得る。

【0126】

図１Ａに戻って参照すると、調製されたリン酸カルシウムセラミックインク（１２０）は、プリンター（１３０）で使用する準備ができている。例えば、１０ｃｃのシリンジを使用するＡｌｌｅｖｉ ２ Ｂｉｏｐｒｉｎｔｅｒ（Ａｌｌｅｖｉ、Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）を用いた印刷のために、リン酸カルシウムセラミックインク（１２０）が使用され得る。いくつかの例では、リン酸カルシウムセラミックインク（１２０）は、９０ｐｓｉの圧力および１４ｍｍ／ｓの先端速度を使用する４００ミクロン内径の円錐形の金属ルアーロック先端を用いて印刷され得る。他の例では、インク（１２０）は、７０ｐｓｉの圧力および１４ｍｍ／ｓの先端速度を使用する６２５ミクロン内径の円錐形の金属ルアーロック先端を用いて印刷され得る。印刷された構造（１３５）は、ガラススライドガラスまたはより大きなガラスプレートなどの、ビルドプラットフォームとして滑らかなガラス表面に適用されたテフロン（登録商標）シールテープ（ｐｌｕｍｂｅｒ’ｓ ｔａｐｅ）上に印刷され得る。

【0127】

３Ｄ印刷プロセスが完了すると、印刷された構造（１３５）はより乾燥した装置（１４０）に置かれる。例えば、これはゆるく取り付けられた蓋を備えたプラスチック箱であり、印刷された構造（１３５）を室温で一晩放置して、３Ｄ印刷されたリン酸カルシウムセラミックインク（１２０）からの水の蒸発を可能にし、印刷された構造（１３５）を形成する。蒸発により、堅いセラミック成形体（１４５）が結果としてもたらされ、上記堅いセラミック成形体（１４５）では、β－ＴＣＰ粉末が、乾燥したＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７ポリマーによって共に結合される。

【0128】

その後、成形体（１４５）は、組み合わせた結合剤の熱焼損／焼結熱処理を用いて、ヒーター（１５０）内で熱処理される。この処理では、初めに、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７ポリマー結合剤が取り除かれ、その後、残るセラミックβ－ＴＣＰ粉末が焼結される。例えば、成形体（１４５）は、フュームフード（ｆｕｍｅ ｈｏｏｄ）の内部に位置する１２００℃の最高温度マッフル炉であるヒーター（１５０）内に配置される。

【0129】

第１の結合剤の熱処理の熱焼損部分は、１℃／分の加熱速度で室温から６００℃Ｃまで温度傾斜と、その後の６００℃で１時間の保持を含む。熱処理の焼結部分は、５℃／分の速度で６００℃から１１４０℃までの傾斜と、その後の１１４０℃で４時間の保持を含む。その後、熱焼損および焼結された物体は冷却され、冷却傾斜は５℃／分の速度で１１４０℃から室温までである。その結果、約２．４４ｇ／ｃｃの密度、または（アルキメデス方法を使用して測定された）β－ＴＣＰの７９．４％の理論的な密度を有する埋込み型構造（１６０）が得られる。

【0130】

リン酸カルシウムセラミックインク（１２０）は、β－ＴＣＰセラミック粉末で製剤化されると説明されているが、いくつかの実施形態では、粉末充填剤は、ハイドロキシアパタイトまたはバイオガラス（例えば、Ｃｏｍｂｅｉｔｅ ４５Ｓ５ Ｂｉｏａｃｔｉｖｅ Ｇｌａｓｓ）、他のセラミックス、あるいは脱灰骨基質などの骨再生材料であってもよい。乾燥および熱加工の工程（例えば、乾燥条件、結合剤熱焼損加熱スケジュール、焼結加熱スケジュール、および最高温度）は、各材料に基づいて適切に変更される。

【0131】

２）β－リン酸三カルシウム／ポリカプロラクトンの複合インク
図２Ａを参照すると、別の実施形態では、リン酸カルシウムポリマーインク（２２０）は、柔軟性があり、多孔性で、ユーザ（例えば、外科医）が取り扱いが容易な印刷された構造を結果としてもたらす。リン酸カルシウムポリマーインク（２２０）は、リン酸カルシウムセラミック粉末、ポリマー結合剤（この例では、ポリカプロラクトンまたはＰＣＬ）、および（室温で）蒸気圧が異なる３つの溶媒の混合物を含む。図２Ａで例証される例示的なプロセス（２００）は、押し出し可能なリン酸カルシウムポリマーインク（２２０）を作成するための混合工程を含む。その後、調製されたリン酸ポリマーインク（２２０）は、３Ｄプリンター（２３０）で印刷されて、印刷された構造（２３５）を形成する。印刷された構造（２３５）を乾燥して高揮発性溶媒を蒸発させ、溶解したポリマー材料が凝縮するときに乾燥体（２４５）が形成され、印刷された構造（２３５）のセラミック粒子を一緒に結合し、柔軟性を与える。残りの低揮発性溶媒は、エタノール／水混合物（２５０）に連続して浸漬され、続いて、水（２５５）に浸漬されることによって、乾燥体（２４５）から取り除かれる。最終的なリン酸カルシウムポリマー複合材料埋込み型構造（２６０）の製作は、３Ｄ印刷後に熱加工を必要としない。押し出し可能なリン酸カルシウムポリマーインク（２２０）の例示的な製剤が、表２に記載されている。

【0132】

【表2】

【0133】

様々な蒸気圧を有する三溶媒ブレンドは、高揮発性ジクロロメタンが最初に蒸発するため、プリンター（２３０）から押し出されるリン酸カルシウムポリマーインク（２２０）の印刷されたフィラメントの初期硬化を可能にする。２つの低揮発性溶媒（２－ブトキシエタノールおよびジブチルフタレート）は、溶解したＰＣＬ結合剤の沈澱を遅らせ、これにより、相互接続された多孔性ネットワークも作製する間に、それが隣接する粒子間のβ－ＴＣＰ粉末およびネックをコーティングすることができる。さらに、低揮発性溶媒がしばらくの間、印刷された構造（２３５）内に残り、これにより、隣接した３Ｄ印刷されたフィラメント（あらかじめ押し出されたフィラメントの横または上部のいずれか）への印刷されたフィラメントの融合が容易になる。

【0134】

同様に図２Ｂを参照すると、リン酸カルシウムポリマーインク（２２０）を調製するための例示的方法（１０２）が例証される。１０．２ｃｃのバッチのリン酸カルシウムポリマーインク（２２０）を調製するために、初めに、ポリマー溶液が調製される（工程２６４）。これは、容器（２１０）内でＰＣＬと溶媒を組み合わせることによって形成されたＰＣＬ溶液である。最初に、５．０９ｇのジクロロメタンは、１．２７ｇの２－ブトキシエタノールと混合され、その後、０．６４ｇのジブチルフタレートが２ｇのＰＣＬ粉末として添加される。その溶液は、例えば、３５００ｒｐｍでＦｌａｃｋＴｅｋ Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒで５分間、ＰＣＬを溶媒ブレンドに溶解するために混合される。

【0135】

その後、リン酸カルシウム粉末（β－ＴＣＰ噴霧乾燥粉末）が添加される（工程（２６６））。この添加は段階的に実施され、～５ｇのβ－ＴＣＰ噴霧乾燥粉末がＰＣＬ溶液に添加され、その後、それは粉末を湿らせるために２５００ｒｐｍで２分間混合される（工程（２６８））。粉末を湿らせるために、～２ｇのβ－ＴＣＰ噴霧乾燥粉末が添加され（工程（２６６）に戻る）、２５００ｒｐｍで２分間混合される（工程（２６８）に戻る）。最後の～１ｇのβ－ＴＣＰ噴霧乾燥粉末が混合物に添加され、粉末を湿らせるために２５００ｒｐｍで２分間、再び混合される。

【0136】

β－ＴＣＰ噴霧乾燥粉末がすべて添加されると、すべての粉末が湿っているかどうかが決定される（工程（２７０））。湿っていない場合、容器の側面をスパチュラでこすり落として、乾燥粉末を湿った溶液に組み込み、３５００ｒｐｍで１分間混合する（工程（２７２））。必要に応じて、こする工程と混合工程は繰り返される。すべての粉末が湿ると、最終の混合／分散の工程は、３５００ｒｐｍで５分間の最終混合により実施される（工程（２７４））。調製されたリン酸カルシウムポリマーインク（２２０）は、３Ｄ印刷、および３Ｄ印刷された構造（２６５）のさらなる処理で使用する準備ができている（工程（２７６））。

【0137】

図２Ａを参照すると、調製されたリン酸カルシウムポリマーインク（２２０）は、その後、３Ｄプリンター（２３０）で使用する準備ができている。例えば、リン酸カルシウムポリマーインク（２２０）は、１０ｃｃのシリンジからリン酸カルシウムポリマーインク（２２０）を押し出すＡｌｌｅｖｉ ２ Ｂｉｏｐｒｉｎｔｅｒを用いて印刷するために使用され得る。リン酸カルシウムポリマーインク（２２０）は、２０～２５ｐｓｉの圧力および１５ｍｍ／ｓの先端速度を使用する４００ミクロン内径の円錐形の金属ルアーロック先端を用いて印刷され得る。

【0138】

印刷された構造（２３５）は、ガラススライドガラスまたはより大きなガラスプレートなどの、ビルドプラットフォームとしての滑らかなガラス表面に、あるいは２ｍｍの厚いシリコンガスケット材料上に適用された画家のテープ上に印刷され得る。３Ｄ印刷された構造（２３５）は、約１５～３０分間、プリンター（２３０）のビルドプラットフォーム上の適所で乾燥することができる。印刷された構造（２３５）は、この時点で、プリンター（２３０）のビルドプラットフォームから自然に分離し、取り扱うことができる。

【0139】

印刷された構造（２３５）内の残留溶媒を取り除くために、それらは、エタノール／水混合物（２５０）（例えば、３０分間７０％のエタノール）で洗浄され、その後、水（２５５）に浸漬される（例えば、その後２回の脱イオン水で３０分間の洗浄）。

【0140】

リン酸カルシウムポリマーインク（２２０）は、ハイドロキシアパタイト、バイオガラス、他のセラミックス、または脱灰骨基質などの他の骨再生粉末材料で製剤化され得る。

【0141】

図２Ｃは、調製されたリン酸カルシウムポリマーインク（２２０）で製作された、印刷された構造（２３５）の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）顕微鏡写真を示す。この例の印刷された構造（２３５）は格子構造であり、３つの拡大率（２０Ｘ、１００Ｘ、および５００Ｘ）で示される。

【0142】

３）β－リン酸三カルシウム／ポリカプロラクトンの複合インク
図３Ａを参照すると、複合インク（３２０）は、β－ＴＣＰ粉末、非水溶性ポリマー（ＰＣＬ）、および水溶性ポリマー（ポリエチレングリコール（ｐｏｌｙｔｈｅｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ））のブレンドを含む、多孔性で柔軟性がある埋込み型構造（３６０）（溶融押出による）を３Ｄ印刷するために使用される。３Ｄプリンター（３３０）で印刷した後、水溶性ポリマー成分が材料から溶出し、これにより、３Ｄ印刷されたフィラメントの内部にあらかじめ閉じ込められたβ－ＴＣＰ粉末を露出させる多孔性構造を結果としてもたらす。水溶性の成分を浸出させた後、３Ｄ印刷された構造の柔軟性が増強される。押し出し可能な複合インク（２２０）のサンプル製剤が表３に記載される。

【0143】

【表3】

【0144】

同様に図３Ｂを参照すると、３．２ｃｃのバッチの混合インク（３２０）を作るために、様々な粉末が組み合わされる（工程（３６４））。２．０６２ｇのβ－ＴＣＰ粉末、２．０６２ｇのＰＣＬ粉末、および０．８８４ｇのポリエチレングリコールフレークが、容器（３１０）（例えば、ガラス瓶）に添加される。容器（３１０）はミキサー内に置かれ、粉末ブレンドをホモジナイズするために、粉末を、例えば、ＦｌａｃｋＴｅｋ Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒで、３００ｒｐｍで２分間混合される。その後、粉末を融解するために３５００ｒｐｍでさらに５分間、より高いｒｐｍの混合が実施される（工程（３６６））。この混合中に、内部摩擦によりＰＣＬとポリエチレングリコールを融解させ、粉末を粘着性の溶融液に変える。この液相混合は、溶融ポリマーブレンドへのβ－ＴＣＰ粉末の密接な分散を促進する。したがって、複合インク（３２０）がまだ溶融されて粘着性である間に、それは、スパチュラで大まかに成形され得るか、プリンターシリンジ（３３０）内に適合する小片（３２２）に切断され得る（工程（３６８））。例えば、インクは、～１ｃｍ^３のサイズの小片に切断されてもよい。このサイズの固体ＰＣＬ／β－ＴＣＰ塊は、例えば、１０ｃｃステンレス鋼シリンジから複合インク（３２０）を押し出すＡｌｌｅｖｉ ２ Ｂｉｏｐｒｉｎｔｅｒを使用して、溶融押出印刷のためのシリンジに適合することができる。これは、９０ｐｓｉの圧力および５ｍｍ／ｓ～１０ｍｍ／ｓの先端速度を使用する４００ミクロン内径の円錐形の金属ルアーロック先端を備えたシリンジであり得る。

【0145】

その後、複合インク（３２０）は、印刷された構造（３３５）の３Ｄ印刷およびさらなる処理の準備が概ねできている（工程（３７６））。プリンター（３３０）で印刷する前に、押出機チャンバー（例えば、ステンレス鋼シリンジ）は、複合インク（３２０）の融解を確実にするために加熱される。インクは１００℃～１１０℃に加熱され、１時間滞留させ得る。その後、融解したインクは、ガラススライドガラスまたはより大きなガラスポレートなどの滑らかなガラス表面に適用された画家のテープ上で、印刷された構造（３３５）を作成することができる。

【0146】

その後、印刷された構造（３３５）を、蒸留水（３５０）に一晩（または、印刷された物体のサイズに応じてより長く）浸漬し、印刷物からポリエチレングリコールを溶解し、多孔性で柔軟性があるβ－ＴＣＰ／ＰＣＬ複合埋込み型構造（３６０）を作成する。

【0147】

複合インク（３２０）は、ハイドロキシアパタイトまたはバイオガラス、あるいは他のセラミックス、あるいは脱灰骨基質などの他の再生粉末材料で製剤化され得る。それはまた、ポリ（乳－ｃｏ－グリコール酸）、ポリ（乳酸）、またはポリ（Ｌ－ラクチド－ｃｏ－カプロラクトン）などの他の生体適合性ポリマーで製剤化されてもよい。

【0148】

図３Ｃは、調製された複合インク（３２０）で製作された、印刷された構造（３３５）のＳＥＭ顕微鏡写真を示す。この例の印刷された構造（３３５）は格子構造であり、３つの拡大率（２０Ｘ、１００Ｘ、および１０００Ｘ）で示される。

【0149】

その後、本明細書に記載される３Ｄ印刷された埋込み型構造（１６０）、（２６０）、（３６０）のいずれかは、３Ｄ埋込み型構造の処理の一部として、係留可能なタンパク質（例えば、ｔＢＭＰ２）でコーティングされる（工程（１７６）、（２７６）、（３７６））。埋込み型構造の完成後、埋込み型構造は、上に記載される方法のいずれかを使用して、酸性酢酸ナトリウム緩衝液で洗浄され得る。これは、１、２、またはそれ以上の洗浄であり得る。洗浄の後、１ｍｇ／ｍＬの濃度のｔＢＭＰ２タンパク質を含む酢酸ナトリウム緩衝液中での３Ｄ埋込み型構造の２時間のインキュベーションが続く場合がある。係留可能なｔＢＭＰ２は、単層の埋込み型構造のβ－ＴＣＰ表面に結合する。

【0150】

いくつかの実施形態では、（３Ｄ印刷された構成部分ではなく）骨パテを使用して、係留可能なｔＢＭＰ２が骨再生部位に送達される。パテ材料は、手で骨の空隙の形状とサイズに大まかに成形し、骨の再生が望まれる空洞に挿入される。ナトリウムカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）ヒドロゲルを、ｔＢＭＰ２でコーティングされたβ－ＴＣＰ顆粒と混合し、骨の空隙を埋めるパテを作成することができる。５０ｗｔ％のβ－ＴＣＰ（ｔＢＭＰ２でコーティングされた）と５０ｗｔ％のナトリウムＣＭＣヒドロゲルのパテは、デュアル非対称的な遠心混合を用いて製剤化され得る。６ｗｔ％のナトリウムＣＭＣヒドロゲルを作るために、１０．５ｇの脱イオン水がポリプロピレン容器内に置かれ、０．９ｇのナトリウムＣＭＣ粉末が水に添加される。材料をＦｌａｃｋＴｅｋ Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒで、３５００ｒｐｍで１０～１１分間混合して、ナトリウムカルボキシメチルセルロース粉末を完全に溶解すると、結果として生じる材料は非常に粘着性のゲルである。その後、３．６ｇの追加の脱イオン水を添加して濃厚なゲルを希釈し、３５００ｒｐｍで２分間混合する。その後、１５グラムのβ－ＴＣＰ顆粒（２５０μｍ～１０００μｍ、ｔＢＭＰ２であらかじめコーティングされた）を段階的増量（例えば、５ｇ、５ｇ、５ｇ）で添加し、その後、各顆粒を添加した後に２５００ｒｐｍで１分間混合する。パテを完全に均質化するために、３５００ｒｐｍで２分間の最終混合工程を実施する（非対称的な遠心混合）。β－ＴＣＰ顆粒をヒドロゲルに混合する前に、β－ＴＣＰ粒子をｔＢＭＰ２でコーティングする。

【0151】

さらなる実施形態、本明細書に記載されるインク製剤は、ロボキャスティングまたは溶融押出よりも速いアディティブマニュファクチャリング技術であるデジタル光処理（ＤＬＰ）のために、セラミック粉末と混合される感光性樹脂を含むことができる。骨インプラントのＤＬＰ ３Ｄ印刷のための感光性セラミック充填樹脂中の成分は、典型的には、セラミック粉末（例えば、β－ＴＣＰ、ハイドロキシアパタイト、バイオガラス、典型的には≦１０μｍの粒子径）、１つ以上の架橋アクリレートあるいはメタクリレート（例えば、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリカプロラクトンメタクリレート）、樹脂粘度を減少させる可塑剤（例えば、水）、粉末凝集体の分解を促進する分散剤（例えば、Ｄａｒｖａｎ（登録商標）、８２１－Ａ）、光架橋反応（例えば、リチウムフェニル－２，４，６－トリメチルベンゾイルホスフィネート）を開始する光開始剤、および高いｘ－ｙ分解能を保持する光吸収剤（ｐｈｏｔｏａｂｓｏｒｂｅｒ）（例えば、タルトラジン）を含む。樹脂製剤が成分の非対称的な遠心混合によって調製されると、インクは層ごとにＤＬＰ画像に曝露され、これにより、樹脂が光に当たると、照らされたピクセルを選択的に凝固させる。埋込み型構造が層ごとに構築されると、それを熱処理して、含まれるポリマーを焼結し、かつセラミック（例えば、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｙｌｅｎｅ）グリコールジアクリレートを含む樹脂）を高密度化するか、または、そのままにされ、柔軟性のあるセラミック／ポリマー複合材料インプラント（例えば、ポリカプロラクトンメタクリレートを含む樹脂）を結果としてもたらす。

【0152】

デバイス
他の態様では、本明細書に記載される３Ｄ印刷された構造および治療剤を含む、デバイスおよびキットが提供される。いくつかの実施形態では、デバイスは、３Ｄ印刷された構造と接続されるか、３Ｄ印刷された構造内で分散されるか、または他の方法で３Ｄ印刷された構造と組み合わせられる治療剤を含む。本明細書で使用される場合、治療剤は、２、３、４、または５つの治療剤などの複数の治療剤を含む。

【0153】

治療剤
いくつかの実施形態では、治療剤は、哺乳動物成長因子またはその機能的部分を含む。哺乳動物成長因子は、骨修復プロセスを開始または増強することができる骨誘導分子であり得る。哺乳動物成長因子の機能的部分は、治療効果を有する領域である。例えば、哺乳動物成長因子の機能的部分は骨誘導性である。別の例として、哺乳動物成長因子の機能的部分は、骨修復を開始および／または増強することができる。哺乳動物成長因子の機能的部分は、骨形成活性を有し得る。

【0154】

哺乳動物成長因子の非限定的な例が本明細書に記載されている。いくつかの例では、哺乳類の成長因子は、上皮成長因子（ＥＧＦ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ－１）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、線維芽細胞成長因子２（ＦＧＦ２）、線維芽細胞成長因子１８（ＦＧＦ１８）、形質転換成長因子α（ＴＧＦ－α）、形質転換成長因子β（ＴＧＦ－β）、形質転換成長因子β１（ＴＧＦ－β１）、形質転換成長因子β３（ＴＧＦ－β３）、骨形成タンパク質（ｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃ ｐｒｏｔｅｉｎ）（ＯＰ－１）、骨形成タンパク質２（ＯＰ－２）、骨形成タンパク質３（ＯＰ－３）、骨形成タンパク質（ｂｏｎｅ ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ ｐｒｏｔｅｉｎ）２（ＢＭＰ－２）、骨形成タンパク質３（ＢＭＰ－３）、骨形成タンパク質４（ＢＭＰ－４）、骨形成タンパク質５（ＢＭＰ－５）、骨形成タンパク質６（ＢＭＰ－６）、骨形成タンパク質７（ＢＭＰ－７）、骨形成タンパク質９（ＢＭＰ－９）、骨形成タンパク質１０（ＢＭＰ－１０）、骨形成タンパク質１１（ＢＭＰ－１１）、骨形成タンパク質１２（ＢＭＰ－１２）、骨形成タンパク質１３（ＢＭＰ－１３）、骨形成タンパク質１５（ＢＭＰ－１５）、象牙質リンタンパク質（ＤＰＰ）、植物関連成長因子（Ｖｇｒ）、増殖分化因子１（ＧＤＦ－１）、増殖分化因子３（ＧＤＦ－３）、増殖分化因子５（ＧＤＦ－５）、増殖分化因子６（ＧＤＦ－６）、増殖分化因子７（ＧＤＦ－７）、増殖分化因子８（ＧＤＦ８）、増殖分化因子１１（ＧＤＦ１１）、増殖分化因子１５（ＧＤＦ１５）、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）ヒアルロン酸結合タンパク質（ＨＡＢＰ）、およびコラーゲン結合タンパク質（ＣＢＰ）、線維芽細胞増殖因子１８（ＦＧＦ－１８）、ケラチノサイト増殖因子（ＫＧＦ）、腫瘍壊死因子α（ＴＮＦα）、腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）関連アポトーシス誘導リガンド（ＴＲＡＩＬ）、ｗｎｔファミリーメンバー１（ＷＮＴ１）、ｗｎｔファミリーメンバー２（ＷＮＴ２）、ｗｎｔファミリーメンバー２Ｂ（ＷＮＴ２Ｂ）、ｗｎｔファミリーメンバー３（ＷＮＴ３）、ｗｎｔファミリーメンバー３Ａ（ＷＮＴ３Ａ）、ｗｎｔファミリーメンバー４（ＷＮＴ４）、ｗｎｔファミリーメンバー５Ａ（ＷＮＴ５Ａ）、ｗｎｔファミリーメンバー５Ｂ（ＷＮＴ５Ｂ）、ｗｎｔファミリーメンバー６（ＷＮＴ６）、ｗｎｔファミリーメンバー７Ａ（ＷＮＴ７Ａ）、ｗｎｔファミリーメンバー７Ｂ（ＷＮＴ７Ｂ）、ｗｎｔファミリーメンバー８Ａ（ＷＮＴ８Ａ）、ｗｎｔファミリーメンバー８Ｂ（ＷＮＴ８Ｂ）、ｗｎｔファミリーメンバー９Ａ（ＷＮＴ９Ａ）、ｗｎｔファミリーメンバー９Ｂ（ＷＮＴ９Ｂ）、ｗｎｔファミリーメンバー１０Ａ（ＷＮＴ１０Ａ）、ｗｎｔファミリーメンバー１０Ｂ（ＷＮＴ１０Ｂ）、ｗｎｔファミリーメンバー１１（ＷＮＴ１１）、またはｗｎｔファミリーメンバー１６（ＷＮＴ１６）、あるいはその成熟ペプチドもしくは機能的部分を含む。

【0155】

いくつかの実施形態では、哺乳動物成長因子はヒト成長因子である。ヒト成長因子および成熟ペプチドおよび／またはその機能的部分の非限定的な例は、表４で提供される。いくつかの実施形態では、哺乳動物成長因子は、表４の配列のいずれかまたは任意の分泌されたヒト成長因子と少なくとも７０％同一（例えば、少なくとも７５％同一、少なくとも８０％同一、少なくとも８５％同一、少なくとも９０％同一、少なくとも９５％同一、少なくとも９９％同一）である配列を含み、骨形成活性を有する。いくつかの実施形態では、様々な種間で保存される哺乳動物成長因子中のアミノ酸は、骨形成活性にとって重要である可能性があり、変異しない場合があるが、様々な種間で保存されない哺乳動物成長因子中のアミノ酸は、骨形成活性にとって重要である可能性があり、変異する場合がある。

【0156】

いくつかの実施形態では、哺乳動物成長因はＢＭＰ－２を含む。いくつかの実施形態では、哺乳動物成長因子はＢＭＰ－２の成熟ペプチドである（例えば、シグナル配列を含まない）。いくつかの実施形態では、哺乳動物成長因子はＢＭＰ－２の機能的部分を含む。いくつかの実施形態では、ＢＭＰ－２の機能的部分は、ＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ（配列番号４５４）と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、哺乳動物成長因子は、配列番号４５４と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、哺乳動物成長因子は、配列番号４５４と少なくとも約９０％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、哺乳動物成長因子は配列番号４５４を含む。

【0157】

いくつかの実施形態では、哺乳動物成長因子は非ヒト哺乳動物成長因子である。非ヒト哺乳動物成長因子は、表４のヒト成長因子の１つ以上などのヒト成長因子と相同であり得る。いくつかの実施形態では、非ヒト哺乳動物成長因子は、この出願日の時点で、ＮＣＢＩ Ｂｌａｓｔアライメントアルゴリズムを使用して決定されるように、ヒト哺乳動物成長因子と少なくとも約８０％同一である場合、非ヒト哺乳動物成長因子はヒト成長因子に相同である。いくつかの例では、カバレッジは少なくとも約９０％である。いくつかの実施形態では、非ヒト哺乳動物成長因子は、この出願日の時点で、ＮＣＢＩ Ｂｌａｓｔアライメントアルゴリズムを使用して決定されるように、ヒト哺乳動物成長因子と比較して少なくとも約８０％陽性である場合、非ヒト哺乳動物成長因子はヒト成長因子に相同である。いくつかの例では、カバレッジは少なくとも約９０％である。いくつかの実施形態では、この出願日の時点で、ＮＣＢＩ Ｂｌａｓｔを使用して、ヒト成長因子と整列した非ヒト哺乳動物成長因子が、少なくとも約９０％のクエリカバー（ｑｕｅｒｙ ｃｏｖｅｒ）で、約１Ｅ－４０、少なくとも約１Ｅ－５０、１Ｅ－６０、１Ｅ－７０、または１Ｅ－１０未満のＥ値を有する場合、非ヒト哺乳動物成長因子はヒト成長因子に相同である。

【0158】

【表4-1】

【0159】

【表4-2】

【0160】

【表4-3】

【0161】

【表4-4】

【0162】

【表4-5】

【0163】

【表4-6】

【0164】

標的化部分
いくつかの実施形態では、デバイスまたはキットは、治療剤を構造に係留する標的化部分を含む。いくつかの実施形態では、標的化部分は治療剤に接続され、上記部分は構造に非共有結合する。非限定的な例として、標的化部分は、ペプチド結合によって治療剤に共有結合される。例えば、標的化部分は標的化ペプチドを含み、標的化ペプチドは、ペプチド結合によって治療剤に連結される。

【0165】

いくつかの実施形態では、標的化部分は、構造、または構造の構成要素、例えば、リン酸カルシウムなどの構造のセラミック材料への親和性を有する。いくつかの実施形態では、標的化部分と、構造またはその構成要素との間の結合のための解離定数（ＫＤ）は、（ｉ）少なくとも約１ｆＭ、少なくとも約１０ｆＭ、少なくとも約１００ｆＭ、または少なくとも約１ｐＭ、および（ｉｉ）約１００μＭ未満、約９０μＭ未満、約８０μＭ未満、約７０μＭ未満、約６０μＭ、約５０μＭ未満、約４０μＭ未満、約３０μＭ未満、約２０μＭ未満、約１０μＭ未満、約５μＭ未満、約１μＭ未満、または約１００ｐＭ未満である。例えば、標的化部分は、約１００ｆＭ～約１００μＭ、約１ｐＭ～約１００μＭ、約１０ｐＭ～約１００μＭ、約１００ｐＭ～約１００μＭ、または約１μＭ～約１００μＭの親和性で、β－リン酸三カルシウムに結合することができる。

【0166】

いくつかの実施形態では、標的化部分は、それぞれが構造に結合する１つ以上の標的化ペプチドを含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは構造のセラミック材料に結合する。例えば、標的化ペプチドは、リン酸カルシウム（例えば、リン酸三カルシウム、β－リン酸三カルシウム、αリン酸三カルシウム）、ハイドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨（例えば、脱灰骨）、ガラス（バイオガラス）、例えば、シリケート、バナデート、および関連するセラミックミネラル、またはキレート化された二価金属イオン、あるいはそれらの組み合わせに結合する。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、２つ以上の標的化ペプチドを含む。いくつかの実施形態では、２つ以上の標的化ペプチドは、約５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、または１０以下の標的化ペプチドである。いくつかの実施形態では、２つ以上の標的化ペプチドは、約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、または３０の標的化ペプチドである。いくつかの実施形態では、２つ以上の標的化ペプチドは、約２～約１０の標的化ペプチドである。いくつかの実施形態では、２つ以上の標的化ペプチドは、約５つの標的化ペプチドである。

【0167】

いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号６と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号７と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号８と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号９と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１０と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１１と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１２と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１３と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１４と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１５と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１６と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１７と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１８と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号１９と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２０と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２１と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２２と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２３と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２４と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２５と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２６と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２７と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２８と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号２９と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３０と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３１と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３２と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３３と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３４と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３５と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３６と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３７と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３８と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号３９と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４０と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４１と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４２と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４３と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４４と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４５と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４６と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４７と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４８と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号４９と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５０と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５１と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５２と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５３と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５４と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５５と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５６と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５７と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５８と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号５９と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号６０と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、配列番号６１と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。

【0168】

【表5-1】

【0169】

【表5-2】

【0170】

いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、表５の１つ以上の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、表５の配列と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。

【0171】

【表6-1】

【0172】

【表6-2】

【0173】

【表6-3】

【0174】

【表6-4】

【0175】

【表6-5】

【0176】

いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、表６の１つ以上の配列を含む。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、表６の配列と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。

【0177】

本開示で有用なさらなる標的化ペプチドは、米国特許第７，５７２，７６６号の配列番号１～配列番号５５８のいずれか１つを含み、それらの内容は参照によってその全体が組み込まれる。いくつかの実施形態では、標的化ペプチドは、米国特許第７，５７２，７６６号の配列番号１～配列番号５５８のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。

【0178】

いくつかの実施形態では、デバイスまたはキットは、標的化ペプチドと標的化部分とを含むキメラポリペプチドを含む。場合によっては、キメラポリペプチドは、配列番号４３３（ＡＳＧＡＧＧＳＥＧＧＧＳＥＧＧＴＳＧＡＴＧＡＧＴＳＴＳＧＧＧＡＳＴＧＧＧＴＧＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ）と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。場合によっては、キメラポリペプチドは、配列番号４３４（ＭＰＩＧＳＬＬＡＤＴＴＨＨＲＰＷＴＶＩＧＥＳＴＨＨＲＰＷＳＩＩＧＥＳＳＨＨＫＰＦＴＧＬＧＤＴＴＨＨＲＰＷＧＩＬＡＥＳＴＨＨＫＰＷＴＡＳＧＡＧＧＳＥＧＧＧＳＥＧＧＴＳＧＡＴＧＡＧＴＳＴＳＧＧＧＡＳＴＧＧＧＴＧＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ）と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。場合によっては、キメラポリペプチドは、配列番号４３５（ＬＬＡＤＴＴＨＨＲＰＷＴＶＩＧＥＳＴＨＨＲＰＷＳＩＩＧＥＳＳＨＨＫＰＦＴＧＬＧＤＴＴＨＨＲＰＷＧＩＬＡＥＳＴＨＨＫＰＷＴＡＳＧＡＧＧＳＥＧＧＧＳＥＧＧＴＳＧＡＴＧＡＧＴＳＴＳＧＧＧＡＳＴＧＧＧＴＧＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ）と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。場合によっては、キメラポリペプチドは、配列番号４３６（ＶＩＧＥＳＴＨＨＲＰＷＳＩＩＧＥＳＳＨＨＫＰＦＴＧＬＧＤＴＴＨＨＲＰＷＧＩＬＡＥＳＴＨＨＫＰＷＴＡＳＧＡＧＧＳＥＧＧＧＳＥＧＧＴＳＧＡＴＧＡＧＴＳＴＳＧＧＧＡＳＴＧＧＧＴＧＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ）と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。場合によっては、キメラポリペプチドは、配列番号４３７（ＩＩＧＥＳＳＨＨＫＰＦＴＧＬＧＤＴＴＨＨＲＰＷＧＩＬＡＥＳＴＨＨＫＰＷＴＡＳＧＡＧＧＳＥＧＧＧＳＥＧＧＴＳＧＡＴＧＡＧＴＳＴＳＧＧＧＡＳＴＧＧＧＴＧＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ）と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。場合によっては、キメラポリペプチドは、配列番号４３８（ＧＬＧＤＴＴＨＨＲＰＷＧＩＬＡＥＳＴＨＨＫＰＷＴＡＳＧＡＧＧＳＥＧＧＧＳＥＧＧＴＳＧＡＴＧＡＧＴＳＴＳＧＧＧＡＳＴＧＧＧＴＧＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ）と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。場合によっては、キメラポリペプチドは、配列番号４３９（ＩＬＡＥＳＴＨＨＫＰＷＴＡＳＧＡＧＧＳＥＧＧＧＳＥＧＧＴＳＧＡＴＧＡＧＴＳＴＳＧＧＧＡＳＴＧＧＧＴＧＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ）と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。場合によっては、キメラポリペプチドは、配列番号４４０（（Ｘ）ＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ）と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含み、ここで、Ｘは、標的化ペプチドおよび任意選択でリンカーを含む。例えば、標的化ペプチドは、配列番号１－４１の１つ以上を含む。場合によっては、キメラポリペプチドは、配列番号４４１（（Ｘ）ＡＳＧＡＧＧＳＥＧＧＧＳＥＧＧＴＳＧＡＴＧＡＧＴＳＴＳＧＧＧＡＳＴＧＧＧＴＧＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ）と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含み、ここで、Ｘは、標的化ペプチドおよび任意に選択的にリンカーを含む。例えば、標的化ペプチドは、配列番号１－４１の１つ以上を含む。

【0179】

いくつかの実施形態では、治療剤は、標的化部分を使用して構造に接続されない。例えば、治療剤は、非共有結合によって構造と相互作用し得る。治療剤は、水素結合、イオン結合、疎水性相互作用、またはファンデルワールス力によって構造に接続され得る。治療剤はまた、共有結合を使用して構造に接続され得る。共有結合を使用して接続するための方法の例には、アミン、チオール、および炭水化物などのタンパク質内の活性基を修飾するために使用される化学的なリンカーおよびスペーサーが含まれる。

【0180】

デバイスの製造
構造と治療剤とを含むデバイスを製造する方法が本明細書でさらに提供される。いくつかの方法は、（ａ）治療剤（例えば、治療剤と標的化部分とを含むキメラポリペプチド）の第１の溶液を提供する工程、（ｂ）３Ｄ構造を提供する工程、および（ｃ）（ａ）と（ｂ）を組み合わせる工程を含む。いくつかの実施形態では、治療剤は、約０．２５～１．５、０．２５～１．２５、０．２５～１、０．２５～０．７５、０．２５～０．５、０．５～１．５、０．５～１．２５、０．５～１、０．５～０．７５、０．７５～１．５、０．７５～１．２５、０．７５～１、１～１．５、１～１．２５、１．２５～１．５、０．２５、０．５、１、１．２５、または１．５ｍｇ／ｍＬの濃度で、第１の溶液中に存在する。いくつかの方法では、工程（ｃ）は、約１０～２４０、１０～１８０、１０～１２０、２０～２４０、２０～１８０、２０～１２０、３０～２４０、３０～１８０、３０～１２０、４０～２４０、４０～１８０、４０～１２０、５０～２４０、５０～１８０、５０～１２０、６０～２４０、６０～１８０、６０～１２０、７０～２４０、７０～１８０、７０～１２０、８０～２４０、８０～１８０、８０～１２０、９０～２４０、９０～１８０、９０～１２０、１００～２４０、１００～１８０、１００～１２０、１１０～２４０、１１０～１８０、１１０～１２０、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、または２４０分間、第１の溶液と構造をインキュベートすることを含む。いくつかの方法では、工程（ｃ）は、循環および／または振盪機（例えば、プレートシェーカーを使用）などの動作により、第１の溶液と構造をインキュベートすることを含む。場合によっては、第１の溶液は緩衝剤を含む。例えば、緩衝液は酢酸ナトリウムおよび酢酸を含む。場合によっては、第１の溶液は、約４～約５、または、約４、４．１、４．１５、４．２、４．２５、４．３、４．３５、４．４、４．４５、４．５、４．４５、４．６、４．６５、４．７、４．７５、４．８、４．８５、４．９、４．９５、あるいは５のｐＨを有する。場合によっては、第１の溶液は塩を含む。例えば、第１の溶液は、５０～１５０、５０～１４０、５０～１３０、５０～１２０、５０～１１０、５０～１００、５０～９０、５０～８０、５０～７０、５０～６０、６０～１５０、６０～１４０、６０～１３０、６０～１２０、６０～１１０、６０～１００、６０～９０、６０～８０、６０～７０、７０～１５０、７０～１４０、７０～１３０、７０～１２０、７０～１１０、７０～１００、７０～９０、７０～８０、８０～１５０、８０～１４０、８０～１３０、８０～１２０、８０～１１０、８０～１００、８０～９０、９０～１５０、９０～１４０、９０～１３０、９０～１２０、９０～１１０、９０～１００、１００～１５０、１００～１４０、１００～１３０、１００～１２０、１００～１１０、１１０～１５０、１１０～１４０、１１０～１３０、１１０～１２０、１２０～１５０、１２０～１４０、１２０～１３０、１３０～１５０、１３０～１４０、または１４０～１５０などの塩化ナトリウムを含む。いくつかの実施形態では、第１の溶液は、１０ｍＭの酢酸ナトリウム、７ｍＭの酢酸、１００ｍＭのＮａＣｌ、ｐＨ＝４．７５を含む。いくつかの実施形態では、方法は、（ｄ）工程（ｃ）の３Ｄ構造を、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）などの第２の溶液で洗浄する工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、工程（ｃ）または工程（ｄ）の３Ｄ構造を乾燥させる工程をさらに含む。

【0181】

いくつかの実施形態では、デバイス中の構造の１立方センチメートル当たりの治療剤（例えば、治療剤単独、あるいは標的化部分に接続された治療剤）の質量は、約０．０５～５０（ｍｇ／ｃｃ）の間（例えば、約０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、または５０ｍｇ／ｃｃ）、あるいはそれらの間の任意の数である。例えば、治療剤は、立方センチメートルのデバイス当たり約１、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、または２ｍｇである。構造への治療用ペプチド結合の量を測定する１つの方法は、（１）第１の溶液中の治療用ペプチド入力の質量を測定すること、（２）構造と組み合わせて構造から除去した後に第１の溶液中に残っている治療剤の質量を測定すること、（３）洗浄工程が含まれる場合、第２の溶液中の治療剤の質量を測定すること、（４）（２）と（３）を合計し、（１）から（４）の合計を引くこと、を含む。

【0182】

処置方法
他の態様では、本明細書における３Ｄ印刷された構造で対象を処置する方法が提供される。いくつかの方法では、対象は、治療用ペプチドと構造とを含むデバイスで処置される。いくつかの例では、対象は骨折または骨欠損を有する。いくつかの例では、対象は脊椎の椎骨固定を必要とする。いくつかの例では、対象は軟骨断裂または軟骨欠損を有する。いくつかの例では、対象は軟骨損失を有する。

【0183】

いくつかの実施形態では、対象は、骨、軟骨、軟組織、腱、筋膜、靭帯、器官、骨腱組織、皮膚、骨軟骨の欠損、または前述の欠損の１つ以上の組み合わせに苦しんでいる。いくつかの実施形態では、欠損は、骨、軟骨、軟組織、腱、筋膜、靭帯、器官、骨腱組織、皮膚、または骨軟骨の不足、あるいは前述の欠損の１つ以上の組み合わせである。いくつかの実施形態では、対象の欠損は外傷から生じる。いくつかの実施形態では、対象の欠損は先天性の疾病により生じる。いくつかの実施形態では、対象の欠損は後天性の疾病により生じる。いくつかの実施形態では、欠損は、身体の組織および／または器官の非存在、損失、および／または破損を指す。いくつかの実施形態では、「骨欠損」とは、対照の健康な対象では存在するであろう対象の解剖学的位置での骨の非存在または損失（例えば、部分的な損失）を指す。骨欠損は、感染（例えば、骨髄炎）、腫瘍、外傷、または処置の有害事象の結果である場合がある。骨欠損はさらに、骨欠損を取り巻く筋肉、軟組織、腱、または関節に影響を及ぼし、損傷を引き起こす場合がある。いくつかの実施形態では、骨欠損は、軟組織への損傷を含む。いくつかの実施形態では、「軟骨欠損」とは、対照の健康な対象では存在するであろう対象の解剖学的位置での軟骨の非存在または損失（例えば、部分的な損失）を指す。軟骨欠損は、疾患、骨軟骨炎、骨壊死、または外傷の結果である場合がある。例えば、軟骨欠損は膝関節に影響を及ぼす場合がある。

【0184】

本明細書に記載される構造またはデバイスでの処置に適した疾病の非限定的な例としては、変形性関節症、椎間板変性（ｄｉｓｃ ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、先天性欠損、脊柱管狭窄症、脊椎すべり症、脊椎症、骨折、脊椎側彎症、脊柱後弯、脊椎固定術（ＰＬＦ、および椎体間固定）、骨の外傷修復、歯科修復、頭蓋顎顔面修復、足関節固定、椎骨形成術、バルーン骨形成術、舟状骨骨折修復、腱骨修復、骨粗鬆症、無血管性壊死、先天性骨格奇形、肋骨再建、軟骨下骨修復、軟骨修復（例えば、低用量で）、または外傷、あるいはそれらの組み合わせが挙げられる。ＢＭＰ２も毛包の発育にも関与し、したがって、方法は、毛包への処置を含み得る。外傷は、骨、軟骨、軟組織、腱、筋膜、靭帯、器官、骨腱組織、または皮膚組織、あるいは骨軟骨の組織に対するものである。いくつかの実施形態では、方法は、骨軟骨の損傷を処置するためのものである。

【0185】

処置方法は脊椎固定術を含む場合がある。いくつかの実施形態では、脊椎固定術は、２つ以上の椎骨を接合する外科的手法である。いくつかの実施形態では、脊椎固定術はＰＬＦを含む。いくつかの実施形態では、脊椎固定術は椎体間固定を含む。

【0186】

必要とする対象の骨または軟骨の形成を促進する方法が本明細書で提供され、上記方法は、治療上有効な量の本明細書に記載される構造またはデバイスのいずれかを、対象に投与する工程を含む。これらの方法のいくつかの実施形態は、骨または軟骨の形成を必要とする対象を最初に選択する工程をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、構造またはデバイスは、対象における骨または軟骨の形成の所望部位の近位で対象に投与される。

【0187】

必要とする対象の骨あるいは軟骨を置換および／または修復する方法が本明細書で提供され、上記方法は、治療上有効な量の本明細書に記載される構造またはデバイスのいずれかを対象に投与する工程を含む。これらの方法のいくつかの実施形態は、骨置換、骨修復、軟骨置換、または軟骨修復を必要とする対象を最初に選択する工程をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、構造またはデバイスは、対象の骨または軟骨の置換または修復の所望部位の近位で対象に投与される。

【0188】

必要とする対象の骨折または骨損失を処置する方法も本明細書で提供され、上記方法は、治療上有効な量の本明細書に記載される構造またはデバイスを対象に投与する工程を含む。これらの方法のいくつかの実施形態は、骨折または骨損失を抱えている対象を最初に選択する工程をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、構造またはデバイスは、対象における骨折または骨損失部位の近位で対象に投与される。

【0189】

必要とする対象の軟組織を修復する方法も本明細書で提供され、上記方法は、治療上有効な量の本明細書に記載される構造またはデバイスのいずれかを、対象に投与する工程を含む。これらの方法のいくつかの実施形態は、骨折または骨損失を抱えている対象を最初に選択する工程をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、組成物は、対象における骨折または骨損失部位の近位で対象に投与される。

【0190】

必要とする対象に治療剤を局所的に送達する方法も本明細書で提供され、上記方法は、治療上有効な量の本明細書に記載される構造またはデバイスのいずれかを対象に投与する工程を含む。これらの方法のいくつかの実施形態は、骨折または骨損失を抱えている対象を最初に選択する工程をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、構造またはデバイスは、対象における骨折または骨損失部位の近位で対象に投与される。

【0191】

対象における骨折または骨損失の処置の有効性を決定する方法は、当該技術分野で知られており、例えば、画像処理技術（例えば、磁気共鳴画像法、Ｘ線、またはコンピュータ断層撮影法）を含む。

【0192】

対象における骨または軟骨の形成、あるいは骨または軟骨の置換もしくは修復を検出する方法も、当該技術分野では知られており、例えば、画像処理技術（例えば、磁気共鳴画像法、Ｘ線、またはコンピュータ断層撮影法）を含む。

【0193】

骨折または骨損失の処置、骨または軟骨の形成、あるいは骨または軟骨の置換もしくは修復に適した動物モデルが、当該技術分野で知られている。そのような動物モデルの非限定的な例は、例えば、Ｄｒｏｓｓｅ ｅｔ ａｌ．，Ｔｉｓｓｕｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐａｒｔ Ｃ １４（１）：７９－８８，２００８；Ｈｉｓｔｉｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｂｏｎｅ ４９：５９１－５９９，２０１１；および、Ｐｏｓｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｈｉｎｄａｗｉ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＢｉｏＭｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ；Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ ３４８６３５，２０１４に記載されている。

【0194】

本明細書で使用される場合、処置方法は、本明細書における構造またはデバイスを対象に投与する工程を含む。

【0195】

いくつかの実施形態では、投与は、本明細書におけるポリペプチドまたは組成物を移植することを含む。いくつかの実施形態では、ＢＭＰ－２を含む本明細書におけるポリペプチドおよび／または組成物は、対象に投与される。いくつかの実施形態では、ＢＭＰ２は、配列番号３２と少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む。いくつかの実施形態では、ＢＭＰ－２は、対象における骨の形成を誘導するために投与される。いくつかの実施形態では、ＢＭＰ－２は、軟骨の形成を誘導するために投与される。いくつかの実施形態では、ＢＭＰ－２は、脊椎固定術において投与される。

【0196】

さらなる実施形態
さらなる実施形態は以下を含む。（１）リン酸三カルシウムセラミック（β－ＴＣＰ）またはハイドロキシアパタイト（ＨＡ）粒子と、生体適合性の水溶性ポリマー結合剤と、分散剤と、消泡剤とを含む、インク。（２）上記生体適合性の水溶性ポリマーは、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） Ｆ－１２７ポリマーであり、上記消泡剤は１－オクタノールであり、上記分散剤はＤａｒｖａｎ（登録商標） ８２１－Ａである、実施形態１に記載のインク。（３）リン酸三カルシウムセラミック（β－ＴＣＰ）またはＨＡ粒子と、生体適合性の非水溶性ポリマーと、３つ以上の溶媒と、を含むインクであって、ここで、上記溶媒の各々は、他の溶媒の蒸気圧とは異なる蒸気圧を有する、インク。（４）生体適合性の非水溶性ポリマーはポリカプロラクトン（ＰＣＬ）であり、３つ以上の溶媒は、ジクロロメタン、２－ブトキシエタノール、およびジブチルフタレートを含む、実施形態３に記載のインク。（５）リン酸三カルシウムセラミック（β－ＴＣＰ）またはＨＡ粒子と、生体適合性の水溶性ポリマーと、生体適合性の非水溶性ポリマーと、を含む、インク。（６）生体適合性の非水溶性ポリマーはポリカプロラクトン（ＰＣＬ）またはポリ（乳－ｃｏ－グリコール酸（ＰＬＧＡ）であり、生体適合性の水溶性ポリマーはポリエチレングリコールである、実施形態５に記載のインク。（７）前の実施形態のいずれかのインクを含む、三次元の埋込み型物体。（８）物体は複数の層を含む多孔性足場であり、各層はインクを含む、実施形態７の物体。（９）組織欠損を有する対象を処置する方法であって、上記方法は、実施形態７の三次元物体を、対象の組織欠損に外科的移植する工程であって、それによって対象を処置する、工程を含む、方法。（１０）三次元印刷のためのインクを製造する方法であって、上記方法は、液体溶液を調製する工程と、液体溶液をリン酸カルシウムセラミック（β－ＴＣＰ）またはＨＡ粒子の一部と組み合わせる工程と、遠心混合によって液体溶液とβ－ＴＣＰ粒子を混合する工程と、を含む、方法。（１１）ポリマー溶液を分散剤および消泡剤と組み合わせる工程を含む、実施形態１０に記載の方法。（１２）β－ＴＣＰまたはＨＡ粒子の少なくとも追加の部分を組み合わせ、混合工程を少なくとも１回繰り返す工程を含む、実施形態１０に記載の方法。（１３）すべてのβ－ＴＣＰまたはヒドロキシアパタイト粒子が液体溶液によって湿っていることを確実にする工程を含む、実施形態１０に記載の方法。（１４）三次元印刷された移植された物体を調製する方法であって、上記方法は、実施形態１０のインクを使用して印刷された構造を印刷する工程と、印刷された構造を乾燥させる工程と、印刷された構造を熱処理する工程と、を含む、方法。（１５）印刷された構造を熱処理する工程は、ポリマーが印刷された構造から除去されるように、印刷された構造を加熱すること、および、β－ＴＣＰまたはヒドロキシアパタイト粒子を焼結するために、印刷された構造を加熱すること、を含む、実施形態１４に記載の方法。（１６）印刷された構造を熱処理する工程は、印刷された構造を、１℃／分の加熱速度で室温から６００℃に加熱すること、印刷された構造を６００℃で１時間加熱すること、印刷された構造を５℃／分の速度で６００℃から１１４０℃に加熱すること、印刷された構造を１１４０℃で４時間加熱すること、および、印刷された構造を冷却すること、を含む、実施形態１５に記載の方法。（１７）印刷された構造をｔＢＭＰ２溶液に浸漬することによって、係留可能なタンパク質で印刷された構造をコーティングすることをさらに含む、実施形態１４に記載の方法。（１８）ポリマー溶液を３つ以上の溶媒と組み合わせることを含み、ここで、溶媒の各々は、他の溶媒の蒸気圧とは異なる蒸気圧を有する、実施形態１４に記載の方法。（１９）上記方法は、実施形態１８に記載のインクを使用して、印刷された構造を印刷する工程と、第１の溶媒を除去するために印刷された構造を乾燥させる工程と、第２の溶媒の１つが印刷された構造から除去されるように、水とエタノールの混合物に印刷された構造を浸漬する工程と、第３の溶媒の１つが印刷された構造から除去されるように、印刷された構造を水の混合物に浸漬する工程と、を含む、実施形態１８に記載の方法。（２０）三次元印刷のためのインクを製造する方法であって、上記方法は、リン酸三カルシウムセラミック粒子（β－ＴＣＰまたはハイドロキシアパタイト）、生体適合性の水溶性ポリマー、および生体適合性の非水溶性ポリマーを含む、ポリマーパワー（ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｐｏｗｅｒ）混合物を調製する工程と、遠心混合によって粉末混合物を混合して、粉末を少なくとも部分的に融解する工程と、印刷の前に、粉末を融解するために、３Ｄプリンターの押出機チャンバーの粉末混合物を加熱する工程と、を含む、方法。（２１）三次元印刷された移植された物体を調製する方法であって、上記方法は、実施形態２０に記載のインクを使用して、印刷された構造を印刷する工程と、３Ｄ印刷された構造を水に浸漬して、水溶性ポリマーを除去する工程と、を含む、方法。（２２）印刷された構造をｔＢＭＰ２溶液に浸漬することによって、印刷された構造を係留可能なタンパク質でコーティングする工程をさらに含む、実施形態２１に記載の方法。（２３）組織欠損を抱える対象を処置する方法であって、上記方法は、β－ＴＣＰまたはＨＡ顆粒をｔＢＭＰ２でコーティングする工程と、ナトリウムカルボキシメチルセルロースヒドロゲルを顆粒と混合する工程と、パテ材料を作成するために、遠心混合によって混合物を混合する工程と、対象の組織欠損に上記パテ材料を外科的移植する工程であって、それによって、対象を処置する、工程と、を含む、方法。（２４）骨インプラントを調製する方法であって、上記方法は、感光性樹脂を、β－ＴＣＰまたはＨＡ粒子、光硬化性アクリレート、可塑剤、分散剤、光開始剤、および光吸収剤と混合することによって、インクを形成する工程と、インクを用いて埋込み型物体を形成する工程と、骨インプラントを形成するために、係留可能なタンパク質で埋込み型物体をコーティングする工程と、を含む、方法。（２５）埋込み型物体を熱処理する工程をさらに含む、実施形態２４に記載の方法。（２６）埋込み型物体を形成する工程は、インクのデジタル光処理を含む、実施形態２４に記載の方法。

【0197】

本発明の有用性を実証する他の方法は、腰椎固定術の適応症（脊椎固定術ケージのための３Ｄ印刷されたインサート）、脛骨分節欠損（患者のＣＴデータに基づく３Ｄ印刷された足場）、および歯槽堤増成術（３Ｄ印刷された薄いバリア膜）における骨再生を実証することによる。

【0198】

本明細書で使用される用語は、特別のケースだけを記載することを目的としており、本発明を制限することを意図していない。単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上他の意味を明白に示していない限り、同様に複数形を含むことを意図している。用語「含むこと（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」「有すること（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｗｉｔｈ）」、またはその変形が、詳細な記載および／または請求項のいずれかで使用される限り、そのような用語は、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」に類似した方法で含まれるように意図される。

【0199】

用語「約（ａｂｏｕｔ）」または「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」は、当業者によって決定されるような特定の値の許容可能な誤差範囲内であることを意味し、これは、その値がどのように測定または決定されるか、例えば、測定システムの制限に部分的に依存している。例えば、「約」とは、任意の値での慣例に従って、１以内または１を超える標準偏差を意味し得る。特定の値が本出願と請求項に記載されている場合、特段の定めのない限り、「約」との用語は、特定の値の許容可能な誤差範囲内を意味するものであると仮定されなければならない。

【0200】

本明細書で使用される場合、「対象」という用語は、任意の哺乳動物を指す。したがって、対象は、例えば、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ブタ、モルモット、ラット、ヒト、サルなどを指す。対象がヒトである場合、対象は本明細書において患者と呼ばれることがある。いくつかの実施形態では、対象または「処置を必要とする対象」は、イヌ科の動物（例えば、イヌ）、ネコ科の動物（例えば、ネコ）、ウマ科の動物（例えば、ウマ）、ヒツジ、ウシ、ブタ、ヤギ、霊長類（例えば、サル（例えば、マーモセット、ヒヒ））、または類人猿（例えば、ゴリラ、チンパンジー、オランウータン、あるいはテナガザル）、ヒト、またはげっ歯類（例えば、マウス、モルモット、ハムスター、あるいはラット）であり得る。いくつかの実施形態では、対象または「処置を必要とする対象」は、非ヒト哺乳動物、特に、ヒトにおける治療用有効性を実証するためのモデルとして従来から使用されている哺乳動物（例えば、ネズミ科の動物、ウサギ科の動物、ブタの動物、イヌ科の動物、または霊長類動物）であり得る。

【0201】

いくつかの実施形態では、「治療上有効な量」との用語は、対象の疾患、疾病、または病気を「処置する」のに有効なポリペプチドまたは組成物の量を指す。場合によっては、治療上有効な量のポリペプチドまたは組成物は、疾患、疾病、または障害の症状の重症度を低下させる。いくつかの例では、疾患、疾病、または障害は、器官または組織の欠損を含む。

【0202】

「親和性」とは、β－ＴＣＰ配列（または、キメラポリペプチドまたはβ－ＴＣＰ結合配列を含むポリペプチド）と、その結合パートナー（例えば、β－ＴＣＰ）との間の非共有結合の相互作用の合計の強度を指す。親和性は、本明細書に記載されるものを含む、当該技術分野で既知の一般の方法によって測定することができる。親和性は、例えば、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）技術（例えば、ＢＩＡＣＯＲＥ（登録商標））またはバイオレイヤー渉法（例えば、ＦＯＲＴＥＢＩＯ（登録商標））を使用して、決定することができる。親和性を決定するためのさらなる方法が、当該技術分野で知られている。

【0203】

参照ポリペプチド配列に対するパーセント（％）配列同一性は、最大パーセントの配列同一性を達成するために、必要であれば、配列を整列させてギャップを導入した後の、参照ポリペプチド配列におけるアミノ酸残基と同一である候補配列におけるアミノ酸残基のパーセンテージであり、任意の保存的置換を配列同一性の一部として考慮しない。パーセントアミノ酸配列同一性を決定する目的のための整列は、既知の様々な方法で、例えば、ＢＬＡＳＴ、ＢＬＡＳＴ－２、ＡＬＩＧＮ、またはＭｅｇａｌｉｇｎ（ＤＮＡＳＴＡＲ）ソフトウェアなどの公開されている利用可能なコンピューターソフトウェアを用いて、達成可能である。比較される配列の全長にわたって最大の整列を達成するために必要なアルゴリズムを含む、配列を整列させるための適切なパラメーターを決定することができる。しかし、本明細書における目的のために、％アミノ酸配列同一性の値は、配列比較コンピュータプログラムＡＬＩＧＮ－２を使用して生成される。ＡＬＩＧＮ－２配列比較コンピュータプログラムは、Ｇｅｎｅｎｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．によって作成され、ソースコードは米国著作権局（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｄ．Ｃ．、２０５５９）にユーザードキュメントとともに提出されており、米国著作権登録第ＴＸＵ５１００８７号で登録されている。ＡＬＩＧＮ－２プログラムは、Ｇｅｎｅｎｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．（Ｓｏｕｔｈ Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，Ｃａｌｉｆ．）から公に利用可能であるか、またはソースコードからコンパイルされ得る。ＡＬＩＧＮ－２プログラムは、デジタルＵＮＩＸ（登録商標） Ｖ４．０Ｄを含むＵＮＩＸ（登録商標）オペレーティングシステム上での使用のためにコンパイルされるべきである。すべての配列比較パラメーターは、ＡＬＩＧＮ－２プログラムによってセットされ、変動しない。

【0204】

ＡＬＩＧＮ－２がアミノ酸配列比較に使用される状況では、所与のアミノ酸配列Ｂ（所与のアミノ酸配列Ｂに対する％アミノ酸配列同一性を有するか、または含む所与のアミノ酸配列Ａとして代替的に表現され得る）に対する、所与のアミノ酸配列Ａの％アミノ酸配列同一性は、以下のように計算される：画分Ｘ／Ｙを１００倍し、ここで、Ｘは、配列アラインメントプログラムＡＬＩＧＮ－２によって、そのプログラムのＡとＢの配列において同一マッチとしてスコアリングされたアミノ酸残基の数であり、ここで、Ｙは、Ｂにおけるアミノ酸残基の合計数である。アミノ酸配列Ａの長さがアミノ酸配列Ｂの長さと等しくない場合、Ｂに対するＡの％アミノ酸配列同一性は、Ａに対するＢの％アミノ酸配列同一性と等しくないことを理解されたい。特に別記しない限り、ＡＬＩＧＮ－２コンピュータプログラムを使用して、直前のパラグラフに記載されているように、本明細書で使用される％アミノ酸配列同一性の値がすべて得られる。

【0205】

本明細書に記載および例証される実施形態の各々は、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、他のいくつかの実施形態のいずれかの特徴から容易に分離またはその特徴と組み合わせることができる別個の構成要素および特徴を有する。任意の列挙された方法を、列挙された事象の順序で、または論理上可能な他の順序で実行することができる。

【0206】

本開示の多くの実施形態が記載されている。しかし、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされてもよいことが理解される。例えば、細胞は、埋込み型構造内に接種されてもよい。これらの細胞は、骨細胞あるいは他の骨細胞、軟骨細胞、および／または半月板細胞を含み得る。いくつかの例では、細胞は、完成した埋込み型構造に添加されてもよい。さらに、インクのための特定の製剤が記載されているが、各インク成分の特定の量の変動が可能である。したがって、他の実施形態は以下の請求項の範囲内にある。

【0207】

実施形態
実施形態１：印刷された三次元構造に非共有結合された治療剤を含むデバイスであって、上記印刷された三次元構造は、約５０重量％～約１００重量％のセラミックと、約０重量％～約５０重量％のポリマーとを含む、デバイス。
実施形態２：三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度、約１５％～約４５％の間の開放気孔率、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積の１つ以上を含み、三次元構造は、約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有する、実施形態１に記載のデバイス。
実施形態３：セラミックは、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨、シリケート、またはバナデート、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態１または実施形態２に記載のデバイス。
実施形態４：セラミックはβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む、実施形態１または実施形態２に記載のデバイス。
実施形態５：ポリマーを含み、ここで、上記ポリマーはポリカプロラクトンを含む、実施形態１－４のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態６：約１００重量％のセラミックを含む、実施形態１または実施形態２に記載のデバイス。
実施例７：セラミックは、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む、実施形態６に記載のデバイス。
実施形態８：約７０重量％～約８０重量％のセラミックと、約２０重量％～約３０重量％のポリマーとを含む、実施形態１または実施形態２に記載のデバイス。
実施形態９：セラミックは、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含み、ポリマーはポリカプロラクトンを含む、実施形態８に記載のデバイス。
実施形態１０：上記印刷された三次元構造は、約３０重量％～約７０重量％のセラミックと、約５重量％～約３０重量％のポリマーと、任意選択で消泡剤および／または分散剤とを含むインクから形成される、実施形態１－９のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態１１：治療剤は、哺乳動物成長因子またはその機能的部分を含む、実施形態１－１０のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態１２：治療剤は、表４から選択される１つ以上のポリペプチド、またはその機能的部分を含む、実施形態１－１０のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態１３：治療剤は骨形成タンパク質（ＢＭＰ）を含む、実施形態１－１０のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態１４：治療剤は標的化部分を含み、上記標的化部分は、上記印刷された三次元構造に非共有結合される、実施形態１－１３のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態１５：標的化部分は、約１ｐＭ～約１００μｍの親和性で、上記印刷された三次元構造に結合される、実施形態１４に記載のデバイス。
実施形態１６：標的化部分は、表５－６の配列のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一のポリペプチドを含む、実施形態１４または実施形態１５に記載のデバイス。
実施形態１７：標的化部分は、表５－６の配列から選択される約２、３、４、５、６、７、８、９、または１０の配列を含む、実施形態１４または実施形態１５に記載のデバイス。
実施形態１８：治療剤は、配列番号７９４－８０２のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含むキメラポリペプチドである、実施形態１－１７のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態１９：必要とする対象の疾病を処置する方法であって、上記方法は、実施形態１－１８のいずれか１つに記載のデバイスを対象に投与する工程を含む、方法。
実施形態２０：上記疾病は、骨欠損、軟骨欠損、軟組織欠損、腱欠損、筋膜欠損、靭帯欠損、器官欠損、骨腱組織欠損、皮膚欠損、骨軟骨欠損、骨粗鬆症、無血管性壊死、または先天性骨格奇形、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態１９に記載の方法。
実施形態２１：上記方法は脊椎固定術を含む、実施形態１９または実施形態２０に記載の方法。
実施形態２２：脊椎固定術は、後側方固定術（ＰＬＦ）および／または椎体間固定術を含む、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２３：上記方法は、骨修復、歯科修復、頭蓋顎顔面修復、足関節固定、椎骨形成術、骨形成術、舟状骨骨折修復、腱骨修復、肋骨再建、軟骨下骨修復、軟骨修復、あるいは三次元構造またはデバイスの外科的移植、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態１９または実施形態２０に記載の方法。
実施形態２４：三次元構造を製造する方法であって、上記方法は、セラミック、ポリマー、ならびに任意選択で消泡剤および／または分散剤を含む溶液を提供する工程と、インク製剤を得るために上記溶液を混合する工程と、三次元形態でインク製剤を堆積させる工程とを含み、ここで、（ｉ）上記インク製剤は、約３０重量％～約７０重量％のセラミックと、約５重量％～約６０重量％のポリマーとを含み、および／または（ｉｉ）上記三次元構造は、約５０重量％～約１００重量％のセラミックと、約０重量％～約５０重量％のポリマーとを含む、方法。
実施形態２５：インク製剤および／または三次元構造のセラミックは、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨、シリケート、またはバナデート、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態２４に記載の方法。
実施形態２６：インク製剤および／または三次元構造のセラミックは、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む、実施形態２４に記載の方法。
実施形態２７：インク製剤のポリマーは、ポリカプロラクトンを含む第１のポリマーと、ポリエチレングリコールを含む第２のポリマーとを含む、実施形態２４－２６のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２８：インク製剤は、約１０重量％～約３０重量％のポリカプロラクトンと、約１０重量％～約３０重量％のポリエチレングリコールとを含む、実施形態２７に記載の方法。
実施形態２９：上記三次元構造は約１００重量％のセラミックを含む、実施形態２４－２８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３０：上記三次元構造は、約１００重量％のβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む、実施形態２４－２８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３１：上記三次元構造は、約７０重量％～約８０重量％のセラミックと、約２０重量％～約３０重量％のポリマーとを含む、実施形態２４－２８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３２：上記三次元構造は、約７０重量％～約８０重量％のβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）と、約２０重量％～約３０重量％のポリカプロラクトンとを含む、実施形態２４－２８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３３：三次元構造を治療剤と組み合わせる工程をさらに含む、実施形態２４－３２のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３４：治療剤は、哺乳動物成長因子またはその機能的部分を含む、実施形態３３に記載の方法。
実施形態３５：治療剤は、表４から選択される１つ以上のポリペプチド、またはその機能的部分を含む、実施形態３３に記載の方法。
実施形態３６：治療剤は骨形成タンパク質（ＢＭＰ）を含む、実施形態３３に記載の方法。
実施形態３７：治療剤は、上記三次元構造に非共有結合する標的化部分を含む、実施形態３３－３６のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３８：標的化部分は、約１ｐＭ～約１００μｍの親和性で、上記印刷された三次元構造に結合する、実施形態３７に記載の方法。
実施形態３９：標的化部分は、表５－６の配列のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一のポリペプチドを含む、実施形態３７または実施形態３８に記載の方法。
実施形態４０：標的化部分は、表５－６の配列から選択される約２、３、４、５、６、７、８、９、または１０の配列を含む、実施形態３７または実施形態３８に記載の方法。
実施形態４１：治療剤は、配列番号７９４－８０２のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含むキメラポリペプチドである、実施形態３３－４０のいずれか１つに記載の方法。
実施形態４２：必要とする対象の疾病を処置する方法であって、上記方法は、実施形態２４－４１のいずれか１つに記載の方法によって製造された三次元構造を、上記対象に投与する工程を含む、方法。
実施形態４３：上記疾病は、骨欠損、軟骨欠損、軟組織欠損、腱欠損、筋膜欠損、靭帯欠損、器官欠損、骨腱組織欠損、皮膚欠損、骨軟骨欠損、骨粗鬆症、無血管性壊死、または先天性骨格奇形、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態４２に記載の方法。
実施形態４４：上記方法は脊椎固定術を含む、実施形態４２または実施形態４３に記載の方法。
実施形態４５：脊椎固定術は、後側方固定術（ＰＬＦ）および／または椎体間固定術を含む、実施形態４４に記載の方法。
実施形態４６：上記方法は、骨修復、歯科修復、頭蓋顎顔面修復、足関節固定、椎骨形成術、骨形成術、舟状骨骨折修復、腱骨修復、肋骨再建、軟骨下骨修復、軟骨修復、あるいは三次元構造またはデバイスの外科的移植、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態４２または実施形態４３に記載の方法。
実施形態４７：三次元印刷のためのインク製剤であって、上記インク製剤は、約３０重量％～約７０重量％のセラミックと、約５重量％～約３０重量％のポリマーとを含む、インク製剤。
実施形態４８：セラミックは、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨、シリケート、またはバナデート、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態４７に記載のインク製剤。
実施形態４９：セラミックはβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む、実施形態４７または実施形態４８に記載のインク製剤。
実施形態５０：約５０重量％～約７０重量％のセラミックと、約１０重量％～約３０重量％の第１のポリマーと、約１０重量％～約３０重量％の第２のポリマーとを含む、実施形態４７－４９のいずれか１つに記載のインク製剤。
実施形態５１：約５０重量％～約７０重量％のβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）、ポリカプロラクトンを含む約１０重量％～約３０重量％の第１のポリマーと、ポリエチレングリコールを含む約１０重量％～約３０重量％の第２のポリマーと、を含む、実施形態４７に記載のインク製剤。
実施形態５２：約５０重量％～約７０重量％のセラミックと、約５重量％～約１５重量％のポリマーと、任意選択で消泡剤および／または分散剤とを含む、実施形態４７－４９のいずれか１つに記載のインク製剤。
実施形態５３：約５０重量％～約７０重量％のリン酸三カルシウムと、約５重量％～約１５重量％のポロキサマーと、任意選択で消泡剤および／または分散剤と、を含む、実施形態４７に記載のインク製剤。
実施形態５４：約０．１重量％～約１重量％の消泡剤を含み、ここで、上記消泡剤は、任意選択でアルコールを含む、実施形態５２または実施形態５３に記載のインク製剤。
実施形態５５：約０．１重量％～約１重量％の分散剤を含み、ここで、上記分散剤は、任意選択でアンモニウムポリアクリレートを含む、実施形態５２－５４のいずれか１つに記載のインク製剤。
実施形態５６：約４０重量％～約６０重量％のセラミックと、約５重量％～約１５重量％のポリマーと、約３０重量％～約４０重量％の溶媒と、を含む、実施形態４７－４９のいずれか１つに記載のインク製剤。
実施形態５７：約４０重量％～約６０重量％のβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）と、約５重量％～約１５重量％のポリカプロラクトンと、約３０重量％～約４０重量％の溶媒とを含む、実施形態４７に記載のインク製剤。
実施形態５８：溶媒は、ジクロロメタン、２－ブトキシエタノール、ジブチルフタレート、またはクロロホルム、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態５６または実施形態５７に記載のインク製剤。
実施形態５９：三次元構造を調製する方法であって、上記方法は、三次元印刷方法におけるインクとして、実施形態４７－５８のいずれか１つに記載されるインク製剤を使用することを含む、方法。
実施形態６０：実施形態４７－５８のいずれか１つに記載のインク製剤を使用して調製される三次元構造。
実施形態６１：約５０重量％～約１００重量％のセラミックを含む、実施形態６０に記載の三次元構造。
実施形態６２：約５０重量％～約１００重量％のリン酸三カルシウムを含む、実施形態６０に記載の三次元構造。
実施形態６３：約５０重量％～約９０重量％のリン酸三カルシウムと、約１０％～約５０％のポリマーとを含む、実施形態６０に記載の三次元構造。
実施形態６４：ポリマーはポリカプロラクトンを含む、実施形態６３に記載の三次元構造。
実施形態６５：三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度、約１５％と約４５％の間の開放気孔率、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積の１つ以上を含み、三次元構造は、約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有する、実施形態６０－６４のいずれか１つに記載の三次元構造。
実施形態６６：約５０重量％～約１００重量％のセラミックと、約０％～約５０％のポリマーとを含む、三次元構造。
実施形態６７：セラミックは、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フッ素リン灰石、骨、シリケート、またはバナデート、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態６６に記載の三次元構造。
実施形態６８：セラミックはβ－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）を含む、実施形態６６または実施形態６７に記載の三次元構造。
実施形態６９：約５０重量％～約１００重量％のセラミックを含む、実施形態６６または実施形態６７に記載の三次元構造。
実施形態７０：約１００重量％のセラミックを含む、実施形態６６または実施形態６７に記載の三次元構造。
実施形態７１：約１００重量％のリン酸三カルシウムを含む、実施形態６６に記載の三次元構造。
実施形態７２：約５０重量％～約９０重量％のセラミックと、約１０％～約５０％のポリマーとを含む、実施形態６６または実施形態６７に記載の三次元構造。
実施形態７３：約５０重量％～約９０重量％のリン酸三カルシウムと、約１０％～約５０％のポリマーとを含む、実施形態６６または実施形態６７に記載の三次元構造。
実施形態７４：ポリマーはポリカプロラクトンを含む、実施形態７２または実施形態７３に記載の三次元構造。
実施形態７５：三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度、約１５％と約４５％の間の開放気孔率、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積の１つ以上を含み、三次元構造は、約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有する、実施形態６６－７４のいずれか１つに記載の三次元構造。
実施形態７６：三次元印刷方法によって調製される、実施形態６６－７５のいずれか１つに記載の三次元構造。
実施形態７７：必要とする対象に治療剤を送達する方法であって、上記方法は、治療剤と、実施形態６０－７６のいずれか１つに記載の三次元構造とを含むデバイスを、対象の器官または組織に送達する工程を含む、方法。
実施形態７８：治療剤と、実施形態６０－７６のいずれか１つに記載の三次元構造とを含む、デバイス。
実施形態７９：治療剤は、哺乳動物成長因子またはその機能的部分を含む、実施形態７７に記載の方法または実施形態７８に記載のデバイス。
実施形態８０：治療剤は、表４から選択される１つ以上のポリペプチド、またはその機能的部分を含む、実施形態７７に記載の方法または実施形態７８に記載のデバイス。
実施形態８１：治療剤は骨形成タンパク質（ＢＭＰ）を含む、実施形態７７に記載の方法または実施形態７８に記載のデバイス。
実施形態８２：デバイスは標的化部分を含む、実施形態７７または７９－８１のいずれか１つに記載の方法、あるいは、実施形態７８－８１のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態８３：標的化部分は、表５－６の配列のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の１つ以上の配列を含むポリペプチドを含む、実施形態８２に記載の方法または実施形態８２に記載のデバイス。
実施形態８４：標的化部分は、表５－６の配列から選択される約２、３、４、５、６、７、８、９、または１０の配列を含む、実施形態８２に記載の方法または実施形態８２に記載のデバイス。
実施形態８５：標的化部分は三次元構造に非共有結合する、実施形態８２－８４のいずれか１つに記載の方法、または実施形態８２－８４のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態８６：標的化部分は、キメラポリペプチド中の治療剤に接続される、実施形態８２－８５のいずれか１つに記載の方法、または実施形態８２－８５のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態８７：キメラポリペプチドは、配列番号７９４－８０２のいずれか１つと少なくとも約７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％同一の配列を含む、実施形態８６に記載の方法または実施形態８６に記載のデバイス。
実施形態８８：実施形態７８－８７のいずれか１つに記載のデバイスを調製する方法であって、上記方法は、治療剤を三次元構造と組み合わせる工程を含み、ここで、上記治療剤は三次元構造に非共有結合する、方法。
実施形態８９：必要とする対象の疾病を処置する方法であって、上記方法は、実施形態６６－７６のいずれか１つに記載の三次元構造、あるいは、実施形態７８または８０－８７のいずれか１つに記載のデバイスを上記対象に投与する工程を含む、方法。
実施形態９０：上記疾病は、骨欠損、軟骨欠損、軟組織欠損、腱欠損、筋膜欠損、靭帯欠損、器官欠損、骨腱組織欠損、皮膚欠損、骨軟骨欠損、骨粗鬆症、無血管性壊死、または先天性骨格奇形、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態８９に記載の方法。
実施形態９１：上記方法は脊椎固定術を含む、実施形態８９または実施形態９０に記載の方法。
実施形態９２：脊椎固定術は、後側方固定術（ＰＬＦ）および／または椎体間固定術を含む、実施形態９１に記載の方法。
実施形態９３：上記方法は、骨修復、歯科修復、頭蓋顎顔面修復、足関節固定、椎骨形成術、骨形成術、舟状骨骨折修復、腱骨修復、肋骨再建、軟骨下骨修復、軟骨修復、あるいは三次元構造またはデバイスの外科的移植、あるいはそれらの組み合わせを含む、実施形態８９または実施形態９０に記載の方法。
実施形態９４：三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度を有する、実施形態１－１８または７８－８７のいずれか１つに記載のデバイス、実施形態１９－４６、７７、または７９－９３のいずれか１つに記載の方法、あるいは実施例６０－７６のいずれか１つに記載の三次元構造。
実施形態９５：三次元構造は、約１５％と約４５％の間の開放気孔率を有する、実施形態１－１８、７８－８７、９４のいずれか１つに記載のデバイス、実施形態１９－４６、７７、または７９－９４のいずれか１つに記載の方法、あるいは実施例６０－７６、または９４のいずれか１つに記載の三次元構造。
実施形態９６：三次元構造は、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積を有する、実施形態１－１８、７８－８７、９４、または９５のいずれか１つに記載のデバイス、実施形態１９－４６、７７、または７９－９５のいずれか１つに記載の方法、あるいは実施例６０－７６、９４、または９５のいずれか１つに記載の三次元構造。
実施形態９７：三次元構造は、約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有する、実施形態１－１８、７８－８７、または９４－９６のいずれか１つに記載のデバイス、実施形態１９－４６、７７、または７９－９６のいずれか１つに記載の方法、あるいは実施例６０－７６、または９４－９６のいずれか１つに記載の三次元構造。
実施形態９８：三次元構造は、約１ｇ／ｃｍ^３と約３ｇ／ｃｍ^３の間の密度、約１５％と約４５％の間の開放気孔率、約０．５０ｍ^２／ｇと約１．０ｍ^２／ｇの間の比表面積を有し、三次元構造は、約３２５μｍおよび約４７５μｍの繊維径を有する、実施形態１－１８、７８－８７、または９４－９７のいずれか１つに記載のデバイス、実施形態１９－４６、７７、または７９－９７のいずれか１つに記載の方法、あるいは実施例６０－７６、または９４－９７のいずれか１つに記載の三次元構造。
実施形態９９：三次元構造は、約２．４４ｇ／ｃｍ^３の密度、約１９．６％の開放気孔率、および約３８４μｍの繊維径を有する、実施形態１－１８、７８－８７、または９４－９８のいずれか１つに記載のデバイス、実施形態１９－４６、７７、または７９－９８のいずれか１つに記載の方法、あるいは実施例６０－７６、または９４－９８のいずれか１つに記載の三次元構造。
実施形態１００：三次元構造は、約１．３２ｇ／ｃｍ^３の密度、約３８％の開放気孔率、および約３９４μｍの繊維径を有する、実施形態１－１８、７８－８７、または９４－９８のいずれか１つに記載のデバイス、実施形態１９－４６、７７、または７９－９８のいずれか１つに記載の方法、あるいは実施例６０－７６、または９４－９８のいずれか１つに記載の三次元構造。
実施形態１０１：三次元構造は、約１．４９ｇ／ｃｍ^３の密度、約３１％の開放気孔率、０．８１ｍ^２／ｇの比表面積、および約４２０μｍの繊維径を有する、実施形態１－１８、７８－８７、または９４－９８のいずれか１つに記載のデバイス、実施形態１９－４６、７７、または７９－９８のいずれか１つに記載の方法、あるいは実施例６０－７６、または９４－９８のいずれか１つに記載の三次元構造。

【実施例】

【0208】

実施例１：インク製剤
６０重量％のβ－ＴＣＰ粉末（噴霧乾燥粉末、１０～３８ミクロンの粒子径）、２０％のポリカプロラクトン（５０，０００ＭＷ、細粉、Ｔｍｅｌｔ＝６０℃）、および２０重量％のポリエチレングリコール（１，５００ＭＷのフレーク、Ｔｍｅｌｔ＝６０℃）を含むインクの製剤を調製した。３．２ｃｃのバッチのインクを作るために、２．０６２ｇのβ－ＴＣＰ粉末、２．０６２ｇのＰＣＬ粉末、および０．８８４ｇのポリエチレングリコールフレークを、容器に添加した。その容器をミキサー内に置き、粉末をＦｌａｃｋＴｅｋ Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒで、３００ｒｐｍで２分間混合することで、粉末ブレンドをホモジナイズした。その後、粉末を融解するために、より高いｒｐｍ混合を３５００ｒｐｍでさらに５分間実施した。この混合中に、内部摩擦によりＰＣＬとポリエチレングリコールが融解し、これにより、粉末が粘性の溶融液体に変化し、β－ＴＣＰ／ＰＣＬ構造を３Ｄ製造するための入力としてこれを使用した。

【0209】

実施例２：３Ｄ印刷による製造
Ａｌｌｅｖｉ ３ Ｂｉｏｐｒｉｎｔｅｒを用いて、溶融押出印刷を使用して、実施例１のインクを構造に製造した。簡潔に言えば、４００ミクロンの内径の円錐形の金属ルアーロック先端を備えた５ｃｃのステンレス鋼シリンジにインクを入れた。印刷前に、ステンレス鋼シリンジを備えた押出機チャンバーを加熱して、インクの融解を確実にした。１２０℃の押し出し機の温度、７０ｐｓｉの圧力、および５ｍｍ／ｓ～１０ｍｍ／ｓの先端速度を使用して、インクを押し出した。印刷された構造を蒸留水に一晩浸漬して、印刷物からポリエチレングリコールを溶解し、多孔性で柔軟性のあるβ－ＴＣＰ／ＰＣＬ構造を作成した。

【0210】

ガス物理吸着によって、Ｂｒｕｎａｕｅｒ－Ｅｍｍｅｔｔ－Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）表面積分析を使用して、構造を試験した。表面積は０．８１ｍ^２／ｇであった。

【0211】

構造の１ｃｍの直径ｘ０．７５ｃｍの高さのシリンダー上で、圧縮試験を実施した。３３％のひずみでは破壊は観察されず、構造は１０％のひずみを弾性回復した。弾性率を１２３ＭＰａ±１６ＭＰａとして測定した。

【0212】

実施例３：治療剤
５つのβ－リン酸三カルシウム結合ペプチドに接続されたＢＭＰ治療用ペプチドを含むキメラポリペプチドを、標準的な発現および精製方法を使用して、発現させ、精製した。キメラポリペプチドはｔＢＭＰ－２と呼ばれ、以下の配列：ＭＰＩＧＳＬＬＡＤＴＴＨＨＲＰＷＴＶＩＧＥＳＴＨＨＲＰＷＳＩＩＧＥＳＳＨＨＫＰＦＴＧＬＧＤＴＴＨＨＲＰＷＧＩＬＡＥＳＴＨＨＫＰＷＴＡＳＧＡＧＧＳＥＧＧＧＳＥＧＧＴＳＧＡＴＧＡＧＴＳＴＳＧＧＧＡＳＴＧＧＧＴＧＱＡＫＨＫＱＲＫＲＬＫＳＳＣＫＲＨＰＬＹＶＤＦＳＤＶＧＷＮＤＷＩＶＡＰＰＧＹＨＡＦＹＣＨＧＥＣＰＦＰＬＡＤＨＬＮＳＴＮＨＡＩＶＱＴＬＶＮＳＶＮＳＫＩＰＫＡＣＣＶＰＴＥＬＳＡＩＳＭＬＹＬＤＥＮＥＫＶＶＬＫＮＹＱＤＭＶＶＥＧＣＧＣＲ（配列番号４３４）を有する。

【0213】

実施例４：デバイスの製造
実施例２の構造を実施例３のｔＢＭＰ－２治療剤と組み合わせて、デバイスを作製した。０．７５ｍｇ／ｍＬのｔＢＭＰ－２結合溶液（１０ｍＭの酢酸ナトリウム、７ｍＭの酢酸、１００ｍＭのＮａＣｌ、ｐＨ＝４．７５）を調製し、０．２２μｍのフィルターを用いて殺菌した。バイオセイフティーキャビネットにおいて、無菌のピペットを備えた無菌の１５ｍＬの円錐管に、８ｍＬのｔＢＭＰ－２結合溶液を添加した。実施例２からの無菌の足場を、無菌のピンセットで結合溶液に添加し、その後、円錐管を閉じてパラフィルムで包んだ。上記管をＬａｂＬｉｎｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｔｉｔｅｒ Ｐｌａｔｅ Ｓｈａｋｅｒ上に置き、速度を２に設定し、２時間振盪した。バイオセイフティーキャビネットでは、無菌のピンセットを用いて足場＋ｔＢＭＰ－２を取り除き、８ｍＬの無菌ＰＢＳを充填した異なる無菌１５ｍＬの円錐管に入れた。蓋を閉めて、パラフィルムで包み、Ｔｉｔｅｒ Ｐｌａｔｅ Ｓｈａｋｅｒに戻し、速度２で３分間振盪した。上記管をバイオセイフティーキャビネット内で開け、無菌のピンセットを用いて足場＋ｔＢＭＰ－２を取り出し、無菌のペトリ皿に置いた。足場＋ｔＢＭＰ－２を、バイオセイフティーキャビネット内で一晩乾燥させ、結果としてｔＢＭＰ－２デバイスを得た。ｔＢＭＰ－２デバイスを図４Ａに示す。

【0214】

結合溶液中の残りのｔＢＭＰ－２の質量、およびＰＢＳ洗浄溶液中のｔＢＭＰ－２の質量を、Ａ２８０吸光度測定を使用して測定した。これらの質量の合計を計算し、その後、結合溶液中のｔＢＭＰ－２の初期の質量から差し引き、３Ｄ印刷した足場に結合したままのｔＢＭＰ－２の質量を得た。この例では、足場は１．４ｍｇ／立方センチメートルのｔＢＭＰ－２用量を有する。

【0215】

実施例５：後外側（ＰＬＦ）脊椎固定術のウサギモデル
この実験の目的は、後外側（ＰＬＦ）脊椎固定術のウサギモデルにおける自家移植片対被験物質の間で、融合速度および骨新形成の程度を比較することであった。

【0216】

ウサギは、非臨床毒性評価、および脊椎固定術用途を含む整形外科インプラントの評価のために一般的に使用されている種であるため、この試験に選択した。ＦＤＡ指針書（“Ｃｌａｓｓ ＩＩ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ Ｇｕｉｄａｎｃｅ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ：Ｒｅｓｏｒｂａｂｌｅ Ｃａｌｃｉｕｍ Ｓａｌｔ Ｂｏｎｅ Ｖｏｉｄ Ｆｉｌｌｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ，Ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ ＦＤＡ，”ＵＳ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｄｒｕｇ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒａｄｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｈｅａｌｔｈ，Ｊｕｎｅ ２，２００３）は、マーケティングの応用をサポートするための前臨床試験を必要とする。ウサギは、ＩＳＯ １０９９３－６、Ａｎｎｅｘ Ｄ、およびウサギ腰椎横突起間脊椎固定術モデルのインビボの評価のためのＡＳＴＭ Ｆ３２０７－１７－標準ガイドに従って、脊椎固定術試験に承認された動物種である。この試験に割り当てられた動物の総数、ならびに群のサイズおよび群の数は、試験物質の有効性を適切に特徴づけるために必要な最小値である。

【0217】

試験動物は、約６～７ヶ月齢のニュージーランドホワイト雌ウサギであり、手術時は約３．５～５．０ｋｇであった。ウサギを最低７日間設備に順応させ、疾患の臨床徴候がないことを確実にするために検査した。

【0218】

試験材料
試験材料は、実施例４に記載されるｔＢＭＰ－２でコーティングしたデバイスであった。

【0219】

ウサギを２つの群に分割し、各群には３匹のウサギがいた。群１は自家移植片対照であり、群２は試験材料を受けた。

【0220】

手術前の動物の準備
フェンタニル経皮パッチ（２５ １．１ｇ／ｈｒ）を、手術前に動物に貼った。アセプロマジン（０．２５～０．７５ｍｇ／ｋｇ）およびブトルファノール（約０．５ｍｇ／ｋｇ）の筋肉内注射によって、麻酔導入を開始した。静脈内カテーテルを辺縁耳静脈（ｍａｒｇｉｎａｌ ｅａｒ ｖｅｉｎ）に配置し、プロポフォール（５～７ｍｇ／ｋｇ）を使用して全身麻酔を導入し、ＩＶを達成した。麻酔導入後、気管内チューブを挿入し、酸素中のイソフルラン（有効まで０．５～４％）を使用して麻酔を維持した。周術期のセファゾリン（約４０ｍｇ／ｋｇ）を、手術前の準備中に静脈内投与した。眼軟膏を眼に投与して、角膜の乾燥を防いだ。手術前のＸ線撮影を使用して腰椎を画像化し、Ｌ４とＬ５の位置をマークした。背側腰仙部（ｄｏｒｓａｌ ｌｕｍｂｏｓａｃｒａｌ ａｒｅａ ）を切り取り、ポビドンヨード消毒液でごしごしこすり、その後、７０％のイソプロピルアルコールで洗浄することを３回繰り返すことによって、無菌手術のために準備した。その領域にポビドンヨード溶液を塗布し、無菌手術のために布で覆った。動物を手術室に移し、加熱された手術台の上に置き、麻酔器とモニターに接続し、手術室へ移され、無菌手術のために布で覆った。乳酸リンゲル液を、約１０ｍｌ／ｋｇ／時間で、手術中に静脈内投与した。全身麻酔下にある間、訓練を受けた担当者が動物をモニタリングし、心拍数、呼吸数、および酸素飽和度パーセンテージを１０～１５分毎に評価および文書化した。

【0221】

手術の手順
自家移植片の収集：Ｌ４－５の隙間と腸骨稜に接近するように、中線皮膚切開を尾部の腰仙椎上に作製した。局所鎮痛を提供するために、ロピバカインまたは他の局所鎮痛剤を、稜に隣接する軟組織へ浸透させた。約３ｃｃの腸骨稜骨移植片（ＩＣＢＧ）を、オステオトーム、キュレット、および彫骨鉗子を用いて収集し、小さく分割して、４ｍｍ直径までの不規則な大きさの粒子にした。群１の動物からＩＣＢＧを両側的に収集し、２つのオープンバレル３ｃｃのシリンジにロードした。

【0222】

脊椎固定術：傍脊椎切開をＬ４－Ｌ５隙間上の筋膜に作製し、脊柱筋（ｐａｒａｓｐｉｎａｌｉｓ）と多裂筋との間の継ぎ目を特定し、鈍的切開によって分離した。軟組織を持ち上げて縮めることで、Ｌ４とＬ５の横突起の背面を両側に露出させた。必要に応じて、圧力および焦点電気焼灼を使用して、出血を制御した。電動バー（ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ ｂｕｒｒ）を使用して、薄層に隣接しているが、パー（ｐａｒｓ）上に伸びていないＬ４とＬ５の横突起の約２ｃｍの背面を剥皮した。剥皮されたＬ４とＬ５の横突起の両側間の距離と接触しており、かつその距離にまたがるように、インプラントを配置した。外科的切開を、標準的な外科技術に従って三層で閉じた。図４Ｄを参照されたい。

【0223】

動物のケア
手術後３日間は、麻酔の回復、食欲、および鎮痛効果を評価するために、少なくとも１日２回、動物を観察した。その後、動物が正常に食事をすることができるようになるまで、一般的な健康状態と幸福および食欲の回復について１日２回観察した。その後、一般的な健康状態および幸福について動物を毎朝観察し、午後に大まかなチェックを行った。手術後約７～１０日目のステープルの除去時、および試験期間中に約２週間間隔で、ウサギの体重を測定して、一般的な健康状態をモニタリングした。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【配列表】

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