KR20080084808A

KR20080084808A - ｒｈＰＤＧＦ-ＢＢ 및 생체적합성 매트릭스를 사용하는상악안면골 보강

Info

Publication number: KR20080084808A
Application number: KR1020087014535A
Authority: KR
Inventors: 새뮤얼 린치; 마이런 네빈스; 마씨모 시미온
Original assignee: 바이오미메틱 세라퓨틱스, 인크.
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2008-09-19
Also published as: EP2431060A2; CA2630077A1; EP2431060A3; BRPI0618794A2; NZ571113A; ZA200804548B; JP2009515668A; WO2007061889A3; JP5368102B2; US20070129807A1; WO2007061889A2; US8114841B2; EP2431060B1; AU2006318689A1; CN101370531A; US20120128774A1; NO20082393L; EP1951327A2; CA2630077C

Abstract

본 발명은 종래 기술 방법에 관련된 문제점이 없는, 상악안면골 보강, 특히 치료골 융기부의 보강에 효과적인 신규 방법 및 조성물의 용도를 제공한다. 한 실시양태에서, 이들 물질에는 인간 재조합 혈소판 유래 성장 인자 (rhPDGF-BB) 및 생체적합성 매트릭스가 포함된다. 다른 실시양태에서, 이들 물질에는 rhPDGF-BB, 탈단백질화 골 블록 또는 인산칼슘, 및 생체재흡수가능한 막이 포함된다. 본 방법에서의 이들 물질의 사용은 상악안면골의 재형성 및 안정한 골일체화된 임플란트의 달성의 촉진에 효과적이다. 하악 및 상악은 보강에 바람직한 골이며, 치조골 융기부의 향상은 본 발명의 바람직한 실시양태이다.

상악안면골, 치조골 융기부, 하악, 상악, 임플란트

Description

ｒｈＰＤＧＦ-ＢＢ 및 생체적합성 매트릭스를 사용하는 상악안면골 보강 {MAXILLOFACIAL BONE AUGMENTATION USING RHPDGF-BB AND A BIOCOMPATIBLE MATRIX}

본 발명은 PDGF 용액 및 생체적합성 매트릭스를 포함하며, 임의로 생체적합성 결합제를 포함하는 조성물, 및 상기 조성물을 사용하는 상악안면골 보강 방법을 포함한다.

상악안면골 보강은 치조골 융기부 보강 (수평 및 수직 융기부 보강을 포함함), 발치 소켓, 골 소켓의 복구 및 상악 공동의 골벽의 결핍부를 비롯한 많은 경우에 필요하다.

유도 골 재형성 (GBR)은 유도 조직 재형성 (GTR)으로부터 자연치 주위에 유도된 재형성 절차이며, 골일체화 임플란트 배열 전에 또는 이와 함께 융기부 보강에 사용된다. 원래, 유도 조직 재형성의 생물학적 원리는 니만(Nyman) 및 캐링(Karring)에 의해 1980년대 초반에 발견되었다. 수술 기술은 혈전을 보호하고 골 결핍부 주위에 격리된 공간을 형성하여 다른 조직으로부터 경쟁없이 골 재형성을 허용하도록 하는 세포 폐쇄 장벽 막의 배열을 포함한다.

쉔크(Schenk) 등은 정상적인 골 성장 및 발달의 패턴과 밀접하게 필적하는 일련의 생물학적 단계를 통해 프로그래밍된 순서로 새로 재형성된 골이 어떻게 진 행되어 가는가를 나타내었다 (문헌 [Int. J. Oral Maxillofac. Implant 1994;9(1); 13-29]). 이들 발견은 폴리테트라플루오로에틸렌 (ePTFE) 티타늄-강화된 막을 사용하여 동일한 개 모델로 시미온(Simion) 등에 의해 확인되었다 (문헌 [Clin. Oral Implant Res. 1999;10(2):73-84]). 임상 연구로부터 나타난 증거는 또한 재형성된 골이 기능적 힘에 의해 부여되는 교합 하중을 견딜 수 있으므로, 시간이 경과해도 안정하다는 것을 제안한다 (문헌 [Mayfleld et al. (Clin. Oral Implant Res. 1998;9(5)297-302)]).

GBR은 문헌에 잘 기록되어 있으며, 연구는 수평 및 수직 융기부 보강 방법에서의 그의 높은 효능 및 예측가능성을 나타낸다. 모든 GBR 기술에서 가장 기술적으로 요구되는 것으로 여겨지는 본 마지막 절차는 1994년에 시미온(Simion) 등에 의해 처음 제안되었다 (문헌 [Int. J. Periodontic Restorative Dent. 1994;14(6):496:511]). 이는 골 높이가 임플란트 배열, 장기간 안정성에 불충분한 경우, 또는 인공보철 재건이 과도하게 긴 크라운 및 바람직하지 않은 임플란트/크라운 비율을 초래할 경우 나타난다.

GBR 원리를 적용할 경우 다양한 물질이 골 치환체 및 막에 이용가능하다. 인간 임상 연구는 물질 (자생적 골 (Tinti, et al., Int. J. Periodontics Restorative Dent. 1996;16(3):220-9, Tinti, et al., Int. J. Periodontics Restorative Dent. 1998;18(5):434-43)) 및 탈염 동결건조된 골 동종이계이식 (DFDBA) (Simion, et al., Int. J. Periodontics Restorative Dent. 1998;18(1):8-23))을 충전하는 것과 함께 e-PTFE 막을 사용하는 성공적인 수직 골 보강의 가능성 을 나타낸다.

치조골 융기부 보강 절차에 대한 주요 문제점 중 하나는 연질 조직 열개로 인한 조기 막 노출이며, 이는 국소 감염 및 불완전한 골 재형성을 야기하며, 최종 결과를 위태롭게 한다. 이들 문제점을 극복하기 위해, 사용되는 물질 및 GBR에 적용되는 수술 기술은 종종 변형되고 개질되었다 (문헌 [Simion et al., Int. J. Periodontics Restorative Dent. 1994; 14(2): 166-80, Simion et al, J Clin. Periodontol. 1995;22(4);321-31]).

수직 융기부 보강은 하악 및 상악 모두에 필요하다. 따라서, 종래 기술 방법과 관련된 문제점이 없고, 골, 특히 상악안면골, 및 특히 치조골 융기부의 보강에 효과적이어서 안정한 골일체화 임플란트를 달성할 수 있는 신규 방법 및 물질이 필요하다.

<발명의 요약>

본 발명은 원하는 상악안면 부위에서의 골 보강용 조성물의 용도를 제공한다. 본 발명은 종래 기술 방법과 관련된 문제점이 없는, 골 보강, 특히 상악안면골 보강에 효과적인 신규 방법 및 조성물을 제공한다. 이러한 방법에는 상악 또는 하악에서의 골 보강이 포함되나 이에 제한되지 않는다. 이러한 골 보강 부위에는 치조골 융기부 보강, 발치 소켓의 복구, 공동 증대, 및 상악 공동에 인접한 상악에서의 결핍이 포함될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 치조골 융기부 보강은 본 발명의 한 실시양태이며, 수평(측면) 및 수직 융기부 보강을 포함한다.

이들 방법에 사용되는 조성물은 혈소판 유래 성장 인자 (PDGF), 예컨대 재조 합 인간 혈소판 유래 성장 인자 (rhPDGF), 생체적합성 매트릭스, 및 임의로 재흡수가능한 막을 포함한다. 본 방법에서의 이들 조성물의 사용은 골을 재형성하고 안정한 골일체화 임플란트의 달성을 촉진하는데 효과적이다. 임의의 골이 본 발명으로 보강될 수 있지만, 하악 및 상악이 보강용으로 바람직한 골이다. 하악 및/또는 상악에서의 치조골 융기부의 보강은 본 발명의 바람직한 실시양태이다.

한 측면에서, 골 보강 촉진용으로 본 발명에 의해 제공되는 조성물은 PDGF 및 생체적합성 매트릭스를 포함하는 용액을 포함하며, 여기서 상기 용액은 생체적합성 매트릭스에 배치된다. 몇몇 실시양태에서, PDGF는 약 0.01 mg/ml 내지 약 10 mg/ml, 약 0.05 mg/ml 내지 약 5 mg/ml, 또는 약 0.1 mg/ml 내지 약 1.0 mg/ml 범위의 농도로 용액에 존재한다. 용액 내의 PDGF의 농도는 상기 언급된 임의의 농도 범위 내에 존재할 수 있다.

본 발명의 실시양태에서, PDGF는 PDGF 동종이량체 및 이종이량체, 예를 들어 PDGF-AA, PDGF-BB, PDGF-AB, PDGF-CC, PDGF-DD, 및 그의 혼합물 및 유도체를 포함한다. 한 실시양태에서, PDGF는 PDGF-BB를 포함한다. 다른 실시양태에서, PDGF는 재조합 인간 (rh) PDGF, 예컨대 rhPDGF-BB를 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시양태에서, PDGF는 PDGF 단편을 포함한다. 한 실시양태에서, rhPDGF-B는 하기 단편을 포함한다: 전체 B 쇄의 아미노산 서열 1-31, 1-32, 33-108, 33-109 및/또는 1-108. PDGF의 B 쇄의 완전한 아미노산 서열 (1-109)은 미국 특허 제5,516,896호의 도 15에 제공된다. 본 발명의 rhPDGF 조성물이 무손상의 rhPDGF-B (1-109) 및 그의 단편의 조합을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이 다. PDGF의 다른 단편은 예컨대 미국 특허 제5,516,896호에 개시된 바와 같이 사용될 수 있다. 바람직한 실시양태에 따라, rhPDGF-BB는 rhPDGF-B (1-109)의 전체 아미노산 서열의 65% 이상을 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시양태에 따라, 생체적합성 매트릭스는 골 구조물(scaffolding) 물질, 예컨대 골 블록을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 골 블록은 탈염일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질은 인산칼슘을 포함한다. 한 실시양태에서, 인산칼슘은 β-인산삼칼슘을 포함한다.

다른 측면에서, 본 발명은 골 블록 및 생체적합성 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스에 배치된 PDGF 용액을 포함하는, 골 보강 절차를 촉진하기 위한 조성물을 제공한다. PDGF 용액은 상기 기재된 바와 같은 PDGF의 농도를 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질은 인산칼슘을 포함한다. 한 실시양태에서, 인산칼슘은 β-인산삼칼슘을 포함한다.

또한, 본 발명의 몇몇 실시양태에 따라, 생체적합성 결합제는 단백질, 다당류, 핵산, 탄수화물, 합성 중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 한 실시양태에서, 생체적합성 결합제는 콜라겐을 포함한다. 다른 실시양태에서, 생체적합성 결합제는 히알루론산을 포함한다.

다른 측면에서, 본 발명은 제1 용기에 생체적합성 매트릭스, 및 제2 용기에 PDGF를 포함하는 용액을 포함하는 키트를 제공한다. 몇몇 실시양태에서, 용액은 예정된 농도의 PDGF를 포함한다. PDGF의 농도는 수행되는 수술 절차에 따라 예정될 수 있다. 또한, 몇몇 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 키트에 예정량으로 존재할 수 있다. 키트에 의해 제공되는 생체적합성 매트릭스의 양은 수행되는 수술 절차에 따라 달라질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, PDGF 용액을 함유하는 제2 용기는 주사기를 포함한다. 주사기는 골 보강 방법에서 수술 부위, 예컨대 골 융합 부위에 적용되기 위한 생체적합성 매트릭스에서의 PDGF 용액의 배치를 촉진할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 키트는 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 재흡수가능한 막을 함유한다.

또한, 본 발명은 골 보강 절차에 사용되기 위한 조성물의 제조 방법, 및 골 보강 절차의 수행 방법을 제공한다. 한 실시양태에서, 조성물의 제조 방법은 PDGF를 포함하는 용액의 제공, 생체적합성 매트릭스의 제공, 및 생체적합성 매트릭스 중 용액의 배치를 포함한다.

다른 실시양태에서, 골 보강 절차의 수행 방법은 생체적합성 매트릭스에 배치된 PDGF 용액을 포함하는 조성물의 제공, 및 원하는 골 보강의 하나 이상의 부위로의 조성물의 적용을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 방법은 하악 또는 상악의 치조골 융기부의 보강을 포함한다. 보강된 치조골 융기부는 그후에 제조되어 골일체화 임플란트를 수용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 골 보강, 특히 상악안면골 보강의 촉진에 유용한 생체적합성 매트릭스 중 PDGF를 포함하는 조성물의 용도를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 골 보강, 특히 상악안면골 보강의 촉진에 유용한 의약의 제조에서의 생체적합성 매트릭스 중 PDGF를 포함하는 조성물의 용도를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 골 보강의 촉진에 유용한 생체적합성 매트릭스 중 PDGF를 포함하는 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 상악안면골 보강의 촉진에 유용한 생체적합성 매트릭스 중 PDGF를 포함하는 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상악 또는 하악에서의 골 보강의 촉진에 유용한 생체적합성 매트릭스 중 PDGF를 포함하는 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상악 또는 하악에서의 골 보강의 촉진에 유용한 생체적합성 매트릭스 중 PDGF를 포함하는 조성물을 제공하여, 임플란트가 상악 또는 하악에 삽입될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상악 또는 하악에서의 치조골 융기부 보강의 촉진에 유용한 생체적합성 매트릭스 중 PDGF를 포함하는 조성물을 제공하여, 임플란트가 안정하게 상악 또는 하악에 삽입될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수직 또는 수평 골 보강 방법, 특히 상악 및/또는 하악에서의 수직 또는 수평 골 보강 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상악 또는 하악에서의 치조골 융기부 보강 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 PDGF 및 생체적합성 매트릭스를 함유하며, 임의로 재흡수가능한 막을 포함하는 키트를 제공하는 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 실시양태는 이후에 발명의 상세한 설명에서 보다 상세하게 기술된다. 본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점은 개시된 실시양태 의 하기 상세한 설명 및 청구범위의 관점에서 명백하게 될 것이다.

도 1은 PDGF 비함유 탈단백질화된 소 블록을 수용한 3마리의 대조군 동물의 방사선사진 결과를 나타내며, 여기서 블록은 재흡수가능한 콜라겐 막으로 씌워져 있었다. 백색의 방사선농축 티타늄 임플란트 (10)는 하악 (20)에 놓여있다. 티타늄 임플란트 사이의 구역 (30)은 방사선 투과성이며, 골 성장이 없거나 거의 없음을 나타낸다. 인접 치아 (40)가 표시되어 있다.

도 2는 PDGF 함유 탈단백질화된 소 블록을 수용한 4마리의 실험 동물의 방사선사진 결과를 나타낸다. 백색의 방사선농축 티타늄 임플란트 (10)는 하악 (20)에 놓여있다. 티타늄 임플란트 사이의 구역 (30)은 상대적으로 방사선농축이며, 골 성장을 나타낸다. 인접 치아 (40)가 표시되어 있다.

도 3은 PDGF 함유 탈단백질화된 소 블록을 수용한 4마리의 실험 동물의 방사선사진 결과를 나타내며, 여기서 블록은 재흡수가능한 콜라겐 막으로 씌워져 있었다. 백색의 방사선농축 티타늄 임플란트 (10)는 하악 (20)에 놓여있다. 티타늄 임플란트 사이의 구역 (30)은 상대적으로 방사선농축이며, 골 성장을 나타낸다. 인접 치아 (40)가 표시되어 있다.

본 발명은 원하는 상악안면 부위에서 골 보강에서의 생체적합성 매트릭스에 배치된 PDGF의 용액을 포함하는 조성물의 신규 용도를 제공한다. 생체재흡수가능한 막은 본 발명의 용도와 관련하여 임의로 사용된다. 본 발명의 이들 용도는 추가로 생체적합성 결합제, 예컨대 콜라겐을 포함하는 조성물을 포함한다. 본 발명의 이들 용도는 생체적합성 매트릭스에 배치된 PDGF 용액을 포함하며, 추가로 생물학적 활성제를 포함하는 조성물을 포함한다. 본 발명의 이들 용도는 원하는 부위, 예컨대 치조골 융기부, 골 결핍부, 상악 공동 벽, 또는 발치 소켓에서의 상악안면 보강을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 조성물은 원하는 부위에서의 상악안면골 보강용 의약의 제조에 사용될 수 있다.

본 발명은 종래 기술 방법과 관련된 문제점이 없는, 골 보강, 특히 상악안면골 보강에 효과적인 신규 방법 및 조성물을 제공한다. 이러한 방법은 상악 또는 하악에서의 골 보강을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 이러한 골 보강 부위는 치조골 융기부 보강, 발치 소켓의 복구, 공동 증대, 및 상악 공동에 인접한 상악에서의 결핍부를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 치조골 융기부 보강은 본 발명의 한 바람직한 실시양태이며, 수평(측면) 및 수직 융기부 보강을 포함한다. 용어 수평 융기부는 측면 융기부와 동등하고, 협측, 설측 및 구개 융기부를 포함한다. 용어 수직 융기부는 하악 및 상악 수직 치조골 융기부를 포함한다.

한 실시양태에서, 골 보강용 조성물은 PDGF를 포함하는 용액 및 생체적합성 매트릭스를 포함하고, 상기 용액은 생체적합성 매트릭스에 배치된다. 다른 실시양태에서, 조성물을 생체적합성 매트릭스에 배치된 PDGF 용액을 포함하며, 여기서 생체적합성 매트릭스는 골 구조물 물질 및 생체적합성 결합제를 포함한다. 한 실시양태에서, PDGF는 아세테이트 용액 중 rhPDGF-BB이다.

본 발명은 또한 제1 용기에 생체적합성 매트릭스, 및 분배 수단으로서 작용할 수 있는 제2 용기에 PDGF를 포함하는 용액을 포함하는 키트를 제공한다. 몇몇 실시양태에서, 용액은 예정된 농도의 PDGF를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, PDGF의 농도는 본원에 제공된 값과 일치한다. PDGF의 농도는 수행되는 수술 절차에 따라 예정될 수 있다. 또한, 몇몇 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 예정량으로 키트에 존재할 수 있다. 키트에 의해 제공되는 생체적합성 매트릭스의 양은 수행되는 수술 절차에 따라 달라질 수 있다. 특정 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 골 블록 또는 β-인산삼칼슘이다. 몇몇 실시양태에서, PDGF 용액을 함유하는 제2 용기는 분배 수단, 예컨대 주사기를 포함한다. 주사기는 수술 부위, 예컨대 원하는 골 보강의 부위에 적용하기 위한 생체적합성 매트릭스 중 PDGF 용액의 배치를 촉진할 수 있다. 다른 실시양태에서, 키트는 또한 다른 용기 중에 재흡수가능한 막을 함유한다.

본 발명의 다양한 실시양태에 포함될 수 있는 성분에 대해, 본 발명의 조성물은 PDGF를 포함하는 용액을 포함한다.

PDGF

PDGF는 세포 성장 및 분할을 조절하는데 중요한 역할을 한다. PDGF는 다른 성장 인자와 함께 수용체 티로신 키나제의 세포외 도메인과 결합하는데 작동가능하다. 이들 막투과 단백질로의 PDGF의 결합은 막의 세포질 측에 위치한 그의 촉매 도메인의 키나제 활성을 개시시킨다. 표적 단백질의 티로신 잔기를 인산화함으로써, 키나제는 세포 성장 및 세포외 매트릭스 생성을 비롯한 다양한 세포 프로세스를 유도한다.

한 측면에서, 본 발명에 의해 제공되는 조성물은 PDGF를 포함하는 용액 및 생체적합성 매트릭스를 포함하며, 상기 용액은 생체적합성 매트릭스에 배치된다. 몇몇 실시양태에서, PDGF는 약 0.01 mg/ml 내지 약 10 mg/ml, 약 0.05 mg/ml 내지 약 5 mg/ml, 또는 약 0.1 mg/ml 내지 약 1.0 mg/ml 범위의 농도로 용액에 존재한다. PDGF는 이들 언급된 범위 내의 임의의 농도로 용액 중에 존재할 수 있다. 다른 실시양태에서, PDGF는 하기 농도들 중 임의의 한 농도로 용액에 존재한다: 약 0.05 mg/ml; 약 0.1 mg/ml; 약 0.15 mg/ml; 약 0.2 mg/ml; 약 0.25 mg/ml; 약 0.3 mg/ml; 약 0.35 mg/ml; 약 0.4 mg/ml; 약 0.45 mg/ml; 약 0.5 mg/ml, 약 0.55 mg/ml, 약 0.6 mg/ml, 약 0.65 mg/ml, 약 0.7 mg/ml; 약 0.75 mg/ml; 약 0.8 mg/ml; 약 0.85 mg/ml; 약 0.9 mg/ml; 약 0.95 mg/ml; 또는 약 1.0 mg/ml. 이들 농도가 특정 실시양태의 단순한 예이며, PDGF의 농도는 상기 언급된 농도 범위 중 임의의 농도에 포함될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

다양한 양의 PDGF가 본 발명의 조성물에 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 PDGF의 양은 하기 범위의 양을 포함한다: 약 1 ug 내지 약 50 mg, 약 10 ug 내지 약 25 mg, 약 100 ug 내지 약 10 mg, 및 약 250 ug 내지 약 5 mg. PDGF가 파골세포 활성 억제를 위해 추가의 골 자극 인자 및/또는 약물, 예를 들어 비스포스포네이트와 함께 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 발명의 실시양태에서, PDGF 또는 다른 성장 인자의 농도는 당업자에게 공지된 방법을 이용하여, 예를 들어 미국 특허 제6,221,625호, 제5,747,273호 및 제5,290,708호에 기재된 바와 같은 효소-관련 면역분석을 이용하여 결정될 수 있다. 당업계에 공지된 다른 분석이 PDGF 농도를 결정하는데 사용될 수 있다. 단, PDGF의 몰농도는 PDGF 이량체의 분자량 (MW) (예를 들어, PDGF-BB; MW 약 25 kDa)을 기준으로 결정된다.

몇몇 실시양태에서, PDGF는 자연 공급원으로부터 수득될 수 있다. 다른 실시양태에서, PDGF는 재조합 DNA 기술에 의해 제조될 수 있다. 다른 실시양태에서, PDGF 또는 그의 단편은 당업자에게 공지된 펩티드 합성 기술, 예컨대 고체상 펩티드 합성을 이용하여 제조될 수 있다. 자연 공급원으로부터 수득되는 경우, PDGF는 생물학적 유체로부터 유래될 수 있다. 몇몇 실시양태에 따라, 생물학적 유체는 혈액을 비롯한 살아있는 유기체와 관련된 임의의 처리된 또는 비처리된 유체를 포함할 수 있다.

다른 실시양태에서, 생물학적 유체는 또한 혈소판 농축물 (PC), 성분채집된(apheresed) 혈소판, 혈소판-풍부 혈장 (PRP), 혈장, 혈청, 신선한 동결 혈장 (FFP) 및 연막(buffy coat) (BC)을 비롯한 혈액 성분을 포함할 수 있다. 추가 실시양태에서, 생물학적 유체는 혈장으로부터 분리되고 생리학적 유체에 재현탁된 혈소판을 포함할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 재조합 DNA 기술에 의해 제조되는 경우, 단일 단량체 (예를 들어, PDGF B-쇄 또는 A-쇄)를 코딩하는 DNA 서열은 발현을 위해 배양된 원핵 또는 진핵 세포에 삽입될 수 있으며, 이후 동종이량체 (예를 들어, PDGF-BB 또는 PDGF-AA)를 생성시킨다. 다른 실시양태에서, PDGF 이종이량체는 이종이량체의 단량체 단위 둘 모두를 코딩하는 DNA 서열을 배양된 원핵 또는 진핵 세포에 삽입하고 번역된 단량체 단위가 세포에 의해 프로세싱되어 이종이량체 (예를 들어, PDGF-AB)를 제조함으로써 제조될 수 있다. 시판되는 GMP 재조합 PDGF-BB는 키론 코포레이션(Chiron Corporation) (이메이빌(Emeryville), CA)으로부터 상업적으로 수득될 수 있다. 연구 등급 rhPDGF-BB는 알&디 시스템즈, 인크.(R&D Systems, Inc.)(미네아폴리스(Minneapolis), MN), 비디 바이오사이언시스(BD Biosciences)(샌 조스(San Jose), CA) 및 케미콘, 인터내셔널(Chemicon, International)(테메쿨라(Temecula), CA)을 비롯한 여러 공급원으로부터 수득될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시양태에서, PDGF는 PDGF 단편을 포함한다. 한 실시양태에서, rhPDGF-B는 하기 단편을 포함한다: 전체 B 쇄의 아미노산 서열 1-31, 1-32, 33-108, 33-109 및/또는 1-108. PDGF의 B 쇄의 완전한 아미노산 서열 (1-109)은 미국 특허 제5,516,896호의 도 15에 제공된다. 본 발명의 rhPDGF 조성물이 무손상의 rhPDGF-B (1-109) 및 그의 단편의 조합을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. PDGF의 다른 단편은, 예컨대 미국 특허 제5,516,896호에 개시된 바와 같이 사용될 수 있다. 바람직한 실시양태에 따라, rhPDGF-BB는 무손상의 rhPDGF-B (1-109)의 65% 이상을 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시양태에서, PDGF는 정제될 수 있다. 본원에서 사용되는 정제된 PDGF는 본 발명의 용액에 혼입되기 전에 약 95 중량% 초과 PDGF를 갖는 조성물을 포함한다. 용액은 임의의 제약상 허용되는 용액일 수 있다. 다른 실시양태에서, PDGF는 실질적으로 정제될 수 있다. 본원에서 사용되는 실질적으로 정제된 PDGF는 본 발명의 용액에 혼입되기 전에 약 5% 내지 약 95 중량% PDGF를 갖는 조성물을 포함한다. 한 실시양태에서, 실질적으로 정제된 PDGF는 본 발명의 용액에 혼입되기 전에 약 65% 내지 약 95 중량% PDGF를 갖는 조성물을 포함한다. 다른 실시양태에서, 실질적으로 정제된 PDGF는 본 발명의 용액에 혼입되기 전에 약 70 중량% 내지 약 95 중량%, 약 75 중량% 내지 약 95 중량%, 약 80 중량% 내지 약 95 중량%, 약 85 중량% 내지 약 95 중량%, 또는 약 90 중량% 내지 약 95 중량% PDGF를 갖는 조성물을 포함한다. 정제된 PDGF 및 실질적으로 정제된 PDGF는 구조물 및 결합제에 혼입될 수 있다.

추가 실시양태에서, PDGF는 부분적으로 정제될 수 있다. 본원에서 사용되는 부분적으로 정제된 PDGF는 혈소판 풍부 혈장 (PRP), 신선한 동결 혈장 (FFP), 또는 PDGF를 제조하기 위한 수집 및 분리를 필요로 하는 임의의 다른 혈액 제품과 관련하여 PDGF를 갖는 조성물을 포함한다. 본 발명의 실시양태는 본원에서 제공되는 임의의 PDGF 이소형 (동종이량체 및 이종이량체 포함)이 정제되거나 또는 부분적으로 정제될 수 있다는 것을 고려한다. PDGF 혼합물을 함유하는 본 발명의 조성물은 부분적으로 정제된 비율로 PDGF 이소형 또는 PDGF 단편을 함유할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 부분적으로 정제된 및 정제된 PDGF는 미국 특허 출원 제10/965,319호 및 제11/159,533호 (공개 번호 제20060084602호)에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.

몇몇 실시양태에서, PDGF를 포함하는 용액은 하나 이상의 완충액 중에 PDGF를 가용화함으로써 형성된다. 본 발명의 PDGF 용액에 사용하기에 적합한 완충액은 카르보네이트, 포스페이트 (예를 들어, 포스페이트 완충된 염수), 히스티딘, 아세테이트 (예를 들어, 아세트산나트륨), 산성 완충액, 예컨대 아세트산 및 HCl, 및 유기 완충액, 예컨대 리신, 트리스 완충액 (예를 들어, 트리스(히드록시메틸)아미노에탄), N-2-히드록시에틸피페라진-N'-2-에탄술폰산 (HEPES), 및 3-(N-모르폴리노) 프로판술폰산 (MOPS)을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 완충액은 PDGF와의 생체적합성, 및 원치않는 단백질 변형을 저해하는 완충액의 능력을 기초로 선택될 수 있다. 또한, 완충액은 숙주 조직과의 적합성을 기초로 선택될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 아세트산나트륨 완충액이 사용된다. 완충액은 상이한 몰농도, 예를 들어 약 0.1 mM 내지 약 100 mM, 약 1 mM 내지 약 50 mM, 약 5 mM 내지 약 40 mM, 약 10 mM 내지 약 30 mM, 또는 약 15 mM 내지 약 25 mM, 또는 이들 범위내의 임의의 몰농도로 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 아세테이트 완충액은 약 20 mM의 몰농도로 사용된다.

다른 실시양태에서, PDGF를 포함하는 용액은 동결건조된 PDGF를 물에 가용화함으로써 형성될 수 있으며, 여기서 PDGF는 가용화 전에 적절한 완충액으로부터 동결건조된다.

본 발명의 실시양태에 따라, PDGF를 포함하는 용액의 pH는 약 3.0 내지 약 8.0의 범위일 수 있다. 한 실시양태에서, PDGF를 포함하는 용액의 pH는 약 5.0 내지 약 8.0, 보다 바람직하게는 약 5.5 내지 약 7.0, 가장 바람직하게는 약 5.5 내지 약 6.5, 또는 이들 범위내의 임의의 값의 범위이다. 몇몇 실시양태에서, PDGF를 포함하는 용액의 pH는 PDGF 또는 임의의 다른 원하는 생물학적 활성제의 연장된 안정성 및 효능과 상용가능할 수 있다. PDGF는 일반적으로 산성 환경에서 보다 안정하다. 그러므로, 한 실시양태에 따라, 본 발명은 PDGF 용액의 산성 저장 제형을 포함한다. 본 실시양태에 따라, PDGF 용액의 pH는 바람직하게는 약 3.0 내지 약 7.0, 보다 바람직하게는 약 4.0 내지 약 6.5이다. 그러나, PDGF의 생물학적 활성은 중성 pH 범위를 갖는 용액에서 최적화될 수 있다. 그러므로, 추가 실시양태에서, 본 발명은 PDGF 용액의 중성 pH 제형을 포함한다. 본 실시양태에 따라, PDGF 용액의 pH는 바람직하게는 약 5.0 내지 약 8.0, 보다 바람직하게는 약 5.5 내지 약 7.0, 가장 바람직하게는 약 5.5 내지 약 6.5이다. 본 발명의 방법에 따라, 산성 PDGF 용액은 중성 pH 조성물로 제제화되며, 이러한 조성물은 그 후 성장을 촉진시키기 위해 골을 처리하는데 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시양태에 따라, 용액에 사용되는 PDGF는 rhPDGF-BB이다.

몇몇 실시양태에서, PDGF를 포함하는 용액의 pH는 본원에 인용된 완충액에 의해 조절될 수 있다. 다양한 단백질은 상이한 pH 범위에서 각각 안정하다. 단백질 안정성은 주로 단백질 상의 등전점 및 전하에 의해 반영된다. pH 범위는 단백질의 형태 구조, 및 단백질의 구조 및/또는 생물학적 활성의 변형을 가져올 수 있는 단백질 분해, 가수분해, 산화 및 다른 프로세스에 대한 단백질의 감수성에 영향을 미칠 수 있다.

몇몇 실시양태에서, PDGF를 포함하는 용액은 추가의 성분을 추가로 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, PDGF를 포함하는 용액은 세포 배양 배지, 다른 안정화 단백질, 예컨대 알부민, 항균제, 프로테아제 억제제 (예를 들어, EDTA, EGTA, 아프로티닌, EACA 등) 및/또는 다른 성장 인자, 예컨대 FGF, EGF, TGF, KGF, IGF, BMP, 또는 다른 PDGF (PDGF-AA, PDGF-BB, PDGF-AB, PDGF-CC 및/또는 PDGF-DD 포함)를 추가로 포함할 수 있다.

PDGF를 포함하는 용액 외에, 본 발명의 조성물은 또한 PDGF 용액이 배치된 생체적합성 매트릭스를 포함하며, 또한 생체적합성 매트릭스가 첨가된 또는 비첨가된 생체적합성 결합제를 포함할 수 있다.

생체적합성 매트릭스

골 구조물 물질

본 발명의 실시양태에 따라, 생체적합성 매트릭스는 골 구조물 물질을 포함한다. 골 구조물 물질은 신규 골 및 조직 성장의 발생을 위한 프레임워크(framework) 또는 구조물을 제공한다.

몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질은 골 블록을 포함한다. 골 블록은 상이한 공급원으로부터 수득될 수 있다. 한 실시양태에서, 탈단백질화된 소 골 블록이 사용된다 (Bio-Oss Block, 가이슐리히 바이오머티어리얼즈(Geistlich biomaterials)). 탈단백질화된 소 골은 유기 성분을 제거하도록 가공된 이종 물질이다. 그의 효능은 장기간 안정성에 대한 치주 및 임플란트 문헌 모두에 잘 설명되어 있다 (문헌 [Sarton et al., Clin Oral Implant Res. 2003 Jun:14(3):369-72]). 탈단백질화된 골은 인간 (이에 제한되지 않음)을 비롯한 다른 종으로부터 수득되고 본 발명에서 사용될 수 있다.

다른 매트릭스 물질, 예컨대 자가유래 피질, 해면질 및 피질-해면질의 골 블록, 및 0.1 mm 내지 100 mm의 평균 직경을 갖는 미립자 이식편이 본 발명에서 사용될 수 있다. 또한, 0.1 mm 내지 100 mm의 평균 직경을 갖는 동종, 이종, 피질, 해면질 및 피질-해면질의 골 블록 및 조각이 또한 본 발명에서 사용될 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질은 다공성 구조를 포함한다. 몇몇 실시양태에 따라, 다공성 골 구조물 물질은 약 1 ㎛ 내지 약 1 mm 범위의 직경을 갖는 공극을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 골 구조물 물질은 약 100 ㎛ 내지 약 1 mm 범위의 직경을 갖는 거대공극을 포함한다. 다른 실시양태에서, 골 구조물 물질은 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 범위의 직경을 갖는 중간공극을 포함한다. 추가 실시양태에서, 골 구조물 물질은 약 10 ㎛ 미만의 직경을 갖는 미세공극을 포함한다. 본 발명의 실시양태는 거대공극, 중간공극 및 미세공극, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 골 구조물 물질을 고려한다.

한 실시양태에서, 다공성 골 구조물 물질은 약 25% 초과의 다공도를 갖는다. 다른 실시양태에서, 다공성 골 구조물 물질은 약 50% 초과의 다공도를 갖는다. 추가 실시양태에서, 다공성 골 구조물 물질은 약 90% 초과의 다공도를 갖는다.

몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질은 하나 이상의 인산칼슘을 포함한다. 다른 실시양태에서, 골 구조물 물질은 여러 인산칼슘을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시양태에서, 골 구조물 물질로서 사용하기에 적합한 인산칼슘은 0.5 내지 2.0 범위의 칼슘 대 인 원자 비율을 갖는다.

골 구조물 물질로서 사용하기에 적합한 인산칼슘의 비제한적 예로는 무정형 인산칼슘, 인산일칼슘 일수화물 (MCPM), 인산일칼슘 무수물 (MCPA), 인산이칼슘 이수화물 (DCPD), 인산이칼슘 무수물 (DCPA), 인산8칼슘 (OCP), α-인산삼칼슘, β-인산삼칼슘, 히드록시아파타이트 (OHAp), 낮은 결정질의 히드록스아파타이트, 인산4칼슘 (TTCP), 10인산7칼슘, 메타인산칼슘, 피로인산칼슘 이수화물, 피로인산칼슘, 탄산화된 인산칼슘, 또는 이들의 혼합물이 포함된다.

몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질은 다수의 입자를 포함한다. 예를 들어, 골 구조물 물질은 다수의 인산칼슘 입자를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 골 구조물 입자는 약 1 ㎛ 내지 약 5 mm 범위의 평균 직경을 갖는다. 한 실시양태에서, 골 구조물 입자는 약 1 ㎛ 내지 약 2 mm 범위의 평균 직경을 갖는다. 한 실시양태에서, 골 구조물 입자는 약 1 mm 내지 약 2 mm 범위의 평균 직경을 갖는다. 다른 실시양태에서, 입자는 약 250 ㎛ 내지 약 1000 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 다른 실시양태에서, 입자는 약 250 ㎛ 내지 약 750 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 다른 실시양태에서, 골 구조물 입자는 약 100 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 다른 실시양태에서, 골 구조물 입자는 약 100 ㎛ 내지 약 400 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 추가 실시양태에서, 입자는 약 75 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 추가의 실시양태에서, 골 구조물 입자는 약 1 ㎛ 미만의 평균 직경을 가지며, 몇몇의 경우, 약 1 mm 미만의 평균 직경을 갖는다.

몇몇 실시양태에 따라, 골 구조물 물질은 임플란트화에 적합한 형태 (예를 들어, 구형, 원통형 또는 블록)로 제공될 수 있다. 다른 실시양태에서, 골 구조물 물질은 성형가능하다. 성형가능한 골 구조물 물질은 골의 표적 부위 내 및 주변의 본 발명의 조성물의 유효한 배열을 촉진할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 성형가능한 골 구조물 물질은 스패튤라 또는 등가 장치로 원하는 골 보강 부위에 적용될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질은 유동가능하다. 몇몇 실시양태에서, 유동가능한 골 구조물 물질은 골 융합 부위에 주사기 및 바늘 또는 캐뉼라를 통해 적용될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질은 생체내에서 경화된다.

몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질은 생체재흡수가능하다. 한 실시양태에서, 골 구조물 물질은 생체내 임플란트화의 1년 내에 재흡수될 수 있다. 다른 실시양태에서, 골 구조물 물질은 생체내 임플란트화의 1, 3, 6 또는 9개월 내에 재흡수될 수 있다. 생체재흡수성은 (1) 매트릭스 물질의 성질 (즉, 그의 화학적 메이크업, 물리적 구조 및 크기); (2) 매트릭스가 위치하는 체내 위치; (3) 사용되는 매트릭스 물질의 양; (4) 환자의 대사 상태 (당뇨/비당뇨, 골다공증, 흡연자, 노년, 스테로이드 사용 등); (5) 치료되는 손상의 범위 및/또는 유형; 및 (6) 매트릭스 외의 다른 물질, 예컨대 다른 골 동화, 이화 및 항-동화 인자의 사용에 따라 달라질 것이다.

β- 인산삼칼슘을 포함하는 골 구조물

생체적합성 매트릭스로서 사용하기 위한 골 구조물 물질은 β-인산삼칼슘 (β-TCP)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에 따라, β-TCP는 다양한 직경의 다중방향 및 상호연결된 공극을 갖는 다공성 구조를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, β-TCP의 다공성 구조는 약 100 ㎛ 내지 약 1 mm 범위의 직경을 갖는 거대공극, 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 범위의 직경을 갖는 중간공극, 및 약 10 ㎛ 미만의 직경을 갖는 미세공극을 포함한다. β-TCP의 거대공극 및 미세공극은 골유도 및 골전도를 촉진할 수 있으나, 거대공극, 중간공극 및 미세공극은 β-TCP 생체적합성 매트릭스에 걸쳐 골 재성장을 지지하는 유체 소통 및 영양소 수송을 허용할 수 있다.

다공성 구조를 포함하여, 몇몇 실시양태에서, β-TCP는 25% 초과의 다공도를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, β-TCP는 50% 초과의 다공도를 가질 수 있다. 추가 실시양태에서, β-TCP는 90% 초과의 다공도를 가질 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질은 β-TCP 입자를 포함한다. 한 실시양태에서, β-TCP 입자는 약 1 ㎛ 내지 약 5 mm 범위의 평균 직경을 갖는다. 한 실시양태에서, β-TCP 입자는 약 1 ㎛ 내지 약 2 mm 범위의 평균 직경을 갖는다. 한 실시양태에서, β-TCP 입자는 약 1 mm 내지 약 2 mm 범위의 평균 직경을 갖는다. 다른 실시양태에서, β-TCP 입자는 약 250 ㎛ 내지 약 1000 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 다른 실시양태에서, β-TCP 입자는 약 250 ㎛ 내지 약 750 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 다른 실시양태에서, β-TCP 입자는 약 100 ㎛ 내지 약 400 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 다른 실시양태에서, β-TCP 입자는 약 100 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 추가 실시양태에서, β-TCP 입자는 약 75 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 추가 실시양태에서, β-TCP 입자는 25 ㎛ 미만의 평균 직경을 갖고, 몇몇의 경우에, 1 mm 미만의 평균 직경을 갖는다. 추가 실시양태에서, β-TCP 입자는 1 ㎛ 미만의 평균 직경을 갖고, 몇몇의 경우에, 1 mm 미만의 평균 직경을 갖는다.

몇몇 실시양태에서, β-TCP 골 구조물 물질을 포함하는 생체적합성 매트릭스는 임플란트화에 적합한 형태 (예를 들어, 구형, 원통형 또는 블록)로 제공될 수 있다. 다른 실시양태에서, β-TCP 골 구조물 물질은 성형가능할 수 있으며, 이에 의해 원하는 골 보강 부위, 예컨대 상악 또는 하악에서의 매트릭스의 배열을 촉진한다. 유동가능한 매트릭스는 주사기, 튜브 또는 스패튤라를 통해 적용될 수 있다.

몇몇 실시양태에 따라, β-TCP 골 구조물 물질은 생체재흡수가능하다. 한 실시양태에서, β-TCP 골 구조물 물질은 생체내 임플란트화의 1년 후 75% 이상 재흡수될 수 있다. 다른 실시양태에서, β-TCP 골 구조물 물질은 생체내 임플란트화의 1년 후 90% 초과 재흡수될 수 있다.

골 구조물 물질 및 생체적합성 결합제

다른 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 골 구조물 물질 및 생체적합성 결합제를 포함한다. 생체적합성 결합제를 추가로 포함하는 생체적합성 매트릭스의 실시양태에서 골 구조물 물질은 상기 본원에 제공된 바와 일치한다.

몇몇 실시양태에 따라, 생체적합성 결합제는 조합된 물질 간의 응집을 촉진하는 작용을 할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 생체적합성 결합제는 생체적합성 매트릭스의 형성에서 골 구조물 물질의 입자 간의 부착을 촉진할 수 있다. 특정 실시양태에서, 이러한 물질이 조합된 성분들 간의 응집을 촉진하는 작용을 하고 신규 골 성장을 유발시키기 위한 프레임워크를 제공한다면 동일한 물질이 구조물 물질 및 결합제로서 작용할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 생체적합성 결합제는 콜라겐, 다양한 가교도의 콜라겐, 다당류, 핵산, 탄수화물, 단백질, 폴리펩티드, 폴리(α-히드록시산), 폴리(락톤), 폴리(아미노산), 폴리(무수물), 폴리(오르토에스테르), 폴리(무수물-코-이미드), 폴리(오르토카르보네이트), 폴리(α-히드록시 알카노에이트), 폴리(디옥사논), 폴리(포스포에스테르), 폴리락트산, 폴리(L-락티드) (PLLA), 폴리(D,L-락티드) (PDLLA), 폴리글리콜리드 (PGA), 폴리(락티드-코-글리콜리드 (PLGA), 폴리(L-락티드-코-D,L-락티드), 폴리(D,L-락티드-코-트리메틸렌 카르보네이트), 폴리글리콜산, 폴리히드록시부티레이트 (PHB), 폴리(ε-카프로락톤), 폴리(δ-발레로락톤), 폴리(γ-부티로락톤), 폴리(카프로락톤), 폴리아크릴산, 폴리카르복실산, 폴리(알릴아민 히드로클로라이드), 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드), 폴리(에틸렌이민), 폴리프로필렌 푸마레이트, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리메틸메타크릴레이트, 탄소 섬유, 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(에틸렌 옥시드), 폴리(비닐 알콜), 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(에틸옥사졸린), 폴리(에틸렌 옥시드)-코-폴리(프로필렌 옥시드) 블록 공중합체, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)폴리아미드, 및 공중합체 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

다른 실시양태에서, 생체적합성 결합제는 알긴산, 아라비아검, 구아검, 크산탄 검, 젤라틴, 키틴, 키토산, 키토산 아세테이트, 키토산 락테이트, 콘드로이틴 술페이트, 레시틴, N,O-카르복시메틸 키토산, 포스파티딜콜린 유도체, 덱스트란 (예를 들어, α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린, γ-시클로덱스트린 또는 나트륨 덱스트란 술페이트), 피브린 글루, 글리세롤, 히알루론산, 히알루론산나트륨, 셀룰로스 (예를 들어, 메틸셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스, 히드록시프로필 메틸셀룰로스 또는 히드록시에틸 셀룰로스), 글루코사민, 프로테오글리칸, 전분 (예를 들어, 히드록시에틸 전분 또는 가용성 전분), 락트산, 플루론산, 글리세로인산나트륨, 글리코겐, 케라틴, 실크, 및 이들의 유도체 및 혼합물, 및 정형외과에서 사용하기 위한 것으로 당업자에게 공지된 결합제를 포함할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 생체적합성 결합제는 수용성이다. 수용성 결합제는 그의 임플란트화 직후 생체적합성 매트릭스로부터 용해하여, 거대다공도를 생체적합성 매트릭스로 도입할 수 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 거대다공도는 접근성을 향상시키고 이어서 임플란트 부위에서 파골세포 및 조골세포의 리모델링 활성을 향상시킴으로써 임플란트 물질의 골전도성을 증가시킬 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 생체적합성 결합제는 매트릭스의 약 5 중량% 내지 약 50 중량% 범위의 양으로 생체적합성 매트릭스에 존재할 수 있다. 다른 실시양태에서, 생체적합성 결합제는 생체적합성 매트릭스의 약 10 중량% 내지 약 40 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 다른 실시양태에서, 생체적합성 결합제는 생체적합성 매트릭스의 약 15 중량% 내지 약 35 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 추가 실시양태에서, 생체적합성 결합제는 생체적합성 매트릭스의 약 20 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

몇몇 실시양태에 따라, 골 구조물 물질 및 생체적합성 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 유동가능하고/거나 성형가능하고/거나 압출가능할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 페이스트 또는 퍼티(putty)의 형태일 수 있다. 한 실시양태에서, 페이스트 또는 퍼티의 형태의 생체적합성 매트릭스는 생체적합성 결합제에 의해 서로 부착된 골 구조물 물질의 입자를 포함할 수 있다.

페이스트 또는 퍼티의 형태의 생체적합성 매트릭스는 원하는 임플란트 형태로 성형될 수 있거나, 임플란트화 부위의 윤곽으로 성형될 수 있다. 한 실시양태에서, 페이스트 또는 퍼티의 형태의 생체적합성 매트릭스는 주사기 또는 캐뉼라에 의해 임플란트화 부위로 주입될 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 페이스트 또는 퍼티의 형태의 생체적합성 매트릭스는 경화되지 않고 유동가능하고 성형가능한 형태를 유지하여 이후 임플란트화된다. 다른 실시양태에서, 페이스트 또는 퍼티는 임플란트화 후에 경화될 수 있으며, 이에 의해 매트릭스 유동성 및 성형성을 감소시킨다.

몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질 및 생체적합성 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 또한 블록, 구형 또는 원통형 또는 임의의 원하는 형태, 예를 들어 성형 또는 적용 부위에 의해 정해지는 형태를 비롯한 예정된 형태로 제공될 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 골 구조물 물질 및 생체적합성 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 생체재흡수가능하다. 이러한 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 생체내 임플란트화의 1년 내에 재흡수될 수 있다. 다른 실시양태에서, 골 구조물 물질 및 생체적합성 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 생체내 임플란트화의 1, 3, 6 또는 9개월 내에 재흡수될 수 있다. 생체재흡수성은 (1) 매트릭스 물질의 성질 (즉, 그의 화학적 메이크업, 물리적 구조 및 크기); (2) 매트릭스가 위치하는 체내 위치; (3) 사용되는 매트릭스 물질의 양; (4) 환자의 대사 상태 (당뇨/비당뇨, 골다공증, 흡연자, 노년, 스테로이드 사용 등); (5) 치료되는 손상의 범위 및/또는 유형; 및 (6) 매트릭스 외의 다른 물질, 예컨대 다른 골 동화, 이화 및 항-동화 인자의 사용에 따라 달라질 것이다.

β- TCP 및 콜라겐을 포함하는 생체적합성 매트릭스

몇몇 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 β-TCP 골 구조물 물질 및 생체적합성 콜라겐 결합제를 포함할 수 있다. 콜라겐 결합제와 조합하기에 적합한 β-TCP 골 구조물 물질은 상기 본원에 제공된 바와 일치한다.

몇몇 실시양태에서, 콜라겐 결합제는 유형 I, 유형 II, 및 유형 III 콜라겐을 비롯한 임의의 유형의 콜라겐을 포함할 수 있다. 또한, 사용되는 콜라겐은 다양한 정도로 가교될 수 있다. 한 실시양태에서, 콜라겐 결합제는 콜라겐의 혼합물, 예컨대 유형 I 및 유형 II 콜라겐의 혼합물을 포함한다. 다른 실시양태에서, 콜라겐 결합제는 생리학적 조건하에 가용성이다. 골 또는 근골격 조직에 존재하는 다른 유형의 콜라겐이 사용될 수 있다. 재조합, 합성 및 자연발생 형태의 콜라겐이 본 발명에서 사용될 수 있다.

몇몇 실시양태에 따라, 생체적합성 매트릭스는 콜라겐 결합제에 의해 서로 부착된 다수의 β-TCP 입자를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 콜라겐 결합제와 조합되기에 적합한 β-TCP 입자는 상기 기재된 바와 같은 평균 직경을 갖는다.

몇몇 실시양태에서, β-TCP 입자는 콜라겐 결합제에 의해 서로 부착되어 다공성 구조를 갖는 생체적합성 매트릭스를 생성할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, β-TCP 입자 및 콜라겐 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 약 1 ㎛ 내지 약 1 mm 범위의 직경을 갖는 공극을 포함할 수 있다. β-TCP 입자 및 콜라겐 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 약 100 ㎛ 내지 약 1 mm 범위의 직경을 갖는 거대공극, 약 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위의 직경을 갖는 중간공극, 및 약 10 ㎛ 미만의 직경을 갖는 미세공극을 포함할 수 있다.

β-TCP 입자 및 콜라겐 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 약 25% 초과의 다공도를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 약 50% 초과의 다공도를 가질 수 있다. 추가 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 약 90% 초과의 다공도를 가질 수 있다.

몇몇 실시양태에서, β-TCP 입자를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 매트릭스의 약 5 중량% 내지 약 50 중량% 범위의 양으로 콜라겐 결합제를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 콜라겐 결합제는 생체적합성 매트릭스의 약 10 중량% 내지 약 40 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 다른 실시양태에서, 콜라겐 결합제는 생체적합성 매트릭스의 약 15 중량% 내지 약 35 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 추가 실시양태에서, 콜라겐 결합제는 생체적합성 매트릭스의 약 20 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

몇몇 실시양태에 따라, β-TCP 입자 및 콜라겐 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 유동가능하고/거나 성형가능하고/거나 압출가능할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 페이스트 또는 퍼티의 형태일 수 있다. 페이스트 또는 퍼티는 원하는 임플란트 형태로 성형될 수 있거나, 임플란트화 부위의 윤곽으로 성형될 수 있다. 한 실시양태에서, 페이스트 또는 퍼티의 형태의, β-TCP 입자 및 콜라겐 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 주사기 또는 캐뉼라에 의해 임플란트화 부위로 주입될 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 페이스트 또는 퍼티의 형태의 β-TCP 입자 및 콜라겐 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 임플란트화될 경우 유동가능하고 성형가능한 형태를 유지할 수 있다. 다른 실시양태에서, 페이스트 또는 퍼티는 임플란트화 후에 경화될 수 있으며, 이에 의해 매트릭스 유동성 및 성형성을 감소시킨다.

몇몇 실시양태에서, β-TCP 입자 및 콜라겐 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 예정된 형태, 예컨대 블록, 구형 또는 원통형으로 제공될 수 있다.

β-TCP 입자 및 콜라겐 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 재흡수가능하다. 한 실시양태에서, β-TCP 입자 및 콜라겐 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 생체내 임플란트화 후 1년에 75% 이상 재흡수될 수 있다. 다른 실시양태에서, β-TCP 입자 및 콜라겐 결합제를 포함하는 생체적합성 매트릭스는 생체내 임플란트화 후 1년에 90% 초과 재흡수될 수 있다.

PDGF를 포함하는 용액은 본 발명의 실시양태에 따라 생체적합성 매트릭스에 배치되어, 골 보강, 특히 수직 치조골 융기부의 골 보강을 촉진하기 위한 조성물을 제조할 수 있다.

재흡수가능한 막

GBR 절차의 치료 결과 및 예측가능성을 개선시키기 위해, 이러한 절차에서 생기는 합병증은 감소되거나 제거되어야 한다. 유발될 수 있으며 관찰되는 가장 위협적인 부정적 결과 중 하나는 GBR 절차의 실패 또는 불완전한 성공을 야기하는 세균 오염에 의한 초기 막 노출이다 (문헌 [Simion et al., Int. J. Periodontics Restorative Dent. 1994;14(2):166-80, Simion et al., J. Clin Periodentol. 1995;22(4):321-31, Simion et al., Clin. Oral Implants Res. 1997;8(1):23-31]). 이는 비-재흡수가능한 막, 예를 들어 고어-텍스(Gore-Tex)®을 사용하는 경우에 특히 명백하다. 이들 막의 사용의 주요 이점은 일어나는 치유 과정을 위한 필요한 기간 동안 이를 원위치에서 유지시키는 가능성이다. 재흡수가능한 막, 예를 들어 자연 또는 합성 중합체, 예컨대 콜라겐 또는 폴리락티드 및/또는 폴리글리콜리드로 제조된 재흡수가능한 막이 또한 사용될 수 있다. 이들 막은 시간에 따라 점차적으로 흡수되어 수술로 제거될 필요가 없다는 이점을 갖는다. 실시예 1에 기재된 본 연구에서는 콜라겐 막을 사용하였다. 이들 막은 수술 부위와 적절하게 일치시키기 위해 습윤되어야 한다. 실시예 1의 결과는 PDGF를 갖는 소 블록을 수용한 동물과, PDGF 및 콜라겐 재흡수가능한 막을 갖는 소 블록을 수용한 동물 간에 티타늄 임플란트 주변의 골 보강에 차이가 없음을 나타내었다. 따라서, 재흡수가능한 막은 본 발명의 실시에서 임의로 사용될 수 있다.

생체적합성 매트릭스에서의 PDGF 용액의 배치

본 발명은 골 보강 절차에 사용하기 위한 조성물의 제조 방법을 제공한다. 한 실시양태에서, 골 융합을 촉진하기 위한 조성물의 제조 방법은 PDGF를 포함하는 용액의 제공, 생체적합성 매트릭스의 제공, 생체적합성 매트릭스에서의 용액의 배치를 포함한다. 조합에 적합한 PDGF 용액 및 생체적합성 매트릭스는 상기 본원에 기재된 바와 일치한다.

한 실시양태에서, PDGF 용액은 PDGF 용액 중 생체적합성 매트릭스를 침지함으로써 생체적합성 매트릭스에 배치될 수 있다. 다른 실시양태에서, PDGF 용액은 PDGF 용액을 갖는 생체적합성 매트릭스를 주입함으로써 생체적합성 매트릭스에 배치될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, PDGF 용액의 주입은 PDGF 용액을 주사기에 배치시키고, PDGF 용액을 생체적합성 매트릭스로 방출시켜 생체적합성 매트릭스를 포화시키는 것을 포함할 수 있다.

몇몇 실시양태에 따라, 생체적합성 매트릭스는 PDGF 용액의 수용 전에 예정된 형태, 예컨대 벽돌형 또는 원통형일 수 있다. PDGF 용액의 수용 이후, 생체적합성 매트릭스는 유동가능하고/거나 압출가능하고/거나 주입가능한 페이스트 또는 퍼티 형태를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 이미 PDGF를 포함하는 용액의 수용 전에 유동가능한 페이스트 또는 퍼티 형태를 나타낼 수 있다.

생물학적 활성제를 추가로 포함하는 조성물

몇몇 실시양태에 따라, 골 보강을 조장하고/거나 촉진하기 위한 조성물은 PDGF 외에 하나 이상의 생물학적 활성제를 추가로 포함할 수 있다. PDGF 외에 본 발명의 조성물에 혼입될 수 있는 생물학적 활성제는 유기 분자, 무기 물질, 단백질, 펩티드, 핵산 (예를 들어, 유전자, 유전자 단편, 유전자 조절 서열 및 안티센스 분자), 핵단백질, 다당류 (예를 들어, 헤파린), 당단백질 및 지단백질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 항암제, 항생제, 진통제, 소염제, 면역억제제, 효소 억제제, 항히스타민제, 호르몬제, 근육 이완제, 프로스타글란딘, 영양 인자, 골유도 단백질, 성장 인자 및 백신을 비롯한, 본 발명의 조성물에 혼입될 수 있는 생물학적으로 활성인 화합물의 비제한적 예는 미국 특허 출원 제10/965,319호 및 제11/159,533호 (공개 번호: 제20060084602호)에 개시되어 있다. 본 발명의 조성물에 혼입될 수 있는 바람직한 생물학적으로 활성인 화합물에는 골유도 인자, 예컨대 인슐린형 성장 인자, 섬유아세포 성장 인자 또는 기타 PDGF가 포함된다. 다른 실시양태에 따라, 본 발명의 조성물에 혼입될 수 있는 생물학적으로 활성인 화합물에는 바람직하게는 골유도 및 골자극 인자, 예컨대 골 형태발생 단백질 (BMP), BMP 모방체, 칼시토닌, 칼시토닌 모방체, 스타틴, 스타틴 유도체 또는 부갑상선 호르몬이 포함된다. 또한, 바람직한 인자에는 프로테아제 억제제, 뿐만 아니라 비스포스포네이트를 비롯한 골 재흡수를 감소시키는 골다공증 치료제, 및 NF-kB 리간드 (RANK) 리간드의 수용체 활성화제에 대한 항체가 포함된다.

추가 생물학적 활성제의 전달용 표준 프로토콜 및 요법은 당업계에 공지되어 있다. 추가 생물학적 활성제는 임플란트 부위로 적절한 투여량의 약제를 전달하게 하는 양으로 본 발명의 조성물에 도입될 수 있다. 대부분의 경우, 투여량은 전문인에게 공지되어 있고 당해 특정 약제에 적용가능한 지침을 사용하여 결정된다. 본 발명의 조성물에 포함되는 추가 생물학적 활성제의 양은 상태의 유형 및 정도, 특정 환자의 전반적인 건강 상태, 생물학적 활성제의 제형, 방출 동력학, 및 생체적합성 매트릭스의 생체재흡수능력과 같은 변수에 따라 달라질 수 있다. 표준 임상 시험은 임의의 특정 추가 생물학적 활성제의 투여량 및 투여 빈도를 최적화하는데 사용될 수 있다.

몇몇 실시양태에 따라, 골 보강의 조장용 조성물은 자가유래 골수, 자가유래 혈소판 추출물 및 합성 골 매트릭스 물질을 비롯한 PDGF를 함유하는 다른 골 이식 물질의 첨가를 추가로 포함할 수 있다.

골 보강 절차의 수행 방법

본 발명은 또한 골 보강 절차의 수행 방법을 제공한다. 한 실시양태에서, 골 보강 절차의 수행 방법은 생체적합성 매트릭스에 배치된 PDGF 용액을 포함하고 임의로 생체적합성 결합제를 함유하는 조성물을 제공하는 것, 및 하나 이상의 원하는 골 보강 부위에 조성물을 적용하는 것을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 골 보강 절차의 수행 방법은 상악 또는 하악 중 하나 이상의 골 보강 부위에 조성물을 적용하는 것을 포함한다. 생체적합성 매트릭스에 배치된 PDGF 용액을 포함하는 조성물은 예를 들어, 상악 또는 하악 중 원하는 골 보강 부위로 팩킹될 수 있다. 다른 실시양태에서, PDGF 용액은 생체적합성 매트릭스에 배치된 PDGF 용액을 포함하는 조성물의 임플란트화 부위로의 배열 전에 및 임의로 후에 임플란트화 부위로 적용된다. 상악 또는 하악 중 골의 침착을 향상시킴으로써 치조골 융기부가 향상되어 이후 임플란트를 수용할 수 있다. 이러한 임플란트는 치아 또는 다른 치과 장치용 지지물로서, 및 여러 경구 및 상악안면 적용을 위해, 예를 들어 발치 소켓, 공동 증대, 및 융기부 보강을 비롯한 다양한 목적으로 사용될 수 있다.

키트

본 발명은 또한 제1 용기에 생체적합성 매트릭스, 및 분배 수단으로서 작용할 수 있는 제2 용기에 PDGF를 포함하는 용액을 포함하는 키트를 제공한다. 몇몇 실시양태에서, 용액은 예정된 농도의 PDGF를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, PDGF의 농도는 본원에 제공된 값과 일치한다. PDGF의 농도는 수행되는 수술 절차에 따라 예정될 수 있다. 또한, 몇몇 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 예정량으로 키트에 존재할 수 있다. 키트에 의해 제공되는 생체적합성 매트릭스의 양은 수행되는 수술 절차에 따라 달라질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, PDGF 용액을 함유하는 제2 용기는 분배 수단, 예컨대 주사기 또는 압축성 튜브를 포함한다. 주사기 또는 압축성 튜브는 수술 부위, 예컨대 원하는 골 보강의 부위에 적용하기 위한 생체적합성 매트릭스 중 PDGF 용액의 배치를 촉진할 수 있다. 다른 실시양태에서, 키트는 또한 다른 용기 중에 생체재흡수가능한 막을 함유한다. 한 실시양태에서, 생체재흡수가능한 막은 콜라겐 생체재흡수가능한 막을 포함한다.

한 실시양태에서, 키트는 생체적합성 매트릭스를 갖는 제1 용기를 함유한다. 한 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 인산칼슘이다. 바람직한 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 β-인산삼칼슘이다. 다른 바람직한 실시양태에서, 생체적합성 매트릭스는 골 블록, 예를 들어 이종, 자가유래 피질, 해면질 또는 피질-해면질의 골 블록이다. 이러한 골 블록은 본원에 상기 기재된 바와 같이 탈염일 수 있다. 제1 용기에 위치한 동종, 이종, 피질, 해면질 및 피질-해면질의 골 블록 및 조각은 0.1 mm 내지 100 mm의 평균 직경을 가질 수 있다. 키트에서의 골 블록의 특정 크기는 특정 적용에 따라 달라진다.

키트는 PDGF를 포함하는 제2 용기를 함유한다. 한 실시양태에서, PDGF는 건조 형태, 예를 들어 분말 또는 동결건조 형태로서 골을 보강하는데 사용하기에 적절한 선택된 양으로 존재할 수 있다. PDGF가 건조 형태로 존재할 경우, 다른 용기는 생체적합성 매트릭스에 적용하기 전에 PDGF의 용매화용 용액을 함유하는 키트에 존재할 수 있다. 다른 실시양태에서, PDGF는 본원에 상기 기재된 바와 같이 용액에 존재할 수 있다. 상기 제2 용기는 생체적합성 매트릭스로의 용액 중 PDGF의 전달을 촉진시키기 위해, 분배 용기, 예컨대 주사기 또는 압축성 튜브의 형태를 취할 수 있다. PDGF는 임의의 PDGF일 수 있지만, 본원에 상기 인용한 바와 같이 바람직한 실시양태에서, PDGF는 PDGF-BB이다. 다른 바람직한 실시양태에서, PDGF-BB는 rhPDGF-BB이다. 바람직한 실시양태에서, 제2 용기는 약 5.5 내지 6.5의 pH에서 약 15 mM 내지 약 25 mM, 바람직하게는 약 20 mM의 아세테이트 용액 중 rhPDGF-BB를 함유한다.

제2 용기 중 PDGF의 양은 의도된 적용에 따라 변할 수 있다. 제2 용기 중 PDGF의 총량은 약 1 ug 내지 약 50 mg, 약 10 ug 내지 약 25 mg, 약 100 ug 내지 약 10 mg, 및 약 250 ug 내지 약 5 mg, 또는 이들 범위 내의 임의의 특정 양일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, PDGF는 약 0.01 mg/ml 내지 약 10 mg/ml, 약 0.05 mg/ml 내지 약 5 mg/ml, 또는 약 0.1 mg/ml 내지 약 1.0 mg/ml 또는 이들 범위 내의 임의의 특정 농도의 범위의 농도로 용액에 존재한다. 다른 실시양태에서, PDGF는 하기 농도 중 임의의 한 농도로 용액에 존재한다: 약 0.05 mg/ml; 약 0.1 mg/ml; 약 0.15 mg/ml; 약 0.2 mg/ml; 약 0.25 mg/ml; 약 0.3 mg/ml; 약 0.35 mg/ml; 약 0.4 mg/ml; 약 0.45 mg/ml; 약 0.5 mg/ml, 약 0.55 mg/ml, 약 0.6 mg/ml, 약 0.65 mg/ml, 약 0.7 mg/ml; 약 0.75 mg/ml; 약 0.8 mg/ml; 약 0.85 mg/ml; 약 0.9 mg/ml; 약 0.95 mg/ml 또는 약 1.0 mg/ml.

하기 실시예는 동시에 임의의 제한을 구성하지 않고 본 발명을 추가로 예시할 것이다. 대조적으로, 그의 다양한 실시양태, 변형 및 등가물에 의존할 수 있으며, 이는 본원 명세서를 읽은 후 본 발명의 취지를 벗어나지 않으며 당업자에게 제안될 수 있다는 것이 명백하게 이해될 것이다. 실시예 1에는 개의 하악에서의 수직 융기부 보강에 대한 연구가 기재되어 있다. 실시예 2에는 인간의 상악에서의 수직 융기부 보강에 대한 연구가 기재되어 있다.

실시예 1

rhPDGF-BB 및 탈단백질화된 소 골 블록 단독 또는 재흡수가능한 막과 함께 사용하는 개에서의 수직 융기부 보강 방법

본 연구의 주요 목표는 1) 수직 융기부 보강에서 rhPDGF-BB 및 탈단백질화된 소 골 블록을 재흡수가능한 막과 함께 사용하는 것의 잠재력을 임상적으로 및 방사선사진상 평가하고; 2) rhPDGF-BB에 의해 매개되는 골 재형성에서의 재흡수가능한 막의 역할을 임상적으로 및 조직학적으로 평가하고; 3) 생체적합성, 골전도성, 골유도성, 분해 및 치환에 대하여 수직 골 결핍의 치료를 위해 막의 부재시 rhPDGF 및 골 블록의 사용의 안전성 및 효능을 임상적으로, 방사선사진상 및 조직학적으로 평가하고; 4) 시험 부위에서의 치유 패턴을 조직학적으로 분석하고; 5) 2개의 상이한 임플란트 표면 상의 재형성된 골의 골 대 임플란트 접촉 (BIC)을 평가하는 것이다.

본 연구는 동일한 동물에서 인공적으로 생성된 치조골 결핍 융기부에서 수직 융기부 보강에 대한 임상, 방사선 및 조직학적 결과를 비교하는, 구강-분할 방법을 이용하는 개방-표지된 전향적 제어된 연구이었다. 시험 부위를 3개의 별개 군으로 분할하고, 각각을 서로와 비교하였다.

그룹 1: 4개의 부위는 탈단백질화된 소 골 블록 (Bio-Oss Block, 가이슐리히 바이오머티어리얼즈), rhPDGF-BB (바이오미메틱 세라퓨틱스(BioMimetic Therapeutics)) 및 재흡수가능한 막 (Bio-Gide, 가이슐리히 바이오머티어리얼즈)의 조합을 수용하였다 (도 1).

그룹 2: 4개의 부위는 탈단백질화된 소 골 블록 및 rhPDGF-BB의 조합을 수용하였다 (도 2).

그룹 3: 4개의 부위는 탈단백질화된 소 골 블록 및 재흡수가능한 막의 조합을 수용하였다 (도 3).

또한, 2개의 티타늄 임플란트 (노벨 바이오케어(Nobel Biocare), MKIII, 3.3 X 10 mm)를 모든 부위에 기준선에서 (근위적으로 및 원위적으로) 삽입하였다. 2개의 임플란트는 기계화된(Machined) 및 Ti-유나이트(Unite)인 표면 특징에서 상이하였다. 수술 4개월 후, 그의 주변 조직을 함유하는 삽입된 임플란트의 생검을 시험을 위해 발치하였다.

시험 부위를 예비 절차, 기준선 및 재진입 수술에서 방사선사진 평가에 의해 모니터링하였다.

동물 무작위화: 다른 모든 것들과 동일한 횟수로 각 시험 그룹을 평가하기 위해 하기 조합을 적용하였다. 두마리의 개를 각 조건으로 평가하였다.

동물에서 시험된 조합

개	측
	우측	좌측
1	T1	T2
2	T1	T2
3	T1	T3
4	T1	T3
5	T2	T3
6	T2	T3

Tl: Bio Block+ PDGF + Bio gide

T2: Bio Block + PDGF

T3: Bio Block + Bio gide

두마리의 개는 Tl vs T2를 수용하고, 두마리의 개는 Tl vs T3을 수용하고, 두마리의 개는 T2 vs T3을 수용하였다.

동물 포함 기준: 하기 포함 기준을 충족하는 총 6마리의 개를 연구에 포함시켰다: 1) 정확한 골 성숙도에 도달시키기 위해 최소 연령 8-9개월; 2) 일차 생치의 부재; 및 3) 기준선의 무게 >25 kg.

실험 절차

예비 절차. 손 및 초음파 기구를 사용한 경구 예방을 기준선 2주 전 및 실험 절차 2주 전에 수행하였다.

하기 기준선 측정을 마취 후에 수행하였다: 1. 결핍 구역 (임의)의 경구내 사진; 2. 골 결핍부의 근위-원위, 협측-설측 및 치근-치관의 치수; 및 3. 삽입시 임플란트 어깨로부터 골 능선까지의 거리

수술 절차 (B1)

기준선 절차; 발치 및 결핍의 발생

전신 및 국소 마취 달성 후, 방사선사진 평가를 수행하였다. 고랑내 절개는 제1 소구치 이하 제1 대구치까지 우측 및 좌측 모두의 하악의 후측 영역에서 하였다. 근위 방출 절개는 근위에서 제1 소구치로 하였다. 원위 방출 절개는 근위에서 제1 대구치로 하였다. 전체 두께 플랩을 올리고, 4개의 예비대구치를 발치하였다. 동일한 구역에서, 결핍 치조골 융기부를 모방하기 위해 하악의 후측 영역에 따라 다이아몬드 드릴(bur)에 의해 수직 결핍부를 인공적으로 생성시켰다. 결핍부는 하기 치수를 갖는다: 원-근위 방향으로 30 mm 및 치근-치관 방향으로 7 mm. 높이는 하치조골 신경의 국소형태에 따라 다르다. 폭 (협측-설측)은 하악의 전체 폭이었으며, 따라서 동물의 하악의 자연 폭에 따라 어느 정도 달라졌다. 플랩을 단속 4/0 실크 봉합사로 치조골 능선을 따라 봉합하였다. 표준 수술후 감염 대조군 동물에게 투여하였다 (아목시실린 클라불란산 2 g/일, 및 3일 동안 12시간마다 니메술리드 100 mg). 3개월의 치유 기간이 제2 수술 전에 필요하였다.

제2 수술 절차/시험 절차; T1 (4 부위)

전신 및 국소 마취 달성 후, 방사선사진 평가를 수행하였다. 능선 절개는 근위부터 원위까지 하였다 (제1 대구치까지 확대됨). 치조골 능선을 노출시키기 위해 전체 두께로 협측 및 설측/구개 플랩을 올렸다. 과량의 연질 연결 조직을 버렸다. 2 mm 직경의 다이아몬드 원형 드릴로 피질 천공을 수행하여, 수질 공간을 노출시키고 출혈되도록 하였다. 그 후, 수술내 측정을 수행하였다. 소 블록이 그의 다공성 특징으로 인해 침지되도록 하기 위해, rhPDGF-BB (액체 형태로 이용가능함)를 흡입하에 소 블록에 첨가하였다. 이는 액체 rhPDGF-BB를 함유하는 50 ml 플라스틱 무균 주사기에 소 블록을 위치시켜, 투과성 블록을 가압하에 침지시킴으로써 수행하였다. 블록을 rhPDGF로 충전된 주사기에 대략 10분 동안 두었다.

본 연구에서, 대구경(large bore) 주사기를 사용하여 흡입하에 0.3 mg/ml 농도의 rhPDGF 용액에 치수 2 cm x 1 cm x 1 cm의 골 블록을 침지하였다. 골 블록의 이론적인 공극 부피를 1.67 ml에서 유발된 염료 용액에 의한 블록의 1.56 ml 실제 포화로서 계산하였다. 따라서, 블록 중 rhPDGF의 총량은 약 (0.3 mg/ml) (1.67 ml) = 0.501 mg이었다. 수술 중에, 이들 블록을 골 결핍부 내에 맞추기 위해 절단하여, 최종 크기가 본래 크기와 비교시 약 30%까지 다양할 수 있도록 하였다.

본 연구에서는 콜라겐 막을 사용하였다. 이들 막은 수술 부위와 적절하게 일치하도록 습윤되어야 한다. 본 연구에서, 수술 부위로의 임플란트화 전에 rhPDGF 0.3 mg/ml를 함유하는 용액으로 콜라겐 막을 포화시켰다.

그 후, 골을 잔류 골 결핍부의 구역 중 치조골 골 상에 위치시키고, 2개의 티타늄 임플란트에 의해 안정화시켰으며, 이는 먼저 블록 및 다음 피질 하악 골을 천공하였다. 2개의 티타늄 임플란트 (노벨 바이오케어, MKIII 3.3 x 10 mm, 기계화된 및 Ti 유나이트)를 표준 브레인마크(Branemark) 프로토콜에 따라 원위 및 근위 위치에 둘 사이의 최소 거리가 10 mm가 되도록 삽입하였다. 그 후, rhPDGF 용액에 침지된 재흡수가능한 막 (Bio Gide, 30 x 40 mm)을 첨가하여, 충전 물질 및 임플란트를 씌웠다.

다른 부착 수단이 당업자에게 통상적으로 공지된 바와 같이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 다른 실시양태에서, 블록이 수용체 공간으로 압입되는 경우 부착 수단이 필요하지 않다.

조직을 일차 수동 폐쇄시킬 수 있게 하도록 단속 봉합 전에 플랩을 내부 수평 매트리스 봉합으로 폐쇄하였다. 협측 플랩의 추가 이동 없이 폐쇄가 달성되지 않으면, 협측 전체 두께의 플랩을 첨단 방향으로 골막 절개에 의해 추가로 확장하였다. 5-0 고어-텍스 봉합사를 사용하였다. 방사선사진 평가 외에 플랩 폐쇄의 완료 후에 협측 및 설측 사진을 촬영하였다.

시험 절차; T2 (4개의 부위)

사용된 수술 기술은 재흡수가능한 막의 생략을 제외하고는 상기 기재된 바 (T1)와 동일하였다.

시험 절차; T3 (4개의 부위)

사용된 수술 기술은 rbPDGF-BB의 생략을 제외하고는 상기 기재된 바 (T1)와 동일하였다.

동물 희생: (B2)

6마리의 동물을 시험 (제2) 수술 절차 후 4개월 후에 희생시켜 치유 프로세스가 유발되도록 하였다. 협측 및 설측 사진을 촬영하였다. 재진입 절차; 시험 및 대조군 부위의 근위-원위 생검; (6마리의 개). 전신 및 국소 마취의 달성 후, 방사선사진 평가를 수행하였다. 하악의 전체 블록의 구획를 취하고, 10% 포르말린 용액이 함유된 무균 용기에 위치시키고, 조직학적으로 평가하였다.

시간선

결과

rhPDGF를 수용한 두 그룹 모두는 rhPDGF가 없는 다른 시험 그룹과 비교시 양호한 연질 조직 및 또한 경질 조직 치유를 나타내었다. 임상적으로 및 방사선사진상 상당량의 수직 융기부 보강이 PDGF를 수용한 8개의 부위 중 7개의 부위에서 달성되었으나, PDGF의 부재시 4개의 부위 중 1개의 부위만이 유의한 골 재형성을 나타내었다. (도 1 내지 3은 3개의 처리 군에서 얻은 방사선 결과의 요약을 제공한다.) 연질 조직은 PDGF를 수용한 한 부위를 제외한 모든 부위에서 평범하게 치유되었다. 대조적으로, 한 부위를 제외한 모든 부위는 PDGF의 부재하에 연질 조직 열개 및 감염을 경험하였다. 막의 존재는 결과를 개선시키는 것으로 나타나지 않았다. 즉, PDGF는 막의 부재시에도 유익한 효과를 나타내었다. 따라서, PDGF의 사용은 GBR의 수행 필요성을 없애는 것으로 보인다.

rhPDGF 및 탈단백질화된 골 블록의 조합 및 재흡수가능한 막의 존재 또는 부재는 골, 특히 하악 또는 상악에서의 결핍 치료에 유용하며, 금속성 임플란트의 삽입을 위한 수직 융기부의 보강 수단을 제공한다.

실시예 2

상악 골 결핍부에서의 골 형성을 자극하는 공동 증가

본 연구의 목적은 보조 골 보강 물질의 사용을 포함하는 표준 임상 기준에 따라 골 구조의 안정성에 고유하지 않은 상악 또는 하악에서의 공극 또는 갭을 위한, β-TCP 또는 다른 인가된 골 공극 충전 매트릭스와 조합된 rhPDGF-BB의 임상 유용성을 평가하는 것이었다.

투여량 및 투여 방법: 모든 처리 키트는 β-TCP (250-1000 ㎛ 입자 크기) 0.25 g, 및 0.3 mg/mL rhPDGF-BB (그룹 I) 또는 1.0 mg/mL rhPDGF-BB (그룹 II)를 함유하는 0.5 mL 아세트산나트륨 완충액 용액을 함유하였다. 수술 부위의 적절한 제조 후, PDGF 강화된 매트릭스의 수용을 위해, 용액을 무균 용기에서 β-TCP 또는 다른 인가된 골 공극 충전제(들)과 혼합하여, 이식 물질을 완전 포화시켰다. 수화 이식물을 골 결핍부로 조심스럽게 팩킹하였다. 몇몇의 경우에 충전된 결핍부는 치주 수술에서 통상적으로 수행되는 바와 같이 재흡수가능한 콜라겐 장벽 막으로 씌웠다. 그 후, 조직 플랩을 대체하고, 수술 부위의 완전한 커버를 달성하기 위해 치아간 봉합사로 고정시켰다.

안전성 결과의 요약: 연구 중에 나타난 장치 관련 부작용 또는 심각한 부작용은 없었다. 한 대상체는 비순응으로 인해 연구로부터 중단되었다. 부작용으로 인해 연구 참여에서 중단된 대상체는 없었다. 안전성 분석을 통해 임의의 인가된 매트릭스로 rhPDGF-BB의 농도에 대해 임의의 증가된 안전성 위험은 확인되지 않았다.

수행 결과의 요약: GEM 21S 요법의 효과 및 안전성 결과는 연구자의 임상 유용성 평가에 의해 확인하였다. 임상 부착 수준, 치주 탐침(probing) 깊이 (PD) 및 골 충전 (> 3 mm)에서의 개선은 치주 수술후 6개월에서 처리군 둘 모두에서 나타났다. 연구 결과는 rhPDGF-BB 처리군 둘 모두에서의 환자 100%가 "우수한" 결과를 나타내었음을 발견하였다. 요약하면, 인가된 골 공극 충전 매트릭스와 조합된 rhPDGF-BB는 치주 골 결핍, 결핍 상악 치조골 융기부 높이, 임플란트 및 발치 소켓과 관련된 골 결핍을 비롯한 모든 유형의 결핍의 치료를 위한 수술 후 6개월 후 환자에서 임상 및 방사선사진 효과를 달성한 것으로 나타났다. 보조 골 이식 물질의 사용은 rhPDGF + β-TCP의 장치 (GEM 21S (바이오미메틱 세라퓨틱스, 인크., 프랭클린, TN)라고도 함)의 이점을 변화시키지 않았다.

결론: 골 구조의 안정성에 고유하지 않은 상악 또는 하악에서의 공극 또는 갭을 위해 β-TCP 또는 다른 인가된 골 공극 충전 매트릭스와 조합된 rhPDGF-BB는 발치 소켓, 공동 증대 및 융기부 보강을 비롯한 다양한 경구 및 상악안면 적용에 안전하고 임상적으로 이로운 치료 양식이라는 것을 본 연구로부터 결론내렸다.

논의 및 전체 결론: β-TCP와 조합된 rhPDGF-BB (0.3 또는 1.0 mg/ml)는 일반적인 골 결핍이 있는 대상체의 맹검 가교 임상 시험 (사례 검사)에서 안전하고 임상적으로 유용하다고 나타났다. 치료 양식의 임상적 이점은 1, 2 및 3개의 벽 결핍 뿐만 아니라 주위 결핍을 비롯한 모든 유형의 결핍에서 관찰되었다. 또한, 연구에서 사용된 물질은 발치 소켓, 공동 증대, 융기부 보강 및 임플란트-주위 결핍에서 임상적으로 유용한 것으로 나타났다. 연구 결과는 β-TCP와 조합된 rhPDGF-BB (0.3 또는 1.0 mg/ml)가 치주 골 결핍, 공동 증대, 임플란트 및 발치 소켓의 치료에서 골 및 연질 조직을 재형성시켰음을 나타내었다. 연구 장치로 인한 부작용은 없었으며, 장치는 안전한 것으로 밝혀졌다.

β-TCP와 조합된 rhPDGF-BB (0.3 또는 1.0 mg/ml)는 발치 소켓, 공동 증대 및 융기부 보강을 비롯한 광범위한 경구 및 상악안면 적용에 안전하고 임상적으로 이로운 치료 양식이라는 것을 본 연구로부터 결론내렸다. 또한, rhPDGF-BB (0.3 또는 1.0 mg/ml)는 이식 물질, 예컨대 이종이계이식, 동종이계이식 및/또는 생체재흡수가능한 유도 조직 재형성 (GTR) 막과 적합성이 있는 것으로 나타났다.

공동 증대 연구

대상체 10-06을 불충분한 치조골 융기부 높이에 대해 좌측 후측 상악에서 공동 보강 절차로 처리하였다. 동결건조 골 동종이계이식 (FDBA) 및 이종이계이식 (BioOss 미립자 물질)에 0.3 mg/ml rhPDGF-BB의 이식물을 위치시키는데 측면 창 접근법을 이용하였다. 이식물 배열 후, 콜라겐 장벽 막을 측면 접근 창에 위치시켰다. 연질 조직 플랩을 주로 봉합사 및 처리 부위내 연구 의약 포함물로 폐쇄하고, 연질 조직 폐쇄부는 연구자에 의해 우수한 것으로 평가되었다. 연질 조직 치유는 모든 추적 방문에서 우수한 것으로 평가되었다. 봉합사는 수술 후 1주에 제거하였다. 수술 후 2개월 및 6개월에 얻은 방사선사진은 병리학의 징후가 없는 정상적인 치유를 나타내었다. 또한, 임플란트 수술시 수술 후 6개월에 얻은 골 핵 샘플의 조직학적 평가는 광범위한 골유기기질을 함유하는 신규 골에서의 이식 입자 및 이식 입자를 가교하는 신규 골을 나타내었다. 수술 후 6개월에, 치료 결과의 임상 유용성 평가는 연구자에 의해 효능, 안전성 및 전반적 평가에 대해 우수한 것으로 평가되었으며; 환자 순응도 및 환자 허용도는 양호한 것으로 평가되었다.

대상체 10-09를 후측 상악에서 불충분한 치조골 융기부 높이 (두측면)로 처리하였다. 치료는 이종이계이식 및 FDBA 중 0.3 mg/ml rhPDGF-BB로 공동 바닥 보강으로 구성되었다. 플랩 폐쇄 전에 콜라겐 장벽 막을 공동 "창" 상에 위치시켰다. 병변을 함유하는 연구 의약 포함물 및 연질 조직 폐쇄부는 연구자에 의해 우수한 것으로 평가되었다. 연질 조직 치유는 초기에는 양호한 것으로 평가된 후, 수술 후 1개월로부터 6개월의 관찰 기간에 걸쳐 우수한 것으로 평가되었다. 봉합사는 수술 후 2주에 제거하였다. 수술 후 즉시 및 수술 후 3개월에 좌측에 대한 방사선사진을 얻었으며, 이는 공동 바닥의 증가된 수직 골 높이를 나타내었다. 본 대상체는 추적 방문 6 및 7 (수술 후 18 및 24주)에 순응하지 않았으며, 연구를 완료하지 않았다; 그러므로, 처리 결과의 임상 유용성 평가는 평가되지 않았다.

대상체 10-05는 후측 상악에서 불충분한 수직 골 높이 (공동의 기압 근처)의 처리를 제공하였다. 치료는 측면 공동 접근법을 이용한 공동 보강 절차로 구성되었다. 결핍 융기부를 이종이계이식 및 FDBA 중 1.O mg/ml rhPDGF-BB로 보강되었다. 플랩 폐쇄 전에 측면 창을 콜라겐 장벽 막으로 씌웠다. 병변을 함유하는 연구 의약 포함물은 우수한 것으로 평가되었으며, 연질 조직 폐쇄부는 연구자에 의해 양호한 것으로 평가되었다. 연질 조직 치유는 방문 3을 제외하고는(양호한 것으로 평가됨) 추적 방문에서 우수한 것으로 평가되었다. 봉합사는 수술 후 1주 및 3주에 제거하였다. 수술 후 3, 4 및 6개월에 얻은 방사선사진은 병리학의 징후가 없는 공동 바닥의 증가된 수직 높이를 나타내었다. 또한, 이식된 부위 내의 증가된 골 육주형성이 관찰되었으며, 이는 이식된 영역 내의 골 성숙을 나타낼 수 있다. 임플란트 수술시 이식된 부위로부터 얻은 골 핵은 신규 골 및 골유기기질에 의해 둘러싸인 이식 입자를 갖는 부위에 걸쳐 광범위한 신규 골 형성을 나타낸다. 또한, 골 및/또는 골유기기질에 의한 입자의 가교는 보강된 부위에 걸쳐 관찰되었다. 수술 후 6개월에 치료 결과의 임상 유용성 평가는 효능, 안전성, 환자 허용도 및 전반적 평가에 대해 우수한 것으로 평가되었으며; 환자 순응도는 양호한 것으로 평가되었다.

상기 인용된 모든 특허, 공개물 및 초록은 그의 전문이 참고문헌으로 본원에 도입된다. 상기 기재는 오직 본 발명의 바람직한 실시양태에 관한 것이며, 하기 청구의 범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어나지 않고 많은 변형 또는 대체물이 만들어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims

원하는 부위에서의 상악안면골 보강을 위한, PDGF 용액 및 생체적합성 매트릭스를 포함하는 조성물의 용도.
제1항에 있어서, 원하는 부위가 치조골 융기부, 골 결핍부, 상악 공동 벽 또는 발치 소켓을 포함하는 것인 용도.
제1항에 있어서, 원하는 부위가 하악 또는 상악인 용도.
제1항에 있어서, 조성물이 생체적합성 결합제를 추가로 포함하는 것인 용도.
제4항에 있어서, 생체적합성 결합제가 콜라겐인 용도.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 생체적합성 매트릭스가 인산칼슘 또는 골 블록을 포함하는 것인 용도.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, PDGF가 PDGF의 동종이량체, PDGF의 이종이량체, PDGF-AA, PDGF-BB, PDGF-AB, PDGF-CC, PDGF-DD, 또는 그의 단편, 또는 그의 재조합 형태, 및 그의 혼합물 및 유도체인 용도.
제7항에 있어서, PDGF 단편이 PDGF의 전체 B 쇄의 아미노산 서열 1-31, 1-32, 33-108, 33-109 및 1-108로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 용도.
제1항에 있어서, PDGF가 재조합 인간 PDGF-BB인 용도.
제1항에 있어서, 용액 중 PDGF의 농도가 약 0.01 mg/ml 내지 약 10 mg/ml인 용도.
제1항에 있어서, 용액 중 PDGF의 농도가 약 0.3 mg/ml 내지 약 1.0 mg/ml인 용도.
생체적합성 매트릭스를 포함하는 제1 용기, 및

PDGF를 포함하는 제2 용기

를 포함하는 키트.
제12항에 있어서, 생체재흡수가능한 막을 포함하는 제3 용기를 추가로 포함하는 키트.
제12항에 있어서, 제2 용기가 완충액 용액 중 PDGF를 포함하는 것인 키트.
제14항에 있어서, PDGF가 rhPDGF-BB이고, 완충액이 아세테이트 완충액인 키트.
제12항에 있어서, 생체적합성 매트릭스가 생체적합성 결합제를 추가로 포함하는 것인 키트.
제12항에 있어서, 생체적합성 결합제가 콜라겐을 포함하는 것인 키트.
제12항에 있어서, 생체적합성 매트릭스가 인산칼슘 또는 골 블록을 포함하는 것인 키트.
인산칼슘 또는 골 블록을 포함하는 생체적합성 매트릭스에 배치된 PDGF 용액을 포함하는 조성물.
제19항에 있어서, 생체적합성 결합제를 추가로 포함하는 조성물.
제20항에 있어서, 생체적합성 결합제가 콜라겐을 포함하는 것인 조성물.
제19항에 있어서, PDGF가 PDGF-BB인 조성물.
제22항에 있어서, PDGF-BB가 재조합 인간 PDGF-BB인 조성물.
제19항에 있어서, 용액 중 PDGF의 농도가 약 0.01 mg/ml 내지 약 10.0 mg/ml인 조성물.