專利名稱：用于遞送成骨蛋白的注射型磷酸鈣固體小棒劑和糊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成骨蛋白及其藥物制劑領(lǐng)域。
相關(guān)
背景技術(shù)：
特發(fā)性骨質(zhì)疏松癥是一種病因不明的疾病，其特征在于骨質(zhì)的進行性丟失和不斷增長的脆性，從而導致了骨折易感性的顯著增加。在所有的肌骨胳疾病中，骨質(zhì)疏松癥是最普遍的，45歲以上婦女中有56％罹患該病。Praemer等，“Musculoskeletal Conditions in the UnitedStates″，Amer.Acad.of Orthopaedic Surgeons，Park Ridge，IL(1992)。由于骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率是隨著年齡的增長而增加，因此隨著老年人口百分率的持續(xù)增長，骨質(zhì)疏松癥將會變得越來越普遍。骨質(zhì)疏松癥難以治療，目前還沒有已知的治愈病例。最后，最重要的是，骨質(zhì)疏松癥與發(fā)病率和死亡率有實質(zhì)性的聯(lián)系。骨質(zhì)疏松癥導致的最嚴重的骨折是髖關(guān)節(jié)部位的近股骨的骨折。由于每年要發(fā)生超過300,000例，因此目前髖部骨折是老年人中最常見的骨折。每六個白種婦女中，就會有一個在她的一生中經(jīng)歷一次髖部骨折(Cummings等，Arch.Intern.Med.，第149卷，第2455-2458頁(1989))，如果這些婦女都活到90歲，那么該數(shù)字就會變成1/3。
除了治療骨質(zhì)疏松的骨骼，還需要治療或預(yù)防與骨質(zhì)疏松癥有關(guān)的骨折的方法，例如通過局部給予成骨蛋白。成骨蛋白就是那些能夠誘導，或者是幫助誘導軟骨和/或骨形成的蛋白質(zhì)。很多這種成骨蛋白是最近幾年才被分離和鑒定的，其中的一些已經(jīng)通過重組方法進行生產(chǎn)。
此外，已經(jīng)開發(fā)把成骨蛋白遞送到誘導骨形成所需部位的各種制劑。
但是不管在這個領(lǐng)域做出了多大的努力，還是需要一種修復(fù)和/或治療骨質(zhì)疏松骨和骨質(zhì)減少骨的行之有效的方法，以使骨質(zhì)疏松癥引起的骨折的發(fā)生或嚴重性減到最小或有所降低。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及成骨蛋白注射遞藥用組合物，即成骨性組合物。這種組合物可以呈固體小棒型(the form of a solid rod)，優(yōu)選圓柱形固體小棒型，或者是可硬化糊劑形式。所述組合物包含成骨蛋白和磷酸鈣材料。
在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方案中，所述成骨蛋白是骨形態(tài)發(fā)生蛋白家族中的一員，更優(yōu)選是BMP-2、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-10、BMP-12和BMP-13的其中之一，最優(yōu)選是BMP-2。如果以本發(fā)明的固體小棒劑的重量計，那么成骨蛋白的含量優(yōu)選介于約1％至約90％的范圍之間，更優(yōu)選介于約15％至約40％的范圍之間，如果以本發(fā)明的糊劑的重量計，那么成骨蛋白的含量介于約0.01％至約2％的范圍之間，更優(yōu)選介于約0.03％至約1％的范圍之間。
在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方案中，所述磷酸鈣材料包括選自以下的材料無定形磷灰石磷酸鈣、低級結(jié)晶(poorly crystalline)磷灰石磷酸鈣、羥基磷灰石、磷酸三鈣、氟磷灰石和它們的組合。最優(yōu)選磷酸鈣材料是低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣。如果以棒狀成骨性組合物(rod-shaped osteogenic composition)的重量計，那么磷酸鈣材料的含量優(yōu)選介于約10％至約99％的范圍之間，更優(yōu)選介于約40％至約60％的范圍之間，如果以可硬化糊劑成骨性組合物的重量計，那么磷酸鈣材料的含量優(yōu)選介于約30％至約70％的范圍之間，更優(yōu)選介于約45％至約55％的范圍之間。
本發(fā)明另外的實施方案涉及也包含骨吸收抑制劑的成骨性組合物。這種骨吸收抑制劑優(yōu)選是選自以下的二膦酸鹽阿侖膦酸鹽、西馬膦酸鹽(cimadronate)、氯膦酸鹽、EB 1053、依替膦酸鹽、伊班膦酸鹽、奈立膦酸鹽、奧帕膦酸鹽、帕米膦酸鹽、利塞膦酸鹽、替魯膦酸鹽、YH 529、唑來膦酸鹽及其藥物可接受的鹽、酯、酸和混合物。
本發(fā)明另外的實施方案涉及成骨性組合物，該成骨性組合物也包含選自以下的添加劑藥物可接受的鹽、多糖、肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、合成聚合物、天然聚合物、表面活性劑和它們的組合，更優(yōu)選選自以下的添加劑羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、聚交酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯氧化物、羧基乙烯基聚合物、聚乙烯醇、右旋糖酐硫酸酯和它們的組合。如果以棒狀成骨性組合物的重量計，那么添加劑的含量優(yōu)選介于約1％至約90％的范圍之間，更優(yōu)選介于約20％至約40％的范圍之間，如果以可硬化糊劑成骨性組合物的重量計，那么添加劑的含量優(yōu)選介于約1％至約90％的范圍之間，更優(yōu)選介于約10％至約20％的范圍之間。
當本發(fā)明的成骨性組合物為固體圓柱形小棒型時，圓柱形小棒的直徑優(yōu)選介于約0.1mm和3.0mm之間，更優(yōu)選約1.0mm，優(yōu)選圓柱形小棒的長度介于約0.5cm和5.0cm之間。
本發(fā)明另外的實施方案涉及制備成骨蛋白注射遞藥用棒狀組合物的方法，所述組合物包含成骨蛋白和磷酸鈣材料，所述方法包括下述步驟(a)將干的成骨蛋白與干的磷酸鈣材料混合制成干混合物；(b)通過添加含水緩沖液重建所述干混合物形成糊狀物；(c)將所述糊狀物模制成棒狀組合物；(d)干燥步驟(c)的棒狀組合物制成成骨蛋白注射遞藥用棒狀組合物。在優(yōu)選的實施方案中，所述含水緩沖液選自磷酸緩沖鹽溶液、鹽水、基于甘氨酸和谷氨酸的緩沖液和它們的組合。含水緩沖液與干混合物的體積重量(ml∶g)比介于約0.5∶1至約2∶1的范圍之間。優(yōu)選通過制模、擠壓、壓制、鉆孔(boring)或其組合來完成模制法。在一些優(yōu)選的實施方案中，所述棒狀組合物是在步驟(d)之前或之后進行切割。
本發(fā)明的又一個實施方案涉及制備成骨蛋白注射遞藥用糊劑組合物的方法，所述組合物包含成骨蛋白和磷酸鈣材料，所述方法包括將干的磷酸鈣材料與含有成骨蛋白的含水緩沖液混合制成糊劑的步驟。在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，所述含水緩沖液選自磷酸緩沖鹽溶液、鹽水、基于甘氨酸和谷氨酸的緩沖液和它們的組合。含水緩沖液與磷酸鈣材料的比例介于約0.5∶1至約2∶1的范圍之間。
本發(fā)明的另一些實施方案還涉及治療患有骨缺損的哺乳動物的方法，所述方法包括給予所述骨缺損部位有效量的本文中要求保護的成骨蛋白注射遞藥用組合物。本發(fā)明的另一些實施方案還涉及治療患有骨缺損的哺乳動物的方法，所述方法包括下述步驟(a)給予所述骨缺損部位有效量的本文中要求保護的成骨蛋白注射遞藥用組合物；(b)給予所述骨缺損部位有效量的骨吸收抑制劑。給予骨吸收抑制劑步驟可以在步驟(a)之前、步驟(a)之后或者與步驟(a)同時進行。
附圖簡述

圖1顯示使用125I-rhBMP-2作為示蹤物，來自α-BSM小棒劑的rhBMP-2的體外釋放動力學的曲線圖。
圖2顯示使用125I-rhBMP-2作為示蹤物，來自α-BSM小棒劑的rhBMP-2的體內(nèi)局部保留的曲線圖。
發(fā)明詳述一般而言，本發(fā)明的方法和組合物涉及骨組織的再生以及骨質(zhì)、骨密度和骨強度的同時增加。更具體地講，本發(fā)明涉及注射型固體小棒劑和糊劑，所述注射型固體小棒劑和糊劑包含成骨蛋白、磷酸鈣載體和任選的添加劑及活性劑，例如骨吸收抑制劑；本發(fā)明也涉及制備這種成骨性組合物的方法和使用這種成骨性組合物進行治療的方法。本發(fā)明的磷酸鈣固體小棒劑和可硬化糊劑適合于成骨蛋白的骨內(nèi)遞藥。通過使用本發(fā)明的方法和組合物，能夠有助于減輕骨質(zhì)疏松癥的嚴重程度或減少骨質(zhì)疏松損害的發(fā)生，最終減少骨折的發(fā)生。其它的臨床應(yīng)用包括骨折修復(fù)、軟骨修復(fù)、骨不連合缺損修復(fù)和脊柱融合。在使用美國臨時申請?zhí)?0/502,526，“Promotion of BoneIngrowth in Joint Replacement Implants Using Osteogenic Proteins”中描述的關(guān)節(jié)置換植入物時，本發(fā)明的注射型固體小棒劑和可硬化糊劑也可以用來促進所需的骨生長；這個臨時申請的主題內(nèi)容通過引用全部結(jié)合到本文中。
本發(fā)明的第一個實施方案涉及成骨蛋白注射遞藥用棒狀組合物，所述組合物包含成骨蛋白和磷酸鈣材料。本發(fā)明第一個實施方案的組合物可以任選地包含其它添加劑(粘合劑、賦形劑)和/或活性劑，例如骨吸收抑制劑。
這種固體棒狀組合物適合于局部的骨內(nèi)遞藥，因此可直接注射到骨質(zhì)疏松部位或骨質(zhì)減少部位以有效地誘導骨形成和/或骨保持。而且，當以這種方式遞藥時，所述注射用棒狀組合物顯示出一種持續(xù)釋放成骨蛋白的特征。本發(fā)明的固體小棒劑呈圓柱形，其直徑優(yōu)選介于約0.1mm至約3.0mm的范圍之間，更優(yōu)選約1.0mm，便于用16號針遞藥。此外，優(yōu)選固體小棒的長度介于約1.0mm至約5.0cm的范圍之間。
和現(xiàn)有的注射型制劑不同，本發(fā)明第一個實施方案的成骨性組合物是以固體劑型方式給予，從而避免了液體制劑或粘性制劑中所固有的不足。例如，使用液體制劑或凝膠制劑，在達到骨促進效果之前，成骨性藥物可能被體液過早地稀釋了。通過使用可在體內(nèi)緩慢降解的固體載體，本發(fā)明排除了稀釋影響，從而使活性劑緩慢而且持續(xù)釋放。而且，不同于可能從給藥部位移開的液體制劑或粘性制劑，本發(fā)明的固體組合物可在骨生長所需的部位固定和保持以發(fā)揮促進骨生長的活性。它們也使得固體小棒劑在低骨質(zhì)部位的注射位置更加準確。典型的是，所述組合物應(yīng)該在所需部位保持約5天至約2個月。如果組合物過早地分散，那么所需的骨生長促進效果就不會發(fā)生或者所形成的骨也不會有所需的強度。最后，雖然本發(fā)明這個實施方案的成骨性組合物是以固體劑型給予，但還是優(yōu)選圓柱形小棒劑，從而既適用于注射又適用于植入到體內(nèi)。當然，如需要也可以使用其它小棒形狀，例如六角形、正方形或半圓形等小棒形狀。此外，通過使用固體小棒(相對于液體或凝膠體)，將極大地減輕在骨內(nèi)注射手術(shù)中所誘發(fā)的眾所周知的外科手術(shù)并發(fā)癥——栓塞。因為所注射的高濃縮固體小棒劑的容積與用液體或凝膠體配制的相似劑量的容積相比要小得多，所以由于加壓注射大容量的液體/凝膠載體而引起的潛在的骨內(nèi)骨碎片移位、脂肪或栓塞都減少了。所述組合物可以用任何方便的方式施用到骨生長所需的部位，包括經(jīng)普通的皮下注射針或注射器導入。
本發(fā)明的第二個實施方案涉及制備成骨蛋白注射遞藥用固體棒狀組合物的方法。在第一個步驟中，將干的成骨蛋白與干的磷酸鈣材料混合制成干混合物。換句話說，就是為了制備干混合物，一開始就要使用粉狀或干的成骨蛋白和磷酸鈣材料。當添加劑和/或附加活性劑被加到組合物里時，這些材料也可以是干的或粉狀的，加到干混合物中時亦然。
在第二個步驟中，通過添加含水緩沖液重建所述干混合物制成糊劑。合適的含水緩沖液包括但不限于磷酸緩沖鹽溶液、鹽水、基于甘氨酸的緩沖液和它們的組合。當使用BMP-2作為成骨蛋白時，優(yōu)選，基于甘氨酸的緩沖液的pH約為4.5適用；更優(yōu)選，使用其組成如下的基于甘氨酸的緩沖液5mmol L-谷氨酸、2.5％甘氨酸、0.5％蔗糖、5mmol NaCl和0.01％聚山梨脂80。
含水緩沖液與干混合物的容積重量(ml∶g)比介于約0.5∶1至約2∶1的范圍之間。然而，對這個重量比下限的限定，是因為要給干混合物中加入足夠的液體，方能形成通過注射器或其它方法注射的糊劑。此外，對這個重量比上限的限定，是因為給干混合物中不要加入過多的液體，一俟干燥后，所得的幾何形狀，即棒狀不會被損壞；換句話講，如果加入了太多的液體，那么在干燥成骨性化合物時，此方法第三個步驟中所形成的棒狀就會遭到損壞。
在大體能夠均勻混合的條件下進行該步驟?；旌鲜垢鞣N成分結(jié)合，混合也可以用來控制各種成分間相互反應(yīng)的程度。如果干混合物中優(yōu)選已經(jīng)包含了所有所需的成分，那么也有可能，在混合開始前或混合完成前，立即加入添加劑或其它的活性劑。優(yōu)選這種添加劑或附加活性劑是干的；然而，也可以給糊劑加入添加劑或附加活性劑的水合形式。
本發(fā)明方法的第三個步驟中，糊劑被模制成棒狀組合物。模制或定形可以用任何一種已知的技術(shù)例如制模、擠壓、壓制、鉆孔和/或切割來完成。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，將糊劑裝入皮下注射用的注射器中，并從注射針頭的接口端擠出。在這種情況下，給注射器插入注塞，用足夠大的壓力將一段連續(xù)的糊劑擠到干燥的表面上。然后用切割工具，例如剃刀、外科手術(shù)刀、小刀等切開，制成注射用棒狀組合物。切割可在下述的干燥步驟之后進行。或者，可以將糊劑裝入圓柱形模子、導管、空氣或氣體可透過的管子(例如硅橡膠管或特氟隆/FEP)、或任何其它擠壓型裝置內(nèi)。
在最后一步中，將從前一步驟所獲得的棒狀組合物干燥或硬化制成本發(fā)明(第一個實施方案)的成骨蛋白注射遞藥用棒狀組合物。干燥可以通過風干，或者是在高溫，即至少37℃下保溫來完成。干燥溫度僅由成骨蛋白是否會降解來限定，它典型地發(fā)生在55℃和60℃的范圍之間。當在37℃烘箱內(nèi)進行干燥時，至少干燥約1小時，優(yōu)選干燥過夜。優(yōu)選棒狀組合物的殘留水分小于10％。
本發(fā)明的第三個實施方案涉及成骨蛋白注射遞藥用可硬化糊劑組合物，該組合物包含成骨蛋白和磷酸鈣材料。本發(fā)明第三個實施方案的組合物可以任選地包含其它添加劑(粘合劑、賦形劑)和/或活性劑，例如骨吸收抑制劑。
這種糊劑適合于局部的骨內(nèi)遞藥，因此可直接注射到骨質(zhì)疏松部位或骨質(zhì)減少部位，糊劑在此部位硬化成固體狀并有效地誘導骨形成和/或保持。因為糊劑一旦注射到至少37℃的環(huán)境時就會硬化，即注射到哺乳動物體內(nèi)時就會硬化，所以避免了許多因使用液體或凝膠組合物而產(chǎn)生的缺點。與上述固體棒狀注射用組合物相似，所述硬化糊劑組合物顯示出能夠持續(xù)釋放成骨蛋白的特性。通過將糊劑冷藏，可以延長可硬化糊劑的可注射期限。
本發(fā)明的第四個實施方案涉及制備成骨蛋白注射遞藥用糊劑組合物的方法。在這個方法中，將干的磷酸鈣材料與含有成骨蛋白的含水緩沖液混合制成糊劑。當組合物里包含了添加劑和/或附加活性劑時，可以用這些干的材料與干的磷酸鈣材料預(yù)先混合，或者用水合形式的這些材料與含水緩沖液和磷酸鈣材料直接混合。在大體能夠均勻混合的條件下進行混合。混合使各種成分結(jié)合，并且可用來控制各成分間相互反應(yīng)的程度。
合適的含水緩沖液包括但不限于磷酸緩沖鹽溶液、鹽水、基于甘氨酸的緩沖液和它們的組合。當使用BMP-2作為成骨蛋白時，優(yōu)選基于甘氨酸的緩沖液的pH約為4.5適用；更優(yōu)選，使用其組成如下的基于甘氨酸的緩沖液5mmol L-谷氨酸、2.5％甘氨酸、0.5％蔗糖、5mmol NaCl和0.01％聚山梨脂80。含水緩沖液與干磷酸鈣的重量比介于約0.5∶1至約2∶1的范圍之間。
或者，將干的成骨蛋白與干的磷酸鈣材料混合制成干混合物，然后通過添加含水緩沖液重建所述干混合物制成糊劑。除了含水緩沖液與干磷酸鈣的重量比介于約0.5∶1至約2∶1的范圍之間外，這些步驟與上述(第二個實施方案)制備固體棒狀組合物的方法中第一個和第二個步驟完全相同。
有關(guān)本發(fā)明適用的活性劑、載體、添加劑和骨吸收抑制劑的細節(jié)見下文。
活性劑優(yōu)選本發(fā)明的成骨性組合物中的活性劑選自蛋白質(zhì)家族，如稱為轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)的蛋白質(zhì)超家族。這個家族包括活化素、抑制素和骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)。這些BMP包括BMP蛋白BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6和BMP-7，公開在例如美國專利號5,108,922、5,013,649、5,116,738、5,106,748、5,187,076和5,141,905，BMP-8，公開在PCT WO 91/18098，BMP-9，公開在PCT WO93/00432，BMP-10，公開在PCT WO 94/26893，BMP-11，公開在PCTWO 94/26892，BMP-12和BMP-13，公開在PCT WO 95/16035，BMP-15，公開在美國專利號5,635,372，BMP-16，公開在美國專利號6,331,612。其它在本發(fā)明中可以用作活性劑的TGF-β蛋白包括Vgr2，Jones等，Mo1.Endocrinol.，第六卷，第1961、1968頁(1992)，以及任何生長分化因子(GDF)，包括以下專利中描述的那些PCT WO94/15965、WO 94/15949、WO 95/01801、WO 95/01802、WO 94/21681、WO 94/15966、WO 95/10539、WO 96/01845、WO 96/02559等等。在本發(fā)明中也有用的可以是BIP，公開在WO 94/01557，HP00269，公開在JP 7250688，MP52，公開在PCT WO 93/16099。上述所有公開的專利、雜志出版物和公開的國際申請都通過引用結(jié)合到本文中。
優(yōu)選，所述活性劑包括至少一種選自通常稱為BMP的蛋白亞類的蛋白質(zhì)，這種BMP蛋白已被公開具有成骨活性和其它生長分化型活性。目前優(yōu)選用于本發(fā)明中的BMP的亞型包括BMP-2、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-10、BMP-12和BMP-13，最優(yōu)選BMP-2，其序列公開在美國專利號5,013,649中，該專利文獻的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。
這種活性劑可以從蛋白質(zhì)組合物中重組生產(chǎn)或純化?；钚詣?，如果是TGF-β，例如BMP或其它二聚體蛋白，那么它和其它BMP(例如由BMP-2和BMP-6中各自的一個單體構(gòu)成的異源二聚體)，或者和其它TGF-β超家族中的其它成員，例如活化素、抑制素和TGF-β1(例如由BMP-和TGF-β超家族中相關(guān)成員各自的一個單體構(gòu)成的異源二聚體)可以是同源二聚體的或者是異源二聚體的。異源二聚體蛋白的實例描述于例如PCT WO 93/09229中，該專利文獻的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。所述活性劑可以包括編碼BMP的DNA和用編碼BMP蛋白的基因轉(zhuǎn)導或轉(zhuǎn)染的細胞。
所述活性劑還可以包括其它成分，例如Hedgehog蛋白、Frazzled蛋白、索蛋白(Chordin)、頭蛋白(Noggin)、Cerberus蛋白和促濾泡素抑制素蛋白。這些蛋白質(zhì)的家族通常描述于Sasai等，Cell，第79卷，第779-790頁(1994)(索蛋白)；PCT WO 94/05800(頭蛋白)；Fukui等，Dev.Biol.，第159卷，第131-139頁(1993)(促濾泡素抑制素)。Hedgehog蛋白描述于PCT WO 96/16668、WO 96/17924和WO 95/18856。蛋白質(zhì)的Frazzled家族是新近發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)家族，與名為Frizzled受體蛋白家族的胞外結(jié)合域有高度同源性?；蚝偷鞍踪|(zhì)的Frizzled家族描述于Wang等，J.Biol.Chem.，第271卷，第4468-4476頁(1996)。所述活性劑也可以包括其它可溶性受體，例如描述于PCT WO 95/07982中的截短的可溶性受體。根據(jù)WO 95/07982的教導，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會知道，截短的可溶性受體能夠從許多其它受體蛋白制備。本發(fā)明也包含這項內(nèi)容。上述出版物通過引用結(jié)合到本文中。
本文所用的活性劑的量，是指有效刺激現(xiàn)有的或浸潤的祖細胞(成骨細胞前體細胞)的或其它細胞的成骨活性提高的量(在下文稱為“有效量”)，并取決于待治療缺損處的大小和性質(zhì)，以及所使用的磷酸鈣載體的組成。通常，如果以成骨性組合物的重量計，那么本發(fā)明固體棒狀成骨性組合物中的成骨蛋白的含量介于約1％至約90％的范圍之間，更優(yōu)選介于約15％至約40％的范圍之間。通常，如果以成骨性組合物的重量計，那么本發(fā)明可硬化糊劑成骨性組合物中的成骨蛋白的含量介于約0.01％至約2％的范圍之間，更優(yōu)選介于約0.03％至約1％的范圍之間。
載體本發(fā)明所有的實施方案都使用磷酸鈣材料作為載體。本文所用的“磷酸鈣材料”是指以磷酸鈣作為主要成分，即鈣和/或磷酸鹽至少占90％(重量)的任何合成骨替代材料。本發(fā)明的磷酸鈣材料可以是任何生物相容的、本領(lǐng)域已知的磷酸鈣材料。合適的磷酸鈣材料可以通過不同方法中的任一種并用合適的原料成分來制備，或者可以是市售的。
在本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方案中，以本發(fā)明的固體棒狀成骨性組合物的重量計，磷酸鈣材料的含量介于約10％至約99％的范圍之間，更優(yōu)選介于約40％至約60％的范圍之間。在本發(fā)明的某些其他優(yōu)選實施方案中，以本發(fā)明的可硬化糊劑成骨性組合物的重量計，磷酸鈣材料的含量介于約30％至約70％的范圍之間，更優(yōu)選介于約45％至約55％的范圍之間。優(yōu)選使用干的，即粉末狀的磷酸鈣材料或載體。
適用于本發(fā)明的磷酸鈣類型包括但不限于無定形磷灰石磷酸鈣(ACP)、低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣(PCA)、羥基磷灰石(HA)、磷酸三鈣和氟磷灰石。在一個優(yōu)選的實施方案中，磷酸鈣材料是低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣固體，它所具有的鈣與磷酸鹽(Ca/P)的比例與天然骨礦物質(zhì)的相似，更優(yōu)選鈣與磷酸鹽的比例小于約1∶1.5，最優(yōu)選約1∶1.4。
合適的PCA材料可以通過下述步驟進行鑒定結(jié)合PCA前體，用限量的水進行水合(以便形成糊狀物或油灰)，模制成圓柱形小棒型，使模制材料硬化成PCA材料。所需前體在濕潤環(huán)境中，在體溫或接近體溫的溫度下，能在5小時內(nèi)，優(yōu)選10-30分鐘內(nèi)硬化。
根據(jù)本發(fā)明，磷酸鈣載體可以包括任何骨替代材料，所述骨替代材料含有一種上述類型的磷酸鈣(作為其主要成分)，即至少重量的90％為鈣和/或磷酸鹽。骨替代材料可以單獨包含上述類型的磷酸鈣中的一種，含或不含其它成分；骨替代材料可以包含上述類型的磷酸鈣的組合，含或不含其它成分。此外，一種或多種上面提到的各類磷酸鈣都可用來制備適用于本發(fā)明的磷酸鈣材料。這些材料的制備方法是本領(lǐng)域眾所周知的。然而，任何可以獲得干磷酸鈣材料即粉末狀材料的方法都適合。
本文所用的“無定形”是指材料具有顯著性無定形特征。顯著性無定形特征應(yīng)有大于75％的無定形物，優(yōu)選大于90％的無定形物，以寬譜帶、無特征性X-射線衍射圖譜為特征。
本文所用的術(shù)語“低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣”、“PCA磷酸鈣”和“PCA材料”，描述的是合成的低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣。只要具有特征性X-射線衍射(XRD)和傅里葉變換紅外(FTIR)圖譜，低級結(jié)晶磷灰石(PCA)材料就不一定局限于單磷酸鈣相。PCA磷酸鈣具有與骨大體相同的XRD譜。XRD譜的特征為，在20-35E區(qū)僅有兩個寬峰，其中一個中心位于26E，而另一個中心位于32E。FTIR譜的特征為，各峰位于563cm-1、1034cm-1、1638cm-1和3432cm-1(±2cm-1)；明顯的肩峰在603cm-1和875cm-1可觀察到，具畸峰的雙重峰位于1422cm-1和1457cm-1。本發(fā)明優(yōu)選使用的PCA材料描述于美國專利號5,650,176、5,683,461和6,214,368中，所述各專利文獻通過引用結(jié)合到本文中。合適的材料在一組相關(guān)申請中也有描述，題目是“DeliveryVehicle”、“Conversion of Amorphous Calcium Phosphate to Form aNovel Bioceramic″、“Orthopedic and Dental Ceramic Implants”和“Bioactive Ceramic Composites”，所述各申請都于1997年10月16日申請并轉(zhuǎn)讓給ETEX公司(Cambridge，MA)，所述專利文獻通過引用結(jié)合到本文中。鑒于上述這些專利文件中每一份說明書的篇幅，因此合適的PCA材料的生產(chǎn)細節(jié)不在此詳述。PCA特征的概要就足夠了。PCA材料的特征在于它的生物再吸收能力及其最小結(jié)晶度。它的結(jié)晶特征與天然骨的大體相同。PCA材料也是生物相容的，且對宿主無害。
結(jié)晶羥基磷灰石(HA)描述于例如美國專利案卷號33,221和33,161，這兩篇專利文獻都通過引用結(jié)合到本文中。這些專利公開了磷酸鈣再礦化組合物的制備方法以及精細結(jié)晶、非陶瓷、逐漸可吸收的基于相同磷酸鈣組成的羥基磷灰石載體的制備方法。一種類似的磷酸鈣系統(tǒng)由磷酸四鈣(TTCP)、磷酸一鈣(MCP)或其一水合物形式(MCPM)組成；描述于美國專利號5,053,212和5,129,905中，這兩篇專利文獻均通過引用結(jié)合到本文中。其它的結(jié)晶HA材料(通常是指碳磷灰石(dahllite))描述于美國專利號5,962,028中，該專利文獻的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。
添加劑添加劑可以用于本發(fā)明的成骨性組合物中。許多增加粘結(jié)性的粘合劑、穩(wěn)定和/或調(diào)節(jié)活性成分釋放的賦形劑在制劑領(lǐng)域中已眾所周知。合適的添加劑包括但不限于藥物可接受的鹽、多糖、肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、合成聚合物、天然聚合物和/或表面活性劑。有用的聚合物包括例如在美國專利號5,171,579中描述的那些，該專利的全部公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。優(yōu)選的添加劑包括纖維素類材料，例如羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)和甲基纖維素(MC)，合成聚合物，例如聚交酯和聚乙二醇，例如聚交酯/聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、聚氧乙烯氧化物、羧基乙烯基聚合物和聚乙烯醇(PVA)和右旋糖酐硫酸酯和它們的組合。其它有用的添加劑包括但不限于海藻酸鈉、殼聚糖、膠原、明膠、透明質(zhì)烷和各種肽、蛋白質(zhì)和氨基酸。那種有泡騰作用的添加劑不適用于本發(fā)明。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，使用干的或粉末狀的添加劑與活性劑、載體和含水液體混合以便制備本發(fā)明的注射型組合物。在本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方案中，如果以固體小棒劑成骨性組合物的重量計，那么添加劑的含量介于約1％至約90％的范圍之間，更優(yōu)選介于約20％至約40％。在本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方案中，如果以可硬化糊劑成骨性組合物的重量計，那么添加劑的含量介于約1％至約90％的范圍之間，更優(yōu)選介于約10％至約20％。
附加活性劑本發(fā)明的注射用成骨性組合物也可以包含一種附加活性劑或多種附加活性劑。雖然這種附加活性劑的水合形式也適用，但優(yōu)選干的，附加活性劑可以與所述活性劑、載體和含水液體混合以便制備本發(fā)明的注射用成骨性組合物?；蛘撸@類附加活性劑可以和本發(fā)明的成骨性組合物共同給藥，既可以序貫給藥也可以同時給藥(在下文稱為“共同給藥計劃”)。附加活性劑可周來達到其它所需的效果，在某些情況下，可以用于對付潛在的不良反應(yīng)，例如感染、炎癥和一過性吸收。
例如，雖然關(guān)于TGF-β蛋白的成骨的可能性已經(jīng)了解很多，但最近的報道指出，局部給予某種骨誘導劑，例如BMP-2，可以刺激給藥部位的瞬時破骨細胞活性(局部骨吸收部位)。這種反應(yīng)有時會發(fā)生在BMP所誘導的新骨形成之前，稱為“瞬時吸收現(xiàn)象”。因此，已知的抑制骨吸收的藥物可以同BMP一起局部給藥，在延遲或減少初期骨吸收中起重要作用，而不會抑制其后的骨形成。
因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，骨吸收抑制劑是用作注射用成骨性組合物中的附加活性劑，或是骨內(nèi)遞送的活性劑例如BMP和注射用成骨性組合物共同給予，以便防止或最大限度地減少初期的骨吸收。本文所用的術(shù)語“抑制骨吸收”是指防止骨丟失，特別是通過直接或間接改變破骨細胞形成或活性，抑制除去已存在的骨。因此，本文所用的術(shù)語“骨吸收抑制劑”是指通過直接或間接改變破骨細胞形成或活性防止或抑制骨丟失的藥物。
在某些優(yōu)選實施方案中，所述骨吸收抑制劑是二膦酸鹽。本文所用的術(shù)語“二膦酸鹽”是指相關(guān)的二膦酸和二膦酸鹽，以及各種晶形和非晶形的二膦酸鹽。臨床上，二膦酸鹽療法已經(jīng)顯著地降低了骨轉(zhuǎn)換指標，增加了骨礦物質(zhì)密度，并且在骨質(zhì)減少的婦女中，降低了髖骨和脊柱骨折的危險(參見例如H.Fleisch，Bisphosphonates inBone Disease，from the Laboratory to the Patient，第三版，ParthenonPublishing(1997)，所述文獻通過引用結(jié)合到本文中)。
適用于本發(fā)明的二膦酸鹽包括但不限于阿侖膦酸鹽、西馬膦酸鹽、氯膦酸鹽、EB 1053、依替膦酸鹽、伊班膦酸鹽、奈立膦酸鹽、奧帕膦酸鹽、帕米膦酸鹽、利塞膦酸鹽、替魯膦酸鹽、YH 529、唑來膦酸鹽及其藥物可接受的鹽、酯、酸和混合物。二膦酸鹽的有效量，實為任何骨吸收抑制劑的有效量，是不時伴隨著成骨蛋白例如BMP的局部給藥，通過直接或間接地改變破骨細胞形成或活性，有效地防止或抑制瞬時骨丟失的有效量(在下文稱為“有效量”)。所需的準確劑量取決于待治療骨缺損的大小和性質(zhì)，以及成骨性藥物的給藥量。通常，二膦酸鹽的給藥量按每立方厘米的材料計優(yōu)選為約0.1mg至約3000mg，更優(yōu)選約10mg至約1000mg，最優(yōu)選約10mg至約500mg。
當應(yīng)用本發(fā)明的共同給藥計劃時，骨吸收抑制劑通常用合適的載體進行給藥。載體可以是任何藥物可接受的載體，本領(lǐng)域眾所周知且容易獲得的各種載體(參見例如Martin，E.W.，Remington′sPharmaceutical Sciences(Mack Pub.Co.，最新版)，所述文獻通過引用結(jié)合到本文中)。目前，已將優(yōu)選的載體制成固體小棒劑或糊劑，如本文其它地方所述。
在共同給藥計劃中，骨吸收抑制劑可以與本發(fā)明的注射型固體小棒劑或糊劑組合物序貫給予，也可以在前或在后或同時給予。此外，骨吸收抑制劑除了可以應(yīng)用到其它胃腸外部位，例如肌內(nèi)或皮下或口服攝入或靜脈注射(作系統(tǒng)給藥)，也可以局部應(yīng)用(骨內(nèi)應(yīng)用)。優(yōu)選骨吸收抑制，例如二膦酸鹽經(jīng)系統(tǒng)給藥，即口服或靜脈注射，可以在本發(fā)明的注射型固體小棒劑或糊劑組合物之前或同時給予。進一步講，骨吸收抑制劑可以用外科植入法植入到待治療部位。應(yīng)該注意的是，姑且不論它們的治療效果，口服時，二膦酸鹽在胃腸道內(nèi)的吸收有限。為克服這個不盡人意的生物利用度問題，已經(jīng)起用了靜脈內(nèi)注射給藥；然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于用藥的持續(xù)時間和頻率，這種方式昂貴且不方便。因此，通過在本發(fā)明的注射用成骨性組合物中加入二膦酸鹽，局部直接地遞送到所需的作用部位，本發(fā)明就能夠克服這個不足。
上述有關(guān)骨吸收抑制劑給藥的描述通常涉及到任何附加活性劑的給藥。其它合適的附加活性劑包括但不限于其它成骨蛋白、抗生素、抗炎藥、生長因子、肽、蛋白質(zhì)、細胞因子、寡核苷酸、反義寡核苷酸、DNA和聚合物。在本發(fā)明的制備方法中，優(yōu)選加入這些干的化合物，通過混合制成糊劑。
給藥本發(fā)明提供了治療患有骨缺損的患者的方法和組合物。本文所用的術(shù)語“骨缺損”包括骨質(zhì)疏松的骨、骨質(zhì)減少的骨、骨折、軟骨缺損及任何其它與骨或軟骨有關(guān)的病癥，通過刺激骨或軟骨生長可以被改善或矯正。因此，本發(fā)明的第五個實施方案涉及治療患有骨缺損的哺乳動物的方法，該方法是給予所述骨缺損部位有效量的本發(fā)明的注射型小棒劑或糊劑組合物。
本發(fā)明相關(guān)的第六個實施方案涉及治療患有骨缺損的哺乳動物的方法，該方法是給予所述骨缺損部位有效量的本發(fā)明的注射型小棒劑或糊劑組合物以及給予有效量的骨吸收抑制劑。骨吸收抑制劑除了可以通過一些其它途徑給藥，即胃腸外、外科植入法、口服、靜脈注射等途徑給藥外，也可以給藥到骨缺損的部位。此外，骨吸收抑制劑的給藥可以在本發(fā)明的注射型小棒劑或糊劑組合物的給藥之前、同時或之后進行。
最普通的是，本發(fā)明提供治療有骨質(zhì)疏松癥或骨質(zhì)減少癥狀，包括有骨質(zhì)疏松的骨損傷的患者的方法和組合物。這類患者的鑒定由本領(lǐng)域通曉的程序完成。這個程序給臨床醫(yī)師提供了骨質(zhì)疏松的或骨質(zhì)減少的骨損傷的位置和嚴重程度的信息。臨床醫(yī)師除了用這些信息確定要治療的損傷部位，還可以用這些信息給患者選擇適當?shù)慕o藥方式和骨誘導劑的劑量。有用的診斷程序包括測定骨質(zhì)量/密度，使用的是雙能X射線吸收測定法(DEXA)，Kilgus等，J.Bone & JointSurgery，第75B卷，第279-287頁(1992)；Markel等，Acta Orthop.Scand.，第61卷，第487、498頁(1990)；定量計算機體層攝影術(shù)(QCT)，Laval Jeantet等，J.Comput.Assist.Tomogr.，第17卷，第915-921頁(1993)；Markel，Calcif. Tissue Int.，第49卷，第427-432頁(1991)；單光子吸收測定法，Markel等，Calcif.Tissue Int.，第48卷，第392-399頁(1991)；超聲波透射速度(UTV)；Heaney等，JAMA，第261卷，第2986-2990頁(1989)；Langton等，Clin.Phys.Physiol.Meas.，第11卷，第243-249頁(1990)；射線照相評價，Gluer等，J.Bone Min.Res.，第9卷，第671-677頁(1994)。有骨折危險的患者的其它鑒定方法包括評價與年齡有關(guān)的因素，例如認知力(cognisance)，以及前次因骨質(zhì)疏松癥發(fā)生的骨折。Porter等，BMJ，第301卷，第638-641頁(1990)；Hui等，J.Clin.Invest.，第81卷，第1804-1809頁(1988)。上述出版物通過引用結(jié)合到本文中。
具體的給藥方案將由待消除的臨床適應(yīng)癥、以及不同患者的變數(shù)(例如體重、年齡、性別)和臨床表現(xiàn)(例如損傷程度、損傷部位等等)來確定。
本發(fā)明的注射用成骨性組合物可以用任何臨床上可接受的注射方式給予。許多市售的注射器可適合在本發(fā)明中使用，用于給予本發(fā)明的組合物。這類注射器包括但不限于Calasept注射器(JS DentalManufacturing，Ridgefield CT)；Henke-Ject抽吸注射器和Hypo牙科注射器/針(Smith & Nephew MPL，F(xiàn)ranklin Park，IL)；骨內(nèi)針，得自MPL，Inc.，Chicago IL；Luer-Lok注射器(Becton Dickinson，F(xiàn)ranklinLakes，NJ)。任何能夠保持和遞送糊劑或注射型小棒劑和/或能夠用obdurator擠出的注射器都適用。
在本發(fā)明的一個實施方案中，在所選擇的組織部位，采用經(jīng)皮或經(jīng)外科手術(shù)預(yù)先置入的適當大小和類型的皮下注射針，骨內(nèi)給予所述固體棒狀組合物。皮下注射針的經(jīng)皮放置可以通過人工觸診已知的組織標記來完成，用或不用熒光鏡檢查目測位置。熒光鏡檢查也可以在放置皮下注射針之前和/或同時，和外科植入法結(jié)合使用。
在一個優(yōu)選實施方案中，導線(通常稱作“k線”)作為皮下注射針的導向裝置，首先經(jīng)皮插入所需的組織部位。將皮下注射針經(jīng)導線插入，隨后取出導線，只留下皮下注射針在原位。然后將固體棒狀組合物插入皮下注射針頭的接口端。裝好組合物后，將第二根導線插入針里，這根導線用來把固體組合物推進到針尖。然后取出針，留下導線，把組合物固定在骨內(nèi)所需的位置上。最后，取出導線，只留下固體組合物在原位。在另一個實施方案中，將發(fā)明的固體棒狀組合物預(yù)置在針筒里。在放置到所需的組織部位后，將注射器的注塞推進到針筒里，隨之拔出裝置，把固體棒狀組合物留在所需位置。
本發(fā)明的組合物可使治療有效量的成骨蛋白遞送到軟骨和/或骨形成需要的損傷部位。這些制劑可以作為自體骨移植物的代用品，用于新骨折、骨不連合骨折、脊柱融合及矯形外科領(lǐng)域的骨缺損修復(fù)、顱/上頜面重建、骨髓炎的骨再生、牙科領(lǐng)域中牙槽嵴、牙周膜缺損和拔牙槽的增強。
以下的實施例僅用來說明本發(fā)明，而不是以任何方式限制本發(fā)明。修改、變動和少量增加是本發(fā)明允許的，但在本發(fā)明的范圍之內(nèi)進行。
實施例在這些實施例中所使用的所有材料都是藥用級的。磷酸鈣材料是市售的骨替代材料(在下文稱為“α-BSM”)，商品名是CEREDEXTM，由Etex公司銷售，公司地址38Sydney Street，Cambridge MA 02139，詳細內(nèi)容描述于美國專利號5,683,461、6,117,456和6,214,368以及PCTWO 98/16209中。作為活性劑使用的成骨蛋白是重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(rhBMP-2)。rhBMP-2的生產(chǎn)和表征是眾所周知的。Wang等，Proc.Nat′l Acad.Sci.U.S.A.，第87卷，第2220-2224頁(1990)。
實施例1-制劑制備α-BSM、rhBMP-2，以及羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和右旋糖酐硫酸酯之一的各種注射型固體小棒劑(A-E)。干粉狀的各組分在無菌混合器中混合并重建成硬油灰，是通過添加基于甘氨酸的含水緩沖液，緩沖液的pH約為4.5，并包含5mmol L-谷氨酸、2.5％甘氨酸、0.5％蔗糖、5mmol NaCl和0.01％聚山梨脂80，按特定的液體(ml)與粉(g)的比例(L/P)，捏合1分鐘形成糊狀物。所使用的各組分的含量以及具體的L/P比率見下表1。
表1

將各糊狀物裝入注射器中，然后擠出形成圓柱形小棒，小棒的直徑約1mm，長約5cm。然后將這些長5cm的小棒切成所需長度以備下述試驗所用。
接下來是成型，在模擬體內(nèi)條件下，即在37℃恒溫箱內(nèi)，過夜，使小棒硬化成固體塊。若小棒在較低溫度，即約4℃存放，硬化過程可能會延遲幾小時。
理論上，A-E各小棒劑中的rhBMP-2劑量是每毫克小棒劑150微克rhBMP-2。所有小棒看上去應(yīng)該是光滑的、致密的、有粘性的和不易碎的，可以通過16號針進行注射。
實施例2-體外表征已經(jīng)發(fā)現(xiàn)添加劑含量和顆粒形成之間有相關(guān)性。含有較高百分比添加劑(即C-E小棒劑，分別為40％CMC、40％PVP或40％右旋糖酐硫酸酯)的小棒劑，一俟浸入實施例1所描述的基于甘氨酸的含水緩沖液中14天，就會很快即1天內(nèi)分散成更小的顆粒，比中等含量的添加劑(29％CMC，即B小棒劑)和低含量的添加劑(17％CMC，即A小棒劑)快。低含量添加劑(17％CMC，即A小棒劑)的小棒劑與高含量CMC的對應(yīng)物相比，可以更長時間地保持它們的棒狀結(jié)構(gòu)，即從數(shù)天到數(shù)周。
此外，使用125I-rhBMP-2作為示蹤物，對rhBMP-2自含有17％CMC(A小棒劑)、29％CMC(B小棒劑)或是40％CMC(C小棒劑)的α-BSM進行體外釋放動力學。與總的觀察結(jié)果相似，高百分比含量CMC的小棒劑釋放rhBMP-2的速度要比低百分比含量CMC的小棒劑的速度快，如圖1所示。
實施例3-大鼠生物相容性和功效研究在大鼠模型中，對基于磷酸鈣的注射用棒狀組合物(按實施例1所述制備)的骨內(nèi)和異位生物相容性和功效進行評價。
通過外科手術(shù)，建立了六只雄性CD大鼠的遠端股骨中的骨內(nèi)核心缺損。將這六只大鼠，三只為一組，分為兩組(A和B)。每只大鼠的一側(cè)肢體上接受長度2mm的試驗小棒劑(磷酸鈣/rhBMP-2/賦形劑)，而其對側(cè)的肢體上接受長度2mm的對照小棒劑(磷酸鈣/賦形劑)。A組的大鼠接受實施例1的A小棒劑(68/17/15(w/w)％ACP/CMC/rhBMP-2)作為試驗小棒劑，而B組的大鼠接受實施例1的B小棒劑(56/29/15(w/w)％ACP/CMC/rhBMP-2)作為試驗小棒劑。此外，將一個10mm小棒劑皮下植入胸腹部中線兩側(cè)，其中，中線的一側(cè)接受試驗小棒劑，而另一側(cè)接受對照小棒劑。再者，A組的大鼠接受實施例1的A小棒劑(68/17/15(w/w)％ACP/CMC/rhBMP-2)作為試驗小棒劑，而B組的大鼠接受實施例1的B小棒劑(56/29/15(w/w)％ACP/CMC/rhBMP-2)作為試驗小棒劑。
在兩周時，處死動物，對這些處死的動物進行包括faxitron放射照片和組織形態(tài)學測定的結(jié)果鑒定。兩周的遠端股骨外植塊的放射照片和組織學顯示，與用安慰劑治療的相比，用rhBMP-2治療的一側(cè)有全面增長的骨痂形成。特別是，高含量CMC的(B)小棒劑形成了中等到大的骨痂，比較之下，低含量CMC的(A)小棒劑形成的是小到中等大小的痂。皮下植入物的放射照片和組織學也顯示，與用安慰劑治療的相比，用rhBMP-2治療一側(cè)有骨形成。特別是，與低含量CMC的(A)小棒劑比較，高含量CMC的(B)小棒劑形成更強的異位骨反應(yīng)。因此在所有組中都觀察到良好的生物相容性，對植入物無炎癥反應(yīng)。
實施例4-兔子骨內(nèi)局部生物分布的研究用帶16號針的14號導管，將實施例1的A-D小棒劑經(jīng)皮注射到兔子遠端股骨的骨內(nèi)間隙(n＝每組4個部位)。特別是，用了長10mm的含約μCi 125I-rhBMP-2的A-D小棒劑。用Capintec劑量核準器，在注射前，測定合成小棒劑中的放射性的量。4周后，用γ閃爍照相術(shù)監(jiān)測到局部rhBMP-2保留。局部的體內(nèi)生物分布數(shù)據(jù)顯示小棒劑持續(xù)釋放rhBMP-2，與較低百分比含量添加劑的小棒劑比較，較高百分比含量添加劑的小棒劑顯示出更快的體內(nèi)釋放，如圖2所示。
實施例5-制劑每ml糊劑中1mg rhBMP-2或是每ml糊劑中4.5mg rhBMP-2的可硬化糊劑的配制，是通過將2ml含有適當濃度的rhBMP-2溶液的實施例1的基于甘氨酸的含水緩沖液加入到2.5g α-BSM中。然后將所得混合物在無菌球瓶中捏合1分鐘形成可硬化糊劑。
實施例6-獼猴(Cynomologous monkey)-糊劑的骨內(nèi)注射用裝了18號針的3ml注射器，從無菌球瓶中取出實施例5的1mg/1ml和4.5mg/ml的可硬化糊劑，然后在熒光鏡檢查控制下，將可硬化糊劑注射到獼猴的不同骨內(nèi)部位。各部位包括遠端股骨、近端股骨、遠端橈骨、近端脛骨。1個月后，在注射過rhBMP-2的局部位置上觀察到明顯的新骨。
盡管用一些優(yōu)選實施方案和具體的實施例描述了發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認識到，通過常規(guī)實驗，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各種變化和修改。因此，應(yīng)當理解為，本發(fā)明不受上述詳細描述的限制，而只是受所附權(quán)利要求書及其等同實施方案的限制。
權(quán)利要求
1.一種成骨蛋白注射遞藥用組合物，所述組合物包含成骨蛋白；磷酸鈣材料，其中所述組合物呈固體小棒型。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述成骨蛋白選自骨形態(tài)發(fā)生蛋白家族成員。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中所述成骨蛋白選自BMP-2、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-10、BMP-12和BMP-13。
4.權(quán)利要求3的組合物，其中所述成骨蛋白是BMP-2。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述成骨蛋白占所述組合物重量的約1％至約90％。
6.權(quán)利要求5的組合物，其中所述成骨蛋白占所述組合物重量的約15％至約40％。
7.權(quán)利要求1的組合物，所述組合物還包含骨吸收抑制劑。
8.權(quán)利要求7的組合物，其中所述骨吸收抑制劑是二膦酸鹽。
9.權(quán)利要求8的組合物，其中所述二膦酸鹽選自阿侖膦酸鹽、西馬膦酸鹽、氯膦酸鹽、EB 1053、依替膦酸鹽、伊班膦酸鹽、奈立膦酸鹽、奧帕膦酸鹽、帕米膦酸鹽、利塞膦酸鹽、替魯膦酸鹽、YH 529、唑來膦酸鹽及其藥物可接受的鹽、酯、酸和混合物。
10.權(quán)利要求1的組合物，其中所述磷酸鈣材料包括選自以下的材料無定形磷灰石磷酸鈣、低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣、羥基磷灰石、磷酸三鈣、氟磷灰石和它們的組合。
11.權(quán)利要求10的組合物，其中所述磷酸鈣材料包括低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣。
12.權(quán)利要求11的組合物，其中所述低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣的鈣與磷酸鹽的比例小于1∶1.5。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中所述低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣的鈣與磷酸鹽的比例約為1∶1.4。
14.權(quán)利要求1的組合物，其中所述磷酸鈣材料占所述組合物重量的約10％至約99％。
15.權(quán)利要求14的組合物，其中所述磷酸鈣材料占所述組合物重量的約40％至約60％。
16.權(quán)利要求1的組合物，所述組合物還包含選自以下的添加劑藥物可接受的鹽、多糖、肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、合成聚合物、天然聚合物、表面活性劑和它們的組合。
17.權(quán)利要求16的組合物，其中所述添加劑選自羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、聚交酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯氧化物、羧基乙烯基聚合物、聚乙烯醇、右旋糖酐硫酸酯和它們的組合。
18.權(quán)利要求16的組合物，其中所述添加劑占所述組合物重量的約1％至約90％。
19.權(quán)利要求18的組合物，其中所述添加劑占所述組合物重量的約20％至約40％。
20.權(quán)利要求1的組合物，所述組合物還包含骨吸收抑制劑和選自以下的添加劑藥物可接受的鹽、多糖、肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、合成聚合物、天然聚合物、表面活性劑和它們的組合。
21.權(quán)利要求1的組合物，其中所述小棒是圓柱形的，所述圓柱形小棒的直徑介于約0.1mm和3.0mm之間。
22.權(quán)利要求1的組合物，其中所述小棒的長度介于約1.0mm和5.0cm之間。
23.一種成骨蛋白注射遞藥用組合物，所述組合物包含成骨蛋白；磷酸鈣材料，其中所述組合物呈可硬化糊劑形式。
24.權(quán)利要求23的組合物，其中所述成骨蛋白選自骨形態(tài)發(fā)生蛋白家族成員。
25.權(quán)利要求24的組合物，其中所述成骨蛋白選自BMP-2、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-10、BMP-12和BMP-13。
26.權(quán)利要求25的組合物，其中所述成骨蛋白是BMP-2。
27.權(quán)利要求23的組合物，其中所述成骨蛋白占所述組合物重量的約0.01％至約2％。
28.權(quán)利要求27的組合物，其中所述成骨蛋白占所述組合物重量的約0.03％至約1％。
29.權(quán)利要求23的組合物，所述組合物還包含骨吸收抑制劑。
30.權(quán)利要求29的組合物，其中所述骨吸收抑制劑是二膦酸鹽。
31.權(quán)利要求30的組合物，其中所述二膦酸鹽選自阿侖膦酸鹽、西馬膦酸鹽、氯膦酸鹽、EB 1053、依替膦酸鹽、伊班膦酸鹽、奈立膦酸鹽、奧帕膦酸鹽、帕米膦酸鹽、利塞膦酸鹽、替魯膦酸鹽、YH 529、唑來膦酸鹽及其藥物可接受的鹽、酯、酸和混合物。
32.權(quán)利要求23的組合物，其中所述磷酸鈣材料包括選自以下的材料無定形磷灰石磷酸鈣、低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣、羥基磷灰石、磷酸三鈣、氟磷灰石和它們的組合。
33.權(quán)利要求32的組合物，其中所述磷酸鈣材料包括低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣。
34.權(quán)利要求33的組合物，其中所述低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣的鈣與磷酸鹽的比例小于1∶1.5。
35.權(quán)利要求34的組合物，其中所述低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣的鈣與磷酸鹽的比例約為1∶1.4。
36.權(quán)利要求23的組合物，其中所述磷酸鈣材料占所述組合物重量的約30％至約70％。
37.權(quán)利要求36的組合物，其中所述磷酸鈣材料占所述組合物重量的約45％至約55％。
38.權(quán)利要求23的組合物，所述組合物還包含選自以下的添加劑藥物可接受的鹽、多糖、肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、合成聚合物、天然聚合物、表面活性劑和它們的組合。
39.權(quán)利要求38的組合物，其中所述添加劑選自羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、聚交酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯氧化物、羧基乙烯基聚合物、聚乙烯醇、右旋糖酐硫酸酯和它們的組合。
40.權(quán)利要求38的組合物，其中所述添加劑占所述組合物重量的約1％至約90％。
41.權(quán)利要求40的組合物，其中所述添加劑占所述組合物重量的約10％至約20％。
42.權(quán)利要求23的組合物，所述組合物還包含骨吸收抑制劑和選自以下的添加劑藥物可接受的鹽、多糖、肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、合成聚合物、天然聚合物、表面活性劑和它們的組合。
43.一種制備成骨蛋白注射遞藥用組合物的方法，所述組合物包含成骨蛋白和磷酸鈣材料，所述方法包括下述步驟(a)將干的成骨蛋白與干的磷酸鈣材料混合制成干混合物；(b)通過添加含水緩沖液重建所述干混合物形成糊狀物；(c)將所述糊狀物模制成棒狀組合物；(d)干燥步驟(c)的棒狀組合物制成成骨蛋白注射遞藥用棒狀組合物。
44.權(quán)利要求43的方法，其中所述成骨蛋白選自骨形態(tài)發(fā)生蛋白家族成員。
45.權(quán)利要求44的方法，其中所述成骨蛋白選自BMP-2、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-10、BMP-12和BMP-13。
46.權(quán)利要求45的方法，其中所述成骨蛋白是BMP-2。
47.權(quán)利要求43的方法，其中按所述組合物的重量計，將用量介于約1％至約90％范圍之間的成骨蛋白和所述磷酸鈣載體混合。
48.權(quán)利要求47的方法，其中按所述組合物的重量計，將用量介于約15％至約40％范圍之間的成骨蛋白和所述磷酸鈣載體混合。
49.權(quán)利要求43的方法，其中所述組合物還包含骨吸收抑制劑，并且其中將干的所述骨吸收抑制劑混合在所述干混合物中。
50.權(quán)利要求49的方法，其中所述骨吸收抑制劑是二膦酸鹽。
51.權(quán)利要求50的方法，其中所述二膦酸酯選自阿侖膦酸鹽、西馬膦酸鹽、氯膦酸鹽、EB 1053、依替膦酸鹽、伊班膦酸鹽、奈立膦酸鹽、奧帕膦酸鹽、帕米膦酸鹽、利塞膦酸鹽、替魯膦酸鹽、YH 529、唑來膦酸鹽及其藥物可接受的鹽、酯、酸和混合物。
52.權(quán)利要求43的方法，其中所述磷酸鈣材料包括選自以下的材料無定形磷灰石磷酸鈣、低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣、羥基磷灰石、磷酸三鈣、氟磷灰石和它們的組合。
53.權(quán)利要求52的方法，其中所述磷酸鈣材料包括低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣。
54.權(quán)利要求53的方法，其中所述低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣的鈣與磷酸鹽的比例小于1∶1.5。
55.權(quán)利要求54的方法，其中所述低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣的鈣與磷酸鹽的比例約為1∶1.4。
56.權(quán)利要求43的方法，其中按所述組合物的重量計，將用量介于約10％至約99％范圍之間的磷酸鈣材料和所述成骨蛋白混合。
57.權(quán)利要求56的方法，其中按所述組合物的重量計，將用量介于約40％至約60％范圍之間的磷酸鈣材料和所述成骨蛋白混合。
58.權(quán)利要求43的方法，其中所述組合物還包含選自以下的添加劑藥物可接受的鹽、多糖、肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、合成聚合物、天然聚合物、表面活性劑和它們的組合，并且其中將干的添加劑混合在所述干混合物中。
59.權(quán)利要求58的方法，其中所述添加劑選自羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、聚交酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯氧化物、羧基乙烯基聚合物、聚乙烯醇、右旋糖酐硫酸酯和它們的組合。
60.權(quán)利要求58的方法，其中按所述組合物的重量計，將用量介于約1％至約90％范圍之間的添加劑混合在所述干混合物中。
61.權(quán)利要求60的方法，其中按所述組合物的重量計，將用量介于約20％至約40％范圍之間的添加劑混合在所述干混合物中。
62.權(quán)利要求43的方法，其中所述組合物還包含骨吸收抑制劑和選自以下的添加劑藥物可接受的鹽、多糖、肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、合成聚合物、天然聚合物、表面活性劑和它們的組合。
63.權(quán)利要求43的方法，其中所述含水緩沖液選自磷酸緩沖鹽溶液、鹽水、基于甘氨酸的緩沖液和它們的組合。
64.權(quán)利要求43的方法，其中含水緩沖液與干混合物的比例介于約0.5∶1至約2∶1。
65.權(quán)利要求43的方法，其中模制法是使用選自以下的方法來完成的制模、擠壓、壓制、鉆孔和它們的組合。
66.權(quán)利要求43的方法，所述方法還包括在步驟(d)之前或之后切割所述棒狀組合物的步驟。
67.權(quán)利要求43的方法，其中所述棒狀組合物是圓柱形的，所述圓柱形棒狀組合物的直徑介于約0.1mm和3.0mm之間。
68.權(quán)利要求43的方法，其中所述棒狀組合的長度介于約1.0mm和5.0cm之間。
69.一種制備成骨蛋白注射遞藥用組合物的方法，所述組合物包含成骨蛋白和磷酸鈣材料，所述方法包括下述步驟將干的所述磷酸鈣材料和含成骨蛋白的含水緩沖液混合制成糊劑。
70.權(quán)利要求69的方法，其中所述成骨蛋白選自骨形態(tài)發(fā)生蛋白家族成員。
71.權(quán)利要求70的方法，其中所述成骨蛋白選自BMP-2、BMP-4、EMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-10、BMP-12和BMP-13。
72.權(quán)利要求71的方法，其中所述成骨蛋白是BMP-2。
73.權(quán)利要求69的方法，其中所述成骨蛋白占所述糊劑重量的約0.01％至約2％。
74.權(quán)利要求73的方法，其中所述成骨蛋白占所述糊劑重量的約0.03％至約1％。
75.權(quán)利要求69的方法，其中所述組合物還包含骨吸收抑制劑，并且其中將干的所述骨吸收抑制劑混合在所述糊劑中。
76.權(quán)利要求75的方法，其中所述骨吸收抑制劑是二膦酸鹽。
77.權(quán)利要求76的方法，其中所述二膦酸鹽選自阿侖膦酸鹽、西馬膦酸鹽、氯膦酸鹽、EB 1053、依替膦酸鹽、伊班膦酸鹽、奈立膦酸鹽、奧帕膦酸鹽、帕米膦酸鹽、利塞膦酸鹽、替魯膦酸鹽、YH 529、唑來膦酸鹽及其藥物可接受的鹽、酯、酸和混合物。
78.權(quán)利要求69的方法，其中所述磷酸鈣材料包括選自以下的材料無定形磷灰石磷酸鈣、低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣、羥基磷灰石、磷酸三鈣、氟磷酸鈣和它們的組合。
79.權(quán)利要求78的方法，其中所述磷酸鈣材料包括低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣。
80.權(quán)利要求79的方法，其中所述低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣的鈣與磷酸鹽的比例小于1∶1.5。
81.權(quán)利要求80的方法，其中所述低級結(jié)晶磷灰石磷酸鈣的鈣與磷酸鹽的比例約為1∶1.4。
82.權(quán)利要求69的方法，其中按所述組合物的重量計，將用量介于約30％至約70％范圍之間的磷酸鈣材料和所述含水緩沖液混合。
83.權(quán)利要求82的方法，其中按所述組合物的重量計，將用量介于約45％至約55％的磷酸鈣材料和所述含水緩沖液混合。
84.權(quán)利要求69的方法，其中所述組合物還包含選自以下的添加劑藥物可接受的鹽、多糖、肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、合成聚合物、天然聚合物、表面活性劑和它們的組合，并且其中將干的添加劑混合在所述糊劑中。
85.權(quán)利要求84的方法，其中所述添加劑選自羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、聚交酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯氧化物、羧基乙烯基聚合物、聚乙烯醇、右旋糖酐硫酸酯和它們的組合。
86.權(quán)利要求84的方法，其中按所述組合物的重量計，將用量介于約1％至約90％范圍之間的添加劑混合在所述糊劑中。
87.權(quán)利要求86的方法，其中按所述組合物的重量計，將用量介于約10％至約20％范圍之間的添加劑混合在所述糊劑中。
88.權(quán)利要求69的方法，其中所述組合物還包含骨吸收抑制劑和選自以下的添加劑藥物可接受的鹽、多糖、肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、合成聚合物、天然聚合物、表面活性劑和它們的組合。
89.權(quán)利要求69的方法，其中所述含水緩沖液選自磷酸緩沖鹽溶液、鹽水、基于甘氨酸的緩沖液和它們的組合。
90.權(quán)利要求69的方法，其中含水緩沖液與磷酸鈣材料的比例介于約0.5∶1至約2∶1。
91.一種治療患有骨缺損的哺乳動物的方法，該方法包括給予所述骨缺損部位有效量的權(quán)利要求1的成骨蛋白注射遞藥用組合物。
92.權(quán)利要求91的方法，其中所述骨缺損是骨質(zhì)疏松的骨。
93.一種治療患有骨缺損的哺乳動物的方法，該方法包括下述步驟(a)給予所述骨缺損部位有效量的權(quán)利要求1的成骨蛋白注射遞藥用組合物；(b)給予所述骨缺損部位有效量的骨吸收抑制劑。
94.權(quán)利要求93的方法，其中步驟(a)在步驟(b)之前進行。
95.權(quán)利要求93的方法，其中步驟(b)在步驟(a)之前進行。
96.權(quán)利要求93的方法，其中步驟(a)和步驟(b)同時進行。
97.一種治療患有骨缺損的哺乳動物的方法，該方法包括給予所述骨缺損部位有效量的權(quán)利要求23的成骨蛋白注射遞藥用組合物。
98.一種治療患有骨缺損的哺乳動物的方法，該方法包括下述步驟(a)給予所述骨缺損部位有效量的權(quán)利要求23的成骨蛋白注射遞藥用組合物；(b)給予所述骨缺損部位有效量的骨吸收抑制劑。
99.權(quán)利要求98的方法，其中步驟(a)在步驟(b)之前進行。
100.權(quán)利要求98的方法，其中步驟(b)在步驟(a)之前進行。
101.權(quán)利要求98的方法，其中步驟(a)和步驟(b)同時進行。
全文摘要
成骨蛋白可通過注射型固體小棒劑或可硬化糊劑來遞送。該制劑包含磷酸鈣材料、成骨蛋白以及任選的添加劑和活性成分，例如骨吸收抑制劑。同時公開了注射型藥物組合物的制備方法和使用該成骨性組合物治療骨缺損的方法。
文檔編號A61L24/00GK1878565SQ200480032978
公開日2006年12月13日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者黎宏美, H·西赫爾曼, 金賢東 申請人:惠氏公司, 埃特克斯公司