包含胞外基質(zhì)組織材料和成骨蛋白的產(chǎn)品的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】包含胞外基質(zhì)組織材料和成骨蛋白的產(chǎn)品
[0001 ] 相關(guān)申請(qǐng)的參考
[0002]本申請(qǐng)要求2013年9月2日提交的并且發(fā)明名稱(chēng)為包含胞外基質(zhì)材料和成骨蛋白的產(chǎn)品的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列N0.61/872，827的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，將其全部按引用并入本文中。
[0003]罝量
[0004]本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容涉及治療組合物，并且在某些形式中，涉及包括胞外基質(zhì)組織材料和骨形態(tài)生成蛋白的組合的成骨組合物。
[0005]現(xiàn)今許多醫(yī)學(xué)程序依賴(lài)于使骨再生，所述骨作為疾病或年齡的結(jié)果已經(jīng)變得退化或已經(jīng)受到損壞(例如，骨折)。盡管可利用各種外科程序，但現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)展使得可以補(bǔ)充某些技術(shù)，并且有時(shí)候甚至可以替代這些外科手術(shù)。例如，已經(jīng)鑒定出許多遺傳因子，如果遞送至正確部位，則其可以用于這一目的。盡管該構(gòu)思看起來(lái)容易進(jìn)行，但仍然存在問(wèn)題。
[0006]通常所了解的是，用于軟骨內(nèi)骨形成的治療因子(例如，成骨因子)的成功遞送需要蛋白質(zhì)與載體的關(guān)聯(lián)。目前，存在許多現(xiàn)有技術(shù)中鑒定的載體，其全部都有局限性。例如，載體包括有機(jī)物質(zhì)，如去礦化的骨基質(zhì)、非膠原性蛋白、膠原蛋白(例如，膠原蛋白海綿)、纖維蛋白、自溶抗原提取的同種異體的骨(AAA-骨)、聚乙醇酸、聚乳酸、水凝膠，以及無(wú)機(jī)材料，如羥磷灰石、磷酸三鈣、其他生物陶瓷、生物活性玻璃、金屬、珊瑚、珊瑚-膠原蛋白復(fù)合物、天然骨礦物質(zhì)、幾丁質(zhì)、熱灰化(thermoashed)骨礦物質(zhì)、非去礦化的骨顆粒、陶瓷骨顆粒、陶瓷牙質(zhì)、聚磷酸聚合物、受輻射的松質(zhì)骨芯片、硫酸鈣和燒結(jié)骨。盡管這些材料在將治療因子遞送至所需組織中有些有效性，但它們具有其局限性。例如，一些遞送載體不能將治療因子在局部保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間段。其他遞送載體不能在施用其的宿主中充分地再吸收。還有其他的遞送載體和含有其的組合物在成骨因子和載體之間缺乏協(xié)同的相互作用以增強(qiáng)組織形成。
[0007]鑒于這一背景，仍然需要改進(jìn)的或備選的可以非常有益利用成骨因子的成骨組合物，以及相關(guān)的使用和制備方法。
[0008]挺述
[0009]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了胞外基質(zhì)組織材料當(dāng)與成骨因子一起使用時(shí)，可以作為非常有益的載體或協(xié)同組分來(lái)產(chǎn)生硬組織，如骨。胞外基質(zhì)組織材料可以用于有利地結(jié)合成骨因子，并且由于來(lái)自用于胞外基質(zhì)組織材料的源組織的殘留天然生物活性物質(zhì)的存在而以?xún)?yōu)選的形式提供組織形成的補(bǔ)充生物活性支持。
[0010]在某些方面中，提供了包括膠原性胞外基質(zhì)組織材料和骨形態(tài)生成蛋白的成骨組合物。提供了優(yōu)選的組合物形式，其中膠原性胞外基質(zhì)組織材料是固體基質(zhì)，并且其中骨形態(tài)生成蛋白由固體基質(zhì)來(lái)攜帶。膠原性胞外基質(zhì)組織材料可以保留來(lái)自用于膠原性胞外基質(zhì)組織材料的源組織的天然肝素、硫酸乙酰肝素和/或其他天然組分，并且骨形態(tài)生成蛋白的至少一部分可以結(jié)合天然肝素、硫酸乙酰肝素和/或其他天然成分。骨形態(tài)生成蛋白可以是或包含任何人骨形態(tài)生成蛋白，優(yōu)選:BMP-2、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7和/或BMP-9，甚至更優(yōu)選ΒΜΡ-2ο在一些形式中，骨形態(tài)生成蛋白包括重組人骨形態(tài)生成蛋白，例如，BMP-2(“rhBMP-2”)?？梢砸越M合物中相對(duì)低的載量來(lái)提供BMP-2和/或其他骨形態(tài)生成蛋白，例如，以約75yg至約300yg/克膠原性胞外基質(zhì)組織材料，和/或約25yg至約10yg/平方厘米膠原性胞外基質(zhì)組織材料范圍的水平存在;和/或以約6mg或更低，或約4mg或更低，或約3mg或更低，例如，在約I至6mg或約I至4mg的范圍中的總劑量存在。含有這樣水平和/或總劑量的rhBMP-2或其他BMP的組合物可以用于人患者中?？梢砸圆豢闪鲃?dòng)的固體植入物形式或可流動(dòng)的(例如，可注射的)形式來(lái)提供組合物，并且在這樣的可流動(dòng)形式中，可以包括胞外基質(zhì)組織顆粒材料和/或膠原性胞外基質(zhì)凝膠，其包括源組織天然的溶解的胞外基質(zhì)組分的混合物。在某些方面中，組合物還可以包括其他生物活性或基質(zhì)材料，例如，礦物質(zhì)支架材料，如含鈣化合物。
[0011]在某些方面中，提供了包括膠原性胞外基質(zhì)組織材料、骨形態(tài)生成蛋白和促紅細(xì)胞生成素(EPO)的成骨組合物。提供優(yōu)選的組合形式，其中膠原性胞外基質(zhì)組織材料是固體基質(zhì)，并且其中骨形態(tài)生成蛋白由所述固體基質(zhì)來(lái)攜帶。膠原性胞外基質(zhì)組織材料可以保留來(lái)自用于膠原性胞外基質(zhì)組織材料的源組織的天然肝素、硫酸乙酰肝素和/或其他天然成分，并且骨形態(tài)生成蛋白的至少一部分可以結(jié)合天然肝素、硫酸乙酰肝素和/或其他天然成分。骨形態(tài)生成蛋白可以是或包括任一種人骨形態(tài)生成蛋白，優(yōu)選:BMP-2、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7和/或BMP-9，甚至更優(yōu)選BMP-2。在一些形式中，骨形態(tài)生成蛋白包括重組人骨形態(tài)生成蛋白，例如，BMP-2 ( “rhBMP-2” )?？梢砸越M合物中相對(duì)低的載量來(lái)提供BMP-2和/或其他骨形態(tài)生成蛋白，例如，以約0.1yg至約3yg/克，或約0.1yg至約1.5yg/克膠原性胞外基質(zhì)組織材料范圍的水平存在;和/或以約6mg或更低，或約4mg或更低，或約3mg或更低，例如，在約I至6mg或約I至4mg的范圍中的總劑量存在。含有這樣水平和/或總劑量的rhBMP-2或其他BMP的組合物可以用于人患者中。在一些形式中，EPO包括重組促紅細(xì)胞生成素(rEPO)，在某些實(shí)施方案中，rEP0包括重組人促紅細(xì)胞生成素(rhEPO)?？梢砸圆豢闪鲃?dòng)的固體植入物性質(zhì)或可流動(dòng)的(例如，可注射的)形式來(lái)提供組合物，并且在這樣的可流動(dòng)形式中，包括胞外基質(zhì)組織顆粒材料和/或包括源組織天然的溶解胞外基質(zhì)組分混合物的膠原性胞外基質(zhì)凝膠。在某些方面中，組合物還可以包括其他生物活性或基質(zhì)材料，例如，礦物質(zhì)支架材料，如含鈣化合物。
[0012]以下討論中提供了關(guān)于成骨組合物的組分的其他特征，包括但不限于其性質(zhì)、水平、比例和組合或摻入成骨組合物中的方式。將明白這些其他特征，單獨(dú)的或組合的，可以結(jié)合以上段落或本文中別處所描述的特征，以形成本文中所公開(kāi)的另外的實(shí)施方案。
[0013]本文中所公開(kāi)的更多實(shí)施方案涉及如本文中公開(kāi)的成骨組合物的使用方法。這些方法可以用于形成硬的組織，如骨，其可以用于治療患病或受損骨的目的(例如，用于治療性或預(yù)防性處理)。
[0014]本文中所公開(kāi)的再進(jìn)一步的實(shí)施方案涉及如本文中公開(kāi)的成骨組合物的制備方法。
[0015]在閱讀以下描述時(shí)，另外的實(shí)施方案，及其特征和優(yōu)點(diǎn)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。
[0016]附圖簡(jiǎn)述
[0017]圖1顯示了給右大腿肌肉注射含有5ygrhBMP-2的可流動(dòng)ECM(圖1，A)或單獨(dú)的可流動(dòng)ECM(圖1，B)后2周，N0D/SCID小鼠的X-射線(xiàn)數(shù)字圖像和微CT圖像，以下實(shí)施例2中有進(jìn)一步的描述。接受含有5yg rhBMP-2的可流動(dòng)ECM注射的小鼠顯示出在大腿肌肉內(nèi)大量的、從頭開(kāi)始的骨形成(圖1，A)。注射單獨(dú)的可流動(dòng)ECM的動(dòng)物顯示出在注射后2周時(shí)沒(méi)有可檢測(cè)的異位骨形成(圖1，B)。
[0018]登述
[0019]—將參考某些實(shí)施方案，并且將使用特定的語(yǔ)言來(lái)描述這些實(shí)施方案。然而將明白沒(méi)有打算由此限定本發(fā)明的范圍。如同通常被本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的，考慮了所述實(shí)施方案的任何改變和更多變化以及如本文中所述的本發(fā)明原理的任何進(jìn)一步的應(yīng)用。
[0020]如以上所公開(kāi)的，本發(fā)明的某些方面涉及包括骨形態(tài)生成蛋白、促紅細(xì)胞生成素和胞外基質(zhì)組織材料的成骨組合物，以及所述組合物的制備或使用方法。
[0021]各種成骨骨形態(tài)生成蛋白是已知的并且可以以單獨(dú)或組合的骨形態(tài)生成蛋白用于本文中的實(shí)施方案中。優(yōu)選重組人骨形態(tài)生成蛋白(rhBMP)。更優(yōu)選，骨形態(tài)生成蛋白是rhBMP-2、rhBMP-4，或其雜二聚體。rhBMP-2和rhBMP-7是商業(yè)上可購(gòu)得的并且這樣的商業(yè)形式可以用于本文中。骨形態(tài)生成蛋白可以是或包括任何骨形態(tài)生成蛋白，優(yōu)選:BMP-2、BMP-
4、BMP-5、BMP-6、BMP-7和/或BMP-9，甚至更優(yōu)選BMP-2。在一些形式中，骨形態(tài)生成蛋白包括重組人骨形態(tài)生成蛋白，例如BMP-2( “rhBMP-2” )。這些或其他rhBMP也可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的材料和方法來(lái)制備，例如，如美國(guó)專(zhuān)利N0.5，187，076; 5，366，875; 5，108，922; 5，116，738;5，013，649;6，352，972和國(guó)際卩(:1'申請(qǐng)￥093/00432;￥094/26893;￥094/26892中所述的?？梢宰鳛閮龈煞蹃?lái)提供骨形態(tài)生成蛋白，其可以在產(chǎn)品制造過(guò)程中或在手術(shù)內(nèi)在注射用無(wú)菌水或另一種用于施用的液體載體中重建，或另外作為本文中組合物制造的一部分。
[0022]促紅細(xì)胞生成素(EPO)是通過(guò)腎臟和肝臟響應(yīng)缺氧而產(chǎn)生的激素。EPO結(jié)合EPO受體(EpoR)來(lái)提高紅細(xì)胞產(chǎn)生，提高VEGF表達(dá)和刺激血管生成。還已經(jīng)證明了EPO通過(guò)間質(zhì)干細(xì)胞和/或骨髓基質(zhì)細(xì)胞的直接刺激(例如，通過(guò)提高成骨)誘導(dǎo)骨重塑響應(yīng)。EPO可以通過(guò)提高造血祖細(xì)胞的數(shù)量(例如，提高破骨細(xì)胞生成)進(jìn)一步地間接誘導(dǎo)骨重塑響應(yīng)。此外，EPO還顯示出誘導(dǎo)造血干細(xì)胞的BMP產(chǎn)生。用于本發(fā)明中的EPO可以是天然的或人EPO的重組形式(rhEPO)。
[0023]因此，在某些方面中，本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容的組合物包括ECM、BMP和EPOJPO可以有效地刺激新的血管形成和/或刺激間質(zhì)干細(xì)胞(MSC)募集至植入部位，并且BMP可以有效地促進(jìn)從間質(zhì)干細(xì)胞發(fā)育成成骨細(xì)胞。
[0024]本文中使用的膠原性胞外基質(zhì)(ECM)材料可以是去細(xì)胞的包括ECM組織的動(dòng)物組織層。在這點(diǎn)上，本文中使用的“去細(xì)胞的”是指其中ECM組織天然的全部或基本上全部的細(xì)胞已經(jīng)被除去的ECM組織的狀態(tài)；因此，其他(非天然)細(xì)胞可以存在于ECM組織上或其中，仍然將其稱(chēng)為去細(xì)胞的。ECM組織層可以獲自溫血椎骨動(dòng)物，如綿羊、?；蜇i動(dòng)物的源組織。源組織層優(yōu)選是未礦化的(即，軟組織)源組織。例如，合適的ECM組織包括包含粘膜下層、腎囊膜、真皮膠原、硬腦脊膜、心包膜、羊膜、闊筋膜、漿膜、腹膜或基底膜層的那些，包括肝基底膜。用于這些目的的合適粘膜下層材料包括，例如，腸粘膜下層，包括小腸粘膜下層，胃粘膜下層，膀胱粘膜下層和子宮粘膜下層?？梢酝ㄟ^(guò)采集這樣的組織來(lái)源并且從平滑肌層、粘膜層和/或組織源中出現(xiàn)的其他層中分出含有粘膜下層的基質(zhì)來(lái)獲得本發(fā)明中有用的包含粘膜下層(可能連同其他相關(guān)組織一起)的ECM組織。豬組織源是優(yōu)選的來(lái)源，從其采集ECM組織，包括含有粘膜下層的ECM組織。
[0025]本發(fā)明中使用的ECM組織優(yōu)選的是去細(xì)胞的并且是高度純化的，例如，如Cook等的美國(guó)專(zhuān)利N0.6 ,206 ,931或2008年11月20日公開(kāi)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)N0.US2008286268，2008年7月23日提交的公開(kāi)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列N0.12/178,321中所述的，由此將其全部以其整體按引用并入本文中。優(yōu)選的ECM組織材料將呈現(xiàn)出低于約12內(nèi)毒素單位(EU)/克，更優(yōu)選低于約5EU/克，并且最優(yōu)選低于約IEU/克的內(nèi)毒素水平。作為另外的優(yōu)選，粘膜下層或其他ECM材料可以具有低于約I集落形成單位(CFU)/克的微生物量(b1burden)，更優(yōu)選低于約0.5CFU/克。真菌水平理想地是相似地低，例如，低于約ICFU/克，更優(yōu)選低于約0.5CFU/克。核酸水平優(yōu)選地低于約Syg/mg，更優(yōu)選地低于約2yg/mg，并且病毒水平優(yōu)選地低于約50空斑形成單位