用于治疗骨空隙和开放性骨折的组合物和方法

摘要

本发明涉及用于治疗骨空隙和骨缺损的组合物、方法和医疗装置。本发明的方法包括对骨空隙或骨缺损部位施加包含基质的组合物的步骤，该基质在骨空隙部位提供至少一种抗生素剂的局部延长释放。

说明书

发明领域

本发明涉及用于治疗骨空隙(bone void)或骨缺损(bone defect)的 组合物、方法和医疗装置。具体地，该方法包括对骨空隙部位施加包含基 质组合物的组合物的步骤，该基质组合物提供至少一种抗生素剂(antibiotic  agent)的局部控制持续释放。

发明背景

可选择地被称作骨缺损的骨空隙一般由损伤、疾病或手术干预引起。 大多数由创伤对骨引起的骨折以及由创伤、疾病或牙缺失引起的颌骨损伤 是与骨感染相关的最常见的那些。必须作出早期努力以清除骨和周围的软 组织的污染并且以稳定化骨空隙部位，以便能够实现成功的骨愈合。遗憾 地，继这种骨空隙缺损之后的骨感染的比率和严重度很高。感染是开放性 骨折的特别严重的并发症，并且较高的Gustilo型已被示出具有该并发症的 高发病率。IIIB型和IIIC型开放性骨折已被描述为最危重损伤，在IIIB型 骨折之后具有高达48％的深度骨感染。当前口服和静脉内的抗生素疗法允 许血液中的高浓度抗生素，但是在骨空隙处且特别地在污染或感染的骨空 隙缺损中经常有不足的局部药物浓度。局部抗生素施用一般用于克服全身 给予的抗生素(静脉地或口服地)的差的骨渗透。市场上用于局部治疗受感 染的骨的第一种产品基于抗生素珠形式的装载于聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA)骨粘固剂中的抗生素(Osetermann等,J.Bone and Joint Surgery, 1995,77B(1):93-97)。然而，利用该方法的临床效果受到>90％的药物保持 受困于粘固剂珠内的事实的阻碍。此外，骨粘固剂不是生物可降解的并且 不是骨传导的，并且因此必须通过第二次手术过程来除去。

生物可降解的聚合物例如聚乳酸/聚乙交酯(PLGA)、壳聚糖或胶原还 用作骨损害中的抗生素饱和的植入物。然而，这种聚合物药物递送系统不 能随着完全根除入侵细菌所需要的长时期而保持抗生素的恒定且充足的 释放速率(release rate)。而且，聚合物系统不能支撑骨传导性骨长入空隙 内。为了克服这些主要限制，将抗生素添加至骨传导性骨填料例如半水合 硫酸钙小球、磷酸三钙(TCP)和添加至羟磷灰石钙陶瓷。在这些骨填料中， 抗生素的释放通过以下来表征：第一周内药物的快速释放、接着是在快速 释放之后释放的量的急剧下降。

用于治疗骨感染/骨破坏的可选择的方法是利用脂质体药物递送系统 来释放抗生素。脂质体提供安全且便利的方式来控制递送的药物的速率和 位置。但是这需要长期且重复地全身应用包囊药物，以便实现骨和软组织 的完全灭菌。当脂质体抗生素与骨传导性元件(osteoconductive element) 组合时，大多数药物(～60％)在前24h内被释放，接着在此后的几天内的减 少的量。因此，当前可用的局部递送系统在愈合过程中在骨折部位不提供 可持续的高的局部抗生素浓度。因此，尽管为这些局部治疗添加了全身性 抗生素治疗，但是它们仍不能完全根除大多数患者的细菌感染。

和是经认可的生物可降解的骨填料、基于TCP 颗粒并且用于在矫形术、牙矫正术和面部手术中填充或重塑骨缺损。除它 们的骨传导性能之外，这些产品还可以局部地释放抗生素，并且因此它们 用于受感染的伤口和骨缺损中。它们的生物可降解性和骨传导性表明了相 比于PMMA珠的显著优势。然而，在植入后的仅仅几天，它们的药物(抗 生素)的高突释和短释放期对它们的抗菌效果表现出明显限制。

本发明的发明人之一及其他人的WO 2010/007623提供了用于活性成 分的延长释放的组合物，其包含由生物可降解的聚合物形成的脂质饱和基 质。该发明还提供生产基质组合物的方法和用于在需要其的受治疗者的身 体中利用基质组合物来提供活性成分的控制释放的方法。这些药物递送基 质提供在几天、几周或几个月的时段的活性剂的延长释放。

存在用于治疗骨折且特别是开放性骨折的有效手段的未满足的医疗 需求，其促进骨愈合过程，同时在单次治疗中预防感染。

发明概述

本发明涉及用于治疗骨空隙或骨缺损的组合物、方法和医疗装置。本 发明的方法包括对骨空隙部位施用包含基质的组合物的步骤，该基质提供 至少一种抗生素剂的局部控制持续释放。在特定实施方式中，组合物是医 疗装置的形式，该医疗装置包括涂覆有基质组合物的生物可相容的骨空隙 填料，该基质组合物在骨空隙部位提供至少一种抗生素剂的局部控制且延 长的释放。在具体实施方式中，组合物是在骨缺损部位促进早期快速的骨 生长的未涂覆的骨空隙填料和在涂层降解之后对该部位提供抗生素以及 支持骨生长的涂覆的骨空隙填料的混合物的形式。

本发明部分地基于在长骨开放性骨折IIIA型和IIIB型的情况下得到的 意外且异常的临床数据。尽管建立了由早期施用静脉注射抗生素、冲洗和 清创(I&D)和延迟伤口闭合组成的护理标准(SOC)，但已知这些类型的骨折 仍与高感染率相关。利用本发明的组合物和方法，甚至在治疗后6个月的 经治疗的患者的任何中未观察到感染。在单次手术过程(single operative  session)的大多数情况下利用本发明的医疗装置进行治疗之后，超过75％ 的受治疗者的骨折被完全联合，而未在靶骨折处发展任何感染，并且未发 展严重的不利结果。

目前首次公开的是，通过以下治疗的严重的长骨开放性骨折的人类受 治疗者使它们的骨完全复原而甚至在6个月后在骨折部位未发展任何感 染：在损伤发生之后的首次手术干预期间对骨折部位植入包含涂覆有本发 明的基质组合物的生物可相容的骨空隙填料的医疗装置，该基质组合物提 供多西环素的局部延长释放。所有经治疗的受治疗者在植入后8-12周都观 察到了骨痂形成的早期信号。例外地，甚至当开放性骨折在创伤后多于5 天(即，通过细菌生物膜的存在而表征的高度污染的伤口)被首次治疗且植 入有医疗装置时，也实现了无感染恢复。根据一方面，本发明提供了一种 基质组合物，该基质组合物在需要骨生长的位置处提供抗生素剂的局部控 制释放，该基质组合物任选地以医疗装置的形式，该医疗装置包括涂覆有 基质组合物的生物可相容的骨空隙填料，该基质组合物在需要骨生长的位 置处提供抗生素剂的局部控制释放。

根据某些实施方式，生物可降解的基质组合物包含：(a)选自PLA、PGA 和PLGA的生物可降解的聚酯；(b)胆固醇；(c)具有16-18个碳的脂肪酸部 分的磷脂酰胆碱的组合；和(e)抗生素剂。在具体实施方式中，聚合物和磷 脂形成大体上无水的结构有序的脂质饱和基质组合物。在某些实施方式 中，基质组合物具有高度组织化(organized)的多层结构，其中聚合物和 脂质以多交替层形式被组织化。在某些实施方式中，生物可降解的、缓释 的涂层制剂(基质)包含按重量计至少50％的总脂质。在某些实施方式中， 生物可降解的、缓释的涂层制剂(基质)包含按重量计至少40％的磷脂。在 某些实施方式中，生物可降解的、缓释的涂层制剂包含按重量计至少10％ 的聚合物。在某些实施方式中，生物可降解的、缓释的涂层制剂(基质)包 含按重量计至少5％的抗生素。

根据某些实施方式，本发明的基质组合物包含缺乏内部间隙和/或自由 体积的连续性结构。根据某些实施方式，基质组合物是脂质饱和的，表明 聚合物层或聚合物主链之间的空间利用脂质分子与抗生素剂的联合填充 到额外的脂质部分不再能够以可观程度掺入基质内的程度。

在某些实施方式中，基质组合物能够以零级动力学释放至少50％的抗 生素剂。在某些实施方式中，至少60％的抗生素剂以零级动力学从基质组 合物被释放。不受具体理论或作用机制的限制下，据建议，本发明的基质 组合物的这种组织化结构或子结构是在基质制剂水合之后来自基质制剂 的药物或多种药物的零级释放速率的主要原因之一。因此，零级释放速率 可以归因于药物以及制剂成分从脂质和聚合物的高度组织化层的水合表 面层缓慢且连续的“剥离”。根据某些实施方式，本发明的基质是耐水的。 由此，水不能容易地(若不是根本不能的话)扩散到基质内，并且包埋在 层之间的药学活性剂不能容易地(若不是根本不能的话)从基质扩散出来。 根据某些实施方式，药物随着基质的逐步表面降解而从本发明的基质组合 物被释放。因此能够按3-5周的尺度(scale)延长释放，其中大多数(至少 50％)的抗生素活性剂以零级动力学被释放。

根据某些实施方式，生物可降解的基质包含(a)PLGA；(b)胆固醇；(c) DPPC；(d)DSPC和(e)抗生素剂。

根据某些实施方式，基质组合物包含约1-20％(w/w)的抗生素剂。根 据某些实施方式，基质组合物包含约5-15％(w/w)的抗生素剂。根据某些 典型的实施方式，基质组合物包含约8-12％(w/w)的抗生素剂。根据某些 典型的实施方式，基质组合物包含约10％(w/w)的抗生素剂。

根据某些实施方式，生物可降解的基质组合物包含四环素抗生素剂。 根据某些实施方式，基质组合物包含多西环素(例如，海克酸多西环素 (doxycycline hyclate))、来自抗菌药物的四环素家族的抗生素。根据某些 实施方式，基质组合物包含约1-20％(w/w)的多西环素。根据某些实施方 式，基质组合物包含约5-15％(w/w)的多西环素。根据某些典型的实施方 式，基质组合物包含约8-12％(w/w)的多西环素。根据某些典型的实施方 式，基质组合物包含约10％(w/w)的多西环素。

根据某些实施方式，基质组合物包含约10-30％(w/w)的PLGA。根据 某些实施方式，基质组合物包含约15-25％(w/w)的PLGA。根据某些典型 的实施方式，基质组合物包含约20％(w/w)的PLGA。

根据某些实施方式，基质组合物包含约5-20％(w/w)的胆固醇。根据 某些实施方式，基质组合物包含约5-15％(w/w)的胆固醇。根据某些实施 方式，基质组合物包含约7-13％(w/w)的胆固醇。根据某些实施方式，基 质组合物包含约9-11％(w/w)的胆固醇。根据某些典型的实施方式，基质 组合物包含约10％(w/w)的胆固醇。

根据某些实施方式，基质组合物包含至少约40％(w/w)的具有至少14 个碳的脂肪酸部分的一种或更多种磷脂酰胆碱分子。根据某些实施方式， 基质组合物包含至少约50％(w/w)的具有至少14个碳的脂肪酸部分的一种 或更多种磷脂酰胆碱分子。根据某些实施方式，基质组合物包含约40-75％ (w/w)的具有至少14个碳的脂肪酸部分的一种或更多种磷脂酰胆碱分子。 根据某些实施方式，基质组合物包含约50-70％(w/w)的具有至少14个碳 的脂肪酸部分的一种或更多种磷脂酰胆碱分子。根据某些典型的实施方 式，基质组合物包含约60％(w/w)的具有至少14个碳的脂肪酸部分的一种 或更多种磷脂酰胆碱分子。根据某些实施方式，组合物的磷脂酰胆碱分子 包含DPPC。根据某些实施方式，组合物的磷脂酰胆碱分子包含DSPC。 根据某些实施方式，基质组合物包含DPPC和DSPC的混合物。通常，制 剂中DPPC和DSPC之间的比在约10:1至1:1之间；优选在5:1和2:1之 间；更优选地，制剂中DPPC和DSPC之间的比为约3:1。根据某些实施 方式，基质组合物包含约50-70％(w/w)的其中DPPC和DSPC之间的比为 约3:1的DPPC和DSPC的混合物。

根据某些实施方式，基质组合物包含约15-25％(w/w)的PLGA、约 5-15％(w/w)的胆固醇、约50-70％(w/w)的其中DPPC和DSPC的比在约 5:1和2:1之间的DPPC和DSPC的混合物、以及约7-12％(w/w)的多西环 素。根据某些实施方式，基质组合物包含约20％(w/w)的PLGA、约10％ (w/w)的胆固醇、约60％(w/w)的其中DPPC和DSPC的比为3:1的DPPC 和DSPC的混合物、以及约10％(w/w)的多西环素。

在某些实施方式中，生物可降解的基质组合物被掺入医疗装置内，该 医疗装置包括涂覆有基质组合物的生物可相容的骨空隙填料，该基质组合 物在骨空隙部位提供至少一种抗生素剂的局部控制且延长的释放。根据某 些实施方式，骨空隙填料选自异基因骨空隙填料(即，来自人类来源)、异 种骨空隙填料(即，来自动物来源)、合成骨空隙填料或其任意组合。根据 某些实施方式，骨空隙填料是合成的。根据某些实施方式，合成的骨空隙 填料包括磷酸三钙(β-TCP)。根据某些实施方式，骨空隙填料是粉末形式， 该粉末具有3.0mm或更小的平均粒径(粒度)、可选择地具有小于2mm的 平均粒径、可选择地具有小于1.5mm的平均粒径；可选择地，具有小于 1.0mm的平均粒径、可选择地具有0.1-0.5mm的平均粒径。根据某些典型 的实施方式，骨填料是具有0.5-1.0mm的平均粒径的β-TCP。

不希望受到理论或作用机制的束缚，继其植入之后，涂覆的骨填料颗 粒随着预置的、延长的、控制的时间段将抗生素药物释放入骨空隙及其周 围。骨填料支架支撑骨传导性骨恢复，同时抗生素药物制剂涂层的控制的、 延长的释放成功地根除或预防骨感染。经释放的抗生素的抗菌活性对骨填 料的骨传导活性是辅助性的，并且预防其潜在的排斥反应或被与局部骨感 染相关的细菌早期吸收。

根据某些实施方式，本发明的涂覆颗粒包含80-90％(w/w)之间的骨空 隙填料和10-20％(w/w)的如上所述的基质组合物。根据某些实施方式，本 发明的涂覆颗粒包含约85-90％(w/w)之间的骨空隙填料和10-15％(w/w)的 基质组合物。根据某些典型的实施方式，涂覆颗粒包含80-90％(w/w)的 β-TCP、优选是具有1.0mm或更小的平均粒径的β-TCP。根据某些具体实 施方式，医疗装置包括涂覆颗粒，其中涂覆颗粒包含约88％(w/w)的涂覆 有基质组合物的、具有0.5-1.0mm的平均粒径的β-TCP，该基质组合物基 本上由约2.4％的PLGA、约1.2％的胆固醇、约5.5％的DPPC、约1.8％的 DSPC和约1.2％的海克酸多西环素组成。

根据某些实施方式，本发明的医疗装置还可以包括任何可商购的非涂 覆的骨空隙填料(例如，异基因的、异种的或合成的)。与本发明的涂覆颗 粒混合的非涂覆的骨填料可以与涂覆的骨填料颗粒相同。例如，涂覆的和 非涂覆的骨空隙填料都可以包括β-TCP。可选择地，非涂覆的骨填料可以 与涂覆的骨填料不同。可选择地，本发明的医疗装置可以包括除涂覆颗粒 之外的非涂覆的骨空隙颗粒的混合物。根据某些实施方式，本发明的医疗 装置可以在其在骨空隙处的植入之前与自体移植骨材料混合。根据某些实 施方式，本发明的医疗装置中的非涂覆的颗粒的重量低于医疗装置的总重 量的75％(w/w)。根据某些实施方式，本发明的医疗装置中的非涂覆的颗 粒的重量低于医疗装置的总重量的70％。根据某些实施方式，本发明的医 疗装置中的非涂覆的颗粒的重量低于医疗装置的总重量的60％(w/w)。根 据某些实施方式，本发明的医疗装置中的非涂覆的颗粒的重量是医疗装置 的总重量的约50％(w/w)或更低。根据某些实施方式，涂覆的骨填料比非 涂覆的骨填料的重量比在1:3和10:1之间。根据某些实施方式，涂覆的骨 填料比非涂覆的骨填料的重量比在1:3和5:1之间，可选择地在1:2和2:1 之间。可选择地，涂覆的骨填料比非涂覆的骨填料的重量比是1:1。

根据某些实施方式，医疗装置包括以1:1的比的具有0.1-1mm的平均 粒径的涂覆的β-TCP和非涂覆的β-TCP的组合。根据某些具体实施方式， 医疗装置包括以1:1的比的具有0.5-1.0mm的平均粒径的涂覆的β-TCP和 非涂覆的β-TCP的组合。根据另外的具体实施方式，医疗装置包括以1:1 的比的具有0.1-0.5mm的平均粒径的涂覆的β-TCP和非涂覆的β-TCP的 组合。

根据某些实施方式，医疗装置包括以1:1的比的涂覆的β-TCP和非涂 覆的β-TCP的组合，其中医疗装置组分之间的总重量比是90-95％(w/w) 的β-TCP、1.0-2.0％的PLGA、约0.4-0.8％的胆固醇、约2.0-4.0％的DPPC、 约0.7-1.3％的DSPC和约0.4-2％的多西环素。根据某些实施方式，医疗装 置包括以1:1的比的涂覆的β-TCP和非涂覆的β-TCP的组合，其中医疗装 置组分之间的总重量比是93-94％(w/w)的β-TCP、1.1-1.5％的PLGA、约 0.6-0.7％的胆固醇、约2.7-3.2％的DPPC、约0.9-1.1％的DSPC和约0.6-0.7％ 的海克酸多西环素。根据某些具体实施方式，医疗装置包括以1:1的比的 涂覆的β-TCP和非涂覆的β-TCP的组合，其中医疗装置组分之间的总重 量比是93.5％(w/w)的β-TCP、1.3％的PLGA、约0.63％的胆固醇、约2.94％ 的DPPC、约0.98％的DSPC和约0.65％的海克酸多西环素。根据某些实施 方式，β-TCP颗粒具有500-1000μm的平均粒径。

根据某些实施方式，每10克根据本发明的医疗装置包括约0.4g和约 2.0g之间的多西环素。根据某些实施方式，每10克根据本发明的医疗装 置包括约0.4g和约1.0g之间的多西环素。根据又一些实施方式，每10 克根据本发明的医疗装置包括约0.5g和约0.8g之间的多西环素。根据某 些优选实施方式，每10克根据本发明的医疗装置包括约65mg的多西环 素。

根据本发明的另一方面，医疗装置用于在需要骨生长的位置处植入。

根据另一方面，本发明提供用于治疗患者的方法，其包括在需要骨生 长的位置处植入基质组合物，该基质组合物在需要骨生长的位置处提供抗 生素剂的局部控制释放，该基质组合物任选地以医疗装置的形式，该医疗 装置包括涂覆有基质组合物的生物可相容的骨空隙填料，该基质组合物在 需要骨生长的位置处提供抗生素剂的局部控制释放。

根据某些实施方式，本发明提供一种用于治疗骨折的方法，该方法包 括对骨折部位施加包括涂覆有基质组合物的生物可相容的骨空隙填料的 医疗装置的步骤，该基质组合物在骨折部位提供抗生素剂的局部控制释 放。

根据某些实施方式，需要骨生长的位置是骨空隙。骨空隙可以是例如 损伤(例如，骨折)、除去骨病理(例如，手术过程)、拔牙、或导致骨骼结构 的显著损失的任何其他情况的结果。根据某些实施方式，需要骨生长的位 置是骨折。根据某些实施方式，需要骨生长的位置是骨开放性骨折。根据 某些实施方式，需要骨生长的位置是长骨开放性骨折。

根据某些实施方式，本发明的方法在骨空隙部位在植入时是无菌的、 被污染的或甚至受感染的情况下是有用的。

根据某些实施方式，植入的医疗装置被成形为符合患者的骨空隙。

根据某些实施方式，本发明提供用于治疗受治疗者的骨折的方法，该 方法包括对骨折部位施加包括涂覆有基质组合物的生物可相容的骨空隙 填料的医疗装置的步骤，该基质组合物在骨折部位提供抗生素剂的局部控 制释放。

根据某些实施方式，本发明的方法对于治疗开放性污染/感染的骨折是 有用的。根据某些典型的实施方式，本发明的方法对于治疗开放性长骨骨 折是有用的。根据当前优选的实施方式，本发明的方法对于治疗开放性长 骨Gustilo骨折II级、IIIa级、IIIb级和IIIc级是有用的。

根据某些实施方式，本发明的方法适合于治疗人类受治疗者的骨折。 根据某些实施方式，本发明的方法适合于治疗男性和女性的骨折。根据某 些实施方式，本发明的方法适合于治疗婴儿、儿童和青少年的骨折。

根据某些实施方式，本发明的医疗装置以每个骨折部位1-40克范围的 剂量被施用。根据某些实施方式，本发明的医疗装置以每个骨折部位5-20 克范围的剂量被施用。应理解，取决于骨折的状态，在本领域技术人员的 判断下对每个骨折可以施加较高或较低剂量。将本发明的医疗装置插入或 植入骨折部位之后，涂覆的骨空隙填料以预定的、延长的、控制的时间段 将药物释放入骨空隙及其周围。骨填料支架通过在愈合过程期间再吸收且 被骨替换来支撑骨传导性骨恢复。此外，其骨传导性能将增强骨痂形成和 骨愈合，同时来自涂层制剂的抗菌药物的控制延长释放成功地根除或预防 骨感染。经释放的抗生素的抗菌活性对骨空隙填料的骨传导活性是辅助性 的，并且预防其潜在的排斥反应或被与局部骨感染相关的细菌早期吸收， 并且预防污染之后的急性或慢性骨感染的发展。

根据某些实施方式，本发明的方法对于一般性治疗和预防骨感染是有 用的。

根据本发明的医疗装置被局部(locally)或局部性地(topically)施用。

根据本发明的某些实施方式的医疗装置可以用于不含抗生素的骨填 料被禁忌的应用中。

本发明的又一些实施方式和实用性的全范围将依据下文给出的详细 描述而变得明显。然而，应理解，在指出根据本发明的优选实施方式的同 时，详细描述和具体实施例仅通过例证给出，因为依据该详细描述本发明 的精神和范围内的各种更改和修改对于本领域技术人员将变得明显。

附图简述

图1示出来自涂覆有本发明的基质组合物(包含约10％(w/w)的胆固醇 和约60％(w/w)的磷脂)的水合骨颗粒的多西环素的累积释放曲线对比从涂 覆有包含较少量的胆固醇或缺少磷脂的组合物的骨颗粒的释放。

图2示出其中磷脂酰胆碱用可选择的脂质替换的制剂的药物释放曲 线。

图3示出包埋在本发明的基质组合物内的多西环素相对游离多西环素 的稳定性。

图4示出从涂覆有本发明的基质组合物的骨颗粒释放的多西环素的抗 微生物活性对比含水溶液中孵化的多西环素的活性。

图5来自涂覆有本发明的基质组合物的水合骨颗粒的多西环素的累积 释放曲线对比游离多西环素(三角形)、包括磷脂和多西环素的组合物(菱形) 和包括PLGA和多西环素的组合物(正方形)的释放曲线。

图6示出创伤后1.5小时登记的、患有开放性胫骨和腓骨骨折Gustilo  IIIA级的、开放性伤口尺寸为2X2cm的49岁男性的治疗结果。X-射线图 像为创伤后的开放性胫骨骨折部位。

图7示出根据本发明的某些实施方式的方法治疗的创伤后1.5小时登 记的49岁男性的、开放性伤口尺寸为2X2cm的开放性胫骨(包括腓骨)骨 折Gustilo IIIA级的X-射线图像。A)创伤后的开放性胫骨骨折；B)紧接医 疗装置植入之后第0天的骨折；C)植入后4周；D)植入后8周。X-射线图 像在最初、唯一的手术干预之后8周时示出优异的伤口恢复。

图8示出创伤后4.5小时登记的患有胫骨骨折Gustilo IIIB的患者的治 疗结果。A、B)创伤后的胫骨骨折部位的X-射线图像；C)植入之后对比植 入之后12周的骨折部位X-射线：仅在涂覆的骨填料被植入骨空隙处看到 最初骨痂形成。

图9示出创伤后10小时登记的患者的胫骨骨折部位的X-射线图像。 A)紧接医疗装置植入之后的创伤后胫骨骨折；B)植入后4周的骨折部位， 箭头指向骨折部位；C)植入后8周的骨折部位；D)植入后12周的骨折部 位。

图10示出A)利用本发明的医疗装置治疗的受污染的开放性骨折IIIA 型和IIIB型的16位患者的平均CRP水平；B)在有和无手术后的手术部位 感染的情况下的患者的CRP水平(图改编自HO Ayo,SA Orthopaedic J., 2010,P.24-29的出版物)。

详细描述

本发明涉及用于治疗骨空隙或骨缺损的组合物、方法和医疗装置。本 发明的方法包括对骨空隙部位施用包含基质的组合物的步骤，该基质提供 至少一种抗生素剂的局部控制释放。在特定实施方式中，组合物是医疗装 置的形式，该医疗装置包括涂覆有基质组合物的生物可相容的骨空隙填 料，该基质组合物在骨空隙部位提供至少一种抗生素剂的局部控制且延长 的释放。在具体实施方式中，组合物是在骨缺损部位促进骨生长的未涂覆 的骨空隙填料和对该部位提供抗生素的涂覆的骨空隙填料的混合物的形 式。

如本文中使用的可选择地被称作“骨缺损”的“骨空隙”是指任何骨 缺陷区域，例如空隙、间隙、凹口或骨中的其他不连续。骨缺损可以被人 工或自然地建立，并且可以由于疾病或创伤而发生。因此，骨缺损可以作 为病理性的、炎症性的或肿瘤疾病、手术干预、先天性缺陷或骨折等等的 结果而发生。例如，在某些疾病例如骨肿瘤的情况下，骨缺损是通过除去 肿瘤组织而人工建立的。因此，根据本发明的方法，可以应用医疗装置， 例如，以修复牙周缺陷、用于颅面复原、关节重建和骨折修复，从而进行 例如整形外科手术。

如本文中使用的，“治疗骨空隙或骨缺损”涉及通过填充和/或覆盖骨 空隙并且在骨空隙或骨缺损部位促进骨生长的骨愈合。

本发明的基质组合物的一般特性

根据某些实施方式，生物可降解的基质组合物包含：(a)选自PLA、PGA 和PLGA的生物可降解的聚酯；(b)胆固醇；(c)具有16-18个碳的脂肪酸部 分的磷脂酰胆碱的组合；和(e)抗生素剂。在具体实施方式中，聚合物和磷 脂形成大体上无水的结构有序的脂质饱和基质组合物。在某些实施方式 中，基质组合物具有高度组织化的多层结构，其中聚合物和脂质以多交替 层形式被组织化。在某些实施方式中，生物可降解的、缓释的涂层制剂包 含按重量计至少50％的总脂质。在某些实施方式中，生物可降解的、缓释 的涂层制剂包含按重量计至少约40％的磷脂。在某些实施方式中，生物可 降解的、缓释的涂层制剂包含按重量计约40-75％之间的磷脂。在某些实施 方式中，生物可降解的、缓释的涂层制剂包含按重量计约50-70％之间的磷 脂。在某些实施方式中，生物可降解的、缓释的涂层制剂包含按重量计约 55-65％之间的磷脂。在某些实施方式中，生物可降解的、基质组合物包含 按重量计至少10％的聚合物。在某些实施方式中，生物可降解的、基质组 合物包含按重量计约10-30％之间的聚合物。在某些实施方式中，生物可降 解的、基质组合物包含按重量计约15-25％之间的聚合物。在某些实施方式 中，生物可降解的、缓释的涂层制剂包含按重量计至少约5％的抗生素。

本发明的基质组合物使用的生物可降解的聚酯可以选自由PLA(聚乳 酸)组成的组。“PLA”是指聚(L-丙交酯)、聚(D-丙交酯)和聚(DL-丙交酯)。 在另一个实施方式中，聚合物是PGA(聚乙醇酸)。在另一个实施方式中， 聚合物是PLGA(聚(乳酸-共-乙醇酸)。PLGA中所包含的PLA可以是本领 域中已知的任何PLA，例如，对映体或者外消旋混合物。

在另一个实施方式中，本发明的方法和组合物的PLGA具有50:50的 乳酸/乙醇酸比。在另一个实施方式中，比为60:40。在另一个实施方式中， 比为75:25。在另一个实施方式中，比为85:15。在另一个实施方式中，比 为90:10。在另一个实施方式中，比为95:5。在另一个实施方式中，比为 适合于延长的体内释放曲线的另一个比。PLGA可以是无规共聚物或嵌段 共聚物。每种可能性表示本发明的单独实施方式。应强调的是，聚合物可 以是任何大小或长度(即，任何分子量)。

本发明的基质组合物是脂质饱和的。如本文中使用的“脂质饱和的” 是指基质组合物的聚合物用胆固醇和磷脂与存在于基质中的任何疏水药 物，以及可以存在的任何其他脂质的组合的饱和。基质组合物被存在的任 何脂质饱和。在另一个实施方式中，“脂质饱和”是指填充如聚合物主链 的外部边界限定的脂质基质内的内部间隙(自由体积)。该间隙利用磷脂酰 胆碱与胆固醇和可能存在于基质中的其他类型的脂质和抗生素剂的组合 填充到额外的脂质部分不再能够以可观程度被掺入基质内的程度。

在另一个实施方式中，本发明的基质组合物是大体上无水的。在另一 个实施方式中，“大体上无水”是指组合物含有按重量计小于1％的水。另 一个实施方式中，该术语是指组合物含有按重量计小于0.8％的水。在另一 个实施方式中，该术语是指组合物含有按重量计小于0.6％的水。在另一个 实施方式中，该术语是指组合物含有按重量计小于0.4％的水。在另一个实 施方式中，该术语是指组合物含有按重量计小于0.2％的水。在另一个实施 方式中，该术语是指不存在影响组合物的耐水性能的水的量。在另一个实 施方式中，该术语是指在不使用任何水性溶剂的情况下制成的组合物。在 另一个实施方式中，利用大体上无水的工艺生产组合物能够实现脂质饱 和。脂质饱和赋予基质组合物抵抗体内本体降解(bulk degradation)的能 力；因此，基质组合物表现出按几周或几个月的尺度介导延长释放的能力。 每种可能性表示本发明的单独实施方式。

在另一个实施方式中，基质组合物是基本上无水的。“基本上无水” 是指组合物含有按重量计小于0.1％的水。在另一个实施方式中，该术语是 指组合物含有按重量计小于0.08％的水。在另一个实施方式中，该术语是 指组合物含有按重量计小于0.06％的水。在另一个实施方式中，该术语是 指组合物含有按重量计小于0.04％的水。在另一个实施方式中，该术语是 指组合物含有按重量计小于0.02％的水。在另一个实施方式中，该术语是 指组合物含有按重量计小于0.01％的水。每种可能性表示本发明的单独实 施方式。

在另一个实施方式中，基质组合物是无水的。在另一个实施方式中， 该术语是指组合物不含可检测量的水。每种可能性表示本发明的单独实施 方式。

在另一个实施方式中，基质组合物是干燥的。在另一个实施方式中， “干燥”是指不存在可检测量的水或有机溶剂。

在另一个实施方式中，基质组合物的渗水性已被最小化。“最小化” 渗水性是指在一定量的脂质的存在下于有机溶剂中生产基质组合物，该一 定量的脂质已被确定成使对所添加的水的渗透的渗透性最小化。

参考重量百分比、粒径和重量比的术语“约”指的是特定变量和在该 变量的值的约10％内的该变量周围的范围。

本发明的医疗装置的技术平台

药物功效一般由其局部浓度来确定。局部浓度继而由从产品释放的药 物的累积速率相对其通过对周围组织的物理分布以及中和和/或降解的消 除之间的比率来确定。最佳的药物递送系统应当根据生理需求来释放药 物，以便以最接近靶点且贯穿预期生物效应所需的充足时间段来产生有效 浓度。这可以通过持续有效的治疗效果所需的预期时间段以将引起在最小 有效速率以上但是在毒性水平以下的有效浓度的速率靠近靶点释放药物 的活性形式来实现。

为了获得对给定药物的局部暴露的更好的控制的方式之一是通过控 制器供给速率。供给速率通过1)药物释放曲线、2)释放速率和3)释放的持 续时间来指示。这些参数是密切相关的；虽然释放速率很大程度上取决于 特定制剂，持续时间是两个因素的函数：释放速率和药物储库(reservoir) 的大小。

装载有抗生素剂的包含特定脂质和聚合物的组合的本发明的生物可 降解的基质组合物不仅确定了药物的释放速率曲线，而且还允许在延长的 零级动力学阶段控制释放速率。经发现，3-4周的抗生素释放持续时间是 完全根除局部感染的最佳的持续时间，产生了至少5倍于抵抗细菌(例如， 金黄色葡萄球菌(S.aureus))的抗生素剂的MIC(最小抑制浓度)的局部浓 度。此外，污染部位例如污染的开放性骨折处抗生素的初始释放是非常重 要的，因为在涉及血肿的情况下最初受攻击的抗菌免疫可能会遭受损害。 因此，最有效的曲线将结合产生抗生素的有效局部浓度的初始释放，接下 来是随着充足持续时间、优选至少3-4周的连续的、零级动力学释放。初 始释放应当受限制以便留下充足的储库以支持后续的延长释放。经发现， 本发明的基质组合物显示出高至约35％的包埋的抗生素和优选高至30％的 包埋的抗生素的初始释放，该基质组合物包含约15-25％(w/w)的PLGA、 约5-15％(w/w)的胆固醇、约50-70％(w/w)的其中DPPC和DSPC的比在 约5:1和2:1之间的DPPC和DSPC的混合物、以及约7-12％(w/w)的多西 环素。水合后立即释放的药物的量是临床上安全的，并且留下大多数(至少 65％)以持续约3-5周的延长递送，并且可以将局部浓度升高至10-50MIC 或更高。

用于将抗菌剂局部释放至受污染或受感染的骨空隙内的当前可用的 产品通常利用聚合物(一般是囊泡形式)。虽然基于聚合物的药物递送系统 以持久释放为特征，其还具有最初的高的突释的缺点。另一方面，虽然基 于脂质体的药物递送系统以低的突释为特征，其具有持续时间短的释放的 缺点。

释放速率的最佳化对于有效治疗是必要的。释放速率可以补偿因随体 液(血浆和淋巴)清除、由细胞和细菌摄取、经由酶而降解和因pH和/或水 合而化学降解、由骨表面、蛋白等等中和而产生的活性药物的损失。释放 速率的确定还需要考虑到抗生素药物被释放至的空间体积，还应当考虑确 定所需释放速率的时间。

在本发明的医疗装置中，空间体积由骨填料颗粒内和之间的自由空间 来确定。通常，细菌能够渗透至这种自由空间内。空间体积与植入的组合 物的体积相关。因此，最佳的释放速率主要由产品自身的固有特性来确定。

本发明的医疗装置以恒定的释放速率(零级动力学)逐渐释放抗生物 剂，在3-4周产生了骨填料颗粒内的药物的至少10倍于抵抗金黄葡萄球菌 细菌的抗生素的MIC(通常约0.1-0.5μg/ml)的局部浓度。金黄葡萄球菌是 最常见的骨污染细菌。

本发明的医疗装置能够包入各种各样的一种或更多种生物活性分子 并且能够持续范围从几周到几个月的时段以预定程控速率 (pre-programmed rate)释放它们。

药物载体的该生物可相容和生物可降解的家族针对复杂的医疗情况 例如开放性骨折供给可植入的解决方案。

本发明的医疗装置根据某些实施方式被指示为开放性污染/感染的骨 折中的骨空隙填料。其包括生物可降解的骨空隙填料(陶瓷移植骨)，该骨 空隙填料通过其骨传导性能来支持骨生长，该骨空隙填料通过包含脂质饱 和基质的生物可相容和生物可降解的制剂进行微涂覆，该脂质饱和基质包 含生物可降解的聚合物和抗菌药物(例如，多西环素)。该涂层在从其植入 约30天期间逐渐将抗菌剂释放入周围组织。骨填料被再吸收并且在愈合 过程期间被骨替代，并且抗生素根除或减少了骨感染且允许成功的骨愈 合。

本发明的医疗装置以可预测的、长期的速率局部地释放抗生素。因此， 治疗性抗生素水平可以被局部地保持在移植部位处，同时保持低的或无全 身水平。

因此，本发明的医疗装置有利地结合经释放的抗生素的抗菌活性和骨 空隙填料的骨传导活性，并且预防其潜在的排斥反应或被与局部骨感染相 关的细菌早期吸收。治疗性抗生素水平被局部地保持在移植部位处，同时 保持低的或无全身血浆水平。

由于持续高至30天的局部抗生素的延长释放，相当于一般静脉注射 施用的单次剂量的小且安全剂量的局部抗生素在根除开放性骨折中的局 部细菌感染时是高度有效的。举例来说，10克的本发明的医疗装置中的抗 生素的量约与一般静脉注射施用的单次剂量或用于口服应用的单个药丸 (或片剂)中的抗生素的量相同。

由于本发明的医疗装置的可生物再吸收和生物可相容的性能，不需要 额外的手术来除去该装置(与其他产品例如PMMA相反)。在骨折部位(例 如，开放性骨折部位)植入本发明的医疗装置促进了骨愈合过程，同时在单 次治疗中预防感染。因此，通过使用本发明的医疗装置，手术过程后的住 院时间显著减少，长期过程的昂贵的和潜在毒性IV抗生素的需求也一样 降低。

本发明的医疗装置包含用于医疗应用的已知且经认可的部件。

本发明的医疗装置包含涂覆有生物可降解的基质组合物的生物可相 容的骨空隙填料，该生物可降解的基质组合物在骨折部位提供抗生素剂的 局部控制释放。根据某些实施方式，骨空隙填料颗粒涂覆有生物可降解的 基质组合物，其中涂层为200μm或更小的厚度；优选地，涂层为100μm 或更小的厚度；优选地，涂层为80μm或更小的厚度；优选地，涂层为70 μm或更小的厚度；优选地，涂层为60μm或更小的厚度；优选地，涂层 为50μm或更小的厚度；优选地，涂层为40μm或更小的厚度；优选地， 涂层为30μm或更小的厚度；优选地，涂层为20μm或更小的厚度。

在治疗骨折、特别是开放性骨折以及其他矫形外科手术时，最大风险 之一是感染。一般用于治疗经历矫形外科手术的患者的抗生素是氨基糖苷 类抗生素例如庆大霉素或妥布拉霉素。矫形程序中一般而言药物的四环素 家族和特别是多西环素的使用是不常见的。

多西环素是四环素抗生素组的成员，并且一般用于治疗多种感染。多 西环素是从氧四环素合成衍生的半合成的四环素。

多西环素可以有效地用于治疗由许多类型的革兰氏阴性菌和革兰氏 阳性菌引起的感染并且用于治疗许多病症。最重要地，多西环素抵抗与骨 感染相关的最常见细菌的金黄色葡萄球菌(金黄色葡萄球菌)是高度有效 的。此外，细菌学试验表明负责提供人类的若干难以治疗的感染的细菌耐 甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)(也被称作多药耐药的金黄色葡萄球菌 和耐苯唑西林的金黄色葡萄球菌(ORSA))对药物的适当的易感性。

抵抗常见细菌以及这种金黄色葡萄球菌的多西环素的最小抑制浓度 (MIC)是相对较低的，并且可以低达0.1μg/ml(对于金黄色葡萄球菌)，允 许抵抗常见骨污染物的高的体内效力。包括多西环素的四环素家族通过抑 制翻译来抑制细胞生长。其结合至30S核糖体亚单位的16S部分并且防止 氨酰基tRNA结合至核糖体的A位点。该结合本质上是可逆的。如对其他 四环素一样，细菌可以通过以下不同机制对多西环素产生耐受性：四环素 的酶失活、外排(efflux)和核糖体保护。然而，对多西环素的耐受性比盘尼 西林抗生素罕见得多(much less frequent)，如对于金黄色葡萄球菌证实的 一样，其中临床上仅约10％的分离的亚种对多西环素是耐受性的，相比之 下，对盘尼西林为多于50％，且对庆大霉素为约30-40％(Shaarei-Zedek  Jerusalem Medical Center Database)。

多西环素以市售的药物递送产品被批准用于治疗骨相关 的感染。该产品被表示为用作包括递送系统的龈下的控制释放 产品，其是可生物吸收的、包括36.7％的聚(DL丙交酯)(PLA)的聚合物制 剂。所构成的产品具有10％的多西环素浓度。在与龈沟液接触时，该液体 产品凝固并且接下来允许持续7天的时段的控制释放。

因此，多西环素是有效的且高效力的广谱抗生素。其高效力和金黄色 葡萄球菌对多西环素相对罕见的耐受性在治疗或预防骨感染时是高度有 益的。多西环素的整体安全性以及临床上治疗骨相关的感染的经验证明使 用该有效力的抗生素作为本发明的医疗装置的首选。

根据某些实施方式，在一个实施方式中，本发明的方法和组合物的抗 生素剂是多西环素。在另一个实施方式中，抗生素是疏水性四环素。疏水 性四环素的非限制性实例是6-去甲基-6-去氧四环素、6-亚甲基四环素、米 诺环素(也被称作7-二甲基氨基-6-去甲基-6-去氧四环素)和13-苯基巯基- a-6-脱氧-四环素。在另一个实施方式中，抗生素选自由多西环素、四环素 和米诺环素组成的组。在另一个实施方式中，抗生素被整合至基质组合物 内。在另一个实施方式中，至少一种抗生素被整合至基质组合物内。在另 一个实施方式中，抗生素药物的组合被整合至基质组合物内。

在可选择的实施方式中，抗生素选自由以下组成的组：阿莫西林、阿 莫西林/克拉布兰酸、盘尼西林、甲硝哒唑、克林霉素、氯四环素、去甲四 环素、氧四环素、阿米卡星、庆大霉素、卡那霉素、新霉素、奈替米星、 链霉素、妥布拉霉素、头孢羟氨苄、头孢唑啉、头孢氨苄、头孢霉素、头 孢匹林、头孢拉啶、头孢克洛、头孢羟唑、头孢美唑、头孢尼西、头孢替 坦、头孢西丁、头孢泊肟、头孢罗齐、头孢呋辛、头孢地尼、头孢克肟、 头孢哌酮、头孢噻肟、头孢他啶、头孢布烯、头孢唑肟、头孢曲松、头孢 吡肟、阿奇霉素、克拉霉素、地红霉素、红霉素、林可霉素、醋竹桃霉素、 巴氨西林、羟苄青霉素、氯唑西林、双氯西林、甲氧西林、美洛西林、萘 夫西林、苯唑西林、哌拉西林、替卡西林、西诺沙星、环丙沙星、依诺沙 星、格雷沙星、左氧氟沙星、洛美沙星、萘啶酸、诺氟沙星、氧氟沙星、 司帕沙星、磺胺异恶唑、磺胺西汀、磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺异恶唑、 氯苯砜、氨曲南、杆菌肽、卷曲霉素、氯霉素、氯法齐明、粘杆菌素、粘 菌素、环丝氨酸、磷霉素、呋喃唑酮、乌洛托品、呋喃妥因、戊烷脒、利 福布汀、利福平、壮观霉素、甲氧苄啶、葡糖醛酸三甲曲沙酯和万古霉素。 在另一个实施方式中，生物活性成分是防腐药物例如双氯苯双胍己烷。每 种抗生素表示本发明的单独的实施方式。根据某些实施方式，本发明的医 疗装置包含涂覆有基质组合物的生物可相容的骨空隙填料，该基质组合物 在骨折部位提供抗生素剂或抗生素剂的组合的局部控制的延长释放。

骨移植：骨移植是替换缺少的骨的手术过程以便修复极其复杂、对患 者造成明显的健康风险或不能正常愈合的骨折。骨通常具有完全再生的能 力，但是需要非常小的骨折空间或某种支架来实现。在1998年，在美国 进行了略多于300,000例骨移植过程。目前，该数字在美国超过500,000 且在全世界近似220万。这些过程的预估成本接近$25亿/年。

近似60％的当前可用的骨移植替代物包括单独的或与另一种材料组合 的陶瓷。它们包括硫酸钙、生物活性玻璃和磷酸钙。

合成的骨空隙填料例如磷酸三钙TCP可用于矫形外科手术中的多种 适应症。合成的骨空隙填料的应用造成移植的感染和排斥反应的小得多的 风险，因为其机械性能比得上骨。

经释放的抗生素的抗菌活性对骨空隙填料颗粒的骨传导活性是辅助 性的，并且预防其潜在的排斥反应或被与局部骨感染相关的细菌早期吸 收。

本发明的医疗装置由于其可再吸收的涂覆的骨移植替代物而可以以 可预期的、长期速率局部释放抗生素。治疗性抗生素水平可以被局部地保 持在移植部位处，同时保持抗生素剂的低的和非毒性全身水平。

临床前期的毒理学和生物可相容性研究

本发明的医疗装置已在受感染的兔胫骨模型体内进行试验。本发明的 医疗装置已证实了在急性和慢性感染两者中的高度有效性，并且示出相对 非配制的游离药物和全身性抗生素的多次施用是显著有利的。本发明的医 疗装置是使用安全，如在在临床试验期间所评的。特别地，在用本发明的 医疗装置治疗时观察到血液学和/或血液化学参数无差异；通过植入本发明 的医疗装置未产生全身性不利影响。

Gustilo开放性骨折分类

本发明的方法对于治疗开放性污染/感染的骨折是有用的。根据某些典 型的实施方式，本发明的方法对于治疗开放性长骨骨折是有用的。根据当 前优选的实施方式，本发明的方法对于治疗被分类为Gustilo骨折II级、IIIa 级和IIIb级的开放性长骨是有用的。

Gustilo开放性骨折分类是开放性骨折的最常用的分类系统。该系统利 用能量的量、软组织损伤的程度和污染的程度来确定骨折严重度。从I级 发展到IIIC级意味着损伤中包括较高程度的能量、较高的软组织和骨破坏 以及并发症的较高可能性。重要的是要认识到，IIIC级骨折也意味着血管 损伤。

I型：开放性骨折，清洁伤口，伤口长度<1cm。

II型：开放性骨折，伤口长度>1cm，无大范围的软组织损伤、皮瓣、 撕裂。

III型：开放性骨折，具有大范围的软组织裂伤、破坏、或损失或开放 性节段骨折。该类型该包括由农业损伤(farm injuries)造成的开放性骨折、 需要血管修复的骨折、或治疗前已开放8小时的骨折。

IIIA型：III型骨折，尽管大范围的软组织裂伤或破坏但是还具有骨折 骨的充足的骨膜覆盖。

IIIB型：III型骨折，具有大范围的软组织损失和骨膜剥离和骨破坏。 通常与大量污染相关。将需要经常进行进一步软组织覆盖过程(即，游离皮 瓣或旋转皮瓣)。

IIIC型：III型骨折，与需要修复的动脉损伤相关，而不论软组织损伤 的程度如何。

根据某些实施方式，本发明的医疗装置以每个单独的骨折部位1-40克 范围的剂量被施用。根据某些实施方式，本发明的医疗装置以每个骨折部 位5-20克范围的剂量被施用。应理解，取决于骨折的状态，在本领域技术 人员的判断下对每个骨折可以应用较高或较低剂量。继将本发明的医疗装 置插入或植入骨折部位之后，涂覆的骨空隙填料随着预定的、延长的、控 制的时间段将药物释放入骨空隙及其周围。骨填料支架通过在愈合过程期 间再吸收且被骨替换来支撑骨传导性骨恢复。此外，其骨传导性能将增强 骨痂形成和骨愈合，同时来自涂层制剂的抗菌药物的控制的、延长释放成 功地根除或预防骨感染。经释放的抗生素的抗菌活性对骨空隙填料的骨传 导活性是辅助性的，并且预防其潜在的排斥反应或被与局部骨感染相关的 细菌早期吸收，并且预防污染之后的急性或慢性骨感染的发展。

根据某些实施方式，本发明的方法还包括在骨空隙部位应用或植入之 前使医疗装置水合的步骤。根据某些实施方式，医疗装置的水合通过使医 疗装置与水溶液混合来实现。根据某些实施方式，水溶液包含盐。根据另 外的实施方式，水溶液包含抗生素剂，所述抗生素剂可以与基质组合物内 的抗生素剂相同或不同。根据又一些实施方式，水溶液包含诱发或刺激骨 生长的剂例如骨诱导因子、生长因子或其组合。根据另外的实施方式，水 溶液包含防腐剂、抗炎剂、非甾族类抗炎剂或其组合。

不希望受到任何理论或作用机制的束缚，与医疗装置混合的水溶液扩 散或渗透至多孔的非涂覆的骨填料内。当水溶液进一步包含活性剂诸如例 如抗生素剂时，渗透至多孔的非涂覆的骨填料内的抗生素剂在将水合的医 疗装置施加至骨空隙部位之后不久就被释放，从而得到抗生素剂的立即或 短期释放。因此，本发明的装置使抗生素剂的短期释放以及长期或延长释 放成为可能，由此提供了用于抗菌活性的有效手段。

本发明的方法可以在仅一次手术过程中使受感染的骨的完全复原成 为可能。因此，本文中公开的方法可以显著地减少骨愈合和康复的时间。 根据某些实施方式，本发明的方法还可以包括：可以继首次手术干预之后 通过在骨折部位施加本发明的医疗装置而进行的冲洗和清创(I&D)以及骨 折稳定的至少一些后续的手术步骤。本发明的方法对于治疗开放性骨折优 于常规的骨移植技术，因为它们以仅一次手术过程、优选首次且唯一的手 术过程而可能无需多次手术的情况下使创伤后立即治疗成为可能。应理 解，取决于骨折的状态，在骨折部位可能需要包括本发明的医疗装置的额 外施用的额外治疗。例如，取决于骨折的状态，在合格的医生的决定下， 可以在首次治疗之后的任何时间在骨折部位进行本发明的医疗装置的第 二次施加。

以下实施例仅用于说明性目的而提供并且将被理解为对本发明的范 围是非限制性的。

实施例

实施例1：磷脂酰胆碱酰基链长度对来自涂覆有根据本发明的某些实施方式的基质组合物的骨颗粒的多西环素的释放速率的影响：

具有酰基链(分别是14、16和18个碳)仅相差2和4个碳的DMPC、 DPPC或DSPC任一的基质组合物的制品(preparation)在延长的、零级释 放阶段的期间显著影响了多西环素的释放速率(表1)。然而，酰基链的长度 未显著改变快速释放阶段的释放曲线。作为所使用的磷脂的减小的酰基链 长度的函数，包埋的药物的释放速率存在清晰的线性增长(R²＝0.976)。用于 仅DSPC(18:0)对比仅DMPC(14:0)的释放的持续时间存在多于55％的增 长。一般而言，具有这些完全饱和的磷脂的混合物的基质组合物的制品遵 循相同的趋势，但是有一些例外。在这点上，最值得注意的是DSPC与DPPC 混合的强烈效果，其中甚至一小部分的24摩尔％DSPC影响释放速率达到 与该脂质的100％制剂相同的程度。

表1：基质制剂中的二饱和磷脂酰胆碱酰基链长度对DOX的释放速率 的影响。

涂覆有聚合物-脂质-DOX制剂的骨颗粒用限定的单独组分二饱和磷脂 酰胆碱(PC)和PC混合物制备，和持续30天每日测量DOX的释放。在零 级动力学阶段期间的每日平均释放速率被计算并标准化成每天从1mg涂 覆的骨颗粒释放的药物的量(μg DOX/天/mg涂覆的骨颗粒)。

DOX从涂覆的骨颗粒的释放的持续时间反映出在线性阶段的期间所 测量的释放速率(表2)。该持续时间受具有较长的酰基链的磷脂支配，几乎 不论其在混合物中的相对含量如何。正如释放速率一样，对于DSPC-DPPC 混合物强烈证明了该现象，其中DSPC的任何添加将释放持续时间转变成 与利用单独的DSPC的释放速率相似。

表2：二饱和PC酰基链长度对多西环素的释放持续时间的影响。

实施例2：饱和磷脂酰胆碱相对不饱和磷脂酰胆碱对基质性能的影响：

本发明的基质组合物被脂质所饱和。脂质优选是饱和的磷脂酰胆碱和 胆固醇。我们已试验出基质组合物的性能(药物释放性能、稳定性、易于处 理)如何通过在不改变组合物中所有其他成分的量和比例的情况下将磷脂 酰胆碱从饱和DPPC(16:0)改变成非饱和DOPC(18:1)而受到影响。

结果指出，整体的释放曲线和释放速率未受到影响。然而，涂覆有包 含与DPPC相反的DOPC的基质组合物的TCP颗粒为胶粘的、形成聚集 体并且难以处理。特别地，难以得到涂覆的和非涂覆的颗粒的同质混合物。

此外，发现涂覆有包含DOPC的组合物的TCP颗粒是不稳定的，如 储存期间药物含量的降低和所观察到的涂覆有这种组合物的骨颗粒的颜 色的变化所指示的。更具体地，涂覆有包含DPPC的组合物的骨颗粒保持 其淡黄色颜色，而涂覆有包含DOPC的组合物的骨颗粒的颜色在数天内被 改变成棕色，可能归因于药物降解。

因此，出于稳定性考虑，DOPC不适于在该组合物中使用。

实施例3：胆固醇对从本发明的基质组合物的多西环素释放的影响：

基质组合物中胆固醇的存在，在延长的、零级释放阶段的期间显著影 响了多西环素的释放曲线和释放速率。如图1可见，在将制剂中的胆固醇 的量降低至5％(基质组合物的w/w)或更低时，抗生素化合物的释放是不完 全的并且在释放仅70％的抗生素化合物之后被阻止。图1还示出将具有16 个碳的脂肪酸部分的磷脂酰胆碱加至基质组合物的重要性。当磷脂酰胆碱 从该组合物被省去时，抗生素剂被非常迅速地释放，并且在10天内实现 了完全释放。因此，具有至少DPPC的基质组合物的制品在延长的、零级 释放阶段的期间显著影响了多西环素的释放速率，使持续至少3-4周的药 物的控制释放成为可能。

实施例4：不同的脂质对从本发明的基质组合物的多西环素释放的影响：

本发明的基质组合物中磷脂酰胆碱的存在是必要的。用可选择的脂质 例如月桂酸、α生育酚或胆固醇替换磷脂酰胆碱，产生了以较高的初始突 释(>35％)为特征的制剂(图2)，其不适于长期治疗。

实施例5：本发明的医疗装置的性能特性

在以下实施例中研究的医疗装置(除非另有说明)包括具有100-1000 μm的平均粒径的涂覆的TCP颗粒和非涂覆的TCP颗粒的1:1混合物，涂 覆的TCP颗粒涂覆有基质组合物，该基质组合物包含20％(基质组合物的 w/w)的PLGA、9,7％(基质组合物的w/w)的胆固醇、45.23％(基质组合物 的w/w)的DPPC；15.07％(基质组合物的w/w)的DSPC和10％(基质组合 物的w/w)的海克酸多西环素。

总之，除非另有说明，以下实施例中研究的医疗装置基本上由具有 100-1000μm的平均粒径的93.50％(w/w)的β-TCP颗粒；1.3％(w/w)的 PLGA；0.63％(w/w)的胆固醇；2.94％(w/w)的DPPC；0.98％(w/w)的DSPC 和0.65(w/w)的海克酸多西环素组成。

用于制备本发明的医疗装置的方法

溶液的制备：

SS1-PLGA溶解于EA中得到300mg/ml的浓度。

SS2-胆固醇(CH)溶解于EA中得到30mg/ml的浓度。

溶液A-一体积的SS1与五体积的SS2混合(PLGA 50mg/ml；CH 25 mg/ml)。将该溶液在室温下保持10分钟。

EA:MeOH-EA和MeOH以50:50的比混合在一起(SS2.1)。

SS3-多西环素溶解于SS2.1中得到50mg/ml的浓度。

溶液B-DPPC和DSPC用三体积的SS3和一体积的EA溶解 (DPPC+DSPC 225mg/ml；多西环素37.5mg/ml)。

溶液AB-两体积的溶液B与三体积的溶液A混合(DPPC+DSPC 60 mg/ml；PLGA 20mg/ml；多西环素10mg/ml；CH 10mg/ml)。

涂覆步骤：

将1克经清洁的β-TCP颗粒放入20ml小瓶中。

将1000μl的溶液AB加入含有β-TCP的小瓶并且留下溶剂在设置为 45℃的加热套上进行蒸发直到干燥(75分钟)。

将样品放置于真空中(1Pa.)过夜以确保完全的溶剂蒸发。

应当强调的是，在需要骨生长的位置处植入本发明的医疗装置之后， 涂覆的和非涂覆的骨填料的混合立即促进了骨生长。随着基质组合物的逐 步表面降解，非涂覆的骨填料和基质的逐步表面降解之后暴露表面的骨填 料的支持骨生长的能力之间不存在差异。

本发明的基质组合物中多西环素的稳定性

已知多西环素在水合条件下退化。本发明的基质组合物可以保护多西 环素免遭该降解。测试在基质组合物的水合期间(37℃下，在FBS溶液中) 包埋的多西环素的稳定性。在每个时间点测试两个参数：1)从本发明的医 疗装置释放的多西环素分子和2)本发明的医疗装置中的多西环素分子储 库。后者利用二氯甲烷从该制剂萃取。两种多西环素数量的总和表示在每 个时间点的产品中多西环素的总数量。在相同条件下孵化的游离的多西环 素被用作对照。图3中描绘了结果。

虽然游离的多西环素呈指数降解，如预期的(R²>0.99)，导致多西环素 浓度的急剧减少，但是基质组合物中释放的和包埋的药物的总和保持恒定 且远超过初始剂量的90％。在水合持续21天之后，总的多西环素分子(释 放的+储库)超过初始剂量的95％，而游离的多西环素仅20％保持完整。

从本发明的基质组合物释放的多西环素的抗微生物活性

跟踪从涂覆有本发明的基质组合物的骨颗粒释放的多西环素抵抗金 黄色葡萄球菌(ATCC 25923)的抗菌活性持续其水合之后30天的时段(图 4)。计算出在不同时间点从基质组合物释放的多西环素的MIC(最小抑制 浓度)为～1μg/ml，并且MIC 50(抑制50％生长的浓度)为～0.1μg/ml，值与 对照游离多西环素相似。然而，如从其水合后的低稳定性所预期的，水合 的游离多西环素的活性逐渐损失，而从本发明的医疗装置释放的多西环素 保存其效力持续整个测试时段(图4)。

体外研究

采用超过50m²/g的大表面积的TCP颗粒，具有本发明的基质组合物 的精细涂层可以积聚成约5％-15％的骨填料的明显总质量，而其总尺寸无 明显变化。多西环素抗生素的总质量为测试的医疗装置的总质量的约 0.65％(见上)。这比用于治疗骨感染的其他局部递送系统例如非生物可降解 的PMMA珠(5％-10％)或生物可降解的OSTEOSET(4％)的浓度低得多。

来自本发明的医疗装置的多西环素的释放曲线

非常精细的高至20μm的抗菌层涂层未明显地改变TCP颗粒的原始形 状和大小。其未改变粘固剂(cement)的性能或外科医生使其用作骨填料 的方式。涂层制剂组分是全部完全地生物可相容和生物可降解的。随着本 体中的水合，制剂从外部逐层地被逐渐分解。该降解允许外层中包埋的抗 生素被不断地释放入其周围。

包封于包括聚合物或脂质的药物递送系统中的药物以对数方式被释 放。在本发明的医疗装置中，多西环素化合物被包封在包括聚合物和脂质 的制剂中，这样不仅降低了药物的释放，而且还改变了释放动力学。来自 聚合物和脂质的组合的涂层的多西环素的释放速率针对大多数包埋剂量 (P>0.97)利用零级动力学提供延长的释放速率。

来自本发明的医疗装置的颗粒的多西环素的体外释放通过在体温或 其周围温度下使颗粒水合来开始。通常，继水合后的第一天，约～20-30％ 的药物含量被释放至上清液内，而且大多数初始释放在第一小时之后发生 (图5)。继初始释放之后，约70％的剂量以总剂量的约3％的速率按零级动 力学被释放。在～4周之后，释放速率明显降低，并且多西环素的释放实际 上已停止。通过描绘药物随着时间推移的累积释放，观察到从第2天开始 直到第26天，60％-70％的包埋剂量的线性“零级”释放动力学(R²＝0.98)(图 5，圆形)。相比之下，来自对照组的多西环素的释放曲线：(a)通过用与本 发明的医疗装置相同的方法但是仅用药物自身处理的TCP颗粒、(b)与药 物一起配制的PLGA聚合物以及(c)与磷脂一起配制的药物全部明显比利用 本发明的涂覆颗粒的释放快。此外，来自组(a)的TCP颗粒的药物的释放动 力学的特征为与来自本发明的涂覆颗粒的多西环素的释放曲线不同的一 级指数累积的对数药物释放(first order exponentially accumulated  logarithmic drug release)(图5)。药物释放曲线在全部三个对照制剂中是相 似的，并且初始多西环素释放是迅速的，在1小时之后累积至～40％且在水 合后前4天期间>80％。

实施例5：受感染的兔胫骨模型中根据本发明的某些实施方式的医疗装置的有效性

根据本发明的某些实施方式的医疗装置已在受感染的兔胫骨模型体 内进行试验。医疗装置已证实其在急性和慢性感染两者中的高度有效性， 以及证明对非配制的游离药物是显著有利的。在骨愈合中本发明的医疗装 置的较大有效性源自其随着4周的时段的产品(多西环素)的线性持续的长 期释放和其作为骨填料的骨传导性效应。

实施例6：在治疗开放性污染/感染的骨折时根据本发明的某些实施方式的医疗装置的有效性

本研究旨在证实根据本发明的某些实施方式的医疗装置作为骨传导 性剂(用于增强骨痂形成和骨愈合)的有效性并且通过减轻或根除细菌培养 物中产生的污染或感染的开放性骨折的局部骨感染来证实本发明的医疗 装置的辅助活性。

本研究旨在证实在治疗开放性骨折时本发明的医疗装置的安全性，如 通过以下来评估：报告和记录不良事件以及实验室变量：血液学、血清化 学和尿分析。

临床研究设计

研究设计

根据本方案的装置提供骨填料和持续的抗生素释放平台。骨填料在愈 合过程期间被再吸收且被骨替换，并且抗生素根除或减轻了局部骨感染并 允许成功的骨愈合。

研究涉及约16位受治疗者，将包括因长骨骨折(Gustilo II阶段、IIIa 阶段或IIIb阶段)而住院的受治疗者。

入选标准

·年龄为18-70岁的男性和女性

·开放性长骨骨折

·骨折的严重度：Gustilo II级、IIIa级和IIIb级

在创伤后高至6天登记患有Gustilo II型、IIIa型、IIIb型和IIIc型长 骨开放性骨折的患者。在患者于创伤后并且在根据本发明的方法植入医疗 装置之前已经利用全身性抗生素进行治疗的情况下，创伤后的较长持续时 间是可能的。患有Gustilo II型、IIIa型和IIIb型长骨开放性骨折的多重损 伤的患者可以被登记到本临床研究，只要他们是血流动力学上和生理上稳 定的。如本文中使用的“多重损伤的患者”是遭受至少两种损伤的患者， 每种损伤可以需要单独的且独立的住院治疗。

按照临床试验方案不允许除列为医院的护理标准(SOC)的那些之外的 任何额外的抗生素。

根据医院的SOC，患者接受IV抗生素，接下来是口服抗生素(如需要 的话)。

在本方案中不允许多西环素IV/PO施用。

在试验的过程期间禁用长期的类固醇应用和/或免疫抑制剂。

研究时段

对于给定的患者，本研究的最大持续时间是12周。研究终止后额外 的随访在主治医师根据其医疗实践的判断下进行，并且包括在研究后6个 月的至少一次随访研究。图1A和1B中提供了示例性研究任务流程图。根 据某些实施方式，血液多西环素的药物代谢动力学(PK)可以从如图1B所 描述的研究任务流程图排除。

筛查访视-访视1：在急诊室(ER)第1天

筛查访视包括记录骨折状态(获取的伤口照片)；身体检查；细菌学测 试(来自骨折的骨和围绕软组织的筋膜的拭子)；伤口用500ml无菌盐水洗 涤；伤口评估；无菌敷料-仅在清创术时被打开；全身性抗生素启用-护理 标准(SOC)；X-射线(前后的&侧部的)；辅助程序按照当地SOC(local SOC)， 例如，输血、麻醉评估。

访视2：在手术室(Operating Room，OR)第0天/基准线

访视2包括：骨折状态(+照片)；冲洗和清创程序(I&D)；骨折稳定(固 定或铸型之前)；用本发明的医疗装置治疗-医疗装置作为骨空隙填料被施 加至骨折部位；无菌敷料；X-射线(AP+LAT)和伤口评估+全身性抗生素(若 需要时)。

访视3：在医院第1天：

访视3包括伤口评估+全身性抗生素(若需要时)。

访视4：在医院的OR-第2-6天之间(在主治医师的判断下)

访视4包括骨折状态(+照片)；细菌学测试(来自骨折的骨和围绕软组 织的筋膜的拭子)、(在任何I&D和/或伤口闭合之前)；伤口评估+全身性抗 生素(若需要时)；冲洗和清创；骨折稳定(固定或铸型之前)；利用本发明的 医疗装置的额外治疗(仅在需要时)；伤口闭合/敷料和无菌敷料(若需要时)。

访视5、6、7：在医院的第7天、第14天和第21天

访视5-7包括伤口评估+全身性抗生素若需要时。

访视8：在医院初始治疗之后4周

访视8包括骨折状态(+照片)的评估；身体检查；细菌学测试(来自骨 折的骨和围绕软组织的筋膜的拭子)(若需要时-在引流物移除时/若来自伤 口的引流继续则每周一次)；X-射线(AP+LAT)和伤口评估和在PI判断下治 疗：感染的伤口标准：阳性增长细菌学和/或即使细菌学结果是阴性的，但 存在引流/化脓。在连续分泌的情况下，将在主治医师的判断下施用全身性 抗生素。

访视9-访视9：在医院初始治疗之后8周

访视9包括骨折状态的评估；身体检查；细菌学测试(来自骨折的骨和 围绕软组织的筋膜的拭子)(若需要时-在引流物移除时/若来自伤口的引流 继续则每周一次)；X-射线(AP+LAT)；伤口评估和在PI判断下治疗(全身性 抗生素若需要时)。在连续分泌的情况下，由主治医师确定治疗(按照访视 8)。

研究随访-访视10、11、12、13(分别在医院初始治疗之后12、16、20和24周

研究随访访视包括骨折状态的评估；伤口评估；细菌学测试(只有当伤 口是开放/分泌的和/或针伤口是开放/分泌的时)；X-射线((AP+LAT)和倾斜 45o角(根据现场医疗实践的需要))。

在包括研究随访访视的全部访视期间，测量血液测试(血液学和血液化 学)以及生命体征(血压、HR和体温)。在全部访视中，记录不良事件和伴 随的药物。

医疗装置的组成

根据本发明的某些实施方式的医疗装置包括：

TCP-510(k)编号K042340CE Mark：CE 0459、胆固醇-DMF 25382、 PLGA-Purasorb DMF 21817、磷脂-DMF 7349。

根据本发明的涂覆的骨空隙填料按照ISO-9001和ISO-13485指南来生 产，在无菌条件下完成，并且该产品符合USP关于植入式医疗装置所指定 的全部限制。

根据某些典型的实施方式，在根据本发明的医疗装置中使用的抗微生 物剂(例如，海克酸多西环素)(DMF 13636)的浓度为0.65％，其相当于每 10g(1小瓶)的医疗装置的总重量中的65mg。

治疗方法

根据本发明的涂覆的骨空隙填料是生物可相容、生物可降解的一次性 装置(disposable device)，条件是针对单独的患者应用进行预装载和预消毒， 包装在准备用于应用产品的10g无菌的、琥珀色小瓶中。每个小瓶包含 10克的医疗装置，该医疗装置包括0.5-1mm TCP颗粒，TCP颗粒中的一 半涂覆有本发明的基质组合物。每10克的医疗装置包含总计65mg的多 西环素。

根据某些实施方式，在骨折部位或任何其他骨空隙部位待植入的医疗 装置的量取决于待由骨填料填充的骨空隙的大小。根据某些实施方式，对 成人而言，在骨折部位待植入的医疗装置的最大推荐剂量是在一次应用中 2小瓶(20g)且对于该特殊研究总计4小瓶(40g)。在非常罕见的情况下， 取决于骨折的状态，在本领域技术人员的判断下可以使用较高剂量。由于 在本发明的基质组合物中所施加的非常低剂量的多西环素及其局部应用， 预计无安全性问题。

根据某些当前优选的实施方式，本发明的医疗装置将在访视2时(手术 室)在骨空隙骨折部位被施用。基于伤口/空隙的大小，在矫形外科医生的 判断下，每次植入可以使用额外的10-20g的医疗装置。在手术室中冲洗 和清创程序之后的任何时间可以使用总计20g(两小瓶)。

继细菌学测试以及冲洗和清创程序之后，访视2后大约3天(访视4， 在手术室第2-6天)，主治医师可以决定利用涂覆的骨颗粒再次施用治疗。

手术过程：

根据某些实施方式，手术过程可以是用于治疗骨折的本领域已知的任 何手术过程。适当的手术过程和技术是专业医师/外科医生的责任。

注意事项：

正如任何手术过程，在治疗具有可能影响手术过程的成功的预先存在 的病症的个体时应谨慎。这些个体包括具有出血性疾病、长期类固醇的应 用(加入该方案)、免疫抑制疗法等等的个体。

既不存在与本发明的基质组合物的植入相关的安全问题，也不存在与 涂覆有该基质组合物的骨填料颗粒相关的安全问题。植入后所采取的全部 安全性参数-例如：血球计数、红细胞沉降率(ESR)、空隙的细菌培养、前 后的&侧部的X-射线、伤口评估和不良事件-都和与潜在感染相关的创伤性 骨折相关。

不良事件可以包括：对抗生素的四环素家族敏感；伤口并发症，包括 血肿、部位引流和骨感染；任何手术的并发症；暂时性高钙血症。应强调 的是，在对多西环素严重超敏的情况下，应当立即停止治疗。

医疗装置在应用前一直保持冷冻并且避免长期曝露于强光或热。

在植入之前，将医疗装置倒入开放式无菌杯内并且每10克的医疗装 置用4ml盐水(非蒸馏水)润湿。应当避免过度润湿。

在水合之后，在骨折部位植入医疗装置。骨折部位的骨空隙应当被完 全充满。

储存条件

在2-8℃下储存涂覆有本发明的基质组合物的骨填料(对于短于24小 时的时段，涂覆的骨填料可以在室温(18和25℃之间)下储存)，并且保护 其免受光和湿气破坏。

评估方法

疗效评估方法

本发明的医疗装置的有效性在初次治疗之后4和8周通过以下进行评 估：

1.阴性细菌培养物的％

2.软组织伤口闭合(外形尺寸)的％

3.继医疗装置施用之后4、8和12周时关于至少2个投影：AP+LAT 的X-射线所反映的骨痂形成的％。

利用本发明的医疗装置治疗的患有Gustilo IIIA和IIIB开放性长骨骨折的16位患者的临床试验结果：

涂覆有根据本发明的某些实施方式配制的多西环素的β-磷酸三钙骨空 隙填料(TCP)按照护理标准(SOC)在首次手术干预期间被植入。患者经历定 期血常规、生物化学、尿分析、细菌学和放射性随访。

结果：登记了14位男性和2位女性(平均年龄37±9)，11位患有Gustilo  IIIA的受治疗者和5位患有IIIB的受治疗者(表1)。

表3：患者简介

所有经治疗的患者中靶开放性骨折是胫骨，对7/16的患者而言，自创 伤起的登记时间超过8小时，经治疗的受治疗者中的一位在创伤后132小 时进行登记。在12周的初步结果已示出，在由涂覆有配制的多西环素的 β-TCP骨空隙填料植入的靶骨折处未记录感染(在未植入涂覆有配制的多 西环素的β-TCP骨空隙填料的腓骨骨折处记录了仅一位深度感染)。在靶 骨折中需要和进行仅一个切口和引流(I&D)。后续的手术过程仅针对软组 织进行(5位皮肤移植，3位比目鱼肌皮瓣(soleus flaps))。在植入后6-12周 观察到早期骨痂形成。图6和图7(A-D)示出创伤后1.5小时登记的、患有 开放性胫骨(包括腓骨)骨折Gustilo IIIA级的、开放性伤口尺寸为2X2cm 的49岁男性的治疗结果。图8(A-C)示出示出创伤后4.5小时登记的患有 胫骨骨折Gustilo IIIB的患者的治疗结果。图9(A-D)示出创伤后10小时登 记的患有胫骨骨折的患者的骨恢复。无与涂覆有根据本发明配制的多西环 素的β-TCP骨空隙填料相关的不良事件以及无严重的不良事件被记录(表 2)。

表4：实验结果

安全性结果：通过利用本发明的医疗装置治疗的患者所记录的不良事 件是轻度至中度。无严重不良事件或死亡被记录。

图6A中证实了在利用本发明的医疗装置治疗时骨折部位的剧烈感染 降低。图6B摘自HO Ayo(SA Orthopaedic J,2010,P.24-29)的出版物，证实 在有和无手术后的手术部位感染的情况下的患者的CRP水平。C-反应蛋白 (CRP)是血液中发现的蛋白，其水平响应于炎症而升高。

如图6B可见，无手术后的手术部位感染的患者的CRP水平在手术过 程之后增加，手术后10-14天之间又下降回到正常值。遭受感染的患者的 CRP水平甚至在手术后2周仍保持非常高。

图6A示出利用本发明的医疗装置治疗的16位患者的血液中的C-反应 蛋白(CRP)的平均测量水平。

如图6A可见，在利用本发明的医疗装置进行治疗之后10-12天，CRP 的水平已降低至正常的健康水平，指示在经治疗的靶骨折处未发展感染。 甚至在超过治疗后100天仍观察到正常的CRP水平。

结论：涂覆有根据本发明的某些实施方式配制的多西环素的β-TCP骨 空隙填料(混合有非涂覆的β-TCP)的骨诱导和抗感染效应二者的强大临床 信号在非常严重的开放性长骨骨折患者中被证实。使用本发明的组合物和 方法，甚至在治疗后6个月在经治疗的患者中仍观察到无感染。在单一手 术过程中使用本发明的医疗装置进行治疗之后，超过75％的骨折被完全联 合，而在靶骨折处未发展任何感染。

涂覆有本发明的基质组合物的TCP颗粒单次治疗中促进骨愈合过程， 同时预防感染。

前面的具体实施方式的描述如此完全地揭示了本发明的本质，以致其 他人可以通过应用当前的知识容易地修改和/或改进这类具体实施方式用 于各种应用，而无需进行不必要的实验且不偏离总的构思，并且因此，这 些改进和修改应当且意图被理解为在所公开的实施方式的等同物的含义 和范围内。应理解，本文中运用的短语或术语出于说明而非限制性的目的。 用于实施各种所公开的功能的手段、材料和步骤可以采取多种替代形式而 不偏离本发明的情况。