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用于组织填充的植入组合物
相关专利申请的交叉引用
本申请是于2006年2月6日提交的第11/348,028号美国专利申请和于2007年1月8日提交的第11/650,696号美国专利申请的部分继续申请，所述申请两者都通过引用以其整体并入本文。
发明领域
本发明一般涉及组织填充(tissue augmentation)，且更具体地涉及注射可吸收的、生物相容的、凝胶和固体复合物(composite)以矫正和填充软组织，其特别应用于组织的美容填充。
发明背景
许多非可吸收的、基于颗粒的组合物用于软组织缺损的持久矫正或填充或者出于美容目的的填充。每种组合物与某些优点和缺点相关。在二十世纪70年代和80年代时，有机硅凝胶经常用于治疗皮肤缺损诸如皱纹、皱襞和痤疮瘢痕，但是自那时以后被禁止用于这些应用。有机硅经常与慢性炎症、肉芽肿形成和变态反应相关。TEFLON糊剂是聚四氟乙烯颗粒在甘油中的悬浮液。这种组合物最初用于声襞填充(vocal fold augmentation)，且已与肉芽肿形成相关。生物塑料主要由分散于聚乙烯吡咯烷酮中的聚合的有机硅颗粒组成。由于时常发生的慢性炎症和组织排斥反应，这种组合物已从商业应用中撤出。Lemperle已描述了具有20-40μm直径且悬浮于牛胶原分散体中的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球(第5,344,452号美国专利)。因为所述组合物包含来自牛源的胶原，所以需要皮试。此外，所述组合物与灭菌困难相关；牛胶原分散体被标准终端灭菌技术(包括热和γ辐射)损害。PMMA在热灭菌条件下也是不稳定的。
羧甲基纤维素和其他多糖是以凝胶或溶液形式用于多种医学和非医学应用的材料的实例。羧甲基纤维素(“CMC”)钠是与碱和氯乙酸反应的纤维素。它是水溶性的和生物可降解的，并且用于许多医学和食品应用。它还常用于纺织品、洗涤剂、杀虫剂、油井钻进、纸、皮革、涂料、铸造、陶瓷、铅笔、爆炸材料、化妆品和黏合剂。它起增稠剂、黏结剂、稳定剂、保水剂、吸收剂和黏合剂的作用。
现有技术凝胶材料教导仅把凝胶看作载体，偶尔提到凝胶的实际填充功能；且还未定向努力地理解如何更好地制备与植入位点流变学上和化学上真正相容的植入体(implant)。此外，常规方法和产品未能解决关于现有凝胶的几个问题。更具体地，现有技术的可注射材料未能解决在体内宽范围的位置中应用植入体的特定困难，且因此未能提供适宜类型的植入体。例如，当使用细计量针(gauge needle)时，现有植入体在植入过程中可经历阻塞或不规则植入。尽管在某些应用中可以不需要细计量针，但是它对某些应用的成功是至关重要的。此外，更小的计量针留下更小的穿刺点，这经常是患者所期望的。而且，阻塞的倾向经常导致不均匀的、不稳定的和不连续的植入，这引起极不期望的结果。
在常规方法和产品的另一个方面中，现有植入体未能解决在注射器中的植入体的粘弹性问题，使得现有植入体需要相当大的量的力、甚至不规则程度的力以将植入体从针中挤出，更不用说使得针规减少了。这给很可能在一天中完成很多注射的医学专业人员带来疲劳问题。这也使任何给定注射更难完成，也更难完成适当的注射量和分布，因为需要对注射器施加大量的或不规则量的力，同时在注射过程中保持针稳定。
常规方法和现有植入材料也未能解决其中放置植入体的不同组织的宽范围的差异。植入体可能经受不需要的凝聚作用、化学反应、相分离以及植入块过早断裂成不连续的可变化的形状，因此所有这些可显示相对于植入组织区域不同的不期望的力学性质和性能。
材料组合物及其相关的力学、化学、甚至电学性质和其他物理性质相对于下述是重要的：在组织植入位点的相容性与稳定性；受控的与适当的组织向内生长以及实现整合到组织中、免疫组织学(immuno-histo)的组织响应、和力学与视觉外观。对患者的填充性能包括由凝胶和颗粒植入体的复合物的物理组分和化学组成的功能产生的适当的美学结果。具体地，利用凝胶的现有技术植入体已依赖于凝胶作为载体，但是未能认识并解决这样一个问题：提供含有一种凝胶的植入体，所述凝胶被设计成与固体颗粒协作以力学上和化学上模拟其被注射入的组织、并且在包埋到组织中时以共生受控的方式表现。
使用现有技术凝胶的植入体显示形成结节、或从期望的植入位置迁移、或经受不需要的且不期望的化学和/或力学断裂诸如相分离或在体内形成不需要的几何形状和美容外观的趋势。对于患者，这些中没有一个是可接受的结果。之前已由M.Graivier和D.Jansen，“Evaluation of a Calcium Hydoxylapatite-Based Implant(Radiesse)for Facial Soft-Tissue Augmentation(对用于面部软组织填充的基于羟基磷灰石钙的植入体(Radiesse)的评价)”Plasticand Reconstructive Surgery Journal，118卷，第3s期，22s页(2006)报导了已知组合物的结节形成。
发明概述
本发明涉及用于制备使相容的组织填充成为可能的植入体材料的系统和方法。具体地，所述系统和方法涉及依照下述方式预制的填充植入体：使用一种精确方案来操纵多个化学变量以获得所设计的、且具有明确界定的流变学特征的终产物，以小心地制备植入体基质材料。在一个实施方案中，所述植入体包括凝胶，所述凝胶具有在组织植入位点的特定的相容性和稳定性；受控的与适当的组织向内生长以实现整合到组织中、降至最低的免疫组织学的组织响应、和改善的力学与视觉外观。在一个实施方案中，植入体包括凝胶，所述凝胶含有悬浮在其中的颗粒，具有在组织植入位点的特定的相容性和稳定性；受控的与适当的组织向内生长以实现整合到组织中，降至最低的免疫组织学的组织响应、和改善的力学与视觉外观。所述植入体具有经选定的当植入时实现期望的流变学和化学行为的物理和化学性质。例如，优选用显示生理性质(包括流变学、化学、生物学和力学性质)的材料替换或填充组织结构，所述生理性质是与受治疗组织的那些生理性质相似和/或相容的，和/或经设计以受控的方式调节组织向内生长。

附图简述
图1说明了两种不同的身体组织液的G’和G”的行为；
图2说明了三种不同年龄身体组织液的G’和G”；
图3说明了制备植入体产品的概要的方法；
图4说明了唇组织的相角对频率行为；
图5说明了代表性植入体产品的Fo行为对粘度；
图6说明了分析化学变量以映射到靶组织流变学的分析统计方法的流程图；
图7A显示了化学变量的列表和流变学变量的第一范围的表的索引(tabular key)；图7B(i)显示了Fo对％CMC和粘度；图7B(ii)相同的化学变量对在0.7Hz的G′；图7B(iii)相同但是用在4Hz的G’；图7B(iv)相同但是用在0.7Hz的频率响应；图7B(v)相同但是用在0.7Hz的tanδ；图7B(vi)相同但是用在0.7Hz的G”；图9B(vii)相同但是为在4Hz的G”；图7B(viii)相同但是用在4Hz的频率响应；且图7C显示了流变学优值(merit)区域(白色)对不满足参数的区域(黑色)的2D曲线；
图8说明了产生预测分布图(prediction profile)的步骤的流程图；
图9A(i)是CMC百分数对PBS(mM)对tanδ的3D轮廓(contour)；图9A(ii)是含有所示的图9B平面横截面、CMC对PBS对在0.7Hz的粘度的3D轮廓；图9A(iii)是CMC对PBS对在0.7Hz的G’的3D轮廓；图9A(iv)是CMC对PBS对在0.7Hz的G”的3D轮廓；图9A(v)是CMC对PBS对在4Hz的tanδ的3D轮廓；图9A(vi)是CMC对PBS对在4Hz的G’的3D轮廓；图9A(vii)是CMC对PBS对在4Hz的G”的3D轮廓；图9A(viii)CMC对PBS对在0.7Hz的频率响应的3D轮廓；和图9(ix)是CMC对PBS对在4Hz的频率响应的3D轮廓；和图9B是预测分布图的集合(prediction profile set)并显示了多列对各种化学变量的流变学行为，每种取自图9A(i)-9A(ix)的轮廓的横截面；
图10说明了实施例1组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图11说明了实施例2组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图12说明了实施例3组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图13说明了实施例4组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图14说明了实施例5组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图15说明了实施例6组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图16说明了实施例7组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图17说明了实施例8组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图8说明了实施例9组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图19说明了实施例10组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图20说明了实施例11组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图21说明了实施例12组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图22说明了实施例13组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图23说明了实施例14组合物的弹性模量与粘性模量和复数粘度作为频率的函数的曲线；
图24说明了剪切速率变化时的每种材料的粘度；
图25说明了剪切速率变化时的每种材料的损耗模量；
图26说明了剪切速率变化时的每种材料的粘性模量；
图27说明了剪切速率变化时的每种材料的tanδ；
图28证实了具有不同颗粒浓度的不同凝胶组合物的弹性的时间依赖性(在2.6％CMC∶1.5％甘油载体中的30％ & 40％固体对在3.25％CMC∶15％甘油载体中的30％固体)；
图29说明了实施例16组合物的损耗模量G’、弹性模量G”和tanδ(G’/G”)；
图30说明了实施例16组合物的粘度和tanδ性质；和
图31A显示了保持CMC和PBS恒定时甘油对Fo的3D合意度(desirability)曲线；图31B显示了保持CMC和甘油恒定时Fo对PBS的曲线；图31C显示了保持甘油和Fo恒定时PBS对CMC的曲线；图31D显示了保持PBS和Fo恒定时甘油对CMC的曲线；图31E显示了保持PBS和甘油恒定时Fo对CMC的曲线；和图31F显示了保持CMC和Fo恒定时甘油对PBS的曲线。
优选实施方案的详述
本发明涉及组织填充植入体并且一般涉及程序控制的流变学多糖凝胶。更具体地，本发明涉及包含羧甲基纤维素或其他多糖聚合物的多糖组合物，所述多糖组合物被配制以显示流变学特征，所述流变学特征被特别设计来匹配所感兴趣的身体组织植入区域的特征。例如，本发明可用于提供遍及全身的组织植入体产品，诸如，例如泌尿道、声襞、唇组织、颊、用于各种用途的其他皮肤组织(包括临床和修复应用和美容应用如鼻唇沟、木偶纹、唇填充与皱纹和皱襞)。在考虑组织填充植入体时，重要的是理解身体组织的物理性质与组织功能是密切相关的；且在一个方面中，必须合理地考虑到组织细胞对其微环境的流变学特征(例如弹性)的响应。理解组织的物理结构和功能符合基本利益和治疗利益。因此，最优选是用显示出与受治疗组织的那些性质相似的物理性质(包括流变学性质)、以及还有化学和生物学性质的材料替换或填充组织结构。这提供了改善的植入体材料的组织相容性并促进正常细胞反应。此外，植入体和周围组织的相似的行为向填充区域提供了更自然的外观，并且还可更容易地调节受控的组织向内生长。确定植入体流变学的“相似性”的特定方法和对产品制备的控制是本发明的重要方面。选择用于植入体产品的化学与热处理变量及其映射到适宜的流变学值的细节将在下文中详细描述。不同的组织显示了与组织功能相关的独特的生物力学和化学特征；且当填充或替换这些组织时，应考虑组织性质的作用。因此，配制植入体产品以获得期望的流变学性质，以实现组织相容性和避免不需要的化学反应和相分离。
羧甲基纤维素(“CMC”)和其他多糖是在用于多种医学和非医学应用的凝胶或溶液中使用的材料的实例。羧甲基纤维素钠(“NaCMC”)是与碱和氯乙酸反应的纤维素。它是最丰富的可用的纤维素聚合物之一。它是水溶性的且生物可降解的，并用于许多医学和食品应用。它还常用于纺织品、洗涤剂、杀虫剂、油井钻进、纸、皮革、涂料、铸造、陶瓷、铅笔、爆炸材料、化妆品和黏合剂。它起增稠剂、黏结剂、稳定剂、保水剂、吸收剂和黏合剂的作用。
许多参考文献将羧甲基纤维素和其他离子型多糖描述为粘弹性的和假塑性的。参见，例如：(Andrews GP，Gorman SP，Jones DS.，Rheological Characterization of Primary and Binary InteractiveBioadhesive Gels Composed of Cellulose Derivatives Designed asOphthalmic Viscosurgical Devices(设计为眼科粘弹性手术装置的由纤维素衍生物组成的初级和二元交互式生物黏附凝胶的流变学特征)，Biomaterials.2005年2月；26(5)：571-80；Adeyeye MC，JainAC，Ghorab MK，Reilly WJ Jr.，Viscoelastic Evaluation of TopicalCreams Containing Microcrystalline Cellulose/sodiumCarboxymethyl Cellulose as Stabilizer(包含作为稳定剂的微晶纤维素/羧甲基纤维素钠的局部用乳膏的粘弹性评价)，AAPSPharmSciTech.2002；3(2)：E8；Lin SY，Amidon GL，Weiner ND，Goldberg AH.，Viscoelasticity of Anionic Polymers and TheirMucociliary Transport on the Frog Palate(阴离子聚合物的粘弹性及其在蛙上腭上的粘膜纤毛输送)，Pharm.Res.1993年3月：10(3)：411-417；Vais，AE，Koray，TP，Sandeep，KP，Daubert，CR.Rheological Characterization of CarboxymethylcelluloseSolution Under Aseptic Processing Conditions(在无菌操作条件下羧甲基纤维素溶液的流变学特征)，J.Food Science，2002.ProcessEngineering 25：41-62)。
Hercules公司的Aqualon产品信息出版物描述了各种参数对CMC钠的流变学的影响。粘度随浓度升高而升高，且CMC溶液为假塑性和粘弹性的。与热接触使得粘度降低，并且在正常条件下该作用是可逆的。长时间段后，CMC将在高温下降解，伴随粘度的永久性降低。例如，将中等分子量(Aqualon 7L)CMC在180°F加热48小时将失去64％粘度。CMC对于pH的变化是相对稳定的，并且在pH 6-9的生理学相关范围中pH对粘度的作用是最小的。pH高于10时粘度略有降低，低于4时略有升高。盐也可影响CMC的流变学；且一价阳离子相互作用形成可溶的盐。如果将CMC溶解于水中且随后加入盐，那么对粘度的影响很小。如果将干CMC加至盐溶液，那么粘度可通过离子排斥而降低。多价阳离子将通常不形成交联凝胶。当将二价盐加至CMC溶液时粘度降低，而三价盐使CMC沉淀。
可从现有技术的考虑得出结论，植入体的流变学和化学性质涉及很多复杂因素。因此，任何人可改变植入体的那些组分中的每一种以便设计具有特定受控的体内性质的植入体。这些自由度实际上如此大且复杂，以至于设计适合的植入体是难以完成的任务。
为了解决这些复杂任务，考虑所选身体组织组分的流变学是有益的。图1中所示的是两种不同的身体组织液，其主要由相同的基本的透明质酸(hyaluronic acid)(有时称为透明质酸(hyluronic acid))组分组成，但是在相同的生理应变条件下显示了显著不同的储能模量和损耗模量。两种溶液证实了剪切稀化和在0.1至180弧度/秒(0.159Hz至28.6Hz)的相对小的生理剪切应力下粘性材料(G”占优势或Tanδ＞1)至弹性材料(G’主导)的材料转变。
例如，已经证实了生理流体以不同方法顺从于施加到它们的应力。当施加外力时，材料的主导特征可从粘性润滑材料变化至弹性锚定特征(elastic anchoring character)。图2中所示的是三种相同的身体组织液，其主要由相同的基本的透明质酸组分组成，但在基于个体年龄的相同生理应变条件下显示了显著不同的储能模量和损耗模量。标记“年轻”和“年老”的材料证实了剪切稀化和在0.1至180弧度/秒的相对小的生理剪切应力下粘性材料(G”占优势或Tanδ＞1)至弹性材料(G’主导)的材料转变。材料交叉(G”＝G’)和相对幅度依赖于年龄。标记“骨关节炎”的材料在相同的剪切条件下没有交叉，并且储能模量G’和损耗模量G”的幅度显著小于其他两种材料。因此，通过基于纤维素的植入体的配制和物理操作，本文证实了可产生生物相关的生物力学凝胶性质，其可定制用于所需的特定应用。因此，对于材料的生物接受度，识别这种转变点类型是重要的。可操纵各种控制参数，如植入体产品参数，包括缓冲液强度(如PBS)、多糖选择和浓度(如NaCMC)、润滑剂含量(如甘油)；并且也可操纵高压釜时间，以使粘度和弹性的力学输出可适合于期望的结果，而不产生在现有技术中明显的所有问题。
例如，在本发明的一个优选实施方案中，制备方法和产品涉及用于唇的组织填充的植入体。如前所述，身体组织的物理性质是密切相关的。在数种细胞模型中，已经显示在组织修复过程中的细胞增殖、细胞浸润和细胞功能依赖于它们的微环境的流变学特征(例如弹性)。如上文所述，理解组织的物理结构和功能在组织填充和修复过程中具有基本治疗利益。因此，优选用显示出与受治疗组织的那些性质相似的物理性质(包括流变学)以及化学、生物学和力学性质的材料替换或填充组织结构。植入体由此提供使植入体的性质与其中放置植入体的组织的性质匹配的机会。这提供了改善的植入体材料的组织相容性并促进被设计来提供受控的组织向内生长的正常细胞反应。此外，植入体和周围组织的相似的行为向填充区域提供了更自然的外观。
在一个最优选的实施方案中，所述植入体包括2.6％CMC和1.5％甘油在pH 7.4的25mM磷酸盐缓冲液(PBS)中的凝胶。在0.1Hz至10Hz的频率范围内，相角范围为48度至140度。这与所公布测量值的一致，所述测量值为对于在主动刺激下实验上所测量的口轮匝肌(oblicularis oris)上部和下部的相角，其中在0.1Hz至10Hz的频率范围内相角范围为接近0度至150度。
由于在f＜0.05时，材料显示出更粘的特征，所以对于植入体初相角的量值是较大的。然而，材料G’＝G”交点为0.2；且弹性特征开始主导，以便模拟已在本领域中实验上测量的弹性行为。对于实验上测量的和所建议的植入体两者，相角证实了在0.1Hz至1Hz的频率范围内几乎没有变化，同时在相同的生理相关范围内注意到相似的相移。
在一个实施方案中，植入体包括2.6％CMC和1.5％甘油在pH7.4的25mM磷酸盐缓冲液中的凝胶，其含有30％v/v25um至45um羟基磷灰石钙颗粒。该材料流变学与组织位点的相似，尤其是在相角为线性时的低频率下。该材料作为弹性材料在频率范围内测试。然而，tanδ开始为0.9(大约G’＝G”)并当材料在生理相关的范围0.1Hz至10Hz内剪切稀化时，tanδ下降。
理解本文所用的某些术语也是有用的；所述术语包括“流变学”，其研究物质的变形和流动。“牛顿流体”(通常为水和仅包含低分子量材料的溶液)，其粘度与剪切应变速率和剪切应变速率曲线无关。非牛顿流体是粘度随所应用的剪切力而变化的流体。描述材料的流变学输出(rheological output)通常为与在植入位点的组织上的活性的线性力(剪切)或振荡力(Hz)有关的η、G’、G”、tanδ、与偏转角。参数η为粘度，其指示材料对在剪切应力下变形的内阻力的材料量度。对于液体，它通常被理解为″稠度″或抗倾倒的能力。G’为储能模量，其为弹性行为的指示物并揭示了聚合物系统储存与可恢复的弹性变形相关的弹性能量的能力。G”为损耗模量，其为与能量消耗(其与不可恢复的粘滞损失相关)有关的动态粘性行为的量度。损耗角正切(tanδ)定义为损耗模量与储能模量的比率(G”/G’)并且是无单位的。它是在变形循环中损耗的能量与储存的能量的比率的量度，并且提供了将弹性和粘性对系统的贡献组合起来的比较参数。大于1的tanδ表示流体更接近液体。小于1的tanδ表示流体更接近固体。偏转角定义为，将力施用到材料后距稳态的角。剪切力和振荡力的生理相关范围为用于组织的典型人的功能的身体组织活性范围。如果靶植入体被定向到软皮组织、致密胶原组织、肌肉或骨，那么这些范围将特别明显。
因此，生物材料的生物力学行为可通过测量它们的流变学性质来表征。流变学与粘弹性和粘弹性剪切性质有关。粘弹性剪切性质通过复数剪切模量来定量，所述复数剪切模量包括弹性剪切模量和粘性剪切模量。复数剪切模量的量值已用于指示总的剪切弹性、硬度和刚性。如果材料为纯弹性，那么tanδ＝0。如果材料为纯粘性，那么tanδ＝无限大。所有组织显示在这两个极端之间的tanδ。
不同的组织显示与组织功能相关的独特的生物力学特征，并且当填充或替换这些组织时应考虑组织性质的作用。本发明描述了组合物，其被配制以模拟其中注射或植入所述组合物的组织的生物力学性质和避免不需要的化学反应和相分离。很多不同的变量一起提供植入体的总的力学、化学和生物学性质。照这样，任何人可改变植入体的那些组分中的每一种以便设计具有特定受控的体内性质的植入体。无菌是必要的设计需要。因此，与灭菌工艺相关的灭菌方式和参数对材料设计是至关重要的，因为材料的预期用途是用于组织填充或替换。
植入体是可注射到软组织中的复合材料。所述复合材料包括含有或不含有颗粒的生物相容的凝胶。在注射之前和注射时，凝胶部分地起到用于可能存在的颗粒的载体的作用。在体内，凝胶形成植入体的不可或缺的部分，提供对于植入体的前述必要的预选的力学和化学微环境，以实现期望的制品(article of manufacture)。
如上文所述，载体优选包括多糖凝胶，其中可用于本发明的多糖包括，例如在以下种类的多糖中的任何适宜的多糖及其组合：纤维素/淀粉、甲壳质和壳聚糖、透明质酸、疏水改性系统、海藻酸盐、角叉菜胶、琼脂、琼脂糖、分子内复合物、低聚糖和大环系统。分组成四个基本种类的多糖的实例包括：1.非离子型多糖，其包括纤维素衍生物、淀粉、瓜尔胶、甲壳质、琼脂糖和葡聚糖(dextron)；2.阴离子型多糖，其包括纤维素衍生物、淀粉衍生物、角叉菜胶、海藻酸、羧甲基甲壳质/壳聚糖、透明质酸和黄原胶；3.阳离子型多糖，其包括纤维素衍生素、淀粉衍生物、瓜尔胶衍生物、壳聚糖和壳聚糖衍生物(包括壳聚糖乳酸盐)；和4.疏水改性多糖，其包括纤维素衍生物和α-emulsan。在一个实施方案中，所述多糖聚合物选自如下的组：羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基羟乙基纤维素、羟丙基羟乙基纤维素、甲基纤维素、甲基羟甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基甲基纤维素及其改性衍生物。用于本发明的优选的多糖包括，例如琼脂、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、微晶纤维素、氧化纤维素、甲壳质、壳聚糖、海藻酸、海藻酸钠和黄原胶。在某些实施方案中，多于一种的材料可用于形成凝胶，例如可将上文列出的多糖中的两种或多种组合以形成凝胶。在某些实施方案中，多于一种的材料可用于形成交联凝胶，例如可将上文列出的多糖中的两种或多种组合以形成凝胶。
此外，所述凝胶可被交联。适宜的凝胶交联剂包括，例如：热、pH和通过单价、二价和三价阳离子相互作用而交联。依赖于所述聚合物是否为阴离子可交联的或阳离子可交联的，用于交联聚合物的交联离子可以是阴离子或阳离子。适宜的交联离子包括但不限于阳离子，其选自由钙离子、镁离子、钡离子、锶离子、硼离子、铍离子、铝离子、铁离子、铜离子、钴离子和银离子组成的组。阴离子可选自但不限于，由磷酸根、枸橼酸根、硼酸根、碳酸根、马来酸根、己二酸根和草酸根离子组成的组。更广泛地，所述阴离子由多元有机酸或无机酸衍生。优选的交联阳离子为钙离子、铁离子和钡离子。最优选的交联阳离子为钙离子和铁离子。优选的交联阴离子为磷酸根、枸橼酸根和碳酸根。交联可通过将聚合物与包含溶解的离子的水溶液接触来进行。此外，交联可通过包括如下的有机化学改性来完成：多官能环氧化合物选自由1，4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)、乙二醇二缩水甘油醚(EGDGE)、1，6-己二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚四亚甲基二醇二缩水甘油醚(polytetramethylene glycol digylcidyl ether)、新戊二醇二缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、双甘油聚缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚和山梨糖醇聚缩水甘油醚组成的组。此外，交联可通过经由多糖主链反应的羰基或氢氧化物官能度的有机化学改性来完成。在利用多于一种聚合物类型的实施方案中，不同的聚合物可与彼此交联以形成进一步交联。
如实施例19、关于图9B的讨论和下文提供的数据所示，在一个实施方案中，植入体包括凝胶，所述凝胶的tanδ(粘性模量G”与损耗模量G’的比率)可通过调节NaCMC制剂中盐(在此实例中为磷酸钾或PBS)的浓度、随后热灭菌来操纵。在水中制备的组合物中，tanδ在热处理之前和之后都＜1，表明为弹性流体。如果组合物在稀释的盐溶液中制备时，那么tanδ在热处理之前＜1，在热处理之后＞1。tanδ＞1通常表明为粘性流体。稀释盐(在此实例中为单价)和热处理两者对于组合物从tanδ＜1转化到tanδ＞1是必需的。当盐浓度增加时，组合物的粘度通过减小多糖的内交联能力而降低。
在用于组织填充的所选组合物中，除满足组织流变学行为之外将提供某些膨胀能力的粘度是优选的。因此，优选将所述盐浓度小心地控制在相对低的水平，通常少于100mM。
将甘油添加到盐溶液使tanδ下降，也就是说，即使在热处理之后，组合物保持弹性，因为甘油的流变学性质提供与多糖凝胶的膨胀流变学相互作用。tanδ优选且通常为＜1。然而，这种组合物的tanδ不同于在不含盐的水中所制备的组合物的tanδ。NaCMC的流变学特征可通过盐、甘油和热处理来操纵。
除了期望适应植入组织位点的流变学特征之外，可调节本发明的凝胶来控制挤出、分解速率(化学的和物理的)、模压加工性和孔隙率以调整组织响应。当宿主组织在再吸收更慢的陶瓷颗粒周围形成时，凝胶特征还控制不同的再吸收速率。
在一个实施方案中，本发明提供了一种凝胶，其能支撑固体颗粒用于通过细计量针注射，并且一旦注射就形成植入体(和周围生物环境)的不可或缺的和相容的部分。所述植入体包括悬浮于凝胶中的颗粒。在某些实施方案中，所述颗粒为基于陶瓷的复合物。微粒陶瓷材料包括但不限于羟基磷灰石钙和其他适宜的材料，所述适宜的材料包括但不限于基于磷酸钙的材料及类似材料。实例包括但不限于磷酸四钙、焦磷酸钙、磷酸三钙、磷酸八钙、氟磷灰石钙、磷灰石碳酸钙、基于氧化铝的材料及其组合。陶瓷颗粒可以是光滑的圆形的、基本上球形的、包埋在连续的、交联的生物相容性凝胶材料或下述的脱水构型中的陶瓷材料的颗粒。在这个实施方案中，颗粒的尺寸范围可为20微米至200微米，优选为约20微米至120微米，且最优选为20微米至45微米。陶瓷颗粒的浓度范围为按体积计5％至65％，优选为按体积计10％至50％，且最优选为按体积计30％至45％。
可添加到凝胶的颗粒可由生物相容的但非生物可降解的材料制成。适宜的材料包括玻璃、e-PTFE、PTFE、聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚氨酯、有机硅、聚甲基丙烯酸甲酯、涤纶(Dacron)、碳粒、TEFLON铁金属、其铜镍钛合金(包括镍钛合金)、银、金、铂或不锈钢。所述颗粒可由包括有机聚合物和蛋白质的多层材料组成。此外，任何人可从弹性体的有机生物聚合物如、例如丙烯酸聚合物、乙烯醇聚合物、丙烯酸酯聚合物、多糖、丙烯酸家族如聚丙烯酰胺及其衍生物、聚丙烯酸酯及其衍生物以及聚烯丙基和聚乙烯化合物中选择颗粒。所有这些聚合物被交联以便成为稳定的和非可再吸收的，且可在它们的结构中包含其他显示特定性质的化学品或其混合物。所述颗粒优选可包括多糖颗粒，例如在如下种类的多糖中的任何适宜的多糖及其组合：纤维素/淀粉、甲壳质和壳聚糖、透明质酸、疏水改性系统、海藻酸盐、角叉菜胶、琼脂、琼脂糖、分子内复合物、低聚糖和大环系统。多糖的实例可分组成四个基本种类且包括：1.非离子型多糖，其包括纤维素衍生物、淀粉、瓜尔胶、甲壳质、琼脂糖和葡聚糖；2.阴离子型多糖，其包括纤维素衍生物、淀粉衍生物、角叉菜胶、海藻酸、羧甲基甲壳质/壳聚糖、透明质酸和黄原胶；3.阳离子型多糖，其包括纤维素衍生素、淀粉衍生物、瓜尔胶衍生物、壳聚糖和壳聚糖衍生物(包括壳聚糖乳酸盐)；和4.疏水改性多糖，其包括纤维素衍生物和α-emulsan。在一个优选的实施方案中，所述多糖聚合物选自如下的组：羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基羟乙基纤维素、羟丙基羟乙基纤维素、甲基纤维素、甲基羟甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基甲基纤维素及其改性衍生物。用于本发明的优选的多糖包括，例如琼脂、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、微晶纤维素、氧化纤维素、甲壳质、壳聚糖、海藻酸、海藻酸钠和黄原胶。在某些实施方案中，多于一种的材料可用于形成颗粒，例如可将上文列出的多糖中的两种或多种组合以形成颗粒。在某些实施方案中，多于一种、例如两种或多种多糖材料可与本文先前列出的那些交联剂结合使用，以形成交联的颗粒。进一步，可悬浮在凝胶中的颗粒、珠、微珠、纳米颗粒和脂质体可以是多孔的、有织构的、包衣的和固体的表面，且可以是圆形的或其他构型。
凝胶的这些材料组合物允许不使用力学辅助装置，通过像27至30规格一样小的针规格的很好的挤出特征，并且堵塞或阻塞的频率较低，这在现有技术中没有早先实现。尽管含有悬浮于其中的颗粒的凝胶比如果不含颗粒的凝胶明确地具有不同的挤出特征，但是含有悬浮于凝胶中的颗粒的本发明植入体显示出优于现有技术的那些植入体的改善的挤出。当颗粒尺寸接近针的尺寸时，挤出变得越来越困难。然而，小于75微米的颗粒尺寸允许本发明植入体通过细计量针(如27至30规格)注射。凝胶能作为载体悬浮颗粒并且允许较小的力来挤出植入体，而阻塞的可能性较低。具有范围为0.5至3.5、且最优选为在0.5和2.0之间的较高tanδ的材料组合物证实了通过像27至30规格一样小的针规格的最好的挤出性能特征。对于流动性是关键参数的情况，具有较高tanδ的材料是更优选的。减小tanδ产生更坚固的、可模压的植入体材料。用于装载了CaHA的凝胶的挤出力的一些例子见下表1。
表1

  物理参数/材料  组合物  30％CaHA-3.25％  CMC；15％甘油  30％CaHA-2.6％  CMC；1.5％甘油  40％CaHA-2.6％  CMC；1.5％甘油  挤出力  (lbf，0.5”  27Ga)  6.1  5.4  4.8  挤出力  (lbf，1.25”  27Ga)  11.5  9.8  7.6
优选的实施方案证实了比常规系统所需的力明显更少。
在一个实施方案中，本发明提供了一种凝胶，其能支撑半固体颗粒用于通过细计量针注射，并且一旦注射就形成植入体(和周围生物环境)的不可或缺的和相容的部分。所述植入体包括悬浮于凝胶中的颗粒。在某些实施方案中，所述颗粒为基于过度交联的多糖的复合物。微粒材料包括但不限于CMC、琼脂和其他适宜的材料，所述适宜的材料包括但不限于海藻酸盐、透明质酸、壳聚糖及类似的组分联合。实例包括但不限于透明质酸/CMC、海藻酸盐/CMC和壳聚糖/CMC、其离子交联和化学交联的组合。所述颗粒可以是光滑的圆形的、基本上球形的、包埋在连续的、交联的生物相容性凝胶材料或下述的脱水构型中的颗粒。在这个实施方案中，颗粒的尺寸范围可为约20微米至200微米，优选为20微米至120微米，且最优选为20微米至45微米。颗粒的浓度范围为按体积计5％至90％，优选为按体积计10％至80％，且最优选为按体积计60％至70％。
此外，凝胶载体中轻微的组分变化允许选择前述的生物相容性参数，同时还允许均质的颗粒悬浮。可加入组织特异性蛋白，通过加速(额外细胞基质或胶原的浸润)或减少免疫组织学响应以促进组织响应。这样谨慎选择这些生物相容性特征能获得预选的形状、美容外观、化学稳定性和生物环境，以基于应用实现植入体或组织向内生长的稳定性。增加的生物相容性和生物力学能力允许依照特定的降解曲线使植入体降解成原产于身体的化合物。
在一个实施方案中，甘油含量的减少已提供了生理上更类似于正常组织生理条件的改善的渗透压(osmolarity)范围，以及改善的生物相容性，这没有在现有技术中早先报导。本发明植入体的优选形式不依赖高量的甘油来悬浮颗粒，但是现有技术凝胶却依赖。尽管如此，本发明的凝胶能悬浮的颗粒浓度比甚至在严重依赖甘油含量的现有技术凝胶中早先教导的颗粒浓度更高。甘油含量的减少使优选的实施方案能具有255mOs至600mOs、优选255mOs至327mOs的渗透压范围，这更接近于280mOs至303mOs的血液的生理渗透压，并且通常被认可为细胞相容性的范围。参数的控制是实现上述的生物相容的植入体的选择的一个自由度。这个优选的实施方案以列表形式在表2中描述。
表2
  物理参数/材料  组合物  30％CaHA-3.25％  CMC；15％甘油  30％CaHA-2.6％  CMC；1.5％甘油  40％CaHA-2.6％  CMC；1.5％甘油  渗透压  (mmol/kg)  1768至2300  291  289
这个优选的实施方案比任何常规产品实质上更类似于正常的生理条件。
此外，甘油和CMC的减少允许优选的植入体产品的材料流变学，其接近这些生理条件或其他额外的细胞基质和体液的生理条件。较低的粘性模量G”和损耗模量G’在对人体的靶组织有代表性的应力/应变幅度下允许更好的组织模拟。
甘油含量的减少还使优选的实施方案能够具有57.9％至70.3％的水含量范围，所述水含量范围更接近于胚胎皮肤中70％至更成熟皮肤中60％的生理皮肤水含量。预期用于组织移植的、更接近于靶组织的生理水含量的材料产生对紧靠植入体的组织和细胞更少的渗透应力。
如本文之前所详细解释的，在构建生物相容的植入体中另一个可控的自由度是CMC浓度的控制。CMC浓度的减少使优选的实施方案能够具有更薄的支撑凝胶基质，其允许在注射过程中和注射后的更多的颗粒移动，这更接近地模拟某些天然组织。已经证实，在凝胶中的制剂调整允许增加膨胀材料组合物同时还保持生物相关的流变学特征。这促进了改善的基线校正和软组织校正中的改善的耐久性，同时保持与预期应用一致的应用标准。这产生更少的区域组织应力和应变，这反过来限制了红斑和水肿形式的免疫组织学响应，由此减少复原时间。
如在上文所述，本文所述的植入体可在身体的很多部分中使用用于组织填充。例如，可被植入体填充的软组织包括但不限于皮肤组织(皱襞和皱纹)、唇、声襞、粘膜组织、鼻沟、皱眉线、面中部组织、颚骨线(jaw-line)、下颚、颊和胸部组织。应理解的是，这些区域中的每一个都显示独特的力学和生物学性质。例如，上唇和下唇显示连续的移动性，并且因肌肉相互作用和减少的弹性需求而需要提供类似移动性的植入体。因此，显示这些特征的植入体提供了更高程度的生物相容性、力学相容性和出众的视觉效应。照这样，可配制植入体以便特别地设计用于身体特定部分内的植入以处理具体的适应症。表3举例说明了年轻人和老年人的声襞和皮肤的tanδ。
对于典型的脸外部的皮肤应用，用于表征的流变学响应可更好地被G’、G”或tanδ定义。这在下表3中总结，且这些特定的流变学参数优选用于在下文所述的合意度曲线中限定优值区域(region ofmerit)或容积。
表3：完整组织的Tanδ
  组织  Tanδ  参考  声襞(人)  0.1-0.5  (在低频为0.2-0.5)  (在高频为0.1-0.3)  Chan，RW和Titze，IR.1999.J.  Acoust.Soc.Am.，106：  2008-2021  人皮肤-23岁  0.61  (应变速率10％/分钟)  1.02  (应变速率1000％/分钟)  根据递增的应力-应变曲线以粘性  模量对弹性模量的斜率的比率评  价(Silver，FH，Seehra，GP，  Freeman，JW和DeVore，DP.2002.  J.Applied Polymer Science，86：  1978-1985)  人皮肤-87岁  0.36  (应变速率10％/分钟)  1.16  (应变速率1009％/分钟)  见上
所选材料组合物的优选参数的实例在下表4中列出。
表4
  物理参数/材料组  合物  30％CaHA-3.25％  CMC；15％甘油  30％CaHA-2.6％  CMC；1.5％甘油  40％CaHA-2.6％  CMC；1.5％甘油  Tanδ @ 0.5Hz，2  τ，30℃  0.453  0.595  0.581
对于移动性是关键参数的情况，具有较高tanδ的材料是更优选的。减小的tanδ产生更坚固的、可模压的植入体材料。优选的实施方案证实了比常规产品材料更接近的生理响应。
例如，为了处理显示较低粘度的组织如唇的适应症，可使用具有0.5Hz下在100,000厘泊和300,000厘泊之间的粘度、以及在0.5和1之间的tanδ的植入体。同样地，为了处理在期望较高粘度植入体、例如面中部区域或植入体优选提供结构支撑的其他区域中的面部造型的情况下的适应症，可使用具有在300,000厘泊和600,000厘泊之间的粘度以及在0.5和1之间的tanδ的植入体。这在下表5中总结。
表5
  物理参数/材料  组合物  30％CaHA-3.25％  CMC；15％甘油  30％CaHA-2.6％  CMC；1.5％甘油  40％CaHA-2.6％  CMC；1.5％甘油  粘度(η @  0.5Hz)  413750  202865  396585  Tanδ @  0.5Hz  0.453  0.595  0.581  粘性模量(G’ @  0.5Hz)  1478.60  678.32  1331.8  损耗模量(G” @  0.5Hz)  671.69  404.30  773.23
人声襞组织的tanδ的范围为0.1-0.5，这表示弹性材料(Chan，RW和Titze，IR，“Viscoelastic shear properties of human vocalfold mucosa：Measurement methodology and empirical results(人声襞粘膜的粘弹性剪切性质：测量方法学和经验结果)”.1999，J.Acoust.Soc.Am.106：2008-2021)。人皮肤的tanδ的范围为0.36(较老的皮肤)至0.61(较年轻的皮肤)(根据应力-应变数据计算-Silver，FH，Seehra，GP，Freeman，JW和DeVore，DP.2002.J.Applied Polymer Science，86：1978-1985)。骨骼肌的tanδ超过1.0，这表示粘性材料。透明质酸的tanδ的范围为1.3至0.3，因为这种材料通过tanδ等于1在1弧度/秒和8弧度/秒之间(0.17Hz至1.3Hz)证实了剪切稠化和转变(Fung YC，1993“Biomechanics：Mechanical properties of living tissue(生物力学：活组织的力学性质)”，第2版，Springer-Verlag，New York，NY)。当设计组合物以填充人唇(肌肉)时，这是重要的。上唇与下唇之间和男性与女性之间的硬度(根据Chan和Titze等人，更有弹性)甚至有差异。下唇比上唇更硬，男性唇比女性唇更硬(Ho，TP，Azar，K，Weinstein和Wallace，WB.“Physical Properties of Human Lips：ExperimentalTheoretical Analysis(人唇的物理性质：试验理论分析)”，1982.J.Biomechanics.15：859-866)。本发明描述了组合物，所述组合物被配制以更接近地模拟生物材料所置于的组织的流变学(包括tanδ)。
人唇主要由被疏松结缔组织包围的骨骼肌组成，所述疏松结缔组织被分层的角质化鳞状细胞(类似于皮肤的角质层)所覆盖。下唇和上唇的硬度有差异。很多参考文献将硬度等同于弹性。如果唇组织类似于骨骼肌，那么唇组织显示显著的弹性。然而，具有较高tanδ的组合物可导致更少的唇结节，唇结节是使用现有技术植入体常见的问题。组织对任何植入体的响应依赖于数种因素，所述因素包括植入体材料的化学组成、物理构造和生物力学特征以及依赖于宿主组织的微环境的生物力学力。在增加的力学应力下注射到组织中的现有技术CaHA/CMC组合物比当在较小的力学应力下植入到组织中时产生更多的胶原组织(其在某些应用中可导致不期望的组织向内生长)。这种响应的一部分与植入体的粘弹性有关。在连续力学应力下的植入体将依赖于植入体的粘弹性性质而起不同的作用。高粘弹性植入体(低tanδ)将持续经受剪切稀化至较低粘度并“反弹”至最初的较高粘度。这种植入体力学中的连续变化可“启动”宿主细胞或向宿主细胞发信号以变得更有活性，且比显示更粘性的流变学(较高tanδ)的植入体产生更多胶原。更粘性的植入体与更粘弹性的植入体比较，将不经受相同水平的力学通量(mechanical flux)。
对于现有技术组合物，已经观察到稠的胶原材料包封个体颗粒。植入体在肌肉束之间确实形成连续块(像肌肉束被推挤分离)并且颗粒被稠的纤维环包围，具有在颗粒之间结合的更薄的胶原单位。相比之下，已经在皮肤和粘膜区域中观察到胶原整体以颗粒之间的连续编结出现，而不以在个体颗粒周围的稠胶囊出现。在个体颗粒周围的这种稠的胶原材料类似于在唇结节活组织检查中观察到的材料。这种包封有可能与唇肌肉中的连续的生物力学力、材料的弹性与内聚性(cohesiveness)和肌肉束之间的聚集有关。
因此，尽管不限制本发明的范围，具有更高tanδ的组合物可减少由包围CaHA颗粒的过量纤维组织引起的早期结节(与早期炎症响应和吞食和去除CMC的异物响应明显相关的那些)和晚期结节的发生率。弹性较少且粘度较低的组合物可提供更平滑的流动和更可挤入的植入体，并减少了向宿主细胞发信号的生物力学移动，由此导致更少的结节。
除基本的植入体产品和还选择性使用填充剂材料诸如陶瓷如CaHA之外，在混合工艺中的任何步骤可将许多用于治疗患者的疾病状态的医学上有用的物质加入到植入体组合物。这些物质包括氨基酸、肽、维生素、用于蛋白合成的辅因子；激素；内分泌组织或组织片段；合成剂(synthesizer)；血管生成药物和包含这些药物的聚合物载体；胶原晶格；生物相容的表面活性剂、抗原剂(antigenic agent)；细胞骨架剂(cytoskeletal agent)；软骨片段、活细胞如软骨细胞、骨髓细胞、间充质干细胞、天然提取物、转化生长因子(TGF-β)、胰岛素样生长因子(IGF-1)；生长激素如促生长素；纤连蛋白；细胞吸引剂和附着剂(attachment agent)。此外，添加到凝胶的利多卡因和其他麻醉剂的范围为按重量计0.1％至5％，更优选0.3％-2.0％，且最优选0.2％-0.5％。
优选实施方案的制备
为了进行植入材料的合理设计和制备，选择性建立流变学参数以完成靶向特定组织位点的植入体产品。为了详细描述这种工艺，将参考图3，图3以分步的方式列出方法。在第一步骤100中，任何人选择用于植入的具体的组织位点。例如，组织位点可包括唇组织、皮肤组织和较硬的组织，如肌肉组织。组织位点可通过它们对范围内的应力的流变学响应来表征。对于图4中所示的唇组织，有三个活性区域。在最初的小应力(0.1Hz)的区域1中，相角证实了材料是弹性的或类肌肉的(范围0至5)并且相角的特征为线性的。初相角越大，则肌肉/组织相互作用的特征主导性越少或者组织(如皮肤)越软。在区域2中，应力的普遍增加导致有限的相角变化。肌肉收缩不主导肌肉的弹性特征并且还未超过肌肉组织弹性限度。在区域3中，应力的普遍增加导致相角变化。应力开始主导肌肉组织限度的弹性特征。应力的生理相关范围为0.1Hz至10Hz。唇中的皮肤填充剂应用的最佳化需要考虑肌肉和软球状(soft bulbous)组织的运动。唇形态主要由肌肉与软组织的相互作用介导。唇收缩由一小组的肌肉：多平面和多维的组织结点控制。然后用于唇的皮肤填充剂应最优选为粘弹性的。所述材料在小应力下应为粘性的且逐渐成为弹性的。弹性特征是必要的以使材料停留在植入的地方。G’和G”的幅度应在类似于ECM多糖的生理范围内(参见Fung YC，1993“Biomechanics：Mechanical Propertiesof Living Tissue(生物力学：活组织的力学性质)”，第2版，Springer-Verlog，New York，NY)，且范围可为10cps至300cps。这在下表6中总结。
表6
  物理参数/材料组合物  3.25％CMC；15％甘油  2.6％CMC；1.5％甘油  G’范围0.1Hz至10Hz  86cps至530cps  21cps至238cps  G”范围0.1Hz至10Hz  66cps至262cps  26cps至154cps  tanδ范围0.1Hz至10Hz  0.77至0.49  1.19至0.647
应优选维持或更密切接近G’和G”值的范围的材料。优选的实施方案证实了比任何常规产品实质上更类似于正常生理响应的响应。
在第二步骤110中，确定所选组织位点的流变学性质并且应建立这些流变学性质的合理限度。因此，必须积累数据(通过直接实验性测试或通过参考公布的数据)以定义在其使用过程中的组织流变学和行为的范围。
在下一步骤120中，鉴定植入体材料系统，并且一般而言，为了实现期望的流变学和避免化学断裂或相分离满足数种要求是重要的。最初，选择可在体内建立良好的化学稳定性的基于多糖的凝胶是令人期望的。此外，凝胶可与缓冲液和润滑剂组合并适当灭菌以能产生具有对身体组织使用的参数的可接受的流变学行为的植入体。一个这种优选系统的实例包括NaCMC多糖凝胶、缓冲液如PBS、和润滑剂如甘油。被灭菌的复合材料获得约22及以上、最优选约24-33的Fo值，它提供了约10^-6无菌性的值。植入体粘度对Fo在图5中示出。
其他植入体组分也是有用的，且最优选包括前面已经描述的其他多糖，诸如纤维素/淀粉、甲壳质和壳聚糖、透明质酸、疏水改性系统、海藻酸盐、角叉菜胶、琼脂、琼脂糖、分子内复合物、低聚糖和大环系统。此外，可使用任何生理上可接受的缓冲液，诸如且不限于甘氨酸、枸橼酸盐和碳酸盐。还可使用润滑剂，诸如、例如且不限于矿物油和复合脂肪酸。所有这些组分必须通过应用下文所述的严格制造标准来调节，所述严格制造标准能在具体的组织位点的使用范围内实现建议的流变学参数。
在下一步骤130中，改变所选植入体材料的化学参数以获得相对宽的流变学行为范围。选择这些化学参数涵盖这种合理的广泛的范围，以确保下游分析工艺能从可能性的整体中鉴定出全部范围有用的化学组合物。如将在下文描述并图解说明，化学值的这种广泛集合能分析地分离优值相区或区域，其中化学特征映射到具有适于所选接受者的组织位点的流变学行为的植入体材料。
如前文所述，现有技术植入体产品具有严重缺陷。例如，在基于多糖凝胶的唇组织植入体的一种类型中，所述植入体趋于经受化学反应或相分离发生，引起结节聚集，引起唇组织不规则的不平的外观。如下文所示，这些和其他已知的产品在适合的流变学相区或优值区域之外。已知的植入体在生理相关范围(对于应力约0.1-10Hz)内未证实粘性行为，因此没有G”＝G’交叉或tanδ＞1。现有技术植入体较稠(即更粘性)，并且由于身体逐渐地将材料识别为外来的透明质酸，而引起增加的炎症响应。在现有技术产品的另一个实施例中，材料是基于高交联的透明质酸或透明质酸颗粒，其具有不交叉的G’和G”曲线，产生有缺陷的植入体。
在其包括化学参数的鉴定和选择宽范围的化学植入体的值的步骤130之后，在步骤140中，在宽范围内制备测试产品样本，并且确定它们的流变学特征。流变学值的矩阵包括在感兴趣的身体组织变量范围内的、作为频率函数(称为相角)的频率响应、弹性模量G’；粘性模量G”；tanδ(G’/G”)和粘度。然后可进行材料组合物之间的比较分析以通过下文所述的方法分离优值相区。
如上所述，已将实验数据当作重要的化学变量矩阵并确定最终流变学参数。用于满足所期望的流变学的各种实验数据和流变学轮廓和边界线的数学描述在下文实施例19中列出。使用四个基本输入处理数据：CMC浓度、甘油浓度、磷酸盐缓冲液浓度和Fo值。数种代表性植入体产品的Fo的变化在图5中示出。在进行这些下面描述的且在若干图中说明的复杂计算中，使用121℃灭菌循环Fo已被设置在约22和33的终点；但是可使用其他温度和时间来获得相同的Fo值；并且可确定所有其他化学变量的作用，以将化学变量映射到给定组织植入位点的靶向的适合的流变学性质。通常理解的是，材料灭菌需要达到特定的Fo以确保产品的10^-6无菌性要求。在Getinge Ab，Sweden的高压釜中研究灭菌时间和温度的不同组合的使用以最优化灭菌工艺。将材料在121℃高压灭菌达3分钟、6分钟、12分钟和30分钟的运行周期。灭菌程序具有分别等于22、25、28和33的灭菌效果(Fo)并且实现10^-6无菌性。将材料在124℃高压灭菌达4分钟、7.5分钟和11分钟的运行周期。灭菌程序具有分别等于26、36、46的灭菌效率(Fo)。将材料在127℃高压灭菌达0.5分钟、1.5分钟和3分钟的运行周期。灭菌程序具有分别等于42、49、57的灭菌效果(Fo)。
还可将本制备方法使用的流变学参数的变化结合到用于实现期望的植入体流变学的分析方法。例如，tanδ＝G”/G’和这种相互关系可允许分析的简化，所述分析诸如，例如给定三个参数中的两个的信息以确定第三个变量对流变学参数的影响。如上文所述，这些可以是具体感兴趣的所选组织植入位点的流变学参数的子集，这由此可能不需要获得所有上述的流变学参数值。此外，流变学参数的一种或多种可能对制备变量(诸如，例如多糖凝胶含量、缓冲液浓度、高压釜Fo值和润滑剂含量)的一种或多种的变化实质上不敏感。然后这将允许制备映射到组织的具体的一种或多种流变学性质的产品。
在图6的下一步骤150中，分析方法用于鉴定映射到期望的流变学相区所需的精确化学变量，以实现对于具体的组织位点流变学匹配的植入体产品。如上文所述，在优选的实施方案中，将灭菌保持至Fo的具体范围以实现商业上可接受的10^-6无菌状态。进一步，Fo值随所有处理线性增加直至冷却阶段开始。不同灭菌温度对累积的Fo曲线的主要作用是曲线斜率随灭菌温度的升高而增加(参见图5)。还可能使用比在药典中通常所建议的更高的灭菌温度，因此缩短工艺时间。这种灭菌工艺优选对应于约22到至少约33的Fo值范围，且这些值还与聚合链断裂程度的变化和实现期望的无菌性有关。然而，这种聚合链的断裂导致对流变学参数的影响；且在最优选的实施方案中，依据所有保持不变的制备变量已表征24-33的范围，以建立适合的流变学相区或优值区域，从而，在所述流变学相区或价值区域内，植入体产品具有所需的流变学值以在组织植入位点很好地实施。还可容易地扩展此方法以确定较高的Fo值的作用。
在这个步骤150中，使用与每个数据点有关的化学值的集合进行用于鉴定适合的植入体化学的数据分析的一个优选方法，以实现严格的建模程序。更多的细节在实施例20中列出。这个实施方案还可描述成通过使用以下四种输入的筛选模型：CMC浓度、甘油浓度、磷酸盐缓冲液浓度和Fo值。例如，CMC在2.3wt.％至2.9wt.％之间以0.1％增量变化，甘油含量设定为1.5wt.％，缓冲液设定为0M、25mM和100mM浓度。然后使用在实施例19中所述的两种单独Taguchi阵列筛选模型实施此模型。
使用JMP7.0下拉菜单，以下路径用于SAS JMP 2.0版软件：
打开数据集\分析\拟合模型\
通过突出显示(highlight)选择模型输入：Fo、CMC浓度(％CMC)、甘油浓度(％甘油)、PBS浓度(X mM)。
使用宏(macros)和选择和/或效果筛选以捕获输入的所有相互作用
使用线性最小二乘法拟合用于模型回归
使用效果筛选用于报告格式
运行模型
在线性最小二乘法下：(输出的绘图选项)
突出显示预测分析器(prediction profiler)来图解表示输入的相互作用。
使用下拉菜单以设定技术规范限度(specification limit)-可选择的
基于所用的技术规范限度最优化。
合意度是基于一条件满足对输入条件的技术规范的程度如何的期望度的无单位参数。可计算数据集的每种条件的合意度。合意度的绘图允许满足技术规范的所有条件的绘图显示。
突出显示轮廓分析器以图解地表示2D输入/响应相互作用。
突出显示表面分析器以图解地表示3D输入/响应相互作用。
基于两种变量的2-D绘图的连续迭代允许自我限制的输出功能的反复检查。这是穷尽性的执行(excersize)并且仅呈现限制条件曲线。在这种评价下发现灭菌时间限制在12至25分钟(Fo 22至33)。
然后使用来自每个输出筛选模型轮廓的预测公式将Fo的极限值结合到预测模型的开发中。基于以下四种输入来开发筛选模型：CMC浓度(％CMC)、甘油浓度(％甘油)、磷酸盐缓冲液浓度(mM)和高压灭菌时间。CMC浓度(％CMC)在2.3％w/v至2.9％w/v之间以0.1％w/v增量变化。甘油浓度(％甘油)保持在0％w/v、1.0％w/v和1.5％w/v。缓冲液浓度(mM)在0、25mM、50mM和100mM浓度变化。这产生具有420个相互作用的(interative)条件的完全因子设计(full factorialdesign)。将预测公式输入到完全因子设计。基于筛选模型预测公式计算流变学输出。参见附件II。此外，通过在图6的步骤后使用SAS JMP7.0版统计软件分析数据以产生预测分布图，三维(“3D”)表面轮廓曲线(参见，例如图7B(i)-7B(viii))。预测模型将统计强度提供到模型，从而将更多的数据点结合到模型描述中。更多的细节在实施例19中列出。
再次在上文所述，通过使用SAS JMP 7.0版统计软件的分析提供了有用的三维(“3D”)轮廓曲线(参见，例如图7B(i)-7B(viii))图7C和图9A(i)-9A(ix)。其他适合的常规统计分析软件也可用于方法的这一类型以分析来自测试产品样本的基本化学参数数据。这种方法可产生允许形成3D表面的数据拟合和线拟合，以鉴定基于植入体/组织约束的优值相区，从而确定流变学行为的三维曲线和那些流变学参数的最小和最大范围的选择，以满足预先设定的期望的流变学条件和性质。在下文中实施例19还提供了定义边界线和轮廓的方程的细节。
关于植入体产品的流变学变量的标准，实施例19是用于唇组织的植入体应用，其中(1)G’和G”行为应优选在约0至300pa s的范围内以映射到期望的性质，因为唇组织的间质细胞外基质包括透明质酸多糖，对于透明质酸多糖可鉴定流变学范围；且它们的曲线应在与唇组织函数性一致的约0.5至4Hz的生理相关频率交叉，和(2)对于相同的生理相关应力范围，粘度应为约0至300,000cps。对于低应力条件，tanδ应大于1，显示材料的固有粘性性质，同时tanδ随应力增加而减少，证实了唇的弹性行为：组织结节性质。在0.1Hz至4Hz的应力范围内，相角或偏转角应为约5至110。SAS分析方法产生满足以下流变学评价参数的多族流变学变量曲线，并可在表7中总结。
表7
  流变学参数  粘度(5τ，30℃平  行板)0.7Hz  7200cps至  53000cps  基于现有常规植入体产品的技术规范限制的数  据。这在关于几种透明质酸组合物的已出版参考  文献中得到支持。  Tanδ 0.7Hz  ＞1  基于在低应力下的常规产品技术规范限制和期  望流变学的数据。皮肤应用的材料应在低应力下  显示最小的弹性行为以更像周围组织和牛顿流  体(水)微环境那样发生作用。这在关于几种透明  质酸组合物的已出版参考文献中得到支持，因为  它们显示了在增加的应力下的粘性至弹性行为  和在某些应力点的交叉。  G’和G”0.7Hz  ＜300cps  具有各种透明质酸组合物的来自Fung的参考文  献的数据。透明质酸是皮肤细胞外基质的主要组  分。  G’和G”4.0Hz  ＜100cps  具有各种透明质酸组合物的来自Fung的参考文  献的数据。透明质酸是皮肤细胞外基质的主要组  分并且这看来是可应用的。  Tanδ 11.7Hz  ＜1  基于在较高应力下的常规产品技术规范限制和  期望流变学的数据集。如果材料当经受较高应力  以限制形式的移动或变形时，显示了某些弹性特  征，那么将是最好的。  δ-R 0.7Hz & 4  Hz  ＜60和＜110  在关于唇的相角评价的已出版参考文献中支持  的数据。界限是主观的，并且取自如文献中所提  出的图表。在0.7Hz & 4Hz两点的评价涵盖了  应力的生理相关范围。
在下一步骤160中，具有数学行为的线是已满足条件的流变学变量中的单独的每一种的一系列经鉴定的轨迹的一部分。这些在图7C中显示为线将可接受的白色区与邻近的暗区分离。如在上文所述，实施例19提供了分析和数学描述的更多细节。同时在步骤170中，优值相区可被鉴定，它在图7C中为白色区，其中流变学参数限度的整体都被满足。这建立了靶植入体产品的优值相区。如上文所述，在某些情况下，为了鉴定满足植入组织需求的化学特征，仅仅使用流变学参数中的一个来定义“优值区域”是必要的。在下文中列出很多实施例，它们描述了适合的性能或优值的这些流变学轨迹以及靶流变学优值相区。这些实施例特别涉及唇组织植入；但是依据其他组织流变学的知识，本文所述的方法可用于具有已知流变学参数的任何组织位点。统计方法通过上面提及的SAS现成软件形式(其包括例如Monte Carlo计算，并且是在图3的统计分析流程图中显示的分析的一部分)来实施。
在另一个实施方案中，可实现基于步骤160和170的增强以建立与化学变量相关的流变学变量的可应用性和函数性。这可通过在筛选模型最小二乘法回归中使用流变学参数的一种或多种输入产生预测分析器的数学模型以形成化学变量对选择的流变学输出的曲线的步骤180来完成。图8显示了以下步骤：预测分析器在步骤181中实施步骤150的筛选模型，以选择流变学参数中的一个作为两种化学变量的函数。根据这种分析，SAS软件可在步骤182中产生流变学参数对两种化学变量的3D轮廓(参见，例如图9A(i))-9A(ix))。在下一步骤183中，在化学变量中的一个的设定值处获取平面横截面(参见图9A(ii))。在下一步骤184中，与流变学函数的轮廓平面交叉建立所选变量的线(参见图9B，关于在给定参数的流变学轮廓中的这些不同的线的矩阵)。在步骤185中，流变学参数对化学变量的敏感性的知识允许对化学作用的控制(参见图9B的各种曲线)。然后这些预测分布图显示出，当其他变量保持恒定时，一种化学变量输出的变化如何具有对某些流变学变量的相当的适度的影响，而另外一些化学变量在其他变量保持恒定时，对流变学响应具有非常显著的影响。例如，如在图9B中所示，PBS化学变量在所选流变学输出中引起相当显著的变化。它们的可变性(或其缺乏)可用于期望的终产品的制备简化，或者进一步影响在流变学相区或适于所选组织植入位点的区域内的、与位置信息组合的给定流变学变量的最终值。如前文所述，通过SAS软件产生以描述轮廓和线的数学方程的更多细节在实施例19中表征，并通过软件的绘图脚本来实施。
在步骤190的另一个程序中，“合意度”量度或区域可经由将模型限定在满足所需输出范围的那些条件通过分析输入数据和流变学参数来确定。合意度为评价测试条件是否满足技术规范和满足到何种程度的指数。小于0的那些值未能满足可接受材料的一种或所有标准。因此，它们未包括在3D曲线中。具有正的合意度的所有其他变量组合以某种相关程度满足技术规范目标。将合意度的阈值条件限定在0.5，因为在这种情况下可获得预测优化(因为没有一种条件最优化所有输出)。模型强度可通过增加实验数据的量而进一步增强。这可通过所有可能条件的更多次反复运行的暴力法来完成，或者在这种情况下，统计的SAS JMP 7.0版包括无限地限定可接受材料的程度的Monte Carlo模拟，因此定义可接受区域的表面。将合意度的阈值限度建立在0.15以允许模型模拟的置信度，因为在Monte Carlo模拟中包括正态方差。
前文所述的方法和产品可通过建立多位具体类型患者中的任何一位的组织的流变学数据的数据库的供应商来实现；并且理解了如何实施本文所述的方法，供应商可随后映射出植入体产品及其相关流变学性质，以确定哪种产品满足具体组织的相容性需求。因此，上述的优值区域以及合意度曲线可有助于定义适合的产品。
这种“合意度”分析的实例在下文图31A-31F中提供。
以下非限制性实例说明了本发明的各种方面。
实施例1
制备在无菌水中的2.3％CMC钠凝胶
在无菌注射用水中制备羧甲基纤维素钠，并使用氢氧化钾调节pH至约7.1至约8.0。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至30分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和30分钟之间的时间间隔。结果在图10中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线(profile)显示了G’和G”在0.495Hz(3.2弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。
实施例2
制备在无菌水中的2.4％CMC钠凝胶
在无菌注射用水中制备羧甲基纤维素钠，并使用氢氧化钾调节pH至约7.1至约8.0。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至30分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和30分钟之间的时间间隔。结果在图11中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在0.0299Hz(1.8弧度/秒)(频率比在图1中所示的低)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。
实施例3
制备在无菌水中的2.5％CMC钠凝胶
在无菌注射用水中制备羧甲基纤维素钠，并使用氢氧化钾调节pH至约7.1至约8.0。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为12分钟至30分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图12中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在0.157Hz(1弧度/秒)处交叉，频率比在图10和11中所示。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。
实施例4
制备在无菌水中的2.6％CMC钠凝胶
在无菌注射用水中制备羧甲基纤维素钠，并使用氢氧化钾调节pH至约7.1至约8.0。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为12分钟至30分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达12分钟和30分钟之间的时间间隔。结果在图13中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在0.164Hz(1.03弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。
实施例5
制备在磷酸钾缓冲液中的2.3％CMC钠凝胶
在无菌25mM至100mM磷酸钾缓冲液pH中制备羧甲基纤维素钠，并使用氢氧化钾调节pH至约7.2至约8.0。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121蒸汽灭菌达范围为3分钟至12分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图14中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在2.401Hz(15弧度/秒)(类似于在图13中所示的频率)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。
实施例6
制备在磷酸钾缓冲液中的2.4％CMC钠凝胶
在无菌25mM至100mM磷酸钾缓冲液pH中制备羧甲基纤维素钠，并使用氢氧化钾调节pH至约7.2至约8.0。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至12分钟的时间。此外，一个样本在121灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图15中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在1.56Hz(9.8弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。
实施例7
制备在磷酸钾缓冲液中的2.5％CMC钠凝胶
在无菌25mM至100mM磷酸钾缓冲液pH中制备羧甲基纤维素钠，并使用氢氧化钾调节pH至约7.2至约8.0。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至12分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图16中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在4.54Hz(28.5弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。
实施例8
制备在磷酸钾缓冲液中的2.6％CMC钠凝胶
在无菌25mM至100mM磷酸钾缓冲液pH中制备羧甲基纤维素钠，并使用氢氧化钾调节pH至约7.2至约8.0。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至12分钟的时间。此外，一个样本在121灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图17中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在3.61Hz(22.7弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。
实施例9
制备在磷酸钾缓冲液中的2.7％CMC钠凝胶
在无菌25mM至100mM磷酸钾缓冲液pH中制备羧甲基纤维素钠，并使用氢氧化钾调节pH至约7.2至约8.0。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至12分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图18中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在3.49Hz(21.9弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。在此CMC钠浓度(2.7％)下，交叉移至比在图16(2.5％CMC)中所示的频率更低的频率。组合物仍显示牛顿溶液特征。
实施例10
制备在磷酸钾缓冲液中的2.8％CMC钠凝胶
在无菌25mM至100mM磷酸钾盐缓冲液pH中制备羧甲基纤维素钠，并使用氢氧化钾调节pH至约7.2至约8.0。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至12分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图19中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在4.88Hz(30.7弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。由于交叉在顶端频率处发生，所以这种组合物在几乎所有频率处显示牛顿特征。
实施例11
制备在磷酸钾缓冲液和甘油中的2.6％CMC钠凝胶
在使用氢氧化钾调节pH至约7.2至约8.0且包含至多1％甘油的无菌25mM至100mM磷酸钾缓冲液中制备羧甲基纤维素钠。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至12分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图20中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在1.254Hz(7.8弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。将甘油加至磷酸钾中的CMC钠凝胶显著影响了组合物的流变学，高于约1.0的频率时使组合物从基本牛顿流体转变成非牛顿流体。
实施例12
制备在磷酸钾缓冲液和甘油中的2.7％CMC钠凝胶
在使用氢氧化钾调节pH至约7.2至约8.0且包含至多1％甘油的无菌25mM至100mM磷酸钾缓冲液中制备羧甲基纤维素钠。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至12分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图21中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在1.158Hz(7.2弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。将甘油加至磷酸钾中的CMC钠凝胶显著影响了组合物的流变学，高于约1.0的频率时使组合物从基本牛顿流体转变成非牛顿流体。
实施例13
制备在磷酸钾缓冲液和甘油中的2.8％CMC钠凝胶
在使用氢氧化钾调节pH至约7.2至约8.0且包含至多1％甘油的无菌25mM至100mM磷酸钾缓冲液中制备羧甲基纤维素钠。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至12分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图22中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在0.914Hz(5.7弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。将甘油加至磷酸钾中的CMC钠凝胶显著影响了组合物的流变学，高于约1.0的频率时使组合物从基本牛顿流体转变成非牛顿流体。
实施例14
制备在磷酸钾缓冲液和甘油中的2.9％CMC钠凝胶
在使用氢氧化钾调节pH至约7.2至约8.0且包含至多1％甘油的无菌25mM至100mM磷酸钾缓冲液中制备羧甲基纤维素钠。将分散体在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合5分钟，然后在1725RPM下在轨道式Ross混合器中混合40分钟，同时保持26mm Hg或更多的真空。然后将组合物在121℃蒸汽灭菌达范围为3分钟至12分钟的时间。此外，一个样本在121℃灭菌达3分钟和12分钟之间的时间间隔。结果在图23中示出，其中G’表示弹性模量，G”表示粘性模量且η为复数粘度。图线显示了G’和G”在1.065Hz(6.7弧度/秒)处交叉。高于此频率时，组合物显示非牛顿溶液特征(tanδ＜1.0)。将甘油加至磷酸钾中的CMC钠凝胶显著影响了组合物的流变学，高于约1.0的频率时使组合物从基本牛顿流体转变成非牛顿流体。
实施例15
1150℃烧结材料包括以下材料和工艺条件：
这个实施例的材料包括含有：30％至45％介质；2.6％至3.25％CMC；0至15％甘油；0mM至100mM PBS的植入体。
一起加入CMC、缓冲液、甘油和介质，并在连续的和持续不变的真空下用行星式混合器混合20分钟至3小时。将材料填充至1cc注射器，装入铝箔中，最后在121℃蒸汽灭菌达15分钟至30分钟。
对30％和40％介质、2.6％CMC至3.25％CMC、1.5％至15％甘油、0至25mM进行流变学评价。其结果在图24-28中显示。所测试的材料和它们的一些性质在下表A中列出。第一列植入体是现有技术中所教导的植入体。第二列植入体是依据本发明的原理在高移动性组织中使用的。第三列植入体也是依据本发明的原理但是在需要更高膨胀性的组织的情况中使用的，所述情况中轮廓成型和填充具有重要意义。
表A
  物理参数/材料组合  物  30％CaHA-3.25％  CMC；15％甘油  30％CaHA-2.6％  CMC；1.5％甘油  40％CaHA-2.6％  CMC；1.5％甘油  渗透压(mmol/kg)  1768至2300  291  289  挤出力  (lbf，0.5”27Ga)  6.1  5.4  4.8  挤出力  (lbf，1.25”27Ga)  11.5  9.8  7.6
  粘度(η @ 0.5Hz)  413750  202865  396585  Tanδ @ 0.5Hz  0.453  0.595  0.581  粘性模量  (G”@ 0.5Hz)  1478.60  678.32  1331.8  损耗模量  (G’@ 0.5Hz)  671.69  404.30  773.23
图24说明了当剪切速率改变时每一种材料的粘度。图25说明了当剪切速率改变时每一种材料的损耗模量。图26说明了当剪切速率改变时每一种材料的粘性模量。图27说明了当剪切速率改变时每一种材料的δ。
材料是剪切稀化的。改变凝胶载体中的凝胶组合物浓度提供了在较高％颗粒介质下模拟其他流变学变量的可能性。颗粒的降解速率可通过凝胶流变学的配制(formulation)来操纵。粘度和弹性的描述性特征可通过凝胶组合物浓度而改变或保持。粘性模量G”和损耗模量G’越低，在量值上越类似于生理组织的研究，并且进一步显示没有在现有技术中早先报导过的改善的生物相容性。
对于具有不同颗粒浓度的不同凝胶组合物，在图28中证实弹性的时间依赖性。在2.6％CMC∶1.5％甘油载体中的30％ & 40％固体对在3.25％CMC∶15％甘油载体中的30％固体。所述材料证实了材料因组合物而断裂的时间依赖性。具有较少颗粒和较低粘度的凝胶的材料具有较低的抵抗材料应力的趋势。
实施例16
含有甘油的海藻酸盐/CMC载体与在1150℃烧结的CaHa颗粒组合，并且包括以下组分(表B)。已经测试各种海藻酸盐类型，并且海藻酸盐的总结在下表B中列出。
表B
海藻酸盐(LVM、MVM、M＝G、MVG和LVG)
海藻酸盐类型  古洛糖醛酸％/甘  露糖醛酸(％)  定义LVM  30-35/65-70  具有高甘露糖醛酸含量的低粘度海藻酸盐凝胶。MVM  35-45/55-65  具有高甘露糖醛酸含量的中粘度海藻酸盐凝胶。M＝G  45-55/45-55  甘露糖醛酸和古洛糖醛酸含量类似的高粘度海藻
  酸盐凝胶。  MVG  65-75/25-35  冷可溶的且具有高古洛糖醛酸含量的低粘度海藻  酸盐凝胶。  LVG  65-75/25-35  具有高古洛糖醛酸含量的非常低粘度的海藻酸盐  凝胶。
M087052：由30％介质、40mg/ml至100mg/ml海藻酸盐∶7.5mg/ml至12.5mg/ml、25mM PBS和1.5％甘油组成。
以下海藻酸盐/CMC凝胶制剂(mg/mL)使用下述的工艺来制备：
一起加入海藻酸盐/CMC、缓冲液、甘油并混合20分钟至3小时。然后以按体积计30％加入颗粒并混合20分钟至3小时。将材料填充到1cc注射器中，装入铝箔中，最后在121℃蒸汽灭菌达15分钟至30分钟。
这些材料的流变学评价在图29和30中说明。图29说明了损耗模量G’、弹性模量G”和tanδ(G’/G”)。图30说明了粘度和tanδ性质。
实施例17
制备海藻酸盐(MVM、M＝G或LVM)-各种海藻酸盐/CMC凝胶并包括以下组分和工艺：
G094035：5mg/ml至100mg/ml海藻酸盐(MVM、M＝G或LVM(参见表B))∶2.5mg/ml至50mg/ml CMC、25mM PBS、1.5％甘油。使用下面详述的工艺制备以下海藻酸盐/CMC凝胶制剂(mg/mL)：
一起加入海藻酸盐/CMC、缓冲液、甘油并用轨道式旋转混合器或直接螺旋桨式混合器混合20分钟至3小时。将材料填充到1cc注射器中，装入铝箔中，最后在121℃蒸汽灭菌达15分钟至30分钟。
实施例18
在一个实施方案中，可设计植入体以在喉部组织中应用。表C列出这种植入体的参数。
表C
  技术规范  喉部植入体  粘度  107,620-517,590cps  渗透压  255mOs至327mOs
  pH  7.0±1.0  干燥失重  -29.7％至-43.1％  固体％  54.3至70.5％  挤出力  3.60-7.20lbsf
实施例19
使用SAS JMP 7.0版统计软件开发了预测模型。预测模型数据使用筛选模型的绘图脚本，它是所述模型的表面轮廓的数学方程。这些可通过突出显示模型输出和将响应预测公式保存至电子数据表(spreadsheet)而获得。所测试的筛选模型输入的模型输出对筛选模型进行数值填充。然后使预测模型公式导出独立的电子数据表，其中形成了完全因子模型设计。在一种情况下，例如分别使用基于筛选模型的以下最优化参数：灭菌(121℃)F0 22、25、28和33。CMC浓度(％CMC)在2.3％w/v和2.9％w/v之间以0.1％w/v增量变化。甘油浓度(％甘油)保持在0％w/v、1.0％w/v和1.5％w/v。缓冲液浓度(mM)从0.25mM、50mM和100mM浓度变化。将模型用表示625次独立运行的筛选模型预测公式输出填充。然后这表示使用最优化灭菌输入的整个预测模型，所述最优化灭菌输入基于先前进行的筛选模型的相同输入。然后使用运行10000次的模拟器(Simulator)函数在相同输出参数上对模型再评价。
模拟法允许确定作为因素和模型噪音的随机变化的函数的模型输出的分布。分析器的模拟装置提供了建立随机输入和运行模拟的方法，产生了模拟值的输出表。在这种应用中，边界条件通过已被配合到特定流变学参数的工艺的缺陷发生率(defect rate)来评估，以确定它关于因素变化是否稳健。如果已经在响应中设定技术规范，那么将技术规范转入到模拟输出中，从而允许使用新的因素设置对模拟的模型变量进行预期的边界分析。在分析器函数中，将模拟器函数整合到图形布局中。在每个因素的分布图下对齐因素技术规范。模拟直方图在图9B中示出，图右侧为每种响应。
通过存在于分析器中，因素(输入)和响应(输出)已经被赋予任务。用于模拟器的另外技术规范包括将随机值分配到各因素和将随机噪音添加到响应。
对于每个因素，值的分配是重要的。随机程序用特定的分布和分布参数将随机值分配给因素。
正态截尾(Normal truncated)是受下限与上限限制的正态分布。弃去超过这些限度的任何随机实现，并且选择在限度内的下一变值。这用于模拟检查系统，在检查系统中不满足技术规范限度的输入被弃去或退还。
添加随机噪音(Add Random Noise)函数通过用特定标准将正态随机数添加到受评估的模型而获得响应。
缺陷分析器(Defect Profiler)函数显示了作为每种因素的单独函数的缺陷发生率。如下所述，当技术规范限度有效时能进行这种命令。
分析器(Profiler)函数显示了分布图迹线(profile trace)。分布图迹线是当一种变量变化而其他变量在当前值上保持不变时的预测响应。分析器对分布图再计算，并当X变量的值变化时提供了预测响应(实时)。每种X变量的垂直虚线显示了它的当前值或当前设置。
对于每种X变量，在因素名称上的值是它的当前值。
水平虚线显示了对于X变量的当前值的每种Y变量的当前预测值。
在图9B曲线中的黑线显示了当独立X变量的当前值变化时预测值如何改变。在拟合平台中，预测值的95％置信区间由围绕预测迹线(对于连续变量)或误差棒的背景(分类变量)的蓝色虚线显示。
然后分析器是在某时改变一种变量并观察对预测响应的影响的方法。
当解释预测分布图时，有几个重要的注意点：
1.因素的重要性可通过预测迹线的陡度在某种程度上被评估。如果模型具有曲率项(如平方项)，那么迹线可以是弯曲的。
2.如果你改变因素的值，那么不影响它的预测迹线，但是所有其他因素的预测迹线可改变。Y响应线必须越过预测迹线与它们的当前值线的交叉点。
3.注意：如果在模型中有相互作用效应或叉积效应，那么当你改变其他项的当前值时，预测迹线可改变它们的斜率和曲率。这就是相互作用的意义。如果没有相互作用效应，那么迹线仅改变高度，而不改变斜率或形状。
预测分布图在用多响应模型来帮助判断哪种因素值可最优化复杂的标准集时尤其有用。
分析器显示了关于连续因素的预测迹线的置信棒(confidencebar)，连同以三角形显示的敏感性指示符(sensitivity Indicator)，其高度和方向对应于在其当前值的分布图函数的导数值。这有用于大的分布图中能快速发现敏感单元。
制作随机因素表的根本原因是使用图形化查询以多变量方法探索因素空间。这种技术称为过滤型蒙特卡洛(Filtered Monte Carlo)。这允许产生给定范围的所有因素设置至期望的响应设置的轨迹的可视化。通过选择和隐藏不合格的点(使用图形刷或数据过滤器)，剩余的机会空间获得所需的结果。
模拟器使用加入到模型的因素和预测的随机噪音能够产生蒙特卡洛模拟。在设置范围内设定固定因素，并允许随机值的1倍标准差(s.d)的模型噪音，以确定响应在技术规范限度之外的速率。
对于每组试验条件经常有所测的多重响应，并且结果的合意度涉及数个或所有这些响应。例如，一个响应可达到最大而另一个降至最小，并且第三个响应保持接近于某个目标值。在合意度分析中，合意度函数对每个响应是特定的。总的合意度可被定义为每个响应的合意度的几何平均数。
合意度分析器函数组成部分和合意度函数设置的实例在以下讨论。合意度函数是表达为适合控制点的平滑分段函数。
最小化和最大化函数是具有指数的尾部和立方的中部的三部分分段平滑函数。
目标函数是分段函数，它是目标的任一侧上(在每侧上具有不同曲线)的正态密度的量度倍数，其也是分段平滑的且拟合到控制点。
当合意度值在最大值、目标值和最小值之间转换时，这些选择给予函数好的行为。
不允许控制点在尾部控制点完全达到零或1。
最大化函数
默认的合意度函数设置是最大的(“越高越好”)。顶部函数句柄(function handle)位于最大Y值并在接近于1的高合意度下对齐。底部函数句柄位于最小Y值并在接近于0的低合意度下对齐。
目标函数
目标值可被指定为“最好”。在这个实施例中，中部函数句柄位于Y＝55并与最大合意度1对齐。当Y值接近70或42时，Y变得不太理想。Y＝70和Y＝42的顶部和底部函数句柄位于接近于0的最小合意度。
最小化函数
最小化(“越小越好”)合意度函数将高响应值与低合意度关联并将低响应值与高合意度关联。曲线是围绕曲线中心的水平线波动的最大化曲线。
合意度分布图
图9B中的最后一行曲线显示了每个响应的合意度迹线。在垂直轴上的词合意度旁边的数值是合意度量度的几何平均值。这行的曲线显示了当前合意度和由一次改变一个因素而产生的合意度迹线。
多重响应的合意度分析
当有多重响应时，合意度指数变得特别有用。
缺陷发生率函数
缺陷发生率显示了在其他因素随机变化时随每种因素的变化而变化的不合技术规范的输出缺陷的可能性。在寻找对边界函数描述的改进时，这被用来帮助将工艺对哪种因素的分布变化最敏感具体化。
技术规范限度定义什么是缺陷，而随机因素提供了在模拟中产生缺陷的变量。为使缺陷分布图(Defect Profile)有意义，这两者都需要存在。
因为分析是基于有限的数据样本，因此制定下限可接受的合意度是适合的，并且将下限制定为大于0.15的值。基于这些限制条件，整个模拟模型具有以下限制参数，如下。
FO＝24至35
PBS＝22mM至140mM
％CMC＝2.3％w/v至3.3％w/v
％甘油＝0.3％w/v至2.5w/v
然而，独立实验法已鉴定出最有利于产生在技术规范范围内的输出同时维持无菌产品的限制参数。它们的条件如下：
FO＝22至30
PBS＝25mM至100mM
％CMC＝2.3％w/v至2.9％w/v
％甘油＝0％w/v至1.5％w/v
产生的2D和3D曲线的实例在图31A-31F中所示。这些图显示了合意度函数的评价，所述合意度函数表示为以下设计输入中的两种输入的函数：％CMC、Fo；％甘油和PBS。％CMC对Fo的边界限制条件用2.3至2.7的0.7Hz tanδ轮廓迹线来定义。2D曲线显示了白色区域，在此区域内流变学参数被满足且与图9B中所示的合意度函数一致。
对于以下输出，整个模型的模型迹线公式如下。
预测公式粘度0.7Hz：
(-0.0662001910451557)+0.051920253378124*：Fo+0.0146791342721163*：名称(″PBS(mM)″)+-0.218700904653452*：名称(″％NaCMC″)+-0.0202956176083598*：名称(％甘油″)+(：Fo-22.0003631356491)*((：Fo-22.0003631356491)*-0.00371533851417633)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.000185185074554069)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*-0.0000863865657255508)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.0322726861725922)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.0152609626718641)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*0.942295293128045)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*0.0048399350260245)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*0.00387275533427914)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.213067717437202)+(：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*0.052309021299775)
预测公式Tanδ 0.7Hz：
(-0.0662001910451557)+0.051920253378124*：Fo+0.0146791342721163)*：名称(″PBS(mM)″)+-0.218700904653452*：名称(″％NaCMC″)+-0.0202956176083598*：名称(″％甘油″)+(：Fo-22.0003631356491)*((：Fo-22.0003631356491)*-0.00371533851417633)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.000185185074554069)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*-0.0000863865657255508)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.0322726861725922)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.0152609626718641)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*0.942295293128045)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*0.0048399350260245)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*0.00387275533427914)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.213067717437202)+(：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*0.052309021299775)
预测公式G’0.7Hz：
65.1530428282072+-4.56421653385048*：Fo+-1.24220316891102*：名称(″PBS(mM)″)+53.0767618580076*：名称(″％NaCMC″)+9.296089270897*：名称(″％甘油″)+(：Fo-22.0003631356491)*((：Fo-22.0003631356491)*0.185460632264244)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.0152064998484757)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.0121675367725622)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-1.59402906490529)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.82120066059178)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-3.41806241403989)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.194222622094197)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.237225958870055)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.363919647719381)+(：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.960279042125364)
预测公式G”0.7Hz：
42.340284211014+-4.44571705075887*：Fo+-0.951595662768327*：名称(″PBS(mM)″)+57.6631139101727*：名称(″％NaCMC″)+4.93958206506618*：名称(″％甘油″)+(：Fo-22.0003631356491)*((：Fo-22.0003631356491)*0.1897777224472)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.00526490794925264)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.00750944190873103)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-1.59674778661272)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.55449874562251)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*17.0085346258082)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.0425836269658459)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.187414471985777)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-2.3241038908658)+(：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.73370622281908)
预测公式Tanδ 4Hz：
9.45512533634532+-0.126696086121843*：Fo+-0.00117658850182967*：名称(″PBS(mM)″)+-2.00308587650446*：名称(″％NaCMC″)+0.165674034118311*：名称(″％甘油″)+(：Fo-22.0003631356491)*((：Fo-22.0003631356491)*0.00365527346963407)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.000511204818741645)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.0000499689391927876)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.0624166549775326)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*0.0199800709717944)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-8.94890476212236)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.0266258304941918)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.0159932411399036)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*1.21969695165947)+(：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*0.00451334325524632)
预测公式G’4.0Hz：
119.421921614245+-12.2323465265668*：Fo+-2.68101314812006*：名称(″PBS(mM)″)+146.999647742916*：名称(″％NaCMC″)+27.8854022682617*：名称(″％甘油″)+(：Fo-22.0003631356491)*((：Fo-22.0003631356491)*0.519903664055683)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.0209551675180216)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.0232180450227683)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-3.12498688301935)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-1.68010649138557)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*47.7871554829216)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.520125030291254)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.516575698317358)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*7.81902442047261)+(：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-2.08529318048302)   预测公式G”4.0Hz：
9.16270416349258+-6.65052721006341*：Fo+-1.30157689213324*：Name(″PBS(mM)″)+113.264274857613*：名称(″％NaCMC″)+12.6630272567578*：名称(″％甘油″)+(：Fo-22.0003631356491)*((：Fo-22.0003631356491)*0.278888472140156)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*-0.00310223504985895)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.00757715798304363)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-1.30849884761416)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.702979541219968)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*57.4260758452326)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.140690664543388)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.221880322555676)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*3.07273854570663)+(：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-1.0565937205507)
预测公式PF d-R 0.7Hz：
78.8594056631251+-0.391595419225251*：Fo+0.194490163649969*：名称(″PBS(mM)″)+-9.00551677919371*：名称(″％NaCMC″)+-1.31216569248401*：名称(″％甘油″)+(：Fo-22.0003631356491)*((：Fo-22.0003631356491)*0.0397402622686809)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.00616186280104159)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*-0.00101989657856309)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.843405024379471)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.103279939139173)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-22.9264118725924)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.0439660358574415)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.0619122070598477)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*10.1261963249863)+(：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*0.34697984176467)
预测公式PF d-R 0.7Hz：
78.8594056631251+-0.391595419225251*：Fo+0.194490163649969*：名称(″PBS(mM)″)+-9.00551677919371*：名称(″％NaCMC″)+-1.31216569248401*：名称(″％甘油″)+(：Fo-22.0003631356491)*((：Fo-22.0003631356491)*0.0397402622686809)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*0.00616186280104159)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*-0.00101989657856309)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.843405024379471)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-0.103279939139173)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*-22.9264118725924)+(：Fo-22.0003631356491)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.0439660358574415)+(：名称(″PBS(mM)″)-63.5057099845838)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*-0.0619122070598477)+(：名称(″％NaCMC″)-2.85245995014651)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*10.1261963249863)+(：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*((：名称(″％甘油″)-1.49703269551474)*0.34697984176467)
实施例20
这个实施例由筛选模型的59个独立的条件运行和所记录的流变学输出组成，参见下表D和E的数据：
表D
  输出  最小  最大  粘度η*(0.7Hz，30τ，30℃)  7200  53000  Tanδ(0.7Hz，30τ，30℃)  0.6  1.5  G’弹性模量，G”粘性模量(0.7Hz，30τ，30℃)  100  Tanδ(4Hz，30τ，30℃)  0.3  2  G’弹性模量，G”粘性模量(4Hz，30τ，30℃)  300  相角δ-R(0.7Hz，30τ，30℃)  60  相角δ-R(0.7Hz，30τ，30℃)  110
表E
筛选数据
  批号&暴露时间  高压灭  菌时间  PBS浓  度(mM)  ％Cekol  NaCMC甘油含量  pH  渗透压  [mOsm]  ％LOD  额外  30GA  交叉(w)  G068060-12分钟  12  0  2.30  7.211  43  97.85  3.533  3.11  G068061-12分钟  12  0  2.40  7.163  56  97.75  3.498  1.884  G068062-12分钟  12  0  2.50  7.132  29  97.63  3.812  0.9877  G068063-12分钟  12  0  2.60  7.158  39  97.54  4.436  1.029  G068060-30分钟  30  0  2.30  7.184  39  97.86  4.064  8.789  G068061-30分钟  30  0  2.40  7.256  53  97.75  4.279  7.605  G068062-30分钟  30  0  2.50  7.16  41  97.65  3.725  3.605  G068063-30分钟  30  0  2.60  7.151  42  97.57  4.392  4.393  G046086-12分钟  12  50  2.30  7.305  153  96.81  3.974  不交叉，
  G”占优势  G068058-12分钟  12  50  2.4  0  7.3  161  96.90  4.062  不交叉，  G”占优势  G046087-12分钟  12  50  2.5  0  7.296  151  96.64  4.182  28.52  G068059-12分钟  12  50  2.6  0  7.288  161  96.63  4.498  22.7  G046086-30分钟  30  50  2.3  0  7.328  155  96.90  3.814  不交叉，  G”占优势  G068058-30分钟  30  50  2.4  0  7.315  160  96.79  3.856  不交叉，  G”占优势  G046087-30分钟  30  50  2.5  0  7.312  155  96.65  3.711  不交叉，  G”占优势  G068059-30分钟  30  50  2.6  0  7.308  165  96.59  4.062  不交叉，  G”占优势  G068056-12分钟  12  100  2.3  0  7.286  277  95.89  3.659  不交叉，  G”占优势  G046088-12分钟  12  100  2.4  0  7.286  274  95.74  3.617  不交叉，  G”占优势  G068057-12分钟  12  100  2.5  0  7.286  281  95.79  3.78  不交叉，  G”占优势  G046089-12分钟  12  100  2.6  0  7.289  280  95.48  3.676  不交叉，  G”占优势  G068056-30分钟  30  100  2.3  0  7.3  279  95.50  3.967  不交叉，  G”占优势  G046088-30分钟  30  100  2.4  0  7.305  271  95.82  3.587  不交叉，  G”占优势  G068057-30分钟  30  100  2.5  0  7.305  277  95.66  3.249  不交叉，  G”占优势  G046089-30分钟  30  100  2.6  0  7.302  277  95.53  3.606  不交叉，  G”占优势  G068059-12分钟  12  50  2.6  0  7.290  157  96.59  4.0556  不交叉，  G”占优势  G068059-30分钟  30  50  2.6  0  7.274  155  96.63  3.8079  不交叉，  G”占优势  G046093-12分钟  12  50  2.7  0  7.309  172  96.41  4.1535  21.95  G046093-30分钟  30  50  2.7  0  7.298  171  96.33  3.8003  不交叉，  G”占优势  G068071-12分钟  12  50  2.8  0  7.300  174  96.38  4.3474  174.5  G068071-30分钟  30  50  2.8  0  7.288  173  96.39  3.4174  274.6
  G046094-12分钟  12  50  2.9  0  7.304  177  96.20  4.2343  10.63  G046094-30分钟  30  50  2.9  0  7.289  177  96.14  4.4947  不交叉，  G”占优势  G046089-12分钟  12  100  2.6  0  7.292  285  95.40  3.9560  不交叉，  G”占优势  G046089-30分钟  30  100  2.6  0  7.280  284  95.58  3.8755  不交叉，  G”占优势  G068072-12分钟  12  100  2.7  0  7.330  282  95.49  4.1647  276.6  G068072-30分钟  30  100  2.7  0  7.316  283  95.43  3.6843  247.5  G046095-12分钟  12  100  2.8  0  7.326  284  95.47  3.9906  260.9  G046095-30分钟  30  100  2.8  0  7.310  283  95.44  4.0810  不交叉，  G”占优势  G068073-12分钟  12  100  2.9  0  7.330  281  95.36  4.2364  284.7  G068073-30分钟  30  100  2.9  0  7.314  281  95.32  3.6419  不交叉，  G”占优势  G046096-12分钟  12  50  2.6  1  7.286  288  95.53  4.1196  7.876  G046096-30分钟  30  50  2.6  1  7.256  288  95.53  3.7719  272.5  G068074-12分钟  12  50  2.7  1  7.285  274  95.48  4.2729  7.274  G068074-30分钟  30  50  2.7  1  7.250  285  95.49  4.4181  不交叉，  G”占优势  G046097-12分钟  12  50  2.8  1  7.299  288  95.34  3.8536  5.744  G046097-30分钟  30  50  2.8  1  7.251  286  95.42  3.9495  265  G068075-12分钟  12  50  2.9  1  7.288  293  95.23  4.4409  6.689  G068075-30分钟  30  50  2.9  1  7.252  290  95.25  3.9854  273  G068076-12分钟  12  100  2.6  1  7.304  399  94.65  3.8523  不交叉，  G”占优势  G068076-30分钟  30  100  2.6  1  7.290  397  94.50  3.9420  不交叉，  G”占优势  G046098-12分钟  12  100  2.7  1  7.302  416  94.40  3.9568  不交叉，  G”占优势  G046098-30分钟  30  100  2.7  1  7.277  404  94.35  4.0882  172.8  G068077-12分钟  12  100  2.8  1  7.311  403  94.46  4.0620  不交叉，  G”占优势  G068077-30分钟  30  100  2.8  1  7.296  411  94.31  3.8651  不交叉，  G”占优势  G046099-12分钟  12  100  2.9  1  7.306  407  94.27  4.3058  不交叉，  G”占优势  G046099-30分钟  30  100  2.9  1  7.270  413  94.22  4.8409  不交叉，
  G”占优势  G085074-Fo28  18  25  2.6  1.5  7.299  268  95.60  2.831  G085023-Fo28  18  25  2.6  1.5  10.37  G085083-Fo28  18  25  2.6  1.5  7.345  288  95.54  0.9147


  批号&暴露时间  G″4Hz  11Hz  |n*|  [cP]  11Hz  Tan(d)  G′11Hz  G″11Hz  偏转角  0.7Hz  偏转角  4Hz  G068060-12分钟  110.520  3847  0.589  225.990  144.010  44.36  52.38  G068061-12分钟  121.400  4348  0.605  258.370  156.480  41.55  47.03
  G068062-12分钟  138.780  5128  0.548  312.490  171.310  38.88  42.00  G068063-12分钟  143.920  5313  0.545  324.490  177.260  39.21  42.03  G068060-30分钟  105.010  3500  0.747  194.440  145.530  50.39  61.49  G068061-30分钟  120.600  4066  0.702  229.870  164.660  48.85  56.22  G068062-30分钟  136.000  4739  0.644  276.590  178.330  45.26  49.64  G068063-30分钟  149.860  5207  0.654  302.510  197.970  46.23  49.46  G046086-12分钟  73.830  2289  1.162  103.700  120.360  60.98  94.17  G068058-12分钟  79.770  2501  0.871  116.650  129.510  60.26  89.87  G046087-12分钟  94.709  2991  0.893  149.300  145.260  56.90  77.33  G068059-12分钟  98.141  3104  0.935  157.300  146.890  55.29  74.28  G046086-30分钟  31.663  1067  7.251  13.946  72.054  84.00  151.26  G068058-30分钟  48.080  1517  2.502  40.766  94.947  76.43  131.69  G046087-30分钟  48.865  1552  2.694  41.933  97.573  75.69  131.28  G068059-30分钟  56.361  1811  1.973  57.348  110.150  73.24  123.37  G068056-12分钟  51.206  1614  1.760  51.717  98.980  69.15  125.13  G046088-12分钟  54.048  1689  1.921  54.609  102.230  69.07  122.09  G068057-12分钟  63.280  2002  1.622  72.889  117.760  67.91  113.15  G046089-12分钟  65.453  2048  1.536  76.614  118.970  67.09  111.15  G068056-30分钟  15.855  712  7.390  10.726  48.646  106.17  169.50  G046088-30分钟  16.956  773  26.067  6.866  52.929  98.79  167.19  G068057-30分钟  19.685  821  137.650  4.911  56.799  97.23  165.13  G046089-30分钟  19.595  837  559.340  5.315  57.935  97.30  165.27  G068059-12分钟  90.260  2822  1.081  132.910  143.570  58.70  83.16  G068059-30分钟  54.181  1704  2.072  52.101  104.510  72.54  124.34  G046093-12分钟  109.130  3477  0.906  178.630  162.070  55.13  70.40  G046093-30分钟  60.707  1942  1.843  64.312  117.660  55.13  70.40  G068071-12分钟  69.048  3437  0.970  171.030  165.830  65.79  107.09  G068071-30分钟  57.153  1793  2.060  55.190  109.460  71.82  122.26  G046094-12分钟  136.650  4488  0.780  245.340  192.460  49.66  57.97  G046094-30分钟  83.270  2656  1.415  105.820  151.080  67.26  99.88  G046089-12分钟  57.925  1825  1.961  58.164  110.630  69.52  119.83  G046089-30分钟  21.041  843  5.576  17.240  58.166  118.40  163.80  G068072-12分钟  22.352  2137  1.527  80.833  123.730  91.58  162.12  G068072-30分钟  23.947  935  3.921  19.875  64.732  83.71  160.00  G046095-12分钟  82.762  2580  1.284  109.880  141.280  62.88  95.24  G046095-30分钟  25.801  1075  6.152  13.657  73.718  83.93  158.34  G068073-12分钟  94.609  2970  1.182  132.910  157.010  61.04  86.96  G068073-30分钟  38.317  1361  1.108  20.703  90.830  78.48  145.54
  G046096-12分钟  119.830  3985  0.747  220.710  167.510  48.87  58.79  G046096-30分钟  55.846  1778  2.098  53.497  110.420  73.19  123.99  G068074-12分钟  130.040  4337  0.748  240.770  180.270  48.40  56.20  G068074-30分钟  54.219  1750  2.084  52.744  108.130  72.84  125.40  G046097-12分钟  150.640  5101  0.708  288.880  204.630  47.20  52.52  G046097-30分钟  61.986  1978  1.756  62.154  121.820  73.03  119.24  G068075-12分钟  146.100  4901  0.729  274.720  200.340  47.74  53.55  G068075-30分钟  65.626  2090  1.849  68.932  126.720  70.24  115.34  G068076-12分钟  42.012  1380  3.525  29.571  88.973  74.83  139.09  G068076-30分钟  27.814  1007  9.816  8.388  68.989  86.52  155.78  G046098-12分钟  61.238  1958  1.940  61.942  120.250  69.54  118.53  G046098-30分钟  34.530  1274  4.947  19.860  85.278  77.33  147.49  G068077-12分钟  58.358  1864  1.990  57.773  114.730  69.73  121.37  G068077-30分钟  43.804  1497  3.078  33.231  97.613  77.00  137.76  G046099-12分钟  77.732  2438  1.155  99.422  136.940  62.73  99.17  G046099-30分钟  47.113  1545  2.711  38.506  98.799  76.43  134.19  G085074-Fo28  120.860  4124  0.714  232.690  166.260  44.49  54.14  G085023-Fo28  102.900  3340  0.835  177.540  148.830  50.39  66.23  G085083-Fo28  146.220  5306  0.585  317.720  186.120  39.69  43.54
尽管参考优选的实施方案已经描述了本发明，但是本领域技术人员可容易确定其基本特征且不背离本发明的精神和范围，可对本发明作出各种改变和调整以使之适应各种使用和条件。使用不多于常规的实验，本领域技术人员将认识到或能确定本文发明的特定实施方案的各种合理的等同物。这种等同物将被包括在本发明的范围中。例如，在本发明实施例中所用的增塑剂主要为甘油。然而，本领域普通技术人员将理解在不背离本发明的精神和范围下可使用其他增塑剂。