Recubrimientos osteoinductores para implantes dentales.

Recubrimientos osteoinductores para implantes dentales.

La presente invención se refiere a un recubrimiento osteoinductor para su aplicación en implantes dentales obtenible mediante un proceso sol-gel a partir de metiltrimetoxisilano

(MTMOS) como precursor de silicio base, tetraortosilicato de etilo (TEOS) como precursor de silicio con carácter hidrófilo y al menos un precursor de silicio seleccionado entre glicidoxipropiltrimetoxisilano y aminopropiltrimetoxisilano. Así mismo, es objeto de la invención el procedimiento de obtención de dicho recubrimiento y su uso para su aplicación en implantes dentales.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201230099.

Solicitante: UNIVERSITAT JAUME I DE CASTELLÓN.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES... > Materiales para prótesis o para revestimiento de... > A61L27/54 (Materiales biológicamente activos, p. ej. sustancias terapéuticas)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES... > Materiales para otros artículos quirúrgicos > A61L31/16 (Materiales biológicamente activos, p. ej. sustancias terapéuticas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento a base de compuestos... > C09D183/04 (Polisiloxanos)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES... > Materiales para prótesis o para revestimiento de... > A61L27/34 (Materiales macromoleculares)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES... > Materiales para otros artículos quirúrgicos > A61L31/10 (Materiales macromoleculares)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento químico por descomposición ya sea... > C23C18/02 (por descomposición térmica)

PDF original: ES-2421263_A1.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Recubrimientos osteoinductores para implantes dentales

Campo técnico

La presente invención se refiere al campo de recubrimientos osteoinductores para implantes dentales de naturaleza híbrida orgánica-inorgánica obtenidos a partir de tecnología sol-gel.

Estado de la técnica anterior a la invención En el campo de cirugía maxilofacial, el implante tiene la función de sustituir la raíz dental creando así una pieza sólida sobre la cual poder colocar la prótesis o corona dental.

El uso de implantes dentales se ha extendido mucho en los últimos años. Se calcula que mundialmente el número de implantes que se realizan al año es de un millón. Sin embargo, hay pacientes que no pueden ser intervenidos por diversas causas, como por ejemplo, pacientes con enfermedades metabólicas, hematológicas, cardiológicas o enfermedades del metabolismo óseo. Estos pacientes tienen mermada su capacidad para regenerar hueso y, por tanto, el proceso de osteointegración del implante se ve comprometido, por lo que los odontólogos desaconsejan la intervención. Otros problemas que derivan en el fracaso del implante son el déficit en la calidad y/o cantidad ósea, como en mujeres de avanzada edad, o en pacientes fumadores (factor de riesgo alto de fracaso del implante) [Implates, S.E.d., Libro Blanco de la Implantología Dental en España, 2008, Madrid: Sociedad Española de Implantes].

Los materiales más utilizados son de naturaleza metálica, siendo el titanio puro el de mayor consumo. En este campo de la implantología quirúrgica la pureza del material y la forma y topografía del implante pueden variar, así como los tratamientos superficiales aplicados. La finalidad es siempre obtener un buena unión mecánica con el hueso, de forma que se reduzcan al mínimo los movimientos que se pueden producir entre el implante y el hueso periimplantario con el objetivo final de minimizar la reacción a cuerpo extraño [Spiekermann, H., Atlas de implantología, ed. S. Manson, 1995].

El éxito de un implante dental se basa en la osteointegración del mismo dentro del tejido vivo que lo rodea. La osteointegración se define como el contacto directo entre el hueso y la superficie del implante, sin la existencia de la cápsula fibrótica alrededor del implante. Para que se produzca se han de producir tres etapas: la primera de reclutamiento de células osteogénicas en la superficie del implante, formación de hueso nuevo y finalmente la remodelación del tejido.

El proceso de reclutamiento de células osteogénicas se ve mediado por la absorción de proteínas procedentes del torrente sanguíneo en la superficie del implante, ya que será a través de ellas por donde se produzca la adhesión entre las células y el implante. La topografía, la composición química y las propiedades mecánicas del material del implante son un factor clave en la osteointegración del mismo.

A pesar del gran desarrollo llevado a cabo en los últimos años orientado al diseño de implantes metálicos, la principal causa de fracaso del implante es la mala interacción entre el implante y el hueso, debido a una baja osteointegración (33.1% de los casos registrados) [Implates, S.E.d., Libro Blanco de la Implantología Dental en España. 2008, Madrid: Sociedad Española de Implantes]. El fenómeno de osteointegración está relaciona con las propiedades superficiales del implante, siendo las más importantes la composición química, hidrofilia y rugosidad [Le Guéhennec, L., et al., Dental Materials, 2007, 23 (7) : p. 844-854].

La degradación de los implantes es desaconsejable tanto por la pérdida de la integridad estructural del implante como por el desprendimiento de productos derivados de su corrosión, que pueden provocar reacciones adversas en el tejido circundante. De hecho, son muchos los autores que han descrito incrementos locales de concentración de trazas de metal relacionados con la presencia de un implante en la zona. La corrosión de implantes metálicos puede afectar al entorno de tres maneras diferentes: corrientes eléctricas que afecten al comportamiento celular, cambios en el estado electroquímico (pH, concentración O2) , y con efectos negativos en el metabolismo celular por la presencia de iones metálicos [Balamurugan, A., et al., Materials and Corrosion-Werkstoffe Und Korrosion, 2008, 59 (11) : p. 855-869]. Estos procesos pueden aumentar la probabilidad de la denominada reacción a cuerpo extraño y el posterior fallo del implante.

Una solución para que estos materiales de naturaleza metálica cumplan las exigencias requeridas en cuanto a desgaste y corrosión, así como para mejorar la osteointegración, pasa por la modificación de la superficie metálica mediante recubrimientos.

Se pueden encontrar distintas técnicas para recubrir implantes metálicos [Paital, S.R. y N.B. Dahotre, Materials Science and Engineering: R: Reports, 2009, 66 (1-3) : p. 1-70; y Liu, X., P.K. Chu, y C. Ding, Materials Science and Engineering: R: Reports, 2004, 47 (3-4) : p. 49-121]. Existen recubrimientos basados en hidroxiapatita, alúmina, titania, recubrimientos vítreos, etc. Los de mayor aplicación son los recubrimientos con cerámica tipo hidroxiapatita, pertenecientes a los fosfatos cálcicos, que gracias a su similitud con la parte orgánica del hueso tienen una alta bioactividad.

Existen distintas técnicas para depositar recubrimientos cerámicos en la superficie metálica. La más extensamente utilizada es la proyección térmica o plasma spray [Le Guéhennec, L., et al., Dental Materials, 2007, 23 (7) : p. 844-854; Liu, X., P.K. Chu, y C. Ding, Materials Science and Engineering: R: Reports, 2004, 47 (3-4) : p. 49121]. Mediante esta técnica se pueden crear recubrimientos de HAp [Xue, W., et al., Biomaterials, 2004, 25 (3) : p. 415-421], de espesores que oscilan de 50 a 200 micras [Liu, X., P.K. Chu, y C. Ding, Materials Science and Engineering: R: Reports, 2004, 47 (3-4) : p. 49-121]. La principal desventaja que tienen es la poca adherencia entre la capa creada y el titanio. Además, durante la fabricación se necesitan altas temperaturas (cercanas al punto de fusión de la cerámica) y la HAp proyectada se puede descomponer y formar otras fases con distinta cristalinidad y distinta relación Ca/P, siendo algunas indeseables por su mal comportamiento in vivo. Otra desventaja es la posible alteración de las propiedades mecánicas y frente a la corrosión, debido a las altas temperaturas que se alcanzan para su aplicación, pudiendo producir un fallo acelerado del implante [Sastre, R., S. Aza de, and J. San Román, Biomateriales, 2004]. También se pueden obtener con esta técnica capas de silicato cálcico (CaO-SiO2) , óxido de titanio u óxidos como óxidos de circonio o aluminio [Liu, X., P.K. Chu, y C. Ding, Materials Science and Engineering:

R: Reports, 2004, 47 (3-4) : p. 49-121].

Otra técnica novedosa para incrementar la osteointegración de la superficie del titanio, es la modificación bioquímica. Esta técnica tiene como objetivo la modificación de la superficie para inducir un comportamiento celular en específico por medio de la inmovilización de péptidos, proteínas y factores de crecimiento. El titanio no tiene capacidad para anclar estas moléculas a su superficie, por lo que esta técnica propone el anclaje de órgano-silanos, órgano-fosfatos o productos químicos fotosensibles con grupos terminales activos (tiol-, amino-, carboxil-, o epoxi-) con capacidad para reaccionar con las biomoléculas. Se pueden encontrar distintos métodos como la silanización [Hoffmann, B., M. Feldmann, y G. Ziegler, Journal of Materials Chemistr y , 2007, 17 (38) : p. 4034-4040; Xiao, S.J., et al., Journal of Materials Science-Materials in Medicine, 1997, 8 (12) : p. 867-872], la fotoquímica [Erdtmann, M., R. Keller, y H. Baumann, Biomaterials,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Recubrimiento osteoinductor para su aplicación en implantes dentales obtenible mediante un proceso sol-gel a partir de metiltrimetoxisilano (MTMOS) como precursor de silicio base, tetraortosilicato de etilo (TEOS) como precursor de silicio con carácter hidrófilo y al menos un precursor de silicio seleccionado entre glicidoxipropiltrimetoxisilano y aminopropiltrimetoxisilano.

2. Recubrimiento, de acuerdo a la reivindicación 1, donde la relación molar de MTMOS:TEOS es de 9:1, 1:4 o 7:3.

3. Recubrimiento, de acuerdo a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque comprende adicionalmente al

menos una sustancia seleccionada de un grupo que consiste en una molécula activa, fármaco y péptido, así como 10 cualquiera de sus combinaciones.

4. Procedimiento de obtención de un recubrimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque comprende una etapa (a) de disolución e hidrólisis de los precursores de silicio, una etapa (c) de aplicación de la disolución sobre una prótesis dental y una etapa (d) de secado y curado del recubrimiento.

5. Procedimiento de obtención de un recubrimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende

una etapa (b) posterior a la etapa (a) de disolución e hidrólisis de los precursores de silicio, donde dicha etapa (b) comprende la disolución y/o dispersión de al menos una sustancia seleccionada de un grupo que consiste en una molécula activa, fármaco y péptido, así como cualquiera de sus combinaciones.

6. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 4 o 5, donde la aplicación sobre la prótesis dental se lleva a cabo por inmersión a una velocidad constante de entre 50 y 200 mm/min.

7. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 6, donde la aplicación se lleva a cabo hasta obtener un espesor comprendido entre 0.5 y 4 μm.

8. Uso de un recubrimiento, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, para su aplicación sobre implantes dentales.