Una composición de vidrio bioactivo que comprende SiO2, Na2O, K2O, CaO, y P2O5, caracterizada por la siguiente composición:

Composiciones de vidrio bioactivo.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición de vidrio bioactivo que comprende SiO₂, Na₂O, K₂O, CaO, y P₂O₅.

Antecedentes de la invención

En esta descripción, un material bioactivo se refiere a un material diseñado para inducir actividad biológica específica en un tejido corporal. Vidrio bioactivo se refiere a cualquier vidrio que muestra características de bioactividad. El vidrio bioactivo es un sólido amorfo que no es intrínsecamente adhesivo y que es capaz de formar una unión cohesiva tanto con tejido duro como con tejido blando cuando se expone a entornos in vivo e in vitro apropiados, tales como fluidos corporales estimulados o tampones de tris-hidroximetilaminometano. Una unión cohesiva se consigue desarrollando una capa superficial de hidroxicarbonato de apatita sobre el vidrio bioactivo mediante la liberación de especies iónicas del conjunto de material de biovidrio.

Se han descubierto muchas aplicaciones para vidrios bioactivos en el campo de tratamientos quirúrgicos y ortopédicos, así como en cirugía dental.

Se han presentado diversas composiciones de vidrio bioactivo en la bibliografía y en patentes. Se han descrito composiciones de vidrio bioactivo, por ejemplo, en la Patente Europea 1 405 647 y en la Solicitud de Patente Europea 1 655 042, así como en las Solicitudes Internacionales WO 96/21628, WO 91/17777, y WO 91/12032.

Sin embargo, las composiciones de vidrio bioactivo conocidas tienen una desventaja común, dado que son inherentemente difíciles de controlar mientras se procesan en productos, especialmente cuando se procesan en fibras en un proceso de hilatura por fusión. Dicha controlabilidad problemática significa, por ejemplo, que los diámetros de las fibras fluctúan considerablemente, se forman cristalitos en el vidrio, lo que conduce a la falta de homogeneidad de las fibras o la desvitrificación del vidrio, lo que reduce el rendimiento de un proceso de fabricación de fibras. La fluctuación del diámetro de la fibra y la falta de homogeneidad de las fibras tienen una influencia negativa sobre otros procesos en los que deben fijarse los parámetros del equipo y del procesamiento, al menos parcialmente en base al diámetro de las fibras procesadas. Dichos procesos y parámetros incluyen una temperatura de sinterización en procesos de sinterización. La fluctuación del diámetro de la fibra también afecta, por ejemplo, a la calidad del producto final, puesto que las fibras más finas se comportan de diferente manera a las fibras más gruesas. La fabricación de partículas esféricas y recubrimientos también se ve afectada por el comportamiento fluctuante o no homogéneo en sus procesos de fabricación.

Además de las dimensiones físicas de las fibras u otros productos, también son difíciles de controlar algunas características químicas. Por ejemplo, puede producirse variación de la concentración de óxidos local, lo que también afecta al perfil de degradación del material y al perfil de liberación iónica.

Además, algunos procesos relacionados con la fabricación, por ejemplo, limpieza de crisoles y tamizado de fibras, son difíciles y requieren mucho tiempo para su realización.

Otra desventaja de las composiciones de vidrio bioactivo conocidas es que su rendimiento en procesos de hilatura por fusión es bastante bajo.

Breve descripción de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar nuevas composiciones de vidrio bioactivo para paliar las anteriores desventajas.

Las composiciones de vidrio bioactivo de la invención se caracterizan por la siguiente composición:

Se sabe que B₂O₃ y P₂O₅ son formadores de redes de vidrio como SiO₂. P₂O₅ tiene un efecto adverso con respecto a un intervalo de temperatura de trabajo del material vítreo, puesto que aumenta la cristalización, pero tiene un efecto positivo sobre la bioactividad del vidrio bioactivo resultante. Se ha demostrado que B₂O₃ aumenta la propiedades de osteointegración del material de vidrio bioactivo final, y se descubrió que éste podía usarse para compensar el efecto negativo de P₂O₅ sobre los procesos de fabricación. En particular, se descubrió que, seleccionando la proporción mencionada anteriormente de B₂O₃/P₂O₅, los efectos beneficiosos de ambos óxidos sobre las propiedades del material se maximizan.

La invención se basa en el hecho sorprendente, descubierto por los inventores, de que los vidrios con el intervalo de composición reivindicado poseen un rendimiento sorprendentemente bueno en procesos de fabricación en comparación con vidrios que están fuera de este intervalo.

Una ventaja de la invención es que se consigue un proceso de fabricación más controlable, especialmente en la fabricación de fibras de vidrio bioactivo. Esto significa que el vidrio es más fácil de fabricar y, en particular, la homogeneidad del vidrio es mayor, lo que significa, por ejemplo, un mayor rendimiento de fabricación de fibras y mejores propiedades de la fibra. Otra ventaja de la presente invención es que el vidrio puede tratarse con calor repetidamente sin que el vidrio cristalice o cambie sus propiedades superficiales o del conjunto del vidrio. Una ventaja adicional de la presente invención es que mejora el rendimiento cuando se fabrican las fibras. También se observó que es más fácil limpiar un crisol cuando se han usado vidrios que tienen un intervalo de composición especificado.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, la invención se describirá con más detalle en referencia a los dibujos adjuntos, en los que

La figura 1 representa espectros Raman de una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la invención, y

La figura 2 representa espectros Raman de una composición de vidrio bioactivo de la técnica anterior.

Descripción detallada de la invención

Las composiciones de vidrio bioactivo de la invención tienen el siguiente intervalo de composición:

Debe observarse que, en adelante, el vidrio bioactivo se denomina "vidrio".

Ejemplo 1

Se fabricaron quince lotes de vidrio bioactivo con cinco composiciones diferentes (tres lotes con cada composición). Las composiciones se dan como composiciones de partida teóricas calculadas. Las materias primas usadas para los vidrios bioactivos fabricados eran Na₂CO₃, K₂CO₃, MgO, TiO₂, B₂O₃, CaCO₃, CaHPO₄ • 2H₂O así como SiO₂ de calidad analítica. Las materias primas se pesaron y se mezclaron en un recipiente de plástico y a continuación se fundieron en un crisol de platino durante tres horas a 1360ºC. Para obtener vidrio homogéneo, el vidrio formado se rompió por compresión a continuación en pedazos de aproximadamente 1 cm³ y se recalentó durante 3 horas a 1360ºC. Con este método, se obtuvieron bloques de vidrio sólidos con masas de aproximadamente 230 g. Se usó el mismo método de fabricación para fabricar los cinco tipos de vidrios bioactivos, A, B, C, D y E. La Tabla 1 muestra las composiciones de los vidrios bioactivos formados.

Pueden usarse otros procesos o equipo cualesquiera conocidos para fabricar composiciones de la invención. Los ciclos térmicos de los procesos pueden optimizarse para cada vidrio. Debe observarse que no es necesario romper y recalentar el vidrio. También es posible usar materias primas diferentes de las descritas anteriormente. Por ejemplo, puede usarse CaO en lugar de CaCO₃.

El vidrio B tiene una composición de acuerdo con la invención, mientras que los vidrios A, C, D y E están fuera de los intervalos de la composición de la invención. Todos los lotes de vidrio de las composiciones A, B, C y D formaron un bloque de vidrio...

1. Una composición de vidrio bioactivo que comprende SiO₂, Na₂O, K₂O, CaO, y P₂O₅, caracterizada por la siguiente composición:

2. Una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la siguiente composición:

3. Una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la siguiente composición:

4. Una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la siguiente composición:

5. Una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la siguiente composición:

6. Un uso de una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la reivindicación 1, para fibras de vidrio en forma de armazón sinterizado para su uso en cirugía.

7. Un método para fabricar una composición de vidrio bioactivo, comprendiendo el método las etapas de

8. Un implante que comprende una composición de vidrio bioactivo de la reivindicación 1.

9. Un implante de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el implante tiene al menos una estructura parcialmente porosa hecha de una composición de vidrio bioactivo de la reivindicación 1.

10. Un implante de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la estructura porosa comprende fibras sinterizadas.

11. Un implante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el implante comprende además una fase polimérica.

12. Un implante de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el implante comprende una composición de vidrio recubierta al menos en parte con un recubrimiento polimérico.

13. Un implante de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el implante comprende fibras de vidrio embebidas en una matriz polimérica.

14. Un implante de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque la composición de vidrio constituye un recubrimiento de un material bioestable del implante.

15. Un implante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque el implante comprende al menos una pirrolidona.