PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCION DE DISPOSITIVOS PROTESICOS QUE CONTIENEN PLATA.

Procedimiento para la preparación de un implante o dispositivo protésico,

adaptado para liberar iones plata en el sitio del implante, proporcionando así una acción antibacteriana pero no citotóxica, en el que dicho implante o dispositivo tiene un cuerpo constituido por un material vítreo o vitrocerámico o está provisto de un recubrimiento parcial o total de dichos materiales, caracterizado porque dichos materiales contienen óxido modificador de metales que pueden intercambiarse con iones plata, seleccionados de metales alcalinos y alcalinotérreos, comprendiendo el procedimiento someter dicho implante o dispositivo a un proceso de intercambio iónico en una disolución acuosa que contiene plata

Procedimiento para la producción de dispositivos protésicos que contienen plata.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de implantes médicos o dispositivos protésicos con acción antibacteriana, debido a la liberación de iones plata.

Una de las complicaciones posoperatorias más comunes que surgen como consecuencia de la inserción de prótesis está representada por la aparición de infecciones [1]. Este tipo de problema puede resolverse mediante la administración sistémica de antibióticos, o mediante la ayuda de agentes antibacterianos como, por ejemplo, iones plata, que al liberarse gradualmente y de una manera controlada directamente en el sitio del implante, pueden rechazar la colonización por la mayoría de las poblaciones de bacterias más comunes de las superficies de los dispositivos implantados [2-8].

Con respecto a los antibióticos usados comúnmente, la plata tiene la ventaja de ser un agente antibacteriano de amplio alcance, puede administrarse localmente en lugar de por vía oral, evitando así los efectos secundarios comunes de los antibióticos (como por ejemplo, el desarrollo de poblaciones de bacterias resistentes, el empobrecimiento de la flora intestinal...). Ya se comercializan dispositivos poliméricos recubiertos con plata o que contienen iones plata y que tienen comportamiento antibacteriano [9-13] (catéteres, apósitos para la curación de heridas por quemaduras, cepillos de dientes (Silvercare®), sistemas de filtración y purificación para agua potable o piscinas, fibras textiles (X-Static®, Eastlon®, Amicor®) para producir tejidos antibacterianos (Atisorb®) y antifúngicos, escayolas).

Esos productos se usan satisfactoriamente, pero para dispositivos que no están diseñados para ser implantados, o para dispositivos que entran en contacto con el cuerpo humano sólo durante cortos periodos de tiempo (desecha-bles).

En el campo de los materiales metálicos para dispositivos ortopédicos se han realizado algunos estudios para producir dispositivos implantables, adecuados para la liberación de iones plata, (pasadores para dispositivos externos de fijación de fracturas óseas) [14-17]; las únicas pruebas clínicas, realizadas en tornillos ortopédicos de acero, sometidos a la implantación de iones plata [17], no han conducido a la aplicación de rutina de los dispositivos estudiados porque fue imposible dosificar, con la exactitud requerida, la plata contenida, produciendo así efectos tóxicos en los tejidos circundantes y concentraciones de plata superiores al nivel permitido para el ser humano.

Actualmente están en marcha estudios en el campo de los materiales de vidrio, cerámica o vitrocerámica [18-22]. Estos estudios generalmente consideran técnicas de síntesis que modifican la composición de todo el cuerpo de material con las desventajas mencionadas anteriormente. Tales materiales obtenidos demostraron una actividad antibacteriana esperada, pero nunca se han usado ni sometido a prueba clínicamente, ni se conoce su comportamiento citotóxico.

Estudios preliminares de tratamientos de intercambio iónico en mezclas de sales fundidas, realizados por el grupo de investigación de los inventores de la presente patente [32] han demostrado la posibilidad de enriquecer con iones plata sólo la superficie del biomaterial, pero alcanzando una concentración demasiado alta que provoca, tras la liberación de iones en los fluidos fisiológicos, la precipitación en superficie de AgCl en cantidades no seguras para los seres humanos.

Los iones plata tienen un efecto oligodinámico, lo que significa, dependiendo de su concentración, junto con las dimensiones de las células con las que interaccionan, que podrían proporcionar actividad bacteriostática, antiséptica o incluso citotóxica [23-25], aumentando así la importancia de una medición exacta de los iones plata en la superficie de los implantes [26].

El objetivo principal de esta invención es proporcionar un procedimiento para la producción de dispositivos protésicos implantables, temporales o definitivos, que podrían entrar en contacto con los seres humanos durante tiempos medios o prolongados (por ejemplo, meses, años), que pueden liberar las cantidades de plata adecuadas para proporcionar acción antibacteriana sin producir citotoxicidad sistémica.

Para este fin, el principal objeto de la presente invención es un procedimiento de funcionalización con iones plata sobre superficies vítreas y vitrocerámicas para la producción de dispositivos implantables que tienen una acción antibacteriana, tal como se define en las reivindicaciones siguientes.

El procedimiento propuesto permite introducir iones plata únicamente en las primeras capas de superficie de un material de vidrio o vitrocerámica, conformado como material a granel o como recubrimiento, confiriendo así las propiedades antibacterianas requeridas.

Por tanto, los dispositivos protésicos pueden tener un cuerpo constituido por los materiales mencionados anteriormente, o la parte principal formada por un sustrato de cualquier tipo de material provisto parcial o totalmente de un recubrimiento de un material de vidrio o vitrocerámica. Un dispositivo de este tipo se somete después al tratamiento mencionado, sin necesidad de procedimientos de fabricación adicionales.

Los materiales que van a usarse dentro del alcance de la invención son preferiblemente materiales bioactivos y, en particular, vidrios bioactivos. Los vidrios bioactivos se usan ampliamente como materiales masivos para sustituciones óseas pequeñas o como recubrimientos en implantes metálicos o cerámicos (artroprótesis, implantes dentales). También pueden inducir una unión química real con tejidos óseos debido a su capacidad para interaccionar con fluidos biológicos [27] formando en su superficie una capa de hidroxilapatita, que es el mineral constituyente de los tejidos calcificados. La bioactividad puede verificarse in vitro mediante la observación del crecimiento de hidroxilapatita en una superficie del material tras sumergirlo en un fluido corporal simulado.

No obstante, el procedimiento puede aplicarse generalmente a materiales vítreos o vitrocerámicos biocompatibles y no necesariamente a los bioactivos.

La aplicación del proceso de intercambio iónico, de conformidad con la invención, a un material biocompatible pero no bioactivo, de hecho es deseable y ventajoso ya que permite conferir propiedades antibacterianas también a dispositivos temporales o definitivos que se espera que proporcionen, dependiendo del sitio del implante, además de la interacción con tejidos profundos, también un acceso al entorno externo a través de los tejidos blandos (por ejemplo, dispositivos de implante dental, dispositivos ortopédicos para fijación externa). De hecho, en la zona de transición desde los tejidos profundos hasta los externos no es necesario ni deseable obtener una unión fuerte con los tejidos, sino que resulta suficiente garantizar propiedades de biocompatibilidad y controlar con fuerza los riesgos de infección.

La única conexión acerca de los materiales que van a usarse en el ámbito de la invención está representada por la presencia necesaria en tal material de cationes disponibles para intercambiarse con cationes Ag⁺. Por tanto, los materiales empleados contienen iones modificadores, cuyos cationes son propensos al intercambio iónico con ión plata, en particular de óxidos de metales alcalinos (por ejemplo, sodio o potasio) o óxidos de metales alcalinotérreos.

También es posible usar vidrios biocompatibles que contienen óxido de aluminio. Los vidrios empleados pueden ser a base de sistemas o bien de sílice o bien de fosfato.

El procedimiento objeto de la invención se lleva a cabo mediante la inmersión del dispositivo, o de una parte de su volumen, en una disolución acuosa de una sal de plata soluble en agua. Preferiblemente, la plata debe ser nitrato de plata.

La concentración de la sal de plata soluble en agua puede variarse en un amplio intervalo, pero generalmente es inferior a 0,5 M; la temperatura de la disolución generalmente es inferior a 100ºC, preferiblemente de entre 80ºC y 100ºC; no obstante, también puede realizarse el tratamiento térmico en condiciones de alta presión y a temperaturas superiores a 100ºC.

El tiempo de tratamiento no es particularmente crítico y es función de la temperatura. Los tiempos de procedimiento usados normalmente están incluidos entre 15 y 240 minutos.

Como la cantidad de iones plata introducidos en...

1. Procedimiento para la preparación de un implante o dispositivo protésico, adaptado para liberar iones plata en el sitio del implante, proporcionando así una acción antibacteriana pero no citotóxica, en el que dicho implante o dispositivo tiene un cuerpo constituido por un material vítreo o vitrocerámico o está provisto de un recubrimiento parcial o total de dichos materiales, caracterizado porque dichos materiales contienen óxido modificador de metales que pueden intercambiarse con iones plata, seleccionados de metales alcalinos y alcalinotérreos, comprendiendo el procedimiento someter dicho implante o dispositivo a un proceso de intercambio iónico en una disolución acuosa que contiene plata.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho proceso de intercambio iónico se realiza mediante la inmersión del dispositivo en una disolución acuosa soluble de sal de plata.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dicha disolución contiene nitrato de plata en una concentración menor de 0,5 M.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el proceso de intercambio iónico se realiza a una temperatura inferior a 100ºC, preferiblemente de entre 80ºC y 100ºC durante periodos de desde 15' hasta 240'.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho material es un vidrio bioactivo.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicho material es un vidrio que contiene sílice, óxido de calcio, óxido de sodio y opcionalmente óxido de aluminio.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho material contiene una cantidad de óxido de sodio que no supera el 25% molar.