BIOVIDRIO POROSO Y PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN.

La presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de una composición cristalina o parcialmente cristalina, o biovidrio, porosa, particularmente resistente mecánicamente y que se puede utilizar como sustituto óseo. En el campo de los sustitutos sintéticos del hueso, los implantes a base de hidroxiapatita y de fosfato tricálcico son conocidos y utilizados desde hace numerosos años. La hidroxiapatita es una cerámica de fosfato de calcio de composición parecida a la parte mineral del hueso natural. Es la que permite la cicatrización a corto plazo, a partir de la superficie del implante. Sin embargo, la hidroxiapatita no es resorbible y permanece a largo plazo en el cuerpo del paciente. Para limitar este inconveniente, se le añade fosfato tricálcico que es un fosfato de calcio resorbible que permite que el hueso ocupe su sitio para una rehabilitación ósea del implante a largo plazo. Los implantes que combinan hidroxiapatita y fosfato tricálcico son así considerados como la alternativa más importante a los injertos autólogos, no siendo estos últimos siempre posibles. Sin embargo, al contrario del hueso autólogo, estos implantes a base de hidroxiapatita y de fosfato tricálcico no son oseoinductores, es decir que no favorecen el desarrollo de las células óseas en el implante. Otro inconveniente de los implantes existentes es que son difíciles de manipular y de realizar en forma de masa. Así, una masa de cerámica hidroxiapatita-fosfato tricálcico es difícil de moldear para el cirujano en la forma deseada en el momento de la operación, puesto que es demasiado dura y quebradiza. Para evitar este inconveniente, los sustitutos óseos a base de hidroxiapatita son a veces suministrados en forma de gránulos. El cirujano llena la cavidad a rellenar con estos gránulos. Sin embargo, esta técnica es delicada y necesita una jaula de mantenimiento para evitar cualquier diseminación fuera del sitio a tratar. Los gránulos pueden pulverizarse o causar lesiones por sus residuos. Por lo tanto, se ha intentado desarrollar unos sustitutos óseos a base de hidroxiapatita porosa con el fin de que sean manipulables y moldeables más fácilmente. Sin embargo, un inconveniente principal de estos sustitutos óseos es su fragilidad. En efecto, debido a la presencia de colágeno, el hueso natural es dúctil y resistente. Por el contrario, los implantes porosos a base de hidroxiapatita y de fosfato tricálcico se rompen y se pulverizan fácilmente. Así, es muy difícil para un cirujano cortar en una masa porosa de sustituto óseo a base de hidroxiapatita-fosfato tricálcico una forma particular sin que la masa se pulverice. El artículo "Effect of varying physical properties of porous, surface modified bioactive glass 45S5 on osteoblast proliferation and maturation", E.A.B. Effah Kaufmann, P. Ducheyne, I.M. Shapiro, Journal of biomedical materials research, 2000, vol. 52, n° 4, p. 783-796, describe un biovidrio poroso que favorece el desarrollo de las células óseas después de la implantación. Sin embargo, este biovidrio poroso es extremadamente frágil. No presenta una buena resistencia mecánica y se pulveriza cuando se intenta moldearlo para realizar una forma particular de implante. El artículo "Fabrication and biocompatibility of a porous bioglass ceramic in a Na2O-CaO-SiO2-P2O5 system", Feng-Huei Lin et al., describe un procedimiento de obtención de una composición cristalina o parcialmente cristalina que comprende una etapa de compactación de una mezcla de vidrio y agente porógeno. Asimismo, el artículo "Porous bioactive glass and glass-ceramic made by reaction sintering under pressure", Weiliang Gong, Abdesselam Abdelouas, Werner Lutze, Journal of biomedical materials research, 2001, vol. 54, n°3, p. 320-327, describe unos vidrios y unas vitrocerámicas preparados mediante sinterización a presión isoestática. Sin embargo, estas composiciones presentan un bajo porcentaje de porosidad que las hace difíciles de manipular y de moldear. Por otra parte, no se favorece el desarrollo de las células óseas. Así, existe la necesidad de un biovidrio macizo poroso, apto para favorecer el desarrollo de las células óseas in vivo después de la implantación en el cuerpo humano en sustitución de huesos naturales, y que presente unas propiedades mecánicas que permitan moldear este biovidrio en la forma deseada sin que pierda su integridad. La presente invención prevé evitar este problema proponiendo una composición cristalina o semicristalina porosa a base del sistema SiO2, CaO, Na2O y P2O5 que comprende unos macroporos y unos microporos de tamaños respectivos particulares y un porcentaje de porosidad específico, y que presentan una resistencia en compresión comprendida entre 7 MPa y 70 MPa. La presente invención describe una composición cristalina o parcialmente cristalina porosa maciza que comprende por lo menos SiO2, CaO, Na2O y P2O5, que comprende unos microporos y unos macroporos, caracterizada porque: - el porcentaje de porosidad está comprendido entre 50% y 80%, medido mediante el método geométrico, - el diámetro medio de los macroporos está comprendido entre 100 y 1.250 micrones, preferentemente entre 150 micrones y 300 micrones, 2 ES 2 367 972 T3 - el diámetro medio de los microporos es inferior o igual a 5 micrones, - la resistencia en compresión está comprendida entre 7 MPa y 70 MPa. Otro objeto de la invención es un implante caracterizado porque está constituido por una composición tal como la anterior. El objeto de la presente invención es un procedimiento de preparación de una composición cristalina o parcialmente cristalina porosa maciza que comprende por lo menos SiO2, CaO, Na2O y P2O5, que comprende unos microporos y unos macroporos, cuyo porcentaje de porosidad está comprendido entre 50% y 80%, medido mediante el método geométrico, estando el diámetro de los macroporos comprendido entre 100 y 1.250 micrones, preferentemente entre 150 micrones y 300 micrones, siendo el diámetro de los microporos inferior o igual a 5 micrones, caracterizado porque comprende las etapas siguientes: - a) disponer de un vidrio a base de SiO2, CaO, Na2O y P2O5, - b) triturar y tamizar el vidrio de la etapa a) para obtener un polvo, - c) poner en suspensión en un disolvente y dispersar con la ayuda de un dispersante el polvo obtenido en b) para obtener una barbotina, - d) añadir a la barbotina obtenida en c) un agente espesante, - e) verter en un molde la mezcla obtenida en d) y después secar para proporcionar una "torta", - f) calentar la "torta" obtenida en e) a una temperatura de aproximadamente 600ºC para obtener un "producto en bruto", - g) tratar el producto en bruto obtenido en f) a una temperatura comprendida entre 600ºC y 1.100ºC, preferentemente entre 900ºC y 1.100ºC, con el fin de obtener una cristalización parcial o total de la composición. Otro objeto de la invención es una composición susceptible de ser obtenida según el procedimiento anterior. La composición según la invención presenta una resistencia mecánica que permite moldear formas particulares en su masa sin que esta última se pulverice o pierda su integridad, a pesar de su porcentaje de porosidad elevado. Así, la composición según la invención es fácilmente manipulable. El cirujano puede simple y fácilmente moldearla, eventualmente volverla a moldear a la forma deseada antes de implantarla. Es posible moldear en la composición según la invención unos implantes de cualquier forma deseada, por ejemplo para rellenar un defecto óseo. Siendo entonces el implante realizado una pieza única, es particularmente resistente y estable. No genera ningún residuo indeseable. La composición según la invención presenta una porosidad homogénea. Esto se desprende en particular de la baja dispersión de las mediciones de resistencia en compresión de estas composiciones. La presencia de microporos favorece la adhesión de las células. La presencia de macroporos favorece la penetración de las células, en particular de las células de tamaño importante. Además, los implantes realizados a partir de la composición según la invención son resorbibles. Así, son totalmente compatibles con una utilización in vivo como implante, en particular como sustituto óseo. Además, favorecen el desarrollo de las células óseas. A largo plazo, el implante es sustituido así por hueso natural. Por último, debido a su porosidad, los implantes realizados a partir de la composición de la invención son particularmente ligeros, lo cual es una comodidad para el paciente y para el cirujano. Por el término "biovidrio" se entiende, en el sentido de la presente invención, un vidrio, parcial o totalmente recristalizado, compatible con el cuerpo humano, y bioactivo, es decir, capaz de desarrollar una respuesta biológica en la interfaz entre dicho vidrio y los tejidos humanos, y por lo tanto de desarrollar una unión... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de una composición cristalina o parcialmente cristalina porosa maciza que comprende por lo menos SiO2, CaO, Na2O y P2O5, que comprende unos microporos y unos macroporos, cuyo porcentaje de porosidad está comprendido entre 50% y 80%, medido mediante el método geométrico, estando el diámetro medio de los macroporos comprendido entre 100 y 1.250 micrómetros, preferentemente entre 150 micrómetros y 300 micrómetros, siendo el diámetro medio de los microporos inferior o igual a 5 micrómetros, caracterizado porque comprende las etapas siguientes: - a) disponer de un vidrio a base de SiO2, CaO, Na2O y P2O5, - b) triturar y tamizar el vidrio de la etapa a) para obtener un polvo, - c) poner en suspensión en un disolvente y dispersar con la ayuda de un dispersante el polvo obtenido en b) para obtener una barbotina, - d) añadir a la barbotina obtenida en c) un agente espesante, - e) verter en un molde la mezcla obtenida en d) y después secar para proporcionar una "torta", - f) calentar la "torta" obtenida en e) a una temperatura de aproximadamente 600ºC para obtener un "producto en bruto", - g) tratar el producto en bruto obtenido en f) a una temperatura comprendida entre 600ºC y 1.100ºC, preferentemente 900ºC y 1.100ºC, con el fin de obtener una cristalización parcial o total de la composición. siendo añadido un agente porógeno en mezcla a la barbotina, entre la etapa c) y la etapa d). 2. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque el agente espesante es una emulsión acrílica. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el producto en bruto se trata a 900ºC. 4. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el producto en bruto se trata a 1.000ºC. 5. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el producto en bruto se trata a 1.100ºC. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el agente porógeno se añade a un porcentaje comprendido entre 1% y 80% en volumen, más preferentemente entre 50% y 80% en volumen, con respecto al volumen total de la barbotina. 7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque el agente porógeno se selecciona de entre una mezcla de sacarosa y de almidón, el polietilenglicol, y sus mezclas. 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el agente porógeno está constituido por una mezcla de dos poblaciones de tamaños de partículas. 9. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque esta mezcla está constituida por 70% en volumen, con respecto al volumen total de la mezcla, de porógenos de tamaños de partículas inferiores a 630 micrones y por 30% en volumen, con respecto al volumen total de la mezcla, de porógenos de tamaños de partículas comprendidos entre 630 y 1.250 micrómetros. 10. Composición susceptible de ser obtenida mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9. 11. Composición según la reivindicación 10, caracterizada porque se trata mediante una disolución de líquido fisiológico de composición iónica parecida a la del plasma humano. 12. Composición según la reivindicación anterior, caracterizada porque la composición iónica de este líquido fisiológico es la siguiente: - Na + : 142,0 mmol/l, - K + : 5,0 mmol/l, - Mg 2+ : 1,5 mmol/l, - Ca 2+ : 2,5 mmol/l, - CI - : 147,8 mmol/l, ES 2 367 972 T3 9 - HCO3 - : 4,2 mmol/l, - HPO4 2- : 1,0 mmol/l, - SO4 2- : 0,5 mmol/l. ES 2 367 972 T3 5 13. Composición según la reivindicación 11 ó 12, caracterizada porque presenta una capa de hidroxiapatita en su superficie. 14. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizada porque presenta unos nanoporos, siendo el diámetro medio de estos nanoporos inferior o igual a 1 micrómetro, preferentemente comprendido entre 10 100 y 300 nanómetros. 15. Implante caracterizado porque está constituido por una composición según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14. ES 2 367 972 T3 11 ES 2 367 972 T3 12 ES 2 367 972 T3 13 ES 2 367 972 T3 14 ES 2 367 972 T3 ES 2 367 972 T3 16 ES 2 367 972 T3 17 ES 2 367 972 T3 18