PROCESO BIOMIMÉTICO PARA EL RECUBRIMIENTO DE SUSTRATOS.
Proceso para el recubrimiento de un sustrato, particularmente un dispositivo médico,
con una composición biomimética, que comprende: a) producir por lotes en un sistema cerrado una composición acidificada biomimética que comprende una mezcla salina acuosa que contiene iones de calcio, magnesio, fosfato y bicarbonato y una sustancia bioactiva, b) contactar el sustrato con dicha composición biomimética y c) almacenar la composición biomimética en contacto con el sustrato y permitir que ocurra un incremento gradual del pH y causar la precipitación de sales y la coprecipitación de la sustancia bioactiva en dicho sustrato y obtener un sustrato recubierto, dicha sustancia bioactiva siendo seleccionada del grupo que consiste en un factor de crecimiento osteogénico, un factor que promueve el crecimiento celular, un factor de angiogénesis, un factor lipogénico, una sustancia antibiótica, una proteína, una vitamina, una hormona, un inhibidor, un gen o fragmento de un gen que muestra efectos similares a aquellos de los factores de crecimiento
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/NL2005/000580.
Solicitante: YEKIMED AG.
Nacionalidad solicitante: Suiza.
Dirección: OBERMOOSSTRASSE 22 CH-3067 BOLL SUIZA.
Inventor/es: LIU, YUELIAN.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 10 de Agosto de 2005.
Clasificación Internacional de Patentes:
- A61L27/32 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61L PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES U OBJECTOS EN GENERAL; DESINFECCION, ESTERILIZACION O DESODORIZACION DEL AIRE; ASPECTOS QUIMICOS DE VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS; MATERIALES PARA VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS (conservación de cuerpos o desinfección caracterizada por los agentes empleados A01N; conservación, p. ej. esterilización de alimentos o productos alimenticios A23; preparaciones de uso medico, dental o para el aseo A61K). › A61L 27/00 Materiales para prótesis o para revestimiento de prótesis (prótesis dentales A61C 13/00; forma o estructura de las prótesis A61F 2/00; empleo de preparaciones para la fabricación de dientes artificiales A61K 6/80; riñones artificiales A61M 1/14). › Materiales que contienen fósforo, p. ej. apatito.
Clasificación PCT:
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.
Fragmento de la descripción:
Proceso biomimético para el recubrimiento de sustratos.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un proceso biomimético para el recubrimiento de sustratos, en particular a dispositivos médicos tales como implantes, a tales sustratos recubiertos y a la aplicación en la ingeniería del hueso, tejido conjuntivo, tejido adiposo y tejido muscular.
Antecedentes de la invención
La investigación en el campo de la implantología dental y ortopédica está focalizada actualmente en desarrollar herramientas y metodologías para potenciar la osteointegración y para agilizar el reestablecimiento de la funcionalidad completa. Con la realización de estos objetivos, la fase de curación y tiempo de convalecencia de los pacientes podría ser acortada y su reinserción social y profesional establecida cuanto antes.
Una mejora en la osteoconductividad de los implantes ya ha sido lograda recubriendo sus superficies con capas de fosfato cálcico en varias formas cristalinas o amorfas. También se han hecho intentos para hacer estos recubrimientos osteoinductivos por la adición de factores de crecimiento osteogénicos, tal como factor de crecimiento transformante beta o proteínas morfogenéticas óseas. Pero, hasta recientemente, esta tarea representaba un gran escollo. La mayor parte de las técnicas usadas para preparar recubrimientos inorgánicos son realizadas bien a temperaturas extremadamente altas (p. ej., la pulverización de plasma) o bajo otras condiciones físicas altamente no fisiológicas, que excluyen la incorporación de moléculas proteínicas biológicamente activas durante su deposición.
Los investigadores han intentado circunvenir esta dificultad adsorbiendo secundariamente agentes osteogénicos sobre las superficies de los estratos inorgánicos preformados. No obstante, tales moléculas superficialmente adsorbidas sirven sólo como un depósito bidimensional, y por lo tanto limitado, que es liberado rápidamente, en un único estallido, tras la exposición a un entorno fisiológico. Por lo tanto, los efectos osteoinductivos de estos agentes son restringidos tanto temporalmente como espacialmente. Los investigadores han intentado superar este problema incrementando la concentración del factor de crecimiento adsorbido a niveles no fisiológicos. No obstante, las moléculas todavía son liberadas rápidamente en un único estallido, y los niveles locales altos generados resultan en la indeseable unión no específica a las fibrillas de colágeno y otras moléculas de matriz extracelulares en la proximidad del implante.
Los estratos de fosfato cálcico preformados también han sido químicamente modificados en un intento de retardar la liberación de los factores de crecimiento adsorbidos. Pero incluso con tales manipulaciones, el índice de liberación del medicamento aún es más rápido que de un depósito tridimensional (retículo-incorporado). Un inconveniente más de estas técnicas de recubrimiento físico es que pueden ser aplicadas sólo en los materiales altamente resistentes a la temperatura, tales como las aleaciones metálicas, y a aquellos con una topografía de la superficie relativamente homogénea.
Varios métodos han sido propuestos en los últimos años para depositar un recubrimiento en todo tipo de sustratos. Estos métodos han sido reseñados en un artículo en Proc Instn Mech Engrs Vol 212 parte H por K. de Groot et al. En este articulo de reseña se han descrito varias técnicas tales como la pulverización de plasma, pulverización de plasma al vacío, pulverización de oxicombustible de alta velocidad y más técnicas mojadas tal como la deposición electroforética, deposición electroquímica, deposición biomimética y finalmente técnicas de pulverización catódica es decir depósito por pulverización catódica estándar, deposición de ión asistido, deposición con láser de pulsación, deposición por magnetrón, prensado isostático en caliente y esmaltado de frita.
Es de particular interés un método de deposición biomimético que implica formar un hueso biológicamente activo como estrato de apatita en un sustrato por inmersión en una solución de sal equilibrada (sobresaturada) de Hank o líquido biológico simulado.
El documento EP 0 987 031 describe un método para el recubrimiento de un sustrato, particularmente un dispositivo médico con una composición biomimética que comprende agentes biológicamente activos (Cf. D1, párrafo 43), D1 también describe el sustrato recubierto.
El documento US 6 569 489 describe un sustrato recubierto y el método para el recubrimiento de un sustrato, particularmente un dispositivo médico con una composición biomimética.
El documento US 2003/00113438 describe un sustrato recubierto, el recubrimiento que comprende una sustancia bioactiva y el método para el recubrimiento de dicho sustrato, particularmente un dispositivo médico con una composición biomimética que comprende agentes biológicamente activos.
La patente US 6.207.218 describe un método para el recubrimiento de un implante que comprende las etapas de
Una desventaja de este método es que el proceso se lleva a cabo en un sistema abierto que por otra parte no se mantiene bajo condiciones estériles. Por otra parte es difícil de controlar el espesor del recubrimiento y las micro condiciones del proceso de recubrimiento. En este procedimiento uno no puede incorporar una sustancia bioactiva de manera simple. A fin de lograr esto, se necesitaría aplicar un proceso de 2 etapas que implica producir primero un recubrimiento fino que representa un estrato de siembra y luego cambiar a un sistema cerrado (que puede contener una molécula bioactiva) y producir un estrato secundario de por ejemplo recubrimiento de fosfato de calcio. Tal procedimiento es complejo y no adecuado para aplicaciones comerciales. También requiere un volumen muy grande de soluciones en la segunda etapa del proceso que da lugar a pérdidas muy altas de las moléculas bioactivas que uno desea incorporar en el recubrimiento. Por lo tanto, el proceso se vuelve bastante costoso.
Resumen de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar un proceso en donde las mencionadas desventajas son aliviadas a una gran extensión. Según la presente invención una composición de recubrimiento biomimético es producida que consiste en una solución de electrolito que simula la composición de electrolito de los tejidos, particularmente tejido blando o tejido conjuntivo, que contiene una sustancia bioactiva que puede ser liberada de manera sostenida o retardada, producida por la coprecipitación de dicho material bioactivo con los otros componentes, principalmente sales que resultan en la incorporación de la sustancia bioactiva, preferiblemente sustancialmente en cantidades fisiológicas en el entramado formando una parte íntegral del recubrimiento, dicho recubrimiento se marca como una película, ventajosamente en una etapa en el sustrato a distinción del proceso de 2-etapas de la técnica anterior.
Es otro objeto de la presente invención proporcionar un proceso de recubrimiento que se lleva a cabo en un sistema cerrado, preferiblemente bajo condiciones asépticas o prácticamente estériles.
Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso en donde el espesor del recubrimiento y el estado físico del recubrimiento (formas cristalinas, amorfas o mezcladas) es manipulado pre-programando la composición de los constituyentes de la mezcla de inicio usados.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso biomimético es decir típicamente un proceso moderado llevado a cabo a una temperatura que no tiene efecto perjudicial en la actividad y estabilidad de la sustancia bioactiva incorporada en el recubrimiento.
Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso comercialmente viable, altamente reproducible en donde son requeridos volúmenes relativamente bajos en un sistema microreactor, es decir volúmenes de menos de 100 ml y preferiblemente entre 5 y 20 ml en donde...
Reivindicaciones:
1. Proceso para el recubrimiento de un sustrato, particularmente un dispositivo médico, con una composición biomimética, que comprende:
2. Proceso según la reivindicación 1, en donde la coprecipitación y marcado de una película de recubrimiento en el sustrato se logra en una única etapa.
3. Proceso según la reivindicación 1, en donde la composición biomimética se pasa a través de un filtro bacteriológico antes de ser contactado con el sustrato.
4. Proceso según la reivindicación 1, en donde todas las sales y sustancias bioactivas en la solución salina son disueltas completamente y esta solución salina tiene un pH que oscila de 5.2-6.6, que es producido añadiendo un ácido.
5. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el pH es ajustado añadiendo un ácido seleccionado del grupo que consiste en ácido hidroclórico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico y combinaciones de los mismos.
6. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición biomimética es almacenada en contacto con el sustrato hasta que el pH ha aumentado a un valor que varía de 7.0-8.5.
7. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición biomimética es preparada añadiendo a agua acidificada
después de lo cual
8. Proceso según la reivindicación 7, en donde las sales son añadidas y disueltas en agua acidificada en la secuencia i), ii), iii), iv) dada.
9. Proceso según las reivindicaciones 7-8, en donde las siguientes sales son incorporadas en la composición biomimética en las concentraciones indicadas:
10. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde el periodo de almacenamiento del sustrato en contacto con la composición del recubrimiento varía de 5-48 horas y el espesor del resultante recubrimiento está dentro de la gama de 0.5 100 micrones.
11. Proceso según las reivindicaciones 1-10 en donde la composición contiene además cloruro sódico.
12. Proceso según la reivindicación 10, en donde se usa cloruro sódico en una concentración de 20-50 g/l.
13. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-12, en donde una composición biomimética es producida para los depósitos de tejido blando incluyendo una sal de potasio en una cantidad que varía preferiblemente de 0.1-1 g/l.
14. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la composición salina en la mezcla inicial es isotónica con sangre.
15. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que produce un recubrimiento que comprende carbonato cálcico, dihidrato de fosfato dicálcico, fosfato de ortocalcio e carbonato de hidroxil apatita, en estado amorfo, cristalino o amorfo a cristalino o formas mezcladas de los mismos, y una cantidad eficaz de sustancia bioactiva.
16. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde el sustrato comprende un polímero blando o duro seleccionado del grupo que consiste en colágeno, polilactato y gelatina.
17. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el sustrato es una prótesis ósea, una prótesis dental o una prótesis mamaria.
Patentes similares o relacionadas:
Polvo compuesto que contiene sal de calcio con partículas microestructuradas, del 22 de Julio de 2020, de SCHAEFER KALK GMBH & CO. KG: Polvo compuesto con partículas microestructuradas, que puede obtenerse a través de un método en el que se combinan partículas grandes con partículas pequeñas, […]
Método para fabricar un implante óseo e implante obtenido, del 13 de Noviembre de 2019, de INSTYTUT WYSOKICH CISNIEN POLSKIEJ AKADEMII NAUK: Un método para fabricar un implante óseo, que consiste en depositar una hidroxiapatita sintética en una estructura de soporte , y que incluye […]
Material sustituto óseo, del 2 de Octubre de 2019, de Geistlich Pharma AG: Material sustituto óseo de fosfato de calcio/hidroxiapatita (CAP/HAP) bifásico que comprende un núcleo de CAP sinterizado y una capa de crecimiento epitáctico cerrada […]
Implantes para regeneración de tejido blando y tejido duro, del 25 de Septiembre de 2019, de TEPHA, INC.: Un dispositivo implantable para reparación de tejidos óseo y osteocondral o conjuntivo, que comprende una matriz reabsorbible que es una estructura textil que […]
Coprecipitación de Tobramicina en revestimientos de hidroxiapatita, del 21 de Agosto de 2019, de Stryker European Holdings I, LLC: Un método para coprecipitar un agente terapéutico en una superficie revestida de hidroxiapatita que comprende las etapas de: proporcionar una superficie […]
Andamiaje artificial de tipo membrana y método para la fabricación del mismo, del 31 de Julio de 2019, de POSTECH ACADEMY-INDUSTRY FOUNDATION: Un andamiaje de tipo membrana que comprende:
una primera capa configurada para estar dispuesta para ponerse en contacto con un tejido […]
Procedimiento para la carga de fármacos sobre superficies de implantes recubiertos de hidroxiapatita, del 24 de Junio de 2019, de Stryker European Holdings I, LLC: Un procedimiento para cargar un implante recubierto de hidroxiapatita con un agente terapéutico, que comprende las etapas de: proporcionar un implante; aplicar […]
COMPOSICIÓN Y PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN Y APLICACIÓN DE UN COMPUESTO BIOACTIVO QUE CONTIENE FLUORURO Y EL PRODUCTO OBTENIDO., del 18 de Junio de 2019, de UNIVERSIDAD CARDENAL HERRERA CEU: Composición y procedimiento para obtener un material bioactivoi en donde la composición comprende un primer elemento composición comprende un primer […]