Cemento autoespumante para relleno de huecos y/o sistemas de suministro.

Un cemento óseo autoespumable que comprende un elemento seco y un elemento húmedo;

en el que dicho elemento seco contiene fosfato de tricalcio, hidroxiapatito, hidrogenofosfato de estroncio, y uno omás miembros seleccionados del grupo que consiste en carbonato de estroncio y bicarbonato de sodio; yen el que dicho elemento húmedo contiene un tampón suficiente para mantener ácida la composición cuando elelemento seco y el elemento húmedo se mezclan conjuntamente.

Cemento autoespumante para relleno de huecos y/o sistemas de suministro

Antecedentes de la invención El hueso y otro tejido conjuntivo generalmente derivan su estructura de una estructura de matriz extensa. Haces fibrosos que están compuestos de colágeno componen la extensa red que proporciona al hueso el comportamiento resistente a la tensión. En las matrices óseas aparecen otros materiales tales como proteoglicanos, proteínas no colágeno, lípidos y proteínas ácidas. Estos materiales están asociados con una fase mineral que consiste principalmente en hidroxiapatito y la combinación de los materiales con hidroxiapatito tiende a estar pobremente cristalizada. En otras palabras, el hueso y los minerales dentales son formas impuras de hidroxiapatito. En general, los cristales de apatitos sintéticos puros, apatitos geológicos y muchos apatitos impuros sintéticamente producidos son mayores y más cristalinos que los cristales biológicos de hueso, dentina, cemento y cartílago. Los cristales de hueso, dentina y cemento son muy pequeños, de forma irregular, placas muy finas cuyas dimensiones medias aproximadas son aproximadamente de 10 a 50 angstrom de grosor, de 30 a 150 angstrom de anchura, y de 200 a 600 angstrom de longitud.

Cuando el hueso sufre fractura o degradación, el tejido óseo experimenta una remodelación, que es un procedimiento que ocurre en mamíferos en los que el tejido óseo es continuamente renovado a lo largo de la vida de esos mamíferos. El procedimiento de remodelación ocurre por medio de la interacción de osteoblastos (células que forman hueso) y osteoclastos (una gran célula multinucleada que se encuentra en los huesos en crecimiento que reabsorbe tejido óseo, tal como en la formación de canales y cavidades) .

Hay enfermedades que afectan a la remodelación del hueso tales como osteoporosis. La osteoporosis es una enfermedad sistémica de todo el organismo, que se expresa esencialmente por un desequilibrio de la formación de hueso (es decir, los caminos catabólicos de los osteoclastos predominan sobre los caminos metabólicos de los osteoblastos) . En otras palabras, los procedimientos de restructuración ósea anabólicos y catabólicos están invertidos, y se descompone más material óseo por la actividad osteoclástica de lo que crece por la actividad osteoblástica. Un medio de intentar controlar esta inversión de la tasa de formación ósea es suministrar substancias sistémicamente efectivas. Estas incluyen, por ejemplo, bifosfonatos y preparaciones hormonales, que pueden ayudar a acelerar (o por lo menos mantener) la tasa de formación ósea, pero en el procedimiento se puede conducir también a efectos secundarios adversos en otras partes del paciente. Por consiguiente, para limitar el uso de estas terapias potencialmente amenazantes, es deseable encontrar materiales substitutos del hueso que no solo actúen como una substancia o carga substituta del hueso, sino que también funcionen rodeando las células óseas circundantes de tal modo que incrementa y/o induce los procesos metabólicos (ralentizando los procesos catabólicos) , de modo que se atenúe la excesiva actividad osteoclástica y se incremente la actividad (crecimiento interno de huesos) osteoblástica.

De este modo, se ha realizado mucha investigación para desarrollar diferentes formulaciones de cemento de relleno óseo para ayudar a tratar enfermedades óseas tales como osteoporosis. El uso de estas formulaciones de cemento óseo se puede utilizar cuando se realiza cirugía. Hay muchos tipos de cirugía en los que se pueden usar las formulaciones de cemento óseo. Por ejemplo, cirugía de la espalda, que incluye pero no está limitada a vertebroplastia y/o kifoplastia, es un tipo de cirugía en la que se usa (n) el (los) cemento (s) óseo (s) .

Los investigadores y médicos han desarrollado formulaciones de cemento que contienen fosfato de calcio. El fosfato de calcio es un material que se usa en cementó óseo que se sabe que mejora la acreción (crecimiento) de hueso a una superficie no biológica. Cuando se usan cementos óseos que contienen fosfato de calcio como cargas de huecos del hueso, los fosfatos de calcio remplazan el hueso vivo en la cascada ósea y procedimiento de remodelación. Aunque las formulaciones de cemento de fosfato de calcio incrementan la acreción, hay casos en los que es deseable incrementar adicionalmente la acreción para invertir el catabolismo óseo o en los que ha ocurrido un daño óseo.

El documento WO 01/41822 describe una composición autoespumante que comprende por lo menos uno de calcio, fluoruro, estroncio, sales de carbonato y fosfato, por ejemplo, hidroxiapatito, fosfato de tricalcio, bicarbonato de sodio y un compuesto de estroncio junto con una disolución del elemento húmedo en la forma de componente líquido autoespumante termosensible que comprende, por ejemplo, un componente termogelificante y una fuente de monofosfato orgánico.

El documento WO 02/36518 describe un cemento poroso de fosfato de calcio que comprende fosfato de calcio en polvo en una disolución acuosa para formar hidroxiapatito (HA) por la adición de ácido cítrico y bicarbonato.

El documento US 2005/0142211 se refiere a una mezcla de polvo de preparación de cemento de hidroxifosfato de calcio-estroncio (apatito de estroncio) . La mezcla de polvo comprende calcio, estroncio y fosfato y una sal de un álcali o amonio de ácido fosfórico con agua.

La tasa de remplazo y resorción en hueso es una función de una pluralidad de factores, que incluyen, pero no están limitados a la cristalinidad de las formulaciones de cemento óseo así como a su porosidad.

Las formulaciones que están actualmente en uso como cementos óseos pueden contener una o la otra o ninguna de la requerida cristalinidad o porosidad. Sin embargo, los cementos óseos que se usan para el remplazo y resorción tienden a carecer tanto de la adecuada cristalinidad como de la adecuada porosidad. Esto es, las formulaciones de cemento óseo pueden tener adecuada cristalinidad pero inadecuada porosidad o pueden tener adecuada porosidad pero inadecuada cristalinidad. Sin embargo, hasta la fecha, aún no se han desarrollado cementos óseos que tienen tanto cristalinidad como porosidad adecuadas. Tener adecuada porosidad significa tener poros macroscópicos adecuados de diversos tamaños y densidades que permiten el remodelado óseo eficiente. Además, tener adecuados poros macroscópicos de diversos tamaños puede incrementar la acreción ósea. Sin estar vinculados a ninguna teoría particular con respecto al incremento de porosidad, se cree que incrementar la superficie específica de la formulación de cemento óseo puede permitir que las células osteoblásticas realicen mejor su función metabólica. En particular, un incremento de los poros macroscópicos de tamaño variable puede dar como resultado acreción mejorada. Además, sin estar vinculados a ninguna teoría particular, se cree que los defectos óseos que son creados por los poros macroscópicos también permiten que la sangre se absorba mejor y proporcione vías para la entrada de factores de crecimiento y BMP (proteína morfogénica ósea) .

Por consiguiente, el cemento de relleno óseo con cristalinidad y/o porosidad mejoradas puede ser deseable en varias aplicaciones médicas.

Breve sumario de la invención La presente invención se refiere a cemento de relleno óseo según la reivindicación 1. En un aspecto de la invención, los cementos óseos comprenden una formulación de cemento de fosfato de calcio autoendurecible que contiene poros macroscópicos de diversos tamaños y densidades con suficiente superficie específica para proporcionar regiones sustanciales para el recambio óseo.

Descripción detallada de la invención Se describen aquí preparaciones de cemento de hidroxifosfato de calcio-estroncio (apatito -estroncio) . En una realización, el cemento comprende una mezcla de polvo (es decir, el elemento seco) , que contiene componentes de sodio (Na) , potasio (K) , calcio (Ca) , estroncio (Sr) , fosfatos (PO4) y/o carbonatos (CO3) , junto con una sal de álcali o una sal de amonio de ácido fosfórico o algún otro anión, y con agua y/o una disolución acuosa (es decir, el elemento húmedo) . En una variación, la mezcla en polvo contiene, como componente de Na, NaHCO3, como componentes de K, KHCO3 y K2HPO4 , como componente de Ca, Ca3 (PO4) 2 (es decir, TCP) y como componentes de Sr, SrHPO4, y/o carbonato de estroncio (SrCO3) y/o Sr3 (PO4) 2. Además, el componente de polvo opcionalmente contiene adicionalmente hidroxiapatito (Ca5 (PO4) 3 (OH) ) . Como la disolución acuosa de mezcla para la formación del cemento de estroncio-apatito, es apropiada una disolución acuosa de una sal de un álcali o una sal de amonio del ácido fosfórico.... [Seguir leyendo]

1. Un cemento óseo autoespumable que comprende un elemento seco y un elemento húmedo;

en el que dicho elemento seco contiene fosfato de tricalcio, hidroxiapatito, hidrogenofosfato de estroncio, y uno o más miembros seleccionados del grupo que consiste en carbonato de estroncio y bicarbonato de sodio; y

en el que dicho elemento húmedo contiene un tampón suficiente para mantener ácida la composición cuando el elemento seco y el elemento húmedo se mezclan conjuntamente.

2. El cemento óseo autoespumable de la reivindicación 1, en el que el cemento de fosfato de calcio está configurado para su colocación en un hueco dentro de un hueso en el cuerpo de un paciente; y en el que el cemento de fosfato de calcio, cuando se cura, forma poros macroscópicos de diversos tamaños y densidades con suficiente superficie específica para proporcionar regiones para la remodelación ósea.

3. El cemento óseo autoespumable de la reivindicación 2, en el que los poros macroscópicos están entre 4 y 200 micrómetros de diámetro.

4. El cemento óseo autoespumable de la reivindicación 1 o 2, en el que el elemento seco contiene tanto carbonato de estroncio como bicarbonato de sodio.

5. El cemento óseo autoespumable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el elemento seco contien.

3. 70 g de fosfato de tricalcio (TCP) , 10-30 g de hidrogenofosfato de estroncio (SrHPO4) , 3-15 g de carbonato de estroncio (SrCO3) , 1-5 g de hidroxiapatito precipitado (pHA) , 0, 5-5 g de fosfato dibásico de sodio (Na2HPO4) , y 10-30 g de K2HPO4, en el que la composición opcionalmente, comprende adicionalmente de 0, 5 a 5% peso/peso (del elemento seco) de un promotor de cohesión; en el que el promotor de cohesión, opcional y adicionalmente, se selecciona de almidón soluble y/o ácido hialurónico.

6. La composición autoespumable de una cualquiera de las reivindicaciones 1, 4 o 5, en la que el elemento húmedo comprende un tampón de fosfato; en la que el pH del tampón de fosfato, opcionalmente, está entre 6, 5 y 6, 9.

7. El cemento óseo autoespumable de la reivindicación 6, en el que el elemento húmedo comprende un tampón de fosfato; en el que el pH del tampón de fosfato, opcionalmente, está entre 6, 5 y 5, 9; y en el que el cemento óseo, opcionalmente, comprende adicionalmente de 0, 5 a 5% peso/peso (del elemento seco) de un promotor de cohesión; en el que el promotor de cohesión, adicional y opcionalmente, se selecciona de almidón soluble y/o ácido hialurónico.

8. El cemento óseo autoespumable de la reivindicación 7, en el que el cemento óseo comprende adicionalmente un antibiótico; en el que el antibiótico es opcionalmente, uno o más miembros seleccionados del grupo que consiste en gentamicina, sulfato de gentamicina, eritromicina, tobramicina, vancomicina, cefazolina, oxacilina, cefotaxima, colistina, clindamicina, y ácido fusídico.

9. Un método para fabricar un cemento óseo autoespumable que comprende:

mezclar conjuntamente un elemento seco y un elemento húmedo; en el que dicho elemento seco incluye fosfato de tricalcio, hidroxiapatito, hidrogenofosfato de estroncio, y uno o más miembros seleccionados del grupo que consiste en carbonato de estroncio y bicarbonato de sodio; y

en el que dicho elemento húmedo incluye un tampón suficiente para mantener ácida la composición de cemento mientras se cura para generar un cemento espumoso;

en el que el cemento óseo, opcionalmente, comprende adicionalmente de 0, 5 a 5% peso/peso (del elemento seco) de un promotor de cohesión; en el que el promotor de cohesión, adicional y opcionalmente, se selecciona de almidón soluble y/o ácido hialurónico.

10. El método de la reivindicación 9, en el que el elemento seco contiene tanto carbonato de estroncio como bicarbonato de sodio; en el que la composición, opcionalmente, comprende adicionalmente de 0, 5 a 5% peso/peso (del elemento seco) de un promotor de cohesión; en el que el promotor de cohesión, adicional y opcionalmente, se selecciona de almidón soluble y/o ácido hialurónico .

11. El método de la reivindicación 9 o 10, en el que el elemento seco contien.

3. 70 g de fosfato de tricalcio (TCP) , 10-30 g de hidrogenofosfato de estroncio (SrHPO4) , 3-15 g de carbonato de estroncio (SrCO3) , 1-5 g de hidroxiapatito precipitado (pHA) , 0, 5-5 g de fosfato dibásico de sodio (Na2HPO4) y 10-30 g de K2HPO4

12. El método de la reivindicación 9 o 10, en el que el elemento húmedo comprende un tampón de fosfato, en el que el pH del tampón de fosfato, opcionalmente, está entre 6, 5 y 6, 9; y en el que, opcional y adicionalmente, el cemento óseo es autocurable.

13. Un kit que comprende el cemento óseo autoespumable de la reivindicación 1, en el que el elemento

húmedo incluye el tampón suficiente para mantener ácida la composición de cemento para generar dióxido de carbono cuando el elemento seco y el elemento húmedo se mezclan conjuntamente, y en el que la mezcla da como resultado un cemento espumoso que es apropiado para la remodelación ósea.

14. El kit de la reivindicación 13, en el que el elemento seco contien.

3. 70 g de fosfato de tricalcio (TCP) , 10

30 g de hidrogenofosfato de estroncio (SrHPO4) , 3-15 g de carbonato de estroncio (SrCO3) , 1-5 g de hidroxiapatito precipitado (pHA) , 0, 5-5 g de fosfato dibásico de sodio (Na2HPO4) y 10-30 g de K2HPO4.

15. El kit de la reivindicación 14, en el que el elemento húmedo comprende un tampón de fosfato, en el que el pH del tampón de fosfato, opcionalmente, está entre 6, 5 y 6, 9; y en el que el cemento óseo autoespumable, opcionalmente, comprende adicionalmente de 0, 5 a 5% peso/peso (del elemento seco) de un promotor de cohesión;

en el que promotor de cohesión, opcional y adicionalmente, se selecciona de almidón soluble y/o ácido hialurónico.

16. El kit de la reivindicación 13, en el que el cemento óseo autoespumable comprende adicionalmente un antibiótico; en el que el antibiótico es opcionalmente uno o más miembros seleccionados del grupo que consiste en gentamicina, sulfato de gentamicina, eritromicina, tobramicina, vancomicina, cefazolina, oxacilina, cefotaxima, colistina, clindamicina, y ácido fusídico.