Composiciones de matrices óseas desmineralizadas y métodos.

Una composición de matriz ósea desmineralizada derivada de hueso cortical,

que comprende una capaperióstica, una capa media y una capa endóstica, composición que comprende un porcentaje desproporcionado dehueso cortical derivado de la capa perióstica, donde el porcentaje desproporcionado derivado de la capa periósticaes una cantidad de hueso de la capa perióstica que excede de la cantidad esperada si se moliera el hueso entero, ydonde la matriz ósea desmineralizada está sustancialmente exenta de hueso derivado de la capa endóstica.

Composiciones de matrices óseas desmineralizadas y métodos Campo de la invención La presente invención se refiere en general a composiciones de matrices óseas y más específicamente a una matriz ósea desmineralizada que tiene una capacidad osteoinductora acrecentada y a métodos para su producción Antecedentes Se sabe que el tejido óseo de los mamíferos contiene uno o más materiales proteínicos, presumiblemente activos durante el crecimiento y la curación natural del hueso, que pueden inducir una cascada de desarrollo de sucesos celulares que dan lugar a la formación de hueso endocrondral. Los factores activos se han referido de manera variada en la bibliografía como proteínas morfogenéticas o morfogénicas del hueso (BMPs) , proteínas inductoras del hueso, factor o factores del crecimiento del hueso, proteínas osteogénicas o proteínas osteoinductoras. Estos factores activos son colectivamente denominados en la presente memoria como factores osteoinductores.

Los factores osteoinductores están presentes dentro de la estructura mixta del hueso cortical y están presentes en concentraciones muy bajas, por ejemplo 0, 003%. Los factores osteoinductores dirigen la diferenciación de células mesenquimales pluripotentes en células osteoprogenitoras que forman osteoblastos. En base al trabajo de Marshall Urist que se muestra en la Patente de EE.UU. nº 4.294.753, expedida el 13 de octubre de 1981, la adecuada desmineralización del hueso cortical expone los factores osteoinductores, haciéndolo osteoinductor, como se trata más completamente más adelante.

Visión general de injertos óseos La reparación rápida y efectiva de los defectos óseos provocados por lesiones, enfermedades, heridas o cirugía es un objetivo de la cirugía ortopédica. Con este fin se han usado o propuestos varias composiciones y materiales para usar en la reparación de los defectos óseos. Las propiedades biológicas, físicas y mecánicas de las composiciones y materiales están entre los principales factores que influyen en su idoneidad y eficacia en varias aplicaciones ortopédicas.

El hueso autólogo esponjoso (“ACB”) , también conocido como hueso autógeno o autoinjertado, se considera el patrón oro de los injertos óseos. ACB es osteoinductor e inmunógeno y, por definición, tiene todas las características estructurales y funcionales apropiadas para el receptor particular. Desafortunadamente, ACB está sólo disponible en un número limitado de circunstancias. Algunos individuos carecen de ACB de dimensiones y calidad apropiadas para trasplantar, y el dolor y la morbilidad del sitio donante pueden plantear serios problemas para los pacientes y sus médicos.

Las aplicaciones de los injertos óseos pueden diferenciarse por los requisitos del sitio esqueletal. Ciertas aplicaciones requieren un “injerto estructural” en el cual un papel del injerto es proporcionar soporte mecánico o estructural al sitio. Tales injertos contienen una porción sustancial de tejido óseo desmineralizado para proporcionar la resistencia necesaria para soportar la carga. Ejemplos de aplicaciones que requieren un “injerto estructural” incluyen injertos intercalares, fusión espinal, fusión de articulaciones, reconstrucciones de huesos largos, etc. Otras aplicaciones requieren un “injerto osteogénico” en el cual un papel de injerto es potenciar o acelerar el crecimiento de nuevo tejido óseo. Ejemplos de aplicaciones que requieren un “injerto osteogénico” incluyen el llenado de carencias, la fusión espinal, la fusión de articulaciones, etc. Los injertos también pueden tener otras propiedades biológicas beneficiosas tales como, por ejemplo, servir como soportes de administración de sustancias bioactivas. Las sustancias bioactivas incluyen sustancias fisiológica o farmacológicamente activas que actúan local o sistémicamente en el huésped.

Las propiedades biomédicas de los osteoimplantes tras el implante están determinadas por muchos factores, que incluyen el sitio específico del que se extrae el hueso usado para realizar el osteoimplante; varias características físicas del tejido donante; y el método escogido para preparar, conservar y almacenar el hueso antes del implante, así como el tipo de carga a la que se somete el injerto.

Se ha invertido mucho esfuerzo para identificar y desarrollar materiales alternativos para injertos óseos. Urist publicó artículos seminales sobre la teoría de la inducción ósea y un método para descalcificar el hueso, es decir, para fabricar matrices óseas desmineralizadas (DBM) . Urist M.R., Bone Formation by Autoinduction, Science 1965; 150 (698) : 893-9; Urist M.R. et al., The Bone Induction Principle, Clin. Orthop. Rel. Res. 53: 243-283, 1967. La DBM es un material osteoinductor porque induce el crecimiento óseo cuando se implanta en un sitio ectópico de un roedor, al menos parcialmente debido a los factores osteoinductores contenidos dentro de DBM. Honsawek et al. (2000) . Ahora se sabe que hay numerosos factores osteoinductores, por ej., BMP2, BMP4, BMP6, BMP7, los cuales son parte de la superfamilia de factores de crecimiento transformante beta (TGF-beta) (Kawabata et al., 2000) . BMP-2 ha llegado a ser el más importante y ampliamente estudiado de la familia de proteínas BMP. También hay otras 2 10

proteínas presentes en la DBM que no son autoinductoras solas pero que aún contribuyen al crecimiento óseo, que incluyen el factor-2 de crecimiento de los fibroblastos (FGF-2) , los factores de crecimiento I y II semejantes a la insulina (IGF-I e IGF-II) , el factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF) y el factor de crecimiento transformante beta I (TGF-beta I) (Hauschka, et al. 1986; Canalis, et al, 1988; Mohan et al. 1996) .

Por consiguiente, una técnica conocida para promover el proceso de incorporación de osteoimplantes es la desmineralización sobre las superficies externas, las superficies internas, o el volumen entero del implante. El proceso de desmineralización de injertos óseos es bien conocido. A este respecto, véanse Lewandrowski et al., J. Biomed. Materials Res., 31, pp. 365 372 (1996) ; Lewandrowski et al., Calcified Tiss. Int., 61, pp. 294 297 (1997) ; Lewandrowski et al., J. Ortho. Res., 15, pp. 748 756 (1997) .

Se ha informado que los implantes de DBM son particularmente útiles (véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. nºs 4.394.370, 4.440.750, 4.485.097, 4.678.470, y 4.743.259; Mulliken et al., Calcif. Tissue lnt. 33: 71, 1981; Neigel et al., Opthal. Plast. Reconstr. Surg. 12: 108, 1996; Whiteman et al., J. Hand. Surg. 18B: 487, 1993; Xiaobo et al., Clin. Orthop. 293: 360, 1993. Típicamente, la DBM se deriva de cadáveres. El hueso se separa asépticamente y se trata para matar cualquier agente infeccioso. El hueso es reducido a partículas por molturación o molienda, y a continuación el componente mineral se extrae por varios métodos, tales como por inmersión del hueso en una disolución ácida. La matriz que permanece es maleable y puede procesarse y/o formarse y conformarse adicionalmente para implantar en un sitio particular en el receptor. Las partículas o fibras óseas desmineralizadas pueden formularse con excipientes biocompatibles para reforzar las propiedades de manipulación quirúrgica y la conformabilidad al defecto o sitio quirúrgico. El hueso desmineralizado preparado de esta manera contiene una variedad de componentes que incluyen proteínas, glicoproteínas, factores de crecimiento y proteoglicanos. Tras el implante, la presencia de DBM induce el reclutamiento celular hacia el sitio o lesión. Las células reclutadas pueden finalmente diferenciarse en células formadoras de hueso. Tal reclutamiento de células conduce a un aumento de la velocidad de curado de la herida y, por lo tanto, a una recuperación más rápida del paciente.

El documento US 2003/039676 A1 describe osteoimplantes osteoinductores basados en DBM. El osteoimplante porta una carga. La DBM se obtiene de hueso cortical derivado de diáfisis (huesos largos) . Están presentes soportes/soportes y factores de crecimiento (BMP) .

Breve sumario La presente invención proporciona una composición para matriz ósea desmineralizada derivada de hueso cortical que comprende una capa perióstica, una capa media y una capa endóstica, composición que comprende un porcentaje desproporcionado de hueso cortical derivado de la capa perióstica, donde el porcentaje desproporcionado derivado de la capa perióstica es una cantidad de hueso de la capa perióstica que excede de la cantidad esperada si se moliera el hueso entero, y donde la matriz ósea desmineralizada está sustancialmente exenta de hueso derivado de la capa endóstica.

Se proporcionan composiciones de matrices óseas y, más específicamente,... [Seguir leyendo]

1. Una composición de matriz ósea desmineralizada derivada de hueso cortical, que comprende una capa perióstica, una capa media y una capa endóstica, composición que comprende un porcentaje desproporcionado de hueso cortical derivado de la capa perióstica, donde el porcentaje desproporcionado derivado de la capa perióstica es una cantidad de hueso de la capa perióstica que excede de la cantidad esperada si se moliera el hueso entero, y donde la matriz ósea desmineralizada está sustancialmente exenta de hueso derivado de la capa endóstica.

2. La composición de matriz ósea desmineralizada según la reivindicación 1, que además incluye un excipiente.

3. La composición de matriz ósea desmineralizada según la reivindicación 1, que además incluye un soporte.

4. La composición de matriz ósea desmineralizada según la reivindicación 3, donde el soporte se selecciona del grupo que consiste en: un poliol, un polisacárido, un hidrogel, un polímero y sus combinaciones.

5. La composición de matriz ósea desmineralizada según la reivindicación 1, que además incluye un factor de crecimiento.

6. Un método para producir una composición osteoinductora, método que comprende: obtener hueso cortical que comprende un porcentaje desproporcionado de hueso desmineralizado de una capa perióstica, donde el hueso cortical comprende la capa perióstica, una capa media y una capa endóstica, y donde el porcentaje desproporcionado derivado de la capa perióstica es una cantidad de hueso de la capa perióstica que excede de la cantidad esperada si se moliera el hueso entero, y donde la obtención del hueso cortical que comprende el porcentaje desproporcionado de hueso desmineralizado de la capa perióstica comprende: moler hueso de la capa perióstica; moler hueso de la capa media; moler hueso de la capa endóstica; y separar el hueso molido de la capa perióstica; y desmineralizar el hueso cortical.

7. El método según la reivindicación 6, que además comprende añadir el hueso cortical desmineralizado a un soporte.

8. El método según la reivindicación 6, que además comprende añadir el hueso cortical desmineralizado a un excipiente.

9. El método según la reivindicación 6, que además comprende añadir un factor de crecimiento al hueso desmineralizado.

10. El método según la reivindicación 6, que además comprende añadir un extracto al hueso desmineralizado.

11. El método según la reivindicación 6, que además comprende separar el hueso molido de la capa media, desmineralizar el hueso molido de la capa media, y combinar el hueso desmineralizado de la capa perióstica y el hueso desmineralizado de la capa media.

12. El método según la reivindicación 6, donde la molienda del hueso de la capa perióstica produce partículas de un primer tamaño y la molienda del hueso de la capa media produce partículas de un segundo tamaño y donde el primer tamaño y el segundo tamaño no son los mismos.

FIG. 5 Resultados OI

Capa externa Capa media Capa interna

OI (media) 3, 17 2, 50 1, 83

OI (SD) 0, 41 0, 55 0, 41

Nº de implantes 6 6 6

Valor p (Kruskall Wallis) 0, 0087