Implante en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación controlada de compuestos terapéuticamente activos.

Comprende un portador (2) hueco, con una pared (6) al menos con alguna zona porosa que define en el interior de dicho portador (2) una cámara primaria (3), en la que se dispone de un material de relleno (4) dotado de poros (7) iguales y ordenados en los que están adsorbidas partículas de un fármaco (5). Las partículas del fármaco (5) se liberan hacia el exterior en primer lugar por difusión desde los poros (7) del material de relleno (4) hacia la cámara primaria (4) y, posteriormente, desde la cámara primaria (3) hacia el exterior a través de la pared (6) porosa, consiguiéndose un doble control del perfil de liberación del fármaco (5).

Implante en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación controlada de compuestos terapéuticamente activos.

Objeto de la invención

La presente invención se puede incluir en el campo técnico de la elaboración de implantes, tornillos, andamios, fijaciones, etc. empleados en traumatología y cirugía ortopédica.

La presente invención también puede incluirse en el campo técnico de la administración de compuestos terapéuticamente activos, en particular en la administración desde el interior del cuerpo de manera controlada de fármacos o cualquier sustancia terapéuticamente activa.

El objeto de la presente invención trata de un implante en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación controlada de compuestos terapéuticamente activos, de uso en traumatología y cirugía ortopédica, adaptado para liberar un compuesto terapéuticamente activo contenido en su interior de manera controlada y duradera en el tiempo.

Antecedentes de la invención

Existen en el mercado implantes o dispositivos médicos huecos que liberan un fármaco contenido en su interior. Dicha liberación de fármaco contenido como líquido en el interior del dispositivo puede realizarse desde una pequeña ventana de dicho dispositivo. A este respecto, el Journal of Controlled Release 2005, número 102, páginas 123-133 describe un dispositivo o implante dotado de una membrana nanoporosa. Comprende un portador cilíndrico de metacrilato dotado con dos anillos de goma. Una membrana nanoporosa de 2x3 mm. está fijada sobre un pequeño agujero que atraviesa el portador por medio de silicona de propósito general que se deja curar a 55ºC durante 3 horas para conseguir su fijación. El portador completo se inserta en un recipiente de titanio hasta que la membrana está totalmente alineada. En cada extremo del recipiente de titanio se sellan tapas de metacrilato, que contienen septa de goma liberable, empleando adhesivo de silicona y se dejan curar. El implante está orientado verticalmente, y se inserta una aguja de Luer-Lock del calibre 27 en el septa superior para su uso como entrada de aire. Una suspensión líquida farmacológica se inyecta lentamente en el implante a través del septa inferior hasta que se elimina todo el aire del interior del implante, tal como se indica por la exudación de líquido desde la aguja. Las agujas se eliminan bajo presión para evitar entrada de aire. Los implantes se enjuagan por inmersión antes de su disposición en un recipiente de control o en la implantación quirúrgica.

Asimismo, son conocidos implantes u otros modelos mecánicos perforados que liberan un fármaco previamente encapsulado en un polímero. A este respecto, en el FASEB Journal 2008, número 22, páginas 1-10, se describe un crecimiento óseo en vivo por medio de un implante de titanio con liberación de TGF-β1. Se elaboró un implante de titanio poroso. A continuación, placebo o TGF-β1 encapsulados se introdujeron en una esponja de gelatina por presión negativa y se dispusieron en el implante de titanio poroso para su implante unicortical en el húmero de un conejo.

También son conocidas matrices porosas que liberan un fármaco encapsulado en su interior, tal como se desprende del Journal of the Chemical Society, Dalton Translations, 2006, páginas 5211-5220.

El problema técnico que se desea resolver trata de describir un implante en hueso dotado de límites porosos para la liberación de un compuesto terapéuticamente activo capaz de liberar de manera controlada y duradera en el tiempo dicho compuesto farmacológico que está contenido en su interior.

Descripción de la invención

La presente invención resuelve el problema técnico planteado por medio de un implante en hueso dotado de límites porosos para la liberación controlada de un compuesto terapéuticamente activo, preferentemente un tornillo percutáneo o un clavo centromedular, que comprende un portador hueco, preferentemente de forma cilíndrica, fabricado en un material poroso, o al menos con algunas zonas porosas, preferentemente un metal adecuado para su implante en el interior de un cuerpo humano o animal, tal como acero o titanio, por ejemplo.

En el interior del portador se encuentra dispuesto un material de relleno. El material de relleno es un material inorgánico nanoporoso de sílice de poros ordenados, preferentemente iguales. Existe la posibilidad de que el material de relleno consista tanto en un lecho fijo compuesto de micropartículas como en una película continua a modo de membrana. Un ejemplo de material nanoporoso es sílice mesoporosa, preferentemente uno de los materiales seleccionados entre MCM-41, MCM-48, y SBA-15. Dicho material de relleno ocupa parcialmente el espacio interior del portador, denominado cámara primaria.

En el interior de los poros del material de relleno se encuentra adsorbido un compuesto terapéuticamente activo, tal como un fármaco, una proteína, un plásmido, etc. El caso de un fármaco es especialmente preferido. Un tipo preferido de compuesto farmacológico susceptible de ser adsorbido en dichos poros son los antibióticos, por ejemplo Linezolid (Zyvoxid®).

Mediante el empleo del implante de la presente invención se consigue un control exhaustivo del perfil de liberación del compuesto terapéuticamente activo contenido, debido a que existen dos barreras físicas a la liberación del compuesto terapéuticamente activo. En efecto, las partículas de compuesto terapéuticamente activo adsorbidas en los poros del material mesoporoso de relleno son liberadas en primer lugar hacia la cámara primaria por difusión y, a continuación, acceden a través de los poros de la pared porosa del portador hacia el flujo sanguíneo.

El proceso cinético que regula la liberación de las partículas de compuesto terapéuticamente activo hacia el interior de la cámara primaria depende de las características de las partículas (diámetro, porosidad, densidad de empaquetamiento), así como de la concentración de dichas partículas en el interior de la cámara primaria. La cinética de la liberación hacia el exterior de la cámara primaria depende de la concentración a ambos lados de la pared porosa del portador, y de las características de dicha pared porosa del portador, tales como área de permeación, espesor, porosidad. Definiendo adecuadamente las características del empaquetamiento en la cámara primaria y las características de permeación en las ventanas correspondientes, es posible regular independientemente las cinéticas asociadas a la liberación desde el material poroso hacia la cámara primaria y la liberación hacia el exterior de la cámara primaria.

La ventaja de tener el compuesto terapéuticamente activo adsorbido en el interior de los poros del material de relleno (distribución intra) respecto a la distribución entre los poros (distribución inter) se relaciona con la necesidad de proteger el compuesto terapéuticamente activo frente a la degradación por acción química o enzimática (nucleasas, proteasas, etc), así como con la necesidad de minimizar la incidencia de la liberación súbita (burst release) que a menudo se asocia a los compuestos adsorbidos en la superficie externa de los materiales. El hecho de seleccionar materiales de relleno con poros ordenados permite un mejor control del proceso de liberación, con respecto a la situación en el que el material tiene una amplia distribución. La degradación de un material orgánico biodegradable es vía erosión de la matriz y, por tanto, los perfiles de liberación son difíciles de reproducir. Puesto que la invención no contempla el uso de materiales biodegradables, la matriz encapsuladora (el portador) permanece inalterada en los procesos de carga de compuesto terapéuticamente activo en el material de relleno y de liberación de dicho material terapéuticamente activo.

La invención permite presentar diferentes tamaños de portadores y, por tanto, de implantes en hueso para la liberación del compuesto terapéuticamente activo, en función de la dosis de compuesto terapéuticamente activo necesaria en cada caso.

Según una reivindicación preferida de la invención, el portador comprende una parte porosa y una parte no porosa, existiendo en la parte no porosa una ventana sellada con un material inorgánico nanoporoso, preferentemente con zeolita. Dicha ventana está en contacto con la cámara primaria. Desde dicha cámara primaria el compuesto terapéuticamente activo se puede difundir hacia el exterior del portador a través de la ventana sellada, según una liberación controlada.

Descripción...

1. Implante (1) en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación de compuestos terapéuticamente activos (5), que comprende:

- un portador (2) hueco con una pared (6) que comprende al menos una zona porosa, definiendo dicha pared (6) una cámara primaria (3) en el interior de dicho portador (2), y

- un compuesto terapéuticamente activo (5) contenido en el interior de la cámara primaria (3),

caracterizado porque comprende adicionalmente:

- un material de relleno (4) nanoporoso dotado de poros (7) ordenados y sustancialmente iguales, ubicado en parte de la cámara primaria (3), conteniendo al menos alguno de dichos poros (7) partículas adsorbidas del compuesto terapéuticamente activo (5) susceptibles de ser transmitidas por difusión hacia la cámara primaria (3), así como susceptibles de ser liberadas desde la cámara primaria (3) hacia el exterior del portador (2) a través de la zona porosa de la pared (6).

2. Implante (1) en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación de compuestos terapéuticamente activos (5), de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho elemento (1) es un tornillo percutáneo o un clavo centromedular.

3. Implante (1) en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación de compuestos terapéuticamente activos (5), de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de relleno (4) nanoporoso es un material silíceo mesoporoso.

4. Implante (1) en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación de compuestos terapéuticamente activos (5), de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el material de relleno (4) nanoporoso es sílice mesoporosa.

5. Implante (1) en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación de compuestos terapéuticamente activos (5), de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el material de relleno (4) nanoporoso se selecciona entre MCM-41, MCM-48, y SBA-15.

6. Implante (1) en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación de compuestos terapéuticamente activos (5), de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material terapéuticamente activo (5) es un fármaco.

7. Implante (1) en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación de compuestos terapéuticamente activos (5), de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el material terapéuticamente activo (5) es un antibiótico.

8. Implante (1) en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación de compuestos terapéuticamente activos (5), de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la zona no porosa de la pared (6) comprende adicionalmente una ventana conectada con la cámara primaria, estando dicha ventana sellada con un material nanoporoso que permite la liberación del compuesto terapéuticamente activo a través de dicha ventana.

9. Implante (1) en hueso, dotado de límites porosos, para la liberación de compuestos terapéuticamente activos (5), de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la ventana está sellada con zeolita.