Material de implante a base de un cemento hidráulico y utilización del mismo.

Pasta, suspensión o dispersión para producir un material de implante a base de en un cemento hidráulico queincluye al menos un componente de cemento mineral u organomineral reactivo que,

al ser introducido o mezcladocon agua o un componente que contiene una solución acuosa, reacciona en una reacción tipo de fraguado decemento y forma un cuerpo sólido, caracterizada porque al menos un sólido que contiene compuestos de calcio y/omagnesio y que es reactivo con agua está formulado con un líquido portador orgánico que no es soluble en agua osolo es soluble en agua en< 25% respecto del volumen y en el que el agua no es soluble o solo es soluble en< 25% respecto del volumen, y que al ser mezclado con agua forma una emulsión en forma de pasta, suspensión odispersión que presenta una consistencia de líquida a pastosa a 25 ºC y 101,3 kPa, conteniendo la pasta,suspensión o dispersión uno o más agentes tensioactivos y siendo dicha pasta, suspensión o dispersión anhidra.

Material de implante a base de un cemento hidráulico y utilización del mismo [0001] La invención se refiere a pastas, suspensiones o dispersiones para producir materiales de implante a base de cemento hidráulico, que se presentan en forma de pastas, suspensiones o dispersiones que contienen uno o más sólidos minerales y/u orgánicos y/u organominerales. Las pastas, suspensiones o dispersiones reaccionan en caso de combinación o reacción con un líquido acuoso en una reacción de fraguado de tipo cemento, produciendo un sólido. La invención también se refiere a la utilización de los materiales de implante tales como productos técnicos, médicos-técnicos y/o farmacéuticos, en particular como cementos para hueso, materiales sustitutivos de hueso, adhesivos para hueso, materiales de empaste de dientes y soportes de principios activos susceptibles de implantarse.

Hace mucho tiempo que se utilizan sistemas reactivos minerales en forma de diferentes tipos de cementos, yeso, etc. Normalmente consisten en polvos minerales que se mezclan con agua. Estas mezclas fraguan en un plazo de minutos a días y con frecuencia no llegan a su composición definitiva hasta haber transcurridos días o incluso meses. La reacción de fraguado consiste normalmente en una solución de componentes en polvo solubles en agua y una precipitación subsiguiente de una forma de sal o fase estable o poco soluble, o en una recristalización de componentes en polvo metaestables que produce una modificación termodinámicamente estable bajo las condiciones de aplicación. Con frecuencia, dos o más componentes en polvo solubles en agua también reaccionan formando una sustancia difícilmente soluble.

Los cementos minerales raras veces se utilizan en forma pura, sino que en la mayoría de los casos contienen grandes proporciones de materiales de relleno minerales u orgánicos y/o están reforzados mediante la adición de fibras orgánicas, minerales o metálicas (u otros elementos de refuerzo) .

En las últimas décadas ha aumentado mucho la difusión de sistemas reactivos minerales, y ello a pesar del aumento y la difusión de materiales alternativos, tales como metales, cerámicas y plásticos. Una causa esencial consiste en la fuerte diversificación de la aplicación de la cantidad relativamente pequeña de sistemas reactivos diferentes en principio. Esta diversificación se muestra sobre todo en la formulación previa, orientada a la aplicación, de componentes reactivos con materiales de relleno, elementos de refuerzo, sustancias que influyen en la fluidez, adhesión, cinética de fraguado, resistencia a heladas, etc. Como ejemplos, además del cemento Pórtland clásico y el yeso, se pueden mencionar formulaciones que ya están mezcladas con un tipo y una cantidad adecuada de arena para utilizarlas como capa de acabado o revoque. Las mezclas con diferentes polímeros (disueltos y/o en dispersión) han abierto nuevos campos de aplicación para los sistemas reactivos minerales (por ejemplo adhesivos para baldosas de capa delgada, masas inyectables para tacos) que no serían realizables con los materiales de partida puramente minerales, y de este modo han aumentado claramente el valor añadido de la industria.

Desde hace unos años, en la (técnica de la) medicina también se utilizan cada vez más los cementos minerales. Al principio se utilizaron como materiales de empaste dental (por ejemplo empastes radiculares) y desde 1990 también se emplean como materiales de relleno y refuerzo para defectos de huesos en la cirugía bucal y maxilofacial (cirugía BMF) y en la ortopedia. Precisamente en el campo de la medicina se están dando todavía los primeros pasos en la utilización de sistemas reactivos minerales, sobre todo porque únicamente una selección muy limitada de sustancias es aceptable para utilizarla en el cuerpo y porque se han de imponer unos requisitos muy estrictos a la pureza y calidad de los productos. Además, en el caso de los materiales de partida muchas sustancias no se pueden obtener con la calidad exigida y han de ser producidas especialmente para estas aplicaciones.

Otro obstáculo existente para la expansión de la utilización de sistemas reactivos minerales en la medicina y la técnica consiste en la mezcla típica de polvo y líquido. En cualquier caso, ésta es costosa y la calidad del resultado depende de la habilidad y el esmero del usuario. Las aplicaciones médicas se ven dificultadas además porque los cementos minerales utilizados hasta ahora en este campo son muy sensibles a las desviaciones de la proporción de polvo/líquido y porque los usuarios clínicos - a diferencia de lo que ocurre en la técnica (por ejemplo en la construcción) - tienen hasta la fecha poca formación y experiencia en la preparación de los sistemas reactivos minerales (los largos años de experiencia con sistemas reactivos polimerizables - cemento para huesos PMMA resultan además más bien desventajosos, ya que los sistemas reactivos minerales se comportan de un modo completamente diferente) .

Los esfuerzos por simplificar las mezclas de polvo-líquido no han tenido hasta ahora un éxito rotundo. En la técnica médica se han desarrollado sobre todo diferentes sistemas de mezcla que deberían reducir la variabilidad por el usuario y aumentar la comodidad para el personal que los utiliza.

El documento EP1520562 A2 da a conocer un dispositivo para mezclar y descargar materiales líquidos y en polvo para uso médico con un cilindro mezclador y con un émbolo de mezcla calado que se puede mover en dirección axial y de forma giratoria dentro del cilindro de mezcla por medio de una barra de accionamiento, con un émbolo de descarga desplazable en dirección axial y con un émbolo de descarga con cierre en el cilindro de mezcla. Dicha solicitud de patente muestra a modo de ejemplo el despliegue de aparatos propuesto por un fabricante de cementos para huesos como solución a los problemas de la mezcla de polvo/líquido bajo condiciones de quirófano.

Sin embargo, en principio esta propuesta (al igual que otras) no resuelve el problema, sino que únicamente los compensa hasta cierto grado por medio de un mayor despliegue de aparatos. Además, la práctica demuestra que, a pesar de los aparatos costosos, estos dispositivos no conducen en modo alguno a resultados satisfactorios sin una intensa formación y experiencia. Por lo tanto, se descarta una solución por medio de equipos.

El documento US 2004/244651 A1 describe composiciones de cemento de fosfato de calcio a partir de al menos dos componentes reactivos en forma líquida o pastosa, que como líquido portador contienen exclusivamente agua y/o soluciones acuosas. Las composiciones de los cementos mencionados a modo de ejemplo están orientadas a cementos de fosfato de calcio usuales, pero contienen componentes minerales adicionales para estabilizar las pastas producidas. Además, a cualquier experto en el campo de los cementos de fosfato de calcio le parecerá dudoso que una de las recetas mencionadas a modo de ejemplo sea estable al almacenamiento durante un período prolongado. En todo caso, los fosfatos de calcio metaestables mencionados (fosfato tetracálcico (TTCP) , fosfato l-tricálcico (l-TCP) y fosfato a-tricálcico (a-TCP) ) solo son estables bajo condiciones prácticamente anhidras. Por ello, todos los fabricantes de los cementos correspondientes dan una gran importancia a las condiciones de producción y los envases, que han de minimizar el acceso de agua (o humedad atmosférica) al polvo de cemento.

S. Takagi, S. Hirayama, A. Sugawara y L.C. Chow describen en su trabajo PREMIXED CALCIUM PHOSPHATE CEMENT PASTES (Sixth World Biomaterials Congress Transactions; 2000) investigaciones para mezclar diferentes cementos de fosfato de calcio con glicerina como líquido portador. Después de incorporar estas preparaciones en soluciones acuosas, reaccionaron formando sólidos, que sin embargo presentaban valores de resistencia relativamente bajos y tiempos de endurecimiento muy largos. Además, la glicerina es una sustancia muy higroscópica que tiende a absorber agua, lo que limita la estabilidad de almacenamiento. Este problema surge en principio con todos los líquidos miscibles con agua en el sentido químico, que además solo se pueden conseguir en estado anhidro con un gran esfuerzo. El mismo grupo de autores describe en una publicación más reciente (Premixed rapid setting calcium phosphate composites for bone repair; Carey, Xu, Simson, Takagi, Chow in Biomaterials 26 (2005) 5002-5014) formulaciones perfeccionadas que también emplean líquidos portadores solubles en agua y que compensan una parte de las desventajas anteriormente mencionadas mediante modificaciones de la composición. Sin embargo, siguen sin solucionarse las desventajas de la estabilidad de almacenamiento potencialmente... [Seguir leyendo]

1. Pasta, suspensión o dispersión para producir un material de implante a base de en un cemento hidráulico que incluye al menos un componente de cemento mineral u organomineral reactivo que, al ser introducido o mezclado con agua o un componente que contiene una solución acuosa, reacciona en una reacción tipo de fraguado de cemento y forma un cuerpo sólido, caracterizada porque al menos un sólido que contiene compuestos de calcio y/o magnesio y que es reactivo con agua está formulado con un líquido portador orgánico que no es soluble en agua o solo es soluble en agua en < 25% respecto del volumen y en el que el agua no es soluble o solo es soluble en < 25% respecto del volumen, y que al ser mezclado con agua forma una emulsión en forma de pasta, suspensión o dispersión que presenta una consistencia de líquida a pastosa a 25 ºC y 101, 3 kPa, conteniendo la pasta, suspensión o dispersión uno o más agentes tensioactivos y siendo dicha pasta, suspensión o dispersión anhidra.

2. Pasta, suspensión o dispersión según la reivindicación 1, caracterizada porque el contenido de sólidos en la pasta, suspensión o dispersión es > 2:1 (masa de polvo: masa del líquido portador) .

3. Pasta, suspensión o dispersión según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque los sólidos dispersados están contenidos en > 70% en peso en la pasta, suspensión o dispersión consistente en líquido y sólidos.

4. Pasta, suspensión o dispersión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la pasta, suspensión o dispersión contiene polímeros disueltos o en suspensión con un peso molecular > 2.500.

5. Sistema de aplicación de componentes múltiples con un dispositivo de mezcla, que contiene una pasta, suspensión o dispersión según una de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Sistema de aplicación de componentes múltiples según la reivindicación 5, que contiene como componente adicional una solución acuosa, estando dispuestas la pasta, suspensión o dispersión y la solución acuosa en cartuchos separados.

7. Utilización de una pasta, suspensión o dispersión según una de las reivindicaciones 1 a 4 para producir cementos para hueso, materiales sustitutivos de hueso, adhesivos para hueso, materiales de empaste de dientes y/o soportes de principios activos susceptibles de implantarse.

8. Procedimiento para producir cementos para hueso, materiales sustitutivos de hueso, adhesivos para hueso, materiales de empaste de dientes y/o soportes de principios activos implantables, caracterizado porque incluye las siguientes etapas:

- preparación de una pasta, suspensión o dispersión según una de las reivindicaciones 1 a 4,

- combinación de la pasta, suspensión o dispersión con agua o una solución acuosa,

con lo que la pasta, suspensión o dispersión fragua formando un sólido.

9. Pasta, suspensión o dispersión según una de las reivindicaciones 1 a 4 en combinación con sistemas de aplicación, utilizable en el complemento de áreas de hueso osteoporóticas o con otras modificaciones patológicas y para el relleno de defectos óseos de todo tipo.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden 5 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citado en la descripción

•EP 1520562 A2 [0008] • SE 9902475 W [0034]

•US 2004244651 A1 [0009] • US 000005336264 A [0036]

•WO 2002062721 A1 [0011] • US 6117456 A, Lee [0036]

•WO 2004093734 A2 [0011] • US 5262166 A, Sung-Tsuen Liu [0036]

•US 6642285 B1 [0012] • EP 1302453 A1 [0036]

•WO 0176649 A1 [0013] • DE 19858891 [0045]

•EP 1296909 B1 [0032] • DE 19981219 [0045]

Bibliografía de patentes citada en la descripción • S. TAKAGI ; S. HIRAYAMA ; A. SUGAWARA • DRIESSENS FCM ; BOLTONG MG ; ; L.C. CHOW. Arbeit PREMIXED CALCIUM BERMUDEZ O ; PLANELL JA. Effective PHOSPHATE CEMENT PASTES. Sixth World formulations for the preparation Biomaterials Congress Transactions, 2000

of calcium phosphate bone cements. J Mater Sci Mater Med., 1994, vol. 5.

16. 170 [0036]

• CAREY ; XU ; SIMSON ; TAKAGI ; CHOW.

• KOSSWIG ; STACHE. Die Tenside. Carl Premixed rapid setting calcium phosphate Hanser Verlag, 1993 [0040] composites for bone repair. Biomaterials, 2005,

vol. 26, 5002-5014 [0010] • Makro- und Mikroemulsionen. H. D. DORFLER. Grenzflächen und kolloid-disperse

• SCHWARDT et al. Kyphos FS™ Calcium Systeme. Springer, 2002 [0040] [0058] Phosphate for Balloon Kyphoplasty: Verification

of Compressive Strength and Instructions for • Fiedler - Lexikon der Hilfsstoffe. Januar 2002 Use. European Cells and Materials, 2006, vol. 11 [0042] (1) , 28 [0032]

• PITTET C ; LEMAITRE J. Mechanical

•A new calcium phosphate water setting cement. characterization of brushite cements: A Mohr BROWN WE ; CHOWLC. Cements research circles’ approach. J Biomed Mater Res, 2000,

progress. American Ceramic Society, 1986.

35. vol. 53 (6) .

76. 780 [0092] 79 [0036]

•A new calcium phosphate water setting

• BOHNER M ; MERKLE HP ; VAN LANDUYT cement. BROWN WE ; CHOWLC. Cements P ; TROPHARDY G ; LEMAITRE J. Effect of research progress. American Ceramic Society, several additives and their admixtures on the 1986.

35. 79 [0093] phisico-chemical properties of a calcium

phosphate cement. J Mater Sci Mater Med, 2000, vol. 11.

11. 116 [0036]