Sustratos de metal modificados con tratamiento biomimético a base de silicio para la osteointegración de los mismos.

Un sustrato de un metal seleccionado del grupo que consiste en:

titanio, tántalo, aleaciones de titanio y aleacionesde tántalo, modificado por deposición sobre la superficie del mismo de una capa del óxido del mismo metal,caracterizado por que dicha capa:

• está enriquecida con Ca, P, Si y Na,

• presenta una morfología resistente y adhesiva microporosa,

• está provista de grupos químicos -OH.

Sustratos de metal modificados con tratamiento biomimético a base de silicio para la osteointegración de los mismos

Campo técnico

La presente invención se refiere a la modificación de la superficie de titanio, tántalo y las respectivas aleaciones por medio de un tratamiento electroquímico de oxidación anódica. Este método es útil en particular para la modificación de la superficie de prótesis e implantes.

Técnica anterior

En el campo de la prostodoncia y las prótesis articulares ortopédicas se ha encontrado que la compatibilidad de los materiales usados para prótesis con tejidos biológicos es fundamentalmente importante para permitir el tratamiento adecuado de los pacientes.

Los materiales usados comúnmente en estos campos consisten sustancialmente en sustratos metálicos de acero, titanio o tántalo, que presentan excelentes propiedades mecánicas pero requieren largos tiempos para integración en los tejidos biológicos de los pacientes en que se implantan y para la curación de la región de la implantación.

Para obviar estas desventajas, se han desarrollado métodos que son adecuados para modificar la superficie de los sustratos metálicos por introducción en ella de grupos químicos o elementos químicos capaces de interactuar con tejidos biológicos y permitiendo así la integración entre la prótesis y los tejidos. Estos métodos se conocen generalmente como tratamientos biomiméticos.

Por ejemplo, la Patente de EE.UU. 5.385.662 con el nombre de Kurze et al. describe la modificación de superficies metálicas por medio de un tratamiento de peróxido de hidrógeno para depositar una capa de óxidos metálicos sobre dichas superficies. Este método, sin embargo, no se describe para uso en el campo biomédico.

La Patente de EE.UU. 5.152.993 con el nombre de Lars-Magnus et al. y la Patente de EE.UU. 5.885.612 con el nombre de Ohthuki et al. describen el tratamiento de superficies metálicas usando peróxido de hidrógeno y opcionalmente iones metálicos, para modificar las superficies de prótesis metálicas por introducción de grupos hidroxilo (-OH) en las mismas.

La Patente Europea EP0678300 con el nombre de Kokubo, por otra parte, describe el tratamiento de superficies metálicas por inmersión en una disolución alcalina de NaOH, seguido por lavado y tratamiento térmico a alta temperatura. Este método, también, introduce grupos -OH, que son adecuados para interacción con tejidos óseos, en la superficie metálica tratada.

Por otra parte, la Patente de EE.UU. 5.478.237 con el nombre de Ishizawa et al. describe el uso de deposición anódica sobre la superficie de implantes óseos, con el objeto de modificar la composición y la morfología del sustrato metálico. Aunque no se describe la introducción de grupos -OH, el procedimiento de la Patente de EE.UU. 5.478.237 conduce a la formación de una capa porosa que es rica en calcio y fósforo sobre la superficie de los implantes, que facilita su osteointegración.

Finalmente, la Patente Europea EP1515759 con el nombre de Politecnico di Milano explica el uso de una doble etapa de deposición anódica para depositar sobre la superficie de implantes metálicos una capa microporosa de calcio y fósforo, introduciendo al mismo tiempo grupos -OH.

A pesar de estas tecnologías, hay sin embargo la necesidad de proporcionar nuevos métodos capaces de facilitar la integración de sustratos metálicos en tejidos biológicos que sean más eficaces y más simples de realizar.

Sumario de la invención El principal objetivo de la presente invención es proporcionar sustratos metálicos modificados con un tratamiento biomimético.

Dentro del alcance de este objetivo, un objeto de la invención es un sustrato metálico modificado en la superficie con grupos químicos funcionales y elementos químicos específicos, que pueda facilitar la integración en tejidos biológicos.

Otro objeto de la invención es el uso de dicho sustrato para preparar prostodoncia y prótesis articulares ortopédicas.

Este objetivo y estos y otros objetos, que llegarán a ser más evidentes de ahora en adelante, se consiguen por los sustratos de metal modificados en la superficie y su uso según las reivindicaciones adjuntas. Los sustratos de metal modificados superficialmente se seleccionan de los que pertenecen al grupo que consiste en: titanio, tántalo, aleaciones de titanio y aleaciones de tántalo y se preparan con el método como se desvela y se reivindica en la solicitud principal con la Patente Europea Número de publicación EP2307594 (fase regional Europea de la Patente Internacional WO 2010013120) que comprende en particular las etapas:

(a) someter el sustrato de metal a un tratamiento de deposición por chispas anódicas (ASD, por sus siglas en inglés) en una disolución acuosa que comprende silicato de sodio hidratado (Na2SiO3.2H2O) , β-glicerofosfato (β-GP) , acetato de calcio hidratado (C4H6CaO4.H2O) e hidróxido de sodio (NaOH) y

(b) sumergir el sustrato de metal sometido al tratamiento de deposición anódica ASD en una disolución de hidróxido de sodio (NaOH) .

Breve descripción de los dibujos Más características y ventajas de la invención llegarán a ser más evidentes a partir de la descripción detallada del método según la invención y a partir de los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1A es una micrografía SEM de una muestra de titanio de la invención sometida a tratamiento ASD según el método reivindicado en la solicitud principal ya mencionada, previamente a inmersión en NaOH;

La Figura 1B es el espectro obtenido siguiendo microanálisis EDS de una muestra de titanio de la invención preparada con tratamiento ASD según el método reivindicado en la solicitud principal ya mencionada, previamente a inmersión en NaOH;

La Figura 2A es una micrografía SEM de una muestra de titanio de la invención preparada según el método desvelado en lo ya mencionado y reivindicado en la solicitud principal ya mencionada.

La Figura 2B es el espectro obtenido siguiendo microanálisis EDS de una muestra de titanio de la invención preparada según el método reivindicado en la solicitud principal ya mencionada.

La Figura 3A es un cuadro de la cantidad de calcio (μg de Ca/cm2 de la muestra) que está presente en las muestras sometidas a tratamiento ASD según el método desvelado y reivindicado en la solicitud principal ya mencionada, antes de (SUMNa no NaOH) y después de (SUMNa) inmersión en NaOH y la muestra de referencia (BS) ;

La Figura 3B es un cuadro de la cantidad de fósforo (μg de P/cm2 de la muestra) que está presente en las muestras sometidas a tratamiento ASD según el método reivindicado en la solicitud principal, antes de (SUMNa no NaOH) y después de (SUMNa) inmersión en NaOH y en la muestra de referencia (BS) ;

La Figura 4A es un difractograma XRD de una muestra de la invención preparada según el método reivindicado en la solicitud principal (SUMNa) ;

La Figura 4B es un difractograma XRD de una muestra de referencia (BS) ;

La Figura 5A es un cuadro de los resultados del análisis del perfil para el parámetro Ra (datos expresados como la media ± desviación estándar) de la muestra de la invención preparada según el método reivindicado en la solicitud principal ya mencionada (SUMNa) y las muestras de referencia (Ti y BS) ;

La Figura 5B es un cuadro de los resultados del análisis del perfil para el parámetro Rt (datos expresados como la media ± desviación estándar) de una muestra de la invención preparada según el método reivindicado en la solicitud principal (SUMNa) y las muestras de referencia (Ti y BS) ;

La Figura 5C es un cuadro de los resultados del análisis del perfil para el parámetro Rmáx (datos expresados como la media ± desviación estándar) de una muestra de la invención preparada según el método reivindicado en la solicitud principal (SUMNa) y las muestras de referencia (Ti y BS) ;

La Figura 5D es una tabla que resume los valores medios de los parámetros Ra, Rt y Rmáx obtenidos del análisis del perfil de las muestras;

La Figura 6 es un cuadro de los resultados del ensayo de microdureza de Vickers para muestras preparadas con el método reivindicado en la solicitud principal siguiendo a tratamiento ASD según antes de (SUMNa wo NaOH) y después de (SUMNa) inmersión en NaOH y para las muestras de referencia (Ti y BS) ;

La Figura 7A es una micrografía SEM de una muestra de titanio según la invención preparada con el método reivindicado en la solicitud principal después del ensayo de flexión a 15° al plano de anclaje;

La Figura 7B es una micrografía SEM de una muestra de titanio de la... [Seguir leyendo]

1. Un sustrato de un metal seleccionado del grupo que consiste en: titanio, tántalo, aleaciones de titanio y aleaciones de tántalo, modificado por deposición sobre la superficie del mismo de una capa del óxido del mismo metal, caracterizado por que dicha capa:

• está enriquecida con Ca, P, Si y Na,

• presenta una morfología resistente y adhesiva microporosa,

• está provista de grupos químicos -OH.

2. El sustrato según la reivindicación 1, en el que dicho metal es titanio.

3. Uso del sustrato según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 2, para preparar prostodoncia y prótesis de 10 articulaciones ortopédicas.

4. Una prótesis hecha del sustrato de metal modificado superficialmente según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2.

5. Un implante hecho del sustrato de metal modificado superficialmente según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2.