Cemento óseo.

Un cemento óseo que comprende:

un primer componente en polvo que incluye poli (metacrilato de metilo) (PMMA),

teniendo al menos el 80% del PMMA un tamaño de perla entre 10 y 200 μm, y

un segundo componente líquido que incluye metacrilato de metilo (MMA), en el que poner en contacto el primer componente y el segundo componente produce una mezcla que es adecuada para su uso in vivo, caracterizado porque una porción del PMMA tiene un peso molecular entre aproximadamente 600.000 Dalton y aproximadamente 1.200.000 Dalton y porque la mezcla alcanza una viscosidad mayor que 500 pascales·segundo en un periodo inicial, y la viscosidad de la mezcla permanece entre 500 y 2000 pascales·segundo durante un tiempo de trabajo de al menos 5 minutos después del periodo inicial, midiéndose la viscosidad de la mezcla usando un reómetro capilar de extrusión para medir la fuerza aplicada que actúa sobre un pistón para desplazar la mezcla en un tubo capilar con una velocidad constante de desplazamiento, realizándose la medición a una temperatura media de 22, 3°C y con una velocidad constante de desplazamiento de 3 mm/min.

Cemento óseo La presente solicitud versa acerca de un cemento óseo.

Una incidencia común en personas mayores es la fractura por compresión de las vértebras, que causan tanto dolor

como un acortamiento (u otra distorsión) de la estatura. Un tratamiento común es la vertebroplastia, en la que se inyecta cemento en una vértebra fracturada. Aunque este tratamiento repara la fractura y reduce el dolor, no restaura la vértebra ni a la persona a su altura original. Otro problema es que el cemento es inyectado en una fase líquida, de modo que puede inyectarse sin querer fuera de la vértebra y/o migrar fuera a través de grietas en la vértebra. Esto puede causar un daño corporal considerable.

Otro tratamiento común es la cifoplastia, en la que se reduce la fractura, por ejemplo inflando en primer lugar un balón dentro de la vértebra y a continuación inyectando un material de fijación y/o un implante. El problema de la migración del cemento se reduce, pero no se evita, ya que puede usarse una presión menor para inyectar el cemento.

En general, los cementos poliméricos se vuelven más viscosos a medida que crece la cadena polimérica reaccionando directamente con el enlace doble de un monómero. La polimerización comienza mediante el “mecanismo de adición” en el que un monómero se vuelve inestable al reaccionar con un iniciador: una molécula volátil que lo más común es que sea un radical (moléculas que contienen un solo electrón desparejado) . Los radicales se enlazan con monómeros formando radicales monoméricos que pueden atacar el enlace doble del monómero siguiente para propagarse en la cadena polimérica. Debido a la gran transitoriedad de los radicales, los iniciadores se añaden a menudo en forma de peróxido no reactivo que es estable en solución. Se forman radicales cuando el calor o la luz escinden la molécula de peróxido. Para aplicaciones en las que las temperaturas elevadas no son prácticas (como el uso de cemento óseo in vivo) , se escinde el peróxido añadiendo un activador químico tal como N, N-dimetil-p-toluidina (Nussbaum DA et al: “The Chemistr y of Acr y lic Bone Cement and Implication for Clinical Use in Image-guided Therapy”, J Vase Interv Radiol (2004) ; 15:121-126) .

El cemento viscoso es ventajoso no solo en la reducción del riesgo de que se fugue, sino también, debido a su capacidad de infiltrarse en el hueso esponjoso intravertebral (interdigitación) [véase G Baroud et al, Injection biomechanics of bone cements used in vertebroplasty, Bio-Medical Materials and Engineering 00 (2004) 1-18]. Baroud también sugiere que se requiere aproximadamente el 95% de la presión aplicada en la inyección para vencer la fricción de la cánula. Además, el material viscoso puede reducir la fractura.

Ejemplos de cementos óseos viscosos disponibles comercialmente incluyen, sin limitación, CMW® nos 1, 2 y 3 (DePuy Orthopaedics Inc.; Warsaw, Indiana, EE. UU.) y Simplex™-P y -RO (Str y ker Orthopaedics; Mahwah, Nueva Jersey, EE. UU.) . Estos cementos se caracterizan por una fase líquida tras la mezcla y antes del logro de una viscosidad de 500 pascales·segundo. En un escenario de uso típico, estos cementos disponibles previamente se vierten, mientras están en una fase líquida, en un dispositivo de administración.

También ha habido intentos de reducir la migración del cemento inyectando cemento más viscoso, por ejemplo durante el tiempo de amasado y el comienzo de la polimerización. Sin embargo, los procedimientos de inyección sugeridos requieren presiones mayores para el material más viscoso. Además, algunos tipos de materiales viscosos, tales como el PMMA en la fase de endurecimiento, tienen una pequeña ventana de trabajabilidad con viscosidades elevadas, pues endurecen muy rápidamente una vez que alcanzan una viscosidad elevada. Generalmente, esto ha impedido que se usen materiales muy viscosos y las presiones muy elevadas asociadas. Una posible razón es que, a medida que aumentan las presiones, se impide que el médico reciba información de retorno sobre la resistencia del cuerpo a la inyección del cemento. Así, puede ocurrir fácilmente una inyección excesiva.

Algunos materiales de fijación, tales como el poli (metacrilato de metilo) (PMMA) , emiten calor y posiblemente materiales tóxicos mientras fraguan. Estos pueden debilitar adicionalmente el hueso y es posible que hagan que el

cemento se afloje y/o que el hueso se fracture.

Se ha sugerido recientemente que algunos materiales de fijación, al ser más duros que el hueso, inducen fracturas en huesos cercanos.

También se conoce el uso de materiales de reparación similares al hueso, tales como una suspensión espesa de astillas óseas, que, según parece, no inducen tales fracturas. Sin embargo, inyectar tales materiales resulta difícil

debido a su viscosidad.

Las patentes y solicitudes estadounidenses 4.969.888, 5.108.404, 6.383.188, 2003/0109883, 2002/0068974, 6.348.055, 6.383.190, 4.494.535, 4.653.489 y 4.653.487 describen diversas herramientas y diversos procedimientos de tratamiento óseo.

Una manera adicional de administrar cemento óseo en la vértebra es usar un instrumento de consolidación (patentes estadounidenses nos 6.241.734 y 6.613.054) , que comprende una cánula y una varilla que empuja el material que hay dentro de la cánula al interior del hueso.

La solicitud de patente estadounidense 20040260303 enseña un aparato para administrar cemento óseo a una 5 vértebra. Se describen cánulas con manguitos de trabajo, por ejemplo, en los documentos US 6.241.734 y

6.613.054.

El documento US-A-4341691 da a conocer una sustancia acrílica parecida al cemento con un componente polimérico en polvo que comprende PMMA en forma de perlas y un componente monomérico líquido que comprende MMA.

La invención versa acerca de formulaciones de cemento óseo que proporcionan una ventana de tiempo durante la cual el cemento es adecuadamente viscoso para su inyección.

Así, la presente invención proporciona un cemento óseo que comprende: un primer componente en polvo que incluye poli (metacrilato de metilo) (PMMA) , teniendo al menos el 80% del PMMA un tamaño de perla entre 10 y 200 μm, y un segundo componente líquido que incluye metacrilato de metilo (MMA) , en el que poner en contacto el 15 primer componente y el segundo componente produce una mezcla que es adecuada para su uso in vivo, en el que una porción del PMMA tiene un peso molecular entre aproximadamente 600.000 Dalton y aproximadamente 1.200.000 Dalton y la mezcla alcanza una viscosidad mayor que 500 pascales·segundo en un periodo inicial, y la viscosidad de la mezcla permanece entre 500 y 2000 pascales·segundo durante un tiempo de trabajo de al menos 5 minutos después del periodo inicial, midiéndose la viscosidad de la mezcla usando un reómetro capilar de extrusión para medir la fuerza aplicada que actúa sobre un pistón para desplazar la mezcla en un tubo capilar con una velocidad constante, realizándose la medición a una temperatura media de 22, 3°C y con una velocidad constante de desplazamiento de 3 mm/min.

En una realización ejemplar de la invención, el cemento logra rápidamente una viscosidad elevada cuando se mezclan los componentes, y luego fragua lentamente. En una realización ejemplar de la invención, el cemento permanece viscoso cuando se lo mantiene por encima de una temperatura umbral y fragua cuando se enfría por debajo de la temperatura umbral. En una realización ejemplar de la invención, el cemento es un cemento que no fragua. Opcionalmente, no hay fase líquida alguna cuando se mezclan los componentes del cemento.

Las realizaciones de la invención están relacionadas con un cemento óseo viscoso que tiene una ventana mejorada de viscosidad elevada antes de que fragüe y en la que la viscosidad, aunque elevada, no varía hasta un grado que influya en los parámetros de inyección. Opcionalmente, la viscosidad en la ventana es 500, opcionalmente 1.000, opcionalmente 1.500, opcionalmente 2.000 pascales·seg o valores intermedios. Opcionalmente, el cemento es suficientemente viscoso para mover hueso fracturado, tal como placas vertebrales de una vértebra hundida, a medida que se inyecta. La inyección de cemento viscoso puede contribuir a la reducción de fracturas y/o a la restauración de la altura vertebral.

En una realización ejemplar de la invención, la mezcla produce un material de alta viscosidad en menos de 1 segundo, en menos de 5 segundos, en menos de 10 segundos, en menos de 15 segundos, en menos de 30 segundos, en menos de 60 segundos, en menos de 120 segundos o tiempos intermedios. Opcionalmente, una vez que se logra una viscosidad elevada, la viscosidad... [Seguir leyendo]

1. Un cemento óseo que comprende:

un primer componente en polvo que incluye poli (metacrilato de metilo) (PMMA) , teniendo al menos el 80% del PMMA un tamaño de perla entre 10 y 200 μm, y

un segundo componente líquido que incluye metacrilato de metilo (MMA) , en el que poner en contacto el primer componente y el segundo componente produce una mezcla que es adecuada para su uso in vivo, caracterizado porque una porción del PMMA tiene un peso molecular entre aproximadamente 600.000 Dalton y aproximadamente 1.200.000 Dalton y porque la mezcla alcanza una viscosidad mayor que 500

pascales·segundo en un periodo inicial, y la viscosidad de la mezcla permanece entre 500 y 2000 pascales·segundo durante un tiempo de trabajo de al menos 5 minutos después del periodo inicial, midiéndose la viscosidad de la mezcla usando un reómetro capilar de extrusión para medir la fuerza aplicada que actúa sobre un pistón para desplazar la mezcla en un tubo capilar con una velocidad constante de desplazamiento, realizándose la medición a una temperatura media de 22, 3°C y con una velocidad constante de desplazamiento de 3 mm/min.

2. El cemento óseo de la reivindicación 1 en el que el periodo inicial es inferior a 3 minutos y la mezcla se solidifica después del tiempo de trabajo.

3. El cemento óseo de la reivindicación 2 en el que el primer componente incluye PMMA y sulfato de bario.

4. El cemento óseo de la reivindicación 2 en el que el segundo componente incluye MMA y DMPT.

5. El cemento óseo de la reivindicación 2 en el que el primer componente incluye PMMA, sulfato de bario y peróxido de benzoilo, y en el que el segundo componente incluye MMA, DMPT e hidroquinona.

6. El cemento óseo de la reivindicación 1 en el que el primer componente contiene aproximadamente un 69, 4% p/p de PMMA, aproximadamente un 30, 1% de sulfato de bario y aproximadamente un 0, 5% de peróxido de benzoilo, y en el que el segundo componente contiene aproximadamente un 98, 5% v/v de MMA,

aproximadamente un 1, 5% de DMPT y aproximadamente 20 ppm de hidroquinona.

7. El cemento óseo de la reivindicación 1 que, además, comprende hueso tratado y/o hueso sintético que se mezclan junto con el primer componente y el segundo componente.

FIG. 14 C

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