Chorreado de implantes metálicos con óxido de titanio.

Un método de procesamiento de una superficie de un implante metálico para proporcionar una rugosidad superficial deseable,

que comprende someter el implante metálico a chorreado con partículas de uno o más óxidos de titanio, que incluyen al menos un óxido de titanio no estequiométrico, teniendo dichas partículas una morfología compacta y un tamaño de partícula en el intervalo de 1 a 300 μm, caracterizado por que una porción principal en peso del óxido de titanio de las partículas es óxido de titanio no estequiométrico

Chorreado de implantes metálicos con óxido de titanio Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método de producción de un implante metálico destinado a implantación en tejido óseo.

Antecedentes técnicos

Los implantes dentales son dispositivos médicos utilizados para restablecer la función vinculada con la pérdida de uno o varios dientes.

Para implantación de implantes dentales, que son generalmente implantes metálicos, en tejido óseo, se utiliza a menudo actualmente un procedimiento de una sola etapa. En este procedimiento de una sola etapa, una primera parte del implante, tal como un elemento dental fijo, se coloca quirúrgicamente en el tejido óseo, y se fija luego un soporte curativo a la primera parte del implante inmediatamente después de la operación quirúrgica. Se deja luego curar el tejido blando alrededor de la cápsula curativa o la segunda parte del implante. Cuando se utiliza una cápsula curativa, la cápsula se retira después de varias semanas o meses sin procedimiento quirúrgico alguno, y las partes secundarias del implante, tales como un soporte y una corona provisional, se fijan a la primera parte del implante. El procedimiento de una sola etapa se describe por ejemplo en L Cooper et al: "A multicenter 12-month evaluation of single-tooth implants restored 3 weeks after 1-stage surgery", The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants, Vol 16, No 2 (21).

Con anterioridad, se ha utilizado un procedimiento de dos etapas. El procedimiento de dos etapas, que algunos casos es preferible todavía actualmente, implica por regla general en una primera etapa colocar quirúrgicamente una primera parte del implante, tal como un elemento dental fijo, en el tejido óseo, dejando que la misma permanezca sin carga alguna y sumergida durante cierto periodo de curación, a menudo de tres meses o más, a fin de dejar que tejido óseo crezca sobre la superficie del implante para permitir que el implante llegue a fijarse bien al tejido óseo, dejando que el corte en el tejido óseo que cubre el sitio de implante se cure sobre el implante. En una segunda etapa, el tejido óseo que cubre el implante se abre y las partes secundarias del implante, tales como un soporte dental y/o un diente de sustitución, se fijen a la primera parte del implante, tal como dicho elemento dental fijo, formando la estructura final del implante. Este procedimiento ha sido descrito por ejemplo por Bránemark et al: "Osseointegrated Implants in the Treatment of the Edentulous Jaw, Experience from a 1-year period", Almquist & Wiksell International, Estocolmo, Suecia. Sin embargo, el hecho de que el implante no deba estar cargado durante el periodo de curación significa que las partes secundarias del implante no pueden fijarse a la primera parte del implante y/o utilizarse durante el periodo de curación. En vista de los inconvenientes asociados con esto, es deseable minimizar el periodo de tiempo necesario para la primera etapa arriba mencionada o incluso realizar el procedimiento entero de implantación en una sola operación, es decir utilizar el procedimiento de una sola etapa.

Para algunos pacientes, podría considerarse mejor esperar al menos tres meses antes de cargar funcionalmente el implante, tanto para el procedimiento de una como para el de dos etapas. Sin embargo, una alternativa que utiliza el procedimiento de una sola etapa consiste en colocar el implante en función inmediatamente después de la implantación (carga inmediata) o unas pocas semanas después de la implantación (carga temprana). Estos procedimientos se describen, por ejemplo, por D M Esposito, pp 836-837, en Titanium in Medicine, Material Science, Surface Science, Engineering, Biological Responses and Medical Application, Springer-Verlag (21).

Por tanto, es esencial que el implante establezca una estabilidad y unión suficientes entre el implante y el tejido óseo a fin de permitir la carga inmediata o temprana del implante, arriba descrita. Debe indicarse también que una carga inmediata o temprana del implante puede ser beneficiosa para la formación de hueso.

Dos factores importantes para la consecución de una fuerza de anclaje alta del implante en hueso son i) la composición química del material del implante y ii) el diseño del implante para todas las escalas de longitud. Los mecanismos de oseo integración de los implantes de hueso han sido esclarecidos cada vez más durante los últimos 3 años y hoy en día los implantes de hueso están diseñados particularmente con respecto a composición, forma y propiedades de superficie del material a fin de promover la oseointegración. Por ejemplo, los implantes dentales utilizados comúnmente hoy en día están hechos de titanio o aleaciones de titanio con un diseño de forma roscada y una superficie de contacto con el hueso rugosa.

Se cree que una rugosidad superficial incrementada, que proporciona una mayor área de contacto y fijación entre el implante y el tejido óseo, proporciona una mejor retención mecánica y robustez entre el implante y el hueso. Adicionalmente, es sabido que los osteoblastos, es decir las células formadoras de hueso, detectan y reaccionan frente a múltiples características químicas y físicas de la superficie subyacente. Las características topográficas en escalas de longitud diferentes inducen por ejemplo sitios de nucleación para colágeno y minerales, fijación de células y estimulación biomecánica necesarias para prevenir la resorción y formar finalmente hueso. Por tanto, la

superficie de contacto con el hueso de los implantes óseos se provee a menudo de cierta microrrugosidad, lo que se ha demostrado afecta a la proliferación celular y la diferenciación de los osteoblastos, así como para la producción local de factores de crecimiento por las células alrededor de un implante óseo (Martin J Y et al, Clin Oral Implants Res, Mar 7(1), 27-37, 1996; Kieswetter K, et al., J Biomed Mater Res, Sep., 32(1), 55-63, 1996).

Un modelo matemático que describe la relación entre rugosidad superficial y resistencia interfacial a la cizalladura fue presentado en S. Hansson y M. Norton, Journal of Biomechanics 32 (1999) 829-836.

Se han propuesto varios métodos para el procesamiento de implantes metálicos a fin de proporcionar rugosidad superficial. Un método utilizado comúnmente es el chorreado con alúmina (AI2O3). Sin embargo, un inconveniente del chorreado con partículas alúmina es que algunas partículas pueden quedar sobre o incrustadas parcialmente en la superficie del implante después del chorreado. Tales partículas de chorreado contaminantes pueden impedir la oseointegración de un implante de titanio, y pueden llegar también a desprenderse después de la implantación, y causar daño al cuerpo. A fin de evitar la contaminación remanente después de un proceso de chorreado, se han propuesto diversos métodos de limpieza, que incluyen limpieza con disolventes orgánicos, electropulido, y tratamiento con soluciones alcalinas o ácidas.

WO 92/5745 propuso un método alternativo orientado a asegurar, en una sola operación, que la superficie de un implante esté limpia y que la superficie tenga una estructura macroscópica que favorezca una retención satisfactoria del implante en hueso. El método implica chorrear un implante de titanio con partículas de óxido de titanio, preferiblemente dióxido de titanio. Dado que el dióxido de titanio es bien tolerado y es también de hecho un constituyente del implante como tal (las superficies de titanio están cubiertas naturalmente una capa de óxido de titanio), la presión de chorreado no introduce material contaminante extraño alguno en la superficie del implante. Los implantes chorreados conforme al método de WO92/5745 exhibían retención mejorada en hueso 6 meses después de la implantación, comparados con los implantes no chorreados.

Sin embargo, persiste la necesidad de métodos mejorados de desbaste de la superficie para obtener el anclaje fuerte deseado del implante en hueso, poco después de la implantación. Particularmente, es deseable facilitar o mejorar el resultado de la carga temprana o inmediata como se ha descrito arriba.

Sumario de la Invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar técnicas mejoradas de desbaste de la superficie y mejorar adicionalmente la oseointegración de los implantes destinados a implantación en tejido óseo.

Conforme a la invención, este y otros objetos se consiguen por un método de procesamiento de una superficie de un implante metálico a fin de proporcionar una rugosidad superficial deseable, es decir, un método de desbaste de la superficie de un implante metálico, que comprende someter el implante metálico a chorreado con partículas de uno o más óxidos de titanio,... [Seguir leyendo]

1. Un método de procesamiento de una superficie de un implante metálico para proporcionar una rugosidad

superficial deseable, que comprende someter el implante metálico a chorreado con partículas de uno o más óxidos de titanio, que incluyen al menos un óxido de titanio no estequiométrico, teniendo dichas partículas una morfología compacta y un tamaño de partícula en el intervalo de 1 a 3 pm, caracterizado por que una porción principal en peso del óxido de titanio de las partículas es óxido de titanio no estequiométrico.

2. Un método conforme a la reivindicación 1, en donde las partículas comprenden al menos dos óxidos de

titanio.

3. El método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en donde las partículas tienen una ratio

en peso de óxido de titanio no estequiométrico a óxido de titanio estequiométrico en el intervalo de 51:49 a 99:1, tal

como desde 6:4 a 95:5, por ejemplo de 7:3 a 9:1.

4. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el al menos un óxido de titanio no estequiométrico se selecciona de entre TÍ2O3, TÍ3O4, TisOn, T¡7i3y TÍ9O1/.

5. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde las partículas tienen una dureza Vickers en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 12 kgf/mm2.

6. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde las partículas tienen una dureza Vickers en el intervalo de 98 a aproximadamente 11 kgf/mm2.

7. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde las partículas tienen un tamaño en el intervalo de 5 a 2 pm.

8. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde al menos 9% en peso de las partículas tienen un tamaño en el intervalo de 6,8 a 125 pm, y preferiblemente de 6,8 a 9 pm.

9. Un método conforme a la reivindicación 8, en donde al menos 95% de las partículas tienen un tamaño en el intervalo de 6,8 a 125 pm, y preferiblemente de 6,8 a 9 pm.

1. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde al menos 9% en peso de las partículas tienen un tamaño en el intervalo de 9 a 18 pm.

11. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1, en donde las partículas tienen una morfología irregular.

12. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde una mayoría de las partículas son de forma no alargada.

13. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el implante comprende titanio o una aleación del mismo, circonio o una aleación del mismo, hafnio o una aleación del mismo, niobio o una aleación del mismo, tántalo o una aleación del mismo, una aleación cromo-vanadio o cualquier combinación de los mismos, preferiblemente titanio o una aleación del mismo.

14. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde el implante es un implante dental.

15. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende los pasos de

- proporcionar un implante metálico que tiene una superficie; y

- someter a chorreado al menos parte de la superficie del implante metálico con dichas partículas.