Fórmula de cemento óseo y materiales compuestos de cemento óseo endurecidos biorresorbibles preparados con la misma.

Fórmula de cemento óseo que comprende un componente en polvo y un componente líquido de fraguado con una razón de líquido con respecto a polvo de 0,

20 ml/g (cc/g) a 0,50 ml/g (cc/g), preferiblemente de 0,25 ml/g (cc/g) a 0,35 ml/g (cc/g), en la que el componente en polvo comprende una fuente de sulfato de calcio y una fuente de fosfato de calcio con una razón en peso de la fuente de sulfato de calcio mayor del 5% y no mayor del 55%, basándose en el peso total de la fuente de sulfato de calcio y la fuente de fosfato de calcio,

en la que la fuente de sulfato de calcio es sulfato de calcio semihidratado (CSH), sulfato de calcio deshidratado (CSD) o sulfato de calcio anhidro, y preferiblemente, CSH, y la fuente de fosfato de calcio comprende fosfato de tetracalcio (TTCP) y fosfato de dicalcio en una razón molar de TTCP con respecto a fosfato de dicalcio de 0,5 a 2,5, preferiblemente de 1,0, y en la que el componente líquido de fraguado comprende ión amonio (NH4+) en una concentración de 0,5 M a 4 M.

Fórmula de cemento óseo y materiales compuestos de cemento óseo endurecidos biorresorbibles preparados con la misma.

Campo La (s) realización/realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención se refiere (n) a una sustancia de reparación ósea para medicamentos. Más específicamente, la (s) realización/realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención se refiere (n) a una fórmula de cemento óseo.

Antecedentes Las composiciones de cemento óseo se usan ampliamente para unión, llenado y/o reparación de hueso natural dañado. El cemento óseo se usa normalmente en procedimientos dentales, ortopédicos y/u otras aplicaciones médicas. A pesar de las muchas ventajas tales como excelente biocompatibilidad, osteoconductividad superior y resistencia física o mecánica mejorada, la mayoría de los fosfatos de calcio presentan tasas de biorresorción clínicamente bajas. Por otro lado, los compuestos de sulfatos de calcio también muestran tasas de disolución superiores, lo que, para muchas aplicaciones, es normalmente una tasa de disolución demasiado alta como para permitir que crezcan rápidamente nuevas células óseas en una cavidad ósea. El material compuesto que incluye sulfatos de calcio generalmente tiene resistencias física y/o mecánica menores que los fosfatos de calcio.

El documento US2007/178171 A1 da a conocer cementos óseos que forman brushita que comprenden los polvos beta-fosfato de tricalcio (TCP) , fosfato de monocalcio monohidratado (MCP) y sulfato de calcio semihidratado (CSH) . En los que al menos el 50% de la composición es una fuente de sulfato. El líquido puede comprender sales.

El documento WO03/024316 A2 da a conocer un cemento óseo que comprende los polvos de: TTCP, DCP y hasta el 50% de CSH. Sin embargo, la razón de líquido con respeto a polvo no es de 0, 20 – 0, 50 ml/g y el líquido no comprende iones amonio. Además, no se revela la razón de TTCP:DCP.

Otro problema asociado con la pasta de cemento óseo convencional es un tiempo de fraguado prolongado por el que se dificulta la aplicabilidad para diversas aplicaciones. Por ejemplo, la pasta de fosfato de calcio (CPC) , que se describe en la patente estadounidense n.º 4.612.053, normalmente necesita un tiempo de fraguado prolongado.

Sumario La (s) realización/realizaciones de la presente invención da (n) a conocer un método para proporcionar un material compuesto de fosfato de calcio-sulfato de calcio que presenta resistencia mejorada, excelente biocompatibilidad, osteoconductividad superior, tasa de biorresorción ajustable y apropiada.

Los objetivos de las realizaciones son proporcionar una fórmula de cemento óseo, una pasta de cemento óseo, un material compuesto de cemento óseo endurecido a partir de la pasta, un material compuesto de cemento óseo endurecido con resistencia mejorada presurizando la pasta mientras se deja escapar disolución de la pasta y material compuesto de cemento óseo endurecido poroso de la pasta.

Las realizaciones de la presente invención proporcionan métodos para proporcionar una fórmula de cemento óseo, pasta de cemento óseo, material compuesto de cemento óseo endurecido, material compuesto de cemento óseo endurecido con resistencia mejorada y material compuesto de cemento óseo endurecido poroso.

La presente invención proporciona una fórmula de cemento óseo que incluye un componente en polvo y un componente líquido de fraguado con una razón de líquido con respecto a polvo de 0, 20 cc/g a 0, 50 cc/g (cc es centímetro cúbico y g es gramo) , preferiblemente de 0, 25 cc/g a 0, 35 cc/g. El componente en polvo, en un aspecto, incluye una fuente de sulfato de calcio y una fuente de fosfato de calcio. El componente líquido de fraguado incluye ión amonio (NH4+) en una concentración de aproximadamente 0, 5 M a 4 M. La fuente de fosfato de calcio incluye fosfato de tetracalcio (TTCP) y fosfato de dicalcio en una razón molar de TTCP con respecto a fosfato de dicalcio de aproximadamente 0, 5 a aproximadamente 2, 5, preferiblemente de aproximadamente 1, 0, y la fuente de sulfato de calcio es sulfato de calcio semihidratado (CSH) , sulfato de calcio deshidratado (CSD) o sulfato de calcio anhidro, y preferiblemente, CSH.

Ha de observarse que, para diferentes indicaciones médicas, las tasas de resorción requeridas pueden ser diferentes. De este modo, cemento más deseable debe poder proporcionar un intervalo de tasas de resorción ósea sin cambiar sustancialmente su fórmula primaria, rendimiento y tiempos de fraguado/trabajo. Por ejemplo, una tasa de resorción de material compuesto de cemento endurecido implantado puede ser ajustable debido a la coexistencia de una fuente de sulfato de calcio y una fuente de fosfato de calcio. El estudio con animales demuestra que la tasa de resorción del material compuesto de cemento de sulfato-fosfato endurecido puede ajustarse ajustando la razón de sulfato/fosfato.

La razón en peso de la fuente de sulfato de calcio del componente en polvo es del 5% al 55%, basándose en el peso total del polvo de fuente de sulfato de calcio y la fuente de fosfato de calcio.

Tal como se ilustra o demuestra en los ejemplos de control 1-4, discusión detallada en la sección de procedimientos experimentales a continuación, la combinación de TTCP, DCPA y CSH es esencial. Como TTCP, DCPA y CSH pueden combinarse o mezclarse en un determinado intervalo de razón en peso, se obtienen diversos resultados únicos e irreemplazables. Por otra parte, diversos experimentos de mezclas de dos compuestos, tales como TTCP/CSH y DCPA/CSH, dan como resultado resultados no satisfactorios.

Aunque el amonio se considera generalmente como un componente bastante tóxico, el experimento, mostrado a continuación, ilustra que el amonio proporciona no sólo una fórmula de cemento citotóxicamente aceptable, sino también una fórmula de cemento con un rendimiento sin precedentes. Cuando la concentración de iones amonio es demasiado baja, la pasta de cemento puede o bien dispersarse justo tras entrar en contacto con un líquido, tal como agua o fluido corporal (es decir, sangre) , o bien tener una resistencia mecánica inicial que es demasiado baja para mantener la integridad de la pasta de cemento lo que puede provocar una fractura prematura de la pasta de cemento. Por otro lado, cuando la concentración de ión amonio es demasiado alta, la pasta de cemento pasa a ser demasiado tóxica para usarse como implante.

En una realización, el componente líquido de fraguado comprende ión amonio (NH4+) en una concentración de aproximadamente 1, 0 M a 2, 0 M, y más preferiblemente de aproximadamente 1, 2 M.

El componente líquido de fraguado, en un ejemplo, es una disolución de NH4H2PO4, (NH4) 2HPO4, (NH4) 3PO4·3H2O o una mezcla de los mismos. Preferiblemente, el componente líquido de fraguado es una disolución acuosa. Selectivamente, el componente líquido de fraguado comprende además ácido cítrico o ácido tartárico disuelto en el mismo. El componente líquido de fraguado preferiblemente tiene un pH de aproximadamente 7, 0 a aproximadamente 9, 0.

En una realización, el componente en polvo comprende un agente formador de poros que va a disolverse en una disolución cuando se sumerge en la disolución el material compuesto de cemento óseo endurecido. Preferiblemente, el agente formador de poros se selecciona del grupo que consiste en LiCl, KCl, NaCl, MgCl2, CaCl2, NalO3, Kl, Na3PO4, K3PO4, Na2CO3, sal de sodio de aminoácido, sal de potasio de aminoácido, glucosa, polisacárido, sal de sodio de ácido graso, sal de potasio de ácido graso, bitartrato de potasio (KHC4H4O6) , carbonato de potasio, gluconato de potasio (KC6H11O7) , tartrato de sodio y potasio (KNaC4H4O6·4H2O) , sulfato de potasio (K2SO4) , sulfato de sodio, lactato de sodio y manitol. La cantidad de agente formador de poros usada es proporcional a la porosidad del material compuesto de cemento óseo endurecido que debe conseguirse.

En una realización, la fuente de fosfato de calcio es una mezcla de TTCP y DCPA. La fórmula de cemento óseo, en un aspecto, permite una la pasta de cemento óseo que tiene un tiempo de trabajo y un tiempo de fraguado deseables, de modo que el cirujano tiene un período de tiempo suficiente para llenar el orificio o cavidad con la pasta antes de que la pasta se endurezca. Ha de observarse que la pasta llenada desarrollará la resistencia mínima requerida por el tratamiento dentro de un período de tiempo corto aceptable.

El material compuesto de cemento óseo endurecido, en una realización, presenta una baja toxicidad por lo cual es seguro aplicarlo a un paciente, por ejemplo. Obsérvese que el cemento óseo endurecido tiene una característica de resistencia inicial alta con una tasa biorresorbible mejorada.... [Seguir leyendo]

1. Fórmula de cemento óseo que comprende un componente en polvo y un componente líquido de fraguado con una razón de líquido con respecto a polvo de 0, 20 ml/g (cc/g) a 0, 50 ml/g (cc/g) , preferiblemente de 0, 25 ml/g (cc/g) a 0, 35 ml/g (cc/g) ,

en la que el componente en polvo comprende una fuente de sulfato de calcio y una fuente de fosfato de calcio con una razón en peso de la fuente de sulfato de calcio mayor del 5% y no mayor del 55%, basándose en el peso total de la fuente de sulfato de calcio y la fuente de fosfato de calcio,

en la que la fuente de sulfato de calcio es sulfato de calcio semihidratado (CSH) , sulfato de calcio deshidratado (CSD) o sulfato de calcio anhidro, y preferiblemente, CSH, y la fuente de fosfato de calcio comprende fosfato de tetracalcio (TTCP) y fosfato de dicalcio en una razón molar de TTCP con respecto a fosfato de dicalcio de 0, 5 a 2, 5, preferiblemente de 1, 0, y

en la que el componente líquido de fraguado comprende ión amonio (NH4+) en una concentración de 0, 5 M a 4 M.

2. Fórmula según la reivindicación 1, en la que el fosfato de dicalcio es fosfato de dicalcio anhidro (DCPA) .

3. Fórmula según la reivindicación 1, en la que el componente líquido de fraguado comprende ión amonio (NH4+) en una concentración de 1, 0 M a 2, 0 M.

4. Fórmula según la reivindicación 3, en la que el componente líquido de fraguado es una disolución de NH4H2PO4, (NH4) 2HPO4, (NH4) 3PO4·3H2O o una mezcla de los mismos.

5. Fórmula según la reivindicación 4, en la que el componente líquido de fraguado es una disolución acuosa de (NH4) 2HPO4.

6. Fórmula según la reivindicación 2, en la que la fuente de fosfato de calcio está compuesta por TTCP y DCPA.

7. Fórmula según la reivindicación 1, que comprende además un agente formador de poros que va a disolverse en una disolución cuando se sumerge en la disolución un material compuesto de cemento óseo endurecido preparado a partir del mismo.

8. Procedimiento para preparar un material compuesto de cemento óseo endurecido que comprende formar una pasta de cemento óseo mezclando el componente en polvo y el componente líquido de fraguado de la fórmula de cemento óseo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6; conformar la pasta en un molde; y retirar el molde para formar un bloque de material compuesto de cemento óseo endurecido.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, que comprende además presurizar dicha pasta en dicho molde antes de que dicha pasta fragüe para extraer una porción de líquido de dicha pasta, de modo que disminuye una razón de líquido con respecto a polvo de dicha pasta, en el que la presión aplicada a la pasta en el molde es de desde 1 MPa hasta 500 MPa, preferiblemente desde 100 MPa hasta 500 MPa.

10. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el componente en polvo de la fórmula de cemento óseo contiene un agente formador de poros, o se añade un agente formador de poros durante el mezclado o se mezcla con la pasta antes de conformar la pasta en un molde, y dicho procedimiento comprende además sumergir dicho bloque de material compuesto de cemento óseo endurecido en un líquido de inmersión para disolver dicho agente formador de poros en el líquido de inmersión, creando poros en el mismo, de modo que se forma un bloque poroso, y preferiblemente el bloque poroso tiene una porosidad del 50% al 90% en volumen.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que el agente formador de poros se selecciona del grupo que consiste en LiCl, KCl, NaCl, MgCl2, CaCl2, NalO3, Kl, Na3PO4, K3PO4, Na2CO3, sal de sodio de aminoácido, sal de potasio de aminoácido, glucosa, polisacárido, sal de sodio de ácido graso, sal de potasio de ácido graso, bitartrato de potasio (KHC4H4O6) , carbonato de potasio, gluconato de potasio (KC6H11O7) , tartrato de sodio y potasio (KNaC4H4O6·4H2O) , sulfato de potasio (K2SO4) , sulfato de sodio, lactato de sodio y manitol.

12. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que el líquido de inmersión es una disolución que contiene fosfato que tiene una concentración de fosfato de desde 0, 1 M hasta 6 M, preferiblemente desde 1 M hasta 3 M, o agua.

13. Procedimiento según las reivindicaciones 8 ó 10, que comprende además impregnar el bloque del bloque poroso con un líquido de impregnación durante un período de tiempo, de modo que aumenta una resistencia a la compresión del bloque impregnado resultante o bloque poroso impregnado extraído del líquido de impregnación, en comparación con la de dicho bloque o dicho bloque poroso sin dicho

tratamiento de impregnación.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que el líquido de impregnación es una disolución que contiene fosfato que tiene una concentración de fosfato de desde 0, 1 M hasta 6 M, preferiblemente desde 1 M hasta 3 M.

15. Procedimiento según las reivindicaciones 8 ó 10, que comprende además descomponer el bloque o el bloque poroso en gránulos.