Material compuesto de polímero-hueso que se puede formar o configurar y método para su producción.

Un osteoimplante de material compuesto para su uso en la implantación en un punto de un tejido,

comprendiendo el osteoimplante de material compuesto:

un polímero seleccionado entre el grupo que consiste en poli(caprolactona) de almidón, poli(caprolactona), poli(llactida), poli(dl-lactida-co-glicólido), poli(l-lactida-co-dl-lactida), enantiómeros de los anteriores, co-polímeros de los anteriores, y mezclas de los anteriores; y

partículas de procedencia ósea, en las que al menos una parte de las partículas de procedencia ósea del osteoimplante de material compuesto son alargadas y poseen una proporción de longitud media con respecto a espesor medio de al menos 50:1 hasta 500:1 o más y una proporción de longitud media con respecto a anchura media de 10:1 a 200:1,

en el que el osteoimplante de material compuesto se forma inmediatamente antes de la implantación a mano o usando herramientas de manejo manual con una forma pre-determinada, tras el calentamiento hasta una primera condición predeterminada, siendo la temperatura mayor que 40 ºC, y se consolida en una segunda condición predeterminada, en el que el osteoimplante de material compuesto no es apto para conformación a 37 ºC, y en el que el osteoimplante de material compuesto se vuelve apto para conformación cuando se calienta hasta la primera condición pre-determinada, siendo la temperatura mayor que 40 ºC.

Material compuesto de polímero-hueso que se puede formar o configurar y método para su producción Campo de la Invención La presente invención pertenece a un material compuesto de polímero-hueso y, más particularmente, a un material compuesto que se puede formar de manera inmediata antes de la implantación.

Antecedentes de la Invención El hueso es un material compuesto formado por hidroxiapatita impura, colágeno y una variedad de proteínas que no son de colágeno, así como células adherentes e intercaladas. Se puede procesar el hueso para dar lugar a un material apto para implantación, tal como un aloinjerto, por ejemplo, por medio de tratamiento del mismo para retirar las células, dejando atrás la matriz extracelular. El biomaterial de hueso procesado puede tener una variedad de propiedades, dependiendo de los procesos específicos y tratamientos a aplicados al mismo, y se puede combinar con otros biomateriales para formar un material compuesto que incorpore las características tanto del hueso como de los otros biomateriales. Por ejemplo, se pueden procesar materiales de procedencia ósea para dar lugar a injertos mineralizados que portan carga que actúan de soporte y se integran en el hueso del paciente o se pueden procesar, de forma alternativa, para dar lugar a biomateriales óseos desmineralizados blandos, moldeables o aptos para fluencia que tienen la capacidad de inducir respuesta de consolidación celular.

El uso de injertos óseos y materiales de sustitución ósea en medicina ortopédica se conoce bien. Mientras que las lesiones óseas se pueden regenerar sin la formación de tejido de cicatrización, las fracturas y otras lesiones ortopédicas tardan un tiempo considerable en curar, período durante el cual el hueso no tiene capacidad de soportar cargas fisiológicas. Con frecuencia, se requieren clavos metálicos, tornillos y mallas para sustituir las funciones mecánicas del hueso lesionado. No obstante, el metal es significativamente más rígido que el hueso. El uso de implantes metálicos puede tener como resultado una densidad ósea menor alrededor del punto del implante debido a enmascaramiento de la tensión. Además, algunos implantes metálicos son permanentes y no tienen capacidad para participar en la remodelación fisiológica.

Los procesos de consolidación celular en huesos, usando la formación de tejido óseo por medio de células de osteoblastos coordinada con la resorción ósea y de injerto por parte de células de osteoblastos, permiten que los injertos óseos y determinados materiales de sustitución ósea se remodelen para dar lugar a hueso endógeno que resulta casi indistinguible del original. No obstante, el uso de injertos óseos se encuentra limitado por la forma y tamaño disponibles de los injertos y el deseo de optimización de la resistencia mecánica como de la tasa de degradación. Las variaciones en cuanto a forma y tamaño en los pacientes (y donantes) también hacen que los injertos óseos sean un material de sustitución menos óptimo. Los materiales de sustitución ósea y los fragmentos de hueso se pueden someter a remodelación rápida pero no pueden proporcionar soporte mecánico de forma inmediata. Por el contrario, los injertos óseos corticales pueden soportar tensiones fisiológicas pero experimentan remodelación lenta.

De este modo, resulta deseable disponer de un material de sustitución ósea para injertos estructurales que se pueda producir en cantidades mayores que los injertos procedentes únicamente de hueso y que se pueda fabricar con formas sin limitación alguna por parte de la forma del tejido original.

El documento WO 00/50102 divulga un osteoimplante que porta carga, un método de preparación del osteoimplante y un método de restitución ósea que usa el osteoimplante. El osteoimplante comprende una densidad aparente mayor que aproximadamente 0, 7 g/cm3 y una resistencia de compresión en húmedo de al menos aproximadamente 3 MPa.

El documento EP 1142596 divulga una composición apropiada para la preparación de un implante biodegradable terapéuticamente activo, que comprende al menos un prepolímero multifuncional apto para reticulación que tiene al menos dos grupos terminales polimerizables y al menos un componente biológicamente activo, teniendo dicha composición una viscosidad tal que se deforma a una temperatura entre 0 º C y 60 º C, más preferentemente entre 15 º C y 40 º C, para dar lugar a una forma tridimensional y siendo apta para endurecimiento por medio de reticulación dentro de dicho intervalo de temperaturas. Además, se divulgan prepolímeros multifuncionales aptos para reticulación para dicha composición, que comprenden una región biodegradable formada por un poliacetal y/o entre un copoliéster derivado de lactona amoría y/o que comprenden una región hidrófila, así como también métodos para producir dichos prepolímeros.

El documento US 2002/035401 divulga un osteoimplante osteogénico en forma de una lámina flexible que comprende una masa coherente de partículas de procedencia ósea, teniendo el osteoimplante un volumen de huecos no mayor que aproximadamente 32 % y un método de preparación de un osteoimplante osteogénico que no tiene un volumen de huecos mayor que 32 %, comprendiendo el método: proporcionar una masa coherente de partículas de procedencia ósea; y, conformar mecánicamente la masa coherente de partículas de procedencia ósea para formar un osteoimplante osteogénico con forma de una lámina flexible.

La patente de Estados Unidos Nº . 5.747.390 divulga mezclas aptas para absorción/resorción de poliésteres alifáticos de poli (lactida) , poli (glicólido) , poli (carbonato de trimetileno) , poli (p-dioxanona) y poli (epsilon-caprolactona) y compuestos regeneradores óseos que contienen calcio tales como fosfatos de calcio no fibrosos en forma de polvo. Los materiales compuestos, cuando se usan para la fabricación de dispositivos médicos, exhiben características de absorción mejoradas y otras propiedades físicas.

Adicionalmente, resulta deseable disponer de un material de sustitución ósea que se pueda adaptar a una forma deseada durante la implantación.

Sumario de la Invención La invención combina las ventajas de un implante sólido y apto para conformación. El material compuesto puede soportar peso y otras cargas mecánicas inmediatamente antes de la consolidación en estado rígido. Durante la implantación, el material compuesto es capaz de infiltrarse e interconectar de forma mecánica las estructuras porosas dispuestas aproximadamente en el punto del implante. El material compuesto apto para conformación se puede moldear o conformar contra estructuras quirúrgicas o anatómicas (por ejemplo, otros elementos de apoyo, placas e implantes usados durante la cirugía) pero permanece fijado al punto del implante en su estado rígido, sin deformación o movimiento no deseados. Una vez que se ha producido la implantación y el endurecimiento del material compuesto, se puede someter a maquinizado para conformar de manera adicional la superficie del implante contra la superficie del tejido circundante o para facilitar la inserción de implantes o dispositivos adicionales. Además, se puede irrigar el material compuesto con disolución salina, agua u otros líquidos apropiados antes, durante o después de la implantación sin desplazar, modificar la forma, o de lo contrario afectar de forma negativa, del implante final.

En un aspecto, la invención es un osteoimplante de material compuesto que incluye un polímero y partículas de procedencia ósea, en el que el polímero está seleccionado entre el grupo que consiste en poli (caprolactona) de almidón, poli (caprolactona) , poli (l-lactida) , poli (dl-lactida-co-glicólido) , poli (l-lactida-co-dl-lactida) , enantiómeros de los anteriores, co-polímeros de los anteriores, y mezclas de los anteriores, y en el que al menos una parte de las partículas de procedencia ósea del osteoimplante compuesto se estiran y poseen una proporción de longitud media con respecto a espesor medio de al menos 50:1 hasta 500:1 o más y una proporción de longitud media con respecto a anchura media de 10:1 a 200:1. El material compuesto se forma inmediatamente antes de la implantación a mano o usando herramientas de manejo manual con una forma predeterminada, tras calentar hasta una primera condición predeterminada a una temperatura mayor que 40 º C, y se consolida en una segunda condición predeterminada. El material compuesto se vuelve apto para conformación cuando se calienta hasta una temperatura mayor que 40 º C pero no resulta apto para conformación a 37 º C. Por ejemplo, el material compuesto se puede volver apto para conformación cuando se calienta a una temperatura mayor que aproximadamente 45 º C, 50 º C, 55 º C, 60 º... [Seguir leyendo]

1. Un osteoimplante de material compuesto para su uso en la implantación en un punto de un tejido, comprendiendo el osteoimplante de material compuesto:

un polímero seleccionado entre el grupo que consiste en poli (caprolactona) de almidón, poli (caprolactona) , poli (llactida) , poli (dl-lactida-co-glicólido) , poli (l-lactida-co-dl-lactida) , enantiómeros de los anteriores, co-polímeros de los anteriores, y mezclas de los anteriores; y partículas de procedencia ósea, en las que al menos una parte de las partículas de procedencia ósea del osteoimplante de material compuesto son alargadas y poseen una proporción de longitud media con respecto a espesor medio de al menos 50:1 hasta 500:1 o más y una proporción de longitud media con respecto a anchura media de 10:1 a 200:1, en el que el osteoimplante de material compuesto se forma inmediatamente antes de la implantación a mano o usando herramientas de manejo manual con una forma pre-determinada, tras el calentamiento hasta una primera condición predeterminada, siendo la temperatura mayor que 40 º C, y se consolida en una segunda condición predeterminada, en el que el osteoimplante de material compuesto no es apto para conformación a 37 º C, y en el que el osteoimplante de material compuesto se vuelve apto para conformación cuando se calienta hasta la primera condición pre-determinada, siendo la temperatura mayor que 40 º C.

2. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 1, en el que se escoge la forma pre-determinada entre el grupo que consiste en un sitio de lesión en un hueso, un hueso, una sección de hueso, plancha, placa, partícula, esfera, hebra de semiesfera, hebra enrollada, red capilar, película, fibra, malla, disco, cono, parte de un cono, perno, tornillo, copa, diente, raíz de diente, riostra, cuña, parte de cuña, cilindro, cilindro roscado, varilla, bisagra, remache, ancla, esferoide, elipsoide, esferoide achatado, elipsoide alargado o paraboloide hiperbólico.

3. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 1, en el que el osteoimplante de material compuesto se vuelve apto para conformación cuando se calienta hasta una primera condición pre-determinada, siendo la temperatura mayor que 45 º C; opcionalmente mayor que 50 º C; de manera más opcional mayor que 55 º C; de manera más opcional mayor que 60 º C; de manera más opcional mayor que 70 º C; de manera más opcional mayor que 80 º C; de manera más opcional mayor que 90 º C.

4. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 1, en el que la segunda condición pre-determinada consiste en el aumento de la densidad de reticulación del componente polimérico por medio de exposición del osteoimplante de material compuesto a luz UV o una fuente de energía alternativa durante un período de tiempo predeterminado.

5. El osteoimplante de la reivindicación 1, en el que el osteoimplante de material compuesto además comprende un monómero, volviéndose el osteoimplante de material compuesto consolidado cuando se incorpora el monómero de forma covalente al polímero.

6. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 1, en el que el osteoimplante de material compuesto 45 además comprende al menos un miembro de médula ósea, biomoléculas, moléculas pequeñas, agentes bioactivos, fosfato de calcio, carbonato de calcio y células.

7. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 6, en el que el osteoimplante de material compuesto además comprende al menos un miembro de vectores de ácido nucleico, hemocitoblastos mesenquimales, 50 osteoblastos, osteoclastos y fibroblastos.

8. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 1, en el que las partículas de procedencia ósea son de 10 % a 99 % en peso del osteoimplante de material compuesto.

9. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 8, en el que las partículas de procedencia ósea son de 25 % a 50 % en peso del osteoimplante de material compuesto.

10. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 1, en el que el polímero es poli (caprolactona) .

11. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 1, en el que las partículas de procedencia ósea y el polímero se unen con un agente de acoplamiento.

12. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 1, en el que la configuración de partículas de procedencia ósea del osteoimplante de material compuesto es isotrópica o anisotrópica. 65

13. El osteoimplante de material compuesto de la reivindicación 12, en el que la alineación relativa de las partículas de procedencia ósea en la primera parte del osteoimplante de material compuesto es diferente de la alineación relativa de las partículas de procedencia ósea de la segunda parte del osteoimplante de material compuesto.

14. Un método de preparación del osteoimplante de material compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 que comprende:

conformar un osteoimplante de material compuesto que comprende partículas de procedencia ósea, en el que al menos una parte de las partículas de procedencia ósea del osteoimplante de material compuesto son alargadas y 10 poseen una proporción de longitud media con respecto a espesor medio de al menos 50:1 a 500:1 o más y una proporción de longitud media con respecto a anchura media de 10:1 a 200:1, y un polímero, en el que el polímero está seleccionado entre el grupo que consiste poli (caprolactona) de almidón, poli (caprolactona) , poli (l-lactida) , poli (dl-lactida-co-glicólido) , poli (l-lactida-co-dl-lactida) , enantiómeros de los anteriores, co-polímeros de los anteriores, y mezclas de los anteriores, a mano o usando herramientas de manejo manual, para dar lugar a una forma predeterminada tras el calentamiento hasta una primera condición pre-determinada, siendo la temperatura mayor que 40 º C; y provocar la consolidación del polímero en una segunda condición pre-determinada.

en el que el osteoimplante de material compuesto no resulta apto para conformación a 37 º C, y en el que el osteoimplante de material compuesto se vuelve apto para conformación cuando se calienta hasta una primera condición pre-determinada, siendo la temperatura mayor que 40 º C.