Nanosuperficie.

Un componente biocompatible que comprende un sustrato que tiene una superficie que tiene una estructura de superficie jerárquica que comprende una microestructura y una nanoestructura primaria superpuesta sobre dicha microestructura,

caracterizado porque se superpone una nanoestructura secundaria sobre dicha nanoestructura primaria, y porque la nanoestructura secundaria comprende óxido metálico.

DESCRIPCION

Nanosuperficie Campo de la invención.

La presente invención se refiere a un componente biocompatible que tiene propiedades mejoradas para la implantación en tejido óseo.

Técnica de base.

Para la implantación en tejido óseo de implantes ortopédicos o dentales, generalmente implantes metálicos, se utiliza hoy en día con frecuencia un procedimiento en una etapa. En el procedimiento en una etapa, generalmente se coloca quirúrgicamente en el tejido óseo una primera pieza de implante, tal como una fijación dental, y después se fija un casquillo de cicatrización o pieza de implante secundario, tal como un pilar, a la primera pieza de implante directamente después de la operación quirúrgica. Se deja después que el tejido blando cure alrededor del casquillo de cicatrización o la pieza de implante secundario. Cuando se utiliza un casquillo de cicatrización, se retira el casquillo después de unas pocas semanas o meses sin ningún procedimiento quirúrgico, y se fijan piezas de implantes secundarios, tales como un pilar y una corona provisional, a la primera pieza del implante. El procedimiento en una 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 surger y ", The International Journal of Oral and Maxillofacial Implants, Vol 16, Nº 2 (2001) .

El procedimiento en dos etapas, que en algunos casos dentales es aún preferible, implica en general la colocación quirúrgica en una primera etapa de una primera pieza de implante, tal como una fijación dental, en el tejido óseo, en donde se la deja reposar sin cargar e inmóvil durante un período de cicatrización, frecuentemente de tres meses o más, con el fin de permitir que el tejido óseo crezca sobre la superficie del implante para permitir que el implante se fije bien al tejido óseo, dejándose cicatrizar sobre el implante el corte en el tejido blando que cubre el sitio del implante. En una segunda etapa, el tejido blando que cubre el implante se abre y las piezas secundarias de implante, tal como un pilar dental y/o un diente de restauración, se fijan a la primera pieza de implante, tal como dicha fijación, formando la estructura del implante final. Este procedimiento se describe, por ejemplo, en Brånemark et al: "Osseointegrated Implants in the Treatment of de Edentulous Jaw, Experience from a 10-year period", Almquist y Wiksell International, Estocolmo, Suecia.

Sin embargo, el hecho de que el implante no debe ser cargado durante el período de cicatrización significa que las piezas secundarias de implante no pueden unirse a la primera pieza de implante ni ser usadas durante el período de cicatrización. Teniendo en cuenta las molestias que esto lleva asociado, es deseable minimizar el período de tiempo necesario para la primera etapa anteriormente mencionada o incluso realizar todo el procedimiento de implantación en una única operación, es decir, usar el procedimiento en una sola etapa.

Para algunos pacientes, podría considerarse que es mejor esperar al menos tres meses antes de cargar funcionalmente el implante, tanto para el procedimiento de una etapa como para el de dos etapas. Sin embargo, una alternativa utilizando el procedimiento en una etapa es poner en función el implante directamente después de la implantación (carga inmediata) o pocas semanas después de la implantación (carga temprana) . Estos procedimientos se describen, por ejemplo, en D. M. Esposito, pp 836 -837, en "Titanium in Medicine, Material Science, Surface Science, Engineering, Biological Responses and Medical Application", Springer Verlag (2001) .

Es esencial que el implante establezca una suficiente estabilidad y unión entre el implante y el tejido óseo para permitir la carga del implante inmediata o temprana que se ha descrito anteriormente. Se ha de observar también que una carga inmediata o temprana del implante puede ser beneficiosa para la formación de hueso.

Algunos de los metales o aleaciones, tales como titanio, circonio, hafnio, tántalo, niobio, o aleaciones de los mismos, que se utilizan para implantes óseos son capaces de formar una unión relativamente fuerte con el tejido óseo, una unión que puede ser tan fuerte como el propio tejido óseo, y a veces incluso más fuerte. El ejemplo más notable de este tipo de material de implante metálico es el titanio y las aleaciones de titanio, cuyas propiedades a este respecto se conocen desde aproximadamente 1950. La unión entre el metal y el tejido óseo se ha denominado "osteointegración" (Albrektsson T., Brånemark P. I., Hansson H. A., Lindström J., "Osseointegrated titanium implants. Requirements for ensuring a long-lasting, direct bone anchorage in man", Acta Orthop Scand, 52: 155 -170 (1981) ) .

Debe hacerse observar que, en contacto con el oxígeno, el titanio, el circonio, el hafnio, el tántalo, el niobio y sus aleaciones son cubiertos instantáneamente con un óxido nativo. Este óxido nativo en los implantes de titanio consiste principalmente en dióxido de titanio (IV) (TiO2) con cantidades menores de Ti2O3, Tio y Ti3O4.

Aunque la unión entre el metal (oxidado) , por ejemplo titanio, y el tejido óseo puede ser relativamente fuerte, es deseable mejorar esta unión.

Hasta ahora hay varios métodos para tratar los implantes metálicos con el fin de obtener una mejor fijación del implante, y de esta forma una osteointegración mejorada. Algunos de éstos implican la alteración de la morfología del implante, por ejemplo mediante la creación de irregularidades en la superficie del implante con el fin de aumentar la rugosidad de la superficie en comparación con la de una superficie no tratada. Se cree que un aumento de la rugosidad de la superficie, que da una mayor área de contacto y una mayor unión entre el implante y el tejido óseo, proporciona una mejor retención mecánica y resistencia entre el implante y el hueso. Es bien sabido dentro de la técnica que una rugosidad de la superficie puede ser proporcionada, por ejemplo, mediante pulverización de plasma, granallado (chorro de arena) o grabado ácido.

Además, se sabe que los osteoblastos, es decir, las células formadoras de hueso, sienten y reaccionan a múltiples características químicas y físicas de la superficie subyacente. La formación de hueso en una superficie de un implante requiere la diferenciación de células precursoras en osteoblastos secretores para producir una matriz extracelular (ECM) no mineralizada, y la subsiguiente calcificación de esta matriz, como se describe, por ejemplo, en Anselme K., "Osteoblasts adhesion on biomaterials", Biomaterials 21, 667 -681 (2000) .

La alteración de las propiedades químicas de la superficie del implante se ha usado frecuentemente para conseguir una mejor fijación del implante al tejido óseo. Varios métodos implican la aplicación de una capa de material cerámico, tal como hidroxiapatita, sobre la superficie del implante con el fin de mejorar la unión del implante con el hueso, ya que la hidroxiapatita está relacionada químicamente con el hueso. La patente de EE.UU. nº 7.169.317 (Beaty) describe un método para preparar la superficie de un implante óseo, que comprende la eliminación del óxido nativo de la superficie del implante, el grabado ácido u otro tipo de tratamiento de la superficie del implante resultante para producir una rugosidad de la superficie substancialmente uniforme, y la deposición de partículas discretas de un material potenciador del crecimiento óseo tal como la hidroxiapatita, minerales óseos y proteínas morfogénicas óseas sobre el mismo. Las etapas de grabado y deposición se llevan a cabo preferiblemente en ausencia de oxígeno sin reaccionar mediante el uso de una atmósfera inerte.

El documento WO 2007/059038 A2 describe un método para formar un implante que comprende la acción de hacer rugosa al menos una parte de la superficie del implante y la acción de depositar nanocristales discretos de hidroxiapatita sobre la superficie que se ha hecho rugosa.

Un inconveniente común con los revestimientos que comprenden hidroxiapatita es, sin embargo, que pueden ser frágiles y pueden formar escamas o separarse de la superficie del implante debido a que se forma una unión más fuerte entre el hueso y el revestimiento que entre el revestimiento y el implante, lo que puede conducir a un fallo final del implante. En lo que se refiere al uso de revestimientos de proteínas, hay aspectos adicionales a considerar. Debido a la naturaleza química de las proteínas, una superficie que tiene un revestimiento de proteína puede requerir unas condiciones específicas de esterilización y almacenamiento para mantener su actividad biológica. Además, la respuesta del tejido hospedador (p. ej. la respuesta... [Seguir leyendo]

1. Un componente biocompatible que comprende un sustrato que tiene una superficie que tiene una estructura de superficie jerárquica que comprende una microestructura y una nanoestructura primaria superpuesta sobre dicha microestructura, caracterizado porque se superpone una nanoestructura secundaria sobre dicha nanoestructura primaria, y porque la nanoestructura secundaria comprende óxido metálico.

2. Un componente biocompatible según la reivindicación 1ª, en donde dicha microestructura comprende picaduras separadas por mesetas y/o crestas.

3. Un componente biocompatible según las reivindicaciones 1ª o 2ª, en donde dicha microestructura tiene un diámetro de las picaduras en el intervalo de 0, 5 a 15 µm, preferiblemente en el intervalo de 1 a 10 µm; una profundidad en el intervalo de 9, 1 a 2, 5 µm, y preferiblemente en el intervalo de 0, 1 a 1 µm; y una distancia entre picaduras mutuamente adyacentes en el intervalo de 0 a 10 µm.

4. Un componente biocompatible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la nanoestructura primaria comprende una multitud de depresiones poco profundas dispuestas en una formación de tipo ondulado.

5. Un componente biocompatible según la reivindicación 4ª, en donde las depresiones de dicha nanoestructura primaria tienen un diámetro en el intervalo de 10 nm a 1 µm, preferiblemente en el intervalo de 10 nm a 600 nM, y más preferiblemente en el intervalo de 10 nm a 500 nm; y una profundidad en el intervalo de 10 nm a 300 nm, preferiblemente en el intervalo de 30 nm a 150 nm.

6. Un componente biocompatible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la nanoestructura secundaria comprende protuberancias discretas que tienen la forma de picos redondeados.

7. Un componente biocompatible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la nanoestructura secundaria tiene un diámetro de pico en el intervalo de 20 a 550 nm, preferiblemente en el intervalo de 20 a 150 nm, una altura de pico media en el intervalo de 5 a 200, preferiblemente en el intervalo de 5 a 100 nm; y una distancia entre picos en el intervalo de 10 a 450 nm, preferiblemente en el intervalo de 40 a 200 nm.

8. Un componente biocompatible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la nanoestructura secundaria tiene una densidad de picos en el intervalo de 15 a 150 picos/µm2, y preferiblemente en el intervalo de 50 a 130 picos/µm2.

9. Un componente biocompatible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la microestructura y la nanoestructura primaria están formadas de óxido metálico, preferiblemente óxido de titanio.

10. Un componente biocompatible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la nanoestructura secundaria consiste en óxido metálico.

11. Un componente biocompatible según la reivindicación 10ª, en donde el óxido metálico es un óxido metálico precipitado, preferiblemente óxido de titanio.

12. Un componente biocompatible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho sustrato consiste al menos parcialmente en titanio o una aleación de titanio.

13. Un componente biocompatible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la superficie comprende un material potenciador del crecimiento óseo, que comprende preferiblemente iones metálicos

o una sal de los mismos elegidos entre el grupo que consiste en iones titanio, iones magnesio, iones calcio, iones litio, iones estroncio, o cualquier combinación de los mismos.

14. Un componente biocompatible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho componente es un componente dental elegido entre el grupo que consiste en un implante, una fijación, un pilar, un implante de una pieza, y combinaciones de los mismos.

15. Un componente biocompatible según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho componente es un componente ortopédico.