Osteosíntesis con nano-plata.

Un método para tratar una superficie de un dispositivo médico,

en particular un dispositivo médico metálico, que comprende las siguientes etapas:

- proporcionar un sistema coloidal dispersado,

- someter un dispositivo médico al sistema coloidal dispersado, de modo que una superficie del dispositivo médico que se ha de tratar se sumerge en el sistema coloidal dispersado,

- generar una diferencia de tensión AC entre el dispositivo médico como un primer electrodo y/o un segundo electrodo dispuesto en el sistema coloidal dispersado,

para convertir la superficie sumergida en una película de óxido mediante oxidación electrolítica por plasma, en donde la superficie convertida es parcialmente cubierta por islas formadas por partículas coloidales dispersadas del sistema coloidal dispersado,

en donde la tensión AC se proporciona como una tensión AC asimétrica y/o como una tensión AC en forma de seno, y en donde la diferencia de tensión AC se genera por una unidad de suministro de energía y se suministra al primer electrodo y/o al segundo electrodo,

de manera que se consigue una distribución uniforme del campo eléctrico al proporcionar medios para conectar el primer electrodo que tiene una sección transversal reducida adaptada o una sección transversal reducida adaptada con respecto a la sección transversal del dispositivo médico conectado, en donde la relación de la sección transversal, que es el cociente de la sección transversal del dispositivo médico dividido por la sección transversal de los medios de conexión del primer electrodo, oscila entre 0,75 y 4.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/003308.

Solicitante: AAP IMPLANTATE AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Lorenzweg 5 12099 Berlin ALEMANIA.

Inventor/es: DINGELDEIN, ELVIRA, WITTE,FRANK, GASQUERES,CYRILLE, ELIZIER,AMIR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61L27/30 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61L PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES U OBJECTOS EN GENERAL; DESINFECCION, ESTERILIZACION O DESODORIZACION DEL AIRE; ASPECTOS QUIMICOS DE VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS; MATERIALES PARA VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS (conservación de cuerpos o desinfección caracterizada por los agentes empleados A01N; conservación, p. ej. esterilización de alimentos o productos alimenticios A23; preparaciones de uso medico, dental o para el aseo A61K). › A61L 27/00 Materiales para prótesis o para revestimiento de prótesis (prótesis dentales A61C 13/00; forma o estructura de las prótesis A61F 2/00; empleo de preparaciones para la fabricación de dientes artificiales A61K 6/02; riñones artificiales A61M 1/14). › Materiales inorgánicos.
  • A61L27/54 A61L 27/00 […] › Materiales biológicamente activos, p. ej. sustancias terapéuticas.
  • C23C18/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › Revestimiento químico por descomposición ya sea de compuestos líquidos, o bien de soluciones de los compuestos que constituyen el revestimiento, no quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento (reacción química de la superficie C23C 8/00, C23C 22/00 ); Deposición por contacto.
  • C25D11/02 C […] › C25 PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS.C25D PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA DE REVESTIMIENTOS; GALVANOPLASTIA (fabricación de circuitos impresos por deposición metálica H05K 3/18 ); UNION DE PIEZAS POR ELECTROLISIS; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › C25D 11/00 Revestimientos electrolíticos por reacción superficial, es decir, que forman capas de conversión. › Anodización.

PDF original: ES-2536781_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Osteosíntesis con nano-plata Campo de la invención La presente invención se refiere, en general, a un revestimiento anti-bacteriano multi-funcional, que se compone de plata, a implantes y/o herramientas médicas que comprenden un revestimiento de este tipo y a un método así como a un aparato para producir un revestimiento de este tipo.

Antecedentes de la invención Se sabe que los iones de plata inhiben fuertemente el crecimiento de bacterias y otros microorganismos. Los iones plata destruyen importantes componentes celulares de los microorganismos, de manera que sus funciones vitales ya no funcionan. La plata muestra una actividad antibacteriana de amplio espectro y es incluso eficaz contra cepas bacterianas resistentes a antibióticos. Además, la plata se dirige a numerosos sitios dentro de la célula bacteriana, reduciendo así la posibilidad de que las bacterias desarrollen algún tipo de resistencia.

Con el aumento de la resistencia de la mayoría de los gérmenes patógenos a los antibióticos habitualmente utilizados, la plata ha sido recientemente redescubierta como una sustancia activa antibacteriana. De hecho, debido a su propiedad desinfectante, la plata se ha utilizado durante mucho tiempo para fines higiénicos y médicos.

Por ejemplo, los compuestos de plata fueron en la Primera Guerra Mundial armas principales contra la infección de heridas hasta la llegada de los antibióticos. En 1884 el médico obstétrico alemán C.S.F. Crede introdujo nitrato de plata al 1% como una disolución oftálmica para la prevención de la oftalmía gonocócica neonatal, que es quizás el primer uso médico científicamente documentado de la plata. Además, la crema de sulfadiazina de plata era un tratamiento estándar antibacteriano de graves quemaduras y todavía se utiliza ampliamente en las unidades de quemados.

En la actualidad, están disponibles en el mercado muchos productos que contienen plata, tales como apósitos para heridas, catéteres y/o sistemas protésicos de tumores.

Un método de fabricación conocido para un revestimiento se basa en un método de revestimiento en vacío que ofrece una protección fiable para las superficies de un implante médico frente a la contaminación bacteriana. Un revestimiento de plata pura se aplica a través de un proceso PVD (siglas inglesas de deposición física de vapor) , seguido de un revestimiento de óxido de silicio depositado a través de un proceso PECVD (siglas inglesas de deposición física de vapor potenciada por plasma) . El espesor del revestimiento es generalmente inferior a 200 nm.

Los procesos PVD y CVD requieren habitualmente sistemas de revestimiento muy caros. Además, también consumen energía debido a los requisitos de alto vacío. Además de ello, la técnica PVD es una técnica "línea de vista", lo que significa que superficies complejas serían muy difíciles de revestir de manera homogénea.

Además, puede desarrollarse una pigmentación irreversible de la piel y/o los ojos, es decir, argiria o argirosis, debido a una posible deposición "excesiva" de plata después de una exposición prolongada a la plata o a compuestos de plata.

Además, leucopenias y lesiones neuromusculares podrían ser provocadas por concentraciones incrementadas de plata. En la bibliografía se describieron reacciones alérgicas. Se informó en el pasado que intentos de revestimiento con sales de plata o plata elemental provocaban incrementos significativos en las concentraciones de plata en el suero de los pacientes afectados.

Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo médico, realizado, por ejemplo, como un implante que tiene un revestimiento con propiedades mejoradas.

Preferiblemente, dicho revestimiento debería proporcionarse como un revestimiento antibacteriano, por ejemplo en implantes metálico.

En particular, debería ser posible controlar o adaptar la eficacia antibacteriana, por ejemplo la tasa de lixiviación de un revestimiento de este tipo.

Preferiblemente debería fomentarse el crecimiento interno de tejido humano y/o hueso por un revestimiento de este tipo en un implante.

La fabricación de un revestimiento de este tipo se basa en un concepto simple y de costo reducido.

Sumario de la invención La solución del objeto de la invención se consigue, sorprendentemente, por la materia objeto de las reivindicaciones independientes adjuntas.

Realizaciones o mejoras ventajosas y/o preferidas son la materia objeto de las respectivas reivindicaciones dependientes adjuntas.

Por consiguiente, la invención propone un método para tratar una superficie de un dispositivo médico según se define en la reivindicación 1, en particular un dispositivo médico metálico, preferiblemente de un material no biodegradable, que comprende las siguientes etapas: -proporcionar un sistema coloidal dispersado, -someter un dispositivo médico al sistema coloidal dispersado, de modo que una superficie del dispositivo médico que se ha de tratar se sumerge en el sistema coloidal dispersado, -generar una diferencia de tensión AC (de corriente alterna) preferiblemente asimétrica o simétrica o una combinación tanto de asimétrica como de simétrica entre el dispositivo médico como un primer electrodo y/o un segundo electrodo dispuesto en el sistema coloidal dispersado, para convertir la superficie sumergida en una película de óxido mediante oxidación electrolítica por plasma, en donde la superficie convertida es parcialmente cubierta por islas formadas por partículas coloidales dispersadas del sistema coloidal dispersado.

La invención también propone un dispositivo médico, que comprende preferiblemente un metal o aleación metálica no biodegradable con una superficie tratada, en donde -la superficie tratada es al menos parcialmente convertida en una película de óxido mediante oxidación electrolítica pro plasma utilizando un sistema coloidal dispersado, y en donde -la superficie convertida es parcialmente cubierta por islas formadas por partículas coloidales dispersadas del sistema coloidal dispersado.

Una película o capa de óxido porosa se desarrolla por el proceso de oxidación electrolítica por plasma (PEO) . Mediante el proceso de PEO el sustrato metálico es provisto como el primer electrodo, preferiblemente como un ánodo, en una "celda electrolítica". Su superficie se convierte en el óxido metálico correspondiente por medio del campo eléctrico aplicado. La película de óxido consiste en fases cristalinas con una superficie altamente porosa y con componentes que se derivan tanto del sistema coloidal dispersado como del dispositivo médico, por ejemplo un implante, como un sustrato. Se proporciona una síntesis de revestimientos de materiales nano-compuestos de partículas de óxido metálico mediante deposición in situ. Las partículas se aplican sobre la superficie del dispositivo médico cuando se oxida la superficie del dispositivo médico. La presente invención permite la formación de un revestimiento sobre cualquier tipo de forma de un dispositivo médico.

El sistema coloidal dispersado también se puede denominar una dispersión. Es un líquido que contiene partículas dispersadas, en particular las partículas coloidales dispersadas. Las partículas coloidales dispersadas tienen un diámetro medio menor que o igual 100 nm, preferiblemente menor que o igual a 50 nm, lo más preferiblemente menor que o igual a 30 nm. Las partículas también se denominan nano-partículas. Las partículas se dispersan y no se disuelven en el sistema coloidal dispersado.

Preferiblemente, las partículas no se proporcionan como un polvo que generalmente tiene una amplia distribución de tamaño. En una realización preferida, las partículas tienen una estrecha distribución de tamaño con una FWHM (siglas inglesas de anchura a media altura) de 25 nm. Una distribución de tamaño de este tipo permite la formación de islas uniformes y una conductividad mejorada en la dispersión.

En una realización preferida, las partículas se proporcionan como partículas de plata (partículas de Ag o nanopartículas de AG) . Dicho revestimiento de nano-plata en las superficies de dispositivos médicos, por ejemplo de superficies de implantes, muestra varios efectos ventajosos: una reducción de la adhesión bacteriana y una inhibición del crecimiento bacteriano. Hasta ahora, no se reseñó ni detectó mecanismo de resistencia alguno frente al efecto de la plata. Dado que la plata actúa más como un antiséptico que como un antibiótico. Un revestimiento de nano-plata de este tipo exhibe excelentes propiedades en términos de eficacia antibacteriana (incluso contra cepas multirresistentes) , adherencia y biocompatibilidad (para más ventajas, véase la descripción... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para tratar una superficie de un dispositivo médico, en particular un dispositivo médico metálico, que comprende las siguientes etapas: -proporcionar un sistema coloidal dispersado, -someter un dispositivo médico al sistema coloidal dispersado, de modo que una superficie del dispositivo médico que se ha de tratar se sumerge en el sistema coloidal dispersado, -generar una diferencia de tensión AC entre el dispositivo médico como un primer electrodo y/o un segundo electrodo dispuesto en el sistema coloidal dispersado, para convertir la superficie sumergida en una película de óxido mediante oxidación electrolítica por plasma, en donde la superficie convertida es parcialmente cubierta por islas formadas por partículas coloidales dispersadas del sistema coloidal dispersado, en donde la tensión AC se proporciona como una tensión AC asimétrica y/o como una tensión AC en forma de seno, y en donde la diferencia de tensión AC se genera por una unidad de suministro de energía y se suministra al primer electrodo y/o al segundo electrodo, de manera que se consigue una distribución uniforme del campo eléctrico al proporcionar medios para conectar el primer electrodo que tiene una sección transversal reducida adaptada o una sección transversal reducida adaptada con respecto a la sección transversal del dispositivo médico conectado, en donde la relación de la sección transversal, que es el cociente de la sección transversal del dispositivo médico dividido por la sección transversal de los medios de conexión del primer electrodo, oscila entre 0, 75 y 4.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el cociente de la amplitud positiva, dividido por la amplitud negativa se ajusta al valor absoluto del cociente que oscila entre > 1 y 4.

3. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el sistema coloidal dispersado es una dispersión basada en agua.

4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que en el sistema coloidal dispersado se proporciona al menos un electrolito, en particular que es al menos un componente de un material del dispositivo médico.

5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una tasa de deposición está en el intervalo de 0, 01 µm/s a 1 µm/s.

6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que un tiempo de deposición está en el intervalo de 1 s a 1200 s.

7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las partículas se proporcionan en forma de partículas de Ag.

8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las partículas se proporcionan como partículas de apatito.

9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las partículas se proporcionan con una concentración menor que o igual a 100 mg/l.

10. Un dispositivo médico, en particular una herramienta médica o un implante dental o un implante ortopédico, producible, preferiblemente producido con el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tiene una superficie tratada, en donde la superficie tratada es al menos parcialmente convertida en una película de óxido mediante oxidación electrolítica por plasma utilizando un sistema coloidal dispersado, en donde la superficie de revestimiento, investigada por topografía de superficie mediante microscopía óptica estereoscópica o microscopía electrónica de barrido en modo de contraste topográfico muestra un revestimiento uniforme y homogéneo de la superficie.

11. Un dispositivo médico de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende un metal o una aleación de metal no biodegradable que tiene una superficie tratada, y en el que -la superficie tratada tiene una cantidad de cubierta de islas media menor que 20%, y en donde la superficie tratada tiene una caracterización química que comprende 1 a 10% at. de partículas coloidales dispersadas.

12. El dispositivo médico de acuerdo con la reivindicación precedente, en donde las islas tienen un tamaño de área medio menor que 1000 nm, preferiblemente menor que 300 nm.

13. El dispositivo médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las islas tienen un grosor medio de 1 nm a 1000 nm, preferiblemente de 5 nm a 400 nm.

14. El dispositivo médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la película de óxido tiene un grosor de 1 µm a 100 µm.

15. Un aparato para el tratamiento de una superficie de un dispositivo médico, en particular un dispositivo médico metálico, mediante oxidación electrolítica por plasma, que comprende los siguientes componentes: -un baño para contener un sistema coloidal dispersado, -medios para mezclar un sistema coloidal dispersado en el baño, -medios para retener un dispositivo médico de manera que una superficie de un dispositivo médico que se ha de tratar se sumerge en un sistema coloidal dispersado, en donde un dispositivo médico proporciona un primer electrodo, -medios para proporcionar un segundo electrodo en un sistema coloidal dispersado contenido en el baño, -una unidad de suministro de energía para generar una tensión de AC que se aplica al primer electrodo y/o al segundo electrodo, -medios para conectar el primer electrodo y/o el segundo electrodo con la unidad de suministro de energía, en donde -los medios para conectar el primer electrodo se adaptan a un dispositivo médico sumergido, de modo que la relación en sección transversal, que es el cociente de la sección transversal del dispositivo médico dividido por la sección transversal de los medios para conectar el primer electrodo oscila entre 0, 75 y 4.


 

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