Una composición de cemento óseo que comprende la mezcla endurecible de:

(a) un primer componente que comprende un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, un dador de radicales, y un polímero vinílicoo prepolimerizado; y

(b) un segundo componente que comprende un barredor de radicales, un diluyente, un acelerante de polimerización y un monómero reactivo,

en la que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión es hidroxiapatita secada por aspersión

Composición de cemento óseo y procedimiento de fabricación del mismo.

Antecedentes de la invención

La Invención en general se refiere a composiciones útiles como cementos óseos y, más específicamente, a composiciones útiles en la cirugía espinal, a un kit que contiene componentes envasados de la composición, y a un método para preparar la composición.

Se sabe que las composiciones de cemento óseo son útiles para unir o fijar un material de implante al hueso natural y para reparar de otro modo el hueso natural dañado. Estas composiciones son especialmente útiles en procedimientos ortopédicos y dentales. Aunque las composiciones de cemento óseo gozan de amplio uso en la técnica medicinal, estas composiciones necesitan ser diseñadas cuidadosamente dependiendo del sitio quirúrgico en el que se utilizarán. Por ejemplo, las composiciones apropiadas para el uso en la reparación de hueso dañado en una extremidad pueden no ser idealmente apropiadas para el uso en la reparación de dientes dañados. De modo similar, las composiciones útiles en la reparación de una extremidad o un diente pueden no ser idealmente apropiadas para reparar quirúrgicamente la columna espinal.

La cirugía espinal es compleja y riesgosa dada la proximidad del sitio quirúrgico a la médula espinal y principales órganos. La cirugía espinal convencional puede reparar vértebras fracturadas y restaurar la estatura del paciente, pero es altamente invasiva e involucra riesgos importantes. Estas cirugías involucran hacer largas incisiones en el pecho o espalda del paciente de manera que los instrumentos metálicos puedan mover los huesos fracturados de regreso a sus posiciones normales. Sin embargo, los instrumentos utilizados en estas cirugías típicamente no están diseñados para manipular hueso deteriorado. Los huesos después se mantienen en el lugar mediante implantes metálicos, los que en el caso de pacientes de edad avanzada con osteoporosis, pueden no lograr mantenerlos debido a la blandura del hueso esponjoso interno al que los implantes se fijan o unen. Por consiguiente, la cirugía espinal convencional se realiza en raras circunstancias. Aún cuando se realiza, el carácter invasivo del procedimiento puede dar como resultado daño a la médula espinal, dolor, infección y otros trastornos que requieren procedimientos postoperatorios correctivos.

Los recientes desarrollos en cirugía espinal han hecho posible reducir el carácter invasivo frecuente en procedimientos convencionales, reduciendo de ese modo algunos de los riesgos históricamente asociados a los procedimientos. Entre esos desarrollos hay desarrollos en composiciones utilizadas para unir los implantes a un hueso natural o actuar ellas mismas como sustitutos de huesos. Otro desarrollo reciente es la capacidad de utilizar dispositivos similares a una jeringa para administrar estas composiciones al sitio quirúrgico de una manera no invasiva. Los dispositivos apropiados y procedimientos de administración se describen en las Patentes Estadounidenses Nos. 6.241.734 y 6.613.054, y Publicación de Solicitud de Patente Estadounidense Nos. 2004/0122359 y 2002/0191487. En combinación, las composiciones de cemento óseo convencionales junto con los métodos de administración mejorados que describen estas publicaciones pueden reducir el carácter invasivo de la cirugía espinal convencional haciendo que el procedimiento sea una opción más viable para pacientes necesitados del tratamiento.

Típicamente, las actuales composiciones de cemento óseo se venden en preparaciones de dos componentes que contienen un componente en polvo (o seco) y un componente líquido (o húmedo), que, al combinarse, se polimerizan para formar una sustancia endurecida que imita muchas de las propiedades físicas del hueso natural. El componente en polvo incluye un agente de relleno y un material polimérico, mientras que el componente líquido incluye un monómero reactivo (por ejemplo, metacrilato de metilo). El agente de relleno es un material que es bioactivo sobre su superficie para promover el crecimiento natural del hueso sobre el mismo. Un ejemplo de dicho agente de relleno es la hidroxiapatita. La hidroxiapatita posee una gran superficie que indeseablemente absorbe el monómero reactivo. De ese modo, las actuales preparaciones contienen una cantidad en exceso de monómero reactivo debido a que una porción del monómero reactivo es absorbido en la hidroxiapatita y, por ello, no participa en la reacción de polimerización. Cuando los dos componentes se combinan para formar la preparación y se aplican en la práctica, el monómero puede sufrir una reacción exotérmica a medida que la composición se endurece. Este calor generado por la reacción es altamente indeseable debido a que puede dañar los nervios, huesos y el tejido circundante, por ejemplo. Esto es especialmente indeseable en la cirugía espinal debido a la proximidad de la médula espinal. Además, la presencia del monómero reactivo puede dar como resultado una contracción indeseable de la composición después de la polimerización - disminuyendo la calidad de la unión entre la composición y el hueso al que se une/aplica la composición. Más aún, el monómero reactivo puede ser tóxico para un paciente si está presente en grandes cantidades. De ese modo, cuanto menor es la cantidad de monómero reactivo necesario en la composición menor es la posibilidad de que la composición experimente contracción indeseable, y menores son las incidencias de la exposición del paciente al calor y materiales tóxicos.

Por consiguiente, existe una necesidad de una composición de cemento óseo mejorada que incluya una cantidad reducida de monómero reactivo, y un agente de relleno con una superficie, tamaño de partícula, y propiedades reológicas apropiados para el uso previsto de la composición.

La Publicación de Patente Internacional No. WO 01/49327 divulga un cemento óseo bioactivo que comprende un componente en polvo que incluye hidroxiapatita que contiene estroncio. La Patente Estadounidense No. 6.153.664 divulga un dispositivo de fijación interna bioerosionable hecho de aleación de red semi-interpenetrante polimérica bioerosionable. El dispositivo puede comprender una composición osteoinductora que comprende hidroxiapatita. Ni la Publicación de Patente Internacional No. WO 01/49327 ni la Patente Estadounidense No. 6.153.664 divulgan o sugieren la incorporación de hidroxiapatita secada por aspersión. La Publicación de Patente Estadounidense No. 2004/0226479 divulga un cemento óseo o dental que comprende una matriz de material inorgánico rígido polimérico fusionada con compuestos fibrosos fabricados de fibras de alúmina, fibras de sílice y una fuente de fusión, por ejemplo nitruro de boro. La Publicación de Patente Estadounidense No. 2004/0226479 ni divulga ni sugiere la incorporación de hidroxiapatita.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

En la presente memoria se divulga una composición que comprende un producto de reacción o una mezcla endurecible de primer y segundo componente, incluyendo el primer componente un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, un dador de radicales y un polímero vinílico prepolimerizado, e incluyendo el segundo componente un barredor de radicales, un diluyente, un acelerante de polimerización y un monómero reactivo. También en la presente memoria se divulga un método para preparar la composición, que en general incluye mezclar el primer y segundo componentes en condiciones apropiadas para formar el producto de reacción. El primer componente también puede denominarse componente en polvo o seco, ya que ese es su estado físico usual. De modo similar, también el segundo componente puede denominarse componente líquido o húmedo, ya que ese es su estado físico usual. También se divulga en la presente memoria un kit en el que el primer y segundo componentes se mantienen separados uno del otro (por ejemplo, envasados o contenidos en forma separada) hasta que estén listos para el uso en la formación de la composición.

Según se describe de aquí en adelante, las realizaciones de la combinación de ingredientes que comprenden el primer y segundo componentes proporcionan en forma conveniente una composición de cemento óseo que supera las deficiencias hasta ahora no abordadas en el campo. Específicamente, el primer componente incluye un agente de relleno inorgánico secado por aspersión. Los agentes de relleno inorgánicos apropiados incluyen hidroxiapatita, hidroxiapatita sustituida con fluoruro, hidroxiapatita sustituida...

1. Una composición de cemento óseo que comprende la mezcla endurecible de:

(a) un primer componente que comprende un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, un dador de radicales, y un polímero vinílicoo prepolimerizado; y

(b) un segundo componente que comprende un barredor de radicales, un diluyente, un acelerante de polimerización y un monómero reactivo,

en la que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión es hidroxiapatita secada por aspersión.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que el primer componente y el segundo componente están presentes en una relación en peso de 2,2:1 a 3,3:1.

3. La composición de la reivindicación 1 o 2, en la que el primer componente comprende además un ingrediente opcional seleccionado del grupo que consiste en un antibiótico, un agente citostático, un agente analgésico, un desinfectante, un conservante, un factor de crecimiento, un factor proliferativo, una proteína, un péptido, un biopolímero, un marcador para obtener imágenes, un colorante y mezclas de los mismos.

4. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el segundo componente comprende además un ingrediente opcional seleccionado del grupo que consiste en un colorante, una mezcla de proteínas, un agente quimioterapéutico, un fármaco, un antibiótico y mezclas de los mismos.

5. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la hidroxiapatita secada por aspersión comprende una hidroxiapatita secada por aspersión sinterizada.

6. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el dador de radicales se selecciona del grupo que consiste en peróxido de benzoílo (BPO), azo-bis-isobutirilnitrilo (AIBN) y mezclas de los mismos.

7. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero vinílico prepolimerizado se selecciona del grupo que consiste en poli(metacrilato de metilo) (PMMA), acrilatos de estireno prepolimerizados, poli-metacrilato, poli-etacrilato, polimetacrilato de butilo y copolímeros de los mismos, y mezclas de los mismos, siendo el polímero vinílico prepolimerizado preferiblemente PMMA.

8. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero vinílico prepolimerizado comprende perlas que poseen un tamaño de partícula promedio de 20 micrómetros (µm) a 55 µm.

9. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el barredor de radicales se selecciona del grupo que consiste en hidroquinona, monometiléter de la hidroquinona, vitamina E y mezclas de los mismos.

10. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el diluyente se selecciona del grupo que consiste en polietilenglicol (PEG), un éster del ácido mellítico y mezclas de los mismos, donde preferiblemente el éster de ácido melítico es el éster trioctílico del ácido mellítico.

11. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el diluyente posee un peso molecular tal que el diluyente es un líquido a temperatura y presión estándar.

12. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el monómero reactivo se selecciona del grupo que consiste en metacrilato de metilo (MMA), monoacrilatos de PEG, diacrilatos de PEG, monometacrilatos de PEG, dimetacrilatos de PEG, mono-/di-acrilato/metacrilato de PEG, metacrilatos de butanodiol, acrilatos de poliolefina, uretanoacrilatos, metacrilatos y mezclas de los mismos, donde el monómero reactivo es preferiblemente MMA.

13. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el acelerante de polimerización se selecciona del grupo que consiste en dimetilanilina, dietilanilina, dimetilparatoluidina (DMPT), dietilparatoluidina y mezclas de las mismas, donde preferiblemente el acelerante de polimerización se selecciona del grupo que consiste en dimetilparatoluidina (DMPT) y dihidroxietilortotoluidina y mezclas de los mismos.

14. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el primer componente comprende 0,5% en peso a 99,5% en peso del agente de relleno inorgánico secado por aspersión, basado en el peso total del primer componente.

15. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el primer componente comprende 0,5% en peso a 5% en peso de un dador de radicales, basado en el peso total del agente de relleno inorgánico secado por aspersión y el polímero vinílico prepolimerizado.

16. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el primer componente comprende 0,5% en peso a 99,5% en peso de polímero vinílico prepolimerizado, basado en el peso total del primer componente.

17. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 16, en la que el marcador para obtener imágenes está presente en el primer componente y comprende hasta 30% en peso del primer componente, basado en el peso total del primer componente.

18. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el barredor de radicales comprende 5 partes por millón del segundo componente (ppm) a 500 ppm.

19. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el segundo componente comprende 1% en peso a 90% en peso del diluyente, basado en el peso total del segundo componente.

20. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el segundo componente comprende 0,1% en peso a 3% en peso del acelerante de polimerización, basado en el peso total del segundo componente.

21. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el segundo componente comprende 10% en peso a 99% en peso de monómero reactivo, basado en el peso total del segundo componente.

22. Un método para preparar una mezcla endurecible de una composición de cemento óseo de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo el método mezclar

(a) un primer componente que comprende un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, en el que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión es hidroxiapatita secada por aspersión, un dador de radicales, y un polímero vinílico prepolimerizado; y

(b) un segundo componente que comprende un barredor de radicales, un diluyente, un acelerante de polimerización y un monómero reactivo,

para formar el producto de reacción curable.

23. El método de la reivindicación 22, que comprende además curar el producto de reacción, donde el curado es opcionalmente a presión estándar y a una temperatura en el intervalo de 25 a 50ºC.

24. El método de la reivindicación 22, que comprende además mezclar el primer y segundo componentes en una relación en peso entre el primer componente y el segundo componente de 2.2:1 a 3.3:1.

25. El método de la reivindicación 22, en el que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión comprende una hidroxiapatita secada por aspersión preparada combinando la hidroxiapatita con un disolvente orgánico para formar una mezcla, y secando por aspersión la mezcla.

26. El método de la reivindicación 22, en el que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión comprende una hidroxiapatita secada por aspersión sinterizada preparada combinando la hidroxiapatita con un disolvente orgánico para formar una mezcla, secando por aspersión la mezcla, y sinterizando la mezcla secada por aspersión.

27. La composición de la reivindicación 25 o 26 o el método de la reivindicación 25 o 26, donde el disolvente orgánico se selecciona del grupo que consiste en alcohol polivinílico (PVA), polivinilpirrolidina (PVP), acetona, alcoholes, polietilenglicol (PEG), aceites de ácidos grasos y mezclas de los mismos; donde, preferiblemente, el disolvente orgánico es alcohol polivinílico (PVA).

28. El método de la reivindicación 26 o 27, en el que el sinterizado se lleva a cabo a una temperatura de 900ºC a 1280ºC durante 10 minutos por kilogramo a cinco horas por kilogramo; donde, preferiblemente, la sinterización se realiza a una temperatura de 1200ºC a 1240ºC durante treinta minutos por kilogramo a dos horas por kilogramo.

29. Un kit que comprende

(a) un primer componente envasado que comprende un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, un dador de radicales, y un polímero vinílico prepolimerizado; y

(b) un segundo componente envasado que comprende un barredor de radicales, un diluyente, un acelerante de polimerización y un monómero reactivo,

en el que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión es hidroxiapatita secada por aspersión.

30. El kit de la reivindicación 29, en el que el primer componente se define según lo expuesto en una cualquiera de las reivindicaciones 3, 5 a 8, 14 a 17 y 25 a 28.

31. El kit de la reivindicación 29, en el que el segundo componente se define según lo expuesto en una cualquiera de las reivindicaciones 4, 9 a 13 y 18 a 21.

32. El kit de una cualquiera de las reivindicaciones 29 a 31, que comprende además un equipo apropiado para mezclar el primer y segundo componentes.

33. El kit de una cualquiera de las reivindicaciones 29 a 31, que comprende además un equipo apropiado para administrar una mezcla del primer y segundo componentes a un sitio quirúrgico.