UN NUEVO SUSTITUTO MINERAL DE HUESO.

Un material sustituto mineral óseo artificial, que comprende al menos un material cerámico en polvo y al menos un agente de contraste para rayos X no iónico soluble en agua,

comprendiendo dicho material hemihidrato de sulfato de calcio e hidroxilapatita, en el que el material comprende al menos un acelerador, siendo dicho al menos un acelerador dihidrato de sulfato de calcio y la hidroxiapatita tiene una concentración entre 20 y 60% en peso del peso total de los componentes en polvo

Un nuevo sustituto mineral de hueso.

La invención se refiere a un material artificial sustituto mineral de hueso así como también a una composición para el mismo, que tiene radio opacidad mejorada. La invención también se refiere al uso de una composición para un material artificial sustituto de mineral de hueso como un medio de contraste para rayos X.

La expectativa de vida de la población mundial se ha incrementado tremendamente durante los últimos 50 años. Nuestra población está viviendo más que nunca. En los próximos 10 años, se ha predicho que habrá más gente mayor de 60 años de edad que gente con edad de 20 años en Europa. Más personas necesitarán ayuda médica para enfermedades relacionadas con la edad, lo que incrementará la presión de los hospitales.

Los huesos es el segundo material más común a ser trasplantado después de la sangre. El método más confiable para reparar los defectos de los huesos es utilizar hueso autógeno, es decir, hueso tomado de otro sitio del cuerpo. Los autoinjertos son osteogénicos, es decir derivados de o compuestos de cualquier tejido que preocupe con el crecimiento o reparación del hueso. Sin embargo, pueden ocurrir problemas en el segundo sitio quirúrgico después de que es tomado el injerto. Para evitar este trauma extra se pueden utilizar aloinjertos, es decir injertos de hueso entre individuos de las mismas especies. Los aloinjertos tienen una capacidad osteogénica inferior que los autoinjertos y la tasa de formación de nuevo hueso podría ser inferior. Ellos también tienen una tasa de reabsorción más alta, una respuesta inmunogénica mayor y menos revascularización del receptor. Los aloinjertos deben también ser controlados por virus en razón a que ellos se pueden transferir, por ejemplo, VIH, y hepatitis. El uso de aloinjertos es ahora el método más común de trasplante de hueso y reparación por defectos de hueso.

Los problemas con la utilización de los autoinjertos y el suministro limitado de huesos en la mayoría de los hospitales ha conducido a la investigación de muchos materiales que se puedan utilizar como sustitutos de hueso. El sustituto ideal de hueso debe ser biocompatible, inyectable a través de una aguja, autoconsolidante, osteoconductivo, reabsorbible y remplazado por un nuevo hueso normal.

Un sustituto injerto de hueso inyectable puede mejorar el tratamiento de la osteoporosis. La osteoporosis es una enfermedad que actúa sobre la gente más vieja. El hueso es un tejido vivo, se forman nuevas células y algunas células mueren diariamente. Al año 10-30% de su esqueleto completo se remodela. La osteoporosis conduce a una reducción de masa total del esqueleto en razón de un estado de no equilibrio entre las células que forman el hueso (osteoblastos) y las células que reabsorben el hueso (osteoclastos). Cuando la taza de reabsorción del hueso es mayor que la taza de formación de hueso se conduce a una reducción total del hueso. El esqueleto se vuelve más débil y finalmente ocurre una fractura en razón de una caída o solo porque el esqueleto ya no puede soportar el peso del cuerpo. Cuando la columna se debilita esta se curva y se comprime.

Existen dos tipos de hueso: trabecular y cortical. La capa exterior del hueso usualmente consiste de hueso cortical, que es muy denso y sólido, el hueso trabecular es mucho más poroso y se encuentra dentro de los huesos. La osteoporosis afecta inicialmente el hueso trabecular.

Las fracturas que resultan de la osteoporosis son muy problemáticas de tratar. El esqueleto es frágil y difícil de estabilizar con tornillos y placas. Aún si la inserción con tornillo tiene éxito este a menudo se suelta cuando el paciente comienza a moverse. Para unir los tornillos al hueso se puede inyectar un sustituto de injerto de hueso en huecos perforados antes de la inserción del tornillo. El resultado es que la fijación del tornillo mejora y el paciente se recupera más rápido con menos dolor. Si una capa delgada de hueso sustituto se utiliza puede ser difícil ver en una fotografía de rayos x. Para mejorar la visibilidad, podría ser posible agregar un medio de contraste radiográfico al material. Para estabilizar la columna, se puede inyectar un sustituto de injerto de hueso. Si un sustituto de hueso chorrea de la columna, esto causara presión a los tejidos circundantes y los nervios lo que originará dolor y eventualmente daño del nervio.

Uno de los materiales que será utilizado para estabilizar la columna es el cemento de hueso polimetilmetacrilato (PMMA). El PMMA es un polímero de cadena que es vidriosa a temperatura ambiente. El PMMA es un buen material para lentes intraoculares y lentes de contacto duros. También se utiliza para fijar el implante de metal en las articulaciones de la cadera y para reconstrucción de los defectos del cráneo y vertebroplastia. El PMMA no es reabsorbido en el hueso. El PMMA tiene un par de inconvenientes. Por ejemplo, el PMMA cura con una reacción exotérmica fuerte, que hayan potencialmente la estructura de tejidos suaves adyacente, es decir, muerte celular, particularmente en el evento de extrusión del cemento. Por lo tanto, el PMMA no un material óptimo para esta indicación.

Actualmente, se utilizan principalmente tres clases de sustituyentes de hueso para reparar hueso: fosfato de calcio, hidroxiapatita y sulfato de calcio.

Los fosfatos de calcio son adecuados como sustituto del hueso por razón de sus propiedades bioactivas, es decir, tienen un efecto sobre la obtención de respuesta del tejido vivo. Ellos tienen propiedades de baja fatiga con relación al hueso y solo se pueden utilizar en áreas que no llevan peso. La taza de reabsorción es relativamente lenta, al menos de 6 meses.

Existen dos diferentes categorías de fosfato de calcio: el CaP obtenido mediante precipitación de una solución acuosa a temperatura ambiente (CaP de temperatura baja) y el CaP obtenido mediante la reacción térmica (CaP de temperatura alta). Los fosfatos de calcio utilizados en medicina son Cap de temperatura alta, por ejemplo un fosfato de a tricalcio (a-TCP) hidroxiapatita (HA). El CaP de baja temperatura se utiliza para sintetizar Cap de alta temperatura.

Existe fosfato de tricalcio (Ca₃(PO₄)₂) en dos formas: a-TCP y ß-TCP. La estructura cristalina del a-TCP es monoclínica y consiste de columnas de cationes mientras el ß-TCP es una estructura rombohedrica. El ß-TCP es estable hasta los 1180ºC y el a-TCP es estable entre 11180-1470ºC. a-TCP se forma al calentar ß-TCP por encima de 1180ºC y apagarlo para retener su estructura. El a-TCP es menos estable que el ß-TCP y forma el material más rígido HA deficiente en calcio cuando se mezcla con agua, ver fórmula 2.1

La hidroxiapatita es el fosfato de calcio más estable y el componente no orgánico principal del hueso la mayor parte de los sustitutos de injerto de hueso en el mercado son hechos de hidroxiapatita. El HA es altamente cristalino y el menos soluble de los fosfatos de calcio.

La hidroxiapatita y el fosfato de tricalcio son los fosfato de calcio más comunes utilizados para rellenar los defectos de hueso y como recubrimiento de implante. Ellos tienen bajas propiedades de fatiga con relación al hueso y solo se pueden utilizar en áreas que no llevan peso. Su taza de reabsorción es relativamente baja de 6 meses a varios años. Es posible incrementar la taza de degradación ligeramente al incrementar el área de superficie del material, disminuyendo la cristalinidad y la perfección del cristal y disminuyendo el tamaño de los cristales y de los granos en el material. La mayor taza de reabsorción puede ser preferible para animar la formación de hueso.

La hidroxiapatita (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂) es el componente mineral principal del hueso. La hidroxiapatita artificial (HA) tiene una estructura química y cristalográfica similar al HA natural del hueso y se ha estudiado como un material para reemplazo del hueso durante más de 30 años. El HA es altamente cristalino y el CaP más estable en solución acuosa. El HA es el fosfato de calcio menos soluble a PH sobre 4.2, lo que significa que otros fosfatos de calcio con un PH sobre 4.2 tenderán a disolverse y formar HA precipitado el HA es biocompatible, no osteogénico pero tiene propiedades osteoconductivas. La mayoría de los sustitutos de hueso en el mercado son hechos de HA. Ellos son considerados como degradables pero su tiempo de degradación es muy largo. La resistencia a la compresión final depende...

1. Un material sustituto mineral óseo artificial, que comprende al menos un material cerámico en polvo y al menos un agente de contraste para rayos X no iónico soluble en agua, comprendiendo dicho material hemihidrato de sulfato de calcio e hidroxilapatita,

en el que

el material comprende al menos un acelerador, siendo dicho al menos un acelerador dihidrato de sulfato de calcio y la hidroxiapatita tiene una concentración entre 20 y 60% en peso del peso total de los componentes en polvo.

2. Un material sustituto mineral óseo artificial de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la hidroxiapatita tiene una concentración de al menos 40% en peso de los componentes en polvo.

3. Un material sustituto mineral óseo artificial de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho dihidrato de sulfato de calcio tiene una concentración entre 0,1 y 10% en peso del peso total de los componentes en polvo.

4. Un material sustituto mineral óseo artificial de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho al menos un agente de contraste para rayos X no iónico soluble en agua se selecciona del grupo que comprende iohexol, ioversol, iopamidol, iotrolan, iodixanol, metrizamida, iodecimol, ioglucol, ioglucomida, ioglunida, iogulamida, iomeprol, iopentol, iopromida, iosarcol, iosimida, iotasul, ioxilano, iofratol e iodecol.

5. Una composición de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque dicho al menos un agente de contraste para rayos X no iónico soluble en agua es iohexol.

6. Una composición de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque dicho al menos un agente de contraste para rayos X no iónico soluble en agua tiene una concentración ente 2 y 20% en peso del peso total de los componentes en polvo.

7. Un material sustituto mineral óseo artificial de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que comprende además al menos un factor osteogénico.

8. Una composición para un material sustituto mineral óseo artificial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizada porque comprende además un líquido acuoso.

9. Un material sustituto mineral óseo artificial de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la concentración total de hemihidrato de sulfato de calcio y acelerador es 60% en peso del peso total de los componentes en polvo de la parte restante del material sustituto cuando se ignora el agente de contraste para rayos X no iónico, y en el que la proporción entre dichos componentes en polvo y dicho componente líquido acuoso (proporción líquido/polvo) está entre 0,1 y 0,4 ml/g, y en el que dicho al menos un agente de contraste para rayos X no iónico soluble en agua tiene una concentración entre 2 y 20% en peso de los componentes en polvo.

10. Un material sustituto mineral óseo artificial de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la hidroxiapatita tiene una concentración de 40% en peso, y el hemihidrato de sulfato de calcio tiene una concentración entre 58,8 y 59,6% en peso del peso total de los componentes en polvo cuando se ignora el agente de contraste para rayos X no iónico.

11. Una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8-10, caracterizada porque dicho al menos un agente de contraste para rayos X no iónico soluble en agua está disuelto en dicho líquido acuoso.

12. Una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8-10, caracterizada porque dicho al menos un agente de contraste para rayos X no iónico soluble en agua es un polvo seco entremezclado con dicho al menos un material cerámico en polvo.

13. Una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, que comprende además vitamina E.

14. Una composición de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque dicha vitamina E tiene una concentración entre 0,1 y 10% en peso del peso total de los componentes en polvo.

15. Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8-14, caracterizada porque dicho componente líquido acuoso es agua destilada.