BRPI0808256A2

BRPI0808256A2 - "composição granular, uso de uma composição granular, hidrogel e processo de fabricação de uma composição"

Info

Publication number: BRPI0808256A2
Application number: BRPI0808256-1A
Authority: BR
Inventors: Chantal Gobin; Xavier Bourges
Original assignee: Biomatlante
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2014-07-01
Also published as: ES2398309T3; WO2008107384A1; MX2009009271A; US8663676B2; CA2679539A1; EP2129407B1; EP2129407A1; FR2913199B1; EP2129407B9; CA2679539C; KR20090127413A; US20100034751A1; FR2913199A1

Description

“COMPOSIÇÃO GRANULAR, USO DE UMA COMPOSIÇÃO GRANULAR, HIDROGEL E PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO”

Campo Da Invenção

A presente invenção trata de uma nova composição em forma seca ou quase seca que pode ser hidratada a fim de formar um biomaterial de preenchimento injetável e utilizável em vertebroplastia, femoroplastia e cirurgia mini invasiva.

Antecedentes Da Invenção

Substitutos ósseos à base de partículas de fosfato de cálcio e de uma cola biológica são conhecidos do estado da técnica.

Assim, G. Daculsi et aí. descreveram em Ann. Oto. Rhino. Laryngol. 101:1992, a eficácia de uma composição microporosa bifásica de fosfato de cálcio para o melhoramento da cavidade mastoidiana.

Os mesmos autores relataram igualmente a eficácia de uma composição macroporosa de fosfato de cálcio bifásico para a preparação cirúrgica de ossos longos (Journal of Biomedical Material Research Vol 24, 379-396) e nas artrodeses vertebrais (Clinicai Orthopadics and Related Research 1989, 248, 169-175).

Por outro lado, a patente JP 3 011 006 descreve um cimento para tecidos duros que compreende uma fase mineral constituída de pelo menos 60% de fosfato tricálcico alfa e de hidroxiapatita e/ou monofosfato de cálcio, e uma fase líquida que compreende carboximetilcelulose.

Essa composição apresenta, porém, o inconveniente, em virtude da solubilidade muito grande do fosfato tricálcico alfa, de não ser 25 suficientemente estável para permitir um processo de ressorção/substituição do tecido duro. Além disso, essa composição é suscetível de gerar processos inflamatórios nefastos. Essa mistura constitui um ionómero de cálcio impróprio para a injeção depois de alguns minutos por endurecimento da mistura a partir de sua constituição. Essa associação apresenta uma instabilidade dupla, uma contração volumétrica com liberação de água após vários dias, e, sobretudo uma queda da viscosidade depois da esterilização da mistura na autoclave.

A patente EP 0 692 986 descreve uma composição injetável 5 “pronta para o uso” de um biomaterial de ressorção/substituição de tecidos de suporte dentários, ósseos e osteoarticulares composta de: 40 a 75% em peso de uma fase mineral que compreende quer uma mistura de fosfato tricálcico β (A) e de hidroxiapatita (B)1 em uma relação A/B compreendida entre 1/4 e 7/3, quer fosfato duplo de cálcio e de titânio (Ca(Ti)4(PO4)O) e de 60 a 25% em 10 peso de uma fase líquida que compreende uma solução aquosa de um polímero derivado da celulose. Infelizmente, esses géis apresentam um tempo de vida curto, o que torna sua conservação delicada. De fato, após um período de repouso de uma a duas semanas, observou-se a demixão dessas composições.

Descrição Resumida Da Invenção

A presente invenção tem por finalidade evitar esses problemas de estabilidade fornecendo uma composição estéril em forma seca ou quase-seca que pode ser hidratada extemporaneamente a fim de formar um gel injetável.

Mais precisamente, a composição de acordo com a presente 20 invenção está em forma granular e compreende, em peso, 0,1 a 5% de pelo menos um polímero derivado da celulose, 75 a 99,9% de uma fase mineral que compreende hidroxiapatita e/ou fosfato tricálcico β, e 0 a 10% de água, de preferência 0 a 7% de água, mais preferencialmente 0 a 5% de água, mais preferencialmente ainda aproximadamente 5% de água.

A composição de acordo com a presente invenção compreende,

portanto, até aproximadamente 10% de água, e vantajosamente cerca de 5% de água.

Entende-se por polímero derivado da celulose, um polímero hidrófilo e hidrossolúvel de celulose, cujos grupos hidroxilas foram substituídos por diversos substituintes.

O polímero derivado de celulose pode ser escolhido no grupo que compreende a hidroxipropilmetilcelulose, a metilcelulose, a hidroxietilcelulose e a carboximetilcelulose.

De acordo com um modo de realização particularmente vantajoso da presente invenção, o polímero derivado da celulose é a hidroxipropilmetilcelulose (HPMC).

Vantajosamente, a razão em peso hidroxiapatita/fosfato tricálcico β na fase mineral está compreendida entre 10/90 e 90/10, mais vantajosamente ainda compreendida entre 20/80 e 80/20.

De acordo com um modo de realização particularmente vantajoso da presente invenção, a fase mineral de acordo com a presente invenção compreende em peso 60% de hidroxiapatita e 40% de fosfato tricálcico β.

Vantajosamente ain da, a hidroxiapatita e o fosfato tricálcico β

apresentam uma granulometria compreendida entre 40 e 200 pm.

Uma vantagem adicional da presente invenção está ligada ao fato de que a composição pode ser hidratada extemporaneamente com diversas soluções aquosas.

A presente invenção tem, portanto, igualmente por objeto o uso

de uma composição granular tal como descrita anteriormente para a fabricação extemporânea d e um hidrogel caracterizad a pelo fato de que consiste em misturar a composição granular de acordo com a presente invenção a um líquido escolhido no grupo que compreende a água, o soro fisiológico, o plasma 25 ou fluidos biológicos contendo ou não produtos provenientes da engenharia tissular, PRP (plasma rico em plaqueta), medula óssea, ou ainda as soluções de agente de contraste para as imagens por ressonância magnética nuclear (IRM) ou as soluções de agente radio-opaco paras as imagens por raios X. As composições de acordo com a presente invenção apresentam grande utilidade para de novas técnicas cirúrgicas cada vez mais praticadas, como a vertebroplastia ou a quifoplastia. Essas operações requerem biomateriais de natureza radio-opaca (de modo permanente ou não 5 dependendo dos casos). Elas são de fato realizadas em vértebras mais ou menos fraturadas e o vazamento de material para forma das vértebras pode ser crítico, dando origem a complicações neurológicas e vasculares que podem provocar a morte. É, portanto, indispensável que o cirurgião possa observar a quantidade de produto injetado, sua dispersão na vértebra e sobretudo verificar 10 se o material permanece realmente no interior dela.

O volume do líquido não deve superior ao que a composição pode absorver a fim de evitar a demixão in vivo do pó.

A quantidade de líquido adicionada à composição granular pode ser ajustada a fim de obter um gel injetável.

Em virtude da grande variedade de soluções que podem ser

adicionadas à composição granular, quantidade de líquido é expressa em volume (ml) adicionado a um peso (g) de composição granular.

Preferencialmente, a proporção de líquido em relação à proporção de composição granular está compreendida entre 35 ml de líquido para 65 g de 20 composição granular e 55 ml de líquido para 45 g de composição granular, mais preferencialmente entre 40 ml de líquido para 60 g de composição granular e 50 ml de líquido para 50 g de composição granular, mais preferencialmente ainda igual a 45 ml de líquido para 55 g de composição granular.

De acordo com a presente invenção, os agentes radio-opacos

para as imagens médias por raios X podem ser de modo vantajoso compostos iodados, iônicos ou não iônicos tais como o lomeron® ou o lopamidol®. Essas soluções iodadas tornam o gel totalmente rádio-opaco e permitem, portanto, detectá-los por radiografia com raios X.

Os agentes radio-opacos presentes no gel injetado apresentam a vantagem adicional de desaparecer ao longo do tempo, o que permite avaliar a eficácia da reconstrução óssea.

Além disso, os substitutos ósseos obtidos após a hidratação das

composições de acordo com a presente invenção por uma solução iodada apresentam propriedades reológicas excepcionais. Eles formam produtos viscosos de estrutura espessa em forma de pasta injetável (tipo pasta de dente).

Os agentes de contraste para as imagens médicas por

ressonância magnética nuclear podem ser usados, em particular em caso de alergia do paciente ao iodo. Vantajosamente, esses agentes de contraste contêm gadolínio (III), como por exemplo, o produto ProHance®.

Os hidrogéis que contêm um agente de contraste para a IRM podem ser observados após a injeção. O cirurgião pode assim verificar sua boa implantação. Os agentes de contraste são em seguida rapidamente eliminados do corpo do paciente.

A presente invenção tem igualmente por objeto os novos géis obtidos por hidratação das composições secas, em particular os géis que contêm os agentes de contraste.

A presente invenção tem ainda por objeto o uso de desses hidrogéis como substituinte ósseo.

A presente invenção tem também por objeto processo de preparação das composições descritas anteriormente. Esse processo compreende as seguintes etapas sucessivas:

- preparação de uma mistura homogênea que compreende a fase mineral e a solução aquosa de polímero derivado da celulose;

- desidratação da mistura, por exemplo, por meio de um Iiofilizador ou de uma estufa;

- eventualmente desaglomeração do produto desidratado, por exemplo, em uma peneira de 300 μιτι;

- esterilização do produto desidratado, por exemplo, em

autoclave.

Vantajosamente, a temperatura de esterilização é de 121 °C.

Descrição Detalhada Da Invenção

A presente invenção vai ser agora ilustrada de modo não Iimitativo pelos exemplos apresentados a seguir.

Exemplo 1 de Composição

Um substituto ósseo foi preparado da seguinte maneira:

30 g de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) de tipo E4M foram dissolvidos em 970 g de solução fisiológica por meio de um agitador mecânico durante 24 horas.

Granulados de cerâmica de fosfato de cálcio MBCP®

(Biomatlante), contendo em peso 60% de hidroxiapatita e 40% de fosfato tricálcico β, de tamanho compreendido entre 80 e 200 μιτι foram preparados por peneiração úmida.

Os granulados foram adicionados à solução de HPMC nas seguintes proporções em peso: 45% da solução de HPMC e 55% de granulados. A mistura foi efetuada com um misturador mecânico.

O substituto ósseo foi Iiofilizado em seguida até uma taxa de umidade in ferior a 5 %, e 5 ,5 g do produto Iio filizado foram colocados em seringas de policarbonato de 12 ml dotadas de um sistema que deixa passa o vapor de água. As seringas que contêm o substituto ósseo foram esterilizadas em autoclave a 1210C durante 30 minutos.

Depois da esterilização, o substituto ósseo foi reconstituído por

4,5 ml de solução radio-opaca lomeron® 250. O produto radio-opaco foi retirado com uma seringa de 12 ml e conectado à seringa que contém o substituto ósseo Iiofilizado por meio de um conector fêmea-fêmea. O produto de contraste foi injetado no interior da seringa que contém o substituto ósseo, e o conjunto foi passado várias vezes de uma seringa para outra a fim de homogeneizar o 5 produto final. O substituto ósseo que contém o produto de contraste está então pronto para ser usado.

Verificou-se por escopia que a radio-opacidade do produto assim preparado era suficiente e que o fato de adicionar o produto de contraste não alterava a biocompatibilidade, não influenciava o recrescimento ósseo.

Verificação in vivo da inocuidade do gel hidratado no coelho New

Zealand:

Foi preparado um substituto ósseo hidratando com água estéril, uma composição seca contendo em peso 94,2% de granulados de fosfato de cálcio bifásico constituído de 60% de hidroxiapatita e 40% de fosfato tricálcico β de tamanho compreendido entre 80 e 200 μιτι, 2,3% de hidroxipropilmetilcelulose e 3,5% de água.

Um substituto ósseo contendo lomeron® foi também preparado do modo descrito anteriormente.

Protocolo operatório

Todos os animais que participaram do estudo eram maturos. O

local de injeção escolhido foi o endo medular femoral.

Cada animal foi operado nos dois fêmures. O membro operado foi tosado alguns minutos antes da intervenção.

O protocolo de anestesia foi o seguinte:

- 15 minutos antes da intervenção, injeção intramuscular de 250

mg de cloridrato de quetamina.

- 1 a 2 minutos antes da intervenção, anestesia local e intramuscular do joelho, com uma mistura de cloridrato de lidocaína a 1% (Xylocaine adrénaline, Astra France, Nanterre) em proporções respectivas de 2/3 -1/3.

A intervenção foi efetuada em condições de rigorosa assepsia.

O animal anestesiado foi colocado em decúbito dorsal com os quatro membros amarrados. Um cepo foi inserido sob o joelho do lado operado para manter uma flexão de aproximadamente 30° desse joelho. O sítio operatório foi isolado em seguida por um campo estéril perfurado.

As etapas são as seguintes:

- Incisão cutânea parapatelar interna de aproximadamente 3 cm.

- Incisão da aleta patelar interna e de da cápsula articular.

- Perfuração, com uma broca de 6 mm de diâmetro, de um canal na ranhura trocleana.

- Hemostase com uma compressa estéril.

- Injeção lenta dos substitutos ósseos preparados (com ou sem lomeron®) como escrito anteriormente.

- Em seguida, colocação de uma tampa de MBCP de 6,5 mm de diâmetro a fim de evitar que os substitutos ósseos escorram do sítio de implantação.

- Fechamento, em um único plano, da cápsula e da aleta patelar com uma borda estanque de vicril.

- encerramento cutâneo por uma borda estanque de vicril

- Colocação de um gel desinfetante de betadina sobre a sutura.

- Colocação de uma tira(faixa) de elastoplasto.

Não foi usada nenhuma antibioterapia no pré-operatório nem no pós-operatório.

Todos os animais foram sacrificados 6 semanas após a implantação por uma injeção letal intravenosa de 0,25 grama de tiopental sódico (Nesdonal, Spécia Rhône Poulenc Paris). Os implantes foram retirados e tratados a fim de incluí-los em uma resina de GMA. Foram realizadas diversas análises.

Resultados de análises histológicas Análises quantitativas permitiram determinar a taxa de recrescimento ósseo, a resorção do material e a qualidade do osso neoformado. As técnicas usadas foram a microtomodensitometria, a microscopia polarizada, e a microscopia de varredura eletrônica.

Não foi observável nenhuma diferença no recrescimento ósseo entre o MBCP Gel reconstituído com água estéril ou com lomeron®.

A inocuidade dos 2 produtos foi confirmada e não foi observada

nenhuma reação de um corpo estranho.

Exemplo 2 de Reconstituição Um substituto ósseo injetável MBCP/HPMC Iiofilizado idêntico ao exemplo 1 anterior foi preparado em seringas de 1 ml (0,55g de gel liofilizado). Após esterilização o substituto ósseo foi reconstituído por 4 tipos

de soluções de origem biológica:

i) Plasma de cultura celular, soro bovino 0,45 ml

ii) Soro humano obtido por centrifugação e 0,45 ml concentrado plaquetário (PRP)

iii) Sangue (coelho) separado com Ficoll (sem 0,50 ml linhagem vermelha)

iv) Medula óssea total (coelho) 0,50 ml

As 4 soluções foram preparadas em seringas de 1 ml com Luer lock. A seringa contendo o MBCP gel Iiofilizado foi conectada à seringa contendo o fluido biológico ou os derivados celulares, e seu conteúdo injetado no substituto ósseo. O conjunto foi passado várias vezes de uma seringa à outra a fim de homogeneizar o produto final.

A injetabilidade/extrusão foi observada. Constatou-se que a reconstituição do MBCP gel Iiofilizado com fluidos biológicos, contendo ou não elementos figurados tal como plaquetas, ou células é possível e confere ao substituto ósseo propriedades suficientes para a extrusão e o preenchimento de defeitos ósseos ou osteoarticulares.

Claims

1. COMPOSIÇÃO GRANULAR para biomaterial, caracterizada pelo fato de que compreende, em peso, 0,1 a 5% de pelo menos um polímero derivado da celulose, 75 a 99,9% de uma fase mineral que compreende hidroxiapatita e/ou fosfato tricálcico PeOa 10% de água, de preferência 0 a 7% de água, mais preferencialmente 0 a 5% de água, mais preferencialmente ainda aproximadamente 5% de água.

2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero derivado da celulose é escolhido no grupo que compreende a hidroxipropilmetilcelulose, a metilcelulose, a hidroxietilcelulose, a carboximetilcelulose e é de preferência a hidroxipropilmetilcelulose.

3. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 e2, caracterizada pelo fato de que a razão em peso hidroxiapatita/fosfato tricálcico β na fase mineral está compreendida entre 10/90 e 90/10, de preferência compreendida entre 20/80 e 80/20, e mais preferencialmente ainda cerca de 60/40.

4. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a3, caracterizada pelo fato de que a hidroxiapatita e o fosfato tricálcico β apresentam uma granulometria compreendida entre 40 e 200 Mm.

5. USO DE UMA COMPOSIÇÃO GRANULAR, conforme descrita nas reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de ser na fabricação extemporânea de um hidrogel, que consiste em misturar a composição granular a um líquido escolhido no grupo que compreende a água, o soro fisiológico, o plasma sanguíneo ou PRP (plasma rico em plaqueta), a medula óssea, os derivados da engenharia tissular, as soluções de agente de contraste para as imagens por ressonância magnética nuclear e as soluções de composto radio opaco para as imagens por raio X.

6. USO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a proporção de líquido em relação à proporção de composição granular está compreendida entre 35 ml_ de líquido para 65 g de composição granular e 55 mL de líquido para 45 g de composição granular, mais preferencialmente entre 40 mL de líquido para 60 g de composição granular e 50 mL de líquido para 50 g de composição granular, mais preferencialmente ainda iguais a 45 mL de líquido para 55 g de composição granular.

7. USO, de acordo com uma das reivindicações 5 e 6, caracterizado pelo fato de que os agentes de contraste para as imagens médicas por raios X são compostos iodados, iônicos ou não-iônicos.

8. USO, de acordo com uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que os agentes de contraste para as imagens médicas por ressonância magnética nuclear contêm gadolínio (III).

9. HIDROGEL, caracterizado pelo fato de ser obtido pelo uso conforme descrito nas reivindicações 5 a 8.

10. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO, conforme descrita nas reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas sucessivas: - preparação de uma mistura homogênea aquosa que compreende a fase mineral e pelo menos um polímero derivado da celulose; - desidratação da mistura, por exemplo, por meio de um Iiofilizador ou de uma estufa; - eventualmente desaglomeração do produto desidratado; - esterilização do produto desidratado.