ES2246431T3 - Implantes dentales que tienen resistencia bacteriana. - Google Patents
Implantes dentales que tienen resistencia bacteriana.Info
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Abstract
Implante dental que comprende un recubrimiento que se aplica sobre al menos parte de una superficie del implante dental, en el que dicho recubrimiento contiene un polímero que tiene la siguiente fórmula (I) general en la que n es desde 2 hasta, R1 a R6 son iguales o diferentes y representan un grupo alcoxilo, alquilsulfonilo, dialquilamino o ariloxilo o un grupo heterocicloalquilo o heteroarilo en el que el nitrógeno es el heteroátomo.
Description
Implantes dentales que tienen resistencia
bacteriana.
La presente invención se refiere derivados de
polifosfaceno y a su uso que tienen propiedades excelentes de
biocompatibilidad y que transmiten resistencia antibacteriana a un
recubrimiento de un artículo tal como un implante dental. En
particular, el recubrimiento se aplica sobre al menos parte de una
superficie de, por ejemplo, dicho implante dental y puede usarse
para prevenir y/o reducir una respuesta inflamatoria con la
aplicación de dicho implante dental a un paciente.
Las complicaciones principales derivadas de los
implantes artificiales temporales o permanentes son, por un lado, el
aumento del depósito de trombocitos en la superficie del cuerpo
extraño. Por otro lado, el comportamiento para con las bacterias,
macrófagos y proteínas depositadas sobre la superficie de los
implantes desempeña un papel importante, ya que estos depósitos
conducen esencialmente a inflamaciones y otros problemas que surgen
cuando los implantes están creciendo en el interior.
Uno de los problemas que tiene lugar es, por
ejemplo, la mayor proliferación e inflamación celular del tejido
lesionado que se pone en contacto con el implante artificial. Con
los implantes vasculares, no sólo hay problemas bien conocidos de
mayor formación de trombos, sino que también reestenosis (es decir,
estrechamiento de nuevo del vaso sanguíneo en la región dilatada
mediante angioplastia, frecuentemente la región del stent). Estas
complicaciones se inician debido a la activación del coágulo y del
sistema inmunológico por parte del objeto extraño implantado y por
el daño de la pared vascular durante la implantación del stent en el
transcurso de la angioplastia. Como consecuencia, se produce la
denominada reestenosis (estrechamiento de nuevo del vaso sanguíneo)
y, posiblemente, inflamaciones en la región tratada, de manera que
es necesario el tratamiento médico y quirúrgico rápido.
Una posibilidad que se ha usado para resolver
estas complicaciones para prevenir la proliferación celular
excesiva, es el uso de los denominados stents cubiertos y
recubiertos. En la técnica anterior, se conoce y se ha estudiado una
pluralidad de materiales y también de stents cubiertos o recubiertos
que pueden usarse para la preparación de tales cubiertas o
recubrimientos. Por ejemplo, el documento WO 98/56312 describe una
cubierta expansible compuesta por \varepsilon-PTFE
para este propósito. Otros materiales para ese uso se describen en
el documento EP-A-0 810 845 en el
que se mencionan polímeros descritos en los documentos
US-A 4.883.699 y US 4.911.691. Otros polímeros dados
para ese propósito son, por ejemplo, poliacrilonitrilo hidrolizado
(documento US-A 4.480.642), poliéteres hidrófilos
(documento US-A-4.798.876) y
di-acrilatos de poliuretano (documento
US-A-4.424.395). Además, se conocen
varios hidrogeles que pueden usarse para ese propósito. El número de
materiales que pueden usarse potencialmente incluye además polímeros
de poli(vinilpirrolidona) (PVP), poli(alcoholes de
vinilo) (PVA), polímeros de poli(óxido de etileno) (PEO) y
poli(hidroxietil metacrilato) p(HEMA). Además, hay
publicaciones que describen la aplicación de varios materiales
habituales tipo poliuretanos, polietilenos y polipropilenos como
posibles materiales. También se conocen mezclas de estos materiales.
Se conocen varios materiales adicionales a partir del
documento
EP-A-0 804 909.
EP-A-0 804 909.
Los compuestos mencionados anteriormente tienen
propiedades diferentes. Puede suponerse que cada uno de los
materiales tiene propiedades específicas para determinadas
aplicaciones. Por ejemplo, el PVA se disuelve muy bien en líquidos.
Otros materiales presentan una buena tolerancia sanguínea. Por otro
lado, algunos materiales pueden extenderse particularmente bien.
Desgraciadamente, sin embargo, todos los materiales tienen carencias
en determinadas áreas. Por ejemplo, el PVA no presenta una buena
tolerancia sanguínea. El \varepsilon-PTFE puede
extenderse muy bien, por ejemplo, y también tiene una buena
tolerancia sanguínea, pero es difícil de manejar. La preparación de
tales cubiertas y recubrimientos requiere varias etapas de
fabricación (documento WO96/00103). Algunos otros materiales sólo
pueden hacerse elásticos mediante adición de plastificantes, lo que
reduce la tolerancia sanguínea y la tolerancia física y representa
una dificultad posterior para el paciente debido a la
"dispersión" del plastificante.
Por tanto, debido a las propiedades insuficientes
de los materiales actualmente disponibles, en el momento actual, se
administran inhibidores de la coagulación (antagonistas de la
vitamina K) a los pacientes durante el tratamiento posoperatorio que
sigue a la angioplastia; pero las dosis son problemáticas y no
muestran ningún efecto con respecto a la inhibición de la
inflamación o una respuesta autoinmunológica, ni un efecto inhibidor
con respecto a la reestenosis.
La frecuencia de reestenosis para los stents
habituales disponibles comercialmente es de aproximadamente el
30-50% en el plazo de 6 meses después de una
angioplastia satisfactoria.
Cuando se usan stents recubiertos que ayudan a
evitar una reacción y especialmente la activación de una respuesta
inflamatoria, la tasa de reestenosis debería disminuir por la
prevención de que el tejido celular crezca en el interior de la
región del vaso sanguíneo. Sin embargo, esa técnica está limitada
particularmente por los materiales y sus propiedades físicas y
químicas, así como por sus propiedades superficiales (acabado de
superficie).
El compuesto polimérico
poli[bis(trifluoroetoxi)fosfaceno] presenta una
acción antitrombogénica buena como un relleno (véanse Tur,
"Untersuchungen zur ``Thromboresistenz von
Poly[bis(trifluoroethoxy)phosphazen"]
["Estudios de resistencia de
poli[bis(trifluoroetoxi)fosfaceno] a la
formación de trombos"] y Hollemann Wiberg,
"Stickstoffverbindungen des Phosphors" ["Compuestos
nitrogenados de fósforo"], Lehrbuch der anorganischen Chemie
["Libro de texto de la Química inorgánica"],
666-669, edición 91-100, editorial
Walter de Gruyter Verlag, 1985; y Tur,
Vinogradova et al., "Entwicklungstendenzen bei polymeranalogen Umsetzungen von Polyphosphazenen" ["Tendencias de desarrollo de reacciones tipo poliméricas de polifosfacenos"], Acta Polymerica 39, número 8, 424-429 (1988)). Además, en la patente alemana 196 13 048 se usa el polifosfaceno para recubrir implantes artificiales con la intención de evitar la formación de trombos sobre la superficie de los implantes y especialmente pueden mejorarse las paredes cardiacas mediante este tipo de recubrimiento.
Vinogradova et al., "Entwicklungstendenzen bei polymeranalogen Umsetzungen von Polyphosphazenen" ["Tendencias de desarrollo de reacciones tipo poliméricas de polifosfacenos"], Acta Polymerica 39, número 8, 424-429 (1988)). Además, en la patente alemana 196 13 048 se usa el polifosfaceno para recubrir implantes artificiales con la intención de evitar la formación de trombos sobre la superficie de los implantes y especialmente pueden mejorarse las paredes cardiacas mediante este tipo de recubrimiento.
La patente de los EE.UU. 5.997.301 describe un
método para tratar un diente que comprende proporcionar una
sustancia de polifosfaceno biodegradable y una sal, aplicar la
sustancia de polifosfaceno a la superficie del diente, combinar un
principio farmacológicamente activo con la sustancia de
polifosfaceno, aplicar la sal a la superficie del diente y hacer
reaccionar la sustancia de polifosfaceno, el principio
farmacológicamente activo con la sal para formar un hidrogel
polimérico.
Claro está, sigue existiendo el riesgo de
inflamaciones como reacción habitual en respuesta a la incorporación
de, por ejemplo, implantes artificiales en el interior de un
paciente, lo que sólo puede minimizarse mediante aplicación de, por
ejemplo, antibióticos. Sin embargo, la desventaja grave de la
resistencia múltiple bacteriana cuando se administran regularmente
antibióticos como una precaución para prevenir una respuesta
inflamatoria es bien conocida y es cada vez más importante. No
obstante, ni siquiera el uso de antibióticos puede evitar
determinadas reacciones autoinmunes provocadas por el dispositivo
usado.
Por tanto, el problema técnico subyacente de la
presente invención es proporcionar un sistema y un método nuevos
para, por ejemplo, implantes dentales, que deberían, por un lado,
transmitir características mecánicas extraordinarias y propiedades
físicamente toleradas a los implantes dentales, de manera que se
mejore la biocompatibilidad de los implantes dentales y también
deberían prevenir o reducir las secuelas mencionadas anteriormente
del tratamiento o implantación exitosos, y por otro lado, deberían
presentar, junto con las propiedades antitrombogénicas, el efecto de
prevenir o reducir las inflamaciones y las reacciones autoinmunes
como una reacción en respuesta a la incorporación de un cuerpo
extraño en el interior del organismo, para reducir la dosis o
incluso evitar la administración de antibióticos y mejorar la
aceptación de un dispositivo extraño que se pone en contacto con
tejido corporal.
El problema anterior se soluciona proporcionando
las realizaciones caracterizadas en las reivindicaciones. En una
realización preferida, el polímero es un polímero biocompatible que
puede utilizarse para transmitir resistencia bacteriana al implante
dental. El término "resistencia bacteriana" engloba un
recubrimiento o superficie pasivantes contra la adherencia y/o la
proliferación bacteriana.
El recubrimiento puede aplicarse a cualquier
implante dental. El implante dental que tiene el recubrimiento
anterior sobre al menos parte de una superficie de dicho implante,
puede utilizarse para prevenir y/o reducir una respuesta
inflamatoria con la aplicación de dicho implante dental a un
paciente.
Los implantes poliméricos definidos anteriormente
transmiten no sólo biocompatibilidad a un recubrimiento, por ejemplo
dispositivos médicos, sino también propiedades antitrombogénicas y
resistencia bacteriana. Por tanto, no pueden observarse
sustancialmente ninguna formación de trombos, ninguna respuesta
autoinmunológica y ninguna repuesta inflamatoria de los dispositivos
médicos tras su aplicación a un paciente. Este resultado
sorprendente se basa, entre otros, en el hecho de que los
componentes sanguíneos tales como macrófagos, y las bacterias no se
adhieren y, en el caso de las bacterias, no pueden crecer sobre la
superficie de dicho recubrimiento.
El grado de polimerización del polímero usado en
el recubrimiento según la presente invención puede ser desde 2 hasta
\infty. Sin embargo, el intervalo preferido para el grado de
polimerización es desde 20 hasta 200.000 y más preferiblemente de 40
a 10.000.000.
Preferiblemente, al menos uno de los grupos
R^{1} a R^{6} en el polímero usado es un grupo alcoxilo
sustituido con al menos un átomo de flúor.
Los grupos alquilo en los grupos alcoxilo,
alquilsulfonilo y dialquilamino son, por ejemplo, grupos alquilo
lineales o ramificados con de 1 a 20 átomos de carbono, en los que
los grupos alquilo pueden, por ejemplo, estar sustituidos con al
menos un átomo de halógeno, tal como un átomo de flúor.
Ejemplos de grupos alcoxilo son los grupos
metoxilo, etoxilo, propoxilo y butoxilo, que pueden estar
sustituidos preferiblemente con al menos un átomo de flúor. Se
prefiere particularmente el grupo
2,2,2-trifluoroetoxilo. Ejemplos de grupos
alquilsulfonilo son grupos metilsulfonilo, etilsulfonilo,
propilsulfonilo y butilsulfonilo. Ejemplos de grupos dialquilamino
son grupos dimetilamino, dietilamino, dipropilamino y
dibutilamino.
El grupo arilo en el grupo ariloxilo es, por
ejemplo, un compuesto con uno o más sistemas de anillo aromático, en
el que el grupo arilo puede, por ejemplo, estar sustituido con al
menos un grupo alquilo tal como se ha definido anteriormente.
Ejemplos de grupos ariloxilo son los grupos fenoxilo y naftoxilo y
sus derivados.
El grupo heterocicloalquilo es, por ejemplo, un
sistema de anillo que contiene de 3 a 7 átomos, siendo al menos un
átomo del anillo, un átomo de nitrógeno. El grupo heterocicloalquilo
puede, por ejemplo, estar sustituido con al menos un grupo alquilo
tal como se ha definido anteriormente. Ejemplos de grupos
heterocicloalquilo son los grupos piperidinilo, piperacinilo,
pirrolidinilo y morfolinilo y sus derivados. El grupo heteroarilo
es, por ejemplo, un compuesto con uno o más sistemas de anillo
aromático en el que al menos un átomo del anillo en un átomo de
nitrógeno. El grupo heteroarilo puede, por ejemplo, estar sustituido
con al menos un grupo alquilo tal como se ha definido anteriormente.
Ejemplos de grupos heteroarilo son los grupos pirrolilo, piridinilo,
piridinolilo, isoquinolinilo y quinolinilo y sus derivados.
El recubrimiento biocompatible del implante
dental según la invención tiene, por ejemplo, un espesor de
aproximadamente 1 nm hasta aproximadamente 100 \mum,
preferiblemente hasta aproximadamente 10 \mum, y particularmente
preferido hasta aproximadamente 1 \mum.
No existe una limitación particular del implante
dental usado como el sustrato para el recubrimiento según la
invención y puede ser cualquier material, tal como plásticos,
metales, aleaciones de metales y cerámica y el polímero
biocompatible (como el material o relleno matriz).
En una realización de la presente invención, se
dispone una capa que contiene un promotor de la adherencia entre la
superficie del sustrato y el recubrimiento biocompatible que
contiene el derivado de polifosfaceno de fórmula (I).
Preferiblemente, el promotor de la adherencia o
separador, respectivamente, contiene un grupo terminal polar.
Ejemplos son grupos hidroxilo, grupos carboxilo, grupos amino o
grupos nitro, pero los grupos terminales de tipo
O-ED también pueden usarse, en los que
O-ED representa un grupo alcoxilo, alquilsulfonilo,
dialquilamino o ariloxilo o un grupo heterocicloalquilo o
heteroarilo en los que el nitrógeno es el heteroátomo y pueden tener
diferentes sustituyentes tipo átomos de halógeno, particularmente
átomos de flúor.
Particularmente, el promotor de la adherencia es,
por ejemplo, un compuesto orgánico de silicio, preferiblemente un
silano con un terminal amino o basado en aminosilano, alquenos con
un terminal amino, silanos y alquenos con un terminal nitro o un
ácido alquilofosfónico. Particularmente se prefiere
aminopropiltrimetoxisilano.
El promotor de la adherencia mejora
particularmente la adherencia del recubrimiento a la superficie de
un implante dental mediante acoplamiento del promotor de la
adherencia a la superficie del implante dental, por ejemplo mediante
enlaces iónicos y/o covalentes y mediante otros acoplamientos del
promotor de la adherencia a los componentes reactivos,
particularmente a los polímeros descritos anteriormente con la
fórmula (I) general del recubrimiento, por ejemplo, a través de
enlaces iónicos y/o covalentes.
En una realización de la presente invención, el
implante dental que tiene el recubrimiento biocompatible presenta
sorprendentemente la adherencia y/o proliferación de células
eucariotas específicas sobre la superficie de dicho implante
dental.
Un objeto adicional de la presente invención se
refiere a métodos para prevenir y/o reducir una respuesta
inflamatoria con la aplicación de un implante dental a un paciente
utilizando un recubrimiento sobre al menos esa parte de la
superficie del implante dental, que se pone en contacto directo con
los fluidos corporales y/o tejido de dicho paciente, en el que dicho
recubrimiento contiene un polímero biocompatible que tiene la
fórmula general (I) definida anteriormente.
Se prepara una disolución 0,1 M de
polidiclorofosfaceno (0,174 g por 5 ml de tolueno absoluto como
disolvente) bajo una atmósfera de gas inerte. El implante dental que
se purificó mediante oxidación se pone dentro de esta disolución a
temperatura ambiente durante 24 h. Después, el polidiclorofosfaceno
así inmovilizado sobre el implante artificial se esterifica con
2,2,2-sodio-trifluoroetanolato en
tetrahidrofurano absoluto como disolvente (8 ml de tetrahidrofurano
absoluto, 0,23 g de sodio, 1,56 ml de
2,2,2-trifluoroetanol). La mezcla de reacción se
mantiene a reflujo durante todo el tiempo de reacción. La
esterificación se lleva a cabo bajo una atmósfera de gas inerte a
80ºC durante un tiempo de reacción de 3 h. Después, el sustrato así
recubierto se lava con 4-5 ml de tetrahidrofurano
absoluto y se seca en una corriente de nitrógeno.
Después de estos tratamientos, se analizó la
superficie para su composición elemental, su estequiometría y su
espesor de recubrimiento usando espectroscopia de rayos X. Los
resultados muestran que todas las etapas de reacción se han llevado
a cabo con éxito y que se han alcanzado espesores de recubrimiento
mayores que 3,4 nm.
Para una prueba de resistencia bacteriana, el
implante así obtenido se pone en una placa de Petri que se rellenó
con una suspensión de E. coli en una disolución nutritiva.
Después de 14 días de incubación, el implante artificial se sacó de
la suspensión y se analizó microscópicamente. No pudo detectarse
ninguna adherencia o crecimiento de bacterias sobre el implante
artificial recubierto.
Se sumerge el implante dental, que se purificó
mediante oxidación usando ácido de Caro, en una disolución al 2% de
aminopropiltrimetoxisilano en etanol absoluto. Después, el sustrato
se lava con 4-5 ml de etanol absoluto y se mantiene
a 105ºC durante 1 h en un secador.
Después del acoplamiento del
aminopropiltrimetoxisilano sobre la superficie del sustrato
purificada mediante oxidación, el sustrato así tratado se pone en
una disolución 0,1 M de polidiclorofosfaceno en tolueno absoluto
durante 24 h a temperatura ambiente bajo una atmósfera de gas
inerte. Después, el implante artificial así obtenido se trata como
en el ejemplo 1, lo que da como resultado un implante artificial que
contiene un recubrimiento con un espesor < 5,5 nm.
La prueba de resistencia bacteriana tal como se
ha descrito en el ejemplo 1 reveló que no pudo detectarse ninguna
adherencia o crecimiento de bacterias sobre la superficie del
implante artificial.
El ejemplo 3 se llevó a cabo tal como se describe
en el ejemplo 2 excepto porque, después del acoplamiento del
aminopropiltrimetoxisilano, el implante dental se pone en una
disolución 0,1 M de
poli[bis(trifluoroetoxi)fosfaceno] en acetato
de etilo (0,121 g por 5 ml de acetato de etilo) durante 24 h a
temperatura ambiente. Después, el implante artificial así preparado
se lava con 4-5 ml de acetato de etilo y se seca en
una corriente de nitrógeno.
La espectroscopia de rayos X reveló que la
inmovilización de
poli[bis(trifluoroetoxi)fosfaceno] mediante
aminopropiltrimetoxisilano como un promotor de la adherencia se ha
llevado a cabo con éxito y se han alcanzado espesores de
recubrimiento < 2,4 nm.
La prueba de resistencia bacteriana tal como se
ha descrito en el ejemplo 1 reveló que no pudo detectarse ninguna
adherencia o crecimiento de bacterias sobre la superficie del
implante dental.
El implante dental, que se purificó mediante
oxidación usando ácido de Caro, se pone en una disolución 0,1 M de
poli[bis(trifluoroetoxi)fosfaceno] en acetato
de etilo (0,121 g por 5 ml de acetato de etilo) a 70ºC durante 24 h.
Después, el implante artificial así tratado se lava con
4-5 ml de acetato de etilo y se seca en una
corriente de nitrógeno.
El análisis muestra que el acoplamiento de
poli[bis(trifluoroetoxi)fosfaceno] se lleva a
cabo con éxito sobre la superficie del implante y que se alcanzan
espesores de recubrimiento de más < 2,1 nm.
La prueba de resistencia bacteriana tal como se
ha descrito en el ejemplo 1 reveló que no pudo detectarse ninguna
adherencia o crecimiento de bacterias sobre la superficie del
implante dental.
El implante dental, que se purificó mediante
oxidación usando ácido de Caro, se pone en una masa fundida de
poli[bis(trifluoroetoxi)fosfaceno] a 70ºC y se
mantiene durante desde aproximadamente 10 segundos hasta
aproximadamente 10 h. Después, el implante artificial así tratado se
lava con 4-5 ml de acetato de etilo y se seca en
una corriente de nitrógeno.
El análisis muestra que el acoplamiento de
poli[bis(trifluoroetoxi)fosfaceno] se lleva a
cabo con éxito sobre la superficie del implante y que se alcanzan
espesores de recubrimiento de hasta varios milímetros.
La prueba de resistencia bacteriana tal como se
ha descrito en el ejemplo 1 reveló que no pudo detectarse ninguna
adherencia o crecimiento de bacterias sobre la superficie del
implante dental.
Los implantes dentales que contienen el
recubrimiento definido anteriormente y usado según la presente
invención mantienen sorprendentemente las propiedades mecánicas
extraordinarias del material de los implantes dentales. Por tanto,
no sólo puede mejorarse drásticamente la biocompatibilidad de los
implantes dentales, sino también pueden mejorarse drásticamente las
propiedades antitrombogénicas junto con la minimización del riesgo
de una inflamación tras la aplicación del implante dental a un
paciente debido a la resistencia bacteriana del recubrimiento.
Además, el recubrimiento aplicado aumenta la
resistencia química y física del implante dental, lo que mejora
drásticamente la utilización de los implantes dentales, ya que no
puede observarse el depósito de sales, lo que no permite la
adherencia de y por consiguiente el crecimiento de bacterias. Por
tanto, el riesgo de inflamación se reduce. Además, puede mejorarse
la resistencia a la corrosión de los implantes dentales que tienen
un recubrimiento biocompatible.
Claims (2)
1. Implante dental que comprende un recubrimiento
que se aplica sobre al menos parte de una superficie del implante
dental, en el que dicho recubrimiento contiene un polímero que tiene
la siguiente fórmula (I) general
en la
que
- n
- es desde 2 hasta \infty,
R^{1} a R^{6} son iguales o
diferentes y representan un grupo alcoxilo, alquilsulfonilo,
dialquilamino o ariloxilo o un grupo heterocicloalquilo o
heteroarilo en el que el nitrógeno es el
heteroátomo.
2. Implante dental según la reivindicación 1, en
el que dicho polímero transmite resistencia bacteriana a una
superficie del implante dental.
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