ES2260783T3 - Procedimiento para producir laminas flexibles a partir de particulas oseas alargadas y desmineralizadas. - Google Patents

Procedimiento para producir laminas flexibles a partir de particulas oseas alargadas y desmineralizadas.

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ES2260783T3
ES2260783T3 ES97901455T ES97901455T ES2260783T3 ES 2260783 T3 ES2260783 T3 ES 2260783T3 ES 97901455 T ES97901455 T ES 97901455T ES 97901455 T ES97901455 T ES 97901455T ES 2260783 T3 ES2260783 T3 ES 2260783T3
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Abstract

PROCESO DE FABRICACION DE UN MATERIAL CON UNA FORMA DETERMINADA A PARTIR DE PARTICULAS DE HUESO DESMINERALIZADAS, CONSISTENTE EN VARIAS FASES: LA APLICACION DE UNA PASTA LIQUIDA DE PARTICULAS OSEAS DESMINERALIZADAS HASTA OBTENER UNA MASA CON UNA FORMA COHERENTE DE PARTICULAS OSEAS DESMINERALIZADAS (50) Y EL CALENTAMIENTO DE LA MASA MOLDEADA A UNA TEMPERATURA PREDETERMINADA Y DURANTE UN PERIODO DE TIEMPO PREDETERMINADO (60). LA MASA OSEA RESULTANTE MUESTRA UNA MEJOR RESISTENCIA A LA TRACCION Y UNA MINIMA DISOCIACION DE PARTICULAS OSEAS TRAS LA REHIDRATACION, LO QUE MEJORA EL MANEJO DEL PRODUCTO Y LA APLICACION EN EL LUGAR DE LA OPERACION.

Description

Procedimiento para producir láminas flexibles a partir de partículas óseas alargadas y desmineralizadas.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención
La presente invención se refiere generalmente a materiales implantados quirúrgicamente fabricados a partir de partículas óseas desmineralizadas, y, más particularmente, a tales materiales que están hechos de una masa con forma coherente de partículas óseas alargadas que tienen una capacidad mejorada para mantener sus propiedades cohesivas y mostrar disociación de partículas óseas mínima con la rehidratación.
2. Descripción de la técnica relacionada
El uso de polvo óseo desmineralizado en la reparación de defectos óseos ha sido objeto de investigación desde hace algún tiempo. El polvo óseo contiene una o más sustancias, posiblemente la proteína morfogenética ósea (BMP), que induce la regeneración ósea en el sitio del defecto. Véase, por ejemplo, Covey et al., "Clinical Induction of Bone Repair with Demineralized Bone Matrix or a Bone Morphogenetic Protein", Orthopaedic Review, Vol. XVII, Nº 8, págs. 857-863 (agosto de 1989). Según Habal et al., "Autologous Corticocancellous Bone Paste for Long Bone Discontinuity Defects: An Experimental Approach", Annals of Plastic Surgery, Vol. 15, Nº 2, págs. 138-142 (agosto de 1985), el hueso autógeno que se ha granulado en un material similar a una pasta y se ha combinado con sangre autógena, se ha utilizado en la reparación de defectos en huesos largos de perros.
La patente de los EE.UU. número 5.073.373 describe una composición osteogénica deformable, que mantiene la forma, adecuada como un material de relleno para defectos óseos, en la que las partículas de hueso desmineralizado se distribuyen uniformemente dentro de un vehículo que es un compuesto polihidroxilado líquido tal como el glicerol. La inmensa mayoría de las partículas óseas desmineralizadas poseen geometrías irregulares aleatorias con una razón promedio de la longitud media con respecto al espesor medio de desde aproximadamente 1:1 hasta aproximadamente 3:1.
La patente de los EE.UU. cedida comúnmente número 5.314.476 describe una composición osteogénica fluida que contiene partículas óseas desmineralizadas enmarañadas con una razón de la longitud media con respecto al espesor medio relativamente alta. La composición osteogénica fluida puede poseer una consistencia similar a la pasta o similar a la masilla, así como una consistencia líquida o diluida.
La patente de los EE.UU. cedida comúnmente número 5.507.813 concedida a Dowd et al., describe un material conformado implantable quirúrgicamente fabricado de partículas óseas alargadas. El material conformado, por ejemplo, en la forma de una lámina, se forma aplicando una suspensión líquida de partículas óseas alargadas, por ejemplo, filamentos o fibras, a un soporte poroso, que drena el líquido en exceso de las partículas óseas, opcionalmente mientras se aplica una fuerza compresiva a las partículas durante y/o tras el drenaje del líquido en exceso, para proporcionar una masa humedecida conformada y coherente de partículas óseas y, opcionalmente, secar la masa humedecida. El material así formado está relativamente rígido cuando se seca y, en contacto con un líquido biocompatible, por ejemplo, agua, solución salina, etc., se vuelve plegable y flexible.
Aunque el implante óseo conformado descrito en la patente `813 concedida a Dowd et al. ha demostrado ser bastante eficaz en la reparación de los defectos óseos, la presente invención se refiere a mejoras adicionales en el procedimiento de fabricación de tales implantes.
Sumario de la invención
Generalmente, la masa conformada coherente de partículas óseas desmineralizadas producida según los principios de la presente invención muestra una capacidad mejorada para conservar sus propiedades cohesivas y experimentar disociación mínima de partículas óseas con la rehidratación, mejorando así el manejo y la aplicación del producto en el sitio operativo.
Según la presente invención se proporciona un procedimiento para la fabricación de material conformado a partir de partículas óseas alargadas y desmineralizadas, que comprende las etapas de:
aplicar una suspensión líquida de partículas óseas alargadas y desmineralizadas a un soporte;
eliminar el líquido en exceso de las partículas óseas para proporcionar una masa conformada coherente de partículas óseas alargadas y desmineralizadas;
calentar la masa conformada de partículas óseas alargadas y desmineralizadas a una temperatura predeterminada y durante un periodo de tiempo predeterminado para mejorar las propiedades cohesivas de la masa conformada de partículas óseas alargadas y desmineralizadas; y
someter la masa conformada de partículas óseas alargadas y desmineralizadas a un proceso de liofilización posterior a la etapa de calentamiento.
Preferiblemente, se produce una lámina de partículas óseas desmineralizadas.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones preferidas de la descripción se describen en el presente documento con referencia a los dibujos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra el procedimiento preferido para fabricar el material conformado a partir de partículas óseas desmineralizadas;
la figura 2 es una vista en perspectiva de un aparato utilizado para conformar las partículas óseas desmineralizadas en una configuración similar a una lámina;
la figura 3 es una vista lateral - transversal del aparato de la figura 2;
la figura 4 es una vista en perspectiva de un molde de lámina utilizado para mantener la lámina de partículas óseas desmineralizadas durante el proceso de calentamiento;
la figura 5 es una vista lateral - transversal del molde de lámina de la figura 4; y
la figura 6 es una vista lateral - transversal del molde de lámina con una tapa de polipropileno.
Descripción de las realizaciones preferidas
La aplicación del material conformado de la presente invención al sitio de un defecto óseo, por ejemplo, uno que resulta de lesión, infección, cáncer o malformación en el desarrollo, conduce a nuevo crecimiento hacia el interior del hueso mediante uno o más mecanismos biológicos, tales como osteogénesis, osteoconducción y/u osteoinducción o mediante uno o más mecanismos físicos, tales como constitución de una barrera física para ablandar el crecimiento hacia el interior del tejido, proporcionando un soporte o estructura para el nuevo crecimiento óseo, etc.
El término "osteogénico", tal como se aplica al material de esta invención se entenderá, por tanto, que se refiere a la capacidad del material de esta invención para participar en el proceso de nuevo crecimiento óseo, independientemente del (de los) mecanismos(s) participante(s).
El término "coherente", tal como se aplica a la masa de partículas óseas alargadas, se refiere a la capacidad de las partículas óseas a adherirse entre sí, o bien mecánicamente, por ejemplo, mediante enmarañado, o mediante el uso de un adhesivo biocompatible, ya esté el material conformado que contiene las partículas óseas en estado seco o humedecido, por ejemplo, hidratado.
El término "conformado", tal como se aplica al material óseo de esta invención, se entenderá que se refiere a una forma o configuración determinada o regular, a diferencia de una forma o configuración indeterminada o vaga (como en el caso de una "protuberancia" u otra masa sólida sin forma especial) y es característico de materiales tales como láminas, placas, discos, conos, pasadores, tornillos, y similares.
El término "rígido" se entenderá que se refiere a la naturaleza relativamente dura, inflexible y algo quebradiza de los materiales conformados de esta invención mientras están en estado seco, es decir, no humedecido.
El término "flexible" se entenderá que se refiere a la capacidad del material conformado a volverse plegable al humedecerse o hidratarse con un líquido biocompatible adecuado y, por tanto, más fácilmente ajustable al sitio de reparación ósea.
En referencia ahora a la figura 1, se ilustra un diagrama de flujo del procedimiento de formación de un material conformado a partir de partículas óseas desmineralizadas según una realización preferida de la presente invención. El procedimiento generalmente supone seis (6) etapas para formar la masa ósea de forma deseada que, en la realización preferida, es una lámina de partículas óseas desmineralizadas.
Producción de partículas óseas alargadas
La primera etapa del procedimiento es la producción de partículas 20 óseas. Tales partículas pueden obtenerse fácilmente mediante cualquiera de varios métodos, por ejemplo, mediante molienda o cepillado de la superficie de un hueso entero o una sección relativamente grande del hueso. Empleando una técnica de molienda, pueden obtenerse fácilmente partículas que oscilan en longitud media desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 200 mm o más (como en el caso de los huesos largos), en espesor medio desde aproximadamente 0,05 hasta aproximadamente 2 mm y en anchura media desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 mm. Otro procedimiento para obtener las partículas óseas alargadas en el presente documento, particularmente útiles para fragmentos de hueso de hasta aproximadamente 100 mm de longitud, es el Cortical Bone Shredding Mill (molino de desmenuzado de huesos corticales) disponible de Os Processing Inc., 3303 Carnegie Avenue, Cleveland, Ohio 44115. El uso de este molino de huesos da como resultado la producción de tiras largas y delgadas que se ondulan rápidamente longitudinalmente para proporcionar partículas óseas similares a tubos. Otro aparato y procedimiento utilizado para obtener partículas óseas se describe en la solicitud de patente de los EE.UU. cedida comúnmente con número de serie 08/560.213, presentada el 21 de noviembre de 1995.
Dependiendo del procedimiento empleado para producir las partículas óseas alargadas, puede obtenerse una masa de partículas óseas que contiene un porcentaje de peso específico, una longitud media y un espesor medio. La patente `813 anteriormente mencionada de Dowd describe el uso de partículas óseas que contienen al menos aproximadamente el 60 por ciento en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 70 por ciento en peso y lo más preferiblemente al menos aproximadamente el 80 por ciento en peso de partículas óseas que poseen una longitud media de desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 200 mm o más y preferiblemente desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 100 mm, un espesor medio de desde aproximadamente 0,05 hasta aproximadamente 2 mm y preferiblemente desde aproximadamente 0,2 hasta aproximadamente 1 mm y una anchura media de desde aproximadamente 1 mm hasta aproximadamente 20 mm y preferiblemente desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 5 mm. Estas partículas óseas pueden poseer una razón de longitud media con respecto a espesor medio de desde al menos aproximadamente 50:1 hasta aproximadamente 500:1 o más y preferiblemente desde aproximadamente 50:1 hasta aproximadamente 100:1 y una razón de longitud media con respecto a anchura media de desde aproximadamente 10:1 hasta aproximadamente 200:1 y preferiblemente desde aproximadamente 50:1 hasta aproximadamente 100:1.
Si se desea, la masa de partículas óseas alargadas puede clasificarse en diferentes tamaños para reducir o eliminar cualquier tamaño menos deseable de partículas que pudiera estar presente. En aspecto general, las partículas óseas alargadas pueden describirse como filamentos, fibras, hebras, tiras finas o estrechas, etc. Como ya se ha observado y dependiendo de la manera en la que se producen, estas partículas alargadas pueden tener una tendencia a ondularse para proporcionar partículas similares a tubos. Las partículas óseas pueden obtenerse a partir de hueso cortical, esponjoso y/o corticoesponjoso que puede ser de origen autógeno, alogénico y/o xenogénico.
Desmineralización
Con referencia de nuevo al diagrama de flujo de la figura 1, tras el cepillado, molienda u otra técnica, las partículas óseas alargadas se someten a un proceso de desmineralización 30 para reducir su contenido inorgánico hasta un nivel bajo, por ejemplo, hasta no más de aproximadamente el 5% en peso de calcio residual y preferiblemente hasta no más de aproximadamente el 0,5% en peso de calcio residual. La desmineralización de las partículas óseas dará como resultado generalmente la producción de partículas de dimensiones ligeramente más pequeñas.
Las partículas óseas alargadas pueden desmineralizarse según procedimientos conocidos y convencionales. En un procedimiento de desmineralización preferido, las partículas óseas alargadas se someten a una etapa de desgrasamiento/desinfección que va seguida por una etapa de desmineralización ácida. Una disolución preferida desgrasante/desinfectante es una disolución acuosa de etanol, siendo el etanol un buen disolvente para lípidos y siendo el agua un buen vehículo hidrófilo para permitir que la disolución penetre más profundamente en las partículas óseas. La disolución acuosa de etanol también desinfecta el hueso eliminando virus y microorganismos vegetativos. Normalmente, debe estar presente al menos aproximadamente del 10 a aproximadamente el 40 por ciento en peso de agua (es decir, de aproximadamente el 60 a aproximadamente el 90 por ciento en peso de agente desgrasante tal como alcohol) en la disolución de desgrasante/desinfectante para producir la eliminación de lípidos y desinfección óptimas dentro del periodo más corto de tiempo. El intervalo de concentración preferido de la disolución desgrasante es desde aproximadamente el 60 hasta aproximadamente el 85 por ciento en peso de alcohol y lo más preferiblemente de aproximadamente el 70 por ciento en peso alcohol. Tras el desgrasamiento, las partículas óseas se sumergen en ácido durante un tiempo para llevar a cabo su desmineralización. Los ácidos que pueden emplearse en esta etapa incluyen ácidos inorgánicos tales como ácido clorhídrico y ácidos orgánicos tales como el ácido peracético. Tras el tratamiento con ácido, las partículas óseas desmineralizadas se enjuagan con agua estéril por inyección para eliminar cantidades residuales de ácido y elevar de ese modo el pH. En este punto, resultará cierto enmarañado de las partículas óseas desmineralizadas húmedas. Las partículas óseas desmineralizadas húmedas pueden conformarse entonces inmediatamente en un material osteogénico conformado según el método de esta invención o almacenarse en condiciones asépticas, ventajosamente en un estado liofilizado, para su procesamiento en un momento posterior.
Las partículas óseas alargadas pueden mezclarse con una o más sustancias, tales como adhesivos, materiales de relleno, plastificantes, agentes flexibilizantes, agentes biostáticos/biocidas, agentes tensioactivos, agentes de unión y adherencia, y similares, antes de, durante, o tras el conformado de las partículas en una configuración deseada. Adhesivos, agentes de unión y agentes de adhesión adecuados incluyen resinas acrílicas, materiales celulósicos, polímeros biorreabsorbibles, tales como poliglicolida, polilactida, copolímero de glicolida - lactida, etc. Materiales de relleno adecuados incluyen polvo óseo, polvo óseo desmineralizado, hidroxiapatita, etc. Plastificantes y agentes flexibilizantes adecuados incluyen compuestos polihidroxilados líquidos tales como glicerol, monoacetina, diacetina, etc. Agentes biostáticos/biocidas adecuados incluyen antibióticos, povidona, azúcares, etc. Agentes tensioactivos adecuados incluyen los tensioactivos biocompatibles no iónicos, catiónicos, aniónicos y anfotéricos.
Si se desea, las partículas óseas pueden modificarse de una o más formas, por ejemplo, su contenido en proteínas puede aumentarse o modificarse, tal como se describe en las patentes de los EE.UU. números 4.743.259 y 4.902.296. Puede incorporarse cualquiera de una variedad de sustancias médica y/o quirúrgicamente útiles en, o asociadas con, las partículas óseas o bien antes, durante o tras la fabricación de los artículos conformados descritos en el presente documento. Así, por ejemplo, pueden introducirse una o más de tales sustancias en las partículas óseas desmineralizadas, por ejemplo, mediante empapado o inmersión de las partículas óseas en una disolución o dispersión de la(s) sustancia(s) deseada(s).
Las sustancias médica/quirúrgicamente útiles que pueden combinarse fácilmente con las partículas óseas desmineralizadas y/o el material osteogénico de esta invención incluyen, por ejemplo, colágeno, derivados insolubles del colágeno, etc., y sólidos solubles y/o líquidos disueltos en los mismos, por ejemplo, agentes antiviricidas, particularmente los eficaces frente al VIH y la hepatitis; agentes antimicrobianos y/o antibióticos, tales como eritromicina, bacitracina, neomicina, penicilina, polimixina B, tetraciclinas, viomicina, cloromicetina y estreptomicinas, cefazolina, ampicilina, azactam, tobramicina, clindamicina y gentamicina, etc.; azúcares biocidas/biostáticos, tales como dextroal, glucosa, etc.; aminoácidos, péptidos, vitaminas, elementos inorgánicos, cofactores para la síntesis de proteínas; hormonas; tejido endocrino o fragmentos de tejido; moléculas de síntesis; enzimas tales como colagenasa, peptidasas, oxidasas, etc.; estructuras celulares poliméricas con células parenquimatosas; fármacos angiogénicos y vehículos poliméricos que contienen tales fármacos; redes de fibras de colágeno, agentes antigénicos; agentes citoesqueléticos; fragmentos de cartílago, células vivas tales como condrocitos, células de la médula ósea, células madre mesenquimatosas, extractos naturales, transplantes tisulares, hueso, polvo óseo desmineralizado, tejidos autógenos tales como sangre, suero, tejido blando, médula ósea, etc.; moléculas bioadhesivas, proteínas morfogenéticas óseas (BMP), factor de crecimiento transformante (TGF-beta), factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-1); hormonas de crecimiento tales como somatotropina; digestores óseos; agentes antitumorales; inmunosupresores; potenciadores de la permeación, por ejemplo, ésteres de ácidos grasos tales como monoésteres de laureato, miristato y estearato de polietilenglicol, derivados de enamina, alfa-cetoaldehídos, etc.; y ácidos nucleicos. Las cantidades de tales sustancias añadidas opcionalmente pueden variar ampliamente, determinándose los niveles óptimos fácilmente en un caso específico mediante experimentación habitual.
Preparación de la suspensión ósea
Con referencia todavía a la figura 1, posteriormente a la desmineralización, la siguiente etapa 40 en el procedimiento supone la formación de la suspensión ósea a partir del producto desmineralizado. Preferiblemente, las partículas óseas se suspenden en un líquido adecuado, por ejemplo, agua, glicerol, disolvente prótico orgánico, disolución acuosa, tal como solución salina fisiológica, etc., y que contiene opcionalmente uno o más componentes biocompatibles tales como adhesivos, materiales de relleno, plastificantes, agentes fertilizantes, agentes biostáticos/biocidas, agentes tensioactivos, sustancias médica/quirúrgicamente útiles, etc..., y se permite que alcancen el equilibrio.
Formación de masa ósea conformada coherente
La suspensión ósea se somete entonces a una etapa de conformado o proceso 50 para establecer la masa ósea conformada coherente. En la realización preferida, la masa ósea se da forma en una configuración similar a una lámina plana aunque, tal como se estableció anteriormente, se contemplan también otras formas incluyendo discos, conos, pasadores, tornillos, etc. En las figuras 2 y 3 se describe un aparato para la formación de la suspensión ósea en la configuración de lámina. Este aparato 100 incluye un soporte 102 que tiene una cubeta 104 soportada mediante una pluralidad de patas de pie. Un tubo 106 de drenaje se extiende desde la superficie inferior de la cubeta 102 y tiene una válvula 108 en línea. La válvula 108 en línea puede ser cualquier válvula convencional utilizada para interrumpir el flujo a través del tubo 106, tal como válvulas de bola, válvulas de compuerta, etc. Un tamiz 110 de acero inoxidable perforado está soportado sobre la superficie superior del soporte 102. El tamiz 110 es sustituible.
El aparato incluye además un tubo 112 de forma que se monta mediante la bisagra 114 al soporte 102. El tubo 112 de forma pivota alrededor de la bisagra 114 entre la posición abierta descrita en la figura 2 y la posición cerrada representada en la figura 3. El tubo 112 de forma tiene un reborde 116 periférico que se dimensiona para colocarse encima del borde del tamiz 110 soportada sobre la superficie superior del soporte 102. En la posición cerrada del tubo 112 de forma, el reborde 116 periférico se comprime contra la superficie superior del soporte 102, fijando de manera estanca el borde del tamiz 108 perforada entre ellos. Tal como se muestra, el soporte 102 puede tener un cierre 118 elastomérico periférico para mejorar el acoplamiento de estanqueidad del tubo 112 de forma y el soporte 102. Puede proporcionarse un conjunto 120 de cerrojo para fijar de manera que se pueda liberar el tubo 112 de forma en la posición cerrada. Puede utilizarse cualquier conjunto de cerrojo convencional. Pueden emplearse con el aparato tubos de forma que tienen diversas formas o dimensiones.
Para continuar el procedimiento, la suspensión líquida que contiene las partículas óseas alargadas y desmineralizadas se vierte en el tubo 112 de forma. En ese momento, la válvula 108 en línea está en un estado cerrado para evitar la descarga del aparato. La válvula 108 se abre y el líquido procedente de la suspensión drena a través del tamiz 110 perforado, dejando una capa humedecida de partículas óseas sobre el tamiz. Este procedimiento se denomina en el presente documento "tendido en húmedo". Debe observarse que las partículas óseas se depositan uniformemente de forma ventajosa sobre el tamiz 110 perforado formando así una capa de material óseo que tiene un espesor constante o uniforme. A continuación, el montaje 118 de cerrojo montado al tubo 112 de forma se abre y el tamiz 110 perforado se extrae entonces.
La capa de partículas óseas humedecidas extraídas del aparato 100 se seca utilizando un material absorbente. Puede aplicarse una fuerza compresiva o peso al material absorbente para facilitar el secado de las partículas óseas. Puede colocarse una lámina de Tyvek sobre la superficie de la capa de las partículas óseas para soporte y el tamiz se da la vuelta y se extrae para exponer la otra superficie de las partículas óseas humedecidas. Este lado se seca entonces de la manera tratada anteriormente y una lámina de Tyvek se coloca sobre la superficie. En ese momento, la lámina ósea se intercala entre dos láminas Tyvek.
El resultado del procedimiento de tendido en húmedo con el aparato 100 se conforma entonces en las partículas óseas desmineralizadas para proporcionar una lámina coherente de partículas óseas. El espesor de la capa de partículas óseas humedecidas puede variar ampliamente y depende de la cantidad de suspensión ósea depositada en el tubo de forma. Antes o después del procedimiento de tendido en húmedo, pueden añadirse una o más sustancias adicionales a las partículas óseas, por ejemplo, agentes tixotrópicos, agentes terapéuticos, y similares tal como se mencionó anteriormente.
Calentamiento de la lámina ósea
Posteriormente a la formación de la lámina ósea, la lámina ósea se prepara para el calentamiento 60. Con referencia a las figuras 4 y 5, la lámina ósea formada (con o sin las láminas de Tyvek) se coloca preferiblemente dentro de un molde 300 de lámina. El molde 300 de lámina incluye una base 302 de polipropileno perforada y la tapa 304 metálica sólida que puede montarse a la base 302. En la figura 4, la tapa 304 sólida se muestra desmontada de la base 302 e invertida. La tapa 304 sólida incluye una parte 306 elevada interna que se ajusta dentro de un rebajo 308 interno de la base 302 cuando está en el estado montado, por lo que el saliente 310 periférico de la tapa 304 descansa sobre la repisa 312 de la base 302. La tapa 304 metálica está hecha de acero inoxidable, aunque también podría utilizarse cualquier material metálico conductor.
Tal como se representa mejor en la figura 5, la tapa 304 sólida, cuando se monta a la base 302, define un espacio o huelgo "c" entre las superficies de la tapa 306 y la base 302. El espacio o huelgo se aproxima preferiblemente al espesor de la lámina ósea que tiene que colocarse en él.
Según la etapa de calentamiento, la lámina ósea se coloca inicialmente en la base 302 y la tapa 304 metálica se sujeta a ella con el uso de cerrojos 312. Los cerrojos 312 pueden ser cualquier cerrojo convencional adecuado para este fin. Debe apreciarse que la tapa 104 sólida ejerce una ligera fuerza compresiva sobre la lámina ósea, garantizando así un espesor constante de la lámina ósea durante múltiples usos. El molde 300 con la lámina ósea se coloca entonces en una cámara de calentamiento tal como un horno, un liofilizador (sin vacío aplicado) o una placa de calentamiento y la lámina ósea se calienta durante un tiempo predeterminado a una temperatura controlada. En una realización preferida, la lámina ósea se calienta durante un periodo de tiempo que oscila desde aproximadamente 2 horas hasta aproximadamente 4 horas, más preferiblemente 3 horas, a una temperatura que oscila desde aproximadamente 22º hasta aproximadamente 55ºC, lo más preferiblemente, aproximadamente 45ºC. Durante el calentamiento, algo de humedad se evapora de la lámina ósea a través de las perforaciones de la base 302. La compresión de la lámina ósea mediante la tapa 304 facilita esta evaporación y/o drenaje también.
En la realización preferida, la lámina ósea se calienta al menos parcialmente a través de transferencia térmica conductora mediante la placa metálica. Se prevé que la lámina ósea puede calentarse sin el uso del molde a través de métodos de calentamiento directo o alternativamente la tapa metálica puede someterse a energía térmica, por la que la lámina ósea se calienta únicamente a través de transferencia conductora a través de la tapa. Fuentes alternas de energía térmica incluyen microondas, radiofrecuencia, láser, etc.
La lámina ósea calentada se extrae entonces del dispositivo de calentamiento. Tras su extracción, la lámina está en un estado flexible y plegable. Debe apreciarse que la etapa de calentamiento mejora ventajosamente la capacidad de la lámina ósea para mantener sus propiedades cohesivas y, además, minimiza la disociación de partículas de la misma, particularmente, con la rehidratación.
Secado de la lámina ósea
Las partículas óseas desmineralizadas húmedas se someten entonces a la etapa 70 de secado, mediante liofilización según procedimientos y condiciones que se conocen bien en la técnica, por ejemplo, una temperatura de repisa desde aproximadamente -20 hasta aproximadamente -60ºC, un vacío de desde aproximadamente 150 hasta aproximadamente 100 mTorr durante un tiempo de desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 48 horas, dependiendo de la masa ósea. Con referencia a la figura 6, la tapa 304 metálica se extrae de la base 302 y una tapa 320 de polipropileno se monta a la base 302. La tapa 320 de polipropileno es idéntica en configuración a la tapa metálica, pero incluye perforaciones 322 para permitir el escape de la humedad a su través durante la liofilización. Una vez que la tapa 322 de polipropileno se monta a la base 302 y se cierra a través de los cerrojos 312, el molde 300 se coloca en el aparato liofilizador. A la finalización de la liofilización, la tapa 320 de polipropileno se extrae, permitiendo la extracción de la lámina ósea. La lámina conformada resultante es rígida y relativamente fuerte cuando se seca y flexible y plegable cuando se humedece o hidrata.
En el sitio de la implantación, el artículo conformado puede emplearse en el estado seco o, cuando se desea la conformación en el sitio, en el estado hidratado. El artículo seco o hidratado puede cortarse o dimensionarse si es necesario para ajustarse a un sitio que se esté reparando. El artículo puede hidratarse con un líquido biocompatible adecuado, por ejemplo, agua, solución salina, etc., durante un periodo de tiempo que oscila desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 120 minutes dependiendo de la densidad del material conformado. Tras haberse hidratado, el material conformado se vuelve flexible conservando todavía su forma y gran parte de su fuerza. El material conformado de esta invención puede envasarse tanto en estado seco como húmedo y almacenarse para su aplicación posterior. En algunas circunstancias, es preferible envasar el material en el estado húmedo, de modo que esté listo para su uso inmediato en el sitio quirúrgico.
Los materiales conformados de esta invención pueden utilizarse en una amplia variedad de intervenciones quirúrgicas ortopédicas, neuroquirúrgicas, bucales y maxilofaciales, tales como la reparación de fracturas simples y compuestas, no uniones, fijaciones externas e internas, reconstituciones articulares tales como artrodesis, artroplastia general, artroplastia capsular de la cadera, sustitución de la cabeza del fémur y del húmero, sustitución de la superficie de la cabeza del fémur y sustitución articular total, reparaciones de la columna vertebral, incluyendo fusión de la columna vertebral y fijación interna, cirugía tumoral, por ejemplo llenado de deficiencias, discectomía, laminectomía, escisión de tumores de la médula espinal, operaciones torácicas y cervicales anteriores, reparación de lesiones de la columna vertebral, tratamientos para la escoliosis, lordosis y cifosis, fijación intermaxilar de fracturas, mentoplastia, sustitución articular temporomandibular, aumento y reconstitución del reborde alveolar, injertos óseos por incrustación, colocación y revisión de implante, elevaciones de seno, etc. Estos materiales pueden suturarse o graparse en su sitio con fines de anclaje y sirven en la regeneración guiada de tejidos o como materiales de barrera.
La lámina ósea producida según el procedimiento de la presente invención (es decir, utilizando la etapa de calentamiento) muestra capacidad mejorada para mantener sus propiedades cohesivas y disociación mínima de las partículas óseas con la rehidratación. En consecuencia, se mejora el manejo y la aplicación del producto en el sitio operativo.
Se entenderá que pueden realizarse diversas modificaciones a la realización descrita en el presente documento. Por ejemplo, pueden emplearse diversas longitudes y tipos de suturas. Por tanto, la descripción anterior no debe interpretarse como limitante, sino meramente como un ejemplo de una realización preferida. Los expertos en la técnica preverán otras modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas al presente documento.

Claims (11)

1. Procedimiento para fabricar material conformado a partir de partículas óseas alargadas y desmineralizadas, que comprende las etapas de:
aplicar una suspensión líquida de partículas óseas desmineralizadas a un soporte;
eliminar el líquido en exceso de las partículas óseas para proporcionar una masa conformada coherente de partículas óseas desmineralizadas;
calentar la masa conformada de partículas óseas desmineralizadas a una temperatura predeterminada y durante un periodo de tiempo predeterminado para mejorar las propiedades cohesivas de la masa conformada de partículas óseas desmineralizadas; y
someter la masa conformada de partículas óseas alargadas y desmineralizadas a un proceso de liofilización posterior a la etapa de calentamiento.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye además la etapa de comprimir la masa conformada de partículas óseas desmineralizadas durante la etapa de calentamiento.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de calentamiento incluye someter la masa conformada de partículas óseas desmineralizadas a una temperatura que oscila desde 22ºC hasta 55ºC durante un periodo de tiempo que oscila desde 2 horas hasta 4 horas.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la etapa de calentamiento incluye someter la masa conformada de partículas óseas desmineralizadas a una temperatura de aproximadamente 45ºC durante un periodo de tiempo de aproximadamente 3 horas.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de aplicación incluye verter la suspensión líquida de partículas óseas desmineralizadas sobre un soporte poroso para proporcionar una lámina de partículas óseas desmineralizadas.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, que incluye además la etapa de colocar la lámina de partículas óseas desmineralizadas en un soporte de molde poroso dimensionado correspondientemente tras la etapa de aplicación.
7. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la etapa de calentamiento incluye colocar el soporte de molde y la lámina de partículas óseas desmineralizadas en el dispositivo de calentamiento.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, en el que la etapa de secado incluye colocar la lámina de partículas óseas desmineralizadas dispuesta en el molde dentro de una cámara de liofilización.
9. Procedimiento según la reivindicación 5, 6 ó 7, en el que la etapa de calentamiento incluye comprimir la lámina de partículas óseas desmineralizadas mientras se somete la lámina a calentamiento.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que la compresión de las láminas de partículas óseas desmineralizadas incluye colocar una cubierta compresiva sobre el molde para aplicar fuerzas compresivas a la lámina de partículas óseas desmineralizadas dispuesta en ella.
11. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que las partículas óseas se seleccionan del grupo que consiste en hueso cortical, esponjoso y corticoesponjoso de origen autógeno, alogénico y xenogénico.
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