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.Info
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1012796P | 1996-01-17 | 1996-01-17 | |
| US10127P | 1996-01-17 |
Publications (1)
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