ES2338694T3

ES2338694T3 - Composiciones de vidrio bioactivo.

Info

Publication number: ES2338694T3
Application number: ES06120965T
Authority: ES
Inventors: Loredana Moimas; Eija Pirhonen
Original assignee: Inion Oy
Current assignee: Inion Oy
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2010-05-11
Anticipated expiration: 2026-09-20
Also published as: AU2007202221B2; AU2007202221A1; EP1903012A1; EP1903012B1; BRPI0702179A2; ATE452863T1; TWI414325B; US20080066495A1; JP2008074698A; TW200815058A; KR101045013B1; DE602006011323D1; KR20080026468A; US8093166B2

Abstract

Una composición de vidrio bioactivo que comprende SiO2, Na2O, K2O, CaO, y P2O5, caracterizada por la siguiente composición: **(Ver fórmula)**

Description

Composiciones de vidrio bioactivo.

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Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición de vidrio bioactivo que comprende SiO_{2}, Na_{2}O, K_{2}O, CaO, y P_{2}O_{5}.

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Antecedentes de la invención

En esta descripción, un material bioactivo se refiere a un material diseñado para inducir actividad biológica específica en un tejido corporal. Vidrio bioactivo se refiere a cualquier vidrio que muestra características de bioactividad. El vidrio bioactivo es un sólido amorfo que no es intrínsecamente adhesivo y que es capaz de formar una unión cohesiva tanto con tejido duro como con tejido blando cuando se expone a entornos in vivo e in vitro apropiados, tales como fluidos corporales estimulados o tampones de tris-hidroximetilaminometano. Una unión cohesiva se consigue desarrollando una capa superficial de hidroxicarbonato de apatita sobre el vidrio bioactivo mediante la liberación de especies iónicas del conjunto de material de biovidrio.

Se han descubierto muchas aplicaciones para vidrios bioactivos en el campo de tratamientos quirúrgicos y ortopédicos, así como en cirugía dental.

Se han presentado diversas composiciones de vidrio bioactivo en la bibliografía y en patentes. Se han descrito composiciones de vidrio bioactivo, por ejemplo, en la Patente Europea 1 405 647 y en la Solicitud de Patente Europea 1 655 042, así como en las Solicitudes Internacionales WO 96/21628, WO 91/17777, y WO 91/12032.

Sin embargo, las composiciones de vidrio bioactivo conocidas tienen una desventaja común, dado que son inherentemente difíciles de controlar mientras se procesan en productos, especialmente cuando se procesan en fibras en un proceso de hilatura por fusión. Dicha controlabilidad problemática significa, por ejemplo, que los diámetros de las fibras fluctúan considerablemente, se forman cristalitos en el vidrio, lo que conduce a la falta de homogeneidad de las fibras o la desvitrificación del vidrio, lo que reduce el rendimiento de un proceso de fabricación de fibras. La fluctuación del diámetro de la fibra y la falta de homogeneidad de las fibras tienen una influencia negativa sobre otros procesos en los que deben fijarse los parámetros del equipo y del procesamiento, al menos parcialmente en base al diámetro de las fibras procesadas. Dichos procesos y parámetros incluyen una temperatura de sinterización en procesos de sinterización. La fluctuación del diámetro de la fibra también afecta, por ejemplo, a la calidad del producto final, puesto que las fibras más finas se comportan de diferente manera a las fibras más gruesas. La fabricación de partículas esféricas y recubrimientos también se ve afectada por el comportamiento fluctuante o no homogéneo en sus procesos de fabricación.

Además de las dimensiones físicas de las fibras u otros productos, también son difíciles de controlar algunas características químicas. Por ejemplo, puede producirse variación de la concentración de óxidos local, lo que también afecta al perfil de degradación del material y al perfil de liberación iónica.

Además, algunos procesos relacionados con la fabricación, por ejemplo, limpieza de crisoles y tamizado de fibras, son difíciles y requieren mucho tiempo para su realización.

Otra desventaja de las composiciones de vidrio bioactivo conocidas es que su rendimiento en procesos de hilatura por fusión es bastante bajo.

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Breve descripción de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar nuevas composiciones de vidrio bioactivo para paliar las anteriores desventajas.

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Las composiciones de vidrio bioactivo de la invención se caracterizan por la siguiente composición:

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Se sabe que B_{2}O_{3} y P_{2}O_{5} son formadores de redes de vidrio como SiO_{2}. P_{2}O_{5} tiene un efecto adverso con respecto a un intervalo de temperatura de trabajo del material vítreo, puesto que aumenta la cristalización, pero tiene un efecto positivo sobre la bioactividad del vidrio bioactivo resultante. Se ha demostrado que B_{2}O_{3} aumenta la propiedades de osteointegración del material de vidrio bioactivo final, y se descubrió que éste podía usarse para compensar el efecto negativo de P_{2}O_{5} sobre los procesos de fabricación. En particular, se descubrió que, seleccionando la proporción mencionada anteriormente de B_{2}O_{3}/P_{2}O_{5}, los efectos beneficiosos de ambos óxidos sobre las propiedades del material se maximizan.

La invención se basa en el hecho sorprendente, descubierto por los inventores, de que los vidrios con el intervalo de composición reivindicado poseen un rendimiento sorprendentemente bueno en procesos de fabricación en comparación con vidrios que están fuera de este intervalo.

Una ventaja de la invención es que se consigue un proceso de fabricación más controlable, especialmente en la fabricación de fibras de vidrio bioactivo. Esto significa que el vidrio es más fácil de fabricar y, en particular, la homogeneidad del vidrio es mayor, lo que significa, por ejemplo, un mayor rendimiento de fabricación de fibras y mejores propiedades de la fibra. Otra ventaja de la presente invención es que el vidrio puede tratarse con calor repetidamente sin que el vidrio cristalice o cambie sus propiedades superficiales o del conjunto del vidrio. Una ventaja adicional de la presente invención es que mejora el rendimiento cuando se fabrican las fibras. También se observó que es más fácil limpiar un crisol cuando se han usado vidrios que tienen un intervalo de composición especificado.

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Breve descripción de los dibujos

A continuación, la invención se describirá con más detalle en referencia a los dibujos adjuntos, en los que

La figura 1 representa espectros Raman de una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la invención, y

La figura 2 representa espectros Raman de una composición de vidrio bioactivo de la técnica anterior.

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Descripción detallada de la invención

Las composiciones de vidrio bioactivo de la invención tienen el siguiente intervalo de composición:

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Debe observarse que, en adelante, el vidrio bioactivo se denomina "vidrio".

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Ejemplo 1

Se fabricaron quince lotes de vidrio bioactivo con cinco composiciones diferentes (tres lotes con cada composición). Las composiciones se dan como composiciones de partida teóricas calculadas. Las materias primas usadas para los vidrios bioactivos fabricados eran Na_{2}CO_{3}, K_{2}CO_{3}, MgO, TiO_{2}, B_{2}O_{3}, CaCO_{3}, CaHPO_{4} \cdot 2H_{2}O así como SiO_{2} de calidad analítica. Las materias primas se pesaron y se mezclaron en un recipiente de plástico y a continuación se fundieron en un crisol de platino durante tres horas a 1360ºC. Para obtener vidrio homogéneo, el vidrio formado se rompió por compresión a continuación en pedazos de aproximadamente 1 cm^{3} y se recalentó durante 3 horas a 1360ºC. Con este método, se obtuvieron bloques de vidrio sólidos con masas de aproximadamente 230 g. Se usó el mismo método de fabricación para fabricar los cinco tipos de vidrios bioactivos, A, B, C, D y E. La Tabla 1 muestra las composiciones de los vidrios bioactivos formados.

Pueden usarse otros procesos o equipo cualesquiera conocidos para fabricar composiciones de la invención. Los ciclos térmicos de los procesos pueden optimizarse para cada vidrio. Debe observarse que no es necesario romper y recalentar el vidrio. También es posible usar materias primas diferentes de las descritas anteriormente. Por ejemplo, puede usarse CaO en lugar de CaCO_{3}.

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TABLA 1 Composiciones de los vidrios formados como % en peso

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El vidrio B tiene una composición de acuerdo con la invención, mientras que los vidrios A, C, D y E están fuera de los intervalos de la composición de la invención. Todos los lotes de vidrio de las composiciones A, B, C y D formaron un bloque de vidrio diáfano, transparente sin signos de cristalinidad en él. En los bloques de vidrio fabricados con la receta E, podían observarse cristalitos en el bloque de vidrio formado, y el vidrio E se desechó para procesos y análisis adicionales.

Se fabricaron fibras a partir de cada uno de los bloques de vidrio fabricados, de la siguiente manera. El bloque de vidrio se colocó en primer lugar en un crisol de platino, que tenía 7 orificios con un diámetro de 3,8 mm en la parte inferior del crisol. El crisol se colocó a continuación en el horno (LINDBERG/BLUE CF56622C, de LINDBERG/BLUE, NC, Estados Unidos), que tenía una abertura en la parte inferior. Para cada composición de fibra, se había descubierto una temperatura óptima para la hilatura de fibras antes de este experimento realizando ensayos de hilatura de fibras usando diferentes temperaturas. Sobre la base de estos ensayos piloto, se descubrió que las temperaturas óptimas para la hilatura de fibras eran las siguientes: 930ºC para el vidrio A, 810ºC para el vidrio B, 820ºC para el vidrio C y 900ºC para el vidrio D.

Cuanto más baja sea la temperatura óptima, mejor es para la fabricación de las fibras, puesto que, entonces, las fibras entran en contacto con los rodillos a una temperatura más baja, reduciendo de este modo la posibilidad de que el material de recubrimiento de los rodillos resulte dañado y de que las fibras se queden pegadas al recubrimiento de modo que comiencen a moverse alrededor de los rodillos, en cuyo caso un operador no puede recogerlas.

A la temperatura óptima, el vidrio se fundía y comenzaba a discurrir desde los orificios y las fibras formadas se extraían a continuación con un rodillo de hilatura. Controlando la velocidad del rodillo, era posible controlar el diámetro de las fibras. La velocidad de los rodillos de hilatura se ajustó de modo que se obtenía un diámetro de fibra de 0,75 mm.

La hilatura de fibras se realizaba mientras las fibras se extraían con éxito. Las fibras de vidrio obtenidas se cortaron adicionalmente a una longitud de 3\pm2 mm en el proceso de hilatura de fibras usando una cuchilla.

Una vez fabricadas las fibras, se midió el rendimiento del proceso de cada lote fabricado. Esto se realizó pesando la masa de fibras obtenida y dividiendo la masa por la masa del bloque de vidrio usada inicialmente. El rendimiento de los vidrios se muestra en la Tabla 2.

TABLA 2 Rendimiento de los procesos de hilatura

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Está claro que el vidrio B, es decir la composición de vidrio de acuerdo con la invención, tiene un rendimiento notablemente mejorado en comparación con las otras composiciones de vidrio.

Las fibras de vidrio fabricadas se evaluaron adicionalmente en un microscopio óptico (Smartscope flash, Optical Gauging Products Inc.) para analizar la distribución del diámetro de fibra de las fibras. De cada lote de fibras de vidrio, se midieron los diámetros de 200 fibras seleccionadas aleatoriamente. Sobre la base de las mediciones, se obtuvieron curvas de distribución del diámetro de las fibras para cada una de las composiciones de vidrio. La Tabla 3 muestra los resultados del análisis para cada una de las cuatro composiciones de vidrio.

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TABLA 3 Resultados del análisis de distribución del diámetro de las fibras

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Como puede observarse en la Tabla 3, aproximadamente el 80% de las fibras de la composición de vidrio de la invención, es decir el vidrio B, tienen un diámetro en el intervalo de 73 a 77 \mum. Entretanto, las fibras de los vidrios A, C y D tienen distribuciones en las que aproximadamente el 80% de los diámetros de las fibras se extienden en un intervalo mucho más amplio de 70 a 80 \mum. Ésta es una discrepancia significativa en la distribución del diámetro de las fibras, lo que significa que la controlabilidad del proceso de fabricación de fibras es mucho mejor cuando se usan composiciones de vidrio de la invención, en lugar de composiciones de vidrio conocidas.

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Ejemplo 2

En primer lugar se fabricaron fibras de vidrio a partir de los vidrios A y B como se describe en los Ejemplos 1 y 2. Para formar un armazón poroso sólido a partir de las fibras de vidrio fabricadas, pueden usarse diversos métodos de sinterización. Para descubrir la temperatura óptima de sinterización para cada composición de vidrio, se realizó el siguiente estudio. Aproximadamente 2 gramos de las fibras cortadas de una composición de vidrio se colocaron aleatoriamente como un grupo sobre una placa cerámica. A continuación, la placa, junto con el grupo, se colocó en un horno calentado, para calentarla durante 45 minutos.

La temperatura del horno se modificaba para encontrar el intervalo de temperatura óptimo para cada composición de vidrio. En el intervalo de temperatura óptimo, las fibras de vidrio se sinterizaban juntas ligeramente y formaban un armazón poroso. Un armazón es un dispositivo estructural poroso que permite que los tejidos vivos crezcan sobre él. Un armazón puede formar, por ejemplo, una base que sirve como guía para el crecimiento tisular. El armazón tiene cierta porosidad. La porosidad se refiere al porcentaje de volumen de aire en el armazón tridimensional. Si la temperatura era demasiado baja, las fibras permanecían individualizadas y no se sinterizaban juntas. Cuando la temperatura era demasiado alta, las fibras se fundían completamente y perdían su forma fibrosa, y se formaba una gota de vidrio sólido. Idealmente, las fibras de vidrio cortadas forman una red o armazón poroso en el que las fibras de vidrio individuales conservan su forma fibrosa pero forman una unión sólida en puntos en los que las fibras individuales entran en contacto unas con otras. La Tabla 4 muestra el intervalo de temperatura ideal para los vidrios.

TABLA 4 Intervalo de temperatura de sinterización para los vidrios A y B

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Como puede observarse en la Tabla 4, el intervalo de temperatura para el vidrio B es el más bajo. Esto significa temperaturas de sinterización más bajas y, por lo tanto, menor consumo de energía en el calentamiento. Un tiempo de calentamiento de 45 minutos puede ser un tiempo preferible para la sinterización cuando se usan placas o moldes de cerámica. En su lugar, si se usan placas o moldes de titanio, el tiempo puede reducirse hasta menos de 20 minutos. Esto se debe a la mejor conductividad térmica del titanio.

Las temperaturas de sinterización de la presente invención para fibras de vidrio pueden variar desde aproximadamente 500ºC hasta aproximadamente 700ºC, preferentemente desde aproximadamente 550ºC hasta aproximadamente 650ºC, y lo más preferentemente desde aproximadamente 590ºC hasta aproximadamente 620ºC.

Debe observarse que las fibras cortadas tienen preferentemente una longitud de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 10 mm, y más preferentemente la longitud de las fibras es de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 5 mm. Controlar la longitud de las fibras es una manera de ajustar el tamaño de los poros del armazón sinterizado a un nivel deseado.

Pueden usarse formas sinterizadas de vidrios, por ejemplo, como rellenos óseos o rellenos de tejidos blandos. También es posible sinterizar gránulos aplastados o esféricos o alguna otra forma de vidrio en forma de un armazón poroso.

Las fibras tienen habitualmente un diámetro de aproximadamente 0,010 a aproximadamente 1,0 mm, y preferentemente tienen un diámetro de aproximadamente 0,030 a aproximadamente 0,300 mm. Alterando el diámetro de las fibras, puede controlarse la velocidad de disolución. Pueden usarse temperaturas de sinterización más bajas para fibras con un diámetro más pequeño y la porosidad del armazón puede ajustarse a la medida. Alterado los parámetros de procesamiento, las propiedades del armazón pueden ajustarse a un nivel deseado y, por ejemplo, puede prepararse un armazón al que se le puede dar forma fácilmente, por ejemplo con un cuchillo.

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Ejemplo 3

Se fabricaron armazones de vidrio a partir de composiciones de vidrio B y C como se describe en los Ejemplos 1 y 2. Los armazones fabricados a partir de vidrio B se sinterizaron a 610ºC durante 45 minutos y los armazones fabricados a partir de vidrio C a 620ºC durante 45 minutos. Los armazones obtenidos se analizaron adicionalmente con espectroscopía Raman (Renishaw) para analizar la formación cristalina en los vidrios.

Como puede observarse en los gráficos de espectroscopía Raman mostrados en las figuras 1 (vidrio B) y 2 (vidrio C), el vidrio B sigue siendo amorfo durante los procesos de hilatura de fibras y sinterización. En los armazones fabricados a partir de vidrio C, el vidrio es inicialmente amorfo después de la formación del vidrio, pero después de las etapas de fabricación de fibras y sinterización, pueden observarse picos claros que indican fases cristalinas en la estructura.

En otras palabras, el vidrio B puede tratarse con calor repetidamente sin que el vidrio cristalice. También se descubrió que las composiciones de vidrio de la invención no cambian sus propiedades superficiales o del conjunto del vidrio en calentamientos repetidos.

Sinterizando fibras de vidrio, puede formarse un armazón poroso osteoconductor. La osteoconducción es un proceso que consiste en permitir de forma pasiva que el hueso crezca y se remodele en una superficie. En la osteoconducción, un implante proporciona un interfaz biocompatible a lo largo del cual migra el hueso.

Optimizando los parámetros del procesamiento, puede controlarse el grado de porosidad. La porosidad del armazón puede estar en el intervalo de aproximadamente el 5 a aproximadamente el 95% en volumen, y preferentemente de aproximadamente el 20 a aproximadamente el 80% en volumen.

En otra realización de la presente invención, la sinterización de las fibras de vidrio se realiza bajo una carga, lo que significa que las fibras están presionadas, más o menos, juntas durante la sinterización. La sinterización bajo carga habitualmente da como resultado una estructura del armazón más homogénea. Una carga de compresión puede estar, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente, al menos, 10 kPa a 1000 kPa.

El tiempo de sinterización preferido en esta invención es de aproximadamente 1 a aproximadamente 120 minutos, y preferentemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 minutos.

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Ejemplo 4

Se fabricaron dieciséis lotes F a U de vidrios de la invención con diferentes composiciones, y se fabricaron fibras a partir de los vidrios como se describe en el Ejemplo 1. El rendimiento del proceso de fabricación de fibras se midió para cada vidrio. Las composiciones teóricas calculadas de los vidrios y el rendimiento en el proceso de fabricación de fibras se muestran en la Tabla 5.

TABLA 5 Composiciones de vidrios fabricados como % en peso y rendimiento del proceso de fabricación de fibras

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Como puede observarse en la Tabla 5, las composiciones de vidrio de acuerdo con la invención tienen un rendimiento alto en comparación, por ejemplo, con las composiciones de vidrio conocidas A, C y D en la Tabla 2.

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Ejemplo 5

Para analizar la variación entre las composiciones teóricas calculadas y la composición de los vidrios después del proceso de fabricación de vidrio, se fabricaron tres lotes de fibra de vidrio diferentes con diferentes composiciones. Se realizaron análisis elementales sobre cada bloque de vidrio fabricado. Los análisis elementales se realizaron con espectroscopía de rayos X (Philips PW 2404 RGT). La Tabla 6 muestra los valores calculados teóricos y los datos de los análisis composicionales pata los vidrios V, X e Y. Solamente existen cambios menores en las composiciones entre los valores teóricos y los analizados.

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TABLA 6 Valores calculados teóricos y datos del análisis composicional para los vidrios V, X e Y

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Ejemplo 6

En primer lugar se fabricaron fibras de vidrio bioactivo con un diámetro nominal de 75 \mum a partir de vidrio B, como se describe en el Ejemplo 1. Las fibras fabricadas se cortaron adicionalmente de forma manual usando tijeras hasta una longitud nominal de 5 mm. A continuación se disolvió polímero P(L/DL)LA 70/30 en acetona y las fibras cortadas se mezclaron con la solución viscosa para formar preformas compuestas que contenían fibras de vidrio y polímero P(L/DL)LA 70/30. Para permitir que se evaporase la acetona, la solución se extendió a continuación en un recipiente plano durante aproximadamente 24 horas. Las preformas compuestas similares a una lámina se cortaron a continuación en lingotes cuadrados de aproximadamente 1 cm x 1 cm. Los lingotes compuestos se secaron a continuación en un horno de vacío a temperatura ambiente durante 3 días y a continuación a 80ºC durante 16 horas para asegurarse de que toda la acetona se había evaporado.

Se produjeron cinco composiciones diferentes como se ha descrito anteriormente, que contenían el 0, 10, 20, 30, y el 40% en volumen de fibras de vidrio. Se usó un moldeador por inyección con pistón (SP2 Chippenham, Inglaterra) con un molde de acero para formar barras compuestas a partir de los lingotes. Las barras se fabricaron con éxito a partir de cada una de las cinco composiciones compuestas diferentes.

También pueden usarse fibras de vidrio como elementos de refuerzo en una matriz polimérica de un implante. Los implantes compuestos reforzados pueden usarse como placas de fijación, etc.

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Ejemplo 7

Se fabricaron composiciones de vidrio bioactivo F, G, H e I y se analizaron sus propiedades a alta temperatura usando un microscopio calefactor. El análisis permite la determinación de las temperaturas características de sinterización, ablandamiento, esfera, semiesfera y fusión.

TABLA 7 Temperaturas de sinterización, ablandamiento, esfera, semiesfera y fusión para las composiciones de vidrio F, G, H, I, J

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Como puede observarse en la Tabla 7, las temperaturas de sinterización de todas las composiciones de vidrio analizadas están en un intervalo de 590 a 620ºC. Además, para todas las composiciones, las temperaturas características son todas similares, lo que significa que todos los materiales se caracterizan por altas temperaturas similares y, en particular, propiedades de fabricación a alta temperatura.

En una realización de la presente invención, un armazón poroso fabricado sinterizando fibras de vidrio con una composición de vidrio de acuerdo con la invención puede unirse a una película polimérica biocompatible de modo que el armazón tenga una propiedad de barrera en al menos uno de sus lados. Este tipo de estructura compuesta puede usarse, por ejemplo, con la regeneración ósea guiada, en la que se requiere un efecto de barrera para evitar el crecimiento hacia el interior de tejido blando en el área en la que se requiere la formación de nuevo hueso. Otra aplicación de la estructura compuesta es en la regeneración de tejido cartilaginoso. El armazón poroso sinterizado a partir de fibras de vidrio es capaz de formar una matriz en la cual puede crecer el tejido cartilaginoso. El otro lado del armazón con película polimérica sirve como una barrera que separa el tejido cartilaginoso recién formado de los fluidos sinoviales.

La película biocompatible puede prepararse, por ejemplo, a partir de poliglicólido, poliláctido, ácido polihidroxibutírico, polidioxanona, alcohol polivinílico, poliésteramina, sus copolímeros o mezclas poliméricas de los mismos. También puede usarse cualquier otro polímero biocompatible resorbible o no resorbible para la preparación de la película biocompatible.

En otra realización más de la presente solicitud, las fibras de vidrio con una composición de vidrio de acuerdo con la invención se recubren en primer lugar con una fase polimérica biocompatible antes de la sinterización. Las fibras se cortan, y a continuación las fibras recubiertas se sinterizan para formar un armazón tridimensional. En tal caso, el armazón tiene un comportamiento elástico razonable, y puede aplicarse a casos en los que se requiera comportamiento elástico por parte del armazón. Los polímeros biocompatibles adecuados incluyen poliglicólido, poliláctido, ácido polihidroxibutírico, polidioxanona, alcohol polivinílico, poliésteramina, sus copolímeros y mezclas poliméricas de los mismos. El tiempo de sinterización de la presente invención para sinterizar fibras de vidrio recubiertas con polímeros es de aproximadamente 1 a aproximadamente 120 minutos, y preferentemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 minutos.

Cuando se sinterizan fibras con una composición de vidrio de acuerdo con la invención, recubiertas con polímeros biocompatibles, la temperatura de sinterización depende del punto de ablandamiento del polímero de recubrimiento. Cuando se usan polímeros biocompatibles, la temperatura de sinterización es de aproximadamente 50ºC a aproximadamente 300ºC, y preferentemente de aproximadamente 100ºC a aproximadamente 200ºC.

El grosor del recubrimiento polimérico sobre las fibras es desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 200 \mum, preferentemente desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 30 \mum.

En otra realización de la presente invención, pueden usarse agentes bioactivos en combinación con dispositivos fabricados a partir de la composición de la invención para promover la formación de nuevo tejido, por ejemplo hueso. En tal caso, el armazón poroso, preparado a partir del vidrio con una composición de vidrio de acuerdo con la invención, puede actuar como portador para los agentes bioactivos. El agente biológicamente activo puede seleccionarse entre el grupo constituido por agentes anti-inflamatorios, agentes antibacterianos, agentes antiparasitarios, agente antifúngicos, agentes antivirales, agentes antineoplásicos, agentes analgésicos, agentes anestésicos, vacunas, agentes que actúan sobre el sistema nervioso central, factores de crecimiento, hormonas, antihistaminas, agentes osteoinductores, agentes cardiovasculares, agentes antiulcerosos, broncodilatadores, vasodilatadores, agentes de control de la natalidad, agentes potenciadores de la fertilidad, y polipéptidos. Preferentemente, los agentes bioactivos son proteínas morfogénicas óseas (BMP), tales como OP-1, BMP-2, BMP-4 y BMP-7, o pirrolidonas. Las pirrolidonas útiles en la presente invención incluyen cualquier pirrolidona que se sabe en la técnica química que tiene propiedades plastificantes o solubilizantes sin tener efectos que alteren el tejido o efectos tóxicos. Dichas pirrolidonas incluyen, pirrolidonas alquil- o cicloalquil-sustituidas, tales como 1-metil-2-pirrolidona (NMP), 1-etil-2-pirrolidona (NEP), 2-pirrolidona (PB), y 1-ciclohexil-2-pirrolidona (CP), siendo NMP y NEP ejemplos preferidos. Además, los polímeros a base de pirrolidona, tales como polivinilpirrolidonas, también pueden ser útiles en el material de la invención. La pirrolidona puede introducirse en la composición usando métodos descritos, por ejemplo, en el Ejemplo 1 del documento WO2005/084727.

Los vidrios de la invención tienen un amplio intervalo de trabajo con propiedades de formación mejoradas. Los vidrios pueden formarse, por lo tanto, con diferentes métodos, por ejemplo mediante pulverización a la llama para formar, por ejemplo, partículas esféricas. Las partículas esféricas pueden usarse, por ejemplo, como diana en radioterapia en el tratamiento del cáncer, por ejemplo para terapia con radionúclidos internos de tumores hepáticos. Las partículas esféricas también pueden usarse como abrasivo de tejidos enfermos e infectados, y en odontología para limpiar y alisar la superficie de un diente.

Los vidrios de la invención también pueden utilizarse en la fabricación de productos compuestos, por ejemplo, mediante moldeo por compresión u otros métodos conocidos per se.

Los vidrios pueden formarse mediante diversos métodos de soplado conocidos en el campo de los vidrios de calidad técnica, para la fabricación de formas aún más complicadas. Además, los vidrios pueden procesarse mediante hilatura de fibras para formar fibras.

Los vidrios de la invención también pueden moldearse, por ejemplo, en productos tridimensionales. Pueden usarse formas sólidas moldeadas de vidrio, por ejemplo, como placas de soporte en cirugía, por ejemplo, para el tratamiento de un suelo orbital roto.

Existen también otras aplicaciones que no se han mencionado anteriormente, en las que pueden usarse vidrios de la invención. Por ejemplo, éstos pueden usarse como recubrimiento de implantes bioestables para mejorar la unión al tejido de un implante.

Las fibras de vidrio son un material potencial a aplicar en ingeniería tisular para regenerar nervios. La fibra de vidrio bioactivo se comporta como un armazón temporal para las neuronas, puesto que las neuronas pueden crecer y formas largas estructuras fibrosas cuando se cultivan en contacto íntimo con la fibra de vidrio.

Las fibras de vidrio pueden aplicarse posiblemente a la ingeniería tisular para regenerar células de miocardio, y otras células musculares.

Además, las composiciones de vidrio de la invención tienen algunas propiedades angiogénicas, es decir activan el crecimiento de vasos sanguíneos. Por lo tanto, el vidrio podría usarse para ingeniería tisular de tejidos vascularizados en general.

Claims

1. Una composición de vidrio bioactivo que comprende SiO_{2}, Na_{2}O, K_{2}O, CaO, y P_{2}O_{5}, caracterizada por la siguiente composición:

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2. Una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la siguiente composición:

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3. Una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la siguiente composición:

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4. Una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la siguiente composición:

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5. Una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la siguiente composición:

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6. Un uso de una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la reivindicación 1, para fibras de vidrio en forma de armazón sinterizado para su uso en cirugía.

7. Un método para fabricar una composición de vidrio bioactivo, comprendiendo el método las etapas de

\quad: seleccionar materias primas para la composición,

\quad: mezclar las materias primas,

\quad: fundir las materias primas en un vidrio homogéneo,

\quad: caracterizado por

\quad: seleccionar las materias primas de modo que el vidrio homogéneo tenga la composición de la reivindicación 1.

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8. Un implante que comprende una composición de vidrio bioactivo de la reivindicación 1.

9. Un implante de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el implante tiene al menos una estructura parcialmente porosa hecha de una composición de vidrio bioactivo de la reivindicación 1.

10. Un implante de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la estructura porosa comprende fibras sinterizadas.

11. Un implante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el implante comprende además una fase polimérica.

12. Un implante de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el implante comprende una composición de vidrio recubierta al menos en parte con un recubrimiento polimérico.

13. Un implante de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el implante comprende fibras de vidrio embebidas en una matriz polimérica.

14. Un implante de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque la composición de vidrio constituye un recubrimiento de un material bioestable del implante.

15. Un implante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque el implante comprende al menos una pirrolidona.