ES2346562T3 - Composicion de cemento oseo y procedimiento de fabricacion del mismo. - Google Patents

Composicion de cemento oseo y procedimiento de fabricacion del mismo.

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ES2346562T3 ES06776621T ES06776621T ES2346562T3 ES 2346562 T3 ES2346562 T3 ES 2346562T3 ES 06776621 T ES06776621 T ES 06776621T ES 06776621 T ES06776621 T ES 06776621T ES 2346562 T3 ES2346562 T3 ES 2346562T3
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Abstract

Una composición de cemento óseo que comprende la mezcla endurecible de: (a) un primer componente que comprende un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, un dador de radicales, y un polímero vinílicoo prepolimerizado; y (b) un segundo componente que comprende un barredor de radicales, un diluyente, un acelerante de polimerización y un monómero reactivo, en la que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión es hidroxiapatita secada por aspersión.

Description

Composición de cemento óseo y procedimiento de fabricación del mismo.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
La Invención en general se refiere a composiciones útiles como cementos óseos y, más específicamente, a composiciones útiles en la cirugía espinal, a un kit que contiene componentes envasados de la composición, y a un método para preparar la composición.
Breve descripción de la tecnología relacionada
Se sabe que las composiciones de cemento óseo son útiles para unir o fijar un material de implante al hueso natural y para reparar de otro modo el hueso natural dañado. Estas composiciones son especialmente útiles en procedimientos ortopédicos y dentales. Aunque las composiciones de cemento óseo gozan de amplio uso en la técnica medicinal, estas composiciones necesitan ser diseñadas cuidadosamente dependiendo del sitio quirúrgico en el que se utilizarán. Por ejemplo, las composiciones apropiadas para el uso en la reparación de hueso dañado en una extremidad pueden no ser idealmente apropiadas para el uso en la reparación de dientes dañados. De modo similar, las composiciones útiles en la reparación de una extremidad o un diente pueden no ser idealmente apropiadas para reparar quirúrgicamente la columna espinal.
La cirugía espinal es compleja y riesgosa dada la proximidad del sitio quirúrgico a la médula espinal y principales órganos. La cirugía espinal convencional puede reparar vértebras fracturadas y restaurar la estatura del paciente, pero es altamente invasiva e involucra riesgos importantes. Estas cirugías involucran hacer largas incisiones en el pecho o espalda del paciente de manera que los instrumentos metálicos puedan mover los huesos fracturados de regreso a sus posiciones normales. Sin embargo, los instrumentos utilizados en estas cirugías típicamente no están diseñados para manipular hueso deteriorado. Los huesos después se mantienen en el lugar mediante implantes metálicos, los que en el caso de pacientes de edad avanzada con osteoporosis, pueden no lograr mantenerlos debido a la blandura del hueso esponjoso interno al que los implantes se fijan o unen. Por consiguiente, la cirugía espinal convencional se realiza en raras circunstancias. Aún cuando se realiza, el carácter invasivo del procedimiento puede dar como resultado daño a la médula espinal, dolor, infección y otros trastornos que requieren procedimientos postoperatorios correctivos.
Los recientes desarrollos en cirugía espinal han hecho posible reducir el carácter invasivo frecuente en procedimientos convencionales, reduciendo de ese modo algunos de los riesgos históricamente asociados a los procedimientos. Entre esos desarrollos hay desarrollos en composiciones utilizadas para unir los implantes a un hueso natural o actuar ellas mismas como sustitutos de huesos. Otro desarrollo reciente es la capacidad de utilizar dispositivos similares a una jeringa para administrar estas composiciones al sitio quirúrgico de una manera no invasiva. Los dispositivos apropiados y procedimientos de administración se describen en las Patentes Estadounidenses Nos. 6.241.734 y 6.613.054, y Publicación de Solicitud de Patente Estadounidense Nos. 2004/0122359 y 2002/0191487. En combinación, las composiciones de cemento óseo convencionales junto con los métodos de administración mejorados que describen estas publicaciones pueden reducir el carácter invasivo de la cirugía espinal convencional haciendo que el procedimiento sea una opción más viable para pacientes necesitados del tratamiento.
Típicamente, las actuales composiciones de cemento óseo se venden en preparaciones de dos componentes que contienen un componente en polvo (o seco) y un componente líquido (o húmedo), que, al combinarse, se polimerizan para formar una sustancia endurecida que imita muchas de las propiedades físicas del hueso natural. El componente en polvo incluye un agente de relleno y un material polimérico, mientras que el componente líquido incluye un monómero reactivo (por ejemplo, metacrilato de metilo). El agente de relleno es un material que es bioactivo sobre su superficie para promover el crecimiento natural del hueso sobre el mismo. Un ejemplo de dicho agente de relleno es la hidroxiapatita. La hidroxiapatita posee una gran superficie que indeseablemente absorbe el monómero reactivo. De ese modo, las actuales preparaciones contienen una cantidad en exceso de monómero reactivo debido a que una porción del monómero reactivo es absorbido en la hidroxiapatita y, por ello, no participa en la reacción de polimerización. Cuando los dos componentes se combinan para formar la preparación y se aplican en la práctica, el monómero puede sufrir una reacción exotérmica a medida que la composición se endurece. Este calor generado por la reacción es altamente indeseable debido a que puede dañar los nervios, huesos y el tejido circundante, por ejemplo. Esto es especialmente indeseable en la cirugía espinal debido a la proximidad de la médula espinal. Además, la presencia del monómero reactivo puede dar como resultado una contracción indeseable de la composición después de la polimerización - disminuyendo la calidad de la unión entre la composición y el hueso al que se une/aplica la composición. Más aún, el monómero reactivo_{ }puede ser tóxico para un paciente si está presente en grandes cantidades. De ese modo, cuanto menor es la cantidad de monómero reactivo necesario en la composición menor es la posibilidad de que la composición experimente contracción indeseable, y menores son las incidencias de la exposición del paciente al calor y materiales tóxicos.
Por consiguiente, existe una necesidad de una composición de cemento óseo mejorada que incluya una cantidad reducida de monómero reactivo, y un agente de relleno con una superficie, tamaño de partícula, y propiedades reológicas apropiados para el uso previsto de la composición.
La Publicación de Patente Internacional No. WO 01/49327 divulga un cemento óseo bioactivo que comprende un componente en polvo que incluye hidroxiapatita que contiene estroncio. La Patente Estadounidense No. 6.153.664 divulga un dispositivo de fijación interna bioerosionable hecho de aleación de red semi-interpenetrante polimérica bioerosionable. El dispositivo puede comprender una composición osteoinductora que comprende hidroxiapatita. Ni la Publicación de Patente Internacional No. WO 01/49327 ni la Patente Estadounidense No. 6.153.664 divulgan o sugieren la incorporación de hidroxiapatita secada por aspersión. La Publicación de Patente Estadounidense No. 2004/0226479 divulga un cemento óseo o dental que comprende una matriz de material inorgánico rígido polimérico fusionada con compuestos fibrosos fabricados de fibras de alúmina, fibras de sílice y una fuente de fusión, por ejemplo nitruro de boro. La Publicación de Patente Estadounidense No. 2004/0226479 ni divulga ni sugiere la incorporación de hidroxiapatita.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
En la presente memoria se divulga una composición que comprende un producto de reacción o una mezcla endurecible de primer y segundo componente, incluyendo el primer componente un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, un dador de radicales y un polímero vinílico prepolimerizado, e incluyendo el segundo componente un barredor de radicales, un diluyente, un acelerante de polimerización y un monómero reactivo. También en la presente memoria se divulga un método para preparar la composición, que en general incluye mezclar el primer y segundo componentes en condiciones apropiadas para formar el producto de reacción. El primer componente también puede denominarse componente en polvo o seco, ya que ese es su estado físico usual. De modo similar, también el segundo componente puede denominarse componente líquido o húmedo, ya que ese es su estado físico usual. También se divulga en la presente memoria un kit en el que el primer y segundo componentes se mantienen separados uno del otro (por ejemplo, envasados o contenidos en forma separada) hasta que estén listos para el uso en la formación de la composición.
Según se describe de aquí en adelante, las realizaciones de la combinación de ingredientes que comprenden el primer y segundo componentes proporcionan en forma conveniente una composición de cemento óseo que supera las deficiencias hasta ahora no abordadas en el campo. Específicamente, el primer componente incluye un agente de relleno inorgánico secado por aspersión. Los agentes de relleno inorgánicos apropiados incluyen hidroxiapatita, hidroxiapatita sustituida con fluoruro, hidroxiapatita sustituida con estroncio, tal como los descritos en la publicación internacional WO 03/103734.
En una realización, el agente de relleno inorgánico se seca por aspersión y puede prepararse mezclando un agente de relleno inorgánico comercialmente disponible con un disolvente orgánico para obtener una mezcla que después se seca por aspersión utilizando mecanismos y técnicas convencionales de secado por aspersión para proporcionar el agente de relleno inorgánico secado por aspersión. El agente de relleno inorgánico secado por aspersión es una hidroxiapatita secada por aspersión y se prepara mezclando una hidroxiapatita comercialmente disponible con un disolvente orgánico para obtener una mezcla, que después se seca por aspersión utilizando mecanismos y técnicas convencionales de secado por aspersión, dando como resultado (con sinterizado adicional) una reducción de 60 veces en la superficie. La hidroxiapatita está comercialmente disponible de una variedad de fuentes, tales como, por ejemplo, Merck KGaA (Alemania). Los agentes de relleno inorgánicos precipitados, tales como la hidroxiapatita precipitada, también pueden secarse por aspersión y utilizarse en la composición y de acuerdo con el método divulgado para fabricar la composición.
El disolvente orgánico puede ser cualquier líquido orgánico que pueda volatilizarse fácilmente al secarse por aspersión utilizando mecanismos y técnicas convencionales de secado por aspersión. Preferiblemente, sin embargo, el disolvente orgánico se selecciona del grupo que consiste en alcohol polivinílico (PVA), polivinilpirrolidina (PVP), acetona, alcoholes, polietilenglicol (PEG), aceites de ácidos grasos y mezclas de los mismos. Entre los disolventes orgánicos, se prefiere más el PVA.
A continuación, el agente de relleno inorgánico secado por aspersión debe sinterizarse a una temperatura en el intervalo de 900ºC a 1280ºC durante diez minutos por kilogramo a cinco horas por kilogramo, preferiblemente a una temperatura en el intervalo de 1200ºC a 1240ºC durante 30 minutos por kilogramo a dos horas por kilogramo. El agente de relleno inorgánico secado por aspersión, sinterizado, resultante puede romperse fácilmente en trozos más pequeños para obtener un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, sinterizado, que posee un tamaño de partícula preferido que cae dentro del intervalo de tamaño de partícula para el polímero vinílico prepolimerizado (es decir, 20 micrómetros (\mum) a 55 \mum), descrito más abajo. Además, debido a que los componentes de la composición y la propia composición posiblemente tendrán que atravesar una vía estrecha y posiblemente tortuosa a través de un dispositivo similar a una jeringa y/u otro mecanismo de administración al sitio quirúrgico, es deseable utilizar materiales que no obstruyan la vía. Por consiguiente, cuanto más pequeño es el tamaño de partícula, menor es la posibilidad de que el material obstruya esta vía.
El primer componente en general incluye 0,5% en peso a 99,5% en peso del agente de relleno inorgánico secado por aspersión, basado en el peso total del primer componente. Preferiblemente, el primer componente incluye 10% en peso a 70% en peso del agente de relleno, y aún más preferiblemente 30% en peso a 50% en peso del agente de relleno, basado en el peso total del primer componente.
Según se observó anteriormente, el primer componente también puede incluir un polímero vinílico prepolimerizado. Preferiblemente, el polímero vinílico prepolimerizado se selecciona del grupo que consiste en poli(metacrilato de metilo) (PMMA), acrilatos de estireno prepolimerizados, poli-metacrilato, poli-etacrilato, polibutilmetacrilato y copolímeros de los mismos y mezclas de los mismos. Según se observó con anterioridad, preferiblemente el polímero vinílico prepolimerizado comprende perlas que poseen un tamaño de partícula promedio de 20 \mum a 35 \mum. Preferiblemente, el polímero vinílico prepolimerizado es PMMA.
El primer componente en general incluye 0,5% en peso a 99,5% en peso del polímero vinílico prepolimerizado, basado en el peso total del primer componente. Preferiblemente, el primer componente incluye 50% en peso a 90% en peso del polímero vinílico prepolimerizado, y aún más preferiblemente 30% en peso a 70% en peso del polímero vinílico prepolimerizado, basado en el peso total del primer componente.
También está presente un dador de radicales en el primer componente. Según se describe en más detalle más abajo, el dador de radicales se utiliza para iniciar una reacción de polimerización con el monómero reactivo presente en el segundo componente. Preferiblemente, el dador de radicales se selecciona del grupo que consiste en peróxido de benzoílo (BPO), azo-bis-isobutirilnitrilo (AIBN) y mezclas de los mismos.
En una realización, el resto del primer componente en general está constituido por el dador de radicales. De este modo, el primer componente puede incluir 0,5% en peso a 5% en peso del dador de radicales, basado en el peso total del agente de relleno inorgánico secado por aspersión y el polímero vinílico prepolimerizado. Preferiblemente, el primer componente incluye 0,6% en peso a 3% en peso del dador de radicales, y aún más preferiblemente 0,9% en peso a 2% en peso del dador de radicales, basado en el peso total del agente de relleno inorgánico secado por aspersión y el polímero vinílico prepolimerizado.
Opcionalmente, el primer componente puede incluir un ingrediente seleccionado del grupo que consiste en antibióticos, agentes citostáticos, agentes analgésicos, desinfectantes, conservantes, factores de crecimiento, factores proliferativos, proteínas, péptidos, biopolímeros, marcadores para obtención de imágenes, colorantes y mezclas de los mismos. Los ingredientes particularmente preferidos entre los anteriores incluyen aquellos seleccionados del grupo que consiste en gentamicina, trombamicina, clindamicina, vancomicina, \beta-TGF o un análogo de los mismos, un compuesto de la serie de proteínas morfogénicas óseas, y mezclas de los mismos.
Los marcadores para obtención de imágenes apropiados incluyen, pero sin limitación, sulfato de bario (BaSO_{4}), dióxido de zirconio, CHI_{3}, Na_{2}FPO_{3} y CaF_{2}. Entre estos marcadores, se prefiere el sulfato de bario. Si está presente, el marcador para obtención de imágenes puede comprender hasta 30% en peso del primer componente. En la medida que esté presente un marcador para obtención de imágenes, éste reducirá la cantidad de agente de relleno inorgánico secado por aspersión presente en el primer componente. El marcador para obtención de imágenes no es un componente necesario. En cambio, su presencia en la composición ayudaría al usuario (por ejemplo, un cirujano) a visualizar la aplicación de la composición a un sitio quirúrgico a través de un dispositivo lector de imágenes (por ejemplo, un fluoroscopio en el caso del sulfato de bario). La presencia del marcador para obtención de imágenes, por ello, no imparte ningún atributo mecánico a la composición - el mismo es simplemente un auxiliar para asistir al usuario.
De modo similar, un colorante, si está presente, no imparte ningún atributo mecánico a la composición - es también simplemente un auxiliar para asistir al usuario (por ejemplo cirujano, técnico médico, auxiliar o enfermero). Por ejemplo, el colorante podría utilizarse para informar rápidamente al cirujano el tipo de composición que él/ella está utilizando. Los usuarios pueden haber conocido en este ámbito que un colorante de color púrpura es indicativo de una composición de cemento óseo apropiada para el uso en la espina dorsal, mientras que los usuarios pueden conocer en la técnica un material de color diferente que sea indicativo de una composición de cemento óseo apropiada para otra aplicación.
Según se describe más arriba, en una realización, el segundo componente puede incluir un acelerante de polimerización, un monómero reactivo, un diluyente y un barredor de radicales. Preferiblemente, el acelerante de polimerización se selecciona de manera tal que la reacción de polimerización se produce a las temperaturas corporales normales o por debajo de ellas para no causar daño al sitio quirúrgico y áreas circundantes. El acelerante de polimerización preferiblemente es una amina terciaria. Las aminas terciarias apropiadas incluyen, pero sin limitación, dimetilparatoluidina (DMPT) y dihidroxietilortotoluidina. Aunque se considera que la DMPT es tóxica para los seres humanos, en bajas concentraciones, puede no obstante utilizarse sin consecuencias adversas.
El segundo componente en general incluye 0,1% en peso a 3% en peso del acelerante de polimerización, basado en el peso total del segundo componente. Preferiblemente, el segundo componente incluye 0,2% en peso a 2% en peso del acelerante de polimerización, y aún más preferiblemente 0,3% en peso a 0,4% en peso del acelerante de polimerización, basado en el peso total del segundo componente.
También está presente un monómero reactivo en el segundo componente. El monómero reactivo se selecciona del grupo que consiste en metacrilato de metilo (MMA), monoacrilatos de PEG, diacrilatos de PEG, monometacrilatos de PEG, dimetacrilatos de PEG, mono-/diacrilato/metacrilato de PEG, metacrilatos de butanodiol, acrilatos de poliolefina, uretanoacrilatos, metacrilatos y mezclas de los mismos. Entre los monómeros reactivos basados en PEG, se prefieren aquellos que poseen un peso molecular en el intervalo de aproximadamente 200 Daltones (D) a aproximadamente 1500 D. Preferiblemente, el monómero reactivo es MMA.
El segundo componente en general incluye 10% en peso a 99% en peso del monómero reactivo, basado en el peso total del segundo componente. Preferiblemente, el segundo componente incluye 40% en peso a 95% en peso del monómero reactivo, y aún más preferiblemente 60% en peso a 90% en peso del monómero reactivo, basado en el peso total del segundo componente.
En una realización, el segundo componente también puede incluir un diluyente. Los diluyentes apropiados incluyen, pero sin limitación, polietilenglicol (PEG), un éster de ácido mellítico y mezclas de los mismos. Preferiblemente, el diluyente es PEG. Cuando está presente, un éster preferido del ácido mellítico es el éster de tri-octilo del ácido mellítico. En general, el diluyente debe tener un peso molecular tal que el diluyente permanezca en forma líquida a temperatura ambiente. Cuando se utiliza PEG, preferiblemente su peso molecular es 100 D a 1000 D, y más preferiblemente 400 D a 800 D. La presencia del diluyente en el segundo componente proporciona múltiples beneficios. Por ejemplo, el diluyente deseablemente proporciona la capacidad de controlar la rigidez de la composición de cemento óseo después del curado/endurecimiento. Si bien no se desea quedar ligado a ninguna teoría particular, se cree que una rigidez inferior es beneficiosa porque estimula mejor las propiedades reales del los huesos humanos. La presencia de PEG en el intervalo de peso antes mencionado no afecta desfavorablemente la resistencia a la compresión y la resistencia a la curvatura de la preparación. De ese modo, la rigidez puede ser controlada más fácilmente/rápidamente por la presencia de PEG, sin comprometer las resistencias a la compresión y curvatura de la preparación con relación a las preparaciones de la técnica anterior. Las resistencias a la compresión y curvatura pueden ser afectadas desfavorablemente cuando la cantidad de diluyente excede el 30% en peso, basada en el peso total de la composición. Además, la presencia de diluyente desestabiliza rápidamente al dador de radicales (produciendo así un endurecimiento más rápido de la preparación) y reduce la cantidad de acelerante de polimerización (por ejemplo, DMPT) necesario. Si la resistencia a la compresión de la preparación endurecida puede reducirse por debajo de 30 mega-Pascales (mPa), entonces la cantidad de diluyente (por ejemplo, PEG) puede incrementarse con una reducción concomitante en la cantidad de monómero reactivo.
El segundo componente en general incluye 1% en peso a 90% en peso del diluyente, basado en el peso total del segundo componente Preferiblemente, el segundo componente incluye 5% en peso a 60% en peso del diluyente, y aún más preferiblemente 10% en peso a 40% en peso del diluyente, basado en el peso total del segundo componente.
En una realización, el segundo componente también puede incluir un barredor de radicales. El barredor de radicales está presente en el segundo componente para retardar o detener la capacidad del monómero reactivo de auto-polimerizarse (la auto-polimerización es indeseable). El monómero reactivo a menudo se vende con suficiente barredor de radicales. Preferiblemente, el barredor de radicales se selecciona del grupo que consiste en hidroquinona, monometiléter de la hidroquinona, vitamina E y mezclas de los mismos.
La cantidad del barredor de radicales presente en el segundo componente en general dependerá de la cantidad de monómero reactivo presente. En la medida en que se necesiten/deseen cantidades adicionales de barredor de radicales, éste puede añadirse de manera tal que el segundo componente incluya 5 partes por millón (ppm) a 500 ppm del barredor de radicales. Preferiblemente, el barredor de radicales está presente en el segundo componente en una cantidad de 30 ppm a 400 ppm, y aún más preferiblemente 50 ppm a 200 ppm.
Los ingredientes opcionales presentes en el segundo componente pueden incluir uno o más seleccionados del grupo que consiste en un colorante, una mezcla de proteínas, un agente quimioterapéutico, un fármaco, un antibiótico y mezclas de los mismos. La mezcla de proteínas puede se runa mezcla de proteínas insensibles/sensibles al calor, que puede incluir factores de crecimiento mitogénicos, factores de crecimiento morfogénicos y mezclas de los mismos. Un ejemplo de un fármaco apropiado que puede ser parte del segundo componente es un bisfosfonato. Aunque el segundo componente puede incluir un antibiótico, preferiblemente los antibióticos cuando están presentes en la composición están presentes en el primer componente.
La composición de cemento óseo en general se prepara mediante un procedimiento que en general incluye mezclar el primer y segundo componentes en condiciones apropiadas para formar el producto de reacción. El producto de reacción preferiblemente es curable a presión estándar (es decir, 100 kPa) y a temperaturas que oscilan entre la temperatura estándar (es decir, 25ºC) y aproximadamente 50ºC. La relación en peso del primer componente (seco o en polvo) al segundo componente (húmedo o líquido) es 2,2:1 a 3,3:1, preferiblemente 2,5:1. Por ejemplo, si la preparación incluye diez gramos del primer componente, entonces ésta debe incluir aproximadamente cuatro gramos del segundo componente.
Cuando se combinan el primer y segundo componentes, el acelerante de polimerización presente en el segundo componente y el dador de radicales presente en el primer componente inician una reacción de polimerización. En la práctica, el dador de radicales se descompondrá cuando encuentre el acelerante de polimerización desarrollando un radical libre que atacará los dobles enlaces presentes en el monómero haciendo que el monómero se polimerice y finalmente se endurezca. Esta reacción en el contexto de la composición producirá una composición curada.
En realizaciones preferidas, los componentes de la composición pueden ser inyectados rápidamente a través de un dispositivo similar a una jeringa u otro mecanismo de administración a un sitio quirúrgico, donde reaccionan para formar la composición y se curan hasta un estado endurecido. La composición es persistente en el sitio quirúrgico, adhiriéndose preferiblemente al tejido y/o hueso in situ. Además, la composición es estable en el sentido de que en general no sufre ningún cambio importante in situ. Cuando se endurece/cura, la composición también es fuerte y elástica en el sentido de que es capaz de soportar cargas sin experimentar deformación indebida o permanente. Aún más, se cree que la composición es bien tolerada por el cuerpo en el sentido de que ésta produce, a lo sumo, niveles tolerables de respuestas inmunes e inflamatorias. Se debe apreciar, sin embargo, que las realizaciones preferidas de la composición, si bien satisfacen al menos algunas de estas ventajas, pueden no satisfacer todas estas ventajas en cada caso.
En una realización, la composición preferiblemente se vende/distribuye a los usuarios en un kit donde el primer y segundo componentes se mantienen separados (por ejemplo, envasados o contenidos en forma separada) hasta que estén listos para el uso en la formación de la composición. El usuario puede recibir un equipo mezclador que contiene los componentes de la misma en compartimentos separados. Véase en general, la Patente Estadounidense No. 6.241.734 y las Publicaciones de Solicitud de Patente Estadounidenses Nos. 2004/0122359 A1 y 2002/0191487 A1. Estas publicaciones en general describen equipos apropiados para mezclar y administrar los componentes de la composición y mezclas de los mismos para formar la composición. Los componentes posiblemente serán mezclados por el usuario antes del procedimiento quirúrgico con un equipo de mezclado apropiado. Una vez que se forma la composición, debe transferirse a un equipo apropiado para administrar la composición (o mezcla de los componentes) al sitio quirúrgico antes de que la composición (o mezcla) se endurezca/cure.
La composición puede aplicarse utilizando una variedad de mecanismos tales como, por ejemplo, los descritos en las Patentes Estadounidenses Nos. 5.972.015 y 6.066.154. Estas patentes en general describen un procedimiento denominao "cifoplastía," que utiliza uno o dos balones, similares a los balones de angioplastía, para reducir la fractura ósea de vértebras y restaurar la altura vertebral antes de inyectar una composición de cemento óseo. Por ejemplo, se introducen dos balones en las vértebras a través de una cánula transpedicular bilateral. Los balones se inflan para reducir la fractura, después se desinflan y se retiran, dejando una cavidad relativamente vacía en la que se inyecta la composición de cemento óseo. El inflado de los balones y posterior inyección de la composición ayuda a restaurar la altura vertebral.
Ejemplo
El siguiente ejemplo se proporciona para ilustrar una realización de la composición divulgada, cómo se fabrica, y los resultados de las pruebas realizadas a la composición, pero no tiene como objetivo limitar el alcance de la divulgación.
Se obtuvo hidroxiapatita de Merck KGaA (Alemania) y se secó por aspersión mediante Pharmarone (Alemania) y después se sinterizó para dar una hidroxiapatita secada por aspersión sinterizada que posee un tamaño de partícula de 20 \mum a 35 \mum. La superficie de la hidroxiapatita sinterizada y secada por aspersión era 0,8 m^{2}/g, según se determinó por análisis BET. Se preparó un primer componente (es decir, un componente seco o en polvo) combinando (a) 7 gramos de BPO obtenidos de Sigma Chemical Company, (b) 120 gramos de Plexidon MW 422, que es un polímero vinílico prepolimerizado, de Fa. Rohm GmbH (Darmstadt, Alemania), (c) 156 gramos de hidroxiapatita secada por aspersión, sinterizada, y (d) 31,2 gramos de sulfato de bario. Estos ingredientes se mezclan en un molino de bolas rotando a una velocidad de 200 rotaciones por minuto con 405 gramos de bolas de Steatit de 20 mm de diámetro durante 50 minutos. Se preparó un segundo componente (es decir, el componente húmedo o líquido) e incluyó (a) 64,6 gramos de MMA, (b) 5 gramos de dimetacrilato de butanodiol, (c) 30 gramos de PEG (peso molecular 400 D), y (d) 0,4 gramos de DMPT. Se mezclaron diez gramos del primer componente y 3,5 gramos del segundo componente a temperatura y presión estándar y se ajustaron para dar un material endurecido. Las características de manipuleo se midieron a 19,5ºC. El tiempo de formación de masa de jeringa fue de seis minutos 20 segundos, el tiempo de formación de masa del dispositivo de agente de relleno óseo fue de siete minutos 20 segundos, y el tiempo de formación de masa final fue de quince minutos.
El material se sometió posteriormente a pruebas de resistencia. Específicamente, el material se sometió a una prueba realizada conforme a la norma ISO 5833 para proporcionar datos con respecto a las resistencias a la compresión y unión. El material tuvo una resistencia a la compresión de 30,25 Newton por milímetro cuadrado (N/mm^{2}) medida después de dos horas, y 30,78 N/mm^{2} medida después de 24 horas. El material tuvo una resistencia a la curvatura en tres puntos de 25,6 MPa después de 24 horas e incubación en seco, y 37,2 MPa después de tres días de inmersión en solución salina a 37ºC. El material tuvo un módulo de Young (módulo elástico) de 1181 MPa después de 24 horas de incubación en seco, y 1532 MPa después de tres días de inmersión en solución salina a 37ºC.

Claims (33)

1. Una composición de cemento óseo que comprende la mezcla endurecible de:
(a) un primer componente que comprende un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, un dador de radicales, y un polímero vinílicoo prepolimerizado; y
(b) un segundo componente que comprende un barredor de radicales, un diluyente, un acelerante de polimerización y un monómero reactivo,
en la que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión es hidroxiapatita secada por aspersión.
2. La composición de la reivindicación 1, en la que el primer componente y el segundo componente están presentes en una relación en peso de 2,2:1 a 3,3:1.
3. La composición de la reivindicación 1 o 2, en la que el primer componente comprende además un ingrediente opcional seleccionado del grupo que consiste en un antibiótico, un agente citostático, un agente analgésico, un desinfectante, un conservante, un factor de crecimiento, un factor proliferativo, una proteína, un péptido, un biopolímero, un marcador para obtener imágenes, un colorante y mezclas de los mismos.
4. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el segundo componente comprende además un ingrediente opcional seleccionado del grupo que consiste en un colorante, una mezcla de proteínas, un agente quimioterapéutico, un fármaco, un antibiótico y mezclas de los mismos.
5. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la hidroxiapatita secada por aspersión comprende una hidroxiapatita secada por aspersión sinterizada.
6. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el dador de radicales se selecciona del grupo que consiste en peróxido de benzoílo (BPO), azo-bis-isobutirilnitrilo (AIBN) y mezclas de los mismos.
7. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero vinílico prepolimerizado se selecciona del grupo que consiste en poli(metacrilato de metilo) (PMMA), acrilatos de estireno prepolimerizados, poli-metacrilato, poli-etacrilato, polimetacrilato de butilo y copolímeros de los mismos, y mezclas de los mismos, siendo el polímero vinílico prepolimerizado preferiblemente PMMA.
8. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero vinílico prepolimerizado comprende perlas que poseen un tamaño de partícula promedio de 20 micrómetros (\mum) a 55 \mum.
9. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el barredor de radicales se selecciona del grupo que consiste en hidroquinona, monometiléter de la hidroquinona, vitamina E y mezclas de los mismos.
10. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el diluyente se selecciona del grupo que consiste en polietilenglicol (PEG), un éster del ácido mellítico y mezclas de los mismos, donde preferiblemente el éster de ácido melítico es el éster trioctílico del ácido mellítico.
11. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el diluyente posee un peso molecular tal que el diluyente es un líquido a temperatura y presión estándar.
12. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el monómero reactivo se selecciona del grupo que consiste en metacrilato de metilo (MMA), monoacrilatos de PEG, diacrilatos de PEG, monometacrilatos de PEG, dimetacrilatos de PEG, mono-/di-acrilato/metacrilato de PEG, metacrilatos de butanodiol, acrilatos de poliolefina, uretanoacrilatos, metacrilatos y mezclas de los mismos, donde el monómero reactivo es preferiblemente MMA.
13. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el acelerante de polimerización se selecciona del grupo que consiste en dimetilanilina, dietilanilina, dimetilparatoluidina (DMPT), dietilparatoluidina y mezclas de las mismas, donde preferiblemente el acelerante de polimerización se selecciona del grupo que consiste en dimetilparatoluidina (DMPT) y dihidroxietilortotoluidina y mezclas de los mismos.
14. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el primer componente comprende 0,5% en peso a 99,5% en peso del agente de relleno inorgánico secado por aspersión, basado en el peso total del primer componente.
15. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el primer componente comprende 0,5% en peso a 5% en peso de un dador de radicales, basado en el peso total del agente de relleno inorgánico secado por aspersión y el polímero vinílico prepolimerizado.
16. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el primer componente comprende 0,5% en peso a 99,5% en peso de polímero vinílico prepolimerizado, basado en el peso total del primer componente.
17. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 16, en la que el marcador para obtener imágenes está presente en el primer componente y comprende hasta 30% en peso del primer componente, basado en el peso total del primer componente.
18. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el barredor de radicales comprende 5 partes por millón del segundo componente (ppm) a 500 ppm.
19. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el segundo componente comprende 1% en peso a 90% en peso del diluyente, basado en el peso total del segundo componente.
20. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el segundo componente comprende 0,1% en peso a 3% en peso del acelerante de polimerización, basado en el peso total del segundo componente.
21. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el segundo componente comprende 10% en peso a 99% en peso de monómero reactivo, basado en el peso total del segundo componente.
22. Un método para preparar una mezcla endurecible de una composición de cemento óseo de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo el método mezclar
(a) un primer componente que comprende un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, en el que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión es hidroxiapatita secada por aspersión, un dador de radicales, y un polímero vinílico prepolimerizado; y
(b) un segundo componente que comprende un barredor de radicales, un diluyente, un acelerante de polimerización y un monómero reactivo,
para formar el producto de reacción curable.
23. El método de la reivindicación 22, que comprende además curar el producto de reacción, donde el curado es opcionalmente a presión estándar y a una temperatura en el intervalo de 25 a 50ºC.
24. El método de la reivindicación 22, que comprende además mezclar el primer y segundo componentes en una relación en peso entre el primer componente y el segundo componente de 2.2:1 a 3.3:1.
25. El método de la reivindicación 22, en el que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión comprende una hidroxiapatita secada por aspersión preparada combinando la hidroxiapatita con un disolvente orgánico para formar una mezcla, y secando por aspersión la mezcla.
26. El método de la reivindicación 22, en el que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión comprende una hidroxiapatita secada por aspersión sinterizada preparada combinando la hidroxiapatita con un disolvente orgánico para formar una mezcla, secando por aspersión la mezcla, y sinterizando la mezcla secada por aspersión.
27. La composición de la reivindicación 25 o 26 o el método de la reivindicación 25 o 26, donde el disolvente orgánico se selecciona del grupo que consiste en alcohol polivinílico (PVA), polivinilpirrolidina (PVP), acetona, alcoholes, polietilenglicol (PEG), aceites de ácidos grasos y mezclas de los mismos; donde, preferiblemente, el disolvente orgánico es alcohol polivinílico (PVA).
28. El método de la reivindicación 26 o 27, en el que el sinterizado se lleva a cabo a una temperatura de 900ºC a 1280ºC durante 10 minutos por kilogramo a cinco horas por kilogramo; donde, preferiblemente, la sinterización se realiza a una temperatura de 1200ºC a 1240ºC durante treinta minutos por kilogramo a dos horas por kilogramo.
29. Un kit que comprende
(a) un primer componente envasado que comprende un agente de relleno inorgánico secado por aspersión, un dador de radicales, y un polímero vinílico prepolimerizado; y
(b) un segundo componente envasado que comprende un barredor de radicales, un diluyente, un acelerante de polimerización y un monómero reactivo,
en el que el agente de relleno inorgánico secado por aspersión es hidroxiapatita secada por aspersión.
30. El kit de la reivindicación 29, en el que el primer componente se define según lo expuesto en una cualquiera de las reivindicaciones 3, 5 a 8, 14 a 17 y 25 a 28.
31. El kit de la reivindicación 29, en el que el segundo componente se define según lo expuesto en una cualquiera de las reivindicaciones 4, 9 a 13 y 18 a 21.
32. El kit de una cualquiera de las reivindicaciones 29 a 31, que comprende además un equipo apropiado para mezclar el primer y segundo componentes.
33. El kit de una cualquiera de las reivindicaciones 29 a 31, que comprende además un equipo apropiado para administrar una mezcla del primer y segundo componentes a un sitio quirúrgico.
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