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