BR102020026251A2 - Processo para obtenção de vidro bioativo a partir de sílica pirogênica, produto e uso - Google Patents
Processo para obtenção de vidro bioativo a partir de sílica pirogênica, produto e uso Download PDFInfo
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Abstract
PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE VIDRO BIOATIVO A PARTIR DE SÍLICA PIROGÊNICA, PRODUTO E USO. A presente tecnologia refere-se a um processo, de simples realização técnica e baixo custo de fabricação, à temperatura ambiente, de um vidro bioativo capaz de induzir a formação de uma camada de fosfato de cálcio, como a hidroxiapatita ou hidroxiapatita carbonatada (HCA), em contato com tecidos vivos ou em solução salina. Essa tecnologia refere-se à utilização de sílica pirogênica (SiO2) como material de partida, além de demais compostos contendo cálcio e fósforo. Este material bioativo apresenta potencialidade para substituir ou restaurar partes de tecidos duros, sob a forma de implantes ou matrizes ortopédicas ou odontológicas, para substituir enxerto ósseo autógeno, para revestir materiais de uso em órgãos artificiais, para ser utilizado como um arcabouço poroso em engenharia de tecidos ósseos e para servir como carreador de moléculas farmacologicamente ativas, podendo ser obtido na forma de monólitos, grânulos ou em qualquer forma e formato que se fizer necessária.
Description
[01] A presente tecnologia refere-se a um processo, de simples realização técnica e baixo custo de fabricação, à temperatura ambiente, de um vidro bioativo capaz de induzir a formação de uma camada de fosfato de cálcio, como a hidroxiapatita ou hidroxiapatita carbonatada (HCA), em contato com tecidos vivos ou em solução salina. Essa tecnologia refere-se à utilização de sílica pirogênica (SiO2) como material de partida, além de demais compostos contendo cálcio e fósforo. Este material bioativo apresenta potencialidade para substituir ou restaurar partes de tecidos duros, sob a forma de implantes ou matrizes ortopédicas ou odontológicas, para substituir enxerto ósseo autógeno, para revestir materiais de uso em órgãos artificiais, para ser utilizado como um arcabouço poroso em engenharia de tecidos ósseos e para servir como carreador de moléculas farmacologicamente ativas, podendo ser obtido na forma de monólitos, grânulos ou em qualquer forma e formato que se fizer necessária.
[02] Sendo o osso um dos órgãos mais transplantado do mundo, é fácil entender o porquê de haver tantos trabalhos científicos sobre o desenvolvimento de novas técnicas e biomateriais para sua substituição, após perda total ou parcial por acidentes ou doenças. Métodos convencionais para o reparo destes defeitos são o enxerto autógeno (o osso é removido do indivíduo em quem o enxerto será usado) e o enxerto alógeno (o tecido ósseo é removido do cadáver de um indivíduo da mesma espécie). Entretanto, as limitações e complicações relacionadas com a colheita de autoenxertos ósseos, bem como o risco potencial de transmissão de doenças de infecciosas ligadas aos aloenxertos ósseos, incentivam a pesquisa e desenvolvimento de substitutos ósseos.
[03] É com este intuito que pesquisadores buscam técnicas que facilitem a reparação óssea, tentando restabelecer, rapidamente, as funções fisiológicas. O emprego de materiais sintéticos, com este propósito, vem sendo vislumbrado como uma opção viável, e vários materiais têm sido testados.
[04] Biomateriais cerâmicos são constituídos de elementos metálicos e não metálicos, que sob a forma de óxidos, fosfatos, silicatos e carbetos, vêm sendo amplamente empregados na fabricação de componentes de implantes e próteses ortopédicas para reparação e regeneração de tecido ósseo. Esses materiais apresentam excelente biocompatibilidade e favorecem uma desejada interação entre o osso e o implante. Estruturas tridimensionais desses materiais, mimetizando a estrutura dos tecidos duros, também têm sido investigadas.
[05] Devido à similaridade química à fase mineralizada do tecido ósseo, aliada à excelente biocompatibilidade, comportamento osteocondutivo, capacidade para permitir a adsorção de proteínas e proliferação de células ósseas (fibroblastos e osteoblastos), a hidroxiapatita sintética é o principal material cerâmico bioativo utilizado para recobrimento e funcionalização de dispositivos ortopédicos.
[06] Vidros bioativos representam outro importante grupo de biomateriais inorgânicos e bioativos usados como arcabouços para engenharia de tecido. Um material biologicamente ativo (ou bioativo) é aquele que, quando implantado no tecido vivo, induz a formação de uma ligação interfacial com o tecido circundante. Vidros bioativos foram produzidos, inicialmente, pela técnica convencional de produção de vidro por fusão e rápido resfriamento e, posteriormente, pelo método sol-gel.
[07] Vidro bioativo derivado de fusão consiste na fusão de uma mistura de óxidos, carbonatos e fosfatos, seguida de uma têmpera do fundido para formar o vidro, o qual é então triturado quando o objetivo é obter o material na forma particulada. Sendo assim, sabendo que a formação da camada de hidroxiapatita carbonatada (HCA) (composto que faz a ligação do material com o tecido vivo) tem relação direta com a razão Ca/P, a bioatividade e a biocompatibilidade de um vidro bioativo são devidas à presença de fósforo e cálcio.
[08] A bioatividade dos vidros de silicato foi observada por Larry L. Hench que formulou e produziu uma composição especial de vidro de soda-cal-fosfato-silicato. Posteriormente, Ted Greenlee e colegas na Universidade da Flórida implantaram, com sucesso, um vidro no fêmur de ratos cuja formulação consistia de 45% de SiO2 em peso, com modificadores de rede de 24,5% de Na2O e 24,5% de CaO (Beckham CA, Greenlee TK, Crebo AR. Bone formation at a ceramic implant interface. Calcified Tissue Research. 1971;8,165—171). Adicionou-se ainda 6% de P2O5 à composição do vidro para simular os constituintes Ca/P da hidroxiapatita (HA). Os resultados iniciais mostraram total integração do vidro com o tecido hospedeiro, de forma que o mesmo não pôde ser removido do local implantado (Hench LL, Splinter RJ, Allen WC, Greenlee TK. Bonding mechanisms at the interface of ceramic prosthetic materials. J Biomed Mater Res. 1971; 5:117-141) (Greenlee TK, Beckham CA, Malmorg JC, Crebo AR. Glass ceramic bone implants - light microscopic study. J Biomed Mater Res. 1972;6(3):235-244). O biovidro foi patenteado com a marca Bioglass®.
[09] A capacidade do vidro bioativo a base de sílica se ligar ao tecido vivo é o resultado de uma série de complexas reações físico-químicas na superfície do mesmo sob condições fisiológicas, ocorrendo também em solução salina. Quando exposto ao fluido corporal, ou a soluções salinas, trocas catiônicas ocorrem, onde o Na+ e o Ca2+ intersticiais do vidro são substituídos por prótons da solução, formando grupos silanóis (-SiOH) na superfície e complexas ligações de hidrogênio não estequiométricas. O pH interfacial torna-se mais alcalino aumentando a concentração dos grupos silanóis de superfície. Posteriormente ocorrem reações de condensação/polimerização das espécies silanóis dentro da camada de superfície rica em sílica. O pH alcalino na interface da solução-vidro também favorece a precipitação e a cristalização de uma fase de HCA. Isto é ajudado pela liberação dos íons Ca2+ e PO43- do vidro para a solução durante o processo de dissolução da rede. Quando em solução biológica, os cristalitos de HCA nucleiam e se ligam a metabólitos interfaciais, tais como mucopolissacarídeos, colágeno e glicoproteínas. A incorporação de constituintes biológicos orgânicos dentro da camada em crescimento de HCA e SiO2 estimula a ligação com os tecidos vivos, incluindo tecido duro, como o osso, e tecido conectivo mole. Além disso, os produtos iônicos da dissolução do vidro bioativo estimulam o crescimento dos osteoblastos e a diferenciação de genes envolvidos em processos relacionados ao metabolismo osteoblástico e à homeostase óssea. Muitas pesquisas também mostram que os vidros bioativos promovem atividade enzimática, vascularização, mantém a adesão osteoblástica, além de regular o crescimento e diferenciação de células mensenquimais em osteoblastos.
[010] A bioatividade pode ser examinada efetivamente usando soluções não biológicas que imitam as composições de fluidos encontradas em locais de implantação relevantes no corpo. As investigações foram realizadas usando uma variedade dessas soluções, incluindo fluido corporal simulado (SBF), como descrito em Kokubo, e solução tampão Tris (Kokubo T, Kushitani H, Sakka S, Kitsugi T, Yamamuro T. Solutions able to reproduce in vivo surface-structure changes in bioactive glass-ceramic A-W3. J Biomed Mater Res. 1990;24(6):721-734.). O tampão Tris é uma solução tampão orgânica simples, enquanto o SBF é uma solução tamponada com concentrações de íons quase iguais às do plasma humano. A deposição de uma camada de HCA em um vidro exposto ao SBF é um teste reconhecido de bioatividade. Quando as partículas de vidro são expostas ao SBF, a taxa de desenvolvimento da camada HCA pode ser seguida por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, Espectroscopia de Raman ou Difração de raios X. A camada de HCA que se forma é estrutural e quimicamente equivalente à fase mineral do osso e permite a criação de uma ligação interfacial entre a superfície do vidro bioativo e o tecido vivo. A HCA é bioativa e suporta o crescimento ósseo e a osseointegração (Warren LD, Clark AE, Hench LL. An investigation of bioglass powders - quality assurance test procedure and test criteria. J Biomed Mat. Res - App. Biomat. 1989;23(A2):201-209 S).
[011] Desde o desenvolvimento do Bioglass®, houve muitas variações na composição original do vidro. Muitos vidros de sílica bioativos são baseados em uma fórmula chamada '45S5', significando 45% em peso de dióxido de silício (SiO2) e uma proporção molar de 5:1 de cálcio (Ca) para fósforo (P). Além disso, a introdução de íons sódio na composição do Bioglass® contribuiu para dois efeitos. Primeiro, o Na2O é um fundente eficaz no processo de fusão do vidro, diminuindo a temperatura de fusão do sistema e tornando mais fácil a sua homogeneização. Em segundo lugar, a dissolução do Na+ e do Ca2+ a partir do vidro resulta na formação de uma bicamada rica em sílica e em CaO-P2O5 e finalmente na formação de HCA (Medeiros ELG, Santos AMC, Medeiros ES, Menezes RR. Scaffolds de Vidros Bioativos: Desenvolvimento de Estruturas Bioativas Nanoestruturadas. Revista Eletrônica de Materiais e Processos. 2017;12(3):152-167.). No entanto, a presença de metais alcalinos, como sódio e potássio, em altas concentrações nos vidros bioativos, pode reduzir sua utilidade in vivo. Em particular, compósitos de vidro bioativos baseados em vidros com alto teor de metais alcalinos são suscetíveis à absorção de água por osmose, resultando em inchaço e rachaduras na matriz polimérica e podem, no caso de compósitos poliméricos degradáveis, exibir níveis aumentados de degradação.
[012] Esses vidros bioativos podem ser inadequados para uso como revestimentos para próteses metálicas, devido ao aumento do coeficiente de expansão térmica do vidro bioativo, como resultado da presença de metal alcalino. Além disso, altos níveis de metais alcalinos tornam os vidros bioativos inadequados para uso na fabricação de arcabouços porosos bioativos e revestimentos, pois sua presença reduz a diferença entre a temperatura de transição do vidro (Tg) e a temperatura inicial para sua cristalização, levando à cristalização durante a sinterização do vidro e uma redução subsequente na bioatividade.
[013] Os vidros bioativos encontram aplicações médicas na preparação de materiais de enxerto ósseo sintético para reparo ortopédico geral, craniofacial, maxilofacial e periodontal e como arcabouço em engenharia de tecidos ósseos.
[014] Apesar da capacidade dos biovidros em estimular o crescimento ósseo exceder a dos implantes à base de hidroxiapatita, eles apresentam algumas desvantagens, como baixa resistência à fratura. Por causa disso, modificações na formulação têm sido propostas.
[015] A patente US20090325775, de 2008, intitulada "Method for manufacturing a bioactive glass ceramic material’’, mistura pó de dióxido de titânio em escala nanométrica a óxido de cálcio (CaO) e pentóxido de fósforo (P2O5). A mistura é então fundida e resfriada para originar um vidro bioativo mecanicamente mais forte que os vidros usuais, obtidos pelo mesmo método de fusão.
[016] Apesar das vantagens e dessas alterações na formulação, o método padrão de fusão seguido da solidificação do líquido fundido para formar o vidro bioativo (especificamente da série Bioglass®) acompanha uma série de desvantagens, tais como: alto custo devido a altas temperaturas envolvidas e ao uso de recipientes especiais para sinterização; utilização de muitas etapas, que podem influenciar na bioatividade e aumentar a possibilidade de contaminação; a limitação de composição devido a altíssima temperatura de equilíbrio-liquidus do SiO2 (1713 °C) e a alta viscosidade do sistema fundido com alta porcentagem de SiO2. Além disso, esse método de produção produz frequentemente materiais quimicamente heterogêneos. Dessa forma, objetivou-se por um longo tempo, a procura por uma nova rota de fabricação desses materiais.
[017] Essa nova rota de fabricação de um vidro bioativo foi conseguida com o processo sol-gel. Esse processo essencialmente envolve uma mistura de precursores vítreos (metais alcoóxidos em solução) dentro de uma dispersão de partículas coloidais em um líquido, seguido por hidrólise, gelatização e aquecimento a uma temperatura de aproximadamente 900 °C. A mistura é moldada em uma fôrma antes de sua gelatificação, quando as partículas coloidais, se ligam para formar uma rede tridimensional rígida e porosa que pode ser envelhecida, seca, estabilizada quimicamente e/ou densificada para produzir estruturas com diferentes propriedades físicas. Todos estes passos podem ser feitos a temperaturas relativamente baixas, quando comparado com o processo derivado de fusão. Outra diferença entre os dois métodos de síntese é que os vidros bioativos derivados do sol-gel mantêm suas propriedades bioativas com maior porcentagem molar de SiO2 do que os vidros derivados de fusão. Como discutido no documento US 5074916, de 1990, intitulado “Alkali-free bioactive sol-gel compositions”, isto é, provavelmente, devido à presença de poros pequenos (aproximadamente 1,2 a 20 nm) e à grande área superficial dos pós derivados de sol-gel, que dão um aumento na densidade, da área superficial, dos sítios de nucleação para os cristalitos de hidroxiapatita, permitindo a formação de uma camada de hidroxiapatita em maior velocidade, com menor concentração proporcional de CaO e P2O5 e maiores níveis de S1O2 do que o necessário para conhecidas composições de vidros bioativos derivados de fusão.
[018] O método sol-gel utiliza temperaturas mais baixas que o de fusão, e sendo assim, não há mais a necessidade de componentes que sirvam como fundentes e que ajudem na homogeneização do sistema, tal como Na2O. Dessa forma, esse fato levou a simplificação do sistema, dando origem aos primeiros vidros do sistema ternário SiO2-CaO-P2O5. Além desse fato, outra consideração deve ser salientada: a adição desses componentes torna o vidro em questão mais solúvel em meio aquoso, fato esse, de suma importância para a formação da HCA e para a proliferação e diferenciação celular.
[019] Apesar das alterações da composição visando uma formulação mais adequada e da diminuição da temperatura no vidro sintetizado pelo método sol-gel, o processo de sinterização usado na eliminação dos componentes orgânicos residuais ainda é realizado a temperaturas relativamente altas, o que impossibilita a incorporação, durante a síntese, de substâncias não estáveis a temperaturas altas como: antibióticos como a eritromicina e tetraciclina; antivirais como aciclovir e ganciclovir; agentes promotores de cicatrização; anti-inflamatórios como corticosteróides e hidrocortisona; imunossupressores; fator de crescimento como fator de crescimento básico de fibroblastos, fator de crescimento derivado de plaqueta; proteínas morfogenéticas ósseas; hormônio paratireóide, hormônio de crescimento e fator de crescimento como a insulina; anti-metabólicos; agentes anti-catabólicos como ácido zoledrônico; bifosfonatos; moléculas de adesão celular; proteínas ósseas morfogênicas; agentes vascularisantes; anti-coagulantes e anestésicos tópicos como benzocaína e lidocaína; peptídeos; proteínas; polímero ou polissacarídeo conjugado com peptídeos, polímero ou polissacarídeo conjugado com proteínas, ou peptídeos moduladores e células tronco, importantes para serem utilizadas associadas aos implantes, para aumentar a velocidade de recuperação óssea (no caso de fatores de crescimento), para evitar infecção, difícil de combater com administração de antibióticos por via oral ou endovenosa, dentre outros motivos. A síntese sol-gel também tem sido conseguida à temperatura ambiente, tornando possível a incorporação de substâncias biologicamente ativas. Além disso, muitos desses vidros são sintetizados com tetraetóxido de sílicio, reagente conhecidamente tóxico
[020] Efeitos anti-inflamatório e antibacteriano têm sido investigados sem a adição de agentes biologicamente ativos. Assim, vários trabalhos estudam e discutem essas propriedades com o próprio vidro, ou com seus produtos de dissolução em água (Zhang D, Lepparanta O, Munukka E, Ylanen H, Viljanen MK, Eerola E, Hupa M, Hupa L. Antibacterial effects and dissolution behavior of six bioactive glasses. J Biomed Mater Res A. 2010;93(2):475-483.). Apesar dos vidros bioativos poderem ter esses dois efeitos continua inviável a adição de substâncias biologicamente ativas durante sua síntese de biovidros sujeitos a sinterização. Para aumentar a aplicabilidade dos vidros bioativos in vivo é, portanto, desejável fornecer novas formas de síntese.
[021] O documento PI 0200698-7, de 2002, intitulado “Processo para obtenção de um revestimento bioativo de fosfato de cálcio sobre substratos sólido”, refere-se a um processo, de simples realização técnica e baixo custo, de um revestimento bioativo de compostos de fosfato de cálcio como a hidroxiapatita sobre um substrato sólido, poroso ou não poroso, de materiais inorgânicos, orgânicos ou metálicos. Este material revestido, apresenta potencialidade para substituir ou restaurar partes de tecidos duros, sob a forma de implantes ou matrizes ortopédicas ou odontológicas, para revestir materiais de uso em órgãos artificiais e para servir como carreador de moléculas bioativas. O uso de materiais implantáveis contendo superfícies mais adaptáveis às condições do tecido hospedeiro, como é o caso deste revestimento, deverá contribuir para o melhor desempenho dos implantes.
[022] Na tecnologia que se pleiteia proteção propõem-se a síntese de vidro bioativo, pelo método sol-gel, mas sem a utilização de precursores tóxicos, como o tetraetóxido de silício, e sendo todo o processo realizado à temperatura ambiente. Como já discutido, as menores temperaturas de síntese, além de possibilitarem a incorporação de substâncias termicamente instáveis, levam a uma maior solubilidade da rede de sílica, o que também ocasiona um aumento na velocidade de deposição da HCA. O vidro bioativo da presente tecnologia é, por isso, particularmente preferido para ser usado na prevenção e/ou tratamento de tecidos danificados, como ossos e dentes.
[023] Na tecnologia em análise utilizou-se sílica (SiO2) pirogênica substituindo os alcóxidos ou o tetraetóxido de silício [Si(OC2H5)4] que são altamente tóxicos e contêm uma parte orgânica que é liberada durante a reação. Mesmo finalizada a reação, geralmente sobram partes orgânicas no vidro. Para a retirada dessa orgânico, pode-se aquecer o vidro, após a síntese, a altas temperaturas (cerca de 700 °C). Esse aquecimento é suficiente para retirar qualquer parte orgânica que tenha ficado no vidro, após sua síntese. No pedido de patente, como o precursor de silício não contém a parte orgânica, toda a síntese é realizada à temperatura ambiente.
[024] A Figura 1 apresenta espectro na região do infravermelho das amostras de vidro de sílica pirogênica: a) antes da imersão em solução SBF e após imersão em SBF por: b) 8h, c) 24h, e d) 72h.
[025] A Figura 2 apresenta o difratograma de raios X das amostras de vidro de sílica pirogênica: a) antes da imersão em solução SBF e após imersão em SBF por: b) 8h e c) 24h. Em d) pode-se visualizar o padrão de hidroxiapatita [ICDD PDF 24-33] .
[026] A Figura 3 apresenta a viabilidade celular de células normais após 24h, 4 e 7 dias de exposição ao vidro de sílica pirogênica pelo método de redução do MTT.
[027] A presente tecnologia trata de um processo para obtenção de um vidro bioativo, sintetizado à temperatura ambiente, de simples realização técnica e baixo custo de fabricação, capaz de induzir a formação de uma camada de fosfato de cálcio, como a hidroxiapatita ou hidroxiapatita carbonatada (HCA), em contato com tecidos vivos ou em solução salina e seu uso em medicina. O processo de síntese não leva tetraetóxido de silício, eliminando a necessidade de retirar resídios de solventes orgânicos tóxicos e permitindo a síntese à temperatura ambiente.
[028] O processo para obtenção do vidro bioativo compreende as seguintes etapas:
- a. Adicionar H3PO4 ou HPO3 ou H4P2O7 na concentração 50 a 85% em volume, em água destilada ou deionizada na proporção entre 1:25 a 1:45 (massa de ácido: volume de água);
- b. Adicionar etanol anidro ou etanol de concentração 50 a 99,5% v/v na solução obtida na etapa “a” na proporção entre 3:10 a 3:20 (etanol: solução obtida na etapa “a”);
- c. Agitar entre 5 a 50 minutos;
- d. Adicionar SiO2 pirogênica na proporção entre 7:33 a 7:50 (massa SiO2: volume de água destilada ou deionizada), lentamente e homogeneizar entre 5 a 50 minutos;
- e. Adicionar cloreto de cálcio dihidratado na proporção entre 3:5 a 3:20 de cloreto de cálcio dihidratado: água destilada ou deionizada.
- f. Agitar a amostra viscosa obtida na etapa “e” em recipientes, abertos ou fechados, por 5 a 50 minutos;
- g. Secar o material obtido em “f” a uma temperatura entre 20 a 40°C;
- h. Após solidificação, cobrir as amostras com solução tampão pH 7,1+0,1 em repouso por 15 minutos a 72 horas;
- i. Realizar a imersão do material obtido em “h” em uma solução fisiológica contendo sais de Na+ (100-150 mmol/L), K+ (5,0-7,0 mmol/L), Mg2+ (1,0-2,0 mmol/L), Ca2+ (1,5-3,5 mmol/L), Cl- (140-450 mmol/L), HCO3- (3,5-4,5 mmol/L), HPO42- (3,5-4,5 mmol/L), durante 1 a 1000 dias, à temperatura de 25 a 100°C;
- j. Remover as amostras da solução fisiológica utilizada em “i” e lavar o material, durante 5 minutos a 2 horas, em água destilada ou acetona;
[029] A etapa “a” ou etapa “b” ser acrescentado substâncias bioativas, como antibióticos e fatores de crescimento, à solução aquosa ou alcoólica.
[030] Na etapa “e” o composto contendo cálcio poder ser do grupo compreendendo óxido de cálcio (CaO) ou carbonato de cálcio (CaCO3) ou nitrato de cálcio (Ca(NO3)2) ou sulfato de cálcio (CaSO4) ou silicatos de cálcio ou uma fonte de óxido de cálcio como CaCl2.2H2O e poder ser substituído por elementos como Na, K, P2O5, MgO, ZnO, B2O3, F, AgO.
[031] Na etapa “i” a razão entre as quantidades dos sais da solução não exceder 0,02 g/mL.
[032] O vidro bioativo poder substituir ou restaurar partes de tecidos duros, sob a forma de implantes ou matrizes ortopédicas ou odontológicas, para revestir materiais de uso em órgãos artificiais e para servir como carreador de moléculas bioativas.
[033] O vidro bioativo contem concentrações percentuais molares (% MM) de SiO2(55-65)CaO(32-38)P2O5(2-5).
[034] Os exemplos a seguir descrevem aspectos da presente tecnologia e não devem ser considerados como limitativos.
[035] Inicialmente adicionou-se de 1,6 mL de H3PO4 85% em um volume entre 10 e 500 mL de água destilada, deionizada, ou que tenha passado por qualquer processo de purificação. Em seguida adicionou-se de 212 mL de etanol 99,5% PA (anidro) e agitou-se 50 minutos.
[036] Adicionou-se 13,6 g de SiO2 pirogênica da marca HDK N20, ou de qualquer outra marca com composição semelhante, lentamente e homogeneizou-se por 50 minutos.
[037] Adicionou-se entre 19,85 g de CaCl2.2H2O, ou de qualquer composto de cálcio, solúvel; e agitou-se até formação de solução viscosa. Adicionou-se qualquer outro material que forneça, incluindo, mas não limitados a: P, Na, K, Sr, Mg, Zn, B, F e Ag. Substratos sólidos poderão ser, ou não, imersos na solução anterior por um período entre 24 h.
[038] O material formado poderá, ou não, ser dividido em partes menores e as soluções viscosas deverão ser deixadas sob agitação até que o agitador magnético não agite mais. O material resultante deverá, preferencialmente, ser colocado em um ambiente úmido, para envelhecimento, por 7 dias, à temperatura variando entre 25 °C.
[039] Depois desse período de tempo, as amostras poderão, ou não, ser cobertas com água destilada suficiente para cobrir a amostra dentro do recipiente. Após a lavagem as amostras, as mesmas poderão, ou não, ser cobertas com solução Tris/HCl, solução SBF, ou outra solução tampão com pH próximo de 7,0, e deixadas em repouso por 15 minutos a 72 horas para retirada da acidez. Após esse período, as amostras deverão ser lavadas em acetona.
[040] Uma vez que a exata porcentagem molar dos componentes do vidro bioativo afeta suas propriedades físicas e biológicas, diferentes usos do mesmo poderão requerer diferentes propriedades e, portanto, suas propriedades podem ser adaptadas ajustando a porcentagem molar de cada componente. Desta forma, o primeiro aspecto da presente tecnologia trata-se da composição do vidro bioativo que pode conter, mas não se limitada às seguintes % molares de íons:
- i) Na: 0 a 30%. Preferivelmente, o vidro da presente tecnologia é uma fonte de íons Na+, incluindo, mas não limitado ao óxido de sódio (Na2O).
- ii) K: 0 a 30%. Preferivelmente, o vidro da presente tecnologia é uma fonte de íons K+, incluindo, mas não limitado a óxido de potássio (K2O), carbonato de potássio (K2CO3), nitrato de potássio (KNO3), sulfato de potássio (K2SO4) e silicatos de potássio.
- iii) Ca: 0% a 50%. Preferivelmente, o vidro da presente tecnologia é uma fonte de íons Ca2+, incluindo, mas não limitado a óxido de cálcio (CaO), carbonato de cálcio (CaCO3), nitrato de cálcio (Ca(NO3)2), sulfato de cálcio (CaSO4), silicatos de cálcio ou uma outra fonte de cálcio. Para esta tecnologia, a fonte de óxido de cálcio inclui qualquer composto que se decomponha para formar óxido de cálcio.
- iv) P2O5: 0% a 14%. Preferivelmente, para esta tecnologia, a fonte de fósforo inclui qualquer composto que se decomponha para formar óxido fosfórico.
- v) MgO: 0% a 30%. Preferivelmente, o vidro da presente tecnologia é uma fonte de íons Mg2+, incluindo, mas não limitado a óxido de magnésio (MgO), carbonato de magnésio (MgCO3), nitrato de magnésio (Mg(NO3)2), sulfato de magnésio (MgSO4), silicatos de magnésio e quaisquer compostos que se decomponham para formar óxido de magnésio.
- vi) ZnO: 0% a 10%. Preferivelmente, o vidro da presente tecnologia é uma fonte de íons Zn2+, incluindo, mas não limitado a óxido de zinco (ZnO), carbonato de zinco (ZnCO3), nitrato de zinco (Zn(NO3)2), sulfato de zinco (ZnSO4), silicatos de zinco e quaisquer outros compostos que se decomponham para formar óxido de zinco.
- vii) B2O3: 0% a 15%. Preferivelmente, para esta tecnologia, a fonte de boro inclui qualquer composto que se decomponha para formar óxido de boro.
- viii) F: 0% a 50%. Preferivelmente, o vidro da presente tecnologia é uma fonte de íons F-, incluindo, mas não limitado a fluoreto de cálcio (CaF2), fluoreto de estrôncio (SrF2), fluoreto de magnésio (MgF2), fluoreto de sódio (NaF) ou fluoreto de potássio (KF). ix) SiO2: 50% a 95%.
[041] O segundo aspecto da presente tecnologia fornece o processo para a produção do vidro bioativo, constituído de SiO2 podendo ainda ser adicionados um ou mais dos seguintes elementos, incluindo, mas não limitados a: P, Ca, Na, K, Sr, Mg, Zn, B, F e Ag. Após a mistura e a gelificação, o material resultante deverá ser envelhecido em um ambiente úmido e a uma temperatura entre 15 e 45°C.
[042] O terceiro aspecto da tecnologia indica o vidro bioativo do primeiro/segundo aspecto da tecnologia para uso em medicina, preferivelmente para uso na prevenção e/ou tratamento de um tecido danificado. Para o propósito desta tecnologia, o tecido pode ser ósseo, cartilagem, tecido mole, incluindo tecidos conectivos, e dentários incluindo tecidos dentários calcificados, tais como esmalte e dentina. O tecido do terceiro aspecto pode ser animal, preferivelmente de mamíferos, ou tecidos humanos. O vidro bioativo do terceiro aspecto é, por isso, preferivelmente produzido para uso em humanos ou animais, tais como cachorro, gatos, cavalos, carneiros, vacas ou porcos.
[043] A prevenção e/ou tratamento significa qualquer efeito que atenua qualquer dano ou desordem médica, em qualquer extensão, e inclui prevenção e tratamento de danos, ou ao controle dos danos. O termo "tratamento" significa qualquer melhoria da desordem, doença, síndrome, condição, dor ou uma combinação de um ou mais desses problemas. O termo "controle" significa prevenir a condição da deterioração ou piora, por exemplo, pela paralisação do progresso da doença sem necessária melhoria da condição. O termo "prevenção" significa fazer a condição não ocorrer, ou atrasando o início de uma condição, ou reduzindo a severidade do início da condição. Em particular, os termos prevenção e/ou tratamento incluem o reparo e/ou a reconstrução do tecido. Para os propósitos desta tecnologia, o termo "reparo" significa a restauração do tecido a uma condição de poder voltar ao trabalho, por exemplo pela estimulação, in vivo, dos processos biológicos. O termo "reconstrução" significa a reconstrução do tecido e inclui a incorporação temporária ou permanente dentro do tecido de um componente externo, tais como um arcabouço, modelo etc.
[044] O vidro bioativo do terceiro aspecto é utilizado para prevenir ou tratar tecidos danificados, porque sua implantação estimula a deposição da HCA no vidro bioativo e nos tecidos vizinhos, ocasionando reparo do tecido danificado. Tipos de danos que podem ocorrer nos tecidos:
- i) Para os propósitos desta tecnologia o dano pode ser mecânico, causado por um agente externo ou pode ser resultado de um processo biológico interno.
- ii) Exemplos de danos mecânicos incluem os causados por trauma, cirurgia, desgaste relacionado à idade, etc.
- iii) Exemplos de danos causados por um agente externo incluem o dano causado por um medicamento, toxina, ou um tratamento de regime (tais como quimioterapia ou radioterapia), por exemplo, amiloidose relacionada à diálise; dano causado por doenças, tais como bacteriana, viral ou infecção fúngica, tais como osteomielite; uma condição genética tais como osteogenese imperfeita e hipofosfatasia; nutrição inadequada; desordens relacionadas com a idade; desordem degenerativa ou condições tais como osteoporose e câncer ósseo incluindo osteosarcoma e sarcoma de Ewing.
- iv)Exemplos de danos causados como um resultado de um processo biológico interno inclui uma doença autoimune. Em particular, o dano ao tecido pode ser causado por, ou pode ser um resultado de osteoartrose, doença periodontal, etc.
[045] Para caracterização do produto formado a Figura 1 apresenta os espectros de infravermelho com transformada de Fourier da amostra de vidro bioativo sintetizado a partir da sílica pirogênica mantida a 36,5 °C (Fig. 1a) e imersa em solução SBF durante: (a) 8h, (b) 24h e (c) 72h (Figs. 1b, 1c, e 1d). A formação da camada de CHA foi monitorada por FTIR (espectroscopia na região do infravermelho), comparando os espectros obtidos do vidro antes e após imersão em SBF. Antes da imersão em SBF pode-se visualizar bandas a 1100, 800 e 460 cm-1, referentes à ligação Si-O-Si da rede do vidro. Ainda podemos visualizar um ombro próximo à 960 cm-1 associado à vibração da ligação Si-OH e picos a 600 e 550 cm-1, relacionados à vibração P-O. Após imersão em SBF, continuamos a visualizar os picos referentes à sílica. Os picos da ligação P-O (600 e 550 cm-1) aparentemente diminuem após 8h em SBF, mas depois desse período ocorre nova formação, provavelmente associados à formação de hidroxiapatita e a Figura 2 mostra o difratograma de raios X da amostra de vidro bioativo sintetizado a partir da sílica pirogênica e imersa em solução SBF durante: (a) 8h e (b) 24h. Antes da imersão em solução SBF a amostra é amorfa. Após imersão por 8 e 24h em SBF podemos visualizar alguns dos picos da hidroxiapatita (PDF 24-33).
[046] O vidro bioativo pode ser usado em locais onde é necessário crescer tecido ósseo, devido ao fato dele aumentar a velocidade de deposição da apatita, ou para tornar uma superfície mais biocompatível. Com base nestes princípios, ele pode ser usado para:
[047] Tratamento de doença periodontal: O vidro bioativo do primeiro/segundo aspecto desta tecnologia pode ser usado para tratar tecidos danificados na cavidade dentária. Em particular, o vidro bioativo é usado para promover a deposição da HCA e a formação óssea em locais onde a doença periodontal destruiu o osso que sustenta os dentes. Preferivelmente, o vidro bioativo é usado como um enchimento para tratar de cavidades nos dentes e/ou para evitar futura deterioração dos mesmos. A formação da camada de HCA na superfície do vidro bioativo permite a formação de uma ligação forte entre o vidro bioativo e tecidos dentários calcificados, tais como tecidos calcificados dos dentes, incluindo esmalte e osso. Além disso, o vidro bioativo promoverá, posteriormente, a mineralização do dente em que estiver implantado (deposição de HCA), já que a saliva tem uma composição iônica semelhante àquela do fluido corporal.
[048] O vidro bioativo pode ser usado como um enchimento em compósitos dentários, tais como o metacrilato diglicidil éter de bisfenol A (Bis GMA) e resinas relacionadas para promover a formação da apatita e inibir a perda de dentes, assim, prevenindo cáries dentárias. O compósito dentário é produzido para a prevenção e/ou tratamento de tecidos danificados, onde o tecido danificado preferivelmente compreende tecido dentário, mais preferivelmente tecidos dentários calcificados como o esmalte e a dentina. Mais preferivelmente, o compósito dentário é fornecido para a prevenção e/ou tratamento de cavidades dentárias, onde o tecido danificado preferivelmente compreende tecido dentário, mais preferivelmente tecidos dentários calcificados como o esmalte e a dentina. O vidro bioativo pode ser usado para tratar hipersensibilidade em dente. Mais preferivelmente, o vidro bioativo é usado para aumentar a velocidade de deposição da HCA, resultando na oclusão da superfície dos túbulos dentinais.
[049] Como pasta dentária contendo o vidro bioativo do primeiro/segundo aspecto. Preferivelmente, a pasta dentária previne e/ou trata cáries dentárias, em particular pela promoção da mineralização dentária através da aumentada deposição da HCA. Mais preferivelmente, a pasta dentária ocasiona uma oclusão superficial de túbulos dentários pela HCA.
[050] Para vertebroplastia: O vidro bioativo pode ser incorporado a um polímero ou cimento e injetado dentro do espaço vertebral por um procedimento cirúrgico minimamente invasivo, para evitar fraturas osteoporóticas e colapso vertebral associado com osteoporose, resultando na curvatura da coluna, ou para restaurar a altura da vértebra.
[051] Como revestimento: Com a finalidade de prevenir e/ou tratar do tecido danificado, o vidro bioativo pode ser usado para formar um revestimento bioativo em implantes, tais como próteses. O revestimento bioativo permite a formação de uma camada de HCA entre o implante e o tecido vizinho o que, efetivamente, os liga. Em particular, o vidro bioativo é usado em aparelhos de fixação da fratura, tais como placas, parafusos, pinos e pregos.
[052] Para revestimento, antes de se iniciar o tratamento químico o substrato deve ser limpo ou tratado para remover quaisquer contaminantes. Isto promoverá uma melhor adesão. Após a superfície ter sido limpa, o substrato deverá ser imerso em uma solução aquosa acidulada ou basificada, contendo sílica, e íons como os de fósforo e cálcio, à temperatura ambiente, por um período de tempo entre 1 e 72 horas, em um recipiente de polietileno. Caso seja conveniente, à esta solução pode-se adicionar substâncias farmacologicamente ativas como, mas não limitada a medicamentos, fatores de crescimento, etc., estáveis em meio ácido. A solução de sílica deverá recobrir o material. Após este período o substrato deverá ser envelhecido em um ambiente úmido, entre 25 a 100°C, durante 1 a 100 dias. Após esse período, ele deverá ser seco por liofilização ou à temperatura entre 25 a 100 °C durante o tempo necessário para secá-lo. O substrato também poderá ser revestido por meio de dip coating, flame spraying, plasma spraying, ou deposição eletroforética por imersão em uma suspensão de partículas de vidro.
[053] Como arcabouço poroso: O vidro bioativo do primeiro/segundo aspecto da tecnologia pode ser utilizado como um arcabouço poroso bioativo para inserção dentro do corpo, mais particularmente para inserção em locais de tecidos danificados, onde a inserção pode ser permanente ou temporária. O arcabouço poroso é particularmente utilizado para uso na prevenção e/ou tratamento de tecidos danificados. Preferivelmente, o arcabouço poroso bioativo é usado em engenharia de tecido. Nesta aplicação, ele pode ser usado para síntese, in vitro, de tecido ósseo quando exposto a um meio de cultura e inoculado com células. As propriedades bioativas de tais arcabouços permitem a formação de uma forte interface entre o tecido ósseo e o arcabouço, e a indução da proliferação de osteoblastos. Entre outros usos, o tecido ósseo formado no arcabouço poroso bioativo pode ser inserido dentro de áreas que exibem aumentados riscos de fratura e diminuído, ou até mesmo extinto, potencial para formação de tecido ósseo. Em particular, o tecido ósseo pode ser usado para substituir ossos danificados ou doentes.
[054] Como um veículo para a liberação de um agente terapêutico como, mas não limitado a antibióticos como a eritromicina e tetraciclina; antivirais como aciclovir e ganciclovir; agentes promotores de cicatrização; anti-inflamatórios como corticosteróides e hidrocortisona; imunossupressores; fator de crescimento como fator de crescimento básico de fibroblastos, fator de crescimento derivado de plaqueta; proteínas morfogenéticas ósseas; hormônio paratireóide, hormônio de crescimento e fator de crescimento como a insulina; anti-metabólicos; agentes anti-catabólicos como ácido zoledrônico; bifosfonatos; moléculas de adesão celular; proteínas ósseas morfogênicas; agentes vascularisantes; anti-coagulantes e anestésicos tópicos como benzocaína e lidocaína; peptídeos; proteínas; polímero ou polissacarídeo conjugado com peptídeos, polímero ou polissacarídeo conjugado com proteínas, ou peptídeos moduladores, células tronco. Em um aspecto preferido, o compósito vidro bioativo-substância farmacologicamente ativa é incorporado a materiais implantáveis incluindo, mas não limitado a implantes protéticos, stents e placas, para fornecer propriedades antibacterianas, anti-inflamatórias, etc., aos materiais.
[055] De uma forma especial, este compósito pode se apresentar em uma forma para aplicação tópica, por exemplo, para tratar uma ferida ou queimadura e para uso em enxerto de pele, no qual o compósito é colocado no local do enxerto antes da colocação do tecido doador, ou colocado no próprio tecido doador, ou para uso em cirurgia, ou colocado em um local cirúrgico para minimizar aderências pós-cirúrgicas, inflamação e infecção no local. O compósito vidro bioativo-agente farmacológico pode ser revestido, ou revestir, polímeros absorvíveis e não absorvíveis.
[056] Um compósito de vidro bioativo-substância farmacologicamente ativa- polímero degradável, ou apenas vidro bioativo-polímero degradável pode ser utilizado para preenchimento e usado na prevenção e/ou tratamento de fraturas ósseas. Em particular, o vidro bioativo pode ser utilizado como um material de preenchimento em associação a um polilactídeo ou poliglicolídeo ou um copolímero. O vidro bioativo, deste modo, fornece um componente bioativo para parafusos ósseos, placas de fixação, arcabouços porosos, etc. Em associação a um poliéster degradável, o vidro bioativo impede a degradação autocatalítica, característica dos poliésteres conhecidos. A degradação autocatalítica ocorre com a hidrólise de um éster, resultando na formação de um álcool e um ácido. Como a hidrólise do éster é catalisada por um ácido, a geração de um ácido causa uma situação de feedback positivo.
[057] Já o vidro bioativo em combinação com polímero não degradável, como o acrílico, é chamado de cimento ósseo e pode ser usado no reparo e na reconstrução de tecidos ósseos danificados. Mais preferivelmente, o cimento ósseo é usado para fixar implantes e articulações em um determinado local, em cirurgia de restauração do crânio e para união de vértebras. Mais preferivelmente, o cimento ósseo é para uso em vertebroplastia, onde promove a formação óssea. Preferivelmente, o cimento ósseo é usado na formação de partes ósseas substitutas. A substituição de partes ósseas inclui, mas não se limita ao osso auricular do ouvido externo, a bigorna, martelo e estribo do ouvido do meio, ossos cranianos, a laringe e ao palato duro. As partes ósseas substitutas podem ser produzidas no momento da cirurgia ou industrialmente pré-fabricadas. O cimento ósseo pode conter adicionalmente estabilizantes, desinfetantes, pigmentos, meios de contraste para raios X e outros.
[058] Dependendo da pretensão de uso, o vidro bioativo proposto nesta tecnologia pode ser produzido em forma particulada, como sólido (disco ou monolito), ou em qualquer formato ou forma desejada como, por exemplo, bolinhas, lâminas, discos, espumas, fibras, etc.
[059] Em forma particulada, o tamanho da partícula dependerá da aplicação do vidro bioativo em questão, entretanto, faixas preferidas de tamanhos de partículas são menores do que 1200 μm, preferivelmente entre 1 e 1000 μm, mais preferivelmente entre 50 a 800 pm, mais preferivelmente entre 10 a 200 μm. Se for necessário aumentar o tamanho das partículas, o vidro bioativo poderá ser sinterizado. Partículas de vidro para uso em revestimentos podem ser fornecidas com um tamanho de partícula de menos que 38 pm e com um tamanho médio de 5-6 μm. Na forma particulada, tal como em pó, o vidro bioativo pode ser incluído em um cimento, uma pasta ou um compósito. O vidro bioativo pode ser incluído (por exemplo, como um enchimento) em substâncias incluindo, mas não limitadas, a acrílico, diglicidil éter de bisfenol A metacrilato (Bis GMA) e polilactídeo. O pó do vidro bioativo pode ser congelado e liofilizado para criar revestimentos bioativos ou para formar um sólido poroso para ser usado como um arcabouço. Além disso, o vidro bioativo pode ser incorporado dentro de um arcabouço de polímero degradável. O vidro bioativo também pode ser usado na forma de grânulos.
[060] As partículas de vidro bioativo podem ser fornecidas sozinhas, ou em combinação com materiais adicionados durante a síntese do vidro, incluindo, mas não limitadas a antibióticos como a eritromicina e tetraciclina; antivirais como aciclovir e ganciclovir; agentes promotores de cicatrização; anti-inflamatórios como corticosteróides e hidrocortisona; imunossupressores; fator de crescimento como fator de crescimento básico de fibroblastos, fator de crescimento derivado de plaqueta; proteínas morfogenéticas ósseas; hormônio paratireóide, hormônio de crescimento e fator de crescimento como a insulina; anti-metabólicos; agentes anti-catabólicos como ácido zoledrônico; bifosfonatos; moléculas de adesão celular; proteínas ósseas morfogênicas; agentes vascularisantes; anti-coagulantes e anestésicos tópicos como benzocaína e lidocaína; peptídeos; proteínas; polímero ou polissacarídeo conjugado com peptídeos, polímero ou polissacarídeo conjugado com proteínas, peptídeos moduladores, células tronco.
[061] Como pó ou monolito, podem ser utilizados como arcabouço poroso e para extensão de enxerto ósseo autógeno compreendendo um vidro bioativo do primeiro/segundo aspecto desta tecnologia. Enxertos ósseos autógenos envolvem a retirada de osso saudável do paciente e sua incorporação dentro de, entre, ou ao redor, de ossos quebrados (fraturados) ou com buracos (defeitos), do mesmo paciente. O uso de vidro bioativo juntamente com o enxerto autógeno é vantajoso devido à pequena quantidade de enxerto ósseo autógeno disponível para transplante.
[062] O vidro bioativo pode ser administrado topicamente. Exemplos de aplicações tópicas incluem a administração de um creme, loção, unguento, pó, gel ou pasta para o corpo, por exemplo, para os dentes ou para a pele. Em particular, o vidro bioativo pode ser fornecido como uma pasta dentária compreendendo o vidro bioativo para administração aos dentes de um paciente sofrendo de cáries dentárias, doença periodontal, hipersensibilidade dos dentes, etc.
[063] O vidro bioativo pode ser administrado cirurgicamente ou parenteralmente. Exemplos de administração cirúrgica ou parenteral incluem a administração do vidro bioativo dentro de um tecido, por injeção ou por um procedimento cirúrgico, tais como implantação, substituição de tecido, reconstrução de tecido, etc. Em particular, o vidro bioativo pode ser introduzido dentro de uma fratura óssea ou uma região de osso danificado.
[064] O vidro bioativo pode também ser administrado oralmente. Para administração oral, a composição pode ser formulada como um líquido ou sólido, por exemplo, soluções, xaropes, suspensões ou emulsões, tabletes, cápsulas e lozenges. A administração do vidro bioativo por via oral ou parenteral pode fornecer o vidro bioativo diretamente no local de ação. Alternativamente, o vidro bioativo pode ser liberado no seu local de ação, por exemplo, usando o sistema circulatório. O vidro bioativo pode ser administrado oralmente, por exemplo, a um paciente requerendo a prevenção e/ou tratamento de danos no canal alimentar. Todas as características preferidas de cada um dos aspectos da tecnologia aplicam-se a todos os outros aspectos mutatis mutandis.
[065] Para testar a bioatividade do vidro desta tecnologia, após a secagem do mesmo, o material é imerso em uma solução salina que imita a composição do fluido biológico encontrado em locais relevantes de implantação dentro do corpo. A deposição de uma camada de HCA no vidro exposto à SBF é um teste de bioatividade reconhecido. A razão entre as quantidades em gramas do material por volume em mL da solução de SBF não deve exceder à 0,02 e esta poderá ser inteiramente removida e substituída por outra fresca em períodos de tempo pré-definidos. Depois do período definido de imersão, as amostras são removidas da solução e lavadas em água destilada.
[066] A citotoxicidade in vitro foi avaliada por meio da exposição do vidro de sílica pirogência a células ceratinócitas (HaCat) por 24h, 4 e 7 dias, utilizando os testes de redução do MTT. Pode ser visto na Figura 3 que as células HaCat cultivadas em meio contendo o vidro de sílica pirogênica mostrou alta viabilidade celular, ou seja, crescimento semelhante ao grupo controle em condições experimentais, em todos os tempos estudados. Particularmente com sete dias, a viabilidade celular das células cultivadas com o vidro de sílica pirogênica mostrou crescimento maior do que as células do grupo controle (p<0.05).
Claims (7)
- PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE VIDRO BIOATIVO, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
- a. Adicionar H3PO4 ou HPO3 ou H4P2O7 na concentração 50 a 85% em volume, em água destilada ou deionizada na proporção entre 1:1 a 20:45 (massa de ácido: volume de água);
- b. Adicionar etanol anidro ou etanol de concentração 50 a 99,5% v/v na solução obtida na etapa “a” na proporção entre 1:10 a 10:20 (etanol: solução obtida na etapa “a”);
- c. Agitar entre 5 a 50 minutos;
- d. Adicionar SiO2 pirogênica na proporção entre 7:10 a 7:50 (massa SiO2: volume de água destilada ou deionizada), lentamente e homogeneizar entre 5 a 50 minutos;
- e. Adicionar cloreto de cálcio dihidratado na proporção entre 3:3 a 3:20 de cloreto de cálcio dihidratado: água destilada ou deionizada;
- f. Agitar a amostra viscosa obtida na etapa “e” em recipientes, abertos ou fechados, por 5 a 50 minutos;
- g. Secar o material obtido em “f” a uma temperatura entre 10 a 60°C;
- h. Após solidificação, cobrir as amostras com solução tampão pH 7,1+1,0 em repouso por 15 minutos a 72 horas;
- i. Realizar a imersão do material obtido em “h” em uma solução fisiológica contendo sais de Na+ (100-150 mmol/L), K+ (5,0-7,0 mmol/L), Mg2+ (1,0-2,0 mmol/L), Ca2+ (1,5-3,5 mmol/L), Cl- (140-450 mmol/L), HCO3- (3,5-4,5 mmol/L), HPO42- (3,5-4,5 mmol/L), durante 1 a 1000 dias, à temperatura de 25 a 100°C;
- j. Remover as amostras da solução fisiológica utilizada em “i” e lavar o material, durante 5 minutos a 2 horas, em água destilada ou acetona.
- PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE VIDRO BIOATIVO, de acordo com a reivindicação 1, etapa “a” ou etapa “b”, caracterizado pelo acréscimo de substâncias bioativas, como antibióticos (tetraciclina e amoxilina) e fatores de crescimento (EGF, Fator de crescimento epidermal e BMP-2, fator de crescimento ósseo), à solução aquosa ou alcoólica.
- PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE VIDRO BIOATIVO, de acordo com a reivindicação 1, etapa “e”, caracterizado pelo composto contendo cálcio poder ser do grupo compreendendo óxido de cálcio (CaO) ou carbonato de cálcio (CaCO3) ou nitrato de cálcio (Ca(NO3)2) ou sulfato de cálcio (CaSO4) ou silicatos de cálcio ou uma fonte de óxido de cálcio como CaCl2.2H2O.
- PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE VIDRO BIOATIVO, de acordo com a reivindicação 1, etapa “e”, caracterizado pelo composto contendo cálcio poder ser substituído por elementos como Na, K, P2O5, MgO, ZnO, B2O3, F, AgO.
- PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE VIDRO BIOATIVO, de acordo com a reivindicação 1, etapa “i”, caracterizado pela razão entre as quantidades dos sais da solução não exceder 0,02 g/mL.
- VIDRO BIOATIVO, definido nas reivindicações 1 a 5, caracterizado por conter concentrações percentuais molares (% MM) de SiO2(55-65)CaO(32-38)P2O5(2-5).
- USO DE VIDRO BIOATIVO, definido nas reivindicações 1 a 5, caracterizado por substituir ou restaurar partes de tecidos duros, sob a forma de implantes ou matrizes ortopédicas ou odontológicas, para revestir materiais de uso em órgãos artificiais e para servir como carreador de moléculas bioativas.
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| BR102020026251-3A BR102020026251A2 (pt) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | Processo para obtenção de vidro bioativo a partir de sílica pirogênica, produto e uso |
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2020
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