ES2195731B1 - Producto mineral oseo en particulas para la reparacion de defectos de cartilagos y defectos oseos combinados. - Google Patents
Producto mineral oseo en particulas para la reparacion de defectos de cartilagos y defectos oseos combinados.Info
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Abstract
Producto mineral óseo en partículas para la reparación de defectos de cartílagos y defectos óseos combinados. Se trata de un producto mineral óseo para utilizar en la reparación de defectos de los cartílagos (14) y defectos óseos (14) combinados en uniones óseas articuladas (10) que incluye partículas de mineral óseo poroso obtenidas a partir de hueso natural que poseen una estructura cristalina sustancialmente igual a la correspondiente del hueso natural y que están sustancialmente libres de todo material orgánico endógeno, presentando las partículas por lo menos en una superficie de las mismas unas fibras de colágeno II reabsorbible, fisiológicamente compatible, en donde la relación de pesos de las fibras de colágeno II con respecto a las partículas de mineral óseo poroso es por lo menos aproximadamente 1:40.
Description
Producto mineral óseo en partículas para la
reparación de defectos de cartílagos y defectos óseos
combinados.
La presente invención se refiere al sector
técnico de la reparación de articulaciones lesionadas o
defectuosas.
Las uniones articuladas en los mamíferos están
cubiertas con un cartílago articular que evita el contacto directo
de las superficies óseas opuestas y permite el movimiento uniforme
de los huesos articulados uno con respecto a otro.
Se han realizado varias propuestas para la
reparación de lesiones y defectos en el cartílago articular. Estas
propuestas incluyen la implantación de condrocitos cultivados en el
lugar de la lesión del cartílago, y el cubrimiento de la lesión con
un parche de colágeno.
En ocasiones la lesión o el defecto en una unión
articulada se extiende a una mayor profundidad que el cartílago
articular en el hueso subyacente. Continúa existiendo en la técnica
una necesidad de materiales y métodos para reparar uniones
articuladas en las cuales una lesión o defecto se extiende a través
del cartílago en el hueso.
Con la presente invención, se da a conocer un
producto mineral óseo para utilizar en el tratamiento de, lesiones o
defectos combinados de los cartílagos y los huesos en uniones
articuladas que comprende partículas de mineral óseo poroso
obtenidas a partir de hueso natural que poseen una estructura
cristalina sustancialmente igual a la correspondiente del hueso
natural y que están sustancialmente libres de todo material orgánico
endógeno, presentando las partículas por lo menos en una superficie
de las mismas unas fibras de colágeno II reabsorbible,
fisiológicamente compatible, en donde la relación de pesos de dichas
fibras de colágeno II con respecto a dichas partículas de mineral
óseo poroso es por lo menos aproximadamente 1:40.
La Figura 1 es una vista en alzado, parcialmente
esquemática, de un extremo de un hueso de una unión articulada
sana.
La Figura 2 es una vista en alzado, parcialmente
esquemática, de un extremo de un hueso de una unión articulada en la
cual hay presente un defecto que se extiende a través del cartílago
en el hueso.
La Figura 3 es una vista en alzado, parcialmente
esquemática, en la cual una matriz de colágeno/mineral óseo según la
presente invención se ha insertado en un defecto en un extremo de un
hueso de una unión articulada.
La Figura 4 es una vista en alzado, parcialmente
esquemática, en la cual una membrana de colágeno o sintética está
cubriendo un defecto de una articulación que ha sido rellenado con
una matriz de colágeno/mineral óseo según la presente invención.
La Figura 5 es una vista lateral esquemática de
una membrana para utilizar según una realización de la
invención.
La Figura 6 es una vista lateral esquemática de
otra membrana para utilizar de acuerdo con una segunda realización
de la invención.
La presente invención es útil para reconstruir
defectos tisulares que incluyen tanto defectos de los cartílagos
como defectos óseos, particularmente en uniones articuladas tales
como la rodilla y la columna vertebral.
El producto mineral óseo de la presente
invención, compuesto por partículas de mineral óseo poroso y fibras
de colágeno II, proporciona un sustrato para el crecimiento tanto de
condrocitos nativos como de osteocitos nativos en la matriz de
manera que influyen en la regeneración de los cartílagos y de los
huesos.
Además la matriz de colágeno II del producto de
la presente invención proporciona resistencia al mineral óseo
frágil.
Según la presente invención se proporciona un
producto mineral óseo purificado, en partículas, para utilizar en
medicina, estando las partículas de dicho mineral sustancialmente
libres de todo material orgánico endógeno y presentando por lo menos
en la superficie de las mismas un material de colágeno II,
fisiológicamente compatible y reabsorbible.
Los huesos de animales sacrificados son un
material de partida barato y disponible en grandes cantidades.
Contienen entre un 50 y un 60% de hidroxilapatita cristalizada muy
finamente, unida por tejido de colágeno y que presenta cualidades
significativas de la materia proteínica y otra materia así como
tejidos adiposos y musculares asociados. En vista de su estructura
cristalina formada biológicamente se puede considerar también como
un recambio óseo protésico altamente biocompatible. Debido a su gran
superficie específica se puede utilizar también, por Ejemplo, como
adsorbente o como soporte para medicación de liberación lenta.
El mineral óseo natural comprende cristalitos del
tipo hidroxiapatita con un grado específico de cristalinidad, hábito
y tamaño (morfología de tipo placa irregular, entre 5 y 10 mm de
grosor y entre 10 y 50 mm de longitud) y una química de superficies
resultante de la relación del calcio con respecto al fosfato (entre
el 37,5 y el 38,0% de calcio y entre el 15,5 y el 519,0% de
fósforo). En el mineral óseo natural también hay presentes pequeñas
cantidades de entidades no cristalinas y otras fases cristalinas de
fosfato de calcio que incluyen los minerales Brushita y
Nihitlockita, y fosfato de octacalcio. La fase inorgánica del hueso
presenta una porosidad que incluye intersticios ultraestructurales
(entre 10 y 100 mm) entre los cristalitos que se generan de forma
natural y producidos por la eliminación de la fase orgánica, y
espacios microscópicos (entre 1 y 20 micras), que incluyen lagunas
de los osteocitos, canalículos, canales vasculares, canales de
Volkmann, y los canales de sistemas de Haversian (entre 100 y 500
mm). El área de la superficie específica, que es una medida de la
porosidad está comprendida entre 50 y 100 m^{2}/gm determinada
mediante un Porosímetro de mercurio. La cristalinidad del mineral
óseo se puede caracterizar mediante difracción de rayos X y la
morfología y las dimensiones de los cristalitos y la porosidad
mediante microscopía electrónica. Mediante análisis
termogravimétrico se pueden detectar pequeñas cantidades de
cristalitos no apatíticos.
No obstante, la composición y la estructura del
mineral óseo natural no se puede duplicar mediante productos
formados in vitro o mediante hidroxiapatitas que se produzcan
de forma natural preparadas previamente. Se han propuesto dos
Métodos para la purificación del mineral óseo natural, a saber
calcinación y extracción por disolvente.
La temperatura requerida durante la calcinación
para la incineración de los constituyentes orgánicos de los huesos
es bastante elevada. Esto lleva a una amplia recristalización de la
parte mineral con la formación de cristales mucho más gruesos. El
material formado de esta manera presenta una superficie específica
relativamente pequeña. De este modo, dicho material no se remodela
fácilmente para formar el hueso nuevo en la implantación y los
implantes pueden permanecer sin remodelar indefinidamente aunque
esta situación puede ser aceptable para algunos fines.
En los procesos de extracción las proteínas se
extraen de hueso desgrasado con un disolvente adecuado. A
continuación el mineral óseo resultante se lava para eliminar el
disolvente.
En ambos casos, cuando se eliminan impurezas
orgánicas del hueso natural para dejar solamente el mineral óseo, la
resistencia del material se reduce notablemente y consecuentemente
las piezas individuales de mineral óseo purificado son
extremadamente frágiles. Esta situación hace que la manipulación del
material resulte complicada y puede llevar a efectos no deseables
sobre la implantación.
La Patente U.S. Nº. 5,573,771 de propiedad común
(incorporada en el presente documento a modo de referencia) da a
conocer un producto mineral óseo medicinal en el cual el mineral
óseo se refuerza mediante una matriz constituida por colágeno de
Tipo I (colágeno I), o una mezcla de colágeno de Tipo I y colágeno
de Tipo III (colágeno I y colágeno III).
El colágeno se produce en una serie de formas en
el cuerpo animal, y diferentes tejidos contienen diferentes
proporciones de los tipos respectivos. El material de esponja de
colágeno utilizado en medicina y en cosméticos se obtiene
generalmente de piel y tendones, y está compuesto predominantemente
por colágeno I y/o colágeno III. El colágeno óseo comprende
predominantemente colágeno I y colágeno II.
El material de colágeno II de la presente
invención incluye, además de colágeno II sustancialmente puro,
varias proporciones de colágeno I, colágeno III y mezclas de los
mismos combinadas con el colágeno II. Por ejemplo, el material de
colágeno II puede poseer mezclados en el mismo aproximadamente entre
un 0,1 y un 10% en peso (de forma preferente aproximadamente entre
un 0,1 y un 5% en peso) de colágeno III, y/o aproximadamente entre
un 1 y un 50% en peso de colágeno I.
El material de colágeno II de la presente
invención puede impregnar cada una de las partículas individuales
para mejorar las propiedades de manipulación del producto en la
fabricación y el uso. En ese caso, la relación de pesos del material
de colágeno II con respecto al mineral óseo purificado es de forma
ventajosa mayor que 1:40, preferentemente mayor que 1:8 y menor que
4:1, preferentemente menor que 1:2. De forma ventajosa, el material
de colágeno II comprende aproximadamente entre un 1 y un 30% en peso
del producto mineral óseo de la presente invención, de forma
preferente aproximadamente entre un 5 y un 15% del mismo. El
material de colágeno II penetra en la estructura porosa del mineral
óseo y sustituye eficazmente parte del material proteínico natural
presente previamente en el hueso natural que, aunque proporciona
resistencia, también produce reacciones tisulares inmunológicas
sobre la implantación del mineral óseo.
El material de colágeno II se puede utilizar para
proporcionar una matriz para el mineral óseo en partículas a partir
de la cual se pueden formar artículos conformados. En este caso, es
posible utilizar Colágeno II junto con una sustancia macromolecular
formadora de gel tal como gelatina. La relación de pesos del
material fibroso con respecto al mineral óseo puede estar
comprendida, por ejemplo, entre 1:40 y 3:20 por ejemplo
aproximadamente 1:10. La fase de gel equivale de forma ventajosa a
una cantidad entre un 2 y un 20% en peso del mineral óseo, por
ejemplo aproximadamente un 5%. En los casos en que se utilice
gelatina como la fase del gel, puede estar ligeramente reticulada,
por ejemplo con aproximadamente un 0,28 de formaldehído.
El mineral óseo se obtiene preferentemente de
hueso esponjoso, y posee enlaces con las fibras de colágeno II para
añadir resistencia física a la matriz. En realizaciones preferidas,
el producto de colágeno/mineral óseo según la presente invención se
utiliza como una matriz para regenerar defectos de los cartílagos en
uniones articuladas en donde existe adicionalmente una pérdida
ósea.
El producto mineral óseo según la invención se
puede utilizar para la regeneración de cartílagos en rodillas, pies,
columnas vertebrales, etc., y como un implante remodelador o un
recambio óseo protésico, por ejemplo en cirugía ortopédica
incluyendo revisiones de las caderas, sustitución de pérdidas óseas,
por ejemplo en traumatología, remodelación en cirugía maxilofacial o
relleno de defectos periodentales y de alvéolos de dientes
extraídos, incluyendo refuerzo del borde maxilar. De este modo el
material en partículas impregnado de la invención se puede utilizar
como relleno en una variedad de cavidades óseas y su fragilidad
reducida es significativa para ayudar en el procedimiento de
manipulación y de relleno.
En un método de la invención, el material de
colágeno II/producto mineral óseo se inserta en un defecto óseo, y a
continuación el producto de colágeno II/mineral óseo y el defecto
óseo se cubren con una membrana de colágeno de cara a la
reconstrucción tisular. En la técnica se conocen membranas de
colágeno adecuadas, y pueden ser una membrana de colágeno II de una
única capa tal como se muestra en el documento WO 96/ 25961
(Solicitud de Patente U.S Nº. 8/894,517), una membrana de colágeno
I/III de doble superficie tal como se muestra en la Patente U.S. Nº.
5,837,278, que posee una superficie de barrera externa, no porosa,
uniforme y compacta y una superficie fibrosa suave opuesta, o una
membrana multicapa que comprende una capa de matriz de colágeno II
de tipo esponja, abierta, y por lo menos una capa de barrera de
colágeno I, colágeno III o una mezcla de los mismos tal como se
muestra en la
Solicitud de Patente U.S. Nº. 09/545,465, registrada el 7 de Abril de 2000, correspondiente al documento PCT/GB98/
02976, y similares. Los documentos mencionados anteriormente se incorporan en el presente documento a modo de referencia.
Solicitud de Patente U.S. Nº. 09/545,465, registrada el 7 de Abril de 2000, correspondiente al documento PCT/GB98/
02976, y similares. Los documentos mencionados anteriormente se incorporan en el presente documento a modo de referencia.
En una realización preferida, la membrana posee
una superficie de barrera uniforme externa que impide la adherencia
de células sobre la misma y actúa como barrera para evitar el paso
de células a través de la misma, y una cara de membrana opuesta que
es fibrosa y suave de manera que permite el crecimiento de células
sobre la misma. Un producto de este tipo es el
Bio-Gide® vendido por Ed. Geistlich Söhne AG für
Chemische Industrie de Suiza. La Figura 5 muestra el producto
Bio-Gide®, con la superficie de barrera externa
uniforme 20 y la superficie fibrosa suave 22. Cuando se utiliza
según la presente invención, la superficie fibrosa, suave, se aplica
mirando al defecto, con la superficie de barrera externa uniforme
dirigida hacia el exterior. El producto Bio-Gide® se
describe en la Patente U.S. Nº. 5,837,278 (anteriormente
mencionada), y está compuesto por entre aproximadamente un 95 y un
99% de colágeno I y entre aproximadamente un 1 y un 5% de colágeno
III.
En otra realización preferida, se utiliza una
membrana multicapa según la presente invención tal como se describe
en la Solicitud de Patente U.S. Nº. 09/545,465 a la que se ha hecho
referencia anteriormente. Dicha membrana multicapa se puede realizar
aplicando una lechada de colágeno II a la superficie fibrosa suave
del producto Bio-Gide® descrito anteriormente. Dicho
producto se muestra en la Figura 6, e incluye una superficie de
barrera externa 20, y una capa de matriz predominantemente de
colágeno II que posee una textura de tipo esponja, abierta, 24 que
se aplica como una lechada a la superficie fibrosa, suave, 22 y a
continuación se seca. Cuando se utiliza un producto tal como se
muestra en la Figura 6 según la presente invención, la capa de
colágeno II de tipo esponja, abierta, 24 se aplica al defecto, con
la superficie de barrera externa uniforme 20 dirigida hacia el
exterior.
Tal como se ha indicado anteriormente, la
invención es aplicable en particular a la regeneración de defectos
de uniones articulares en los cuales tanto el cartílago como el
hueso subyacente están dañados. El producto de colágeno/mineral óseo
de la invención se puede utilizar para rellenar un área del hueso
dañado, y a continuación el área rellenada del defecto óseo se puede
cubrir con una membrana de colágeno.
Para mejorar la regeneración, antes de la
implantación se pueden añadir condrocitos cultivados extracelulares
a la matriz de colágeno/mineral óseo de la invención, y a
continuación la matriz cargada de condrocitos se puede implantar
durante una operación de cirugía abierta o de cirugía artroscópica.
Como alternativa, o además de dicha opción, la matriz implantada se
puede cubrir con una membrana de colágeno compuesta por colágeno I,
II y/6 III, o se puede cubrir con una membrana sintética. Dicha
membrana de colágeno o membrana sintética se puede cargar como
alternativa o adicionalmente con condrocitos cultivados
extracelulares; aplicándose la membrana sobre el implante óseo
rellenado mediante una operación de cirugía abierta o de cirugía
artroscópica.
El mineral óseo purificado puede ser, por
ejemplo, un producto según se describe en la Solicitud de Patente
Internacional WO 86/07265 (PCT/GB86/00310). Dichos productos se
pueden preparar desgrasando meticulosamente el hueso en partículas,
por ejemplo fémures bovinos, y aplicando un tratamiento con amoniaco
o una amina orgánica para degradar la proteína residual continuando
con un lavado con agua exhaustivo. Dicho material sigue siendo
reabsorbible en la implementación, ayudando al proceso de
remodelación.
También es posible preparar mineral óseo
purificado calcinando hueso esponjoso o cortical en partículas por
ejemplo a 900ºC durante 24 horas. Dicho mineral óseo calcinado es
útil en los casos en que se requieren implantes permanentes, no
reabsorbibles, por ejemplo en el refuerzo del borde maxilar. En
cualquier caso después de la eliminación del material orgánico, el
hueso es excesivamente frágil y su resistencia se mejora
notablemente mediante un tratamiento según la invención.
En los casos en que el hueso se va a utilizar
como un portador de medicamentos, tal como se indica en la
anteriormente citada Solicitud de Patente Internacional el mineral
óseo puede portar de forma provechosa uno o más medicamentos
absorbidos u otras sustancias fisiológicamente activas. Según una
realización, el producto de la invención comprende por lo menos una
sustancia absorbida y farmacéutica o biológicamente activa o células
madre mesenquimales que poseen una capacidad de diferenciarse en
células para regenerar el cartílago o el hueso.
Las sustancias fisiológicamente activas que
pueden ser adsorbidas sobre el mineral óseo son preferentemente al
menos parcialmente solubles en agua e incluyen sustancias
antibacterianas tales como antibióticos por ejemplo penicilinas,
cefalosporina, aminoglucósidos, etc., sulfonamidas y, en particular,
productos de condensación de formaldehído con taurinamida o
taurinamida N-sustituidos. Los últimos compuestos se
pueden representar mediante la fórmula I
donde R^{1} es hidrógeno o un grupo alquilo
C_{1-4} y R^{2} es hidrógeno o un grupo de la
fórmula
II
en donde R^{1} posee el significado
anterior.
El compuesto de la fórmula (I) en el cual tanto
R^{1} como R^{2} son hidrógeno es taurultam mientras que el
compuesto en el cual R^{1} es hidrógeno y R^{2} presenta la
fórmula (II) es taurolidina. Estos compuestos actúan como agentes de
transferencia del metilol y son eficaces no solo para destruir las
bacterias tanto gram-negativas como
gram-positivas sino también para inactivar tanto las
endotoxinas como las exotoxinas producidas por las bacterias.
Otras sustancias útiles fisiológicamente activas
incluyen proteínas y polipéptidos capaces de ayudar en la
regeneración del hueso especialmente proteínas no colagénicas
derivadas de una matriz ósea y de células óseas. Estas incluyen
factores mitógenos tales como el factor de crecimiento del esqueleto
y factores morfogénicos y angiogénicos así como el factor de
crecimiento óseo transformador. Los factores de crecimiento de la
matriz ósea natural como por ejemplo la oseína o más preferentemente
la osteopoietina son particularmente ventajosos.
Según una realización, una sustancia
farmacéuticamente activa se selecciona de entre el grupo compuesto
por proteínas morfogénicas óseas (proteínas BMP) tales como
BMP-2-8, u otras moléculas de matriz
del esqueleto, así como péptidos señal tales como el
factor-\beta de crecimiento transformador
TGF-\beta, TGF-\beta1, el factor
de crecimiento endotelial vascular (VEGF), el factor de crecimiento
tipo insulina (IGF), la proteína relacionada con la hormona
paratiroides (PTHrP) y el factor de crecimiento derivado de las
plaquetas (PDFG).
El producto de la invención también puede actuar
como un portador para células madre dedicado a una línea específica
de diferenciación tal como el hueso o el cartílago articular. Dichas
células madre se pueden hacer crecer in vitro para aumentar
el número de las mismas, y se pueden aplicar a los lugares de
reparación en las matrices portadoras con o sin factores de
crecimiento.
Se observará que en la sustancia macromolecular
se pueden incorporar como alternativa o adicionalmente sustancias
fisiológicamente activas por ejemplo gelatina impregnada. Esto es
particularmente adecuado para proteínas tales como los factores de
crecimiento óseo expuestos anteriormente.
Normalmente el mineral óseo se presentará en
forma de partículas de diámetro medio comprendido entre 0,1 y 10 mm.
Las partículas destinadas a la incorporación en la fibra de colágeno
II serán preferentemente de hueso esponjoso y generalmente tendrán
un tamaño comprendido entre 0,1 y 5 mm, preferentemente entre 0,5 y
2 mm. Para el relleno cerrado de las partículas de mineral óseo
puede resultar ventajoso utilizar una mezcla de dos o más tamaños de
partículas, por Ejemplo entre 0,25 y 1 mm y entre 1 y 2 mm o un
margen amplio por ejemplo entre 0,25 y 2 mm.
El mineral óseo purificado se puede obtener, por
ejemplo, a través del método descrito en la anterior Solicitud de
Patente Internacional. De este modo, por Ejemplo, las grasas se
pueden eliminar utilizando uno o más disolventes convencionales de
grasas tales como éteres, por ejemplo éter dimetílico; cetonas por
Ejemplo acetona; o hidrocarburos o hidrocarburos halogenados por
ejemplo heptano o metilciclohexano o tolueno.
Puede resultar ventajoso eliminar un extractante
tal como el tolueno mediante una extracción intermedia con un
disolvente miscible en agua tal como el etanol antes de continuar
adelante. El material de colágeno se puede disolver utilizando
agentes proteolíticos tales como bases por ejemplo hidróxido de
potasio en glicerol, o bases orgánicas tales como aminas, por
ejemplo etilendiamina, o amidas tales como formamida,
preferentemente a temperaturas elevadas. Dichos agentes son
preferentemente miscibles en agua para facilitar su eliminación
mediante un lavado en agua. Se han obtenido resultados especialmente
buenos utilizando hueso sometido a un proceso de extracción con un
reflujo de etilendiamina.
Se puede continuar de forma ventajosa con la
extracción en cada etapa, si fuera necesario con cambios de
disolvente, hasta que no se extraiga ningún material más, por
ejemplo durante periodos de hasta una o dos semanas. Puede ser
ventajoso seguir con el desmenuzado después de la eliminación
inicial de protervas ya que el hueso se fractura más fácilmente en
esa etapa que antes de la extracción. Después del tratamiento con
una base, los disolventes sobrantes se eliminan meticulosamente por
ejemplo mediante evaporación y/o, cuando resulte adecuado, mediante
un lavado con agua.
Normalmente el material se somete a una etapa de
secado. En esta etapa puede resultar adecuado esterilizar el
material, por ejemplo mediante un tratamiento térmico que puede
realizar una purificación adicional. La absorción y/o adsorción de
la sustancia fisiológicamente activa se efectúa preferentemente
sumergiendo el mineral óseo tratado en una solución acuosa de dicha
sustancia preferiblemente en condiciones estériles. La concentración
de la sustancia activa es de forma preferente relativamente alta
para facilitar la adsorción y/o absorción y dependerá en parte de la
solubilidad del material activo.
A continuación se describirá adicionalmente la
invención haciendo referencia a los dibujos.
La Figura 1 muestra un extremo de un hueso
articulado 10 con un cartílago 12, que está sano y sin ningún
defecto.
La Figura 2 muestra un hueso articulado 10 con un
cartílago 12 en el cual un defecto 14 se extiende a través del
cartílago 12 en el hueso 10.
La Figura 3 muestra la matriz de
cartílago/mineral óseo 16 de la invención, que puede estar cargada
con condrocitos o descargada, y que está introducida como relleno en
el defecto 14 en el cartílago 12 y el hueso 10.
La Figura 4 muestra un parche de colágeno o
sintético 18 que puede estar o no cargado con condrocitos, que cubre
el defecto 14 rellenado con la matriz nueva de colágeno/mineral óseo
16 de la invención, para la regeneración de la lesión tanto en el
cartílago 12 como en el hueso 10. El parche 18 se puede fijar a
través de cualquier medio adecuado 19, como por ejemplo suturas,
clavos quirúrgicos o un adhesivo.
Los siguientes Ejemplos se ofrecen solo a modo de
ilustración:
Se hirvieron huesos de fémur de bovinos en agua
caliente hasta que quedaron limpios, se desmenuzaron hasta un tamaño
de las partículas de entre 5 y 10 mm, y se sometieron a un proceso
de extracción bajo reflujo con tolueno durante 24 horas en un
aparato Sohxlet. El material se sometió adicionalmente a un proceso
de extracción con etanol para eliminar el tolueno y a continuación
se sometió a un proceso de extracción a una temperatura elevada con
una mezcla azeotrópica de etilendiamina y agua (85:15) durante 8
días, con varios cambios de disolvente hasta que no se extrajo
sustancialmente ningún material orgánico más. A continuación el
producto se secó al aire a 100ºC.
El producto secado se desmenuzó adicionalmente
hasta conseguir un tamaño medio de las partículas de entre 0,2 y 2
mm y se esterilizó en la autoclave. Mediante la misma técnica,
omitiendo la granulación final, se purificaron piezas de hueso
esponjoso de fémur de bovinos, de un diámetro típico de 10 mm.
Se empapó en agua fría cartílago congelado de
cerdos recién sacrificados, se lavó minuciosamente y se purificó
mecánicamente de residuos de carne, huesos y piezas duras.
Seguidamente, el material se lavó durante 30 minutos bajo un flujo
de agua.
Seguidamente, el material se trituró tres veces
en un homogeneizador. El tamaño óptico de las partículas al final de
la reducción del tamaño era de aproximadamente 8 mm.
Se extrajo el agua de las piezas de cartílago
realizando un lavado 4 veces con acetona, cada vez durante 8 horas.
A continuación el cartílago se desgrasó mediante un proceso de
extracción 4 veces con n-hexano. Cada tratamiento
duró por lo menos 8 horas. La relación del hexano con respecto al
cartílago era de 1:10. Después de realizar el desgrasado, el
cartílago se hinchó en agua potable.
La relación de agua: material era de 10:1. El
tiempo del tratamiento fue 24 horas.
A continuación el material se trató con NaOH (5%
en peso) con lo cual la relación del cartílago con respecto al
líquido resultó 1:4 y el tiempo del tratamiento fue 32 horas.
Durante el tratamiento, las piezas del cartílago se agitaron a
fondo. Seguidamente, mediante un lavado se retiró el álcali del
cartílago. De este modo el pH original de 14 se redujo a un valor
entre 9 y 11. Las impurezas disueltas se eliminaron mediante lavado
y se separaron del cartílago. El líquido resultante del tratamiento
alcalino se recogió para recuperar el glicosaminoglicano.
A continuación el material de colágeno se trató
con HCl fuerte (aproximadamente un 3% en peso) inicialmente con un
valor de pH inferior a 1,0. El tiempo del tratamiento fue de entre 4
y 6 horas.
Seguidamente, el material se lavó con agua fría
durante el tiempo suficiente para que el valor del pH subiera a un
valor entre 3 y 3,5. Se eliminaron todas las impurezas y el producto
resultó una masa de colágeno libre de sal, adecuada para la
producción de una esponja u otro material de colágeno. Con este fin,
la masa del cartílago, según el resultado deseado, se puede
desgasificar, congelar y liofilizar.
El extracto resultante del tratamiento alcalino
en el Ejemplo 2 contenía glicosaminoglicano, álcali, proteínas
desnaturalizadas y sales. En primer lugar el extracto se neutralizó
con HCl, siendo 6 el valor del pH después de la neutralización. A
continuación el extracto se trató con un auxiliar de filtro, a saber
kieselguhr, que tenía el efecto de eliminar las proteínas
desnaturalizadas. En el extracto se introdujo un 0,5 por ciento en
peso de kieselguhr y se eliminó mediante filtración junto con la
proteína desnaturalizada.
A continuación el sobrenadante se sometió a
ultrafiltración utilizando una membrana que poseía un peso molecular
limitado a aproximadamente 10000 Daltons. De esta manera, se
eliminaron las sales para dejar glicosaminoglicano purificado.
La solución de glicosaminoglicano obtenida de
este modo se mezcló con material de colágeno que se ha mencionado
anteriormente para proporcionar una matriz de colágeno II que
contenía glicosaminoglicano.
En un mezclador se desmenuzan 2,0 g de material
de colágeno II del Ejemplo 3 con 500 g de agua destilada. Esta
dispersión se centrifuga y el agua sobrenadante se elimina. A la
lechada de fibras de colágeno resultante se le añaden 17,5 g de
hueso cortical granulado de bovino purificado mediante el
procedimiento anterior del Ejemplo 1, continuando con una mezcla y
una eliminación minuciosas del agua mediante succión (70 mm). El
hueso granulado posee un tamaño de las partículas comprendido entre
0,5 y 1,0 mm. Después de la eliminación del agua, se añaden 5 mis de
una solución acuosa de gelatina del 9% p/p (reticulada con un 0,6%
de formaldehído acuoso en un 35%) y la mezcla se seca nuevamente
mediante succión.
La masa de esponja se corta en piezas y se seca
al vacío a 60ºC. Las piezas de esponja se compactan en recipientes
de polietileno y se esterilizan mediante irradiación gama.
Claims (6)
1. Producto mineral óseo en partículas para la
reparación de defectos de cartílagos y defectos óseos combinados,
comprendiendo el producto partículas de mineral óseo poroso
obtenidas a partir de hueso natural que poseen una estructura
cristalina sustancialmente igual a la correspondiente del hueso
natural y que están sustancialmente libres de todo material orgánico
endógeno, presentando dichas partículas por lo menos en una
superficie de las mismas unas fibras de colágeno II reabsorbible,
fisiológicamente compatible, siendo la relación de pesos de dichas
fibras de colágeno II con respecto a dichas partículas de mineral
óseo poroso por lo menos aproximadamente 1:40.
2. Producto según la reivindicación 1, en el que
dichas partículas presentan un diámetro medio comprendido entre
aproximadamente 0,1 y aproximadamente 5 mm.
3. Producto según la reivindicación 1, que además
comprende por lo menos una sustancia absorbida
farmacéuticamente.
4. Producto según la reivindicación 3, en el que
dicha sustancia farmacéuticamente activa se selecciona de entre el
grupo compuesto por Taurolidina, Taurultam y una mezcla de los
mismos.
5. Producto según la reivindicación 1, que además
comprende gelatina en una fase de gel, en donde dichas fibras de
colágeno II están presentes en dicha fase de gel, y en donde dicha
fase de gel comprende entre aproximadamente un 2 y un 8% en peso del
material óseo.
6. Método de tratamiento de un individuo humano o
animal, en el que un producto mineral óseo según la reivindicación 1
se implanta en un defecto del cartílago y un defecto óseo combinados
en un paciente.
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