ES2207827T3 - Pasta de cemento para huesos que contiene antibioticos. - Google Patents

Pasta de cemento para huesos que contiene antibioticos.

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ES2207827T3 ES98919106T ES98919106T ES2207827T3 ES 2207827 T3 ES2207827 T3 ES 2207827T3 ES 98919106 T ES98919106 T ES 98919106T ES 98919106 T ES98919106 T ES 98919106T ES 2207827 T3 ES2207827 T3 ES 2207827T3
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Abstract

La invención se refiere a un cemento óseo pastoso endurecible que puede inyectarse, con base de compuestos que contienen fosfato de calcio de tipo hidroxiapatita biorresorbible, que contiene un antibiótico catiónico en forma de sal, preferentemente su sulfato. El cemento óseo biodegradable libera el antibiótico con una acción de tipo depósito, a lo largo de un largo de período de tiempo, en concentraciones biológicamente eficaces. Los cementos óseos producidos según la invención se utilizan para tratar inflamaciones infecciosas del hueso y de la médula, en particular tras unas anomalías óseas y fracturas óseas.

Description

Pasta de cemento para huesos que contiene antibióticos.
La invención se refiere a una pasta de cemento para huesos inyectable endurecible a base de un compuesto biorreabsorbible, que contiene como antibiótico catiónico sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, liberando el cemento para huesos biodegradable el antibiótico en acción de tipo depósito durante un largo intervalo de tiempo en concentraciones eficaces desde el punto de vista biológico, de 40 a 50 mg/g de polvo de cemento. Los cementos para huesos según la invención son apropiados para el tratamiento de enfermedades infecciosas del hueso y de la médula ósea, en especial como consecuencia de defectos óseos y fracturas de huesos.
El mineral óseo presente en la naturaleza está constituido por fosfato de calcio de estructura de hidroxilapatita. No obstante, la composición de minerales óseos no corresponde en este caso a la composición estequiométrica ideal de hidroxilapatita cristalina (Ca_{10}(PO_{4})_{6}(OH)_{2}), sino que presenta generalmente una composición no estequiométrica, que está provocada por la incorporación de otros aniones, como carbonato o hidrogenofosfato en lugar de ortofosfato, pero también en otros cationes, como sodio, potasio o magnesio, en lugar de calcio.
Desde algunos años se puede obtener material para la substitución de huesos sintético a base de compuestos de fosfato de calcio similares a hidroxilapatita, que se asemeja al hueso natural debido a su similitud cualitativa y estructural. Con ello se pueden evitar los inconvenientes conocidos, que se pueden producir por la creación de hueso natural autógeno o alógeno. Las propiedades de esta hidroxilapatita sintética, en especial la aceptación fisiológica, la biorreabsorbilidad requerida y la capacidad de ser substituidos por tejido óseo natural recientemente generado, o bien la estimulación del crecimiento del mismo, dependen del grado de cristalización más o menos marcado, del tamaño de partícula, así como de la porosidad, que se pueden conseguir en la obtención. Además estos materiales tienen la ventaja de poder resistir cargas mecánicas prácticamente de modo tan conveniente como los huesos naturales, lo que sugiere su empleo en defectos o fracturas de huesos mayores.
Tales materiales son conocidos, a modo de ejemplo, por la EP 0416 76, la US 4,880,610, la US 5,053,212, la EP 0664 133, la EP 0543 765 o la WO 96/36562. Por la WO 96/36562 se conoce un cemento para huesos de hidroxilapatita, que presenta una excelente biorreabsorbilidad debido a su estructura casi amorfa, y una buena estabilidad mecánica a pesar de su porosidad. Este material, llamado \alpha-BSM, se puede obtener en forma de pastas endurecibles, que se pueden introducir fácilmente en los huesos defectuosos por medio de una jeringa.
La US 4,291,013 describe una masa moldeada reabsorbible en el cuerpo a base de colágeno, su obtención y su empleo en medicina, en especial como material quirúrgico y/o como depósito de producto activo. Las mezclas, que pueden contener opcionalmente también cemento de fosfato de calcio, se moldean para dar comprimidos, píldoras, granulados, plaquetas o bolas.
La EP-147021 describe una composición farmacéutica para el relleno en cavidades de huesos, que comprende una pasta acuosa, que contiene fosfato de calcio pulverizado reabsorbible, y una substancia antibacteriana, junto con uno o varios agentes aglutinantes reabsorbibles. Preferentemente se emplea \beta-TCP (fosfato tricálcico).
La EP-242672 describe un fosfato tricálcico poroso reabsorbible, que es apropiado como aditivo como materiales de implantación a base de poliacrilatos y/o PMMA, y cuyos poros están rellenos con una substancia de llenado compatible con el cuerpo, reabsorbible, estando compuesta la substancia de relleno por al menos los componentes, siendo un componente un antibiótico.
En el caso de lesiones de hueso, en especial en roturas abiertas o fracturas desechas se da generalmente un riesgo de infección considerable. Esto se puede combatir en principio mediante adición de antibióticos. Una aplicación única local, limitada en la dosis, en el abastecimiento quirúrgico de la fractura ósea provoca únicamente que se destruya sólo una pequeña parte de los gérmenes de infección asentados en el tejido óseo, y muy difícilmente accesibles debido al insuficiente riego sanguíneo. Por lo tanto, como consecuencia se pueden presentar parcialmente inflamaciones graves y peligrosas de la médula ósea o del tejido óseo.
Para evitar esto se introduce, a modo de ejemplo, bolas de polímero que contienen antibióticos (DE 23 20 373, DE 26 51 441) en la cavidad de la lesión, o bien médula, en el primer abastecimiento del hueso defectuoso. A partir de este material polímero, el antibiótico se puede difundir durante un intervalo de tiempo más largo, y desarrollar de este modo su acción germicida en concentración suficiente. El inconveniente de este método es que el material polímero apropiado para la liberación del antibiótico, en la mayor parte de los casos, no es biodegradable, o lo es insuficientemente, de modo que se debe eliminar de nuevo por medio de una nueva operación tras la curación de hueso. La introducción del antibiótico directamente en el cemento para huesos sintético empleado no consiguió hasta la fecha encontrar posibilidades para liberar el antibiótico en concentraciones eficaces desde el punto de vista biológico, incluyendo una dosis total a un defendible desde el punto de vista toxicológico, de manera retardada durante un intervalo de tiempo suficientemente largo a partir del cemento. Por regla general, en tales casos tiene lugar una liberación muy rápida de la cantidad de antibióticos total.
Sorprendentemente, ahora se descubrió que los cementos para huesos a base de \alpha-BSM biorreabsorbible desprenden los antibióticos catiónicos sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina durante un intervalo de tiempo largo en concentraciones eficaces desde el punto de vista biológico, de 40 a 50 mg/g de cemento para huesos, continuamente a partir del cemento para huesos endurecido en la cavidad medular y el tejido circundante, a modo de un depósito de producto activo con liberación controlable.
La gran ventaja de tal sistema según la invención es que no se requiere una segunda intervención quirúrgica selectiva para la eliminación de materiales polímeros no biodegradables, que se emplean hasta la fecha de manera extendida como depósito de producto activo para tales aplicaciones. Los procesos inflamatorios en la médula ósea o en el tejido óseo se pueden tratar, o bien impedir por primera vez de manera muy sencilla simultáneamente con la reconstrucción del hueso. Esto ahorra tiempo, es económico y evita a los pacientes las molestias de una intervención quirúrgica adicional, incluyendo tratamiento estacionario.
Según la invención, son especialmente preferentes los materiales de cemento que son conocidos por la EP 0 543 765 o la WO 96/36562, pero en especial \alpha-BSM por la WO 96/36562.
Por consiguiente, es objeto de la invención una pasta de cemento para huesos plástica, inyectable, endurecible, a base de \alpha-BSM biorreabsorbible, que contienen como sal catiónica antibiótica sulfato de gentamicina, sulfato tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina. Es igualmente objeto de la invención un correspondiente depósito de producto activo para el empleo para el tratamiento y profilaxis de osteomielitis y ostitis, en especial como consecuencia de defectos óseos y fracturas de huesos. En especial para mayores fracturas y fracturas desechas con heridas abiertas, y por lo tanto fácilmente infectables, es particularmente apropiado el sistema según la invención.
Se descubrió que, a partir del grupo de antibióticos catiónicos, muestran las propiedades de liberación ventajosas deseadas sobre todos los aminoglicósidos sulfato de gentamicina, sulfato tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina. Los aminoglicósidos muestran no sólo extraordinariamente propiedades de liberación en el sentido según la invención, sino que, por regla general, también un ancho espectro de acción dependiente de la concentración. Como aminoglicósido preferente en el sentido de la invención se debe citar gentamicina.
De la serie de antibióticos peptídicos apropiados se debe poner de relieve sobre todo Polymyxin B. Además, también la capreomicina, un inhibidor de \beta-lactamasa, muestra la acción deseada según la invención.
Además se descubrió que, además del tipo de antibiótico, también juega un papel importante su forma de presentación. De este modo, sólo las correspondientes sales muestran las acciones de depósito y características de liberación deseadas. Como sales son apropiadas en principio sales orgánicas e inorgánicas. Las sales inorgánicas preferentes son los sulfatos, fosfatos, hidrógenofosfatos y cloruros, mientras que, en el caso de sales orgánicas, son preferentes los citratos, acetatos y lactatos. No obstante, se consiguen resultados especialmente ventajosos con los correspondientes sulfatos. Por consiguiente, el antibiótico muy especialmente preferente es sulfato de gentamicina.
Por consiguiente, es objeto de la invención una pasta de cemento para huesos inyectable endurecible, o bien un correspondiente depósito de producto activo, a base de \alpha-BSM biorreabsorbible, que contienen como sal antibiótica catiónica, sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina.
Según la invención se mezcla el correspondiente polvo de cemento para huesos a base de compuestos que contienen fosfato de calcio con una disolución acuosa de antibiótico, en caso dado bajo adición de substancias auxiliares, como agentes estabilizantes, conservantes, aglutinantes y/o formadores de complejos. Según la cantidad de líquido se produce una pasta más o menos viscosa, que se puede alojar, a modo de ejemplo, en una jeringa.
Por consiguiente, es objeto de la invención un procedimiento para la obtención de una pasta de cemento para huesos inyectable endurecible a base de \alpha-BSM biorreabsorbible, que contiene sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, caracterizado porque se mezcla polvo de cemento para huesos a base de \alpha-BSM con una disolución acuosa de antibiótico, en caso dado bajo adición de substancias auxiliares, como agentes estabilizantes, conservantes, aglutinantes y/o formadores de complejos.
Alternativamente se pueden mezclar de modo natural también antibiótico y polvo de cemento directamente entre sí, antes de añadir la cantidad correspondiente de líquido.
Además es objeto de la invención el empleo de un correspondiente polvo de cemento para huesos a base de \alpha-BSM, junto con sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, para la obtención de una pasta de cemento para huesos inyectable, endurecible, biorreabsorbible, que contiene \alpha-BSM, con la capacidad de liberar el antibiótico tras endurecimiento in vivo en concentraciones eficaces desde el punto de vista biológico, de 40 a 50 mg/g de polvo de cemento, y durante un intervalo de tiempo largo, para el tratamiento y profilaxis de osteomielitis y ostitis, en especial como consecuencia de defectos o fracturas de huesos.
Por regla general, para la obtención de la pasta se añade 0,3 - 1,5 ml de líquido (incluyendo todos los compuestos disueltos o suspendidos en el mismo) por aproximadamente 1 g de polvo de cemento (en caso dado incluyendo el antibiótico), según dependencia de la consistencia deseada y del tiempo de endurecimiento dependiente de la misma. La concentración de antibiótico, referida al cemento para huesos, asciende a 10 - 100 mg/g, preferentemente 40 - 50 mg, en dependencia de la eficacia requerida y de la cantidad de cemento prevista. Por motivos de toxicidad, según sea posible no se debe sobrepasar claramente dosis totales de 300 mg de antibiótico.
Preferentemente se disuelve el antibiótico en el líquido. En este caso se pueden emplear adicionalmente agentes estabilizantes y/o conservantes conocidos, como por ejemplo benzoato sódico, ácido edítico, EDTA, en concentraciones habituales a tal efecto (0,1 - 3 %). Para el caso de que la pasta generada se deba aplicar por medio de una jeringa, se puede añadir al líquido también agentes aglutinantes. De este modo, se ha mostrado que el polietilenglicol (PEG) ocasiona una pasta muy suave, y contrarresta eventuales disgregaciones en el vaciado de la jeringa. Según la invención se pueden añadir también otras substancias auxiliares, que pueden tener influencias sobre la liberación, como por ejemplo sulfato de dextrano.
Como líquidos según la invención, que se mezclan con el polvo de cemento para huesos, son apropiados todos los líquidos a base de agua, a modo de ejemplo tampón fosfato, disolución de sal común, sangre o suero. En casos en los que la sal antibiótica posee suficiente solubilidad, se pueden emplear también disolventes orgánicos polares aceptables desde el punto de vista fisiológico, como el ya citado PEG.
Antes de la aplicación de la pasta que contienen antibióticos por parte del médico se pueden poner a disposición, según la invención, los componentes aislados en envases separados aislados (pre-envasado). El primer envase contiene en este caso los componentes sólidos (polvo de cemento para huesos, polvo de cementos para huesos + antibiótico). En este caso se pueden obtener y ofrecer diversos tamaños de envasado correspondientemente al tamaño del defecto óseo a tratar y/o correspondientemente a la concentración de antibiótico necesaria (en el caso de tener que mezclar polvo de cemento y antibiótico en forma sólida). El segundo envase está constituido por el líquido, en el que están disueltos el antibiótico, y opcionalmente las substancias auxiliares mencionadas, en la forma de realización preferente. También en este caso se pueden poner a disposición diferentes tamaños de envase según la invención (diferentes cantidades de líquido, o bien diferentes concentraciones de antibiótico), que se ajustan a las cantidades de cemento variablemente necesarias del primer componente.
Por consiguiente, el objeto de la invención es un estuche compartimentado, que contiene esencialmente los siguientes componentes envasados por separado: (i) una cantidad definida de polvo de cemento para huesos a base de compuestos que contienen fosfato de calcio y (ii) una cantidad de líquido ajustada a esta, que contiene sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, en una concentración eficaz, en caso dado en presencia de agentes estabilizantes, conservantes, aglutinantes y/o formadores de complejos, seleccionándose la cantidad de líquido de modo que, tras la reunión de ambos componentes (i) y (ii), se produce una pasta endurecible fácilmente inyectable.
En especial es objeto de la invención un correspondiente Estuche compartimentado, que contiene los citados componentes en las siguientes unidades: 1 g de (i) y 0,7 ml de (ii) con un contenido en antibiótico ajustable de manera variable, de 10 - 100 mg/ml.
Además es objeto de la invención un Estuche compartimentado, que contiene esencialmente los siguientes componentes envasados por separado: (i) una cantidad definida de polvo de cemento para huesos a base de compuestos que contienen fosfato de calcio, mezclada con sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, en una concentración eficaz desde el punto de vista biológico, entre 40 y 50 mg/g de polvo de cemento, en caso dado en presencia de un agente estabilizante, conservante, aglutinante y/o formador de complejos, y (ii) una cantidad de líquido ajustada a esta, que se selecciona de modo que, tras reunión de ambos componentes (i) y (ii), se produce una pasta endurecible fácilmente inyectable.
Las pastas de cemento para huesos según la invención, tras endurecimiento, según cantidad inicial (20 - 60 mg/g de polvo de cemento), liberan continuamente antibiótico durante un intervalo de tiempo de hasta 10 días en una concentración casi constante, de aproximadamente 500 - 100 \mug/ml (figura 1, tabla 1). Esto es un múltiplo de la concentración mínima eficaz desde el punto de vista biológico de la mayor parte de antibióticos.
Por el contrario, si no se emplea sales antibióticas catiónicas, sino, por ejemplo, cefalosporina, la liberación del antibiótico se efectúa completamente en el intervalo de pocas horas (figura 1, tabla 1). Ya que el antibiótico liberado se diluye y degrada adicionalmente en el cuerpo de manera rápida, es evidente que, en tal cinética de liberación, no se incluyen gérmenes difícilmente accesibles, y que se desarrollan sólo en el transcurso del tiempo. Como se puede extraer además de la figura y de la tabla, también el soporte juega un papel decisivo. De este modo, el antibiótico según la invención se libera de manera igualmente rápida (por ejemplos sulfato de gentamicina), si se emplea otro material en lugar de las pastas de cemento similares a hidroxilapatita, según la invención.
Con ayuda de las pastas de cemento para huesos según la invención se pueden impedir no sólo inflamaciones del hueso y de la médula ósea en el caso de defectos de huesos, sino que se pueden reducir inflamaciones ya declaradas, una vez efectuada la intervención quirúrgica.
La figura 1 reproduce la liberación de diversos antibióticos (sulfato de gentamicina (=Refobacin™), cefazolina (cefalosporina) y sulfato de netilmicina a partir de cemento de \alpha-BSM tras endurecimiento en dependencia del tiempo. Como control sirve una correspondiente cinética con agar. La tabla 1 reproduce los valores aislados que sirven como base.
Ejemplo 1
Se mezclan entre sí 1 g de polvo de cemento (\alpha-BSM, WO 96/36562) y 0,7 ml de agua, en la que se disolvieron 42 mg de sulfato de gentamicina. De este modo se obtiene una pasta que se moldea para dar una bola de aproximadamente 1 cm de diámetro. Esta bola se añade a 20 ml de tampón fosfato según Sörensen (pH 7,4) a 37ºC. Después de aproximadamente 10 minutos, la bola de cemento se endurece. A intervalos definidos se extraen muestras de la disolución tampón, y se determina la concentración de antibiótico según métodos estándar por vía microbiológica o cromatográfica. Las concentraciones de antibiótico determinadas en \mug/ml corresponden a las concentraciones liberadas en el tampón.
Ejemplo 2
De modo análogo al del ejemplo 1 se eluye una bola de agar/sulfato de gentamicina endurecida previamente, y se miden las correspondientes concentraciones.
Ejemplo 3
De modo análogo al del ejemplo 1 se eluye una bola de \alpha-BSM/cefazolina, y se miden las correspondientes concentraciones.
Ejemplo 4
De modo análogo al del ejemplo 1 se eluye una bola de \alpha-BSM/sulfato de netilmicina y se miden las correspondientes concentraciones.
TABLA 1 Elución de antibióticos a partir de \alpha-BSM
\mug/ml
Horas I II III IV V VI
0 245,96 139,64 478,57 484,78 0,00 0,00
0,5 474,46 1.713,10 862,82 708,39 0,00 0,00
1 313,41 2.036,00 1.344,80 832,15 0,00 0,00
2 484,46 2.199,20 1.387,50 1.021,00 0,00 0,00
6 #NV #NV 1.563,00 1.009,40 0,00 0,00
10 364,26 2.145,80 1.554,80 751,94 0,00 0,00
24 565,89 3.097,30 1.189,10 906,52 0,00 0,00
48 116,19 273,63 50,16 332,69 0,00 0,00
72 58,00 3,46 1,00 243,59 0,00 0,00
96 42,77 0,00 0,00
120 61,41 0,00

Claims (7)

1. Pasta de cemento para huesos inyectable endurecible a base de \alpha-BSM biorreabsorbible, que contiene un medicamento de concentración determinada, caracterizada porque el medicamento es sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, en una concentración de 40 a 50 mg/g de polvo de cemento.
2. Depósito de producto activo, que contiene una pasta de cemento para huesos definidas según la reivindicación 1 para la liberación continua de antibiótico sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, en una concentración de 40 a 50 mg/g de polvo de cemento, y durante un intervalo de tiempo largo para el tratamiento y profilaxis de osteomielitis y ostitis, en especial como consecuencia de defectos o fracturas de huesos.
3. Empleo de un polvo de cemento para huesos a base de \alpha-BSM biorreabsorbible, junto con sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, para la obtención de una pasta de cemento para huesos inyectable, endurecible, biorreabsorbible, similar a hidroxilapatita, con la capacidad de liberar el antibiótico, tras endurecimiento in vivo, en una concentración eficaz desde el punto de vista biológico de 40 a 50 mg/g de polvo de cemento, y durante un intervalo de tiempo largo, para el tratamiento y profilaxis de osteomielitis y ostitis, en especial como consecuencia de defectos o fracturas de huesos.
4. Procedimiento para la obtención de una pasta de cemento para huesos inyectable endurecible a base de \alpha-BSM biorreabsorbible, que contiene sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, caracterizado porque se mezcla polvo de cemento para huesos a base de \alpha-BSM con una solución acuosa de antibiótico, en caso dado bajo adición de agentes estabilizantes, conservantes, aglutinantes y/o formadores de complejos.
5. Estuche compartimentado, que contiene esencialmente los siguientes componentes envasados por separado: (i) una cantidad definida de polvo de cemento para huesos a base de \alpha-BSM y (ii) una cantidad de líquido ajustada a la misma, que contiene sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, en una concentración eficaz desde el punto de vista biológico de 40 a 50 mg/g de polvo de cemento, en caso dado en presencia de agentes estabilizantes, conservantes, aglutinantes y/o formadores de complejos, seleccionándose la cantidad de líquido de modo que, tras reunión de ambos componentes (i) y (ii), se produce una pasta endurecible fácilmente inyectable.
6. Estuche compartimentado según la reivindicación 5, que contiene los citados componentes en las siguientes unidades: 1 g de (i) y 0,7 ml de (ii) con un contenido en antibióticos, ajustable de manera variable, de 40 a 50 mg/g de polvo de cemento.
7. Estuche compartimentado, que contiene esencialmente los siguientes componentes envasados por separado: (i) una cantidad definida de polvo de cemento para huesos a base de \alpha-BSM, mezclada con sulfato de gentamicina, sulfato de tobramicina, sulfato de amicacina o sulfato de netilmicina, en una concentración eficaz desde el punto de vista biológico entre 40 y 50 mg/g de polvo de cemento, en caso dado en presencia de un agente estabilizante, conservante, aglutinante y/o formador de complejos, y (ii) una cantidad de líquido ajustada a la misma, que se selecciona de modo que, tras reunión de ambos componentes (i) y (ii) se produce una pasta endurecible fácilmente inyectable.
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