ES2209829T3

ES2209829T3 - Implantes osteofilos.

Info

Publication number: ES2209829T3
Application number: ES00909109T
Authority: ES
Inventors: Samuel G. Steinemann; James Simpson
Original assignee: Institut Straumann AG
Current assignee: Institut Straumann AG
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: JP2008284373A; DE50004319D1; JP2002535074A; ATE253332T1; CA2360580A1; AU3150600A; CA2360580C; EP1023910A1; US6702855B1; JP5645351B2; JP5848676B2; JP4164236B2; JP2008284372A; JP2012254308A

Abstract

Implante osteófilo que se compone de titanio o una aleación de titanio y que es adecuado para la implantación en huesos, caracterizado porque: (i) el implante presenta una superficie asperizada, hidroxilada e hidrófila, y (ii) al menos su superficie hidroxilada e hidrófila se encuentra encerrada en una envuelta estanca a los gases y líquidos, y esta envuelta presenta en su interior agua pura que está eventualmente provista de sustancias aditivas seleccionadas y/o una atmósfera inerte con respecto a la superficie del implante, consistente preferiblemente en nitrógeno, oxígeno y/o gas noble.

Description

Implantes osteófilos.

La presente invención se refiere a implantes osteófilos que sirven para su inserción en el hueso y que presentan propiedades de osteointegración considerablemente mejoradas, así como a un procedimiento para su producción.

Son en sí conocidos implantes que sirven para su inserción en los huesos tales como, por ejemplo, prótesis de cadera o de rodilla o pasadores a atornillar en la mandíbula para la formación de dientes artificiales. Implantes de este tipo se componen preferiblemente de titanio o aleaciones a base de titanio tales como, por ejemplo, aleaciones de titanio/zirconio, pudiendo contener éstas adicionalmente niobio, tántalo u otros aditivos metálicos compatibles con los tejidos. Una propiedad central de implantes de este tipo es su tiempo de osteointegración, es decir el tiempo que transcurre hasta que la sustancia del hueso se haya unido, es decir integrado, con suficiente intensidad y de forma duradera con la superficie del implante.

La firmeza con la que el implante queda anclado en el hueso puede establecerse con mediciones mecánicas, a saber midiendo la fuerza, ya sea como tracción, tensión, cizallamiento o momento de giro, que es necesaria con el fin de extraer tirando o mediante giro el implante anclado en el hueso de su anclaje, es decir realizando una ruptura de adhesión en la superficie del implante y la sustancia del hueso unida con éste. Métodos de medición de este tipo son en si conocidos y están descritos, por ejemplo, en Brunski, Clinical Materials, Vol. 10, 1992, págs. 153-201. Las mediciones han demostrado que los implantes de titanio con una estructura superficial lisa sólo se anclan en el hueso de modo insuficiente, mientras que implantes con una superficie asperizada proporcionan una unión hueso-implante notoriamente mejorada con respecto a la resistencia a la tracción.

En el documento EP 0 388 576 se propone, por lo tanto, practicar sobre la superficie del implante, en una primera etapa y mediante chorros de arena, una macrorrugosidad y recubrir a ésta a continuación, mediante tratamiento en un baño con ácidos, con una microrrugosidad. De esta forma, la superficie del implante puede asperizarse mediante chorros de arena y, a continuación, puede tratarse con un agente de corrosión, por ejemplo ácido fluorhídrico o una mezcla de ácido clorhídrico/ácido sulfúrico. La superficie provista de esta forma con una rugosidad definida se lava entonces con agua y disolventes y se somete a un tratamiento de esterilización.

En el documento EP 0 606 566 se propone tratar la superficie del implante en vacío primeramente con un gas de plasma inerte, con el fin de limpiar la superficie y, a continuación, con un gas de plasma de acción oxidante o mediante oxidación térmica, así como con demás etapas del procedimiento, tras lo cual el implante se envasa en ampollas de vidrio y se esteriliza. Preferiblemente, todas estas etapas se llevan a cabo en vacío. En el procedimiento mencionado se crea el desarrollo de un óxido en superficie. Esta superficie es ciertamente pura, pero en la atmósfera del aire se envenena inmediatamente o bien se inactiva ampliamente por medios químicos.

El estado químico de la superficie de titanio y aleaciones a base de titanio es complejo. Se parte del hecho de que la superficie del metal de titanio se oxida espontáneamente al aire y agua y de que luego se lleva a cabo en la superficie, es decir en la capa de átomos más externa, una reacción con agua, formándose grupos hidroxilo. Esta superficie con contenido en grupos hidroxilo se designa en la bibliografía como superficie "hidroxilada". Véase H. P. Boehm, Acidic and Basic Properties of Hidroxylated Metal Oxide Surfaces, Discussions Faraday Society, Vol. 52, 1971, págs. 264-275. Una superficie metálica, a cuyos grupos hidroxilo no se puede acceder libremente, ya que éstos han sido modificados, por ejemplo, químicamente, no es en el sentido de la presente invención una superficie "hidroxilada".

En el sentido de la presente invención, la superficie metálica del implante se designa como "hidrófila" cuando es libremente accesible para el líquido corporal y no está recubierta de sustancias extrañas, por ejemplo de sustancias de acción hidrofobizante. Así, habitualmente están presentes en el aire no purificado diferentes hidrocarburos fácilmente volátiles. Estos son adsorbidos en corto tiempo en una capa delgada por parte de superficies metálicas de titanio hidroxiladas e hidrófilas, de modo que estas superficies ya no son hidrófilas. Asimismo, una superficie hidroxilada e hidrófila de este tipo puede convertirse en hidrófoba cuando los grupos hidroxilo presentes en la superficie se asocian o reaccionan químicamente con, por ejemplo, dióxido de carbono presente en el aire o con disolventes orgánicos incorporados en el procedimiento de purificación tales como, por ejemplo, metanol o acetona.

Se ha encontrado ahora que una superficie hidroxilada e hidrófila de titanio o de una aleación de titanio presenta propiedades biológicamente activas o bien es biológicamente activa. Esta superficie se puede denominar también pseudo-biológicamente activa. En lo que sigue, se utilizará la expresión biológicamente activa. Sorprendentemente, se ha manifestado que una superficie biológicamente activa de este tipo, por ejemplo en forma de un implante, se desarrolla de forma considerablemente más rápida con la sustancia del hueso para formar una fuerte unión que una misma superficie pero que no está hidroxilada y/o no es hidrófila. Además, se ha demostrado que la actividad biológica de una superficie metálica de este tipo se pierde muy rápidamente en presencia de dióxido de carbono o de hidrocarburos volátiles, es decir en contacto con aire normal, por ejemplo en el proceso de secado, o en la limpieza con alcohol. Además, se ha encontrado que la actividad biológica de la superficie hidroxilada e hidrófila mencionada se puede mantener ampliamente inalterada cuando esta superficie es tratada de acuerdo con la presente invención, tal como se describe en lo que sigue. De este modo, se conserva la actividad biológica de la superficie del implante hasta la implantación de éste.

La presente invención está definida en las reivindicaciones. En particular, la presente invención se refiere a un implante osteófilo con propiedades mejoradas de osteointegración o con una osteointegración mejorada, consistiendo este implante en titanio o una aleación de titanio y siendo adecuado para la implantación en huesos, caracterizado porque el implante presenta una superficie asperizada, hidroxilada e hidrófila y, por consiguiente, biológicamente activa.

Preferiblemente, esta superficie está encerrada en una envuelta estanca a los gases y a los líquidos, no encontrándose en el interior de la envuelta compuestos que puedan perjudicar la actividad biológica de la superficie del implante.

Preferiblemente, el interior de la envuelta está lleno, al menos en parte, de agua pura que puede contener eventualmente otras sustancias aditivas, estando por lo menos presente una cantidad de agua tal que se garantice la humedad o humectación de la superficie asperizada del implante. El volumen residual dentro de la envuelta puede estar ocupado con gases inertes con respecto a la superficie del implante tales como, por ejemplo, oxígeno, nitrógeno, gases nobles o con una mezcla de estos gases.

La presente invención se refiere también a un procedimiento para la producción de los implantes de acuerdo con la invención.

Preferiblemente, los implantes de acuerdo con la invención se componen de una aleación de titanio, preferiblemente de una aleación de titanio/zirconio, pudiendo contener éste a, adicionalmente, niobio, tántalo u otros aditivos metálicos compatibles con los tejidos. Estos implantes sirven preferiblemente como prótesis de cadera, rodilla o como pasadores a atornillar en la mandíbula para la formación de dientes artificiales. Implantes de este tipo, su constitución y los materiales metálicos utilizados para su producción son en sí conocidos y están descritos, por ejemplo, en J. Black, G. Hastings, Handbook of Biomaterials Properties, páginas 135-200, editorial Chapman & Hall, Londres, 1998.

El anclaje estructural y funcional, por ejemplo de un implante de diente, en el hueso se alcanza, por norma general, mediante la aplicación de una macrorrugosidad tal como de una rosca de tornillo o de depresiones en la superficie y/o de una microrrugosidad eventualmente adicional, aplicándose la microrrugosidad en un proceso aditivo mediante la técnica de plasma o en un procesos sustractivo mediante corrosión química sobre la superficie. La firmeza con la que el implante está anclado en el hueso puede establecerse con mediciones mecánicas tal como ya se ha descrito al comienzo en este texto. Numerosas investigaciones han demostrado que el anclaje suficiente de un implante en el hueso depende en gran medida de la naturaleza de la superficie del implante, en particular de la rugosidad. Es notable que la utilización de una superficie biológicamente activa del implante de acuerdo con la presente invención sea ampliamente independiente de la naturaleza física de la superficie del implante. De acuerdo con la presente invención, la actividad biológica de la superficie hidroxilada e hidrófila se añade sinérgicamente al efecto esencialmente físico de la rugosidad de la superficie, de lo que resulta una considerable mejora de la osteointegración. Ambos efectos están ligados entre si de acuerdo con la presente invención en la medida que mediante una superficie físicamente mayor también se encuentra a disposición más superficie biológicamente activa. La presente invención demuestra que no sólo la rugosidad de la superficie en sí, sino también la naturaleza química de la superficie influyen decisivamente en la osteointegración.

Análisis de superficies de implante clínicamente utilizadas (antes de su implantación) mediante XPS (espectroscopia de fotoelectrones excitada por rayos X) y espectroscopia de electrones Auger (AES) apuntaron a una impurificación de la superficie con carbono. Ensayos de humectación proporcionaron un ángulo de humectación con agua de 70º y superior (= 70º), es decir a una superficie rechazante del agua con carácter hidrófobo. Otras investigaciones dieron como resultado que superficies de este tipo son biológicamente inactivas. Sorprendentemente, se comprobó que la superficie, tal como resulta, por ejemplo, directamente después de la corrosión con ácidos, y que está hidroxilada y es hidrófila, tiene un ángulo de humectación con agua menor que 50º (< 50º) al entrar la gota de agua en contacto con la superficie, o respectivamente menor que 20º (< 20º) en el caso de la gota que se vuelve a formar, y presenta una actividad biológica notoria, conservándose ésta esencialmente cuando se renuncia a otros procesos de purificación y esterilización y se evita un contacto de la superficie de implante con el aire.

La presente invención se basa en el efecto biológico con respecto a la osteointegración de implantes que están hechos de titanio o aleaciones de titanio, presentando estos implantes una superficie hidroxilada e hidrófila y, al mismo tiempo - como consecuencia de la rugosidad presente - presentan una superficie eficaz ampliada. Esta superficie biológicamente activa puede producirse, por ejemplo, mediante tratamiento mecánico y estructuración, chorros de bolas, chorros de arena y subsiguiente tratamiento químico, por ejemplo corrosión con ácido; o mediante la utilización de un tratamiento electroquímico (electrolítico) o mediante una combinación de procedimientos de este tipo.

La superficie de acuerdo con la invención puede producirse, por ejemplo, proveyendo a la superficie de la rugosidad o textura deseada y conservando la superficie hidroxilada e hidrófila resultante con ello en cualquier caso en el estado obtenido o llevando la superficie asperizada y tratada en una etapa separada del procedimiento a un estado hidroxilado e hidrófilo. En particular, el implante se puede producir aplicando chorros de bolas, chorros de arena sobre la superficie del implante y/o efectuando la asperización con utilización de una técnica de plasma y, a continuación, tratando la superficie mecánicamente asperizada con un proceso electrolítico o químico hasta que resulta una superficie hidroxilada e hidrófila. Preferiblemente, el implante es corroído con un ácido inorgánico o una mezcla de ácidos inorgánicos, preferiblemente con ácido fluorhídrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico o una mezcla de estos ácidos, o bien activando la superficie con ácido clorhídrico, peróxido de hidrógeno y agua en una relación ponderal de aproximadamente 1:1:5. A continuación, la superficie se lava con agua en una atmósfera inerte.

Preferiblemente, se procede de manera que

-: el implante se trata con chorros de bolas y, a continuación, se corroe con ácido fluorhídrico a la temperatura ambiente; o

-: el implante se trata con chorros de arena, por ejemplo con partículas de óxido de aluminio con un tamaño medio de grano de 0,1 - 0,25 mm o 0,25 - 0,5 mm y, a continuación, se trata con una mezcla de cloruro de hidrógeno/ácido sulfúrico a temperatura elevada y se lava con agua destilada pura y exenta de CO_{2}; o

-: el implante se trata con chorros de arena de grano grueso, por ejemplo con una mezcla de granos tal como la definida precedentemente y, a continuación, se trata con una mezcla de ácido clorhídrico/ácido nítrico y se lava con agua destilada pura y exenta de CO_{2}; o

-: el implante se trata con una mezcla de cloruro de hidrógeno, peróxido de hidrógeno y agua en una relación ponderal de aproximadamente 1:1:5 y se lava con agua destilada pura y exenta de CO_{2}; o

-: el implante se asperiza mediante la utilización de una técnica de plasma y, a continuación, se hidroxila en una mezcla de cloruro de hidrógeno, peróxido de hidrógeno y agua en una relación ponderal de aproximadamente 1:1:5 y se lava con agua destilada pura y exenta de CO_{2}; o

-: el implante se trata en un procedimiento electrolítico, asperizándose eventualmente la superficie mecánicamente con antelación y, a continuación, se lava con agua destilada pura y exenta de CO_{2}.

En todos los casos, de acuerdo con la invención el implante no se continua tratando, es decir no tiene lugar ningún tratamiento con alcohol, acetona u otro disolvente orgánico. En particular, este agua pura no contiene dióxido de carbono ni vapores de hidrocarburos y, en particular, nada de acetona y ningún alcohol tal como metanol o etanol. Sin embargo, puede contener aditivos especiales tal como se describe en lo que sigue. El agua "pura" utilizada para el lavado está preferiblemente varias veces destilada o es agua producida a través de ósmosis inversa que fue producida preferiblemente en una atmósfera inerte, es decir por ejemplo a presión reducida en una atmósfera de nitrógeno o de gases nobles.

Por lo demás, el agua pura tiene una resistencia eléctrica de al menos 2 Mohmcm (resistencia eléctrica > 2 Mohmcm) y un contenido total de carbono orgánico (carbono orgánico total COT) de a lo sumo 10 ppb ( \leq 10 ppb).

A continuación del proceso de lavado, el implante obtenido se deja en agua pura y se almacena en un recipiente o envuelta cerrado. Junto al agua, el interior de la envuelta puede contener gases inertes, por ejemplo nitrógeno, oxígeno o gas noble tal como, por ejemplo, argón. Preferiblemente, el implante obtenido se almacena en agua pura que eventualmente está provista de sustancias aditivas elegidas, y en una envuelta que es prácticamente estanca a los gases y los líquidos, en particular para óxidos de carbono, no encontrándose en el interior de la envuelta compuestos que puedan perjudicar la actividad biológica de la superficie del implante.

Compuestos que pueden perjudicar la actividad biológica de la superficie del implante son, por ejemplo, como ya se ha mencionado, metanol, etanol, acetona y cetonas relacionadas, así como numerosos otros compuestos orgánicos, o dióxido de carbono.

A este respecto, la presente invención se refiere también a un procedimiento para la producción de un implante de acuerdo con la invención, tratando con chorros de bolas, chorros de arena y/o asperizando la superficie del implante utilizando una técnica de plasma, caracterizado porque, a continuación

(i): la superficie asperizada mecánicamente o mediante técnica de plasma se trata con un procedimiento de corrosión electrolítico o químico hasta que resulte una superficie hidroxilada e hidrófila, preferiblemente con un ácido inorgánico o una mezcla de ácidos inorgánicos, preferiblemente con ácido fluorhídrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, o una mezcla de estos ácidos, o cloruro de hidrógeno, peróxido de hidrógeno y agua en una relación ponderal de aproximadamente 1:1:5;

(ii): la superficie se lava en una atmósfera inerte con agua pura que eventualmente contiene otras sustancias aditivas, y

(iii): la superficie se almacena, renunciando a un tratamiento ulterior, en una atmósfera inerte y de forma duradera en presencia de agua pura que contiene eventualmente otras sustancias aditivas, preferiblemente en una envuelta que es prácticamente estanca a los gases y líquidos.

El efecto negativo del alcohol metílico puede explicarse, por ejemplo, debido a que el alcohol metílico pasa a formar parte, con el grupo hidroxilo que se encuentra en la superficie de una reacción de condensación de acuerdo con la fórmula: \equiv TiOH + CH_{3}OH \rightarrow \equiv TiOCH_{3} + H_{2}O, significando \equiv Ti- un ion metálico en la superficie del metal. El dióxido de carbono, por ejemplo, reacciona con el grupo hidróxido con formación de un complejo de bicarbonato que inactiva el grupo hidroxilo. Análogamente, se puede explicar la reacción de un ácido carboxílico orgánico con el grupo hidroxilo. Por lo demás, a la superficie se la puede otorgar un carácter anfótero, en función del índice de acidez del electrólito que rodea la superficie, existiendo una interacción entre el ácido en el electrólito y el hidroxilo que reacciona básicamente o el anión en el electrólito y el hidroxilo del óxido que reacciona en condiciones ácidas. Para explicar las reacciones en superficie, se puede recurrir a la formación de enlaces covalentes, efectos electrostáticos y/o la formación de puentes hidrógeno. A este respecto, se parte del hecho que los grupos hidroxilo en la superficie del implante son los auténticos soportes de la actividad biológica y actúan directamente sobre los minerales del hueso y la sustancia orgánica del hueso con la que entran en contacto después de la implantación del implante y reaccionan con ella.

Sin embargo, la presente invención no está ligada a estas explicaciones. Es decisivo el hecho de que determinados compuestos influyen negativamente sobre la actividad biológica de una superficie hidroxilada e hidrófila de acuerdo con la invención y reducen o desactivan por completo esta actividad con respecto a la sustancia corporal biológica. El experto en la materia puede establecer experimentalmente si y en qué medida un compuesto influye negativamente sobre la actividad biológica, por ejemplo como se describe, entre otros, en esta memoria en lo que sigue.

Preferiblemente, el implante de acuerdo con la invención, pero al menos su superficie hidroxilada e hidrófila, está encerrado en una envoltura estanca a los gases y a los líquidos, no encontrándose en el interior de la envuelta compuestos que puedan perjudicar la actividad biológica de la superficie del implante. Esta envuelta estanca a los gases y a los líquidos es preferiblemente una ampolla soldada de vidrio, metal, un polímero sintético u otro material estanco a los gases y los líquidos, o una combinación de estos materiales. El metal se encuentra presente, preferiblemente, en forma de una lámina metálica delgada, pudiendo combinarse materiales polímeros y láminas metálicas, pero también vidrio de manera en sí conocida entre sí para formar un envase adecuado.

Preferiblemente, el interior de la envuelta está lleno, al menos en parte, de agua purificada que puede contener eventualmente otras sustancias aditivas, estando presente al menos una cantidad de agua tal que se garantice la humedad de la superficie del implante. Sorprendentemente, se ha demostrado que la humedad de la superficie del implante de acuerdo con la invención con agua pura estabiliza su estado químico y biológicamente activo y lo conserva a lo largo de un tiempo prolongado, por norma general hasta la implantación. Además, se ha demostrado que las propiedades de la osteointegración de la superficie pueden ser todavía mejoradas mediante aditivos adecuados. A este respecto, por ejemplo, se mejora la adhesión de la célula a la superficie del implante y se acorta el tiempo de anclaje del implante en el hueso. También se podría decir que la superficie del implante tiene propiedades osteófilas (u oseófilas) que pueden ser mejoradas mediante los aditivos adecuados.

Aditivos adecuados que pueden añadirse de acuerdo con la invención al agua pura son, por ejemplo, cationes de metales alcalinos monovalentes tales como Na^{+} o K^{+}, o una mezcla de Na^{+} y K^{+}, con correspondientes aniones en forma de sales inorgánicas tales como, por ejemplo, cloruro de sodio, cloruro de potasio, clorato de sodio o potasio, nitrato de sodio o potasio, fosfato de sodio o potasio o una mezcla de estas sales. Asimismo, también se pueden añadir cationes bivalentes con forma de sales inorgánicas solubles en agua. Cationes adecuados son, en particular, Mg^{+2}, Ca^{+2}, Sr^{+2} y/o Mn^{+2} en forma de los cloruros o sus mezclas. Aniones adecuados son también aniones fosfato y fosfonato, debiéndose entender entre ellos en cada caso también aniones de mono-ortofosfato y aniones de diortofosfato o bien aniones de mono-ortofosfonato y aniones de diortofosfonato, en combinación con los cationes mencionados.

Se prefieren cationes y aniones que ya están presentes en el líquido corporal, en particular en la correspondiente concentración fisiológica y a un índice de acidez fisiológico (valor del pH) en el intervalo de preferiblemente 4 a 9 y, preferiblemente, a un índice de acidez en el intervalo de 6 a 8. Cationes preferidos son Na^{+}, K^{+}, Mg^{+2} y Ca^{+2}. El anión preferido es Cl^{-}. Preferiblemente, la cantidad total de los cationes o aniones mencionados se encuentra en cada caso en el intervalo de aproximadamente 50 mEq/l hasta 250 mEq/l, de preferencia aproximadamente 100 mEq/l hasta 200 mEq/l y, preferiblemente en aproximadamente 150 mEq/l. En este caso, Eq/l significa peso equivalente (de la fórmula), o bien Eq/l corresponde al peso atómico de la unidad de fórmula dividido por la valencia. mEq/l significa peso de miliequivalente por litro. Si la envuelta contiene cationes bivalentes, en particular Mg^{+2}, Ca^{+2}, Sr^{+2} y/o Mn^{+2}, solos o en combinación con los cationes monovalentes mencionados, entonces la cantidad total de los cationes bivalentes presentes se encuentra preferiblemente en el intervalo de 1 mEq/l hasta 20 mEq/l.

La cubrición de acuerdo con la invención de la superficie del implante con agua tiene la ventaja adicional de que la superficie del implante hidroxilada e hidrófila, al retirarle de la envuelta, está protegida temporalmente de la acción de sustancias nocivas contenidas en el aire mediante la cubrición acuosa de la superficie con agua que contiene eventualmente cationes y aniones seleccionados.

Son en sí conocidos métodos para medir superficies metálicas, en el presente caso la superficie eficaz de la superficie del implante asperizada y provista de una textura superficial. Así, por ejemplo, son conocidos métodos de medición electroquímicos que se describen con detalle en P. W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford University Press, 1994. La superficie puede determinarse midiendo (a) la movilidad electroforética, (b) la carga superficial mediante titulación ácido-base, mediante (c) la espectrometría de la impedancia, o (d) mediante voltametría. También, a partir de mediciones de rugosidad se puede obtener la superficie eficaz en forma del cuadrado del parámetro híbrido L_{r}, es decir el cuadrado de la relación de la longitud del perfil. En la norma DIN 4762, el parámetro L_{r} se define como la relación de la longitud del perfil bidimensional extendido y la distancia medida. Esta última medición tiene sin embargo como premisa que la resolución vertical y lateral sea menor que 1 \mum e incluso se encuentre próxima a 0,1 \mum.

La superficie de referencia para todos estos métodos de medición es la superficie del metal pulida plana. Los valores medidos de la superficie asperizada en comparación con los medidos en la superficie plana y pulida indican cuanto mayor es la superficie asperizada comparada con la superficie plana y pulida. Investigaciones in vitro con células de huesos e investigaciones histomorfométricas in vivo en los implantes de acuerdo con la invención apuntan a que las propiedades osteófilas de los implantes de acuerdo con la invención son particularmente elevadas cuando la superficie asperizada sea al menos 1,5 veces y, preferiblemente, al menos dos veces tan grande como la superficie plana y pulida equiparable. Preferiblemente, la superficie asperizada del implante es al menos 2 a 12 veces y, de preferencia, aproximadamente 2,5 a 6 veces tan grande como la superficie plana y pulida equiparable.

Las propiedades de humectación o el carácter hidrófilo de la superficie del implante de acuerdo con la invención puede determinarse, de manera en sí conocida, mediante medición del ángulo de contacto o ángulo de humectación entre el líquido (agua) y la superficie del sustrato metálico seca mediante métodos ópticos. Para la determinación del ángulo de contacto de una superficie de implante de acuerdo con la invención, ésta se lava con agua pura y se seca en nitrógeno puro o argón puro. Una gota de agua pura se añade a la superficie horizontalmente extendida. Mediante la adición de más agua, por ejemplo con una aguja hueca, se amplía la superficie de la gota, lo que proporciona el ángulo de contacto "superior", mientras que la extracción de agua disminuye el diámetro de la gota en contacto con la superficie, lo que proporciona el ángulo de contacto "inferior". Se da un carácter hidrófilo de la superficie cuando el ángulo de contacto "superior" sea menor que 50º (< 50º) y el ángulo de contacto "inferior" sea menor que 20º (< 20º).

Superficies de titanio y aleaciones de titanio, producidas industrialmente, para la elaboración en laboratorios y clínicas presentan, por norma general, impurezas que consisten esencialmente en compuestos carbonados y trazas de nitrógeno, calcio, azufre, fósforo y silicio. Estas impurezas se concentran en la capa de óxido de metal más externa. Preferiblemente, la superficie del implante hidroxilada e hidrófila contiene a lo sumo 20% en átomos de carbono, medido con métodos espectroscópicos, tales como XPS o AES u otros métodos espectroscópicos en sí conocidos.

Los siguientes Ejemplos explican la invención.

Ejemplo 1

Se produjo una forma habitual de un implante de diente en forma de un tornillo de 4 mm de diámetro y 10 mm de longitud. La forma bruta se obtuvo de manera en sí conocida, con arranque de virutas, mediante torneado y fresado de la pieza bruta cilíndrica. La superficie a incorporar en el hueso se proveyó entonces, conforme al documento EP 0 388 576, de una microrrugosidad tratándola con chorros de arena con un grano de un tamaño medio de grano de 0,25 - 0,5 mm. A continuación, la superficie asperizada (microrrugosidad) se trató con una mezcla acuosa de ácido clorhídrico/ácido sulfúrico con una relación de HCl:H_{2}SO_{4}:H_{2}O de 2:1:1 a una temperatura superior a 80ºC durante aproximadamente cinco minutos, de modo que se obtuvo una relación de la superficie asperizada del implante a la superficie pulida equiparable de 3,6, medida mediante voltametría en electrólitos acuosos con NaCl 0,15 M (correspondiente a una relación de 3,9 medida con una espectrometría de impedancia en electrólitos de Na_{2}SO_{4} 0,1 molar). El implante, así conformado, se lavó con agua pura. A continuación, el implante

a): se soldó directamente en una ampolla de vidrio que estaba llena de agua pura, se abrió al cabo de 4 semanas y se implantó;

b): se soldó directamente en una ampolla de vidrio que estaba llena de agua pura que contenía 150 mEq/l de iones Na^{+} y 10 mEq/l de iones Mg^{+2}, así como la correspondiente cantidad de aniones Cl^{-} y, al cabo de 4 semanas, se abrió e implantó;

c): se secó con aire con contenido en CO_{2} y se implantó (ensayo comparativo).

Los implantes obtenidos de acuerdo con los ensayos a), b) y c) se implantaron en la mandíbula superior de un lechón. El anclaje en el hueso se midió como momento de giro por desprendimiento del tornillo implantado en la mandíbula superior del lechón. Los resultados obtenidos están indicados en la Tabla 1.

TABLA 1

	Anclaje * después de	Anclaje * después de	Anclaje * después de
	2 semanas (Ncm)	3 semanas (Ncm)	4 semanas (Ncm)
Ensayo a)	35	72	100
Ensayo b)	55	80	110
Ensayo	20	58	80
Comparativo c)
* el anclaje se indica como momento de giro por desprendimiento en Ncm (valores medios)

Los resultados de acuerdo con los ensayos a) y b) (implantes de acuerdo con la invención) demuestran que los correspondientes momentos de giro por desprendimiento para los tiempos de curación indicados se encuentran claramente por encima de aquellos del ensayo c).

Ejemplo 2

Se repitieron el Ejemplo 1, ensayos b) y c), pero con la condición que se produjo un implante con una relación de la superficie asperizada de implante a la superficie pulida equiparable de 1,9 (medida con una espectrometría de impedancia en electrólitos de Na_{2}SO_{4} 0,1 molar). Para ello, la superficie del implante se cortó únicamente de modo mecánico, mediante torneado y, a continuación, se corroyó químicamente como se indica en el Ejemplo 1. El implante, así obtenido, se lavó con agua pura. A continuación, el implante

d): se soldó directamente en una ampolla de vidrio que estaba llena de agua pura que contenía 150 mEq/l de iones Na^{+} y 10 mEq/l de iones Mg^{+2}, así como la correspondiente cantidad de aniones Cl^{-} y, al cabo de 4 semanas, se abrió e implantó;

e): se secó con aire con contenido en CO_{2} y se implantó (ensayo comparativo).

Los implantes obtenidos de acuerdo con los ensayos d) y e) se implantaron en la mandíbula superior de un lechón. El anclaje en el hueso se midió como momento de giro por desprendimiento del tornillo implantado en la mandíbula superior del lechón. Los resultados medidos están indicados en la Tabla 2.

TABLA 2

	Anclaje * después de	Anclaje * después de	Anclaje * después de
	2 semanas (Ncm)	3 semanas (Ncm)	4 semanas (Ncm)
Ensayo d)	10	40	65
Ensayo
Comparativo e)	5	25	60
* el anclaje se indica como momento de giro por desprendimiento en Ncm (valores medios)

Los resultados de acuerdo con el ensayo d) (implante de acuerdo con la invención) demuestran que los correspondientes momentos de giro por desprendimiento para los tiempos de curación indicados se encuentran claramente por encima de aquellos del ensayo c). Se parte del hecho de que en la cirugía dental para la formación de la supra-estructura se considera como obligatoriamente necesario un momento de giro por desprendimiento de al menos 35 Ncm, entonces este valor es alcanzado a lo más tardar al cabo de 3 semanas por parte del implante de acuerdo con la invención.

Claims

1. Implante osteófilo que se compone de titanio o una aleación de titanio y que es adecuado para la implantación en huesos, caracterizado porque (i) el implante presenta una superficie asperizada, hidroxilada e hidrófila, y (ii) al menos su superficie hidroxilada e hidrófila se encuentra encerrada en una envuelta estanca a los gases y líquidos, y esta envuelta presenta en su interior agua pura que está eventualmente provista de sustancias aditivas seleccionadas y/o una atmósfera inerte con respecto a la superficie del implante, consistente preferiblemente en nitrógeno, oxígeno y/o gas noble.

2. Implante según la reivindicación 1, caracterizado porque el implante se compone de una aleación de titanio/zirconio que contiene eventualmente de forma adicional niobio, tántalo u otros aditivos metálicos compatibles con los tejidos.

3. Implante según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la superficie hidroxilada e hidrófila se obtuvo con un procedimiento de corrosión electrolítico o químico, preferiblemente mediante tratamiento con un ácido inorgánico o una mezcla de ácidos inorgánicos, preferiblemente con ácido fluorhídrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico o una mezcla de estos ácidos o ácido clorhídrico, peróxido de hidrógeno y agua en una relación ponderal de aproximadamente 1:1:5.

4. Implante según una de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el interior de la envuelta está lleno, al menos parcialmente, con agua pura que contiene eventualmente otras sustancias aditivas y está presente al menos una cantidad de agua tal que se garantiza la humectación de la superficie asperizada del implante y el volumen residual dentro de la envuelta está ocupado eventualmente con gases inertes con respecto a la superficie del implante, preferiblemente con oxígeno, nitrógeno, gases nobles o una mezcla de estos gases.

5. Implante según una de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el agua en el interior de la envuelta presenta una resistencia eléctrica de al menos 2 Mohmcm y un contenido total en carbono orgánico de a lo sumo 10 ppb.

6. Implante según una de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque el agua en el interior de la envoltura contiene cationes de metales alcalinos monovalentes y/o cationes bivalentes en forma de sales inorgánicas solubles en agua.

7. Implante según una de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque el agua en el interior de la envuelta contiene como cationes de metales alcalinos monovalentes Na^{+} o K^{+}, o una mezcla de Na^{+} y K^{+}, con correspondientes aniones en forma de sales inorgánicas, preferiblemente en forma de cloruro de sodio, cloruro de potasio, clorato de sodio o potasio, nitrato de sodio o potasio, fosfato de sodio o potasio, fosfonato de sodio o potasio o una mezcla de estas sales.

8. Implante según una de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque el agua en el interior de la envuelta contiene como cationes bivalentes Mg^{+2}, Ca^{+2}, Sr^{+2} o Mn^{+2} o sus mezclas, preferiblemente Mg^{+2} y/o Ca^{+2} en forma de los cloruros.

9. Implante según una de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque el agua en el interior de la envuelta contiene cationes y aniones que ya se presentan en el líquido corporal, preferiblemente en la respectiva concentración fisiológica.

10. Implante según una de las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque el agua en el interior de la envuelta presenta un índice de acidez en el intervalo de 4 a 9, preferiblemente de 6 a 8.

11. Implante según una de las reivindicaciones 1-10, caracterizado porque la cantidad total de los cationes o aniones en el interior de la envuelta se encuentra en cada caso en el intervalo de aproximadamente 50 mEq/l a 250 mEq/l, preferiblemente en cada caso en el intervalo de aproximadamente 100 mEq/l hasta 200 mEq/l y, preferiblemente, en cada caso en aproximadamente 150 mEq/l, y la cantidad total de los cationes bivalentes presentes es de preferiblemente 1 mEq/l hasta 20 mEq/l.

12. Implante según una de las reivindicaciones 1-11, caracterizado porque la superficie asperizada del implante es al menos 1,5 veces, preferiblemente 2-12 veces, de preferencia al menos 2,5 a 6 veces tan grande como la superficie plana y pulida equiparable.

13. Implante según una de las reivindicaciones 1-12, caracterizado porque el ángulo de contacto "superior" de la superficie hidrófila del implante es menor que 50º, y el ángulo de contacto "inferior" es menor que 20º.

14. Implante según una de las reivindicaciones 1-13, caracterizado porque la superficie hidroxilada e hidrófila del implante contiene a lo sumo 20% en átomos de carbono.

15. Implante según una de las reivindicaciones 1-14, caracterizado porque la envuelta estanca a los gases y líquidos representa una ampolla sellada de vidrio, metal, un polímero sintético u otro material estanco a los gases y líquidos, o una combinación de estos materiales, y el metal se presenta preferiblemente en forma de una lámina metálica delgada.

16. Procedimiento para la producción de un implante según una de las reivindicaciones 1-15, en que la superficie del implante se asperiza mediante chorros de bolas, chorros de arena y/o utilizando una técnica de plasma y, a continuación

(ii): la superficie se lava en una atmósfera inerte respecto a la superficie del implante con agua pura que eventualmente contiene otras sustancias aditivas, y

(iii): la superficie se almacena, renunciando a un tratamiento ulterior, en una atmósfera inerte con respecto a la superficie del implante y/o de forma duradera en presencia de agua pura que contiene eventualmente otras sustancias aditivas, preferiblemente en una envuelta que es prácticamente estanca a los gases y líquidos.