ES2233054T3

ES2233054T3 - Procedimiento de produccion de un compnente pulverulento destinado para un cemento de uso medico, componente pulverulento y su utilizacion.

Info

Publication number: ES2233054T3
Application number: ES99930023T
Authority: ES
Inventors: Lars Ke Alvar Lidgren
Original assignee: Biomet Orthopaedics Switzerland GmbH
Current assignee: Biomet Orthopaedics Switzerland GmbH
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: SE9801901L; DE69921647D1; SE511087C2; US6586009B1; EP1079867A1; SE9801901D0; AU4664299A; ATE281185T1; PT1079867E; EP1079867B1; WO1999062570A1; DE69921647T2

Abstract

Método para la fabricación del componente en polvo para un cemento de uso médico, dicho cemento incluye un componente líquido que contiene una sustancia polimerizable y un componente en polvo que contiene una sustancia plástica y un medio de contraste radiológico y en el que se adaptan el componente líquido y el componente en polvo adaptados para poder mezclarse y suministrar una masa de fraguado que se solidifica para formar el cemento, caracterizado por mezclar un medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble con una sustancia plástica en la que se disuelven las partículas de dicho medio de contraste radiológico liberadas del cemento después de la consolidación y que, por lo tanto, no contribuyen al desgaste de las superficies de la articulación o soporte contiguas al punto de consolidación, y por esterilizar mediante radicación el componente en polvo que contiene dicho medio de contraste radiológico a una presión negativa y/o en una atmósfera de gas inerte para reducir al mínimoel riesgo de dañar el componente en polvo durante la esterilización.

Description

Procedimiento de producción de un componente pulverulento destinado para un cemento de uso médico, componente pulverulento y su utilización.

El desprendimiento aséptico es la principal complicación a largo plazo después de la sustitución completa de una articulación. La osteólisis observada en el desprendimiento está provocada por factores combinados como un aumento de la presión del líquido y una respuesta inflamatoria aumentada a las partículas, especialmente a las partículas de polietileno de alta densidad (HDPE). Otro factor principal que contribuye al desprendimiento está relacionado con la estabilidad de la prótesis dentro del cemento óseo o entre el cemento y el tejido óseo.

Se han añadido agentes de contraste como sulfato de bario (BaSO4) y dióxido de circonio (ZrO2) al cemento de uso médico para lograr la visibilidad radiográfica, es decir, visibilidad a la radiofotografía, para comprobar el resultado de la operación.

Para mejorar la interactuación del cemento de uso médico, se han añadido al mismo diversas sustancias como, por ejemplo, hidroxiapatita y factores de crecimiento. La hidroxiapatita se ha utilizado, entre otros, en composiciones diseñadas para la reducción del desgaste producido por la fragmentación del cemento, en el que las partículas del cemento entran en la cavidad de la articulación, es decir, en la articulación del implante.

En la actualidad existen indicios claros de que los agentes impermeables a las emisiones de rayos X, es decir, los agentes radiopacos, que son más duros que sus homólogos metálicos, pueden provocar daños a las superficies de la articulación, en las que el desgaste de los polietilenos aumenta considerablemente. En la gran mayoría de las sustituciones completas de una articulación, una de las superficies de la articulación o soporte está compuesta principalmente por una superficie cerámica o metálica muy lisa, mientras que la otra superficie de soporte está fabricada en polietileno de peso molecular alto. Este polietileno se utiliza como una superficie de soporte cóncava. Se ha demostrado que si se retira el medio de contraste radiográfico o radiológico del cemento óseo, se reducirá el desgaste. Por lo tanto, resulta de vital importancia abandonar el medio de contraste radiológico mencionado, que desagrada a la mayoría de los cirujanos, o bien, encontrar un medio de contraste radiológico que no afecte a la fuerza del cemento más de lo que lo hace en los cementos de uso médico existentes pero que resulte menos abrasivo cuando se fragmente (desprenda) del cemento.

Esto es posible utilizando los nuevos tipos de medios de contraste radiológico, denominados medios de contraste no iónicos. En la actualidad ya se conocen medios de contraste radiográficos o radiológicos de distintos tipos con osmolaridad alta y baja. Estos medios de contraste tienen una alta afinidad para la absorción de agua y son, de hecho, hidrosolubles. Se han realizado experimentos preliminares relativos a la posibilidad de mezclar estos medios de contraste radiológicos con el cemento óseo en un laboratorio que han demostrado que es posible y que se logra una buena visibilidad radiográfica o visibilidad a la radiofotografía. También se están realizando estudios con cultivos de células óseas para estudiar la toxicidad local. Los estudios existentes demuestran que los medios de contraste radiológicos no iónicos, sin añadirlos al cemento óseo, tienen una toxicidad muy baja, especialmente cuando se utilizan medios de contraste con baja osmolaridad.

El procedimiento de esterilización es de vital importancia para la producción de un nuevo cemento de uso médico. Con los medios de contraste radiográficos o radiológicos no iónicos hidrosolubles, la esterilización con gas provocará la formación de grumos en el cemento óseo y será necesario realizar la esterilización mediante radiación. Existe, no obstante, una clara influencia de la esterilización sobre una gama de propiedades del cemento. Disminuye la resistencia a la tensión en proporción a la dosis de radicación gamma y beta para la esterilización. La resistencia a la fatiga también se reducirá considerablemente. Las mediciones reológicas muestra una gran disminución de la viscosidad y un retardo en el tiempo de fraguado después de la radiación. Se ha demostrado que este efecto sobre el cemento acrílico mediante degradación oxidativa se produce también en otros polímeros o sustancias plásticas, como el HDPE. Si la radiación se realiza en el aire, provocará una amplia oxidación y deterioro de las propiedades del HDPE. Este efecto aumenta con el tiempo debido al envejecimiento del material. Se ha demostrado que si la radiación de lleva a cabo a una presión negativa y/o mediante un gas inerte protector, el efecto dominante de la radiación será la reticulación, no la degradación. El efecto mejora aún más si, después de la esterilización mediante radiación, se somete al producto plástico a un tratamiento de calor en un entorno sin oxígeno. La esterilización a una presión negativa y baja temperatura proporciona también propiedades mejoradas al polímero.

El objeto de la presente invención es, por lo tanto, ofrecer un método para la fabricación del componente en polvo para un cemento de uso médico para evitar que el cemento obtenido libere partículas que contribuyan al desgaste de las superficies de la articulación o soporte contiguas al punto de consolidación, así como para reducir al mínimo el riesgo de dañar el componente en polvo durante la esterilización posterior.

De acuerdo con la invención, esto se logra mediante la combinación, por una lado, de la mezcla de un medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble con la sustancia plástica, en la que se disuelven las partículas del medio de contraste radiológico que se desprenden del cemento después de la consolidación y que, por lo tanto, no contribuyen al desgaste de las superficies de la articulación o soporte contiguas al punto de consolidación y, por otro, de la esterilización mediante radiación del componente en polvo que contiene dicho medio de contraste radiológico que se lleva a cabo a una presión negativa y/o en una atmósfera de gas inerte para reducir el riesgo de dañar el componente en polvo durante dicha esterilización. Asimismo, la invención incluye también el tratamiento de calor eventual de la mezcla en polvo en la atmósfera libre de oxígeno tras el tratamiento mediante radiación.

La presente invención también tiene como objetivo hacer posible la utilización del componente en polvo, fabricado mediante el antedicho método, en un cemento que se utilice como cemento óseo.

Otro de los objetivos de la invención es facilitar un componente en polvo fabricado de acuerdo con el método mencionado anteriormente.

A continuación se describe un método de fabricación del componente en polvo para un cemento de uso médico. Dicho cemento incluye un componente líquido que contiene una sustancia polimerizable y un componente en polvo que contiene una sustancia plástica y un medio de contraste radiológico. Los componentes en líquido y en polvo están adaptados para poder mezclarse y, así, proporcionar una masa de fraguado que se solidifica para formar el cemento. Con la sustancia plástica se mezcla un medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble en el que se disuelven las partículas del medio de contraste radiológico liberadas del cemento después de la consolidación y que, por lo tanto, no contribuyen al desgaste de las superficies de la articulación o soporte contiguas al punto de consolidación.

La esterilización mediante radiación del componente en polvo que contiene dicho medio de contraste radiológico se lleva a cabo a una presión negativa y/o en una atmósfera de gas inerte para reducir al mínimo el riesgo de dañar el componente en polvo durante la esterilización.

El medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble que se mezcla con el componente en polvo se elige preferentemente del grupo que contiene iohexol, ioversol, iopamidol, iotrolán e iodixanol y tiene preferiblemente baja osmolaridad. Otros medios de contraste radiológicos que se pueden utilizar son metrizamida, iodecimol, ioglucol, ioglucamida, ioglunida, iogulamida, iomeprol, iopentol, iopromida, iosarcol, iosimida, iotasul, ioxilán, iofratol e iodecol. También se pueden utilizar mezclas de dichos medios de contraste.

En los siete ejemplos siguientes se describen diversos métodos para producir dichos componentes en polvo:

Ejemplo 1

Se muele un medio de contraste cristalino no iónico como, por ejemplo, iohexol, hasta obtener un polvo con un diámetro de partícula de 5 m. A continuación, se mezcla el polvo con la sustancia plástica (polímero) del componente en polvo a un cemento acrílico de uso médico como, por ejemplo, cemento óseo, que consta de partículas de polímero acrílico, preferiblemente polimetilmetacrilato y/o copolímeros que contengan polimetilmetacrilato, con un tamaño de partícula entre 80 y 100 m y una cantidad muy pequeña (alrededor del 0,5 por ciento del peso) de una sustancia denominada iniciador como, por ejemplo, peróxido de benzoílo. El medio de contraste radiológico compone alrededor del 17 al 23 por ciento del peso del componente en polvo terminado (se mezclan de 2 a 3 partes del medio de contraste con 10 partes del polímero). También se pueden añadir otros aditivos a dicho componente en polvo. A continuación, el componente en polvo se envuelve en paquetes de porción tipo bolsa o en contenedores de plástico sólido que, en ambos casos, se sellan con un material permeable al aire como, por ejemplo, papel o plástico. Los paquetes de porción se colocan uno a uno o en parejas en otra bolsa o contenedor permeable al aire que servirá como barrera estéril después de la esterilización. Antes de la esterilización, estos paquetes se colocan en un contenedor estanco al aire, se retira el aire de modo que se genere una presión negativa que corresponda a una presión de aire del 5%, preferiblemente alrededor del 2,5% de la presión atmosférica. Asimismo o como alternativa, se puede llenar el contenedor con un gas inerte como, por ejemplo, argón, y sellarlo. El contenido de oxígeno del contenedor estanco al aire deberá ser entonces inferior al 1%, preferiblemente inferior al 0,5%, de la presión atmosférica, es decir, la cantidad de oxígeno en la atmósfera de gas inerte corresponderá a una presión parcial de 10 mbares como máximo, preferiblemente menos de 5 mbares. La esterilización del componente en polvo se llevará ahora a cabo mediante radiación, preferiblemente radiación beta o gamma, con una dosis entre 0,5 y 7 Mrad, preferiblemente alrededor de 2,5 Mrad. Después de la esterilización mediante radiación y a la antedicha atmósfera de presión negativa/gas inerte, el componente en polvo puede calentarse preferentemente a una temperatura de 50-120ºC durante un periodo de entre 1 min. y 24 horas. Después de la esterilización mediante radiación, las bolsas con el polvo se deberán mantener preferentemente, aunque no sea necesario, en una atmósfera libre de oxígeno hasta que sea necesario utilizar el cemento.

Ejemplo 2

Como en el ejemplo 1, pero donde la cantidad de medio de contraste en el componente en polvo esté dentro de un rango del 0,08:1 al 0,6:1 o similar, determinado por una relación de peso entre el medio de contraste y el polímero, de modo que el componente en polvo contenga aproximadamente entre el 5 y el 40 por ciento del peso de medio de contraste radiológico.

Ejemplo 3

Como en los ejemplos 1-2, pero el diámetro de las partículas del medio de contraste no iónico está dentro de un rango de 1 a 50 m y el de las partículas del polímero acrílico dentro de un rango de 20 a 200 m, con la limitación, no obstante, de que el diámetro de las partículas del polímero sea, como mínimo, cuatro veces el diámetro de las partículas del medio de contraste.

Ejemplo 4

Como en los ejemplos 1-3, en el que se añade un polvo de una sustancia antibiótica al componente en polvo antes de la esterilización.

Ejemplo 5

Como en los ejemplos 1-4, añadiendo una sustancia colorante como, por ejemplo, clorofila, al componente en polvo.

Ejemplo 6

Como en los ejemplos 1-5, pero en el que se calienta el componente en polvo hasta una temperatura de aproximadamente 80ºC durante una hora después de la esterilización mediante radiación, todavía empaquetado en un entorno libre de oxígeno.

Ejemplo 7

Como en los ejemplos 1-5 excepto que el componente en polvo se empaqueta directamente en un contenedor para mezclar cemento, sellado mediante un diafragma permeable al aire. El contenedor para mezclar cemento relleno con el polvo se empaqueta en un paquete permeable al aire que sirve como barrera estéril. Este paquete se coloca a continuación en un contenedor estanco al aire del que se saca el aire y se lleva a cabo la esterilización como se describe en el ejemplo 1.

El componente en polvo fabricado según los métodos anteriores puede utilizarse adecuadamente en un cemento óseo para fijar prótesis o partes de prótesis aunque también se puede utilizar en cementos para otros fines médicos.

Los componentes en polvo producidos de acuerdo con los ejemplos anteriores contienen así un medio de contraste radiológico no iónico y están esterilizados a una presión negativa y/o en una atmósfera de gas inerte.

En los métodos anteriores, la atmósfera de gas inerte puede, excepto en el caso del argón, estar compuesta por helio, neón o nitrógeno o mezclas de los mismos.

Claims

1. Método para la fabricación del componente en polvo para un cemento de uso médico, dicho cemento incluye un componente líquido que contiene una sustancia polimerizable y un componente en polvo que contiene una sustancia plástica y un medio de contraste radiológico y en el que se adaptan el componente líquido y el componente en polvo adaptados para poder mezclarse y suministrar una masa de fraguado que se solidifica para formar el cemento, caracterizado por mezclar un medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble con una sustancia plástica en la que se disuelven las partículas de dicho medio de contraste radiológico liberadas del cemento después de la consolidación y que, por lo tanto, no contribuyen al desgaste de las superficies de la articulación o soporte contiguas al punto de consolidación, y por esterilizar mediante radicación el componente en polvo que contiene dicho medio de contraste radiológico a una presión negativa y/o en una atmósfera de gas inerte para reducir al mínimo el riesgo de dañar el componente en polvo durante la esterilización.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por seleccionar el medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble mezclado en el componente en polvo del grupo que contiene iohexol, ioversol, iopamidol, iotrolán, iodixanol, metrizamida, iodecimol, ioglucol, ioglucamida, ioglunida, iogulamida, iomeprol, iopentol, iopromida, iosarcol, iosimida, iotasul, ioxilán, iofratol e iodecol y mezclas de los
mismos.

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el medio de contraste radiológico no iónico e hidrosoluble tiene osmolaridad baja.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por hacer que el componente en polvo contenga un máximo del 40% del peso de medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble.

5. Método según la reivindicación 4, caracterizado por hacer que el componente en polvo contenga entre el 5 y el 40% de su peso de medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble.

6. Método según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado por hacer que el componente en polvo contenga entre el 17 y el 23% de su peso de medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por hacer que el diámetro de las partículas del medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble sea como máximo un 25% del diámetro de las partículas de la sustancia plástica.

8. Método según la reivindicación 7, caracterizado por hacer que el diámetro de las partículas del medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble esté entre 1 y 50 m, mientras que el diámetro de las partículas de la sustancia plástica está entre 20 y 200 m.

9. Método según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por hacer que el diámetro de las partículas del medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble sea de aproximadamente 5 m, mientras que el diámetro de las partículas de la sustancia plástica está entre 80 y 100 m.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 9, caracterizado por llevar a cabo la esterilización mediante radiación utilizando radiación beta o gamma y con una dosis de radiación entre 0,5 y 7 Mrad.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 10, caracterizado por llevar a cabo la esterilización mediante radiación a una presión negativa, correspondiente a una presión de aire absoluta del 5% como máximo, preferiblemente del 2,5%, de la presión atmosférica.

12. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11, caracterizado por llevar a cabo la esterilización mediante radiación a una presión negativa y a baja temperatura, preferiblemente alrededor de 77ºK.

13. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 12, caracterizado por llevar a cabo la esterilización mediante radiación en una atmósfera de gas inerte, donde dicha atmósfera de gas inerte contiene argón, helio, neón o nitrógeno.

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 13, caracterizado por llevar a cabo la esterilización mediante radiación en una atmósfera de gas inerte en la que la cantidad de oxígeno corresponde a una presión parcial de 10 mbares como máximo, preferiblemente menos de 5 mbares.

15. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 14, caracterizado por calentar el componente en polvo a una temperatura de 50 a 120ºC durante un periodo de entre 1 min. y 24 horas después de la esterilización mediante radiación y a una presión negativa y/o en una atmósfera inerte.

16. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 15, caracterizado por seleccionar como sustancia plástica del componente en polvo partículas de polímero acrílico, preferiblemente polimetilmetacrilato y/o copolímeros que contengan polimetilmetacrilato.

17. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 16, caracterizado por añadir una sustancia para iniciar la polimerización como, por ejemplo, peróxido de benzoílo, al componente en polvo antes de la esterilización mediante radiación.

18. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 17, caracterizado por añadir una sustancia antibiótica al componente en polvo antes de la esterilización mediante radiación.

19. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 18, caracterizado por añadir una sustancia colorante como, por ejemplo, clorofila, al componente en polvo antes de la esterilización mediante radiación.

20. Método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 19, caracterizado por colocar el componente en polvo en un contenedor permeable al aire, colocar, a su vez, el contenedor permeable al aire en un contenedor estanco al aire evacuar el aire del contenedor estanco al aire y esterilizar mediante radiación el componente en polvo en el contenedor permeable al aire.

21. Método según la reivindicación 20, caracterizado por colocar el componente en polvo en un contenedor para mezclar cemento óseo.

22. Utilización de un componente en polvo obtenido mediante el método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21 en un cemento óseo para fijar prótesis o partes de prótesis.

23. Componente en polvo para cemento de uso médico, caracterizado por contener un medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble y estar esterilizado a una presión negativa y/o en una atmósfera de gas inerte.

24. Componente en polvo según la reivindicación 23, caracterizado porque el medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble que se mezcla en el componente en polvo está seleccionado del grupo que contiene iohexol, ioversol, iopamidol, iotrolán, iodixanol, metrizamida, iodecimol, ioglucol, ioglucamida, ioglunida, iogulamida, iomeprol, iopentol, iopromida, iosarcol, iosimida, iotasul, ioxilán, iofratol e iodecol y mezclas de los mismos.

25. Componente en polvo según la reivindicación 23 ó 24, caracterizado porque contiene un máximo del 40% de su peso de medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble.

26. Componente en polvo según cualquiera de las reivindicaciones de 23 a 25, caracterizado porque contiene entre el 5 y el 40% de su peso de medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble.

27. Componente en polvo según cualquiera de las reivindicaciones de 23 a 26, caracterizado porque el componente en polvo contiene entre el 17 y el 23% de su peso de medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble.

28. Componente en polvo según cualquiera de las reivindicaciones de 23 a 27, caracterizado porque el diámetro de las partículas del medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble es como máximo el 25% del diámetro de las partículas de la sustancia plástica.

29. Componente en polvo según cualquiera de las reivindicaciones de 23 a 28, caracterizado porque el diámetro de las partículas del medio de contraste radiológico no iónico e hidrosoluble está entre 1 y 50 m, mientras que el diámetro de las partículas de la sustancia plástica está entre 20 y 200 m.

30. Componente en polvo según cualquiera de las reivindicaciones de 23 a 29, caracterizado porque el diámetro de las partículas del medio de contraste radiológico no iónico hidrosoluble es de aproximadamente 5 m, mientras el diámetro de las partículas de la sustancia plástica está entre 80 y 100 m.

31. Componente en polvo según cualquiera de las reivindicaciones de 23 a 30, caracterizado porque contiene una sustancia antibiótica.

32. Componente en polvo según cualquiera de las reivindicaciones de 23 a 31, caracterizado porque contiene una sustancia colorante como, por ejemplo, clorofila.