ES2264254T3 - Placa de fijacion deformable bioabsorbible. - Google Patents
Placa de fijacion deformable bioabsorbible.Info
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Abstract
Método para conformar un dispositivo de estabilización ósea implantable, para estabilizar una pluralidad de trozos de hueso, comprendiendo: el proporcionar un dispositivo de estabilización ósea que posea rigidez estructural, siendo formado dicho dispositivo de un material de osteosíntesis resorbible, uniaxialmente y/o biaxialmente orientado, que sea substancialmente rígido, dimensionalmente estable y substancialmente deformable en un primer estado termoquímico ¿el cual es a temperatura ambiente-, poseyendo dicho dispositivo (11, 17, 27, 28, 33) una sección alargada (12, 18, 31, 32) comprendiendo superficies primera y segunda, y una pluralidad de aberturas de sujeción (15, 21, 29, 30, 34) dispuestas entre dichas superficies primera y segunda, por lo que dicho dispositivo es capaz de estabilizar dicha pluralidad de trozos de hueso después de la implantación, siendo capaz además dicho dispositivo de mantener su forma en un segundo estado termoquímico ¿el cual es a temperatura corporal- despuésde su fijación a dichos trozos de hueso, durante un período de tiempo suficiente como para que dicho trozo de hueso cure; y el formar el dispositivo de estabilización ósea hasta conseguir una configuración deseada en el primer estado termoquímico, en donde están excluidos métodos para el tratamiento del cuerpo humano o animal por medio de cirugía practicada en el cuerpo humano o animal.
Description
Placa de fijación deformable bioabsorbible.
La presente invención está relacionada, por lo
general, con un método para conformar sistemas de fijación al tejido
corporal, incluyendo material de fijación a tejido corporal
comprendiendo placas biocompatibles, bioabsorbibles (resorbibles)
termoplásticas, y con métodos para la utilización de estos sistemas
y materiales.
Los sistemas de fijación tradicionales
ortopédicos y traumatológicos para facilitar la curación de fractura
ósea (osteosíntesis) emplean usualmente material metálico, e.g.,
placas, tornillos, varillas y similares, formado en metales
biocompatibles, resistentes a la corrosión, tales como el titanio y
el acero inoxidable. Son descritas placas metálicas típicas, e.g.,
en el libro F. Séquin y R. Texhammar, AO/ASIF Instrumentation,
Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1981, en las
páginas 21-22, 55-79,
107-108, 117-122. Mientras que tales
sistemas son generalmente efectivos para sus propósitos previstos,
poseen un número de deficiencias inherentes. Por ejemplo, ha sido
reportada la liberación de metal en los tejidos adyacentes. Ver,
e.g., L.E. Moberg et al. Int. J. Oral. Maxillofac. Surg.
18 (1989) en las páginas 311-314. Otras
deficiencias reportadas incluyen protección de estrés, ver P.
Paavolainen et al., Clin. Orthop. Rel. Res. 136 (1978)
287-293, y restricción de crecimiento en individuos
jóvenes, ver K. Lin et al., Plast. Reconstr. Surg. 87
(1991) 229-235. En chicos y niños jóvenes existe el
riesgo de que las placas y los tornillos metálicos pueden hundirse
hasta el hueso craneal y por debajo del mismo, como consecuencia del
crecimiento del hueso craneal, amenazando de esta manera el cerebro.
Ver, e.g., J. Fearon et al., Plast. Reconstr. Surg. 4
(1995) 634-637. Por lo tanto, es recomendado por lo
general que los implantes no funcionales deben ser retirados
finalmente, al menos en individuos en crecimiento. Ver C. Lindqvist,
Brit. J. Oral Maxillofac. Surg. 33 (1995) páginas
69-70.
Especialmente en las cirugías maxilofacial y
craneal son populares para utilización las miniplacas metálicas.
Ver, e.g., W. Muhlbauer et al., Clin. Plast. Surg. 14
(1987) 101-111 ; A. Sadove y B. Eppleg, Ann. Plast.
Surg. 27 (1991) 36-43 ; y R. Suuronen,
Biodegradable Self-reinforced Polylactide Plates and
Screws in the Fixation of Osteotomies in the Mandible, Tesis
Doctoral, Helsinki University, Helsinki, 1992, pág. 16, y
referencias en la misma. Las miniplacas son placas pequeñas, finas y
estrechas, las cuales muestran agujeros para la fijación por medio
de tornillos. Usualmente están situadas en el hueso,
perpendicularmente sobre la fractura, con el fin de fijar la masa
ósea a ambos lados de la fractura entre sí. Las geometrías usuales
de las miniplacas son descritas, e.g., en la Patente americana nº
5.290.281 en las Figuras 6A-6F.
La ventaja principal de las placas metálicas
(como las placas de titanio, acero inoxidable y
cobalto-cromo-molibdeno) es que son
fuertes, resistentes y dúctiles, de tal forma que pueden ser
deformadas o conformadas (e.g., dobladas) a temperatura ambiente en
la sala de operaciones, bien a mano o por medio de instrumentos
especiales, hasta conseguir una forma que se ajuste a la topografía
de superficie del hueso al que han de ser fijadas. De esta forma, la
placa puede ser fijada en línea con la superficie ósea a la cual la
placa es aplicada.
A la vista de las deficiencias anteriores de las
placas metálicas, sin embargo, han sido desarrolladas placas
bioabsorbibles para la fijación de la fractura. Fueron desarrolladas
placas longitudinales de seis aberturas para estudios ortopédicos
con animales. Ver Eitenmüller et al., European Congress on
Biomaterials, Abstracts, Instituto Rizzoli, Bologna, 1986, pág. 94.
Sin embargo, debido a su fuerza inadecuada, algunas de las placas se
rompieron en los experimentos con animales relacionados con fijación
de fractura.
Una ventaja especial de las placas
bioabsorbibles es que pueden ser proporcionadas con aberturas para
la inserción a través de las mismas de sujeciones quirúrgicas (como
tornillos), al mismo tiempo que aportan medios que permiten la
formación de aberturas de sujeción adicionales a través de la misma
durante un procedimiento quirúrgico a discreción del cirujano,
conforme ha sido descrito en la especificación de Patente europea EP
0 449 867 B1.
La desventaja principal de las placas
bioabsorbibles antiguas es que pueden ser deformadas (dobladas)
permanentemente y con seguridad únicamente a temperaturas elevadas,
por encima de su temperatura de transición vítrea (T_{g}),
conforme ha sido descrito, e.g., en EP 0 449 867 B1 y en la Patente
americana nº 5.569.250. Por debajo de su T_{g} las placas
bioabsorbibles antiguas son frágiles y se rompen con facilidad
cuando son deformadas. Únicamente a temperaturas por encima de la
T_{g} posee la estructura molecular de las placas antiguas
movilidad suficiente como para permitir el conformado (e.g.,
doblado) sin el riesgo de rotura. Conforme a ello, la Patente
americana nº 5.569.250 describe una placa de osteosíntesis
biocompatible que es capaz de ser utilizada asegurando una
pluralidad de trozos de hueso adyacentes. Esta placa de
osteosíntesis biocompatible incluye una sección alargada, poseyendo
una cara superior y una cara inferior, al menos una abertura de
sujeción dispuesta entre la cara superior y la cara inferior, y
medios dispuestos sobre la sección alargada para permitir la
formación de aberturas de sujeción adicionales a través de la misma
durante un procedimiento quirúrgico. La placa de osteosíntesis se
encuentra en un primer estado termoquímico en una primera
configuración, y es capaz de pasar a un segundo estado
termoquímico, de tal forma que pueda ser deformada con anterioridad
a su fijación. El primer estado termoquímico es, usualmente, a
temperatura ambiente (condiciones de la sala de operaciones) y el
segundo estado termoquímico es, usualmente, una temperatura elevada
por encima de la T_{g} del material polimérico (e.g., para
poliláctidos entre los 50 y los 60ºC). Por consiguiente, con el fin
de conformar las placas descritas en la Patente americana nº
5.569.250 éstas deben ser transformadas desde su primer estado
termoquímico hasta el segundo estado termoquímico por medio de
calentamiento y, a continuación, deben ser transformadas de nuevo
hasta el primer estado termoquímico antes de su fijación. Debido a
que la conductividad termal de los materiales poliméricos es pobre,
la conversión del material hasta una segunda temperatura es un
proceso lento. Por lo tanto, el uso clínico de las placas de la
Patente americana nº 5.569.250 es tedioso, lento y complejo,
especialmente si el cirujano debe conformar la placa varias veces
para hacer que se adapte con exactitud a la forma del hueso al que
ha de ser fijada.
K. Bessho et al., J. Oral. Maxillofac.
Surg. 55 (1997) 941-945, describió una
miniplaca bioabsorbible de
poli-L-láctido y un sistema de
atornillado para osteosíntesis en cirugía oral y maxilofacial. Sin
embargo, con el fin de conformar las placas de esa referencia, deben
ser primeramente calentadas por inmersión en una solución salina
fisiológica esterilizada caliente, o por medio de la aplicación de
aire caliente hasta que se vuelven plásticas, y únicamente entonces
pueden ser ajustadas a la superficie del hueso.
EP 0 449 867 B1 describe una placa para la
fijación de una fractura ósea, osteotomía, artródesis, etc., siendo
la finalidad de dicha placa el ser fijada sobre hueso, al menos, con
un dispositivo de fijación, como un tornillo, varilla, clamp o
dispositivo correspondiente, en donde la placa comprende, al menos,
dos placas esencialmente sobrepuestas para proporcionar una
construcción de placa multicapa. Las placas individuales de dicha
construcción de placa multicapa son flexibles, con el fin de
permitir un cambio de forma de dicha construcción de placa multicapa
hasta asumir substancialmente la forma de la superficie ósea,
durante las condiciones de la operación, por medio de una fuerza
externa -como a mano y/o por medio de instrumento de doblamiento
dirigido a dicha construcción de placa multicapa-, por lo que cada
placa individual asume su propia posición con respecto a otras
placas individuales, por medio de movimiento diferencial a lo largo
de las respectivas superficies de las placas coincidentes.
Aunque dicha placa multicapa se adapta incluso a
la superficie curva ósea sin calentamiento de las placas
individuales, el uso clínico de las placas multicapa es tedioso,
debido a que las placas individuales resbalan fácilmente entre sí
antes de la fijación. Adicionalmente, el grosor del sistema de placa
multicapa fácilmente se convierte en demasiado grueso para
aplicaciones cráneo-maxilofaciales, causando
problemas cosméticos e incremento de los riesgos de reacciones a
cuerpo extraño.
La Patente americana nº 5.342.395 describe un
dispositivo de reparación quirúrgica bioabsorbible, portador de
carga, fabricado en un copolímero, el cual está compuesto de
primeros ligandos de fase dura de copolímero láctido o
láctido/gliclólido, y de segundos ligandos de fase blanda de un
polímero o copolímero gomoso, en donde la fase dura proporciona
rigidez y la fase blanda facilita deformabilidad.
La Patente americana nº 4.671.280 describe la
fabricación de un miembro de sujeción o grapa, por medio del
bobinado de un filamento polimérico bioabsorbible orientado
alrededor de una barra formadora, cuyo bobinado es llevado a cabo a
una temperatura por debajo de la temperatura de transición vítrea
del polímero. Normalmente el bobinado será realizado a temperatura
ambiente. Debido a que el filamento orientado es bastante rígido,
las espiras se encuentran dobladas hacia afuera ligeramente por los
lados de la barra formadora. De esta forma, las espiras no asumen
por completo la configuración deseada del miembro de sujeción (o
grapa) hasta que los filamentos son calentados, lo cual usualmente
es realizado durante la fase de templado (ver, e.g., la Patente
americana nº 4.671.280; columna 5, dos primeros párrafos). De esta
forma, mientras que la Patente americana nº 4.671.280 puede
describir algún doblamiento del filamento estirado a una temperatura
ambiente, el doblamiento no proporciona la deseada configuración del
material hasta que los filamentos son calentados adicionalmente. Los
filamentos son calentados durante la fase de templado hasta alcanzar
una temperatura por encima de la temperatura de transición vítrea
del material (ver también el Ejemplo 1 de la Patente americana nº
4.617.280).
Por lo tanto, existe la necesidad de un
dispositivo de osteosíntesis bioabsorbible (bioresorbible o
biodegradable), como una placa, el cual es fino y substancialmente
rígido, y substancialmente deformable en un primer estado
termoquímico, siendo también estable dimensionalmente antes y
después de la deformación (conformación) en dicho primer estado
termoquímico. Existe también la necesidad de una placa de
osteosíntesis bioabsorbible (bioresorbible o biodegradable) que sea
fuerte, resistente, no produzca una respuesta inflamatoria
substancial, y cuya placa pueda ser deformada, aún siendo estable
dimensionalmente, a temperaturas por debajo de la temperatura de
transición vítrea (T_{g}) del material del cual está fabricado el
dispositivo, con el fin de facilitar la conformación. Adicionalmente
existe la necesidad de una placa de osteosíntesis bioabsorbible
(bioresorbible o biodegradable) de este tipo, que sea fuerte,
resistente, que no produzca una respuesta inflamatoria substancial,
y cuya placa pueda ser deformada, aún siendo estable
dimensionalmente, a temperatura ambiente en las condiciones de la
sala de operaciones, con el fin de facilitar la conformación de la
placa. Del mismo modo, existe la necesidad de una placa de
osteosíntesis bioabsorbible (bioresorbible o biodegradable) de este
tipo, que sea fuerte, resistente, que no produzca una respuesta
inflamatoria substancial, y cuya placa pueda ser deformada, aún
siendo estable dimensionalmente, en las condiciones de la sala de
operaciones (en el primer estado termoquímico) para permitir su
fijación sobre el hueso sin distorsión de la configuración de los
fragmentos óseos a ser fijados, y cuya placa conformada sea también
estable dimensionalmente en un segundo estado termoquímico, en
condiciones tisulares, cuando se encuentra fijada sobre la
superficie ósea, con el fin de facilitar la curación sin problemas
de la fractura ósea.
La Patente americana nº 5.569.250 de un modelo
antiguo, muestra que los implantes de fijación poliméricos
bioabsorbibles, como las placas, deben ser fabricados en material no
orientado y que los implantes son relativamente rígidos en un primer
estado termoquímico, y son relativamente deformables únicamente en
un segundo estado termoquímico (a temperatura elevada) a la cual es
llevado el implante de forma temporal, previamente a su
implantación.
En esta invención hemos descubierto, de forma
sorprendente, que los polímeros, copolímeros, aleaciones de
polímeros o composites con rellenos particulados cerámicos o
refuerzos de fibra, termoplásticos bioabsorbibles frágiles y/o
relativamente débiles, teniendo la T_{g} del material por encima
de la temperatura corporal humana, cuyos materiales no pueden ser
deformados a temperatura ambiente, pueden ser transformados -a
través de orientación uniaxial y/o biaxial del material en el estado
sólido- en materiales que son deformables a temperatura ambiente.
Por consiguiente, la presente invención describe materiales e
implantes uniaxialmente y/o biaxialmente orientados, rígidos y
resistentes, como placas, los cuales pueden ser deformados en un
primer estado termoquímico -el cual es a temperatura ambiente- en
las condiciones de la sala de operaciones previamente a su
implantación, y cuyos implantes mantienen bien su forma deformada
(conformada) en el segundo estado termoquímico -a temperatura
corporal, en condiciones tisulares- cuando son implantados sobre el
hueso, de tal forma que mantienen los fragmentos óseos fijados
esencialmente en la posición deseada para facilitar la curación de
la fractura ósea.
Una ventaja de la presente invención es que
proporciona un implante biocompatible uniaxialmente y/o biaxialmente
orientado de bajo perfil, con una fuerza suficiente como para ser
capaz de asegurar una pluralidad de trozos de hueso adyacentes. Otra
ventaja de la presente invención es el proporcionar un implante
biocompatible uniaxialmente y/o biaxialmente orientado que es
bioresorbible a lo largo de un período de tiempo deseado, al tiempo
que no genera una respuesta inflamatoria substancial. Una ventaja
adicional de la presente invención es el proporcionar un implante
biocompatible y bioabsorbible uniaxialmente y/o biaxialmente
orientado -como una placa- que es relativamente rígido en un primer
estado termoquímico, pero que es también relativamente deformable en
dicho primer estado termoquímico previamente a su implantación.
Una ventaja adicional de la presente invención
es el proporcionar un implante bioabsorbible uniaxialmente y/o
biaxialmente orientado, que es capaz de ser deformado de forma
repetida en dicho primer estado termoquímico previamente a su
implantación. Otra ventaja de la presente invención es el
proporcionar un implante biocompatible uniaxialmente y/o
biaxialmente orientado, que puede ser fácilmente fabricado y de
forma barata, con tensiones internas reducidas. Una ventaja
adicional de la presente invención es que proporciona un dispositivo
de fijación biocompatible uniaxialmente y/o biaxialmente orientado,
que es capaz de asegurar otro dispositivo implante biocompatible
uniaxialmente y/o biaxialmente orientado de este tipo y uno o más
trozos de hueso adyacentes.
Además, la presente invención -en una forma de
la misma- proporciona una placa de osteosíntesis biocompatible,
uniaxialmente y/o biaxialmente orientada de bajo perfil, que es
capaz de asegurar una pluralidad de trozos de hueso adyacentes. La
placa de osteosíntesis utilizada en el método de la presente
invención incluye una sección alargada que posee una cara superior y
una cara inferior, cuya sección alargada es capaz de ser conformada
para atravesar un sitio de fractura o sitio de osteotomía para la
subsiguiente fijación a trozos de hueso adyacentes. La placa de
osteosíntesis uniaxialmente y/o biaxialmente orientada incluye
adicionalmente una pluralidad de aberturas de sujeción dispuestas
entre la cara superior y la cara inferior, con el fin de permitir el
paso de una pluralidad de sujeciones quirúrgicas a través de las
mismas. La placa de osteosíntesis incluye, además, medios dispuestos
sobre la sección alargada para permitir la formación de aberturas de
sujeción adicionales a través de la misma durante un procedimiento
quirúrgico, a discreción del cirujano. La placa de osteosíntesis es
relativamente rígida en una primera temperatura, y es deformable en
tres dimensiones, aún siendo dimensionalmente estable, en dicha
primera temperatura. La placa de osteosíntesis mantiene una posición
deformada en dicha primera temperatura en condiciones de operación,
pero puede volver seguidamente a su configuración original por medio
de redeformación en dicha primera temperatura y dicho primer estado
termoquímico. Como tal, la placa de osteosíntesis uniaxialmente y/o
biaxialmente orientada, formada conforme a la presente invención,
puede ser deformada repetidamente y volver a su configuración
original en dicha primera temperatura (primer estado termoquímico),
con el fin de contornear la placa de osteosíntesis precisamente en
una configuración deseada a través de sucesivas iteraciones.
Los dispositivos de fijación bioresorbibles, o
tornillos de hueso, son capaces de ser insertados a través de
aberturas de sujeción dispuestas dentro de las placas de
osteosíntesis uniaxialmente y/o biaxialmente orientadas de la
presente invención.
La presente invención proporciona un método para
formar una placa de osteosíntesis biocompatible, uniaxialmente y/o
biaxialmente orientada, de bajo perfil, incluyendo las fases de
formación de una chapa metálica, orientación polimérica
uniaxialmente y/o biaxialmente, formación de una placa de
osteosíntesis uniaxialmente y/o biaxialmente orientada procedente de
la chapa metálica orientada, acabado, limpieza de la superficie,
esterilización y empaquetado.
Será descrito también un método para permitir
una ajuste seguro entre una pluralidad de trozo de hueso adyacentes,
incluyendo la fases de proporcionamiento de una placa de
osteosíntesis biocompatible, uniaxialmente y/o biaxialmente
orientada, de bajo perfil; el posicionamiento de la placa de
osteosíntesis biocompatible, uniaxialmente y/o biaxialmente
orientada, sobre una pluralidad de trozos de hueso adyacentes; el
proporcionamiento de una pluralidad de sujeciones quirúrgicas para
permitir un ajuste fijo entre la placa de osteosíntesis
uniaxialmente y/o biaxialmente orientada y, al menos, un trozo de
hueso adyacente; el posicionamiento de la pluralidad de sujeciones
quirúrgicas dentro de una pluralidad de aberturas de sujeción sobre
la placa de osteosíntesis uniaxialmente y/o biaxialmente orientada;
y el aseguramiento de la pluralidad de sujeciones quirúrgicas en los
trozos de hueso adyacentes.
La orientación uniaxial y/o biaxial de polímeros
o composites de polímero con deformación en estado sólido es un
proceso muy conocido dentro del campo científico y de la tecnología
de polímeros. Durante la orientación las moléculas del polímero, o
sus segmentos, tienden a alinearse con su eje largo en la dirección
de la orientación. Es dada una descripción del campo molecular sobre
orientación de materiales poliméricos y de su caracterización
física, e.g., en la Patente americana nº 4.968.317. Lo efectos de la
orientación son más pronunciados en los polímeros parcialmente
cristalinos, pero es posible también el orientar polímeros no
cristalinos (amorfos), como ha sido descrito en PCT/FI96/00511.
Serán evidentes otras ventajas de la presente
invención para una persona experta en este campo después de leer la
siguiente especificación y de los siguientes dibujos.
La Fig. 1 describe una vista en perspectiva de
una pluralidad de placas de osteosíntesis uniaxialmente y/o
biaxialmente orientadas, conforme a la presente invención, mostrada
en relación con la reparación de múltiples fracturas
cráneo-maxilofaciales o mandibulares, o con la
reconstrucción para incluir las áreas pediátrica y ortognática.
Las Figs. 2A a 2C describen vistas superiores de
placas de osteosíntesis conforme a los enunciados de algunas
realizaciones de la presente invención.
La Fig. 3 es una vista transversal de una placa
de osteosíntesis de la Figura 2A, a lo largo de la línea a, conforme
a los enunciados de una realización preferida de la presente
invención.
La Fig. 4 es una vista en perspectiva ilustrando
una placa de osteosíntesis uniaxialmente y/o biaxialmente orientada,
junto con un tornillo de hueso posicionado en una posición relativa
elevada para su inserción dentro de una abertura de sujeción de la
placa de osteosíntesis uniaxialmente y/o biaxialmente orientada.
La Fig. 5 es una vista transversal de la placa
de osteosíntesis mostrada en la Fig. 4, a lo largo de la línea
b-b, con un tornillo de hueso dispuesto dentro de
una abertura de sujeción de la placa de osteosíntesis.
Las Figs. 6A a 6J describen vistas superiores de
otras geometrías usuales de placas de osteosíntesis uniaxialmente
y/o biaxialmente orientadas, conforme a los enunciados de la
presente invención.
La Fig. 7 es una vista transversal de placas que
muestran deformación de una preforma de placa con un método de
cizalla.
Las Figs. 8A a 8C muestran esquemáticamente el
doblamiento de placas de la invención a temperatura ambiente.
La Fig. 9A es una vista transversal esquemática
de un extrusor hidrostático para la orientación de tochos de
polímero bioabsorbibles. Las Figs. 9B y 9C muestran esquemáticamente
el cambio de sección transversal de un tocho rectangular durante la
extrusión hidrostática.
Las Figs. 10A y 10B muestran esquemáticamente un
sistema de rodillos para la deformación y orientación de preformas
de placa.
Con el fin de promover un entendimiento de los
principios de la invención se hará referencia ahora a las
realizaciones preferidas de la presente invención. Sin embargo, se
entenderá que no se pretende aquí limitación alguna en el ámbito de
la invención, siendo consideradas las alteraciones y modificaciones
adicionales, y las modificaciones adicionales de los principios de
la invención, como lo serían para una persona experta en el campo al
que pertenece la invención.
Refiriéndonos a la Fig. 1A, son mostradas las
placas de osteosíntesis bioabsorbibles, biocompatibles,
uniaxialmente y/o biaxialmente orientadas, 1 a 6, 6a y 6b. Las
placas de osteosíntesis biocompatibles, uniaxialmente y/o
biaxialmente orientadas, 1 a 6 son mostradas dispuestas sobre las
fracturas óseas 7 a 10, mientras que las placas 6a y 6b son
mostradas situadas en posición para reconstrucción facial. Será
entendido que las placas de osteosíntesis bioabsorbibles,
biocompatibles, uniaxialmente o biaxialmente orientadas, como las
placas 1 a 6 (y 6a & 6b) pueden presentar cualquier tamaño o
forma, conforme será expuesto aquí a continuación. Adicionalmente,
las placas de osteosíntesis biocompatibles, uniaxialmente o
biaxialmente orientadas, 1 a 6 (y 6a & 6b) pueden también ser
deformables y rígidas en un primer estado termoquímico, como en las
condiciones de la sala de operaciones. "Un estado
termoquímico", según es utilizado a la hora de describir la
presente invención, es definido conforme a la Patente americana nº
5.569.250 como una combinación de condiciones térmicas y químicas
resultantes de la exposición a ciertos ambientes térmicos y
químicos, como la temperatura ambiente y la atmósfera de una sala
de operaciones, respectivamente. Aunque un tipo de cambio en el
estado termoquímico tiene lugar únicamente por medio de un cambio de
temperatura, los cambios en el estado termoquímico de un implante
biocompatible uniaxialmente y/o biaxialmente orientado de la
presente invención deben ser entendidos como no limitados únicamente
a cambios de temperatura. Preferiblemente, las placas de
osteosíntesis bioabsorbibles, biocompatibles, uniaxialmente y/o
biaxialmente orientadas de esta invención son relativamente rígidas
tanto a temperatura ambiente como a la temperatura del cuerpo
humano, y son deformables a temperaturas (como la temperatura
ambiente) por debajo de la T_{g} del material del cual son
confeccionadas las placas de osteosíntesis biocompatibles
uniaxialmente y/o biaxialmente orientadas. Por lo tanto, no hay
necesidad de calentar las placas de esta invención hasta
temperaturas por encima de la T_{g} del material, como debe ser
hecho con las placas antiguas. Debido a la orientación molecular
uniaxial y/o biaxial de los materiales de la invención, éstos
muestran rigidez substancial y deformabilidad substancial en todas
las temperaturas entre la T_{g} del material y la temperatura
ambiente, o incluso a temperaturas por debajo de la temperatura
ambiente.
Es importante señalar que las placas de
osteosíntesis bioabsorbibles, biocompatibles, uniaxialmente y/o
biaxialmente orientadas, utilizadas conforme a esta invención, son
formadas por medio de un método tal que las placas de osteosíntesis
biocompatibles, uniaxialmente y/o biaxialmente orientadas, son
dimensionalmente estables y deformables en condiciones de operación
a temperatura ambiente (primer estado termoquímico) y a temperatura
corporal (segundo estado termoquímico). Conforme es utilizado aquí,
el término "dimensionalmente estable" significa que las placas
bioabsorbibles, biocompatibles, uniaxialmente o biaxialmente
orientadas, son capaces de mantener substancialmente la misma
configuración en cualquiera de dichos dos estados termoquímicos, de
tal forma que las placas de osteosíntesis uniaxialmente y/o
biaxialmente orientadas facilitan la curación de la fractura ósea al
mantener los trozos de la fractura en la posición adecuada entre
sí.
La rigidez, deformabilidad y la estabilidad
dimensional de las placas son debidas al proceso de fabricación de
las placas uniaxialmente y/o biaxialmente orientadas, el cual es
expuesto también más abajo. Las placas de osteosíntesis
biocompatibles, uniaxialmente y/o biaxialmente orientadas, como las
de la Fig. 1, son formadas usualmente de un polímero, copolímero,
aleación de polímero o composite con rellenos particulados cerámicos
o refuerzos de fibra, bioabsorbible, uniaxialmente y/o biaxialmente
orientado. Un ejemplo de tales materiales es una composición de
copolímero láctido (80% mol) y glicólido (20% mol), el cual es
orientado y posee una temperatura de transición vítrea de entre 50ºC
y 65ºC.
Las placas de osteosíntesis uniaxialmente y/o
biaxialmente orientadas confeccionadas utilizando materiales
orientados bioabsorbibles, y en la manera expuesta más abajo,
mantendrán una parte substancial de su fuerza después de las
primeras semanas o meses después de su implantación, cuando esta
fuerza debe ser relativamente alta. Las placas de osteosíntesis
uniaxialmente y/o biaxialmente orientadas pueden ser confeccionadas
en materiales parcialmente cristalinos o no cristalinos (amorfos).
Las placas de osteosíntesis uniaxialmente y/o biaxialmente
orientadas, utilizadas conforme a la invención, son capaces de
estabilizar una pluralidad de trozos de hueso durante un período de
uno a varios meses después de su implantación, y sin embargo serán
completamente resorbidas después de un año o varios años después de
su implantación, dependiendo de factores tales como la composición
química y la masa molar del material polimérico bioabsorbible, el
tamaño y geometría del implante, o la posición del implante en el
cuerpo humano. Por consiguiente, el tiempo de resorción puede ser
ajustado para ser rápido o lento. La resorción lenta es beneficiosa
en el caso de fracturas de curación lenta, y una resorción
relativamente rápida del material bioabsorbible reduce la apariencia
cosmética no deseada, así como la restricción en el crecimiento en
pacientes pediátricos.
Será considerado que la placa de osteosíntesis
bioabsorbible, biocompatible, uniaxialmente y/o biaxialmente
orientada de la invención puede mostrar una variedad de tamaños y/o
formas, según es expuesto más abajo, y puede estar confeccionada
también en un material bioresorbible de distintos orígenes. Además,
las placas de osteosíntesis biocompatibles, uniaxialmente y/o
biaxialmente orientadas, son preferiblemente tanto rígidas como
deformables a temperatura ambiente (por debajo de la T_{g} del
material) y a temperatura corporal humana.
Refiriéndonos a las Figs. 2A a 2D y 3, son
descritas varias placas de osteosíntesis uniaxialmente y/o
biaxialmente orientadas. La Fig. 2A muestra una placa en forma de
una placa plana 11. La placa plana 11 incluye una sección alargada
12 que posee una cara superior 13 y una cara inferior 14. La placa
plana 11 es mostrada adicionalmente incluyendo una pluralidad de
aberturas de sujeción 15 que son substancialmente de forma
cilíndrica, y que están dispuestas entre la cara superior 13 y la
cara inferior 14. Las aberturas de sujeción 15 son operables para
permitir el paso de sujeciones quirúrgicas que permiten asegurar la
placa plana 11 y una superficie ósea (no mostrada) a la cual puede
ser aplicada la placa plana 11. Sin embargo, se observará que las
aberturas de sujeción 15 no tienen que estar presentes si existen
otros medios de asegurar la placa plana 11 al hueso.
Preferiblemente, la placa plana 11 es aplicada a una superficie ósea
de tal forma que el plano o contorno formado por la cara inferior 14
se encuentra substancialmente en línea con la superficie ósea a la
cual es aplicada la placa plana 11.
La placa plana 11 incluye, además, medios
dispuestos sobre la sección alargada 12 para permitir la formación
de aberturas de sujeción adicionales a través de la misma en una
pluralidad de posiciones distintas durante un procedimiento
quirúrgico, conforme fue descrito, e.g., en EP 0 449 867 B1. En una
realización típica esto es proporcionado al poseer la sección
alargada 12 una parte media 12a, la cual está dispuesta entre las
aberturas de sujeción 15, y que posee substancialmente la misma
anchura que la parte de la placa plana 11, la cual es adyacente a
las aberturas de sujeción 15. Por consiguiente, el cirujano es capaz
de taladrar a través de la parte media 12a para crear aberturas de
sujeción adicionales, conforme puede requerir la aplicación
particular. Se observará que las aberturas de sujeción adicionales
pueden ser creadas también en, e.g., el eje de la sección alargada
12. Es natural que la colocación de las aberturas de sujeción y de
las aberturas de sujeción adicionales pueda tener diferentes
realizaciones, dependiendo de la calidad del hueso, del tipo de
fractura, etc.. Otros tipos de combinaciones de abertura de sujeción
y de abertura de sujeción adicional conocidas en este campo son
mostradas en, e.g., EP 0 449 867 B1.
La placa plana 11 tiene una construcción de
"bajo perfil", es decir, de una naturaleza preferiblemente
fina, con el fin de causar una protrusión mínima por encima de la
superficie ósea a la cual es aplicada. A este respecto, el término
"bajo perfil" será utilizado para referirse a una construcción
en la cual la anchura es mayor que alrededor de cuatro a seis veces
la altura de la placa 11. Por ejemplo, la placa 11 usualmente puede
tener una anchura ("w") de 4 a 8 mm, una longitud ("l") de
entre alrededor de 10 mm a 80 mm, y una altura ("h") (grosor)
de alrededor de 0,3 mm a 2 mm, conforme es mostrado en las Figs. 2 y
3. La placa plana 11 es proporcionada además para ser
preferiblemente de un material bioresorbible, de tal forma que la
placa plana 11 pueda ser resorbida por el cuerpo, a través de
procesos de sobra conocidos por aquéllos expertos en este campo, a
lo largo de un período de tiempo deseado. A este respecto, la placa
plana 11 puede estar confeccionada en uno de los materiales
descritos en esta invención.
La placa plana 11 se caracteriza también por su
habilidad para ser deformada, sin calentamiento de la misma por
encima de la T_{g} del material de la placa, durante un
procedimiento quirúrgico donde será conformada al contorno de la
superficie ósea a la cual es aplicada. Esta característica es
especialmente útil en la reparación quirúrgica de superficies óseas
que poseen curvaturas altas, incluyendo los huesos maxilofaciales
del esqueleto craneofacial. Durante tal deformación la placa plana
11 es deformada al manipular a mano, o por medio de un
dispositivo(s) de manipulación, en un primer estado
termoquímico, es decir, en las condiciones de la sala de
operaciones durante una operación quirúrgica. Por consiguiente, no
hay necesidad, antes de su deformación, de elevar la placa hasta una
temperatura superior, utilizando, e.g., un dispositivo de
calentamiento, como es necesario en la técnica antigua de la Patente
americana nº 5.569.250. A continuación, la placa deformada de la
invención será colocada en el segundo estado termoquímico cuando es
fijada sobre el hueso en el cuerpo, con el fin de asegurar la
fractura ósea. Más preferiblemente, debido a que la placa de
osteosíntesis uniaxialmente y/o biaxialmente orientada 11 es formada
por medio de un método que hace que la placa sea deformable, dúctil,
rígida y dimensionalmente estable durante la operación -bajo las
condiciones de la sala de operaciones, en el primer estado
termoquímico-, la placa plana 11 es capaz de recuperar su
configuración original al ser deformada de nuevo en las condiciones
de la sala de operaciones. Como tal, será observado que esta
habilidad permite a la placa plana 11 ser deformada repetidamente y
recuperar su configuración original, permitiendo de esta forma
sucesivos intentos por parte de un cirujano, durante un
procedimiento quirúrgico, de conformar la placa plana 11 en tres
dimensiones para ajustarse, tanto como sea posible, a los contornos
de la superficie ósea a la cual será aplicada la placa plana 11.
Estas deformaciones sucesivas pueden ser realizadas convenientemente
y de forma rápida en la sala de operaciones, al lado de la mesa de
operaciones, sin conversiones de calentamiento y enfriamiento, las
cuales son necesarias para el doblamiento de las placas antiguas,
como aquéllas de la Patente americana nº 5.569.250.
La creación de aberturas de sujeción adicionales
a través de la placa plana 11 puede ser realizada simplemente por
medio del taladro del material del que la placa plana 11 está
confeccionada, conforme es expuesto más arriba. Tal taladro es
llevado a cabo por medio de métodos de sobra conocidos para aquéllos
expertos en este campo. La placa plana 11 es operable entonces para
aceptar una pluralidad de sujeciones quirúrgicas, tales como
tornillos para huesos biocompatibles y bioresorbibles, los cuales
pueden estar fabricados en el mismo material que la placa plana 11
o, alternativamente, pueden estar fabricados en otro material
bioabsorbible.
Se prefiere que la colocación de la placa plana
11 sea con su cara inferior 14 en contacto alineado con la
superficie ósea a la cual es aplicada, y con una pluralidad de
sujeciones (no mostradas) dispuestas a través de la misma para
asegurarla en posición, en donde la cabeza de la sujeción quirúrgica
es apretada contra la cara superior 13 de la placa plana 11. Esta
colocación da como resultado una fijación segura entre la placa
plana 11 y la superficie ósea subyacente. Conforme a una realización
ventajosa, la abertura de sujeción 15 (ver Figs. 2 y 3) se encuentra
cónicamente abierta desde su extremo de abertura en la cara superior
13, de tal forma que crea una cabeza embutida 15a sobre la cara
superior 13.
Además de una simple placa con una anchura w
constante y una o varias aberturas de sujeción (conforme es visto en
las Figs. 2A y 2B), las placas bioabsorbibles uniaxialmente o
biaxialmente orientadas de la invención pueden tener un diseño tal
que la anchura de la placa en el área del istmo entre dos aberturas
de sujeción sea más pequeña que la anchura de la placa alrededor de
las aberturas de sujeción (o la anchura del área en la cual pueden
ser taladradas aberturas de sujeción adicionales). Las Figs. 2C a 2D
describen placas de este tipo. Una ventaja especial de las placas de
las Figs. 2C-2D es que estas placas pueden ser
deformadas también en la parte plana de la placa (en el plano de la
figura), además de deformaciones de doblado y torsión, que son
típicas de placas con anchura constante, como aquéllas de las Figs.
2A-2B.
Refiriéndonos ahora a las Figs. 4 y 5, es
mostrada una placa de osteosíntesis plana biocompatible,
uniaxialmente o biaxialmente orientada, 17, conforme a una
realización preferida de la presente invención. La Fig. 4 ilustra
una vista en perspectiva de la placa de osteosíntesis 17, la cual
incluye una sección alargada 18 que posee una cara superior 19 y una
cara inferior 20. La configuración de superficie lisa y plana de la
placa de osteosíntesis tiene la finalidad de dar a la placa 17 una
configuración de "bajo perfil". Esto se consigue al hacer que
la sección alargada 18 sea lo más fina posible, con el fin de
conseguir el resultado deseado sin protrusiones que incrementarían
de forma no ventajosa el grosor de las placas, conforme a la Patente
americana nº 5.569.250 del método antiguo. Preferiblemente, la
anchura de la placa de osteosíntesis 17 es mayor que,
aproximadamente, de cuatro a seis veces el grosor de la placa. Ha
sido determinado que es deseable un grosor mínimo de la placa para
minimizar la cantidad de masa y la sección transversal de la placa
de osteosíntesis 17, así como proporcionar el tiempo de resorción
deseado para una completa resorción por el cuerpo de la placa de
osteosíntesis. Ha sido determinado también que este principio, el
cual implica el extender la masa de una placa de osteosíntesis sobre
un área de superficie mayor, proporciona resultados mejorados tanto
a la hora de reducir el efecto cosmético de la implantación de estos
dispositivos, como a la de proporcionar un tiempo más favorable de
resorción del material, debido al área de sección trasversal más
pequeño.
La placa de osteosíntesis 17 se caracteriza
también por su habilidad para ser deformada durante un procedimiento
quirúrgico en las condiciones de la sala de operaciones, para ser
conformada al contorno de la superficie ósea a la cual es aplicada.
Esta característica es especialmente útil en la reparación
quirúrgica de superficies óseas que poseen curvaturas altas,
incluyendo los huesos maxilofaciales del cráneo, conforme es
descrito previamente.
La placa de osteosíntesis 17 incluye también una
pluralidad de aberturas de sujeción 21, las cuales se encuentran
dispuestas entre la cara superior 19 y la cara inferior 20. Al igual
que antes, las aberturas de sujeción 21 son operables para permitir
el paso de una pluralidad de sujeciones quirúrgicas a través de las
mismas. Las aberturas de sujeción 21 pueden ser proporcionadas, cada
una de ellas, adicionalmente, con una cabeza embutida 21, la cual es
capaz de encajar una parte preferiblemente conformada en consonancia
con una cabeza de una sujeción quirúrgica. Como tal, la cabeza
embutida 22 puede estar orientada en una configuración
substancialmente hemisférica, una configuración substancialmente
frustocónica, o en cualquier otro tipo de configuración adecuada
para la necesidad determinada.
Las Figs. 4 y 5 ilustran también una sujeción
quirúrgica en forma de un tornillo de hueso 23, situado por encima
de la superficie de la placa de osteosíntesis 17 en la Fig. 4, y
situado en su posición totalmente insertada en la Fig. 5. Una vez
que se encuentra totalmente insertado, la cabeza 24 del tornillo de
hueso 23 puede encontrarse principalmente o substancialmente
contenida por debajo de la cara superior 19 de la placa 17,
complementando de esta forma la configuración de bajo perfil de la
placa de osteosíntesis 17. El tornillo de hueso 23 puede estar
confeccionado en el mismo material biocompatible y bioabsorbible, o
en uno diferente, que la placa de osteosíntesis 17, proporcionado de
esta manera un dispositivo de estabilización ósea totalmente
bioresorbible.
Conforme es ilustrado en las Figs. 4 y 5, cuando
la sujeción quirúrgica es proporcionada en forma de tornillo de
hueso 23 bioresorbible, la cabeza 24 del tornillo de hueso 23
incluye un encastre de sujeción 25, en el cual puede ser empujada la
punta de la herramienta de instalación, como un destornillador 26.
El destornillador 26 es utilizado para enganchar el tornillo de
hueso 23 para su inserción dentro de una abertura de sujeción 21 y
la subsiguiente rotación del tornillo de hueso 23, al tiempo que se
enrosca en una estructura ósea subyacente. La sección transversal
del encastre 25 puede ser, e.g., triangular, cuadrangular (como en
la Fig. 4), hexagonal, etc. Se tendrá en cuenta que el encastre 25 y
la punta correspondiente de un destornillador 26 pueden estar
conformados en cualquier configuración adecuada que encaje entre
sí.
Refiriéndonos a las Figs. 6A a 6J, son mostradas
una pluralidad de configuraciones de placas de osteosíntesis planas
uniaxialmente o biaxialmente orientadas. Las Figs. 6A y 6B muestran
las placas en L 27 y 28. Las placas en L 27 y 28 son mostradas
adicionalmente incluyendo una pluralidad de aberturas de sujeción 29
y 30, dispuestas sobre las secciones alargadas 31 y 32 cerca de las
partes terminales y en las secciones en esquina de las secciones
alargadas. Una placa en L típica 27 posee una anchura w de alrededor
de 12 mm, una longitud (l) de alrededor de 20 mm y un grosor de
alrededor de 0,5-1,0 mm. Las Figs. 6C a 6I muestran
otras configuraciones de placas, como una placa en T (6C), placa en
Y (6D), placas en X (6E y 6F), placa cuadrada (6G), placa triangular
(6H) y placa en H (6I). Todas estas placas pueden incluir una
pluralidad de agujeros para sujeciones, dependiendo del tamaño y de
las indicaciones de uso de la placa. La Fig. 6J muestra una placa de
malla 33 con una pluralidad de agujeros más pequeños 34 para la
fijación de sujeción y agujeros más grandes 35 para facilitar la
curación tisular a través de la placa 33 y para reducir la masa de
la placa 33. Se tendrá en cuenta que los ejemplos expuestos en las
Figs. 6A a 6J tienen únicamente la finalidad de ilustrar, y no son
limitadores de las variedades de formas de la placa de osteosíntesis
que pueden ser creadas conforme a la presente invención. Se tendrá
en cuenta además que estas placas de osteosíntesis pueden estar
construidas en cualquiera de los materiales previamente indicados, o
pueden ser construidas en otros materiales adecuados. Al igual que
anteriormente, se prefiere que cualquiera de las placas de
osteosíntesis anteriores esté construida en un material
bioabsorbible (resorbible). También como antes, el material
bioabsorbible puede estar combinado en un dispositivo de
estabilización ósea con sujeciones quirúrgicas bioabsorbibles, tales
como tornillos de
hueso.
hueso.
Se tendrá en cuenta también que cualquiera de
las placas de osteosíntesis anteriores puede ser construida en una
configuración, conforme es mostrado en las Figs. 1 a 6. Además, se
tendrá en cuenta que cualquiera de las placas de osteosíntesis
anteriores puede ser construida para incluir medios dispuestos sobre
la sección alargada que permitan la formación de aberturas de
sujeción adicionales a través de la misma durante un procedimiento
quirúrgico, conforme es proporcionado en EP 0 449 867 B1, y en la
descripción relativa a las Figs. 2 y 3 aquí indicadas. Además, todas
las placas de osteosíntesis anteriormente mencionadas tienen la
finalidad de tener una configuración de bajo perfil, construidas en
una configuración plana, tales como en las Figs. 1 a 6.
Las placas de osteosíntesis utilizadas conforme
a la presente invención pueden ser fabricadas en polímeros,
copolímeros, aleaciones de polímeros o composites termoplásticos
bioabsorbibles (resorbibles o biodegradables), e.g., en ácidos
poli-\alpha-hidroxi y en otros
poliésteres, polianhídridos, poliortoésteres, poliorganofosfacenos,
policarbonatos derivados de tirosina, alifáticos bioabsorbibles, y
en otros polímeros bioabsorbibles descritos en numerosas
publicaciones, e.g., en S. Vainionpää et al., Prog. Polym.
Sci., 14 (1989) 679-716, FI Patente nº
952884, FI Patente nº 955547 y WO-90/04982, EP
0449867 B1, Patente americana nº 5.569.250, S.I. Ertel et
al., J. Biomed. Mater, Res., 29 (1995)
1337-1348, así como en las publicaciones de
referencia mencionadas en las anteriores publicaciones.
Los implantes conforme a la invención pueden ser
fabricados en polímeros biodegradables utilizando un polímero o una
aleación de polímero. Los implantes pueden ser reforzados también
por medio del refuerzo del material con fibras fabricadas en un
polímero resorbible o en una aleación de polímero, o con fibras de
vidrio biodegradables, tales como las fibras de
\beta-tricalciofosfato, bio-fibras
de vidrio o fibras CaM (cf. e.g. EP146398, cuya descripción completa
es incorporada aquí a modo de referencia). Pueden ser utilizados
también en implantes como aditivos (rellenos) los polvos cerámicos,
con el fin de promover la formación de hueso nuevo.
Los implantes pueden contener también partes
laminadas comprendiendo una capa externa flexible, la cual es una
capa de superficie que mejora la dureza del implante y/o operando
como una barrera de hidrólisis, y una capa interna más rígida, o
parte central del implante. Para preparar una realización de este
tipo, el implante puede ser recubierto con una capa externa que
posea propiedades químicas y mecánicas diferentes (e.g., retención
de hidrólisis y de fuerza) a las de la parte central del implante.
En tal caso, puede ser utilizada una capa externa que tenga una
mayor resistencia a la hidrólisis que la parte central del implante,
permitiendo que el implante (después de la inserción en un paciente)
man-
tenga su fuerza y sea biodegradable en un tiempo inferior del que lo sería sin un recubrimiento externo de este tipo.
tenga su fuerza y sea biodegradable en un tiempo inferior del que lo sería sin un recubrimiento externo de este tipo.
Es natural que los materiales e implantes puedan
contener también distintos aditivos que faciliten la procesabilidad
del material (e.g., estabilizadores, antioxidantes o
plastificadores), o que cambien sus propiedades (e.g.,
plastificadores o materiales de polvo cerámico o fibras bioestables,
tales como carbón), o que faciliten su tratamiento (e.g.,
colorantes). Conforme a una realización ventajosa de la invención,
el implante contiene algún agente o agentes bioactivos, tales como
antibióticos, agentes quimioterapéuticos, agentes activadores de la
curación de heridas, factor(es) del crecimiento,
proteína(s) morfogénica(s) ósea(s),
anticoagulante (como la heparina), etc. Tales implantes bioactivos
son particularmente ventajosos en su uso clínico, debido a que
poseen también, además de su efecto mecánico, otros efectos
bioquímicos, médicos y otros efectos que facilitan la curación y/o
regeneración tisular.
Un procedimiento típico de fabricación de
placas, utilizado conforme a la presente invención, es como sigue.
Primeramente, un material base polimérico (y aditivos y/o
rellenador(es) y/o fibras de refuerzo opcionales) en forma
de un polvo, escama, pastillas o granulado, etc. será fundido en un
proceso continuo, como el de extrusión, o por medio de un proceso
no continuo, como moldeado por inyección o moldeado por compresión.
El material fundido será enfriado de tal forma que se solidifique
en una preforma amorfa o parcialmente cristalina (cristalinidad
usualmente del 5-50%), como una varilla o barra
cilíndrica, una viga plana con una sección transversal rectangular,
una placa o una chapa metálica. El enfriamiento puede ser llevado a
cabo dentro de un molde especial por medio de técnicas de moldeado
por inyección y de moldeado por compresión. En la extrusión, la
preforma será formada del material fundido en un troquel, y la
preforma será llevada hasta una cinta de enfriado especial o hasta
una solución de enfriado, con el fin de crear una preforma sólida. A
continuación, la preforma sólida será orientada mediante un proceso
de deformación de estado sólido uniaxial y/o biaxial, para crear
una preforma de placa orientada. La orientación transforma la chapa
metálica -la cual no puede ser deformada sin daño substancial o
rotura a temperatura ambiente- en una forma donde la orientación
molecular endurece la chapa metálica, de tal forma que después de
la orientación ésta puede ser deformada sin daño substancial o
rotura a temperatura ambiente, o también a cualquier temperatura
superior entre la temperatura ambiente y la T_{g} del material
base polimérico.
La orientación es realizada usualmente a una
temperatura (T) por encima de la T_{g} del material base
polimérico, pero por debajo de la temperatura de fusión del
material, si éste es parcialmente cristalino. La orientación es
realizada usualmente estirando la preforma de placa no orientada en
estado sólido. El estiramiento puede ser realizado libremente
fijando los extremos de la preforma de placa en abrazaderas de
fijación de una máquina de estirar, atemperando el sistema hasta la
temperatura de estiramiento deseada e incrementando la distancia
entre las abrazaderas de fijación de tal forma que la preforma de
placa sea estirada y orientada estructuralmente. Este tipo de
orientación es principalmente uniaxial. El estiramiento puede ser
realizado también por medio de un troquel cónico, el cual puede
tener, e.g., una sección transversal circular, elipsoidal, cuadrada
o rectangular. Cuando el área en sección transversal del tocho de
polímero bioabsorbible -el cual será estirado por medio del
troquel- es mayor que el área de sección transversal del dispositivo
de troquelado, el tocho será deformado y orientado uniaxialmente
y/o biaxialmente durante el estiramiento, dependiendo de la
geometría del tocho y del troquel.
El tocho puede ser forzado también a través del
troquel empujando el tocho mecánicamente con un pistón a través del
troquel (extrusión por émbolo), o empujando el tocho a través del
troquel por medio de presión hidrostática (ver, e.g., N. Inoue, en
Hydrostatic Extrusion, N. Inoue y M. Nishihara (eds.), Elsevier
Applied Science Publishers, Barbing, England, 1985, p.
333-362).
Es también posible el crear la orientación por
medio del cizallamiento del tocho plano entre dos placas planas,
las cuales se deslizan entre sí y se aproximan entre si al mismo
tiempo, conforme es visto esquemáticamente en las Figs. 7A y 7B en
sección transversal, donde 36 y 37 son placas deslizantes y 38 es un
tocho antes del cizallamiento y 39 un tocho después del
cizallamiento. Las flechas en la Fig. 7A muestran el curso del
movimiento de las placas deslizantes 36 y 37 entre si.
Es posible también el deformar el tocho en un
dispositivo de moldeado por compresión entre placas planas, las
cuales son empujadas entre sí, de tal forma que el tocho se deforma
biaxialmente entre las placas, y consigue el grosor deseado final.
La deformación puede ser realizada también al hacer girar la
preforma de tipo varilla o de tipo placa entre rodillos, los cuales
aplanan la preforma hasta conseguir el grosor deseado, orientando
el material al mismo tiempo biaxialmente. Es natural que los
distintos métodos de deformación puedan ser combinados entre sí.
Por ejemplo, la deformación hidrostática puede ser combinada con el
estiramiento en troquel, o el rodamiento puede ser combinado con el
estiramiento, e.g., utilizando dos pares de rodillos, un juego a
continuación del otro, cuyos rodillos posean diferentes velocidades
de rodamiento, etc. Opcionalmente, el tocho y/o troquel, las placas
de compresión o los rodillos pueden ser calentados hasta conseguir
la temperatura de deformación deseada por medio de calentamiento
eléctrico o a través de un medio de calentamiento adecuado, como un
gas o un líquido de calentar. El calentamiento puede ser conseguido
también por medio de microondas o ultrasónicamente, con el fin de
acelerar el calentamiento del tocho.
Sin tener en cuenta el método de deformación, el
propósito de la deformación en estado sólido es la orientación del
material uniaxialmente y/o biaxialmente, de tal forma que el
material sea transformado en un material tal que sea
substancialmente rígido y substancialmente deformable en las
condiciones de una operación quirúrgica.
La deformación en estado sólido, con el fin de
crear materiales de fijación bioabsorbibles orientados, ha sido
descrita en diversas publicaciones, como en la Patente americana nº
4.671.280, la Patente americana nº 4.968.317, la Patente americana
nº 4.898.186, EP 0 321176 B1, WO 97/11725, D.C. Tune y B. Jadhav, en
Progress in Biomedical Polymers, eds. C.G. Gebelein y R.L. Dunn,
Plenum Press, Nueva York 1992, p. 239-248, FI
Patente nº 88111 y FI Patente nº 98136. Sin embargo, únicamente en
esta invención hemos encontrado, sorprendentemente, que cuando el
material de la placa de fijación bioabsorbible (resorbible) rígido
-el cual no puede ser deformado substancialmente a temperaturas por
debajo de la T_{g} del material- es orientado uniaxialmente y/o
biaxialmente, éste se transforma en un material que es
substancialmente rígido pero que puede ser deformado
substancialmente a temperaturas por debajo de la T_{g} del
material, para su utilización de forma ventajosa en la fijación de
fractura ósea.
Después de la fase de orientación, las placas de
osteosíntesis -tales como las placas planas de las Figs. 1 a 6-
pueden ser formadas partiendo de las chapas metálicas orientadas al
fresar o troquelar la placa y la(s) abertura(s) de
sujeción y la(s) cabeza(s) embutida(s). La fase
siguiente del método de la presente invención implica el acabado de
las placas, con el fin de proporcionar al artículo una superficie
lisa y una apariencia estética. Esto se consigue al desbastar con
dispositivos de desbastado adecuados, tales como cuchillas u hojas
de corte, o puede ser conseguido también por medio de una fase
adicional de troquelado. Una vez que ha tenido lugar la
desaparición de irregularidades en la superficie, el producto
substancialmente finalizado es sometido a limpieza con un agente
limpiador adecuado, como la mezcla de agua y alcohol etílico. Pueden
ser utilizados el agitado mecánico y el agitado ultrasónico para
facilitar la limpieza. En esta fase, la superficie externa de la
placa de osteosíntesis es limpiada de huellas dactilares, suciedad y
aceites resultantes del contacto con manos humanas y otras
superficies, así como de impurezas que puedan acumularse sobre su
superficie.
En la fase siguiente del método de la presente
invención las placas son secadas en alto vacío, opcionalmente a una
temperatura elevada, y son empaquetadas en un envoltorio plástico
y/o bolsa(s) de lámina(s) de aluminio, la(s)
cual(es) es(son) sellada(s). Puede ser llevada
a cabo también otra fase de secado y rellenado de la bolsa con un
gas inerte (como el gas nitrógeno o argón) antes del sellado por
calor de la bolsa. En la fase siguiente, las placas cerradas en los
paquetes son esterilizadas con radiación \gamma, utilizando una
dosis estándar de radiación (e.g., 2,5-3,5 MRad).
Si se utilizara esterilización por gas (como el óxido de etileno),
las placas deben ser esterilizadas antes del cierre del paquete.
Es natural que las fases de fabricación
anteriormente mencionadas de una placa de osteosíntesis de la
presente invención puedan incluir además fases adicionales, como
las que serían necesarias a efectos de control de calidad. Estas
fases adicionales pueden incluir inspección visual u otros tipos de
inspección durante las distintas fases enunciadas, o entre las
mismas, así como la inspección del producto final incluyendo pruebas
químicas y/o físicas, y fases de caracterización y otras pruebas de
control de calidad.
Será descrito a continuación el método para
asegurar una pluralidad de trozos de hueso adyacentes. La primera
fase de este método incluye el proporcionar una placa de
osteosíntesis estéril biocompatible, orientada uniaxialmente y/o
biaxialmente, de bajo perfil, como cualquiera de las placas de
osteosíntesis de las Figs. 1 a la 6. Esto es conseguido al abrir el
paquete de la placa en una sala de operaciones, al lado de una mesa
de operaciones, y proporcionando la placa estéril al cirujano.
Dependiendo de la topografía de la superficie del hueso a ser
fijado, el cirujano conforma (deforma) entonces, si es necesario, la
placa de osteosíntesis hasta conseguir una primera configuración
deseada, por medio de las manos o con cualquier instrumento de
manipulación. A continuación, el cirujano puede testar
convenientemente el resultado de la conformación presionando la
placa suavemente contra el hueso a ser fijado, y si la primera
configuración deseada no es suficiente para completar los
requerimientos quirúrgicos, el cirujano puede volver a conformar la
placa de osteosíntesis hasta conseguir una segunda configuración
deseada.
Además, se tendrá en cuenta que el método de la
presente invención incluye adicionalmente la capacidad de volver a
conformar repetidamente -a una temperatura constante de la sala de
operaciones- la placa de osteosíntesis hasta conseguir sucesivas
configuraciones deseadas, y cesar de reconformar la placa de
osteosíntesis cuando haya sido conseguida una configuración final
deseada de la placa de osteosíntesis.
La placa de osteosíntesis es depositada después
sobre una pluralidad de trozos de hueso adyacentes. A continuación,
son proporcionadas una pluralidad de sujeciones quirúrgicas para
asegurar la placa de osteosíntesis y, al menos, un trozo de hueso
adyacente. Son posicionados entonces una pluralidad de sujeciones
quirúrgicas dentro de una pluralidad de aberturas de sujeción
situadas sobre la placa de osteosíntesis. A continuación, es
asegurada la pluralidad de las sujeciones quirúrgicas a los trozos
de hueso adyacentes, uniendo de esta forma la placa de
osteosíntesis biocompatible de bajo perfil con cada trozo de hueso.
Este método puede incluir además las fases adicionales de: creación
de, al menos, una abertura de sujeción adicional a través de la
placa de osteosíntesis, en una situación adyacente a, al menos, un
trozo de hueso; posicionamiento de una sujeción quirúrgica adicional
dentro de cada abertura de sujeción adicional; y aseguramiento de
cada sujeción quirúrgica adicional dentro de cada trozo de hueso,
aumentando de esta forma la unión de la placa de osteosíntesis con
cada trozo de hueso, conforme fue descrito, e.g., en EP 0 449 867
B1. Este método puede incluir también la fase de unión de la placa
de osteosíntesis con, al menos, una placa de osteosíntesis
adyacente.
Alternativamente, el método de aseguramiento
entre una pluralidad de trozos de hueso adyacentes es similar al
descrito más arriba, pero la placa de osteosíntesis es asegurada por
medio de un adhesivo. A este respecto, después de que es formada la
placa de osteosíntesis conforme a la manera más arriba descrita, el
cirujano coloca un adhesivo entre los trozos de hueso a ser
asegurados y la placa de osteosíntesis. El adhesivo puede ser
usualmente un cianoacrilato, aunque pueden ser utilizados otros
adhesivos adecuados. A continuación, el cirujano pone en contacto
la placa de osteosíntesis con los trozos de hueso, asegurando de
esta forma la placa de osteosíntesis a los trozos de hueso.
Los principios de la presente invención
ampliamente descritos más arriba, serán ahora descritos en relación
con los siguientes ejemplos específicos, sin que se pretenda
restringir el ámbito de la presente invención.
Fueron proporcionadas pastillas de material
copolimérico, comprendiendo alrededor de 80% mol de
L-láctido, y alrededor de 20% mol de glicólido, por
PURAC biochem bv, de Gorinchem, Holanda. Las pastillas fueron
formadas de manera tal que poseen una viscosidad inherente de
alrededor de 5,9 dl/g y un peso molecular Mv de alrededor de
336.000. La viscosidad inherente fue medida a 25ºC utilizando 100 mg
de polímero por 100 ml de cloroformo.
Las pastillas fueron extruídas hasta conseguir
una forma de barra cilíndrica con un diámetro de 6,0 mm, utilizando
un extrusor de tornillo único (Axon BX-15, Axon
Plastmaskiner, Suiza) y se permitió su enfriamiento hasta
temperatura ambiente (20ºC). La barra extruída poseía una viscosidad
inherente de alrededor de 3,4 dl/g y un peso molecular Mv de
alrededor de 158.000. La cristalinidad de la barra extruída fue de
alrededor de 1,5% y la temperatura de transición vítrea, T_{g},
fue de alrededor de 53ºC (según fue medida con el calorímetro
diferencial de barrido Perkin-Elmer
DSC-7). Para inducir la cristalinidad, la barra
extruída fue templada a continuación durante 16 horas en vacío
(0,02 mbar) a 110ºC. Después del templado, la viscosidad inherente
de la barra permaneció invariable (alrededor de 3,4 dl/g) y la
cristalinidad fue de alrededor del 19%. La barra templada fue
orientada uniaxialmente por medio de estiramiento a través de un
troquel trapezoidal calentado (T= 90ºC), con el fin de producir
una varilla orientada con un diámetro de 3,0 mm (índice de
estiramiento= 4). Después de la orientación, la cristalinidad del
material fue superior al 20%.
La varilla uniaxialmente orientada fue orientada
biaxialmente por medio de su compresión entre placas paralelas de
moldeado de acero inoxidable. Una banda de acero de un grosor de
1,2 mm fue colocada entre las placas moldeadoras a ambos lados de
la varilla (estas bandas determinaron el grosor de la placa después
del moldeado). La varilla fue precalentada tres minutos a 60ºC bajo
una fuerza de compresión baja (\sim 0,1 kN), lo cual evitó la
contracción al mismo tiempo que permitió que el material se volviera
gomoso. Después del precalentamiento, la temperatura de las placas
moldeadoras de compresión fue elevada en varias fases, con
incremento de 10ºC en cada fase, (durante 3 minutos) hasta los
90ºC, al mismo tiempo que se elevaba también la fuerza de compresión
en varias fases, en incrementos de 10 kN por fase, hasta los 30 kN.
A continuación el molde fue enfriado rápidamente (en 2 minutos)
hasta alcanzar la temperatura ambiente (20ºC) con agua refrigerante
vertida en canales refrigerantes situados en las paredes del molde.
El molde fue abierto y la preforma orientada biaxialmente de tipo
placa fue retirada del molde. A continuación dichas preformas
fueron procesadas adicionalmente por medio de taladro y esmerilado,
produciendo placas con una configuración similar a la de la placa
mostrada en la Fig. 2B. Las dimensiones de las placas fresadas
fueron de 1,2 x 5,5 x 40 mm. Los agujeros tenían un diámetro de 1,5
mm y estaban situados a 3 mm de distancia entre sí. A continuación,
las placas fueron esterilizadas con rayos gamma con una dosis
mínima de 2,5 MRad (25 kGy). Después de la irradiación con rayos
gamma la viscosidad inherente de las placas fue de alrededor de 1,3
dl/g y el peso molecular Mv fue de alrededor de 42.000. La
cristalinidad de las placas fue determinada como superior al 20%.
Fue medida una fuerza flexural en las placas de 180 MPa.
Cuando las placas fueron dobladas a temperatura
ambiente (20ºC) en ángulos de 10º, 90º y 145º en relación al plano
de las placas (ver Figs. 8A, B y C, respectivamente), éstas
mostraron deformación plástica dúctil y mantuvieron el ángulo de
doblamiento deseado después de que desapareciera la tensión. Se
demostró que el doblamiento no cambiaba la fuerza de las placas.
Fueron testadas para determinar las propiedades flexurales y
térmicas placas comerciales rectas de 8 agujeros antiguas, midiendo
1,0 mm x 5,6 mm x 41 mm, partida 915-2417, Lote
435600, conforme al Sistema Lactosorb® de 1,5 mm (fabricante Walter
Lorenz Surgical, Inc., Jacksonville, Florida). Fue medida en las
placas una fuerza flexural de 125 MPa. Las placas eran amorfas y
mostraron una temperatura de transición vítrea, T_{g}, de
alrededor de 60ºC, según fue medido por medio de DSC (calorímetro
diferencial de barrido). Cuando las placas fueron dobladas a
temperatura ambiente (20ºC) en varios ángulos en relación al plano
de las placas -como en la Fig. 8- éstas mostraron grietas en ángulos
de doblamiento relativamente pequeños, y se fracturaron de manera
quebradiza cuando el ángulo de doblamiento excedió alrededor de
10-15º.
Algunas placas de la invención fueron colocadas
en una solución de tampón fosfato a 0,13 M, pH 7,4 y 37ºC, con el
fin de determinar, in vitro, el cambio en fuerza a lo largo
del tiempo conforme las placas se degradan. Después de seis
semanas, las placas mostraron que mantenían más del 80% de su fuerza
flexural original, mientras que la fuerza flexural fue
aproximadamente de cero después de alrededor de 18 semanas. Las
placas fueron absorbidas completamente in vivo después de
alrededor de dos años.
El doblamiento de las placas de tipo antiguo fue
estudiado también del siguiente modo: fueron colocadas pastillas de
material copolimérico comprendiendo alrededor de 80% mol de
L-láctido, y alrededor de 20% mol de glicólido,
conforme es descrito más arriba, en un molde de acero inoxidable
rectangular midiendo 1,2 x 50 x 100 mm. A continuación, el molde
fue colocado en una prensa de vacío y evacuado hasta alrededor de
0,02 mbar. El molde fue calentado hasta los 165ºC (alrededor de
10ºC por encima de la Tm) y fue aplicada al molde durante cinco
minutos una fuerza compresiva de 60 kN. A continuación, el molde fue
enfriado rápidamente (en 2 minutos) hasta alcanzar temperatura
ambiente (20ºC) con agua refrigerante vertida en canales
refrigerantes situados en las paredes del molde. El molde fue
abierto y la preforma de tipo placa fue retirada del molde. A
continuación tales preformas fueron procesadas adicionalmente por
medio de taladro y esmerilado, produciendo placas con una
configuración similar a la de la placa mostrada en la Fig. 2B. Las
dimensiones de las placas fresadas fueron de 1,2 x 5,5 x 40 mm y
los agujeros perforados fueron similares a los de las placas
orientadas. Se determinó que la cristalinidad de las placas fue de
alrededor del 5%. Para inducir la cristalinidad, algunas placas
fueron templadas durante 16 horas en vacío (0,02 mbar) a 110ºC.
Después del templado, la cristalinidad de esas placas fue de
alrededor del 20%. A continuación, las placas fueron esterilizadas
con rayos gamma con una dosis mínima de 2,5 MRad (25 kGy). Después
de la irradiación con rayos gamma la viscosidad inherente de las
placas fue de alrededor de 1,4 dl/g y el peso molecular Mv fue de
alrededor de 47.000. Fue medida una fuerza flexural de 115 MPa y de
106 MPa en las placas no templadas y templadas, respectivamente.
Cuando las placas fueron dobladas a temperatura ambiente (20ºC) en
distintos ángulos en relación al plano de las placas, éstas
mostraron grietas ya en pequeños ángulos de doblamiento, entre un
10-20º, y se fracturaron de modo quebradizo cuando
el ángulo de doblamiento excedió alrededor del 25º.
Una varilla cilíndrica con un diámetro de 6,1 +
0,2 mm fue realizada de P(L/DL)LA (70/30) (marca
comercial Resomer® LR708, de Boehringer Ingelheim, Ingelheim am
Rhein, Alemania, con viscosidad inherente de 5,5 dl/g), por medio
de extrusión de tornillo único (con el mismo extrusor que en el
Ejemplo 1). Las varillas fueron enfriadas hasta alcanzar temperatura
ambiente (20ºC).
Las varillas extruídas fueron orientadas (y
autoreforzadas) por medio del método de estiramiento de troquel
(con el índice de estiramiento de 4). El diámetro de las varillas
estiradas fue de 3,0 \pm 0,1 mm. Las temperaturas de estiramiento
adecuadas para el material fueron de entre 70 y 100ºC.
Una pieza de alrededor de 150 mm de longitud, de
la varilla autoreforzada orientada, fue colocada entre dos placas
moldeadoras de compresión paralelas. La varilla fue precalentada
tres minutos a 60 \pm 5ºC entre las placas bajo una compresión
suave (< 1kN). Después del precalentado, la temperatura de las
placas moldeadoras de compresión fue elevada hasta los 90ºC. Al
mismo tiempo, la fuerza de compresión fue elevada hasta los 30 kN.
La placa así confeccionada (grosor 1,2 mm) fue enfriada durante 2
minutos hasta alcanzar una temperatura de 50ºC, bajo una fuerza de
compresión de 30 kN, y fue retirada del molde. El tiempo total del
ciclo fue de 8 minutos. Tales placas fueron fresadas mecánicamente
hasta conseguir las dimensiones finales de 1,2 mm x 3 mm x 40 mm. A
continuación, las placas fueron esterilizadas con radiación \gamma
(25 kGy).
Fue medida la fuerza flexural de las placas
autoreforzadas, orientadas, esterilizadas, a 150 \pm 20 MPa. La
cristalinidad de las placas fue del 0%, conforme fue medido por
medio de calorimetría diferencial de barrido (DSC). Las placas
amorfas fueron dobladas in situ (a temperatura ambiente) sin
ningún tipo de precalentamiento hasta un ángulo de 90º en relación
al plano de la placa (con el método ilustrado en la Fig. 8). Las
placas mostraron deformación plástica dúctil y mantuvieron el ángulo
de doblamiento deseado después de que desapareciera la fuerza de
doblamiento.
En el doblamiento de las placas antiguas ocurría
lo siguiente. Las placas correspondientes no orientadas, con
dimensiones de 1,2 mm x 3 mm x 40 mm, eran fabricadas en Resomer LR
708 por medio de moldeado por inyección (máquina moldeadora:
Battenfeld injection molding machine molded 230/45 Unilog 2000.
Fabricante: Battenfield Kunststoffmachinen Ges M.G.H., Austria).
Las placas eran mantenidas a temperatura ambiente (20ºC) durante 2
horas antes de doblarlas conforme más arriba. Las mediciones DSC
mostraron que las placas eran amorfas y todas las placas se
rompieron antes de que se consiguiera un ángulo de doblamiento de
90º.
Fue sintetizado pseudo poliaminoácido poli
(carbonato DTH) (PDTHC) bioabsorbible, termoplástico, (M_{w} =
200.000) conforme a S.I. Ertel y J. Kohn, J. Biomed. Mater. Res.
28 (1994) 919-930 y F.H. Silver et
al., J. Long-Term Effects Med. Implants
1 (1992) 329-346, cuya completa descripción
es incorporada aquí a modo de refe-
rencia.
rencia.
Fue sintetizado poliortoéster (POE)
bioabsorbible, termoplástico, (M_{w} = 80.000) de dicetona acetal
y de dioles trans-dimetanol ciclohexano y
1,6-hexanodiol (proporción de dioles 60/40) conforme
a Daniels, A.U. et al., Trans. Soc. Biomater. 12
(1989) 235 y Daniels, A.U. et al., Trans. Soc. Biomater.
12 (1989) 74, cuya completa descripción es también
incorporada aquí a modo de referencia.
Fue sintetizado polianhídrido (PAH)
bioabsorbible, termoplástico (M_{w} = 20.000) de 1,3
bis(p-carboxifenoxi) propano y de ácido
sebácico, conforme a la Patente americana nº 5.618.563, Ejemplo 1,
cuya completa descripción es incorporada aquí también a modo de
referencia.
Fue proporcionado
poli-L-láctido (PLLA) (M_{w} =
700.000) por PURAC biochem bv., Gorinchem, Holanda.
Cada polímero -PDTHC, POE, PAH y PLLA- fue
extruído hasta conseguir barras cilíndricas, conforme al Ejemplo 1
aquí descrito, y fueron orientados uniaxialmente por medio de
estiramiento a través de un troquel calentado a una temperatura (T)
de 20ºC por encima de la T_{g} del correspondiente polímero. El
índice de estiramiento fue, en cada caso, de 2,5. Las varillas
orientadas uniaxialmente fueron procesadas hasta convertirse en
placas orientadas biaxialmente, por medio del método de compresión
de moldeo del Ejemplo 1 aquí descrito. El calentamiento fue
realizado, en cada caso, a una T = T_{g} + 20ºC, donde la T_{g}
fue la temperatura de transición vítrea del polímero
correspondiente. Las preformas de placa fueron fresadas con
esmerilado hasta convertirse en placas con las dimensiones de 1,2
mm x 5,5 mm x 40 mm.
Las placas no orientadas correspondientes fueron
preparadas por medio de extrusión de fusión tomando los mismos
polímeros, con el fin de comparar el comportamiento de doblamiento
de las placas orientadas y el de las no orientadas. Cada polímero
fundido fue extruído por medio de un troquel con una salida
rectangular de dimensiones 1,5 mm x 20 mm. La preforma de polímero
fundido fue vertida desde la salida del troquel hasta una cinta
refrigerada, donde se solidificó formando una preforma de placa no
orientada con un grosor de 1,2 mm. Después de que las preformas
fueran enfriadas hasta temperatura ambiente, fueron procesadas
mecánicamente hasta convertirse en placas con las mismas
dimensiones que las placas orientadas.
Las placas orientadas y las no orientadas fueron
dobladas a temperatura ambiente hasta un ángulo de 45ºC por medio
del método del Ejemplo 1 (Fig. 8) aquí descrito. Todas las placas
orientadas fueron dobladas sin daño significativo en el área de
doblamiento, y mantuvieron su forma doblada después de que fuera
retirada la fuerza de doblamiento. Las placas de PLLA, POE y PAH no
orientadas se rompieron durante el doblamiento, y las placas de
PDTHC no orientadas desarrollaron muchas roturas y grietas en el
área de doblamiento. Las placas orientadas fueron vueltas a
deformar por medio de nuevo doblamiento sin daño significativo, a
temperatura ambiente, hasta volver a sus configuraciones
originales. Las placas de PDTHC dobladas no orientadas o se
rompieron o se dañaron más cuando volvieron a doblarse hasta volver
a sus configuraciones originales a temperatura ambiente.
La fuerza tensil de las placas orientadas
(rectas) vueltas a deformar fue del 80 al 95% de la fuerza tensil
de las placas orientadas que nunca habían sido dobladas. La fuerza
tensil de las placas de PDTHC vueltas a deformar, no rotas, no
orientadas, fue ca. del 20-40% de la fuerza tensil
de las placas correspondientes que no habían sido dobladas nunca.
Este experimento mostró que las placas orientadas pueden ser
dobladas y vueltas a doblar a temperatura ambiente, pero que las
placas no orientadas no soportan este tipo de tratamiento.
Una barra rectangular con el grosor de 2,4 mm y
la anchura de 3 mm fue realizada en P(L/DL)LA (70/30)
por medio de extrusión por fusión, conforme al Ejemplo 2.
El tocho no orientado fue orientado
uniaxialmente por medio de extrusión hidrostática, conforme a la
Fig. 9. Fue colocado un tocho de 10 cm. de longitud 40 en la cámara
41 de un dispositivo de extrusión hidrostática 42, cuya cámara 41
estaba llena de aceite de silicona 43. En la punta del dispositivo
42 se encontraba un troquel de acero inoxidable 44 con el canal
interno cónico, rectangular, 45 con dimensiones de entrada de 2,4
mm x 3 mm, dimensiones de salida de 1,2 mm x 3 mm, y longitud de
canal de 10 mm. La punta 46 del tocho 40 fue primeramente cortada
en forma cónica, y la punta 46 fue empujada firmemente dentro del
canal 45 del troquel antes de llenar la cámara con aceite de
silicona 43 y comenzar con la extrusión hidrostática.
La cámara 41, el troquel 44, el aceite 43 y el
tocho 40 fueron calentados hasta la temperatura de extrusión
hidrostática de 70ºC, y se mantuvo el sistema a esta temperatura 30
minutos antes de comenzar el proceso de extrusión hidrostática. El
proceso fue comenzado incrementando la presión hidrostática del
aceite de silicona 43 dentro de la cámara de extrusión 41 hasta 150
MPa, con un pistón hidráulico 47. La presión hidrostática forzó al
tocho a través del troquel, de tal forma que el material fue
orientado uniaxialmente cuando la sección transversal del tocho
rectangular cambio desde 2,4 mm x 3 mm (Fig. 9B) hasta 1,2 mm x 3 mm
(Fig. 9C). La preforma orientada fue limpiada con papel de
superficie blanda y cortada en placas con las dimensiones de 1,2 mm
x 3 mm x 40 mm.
Fue realizado un test in situ de
doblamiento de las placas, a temperatura ambiente, como en el
Ejemplo 2. Estas placas mostraron deformación plástica dúctil a
temperatura ambiente, y mantuvieron el ángulo de doblamiento de 90º
después de que las fuerzas de doblamiento fueran suprimidas.
Fueron fabricadas barras rectangulares de
P(L/DL)LA (70/30) por medio de extrusión por fusión,
conforme al Ejemplo 2, pero esta vez la mezcla del polvo de
P(L/DL)LA (70/30) antes de la extrusión fue llevada a
cabo con 20% wt de partículas de vidrio bioactivo (BAG). La
composición del vidrio bioactivo fue: Na_{2}O (6% wt), K_{2}O
(12% wt), M_{g}O (5% wt), CaO (20% wt), P_{2}O_{5} (4% wt) y
SiO_{2} (53% wt). El vidrio fue fabricado conforme a la WO
96/21638, cuya descripción completa es incorporada aquí a modo de
referencia. Fue tamizada una fracción de partícula con tamaños
entre 20 \mum y 60 \mum procedente de vidrio molido, y esta
fracción fue utilizada como un relleno de partícula bioactiva en el
P(L/DL)LA.
Las barras de P(L/DL)LA extruídas
por fusión, con 20% wt de relleno de partícula BAG, fueron
orientadas por medio de extrusión hidrostática, conforme al Ejemplo
4, pero utilizando una temperatura de procesado de 90ºC y una
presión hidrostática de 200 MPa. Los tochos orientados fueron
procesados hasta convertirlos en placas de prueba de doblamiento,
como en el Ejemplo 4. Estas placas mostraron también deformación
plástica dúctil sin rotura a temperatura ambiente cuando fueron
dobladas hasta un ángulo de doblamiento de 90º, y las placas
mantuvieron su configuración doblada después de que la fuerza de
doblamiento fuera suprimida.
Las placas no orientadas correspondientes fueron
preparadas de P(L/DL)LA y 20% wt de partículas BAG por
medio de extrusión por fusión, con el equipo y proceso descritos en
el Ejemplo 2. Todas las placas no orientadas se rompieron durante
el experimento de doblamiento (el cual fue realizado conforme al
Ejemplo 4) antes de alcanzar el ángulo de doblamiento de 90º.
Barras similares a las del Ejemplo 5 fueron
fabricadas de P(L/DL)LA, pero utilizando como relleno,
en lugar de las partículas de vidrio bioactivo, fibras de vidrio
bioactivo, las cuales fueron fundidas por centrifugado del mismo
material base vítreo. Las fibras presentaban diámetros entre 40 y 80
\mum y las fibras fueron cortadas en partículas de 6 mm de
longitud antes de mezclarlas con el polvo de
P(L/DL)LA.
Fue utilizada la proporción de mezcla del 80% wt
de P(L/DL)LA y el 20% wt de fibras de vidrio
bioactivas. La extrusión por fusión y la orientación de los tochos
extruídos por fusión por medio de extrusión hidrostática, y también
la fabricación de la placa y su testado, fueron realizados igual que
en el Ejemplo 5. Las placas orientadas con refuerzo de fibra de
vidrio bioactiva mostraron también deformación plástica dúctil sin
rotura a temperatura ambiente cuando se doblaron a un ángulo de
doblamiento de 90º, y las placas mantuvieron substancialmente su
configuración doblada después de que la fuerza de doblamiento fuera
suprimida.
Las placas no orientadas correspondientes fueron
preparadas por medio de extrusión por fusión de
P(L/DL)LA y 20% wt de fibras de vidrio bioactivas,
con el equipo y el proceso descritos en el Ejemplo 2. Todas las
placas no orientadas se rompieron durante el experimento de
doblamiento (el cual fue realizado conforme al Ejemplo 4) antes de
alcanzar el ángulo de doblamiento de 90º.
Fueron preparadas barras rectangulares, no
orientadas, con dimensiones en sección transversal de 2 mm x 3 mm,
por medio de extrusión por fusión (con el extrusor de tornillo único
Axon) de los polímeros PDTHC, POE y PLLA descritos en el Ejemplo 3.
Cada barra 48 fue deformada y orientada biaxialmente por medio de la
técnica de estiramiento por rodillo, estirando cada barra
lentamente (velocidad de estiramiento 1 cm/min) a través de
rodillos calentados (49 y 50) en una manera mostrada en la vista
lateral esquemática de la Fig. 10A. Conforme es mostrado en la
vista frontal de la Fig. 10B, la distancia mínima d entre los
rodillos (49 y 50) determinó el grosor final de los tochos
estirados por rodillo. El valor de d= 1,1 mm fue el utilizado en
estos experimentos. La temperatura de los rodillos fue T_{g} +
30ºC, donde T_{g} fue la temperatura de transición vítrea del
correspondiente polímero.
Las preformas orientadas estiradas por rodillo
fueron procesadas hasta convertirlas en placas con las dimensiones
de 1,1 mm x 4 mm x 40 mm, por medio de fresado mecánico
(esmerilado). Fue testada la deformabilidad de tales placas a
temperatura ambiente a través del experimento de doblamiento
descrito en el Ejemplo 2. Todas las placas pudieron ser dobladas
hasta un ángulo de 90º sin daño significativo. Las placas
mantuvieron también la configuración doblada inmediatamente después
de ser suprimida la fuerza de doblamiento.
El objetivo del sistema de placas bioabsorbibles
craneal, facial, mandibular o maxilar es el proporcionar fijación
adecuada de las osteotomías realizadas o fracturas tratadas durante
el proceso de curación. Para cumplir con esta demanda, las placas
deben estar situadas en estrecho contacto con el hueso al que están
unidas a través de la superficie de la placa, con el fin de
proporcionar una fijación máxima. Dependiendo de las condiciones
anatómicas, la necesidad de doblamiento o torsión es variable según
la localización de la placa y/o las características físicas de la
superficie ósea de cada paciente individual.
\newpage
En la mandíbula, el área en ángulo precisa de la
torsión de las placas en forma en hélice, con ángulos de torsión
axial de hasta 90 grados; como en la región apical, la placa debe
ser curvada con un radio de 40 a 60 mm para seguir la congruencia
de la superficie ósea. En el maxilar, las placas deben ser dobladas
en una forma escalonada o curvada de hasta 90 grados de angulación.
En la mayoría de los casos, es utilizada una combinación de
doblamiento, curvatura y torsión para conseguir una exactitud de
contacto.
Los siguientes experimentos clínicos demostraron
que los cambios en la forma de las placas son estables a efectos de
las operaciones quirúrgicas de fijación de fracturas óseas, una vez
que las placas son dobladas a temperatura ambiente para ser
ajustadas a las superficies óseas a ser fijadas.
Las fracturas de sínfisis mandibular (como el 10
en la Fig. 1) de diez pacientes fueron tratadas con placas de
P(L/DL)LA orientadas de seis agujeros (ver 6 en la
Fig. 1), con dimensiones de 1,2 mm x 4 mm x 40 mm (realizadas
conforme al Ejemplo 2), utilizando clavos de P(L/DL)LA
(diámetro 2,0 mm, longitud 8 mm) para fijación de placa. Las placas
rectas fueron dobladas, in situ, durante la operación hasta
conseguir la forma curva a ser ajustada sobre la superficie ósea.
Fue vista una buena curación, sin incidentes, de todas las fracturas
después de un año de seguimiento.
Fueron tratadas fracturas angulares mandibulares
en 6 pacientes con placas de seis agujeros confeccionadas en el
PDTHC orientado del Ejemplo 3. Las placas tenían dimensiones de 1,2
mm x 5,5 mm x 40 mm, y fueron torcidas en forma de hélice a
temperatura ambiente para ser ajustadas a la superficie ósea. Las
placas torcidas fueron fijadas al hueso sobre la fractura con
tornillos de PDTHC (2,0 mm de diámetro, 8 mm de longitud). Todas las
fijaciones mantuvieron su posición, con buena curación, sin
incidentes, como fue visto después de un seguimiento de 6 meses.
Claims (14)
1. Método para conformar un dispositivo de
estabilización ósea implantable, para estabilizar una pluralidad de
trozos de hueso, comprendiendo:
el proporcionar un dispositivo de estabilización
ósea que posea rigidez estructural, siendo formado dicho
dispositivo de un material de osteosíntesis resorbible,
uniaxialmente y/o biaxialmente orientado, que sea substancialmente
rígido, dimensionalmente estable y substancialmente deformable en un
primer estado termoquímico -el cual es a temperatura ambiente-,
poseyendo dicho dispositivo (11, 17, 27, 28, 33) una sección
alargada (12, 18, 31, 32) comprendiendo superficies primera y
segunda, y una pluralidad de aberturas de sujeción (15, 21, 29, 30,
34) dispuestas entre dichas superficies primera y segunda, por lo
que dicho dispositivo es capaz de estabilizar dicha pluralidad de
trozos de hueso después de la implantación, siendo capaz además
dicho dispositivo de mantener su forma en un segundo estado
termoquímico -el cual es a temperatura corporal- después de su
fijación a dichos trozos de hueso, durante un período de tiempo
suficiente como para que dicho trozo de hueso cure; y
el formar el dispositivo de estabilización ósea
hasta conseguir una configuración deseada en el primer estado
termoquímico,
en donde están excluidos métodos para el
tratamiento del cuerpo humano o animal por medio de cirugía
practicada en el cuerpo humano o animal.
2. El método conforme a la reivindicación 1, en
donde dicho dispositivo es capaz de mantener substancialmente dicha
segunda configuración bajo condiciones de una operación quirúrgica
en dicho primer estado termoquímico.
3. El método conforme a las reivindicaciones 1
o 2, en donde dicho dispositivo es deformado repetidamente para
conseguir diferentes configuraciones en dicho primer estado
termoquímico.
4. El método conforme a cualquiera de las
reivindicaciones de la 1 a la 3, en donde dicho dispositivo es
bioabsorbible.
5. El método conforme a cualquiera de las
reivindicaciones de la 1 a la 4, en donde dicho material posee una
temperatura de transición vítrea, es substancialmente deformable en
un primer estado termoquímico, y es dimensionalmente estable a
temperatura corporal después de su fijación sobre la superficie ósea
en una operación quirúrgica.
6. El método conforme a cualquiera de las
reivindicaciones de la 1 a la 5, en donde dicho material es
deformable a lo largo de tres ejes mutuamente perpendiculares.
7. El método conforme a cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde el dispositivo comprende
además una pluralidad de sujeciones quirúrgicas (23) capaces de
asegurar dicho dispositivo de osteosíntesis biocompatible a dicha
pluralidad de trozos de hueso.
8. El método conforme a la reivindicación 7, en
donde, al menos, una de dichas aberturas de sujeción (15, 21)
incluye una parte en receso (15a, 22) capaz de acoplar una de dichas
sujeciones quirúrgicas.
9. El método conforme a la reivindicación 8, en
donde cada una de dichas sujeciones quirúrgicas (23) incluye una
parte substancialmente cónica ajustable a, al menos, una parte (15a,
22) de una de dichas aberturas de sujeción (15, 22).
10. El método conforme a cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que el material de osteosíntesis es seleccionado de entre el
siguiente grupo de polímeros bioabsorbibles: homopolímeros y
copolímeros poliláctidos, poliortoésteres,
pseudo-poliaminoácidos, polianhídridos, por lo que
dicho dispositivo es operable para estabilizar dicha pluralidad de
trozos de hueso durante un período de tiempo de, al menos,
alrededor de cuatro a ocho semanas después de la implantación, y es
substancialmente resorbido por completo alrededor de un año después
de su implantación.
11. El método conforme a cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que el material de osteosíntesis contiene alrededor del 80% de
láctido y alrededor del 20% de glicólido, por lo que dicho
dispositivo es operable para estabilizar dicha pluralidad de trozos
de hueso durante un período de tiempo de, al menos, alrededor de
cuatro a ocho semanas después de su implantación, y es
substancialmente resorbido por completo alrededor de un año después
de su implantación.
12. El método conforme a la reivindicación 11,
en donde dicho material posee una cristalinidad de más de alrededor
del 20%.
13. El método conforme a la reivindicación 12,
en donde dicho material comprende una mezcla de un polímero,
copolímero o aleación polimérica bioabsorbible y partículas o
fibras de vidrio bioactivo.
14. La utilización de un dispositivo de
estabilización ósea poseyendo rigidez estructural y siendo formado
de un material de osteosíntesis resorbible, uniaxialmente y/o
biaxialmente orientado, que es substancialmente rígido,
dimensionalmente estable y substancialmente deformable en un primer
estado termoquímico -el cual es a temperatura ambiente-, poseyendo
dicho dispositivo (11, 17, 27, 28, 33) una sección alargada (12, 18,
31, 32) comprendiendo superficies primera y segunda, y una
pluralidad de aberturas de sujeción (15, 21, 29, 30, 34) dispuestas
entre dichas superficies primera y segunda, por lo que dicho
dispositivo es capaz de estabilizar una pluralidad de trozos de
hueso después de su implantación, siendo capaz además dicho
dispositivo de mantener su forma en un segundo estado termoquímico
-el cual es a temperatura corporal- después de su fijación a dichos
trozos de hueso, durante un período de tiempo suficiente como para
que dicho trozo de hueso cure, para la fabricación de un dispositivo
conformado de estabilización ósea implantable en el primer estado
termoquímico de dicho material.
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