ES2928583T3

ES2928583T3 - Material semisintético en polvo obtenido mediante la modificación de la composición de un biomaterial natural marino, procedimiento de fabricación, aplicaciones

Info

Publication number: ES2928583T3
Application number: ES20157466T
Authority: ES
Inventors: Georges Camprasse; Serge Camprasse
Original assignee: MBP Mauritius Ltd
Current assignee: MBP Mauritius Ltd
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2022-11-21
Anticipated expiration: 2036-06-20
Also published as: KR20180021095A; IL280072A; CA2988783C; AU2020202701A1; MX2017016561A; EP3313465B1; PT3673926T; BR122021015641B1; IL256120B; EP3673926B1; FR3037802A1; BR112017025181B1; PH12017502267A1; EP3673924B1; AU2020202702A1; AU2020202702B2; RS63562B1; ES2926512T3; IL280072B; AU2016282441A1

Abstract

La invención se refiere a un material pulverulento semisintético, derivado de un biomaterial marino natural que es la capa interna de aragonito de la concha de moluscos bivalvos elegidos del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridacnes, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus, en forma de polvo, con la adición de biopolímeros insolubles y solubles y carbonato de calcio convertido por carbonatación; también se relaciona con su método de preparación y sus usos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Material semisintético en polvo obtenido mediante la modificación de la composición de un biomaterial natural marino, procedimiento de fabricación, aplicaciones

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a un uso de biopolímeros insolubles y solubles extraídos de la fracción orgánica de la capa aragonítica interna y/o de la capa calcítica externa de la concha de moluscos bivalvos elegidos entre Pinctadinas en general y, en particular, Pinctada maxima, margaritifera, y Tridácnicas: Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus.

Estado de la técnica

El documento internacional WO9014111 describe un producto de sustitución de estructuras óseas producido a partir de la capa perlada de prueba de moluscos acuáticos.

Generalmente, los materiales utilizados para el relleno de pérdidas de sustancia ósea de origen traumático, tumoral, distrófico o degenerativo son cementos de fosfato de calcio, polímeros de origen biológico, materiales de origen animal o humano.

En cuanto al sellado de las prótesis, se utiliza únicamente poli(metacrilato de metilo) (PMMA), posiblemente combinado con antibióticos, un iniciador, un activador, un opacificante o un colorante. Las endoprótesis se sellan generalmente con cementos de PMMA, cuyos inconvenientes se conocen bien, en particular la reacción exotérmica que se produce durante la polimerización del cemento, la consiguiente necrosis de las células óseas, la contracción del cemento con la etapa del tiempo y su envejecimiento, que provocan la movilidad de la prótesis y la necesidad de su revisión de los 10 a los 15 años posteriores a la operación, en la mayoría de los casos.

Todos estos materiales son biocompatibles, algunos de ellos, tales como los cementos de fosfato de calcio, reivindican propiedades osteoconductivas; pocos son bioactivos, siendo la mayoría inertes.

Los cementos inyectables están constituidos por una fase mineral y por una fase líquida que puede ser ácido de fósforo, una disolución acuosa o en gel de HPMc , agua estequiométrica de 0,1 moles, ácido sulfúrico, ácido cítrico. Los biomateriales, sintéticos o de origen bovino, utilizados como sustitutos óseos, están esencialmente dotados de propiedades osteoconductivas y, en general, no son completamente biorreabsorbibles.

Para algunos de ellos, en particular, los polímeros, se observa la liberación de productos de degradación que pueden tener efectos nocivos a largo plazo sobre los tejidos circundantes o sistémicos mórbidos. Esta biorreabsorción depende del paciente.

Además, casi todos los sustitutos óseos no son bioactivos; lo que obliga a combinarlos con colágeno de origen animal, o con otras sustancias que, para bioabsorberse, inducen una reacción inflamatoria mayor del huésped receptor, más importante y diferente a la reacción fisiológica.

El principal inconveniente de los sustitutos óseos en polvo o gránulos radica en que durante su aplicación, ya sea con sangre autóloga, suero fisiológico o cualquier otro líquido vector, no forman un “coágulo” que tenga propiedades adhesivas y plásticas que favorezcan su cohesión y su mantenimiento sobre y en el sitio.

Se conoce que el hueso humano está constituido por un 43% de componentes inorgánicos, un 32% de componentes orgánicos y un 25% de agua. El componente orgánico está constituido por un 90% de proteínas de colágeno, que incluyen un 97% de colágeno tipo I, de tipo III, IV y V, así como un 10% de proteínas no colágenas representadas por osteocalcina, osteonectina, osteopontina, sialo-proteína ósea, proteoglicanos, fibronectina, factores de crecimiento y proteínas morfogénicas. Son estas proteínas no colágenas las que juegan un papel esencial en los procesos de osteogénesis y reparación de tejidos dañados.

La fracción inorgánica está constituida en gran parte por hidroxiapatita en forma de cristales de fosfato de calcio; esta fracción también contiene otros minerales tales como sodio, potasio, cobre, zinc, estroncio, flúor, aluminio, silicio en cantidades muy pequeñas. Todos ellos juegan un papel importante en el metabolismo celular, así como en la cicatrización y regeneración ósea.

El estudio de la arquitectura y composición de la concha de moluscos bivalvos, tales como Pinctadinas en general y, en particular, Pinctada maxima, margaritifera, y Tridácnicas, en particular, Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus, mostró que comprende una capa interna nacarada, compuesta del 3 al 5% por una fracción orgánica, compuesta a su vez por proteínas colágenas y no colágenas, esencialmente biopolímeros insolubles y solubles. La capa interna nacarada también contiene una fracción inorgánica que representa del 95 al 97%, compuesta principalmente por carbonato de calcio, minerales e iones metálicos, así como por un 3% de agua. Este estudio de la arquitectura de la concha de los moluscos objeto de la invención también muestra que está constituida por una capa calcítica externa, estructuralmente diferente de la capa aragonítica interna, pero que también contiene una fracción orgánica compuesta por biopolímeros insolubles y solubles.

Numerosas publicaciones han puesto de manifiesto las propiedades osteoinductivas y osteoconductoras del biomaterial natural procedente de la capa aragonítica de los moluscos marinos mencionados anteriormente.

Estas propiedades derivan de la presencia de biopolímeros contenidos en la fracción orgánica, en la que se han identificado proteínas estructurales similares a las que contribuyen a la arquitectura de órganos tales como dientes, huesos, piel, músculos, mucosas, etc. También están presentes proteínas funcionales similares a las implicadas en procesos metabólicos y bioquímicos (enzimología, inmunología, receptores de membrana, moléculas de señalización, etc.). Entre estas proteínas estructurales, los colágenos están particularmente representados: de este modo se han identificado los colágenos de tipo I, II, III y afines.

Además de los aminoácidos libres, se destaca la presencia de proteoglicanos (glúcidos unidos a pequeños péptidos), glicoproteínas (asociación de colágeno y glúcidos) entre las que destacan las glicoproteínas de bajo peso molecular, generalmente consideradas como factores de crecimiento relacionados con BMP, TNF p, TGF p, PGF, etc...

También se conoce el papel fundamental de determinadas moléculas no colágenas en el proceso de cicatrización fisiológica y en la regeneración celular y tisular.

Se han demostrado in vitro e in vivo las propiedades de cicatrización, regeneración, angiogénesis y osteoinducción del complejo órgano-mineral de la capa interna de la concha de los moluscos mencionados anteriormente, propiedades vinculadas a la presencia de estos diferentes colágenos y factores de crecimiento.

Si se compara la composición físico-química del tejido óseo y la del aragonito de las conchas de los moluscos considerados, se observa una gran similitud de los componentes orgánicos presentes en un porcentaje del 32% en el tejido óseo y del 3 al 5% en aragonito. Las fases minerales, 43% para el hueso, esencialmente fosfato cálcico, representan en el aragonito del 95 al 97% en forma de carbonato de calcio; siendo las proporciones de otros minerales muy similares.

Teniendo en cuenta el papel de los biopolímeros contenidos en la fracción orgánica del biomaterial marino natural, los inventores consideraron sensato modificar su composición aumentando la proporción de estos biopolímeros en la composición de un nuevo biomaterial híbrido semisintético.

Se conoce que la fracción orgánica de las capas aragonítica interna y calcítica externa de las conchas de los moluscos en cuestión, contiene moléculas solubles, difusibles, que tienen propiedades osteogénicas que intervienen en la mineralización y el crecimiento de tejidos calcificados. También se ha demostrado la presencia de proteínas estructurales insolubles en las envolturas pericristalinas e interlamelares del aragonito.

Además, las moléculas contenidas en la fracción orgánica de la capa calcítica externa de la concha son similares a las contenidas en la capa aragonítica interna de la concha de los moluscos objeto de la invención.

Este es el motivo por el que pareció prudente extraer y concentrar, no solo las moléculas orgánicas íntimamente ligadas a los biocristales y las láminas intercristalinas de las que está constituida la aragonito de las pruebas nacaradas, sino también las contenidas en la capa calcítica de las conchas de los moluscos en cuestión.

La extracción de biopolímeros a partir de las fracciones orgánicas del biomaterial tiene como objeto proporcionar moléculas solubles e insolubles. El objetivo es poder aumentar, mediante la suplementación con biopolímeros insolubles y solubles extraídos, la relación estructural orgánico-inorgánica, con el fin de optimizar las propiedades de regeneración celular y tisular, cicatrización, osteoinducción, angiogénesis del biomaterial obtenido de este modo. Así es como los presentes inventores han encontrado que es posible, a partir de la concha de un molusco elegido entre Tridacnae maxima, Tridacnae gigas, Tridacnae derasa, Tridacnae tevaroa, Tridacnae squamosa, Tridacnae crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus, Pinctada maxima, Pinctada margaritifera , y otras Pinctadinas, obtener un material que cumpla estos requisitos mediante la adición de biopolímeros tanto solubles como insolubles y carbonato de calcio transformado por carbonatación.

Modificado de este modo, el nuevo material biorreabsorbible, en polvo semisintético está destinado a la fabricación, por ejemplo, de sustitutos óseos, cementos inyectables o cementos para el sellado de endoprótesis, o incluso para el desarrollo de dispositivos de osteosíntesis e implantes moldeados biorreabsorbibles.

De este modo, el objeto de la invención, según un primer aspecto, es un uso de biopolímeros insolubles y solubles extraídos de la fracción orgánica de la capa aragonítica interna y/o de la capa calcítica externa de la concha de moluscos bivalvos seleccionados del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus como coadyuvantes de composición en polvo que comprenden sales de calcio, polímeros naturales o sintéticos, colágeno, estructuras minerales de tejido óseo de origen animal o humano, caracterizado porque la composición en polvo es un material semisintético en polvo derivado de un biomaterial marino natural adicionado con carbonato de calcio transformado por carbonatación, siendo dicho biomaterial marino natural la capa aragonítica interna de la concha de moluscos bivalvos seleccionados del grupo que comprende, por ejemplo, Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus.

Objeto de la invención

Según un primer aspecto, la invención se refiere a un uso de biopolímeros insolubles y solubles extraídos de la fracción orgánica de la capa aragonítica interna y/o de la capa calcítica externa de la concha de moluscos bivalvos seleccionados del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus como adyuvantes de composición en polvo que comprenden sales de calcio, polímeros naturales o sintéticos, colágeno, estructuras minerales de tejido óseo de origen animal o humano, caracterizado porque la composición en polvo es un material semisintético en polvo derivado de un biomaterial marino natural adicionado con carbonato de calcio transformado por carbonatación, siendo dicho biomaterial marino natural la capa interna de concha aragonítica de moluscos bivalvos seleccionados del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus.

El material semisintético en polvo según la invención es biorreabsorbible.

Según una realización, el tamaño de partícula es de 5 nm a 100 pm, preferiblemente de 20 nm a 50 pm, incluso más preferiblemente de 50 nm a 20 pm.

Los biopolímeros solubles e insolubles se extraen de la capa aragonítica interna y/o de la capa calcítica externa de la concha de moluscos bivalvos elegidos del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa , tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus.

A continuación se describe un método de extracción de estos polímeros.

El carbonato de calcio transformado por carbonatación implementado en la invención procede de un carbonato de calcio natural terrestre, marino o precipitado, o de la fracción inorgánica de la capa aragonítica tras la extracción de los biopolímeros insolubles y solubles, que se ha transformado por carbonatación. Se conoce que el carbonato de calcio, cristalizado en el sistema ortorrómbico o romboédrico, cuando se somete a un tratamiento térmico de entre 800 y 1100°C, adquiere por termólisis y oxidación, nuevas propiedades que se traducen en un importante poder adhesivo y una plasticidad que le permite un modelado fácil. Este fenómeno es la carbonatación, según la siguiente reacción:

CaCO3 tratamiento térmico ^ Ca(OH)2 CO2 ^ CaCO3 H2O

Durante esta reacción, durante la que la temperatura aumenta y se mantiene durante un periodo de 20 a 40 minutos, el carbonato de calcio se transforma químicamente en cal, luego, bajo la acción del CO2 y de la humedad ambiental, se convierte en carbonato de calcio amorfo. Esta transformación química se extiende a lo largo de varios días dependiendo de la humedad ambiental.

De este modo, el material semisintético en polvo comprende un polvo derivado de un material marino natural, cuya fracción orgánica se complementa con biopolímeros insolubles y solubles extraídos, y la fracción mineral con carbonato de calcio de origen marino, sedimentario o madreporoso, o de origen terrestre, sedimentario o precipitado, transformado por un proceso de carbonatación.

Según una realización particular, el material semisintético en polvo comprende aragonito en forma en polvo con un tamaño de partícula de 5 nm a 100 pm, preferiblemente de 20 nm a 50 pm, incluso más preferiblemente de 50 nm a 20 pm, biopolímeros insolubles y solubles extraídos, y carbonato de calcio transformado por carbonatación.

Mediante la adición de biopolímeros insolubles y solubles extraídos, se aumenta la proporción de la fracción orgánica del material de partida en un intervalo comprendido entre el 1% y el 10%, respetando preferiblemente las proporciones entre biopolímeros insolubles y biopolímeros solubles existentes en el material de partida. Mediante la adición de carbonato de calcio transformado por carbonatación, se aumenta la parte de la fracción mineral del material de partida en un intervalo entre el 1% y el 10%, según las características físico-químicas deseadas.

Según una realización particular, el material semisintético comprende: por 100 g de aragonito en forma de polvo con un tamaño de partícula de 5 nm a 100 pm, preferiblemente de 2o nm a 50 pm, incluso más preferiblemente de 50 nm a 20 pm;

de 1 g a 50 g, preferiblemente de 5 g a 25 g, incluso más preferiblemente de 10 g a 15 g de biopolímeros insolubles y solubles extraídos; y

de 0,5 g a 50 g, preferiblemente de 1 g a 25 g, incluso más preferiblemente aún 2 g a 10 g de carbonato de calcio transformado por carbonatación.

Durante la extracción de los biopolímeros, los inventores han demostrado que en la capa aragonítica interna y la capa calcítica externa de los moluscos utilizados en la implementación de la invención, la proporción de biopolímeros insolubles representa del 2,6% al 4,3% y la de biopolímeros solubles del 0,4% al 0,7% del peso total. La adición de biopolímeros al material descrito se realiza de manera que la relación de biopolímeros solubles/biopolímeros insolubles sea similar a la relación del producto natural original.

Se describe un proceso para la preparación de un material semisintético en polvo, tal como se describió anteriormente.

Según el proceso descrito, los elementos constitutivos se preparan por separado, luego se mezclan para obtener el material descrito. De este modo, se prepara el material en polvo derivado de un biomaterial marino natural, los biopolímeros insolubles y solubles extraídos de un biomaterial marino natural y el carbonato de calcio transformado por carbonatación.

Más particularmente, el proceso de preparación comprende mezclar un biomaterial natural triturado, polímeros insolubles y solubles extraídos de la capa aragonítica interna y/o de la capa calcítica externa de la concha de moluscos bivalvos elegidos del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera, y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus y carbonato de calcio transformado por carbonatación.

En una realización particular, el biomaterial natural triturado es la capa aragonítica interna de la concha de los moluscos. La molienda se lleva a cabo para obtener un tamaño de partícula medio de 20 nm a 50 pm. Los granos obtenidos pueden esferonizarse para mejorar la fluidez y la compresibilidad del polvo.

En el proceso descrito, los biopolímeros insolubles y solubles se extraen respectivamente por supercentrifugación y por ultrafiltración tangencial acoplada a ósmosis inversa después de la hidrólisis. Antes de la extracción, puede reticularse la capa aragonítica interna y/o la capa calcítica externa de la concha de los moluscos. Para facilitar la extracción, la capa aragonítica interna y/o la capa calcítica externa de la concha de los moluscos se muelen y tamizan hasta conseguir un tamaño de partícula entre 250 pm y 50 pm.

Estas diferentes etapas se describen de manera sucesiva a continuación.

El biomaterial natural marino utilizado como materia prima se elige del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus.

Cada uno de los componentes puede derivarse del mismo biomaterial marino o de diferentes biomateriales marinos. Las conchas elegidas se limpian, descontaminan, posiblemente reticulan, la capa calcítica se separa de la capa interna. La capa interior se muele. Parte de la capa interna triturada forma el componente base del material descrito. Los biopolímeros solubles e insolubles se extraen de la capa calcítica y/o de la capa interna. El carbonato de calcio que puede proceder de la parte mineral recuperada tras la extracción de los biopolímeros se transforma por carbonatación. Los biopolímeros extraídos de este modo y el carbonato de calcio transformado por carbonatación se añaden al componente base obtenido de manera previa.

Una realización específica del procedimiento se describe en detalle a continuación. Naturalmente, los expertos en la técnica sabrán cómo adaptar las condiciones de este procedimiento a los biomateriales de partida específicos y a los usos finales deseados.

I. PREPARACIÓN DE LOS COMPONENTES:

Tras eliminar el epibionte por raspado, las conchas procedentes del biomaterial marino seleccionado se someten a los siguientes tratamientos:

1.1) Descontaminación de las conchas:

Las conchas se descontaminan por inmersión en un baño de agua corriente al que se le añade una disolución de hipoclorito al 2% de cloro activo.

1.2) Tratamiento ultrasónico de las conchas:

Posteriormente, las cáscaras se enjuagan y se tratan en un tanque ultrasónico lleno de agua corriente microbiológicamente controlada, por ejemplo a una temperatura de 55°C a la que se añade una solución de limpieza y desinfección a una dilución de 1 parte de disolución por 127 partes de agua. La duración del tratamiento es del orden de 30 min a una frecuencia de aproximadamente 4o kHz.

1.3) Enjuague y secado de las conchas:

Posteriormente, se enjuagan las cáscaras, por ejemplo, durante 20 min en un baño de agua desmineralizada a una temperatura de 90°C, a la que se añade Calbenium® a una dilución del 2%, durante 30 min. Posteriormente, se secan.

1.4) Reticulación de las conchas:

Según otra realización, con el fin de conferir al biomaterial de origen natural de unas mayores propiedades biológicas, en particular, con vistas a optimizar el metabolismo celular y reforzar las propiedades antirradicales, las conchas pueden reticularse de la siguiente manera:

En un recipiente de vidrio o plástico translúcido de capacidad variable, se prepara una mezcla de agua corriente con un 10% de riboflavina añadida; el conjunto se mantiene a una temperatura superior a 20°C, generando la agitación de la mezcla un flujo perpendicular a la radiación UVA.

Las conchas se colocan en el mismo verticalmente y se someten, por ambos lados, a la irradiación de lámparas UVA con una longitud de onda de 365 nanómetros por segundo, a una intensidad de 2300 microjulios por centímetro cuadrado durante 180 minutos. Manteniéndose el conjunto al vacío durante toda la duración del tratamiento.

Posteriormente, las conchas se enjuagan y se secan en una corriente de aire caliente a 40°C.

También puede utilizarse el procedimiento descrito en la solicitud de patente FR 1450204 presentada el 10 de enero de 2014.

1.5) Eliminación de la capa calcítica externa:

La capa calcítica externa de las conchas se elimina mediante molienda, con una piedra de molienda de grano fino. El producto se reserva y constituye el “lote para la extracción de biopolímeros de la capa calcítica externa”.

1.6) Congelación de pruebas nacaradas expuestas después de la molienda:

Las pruebas nacaradas se congelan a una temperatura de -18°C durante 120 minutos.

1.7) Machacado de pruebas nacaradas y recuperación de lotes:

Posteriormente, se procede al machacado de pruebas nacaradas, por ejemplo, en una trituradora de mandíbulas de carburo de tungsteno, bajo succión, para recuperar las partículas en suspensión, que también contienen nanogranos.

La operación de machacado se repite al menos 3 veces y después del tamizado se reservan 2 lotes:

- El primero con un tamaño de partícula aleatorio de 20 micrómetros a 50 nanómetros constituirá la parte aragonítica mixta del producto descrito, denominado a continuación en el presente documento “lote mixto aragonítico”. Por lote mixto aragonítico se entiende la forma en polvo obtenida tras la trituración que comprende los dos componentes orgánico e inorgánico.

- El segundo lote con un tamaño de partícula de 250 a 50 micrómetros se reserva para la extracción de biopolímeros insolubles y solubles. Se denominará “lote para la extracción de biopolímeros de la capa aragonítica interna”.

El uso de un medidor de partículas láser determinará el tamaño e intervalo de grano del polvo obtenido.

1.8) Esferificación del lote mixto aragonítico:

El lote mixto aragonitico se somete a un tratamiento mecánico destinado a uniformizar los granos por esferificación, con el fin de redondear los ángulos y bordes de los granos por fricción.

Este tratamiento tiene el efecto de promover la fluidez, la compresibilidad del polvo obtenido y, por tanto, promover la densificación y los enlaces entre partículas durante la aplicación del material descrito, en particular como sustitutos óseos, cementos de sellado, cementos inyectables, dispositivos de osteosíntesis e implantes moldeados biorreabsorbibles.

Para esta etapa de esferificación, puede procederse de la siguiente manera: se coloca en un recipiente cilíndrico de vidrio o circonio por ejemplo, con un eje de rotación horizontal, que comprende láminas de vidrio de anchura variable, una mezcla a partes iguales de material en polvo del lote mixto aragonítico y virutas de algunos mm2 de madera dura, por ejemplo roble, esterilizadas en autoclave.

El recipiente se acciona en rotación durante un tiempo variable y a una velocidad variable, dependiendo del tamaño del recipiente y la cantidad de producto que va a tratarse.

Al final del tratamiento de esferificación, la totalidad de la mezcla, lote mixto aragonítico y virutas, se recupera en un recipiente inerte lleno de una cantidad adecuada de agua que se agita de manera constante durante aproximadamente 15 minutos. Después del reposo, las virutas de madera que flotan en la superficie se eliminan por succión.

Posteriormente, la disolución se filtra a través de un filtro de nailon con un diámetro de malla de 20 micrómetros, luego el sedimento se seca en un Rotavapor® a 40°C y se acondiciona.

Según otra realización, el lote mixto aragonítico también puede añadirse a partes iguales de cloruro de sodio en forma de granos de diámetros aleatorios que oscilan entre 1 y 3 mm. Después del tratamiento, el cloruro de sodio se elimina por disolución en agua caliente a 90°C y filtración a través de un filtro de nailon, seguido de un lavado en agua caliente a 90°C y secado por corriente de aire caliente a 40°C.

II. EXTRACCIÓN DE BIOPOLÍMEROS

11.1 Extracción de biopolímeros insolubles:

Según la invención, se mezcla una cantidad adecuada de polvo del lote de extracción de biopolímeros de la capa aragonítica interna obtenida en la etapa I.5), con una cantidad suficiente de agua desmineralizada, para introducirse en un reactor en hidrólisis, en el que se añade una cantidad determinada de ácido cítrico al 25%; enfriándose el conjunto a una temperatura que oscila entre 4 y 5°C con agitación constante. Los inventores favorecieron el uso de ácido cítrico debido a sus propiedades de reducción del pH y de tensión superficial.

El pH, controlado por el medidor de pH, se mantiene por encima de 4,5 añadiendo 2,5 N de carbonato de sodio para no alterar los biopolímeros; luego se reduce a 7 al final de la etapa mediante la adición de 0,1 litro de carbonato de sodio 5N por 100 litros de hidrolizado.

Una vez obtenida la disolución completa del polvo, el hidrolizado se transfiere a un tanque de almacenamiento, siempre en constante agitación, luego se transfiere a un separador centrífugo donde se somete a una fuerza de 18 a 20.000G en el ciclón.

La operación se repite si fuera necesario después de comprobar la disolución con el turbidímetro y corregirla con ácido cítrico si fuera necesario, manteniéndose la temperatura entre 4 y 5°C.

Según los resultados proporcionados por el turbidímetro, el hidrolizado puede volver a someterse a una súper centrifugación.

En cada ciclo de súper centrifugación, el sedimento de los biopolímeros insolubles recogidos se lava y se reserva. El agua de lavado con sedimentos se trata con ácido oxálico para comprobar la presencia o ausencia de calcio.

Al final de la última súper centrifugación, se obtiene, por tanto, un sedimento que contiene todos los biopolímeros insolubles, en forma de una torta húmeda de color pardusco, que se seca por liofilización o zeodratación, con tratamiento de esferas grises de 2 a 3 mm de diámetro, resultantes del enrollamiento de las proteínas bajo la acción de la fuerza centrífuga.

Los biopolímeros insolubles extraídos se trituran, por ejemplo, en un molino planetario hasta obtener un polvo con un tamaño de partícula aleatorio de 5 micrómetros a 100 nanómetros, recuperado después del tamizado.

11.2 Extracción de biopolímeros solubles:

El perneado y el agua de lavado se conducen para desalinizarse en un dispositivo de ultrafiltración tangencial, por ejemplo, con casetes que tienen un umbral de corte de 1kD.

Se añade al permeado una cantidad suficiente de ácido sulfúrico a 2,0 mol/L para provocar la precipitación de las sales de sulfato de calcio.

La disolución se filtra, el permeado se concentra en un Rotavapor® a vacío a una temperatura de ebullición de 33°C para eliminar el ácido cítrico en forma de cristales.

El destilado que contiene las proteínas de bajo peso molecular así como los iones mono y multivalentes es alargado. Dado que el umbral de corte de los casetes no retiene todas las proteínas y en particular las de muy bajo peso molecular, el destilado se somete a ósmosis inversa.

El destilado se transfiere para someterse a un tratamiento de separación de fases líquidas por permeación a través de membranas semiselectivas, por ejemplo con un diámetro de poro de 0,0001 micrómetros, bajo el efecto de un gradiente de presión de 40 a 80 bares.

El destilado se hace pasar para retener todos los iones mono y multivalentes tales como hierro, magnesio, zinc, etc. El retenido recuperado de las membranas de ósmosis inversa se recoge y se alarga con agua libre de pirógenos, luego se concentra por ejemplo mediante Rotavapor®, a vacío, a una temperatura de 40°C, luego se liofiliza por zeodratación o criodesecación.

Se obtiene un polvo muy fino de color blanco grisáceo que se reserva y luego se tritura, por ejemplo, en un molino planetario para obtener, después del tamizado, un polvo con un tamaño de partícula aleatorio que oscila entre 5 micrómetros y 100 nanómetros.

Se comprueba la presencia o ausencia de proteínas en el permeado tomando una alícuota de disolución que se trata por el método colorimétrico de Bradford.

11.3 Extracción de biopolímeros del lote para la extracción de biopolímeros de la capa calcítica externa

Según otra realización, la extracción de los biopolímeros de la capa calcítica externa se realiza de manera idéntica a la de los biopolímeros de la capa aragonítica interna.

Tercero

CARBONATACIÓN DEL CARBONATO DE CALCIO

Se conoce que el carbonato de calcio, cristalizado en el sistema ortorrómbico o romboédrico, cuando se somete a un tratamiento térmico entre 800 y 1100°C, adquiere por termólisis y oxidación, nuevas propiedades que se traducen en un importante poder adhesivo y una plasticidad que le permite un modelado fácil. Este fenómeno es la carbonatación, según la siguiente reacción:

CaCO3 tratamiento térmico ^ Ca(OH)2 CO2 ^ CaCO3 H2O

Según otras realizaciones, todas las sales de calcio, distintas del carbonato de calcio, pueden, por reacciones químicas de precipitación, dar lugar a carbonato de calcio que puede transformarse por carbonatación. De este modo, por ejemplo, puede obtenerse carbonato de calcio carbonatado a partir de hidróxido cálcico, acetato cálcico, oxalato cálcico, sulfato cálcico, citrato cálcico; corresponderá a los expertos en la técnica implementar los procesos químicos conocidos específicos de estas precipitaciones.

El carbonato de calcio también puede proceder de la concha interna aragonítica de moluscos bivalvos tales como Pinctadinas en general y Pinctada en particular: maxima, margaritifera, y Tridácnidas a: gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus, después de la extracción de los biopolímeros. También puede ser de origen madreporoso.

IV. FORMULACIÓN DE UNA MEZCLA A PARTIR DEL LOTE MIXTO ARAGONÍTICO, BIOPOLÍMEROS INSOLUBLES Y SOLUBLES EXTRAÍDOS, Y CARBONATO DE CALCIO TRANSFORMADO POR CARBONATACIÓN

Una cantidad de biopolímeros insolubles y solubles, extraídos de los dos lotes aragoníticos interno y calcítico externo, determinada según la proporción de fracción orgánica deseada, y una cantidad determinada de carbonato de calcio transformado por carbonatación, se mezclan con una cantidad definida del lote mixto aragonítico para constituir una formulación del producto descrito.

El mezclado se realiza, por ejemplo, en una batidora de cuchillas hasta obtener un polvo homogéneo, que luego se envasa.

Según otro aspecto, la invención se refiere a un material semisintético en polvo, obtenido a partir de un biomaterial marino natural, con adición de biopolímeros insolubles y solubles extraídos de la fracción orgánica de la capa interna aragonítica y/o de la capa externa calcítica de la concha de moluscos bivalvos seleccionados del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus Hippopus, Hippopus porcelanus y carbonato de calcio convertido por carbonatación, para su uso en la cicatrización y regeneración de pérdidas de sustancia o para el tratamiento de quemaduras, llagas, úlceras y lesiones cutáneas eritematosas o el uso del material descrito en la fabricación de dispositivos o de implantes moldeados.

El material semisintético en polvo descrito también puede utilizarse en la fabricación de dispositivos o implantes moldeados con biorreabsorción controlada que comprenden hilos de sutura con biorreabsorción escalonada a lo largo del tiempo.

También puede utilizarse para la formulación de preparaciones de sustitutos óseos para uso extemporáneo, sustitutos óseos con soporte poroso de colágeno, sustitutos óseos con estructura mineral de origen animal o humano, dispositivos de osteosíntesis e implantes moldeados biorreabsorbibles, dispositivos con biorreabsorción controlada, cementos para sellado de endoprótesis, cementos inyectables para cirugía mínimamente invasiva en vertebroplastia, cifoplastia y cirugía de tumores óseos.

Según otra realización, el producto descrito puede asociarse a un soporte poroso de colágeno tal como Spongia officinalis que se haya sometido a un tratamiento mecánico y termoquímico destinado a la descontaminación bacteriana y viral, la eliminación de posibles pigmentos, la neutralización de una manifestación inmunogénica. Se conoce que Spongia officinalis está compuesta de Espongina, constituida a su vez por fibras de una escleroproteína carbonatada relacionada con el colágeno. Esta proteína es poco soluble y desempeña un papel de protección y de sujeción de todos los tejidos: tejido conectivo, tendones, tejido óseo, fibras musculares, piel, cabello y uñas. Espongina es una proteína estructural y de almacenamiento de colágeno; es inerte, insoluble en agua, hidrofóbica y no se desnaturaliza fácilmente. Constituye un soporte poroso, adecuado para la osteoconductividad. Por tanto, puede utilizarse en combinación con el material descrito para producir sustitutos óseos.

El material descrito puede asociarse con sales de calcio tales como sulfato de calcio deshidratado o semihidratado, calcita, hidroxifosfato de calcio anhidro, p-TCP, hidróxido de calcio. El material descrito puede asociarse con estructuras minerales de tejido óseo de origen animal o humano.

También puede asociarse a polímeros biorreabsorbibles tales como colágeno, ácido hialurónico, quitosano, almidón, alginato o incluso a polímeros sintéticos reabsorbibles como poliglicolida, poli(DL-lactida-co-glicolida) poli(L-lactida) o a polímeros acrílicos como polihidroxietilo, metacrilato de metilo, metacrilato de polimetilo, así como a sustancias medicinales en polvo, tales como antiinflamatorios no esteroideos, antibióticos, antimitóticos o cualquier otra sustancia destinada a fines terapéuticos.

Teniendo en cuenta los inconvenientes asociados al uso de cementos de sellado de metacrilato de metilo, los inventores proponen cementos de sellado fabricados con el producto descrito, que al ser naturalmente radiopaco, consigue una retención mecánica primaria de endoprótesis por sus propiedades adhesivas, lo que conlleva en un futuro una integración tisular por sus propiedades osteomiméticas, osteoinductoras, osteoconductoras, bioactivas, inducidas por la presencia de moléculas de señalización, iniciadoras de la biomineralización.

Estas moléculas de señalización estimulan los factores de biomineralización endógenos locales in situ para conllevar la formación de hueso metaplásico.

Se describe el uso de carbonato de calcio sometido a carbonatación tal como el implementado en el material descrito o tal como se prepara según la etapa III del proceso descrito anteriormente en composiciones que comprenden sales de calcio, polímeros naturales o sintéticos, estructuras minerales de tejido óseo de origen animal o humano.

También puede asociarse a polímeros biorreabsorbibles tales como colágeno, ácido hialurónico, quitosano, almidón, alginato o incluso a polímeros sintéticos reabsorbibles tales como poliglicolida, poli(DL-lactida-co-glicolida) poli(L-lactida) o a polímeros acrílicos tales como polihidroxietilo, metacrilato de metilo, metacrilato de polimetilo, así como a sustancias medicinales en polvo, tales como antiinflamatorios no esteroideos, antibióticos, antimitóticos o cualquier otra sustancia destinada a fines terapéuticos.

Se conoce que los biopolímeros insolubles y solubles contenidos en la fracción orgánica de las capas aragonítica y calcítica tienen propiedades cicatrizantes y regeneradoras, tanto en tejidos duros como hueso y cartílago, como en tejidos blandos como piel, músculos y mucosas. Algunos de estos biopolímeros no colágenos, en particular glicoproteínas de bajo peso molecular, pueden estar relacionados con factores de crecimiento como BMP, TNFp, EGPF, TGFp, IGF, FGF, etc... y también con citoquinas, mediadores de inflamación.

La invención se refiere al uso de biopolímeros solubles e insolubles implementados en el material descrito o tal como se extraen por la etapa II del proceso descrito anteriormente como adyuvantes para composiciones en polvo que comprenden sales de calcio, polímeros naturales o sintéticos, colágeno, estructuras minerales de tejido óseo de origen animal o humano. También pueden asociarse a polímeros biorreabsorbibles tales como colágeno, ácido hialurónico, quitosano, almidón, alginato o incluso a polímeros sintéticos reabsorbibles tales como poliglicolida, poli(DL-lactida-co-glicolida) poli(L-lactida) o a polímeros acrílicos tales como polihidroxietilo, metacrilato de metilo, metacrilato de polimetilo, así como a sustancias medicinales en polvo, tales como antiinflamatorios no esteroideos, antibióticos, antimitóticos o cualquier otra sustancia destinada a fines terapéuticos. Se asocian con carbonato de calcio transformado por carbonatación.

Descripción de las figuras

La invención se describirá con más detalle con la ayuda de los siguientes ejemplos proporcionados únicamente a modo de ilustración y los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 y la figura 2 son fotografías de mezclas:

- polvo de nácar y carbonato de calcio con sangre entera (N.° 1) y

- polvo de nácar y carbonato de calcio sometidos a carbonatación con sangre entera (n.° 2)

tomadas respectivamente 2 min y luego 15 min después de la adición de sangre entera.

Descripción detallada de la invención

Con el fin de verificar las propiedades farmacológicas del producto descrito, los inventores procedieron a la formulación de preparados destinados a fines terapéuticos y a su utilización en registros de observación clínica. EJEMPLO 1:

Se preparó el material semisintético en polvo según la invención de la siguiente manera:

I. PREPARACIÓN DE COMPONENTES:

Tras la eliminación del epibionte por raspado, las conchas se someten a los siguientes tratamientos:

1.1) Descontaminación de las conchas:

Las conchas se descontaminan por inmersión en un baño de agua corriente al que se ha añadido una disolución de hipoclorito al 2% de cloro activo.

1.2) Tratamiento ultrasónico de las conchas:

A continuación, las conchas se enjuagan y se tratan en una cuba de ultrasonidos llena de agua corriente microbiológicamente controlada, a una temperatura de 55°C a la que se añade una disolución de limpieza y desinfectante a una dilución de 1 parte de disolución por 127 partes de agua. La duración del tratamiento es de 30 min a una frecuencia de 40 kHz.

1.3) Enjuague y secado de las conchas:

A continuación, las cáscaras se enjuagan durante 20 min en un baño de agua desmineralizada a una temperatura de 90°C, al que se ha añadido Calbénium® diluido al 2 %, durante 30 min. Luego se enjuagan y se secan.

1.4) Eliminación de la capa calcítica externa:

La capa calcítica externa de las conchas se elimina mediante molienda, con una piedra de molienda de grano fino.

El producto se reserva y constituye el “lote para la extracción de biopolímeros de la capa calcítica externa”.

1.5) Congelación de pruebas nacaradas expuestas después de la molienda:

Las pruebas nacaradas obtenidas en la etapa I.4) se congelan a una temperatura de -18°C durante 120 min.

1.6) Machacado de pruebas nacaradas y recuperación de lotes:

1.7) Esferificación del lote mixto aragonítico:

Se coloca en un recipiente cilíndrico de circonio, con un eje de rotación horizontal, que comprende láminas de vidrio de anchura variable, una mezcla a partes iguales de material en polvo del lote mixto aragonítico y virutas de 5mm2 de madera dura, por ejemplo roble, esterilizadas en autoclave.

Las rotaciones del recipiente se continúan durante un tiempo variable y a una velocidad variable, dependiendo del tamaño del recipiente y la cantidad de producto que va a tratarse.

Al final del tratamiento de esferificación, la totalidad de la mezcla, lote mixto aragonítico y virutas, se recupera en un recipiente inerte lleno de una cantidad adecuada de agua que se agita de manera constante durante 15 minutos. Después del reposo, las virutas de madera que flotan en la superficie se eliminan por succión.

II. EXTRACCIÓN DE BIOPOLÍMEROS

II.1 Extracción de biopolímeros insolubles:

Se mezcla una cantidad adecuada de polvo del lote de extracción de biopolímeros de la capa aragonítica interna obtenida mediante succión en la cubeta de admisión de la Zona I, con una cantidad suficiente de agua desmineralizada, para introducirse en un reactor en hidrólisis, en el que se añade una cantidad determinada de ácido cítrico al 25%; enfriándose el conjunto a una temperatura que oscila entre 4 y 5°C con agitación constante. El pH, controlado por el medidor de pH, se mantiene por encima de 4,5 añadiendo 2,5 N de carbonato de sodio para no alterar los biopolímeros; luego se reduce a 7 al final de la etapa mediante la adición de 0,1 litro de carbonato de sodio 5N por 100 litros de hidrolizado.

Al final de la última súper centrifugación, se obtiene, por tanto, un sedimento que contiene todos los biopolímeros insolubles, en forma de una torta húmeda de color pardusco, que se seca por liofilización, con tratamiento de esferas grises de 2 a 3 mm de diámetro, resultantes del enrollamiento de las proteínas bajo la acción de la fuerza centrífuga. Los biopolímeros insolubles extraídos se trituran, por ejemplo, en un molino planetario hasta obtener un polvo con un tamaño de partícula aleatorio de 5 micrómetros a 100 nanómetros, recuperado después del tamizado.

II. 2 Extracción de biopolímeros solubles:

El permeado y el agua de lavado se conducen para desalinizarse en un dispositivo de ensamblado de casetes de ultrafiltración tangencial, Millipore®, de 1 kD cada uno, montados en serie para una superficie de 15m2, a una presión de 5 bares con un caudal de 10 a 15 litros por hora, a una temperatura de 40°C.

El destilado se transfiere para someterse a un tratamiento de separación de fases líquidas por permeación a través de membranas semiselectivas, cuyo diámetro de poro de la membrana es de 0,0001 micrómetros, bajo el efecto de un gradiente de presión de 40 a 80 bares.

El destilado se hace pasar para retener todos los iones mono y multivalentes tales como hierro, magnesio, zinc, etc. El retenido recuperado de las membranas de ósmosis inversa se recoge y se alarga con agua libre de pirógenos, luego se concentra por ejemplo mediante Rotavapor®, a vacío, a una temperatura de 40°C, luego se liofiliza por zeodratación.

Se obtiene un polvo muy fino de color blanco grisáceo que se reserva y luego se tritura en un molino planetario para obtener, después del tamizado, un polvo con un tamaño de partícula aleatorio que oscila entre 5 micrómetros y 100 nanómetros.

III. CARBONATACIÓN DEL CARBONATO DE CALCIO:

El carbonato de calcio recuperado tras la extracción de biopolímeros anterior se somete a un tratamiento térmico entre 800 y 1100°C, después se enfría al aire libre de manera lenta. Este fenómeno es la carbonatación, según la siguiente reacción:

CaCO3 tratamiento térmico ^ Ca(OH)2 CO2 ^ CaCO3 H2O

Durante esta reacción, el carbonato de calcio se transforma químicamente en cal, luego, bajo la acción del CO2 y de la humedad ambiental, lo convierte en carbonato de calcio amorfo. Esta transformación química se extiende a lo largo de varios días dependiendo de la humedad ambiental.

Durante la extracción de los biopolímeros se demostró que en la capa aragonítica interna y la capa calcítica externa de las conchas utilizadas, la parte de biopolímeros insolubles representó del 2,6% al 4,3% y la de polímeros biosolubles del 0,4% al 0,7 %

El material descrito se preparó mezclando el lote mixto aragonítico, los polímeros insolubles obtenidos en la etapa II.1, los polímeros solubles obtenidos en la etapa II.2 y el carbonato de calcio que había experimentado la carbonatación obtenido en la etapa III anterior. Las cantidades específicas de los diversos componentes se especifican en cada uno de los ejemplos de aplicación proporcionados a continuación.

La mezcla se realiza en una batidora de cuchillas hasta obtener un polvo homogéneo, que a continuación se envasa. EJEMPLO 2:

Se procede como en el ejemplo 1, anterior, a excepción de que se añade una etapa de reticulación tal como se describe a continuación al final de la etapa I.3.

En un recipiente de vidrio o plástico translúcido, se prepara una mezcla de agua corriente con un 10% de riboflavina añadida; el conjunto se mantiene a una temperatura superior a 20°C, generando la agitación de la mezcla un flujo perpendicular a la radiación UVA.

Las conchas se colocan verticalmente en el mismo y se someten por ambos lados a la irradiación de lámparas UVA con una longitud de onda de 365 nanómetros por segundo, a una intensidad de 2300 microjulios por centímetro cuadrado durante 180 minutos. Manteniéndose el conjunto a vacío durante toda la duración del tratamiento.

A continuación, las conchas se enjuagan y se secan en una corriente de aire caliente a 40°C.

EJEMPLO 3:

Para comprobar las propiedades de adhesividad y de cohesión del carbonato de calcio carbonatado, se procede de la siguiente manera: En dos pocillos Dappen, denominadas respectivamente Dappen N.° 1 y N.° 2, cada una de las cuales contiene 1 g de polvo de nácar obtenido al final de la etapa I.7 del procedimiento del ejemplo 1, se añade: - 0,1g de carbonato de calcio natural (Dappen N.° 1),

- 0,1g de carbonato de calcio natural que se ha sometido a carbonatación, resultante de la etapa III del procedimiento del ejemplo 1 (Dappen N.° 2).

Después de mezclar, el contenido de cada pocillo Dappen se mezcla con 2 cc de sangre entera.

Se toma una fotografía de cada pocillo Dappen a los 2 minutos (figura 1) y luego a los 15 minutos (figura 2) después de mezclar con sangre entera.

Tal como se ilustra en la figura 1(1), la mezcla del Dappen n.° 1 permanece en forma de polvo rojo, no se forma ningún coágulo. Después de 15 minutos, no se había formado ningún coágulo (figura 2(1)).

Tal como se muestra en la figura 1(2), la mezcla del Dappen n.° 2 forma rápidamente un coágulo y cambia gradualmente de color rojo a marrón, se solidifica, puede moldearse, se vuelve pegajosa y se endurece después de 15 minutos (figura 2(2)).

EJEMPLO 4: Formulación para sustituto óseo extemporáneo

Se presenta un caso de situación clínica crítica en forma de fractura en el lateral de la caña de una potra de 1 año, tratada mediante osteosíntesis. Tras el fracaso de la osteosíntesis resultando en la fractura de 4 tornillos, una seudoartrosis con sepsis, seguida de una fractura conminuta secundaria con pequeños fragmentos, quedando como única alternativa la eutanasia del animal, se decide el uso del material según la invención en la formulación siguiente:

• 40 g de lote mixto aragonítico con un tamaño de partícula de 50 nanómetros a 20 micrómetros, resultante de la etapa I.8 del ejemplo 1;

• 0,070 g de biopolímeros insolubles extraídos obtenidos en la etapa II.2 del ejemplo 1;

• 0,010 g de biopolímeros solubles extraídos obtenidos en la etapa II.1 del ejemplo 1;

• 2 g de carbonato de calcio carbonatado de la etapa III del procedimiento del ejemplo 1;

• 10 ml de sangre venosa autóloga para formar un coágulo, modelado en forma de cilindro de 10 cm de longitud por 2 cm de diámetro, colocado en la pérdida de sustancia tras ablación de secuestros óseos. El miembro protegido por compresas se enyesó. Las radiografías postoperatorias mostraron la presencia y adhesión del sustituto óseo según la invención, luego consolidación a los 4 meses después de lo cual la potra podía galopar y saltar obstáculos. Las radiografías de seguimiento realizadas posteriormente mostraron restitución ad integrum de la diáfisis ósea con reconstrucción del canal medular.

También se utilizó la misma formulación realizando un coágulo extemporáneamente con 2,5 ml de agua para preparación inyectable (WFI) a temperatura ambiente.

EJEMPLO 5: Formulación de una crema cicatrizante cutánea

Se realizó una preparación del producto según la invención según la siguiente formulación centesimal:

• 10 g de lote mixto aragonítico con un tamaño de partícula de 50 nanómetros a 20 micrómetros obtenido según el ejemplo 2;

• 0,035 g de biopolímeros insolubles extraídos obtenidos en la etapa II.2 del ejemplo 1;

• 0,005 g de biopolímeros solubles extraídos obtenidos en la etapa II.1 del ejemplo 1;

• 0,5 gr de carbonato de calcio carbonatado

• 15 gotas de un complejo de aceites esenciales que comprende por 100 ml:

Lavandula spica: 1ml

Salvia officinalis: 2ml

Rosa rubiginosa: 10ml

Helychrisum italicum: 1,5ml

Aceite vegetal de germen de trigo: 50 ml

Aceite de onagra: 10 ml

Aceite de almendras dulces: 20 ml

Emulsión H.E qsp 100 g

Esta preparación se aplicó a una necrosis cutánea del plastrón esternal de un caballo, que abarcaba desde la base del cuello hasta el pecho, sobre una altura de 32 cm y una anchura de 18 cm. La observación clínica mostró una cicatrización excepcional de 1 cm por día en altura y anchura con reconstrucción de los diversos planos aponeuróticos, subcutáneo y cutáneo, y crecimiento simultáneo del pelo sin decoloración, con cicatrización completa de los tegumentos en 28 días.

EJEMPLO 6: Formulación de un preparado dermatológico para el tratamiento de psoriasis

Se conoce que la psoriasis es una afección inflamatoria de la piel, caracterizada por una renovación celular acelerada, sin apoptosis, que da como resultado la formación de costras gruesas similares a placas. Además de la corticoterapia y los tratamientos locales a base de alquitrán y puvaterapia, cuyos resultados son inconsistentes y decepcionantes, existen tratamientos más pesados con efectos secundarios peligrosos para el paciente.

Se lleva a cabo una preparación centesimal del producto según la invención según la siguiente formulación:

• 3 g de biopolímeros insolubles extraídos obtenidos en la etapa II.2 del ejemplo 1;

• 0,45 gr de biopolímeros solubles extraídos obtenidos en la etapa II.1 del ejemplo 1;

• 0,5 g de carbonato de calcio carbonatado obtenido en la etapa III del ejemplo 1;

• 10 gotas de un complejo de aceites esenciales que contienen por 100 ml:

Lavandula spica: 1ml

Salvia officinalis: 2ml

Rosa rubiginosa: 10ml

Helychrisum italicum: 1,5ml

Aceite vegetal de germen de trigo: 50 ml

Aceite de onagra: 10 ml

Aceite de almendras dulces: 20 ml

Emulsión H.E qsp 100 g

Esta emulsión se aplica diariamente sobre las lesiones de psoriasis grave en torso, espalda, brazos y piernas. Al final de la tercera aplicación se observa la desaparición de rojeces, lo que significa la sedación del fenómeno inflamatorio, las escamas, y la sedación del prurito e infecciones superpuestas con notoria ganancia estética. La mejora de los signos clínicos es la traducción de propiedades eutróficas, antiflogísticas y regeneradoras de los biopolímeros insolubles y solubles.

EJEMPLO 7: Formulación de un apósito cutáneo para quemaduras

Las excepcionales propiedades de regeneración de tejidos blandos de los biopolímeros insolubles y solubles extraídos según la etapa II del ejemplo 1, se demostraron en un caso de quemaduras profundas de segundo y tercer grado tras fallo del injerto de queratinocitos, con la siguiente formulación:

Por 100 g:

• 50 g de lote mixto aragonítico con un tamaño de partícula de 50 nanómetros a 20 micrómetros obtenido según el ejemplo 2;

• 0,174 g de biopolímeros insolubles extraídos obtenidos en la etapa II.2 del ejemplo 1;

• 0,026 g de biopolímeros solubles extraídos obtenidos en la etapa II.1 del ejemplo 1;

• Cera de Gallien con agua de laurel cereza qsp 100 g.

El preparado se aplica sobre todas las superficies quemadas bajo un apósito oclusivo, y se renueva cada 72 horas. Los exámenes clínicos repetidos mostraron una sedación del fenómeno exudativo, angiogénesis significativa, una sedación del dolor, reepitelización de áreas cruentas y una notable reducción de la tensión fibroplástica.

EJEMPLO 8: Formulación para sustituto óseo moldeado biorreabsorbible

El material según la invención puede utilizarse para la fabricación de dispositivos de osteosíntesis e implantes biorreabsorbibles moldeados.

Según la invención, se prepara, para 100 g:

• 80 g de lote mixto aragonítico con un tamaño de partícula de 50 nanómetros a 20 micrómetros obtenido en la etapa I.8 del ejemplo 1;

• 0,139 g de biopolímeros insolubles extraídos obtenidos en la etapa II.2 del ejemplo 1;

• 0,021 g de biopolímeros solubles extraídos obtenidos en la etapa II.1 del ejemplo 1;

• 20 g de macrogol con un gradiente de 400;

• 4 g de carbonato de calcio carbonatado obtenido en la etapa III del ejemplo 1.

El conjunto se mezcla en una batidora durante 10 min a temperatura ambiente hasta obtener una pasta plástica, extruible y moldeable homogénea.

Se realizan impresiones de formas adecuadas, en base al modelado digital de la anatomía de las posibles zonas de inserción de los dispositivos de osteosíntesis y/o implantes.

Se inyecta una cantidad suficiente de la pasta obtenida anteriormente en la cámara de compresión de un molde que comprende una o más cavidades.

Posteriormente, el conjunto se comprime bajo una presión progresiva que oscila entre 100 y 220 N; la presión se mantiene durante un tiempo variable que va decreciendo progresivamente hasta el valor 0.

El dispositivo, una vez desmoldado y secado a 40°C, se acondiciona en un doble envasado, se esteriliza por radiación ionizante a 25 KGy.

EJEMPLO 9: Preparación para sustituto óseo con biorreabsorción controlada

Se ha demostrado que la biorreabsorción de un sustituto óseo, o de un dispositivo biorreabsorbible, está directamente relacionada con los diámetros de los poros interconectados, que deben variar entre 5 y 100 micrómetros, para permitir su colonización por los neovasos y las células implicadas en la remodelación ósea.

Este es el motivo por el que los inventores proponen la realización de sustitutos óseos o implantes moldeados, cuya porosidad interconectada esté controlada.

Para ello, se prepara para 100 g:

• 80 g de lote mixto aragonítico con un tamaño de partícula de 50 nanómetros a 20 micrómetros obtenido en el ejemplo 2;

• 0,139 g de biopolímeros insolubles extraídos obtenidos en la etapa 11.2 del ejemplo 1;

• 20 ml de una disolución al 50% de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC);

• 20 mm3 de hilos de sutura sintética monofilamento, reabsorbibles, de 5 mm de longityd, que tengan un diámetro de 5/0 a 12/0.

Estos hilos absorbibles son polímeros tales como ácido glicólico, copolímero glicólico, £-coprolactona poliglactina (vicril rápido o irradiado), quitosano. Estos hilos presentan una reabsorción escalonada de 12 a 90 días.

Como en el ejemplo anterior, la pasta se inyecta en las cavidades de un molde y luego se comprime. Posteriormente, los dispositivos o implantes se desmoldan, se secan, se acondicionan en doble envasado y se esterilizan como antes a 25 KGy.

EJEMPLO 10: Preparación para sustituto óseo inyectable y cemento de sellado de endoprótesis

Se preparan cementos cuya composición sea la siguiente para 100 g:

• 80 g del material según la invención, compuesto por:

• 73 g de lote mixto aragonítico con un tamaño de partícula de 50 nanómetros a 20 micrómetros obtenido al final de la etapa I.8;

• 2,702 g de biopolímeros insolubles extraídos obtenidos en la etapa 11.2 del ejemplo 1;

• 0,405 g de biopolímeros solubles extraídos obtenidos en la etapa II.1 del ejemplo 1;

• 3,699 g de carbonato de calcio carbonatado obtenido al final de la etapa III del ejemplo 1;

• 20 g de HPMC en una disolución acuosa al 50% de alta viscosidad.

El producto obtenido de este modo se envasa a vacío o en atmósfera controlada en jeringas de capacidad variable, de 0,5 cm3 a 1 cm3 por ejemplo, con puntas rectas o acodadas mantenidas en frío a una temperatura de aproximadamente 4°C.

Esta preparación, que también puede utilizarse como cemento de sellado, permite evitar, durante el sellado del vástago de la prótesis en la cavidad medular por ejemplo, el paso del producto de sellado al sistema circulatorio. Además, dada su composición, no provoca la liberación de sustancias volátiles que puedan afectar negativamente al sistema pulmonar.

Tal composición también se propone para vertebroplastia y cifoplastia en cirugía mínimamente invasiva.

EJEMPLO 11: Preparación para sustituto óseo con soporte de colágeno

Se realizan sustitutos óseos que tienen la siguiente composición:

Para 100 g, se prepara:

• 50 g de lote mixto aragonítico con un tamaño de partícula de 50 nanómetros a 20 micrómetros obtenido en la etapa I.8 del ejemplo 1;

• 0,087 g de biopolímeros insolubles extraídos obtenidos en la etapa II.2 del ejemplo 1;

• 0,013 g de biopolímeros solubles extraídos obtenidos en la etapa II.1 del ejemplo 1;

• 2,5 g de carbonato de calcio carbonatado obtenido en la etapa III del ejemplo 1;

• 50 gr de macrogol con un gradiente de 400.

Se mezcla el conjunto hasta obtener un gel con una viscosidad de aproximadamente 10 Pa-s.

A este gel se le añaden 30 g de Spongia officinalis reducida a fragmentos de 2 mm de tamaño.

Se mezcla el conjunto hasta obtener una pasta homogénea con una viscosidad de aproximadamente 108 Pa-s. El conjunto se inyecta en un molde que comprende formas de dispositivos de osteosíntesis o implantes. Después del desmoldeo, los dispositivos o implantes se secan bajo una corriente de aire caliente a 40°C, se acondicionan en doble envasado y se esterilizan según el protocolo vigente.

EJEMPLO 12: Preparación para sustituto óseo

Según otra realización, los biopolímeros extraídos de la fracción aragonítica sola y/o de la fracción calcítica pueden añadirse a cualquier otro biomaterial de origen sintético o natural con el fin de optimizar o inducir determinadas propiedades, en particular osteoinductivas u osteomiméticas, de las que están desprovistos.

De este modo es como los sustitutos osteoconductores, tales como ciertas sales de calcio, se complementaron con biopolímeros extraídos de la capa aragonítica, según la formulación para 100 g:

• 95 g de gránulos de pTCP, con un tamaño de partícula que oscila entre 50 y 250 micrómetros

• 4,4 g de biopolímeros insolubles extraídos obtenidos en la etapa II.2 del ejemplo 1;

• 0,6 gr de biopolímeros solubles extraídos obtenidos en la etapa II.1 del ejemplo 1.

Esta preparación mezclada con sangre autóloga se inserta en un defecto óseo creado por la extirpación de un quiste en el vértice del incisivo central superior.

Al mismo tiempo, el pTCP solo se compacta en una pérdida de sustancia creada por la escisión de un granuloma parapical en el canino superior.

Un examen radiológico realizado a las 2 semanas mostró una mayor y más rápida densificación ósea en la cavidad quística tratada con la mezcla pTCP biopolímeros insolubles y solubles extraídos, que en la segunda cavidad en la que se objetivan bien los gránulos de pTCP donde solo se experimentó osteoconductividad, mientras que en la cavidad quística, la osteoinducción es concomitante con la osteoconductividad, lo que significa la adquisición por parte de pTCP de una nueva propiedad.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Uso de biopolímeros insolubles y solubles extraídos de la fracción orgánica de la capa interna aragonítica y/o de la capa externa calcítica de la concha de moluscos bivalvos seleccionados del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus, como adyuvantes de composición en polvo que comprenden sales de calcio, polímeros naturales o sintéticos, colágeno, estructuras minerales de tejidos óseos de origen humano o animal,

caracterizado porque la composición en polvo es un material semisintético en polvo derivado de un biomaterial marino natural con adición de carbonato de calcio transformado por carbonatación, siendo dicho biomaterial marino natural la capa interna aragonítica de la concha de moluscos bivalvos seleccionados del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus hippopus, Hippopus porcelanus.

2. Uso de biopolímeros insolubles y solubles según la reivindicación 1 en la fabricación de dispositivos, implantes moldeados o sustitutos óseos con formulación extemporánea.

3. Uso de biopolímeros insolubles y solubles según la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en la fabricación de dispositivos o implantes moldeados con biorreabsorción controlada, que comprenden hilos de sutura con biorreabsorción escalonada en el tiempo.

4. Uso de biopolímeros insolubles y solubles según la reivindicación 1 para la formulación de preparaciones para sustitutos óseos para uso extemporáneo, de sustitutos óseos con soporte poroso de colágeno, de sustitutos óseos con estructura mineral de origen humano o animal, de dispositivos de osteosíntesis y de implantes moldeados biorreabsorbibles, de dispositivos con biorreabsorción controlada, de cementos de sellado de endoprótesis, y de cementos inyectables para cirugía mínimamente invasiva en vertebroplastia y cifoplastia.

5. Material semisintético en polvo, obtenido a partir de un biomaterial marino natural, con adición de biopolímeros insolubles y solubles extraídos de la fracción orgánica de la capa interna aragonítica y/o de la capa externa calcítica de la concha de moluscos bivalvos seleccionados del grupo que comprende Pinctadinas, en particular Pinctada maxima, margaritifera y Tridácnidas, en particular Tridacna gigas, maxima, derasa, tevaroa, squamosa, crocea, Hippopus Hippopus, Hippopus porcelanus y carbonato de calcio transformado por carbonatación, para su uso en la cicatrización y regeneración de pérdidas de sustancia o para el tratamiento de quemaduras, llagas, úlceras y lesiones cutáneas eritematosas.

6. Uso de biopolímeros insolubles y solubles según las reivindicaciones 1 a 4, o material semisintético en polvo para su uso según la reivindicación 5, caracterizado porque el material semisintético en polvo presenta un tamaño de partículo de 5 nm a 100 pm, preferiblemente de 20 nm a 50 pm, más preferiblemente de 50 nm a 20 pm.

7. Uso de biopolímeros insolubles y solubles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 o la reivindicación 6, o material semisintético en polvo para su uso según la reivindicación 6, caracterizado porque el carbonato de calcio transformado por carbonatación procede de un carbonato de natural terrestre, marino o precipitado o de la fracción inorgánica de la capa aragonítica después de la extracción de los biopolímeros insolubles y solubles.