ITPA20070007A1

ITPA20070007A1 - Metodo per preparare impianti bioattivi, biocompatibili la cui superficie e' caratterizzata da clusters di me1.07ti1.73o4 con una struttura lepidocrocite frattale, da destinare al dominio della implantologia dentale e della ortopedia.

Info

Publication number: ITPA20070007A1
Authority: IT
Inventors: Salvatore Casanova; Salvo Francesco Di
Original assignee: Salvatore Casanova; Di Lisi Giuseppe; Salvo Francesco Di; Di Salvo Gianfranco; Di Salvo Giuseppe; Di Salvo Rosolino; Di Salvo Santina
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-09-10

Description

METODO PER PREPARARE IMPIANTI BIOATTIVI, BIOCOMPATIBILI LA CUI SUPERFICIE E CARATTERIZZATA DA CLUSTERS DI ME1.07TI1.73O4CON UNA STRUTTURA LEPIDOCROCITE FRATTALE, DA DESTINARE AL DOMINIO DELLA IMPLANTOLOGIA DENTALE E DELLA ORTOPEDIA

DESCRIZIONE

La presente invenzione cita, come riferimento, seguenti brevetti che vengono incorporati nella loro interezza- U.S. 4305926, Dicembre 1981; DD 222498; Maggio 1985; U.S. 4615705, Ottobre 1986; TP 2106765, Maggio 1987; U.S, 4828563, Maggio 1989; U.S. 4975526, Dicembre 1990; CL2004 A 000028; CL 2005 A 000021,

STATO DELL'ARTE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per preparare impianti bioattivi e biocompatibili, la cui superficie è caratterizzata da cluster di Me1,07Ti1,73O= Litio, Potassio ovvero Sodio) con una Struttura lepidocrocite frattale, dotati di alta attività osteointegrativa, osteoconduttiva e battericida, da destinare al dominio della implantologia dentale e delle protesi ortopediche. Allo stato attuale dell'arte è ben noto che impianti di titanio ovvero ricoperti con titanio sono particolarmente idonei ad essere impiantati in tessuto osseo vivente.

uesta tecnologia è stata usata per molto tempo dal dott. Branemark Sothenburg (Svezia) per impiantare viti di titanio nelle ossa delle mascelle, Dette viti di titanio impiantate servono come punti di ancoraggio per denti artificiali. Per ottenere buoni risultati, l'attuale strato di ossido sulla superficie dell'impianto dovrebbe esibire speciali proprietà per ciò che concerne l'energia di superficie, la costante dielettrica, la resistenza alla corrosione ed il grado di idratazione. I fenomeni biochimici che appaiono durante il periodo immediatamente dopo la impiantazione sono di straordinaria importanza ai fini della biointegrazione, Durante questo periodo, si dovrebbe indurre la inevitabile reazione infiammatoria, causata dalla incisione chirurgica, a guarire rapidamente. Questa reazione infiammatoria, dovuta al trauma dell'impianto, è caratterizzata dalla presenza di cellule che neutralizzano e degradano ogni oggetto estraneo. Più esattamente, dette cellule producono enzimi che degradano il tessuto vivente ed hanno la capacità di fagocitare le particelle estranee, Esperimenti clinici hanno mostrato che alcuni dei radicali di ossigeno sono estremamente dannosi per il tessuto vivente,

L'oggetto della presente invenzione consiste nel fornire un metodo per preparare impianti bioattivi e biocompatibili, la cui superficie è caratterizzata da clusters di

(Me = Litio, Potassio ovvero Sodio) con urto struttura lepidocrocite

frattale, dotati di alta attività osteointegrativa, osteoconduttiva e battericida, da destinare al dominio della implantologia dentale e delle protesi ortopediche.

Detto metodo ottimizza il tempo di guarigione che segue la impiantazione e quindi SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Il metodo dello presente invenzione consiste nel mettere in contatto gli impiantì per un breve periodo di tempo, con una soluzione formata da perossido di idrogeni ed almeno un composto contenente boro ed opzionalmente un polimero organico cationico idrosolubile avente un peso molecolare maggiore di 300, Le superfici trattate vengono pulite mediante risciacquo ed infine opzionalmente, ma non necessariamente, calcinate in aria ovvero in una atmosfera inerte, ad una temperatura che va da 200 °C fino a 800 °C e per un periodo di tempo che va da 10 minuti fino a 300 minuti. Secondo la presente invenzione, le superi ics degli impianti vengono immerse in una soluzione formata da perossido di idrogeno ed un composto contenente boro, ovvero vengono pennellate ovvero spruzzate con detta soluzione. Il trattamento con perossido di idrogeno ed almeno un composto contenente boro consente di ottenere uno strato superficiale che contiene ossido di boro (£203) ossido idrato, perossido e superossido e clusters di

Potassio ovvero Sodio) con una struttura lepidocrocite frattale. In modo generale possono essere usate, come liquidi di trattamento, soluzioni formate da 1% fino al 40% di perossido di idrogeno, da 1% fino a saturazione di composti idrosolubili contenenti boro e da 0% fino a saturazione di un polimero organico cationico idrosolubile con peso molecolare superiore a 300. Seconda l'invenzione, alcune biomolecole possono essere incorporate nello strato superficiale degli impianti, e ciò durante ovvero dopo il trattamento con la soluzione formata da perossido di idrogena e da un composto contenente boro. Ioni inorganici e/ovvero cristalli possono pure essere incorporati nel medesimo strato

DETTAGLIATA DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

ESEMPIO

Nel mettere in atto la presente invenzione, un corpo da impianto di titanio ovvero rivestito con uno strato di titanio può essere immerso in una soluzione formata da 20% di perossido di idrogeno, da 15 grammi di sodio tetraborato e da 0% fino a saturazione di almeno un polimero organico cationico idrosolubile avente un peso molecolare maggiore di 300, per un periodo di 120 minuti, quindi viene accuratamente risciacquato con acqua distillata. Il corpo da impianto, trattato in questo modo, dopo una decontaminazione ed una sterilizzazione è pronto per essere impiantato in osso vivente.

La immersione in una soluzione formata da perossido di idrogeno e da un composto contenente boro, pulisce le superfici di titanio e nello stesso tempo avviene una reazione chimica tra H20 2 e 02 con ioni di titanio, dando luogo alla formazione di superfici ossidate di titanio, caratterizzate da custers di Me1.07Ti1.73O4(Me = Litio, Potassio ovvero Sodio) con una struttura lepidocrocite frattale.

Dì fatto, avviene una decomposizione catalitica dell'eccesso di perossido, per cui sì ottiene uno strato superficiale di ossido contenente ossido di boro (8203) ed ossido idrato con perossido e superossido, incorporati in una struttura polimerica. Lo strato superficiale è sotto forma di un ricoprimento gel-like.

Questo rivestimento gel-like si decompone, mediante riduzione chimica, in perossido di idrogeno ed idrossido di titanio; in questo modo il gel agisce come serbatoio per un lento rilascio di perossido di idrogeno. Le superfici degli impiantì, così ricoperti, hanno un effetto inibitore sulla attività infiammatoria e posseggono la capacità di ossidare gruppi tiolici impianti, trottati secondo il della presente invenzione, diventano bioattivi e biocompatibili, la cui superficie e caratterizzata da clusters di Me1.07Ti1.73O4(Me = Litio, Potassio ovvero Sodio) con una struttura lepidocrocite frattale, dotati di alta attività osteointegrativa, osteoconduttiva e battericida,

Il tempo di trattamento con la soluzione formata secondo i dettami dei metodo della presente invenzione, dipende dalla interazione tra Sa concentrazione della soluzione e l'effettivo tempo di trattamento.

In modo generale è sufficiente un tempo minimo di trattamento di 60 secondi e non più di 90 minuti.

Il lìquido di risciacquo è preferibilmente acquo ovvero una soluzione salina.

Le superfici degli impianti, trattati secondo la presente invenzione, consentono una eccellente guarigione, in forza dell'utilizzo di perossido dì idrogeno e di un composto contenente boro. Più segnatamente, le superfici degli impianti vengono condizionati dalla azione congiunta del boro e dei radicali di ossìgeno rilasciati dal perossido di idrogeno.

Il trattamento delle superfici degli impianti con una soluzione di perossido di idrogeno ed un composto ntenente boro può essere additivato con la incorporazione di biomolecole, che migliorano ulteriormente la guarigione dei tessuti danneggiati dolio incisione chirurgica. Tali molecole includono steroidi, peptici e proteine e possono essere aggiunte durante ovvero dopo il trattamento con la soluzione formata da perossido di idrogeno e do un composto contenente boro, ma comunque primo del lavaggio con acqua ovvero con soluzione salino.

Le condizioni per la procedura di incorporamento vengono determinate in forza della stabilità di dette biomolecale in presenza del perossido di idrogeno ed in rapporto al valore pH della soluzione di trattamento.

Dopo lo esposizione al perossido di idrogeno, al composto borato ed opzionalmente al composto contenente almeno un polimero organico cationico idrosolubile, le superfìci degli impianti di titanio incorporano gruppi B203 ed (Me = Litio, Potassio ovvero Sodio).

Questi gruppi reattivi sono capaci di ossidare biomolecole che contengono tiolo avvera proteine amminiche, legandole in modo covalente alle superfici di titanio, mediante spostamento degli ossidi. Questa procedura può essere applicata in un intervallo di valori pH che va da 3 fino a 6, secondo la carica delle biomolecole. Un ulteriore modo di modificare la superficie dell’Impianto consiste nell'indurle una ottima guarigione in ogni tessuto e più segnatamente nel tessuto osseo; e ciò incorporando ioni inorganici ovvero cristalli nello strato superficiale degli impianti. Questi ioni inorganici (es. ioni di magnesio, di calcio e di zinco) possono essere aggiunti nella soluzione formata da perossido di idrogeno e da un composto borato-I composti che vengono inseriti nella superficie degli impianti sono mirati a cambiare la interazione degli impianti medesimi con l'ambiente biologico circostante. La superficie degli impianti, trattati seconda la presente invenzione, è caratterizzata da clusters di Me1.07Ti1.73O4(Me - Litio, Potassio ovvero Sodio) con una struttura lepidoctocite frattale, per cui ì medesimi impianti acquisiscono bioattività, biocompatibilità, eccellente capacità di osteoìntegrazione ed osteoconduzìone ed una marcata attività battericida. Le biomolecale che pàssono essere inserite nella superficie degli impianti, trattati con la soluzione formata perossido di idrogeno ed un composto borato, possono essere tutti i fattori crescita nati allo stato dell'arte.

Il metodo della presente invenzione non è limitato allaccoppiamento delle molecole sopra menzionate, ma include l'inserimento di ogni composto di origine biologica ovvero non biologica, nella superficie degli impianti che usano la procedura fin qui descritta. Esempi di tali molecole di origine non biologica sono il glicole polietilenic e tutti i polimeri che contengono gruppi ammidici ovvero tiolici ed hanno dimostrato di modificare la risposta ai tessuti viventi.

In quel che precede sono state descritte le forme preferite di realizzazione e sono state indicate delle possibili soluzioni alternative, ma deve essere espressamente inteso che ulteriori modifiche e variazioni possono essere apportate dagli esperti del ramo, senza con ciò uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per preparare impianti dentali bioattivi e biocompatib caratterizzati da alta attività osteointegrativa, osteoconduttiva e battericida da destinare al dominio della implantologia dentale ed ortopedia, detti impianti sono composti di titanio ovvero sono rivestiti di titanio, e detto metodo consiste nel contattare gli impianti con una soluzione formata da perossido di idrogeno, da almeno un composto idrosolubile contenente boro (almeno sulle superfici che quando impiantate sono destinate a venire in contatto col tessuto circostante) ed opzionalmente da almeno un polimero organico cationico idrosolubile avente un peso molecolare maggiore di 300; e ciò per un tempo sufficiente a formare uno strato superficiale di ossido di boro (B203) e di ossido idrato con perossido e superossido incorporati in una struttura polimerica, e poi sciacquando dette superfici senza rimuovere lo strato superficiale.
2, Un metodo come descritto nella rivendicazione 1, quindi caratterizzato perché la superficie degli impianti è caratterizzata da clusters di Me1.07Ti1.73O4(Me = Litio, Potassio ovvero Sodio) con una struttura lepidocrocite frattale,
3, Un metodo come descritto nella rivendicazione 1, quindi caratterizzata perché detto perossido di idrogeno è presente in una concentrazione che va dal 1% fino al 40%
4. Un metodo come descritto nella rivendicazione 1, quindi caratterizzato perché detto composto contenente boro è acido borico ovvero un suo sale idrosolubile ed è presente in una concentrazione che va da 1% fino a saturazione.
5. Un metodo come descritto nella rivendicazione 1, quindi caratterizzato detto polimero organico cationìco idrosolubile può essere uno ionene polimero ed è presente in una concentrazione che può ondare da 0% fino a saturazione.
6. Un metodo come descritto nella rivendicazione 4, quindi caratterizzato perché i composti contenenti boro sono; acido borico e /ovvero almeno un sale idrosolubile dell’acido borica, tali quali sodio borato ovvero potassio borato.
7, Un metodo come descritto nelle rivendicazioni 2, 3 e 4, quindi caratterizzato perché dette superfici di impianti vengono immersi in detta soluzione formata da perossido di idrogeno ed almeno un composto di idrosolubile contenente boro,
8, Un metodo come descritto nelle rivendicazioni 2, 3 e 4, quindi caratterizzato perché dette superfici di impianti sono pennellate ovvero spruzzate con detta soluzione formata da perossido di idrogeno ed almeno un composto idrosolubile contenente boro,
9. Un metodo secondo le rivendicazioni 2, 3 e 4, quindi caratterizzato perché la soluzione formata da perossido di Idrogeno e da almeno un composto contenente boro ha un valore pH che va da 3 fino a 14.
10. Un metodo come descritto nelle rivendicazioni da 1 fino a 9, quindi caratterizzato perché opzionalmente, ma non necessariamente, gli impianti possono subire una calcinazione, in aria ovvero in atmosfera inerte, ad una temperatura che va da 200 °C fino a 800 e per un periodo di tempo che va da 10 minuti fino a 300 minuti,
11. Un metodo come descritto nelle rivendicazioni 2, 3 e 4, quindi caratterizzato perché acqua ovvero una soluzione salina vengono usate come liquidi di risciacquo. 13, Un metodo come descritto nelle rivendicazioni 6, 7, 8 e 9, quindi perché il tempo di contatto degli impianti con la soluzione è da 1 minuto fino a 300 minuti.