ITVI20130020A1

ITVI20130020A1 - Membrana a busta

Info

Publication number: ITVI20130020A1
Application number: IT000020A
Authority: IT
Inventors: Bortolo Giuliano Maino
Original assignee: Nicos Srl
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-07-31

Description

MEMBRANA A BUSTA.

DESCRIZIONE

Campo tecnico

L’invenzione riguarda una membrana per l'utilizzo nella rigenerazione tissutale/ossea guidata (Guided Tissue/Bone Regeneration, GBR). La membrana è particolarmente idonea per l'applicazione nel trattamento di difetti ossei della mascella o della mandibola.

Stato dell'arte

GTR (acronimo di Guided Tissue Regeneration, rigenerazione tissutale guidata) o GBR (acronimo di Guided Bone Regeneration, rigenerazione ossea guidata) è una tecnica atta a ripristinare piccole quantità tissutali/ossee mediante l'utilizzo di particolari membrane che trova larga applicazione nell’odontoiatria.

In pratica, se è presente una carenza ossea, il chirurgo, dopo aver creato un lembo gengivale, riempie queste parti con osso del paziente o con appositi materiali sostitutivi. Successivamente, per evitare che altre cellule come quelle gengivali invadano il materiale applicato e impediscano la formazione di nuovo osso, il materiale applicato viene ricoperto con una membrana solitamente bioriassorbibile. La copertura di un difetto osseo con una membrana impedisce che il tessuto di derivazione connettivale e/o epiteliale, a crescita più rapida, prenda il posto del tessuto osseo, che cresce molto più lentamente. Dopo qualche mese la membrana andrà incontro a riassorbimento e resterà solo l'osso rigenerato. Membrane utilizzabili sono descritte per esempio nel documento JP 2009/067732 A.

Nelle figure da 1a a 1c si osservano le diverse fasi di un trattamento GBR tradizionale di cavità ossee patogene ai fini della rigenerazione ossea all’interno della cavità. E’ illustrato un dettaglio di una mascella 2 con una fila di denti 3 in cui è stato creato un lembo 4 nella gengiva 6 per poter accedere all’osso mascellare 8 che presenta una cavità 10. Questa cavità viene riempita con materiale osseo 12. Per evitare che altre cellule come quelle gengivali invadano il materiale applicato e impediscano la formazione di nuovo osso, l’innesto osseo viene coperto con una membrana a forma di foglio 14. Dopo viene riposizionato il lembo della gengiva (fig. 2). Inizia la rigenerazione ossea indisturbata e dopo alcuni mesi la membrana viene riassorbita. Nella fig. 2 si nota in sezione la mascella delle figure 1a-c dopo il riposizionamento del lembo 4 della gengiva. Il materiale osseo 12 è incluso fra la membrana 14 e l’osso 8 della mascella.

La creazione del lembo nella gengiva è una tecnica molto invasiva che può inoltre creare problemi dal punto di vista della contaminazione, in particolare quando si adoperano insieme al materiale osseo le morfoproteine o fattori di crescita che, se vengono a contatto con tessuto muscolare o connettivo, lo trasformano in osso.

Presentazione dell’invenzione

Lo scopo della presente invenzione è fornire una membrana per la rigenerazione guidata ossea che permette una semplice applicazione della tecnica GBR che è poco contaminante e poco invasiva.

Un altro obiettivo dell’invenzione è quello di sviluppare un metodo poco invasivo e poco contaminante per eseguire una rigenerazione guidata ossea, in particolare nel settore dell’odontoiatria.

Gli scopi prima ricordati e altri che verranno meglio evidenziati in seguito sono raggiunti da una membrana a busta che comprende un primo strato di membrana e un secondo strato di membrana che sono disposti essenzialmente coincidenti uno sopra l’altro e che sono collegati tra di loro lungo i loro bordi con un’apertura che è chiudibile o chiusa con mezzi di fissaggio in cui gli strati di membrana presentano caratteristiche differenti di permeabilità per cellule dove il primo strato di membrana è una membrana barriera di struttura chiusa ed essenzialmente non permeabile, in particolare non permeabile per cellule e per sostanze induttori della formazione di tessuto osseo.

II primo strato di membrana funge da scudo che protegge la rigenerazione ossea contro la crescita veloce del tessuto connettivo ed epiteliale. Preferibilmente, il primo strato di membrana è bioriassorbibile con la caratteristica che in applicazioni in vivo si assorbe solo dopo il periodo necessario alla rigenerazione del tessuto osseo. Membrane di questo tipo con diversi tempi di riassorbimento sono note all’esperto. Preferibilmente, il primo strato di membrana anche non è permeabile per morfoproteine e fattori di crescita. NeN’applicazione, il secondo strato di membrana viene rivolto verso la parte ossea, mentre l’altro strato di membrana viene rivolto verso il tessuto gengivale.

Per poter riempire la membrana a busta con un qualsiasi materiale, la busta può essere chiusa su tutti i lati, e può essere applicata un’apertura in almeno una delle membrane stesse la quale, dopo l’avvenuto riempimento della busta, viene richiusa.

La membrana a busta è idonea a contenere materiali tissutali/ossei o materiali tissutali/ossei sostitutivi usuali nel settore, e può fungere sia da veicolo per il facile trasporto del materiale contenuto sul luogo di applicazione senza dover rincorrere a tecniche chirurgiche invasive e può fungere contemporaneamente come membrana barriera per proteggere il tessuto osseo in rigenerazione da cellule di tessuto connettivo o epiteliale.

La permeabilità differente per cellule dei due strati e la non permeabilità del primo strato di membrana significa quindi la permeabilità del secondo strato di membrana per cellule, in particolare cellule trasportate con il sangue, e quindi anche per liquidi. E’ garantito l’apporto di nutrimento e di ossigeno. In questa maniera il materiale tissutale/osseo (sostitutivo) introdotto, può essere innestato e vascolarizzato per stimolare la rigenerazione ossea.

Inoltre questo meccanismo di membrana a busta garantisce un’introduzione poco contaminante del materiale contenuto nella membrana a busta nel sito da rigenerare. Questo è importante per esempio quando si adoperano le morfoproteine e i fattori di crescita. Se questi toccano ad esempio i muscoli o il tessuto connettivo, lo trasformano poi in osso.

Una siffatta membrana a busta è un funzionante veicolo di trasporto che permette l’introduzione di materiale osseo all’interno di cavità ossee e l’applicazione di una membrana sopra la cavità così riempita senza dover ricorrere a lembi aperti ma che permette una chirurgia mini-invasiva con approccio a tunnel, per esempio tipo laparoscopia con o senza uso di fibre ottiche. In più, la membrana a busta permette un risparmio di fasi lavorativi nell’applicazione di materiale osseo e di una membrana di protezione in applicazioni GBR.

La permeabilità del primo strato per cellule e conseguentemente anche per liquidi può essere realizzata in diverse maniere.

In una variante preferita dell’invenzione, il secondo strato di membrana è permeabile per cellule in cui la permeabilità per cellule è data da una struttura aperta della membrana. La struttura aperta è caratterizzata in particolare dal fatto che il secondo strato di membrana è forato, poroso o che si tratta di una membrana intrecciata o tessuta da fili o filati presentando degli interstizi fra i singoli fili o filati. Vantaggiosamente, il secondo strato di membrana presenta dei fori che sono stati meccanicamente applicati. La porosità può essere realizzata con una membrana di tipo spugnoso. Gli interstizi sopra menzionati possono anche derivare da maglie sufficientemente larghe per il passaggio di cellule di una membrana a maglia. Sono anche ipotizzabili membrane a griglia. La permeabilità del secondo strato di membrana essenzialmente significa che la relativa membrana presenta una struttura aperta con delle aperture che permettono il passaggio di cellule. Le dimensioni delle aperture, per esempio fori o pori, preferibilmente sono un compromesso fra la possibilità di lasciare passare cellule in quantità sufficienti e fra l’esigenza di contenere il materiale durante il trasporto sul luogo d’impiego all’interno della membrana a busta. Per sostenere quella seconda esigenza di tenere il materiale all’interno della busta e per poter eventualmente aumentare le dimensioni delle aperture della membrana, il materiale contenuto all’interno della busta ha la consistenza di una pasta viscosa.

In un’altra variante preferita dell’invenzione, la differenza di permeabilità viene realizzata tramite le caratteristiche di bioriassorbibilità dei due strati di membrana. Con il termine bioriassorbibilità s’intende la proprietà di un materiale di essere riassorbito in condizioni in vivo. Vantaggiosamente, il secondo strato di membrana è bioriassorbibile e il primo strato di membrana non è bioriassorbibile oppure presenta una bioriassorbibilità inferiore a quella del secondo strato di membrana. Conseguentemente, la membrana destinata al contatto con la parte ossea ha le capacità di essere riassorbita, cioè biodegradata, creando così dei passaggi per le cellule, mentre la membrana prevista per il contatto con la gengiva rimane ancora intatta. La differente bioriassorbibilità si esprime in tempi di riassorbimento diversi. Per lo strato a maggiore durata si possono adoperare membrane tipo GTR o GBR, anche rinforzate e con riassorbimento lento. La realizzazione di due strati con caratteristiche di bioriassorbibilità differenti è vantaggioso anche in combinazione con la realizzazione della permeabilità per cellule del secondo strato di membrana tramite aperture all’interno della membrana, già presenti prima dell'inizio di un eventuale riassorbimento. Anche nel caso della membrana forata o porosa, questa può essere riassorbibile velocemente, per esempio in pochi giorni.

Vantaggiosamente, il secondo strato di membrana presenta un tempo di bioriassorbimento fra 2 giorni e 2 settimane, preferibilmente fra 2 e 5 giorni, mentre il primo strato di membrana presenta preferibilmente un tempo di bioriassorbimento maggiore di 1 mese, ancora più preferibilmente maggiore di 2 mesi. Ovviamente possono essere scelte altre tempistiche che seguono le esigenze mediche. Nello stato dell’arte si trova una vasta gamma di membrane a diversa durata di riassorbimento.

In una variante preferita dell’invenzione, la membrana a busta contiene uno o più materiali scelti fra materiale osseo, materiale osseo sostitutivo, materiale tissutale, materiale tissutale sostitutivo, sostanze induttori di crescita cellulare e/o della vascolarizzazione, e farmaci. Materiali tissutaii/ossei o materiali tissutali/ossei sostitutivi comprendono i materiali tissutali/ossei di origine naturale o sintetica solitamente impiegati nella rigenerazione ossea. Il mercato offre tanti prodotti, per esempio in forma di polvere o di granuli.

Vantaggiosamente, il materiale tissutale/osseo o il materiale tissutale/osseo sostitutivo è dotato di sostanze induttori di crescita cellulare e/o della vascolarizzazione, e/o di farmaci; preferibilmente scelti fra morfoproteine, fattori di crescita, e pappa di piastrine.

La membrana a busta secondo l’invenzione principalmente è un dispositivo medico che può contenere qualsiasi materiale necessario ai fini medici.

Preferibilmente, i mezzi di fissaggio comprendono un filo di sutura. Sono ipotizzabili altri mezzi di fissaggio biocompatibili, preferibilmente riassorbibili, che permettono il contenimento del materiale all'interno della busta durante l’introduzione nel corpo, per esempio colle. Il filo di sutura permette all’operatore di chiudere la membrana a busta in modo semplice dopo il suo riempimento.

Vantaggiosamente, le dimensioni della membrana a busta secondo l’invenzione vengono scelti dall’esperto del ramo secondo le esigenze mediche, per esempio secondo la forma della cavità ossea da coprire oppure secondo le necessità imposte dalla tecnica d’introduzione applicata. Si tratta comunque di scelte di routine. Anche le caratteristiche di resistenza meccanica, elasticità, di aderire su corpi rigidi etc. possono essere scelte di routine fra membrane disponibili sul mercato.

Un altro aspetto dell’invenzione riguarda un kit che comprende una membrana a busta secondo l’invenzione e almeno un materiale scelto fra materiale osseo, materiale osseo sostitutivo, materiale tissutale, materiale tissutale sostitutivo, e inoltre opzionalmente sostanze induttori di crescita cellulare e/o della vascolarizzazione, e/o farmaci. Un ulteriore aspetto dell’invenzione riguarda l’uso della membrana a busta secondo l’invenzione per la rigenerazione tissutale od ossea guidata, in particolare per la rigenerazione guidata dell’osso mascellare o mandibolare. La membrana a busta secondo l’invenzione può essere usata per esempio con la tecnica tradizionale come descritta sopra nello stato della tecnica oppure con la tecnica a tunnel nota nel settore.

Un ulteriore aspetto dell’invenzione riguarda un metodo per l’applicazione della rigenerazione ossea guidata, in particolare per il trattamento di difetti ossei dell’osso mandibolare o mascellare, comprendente le seguenti fasi:

(a) realizzazione di un tunnel fra l’osso e il tessuto molle coprente l’osso, in particolare fra l’osso mascellare o mandibolare e la gengiva, (b) introduzione della membrana a busta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7 in detto tunnel.

La realizzazione del tunnel può avvenire con diverse tecniche, per esempio con l’aiuto di incisioni nel tessuto molle della gengiva, che sono note all’esperto e per brevità non vengono descritte in dettaglio. Le caratteristiche descritte sopra per la membrana a busta sono, mutatis mutandis, trasferibili all’uso e al metodo secondo l’invenzione. Varianti dell’invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. La descrizione di preferiti esempi di esecuzione viene data a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegno.

Breve descrizione dei disegni

Le figg. 1a-c mostrano le diverse fasi della tecnica GBR adottata in una mascella secondo lo stato dell’arte;

la fig. 2 mostra in sezione la mascella della figura 1c dopo il riposizionamento della gengiva;

la fig. 3 mostra le due membrane differenti usate per produrre una membrana a busta secondo l’invenzione;

la fig. 4 mostra la riunione su un lato delle due membrane secondo la figura 3;

la fig. 5 mostra la busta prodotta dalle membrane delle figure 3 e 4, chiusa su tutti i lati e riempita con materiale osseo;

la fig. 6 mostra la busta della figura 5 in sezione;

le figg. 7a-dmostrano l’uso della busta delle figure 5 e 6 in una mascella con la tecnica a tunnel;

la fig. 8 mostra in sezione la mascella della figura 7d; e

la fig. 9 mostra la mascella della fig. 8 dopo l’avvenuta rigenerazione ossea.

Descrizione degli esempi di esecuzione

Nelle figure da 1a a 1c, che sono già state descritte all’inizio nel paragrafo riferito allo stato dell’arte, si osservano le diverse fasi del trattamento GBR tradizionale di cavità ossee patogene ai fini della rigenerazione ossea all’interno della cavità.

La fig. 3 mostra le due membrane differenti 114a e 114b usate per produrre una membrana a busta secondo l’invenzione. Sono a forma di fogli rettangolari. La membrana 114a è perforata (presenta una pluralità di fori 116) ed è quindi permeabile per liquidi e cellule trasportate con il sangue, mentre l’altra membrana 114b è realizzata come scudo contro cellule epiteliali/gengivali e inoltre non permette il passaggio di morfoproteine o fattori di crescita.

Nella fig. 4 si nota che le due membrane 114a e 114b sono state unite lungo un lato con, per esempio, una cucitura 118.

Nella fig. 5 è rappresentata la membrana a busta finita 120. Le due membrane 114a (nascosta) e 114b sono poste in modo coincidente e sono unite lungo tutti i lati con relative cuciture 118. E’ accennata una curvatura perché all’interno della busta è stato introdotto materiale osseo 12 (vedi fig. 6) cosicché la busta assume la forma di un piccolo cuscino. Il riempimento si nota bene nella fig. 6 che mostra la busta della fig. 5 in sezione. Sono evidenti le strutture diverse delle due membrane 114a e 114b. Infatti nella membrana 114a si osservano delle perforazioni 116.

Le figure da 7a a 7d mostrano le diverse fasi dell’applicazione della membrana a busta 120 secondo l’invenzione in una tecnica a tunnel. Di volta in volta, è rappresentato un dettaglio di una mascella 2 con una fila di denti 3. Nella gengiva 6 non è stato creato un lembo, ma sono state realizzate delle incisioni 122 attraverso le quali è poi possibile creare un tunnel fra gengiva e osso mascellare e inserire la membrana a busta 120. La tecnica a tunnel è nota nell’arte, come lo sono i relativi strumenti chirurgici da utilizzare. Per brevità si evita qui una descrizione dettagliata.

Le figure 7a - 7d mostrano i diversi stadi dell’inserimento della busta che è completato nella figura 7d.

La figura 8 mostra la mascella della figura 7d in sezione. Si vede la cavità ossea 110. A differenza delle membrane dello stato dell’arte, qui il materiale osseo 112 è contenuto fra le membrane 114a e 114b.

La membrana 114a dotata di fori 116 è permeabile e garantisce il passaggio di liquidi e cellule trasportate con il sangue e permette così la vascolarizzazione dell’innesto osseo e la rigenerazione ossea. La membrana 114b protegge questa rigenerazione ossea dalle cellule epiteliali o gengivali della gengiva 6 che durante tutto l’intervento è rimasta nella sua posizione iniziale naturale.

Nella fig. 9 si vede infine la mascella della figura 8 dopo la completa rigenerazione ossea all’interno della cavità 10. L’osso rigenerato è indicato con il numero di riferimento 124.

Come materiali di membrana sono ipotizzabili tantissimi tipi differenti disponibili in commercio. La membrana rigenerativa GORE RESOLUT® XT della W. L. Gore & Associates, per esempio, è un materiale bioriassorbibile e impiantabile che può essere utilizzato come membrana per il contenimento dell'innesto osseo. La membrana rigenerativa è costituita da una struttura porosa di fibra in copolimero di carbonato di trimetilene e glicolide sintetico bioriassorbibile e da una membrana occlusiva di copolimero lattico e glicolico sintetico bioriassorbibile ed è stata realizzata per agire da barriera passiva, consentendo l'esclusione di tessuto epiteliale e connettivo gengivale dal sito del difetto, in modo che solo le cellule desiderate ripopolino lo spazio dando luogo alla rigenerazione. Le membrana e stata realizzata con una rigidezza tale da creare e mantenere uno spazio protetto per stabilire un ambiente favorevole alla rigenerazione; essa e tuttavia abbastanza flessibile da adattarsi in modo regolare al margine del difetto. La membrana viene degradata tramite vie idrolitiche ed enzimatiche. I componenti del polimero, da tempo impiegati in suture bioriassorbibili, reti chirurgiche e dispositivi impiantabili, si sono rivelati inerti e non antigenici. Studi in vitro e in vivo indicano che la membrana rimane essenzialmente invariata per un periodo compreso tra 8 e 10 settimane, e in seguito viene gradualmente riassorbita biologicamente.

Un altro esempio per una membrana barriera sono membrane di collagene proposte dalla ditta Collagen Matrix Ine., come per esempio il prodotto Osteoguard Flex, una matrice di membrana bianca, riassorbibile, non friabile, realizzata da derma bovina purificata.

Un ulteriore esempio è la membrana Geistlich Bio-Gide® del gruppo Geistlich, una membrana bi-strato riassorbibile che è costituita da collagene suino (tipo I e III) e presenta una struttura a due strati, un lato ruvido rivolto verso il tessuto osseo rigenerato e un lato liscio, a contatto con il tessuto molle, aderisce perfettamente al difetto ed è resistente a sollecitazioni di trazione e strappo e favorisce la vascolarizzazione della membrana. Anche la ditta Bioteck S.p.A. propone membrane applicabili nella rigenerazione ossea, in particolare la membrana in collagene da tendine di Achille Biocollagen che è impiegata nella protezione di innesti ossei e per contenere innesti ossei in cavità. Il tempo di protezione è di 4-6 settimane, passate le quali l’effetto barriera non è più garantito e inizia il suo riassorbimento. Tale membrana è ideale per la protezione di piccoli difetti, dove si presume la rigenerazione ossea avvenga rapidamente. Membrane simili a durata più breve (2-4 settimane) sono Feltri Remotis® e Cono Remotis® della Thommen Medicai.

Membrane che sono più velocemente riassorbibili sono note anche da altri settori della medicina. Il documento JP 2009/067732 A descrive membrane a doppio strato con diverse caratteristiche di biodegradabilità della membrana.

In fase esecutiva, alla membrana a busta, al kit e al metodo e uso oggetto dell'invenzione potranno essere apportate ulteriori modifiche o varianti esecutive non descritte. Qualora tali modifiche o tali varianti dovessero rientrare neH’ambito delle rivendicazioni che seguono, si dovranno ritenere tutte protette dal presente brevetto.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Membrana a busta comprendente un primo strato di membrana e un secondo strato di membrana che sono disposti essenzialmente coincidenti uno sopra l’altro e che sono collegati tra di loro lungo i loro bordi con un’apertura che è chiudibile o chiusa con mezzi di fissaggio in cui detti strati di membrana presentano caratteristiche differenti di permeabilità per cellule dove detto primo strato di membrana è una membrana barriera di struttura chiusa ed essenzialmente non permeabile, in particolare non permeabile per cellule e per sostanze induttori della formazione di tessuto osseo.
2) Membrana a busta secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto secondo strato di membrana è permeabile per cellule in cui la permeabilità per cellule è data da una struttura aperta della membrana, dove la struttura aperta è realizzata in particolare dal fatto che detto secondo strato di membrana è forato, poroso o che si tratta di una membrana intrecciata o tessuta da fili o filati presentando degli interstizi fra i singoli fili o filati.
3) Membrana a busta secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detto secondo strato di membrana è bioriassorbibile e che detto primo strato di membrana non è bioriassorbibile oppure presenta una bioriassorbibilità inferiore a quella del secondo strato di membrana.
4) Membrana a busta secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detto secondo strato di membrana presenta un tempo di bioriassorbimento fra 2 giorni e 2 settimane, preferibilmente fra 2 e 5 giorni, mentre detto primo strato di membrana presenta preferibilmente un tempo di bioriassorbimento maggiore di 1 mese, ancora più preferibilmente maggiore di 2 mesi.
5) Membrana a busta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta busta contiene uno o più materiali scelti fra materiale osseo, materiale osseo sostitutivo, materiale tissutale, materiale tissutale sostitutivo, sostanze induttori di crescita cellulare e/o della vascolarizzazione, e farmaci.
6) Membrana a busta secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detti farmaci e/o sostanze induttori di crescita cellulare o della vascolarizzazione comprendono morfoproteine, fattori di crescita, e pappa di piastrine.
7) Membrana a busta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di fissaggio comprendono un filo di sutura.
8) Un kit che comprende una membrana a busta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e almeno un materiale scelto fra materiale osseo, materiale osseo sostitutivo, materiale tissutale, materiale tissutale sostitutivo, e inoltre opzionalmente sostanze induttori di crescita cellulare e/o della vascolarizzazione, e/o farmaci. Per incarico.