MX2012008200A - Material de implante de mama de peso liviano. - Google Patents

Abstract

Un material de implante de prótesis para usar en un implante de prótesis que comprende un gel y opcionalmente un gas.

Description

MATERIAL DE IMPLANTE DE MAMA DE PESO LIVIANO Campo de la invención La presente invención se refiere generalmente a dispositivos de prótesis implantables y específicamente a dispositivos de prótesis implantables de peso reducido que presentan un material que tiene una densidad relativamente baja .

Antecedentes de la invención En el siglo pasado la cirugía reconstructiva y estética se volvió una práctica común. Específicamente la cirugía estética de mama se desarrolló para permitir la reconstrucción de la mama de una mujer que fue afectada por procedimientos tales como mastectomía. La cirugía estética de mama también estuvo disponible para arreglar la apariencia de la mama de una mujer, por ejemplo agregando un implante para aumentar el tamaño de la mama, para corregir asimetrías, cambiar la forma y arreglar deformidades .

Para la cirugía reconstructiva y estética, se requiere que el implante sea capaz de proporcionar una forma tridimensional específica y mantener la forma durante varios años, preferiblemente durante la vida de la mujer (u hombre, dependiendo del tipo de cirugía) en la cual el implante se instala para evitar la necesidad de cirugía invasiva adicional. También se requiere que el implante tenga una sensación específica, preferiblemente imitando la sensación del tejido humano, tal como la sensación de una mama real. El implante también necesita ser bioduradero de modo que no se arruine por la interacción con el cuerpo humano; y necesita ser biocompatible de modo que la salud del paciente no esté afectada perjudicialmente por el implante incluso bajo circunstancias extremas: por ejemplo se requiere que el implante no sea tóxico en caso de derrame del implante.

Los implantes estándares usados hoy en día para la cirugía de implante de mama por ejemplo comprenden una cápsula externa típicamente formada de caucho de silicona vulcanizado (elastornero) que puede ser de una o varias capas, suave o texturado, recubierto con barrera o cubierto con espuma de poliuretano; y un contenido interno típicamente formado a partir del gel de silicona o inflado durante la cirugía con solución salina. Un implante promedio puede pesar entre 50 y 1000 gramos, o incluso más. El peso específico de los materiales de relleno comúnmente usados se ubica generalmente entre 0,95 y 1,15 gramos por volumen de centímetro cúbico, similar al peso específico del tejido de mama natural .

Sin embargo, el tejido de mama natural es un tejido vivo que experimenta un ciclo de vida natural común al igual que cualquier otro tejido dentro del cuerpo, mientras que un implante de mama es "peso muerto" agregado al tejido de mama.

El tejido de mama natural y los implantes de mama están sujetos a fuerzas de gravedad. La respuesta más común del tejido de mama natural y los implantes de mama a la gravedad es la caída con el tiempo. La tasa de caída se mejora en los implantes dado que los implantes son un "peso muerto" .

Con el tiempo se sabe que los implantes de mama pueden causar varios problemas, la mayoría relacionados con el peso del implante, por ejemplo: ptosis (es decir caída y deformidad), atrofia de tejido de mama, prominencia del implante a través del tejido de mama, dolor de espalda y estrías de la piel. Por lo tanto, el peso del implante es un factor importante en la comodidad y apariencia posteriores a la cirugía.

Tradicionalmente, los geles de silicona usados como materiales de relleno tenían aceites de silicona con moléculas líquidas pequeñas tales como siliconas lineales o cíclicas, oligómeros de silicona y cadenas de polímero de silicona de bajo peso molecular en ellas que se filtraban a través de la cápsula con el tiempo. Los implantes actuales implican el uso de una cápsula con capas de barrera para lograr una permeabilidad muy baja de dichos restos líquidos. Además, el gel de silicona usado en los implantes de mama se considera un gel "cohesivo". La cohesión asegura que el material de relleno no fluya fácilmente y se esparza en el cuerpo, en caso de ruptura de la cápsula; también reduce significativamente la difusión de aceite a través de la cápsula .

Una característica adicional a considerarse en la selección del material de relleno es la resiliencia, elasticidad y flexibilidad del implante, que le proporciona una sensación específica al sentirlo. Generalmente es deseable proporcionar un implante que proporcione una forma específica e imite la sensación del tejido humano real en la posición del implante. Es importante que el implante mantenga su forma y sensación durante periodos extendidos para evitar la necesidad de cirugía adicional.

La publicación de solicitud de patente de los Estados Unidos No. 2004 / 0153151 de Gonzales del 5 de agosto de 2004 describe una prótesis de mama a partir de silicona que se forma como un cuerpo trabecular o cuerpo microcelular de modo de obtener una prótesis de menor densidad. La patente de los Estados Unidos No. 4 . 380 . 569 de Shaw del 19 de abril de 1983 describe una prótesis de mama de peso reducido que se usa externamente al cuerpo humano o se implanta en el cuerpo humano. La prótesis de mama está compuesta de una mezcla de un gel de silicona con microesferas de vidrio.

La patente de los Estados Unidos No. 5 . 902 . 335 de Snyder, Jr. del 11 de mayo de 1999 describe una prótesis de peso reducido que se usa externamente al cuerpo humano. Snyder afirma que el uso de microesferas de vidrio como lo describe Shaw resulta en un producto rígido que no imita la mama humana así como el gel de silicona solo. Snyder describe una prótesis de mama que tiene dos secciones. Una primera sección externa rellena con gel de silicona que imita la mama humana y una segunda sección de peso reducido para reducir el peso de la prótesis.

La patente de los Estados Unidos No. 5.658.330 de Carlisle et al. del 19 de agosto de 1997 describe un implante de espuma de silicona moldeada y un método para realizarla.

Compendio de la invención La técnica antecedente no enseña o sugiere un material de implante de prótesis que tenga suficiente baja densidad para proporcionar un implante de peso reducido y que también tenga una "apariencia y sensación" realista cuando se implanta.

La presente invención supera estas desventajas de la técnica antecedente proporcionando un material de implante que puede considerarse como un material compuesto en vez de sólo una mezcla y que tiene baja densidad y apariencia y sensación realista tras la implantación. El material de implante es adecuado para el uso en un implante encapsulado de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención, en las cuales el implante tiene una cápsula y el material de implante, de modo que el material de implante esté contenido dentro de la cápsula.

De acuerdo con realizaciones preferidas de la presente invención, el implante encapsulado se adapta para el uso como un implante de mama.

De acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención, el material de implante comprende un gel, tal como por ejemplo gel de silicona y un material de baja densidad. La densidad del gel de silicona es ~lgr/cm3 en el orden de densidades de otros líquidos, tales como agua y disolventes orgánicos. El material de densidad menor, por lo tanto, tiene una densidad menor que ~lgr/cm3. Opcionalmente y preferiblemente, el material de menor densidad comprende un gas .

En una realización ejemplar de la invención, la prótesis de peso reducido puede proporcionarse en varios tamaños, por ejemplo extenderse de 50cc a 150Occ o mayor o menor. Opcionalmente, una prótesis de peso reducido puede implantarse en otras áreas del cuerpo que no sean la mama, por ejemplo para reemplazar o aumentar los testículos, pectorales, un mentón, mejillas, una pantorrilla, nalgas u otras partes del cuerpo humano o animal, mientras que muestran propiedades táctiles similares al tejido natural.

De acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención, se proporciona un material compuesto adecuado para la implantación al cuerpo humano, comprendiendo un gel polimérico y una pluralidad de aditivos tratados en superficie, en donde los aditivos tratados en superficie comprenden una superficie que tiene un grupo de reticulación de reactivo para reticularse con el gel, de modo que los aditivos tratados en superficie se reticulen con el gel. Opcionalmente, el gel polimérico comprende un grupo de reticulación reactivo para reticularse con los aditivos y con el gel. Opcionalmente, el gel polimérico comprende un polímero que tiene al menos dos grupos de reticulación reactivos por unidad monomérica del polímero. Opcionalmente, los aditivos comprenden una pluralidad de perlas sólidas.

Opcionalmente, los aditivos comprenden una pluralidad de lúmenes huecos. Opcionalmente, la pluralidad de lúmenes comprende un macrolumen. Opcionalmente, la pluralidad de lúmenes comprende una combinación de al menos un macrolumen y una pluralidad de microlúmenes . Opcionalmente la pluralidad de lúmenes comprende una pluralidad de macrolúmenes dispuestos en capas.

Opcionalmente los aditivos comprenden una pluralidad de microlúmenes huecos . Opcionalmente los microlúmenes contienen un gas. Opcionalmente los microlúmenes contienen al menos un hueco parcial de hasta 0,9 atm.

Opcionalmente los microlúmenes soportan presiones de más de 300psi (>20 Atm) sin rotura o colapso.

Opcionalmente los microlúmenes están construidos de cerámica, plástico, vidrio, PMMA (polimetil metacrilato) , poliacrilonitrilo, polibutadieno , caucho natural o sintético.

Opcionalmente los microlumenes no son rígidos entonces el material comprende hasta 90% v/v de microlumenes.

Opcionalmente los microlumenes tienen un diámetro de 1 micrón a 500 micrones.

Opcionalmente los microlumenes tienen una pluralidad de diferentes diámetros.

Opcionalmente la superficie tiene una molécula seleccionada del grupo que consiste en un ácido graso de cadena larga, otra cadena orgánica larga, un cepillo de polímero; poliestirenos , silanos organofuncionales , circonatos y titanatos. Opcionalmente el gel polimérico comprende gel de silicona. Opcionalmente el gel de silicona comprende PDMS o un derivado del mismo.

Opcionalmente los aditivos se dispersan homogéneamente en el gel .

Opcionalmente el material compuesto se adapta para enmascarar los aditivos a partir de un tejido mediante el gel polimérico .

De acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención, se proporciona un implante de prótesis que comprende una cápsula y el material compuesto como se describe en la presente.

Opcionalmente el material compuesto comprende hasta 60% volumen/volumen de microlumenes con respecto al gel polimérico. Opcionalmente el implante tiene un volumen de 50 ce a 1500 ce.

Opcionalmente la cápsula comprende una pluralidad de capas .

Opcionalmente la cápsula comprende un elastómero de silicona .

Opcionalmente, la cápsula comprende además espuma de poliuretano superpuesta en una superficie externa de la cápsula .

Opcionalmente, el implante comprende una pluralidad de cápsulas, incluyendo al menos una cápsula interna y al menos una cápsula externa, en donde al menos una cápsula interna está al menos rodeada parcialmente por la cápsula externa, en donde la cápsula externa está rellena con el material compuesto que tiene un primer porcentaje de microlumenes y en donde la cápsula interna está rellena con el material compuesto que tiene un segundo porcentaje de microlumenes, en donde los primeros y segundos porcentajes son diferentes.

Opcionalmente una relación entre los primeros y los segundos porcentajes está en el rango de 1:1 a 1:5.

Opcionalmente el primer porcentaje es 30% volumen/volumen y en donde el segundo porcentaje es 50% volumen/volumen .

De acuerdo con al menos algunas realizaciones, se proporciona un método para fabricar un implante como se describe en la presente, que comprende mezclar el gel polimérico y los aditivos, rellenando el gel polimérico y los aditivos en la cápsula y rotando la cápsula durante el curado .

Opcionalmente el gel polimérico comprende silicona y en donde la silicona se prepara a partir de una pluralidad de componentes, comprendiendo el método además mezclar la pluralidad de componentes de la silicona antes de mezclar en los aditivos.

Opcionalmente el método comprende adicionalmente secar los aditivos antes de mezclar los aditivos en la silicona.

De acuerdo con al menos algunas realizaciones, se proporciona un método de tratamiento terapéutico y/o estético que comprende implantar el implante de prótesis como se describe en la presente en un sujeto.

Opcionalmente el método comprende implantar el implante para reemplazar o aumentar una mama, un testículo, un pectoral, un mentón, una mejilla facial, una pantorrilla o una nalga.

De acuerdo con al menos algunas realizaciones, se proporciona un implante de prótesis que comprende una cápsula, un gel polimérico y una pluralidad de microlúmenes huecos, en donde los microlúmenes comprenden una superficie, en donde la superficie comprende un tratamiento para interactuar con el gel polimérico para formar una unión covalente o no covalente, en donde el gel polimérico y los microlúmenes están contenidos dentro de la cápsula.

Opcionalmente la unión covalente o no covalente aumenta la adhesión de los microlúmenes con el gel polimérico.

Opcionalmente el tratamiento comprende la unión de una pluralidad de moléculas con la superficie.

Opcionalmente la pluralidad de moléculas se selecciona del grupo que consiste en un ácido graso de cadena larga, otra cadena orgánica larga, un cepillo de polímero; poliestirenos , silanos organofuncionales , circonatos, titanatos y una molécula para aumentar las interacciones electrostáticas .

Opcionalmente la pluralidad de moléculas comprende n-propiltrimetoxisilano .

Opcionalmente el gel polimérico comprende un gel de silicona.

Opcionalmente el gel de silicona comprende PDMS o un derivado del mismo.

Opcionalmente la pluralidad de moléculas comprende n-propiltrimetoxisilano y el n-propiltrimetoxisilano y el gel de silicona experimentan una reacción de curado catalizado para reticular el n-propiltrimetoxisilano con el gel de silicona .

Opcionalmente el tratamiento comprende hacer rugosa la superficie.

Opcionalmente el material compuesto comprende hasta 60% volumen/volumen de microlumenes con respecto al gel polimérico .

Opcionalmente el implante de prótesis tiene un volumen de 50 ce a 1500 ce.

Opcionalmente la cápsula comprende una pluralidad de capas. Opcionalmente la cápsula comprende un elastómero de silicona .

Opcionalmente la cápsula comprende además espuma de poliuretano superpuesta en una superficie externa de la cápsula .

Opcionalmente el implante comprende una pluralidad de cápsulas, incluyendo al menos una cápsula interna y al menos una cápsula externa, en donde al menos una cápsula interna está al menos rodeada parcialmente por la cápsula externa, en donde la cápsula externa está rellena con el material compuesto que tiene un primer porcentaje de microlumenes y en donde la cápsula interna está rellena con el material compuesto que tiene un segundo porcentaje de microlumenes, en donde los primeros y segundos porcentajes son diferentes.

Opcionalmente una relación entre los primeros y los segundos porcentajes está en el rango de 1:1 a 1:5.

Opcionalmente el primer porcentaje es 30% volumen/volumen y en donde el segundo porcentaje es 50% volumen/volumen.

Opcionalmente los microlúmenes se dispersan homogéneamente dentro del gel .

De acuerdo con al menos algunas realizaciones se proporciona el uso de un tratamiento de superficie en una superficie de un microlumen en un gel polimérico para enmascarar el microlumen a partir de un tejido biológico, en donde el tratamiento de superficie comprende un grupo de reticulación reactivo unido a la superficie, en donde el grupo de reticulación reactivo forma una unión de reticulación covalente con el gel polimérico.

De acuerdo con al menos algunas realizaciones se proporciona el uso de un tratamiento de superficie en una superficie de un microlumen en un gel polimérico para proporcionar un implante más radiolúcido (permeable a los rayos X) , en donde el tratamiento de superficie comprende un grupo de reticulación reactivo unido a la superficie, en donde el grupo de reticulación reactivo forma una unión de reticulación covalente con el gel polimérico y en donde el uso comprende además preparar un implante con el gel/microlumen polimérico reticulado.

Debería notarse que el material compuesto como se describe en la presente puede implementarse opcionalmente como una prótesis externa y/u otros elementos externos, que puedan usarse, incluyendo, a modo no taxativo, en suelas de zapatos, en un chaleco a prueba de balas u otros artículos de vestimenta.

A menos que se definan de otra forma, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente tienen el mismo significado tal como se entiende comúnmente por un experto en la técnica a la cual corresponde esta invención. Los materiales, métodos y ejemplos proporcionados en la presente son ilustrativos solamente y no pretenden ser limitativos .

La implementación del método y el sistema de la presente invención implican realizar o completar ciertas tareas o etapas seleccionadas manualmente, automáticamente, o una combinación de las mismas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se describe en la presente meramente a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos. Con referencia específica ahora a los dibujos en detalle, se enfatiza que los datos que se muestran son a modo de ejemplo y con propósitos de discusión ilustrativa de las realizaciones preferidas de la presente invención solamente y se presentan para proporcionar lo que se cree que es la descripción más útil y fácilmente entendible de los principios y aspectos conceptuales de la invención. En este aspecto, no se realizan intentos para mostrar detalles estructurales de la invención en más detalle que lo que es necesario para una comprensión fundamental de la invención ya que la descripción tomada con los dibujos hace evidente para los expertos en la técnica cómo las distintas formas de la invención pueden realizarse en la práctica.

En los dibujos: la FIG. 1 muestra un ejemplo no taxativo de un implante de prótesis encapsulado ilustrativo de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención; la FIG. 2 muestra otro ejemplo no taxativo de un implante de prótesis encapsulado ilustrativo de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención; la FIG. 3 muestra otro ejemplo no taxativo de un implante de prótesis encapsulado ilustrativo de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención; la FIG. 4 muestra otro ejemplo no taxativo de un implante de prótesis encapsulado ilustrativo de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención; las FIGS . 5A y 5B muestran otra disposición de otro ejemplo no taxativo de un implante de prótesis encapsulado ilustrativo de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención; y la FIG. 6 muestra los resultados de un experimento de flujo de corte simple dinámico (sinusoidal) donde se impone una deformación cíclica pequeña sobre la muestra y se mide la respuesta al estrés.

DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS La presente invención proporciona un material de implante que tiene baja densidad y apariencia y sensación realistas tras el implante, que de acuerdo con al menos algunas realizaciones comprende un material compuesto que tiene un gel tal como gel de silicona por ejemplo y un aditivo que puede opcionalmente contener un gas. El material de implante está contenido preferiblemente dentro de una cápsula para formar un implante de prótesis encapsulado. Al menos la cápsula, pero preferiblemente todos los materiales del implante, es compatible y segura para el uso terapéutico y/o estético interno en el cuerpo humano. El aditivo puede comprender opcionalmente cualquier objeto tridimensional, ya sea sólido o hueco y puede por ejemplo comprender al menos un lumen, que puede opcionalmente ser un macrolumen o un microlumen o una combinación de los mismos . Como se describe en la presente, los microlumenes pueden opcionalmente tomar cualquier forma adecuada, incluyendo, a modo no taxativo, microesferas , microlumenes o partículas de tamaño de micrones tales como partículas porosas para formar un material compuesto .

Microlumenes De acuerdo con algunas realizaciones, el gas comprende microlumenes de tamaño de micrones, que pueden opcionalmente por ejemplo implementarse como microlumenes huecos. Los microlúmenes pueden opcionalmente estar hechos de materiales rígidos, incluyendo, a modo no taxativo, vidrio, cerámica, etc. Sin embargo, los materiales rígidos pueden opcionalmente tener una menor concentración en el gel debido al bajo factor de empaquetamiento donde los microlúmenes están en contacto entre sí. El factor de empaquetamiento puede aumentarse a algún grado usando polidispersidad de tamaños de partícula. Por lo tanto, de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención, los microlúmenes comprenden partículas de una pluralidad de tamaños diferentes, preferiblemente de al menos 20% de diferencia entre ellos.

En cualquier caso, los microlúmenes pueden opcionalmente tener un diámetro que es más preferible de 1 micrón a 500 micrones .

De acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención, el microlumen comprende uno o más materiales suaves o flexibles tales como polímeros, tal como PMMA (polimetil metacrilato) , poliacrilonitrilo , polibutadieno (o cualquier otro caucho natural o sintético o materiales similares) por ejemplo, o cualquier otro polímero amorfo o semicristalino . Los materiales pueden determinarse opcionalmente de acuerdo con su flexibilidad relativa. Por ejemplo, para PMMA, la resistencia a la tensión en el rendimiento es preferiblemente de 52 a 71 megapascales y el módulo de tensión es preferiblemente de 2,2 a 3,1 giga-paséales. Para estos polímeros más flexibles, el factor de empaquetamiento puede aumentarse hasta un orden de -0,9 y superior, de tal modo que los límites entre dos microlúmenes adyacentes estén en contacto con la superficie con respecto a burbujas de jabón, en contraste con el contacto tangente en esferas rígidas. Más preferiblemente, se usa una combinación de polímeros, por ejemplo una combinación de un polímero tal como PMMA y un material gomoso tal como, por ejemplo, polibutadieno.

Los términos "microlumen" y "microesfera" se usan indistintamente en todo el texto.

Macrolumenes De acuerdo con al menos algunas otras realizaciones, el gas se proporciona en la forma de al menos un lumen macroscópico que contiene el gas. El lumen puede comprender opcionalmente un lumen simple en diferentes geometrías, incluyendo uno o más de una semiesfera, un disco u otra forma unida a una porción de la cápsula, por ejemplo en la parte trasera de la cápsula; un lumen que flota dentro del gel .

Al menos un macrolumen puede comprender opcionalmente una pluralidad de lúmenes; sin embargo, preferiblemente el volumen total de la pluralidad de macrolumenes tiene el mismo volumen o similar que el macrolumen mayor simple. Las formas pueden ser esferas pequeñas o barras en forma de "spaghetti" que flotan dentro del gel. Los lúmenes con forma pueden comprender opcionalmente una pluralidad de capas apiladas, ya sea planas o con curvatura; en el último caso, la curvatura se determina preferiblemente de acuerdo con la forma del implante. Cada macrolumen puede tener opcionalmente uno o más elementos estructurales externos, o una combinación de los mismos, para mantener la forma tridimensional del lumen, incluyendo, a modo no taxativo, un panel de abejas, etc.

Combinaciones de lúmenes De modo de reducir el peso del implante, de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención, se pueden incorporar combinaciones de un gel con microesferas y lúmenes macroscópicos rellenos con gas. En dicha disposición, preferiblemente la microesfera que contiene gel preferiblemente al menos parcialmente rodea el o los lúmenes macroscópico, más preferiblemente en una porción de la cápsula que se ubica más próxima a la piel o de otro modo más próxima a una porción de tejido que se puede sentir a través del tacto externo. Por ejemplo, el interior de la cápsula de la prótesis podría opcionalmente disponerse con una capa externa de microesferas de 50% v/v, capa media de microesferas de 30% v/v y un macrolumen interno relleno con gas .

Materiales compuestos De acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención, el implante comprende un material compuesto formado a través de una combinación e interacción entre aditivos tales como microlúmenes y gel (u opcionalmente entre uno o más macrolúmenes y gel) . El término "aditivo" puede comprender opcionalmente cualquier forma tridimensional que tiene una superficie tratable.

Un compuesto de polímero puede verse como una combinación de varios aditivos que tienen diferentes y distintas funcionalidades y una matriz polimérica que las une y enlaza con el propósito de formar un material basado en polímero con propiedades mejoradas bien por encima de las propiedades intrínsecas del polímero o para otorgarle nuevas propiedades, de tal modo que el material compuesto descrito en la presente pueda contrastarse con las mezclas de microesferas de gel/vidrio de la técnica antecedente.

De acuerdo con la técnica antecedente las microesferas de vidrio se agregan a un gel de silicona que es una red de polímero reticulado para formar una mezcla simple en la cual el gel es la fase continua y las microesferas son la fase dispersa. En dicha mezcla simple, cada componente mantiene sus propias propiedades de tal modo que la densidad de la mezcla se reduzca de acuerdo con una combinación lineal simple de los dos materiales.

Por contraste, el material compuesto de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención tiene propiedades compuestas que dependen no sólo de aditivos tales como microlúmenes (por ejemplo microesferas de vidrio) y su volumen funcional, sino también de interacciones con el gel tal como la red de polímero y los parámetros interfaciales (compatibilidad, humectabilidad y unión, descritos colectivamente en la presente como "adhesión"). La adhesión es importante para lograr una mejora en las propiedades compuestas. El ajuste de la adhesión también aumenta la adecuación físico-química del aditivo con la red de polímero, aumentando de ese modo la dispersión del aditivo en la red.

La modificación de superficie del aditivo es una vía para aumentar la adhesión entre el polímero y el aditivo. Las fuerzas de adhesión entre el aditivo tratado en superficie y el polímero varían desde uniones químicas o atracción eléctrica fuertes hasta interacciones de van der Waals (VD ) débiles, así como combinaciones de las mismas.

El tratamiento de superficie soporta la reacción química y/o interacción física entre el lumen y el gel; opcionalmente el macrolumen también puede tratarse en superficie. La reacción preferiblemente evita que el gel y el o los lúmenes se separen en dos fases. El tratamiento de la superficie química es más preferido, ya que induce interacciones covalentes, que estabilizan el o los lúmenes dentro del gel y evitan el desplazamiento o separación en dos fases. También la unión de microlúmenes al gel ocasiona que el gel rodee los microlúmenes; en caso de ruptura o derrame, sin desear limitarse por una sola hipótesis, se espera que el gel continúe cubriendo los microlúmenes , de tal modo que el cuerpo solo se exponga al gel cohesivo.

Sin desear limitarse por una lista cerrada, se proporcionan a continuación algunos ejemplos no taxativos de tratamiento de superficie. Un tipo de interacción de polímero de silicona (en el gel de silicona) y la superficie de los microlúmenes puede opcionalmente obtenerse a través del uso de cadenas largas de peso molecular ancladas de superficie. Estas cadenas pueden favorecer los enredos moleculares no covalentes con el polímero de gel que rodea al microlumen, particularmente cuando la cadena es químicamente y estéricamente similar al polímero. Un ejemplo no taxativo de dicha modificación de superficie es una superficie de microlumen tratada con cualquier ácido graso de cadena larga, tal como, por ejemplo, ácido esteárico (longitud de cadena de 18 carbonos) o cualquier otra cadena orgánica larga, moléculas hidrófobas o hidrófilas que dependen del tipo de interacción favorecida, incluyendo, a modo no taxativo, cepillos de polímero; y/o poliestirenos y otras moléculas. El término "cepillo de polímero" se refiere a un montaje de cadenas de polímero que están ligadas (injertadas, ancladas) de un extremo a una superficie o interfaz. El enlazado de las cadenas en proximidad cercana entre sí fuerza a las cadenas a orientarse lejos de la superficie para evitar la superposición debido al efecto de excluido de volumen.

Otro tipo de tratamiento de superficie es la creación de una superficie cargada que favorece la atracción electrostática. Las fuerzas de atracción entre grupos cargados opuestamente en la superficie y en la cadena de polímero son responsables por esta interacción.

Dicha interacción es común en interacciones de ácido-base o unión de iones. Este tipo de tratamiento de superficie requiere una modificación del polímero de gel que rodea, tal como por ejemplo la adición de polielectrolito al gel de silicona .

Aun otro tipo de tratamiento de superficie implica aumentar la "rugosidad" o variabilidad física de la superficie de los microlúmenes , de modo que partes de la superficie se proyecten en el gel y, por lo tanto, puedan interactuar con el gel .

Otro tipo de interacción es la unión química entre la superficie y las moléculas de matriz polimérica logradas mediante el uso de agentes de acoplamiento. La mayoría de los casos del tratamiento de superficie mediante silanos organofuncionales, circonatos, titanatos y otros agentes de acoplamiento resulta en este tipo de interacción de superficie de polímero. El tipo de agente de acoplamiento se selecciona de acuerdo con la química de superficie del aditivo, en este caso, la composición química de la superficie de los microlumenes y, por lo tanto, el material que es adecuado para el uso con los microlumenes .

Los silanos organofuncionales se usan principalmente para mejorar las propiedades mecánicas y para mantenerlas protegiendo la superficie de la humedad y calor que causan el deterioro de las propiedades . Durante el proceso del compuesto, almacenamiento y uso, el agua de los alrededores se difunde a través de la matriz. Esta humedad afecta la humeetabilidad del vidrio reduciendo la energía de la superficie desde -500 mJ/m2 para vidrio puro hasta -10-20 mJ/m2 para vidrio húmedo y promueve la corrosión en sitios específicos en la superficie. De modo de asegurar la buena humectación de un sólido mediante un líquido, la fase líquida debería tener una energía de superficie menor que la de la superficie sólida. El valor bajo para el vidrio húmedo está bien por debajo de la matriz polimérica, que resulta en humectabilidad reducida, fallo adhesivo aumentado y deterioro de propiedades generales mejorado. Por lo tanto, el uso de microlumenes de vidrio sin recubrir es inadecuado en implantes a largo plazo; dichos problemas se superan mediante el uso de derivación funcional de la superficie de microlumen como se describió en la presente.

La estructura química más común del silano es R-SÍ-X3 donde X es un grupo alcoxi que puede hidrolizarse con grupos reactivos en la superficie y R es un grupo órganofuncional que puede reaccionar con la matriz polimérica. Hay dos principales técnicas para la inserción del silano: a. Pretratamiento- la aplicación directa del silano puro o su solución en un disolvente orgánico diluido con agua que acelera la reacción, con el aditivo. Habitualmente, esta técnica se logra pulverizando o sumergiendo el aditivo con el agente de silano (terminación de superficie). b. Adición del silano al polímero seguido por el aditivo sin tratar. Esta técnica se usa menos frecuentemente pero igualmente se contempla para al menos algunas realizaciones de la presente invención.

El resultado de dicho tratamiento de superficie es la formación de una red de polisiloxano multicapa de silano reticulada tridimensional gruesa. La monocapa de silano, obtenida por ejemplo a través del uso de técnicas de sililación de fase de vapor, también puede usarse opcionalmente .

Por ejemplo, los silanos se usan para formar uniones químicas con la superficie de vidrio y, por lo tanto, pueden usarse opcionalmente con microlúmenes de vidrio. El grupo organofuncional del silano se selecciona de acuerdo con el tipo de interacción que es favorable entre el polímero y el aditivo. La interacción puede ser del orden de fuerzas VDW débiles, interacciones hidrófilas-hidrófobas y hasta uniones covalentes químicas. Hay una gran variedad de grupos R posibles y la especie específica se selecciona por su afinidad con la matriz polimérica. Debería notarse que más de un tipo de silano podría usarse efectivamente con un polímero dado. Por lo tanto, para un polímero específico, el agente de acoplamiento de silano organofuncional más adecuado debería resultar en la unión química e interdifusión a través de la matriz para formar una red con el polímero, Por ejemplo, el tratamiento de superficie con un silano tal como n-propiltrimetoxisilano puede aumentar la afinidad del gel de silicona hidrófobo con el vidrio; un ejemplo no taxativo de dicho gel de silicona es un gel compuesto de cadenas de polidimetilsiloxano (PDMS) . También puede tener lugar en la reacción química que ocurre durante la etapa de curado de gel y, por lo tanto, formar una mejor unión con el gel de silicona. El ángulo de humectación de una superficie de vidrio recubierta con n-propiltrimetoxisilano está en el rango de 80 grados y mayor en comparación con un ángulo de humectación de vidrio sin recubrir que está por debajo de los 20 grados; como se notó previamente, el ángulo aumentado de humectación conduce a interacciones aumentadas de vidrio/gel y una mejor distribución de los microlúmenes .

Un ejemplo no taxativo de un mecanismo de curado adecuado es una reacción de adición catalizada de platino entre el silano y el vidrio. Consiste en un PDMS sustituido por vinilo que se retícula con un PDMS sustituido por hidrógeno como el reticulador. La sustitución de hidrógeno significa que algunos átomos de silicio en la cadena de PDMS tienen un grupo vinilo en vez de un grupo metilo. El grupo vinilo es susceptible de unirse a una cadena cercana con algunos átomos de silicio del PDMS que tienen un grupo hidruro en vez de un grupo metilo, creando una reticulación. A cada grupo de hidruro de silicio se le agrega una doble unión de vinilo (CH2=CH-) convirtiendo, de ese modo, el grupo vinilo en un puente de etileno (-CH2-CH2-) que une dos moléculas de polímero de silicona.

Dado que se espera que al menos algunas de las moléculas de polímero de silicona tengan más de dos grupos reactivos por molécula pero sin desear limitarse por una sola hipótesis, se espera que la reacción resulte en un sistema de reticulación sin agregar ningún componente soluble o filtrable nuevo. Esta reacción de curado se conoce como hidrosilación y forma un gel muy ligeramente reticulado que da la suavidad deseada y el cumplimiento o resiliencia (es decir, la "apariencia y sensación" deseadas del tejido real) . El resto propilo de n-propiltrimetoxisilano puede tomar el papel del PDMS sustituido por hidrógeno y actuar como un reticulador. Por lo tanto, la reacción de curado de hidrosilación también ocurre en los microlúmenes tratados en superficie y resulta en un sistema de reticulación sin agregar ningún componente soluble o filtrable nuevo.

Otra posibilidad es 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano que puede participar en la reacción química que ocurre durante la fase de curado de gel que resulta en una mejor unión al gel de silicona. El silano epoxi funcional es menos hidrófobo que el silano propilo funcional, pero es más reactivo en las mismas condiciones de reacción. Nuevamente, el tratamiento de superficie puede actuar como un reticulador .

A través de dicha reticulación química y otras interacciones, el polímero de gel se acumula en la interfaz de polímero/microlumen, se adsorbe en la superficie del aditivo tratado en superficie, implica la formación de interacciones físicas y uniones químicas, denotados como fisisorción y quimisorción respectivamente. Sin desear limitarse por una sola hipótesis, es razonable asumir que las cadenas de polímero más fuertemente adheridas permanecen en la superficie y que la adsorción es irreversible y permanente, de tal modo que las cadenas inicialmente en contacto se retienen y se adsorben en la superficie, cubriendo el microlumen entero. Por lo tanto, si el implante se rompiera, no ocurriría un contacto directo entre el tejido y el aditivo. El tejido circundante solo se pondría en contacto con la capa de recubrimiento externa de gel en la superficie del aditivo. El microlumen, por lo tanto, formaría una parte intrínseca de la red de gel, actuando como un sitio de reticulación dentro de la red.

Además, debido a la combinación de la atracción física en la superficie y las uniones covalentes, sin desear limitarse por una sola hipótesis, es probable que la resistencia de la adhesión general entre la superficie de vidrio tratada y el gel sea mayor que la resistencia de cohesión dentro del gel. Por lo tanto, la falla del material compuesto debido a la fuerza aplicada externa, tal como golpe físico, resultaría en la pérdida de integridad dentro del gel y no en la interfaz gel-aditivo. Esto no es cierto para aditivos sin tratar o tratados inadecuadamente para los cuales la falla puede ocurrir en la interfaz, como ya se mencionó anteriormente, dado que la combinación gel/aditivo es una mezcla más que un compuesto.

Asimismo, para un material compuesto, las propiedades mecánicas tales como módulo elástico pueden controlarse, por ejemplo aumentándolos por encima del nivel esperado para una mezcla de microesferas sin tratar o tratadas inadecuadamente y gel, opcionalmente de al menos aproximadamente el doble de elásticos a aproximadamente diez veces de elásticos. Hay un aumento en ciertas propiedades mecánicas en dicha mezcla debido a la adición de microesferas de alto módulo que pueden enmascarar el efecto perjudicial de los microlúmenes para reducir la continuidad de la red de gel. Por el contrario, hay un aumento adicional de ciertas propiedades mecánicas tales como módulo elástico debido al hecho de que los microlúmenes tratados se integran dentro de la red de polímero. Como se describe en más detalle a continuación, este efecto se ha demostrado experimentalmente (ver Figura 6) .

Opcionalmente, los aditivos pueden recubrirse con gel que luego se cura rápidamente, luego de lo cual la combinación de gel/aditivo puede opcionalmente mezclarse con otros materiales, incluyendo, por ejemplo, gel.

Material de gel El gel de polímero descrito anteriormente es preferiblemente un gel de silicona como se conoce en la técnica, tal como PDMS y derivados del mismo por ejemplo, y/o cualquier otro gel de polímero adecuado; en el caso de material compuesto implantado el gel es biocompatible.

Material de cápsula El implante está encapsulado preferiblemente por una cápsula, construida de un material como se conoce en la técnica, para contener el material compuesto descrito anteriormente. Un ejemplo no taxativo de un material de cápsula adecuado es un elastómero de silicona, opcionalmente con un material tal como espuma de poliuretano superpuesta en la cápsula.

Los principios y operación de la presente invención pueden entenderse mejor con referencia a los dibujos y la descripción adjunta.

Ejemplo 1 - estructuras físicas o implantes Las figuras 1-5 muestran varias realizaciones ejemplares no taxativas de implantes de acuerdo con la presente invención. Cualquiera de las realizaciones anteriormente descritas de material de cápsula, material de gel y microlúmenes /macrolumenes (o combinaciones de los mismos) pueden usarse opcionalmente con las estructuras descritas a continuación.

La Figura 1 muestra un ejemplo no taxativo de un implante de prótesis encapsulado ilustrativo de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención. Como se muestra, una prótesis implantable 100 comprende una cápsula baja penetrable 110 que opcionalmente comprende una silicona biocompatible, poliuretano u otro material como se usa comúnmente para implantes. La cápsula 110 puede comprender una capa simple o múltiples capas, en donde algunas capas pueden ser de un material y otras de otro. Adicionalmente, la cápsula 110 puede ser suave o texturada, con varios patrones. La cápsula 110 puede tener áreas de elasticidad variable. La cápsula 110 puede tener un grosor diferente en diferentes áreas. Opcionalmente, el material de la cápsula 110 puede ser una combinación de varios materiales. Generalmente, la cápsula 110 sirve como un cierre para evitar que el contenido de la prótesis 100 se derrame.

Opcionalmente, la cápsula 110 puede proporcionarse en varias formas, por ejemplo redonda, oval, anatómica, personalizada u otra .

La cápsula 110 contiene un gel 120 y al menos un lumen 140 . En este ejemplo no taxativo, la cápsula 110 contiene una pluralidad de microlúmenes 140 , que pueden opcionalmente ser flexibles o "suaves", o rígidos o "duros". Microlúmenes 140 pueden opcionalmente por ejemplo implementarse como microlúmenes huecos .

La Figura 2 muestra otro ejemplo no taxativo de un implante de prótesis encapsulado ilustrativo 200 de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención. En este ejemplo, la cápsula 100 nuevamente contiene gel 120 ; sin embargo el al menos un lumen comprende un macrolumen 130 tal como se muestra.

La Figura 3 muestra otro ejemplo no taxativo de un implante de prótesis encapsulado ilustrativo 300 de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención. En este ejemplo, la cápsula 110 nuevamente contiene el gel 120 ; sin embargo el al menos un lumen comprende un macrolumen 130 como se muestra, sobre el cual se proporciona una capa 318 , que comprende el gel 120 mezclado con una pluralidad de microlúmenes 314 . "Sobre" significa, preferiblemente, una ubicación más cercana a la piel.

Otras varias disposiciones de la cápsula 110 /210 / 310 y/u otros componentes que se enseñan en la solicitud de patente de los Estados Unidos No. 20090299473, presentada el 24 de abril de 2006, incorporada a la presente a modo de referencia como si se estableciera en su totalidad en la presente, que se poseen conjuntamente en común con la presente solicitud y que tiene al menos un inventor en común, pueden usarse opcionalmente, adicionalmente o alternativamente .

Si el lumen comprende un microlumen rígido o una pluralidad del mismo, tal como microesferas rígidas por ejemplo, la cantidad relativa de dichos microlúmenes rígidos es preferiblemente menor que 60% v/v en el gel . Por ejemplo, a medida que la concentración de microesferas se aumentó hasta 60% v/v en gel de silicona, la firmeza del gel aumentó y la propiedad de elongación se redujo. Por encima de 60% v/v de las microesferas, la mezcla se comporta como una pasta.

Para reducir el efecto adverso de firmeza y falta de flexibilidad de la mezcla de gel resultante, se proporcionan preferiblemente diferentes capas de gel con diferentes concentraciones de microesfera, más preferiblemente con una concentración aumentada de microesferas en una porción de la cápsula que está más lejos de la piel o que es menos propensa a "sentirse", con concentraciones en disminución de microesferas lejos de esta ubicación, opcionalmente incluso hasta una capa sin microesferas . Un ejemplo no limitativo de dicha disposición de capa es el siguiente: 40% del volumen del implante relleno con 50% v/v de microesferas en un lumen interno y el resto del implante relleno con 30% v/v de microesferas .

La Figura 4 muestra otra disposición de otro ejemplo no taxativo de un implante de prótesis encapsulado ilustrativo 400 de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención. En este ejemplo, la cápsula 110 nuevamente contiene gel 120. Dentro del gel 120, existe un primer macrolumen 402 como se muestra, que preferiblemente tiene una pluralidad de microlumenes mezclados con gel (no se muestran) rodeados por otra cápsula 404. Dentro del primer macrolumen 402, existe preferiblemente un segundo macrolumen 406 que sólo tiene aire, como la capa más interna, que nuevamente está encapsulado por otra cápsula 408. Cada una de las cápsulas 110, 404 y 408 puede opcionalmente estar hecha de materiales similares o diferentes. También cualquiera de las realizaciones antemencionadas puede opcionalmente combinarse con esta realización.

Las Figuras 5A y 5B muestran otra disposición de otro ejemplo no taxativo de un implante de prótesis encapsulado ilustrativo 500 de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención. La Figura 5A muestra una vista parcialmente separada del implante, mientras que la Figura 5B muestra el implante entero con límites "transparentes". En este ejemplo, una cápsula 502 contiene un material compuesto externo 504, mientras que una cápsula interna 506 contiene un material compuesto interno 508. Cada una de la cápsula externa 502 y cápsula interna 506 puede opcionalmente construirse para un material elastomérico de silicona como se describe en la presente, opcionalmente con una pluralidad de capas y también opcionalmente con una capa de barrera. La cápsula externa 502 puede tener opcionalmente cualquiera de una superficie no texturada lisa; una superficie texturada; o una superficie recubierta de microespuma de poliuretano. Se ha mostrado que la texturación de superficie reduce la incidencia y gravedad de la contracción capsular. La cápsula interna 506 es preferiblemente suave pero también puede ser opcionalmente texturada.

El material compuesto externo 504 preferiblemente tiene un porcentaje menor volumen/volumen de microlúménes dentro de un gel, tal como microesferas de vidrio por ejemplo, que el material compuesto 508. Por "menor" se indica que la relación de porcentaje volumen/volumen entre microlúménes en el material compuesto externo 504 y el del material compuesto interno 508 opcionalmente varía de 1:5 a 1:1. Como ejemplo no taxativo, el material compuesto externo 504 puede comprender opcionalmente 30% de volumen/volumen de microesferas mientras que el material compuesto interno 504 puede opcionalmente comprender 50% volumen/volumen de microesferas.

Cada cápsula externa 502 y cápsula interna 506 está cerrada con un parche hecho de los mismos elastómeros de silicona que la cápsula respectiva 502 y 506 y pegada usando un componente de adhesión, con una tapa de silicona pequeña 510 en el lado interno del parche de lumen posterior 512, usado para el relleno de gel . La cápsula interna 506 se sitúa concéntricamente dentro de la cápsula externa 502 y se pega a la misma en la base 514.

Ejemplo 2 - Tratamiento de superficie de microlumenes Este Ejemplo se refiere a un método no taxativo, ilustrativo para tratar la superficie de microlumenes. En este ejemplo, se asume que los microlumenes tienen una superficie de vidrio y se tratan con un silano, que puede opcionalmente ser cualquier silano adecuado tal como se describió anteriormente. En términos de los materiales reales usados para preparar las microesferas de vidrio del Ejemplo 3, las microesferas de vidrio de borosilicato huecas se recubrieron con n-propiltrimetoxisilano . El tamaño medio de las microesferas fue de aproximadamente 60µp? (20µp? a 140 m) de diámetro.

Específicamente, el vidrio en las microesferas tenía 1% Sodio; 2% Boro; 96,5% Sílice; y 0,5% Traza (principalmente óxido de calcio y otros óxidos térreos comunes).

La mezcla de gas dentro de las microesferas estaba compuesta de aproximadamente: 55% nitrógeno; 37% dióxido de carbono; 7,6% oxígeno; y 0,4% argón. La presión de la mezcla de gas dentro de las microesferas es 0,5atm. Por supuesto podrían usarse otras mezclas de gas en su lugar.

Las microesferas usadas típicamente soportan presiones de más de 300psi (>20 Atm) sin romperse o colapsarse como un ejemplo no taxativo pero preferido.

Las microesferas se sometieron a un procedimiento similar al descrito a continuación para tratar y derivar la superficie de vidrio.

Procedimiento para el tratamiento de superficie de silano 1. Preparación de solución de limpieza de vidrio • Se agregan lentamente 35 mi de solución saturada de dicromato de potasio (K2CR2O7) a 1L de solución de ácido sulfúrico concentrada (H2SO4) en un ambiente con temperatura controlada debido a una respuesta altamente exotérmica. La solución sulfocrómica entera se agita durante aproximadamente 15min donde aparece una solución amarronada. Se recomienda usar solución nueva para cada procedimiento de limpieza.

« Se usa solución piraña para limpiar residuos orgánicos del vidrio y hacerlo más hidrófilo hidroxilando la superficie aumentando así el número de grupos silanol en la superficie. La solución piraña tradicional es una mezcla 3:1 de ácido sulfúrico (H2S04) y 30% de peróxido de hidrógeno (H202) . Se han usado otras relaciones que varían de 1:1 a 7:1.

La solución puede mezclarse antes de la aplicación o aplicarse directamente al vidrio, aplicando el ácido sulfúrico primero, seguido por el peróxido de hidrógeno. El H202 se agrega muy lentamente al H2S04. La solución debería comenzar a burbujear vigorosamente y calentarse debido a una respuesta altamente exotérmica. Debido a la autodescomposición de peróxido de hidrógeno, la solución piraña debería usarse preparada recientemente. 2. Limpieza de vidrio: · Las microesferas de vidrio se colocan y se dejan en la solución sulfocrómica de limpieza durante un período de tiempo de 1,5 horas. Posteriormente, las microesferas de vidrio se enjuagan durante 5min en agua destilada dos veces y posteriormente dos veces en metanol de modo de eliminar el exceso de solución de limpieza. El vidrio se seca por aire.

• El vidrio se coloca y se deja en la solución piraña de limpieza durante un período de tiempo de 10 minutos. Posteriormente, las microesferas de vidrio se enjuagan durante 5min en agua destilada dos veces de modo de eliminar el exceso de solución de limpieza. El vidrio se seca por aire . 3. Preparación de solución de tratamiento de silano (2% de silano en volumen total) : Se mezcla 93,25% vol . de metanol con 3,93% vol . de agua destilada. Se agrega 0,81% vol. de ácido acético para amortiguar la solución a un pH de 4,5-5,5. Se agrega 2% vol . del silano funcional a la solución. 4. Tratamiento de silano: La solución se agita durante 10 min y durante dicho tiempo, los grupos silanol se forman en la solución. El vidrio limpio se introduce a la solución durante aproximadamente 5 min. Luego, el vidrio se enjuaga dos veces en metanol puro y se inserta a horno a 1052C durante 10 min de modo de curar y finalizar el procedimiento para formar la capa de silano.

Ejemplo 3 - Preparación de un implante ejemplar Este ejemplo ilustrativo se refiere a un método de preparación de un implante de acuerdo con al menos algunas realizaciones de la presente invención. A efectos de la descripción solamente y sin desear limitarse, el proceso se refiere a la preparación de un implante de acuerdo con la Figura 5 anterior, que tiene un compartimiento externo con 30% de volumen/volumen de microesferas/gel y un compartimiento interno con 50% de volumen/volumen de microesferas/gel . Las microesferas usadas son las que se describen en el Ejemplo 2 anterior, que experimentaron un tratamiento de superficie como se describió anteriormente. En el procedimiento descrito a continuación, un implante de 390cc en volumen con un lumen posterior de 175cc en volumen y un lumen anterior de 215cc en volumen se indica como un ej emplo .

El implante tiene una pluralidad de cápsulas de silicona estándares que se usan actualmente en la industria del implante de mamas. En este Ejemplo, las cápsulas eran MED-6640 (NuSil Technology) , con una capa de barrera MED-6600 (NuSil Technology) que tiene PDMS derivado de fenilo.

La adhesión entre la cápsula y el parche se proporcionó con MED-4750 (NuSil Technology) ; el parche sella la abertura a la cápsula y en este ejemplo tiene un tabique para permitir el relleno de la cápsula.

El material de relleno era una mezcla de un grado de gel de silicona sin restringir usado en la industria del implante de mamas (MED3-6300 (NuSil Technology)) y microesferas de vidrio huecas especialmente personalizadas, preparadas como se describe en el Ejemplo 2 de microesferas de vidrio de borosilicato huecas recubiertas con n-propiltrimetoxisilano .

Para la preparación de los lúmenes posteriores/anteriores (internos/externos) , se usaron las cantidades siguientes de microesferas y silicona parte A y parte B, como se muestra en las tablas 1 y 2.

Tabla 1: Composición de dispersión, posterior, 175cc Tabla 2: Composición de dispersión, anterior, 215cc El gel de silicona está compuesto de un kit de dos partes en un sistema de dos componente que se retícula solamente tras la mezcla (por ejemplo, una parte tendrá al polímero con funcionalidad hidruro y el otro tendrá al polímero con funcionalidad vinilo) . Las dos partes, A y B, se mezclan en una relación en peso 3:1 respectivamente.

La dispersión de microesferas 50% v/v (posterior) se preparó del siguiente modo. En un vaso de precipitados de 200cc se agregaron los siguientes químicos: 63,66gr de MED3-6300 Parte A. 21,22gr de MED3-6300 Parte B. Todos los componentes se mezclaron mediante agitación magnética exhaustivamente hasta que se obtuvo una solución homogénea. La solución obtenida se sónico durante 4-8 min en un sonicador de baño de modo de aumentar la eficiencia de mezcla, evitar la aglomeración y desgasificar la solución. Durante la sonicación, se mezcló la solución. La solución obtenida se desgasificó usando un recipiente disecador con vacío menor que 0,01bar.

Se secaron 14gr de microesferas en un horno a 150 aC durante 20-30min. Durante la operación de secado, las microesferas se agitaron periódicamente.

Las microesferas secas se agregaron a la solución de silicona inmediatamente luego del secado. El secado de las microesferas inmediatamente antes del uso ayuda a reducir cualquier humedad en la superficie de las microesferas y a permitir que la interfaz microesfera/gel tenga un contacto tan completo como sea posible a lo largo de la superficie de las microesferas. Todos los componentes se mezclaron mediante agitación magnética exhaus ivamente hasta que se obtuvo una solución homogénea.

La solución resultante se sónico de modo de aumentar la eficiencia de mezcla, evitar la aglomeración y desgasificar la solución. Durante la sonicación, se mezcló la solución.

La solución resultante se desgasificó a un vacío menor que 0,01bar.

La dispersión de microesferas 30% v/v (anterior) se preparó de forma similar, excepto que una composición de silicona diferente se usó del siguiente modo, para ajustar para un menor porcentaje de microesferas: • 78,21gr de MED3-6300 Parte A. • 26,07gr de MED3-6300 Parte B. También se usaron solo 10,32gr de microesferas, para obtener el menor porcentaje de microesferas en el material compuesto final.

Cada uno de los materiales compuestos anteriores se rellenó entonces inmediatamente en sus respectivas cápsulas (lúmenes) . El lumen posterior se preparó con una cápsula sellada de 175cc (cápsula y partes de parche) y se rellenó con la dispersión de microesferas 50% v/v usando una jeringa. El exceso de aire en la cápsula luego se eliminó con una jeringa. La sonicacion y desgasificación de la solución en la cápsula rellena se realizó para permitir que se eliminara más aire .

El lumen relleno luego se colocó en un horno y se rotó a lo largo de un eje durante aproximadamente ~2rpm durante el curado a 150 aC durante 5 horas. Para este ejemplo, se usó un pincho para permitir la rotación del lumen unido a la superficie. La demora entre el relleno y el curado se evitó para evitar la separación de fase.

El lumen anterior se preparó de forma similar excepto que se usó una cápsula abierta de 390cc (cápsula sin un parche externo completo, con acceso al interior) . El lumen posterior curado con gel se unió al lumen anterior en el centro de los ejes radiales del lumen anterior en tal modo que ambos lúmenes fueron concéntricos. El lumen anterior se rellenó con la dispersión de microesferas 30% v/v usando una jeringa y el proceso se realizó como se describió para el lumen posterior, incluyendo el curado.

Las cantidades de prueba del gel que contenía 30% y 50% de microesferas se curaron (fuera de la cápsula) y se probaron para módulos de almacenamiento (G' ) como indicación de la cohesión y módulo elástico, a través del rendimiento de un experimento de flujo de corte simple (sinusoidal) dinámico donde se impone una pequeña deformación cíclica sobre la muestra y se mide la respuesta al estrés. Las propiedades viscoelásticas (es decir módulos de almacenamiento (G') y módulo de pérdida (G")) se determinan a través de este tipo de prueba dinámica. El modulo de almacenamiento (G') es indicativo de la resistencia del módulo elástico y, por lo tanto, de la cohesión del gel . La Figura 6 muestra los resultados de dicha prueba, en la cual la línea más baja (diamantes) se relaciona con el gel solamente, sin microesferas ; la línea media (cuadrados) muestra el gel con microesferas de 30%; y la línea superior (triángulos) muestra el gel con microesferas de 50%. Como se sabe, a medida que el porcentaje de microesferas aumenta, el material compuesto de gel/microesfera muestra un módulo de almacenamiento en aumento. Dicha resistencia aumentada aumenta la probabilidad del material compuesto que mantiene su coherencia si ocurre un traumatismo (tal como un golpe físico al material o al tejido que contiene el material) y también significa que la unión gel/microesfera es mayor que la unión gel/gel de tal modo que incluso si el material compuesto se escinde, el tejido circundante será protegido de la exposición a las mismas microesferas .

Si bien la invención se describió con respecto a un número limitado de realizaciones, se debe advertir que las relaciones dimensionales óptimas para las partes de la invención, para incluir variaciones en tamaño, materiales, forma, función y modo de operación, montaje y uso, se consideran fácilmente evidentes y obvias para un experto en la técnica y se pretende que todas las relaciones equivalentes a aquellas ilustradas en los dibujos y descritas en la memoria descriptiva estén comprendidas por la presente invención .

Por lo tanto, lo anterior se considera como ilustrativo solamente de los principios de la invención. Además, dado que numerosas modificaciones y cambios serán evidentes para los expertos en la técnica, la invención no se describe para limitarse a la construcción y el funcionamiento exactos que se muestran y se describen y, por consiguiente, se puede recurrir a todas las modificaciones y equivalentes adecuados que están dentro del alcance de la invención.

Habiendo descrito una realización preferida especifica de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, se apreciará que la presente invención no se limita a dicha realización precisa y que pueden realizarse varios cambios y modificaciones en la misma por parte de un experto en la técnica sin apartarse del alcance o espíritu de la invención definida por las reivindicaciones adjuntas.

Las modificaciones adicionales de la invención también serán evidentes para los expertos en la técnica y se considera que las mismas entran en el espíritu y alcance de la invención según se define en las reivindicaciones adjuntas .

Mientras que la invención se describió con respecto a un número limitado de realizaciones, se apreciará que pueden realizarse muchas variaciones, modificaciones y otras aplicaciones de la invención.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (55)

REIVINDICACIONES

1) Un material compuesto adecuado para el implante al cuerpo humano, que comprende un gel polimérico y una pluralidad de aditivos tratados en superficie, en donde dichos aditivos tratados en superficie comprenden una superficie que tiene un grupo de reticulación reactivo para reticularse a dicho gei, de tal modo que dichos aditivos tratados en superficie se reticulen a dicho gel .

2) El material compuesto de la reivindicación 1, en donde dicho gel polimérico comprende un grupo de reticulación reactivo para reticularse a dichos aditivos y a dicho gel.

3) El material compuesto de la reivindicación 2, en donde dicho gel polimérico comprende un polímero que tiene al menos dos grupos de reticulación reactivos por unidad monomérica de dicho polímero.

4) El material compuesto de la reivindicación 3, en donde dichos aditivos comprenden una pluralidad de perlas sólidas .

5) El material compuesto de la reivindicación 3, en donde dichos aditivos comprenden una pluralidad de lúmenes huecos .

6) El material compuesto de la reivindicación 5, en donde dicha pluralidad de lúmenes comprende un macrolumen.

7) El material compuesto de la reivindicación 6, en donde dicha pluralidad de lúmenes comprende una combinación de al menos un macrolumen y una pluralidad de microlumenes.

8) El material compuesto de la reivindicación 6, en donde dicha pluralidad de lúmenes comprende una pluralidad de macrolúmenes dispuestos en capas.

9) El material compuesto de la reivindicación 5, en donde dichos aditivos comprenden una pluralidad de microlumenes huecos .

10) El material compuesto de la reivindicación 9, en donde dichos microlumenes contienen un gas .

11) El material compuesto de la reivindicación 9, en donde dichos microlumenes contienen al menos un hueco parcial de hasta 0,9 atm.

12) El material compuesto de cualquiera de las reivindicaciones 9-11, en donde dichos microlumenes soportan presiones de más de 300psi (>20 Atm) sin romperse o colapsar.

13) El material compuesto de cualquiera de las reivindicaciones 9-12, en donde dichos microlumenes están construidos de cerámica, plástico, vidrio, PMMA (polimetil metacrilato) , poliacrilonitrilo, polibutadieno, caucho natural o sintético.

14) El material compuesto de la reivindicación 13, en donde si dichos microlumenes no están rígidos entonces el material comprende hasta 90% v/v de microlumenes.

15) El material compuesto de las reivindicaciones 13 o 14, en donde dichos microlumenes tienen un diámetro de 1 micrón a 500 micrones.

16) El material compuesto de la reivindicación 15, en donde dichos microlumenes tienen una pluralidad de diferentes diámetros .

17) El material compuesto de la reivindicación 15, en donde dicha superficie tiene una molécula seleccionada a partir del grupo que consiste en un ácido graso de cadena larga, otra cadena orgánica larga, un cepillo de polímero; poliestirenos , silanos organofuncionales, circonatos y titanatos.

18) El material compuesto de la reivindicación 17, en donde dicho gel polimérico comprende gel de silicona.

19) El material compuesto de la reivindicación 18, en donde dicho gel de silicona comprende PDMS o un derivado del mismo.

20) El material compuesto de cualquiera de las reivindicaciones 1-19, en donde dichos aditivos se dispersan homogéneamente en dicho gel .

21) El material compuesto de cualquiera de las reivindicaciones 1-20, adaptado para enmascarar dichos aditivos a partir de un tejido mediante dicho gel polimérico.

22) Un implante de prótesis, que comprende una cápsula y el material compuesto de cualquiera de las reivindicaciones 1-21.

23) El implante de la reivindicación 22, en donde dicho material compuesto comprende hasta 60% volumen/volumen de microlumenes con respecto a dicho gel polimérico.

24) El implante de la reivindicación 23, que tiene un volumen de 50cc a 1500cc.

25) El implante de la reivindicación 24, en donde dicha cápsula comprende una pluralidad de capas.

26) El implante de cualquiera de las reivindicaciones 22-25, en donde dicha cápsula comprende un elastómero de silicona.

27) El implante de la reivindicación 26, en donde dicha cápsula comprende adicionalmente espuma de poliuretano superpuesta en una superficie externa de la cápsula.

28) El implante de cualquiera de las reivindicaciones 22-27, en donde dicho implante comprende una pluralidad de cápsulas, incluyendo, al menos una cápsula interna y al menos una cápsula externa, en donde al menos una cápsula interna está al menos rodeada parcialmente por la cápsula externa, en donde dicha cápsula externa está rellena con dicho material compuesto que tiene un primer porcentaje de microlumenes y en donde dicha cápsula interna está rellena con dicho material compuesto que tiene un segundo porcentaje de microlumenes, en donde dichos primeros y segundos porcentajes son diferentes.

29) El implante de la reivindicación 28, en donde una relación entre dichos primeros y segundos porcentajes está en un rango de 1:1 a 1:5.

30) El implante de la reivindicación 29, en donde dicho primer porcentaje es 30% volumen/volumen y en donde dicho segundo porcentaje es 50% volumen/volumen.

31) Un método para fabricar un implante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 22-30, que comprende mezclar el gel polimérico y los aditivos, rellenando el gel polimérico y los aditivos en la cápsula y rotando la cápsula durante el curado .

32) El método de la reivindicación 31, en donde el gel polimérico comprende silicona y en donde dicha silicona se prepara a partir de una pluralidad de componentes, comprendiendo el método además mezclar dicha pluralidad de componentes de dicha silicona antes de mezclar en los aditivos .

33) El método de la reivindicación 32, que comprende adicionalmente secar los aditivos antes de mezclar los aditivos en dicha silicona.

34) Un método de tratamiento terapéutico y/o estético que comprende implantar el implante de prótesis de cualquiera de las reivindicaciones 22-30 en un sujeto.

35) El método de la reivindicación 34, que comprende implantar el implante para reemplazar o aumentar una mama, un testículo, un pectoral, un mentón, una mejilla facial, una pantorrilla o una nalga.

36) Un implante de prótesis que comprende una cápsula, un gel polimérico y una pluralidad de microlúmenes huecos, en donde dichos microlúmenes comprenden una superficie, en donde dicha superficie comprende un tratamiento para interactuar con dicho gel polimérico para formar una unión covalente o no covalente, en donde dicho gel polimérico y dichos microlúmenes están contenidos dentro de dicha cápsula.

37) El implante de prótesis de la reivindicación 36, en donde dicho enlace covalente o no covalente aumenta la adhesión de dichos microlúmenes a dicho gel polimérico.

38) El implante de prótesis de la reivindicación 37, en donde dicho tratamiento comprende la unión de una pluralidad de moléculas a dicha superficie.

39) El implante de prótesis de la reivindicación 38, en donde dicha pluralidad de moléculas se selecciona a partir del grupo que consiste en un ácido graso de cadena larga, otra cadena orgánica larga, un cepillo de polímero; poliestirenos , silanos organofuncionales , circonatos, titanatos y una molécula para aumentar las interacciones electrostáticas .

40) El implante de prótesis de la reivindicación 39, en donde dicha pluralidad de moléculas comprende n-propiltrimetoxisilano .

41) El implante de prótesis de cualquiera de las reivindicaciones 37-39, en donde dicho gel polimérico comprende un gel de silicona.

42) El implante de prótesis de la reivindicación 41, en donde dicho gel de silicona comprende PDMS o un derivado del mismo .

43) El implante de prótesis de la reivindicación 42, en donde dicha pluralidad de moléculas comprende n-propiltrimetoxisilano y dicho n-propiltrimetoxisilano y dicho gel de silicona experimentan una reacción de curado catalizado para reticular dicho n-propiltrimetoxisilano a dicho gel de silicona.

44) El implante de prótesis de la reivindicación 37, en donde dicho tratamiento comprende hacer rugosa dicha superficie .

45) El implante de prótesis de las reivindicaciones 36-44, en donde dicho material compuesto comprende hasta 60% volumen/volumen de microlúmenes con respecto a dicho · gel polimérico .

46) El implante de prótesis de la reivindicación 45 que tiene un volumen de 50cc a 1500cc.

47) El implante de prótesis de la reivindicación 46, en donde dicha cápsula comprende una pluralidad de capas.

48) El implante de prótesis de las reivindicaciones 46 o 47, en donde dicha cápsula comprende un elastómero de silicona.

49) El implante de prótesis de la reivindicación 49, en donde dicha cápsula comprende adicionalmente espuma de poliuretano superpuesta en una superficie externa de la cápsula.

50 ) El implante de prótesis de cualquiera de las reivindicaciones 45-49 , en donde dicho implante comprende una pluralidad de cápsulas, incluyendo al menos una cápsula interna y al menos una cápsula externa, en donde dicha cápsula interna está al menos rodeada parcialmente por dicha cápsula externa, en donde dicha cápsula externa está rellena con dicho material compuesto que tiene un primer porcentaje de microlumenes y en donde dicha cápsula interna está rellena con dicho material compuesto que tiene un segundo porcentaje de microlumenes, en donde dichos primeros y segundos porcentajes son diferentes.

51 ) El implante de prótesis de la reivindicación 50 , en donde una relación entre dichos primeros y segundos porcentajes está en un rango de 1 : 1 a 1 : 5 .

52 ) El implante de prótesis de la reivindicación 51 , en donde dicho primer porcentaje es 30% volumen/volumen y en donde dicho segundo porcentaje es 50% volumen/volumen.

53 ) El implante de prótesis de cualquiera de las reivindicaciones 36 - 52 , en donde dichos microlumenes se dispersan homogéneamente dentro de dicho gel .

54 ) El uso de un tratamiento de superficie en una superficie de un microlumen en un gel polimérico para enmascarar dicho microlumen a partir de un tejido biológico, en donde dicho tratamiento de superficie comprende un grupo de reticulación reactivo unido a dicha superficie, en donde dicho grupo de reticulación reactivo forma una unión de reticulación covalente con dicho gel polimérico.

55) El uso de un tratamiento de superficie en una superficie de un microlumen en un gel polimérico para proporcionar un implante más radiolúcido (permeable a los rayos X) , en donde dicho tratamiento de superficie comprende un grupo de reticulación reactivo unido a dicha superficie, en donde dicho grupo de reticulación reactivo forma una unión de reticulación covalente con dicho gel polimérico y en donde dicho uso comprende además preparar un implante con dicho gel/microlumen polimérico reticulado.