WO2015192259A1 - Dispositivo de entrega y embalaje para implantes - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo eléctrico de entrega y embalaje para implantes dentales y/o ortopédicos que tiene como objetivo resolver el envejecimiento biológico de las superficies de implantes de titanio y/o tantalio y/o circonio por medio de luz ultravioleta generada inmediatamente antes de la colocación. El objeto de la presente invención es suministrar luz ultravioleta (fotoactivar) los implantes independiente del tiempo de almacenaje para lo cual el empaque (al vacío y estéril) posee una de batería eléctrica interna que alimenta ledes en 360 grados alrededor de su circunferencia, que proporcionan luz ultravioleta a 254 nm de longitud de onda a toda la superficie del implante consecutivamente antes de la colocación y sin estar expuesto al medio ambiente anteriormente. Posee un activador y una tapa que se abre para exponer el implante. Tiene estrias exteriores que permiten la sujeción, activación y enfriamiento del empaque.

Description

DISPOSITIVO DE ENTREGA Y EMBALAJE PARA IMPLANTES

MEMORIA DESCRIPTIVA

La presente invención se refiere a un dispositivo eléctrico de entrega y embalaje para implantes dentales y/o ortopédicos, que revierte el envejecimiento biológico de los implantes por medio de luz ultravioleta.

ANTECEDENTES

El termino implante describe cualquier aparato, prótesis o sustancia que se coloca en el cuerpo para mejorar alguna de sus funciones, o con fines estéticos; describe un espectro de productos, que tienen diferentes efectos sobre la consolidación ósea. Tradicionalmente se han utilizado una variedad de biomateriales que favorecen la oseointegración aunque ésta se trata de incrementar y acelerar, no solo variando su tipo y composición sino también modificando su morfología, su recubrimiento o tratamiento de superficie.

La osteointegración o integración de hueso-implante está probada como válida con metales como el titanio, tantalio y el circonio, estos implantes (cualquier aparato, prótesis o sustancia que se coloca en el cuerpo para mejorar alguna de sus funciones, o con fines estéticos) se utilizan habitualmente para tratamientos reconstructivos en los campos dentales y ortopédicos. En esta línea de investigación se ha trabajado en el desarrollo de superficies que sean lo más atractivas para el tejido óseo y se tienen muchas técnicas aditivas y sustractivas que se han introducido para alterar la topografía de la superficie de los implantes, como oxidación, chorreo de arena, grabado ácido, o combinaciones de estas técnicas; que tienen como objetivo lograr una osteogénesis superior alrededor de los implantes.

En los metales, debido a su conformación atómica, la superficie presenta unas propiedades diferentes a las del interior del material. Una superficie metálica, está i normalmente cubierta de una película de óxido; y ésta a su vez está cubierta por una capa de grupos hidroxilo.

La modificación de superficie es un proceso mediante el cual se cambia la composición de la superficie del material, su microestructura y morfología, manteniendo las propiedades mecánicas intactas. La modificación de superficie es muy importante en los biomateriales y la fotoactivación es un mecanismo actualmente probado.

Hoy en día, es bien sabido que las superficies titanio y circonio con microrugosidades, es decir, superficies con distintas configuraciones topográficas en el nivel de mieras de resolución, aumenta la fuerza de la integración de hueso- implante y el porcentaje de contacto hueso-implante.

Sin embargo, a pesar del éxito en la mejora de superficie del implante y protocolos clínicos relacionados, varios temas directamente relacionados con la capacidad biológica de titanio y el circonio siguen sin resolverse. Para los implantes, el prolongado tiempo de curación necesario antes de fabricar una restauración definitiva ha sido un reto para reducir la morbilidad del paciente.

Biológicamente, queda la pregunta sin respuesta de por qué el tejido óseo no se forma completamente alrededor la superficie del implante. La zona de implante eventualmente cubierta por hueso (es decir, se ha mantenido el porcentaje de contacto hueso-implante) aproximadamente 45% ±16 o 50 a 65%. Muchos implantes fallan debido a un establecimiento incompleto, o temprano / finalmente por cambios destructivos en la interface hueso-implante. La explicación hipotética ha sido una oferta limitada de células madre para tal generación de hueso incompleta. Pero existe un hecho que actualmente está probado y es que las propiedades biológicas de las superficies de los implantes no permanecen estables en el tiempo, informes recientes han demostrado que las superficies de titanio y circonio se someten a un cambio progresivo en sus características biológicas con el tiempo, resultando en una disminución significativa en la capacidad de osteointegración. Al comparar las superficies de titanio recién preparadas, con superficies de titanio de 4 semanas de antigüedad (es decir, almacenadas en su empaque original durante 4 semanas después del tratamiento de superficie) requieren el doble de tiempo de curación para lograr una resistencia similar de osteointegración. El porcentaje de contacto hueso implante de las superficies de 4 semanas de antigüedad fue inferior al 60%, en comparación con más del 90 % para las nuevas superficies. La fotofuncionalización (tratamiento con luz ultravioleta) elimina los hidrocarburos inevitablemente contaminados de la superficie del implante almacenado, causando una aceleración cuádruple en el proceso de oseointegración y resulta en casi 100% de contacto hueso-implante. Los estudios indican que el tratamiento con luz ultravioleta invierte la degradación biológica del titanio y del circonio dependiente del tiempo e incluso mejora la superficie más allá de su potencial innato.

Con espectroscopia Rayos x de Fotoelectrones revela significativamente mayores niveles de oxígeno que contienen hidrocarburos en las superficies antiguas de titanio que en las superficies recién preparadas. De hecho, continuó el porcentaje atómico de carbono aumentando de 16% a 62%, como las superficies antiguas de titanio. A la inversa, tratamiento con luz ultravioleta de superficies antiguas de titanio redujo significativamente, el porcentaje atómico de carbono mientras una idéntica topografía de la superficie de los sustratos fue mantenida. Similar al titanio, los resultados mostraron que el tratamiento con luz ultravioleta convirtió la circona maquinada de una superficie de hidrofóbica (se ponen en contacto con el ángulo, 100.1 grados) a hidrofílica (se ponen en contacto con el ángulo, 20.8 grados) y reducido el porcentaje atómico de carbón superficial. Las conclusiones indicaron que la degradación fotocatalítica y fotoquímica y el retiro de hidrocarbonos de la superficie de la circona por el tratamiento con luz ultravioleta son similares a los vistos en superficies del titanio. Las investigaciones indican que la edad de titanio, es decir, el tiempo de almacenamiento después de la transformación de su superficie, reduce sustancialmente la capacidad de adsorción de proteínas, la quimiotaxis como la atracción remota y la capacidad de adhesión de osteoblastos, y otros parámetros de bioactividad relevante para funciones osteoblásticas. Es bien sabido que la capacidad de adsorción de la proteína es un componente crítico en la determinación de los niveles de biocompatibilidad y bioactividad de materiales implantables y otros biomateriales. La migración y la fijación de los osteoblastos en las nuevas superficies de titanio eran de dos a cuatro veces mayores que las de las superficies de 4 semanas de antigüedad. En observaciones histológicas se revelo un gran contraste entre los implantes recién preparados y los implantes de 4 semanas de antigüedad, grabados con ácido. La formación ósea en la semana 2 estaba contigua y extensa alrededor de los implantes nuevos, pero fue localizado y fragmentado alrededor de los implantes de 4 semanas de antigüedad, dejando una gran área cubierta por tejido blando. Por la semana 4 de la cicatrización, el hueso se había formado casi en su totalidad alrededor de los implantes nuevos, que muestra una clara distinción frente a los implantes de 4 semanas de antigüedad, una parte significativa de los cuales estaban cubiertos por tejido fibroso. En la semana 4 de la cicatrización, el contacto hueso-implante estaba por encima de 90% para los implantes recién preparados, en comparación con menos del 60% de los implantes de 4 semanas de antigüedad.

Como los investigadores descubrieron que la capacidad biológica de superficies de titanio se degrada con el tiempo, junto con los cambios en las propiedades fisicoquímicas y que el tratamiento con luz ultravioleta de tales superficies invierte sus cambios fisicoquímicos asociados a la antigüedad, se consideró importante investigar si el tratamiento con luz ultravioleta restauraría la bioactividad perdida. El comportamiento de los osteoblastos y la función se examinaron en las superficies de titanio nuevas, viejas y tratadas con luz ultravioleta con diferentes topografías (mecanizado, grabado ácido, con chorro de arena). Los resultados mostraron que el tratamiento con luz ultravioleta del titanio fue capaz de revertir los efectos biológicos adversos del titanio envejecido. A las cuatro semanas de antigüedad, las superficies de titanio mostraron sólo 20% a 45% de la adsorción de albúmina de las superficies recién preparadas con las diferentes topografías superficiales. El tratamiento con luz ultravioleta de las superficies de titanio de 4 semanas de antigüedad aumentó la tasa de adsorción de albúmina al nivel equivalente o un nivel aún más alto que las nuevas superficies. De manera similar, la adhesión celular a las superficies de titanio de 4 semanas de antigüedad, fue menos de la mitad de la observada para las nuevas superficies, mientras que más células unidas a las superficies tratadas con luz ultravioleta con 4 semanas de antigüedad, que a las superficies nuevas. Estas capacidades biológicas UV-mejoradas se asociaron con la regenerada hidrofilicidad y niveles reducidos de hidrocarburos de las superficies. Así, esta alteración de la superficie mediada por luz ultravioleta parece haber causado un rejuvenecimiento como reactivación de superficies de titanio antiguo. Las investigaciones sugieren que el tratamiento con luz ultravioleta para la mejora de la bioactividad no se limita al titanio y puede ser aplicable a otros materiales representativos implantables como el zirconio.

La eficacia de la fotofunctionalización con luz ultravioleta se ha demostrado en células humanas, además de diversos modelos in vitro y en in vivo. Este descubrimiento ofrece con este dispositivo eléctrico de entrega y embalaje aplicaciones inmediatas y extensas en terapias de implantes diferentes debido a su simplicidad, alta eficacia y bajo costo. El impacto potencial de la luz ultravioleta en los empaques de implantes mediada por la recuperación de la bioactividad de superficies de titanio o circonio antiguo se encuentra en mejoras significativas en el proceso de la osteointegración y su capacidad de contrarrestar diversas condiciones desfavorables locales en vivo que hasta hoy en día no tenían solución. Este dispositivo eléctrico de entrega y embalaje también puede ser utilizado en otros aparatos o sustancias o prótesis que se necesiten en invariables situaciones clínicas. La radiación UVC no penetra generalmente sustancias sólidas, ni cristales de ventana (silicato de boro, durano) ni plásticos transparentes (acrílico, poliestirol, etc.). Por lo tanto es empaque es muy seguro a la manipulación humana.

Como las longitudes de onda visibles de la luz, la radiación UVC avanza en dirección rectilínea y disminuye considerablemente en intensidad al alejarse de la fuente. Cuanto más lejos se encuentre el implante de la fuente luz ultravioleta, más inocua será la radiación, por lo que el implante debe estar lo más cerca posible a los ledes.

Los implantes dentales y ortopédicos son vendidos como productos sanitarios almacenables estériles. Estos productos se almacenan inevitablemente durante su inventario y distribución, así como durante el almacenamiento antes de su uso. La antigüedad que esos materiales experimentan afecta su capacidad de proporcionar una correcta y eficiente oseointegración. A partir de las 4 semanas de almacenamiento las superficies se ven inevitablemente contaminadas por hidrocarburos que disminuyen la migración, proliferación de osteoblastos y otra serie de proteínas; lo cual es revertido por la luz ultravioleta en su superficie y proporciona una superficie como nueva y aun con mejor hidrofilicidad. Esto es aportado por la invención inmediatamente antes de su uso.

DESCRIPCIÓN

El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje para implantes dentales y ortopédicos, tiene como objeto revertir el envejecimiento biológico de las superficies de titanio y circonio de los implantes, para lograr una superficie sin los hidrocarburos inevitablemente contaminados de la superficie del implante almacenado en los empaques convencionales, por medio de ledes que emiten luz ultravioleta con una longitud de 254 nm 360 grados alrededor de los implantes, que se activan determinado tiempo inmediatamente antes de su instalación. Además, el objeto de esta invención es generar un dispositivo eléctrico de entrega y embalaje al vacío (con la extracción del aire dentro) después del empaque del implante dental u ortopédico que posibilite una fotoactivación de la superficie independiente de su tiempo de almacenaje.

Asimismo, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo eléctrico de entrega y embalaje que permita resolver el envejecimiento biológico de las superficies de implantes de titanio o circonio, con un producto comercialmente disponible para todo tipo de implantes y ser ofrecido a una amplia elección de consumidores y a un bajo costo.

Con el fin de conseguir los objetivos mencionados anteriormente, el dispositivo eléctrico de entrega y embalaje incluye un cuerpo que proporciona una habitáculo donde se recibe el implante; una tapa combinada con el cuerpo para abrir selectivamente el habitáculo donde está el implante; un sistema de ledes que proporcionan luz ultravioleta 360 grados alrededor de toda la superficie del implante, y una sección donde se localiza la fuente de poder en la parte inferior y suministra energía a los ledes determinado tiempo, además posee una válvula donde se puede logar generar un vacío al interior del empaque después de introducir el implante.

El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje posee una serie de estrías exteriores que permiten la sujeción (ambiente quirúrgico húmedo), activación del empaque y enfriamiento del empaque; que posibilita incorporar un material translúcido o del color distintivo de los diferentes tipos de implantes que además se pueda reconocer el momento en que se esté realizando el proceso de la fotoactivación.

El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje para implantes dentales y ortopédicos según la realización de la presente invención tiene los siguientes efectos.

En primer lugar, en la presente invención, existe la ventaja de resolver el envejecimiento biológico de las superficies de implantes de titanio o circonio mediante un proceso simple irradiación directa en los 360 grados de luz ultravioleta sobre todas superficie del implante, lo cual se realiza independientemente del tiempo de almacenaje, porque la fotoactivación se realiza inmediatamente antes del procedimiento de instalación, sin tener exposición previa al medio ambiente.

En segundo lugar, la presente invención tiene un efecto que elimina hidrocarburos en la superficies de los implantes haciéndolos más hidrofilicos, lo cual acelera y mejora la oseointegración.

En tercer lugar, la presente invención tiene la ventaja de que permite un producto comercialmente disponible para todo tipo de implantes dentales y ortopédicos, ofrece una amplia elección de consumidores y a un bajo costo.

En cuarto lugar, el dispositivo eléctrico de entrega y embalaje proporciona un método que garantiza la esterilización, facilita la manipulación (sin contaminantes en traslados) y fotoactivación necesaria en un tiempo corto antes de la instalación del implante, sin tener una exposición al medio ambiente previa.

En quinto lugar, la presente invención posee una válvula que proporciona un selle al vacío del contenedor que evita la contaminación con hidrocarburos y la efectiva radiación con luz ultravioleta en las superficies.

En sexto lugar, la presente invención no necesita conectarse a la corriente alterna, ya que posee su propio sistema de poder eléctrico.

En séptimo lugar, la presente invención proporciona una serie de estrías externas de fácil identificación y de cómoda sujeción y enfriamiento en las condiciones clínicas de humedad que se manejan en cirugías. Estas podrían ser modificadas si los técnicos expertos consideran un mejor diseño.

En octavo lugar, la presente invención puede revertir el envejecimiento biológico de cualquier tipo de implante de titanio, tantalio o circonio, dental u ortopédico, sin importar sus dimensiones, porque se podría proporcionar irradiación con luz ultravioleta por medio de los ledes a lo largo de toda la superficie solamente anexando los ledes que se requieran para cada caso en particular. En noveno lugar, el dispositivo eléctrico de entrega y embalaje posee un elemento de activación que permite iniciar el proceso de irradiación de luz en un tiempo determinado.

Descripción de los dibujos Para una mejor explicación del invento, se hará una descripción de una realización preferente, en relación a las figuras, en donde:

La Fig. 1 muestra una vista en corte axial del diseño de la invención.

La Fig. 2 ilustra el mismo elemento de la Fig. 1, en una vista lateral de su parte externa, con las divisiones del compartimiento de la tapa y la batería.

La Fig. 3 es una vista en sección de corte en relación con el implante y los ledes.

La Fig. 4 es una vista de extremo inferior del empaque del implante en donde se muestra la válvula para selle al vacío.

La Fig. 5 es una vista en sección de corte en relación la batería del empaque. La Fig. 6 es una vista de extremo superior del empaque del implante.

La Fig. 7 es una vista en sección transversal de un empaque para implantes, de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención para implantes dentales u ortopédicos más pequeños, con un solo LED.

La Fig. 8 ilustra el mismo elemento de la Fig. 7, con la tapa abierta para mostrar el acceso al implante por medio de una bisagra.

La Fig. 9 ilustra el mismo elemento de la Fig. 7, en una vista lateral de su parte externa, con las divisiones del compartimiento de la tapa y la batería.

Las gráficas de referencia corresponden a distintas partes del dispositivo eléctrico de entrega y embalaje. Aunque los dibujos representan las formas de realización de la presente invención, los dibujos no están necesariamente a escala y ciertas características pueden ser exageradas con el fin de ilustrar y explicar mejor la presente invención. Pueden existir variaciones en el dispositivo dependiendo de la forma y configuración del implante que almacenen. Las ejemplificaciones que se exponen en este documento ilustran formas de realización de la invención, en una forma, y tales representaciones no beben interpretarse como limitantes del alcance de la invención de ninguna manera, pudiéndose adaptar a la forma requerida del implante a usar.

Descripción detallada de la invención

Los diagramas descritos a continuación no pretenden ser exhaustivos o limitantes de las formas precisas de la invención. Más bien, los diagramas se eligen y se describen para que otros expertos en la materia puedan utilizar sus enseñanzas.

Haciendo referencia a las figuras. 1-8, el dispositivo eléctrico de entrega y embalaje para implantes incluye un compartimento donde se instalara y sujetara el implante (1) y una organización de ledes (2) alrededor de los costados del implante ubicados en 360 grados de su superficie, dependiendo del tamaño del implante a irradiar con luz ultravioleta. El dispositivo posee una batería eléctrica o pila (3) que provee energía a los ledes (2) por el tiempo que se requiera la irradiación ultravioleta. Existe una abertura (5) entre el habitáculo que contiene la batería eléctrica 3 y el sitio donde se instala el implante que proporciona la extracción de cualquier tipo de gas que se encuentre en dicha cámara por medio de una válvula (6) localizada en el extremo inferior del empaque. La parte donde se aloja la batería eléctrica esta separa del cuerpo del dispositivo por un límite (11) que permite girar la parte inferior para activar el sistema. Posee una tapa (7) que permite el cierre hermético a gas o fluidos y el acceso al implante después de realizar la irradiación con la luz ultravioleta, todo esto posible por medio de una bisagra (10). En su parte externa el empaque posee una serie de estrías (8) que proporciona un contorno ventajosamente más fácil de agarrar y además aporta al empaque una red de canales de aire que suministra un mejor manejo del calor.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo eléctrico de entrega y embalaje para implantes dentales y ortopédicos, de cualquier forma, tamaño o composición, que revierte el envejecimiento biológico de los implantes por medio de luz ultravioleta CARACTERIZADO por estar provisto de una batería interna o sistema de alimentación eléctrica que suministre energía eléctrica a ledes o cualquier elemento de iluminación; ubicados a una distancia mínima, alrededor de los costados del implante y dispuestos en 360 grados alrededor de su superficie, que emitan luz ultravioleta a una longitud de onda entre 150 um a 300 um, preferentemente de 254 nm., a la superficie de los implantes de titanio y/o tantalio y/o circonio y/o cualquier tipo de aparato, prótesis o sustancia que se coloque en el cuerpo para mejorar alguna de sus funciones, o con fines estéticos; sin antes ser expuesto al medio ambiente e inmediatamente antes de su colocación.

2. El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque posee un mecanismo de activación que inicia el proceso de fotoactivación de los implantes con un tiempo determinado que puede ir de 1 minuto a 20 minutos, antes de exponer el implante a la situación clínica de instalación

3. El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque posee una tapa en la parte superior que permite exponer el implante a la superficie y su posterior empalme con los elementos de sujeción para ser utilizado en clínica.

4. El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque contiene ledes o cualquier elemento de iluminación que emita luz ultravioleta, que rodean la superficie del implante en 360 grados.

5. El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje según la reivindicación 1, CARACTERIZADO por no tener ningún elemento entre los ledes o cualquier-elemento de iluminación que emita luz ultravioleta y el implante.

6. El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque posee una válvula que permite dejar el empaque al vacío (sin ningún tipo de gas en su interior) después del establecimiento del implante en su interior y quedando impermeable a gases o líquidos.

7. El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje según la reivindicación 1, CARACTERIZADO por poseer un habitáculo que soporta el implante en su posición de manera que pueda ser expuesto a la luz.

8. El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque tiene un elemento traslucido o de color que permite determinar cuándo se está efectuando el proceso de fotoactivación en tiempo real.

9. El dispositivo eléctrico de entrega y embalaje según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque posee una conformación en estrías que facilita el enfriamiento, permite una mejor sujeción y la no percepción de cambios de temperatura en su superficie.

10. E1 dispositivo eléctrico de entrega y embalaje según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque además puede ser utilizado para cualquier aparato, prótesis o sustancia que se coloca en el cuerpo para mejorar alguna de sus funciones, o con fines estéticos.