ES2338694T3 - Composiciones de vidrio bioactivo. - Google Patents
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Abstract
Una composición de vidrio bioactivo que comprende SiO2, Na2O, K2O, CaO, y P2O5, caracterizada por la siguiente composición: **(Ver fórmula)**
Description
Composiciones de vidrio bioactivo.
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La presente invención se refiere a una
composición de vidrio bioactivo que comprende SiO_{2}, Na_{2}O,
K_{2}O, CaO, y P_{2}O_{5}.
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En esta descripción, un material bioactivo se
refiere a un material diseñado para inducir actividad biológica
específica en un tejido corporal. Vidrio bioactivo se refiere a
cualquier vidrio que muestra características de bioactividad. El
vidrio bioactivo es un sólido amorfo que no es intrínsecamente
adhesivo y que es capaz de formar una unión cohesiva tanto con
tejido duro como con tejido blando cuando se expone a entornos in
vivo e in vitro apropiados, tales como fluidos
corporales estimulados o tampones de
tris-hidroximetilaminometano. Una unión cohesiva se
consigue desarrollando una capa superficial de hidroxicarbonato de
apatita sobre el vidrio bioactivo mediante la liberación de
especies iónicas del conjunto de material de biovidrio.
Se han descubierto muchas aplicaciones para
vidrios bioactivos en el campo de tratamientos quirúrgicos y
ortopédicos, así como en cirugía dental.
Se han presentado diversas composiciones de
vidrio bioactivo en la bibliografía y en patentes. Se han descrito
composiciones de vidrio bioactivo, por ejemplo, en la Patente
Europea 1 405 647 y en la Solicitud de Patente Europea 1 655 042,
así como en las Solicitudes Internacionales WO 96/21628, WO
91/17777, y WO 91/12032.
Sin embargo, las composiciones de vidrio
bioactivo conocidas tienen una desventaja común, dado que son
inherentemente difíciles de controlar mientras se procesan en
productos, especialmente cuando se procesan en fibras en un proceso
de hilatura por fusión. Dicha controlabilidad problemática
significa, por ejemplo, que los diámetros de las fibras fluctúan
considerablemente, se forman cristalitos en el vidrio, lo que
conduce a la falta de homogeneidad de las fibras o la
desvitrificación del vidrio, lo que reduce el rendimiento de un
proceso de fabricación de fibras. La fluctuación del diámetro de la
fibra y la falta de homogeneidad de las fibras tienen una
influencia negativa sobre otros procesos en los que deben fijarse
los parámetros del equipo y del procesamiento, al menos
parcialmente en base al diámetro de las fibras procesadas. Dichos
procesos y parámetros incluyen una temperatura de sinterización en
procesos de sinterización. La fluctuación del diámetro de la fibra
también afecta, por ejemplo, a la calidad del producto final,
puesto que las fibras más finas se comportan de diferente manera a
las fibras más gruesas. La fabricación de partículas esféricas y
recubrimientos también se ve afectada por el comportamiento
fluctuante o no homogéneo en sus procesos de fabricación.
Además de las dimensiones físicas de las fibras
u otros productos, también son difíciles de controlar algunas
características químicas. Por ejemplo, puede producirse variación de
la concentración de óxidos local, lo que también afecta al perfil
de degradación del material y al perfil de liberación iónica.
Además, algunos procesos relacionados con la
fabricación, por ejemplo, limpieza de crisoles y tamizado de
fibras, son difíciles y requieren mucho tiempo para su
realización.
Otra desventaja de las composiciones de vidrio
bioactivo conocidas es que su rendimiento en procesos de hilatura
por fusión es bastante bajo.
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Un objeto de la presente invención es
proporcionar nuevas composiciones de vidrio bioactivo para paliar
las anteriores desventajas.
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Las composiciones de vidrio bioactivo de la
invención se caracterizan por la siguiente composición:
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Se sabe que B_{2}O_{3} y P_{2}O_{5} son
formadores de redes de vidrio como SiO_{2}. P_{2}O_{5} tiene
un efecto adverso con respecto a un intervalo de temperatura de
trabajo del material vítreo, puesto que aumenta la cristalización,
pero tiene un efecto positivo sobre la bioactividad del vidrio
bioactivo resultante. Se ha demostrado que B_{2}O_{3} aumenta
la propiedades de osteointegración del material de vidrio bioactivo
final, y se descubrió que éste podía usarse para compensar el efecto
negativo de P_{2}O_{5} sobre los procesos de fabricación. En
particular, se descubrió que, seleccionando la proporción mencionada
anteriormente de B_{2}O_{3}/P_{2}O_{5}, los efectos
beneficiosos de ambos óxidos sobre las propiedades del material se
maximizan.
La invención se basa en el hecho sorprendente,
descubierto por los inventores, de que los vidrios con el intervalo
de composición reivindicado poseen un rendimiento sorprendentemente
bueno en procesos de fabricación en comparación con vidrios que
están fuera de este intervalo.
Una ventaja de la invención es que se consigue
un proceso de fabricación más controlable, especialmente en la
fabricación de fibras de vidrio bioactivo. Esto significa que el
vidrio es más fácil de fabricar y, en particular, la homogeneidad
del vidrio es mayor, lo que significa, por ejemplo, un mayor
rendimiento de fabricación de fibras y mejores propiedades de la
fibra. Otra ventaja de la presente invención es que el vidrio puede
tratarse con calor repetidamente sin que el vidrio cristalice o
cambie sus propiedades superficiales o del conjunto del vidrio. Una
ventaja adicional de la presente invención es que mejora el
rendimiento cuando se fabrican las fibras. También se observó que
es más fácil limpiar un crisol cuando se han usado vidrios que
tienen un intervalo de composición especificado.
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A continuación, la invención se describirá con
más detalle en referencia a los dibujos adjuntos, en los que
La figura 1 representa espectros Raman de una
composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la invención, y
La figura 2 representa espectros Raman de una
composición de vidrio bioactivo de la técnica anterior.
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Las composiciones de vidrio bioactivo de la
invención tienen el siguiente intervalo de composición:
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Debe observarse que, en adelante, el vidrio
bioactivo se denomina "vidrio".
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Se fabricaron quince lotes de vidrio bioactivo
con cinco composiciones diferentes (tres lotes con cada
composición). Las composiciones se dan como composiciones de
partida teóricas calculadas. Las materias primas usadas para los
vidrios bioactivos fabricados eran Na_{2}CO_{3},
K_{2}CO_{3}, MgO, TiO_{2}, B_{2}O_{3}, CaCO_{3},
CaHPO_{4} \cdot 2H_{2}O así como SiO_{2} de calidad
analítica. Las materias primas se pesaron y se mezclaron en un
recipiente de plástico y a continuación se fundieron en un crisol de
platino durante tres horas a 1360ºC. Para obtener vidrio homogéneo,
el vidrio formado se rompió por compresión a continuación en
pedazos de aproximadamente 1 cm^{3} y se recalentó durante 3 horas
a 1360ºC. Con este método, se obtuvieron bloques de vidrio sólidos
con masas de aproximadamente 230 g. Se usó el mismo método de
fabricación para fabricar los cinco tipos de vidrios bioactivos, A,
B, C, D y E. La Tabla 1 muestra las composiciones de los vidrios
bioactivos formados.
Pueden usarse otros procesos o equipo
cualesquiera conocidos para fabricar composiciones de la invención.
Los ciclos térmicos de los procesos pueden optimizarse para cada
vidrio. Debe observarse que no es necesario romper y recalentar el
vidrio. También es posible usar materias primas diferentes de las
descritas anteriormente. Por ejemplo, puede usarse CaO en lugar de
CaCO_{3}.
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El vidrio B tiene una composición de acuerdo con
la invención, mientras que los vidrios A, C, D y E están fuera de
los intervalos de la composición de la invención. Todos los lotes de
vidrio de las composiciones A, B, C y D formaron un bloque de
vidrio diáfano, transparente sin signos de cristalinidad en él. En
los bloques de vidrio fabricados con la receta E, podían observarse
cristalitos en el bloque de vidrio formado, y el vidrio E se
desechó para procesos y análisis adicionales.
Se fabricaron fibras a partir de cada uno de los
bloques de vidrio fabricados, de la siguiente manera. El bloque de
vidrio se colocó en primer lugar en un crisol de platino, que tenía
7 orificios con un diámetro de 3,8 mm en la parte inferior del
crisol. El crisol se colocó a continuación en el horno
(LINDBERG/BLUE CF56622C, de LINDBERG/BLUE, NC, Estados Unidos), que
tenía una abertura en la parte inferior. Para cada composición de
fibra, se había descubierto una temperatura óptima para la hilatura
de fibras antes de este experimento realizando ensayos de hilatura
de fibras usando diferentes temperaturas. Sobre la base de estos
ensayos piloto, se descubrió que las temperaturas óptimas para la
hilatura de fibras eran las siguientes: 930ºC para el vidrio A,
810ºC para el vidrio B, 820ºC para el vidrio C y 900ºC para el
vidrio D.
Cuanto más baja sea la temperatura óptima, mejor
es para la fabricación de las fibras, puesto que, entonces, las
fibras entran en contacto con los rodillos a una temperatura más
baja, reduciendo de este modo la posibilidad de que el material de
recubrimiento de los rodillos resulte dañado y de que las fibras se
queden pegadas al recubrimiento de modo que comiencen a moverse
alrededor de los rodillos, en cuyo caso un operador no puede
recogerlas.
A la temperatura óptima, el vidrio se fundía y
comenzaba a discurrir desde los orificios y las fibras formadas se
extraían a continuación con un rodillo de hilatura. Controlando la
velocidad del rodillo, era posible controlar el diámetro de las
fibras. La velocidad de los rodillos de hilatura se ajustó de modo
que se obtenía un diámetro de fibra de 0,75 mm.
La hilatura de fibras se realizaba mientras las
fibras se extraían con éxito. Las fibras de vidrio obtenidas se
cortaron adicionalmente a una longitud de 3\pm2 mm en el proceso
de hilatura de fibras usando una cuchilla.
Una vez fabricadas las fibras, se midió el
rendimiento del proceso de cada lote fabricado. Esto se realizó
pesando la masa de fibras obtenida y dividiendo la masa por la masa
del bloque de vidrio usada inicialmente. El rendimiento de los
vidrios se muestra en la Tabla 2.
Está claro que el vidrio B, es decir la
composición de vidrio de acuerdo con la invención, tiene un
rendimiento notablemente mejorado en comparación con las otras
composiciones de vidrio.
Las fibras de vidrio fabricadas se evaluaron
adicionalmente en un microscopio óptico (Smartscope flash, Optical
Gauging Products Inc.) para analizar la distribución del diámetro de
fibra de las fibras. De cada lote de fibras de vidrio, se midieron
los diámetros de 200 fibras seleccionadas aleatoriamente. Sobre la
base de las mediciones, se obtuvieron curvas de distribución del
diámetro de las fibras para cada una de las composiciones de
vidrio. La Tabla 3 muestra los resultados del análisis para cada una
de las cuatro composiciones de vidrio.
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Como puede observarse en la Tabla 3,
aproximadamente el 80% de las fibras de la composición de vidrio de
la invención, es decir el vidrio B, tienen un diámetro en el
intervalo de 73 a 77 \mum. Entretanto, las fibras de los vidrios
A, C y D tienen distribuciones en las que aproximadamente el 80% de
los diámetros de las fibras se extienden en un intervalo mucho más
amplio de 70 a 80 \mum. Ésta es una discrepancia significativa en
la distribución del diámetro de las fibras, lo que significa que la
controlabilidad del proceso de fabricación de fibras es mucho mejor
cuando se usan composiciones de vidrio de la invención, en lugar de
composiciones de vidrio conocidas.
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En primer lugar se fabricaron fibras de vidrio a
partir de los vidrios A y B como se describe en los Ejemplos 1 y 2.
Para formar un armazón poroso sólido a partir de las fibras de
vidrio fabricadas, pueden usarse diversos métodos de sinterización.
Para descubrir la temperatura óptima de sinterización para cada
composición de vidrio, se realizó el siguiente estudio.
Aproximadamente 2 gramos de las fibras cortadas de una composición
de vidrio se colocaron aleatoriamente como un grupo sobre una placa
cerámica. A continuación, la placa, junto con el grupo, se colocó
en un horno calentado, para calentarla durante 45 minutos.
La temperatura del horno se modificaba para
encontrar el intervalo de temperatura óptimo para cada composición
de vidrio. En el intervalo de temperatura óptimo, las fibras de
vidrio se sinterizaban juntas ligeramente y formaban un armazón
poroso. Un armazón es un dispositivo estructural poroso que permite
que los tejidos vivos crezcan sobre él. Un armazón puede formar,
por ejemplo, una base que sirve como guía para el crecimiento
tisular. El armazón tiene cierta porosidad. La porosidad se refiere
al porcentaje de volumen de aire en el armazón tridimensional. Si
la temperatura era demasiado baja, las fibras permanecían
individualizadas y no se sinterizaban juntas. Cuando la temperatura
era demasiado alta, las fibras se fundían completamente y perdían
su forma fibrosa, y se formaba una gota de vidrio sólido.
Idealmente, las fibras de vidrio cortadas forman una red o armazón
poroso en el que las fibras de vidrio individuales conservan su
forma fibrosa pero forman una unión sólida en puntos en los que las
fibras individuales entran en contacto unas con otras. La Tabla 4
muestra el intervalo de temperatura ideal para los vidrios.
Como puede observarse en la Tabla 4, el
intervalo de temperatura para el vidrio B es el más bajo. Esto
significa temperaturas de sinterización más bajas y, por lo tanto,
menor consumo de energía en el calentamiento. Un tiempo de
calentamiento de 45 minutos puede ser un tiempo preferible para la
sinterización cuando se usan placas o moldes de cerámica. En su
lugar, si se usan placas o moldes de titanio, el tiempo puede
reducirse hasta menos de 20 minutos. Esto se debe a la mejor
conductividad térmica del titanio.
Las temperaturas de sinterización de la presente
invención para fibras de vidrio pueden variar desde aproximadamente
500ºC hasta aproximadamente 700ºC, preferentemente desde
aproximadamente 550ºC hasta aproximadamente 650ºC, y lo más
preferentemente desde aproximadamente 590ºC hasta aproximadamente
620ºC.
Debe observarse que las fibras cortadas tienen
preferentemente una longitud de aproximadamente 0,5 mm a
aproximadamente 10 mm, y más preferentemente la longitud de las
fibras es de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 5 mm. Controlar
la longitud de las fibras es una manera de ajustar el tamaño de los
poros del armazón sinterizado a un nivel deseado.
Pueden usarse formas sinterizadas de vidrios,
por ejemplo, como rellenos óseos o rellenos de tejidos blandos.
También es posible sinterizar gránulos aplastados o esféricos o
alguna otra forma de vidrio en forma de un armazón poroso.
Las fibras tienen habitualmente un diámetro de
aproximadamente 0,010 a aproximadamente 1,0 mm, y preferentemente
tienen un diámetro de aproximadamente 0,030 a aproximadamente 0,300
mm. Alterando el diámetro de las fibras, puede controlarse la
velocidad de disolución. Pueden usarse temperaturas de sinterización
más bajas para fibras con un diámetro más pequeño y la porosidad
del armazón puede ajustarse a la medida. Alterado los parámetros de
procesamiento, las propiedades del armazón pueden ajustarse a un
nivel deseado y, por ejemplo, puede prepararse un armazón al que se
le puede dar forma fácilmente, por ejemplo con un cuchillo.
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Se fabricaron armazones de vidrio a partir de
composiciones de vidrio B y C como se describe en los Ejemplos 1 y
2. Los armazones fabricados a partir de vidrio B se sinterizaron a
610ºC durante 45 minutos y los armazones fabricados a partir de
vidrio C a 620ºC durante 45 minutos. Los armazones obtenidos se
analizaron adicionalmente con espectroscopía Raman (Renishaw) para
analizar la formación cristalina en los vidrios.
Como puede observarse en los gráficos de
espectroscopía Raman mostrados en las figuras 1 (vidrio B) y 2
(vidrio C), el vidrio B sigue siendo amorfo durante los procesos de
hilatura de fibras y sinterización. En los armazones fabricados a
partir de vidrio C, el vidrio es inicialmente amorfo después de la
formación del vidrio, pero después de las etapas de fabricación de
fibras y sinterización, pueden observarse picos claros que indican
fases cristalinas en la estructura.
En otras palabras, el vidrio B puede tratarse
con calor repetidamente sin que el vidrio cristalice. También se
descubrió que las composiciones de vidrio de la invención no cambian
sus propiedades superficiales o del conjunto del vidrio en
calentamientos repetidos.
Sinterizando fibras de vidrio, puede formarse un
armazón poroso osteoconductor. La osteoconducción es un proceso que
consiste en permitir de forma pasiva que el hueso crezca y se
remodele en una superficie. En la osteoconducción, un implante
proporciona un interfaz biocompatible a lo largo del cual migra el
hueso.
Optimizando los parámetros del procesamiento,
puede controlarse el grado de porosidad. La porosidad del armazón
puede estar en el intervalo de aproximadamente el 5 a
aproximadamente el 95% en volumen, y preferentemente de
aproximadamente el 20 a aproximadamente el 80% en volumen.
En otra realización de la presente invención, la
sinterización de las fibras de vidrio se realiza bajo una carga, lo
que significa que las fibras están presionadas, más o menos, juntas
durante la sinterización. La sinterización bajo carga habitualmente
da como resultado una estructura del armazón más homogénea. Una
carga de compresión puede estar, por ejemplo, en el intervalo de
aproximadamente, al menos, 10 kPa a 1000 kPa.
El tiempo de sinterización preferido en esta
invención es de aproximadamente 1 a aproximadamente 120 minutos, y
preferentemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 30
minutos.
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Se fabricaron dieciséis lotes F a U de vidrios
de la invención con diferentes composiciones, y se fabricaron
fibras a partir de los vidrios como se describe en el Ejemplo 1. El
rendimiento del proceso de fabricación de fibras se midió para cada
vidrio. Las composiciones teóricas calculadas de los vidrios y el
rendimiento en el proceso de fabricación de fibras se muestran en
la Tabla 5.
Como puede observarse en la Tabla 5, las
composiciones de vidrio de acuerdo con la invención tienen un
rendimiento alto en comparación, por ejemplo, con las composiciones
de vidrio conocidas A, C y D en la Tabla 2.
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Para analizar la variación entre las
composiciones teóricas calculadas y la composición de los vidrios
después del proceso de fabricación de vidrio, se fabricaron tres
lotes de fibra de vidrio diferentes con diferentes composiciones.
Se realizaron análisis elementales sobre cada bloque de vidrio
fabricado. Los análisis elementales se realizaron con
espectroscopía de rayos X (Philips PW 2404 RGT). La Tabla 6 muestra
los valores calculados teóricos y los datos de los análisis
composicionales pata los vidrios V, X e Y. Solamente existen cambios
menores en las composiciones entre los valores teóricos y los
analizados.
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En primer lugar se fabricaron fibras de vidrio
bioactivo con un diámetro nominal de 75 \mum a partir de vidrio
B, como se describe en el Ejemplo 1. Las fibras fabricadas se
cortaron adicionalmente de forma manual usando tijeras hasta una
longitud nominal de 5 mm. A continuación se disolvió polímero
P(L/DL)LA 70/30 en acetona y las fibras cortadas se
mezclaron con la solución viscosa para formar preformas compuestas
que contenían fibras de vidrio y polímero P(L/DL)LA
70/30. Para permitir que se evaporase la acetona, la solución se
extendió a continuación en un recipiente plano durante
aproximadamente 24 horas. Las preformas compuestas similares a una
lámina se cortaron a continuación en lingotes cuadrados de
aproximadamente 1 cm x 1 cm. Los lingotes compuestos se secaron a
continuación en un horno de vacío a temperatura ambiente durante 3
días y a continuación a 80ºC durante 16 horas para asegurarse de
que toda la acetona se había evaporado.
Se produjeron cinco composiciones diferentes
como se ha descrito anteriormente, que contenían el 0, 10, 20, 30,
y el 40% en volumen de fibras de vidrio. Se usó un moldeador por
inyección con pistón (SP2 Chippenham, Inglaterra) con un molde de
acero para formar barras compuestas a partir de los lingotes. Las
barras se fabricaron con éxito a partir de cada una de las cinco
composiciones compuestas diferentes.
También pueden usarse fibras de vidrio como
elementos de refuerzo en una matriz polimérica de un implante. Los
implantes compuestos reforzados pueden usarse como placas de
fijación, etc.
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Se fabricaron composiciones de vidrio bioactivo
F, G, H e I y se analizaron sus propiedades a alta temperatura
usando un microscopio calefactor. El análisis permite la
determinación de las temperaturas características de sinterización,
ablandamiento, esfera, semiesfera y fusión.
Como puede observarse en la Tabla 7, las
temperaturas de sinterización de todas las composiciones de vidrio
analizadas están en un intervalo de 590 a 620ºC. Además, para todas
las composiciones, las temperaturas características son todas
similares, lo que significa que todos los materiales se caracterizan
por altas temperaturas similares y, en particular, propiedades de
fabricación a alta temperatura.
En una realización de la presente invención, un
armazón poroso fabricado sinterizando fibras de vidrio con una
composición de vidrio de acuerdo con la invención puede unirse a una
película polimérica biocompatible de modo que el armazón tenga una
propiedad de barrera en al menos uno de sus lados. Este tipo de
estructura compuesta puede usarse, por ejemplo, con la regeneración
ósea guiada, en la que se requiere un efecto de barrera para evitar
el crecimiento hacia el interior de tejido blando en el área en la
que se requiere la formación de nuevo hueso. Otra aplicación de la
estructura compuesta es en la regeneración de tejido cartilaginoso.
El armazón poroso sinterizado a partir de fibras de vidrio es capaz
de formar una matriz en la cual puede crecer el tejido
cartilaginoso. El otro lado del armazón con película polimérica
sirve como una barrera que separa el tejido cartilaginoso recién
formado de los fluidos sinoviales.
La película biocompatible puede prepararse, por
ejemplo, a partir de poliglicólido, poliláctido, ácido
polihidroxibutírico, polidioxanona, alcohol polivinílico,
poliésteramina, sus copolímeros o mezclas poliméricas de los mismos.
También puede usarse cualquier otro polímero biocompatible
resorbible o no resorbible para la preparación de la película
biocompatible.
En otra realización más de la presente
solicitud, las fibras de vidrio con una composición de vidrio de
acuerdo con la invención se recubren en primer lugar con una fase
polimérica biocompatible antes de la sinterización. Las fibras se
cortan, y a continuación las fibras recubiertas se sinterizan para
formar un armazón tridimensional. En tal caso, el armazón tiene un
comportamiento elástico razonable, y puede aplicarse a casos en los
que se requiera comportamiento elástico por parte del armazón. Los
polímeros biocompatibles adecuados incluyen poliglicólido,
poliláctido, ácido polihidroxibutírico, polidioxanona, alcohol
polivinílico, poliésteramina, sus copolímeros y mezclas poliméricas
de los mismos. El tiempo de sinterización de la presente invención
para sinterizar fibras de vidrio recubiertas con polímeros es de
aproximadamente 1 a aproximadamente 120 minutos, y preferentemente
de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 minutos.
Cuando se sinterizan fibras con una composición
de vidrio de acuerdo con la invención, recubiertas con polímeros
biocompatibles, la temperatura de sinterización depende del punto de
ablandamiento del polímero de recubrimiento. Cuando se usan
polímeros biocompatibles, la temperatura de sinterización es de
aproximadamente 50ºC a aproximadamente 300ºC, y preferentemente de
aproximadamente 100ºC a aproximadamente 200ºC.
El grosor del recubrimiento polimérico sobre las
fibras es desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 200 \mum,
preferentemente desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 30
\mum.
En otra realización de la presente invención,
pueden usarse agentes bioactivos en combinación con dispositivos
fabricados a partir de la composición de la invención para promover
la formación de nuevo tejido, por ejemplo hueso. En tal caso, el
armazón poroso, preparado a partir del vidrio con una composición de
vidrio de acuerdo con la invención, puede actuar como portador para
los agentes bioactivos. El agente biológicamente activo puede
seleccionarse entre el grupo constituido por agentes
anti-inflamatorios, agentes antibacterianos, agentes
antiparasitarios, agente antifúngicos, agentes antivirales, agentes
antineoplásicos, agentes analgésicos, agentes anestésicos, vacunas,
agentes que actúan sobre el sistema nervioso central, factores de
crecimiento, hormonas, antihistaminas, agentes osteoinductores,
agentes cardiovasculares, agentes antiulcerosos, broncodilatadores,
vasodilatadores, agentes de control de la natalidad, agentes
potenciadores de la fertilidad, y polipéptidos. Preferentemente,
los agentes bioactivos son proteínas morfogénicas óseas (BMP), tales
como OP-1, BMP-2,
BMP-4 y BMP-7, o pirrolidonas. Las
pirrolidonas útiles en la presente invención incluyen cualquier
pirrolidona que se sabe en la técnica química que tiene propiedades
plastificantes o solubilizantes sin tener efectos que alteren el
tejido o efectos tóxicos. Dichas pirrolidonas incluyen, pirrolidonas
alquil- o cicloalquil-sustituidas, tales como
1-metil-2-pirrolidona
(NMP),
1-etil-2-pirrolidona
(NEP), 2-pirrolidona (PB), y
1-ciclohexil-2-pirrolidona
(CP), siendo NMP y NEP ejemplos preferidos. Además, los polímeros a
base de pirrolidona, tales como polivinilpirrolidonas, también
pueden ser útiles en el material de la invención. La pirrolidona
puede introducirse en la composición usando métodos descritos, por
ejemplo, en el Ejemplo 1 del documento WO2005/084727.
Los vidrios de la invención tienen un amplio
intervalo de trabajo con propiedades de formación mejoradas. Los
vidrios pueden formarse, por lo tanto, con diferentes métodos, por
ejemplo mediante pulverización a la llama para formar, por ejemplo,
partículas esféricas. Las partículas esféricas pueden usarse, por
ejemplo, como diana en radioterapia en el tratamiento del cáncer,
por ejemplo para terapia con radionúclidos internos de tumores
hepáticos. Las partículas esféricas también pueden usarse como
abrasivo de tejidos enfermos e infectados, y en odontología para
limpiar y alisar la superficie de un diente.
Los vidrios de la invención también pueden
utilizarse en la fabricación de productos compuestos, por ejemplo,
mediante moldeo por compresión u otros métodos conocidos per
se.
Los vidrios pueden formarse mediante diversos
métodos de soplado conocidos en el campo de los vidrios de calidad
técnica, para la fabricación de formas aún más complicadas. Además,
los vidrios pueden procesarse mediante hilatura de fibras para
formar fibras.
Los vidrios de la invención también pueden
moldearse, por ejemplo, en productos tridimensionales. Pueden usarse
formas sólidas moldeadas de vidrio, por ejemplo, como placas de
soporte en cirugía, por ejemplo, para el tratamiento de un suelo
orbital roto.
Existen también otras aplicaciones que no se han
mencionado anteriormente, en las que pueden usarse vidrios de la
invención. Por ejemplo, éstos pueden usarse como recubrimiento de
implantes bioestables para mejorar la unión al tejido de un
implante.
Las fibras de vidrio son un material potencial a
aplicar en ingeniería tisular para regenerar nervios. La fibra de
vidrio bioactivo se comporta como un armazón temporal para las
neuronas, puesto que las neuronas pueden crecer y formas largas
estructuras fibrosas cuando se cultivan en contacto íntimo con la
fibra de vidrio.
Las fibras de vidrio pueden aplicarse
posiblemente a la ingeniería tisular para regenerar células de
miocardio, y otras células musculares.
Además, las composiciones de vidrio de la
invención tienen algunas propiedades angiogénicas, es decir activan
el crecimiento de vasos sanguíneos. Por lo tanto, el vidrio podría
usarse para ingeniería tisular de tejidos vascularizados en
general.
Claims (15)
1. Una composición de vidrio bioactivo que
comprende SiO_{2}, Na_{2}O, K_{2}O, CaO, y P_{2}O_{5},
caracterizada por la siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
2. Una composición de vidrio bioactivo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la
siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
3. Una composición de vidrio bioactivo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la
siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
4. Una composición de vidrio bioactivo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la
siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
5. Una composición de vidrio bioactivo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por la
siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
6. Un uso de una composición de vidrio bioactivo
de acuerdo con la reivindicación 1, para fibras de vidrio en forma
de armazón sinterizado para su uso en cirugía.
7. Un método para fabricar una composición de
vidrio bioactivo, comprendiendo el método las etapas de
- \quad
- seleccionar materias primas para la composición,
- \quad
- mezclar las materias primas,
- \quad
- fundir las materias primas en un vidrio homogéneo,
- \quad
- caracterizado por
- \quad
- seleccionar las materias primas de modo que el vidrio homogéneo tenga la composición de la reivindicación 1.
\vskip1.000000\baselineskip
8. Un implante que comprende una composición de
vidrio bioactivo de la reivindicación 1.
9. Un implante de acuerdo con la reivindicación
8, caracterizado porque el implante tiene al menos una
estructura parcialmente porosa hecha de una composición de vidrio
bioactivo de la reivindicación 1.
10. Un implante de acuerdo con la reivindicación
9, caracterizado porque la estructura porosa comprende fibras
sinterizadas.
11. Un implante de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el implante
comprende además una fase polimérica.
12. Un implante de acuerdo con la reivindicación
11, caracterizado porque el implante comprende una
composición de vidrio recubierta al menos en parte con un
recubrimiento polimérico.
13. Un implante de acuerdo con la reivindicación
11, caracterizado porque el implante comprende fibras de
vidrio embebidas en una matriz polimérica.
14. Un implante de acuerdo con la reivindicación
11, caracterizado porque la composición de vidrio constituye
un recubrimiento de un material bioestable del implante.
15. Un implante de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque el implante
comprende al menos una pirrolidona.
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