El sustituto óseo de última generación

Transcripción

1 El sustituto óseo de última generación

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3 El material Calcibon es un material sintético de sustitución ósea diseñado para el relleno y la reconstrucción de defectos óseos. El líquido Calcibon mezclado con el polvo Calcibon da como resultado una pasta de fosfato de calcio suave y moldeable. Esta pasta solidifica a temperatura corporal a través de una reacción endotérmica y se convierte en hidroxiapatita microcristalina, carbonizada y calcio-deficiente. La composición química y la estructura cristalina de los componentes del material solidificado coinciden con la composición química y la estructura cristalina de los componentes de fosfato de calcio del hueso natural. Calcibon pertenece a la familia de los fosfatos de calcio, un grupo de materiales de sustitución ósea osteoconductores. No mutágeno No citotóxico Polvo El polvo Calcibon se sintetiza a partir de sales de calcio y de fosfato. El porcentaje relativo de los componentes equivale en esencia al de los componentes de fosfato de calcio del hueso natural. α-tcp CaHPO4 CaCO3 pha α-fosfato tricálcico hidrogenofosfato de calcio carbonato de calcio hidroxiapatita precipitada Líquido El líquido Calcibon es una solución de partida acuosa que provoca el proceso de fraguado del material. Na2HPO4 Solución de fosfato de hidrogeno disódico Producto final Al mezclar el líquido Calcibon con el polvo Calcibon,se consigue una pasta de consistencia ideal para el relleno de defectos óseos. La estructura cristalina de los componentes del material solidificado coincide, en esencia, con la de los componentes de fosfato de calcio del hueso natural hidroxiapatita carbonizada, calcio-deficiente. Indicaciones Calcibon está indicado para el relleno de defectos óseos de origen traumático u otros orígenes. Además del simple relleno, Calcibon permite la reconstrucción de defectos óseos y amplía así su espectro de indicaciones. Calcibon se implanta una sola vez y permanece en el lugar del implante hasta biodegradarse. Puede aplicarse en lechos óseos sin infecciones, exceptuando las zonas de los cartílagos epifisarios abiertos. No genotóxico 3

4 Cualidades físicas Resistencia a la compresión Tras la solidificación del material, Calcibon alcanza una resistencia a la compresión inusitadamente alta. De acuerdo con las pruebas in-vitro, al cabo de 6 horas el producto final solidifica posee una resistencia a la compresión de aproximadamente 25 MPa, que supera la del hueso esponjoso (10-20 MPa). Durante las 72 horas siguientes esta resistencia va en continuo aumento hasta que, transcurridos 3 días, el material alcanza el nivel de resistencia definitivo, de hasta 60 MPa. Así, se encuentra en el margen de resistencia a la compresión del hueso cortical (25 - >100 MPa). Proceso de fraguado Una vez finalizado el relleno del defecto óseo con el Calcibon, éste solidifica a temperatura corporal a través de una reacción endotérmica en 10 minutos aproximadamente. La solidificación endotérmica de Calcibon sustrae calor al cuerpo, por lo que no puede producirse la necrosis térmica en el entorno del implante. Resistencia a la compresión en relación con el tiempo Al cabo de 6 horas de solidificación, Calcibon alcanza una resistencia a la compresión comparable a la del hueso esponjoso. Al cabo de 3 días se obtiene una resistencia a la compresión definitiva de hasta 60 MPa. Calcibon solidifica también en medios acuosos sin desintegrarse. Fase de consolidación La fase de consolidación de Calcibon es extremadamente breve. Tras la mezcla de los componentes, las fuerzas de cohesión que contiene la pasta son tan intensas que permiten la consolidación del material incluso en medios acuosos. 4

5 Cualidades biológicas Biodegradación Calcibon puede biodegradarse mediante la remodelación a través del lecho óseo vital del entorno. El proceso de remodelación se basa en el equilibrio entre la desintegración de Calcibon por medio de los osteoclastos y la regeneración de hueso nuevo por medio de los osteoblastos. Los osteoclastos son células especializadas en la desintegración del tejido óseo. Los huesos del cuerpo humano se encuentran en un proceso constante de desintegración y de reconstrucción. Gracias a lisis extracelulares, los osteoclastos pueden desintegrar tanto estructuras óseas existentes como materiales potencialmente biodegradables como Calcibon. Para ello liberan factores que provocan la diferenciación de células madre mesenquimales en osteoblastos activos. Los osteoblastos son células generadoras de tejido óseo que sintetizan matriz ósea nueva y la almacenan. Gracias a la mineralización posterior de la matriz ósea, se produce tejido óseo nuevo. En esta fase los osteoblastos se convierten en osteocitos y quedan incluidos en el hueso nuevo. Los osteocitos funcionan como sensores de daños en el interior del hueso. Son responsables de que se produzca una reparación permanente de las pequeñas lesiones óseas mediante el propio hueso. El proceso de transformación de Calcibon en hueso nuevo es diferente en cada individuo y depende en gran parte del entorno en el que se implante Calcibon. Factores como un lecho óseo vital, un contacto estrecho entre el hueso del entorno y el material implantado, así como una estimulación funcional continua facilitan el proceso de remodelación. Biocompatibilidad De acuerdo con los resultados de pruebas in-vitro, Calcibon no tiene potencial mutágeno, ni citotóxico, ni genotóxico. Tras el implante in-vivo de Calcibon no se ha detectado toxicidad sistémica aguda ni subaguda. Tampoco se ha observado que Calcibon tenga un potencial sensibilizante. El material no ha provocado ninguna irritación subcutánea o intracutánea. 1 2 Los osteoclastos reconocen una capa similar al hueso. Los osteoclastos empiezan a desintegrarla. Material sintético de sustitución ósea Alta resistencia a la compresión Tiempo de aplicación adecuado Estímulo mecánico Células madre mesenquimales 3 Los osteoclastos liberan factores que permiten la diferenciación (a) y la activación (b) los osteoblastos. 1 Factores de diferenciación 3 a) Pre-osteoblasto 3 b) 4 Los osteoblastos sintetizan matriz ósea nueva, la almacenan y, a continuación, se produce una mineralización sucesiva. Matriz ósea nueva Osteoblastos Calcibon 5

6 Estudios en animales Implantación en huesos esponjosos (Ooms et al., 2002) Fase breve de consolidación Solidifica también en medios acuosos Objetivo: Análisis de las cualidades fisicoquímicas y biológicas y de la aplicación de Calcibon al ser implantado en huesos esponjosos. Diseño: Calcibon se implantó en forma de pasta en el fémur de cabras. Al cabo de 3 días, 2, 8, 16 y 24 semanas se realizaron histologías de los lugares de implante. Se utilizaron implantes de polimetilmetacrilato como control. Resultados: La elaboración de Calcibon fue fácil y adecuada. El material solidificó in-situ rápidamente, incluso cuando entraba en contacto con fluidos corporales. 2 semanas después del implante se observó en las histologías una clara generación ósea en la superficie del implante, sin signos de reacciones inflamatorias o de aparición de cápsulas fibrosas. En las revisiones posteriores los implantes de Calcibon aparecían recubiertos de una fina capa ósea. Según los análisis histológicos, el material de sustitución ósea empezaba a biodegradarse mediante una actividad celular similar a la de los osteoclastos. Los implantes de PMMA estaban recubiertos en todo momento de una membrana fibrosa, sin indicios de contacto entre PMMA y el hueso. Ob Oc 6 Calcibon Imagen detallada de la formación ósea en el punto de contacto entre el implante Calcibon y el hueso al cabo de 2 semanas. Ob, Osteoblastos; Oc, Osteocitos; *, matriz osteoide. Segmento de escala = 125 µm. La superficie de Calcibon ya está recubierta totalmente de una capa fina de hueso esponjoso. Este hueso nuevo se caracteriza por la existencia de una matriz osteoide rodeada de osteoblastos.

7 Hueso Calcibon Calcibon 24 semanas después del implante en hueso esponjoso. Segmento de escala = 250 µm. Biodegradación continua de Calcibon acompañada de un crecimiento óseo simultáneo. El hueso nuevo es muy maduro y no se distingue del hueso esponjoso natural. Implantación en huesos corticales (datos facilitados por Biomet Biomaterials GmbH) Objetivo: Análisis de las cualidades fisicoquímicas y biológicas de Calcibon durante su implantación en huesos corticales. Diseño: Calcibon se aplicó en forma de pasta en defectos de tibia cortical de cabras. Al cabo de 3 días, 2, 8, 16 y 24 semanas se realizaron histologías de los lugares del implante. Se utilizaron implantes de polimetilmetacrilato como control. Resultados: De acuerdo con los análisis con microscopio óptico, el contacto entre el implante Calcibon y el lecho óseo era más estrecho. Reproducción de un corte transversal de un implante Calcibon al cabo de 24 semanas. Segmento de escala = 1500 µm. Ciertas partes del implante ya se han biodegradado y han sido sustituidas por hueso nuevo. Las lagunas y las células similares a los osteoclastos presentes en la superficie de contacto entre el implante Calcibon y el hueso indican un proceso de transformación constante. La medición volumétrica del implante, puede sugerir una disminución del volumen en el transcurso de 16 y de 24 semanas después de la intervención. Sin embargo, estas mediciones no son significativas estadísticamente. 2 semanas después de la intervención, no había ningún signo de reacciones inflamatorias o de aparición de cápsulas fibrosas. En análisis posteriores, los implantes de Calcibon aparecían completamente recubiertos de una fina capa ósea. Se observó claramente la actividad de osteoclastos y osteoblastos que respectivamente, degradaban el material de sustitución ósea y que almacenaban nueva matriz ósea. A pesar de que al cabo de 24 semanas la mayor parte del producto permanecía in-situ, puede afirmarse que, gracias a la biodegradación progresiva de Calcibon por la acción de los osteoclastos y a la consecuente regeneración ósea, todo el material será sustituido. A diferencia de los implantes de Calcibon, los implantes de PMMA aparecían rodeados de una cápsula fibrosa. Sin reacciones en tejidos blandos Sin sensibilización Sin formaciones anormales de callos óseos El estudio con animales ha demostrado que Calcibon es biocompatible y osteoconductor 7

8 Estudio clínico Indicaciones Calcibon está indicado para el relleno y la reconstrucción de defectos óseos que pueden tener origen traumático u otros orígenes. Los requisitos imprescindibles para la aplicación del producto son: un lecho óseo vivo y libre de infecciones, una aplicación correcta y una fijación y estabilización adecuadas del defecto. Las indicaciones más habituales para el implante clínico de Calcibon son: fracturas de radio distal, fracturas de meseta tibial y fracturas de calcáneo. Seguridad Comportamiento Resultados a largo plazo Estudio clínico (Datos facilitados porbiomet Biomaterials GmbH) Objetivo: Análisis de la seguridad, del comportamiento y de los resultados a largo plazo de Calcibon en el relleno de defectos de huesos esponjosos. Seguridad: se analizó la frecuencia de efectos no deseados. Comportamiento: se registraron la integración ósea, la aplicación operativa y los resultados clínicos. Resultados a largo plazo: evaluación de radiografías al cabo de 1 año para el estudio de la integración ósea y de la reposición. Diseño: Estudio clínico multicéntrico, prospectivo, abierto, no controlado y no aleatorio en 3 clínicas. Se trataron en total 45 pacientes con defectos de huesos esponjosos que precisaban de relleno. Sólo se trataron fracturas cerradas en las que el cirujano había implantado hueso esponjoso autólogo mediante los métodos habituales. El período de seguimiento fue de 1 año. Resultados: En el estudio se incluyó a 45 pacientes, 20 hombres y 25 mujeres, con una media de edad de 50 años (entre años). La cantidad de Calcibon aplicada osciló entre 2 y 30 g (media: 8,1 g). En 42 de los casos se trataba de defectos de origen traumático: - 19 fracturas de radio distal, - 11 fracturas de meseta tibial, - 7 fracturas de calcáneo, - 1 fractura de húmero, - 1 fractura en la tibia distal, - 3 fracturas de recuperación retrasada. En 3 pacientes se aplicó Calcibon en quistes óseos. 8

9 Tres meses después del implante los resultados clínicos de Calcibon son comparables a los resultados del implante de autoinjerto: no se detectan zonas radiolúcidas alrededor del implante Calcibon en las radiografías, no se han producido ni migraciones ni rupturas del implante Calcibon y no se han producido problemas en la preparación ni en la aplicación de Calcibon. 42,2 De acuerdo con los resultados del estudio clínico: el 91 % de los cirujanos calificaron el tratamiento con Calcibon de mejor o de comparable a los métodos de tratamiento actuales. en el 97 % de los casos el comportamiento de Calcibon fue bueno o excelente. en el100 % la mezcla y la aplicación de Calcibon, incluso con presencia de sangre, fue fácil. en el 100 % de los casos, Calcibon pudo amoldarse perfectamente al defecto óseo. 24,4 Tipos de fracturas tratados A continuación se muestran los porcentajes (%) de los tipos de fracturas tratados en los 45 pacientes: Biocompatible Osteoconductor 15,6 6,7 6,7 2,2 2,2 Radio distal, 19 Meseta tibial, 11 Calcáneo, 7 Húmero, 1 Tibia distal Quistes óseos, 3 Recuperación retrasada, 3 9

10 Mezcla Tiempo de preparación El proceso de preparación de Calcibon satisface los requisitos del quirófano: mezcla instantánea 1 minuto fase de mezcla tiempo suficiente para la aplicación 4 minutos fase de procesado tiempo mínimo para fraguado final aceptable 5 minutos fase de solidificación Tiempo total necesario 10 minutos Manejo excelente Pasta moldeable Fácil de mezclar Fácil de aplicar Tras mezclarlo intensamente durante 1 minuto, la pasta Calcibon puede ser moldeada y aplicada en los 4 minutos siguientes. Durante la fase de solidificación, hay que evitar cualquier tipo de manipulación del material, ya que el producto requiere estos 5 minutos para conformar la estructura cristalina correctamente. Instrucciones sobre la mezcla de Calcibon Instrucciones sobre la mezcla del material en el recipiente esterilizado para su aplicación en la operación: 10

11 Presentaciones Calcibon 5g 5 g fosfato cálcico sintético 4 cc de pasta * solución de fosfato de hidrógeno disódico 1 recipiente mezclador + 1 espátula Calcibon 10 g 10 g fosfato cálcico sintético 8 cc de pasta * solución de fosfato de hidrógeno disódico 1 recipiente mezclador + 1 espátula Calcibon 20 g 20 g fosfato cálcico sintético 16 cc de pasta * solución de fosfato de hidrógeno disódico 1 recipiente mezclador + 1 espátula El producto se presenta siempre en condición estéril. N.º ref. Volumen: 5 g = ^ 4 cc 10 g = ^ 8 cc 20 g = ^ 16 cc

12 Bibliografía Driessens FCM, Boltong MG, Wenz R. Calcium Phosphate Bone Cements: State of the Art th Conference of the European Society of Biomechanics, Dublín, Irlanda, de agosto de Khairoun I, Boltong MG, Driessens FCM, Planell JA. Effect of Calcium Carbonate on Clinical Compliance of Apatitic Calcium Phosphate Bone Cement. J Biomed Mater Res 1997; 38(4): Ooms EM, Wolke JGC, van der Waerden JPCM, Jansen JA. Trabecular Bone Response to Injectable Calcium Phosphate (Ca-P) Cement. J Biomed Mater Res, 2002, 61: Wenz R, Boltong MG, Driessens FCM. Calcium Phosphate Bone Cements: State of the Art th World Biomaterials Congress, Hawai, EEUU, de mayo de Khairoun I, Driessens FCM, Boltong MG, Planell JA, Wenz R. Addition of Cohesion Promotors to Calcium Phosphate Cements. Biomaterials 1999; 20: Ooms EM, Wolke JGC, Jansen JA. Evaluation of a High Strength Calcium Phosphate Bone Cement. 6 th World Biomaterials Congress, Hawaii, USA, de mayo de Wolke JGC, Wenz R, Ooms EM, Boltong MG, Driessens FCM, Jansen JA. Physicochemical Properties, Composition and in Vivo Resorption Behavior of a High Strength Calcium Phosphate Cement. Concepts and Clinical Applications of Ionic Cements. 15 th European Conference on Biomaterials, Arcachon, Burdeos, Francia, Fabricante responsable Biomet GmbH CH-3216 Ried b. Kerzers Suiza Distribuidor Exclusivo: Impreso por: Artes Gráficas ESPRINT Ref.: M Biomet Spain - JUNIO 2005