MXPA99008331A - Pasta de hueso - Google Patents

Abstract

Se describe una pasta de huesoútil en la técnica de ortopedia, por ejemplo en la reparación de fracturas sin unión, aumento de reborde periodontal, cirugía cranofacial, fijación de implante, injerto por impacto, o cualquier otro procedimiento en donde la generación de un nuevo hueso es necesaria, y esto se proporciona a través de una composición que comprende un compuesto osteogénico sustancialmente bioabsorbible en una matriz de gelatina. En varias modalidades, el compuesto osteogénico se selecciona de:(i) una matriz de hueso desmineralizado (DBM);(ii) cerámica de vidrio bioactivo, BIOGLASS(, cerámica bioactiva, cerámica de fosfato de calcio, hidroxiapatita, carbonato de hidroxiapatita, hidroxiapatita de corralina, hueso calcinado, fosfato tricálcico o un material similar;(iii) proteína morfogenética de hueso, TGF-á, PDGF, o mezclas de los mismos, natural o recombinante;y (iv) mezclas de (i)-(iii).

Description

PASTA DE HUESO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a una nueva composición osteoinductiva, osteogénica, para usarse en el campo de medicina ortopédico para lograr fusiones de hueso, fusión de implantes a hueso, llenar los defectos de hueso, o cualquier otra aplicación en donde se desea una ^composición osteoinductiva, osteogénica. Más de 100,000 procedimientos de injerto de hueso son realizados cada año en los Estados Unidos solamente. (Cornell) . En la mayoría de los procedimientos de reconstrucción, el material de injerto es utilizado como un llenador de partículas de hueso en la creencia de que el contacto continuo entre_ partículas de hueso conduce a una curación más rápida y completa en el sitio de reparación (así como una integridad mecánica mayor) . (Bloebaum) . En los casos de aumento de hueso y fusión espinal, estos injertos de hueso pueden desarrollar toda la estructura del injerto, ya que no hay fragmentos de hueso en el área. Con la posible excepción de un producto (cuyas líneas de guía de uso no permiten esto), todos los materiales de injerto de hueso requieren la colocación quirúrgica con las incisiones de requisito. Los materiales de injerto de hueso osteogénicos pueden ser separados en dos clases, principalmente aquellas que son osteoconductivas , y aquellas que son osteoinductivas ." Aunque la definición exacta de estos términos permanece en debate, se puede decir que los implantes osteoconductivos "conduce" el crecimiento de hueso a través de defectos cuando se implantan en tejido óseo. (Einhorn) . Los implantes osteoinductivos, por otro lado, tienen la capacidad de "inducir" células en el área para generar el hueso de su propia especie (Einhorn) . Estos implantes osteoinductivos ocasionarán la generación de hueso aun cuando sean implantados en tejido no óseo (por ejemplo, implante subcutáneo o intramuscular) . (Einhorn; Benedict; Strates; Urist) . Todos los materiales de injerto de hueso artificialmente producidos disponibles en la actualidad, caen en la categoría de injertos osteoconductivos. Entre estos se encuentran Bioglass , Norian , Collagraft , hidroxiapatita corralina, hidroxiapatita en polvo, hidroxiapatita cristalina y amorfa, (apatita de hidroxilo) , y un número de otros productos. Todos estos implantes se basan en su similitud a la hidroxiapatita de hueso natural. Un probable mecanismo para la conducción de hueso se hace en la capacidad de estos_ materiales para mejorar la difusión de factores tróficos y células sobre sus áreas de superficie muy grandes y el soporte mecánico que estos proporcionan para el desarrollo de tejido. La Figura 1 proporciona una lista de propiedades releyentes de materiales de injerto de hueso seleccionados.

La otra categoría de materiales de injerto de hueso actualmente disponible está abarcada por hueso de autoinjerta o de aloinjerto. Si no son demasiado procesados, estos- materiales generalmente son osteoinductivos (Yazdi). Ya que estos son implantes de tejido, su uso impone ciertos riesgos.~ Los autoinjertos han sido asociados con morbidez de sitio de cosecha en un exceso de 20% (Younger) . Los aloinjertos congelados o secados por congelación inducen algunas respuestas inmunes, y no se tamizan apropiadamente, pueden ser asociados con transmisión de enfermedades (Hordin) . La última variedad de aloinjertos es la matriz de hueso desmineralizada . La Matriz de Hueso Desmineralizada (DBM) primero fue descrita por Senn en 1889 (Senn) . Se descubrió, enormemente por accidente y completamente estudiado por Urist and Strates a finales de 1960 (Strates; Urist) . Se ha vuelto un producto principal de banco de tejidos en todo el mundo. Como el nombre implica, es un hueco que ha sido desmineralizado a través del tratamiento con ácido. Un resumen detallado del proceso para producir este producto se proporciona en la figura 2. DBM tiene la capacidad de inducir la formación de hueso aún en tejidos no óseos en 4 semanas (Strates; Urist; Lasa) . La técnica estándar para determinar la actividad de DBM' es implantarla subcutánea o intramuscularmente (Nathan) .

Se cree que el factor activo principal en DBM es una o más proteínas morfogénicas de hueso (BMP) , (ver Patente de los Estados Unidos 4,294,753, incorporada aquí para referencia) . Otros factores de crecimiento, incluyendo pero no limitándose a TGF-beta (ver Patente de los Estados Unidos No. 5, 422, 340, " incorporada aquí para referencia), factor de _ crecimiento derivado de plaqueta (PDGF) , y similares, puede ser-importante para esta función también. ® Bioglass es un material de injerto de hueso el cual es un vidrio de Si02, Na20, CaO, P2Os que tiene la capacidad de producir una capa de superficie bioactiva de carbonato de hidroxiapatita en cuestión de minutos de implantación (Hench) . Dos problemas están asociados con el uso de DBM o Bioglass. Ambos materiales son suministrados como partículas grandes, y no siempre permanecen en el área en donde son implantados. (Scarborough; Frenkel) . También, debido a su naturaleza gruesa, son duros para moldear y manejar en la sala de operaciones. Por consiguiente, existe la necesidad de un producto que no permita la migración -de partículas, mientras que también sea más fácil de utilizar en el ambiente de operación. Como se observa en la tabla 1, en años recientes, varias pastas quirúrgicas de relleno de hueso se__han vuelto comercialmente disponibles. Estos productos varían, de simples mezclas de solución salina con un polvo de tipo arena a un gel recientemente liberado, conocido como GRAFTON , una composición no reticulable, a base de glicerol. Todos estos productos son utilizados en ortopedia para reparar defectos de huesos, tales como huecos, cavidades, grietas, etc. Algunos defectos pueden ser el resultado de trauma o pueden ser congénitos, y las pastas conocidas pueden ser utilizadas para parchar o rellenar tales defectos, o desarrollar estructuras óseas existentes. El último objetivo de tales tratamientos es que la pasta inducirá la formación de hueso para reemplazar la pasta mientras que retenga la forma creada por el cirujano cuando aplica la pasta. ~ Deseablemente, una pasta de hueso podría ser osteoconductiva (es decir, conduce células óseas hacia una región) , y osteoinductiva (es decir, las células del tallo son inducidas para diferenciarse en células formadoras _de__ hueso e inician la producción de hueso nuevo) . En general, las__ pastas de hueso conocidas en la técnica son osteoconductivas, solamente con efectos osteoinductivos débiles. Por consiguiente, tales pastas conocidas son inadecuadas para llenar huecos grandes y frecuentemente no efectúan una apropiada formación de hueso aún en huecos pequeños. Todas las pastas de hueso actualmente disponibles, incluyendo aquellas que exhiben alguna actividad osteoinductiva, son difíciles de manejar, no permanecen adecuadamente en el sitio de implantación, o ambos. De esta manera, un producto comercialmente ® disponible GRAFTON (ver Patente de los Estados Unidos No, 5,484,601) es una composición no reticulable de polvo de hueso desmineralizado suspendido en un compuesto polihidroxi (por ejemplo, glicerol) o sus esteres, opcionalmente incluyendo varios de otros ingredientes, que incluyen gelatina. Se considera probablemente que este material rápidamente es desvanecido del sitio de implantación ya que la matriz portadora es glicerol, la cual es soluble en agua. Las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5,236,456 y 5,405,390 (O'Leary y Prewett) una composición en gel "osteogénica" la cual se hace a partir de una matriz de hueso. desmineralizado (DBM) tratando con ácido concentrado (3 M HCl) y calentando de entre 40 y 50°C. La párente brevemente describe mezclar el gel con DMB y varios otros componentes. Sin embargo, el método para fabricar la composición de gel es tal que produce en su mayoría fibras de colágeno (es decir, la relevación de temperatura es insuficiente para producir gelatina) . Como resultado, las fibras de colágeno no son solubles en soluciones neutras. Para obtener un gel, el solicitante especifica que el colágeno debe ser-—disuelto en ácido a un pH bajo (por ejemplo HCl o ácido acético al -1%, a un pH menor que 4.0) . Sin embargo, las composiciones con un pH bajo típicamente no son muy compatibles con implantes biológicos. También se observa que en la columna 5, línea 20 y columna 6, línea 15, se especifica que la temperatura a la cual el gel se solidifica es de 0-5°C, lo cual evita la gelificación in vivo . La Patente de los Estados Unidos No. 4,440,750 (Glo acki y Pharris) describe una técnica estándar enzimática para la extracción de colágeno a partir del tejido utilizando Pepsina. Un colágeno altamente refinado se obtiene a partir de fuentes animales, el cual es después reconstituido antes de formar la composición de trabajo. El colágeno fácilmente" no se reticulará sin la adición de otros químicos (por ejemplo, aldehidos, sulfato de condroitipa) , que no se~ especifican en la composición. No se menciona la temperatura. fi"a o cualquier referencia o comportamiento de reticulación. " En las Patentes de los Estados Unidos No. 4,394,370 y 4,472,840 (Jefferies), se reportó qué complejos de colágeno" reconstituido con hueso desmineralizado o proteína morfogenética de hueso morfogenizado, opcionalmente reticulado con glutaraldehido, son osteogénicos cuando se implantan in vivo . El colágeno reconstituido de estas patentes es pulverizado, liofilizado, microcristalino, el cual ha sido dializado para remover el ácido clorhídrico-utilizado en la preparación de colágeno. Por consiguiente, la composición de aquellas patentes no implica la conversión de colágeno a gelatina antes de la formación" de la composición. Por lo tanto, la composición podría no exhibir el comportamiento de reticulación térmica de la presente composición . En la Patente de los Estados Unidos No. 4,678,470 (Nashef et al), se describe un material de injerto de -hueso no reabsorbible que comprende la matriz de hueso desmineralizado que ha sido reticulada a través del tratamiento con glutaraldehido, o un agente de reticulación similar, suspendida en un vehículo gelatinoso o semisólido. Dado que el hueso desmineralizado de esta patente _ está, químicamente reticulado, sus propiedades inductivas de hueso se consideran destruidas y la composición esencialmente forma un llenador estructural o matriz en donde puede crecer el hueso receptor. En la WO 89/04646 (Jefferies) , se describe un material de reparación de hueso teniendo una buena__ resistencia estructural. El material comprende una matriz de hueso desmineralizado el cual ha sido activado en la. superficie a través del tratamiento con glutaraldehido o un agente de reticulación similar, para incrementar su unión a matrices biocompatibles . El material resultante tiene tal estructura rígida que, antes de implantarse a un receptor biológico, el material puede ser maquinado.

La pasta de hueso de la presente invención satisface las necesidades de la técnica anterior-proporcionando un material que es fácil de manejar y almacenar, el cual se adhiere al sitio de implantación, exhibe actividades tanto osteconductivas, como ~ osteoinductivas , es térmicamente reticulable y es sustancialmente bioabsorbible . Preferiblemente, la composición está provista como un gel que contiene componentes minerales y proteínas los cuales han sido clínicamente mostrados que inducen el crecimiento hacia adentro rápidamente de hueso. La composición puede ser suministrada al cirujano en una jeringa precargada, lista para uso. De preferencia, a una primera temperatura, el gel es fácilmente formable a cualquier configuración, y es adhesivo. Una vez dentro del medio biológico o a nna segunda temperatura más baja, el gel deseablemente se endurece como un sólido de hule, el cual no se desvanece o emigra del sitio de implante. Después del crecimiento del hueso, el materia] de implante queda completamente incorporado en el sistema biológico. El modo para ser utilizada esta composición se~ establece con detalle más adelante. Una pasta de hueso útil en el campo de ortopedia, por ejemplo, en la reparación de fracturas sin unión, aumento de xeborde periodontal, cirugía crano facial, fijación de implante, artrodesis de uniones de espina y otras uniones, incluyendo procedimientos de fusión espinal, o cualquier otro-procedimiento en donde la generación de nuevo hueso es necesaria, es provista por una composición que comprende gelatina y componentes osteogénicos adicionarles . -La gelatina preferiblemente es reticulable en forma térmica, y los componentes osteogénicos se seleccionan de: (i) hueso desmineralizado, preferiblemente derivado de las especies en donde la pasta de hueso va a ser-implantada; o ® (ii) cerámica de vidrio bioactivo; BIOGLASS , ~ cerámica bioactiva, cerámica de fosfato de calcio, hidroxiapatita, carbonato de hidroxiapatita, hidroxiapatita de corralina, hueso calcinado, fosfato tricálcico, material similar, o mezcla de los mismos; o ~~ (iü) proteína morfogenética de hueso TGF-beta, PDGF, o mezclas de los mismos, naturales o recombinantes; o (iv) mezclas de (i) -(iii) . Cuando se incluyen el material (ii) de la presente, o material similar, se mejora la escala de características manipulables de resistencia y osteoinducción exhibidas por la composición. Cuando está presente (iii) reduce la necesidad de hueso desmineralizado lo cual de otra manera proporciona una fuente de factores osteoinductivos. Se ha mostrado que el hueso desmineralizado es altamente efectivo para inducir formación de hueso. La gelatina proporciona una matriz reticulable, adhesiva y fácilmente manipulada en donde los elementos osteoconductivos y ostesinductivos de la composición se llevan a cabo. Otros factores, tales como antibióticos, proteínas morfogenéticas óseas y otras proteínas, ya sea de fuentes naturales o recombinantes, agentes de humectación, glicerol, dextrano, carboximetilcelulosa (CMC) , factores de crecimiento, esferoides, compuestos antiinflamatorios rro esferoidales, combinaciones de los mismos o cualquier otro material encontrado para agregarse a las propiedades deseables de la composición esencial de esta invención pueden ser incluidos. La composición puede ser secada por congelación o_ pre-constituida, o puede ser provista en un dispositivo de surtido conveniente, tal como una jeringa pre-cargada. El gel preferiblemente está en un estado líquido o altamente maleable a temperaturas por arriba de aproximadamente 40°C, pero se fija como un gel duro o de preferencia ligeramente por arriba de la temperatura del cuerpo del organismo eir donde va a ser. implantado (por ejemplo, 38°C en seres humanos) . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de materiales de injerto de hueso existente. La Figura 2 representa _ un - proceso de desmineralización de hueso.

La Figura 3 es una gráfica de viscosidad cinemática ( centistokes ) contra concentración (%) para gelatina humana procesada a varias temperaturas en una solución salina regulada en su pH con fosfato (PBS) . La Figura 4A es una fotomicrografía de una sección- de un implante que comprende la matriz de hueso desmineralizado (DBM) sin ningún portador después de cuatro semanas intramuscularmente en una rata. La Figura 4B es una fotomicrografía de una sección de un implante que comprende 33% de DBM en gelatina (es" decir, la pasta de esta invención) y después de cuatro semanas intramuscularmente en una rata. Se apreciará por aquellos expertos en la técnica" que los puntos específicos de la composición de esta invención, su método de preparación y uso son aplicables a tales composiciones para utilizarse en cualquier especie de vertebrado. Sin embargo, ya que el uso en seres humanos se considera probablemente para la aplicación ortopédica principal de este nuevo material, la siguiente descripción se concentra en ilustrar este material para aplicaciones humanas . La composición de esta invención comprende gelatina y componentes osteogénicos adicionales. La gelatina de" preferencia es reticulable térmicamente, y los componentes osteogénicos se seleccionan de: ~ (i) hueso desmineralizado, preferiblemente derivado de las especies en donde la pasta de hueso va a sen implantada; o (ii) cerámica de vidrio bioactivo, BIOGLASS , cerámica bioactiva, cerámica de fosfato de calcio, hidroxiapatita, carbonato de hidroxiapatita, hidroxiapatita de corralina, hueso calcinado fosfato tricálcico, material similar o mezclas de los mismos; o ~~ (iii) proteína morfogenética de hueso, TGF-beta, PDGF, o mezclas de los mismos, natural o recombinante; o (iv) mezclas de (i) -(iii) La composición en un fluido a una primera temperatura (por ejemplo, por arriba de 38°C) y queda térmicamente reticulada en, o justo por arriba de una segunda temperatura, que corresponde a la temperatura normal del cuerpo del organismo en donde la composición va a ser implantada, (por ejemplo, a 38°C en seres humanos) . Los términos "térmicamente reticulada" o "térmicamente reticulables" se utilizan en la presente para describir la propiedad de una composición que contiene moléculas, las cuales, a una temperatura y concentración baja o dada, se asocian de tal manera que dan como resultado la gelificación de una solución que contiene estas moléculas . El término "sustancialmente bioabsorbible" se utiliza en la presente para describir la propiedad de un material capaz de cooperar con, y quedar incorporado con la nueva formación de huesos. Por consiguiente, por ejemplo, la matriz de hueso desmineralizado que ha sido químicamente reticulada con un agente tal como glutaraldehido, no se considera que es sustancialmente bioabsorbible . Sin embargo, la misma -matriz de hueso desmineralizado, vidrio bioactivo o cerámicas similares, gelatina y factores morfogenéticos óseos- todos son considerados que son sustancialmente bioabsorbibles ya que cooperan en la nueva formación de hueso, en lugar de proporcionar puramente la rigidez estructural o soporte. La gelatina actúa como una fase de vehículo y tiene la capacidad de reticularse térmicamente sobre una escala muy pequeña de temperatura. Esa reacción de reticulación térmica enormemente es controlada por el emanamiento físico y unión de hidrógeno entre cadenas, y así depende de la concentración-" y temperatura. (Sperling) . Adicionalmente, ya que la gelatina ha sido utilizada extensamente en el mercado médico, sus propiedades in vivo son concienzudamente estudiadas . (McDonald) . La esponja de espuma-gel es la aplicación más" familiar de este biopolímero. Los estudios han indicado que la gelatina solamente es moderadamente antigénica después del implante, y se compara en algunas de sus propiedades con el colágeno, (McDonald) . Sin embargo, el colágeno no exhibe la propiedad de reticulación térmica tan importante en la composición de esta invención.

Cuando están presentes, el vidrio bioactivo, tal ® como BIOGLASS , la cerámica bioactiva, cerámica de fosfato de calcio, hidroxiapatita, carbonato de hidroxiapatita, hueso calcinado, fosfato tricálcico, o material similar, es- incluido para mejorar la escala de características manipulables de resistencia y osteogénesis (osteoinducción y osteoconducción) exhibidas por la composición. La fabricación de la gelatina se basa en la hidrólisis parcial del colágeno. El colágeno está disponible de la piel, hueso, cartílago, tendón y otro tejido conectivo. La piel y el hueso producen moléculas de colágeno de Tipo I y Tipo III, mientras que el tendón produce colágeno de Tipo I casi puro, y el cartílago produce una mezcla de Tipo II y tipos raros de moléculas de colágeno. Las moléculas de gelatinas se asemejan a las triples hélices de colágeno, sin— embargo, están parcialmente hidrolizadas . Como resultado, en solución tienen una pequeña organización. Pero, a medida que la solución se enfría, las moléculas de gelatina comienzan ~ar formar estructuras helicoidales. A medida que la solución se enfría más, la viscosidad se incrementa y ocurre una transformación de fase a partir de una solución a un gel. Este cambio de fase es reversible cuando se agrega calor. El tiempo de fijación y la temperatura de fijación de una solución de gelatina dependen de la concentración de gelatina en la solución, el peso molecular o viscosidad intrínseca, de las moléculas de gelatina, y el pH de la solución. Al punto isoeléctrico, o al pH al cual las moléculas de gelatina son eléctricamente neutras, el tiempo de fijación es más corto. El colágeno puede ser parcialmente hidrolizado a través de varios métodos. El proceso de Tipo A es un proceso más simple y más rápido, en donde se utiliza ácido diluido (por ejemplo, menos de 1 M de HCl) para hidrolizar parcialmente el colágeno. El procesamiento de Tipo A generalmente es utilizado con piel de porcino y hueso de bovino desmineralizado. El proceso de Tipo B utiliza una solución alcalina para hidrolizar parcialmente el colágeno. El procesamiento de Tipo B generalmente es utilizado con piel de bovino y hueso de bovino desmineralizado. Finalmente, se pueden utilizar enzimas, tales como pepsina, para hidrolizar parcialmente al colágeno. La pepsina preferiblemente desdobla enlaces de péptido entre aminoácidos aromáticos. La pepsina" también actúa como una esterasa pero las amidas de los aminoácidos no son hidrolizadas . Como un ejemplo de este método, la gelatina se prepara a partir de los huesos de las especies, en donde tales composiciones van a ser implantadas, triturando o desgrasando los huesos después de remojar durante aproximadamente 24 horas en aproximadamente 300 mg/1 de pepsina en ácido acético 0.5 M a 33°C. El pH de la solución resultante se lleva a 9.0 con hidróxido de sodio para desnaturalizar la pepsina, luego es regresado a 7.0 con ácido clorhídrico. La temperatura de la solución se eleva a 60°C durante aproximadamente 15 a 30 minutos y se regresa a 4°C para efectuar la desnaturalización de colágeno restante y la completa conversión a- gelatina. La solución resultante se filtra para remover las partículas y se dializa contra agua destilada durante 48 horas en una membrana de diálisis de corte 50K-100K de peso molecular (50K-100K MWCO) . Después de la liofilización, la gelatina se vuelve a disolver en solución salina regulada en su pH con fosfato (PBS) o agua a una concentración efectiva de aproximadamente 30-45 por ciento en peso de solución. El contenido de gelatina de la composición deseablemente está entre aproximadamente 20-45% (peso/peso) . La gelatina puede derivarse de la misma especie o de una diferente que aquella en donde va a ser implantada la composición. Por ejemplo, la gelatina de humano, porcino, bovino, equino o canino se deriva de fuentes de colác/eno, tales como hueso, piel, tendones o cartílago y después puede-ser mezclada con DMB u otros materiales osteogénicos. Como se- observó anteriormente, el colágeno es convertido a gelatina a través de limiag, acidificación a través de extracción: enzimática, por ejemplo, por pepsina o un tratamiento enzímático similar, seguido por desnaturalización a través de calor u otros medios. La gelatina puede ser derivada del tejido a través de la masticación del tejido, seguido por un tratamiento extendido capaz de romper las reticulaciones-entre las cadenas de colágeno larga. En otra modalidad, el tejido es molido, después remojado durante aproximadamente 24-^72 horas de entre aproximadamente 2-40°C en ácido diluido, tal como ácido acético 0.1 normal. De preferencia, se agrega una enzima tal como pepsina a una concentración suficientemente alta. Las concentraciones "tie pepsina de entre aproximadamente 10-20,000 i. u. /litro, 100-2,000 í~. u . /litro o" concentraciones similares se agregan al ácido diluido al. principio del tratamiento, el periodo de tratamiento es ajustado de acuerdo con la concentración de enzima utilizada. Los" sólidos son removidos de la composición, por ejemplo, mediante centrifugación, y el material sobrenadante en solución tiene un peso molecular de aproximadamente 50,000 daltons o superior y es retenido. Esto puede lograrse a través de cualquier número de métodos conocidos en el campo incluyendo, pero no limitándose a, diálisis -del sobrenadante en una membrana de corte de peso moleculax_de_ 50, 000 daltons contra varios cambios de solución, ultrafiltración contra una membrana que tiene un corte de peso molecular similar (_MWCO) o cromatografía de penetración de gel a través de un medio teniendo un corte de masa molecular de 50,000. Se reconocerá por aquellos expertos en la técnica que el MWCO más alto de_ la gelatina, produce un rendimiento menor. Por consiguiente, se pueden utilizar preparaciones de gelatina de MWCO más bajas, por abajo de 1000 daltons de MWCO reconociendo que la" especie de peso molecular indeseablemente bajo de esta manera puede ser retenida. La solución de gelatina que -resulta de la extracción anterior, preferiblemente es desnaturalizada, por ejemplo, a través de tratamiento con calor por arriba de_ aproximadamente 50°C. La proteína desnaturalizada después es almacenada en un estado congelado o puede ser secada por congelación o precipitada, por ejemplo, en un solvente orgánico volátil, y reconstituirse en una solución, tal como una solución salina isotónica, a concentración de entre aproximadamente 30-45% (p/p) de gelatina. — El hueso desmineralizado preferiblemente está en forma de polvo, y de preferencia está compuesto de partículas en el rango de tamaño de entre aproximadamente 80-850 µm en' diámetro. Los métodos para producir polvo de hueso -desmineralizado son conocidos en la técnica (ver por ejemplo, Patente de los Estados Unidos No. 5,405,390, incorporada aquí par referencia para este propósito) , y por lo tanto, no son elaboradas aquí. El polvo de hueso desmineralizado, extraído a través de técnicas estándares, se mezcla con una solución de gelatina preparada como se describió anteriormente, para' formar una composición comprendiendo alrededor de 0-40% (p/p) de polvo de hueso desmineralizado. Cuando están presentes, las proteínas morfogenéticas de hueso (BMP) reducen el porcentaje de DBM requerido en la composición. El BMP preferiblemente está presente en una concentración de entre aproximadamente 0.0001 a 0.1 mg/ml, 0.001 mg/ml a 0.01 mg/ml o una concentración similar, dependiendo de la cantidad de DBM presente (0-40% p/p) . En ciertas modalidades de esta invención y para" aplicaciones ortopédicas particulares en donde es importante- la resistencia del hueso formado por la pasta de hueso, ser-prefiere la adición de vidrio bioactivo. Cuando se agrega, el vidrio bioactivo reduce la adhesión de la composición, pero incrementa la pegajosidad de la composición después de la fijación. Por consiguiente, un vidrio bioactivo tal como ® BIOGLASS tiene un diámetro de aproximadamente 0.5-710 µm es agregado a la composición de gel/hueso desmineralizado.

Además, también se contempla una composición que comprende de entre aproximadamente 0-40% (p/p) de vidrio bioactivo con la gelatina formando de 20-45% (p/p) de la composición. Las composiciones preparadas como se describió anteriormente, fácilmente son extruidas a partir de una jeringa, particularmente cuando se elevadla temperatura por" arriba de aproximadamente 40°C, por ejemplo a través de inmersión en un baño de agua, a través del tratamiento limitado en microondas, a través de la colocación de un calentador de jeringa, o cualquier número de otros métodos para alentar el recipiente. El gel extruido es elástico, pegajoso y fácilmente cortable a cualquier configuración, deseada. Además, la composición retiene su resistencia y es pobremente soluble en solución salina una vez que se fija. Por consiguiente, habiendo descrito generalmente la composición de esta invención, y tomando en cuenta los puntos específicos del soporte ilustrativo provisto más adelante, se proporciona las siguientes líneas de guía para la preparación- y uso de la composición de esta invención: La gelatina de DBM debe ser preparada a una temperatura de entre aproximadamente 30 y 37 °C. Aunque el rendimiento es superior (60%) a 37°C, la calidad, con base en la viscosidad cinemática medida, es ligeramente más baja que aquella producida a 30°C. De preferencia, la gelatina es producida a través de hidrólisis limitada con colágeno con ayuda de una enzima tal como pepsina, o enzima similar. Una concentración de pepsina fijada a 300 U/L-500 D/L trabaja bien, pero aquellos expertos en la técnica reconocerán que- una amplia escala de concentraciones de enzima puede ser probada, con base en lo que se describe aquí. Aquellos expertos en la técnica reconocerán que el procesamiento con- ácido o alcalino de la piel y tendón puede ser una forma alternativa de la técnica de pepsina.

La composición final preferiblemente .comprende gelatina teniendo una viscosidad de aproximadamente 360O centipoises a 44°C (cuando se mide en un rango lineal de una gráfica de velocidad de viscosidad/de esfuerzo cortante -0.87/s), o una viscosidad cinemática de aproximadamente 0.7 centistokes a 44°C. La concentración de la gelatina en la fase portadora (es decir, componentes osteogénicos agregados aus.entes) es de preferencia de alrededor de 30-45% (p/p) , aproximadamente 50-60% p/v) para asegurar que la gelificación a _38°C ocurrirá en una cantidad de tiempo razonable. Naturalmente, aquellos expertos en la técnica reconocerán que, dependiendo de la especie del organismo en donde la composición va ser implantada, se pueden requerir diferentes temperaturas. Estas necesidades son adaptadas alterando la concentración de gelatina, incrementando la concentración si se desea una temperatura de gel más alta, y reduciendo la concentración si se desea una temperatura de gel más baja. El contenido de DBM de la composición es definida en la presente por la concentración requerióla para obtener una formación de hueso similar a aquella vista por la DBM" sola. Se ha encontrado que aproximadamente 5-40% (p/p) de DBM en la composición es efectiva. Cualquier punto por abajo de aproximadamente 5% parece ser muy poco para ~la" formación de_. hueso, a menos que los BMP agregados (componente iii) estén presentes en la composición, en cuyo caso, la concentración de DBM sustancialmente puede ser reducida o eliminada. Naturalmente, con base en esta descripción, aquellos expertos en la técnica reconocerán que a través de la adición de diferentes concentraciones y composiciones de proteínas morfogenéticas de huesos u otros factores ssteogénicos u osteoinductivos, el porcentaje en peso de DBM en la composición puede ser manipulado hacia arriba o hacia abajo. Además, se reconocerá que, dependiendo de las especies en- donde la composición va a ser implantada, el porcentaje en pesó de la DBM puede necesitar ser ajustado hacia arriba o hacia abajo. Se ha encontrado en estudios in vivo que las composiciones con contenidos de DBM de 15 a 33% todas producen tejido calcificado. Se ha encontrado que existe una bu ña correlación entre la cantidad de DBM en la "composiciórf y el nivel de inducción de hueso, siempre que la concentración de DBM sea mayor que aproximadamente 19% (p/p) . Aproximadamente 38-40% (p/p) es el límite de masa superior para DBM. Por consiguiente, 0-40% (p/p) de DBM, y más preferiblemente 5-30% (p/p) , 7-33% (p/p) o 15-25-4 (p/p) , es deseable para este componente. Se ha observado histológicamente que después de la implantación a- un animal, la fase de gelatina es totalmente absorbida en aproximadamente 2 semanas. Además, el cartílago y hueso mineralizado se forman en dos semanas, con un hueso maduro siendo evidente aproximadamente a la cuarta semana. Los animales en estos estudios no exhibieron ningún problema de salud en general o cualquier indicación de irritación, hematoma, aspecto rojizo, fiebre o pérdida de peso durante el estudio. La composición de acuerdo con esta invención, comprende gelatina y componentes osteogénicos (i-iv) puede actuar como un vehículo para oblea de hueso cortical, poroso o cortical y poroso. Tales composiciones son útiles para" llenar hueco de huesos más grandes. Además, cuando estas. obleas de hueso no son desmineralizadas, proporcionan un espectro agregado de propiedades biológicas no exhibido. sólo_ por la gelatina o la gelatina más componentes ostogénicos (i-iv) . Cuando está presente, se prefiere que tal oblea de hueso esté en el rango de tamaño de aproximadamente 80 µm a aproximadamente 10 mm. En una modalidad más de esta invención, la composición de gelatina y componentes osteogénicos (i-iv) es moldeada por inyección, moldeada bajo vacío, moldeada por rotación, moldeada por soplado, extruida o de otra manera -formada a una configuración sólida. Tales formas deseablemente pueden tomar la forma de discos vertebrales, hemisferios acetabulares, tubos, formas elipsoidales para relleno de huesos, y obturadores intramedulares, los cuales son útiles para taponear el canal intramedular de varios huesos (es decir, la médula espinal conteniendo una porciórr— de huesos) para evitar el endurecimiento del hueso que entre al tejido óseo saludable. Estas formas son producidas, por ej emplo, elevando la temperatura de la composición por arriba de _su temperatura de licuado (por ejemplo, aproximadamente 45°C y permitiendo que la composición se gelifique en un molde de forma apropiada.- Para tales formas el contenido de^ gelatina preferiblemente se hace lo más alto posible para" asegurar que la forma permanezca sólida después de injertarse a un receptor vertebrado. - Aquellos expertos en la técnica" reconocerán las muchas aplicaciones ortopédicas de la pasta de hueso de esta invención. Sin embargo, a manera de ilustración en lugar de limitación, para propósitos de artrodesis de la espina, un modo particularmente preferido de utilizar esta "composición podría estar en una etapa temprana de degeneración de disco vertebral o subsecuente a trauma. El diagnóstico de trauma o degeneración es seguido por formación de un pequeño orificio, o una pluralidad de pequeños orificios en el cartílago intervertebral en el sitio de degeneración.- La pasta de hueso después es inyectada en el espacio intervertebral para inducir artrodesis. -Un procedimiento similar podría ser utilizado con otras articulaciones o daño del hueso. Habiendo descrito la presente invención, se proporcionan los siguientes ejemplos para mostrar aspectos y aplicaciones específicas de la invención. Se- debe reconocer" que esta invención no está limitada de ninguna manera a los puntos específicos - de los ejemplos establecidos a continuación, y que los límites de esta invención son-definidos por las reivindicaciones que se anexan a"" la misma. Ejemplo 1 Producción de Gelatina, Viscosidad Cinemática, y -- Concentración Crítica para la Gelificación a 38°C: _ En este experimento, la fuente de colágeno fue a partir de polvo de hueso cortical humano desmineralizado en el rango de tamaño de 250-850 µm. El polvo de matriz de hueso desmineralizado (DBM), una solución de ácido acético 0.5 M, y pepsina fueron agregados a un tubo de centrífuga. El tubo de centrífuga se revolvió durante 24 horas a la temperatura deseada: 4°C, 30°C, 33°C o 37°C. El pH se ajustó a 9.0, después se redujo a 7.0 con NaOH 1 N y HCl 1 N, respectivamente, desactivando la pepsina. La solución se colocó en un baño de agua a 60°C durante 15 minutos, después se extinguió en un baño de hielo. La solución se centrifugó y el sobrenadante se vacío a una tubería de membrana de diálisis con un corte de peso molecular de 1000 daltons. El sobrenadante fue dializado para obtener un factor -de dilución-de 1000:1, se congeló y se liofilizó hasta quedar completamente seco. Este experimento se realizó cinco veces para cada temperatura.

Las viscosidades cinemáticas de concentraciones diluidas de gelatina, 0.0625 p/v%, 0.125 p/v%, 0.25 p/v% y" 0.5 p/v% en soluciones salinas reguladas con pH fosfato (pH 7.4 a 25°C) fueron medidas con un viscosímetro Ubbelhode a 44°C. Las viscosidades cinemáticas de gelatina humana procesada a 4°C, 30°C, 33°C y 37°C, fueron medidas por duplicado, excepto para 33°C, que solamente se midió una vez." Las viscosidades cinemáticas (centistokes) fueron graficadas contra concentraciones de solución de gelatina humana, figura 3. La regresión lineal se extrapoló a cero para determinar la viscosidad cinemática a una concentración de cera. La temperatura de procesamiento óptima se determinó a través de la temperatura que produjo la viscosidad xle- solución más alta a una concentración de cero, la inclinación más grande de la regresión lineal, el rendimiento mayor y finalmente la gelatina que produjo un material compuesto de huesos sólido a la temperatura del cuerpo humano ligeramente mayor. A medida que la temperatura de procesamiento se incrementa, el rendimiento de la gelatina, normalizada para la "misma relación de pepsina a DBM (0.03% (p/v) pepsina/1 g de DBM), se incrementó. La viscosidad cinemática a una-concentración de cero, o la intercepción-y siguió una tendencia inversa. A medida que las temperaturas de procesamiento se incrementa, las viscosidades cinemáticas extrapoladas se redujeron, Tabla 1.

La gelatina humana se procesó a 30°C y tuvo la inclinación más alta de la viscosidad cinemática contra la gráfica de concentración, 0.40 (centistokes/%) , seguido por- la .gelatina humana procesada a 4°C, 0.26 (centistokes/%) , la gelatina humana fue procesada a 33°C, 0.21 (centistokes/%) y finalmente la gelatina humana procesada a 37 °C, 0.17 (centistokes/%) , Tabla 1. Con el fin de correlacionar las viscosidades cinemáticas al peso molecular de gelatina, las viscosidades cinemáticas deben ser traducidas a viscosidades intrínsecas. Sin embargo, las viscosidades intrínsecas fueron indefinidas debido a la naturaleza polielectrolítica de la gelatina. Como resultado, no se pudo hacer una relación directa entre viscosidad y peso molecular de gelatina humana. Tabla 1. Propiedades físicas de gelatina humana y gelatina humana en una solución salina regulada en su pH con fosfato. La gelatina humana se procesó a 4°C, 30°C, 33°C y 37°C, resultando 1 g de DBM y 0.03% p/v, solución de pepsina en ácido acético 0.5 N.

Las temperaturas de fijación para varias composiciones de pasta de hueso fueron determinadas, Tabla 2. La gelatina humana hecha de DBM a través de pepsina a 33°C, 35°C y 37°C se utilizó en las composiciones de pasta de hueso. Las concentraciones de gelatina fueron variadas de 19% p/p de material compuesto total a 25% p/p de material compuesto total (correspondiendo a 40% p/v a 60% p/v de gelatina en la matriz portadora) en una solución salina regulada en su pH de fosfato, pH 7.4 (PBS) . Todos los materiales compuestos de pasta de hueso probados contuvieron DBM a una concentración de 33% p/p del compuesto total. Se utilizaron diferentes temperaturas ambientales para probar si" la pasta de hueso fue sólida o líquida, 45°C, 43°C, 41°C, 40°C, 38°C y 35.5°C. La temperatura de fijación sé determinó tanto reduciendo subsecuentemente la temperatura ambiente como elevando la temperatura ambiente.

Tabla 2. Temperaturas ambientales que corresponden a materiales compuestos de pasta de huesos solidificados (sin disponibilidad de jeringa) Por consiguiente, la concentración crítica de. gelatina en un material compuesto de pasta de hueso que fue_ sólido a una temperatura del cuerpo humana ligeramente- superior, 38°C a 39°C, fue el 25% p/p del material compuesto total para la gelatina humana, procesada a 33°C, y con 33% p/p del material compuesto siendo DBM, el resto siendo PBS. La -gelatina humana procesada a 33°C tuvo una viscosidad cinemática de concentración de 0.71 centistokes. Las soluciones de gelatina humana de viscosidades cinemáticas más bajas se encontraron que tienen concentraciones "Críticas en; exceso de aproximadamente 25% p/p. Correspondientemente, las gelatinas con viscosidades mayores que aproximadamente 0.71 centistokes, se espera que- se reticulen térmicamente a concentraciones menores de aproximadamente 25% (p/p) . Ejemplo 2: Composición de Pasta de Hueso In Vivo y Actividad Este estudio demuestra que la pasta de hueso d_e_ esta invención es oseoinductiva . Además, este estudio demuestra tamaños de partículas para el componente DBM de la composición que operan bien para promover el nuevo crecimiento de hueso en un animal en donde fue implantado. El modelo de rata intramuscular, es el modelo estándar para probar la osteoinductividad del hueso desmineralizado y otros factores osteoinductivos. Strates et al. han utilizado este modelo durante años (Strates) . Como se observó en el Ejemplo 1 anterior, ser determinó que para la gelificación a 38 °C, se requiere una concentración de 40-60% p/v (30-45% p/p de los componentes osteogénicos agregados ausentes en la solución) . A esta concentración, la gelatina actúa como una matriz portadora térmicamente, se retícula a 38 °C en aproximadamente 8 minutos . En este estudio, se ha dirigido la pregunta de qué tanta DBM debe estar presente en esta matriz portadora de gelatina de 40-60% fija para inducir la formación de hueso que favorablemente se compara con controles positivos. Se han comparado 4 diferentes composiciones de un material compuesto de DBM/Gelatina tanto con controles positivos como negativos en un modelo intramuscular de rata.

A. Preparación del Implante: __ _ Los fémures, tibias y peronés fueron cosechados de ratas Sprague-Da ley recientemente aniquiladas (24 horas, refrigerados a 4°C) . Las diáfisis fueron cortadas de los huesos y la médula ósea se removió de la flecha media con una" sonda de disección y un lavado de agua estéril. Los segmentos de flecha media después fueron desmineralizados en HCl 0.6 M durante 24 horas a 4°C con la relación de masa de hueso a ácido mantenida a 1/10 o más baja. Los segmentos de hueso fueron liofilizados y después mezclados con hielo seco y molido en un molino de huesos de escala de laboratorio. El polvo de DBM fue tamizado y se retuvo la fracción der 125-450 µm. Se hizo una matriz portadora de 50% de gelatina (p/v) calentando una solución salina regulada en su pH con fosfato (PBS) a 60°C y después agregando gelatina de porcino en polvo (Sigma, 300 bloom) y agitando vigorosamente. La matriz portadora se dejó añejar durante 15 minutos (para evidenciar la distribución de gelatina en la solución) y~_ después se dejó enfriar a 50°C. La DT3?T" se agregó a la~ solución de gelatina en este punto en -las siguientes cantidades: 0 (control negativo), 15, 19, 24 y 33% p/p del" material compuesto total. El material compuesto se mezcló concienzudamente a través de mezclado manual.

Los implantes fueron preparados expulsando un filamento de material compuesto en una caja de petri. Estos filamentos se cortaron en segmentos cortos (aproximadamente 4 mm) , se pesaron y se colocaron en cajas de petri estériles. Se prepararon controles positivos a través de la formación de la pella de DBM mezclada con PBS en una centrífuga. Para mantener la integridad de la pella durante los peligros de cirugía, estas pellas fueron congeladas e implantadas como tales . B. Cirugía de Rata: Se anestesiaron ratas jóvenes Sprague-Dawley (200-410 g) con 86 mg/kg de cetamina, y 13 mg/kg de xilazina administradas intramuscularmente (en el muslo) . Se hizo una incisión en línea media paralela a partir de la punta del esternón justo por arriba de la ingle. Los aspectos laterales del abdomen recto fueron accesados a través de disección roma en cualquier lado del animal. Se hicieron tres incisiones cortas en el músculo sobre cada lado y los implantes se insertaron seguidos por 1 a 2 puntas con una sutura Prolene© 3-0""(para marcar el sitio y evitar la expulsión de la masa de implante) . Sobre cada lado, se insertaron un control positivo o uno negativo, así como dos composiciones experimentales. Las ubicaciones del implante fueron aleatorias, excepto que cada ratón tuvo un control positivo sobre un lado y un control negativo sobre el lado contralateral .

Los animales fueron regresados a sus jaulas y se les proporcionó alimento y agua ad-lib . Todos los miembros del grupo de estudio fueron mantenidos durante 4 semanas, excepto un animal (Rl) , el cual se sacrificó después de 2 semanas para histología. Después de 4 semanas, los animales fueron-" sacrificados con una sobredosis de Nembutal . Se removió el. rectus abdominus a través de una disección aguda, removiendo el mayor tejido posible. C. Análisis de Explante: ___ Cada músculo se ranuró para marcar el lado superior del animal y se colocó en una caja de Petri marcada. Al músculo se le aplicó rayos X con equipo - de mamografía, utilizando película de mamografía (DuPont). Se analizaron los" roefgenogramas utilizando una cámara digital anexada a un_ equipo Apple LCII equipado con software NIH Image 4.1, Las imágenes fueron introducidas para iluminar la sombra del implante y entonces determinar el área de la sombra a través del conteo de pixel. Dos de cada variedad de explantes fueron removidos del músculo y fijados en formalina regulada en su pH al 10%. Se tomaron secciones histológicas y se tiñeron secciones^ consecutivas con tinción tricromática de H&E y Masson. Estas, muestras histológicas fueron examinadas por un patólogo -calificado.

Se cortaron los explantes restantes del tejido de músculo y se formaron cenizas en un horno de mofle durante 4.5 horas a 700-750°C. Se determinó el peso de la ceniza y se normalizó al peso original del implante. La ceniza se disolvió en HCl 1.0 N y se analizó para el contenido de calcio a través dé espectroscopia de absorción atómica. Todos los análisis fueron conducidos en una forma ciega con la descodificación realizada después de que el procesamiento de datos fue completo. D. Histología: _ Se presentaron muestras de histología de dos semanas de 15% y 19% de materiales compuestos de DBM indicando que la formación de hueso ocurrió, aún en esta fecha temprana. La ruta de formación de hueso fácilmente no ejs evidente, pero parece ser endocondrial. Muestras de histología de cuatro semanas, revelaron que se formó el hueso maduro en el sitio del implante. La calidad de hueso formado fue comparable a aquella del hueso natural como se muestra a través de los análisis de porcentaje de calcio y ceniza. Todos los implantes conteniendo DBM se encontraron que— conducen a la producción de algo de hueso. Aquellos, conteniendo más de aproximadamente 20% de DBM produjeron el hueso de calidad mayor. Las Figuras 4A y 4B proporcionan-fotomicrografías de secciones de implantes después de cuatro semanas in vivo en el modelo intramuscular de rata. Se ha encontrado que el 33% (p/p) de DBM en el portador de gelatina (figura 4B) de acuerdo con esta invención produjo el nuevo hueso demasiado puro, 100% de DBM (figura 4A) . En estas figuras, las siguientes estructuras son evidentes: 10 es un hueso maduro, evidenciado por el consumo de tinción roja de la tinta Massons; 20 es una nueva formación de cartílago, evidenciado por el consumo de tinta azul de la tinta Masson y presencia de células; 30 es DBM residual, según evidenciado por el consumo de tinta azul y la ausencia de células, a partir de los cuales todas las estructuras cartilaginosas y de hueso en la sección transversal del músculo surgieron, y 40 es hueso inmaduro, según evidenciado por la tinción de azul ligero y la presencia de células. Las células vistas fueron osteoclatos, degradando el cartílago recientemente formado y osteoblastos que yacen por abajo del hueso nuevo." Además, la infiltración vascular en el hueso maduro es evidente en la sección teñida con Masson, a partir del cual se hicieron impresiones en blanco y negro. E. Análisis Composicional : No hubo ninguna diferencia estadísticamente importante, utilizando una prueba 2s en el contenido de ceniza entre el control positivo, el control negativo o composiciones comprendiendo 15% a 19% (p/p) de DBM. Esto no necesariamente implica que estas composiciones no trabajen (examen de los roentegenogramas evita esta conclusión) . Más bien indica que la sensibilidad del método de ceniza no permite la detección de la diferencia. El examen de los datos para los materiales compuestos de 24% y 44% indican que son significativamente mejores que 19%, 15% y los controles negativos, y significativamente no diferentes del control (positivo), ver Tabla 3: TABLA 3 F. Espectroscopia de Absorción Atómica — ^~_~" ~ "~ La espectroscopia de absorción atómica de_ composiciones en ceniza de materiales compuestos de DBM/gelatina produjo la cantidad de calcio en las muestras. Las composiciones de 15% y 19% no mostraron una diferencia estadísticamente importante de los controles negativos. Sin embargo, se espera que con una sensibilidad de ensayo mayor, se puedan medir efectos positivos de DBM a concentraciones tan bajas como aproximadamente 7% (p/p) en el portador de gelatina. El contenido de calcio promedio producido por las composiciones mayor que, o igual a % pareció ser proporcional a la cantidad de DBM, en peso, en la composición: TABLA 4 : Comparación entre los resultados de espectroscopia de absorción atómica de muestras en ceniza de seis materiales compuestos de DBM/gelatina explantados en ratas después de 4 semanas in vivo .

G. Análisis Digital de Rayos X: El examen/comparación en bruto de los rayos x revela que el 24% y 33% de composiciones no son significativamente diferentes de los controles (+) . Las composiciones de 15% y 19% no parecen generar hueso en forma importante. Sin embargo, se espera que en una sensibilidad de ensayo mayor, se pueden medir efectos positivos de DBM a concentraciones tan bajas como de aproximadamente 7% (p/p) en un portador de gelatina. Ninguna formación de hueso fue evidente en los rayos x en los sitios de los controles (-) . Por consiguiente, se concluye que DBM a una concentración de entre aproximadamente 24% a 33% (p/p) en gelatina es activo para inducir la formación de hueso. Estos mismos datos indican que las concentraciones de DBM por abano de aproximadamente 20% son menos efectivas para generar un hueso significativo en comparación con los controles positivos. Se observa que Grafton™ contiene solamente 8% de DBM en un portador de glicerol. Tabla 5 Ejemplo 3 Procedimiento para la Producción de Pasta de Hueso de esta Invención : Este ejemplo proporciona un procedimiento para la fabricación de pasta de hueso a partir de gelatina y hueso desmineralizado. Como fracciones de la masa total de composición deseada, se cargaron los siguientes componentes (los porcenta es dados son del peso del material compuesto total) : Hueso desmineralizado seco: 0.40% (p/p) Gelatina térmicamente reticulable liofilizada: 20-45% (p/pj BIOGLASS®: 0-40% (p/p) proteína morfogenética de hueso 0.001 mg/ml Estos componentes se mezclaron concienzudamente mientras se secan, y el resto de la masa de composición se hizo a través de la adición de agua, solución salina regulada en su pH y cualquier otro portador líquido fisiológicamente^ aceptable. La composición puede ser empacada de esta forma o liofilizada para reconstrucción posterior con agua. Las propiedades maleables de la composición se logran calentando la composición a una temperatura suficiente para exceder el punto de licuado de la gelatina, y después permitir que la composición se enfríe a la temperatura a la cual se gelifica. Referencias _ — Cornell, C. Tehcniques in Orthopedics 1992, 7, 55-63. Bloebaum, R.D. Human Bone Ingrowth and Ma terials ; Bloebaum, R.D. Ed.; Society for Biomaterials, Denver, CO, 1996. Einhorn, T. A. Enhancement of Bone Repair Using Bioma terials ;_ Einhorn, T.A. Ed.; Society for Biomaterials; Denver, C0,~ 1996.

Benedict, J. J. The Role of Carrier Ma trices on Bone Induction In Vivo; Benedict, J. J., Ed.; Society for Biomaterials; Denver, CO, 1996. Strates, B . ; Tiedeman, J. European Journal of Experimental Musculoskeletal Research 1993, 2, 61-67. Urist, M. R. Bone Morphogenetic Protein; Urist, M. R. Ed.; W.

B. Saunders Co . : Philadelphia, 1992, pp 70-83. Yazdi, M., Bernick, S.; Paule, W.; Nimni, M. Cl inical Orthopaedics and Rela ted Research 1991, 262, 281-285. Younger, E.; Chapman, M. Journal of Orthopaedic Trauma 1989, 3, 192-195. Hardin, C . K . Otolaringología Clinics of North America 1994 , 27 , 911-925 . Senn, N. The American Journal of the Medical Sciences 1889, 98, 219-243. "^ Urist, M. R.; Huo, Y. K.; Brownell, A. G.; Hohl, W. M.; Buyske, J.; Lietze, A.; Tempst. P.: Hunkapiller, M.; DeLange, R. J. Procedures of the Na tional Academy of Sciences, USA 1984, 81, 371-375. Urist, M. R., Chang, J. J. ; Lietze, A.; Huo, Y. K7; Brownell, A. G.: DeLang, R.J. Methods in Enzymology 1987, 146, 294-313.

Lasa, C., Hollinger, J.; Droham, W.; MacPhee, M. Plas tics and Reconstructive Surgery 1995, 96, 1409-1417.

Nathan, R.: Bentz, H.; Armstrong, R.; Piez, K.; Smestad, T.; Ellingsworth, L.; McPherson, J.; Scycdin, S. Journal of Orthopaedic Research 1988, 6, 324-334. Hench, I. L; Andersson, 0. H. Bioa ctive Glasses ; Ilench, L. 1.; Andersson, O. H., Ed . ; World Scientific Publishmg Co.

Pte. Ltd.: Singapore, 1993, pp 41-63. Scarborough, N. Bone Repair üsing Allograft; Scarborough, N., Ed. ; Society for Biomaterials, 1996. Frankel, S.R.; Moskovich, R.; Spivak, J; Zhang, Z.H.: Prewett, A. B. Spine 1993, 18, 1634-1639. Sperling, L. H. Introduction to Physical Polymer Science; John Wiley and Sons, Inc.; New York, 1992. McDonald, T.O.; Britton, B.; Borgmann, A. R.; Tobb, C.A.

Toxicology 1997, 7, 37-44 Culling, C.F.A.; Allison, R.T., Barr, W. T. Cell ular Pa thol ogy Technique ; 4 ed.; Butterworths, London, 1985 Patente de los Estados Unidos No. 5,481,601 Patente de los Estados Unidos No. 5,236,456 Patente de los Estados Unidos No. 5,405,390 Patente de los Estados Unidos No. 4,440,750 Patente de los Estados Unidos No. 4,394,370 Patente de los Estados Unidos No. 4,472,840 Patente de los Estados Unidos No. 4,678,470 WO 89/04646

Claims (37)

1. REIVINDICACIONES 1. Una composición de pasta de hueso implantable caracterizada porque comprende gelatina como un vehículo para componentes ostiogénicos sustancialmente bioabsorbibles para utilizarse en un receptor con la necesidad del mismo.
2. 2. La pasta de hueso de conformidad con la reividicación 1, caracterizada porque se utiliza en la reparación de fracturas sin unión, aumento del reborde periodontal, cirugía cranofacial, artrodesis de médula espinal u otras aplicaciones, procedimiento de fusión espinal, y fijación de implante.
3. 3. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la gelatina es térmicamente reticulable a, o ligeramente por arriba de la temperatura del organismo en donde va a ser implantada.
4. 4. La composición de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque la_ composición se gelifica a aproximadamente 38 °C.
5. 5. La composición de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque la gelatina está presente en una concentración de entre aproximadamente 20-45% (p/p) de gelatina como una fracción del peso de la composición .
6. 6. La composición de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el componente osteogénico se selecciona del grupo que consiste de: (i) matriz de hueso desmineralizado (DBM) ; (ü) cerámica de vidrio bioactivo, BIOGLASS®, cerámica bioactiva, cerámica de fosfato de calcio, hidroxiapatita, carbonato de hidroxiapatita, hidroxiapatita de corralina, hueso calcinado, fosfato tricálcico o mezclas de los mismos; (üi) proteína morfogenética de hueso, TGF-beta,
7. PDGF, o mezclas de los mismos, natural o recombinante; y (iv) mezclas de (i) -(iii) . 7. La composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque la gelatina, la matriz de hueso desmineralizado o ambos se derivan de la especie ep" donde la pasta de hueso va a ser implantada.
8. 8. La composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la DBM está presente de entre aproximadamente 0-40% (p/p) del peso del material compuesto total.
9. 9. La composición de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la DBM está presente de entre aproximadamente 15-33% (p/p) del peso total del material compuesto.
10. 10. La composición de conformidad- con la reivindicación 6, caracterizada porque el vidrio bioactivo es BIOGLASS®.
11. 11. La composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el componente (ii) está presente de entre aproximadamente 0-40% (p/p) de la masa de composición total.
12. 12. La composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque comprende antibióticos, proteínas morfogénicas óseas u otras proteínas," ya sea derivadas de fuentes naturales o recombinantes, agentes humectantes, glicerol, carboximetilcelulosa (CMC), factores de crecimiento, esferoides, compuestos antiinflamatorios no esferoidales, o combinaciones de los mismos .
13. 13. La composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque comprende de entre aproximadamente 0.0001 a 0.1 mg/ml de proteína morfogenética del hueso.
14. 14. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque es una solución congelada o se seca por congelación.
15. 15. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la gelatina es humana, bovino, ovino, equino, canino o sus mezclas.
16. 16. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la gelatina se deriva de fuentes de colágeno humana a través de extracción enzimática de ácido o alcalina.
17. 17. La composición de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizada porque las fuentes de colágeno humana son piel, hueso, cartílago, tendón, tejido conectivo de ser humano o mezclas de los mismos.
18. 18. La composición de conformidad con la reivindicación 17, producida tratando la fuente de colágeno" con pepsina a aproximadamente 33°C, desnaturalizando concalor el colágeno así tratado bajo condiciones controladas para producir gelatina, y mezclando la gelatina así producida con un compuesto osteogénico de manera que la gelatina está presente a una concentración final de aproximadamente 20-45% (p/p) .
19. 19. La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la desnaturalización se logra calentando a por lo menos 50°C.
20. 20. La composición de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la gelatina tiene un" peso molecular mayor que aproximadamente 50,000 daltons.
21. 21. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente osteogénico es matriz de hueso desmineralizado en la forma de polvo, y está compuesto de partículas en el rango de tamaño de entre aproximadamente 80-850 µm en diámetro.
22. 22. La composición de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque comprende aproximadamente 0-40% (p/p) de polvo de matriz de hueso desmineralizado, siempre que si la matriz de hueso desmineralizado es polvo y está ausente, entonces está presente un factor de crecimiento de un hueso a una concentración de por lo menos 0.0001 mg/ml.
23. 23. La composición de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque el factor de crecimiento de hueso es una proteína morfogenética, TGF-ß o mezclas de los mismos, natural o recombinante.
24. 24. La composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el agente bioactivo es BIOGLASS®, teniendo un diámetro de entre aproximadamente 0.5-710 µm.
25. 25. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además" obleas de hueso cortical, poroso o cortical y poroso.
26. 26. La composición de conformidad con la reivindicación 25, caracterizada porque las obleas de hueso están en el rango de tamaño de 80 µm a 10 mm.
27. 27. La composición de conformidad con la. reivindicación 1, caracterizada porque es moldeada por" inyección, moldeada bajo vacío, moldeada con rotación, moldeada por soplado, extruida o de otra manera configurada a una forma sólida.
28. 28. La composición de conformidad con la reivindicación 27, caracterizada porque la forma se selecciona de discos vertebrales, hemisferios acetabulares, tubos, elipsoides, oblongos, y formas "U" para rellenar huecos, formación de obturación intramedular e injerto de impacto .
29. 29. Un método para inducir la formación de hueso in vivo en un receptor con la necesidad del mismo, caracterizado porque comprende implantar una cantidad efectiva de una composición de pasta de hueso implantable que comprende gelatina como un portador para componentes osteogénicos-sustancialmente bioabsorbibles.
30. 30. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque comprende reparar fracturas sin- unión, lograr el aumento de reborde periodontal, conducir cirugía cranofacial, asegurar implantes, artrodesis de médula espinal u otras uniones, procedimientos -de fusión espinal, o injerto por impacto, que comprende implantar tal composición en el sitio in vivo con la necesidad de tal tratamiento. ~~
31. 31. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque comprende además la formación de una serle de pequeñas aberturas en el espacio intervertebral y la inyección de la composición en el espacio para inducir arterodesis .
32. 32. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque comprende extruir la composición a partir de una jeringa a una primera temperatura a la cual permanece líquida o altamente maleable, y formar una configuración elástica, pegajosa y fácilmente configurable a partir de la composición a medida que se gelifica a una segunda temperatura a, o ligeramente por arriba de la temperatura de cuerpo del organismo en donde va a ser implantada .
33. 33. Un método para hacer un injerto -implantable caracterizado porque comprende preparar una composición-comprendiendo un portador de gelatina térmicamente reticulable y suspender en el mismo un componente osteogénico sustancialmente bioabsorbible .
34. 34. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el componente osteogénico se selecciona de: . . (i) matriz de hueso desmineralizado (DBM); (ii) cerámica de vidrio bioactivo, BIOGLASS®, cerámica bioactiva, cerámica de fosfato de calcio, hidroxiapatita, carbonato de hidroxiapatita, hidroxiapatita de corralina, hueso calcinado, fosfato tricálcico7 o material similar; (iii) proteína morfogenética de hueso, TGF-ß, PDGF, o mezclas de los mismos, natural o recombinante; y (iv) mezclas de (i) -(iii) .
35. 35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque comprende además moldear por inyección, moldear bajo vacío, moldear por rotación, moldear po — oplado, extruir o de otra manera formar la composición a la forma deseada de un injerto sólido y permitir que la composición se solidifique a una temperatura en la cual la gelatina se hace térmicamente reticulada.
36. 36. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la forma se selecciona de discos" vertebrales, hemisferios acetabulares, tubos, elipsoides, formas oblongas, y formas "U" para el relleno- de huesos, formación de obturación intramedular , e injerto de impacto.
37. 37. El método de conformidad con la reivindicación" 36, caracterizado porque comprende elevar la temperatura de la composición por arriba de su temperatura de licuado y permitir que la composición gelifique en un forme de configuración apropiada.