BR102012010543A2

BR102012010543A2 - Membrana biorreabsorvível bioativa porosa e seu processo de obtenção

Info

Publication number: BR102012010543A2
Application number: BR102012010543A
Authority: BR
Inventors: Cabrera Walter Israel Rojas; Karina Nakajima; Luana Bendo
Original assignee: Bioactive Biomateriais Ltda
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2014-04-08
Also published as: WO2013163704A1

Abstract

MEMBRANA BIORREABSORVÍVEL BIOATIVA POROSA E SEU PROCESSO DE OBTENÇÃO. Esta invenção descreve uma membrana biorreabsorvível bioativa porosa constituída de polímeros biorreabsorvíveis combinados a cerâmicas bioativas e polímeros hirofílicos, capaz de possibilitar a regeneração e formação de tecidos, bem como o seu processo de obtenção.

Description

MEMBRANA BIORREABSORVÍVEL BIOATIVA POROSA E SEU PROCESSO DE

OBTENÇÃO

Campo de aplicação:

A presente invenção se insere no campo da engenharia 5 de tecidos e se refere a uma membrana biorreabsorvlvel bioativa porosa, constituída de polímeros biorreabsorvíveis combinados a cerâmicas bioativas e polímeros hidrofílicos, que possibilita a regeneração e formação de tecidos ósseos em mamíferos.

Adicionalmente, esta invenção se refere ao processo de

obtenção da referida membrana.

O osso é um tecido o qual é submetido a adaptações contínuas ao longo da vida do vertebrado, a fim de obter e preservar o tamanho, a forma e a integridade estrutural do esqueleto, além de regular a homeostase mineral.

Os processos de remodelamento e formação constituem a base do desenvolvimento e manutenção do sistema esquelético Quando ocorre uma lesão no tecido ósseo, a reparação 20 requerida consiste em quatro estágios principais: formação do hematoma de fratura, formação do calo cartilaginoso, formação do calo ósseo e remodelamento do osso. 0 processo dura pelo menos quatro meses e depende da intensidade da lesão tecidual.

Assim, o crescimento ou a substituição óssea podem ser

alcançados por meio do uso de materiais que promovam a neoformação do tecido lesionado em tempo reduzido, quando comparado ao desenvolvimento natural.

A engenharia de tecidos humana é uma ciência que se baseia no desenvolvimento de métodos biotecnológicos relacionados ao crescimento celular, de modo a permitir a otimização e a manutenção de tecidos e órgãos humanos.

Logo, o desenvolvimento de matrizes tridimensionais a base de materiais biorreabsorvíveis e biocompatíveis tem demandado estudos voltados à síntese de polímeros e à aplicação clínica dos mesmos, bem como a influência destes no processo de regeneração de tecidos.

A aplicação destes materiais está relacionada à regeneração tecidual guiada (RTG) e à regeneração óssea guiada (ROG) , em que as perdas de estruturas ósseas são tratadas com enxertos ou implantes.

-A criação—de condições favoráveis para ã neoformação de tecidos permite o crescimento isolado de células com diferentes velocidades de proliferação, dentro de um espaço anatômico específico para a regeneração.

Assim, o espaço ocupado pelo coágulo sanguíneo permite a diferenciação e a proliferação de osteoblastos separados das células epiteliais por uma membrana com a inibição da migração do epitélio. Por exemplo, células do ligamento

2 0 periodontal seriam capazes de promover a regeneração das

fibras conjuntivas e até a neoformação de osso alveolar, cimento radicular e ligamento periodontal.

Muitas das membranas conhecidas do estado da técnica são constituídas de colágeno bovino tipo I ou de materiais sintéticos, como poli(tetrafluoretileno) expandido (PTFE), poli(metilmetacrilato) (PMMA) ou acetato de celulose.

0 colágeno estimula o crescimento ósseo, uma vez que é o principal constituinte da matriz extracelular. Porém, sua extração é realizada diretamente de tecidos biológicos (o

3 0 que pode apresentar risco de contaminação) ou então seu preparo é feito juntamente com uma proteína recombinante (tornando-o dispendioso e termicamente instável). Ademais, o colágeno não é bioativo e sua degradação é rápida, de 3 0 a 4 0 dias, enquanto o crescimento ósseo natural varia de 5 120 a 180 dias.

Dentro deste contexto, os polímeros devem apresentar algumas peculiaridades e características específicas, como a reabsorção e a biocompatibilidade. Alguns polímeros são biocompatíveis, porém apenas absorvíveis, podendo gerar 10 algum produto de degradação e acarretar problemas a longo prazo.

muitos materiais já existentes, os quais necessitam de uma segunda intervenção cirúrgica para a sua remoção após o tratamento do trauma tecidual.

Um material biorreabsorvível é degradado e excretado por rotas metabólicas naturais. No entanto, o tempo de biorreabsorção é um fator relevante no processo de reparo tecidual: quando muito rápido, o mesmo pode não oferecer o 20 suporte e estímulo requerido para a reparação completa do tecido ósseo; quando demorado ou mesmo de absorção parcial, pode gerar problemas futuros, como, por exemplo, a embolia.

Outras características desejadas para que um material seja utilizado como membrana bioativa são a bioatividade, previsibilidade de degradação e facilidade de aplicação clínica.

Os biomateriais são classificados em osteogênicos, osteoindutores e osteocondutores, de acordo com a interação entre o biomaterial e o tecido hospedeiro.

3 0 Os biomateriais osteogênicos são capazes de estimular

é uma vantagem diante de a formação do osso diretamente a partir de osteoblastos.

Os biomateriais osteoindutores são capazes de induzir a diferenciação de células mesenquimais indiferenciadas em osteoblastos ou condroblastos, aumentando a formação óssea no local ou estimulando a formação do osso em um sítio heterotópico.

Os materiais osteocondutores, geralmente inorgânicos como os biovidros, hidroxiapatita (HA) e fosfato tricálcico (TCP), facilitam o crescimento de um novo tecido ósseo, requerendo a presença de tecido ósseo pré-existente como fonte de células osteoprogenitoras.

—Já—existem—aiguns—materiais com o mesmo intuito de regenerar e formar um novo tecido em mamíferos. Produtos nacionais e importados, no entanto, apresentam limitações 15 mecânicas e biológicas, como baixa deformação elástica, dificuldade de colocação cirúrgica, baixa bioatividade e, no caso de materiais não biorreabsorvíveis, a necessidade de uma segunda intervenção cirúrgica para retirada da membrana.

Os documentos de anterioridade PI 9609157-6 e 9400241-

0 abordam uma membrana de cobertura e uma película de cobertura, respectivamente, as quais estão direcionadas à aplicação de recobrimento de cavidades ósseas previamente preenchidas de material de reconstrução óssea, contendo, especialmente, hidroxiapatita granulada.

Membranas com características físicas semelhantes, à base de polímeros e copolímeros absorvíveis e colágeno, são utilizadas também em outras aplicações, como prevenção ou retardamento de marcas de cicatriz em procedimentos cirúrgicos, conforme abordado no documento de anterioridade WO 0167987. Neste documento, as membranas são compostas por poli(lactídeo) e copolímeros, cuja espessura pode variar de 10 a 300 μιη, e se decompõem de 3 a 7 semanas. Já o documento US 09616526 utiliza membranas à base de colágeno, 5 contendo porosidade, utilizada como pele artificial.

Voltadas à regeneração óssea guiada, a serem aplicados como implantes substitutos de várias estruturas ósseas, cartilaginosa ou mineral, os materiais apresentados pelos documentos WO 9717401 e PI 03037789 oferecem resultados 10 satisfatórios. Porém, em ambos os casos, são utilizadas matérias-primas não biorreabsorvíveis, como, por exemplo, a -^poliolef ina^ utilizado como um agente ligante.

0 documento PI 0902480-8 descreve a produção de uma membrana contendo um polímero formado por isocianato e poliol, mais precisamente, um poli(uretano) (PU) contendo poli(caprolactona) como poliol.

Características satisfatórias de reabsorção também são obtidas no documento PI 77009363, cuja composição compreende um PU derivado de óleo de mamona. No entanto, a 20 biorreabsorção de PUs ocorre em um período superior a seis meses, de forma lenta, podendo ser incompatível com a regeneração óssea natural. A principal forma de degradação de um PU é oxidativa o que requer, muitas vezes, a presença de células oriundas de processos inflamatórios locais.

Neste contexto, esta invenção descreve uma membrana

biorreabsorvível bioativa porosa, compreendendo polímeros biorreabsorvíveis, cerâmicas bioativas e, ainda, polímeros hidrofílicos, bem como o método de obtenção da mesma.

À esta membrana, ainda podem ser adicionados agentes 3 0 farmacológicos, como antibióticos e anti-inflamatórios, ou quimioterapêuticos, além de agentes osteocondutivos, compostos adesivos e aditivos minerais, conferindo-lhes a vantagem do tratamento local do tecido lesionado com uma liberação controlada destes aditivos.

Sumário da invenção:

A presente invenção se refere a uma membrana biorreabsorvível bioativa porosa compreendendo polímeros biorreabsorvíveis, cerâmicas bioativas e, ainda, polímeros hidrofílicos, bem como o seu processo de obtenção.

Breve descrição dos desenhos:

A Figura 1 é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura—(MEV) ,—a um aumento dé 75Ό vezes, dã superf ície da membrana biorreabsorvível bioativa porosa da presente invenção.

A Figura 2 é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura (MEV), a um aumento de 3.500 vezes, da superfície da membrana biorreabsorvível bioativa porosa da presente invenção.

A Figura 3 é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura (MEV) , a um aumento de 250 vezes, de uma seção transversal da superfície da membrana biorreabsorvível bioativa porosa da presente invenção.

Descrição detalhada da invenção:

A presente invenção consiste em uma membrana biorreabsorvível bioativa porosa, a qual é capaz de atuar como barreira biológica e estimular, assim, a neoformação de tecido mineral e a aceleração da reparação tecidual.

A membrana apresenta biomimetismo, osteocondução e osteoindução, além de completa reabsorção e estabilidade térmica. Tal membrana compreende polímeros biorreabsorvíveis, os quais oferecem uma estrutura física tridimensional e as características mecânicas necessárias à membrana.

A matriz polimérica é biocompatível, biodegradável e 5 hidrofílica e é combinada a cerâmicas bioativas e polímeros hidrofílicos.

Além disso, a membrana é capaz de sofrer reabsorção e degradação macromolecular pela associação de hidrólise e atividade enzimática, tais como a fosfatase ácida e a colagenase, com total eliminação dos produtos da degradação sem efeitos residuais locais.

__A— implantação da membrana requer apenas um

procedimento cirúrgico, diminuindo a dor, as complicações pós-operatórias e o risco de infecções, uma vez que a membrana é completamente reabsorvido pelo organismo.

Uma imagem da superfície de uma formulação da membrana da presente invenção está ilustrada na Figura 1, na qual é possível observar uma estrutura polimérica bem definida, a qual apresenta uma superfície de membrana lisa (1) , as micelas (2) e os poros (3).

A matriz polimérica-base é constituída de combinações de polímeros de origem natural ou sintética, os quais são capazes de sofrer degradação por meio de processos hidrolíticos e/ou enzimáticos a hidroácidos não-tóxicos.

De forma preferida, os polímeros são selecionados do

grupo que consiste em monômeros e/ou homopolímeros a base de lactídeo em todas as variações isoméricas possíveis, tais como D-lactídeo, L-lactídeo, DL-lactídeo; monômeros e/ou homopolímero caprolactona, de preferência ε- 3 0 caprolactona; monômeros e/ou homopolímeros glicolídeo; poli(hidroxialcanoato); poliésteres e poliamidas derivados de ácidos dicarboxílicos alifáticos e de hidroxiácidos alifáticos e/ou aminoácidos alifáticos; poli(L-lactídeo); poli(DL-lactídeo); poli(glicolídeo); copoliésteres,

copoliamidas e copoliéster-amida destes derivados e misturas destes, os quais são adicionados em proporções monoméricas que variam de 3 0% até 90%, para cada constituinte, na composição total para formação da matriz.

Uma composição polimérica preferível é baseada na combinação dos monômeros ou homopolímeros lactídeo em todas as variações isoméricas, ε-caprolactona e glicolídeo, -ri andn^sfi-O7-O- a 99,9 % de cada constituinte na domposTção desejada. Uma proporção preferida ao processo de formação da matriz é composta por 30% a 70% de lactídeo, em relação à quantidade dos monômeros ou homopolímeros de glicolídeo e/ou ε-caprolactona na composição total.

Em combinação aos polímeros, a membrana compreende, ainda, cerâmicas bioativas, as quais servem de sinalização celular e conseqüente estímulo para a formação, crescimento 20 e regeneração tecidual óssea. As cerâmicas bioativas não apresentam toxicidade e não são imunogênicas, atribuindo a capacidade de osteoindução à membrana.

As cerâmicas bioativas são à base de sais de cálcio, em particular, fosfatos de cálcio, como fosfato tricálcico, 25 alfa- fosfato tricálcico, beta- fosfato tricálcico, fosfato de cálcio, polimorfos de fosfato de cálcio, hidroxiapatita, carbonato de cálcio, sulfato de cálcio e combinações destes.

Preferencialmente, os fosfatos de cálcio são fosfato tetracálcico [TeCP, Ca4O(PO4)2]/ hidroxiapatita [HA, Cai0(PO4)6(OH)2] e sua variação de tamanho na escala nanométrica (nanoHA), fosfato de cálcio amorfo [ACP, Ca3 (PO4) 2 .nH2) , fosfato tricálcico (α, a', β, γ) [TCP, Ca3(PO4)2], fosfato octacálcico [0CP, Ca8H2 (PO4) 6. 5H20] , 5 mono-hidrogênio fosfato de cálcio di-hidratado [DCPD, CaHPO4. 2H20] , mono-hidrogênio fosfato de cálcio [DCP, Ca2P2O7.2H20] , fosfato heptacálcico [HCP, Ca7(P5Oi6)2], di- hidrogênio fosfato tetracálcico [TDHP, Ca4H2P6O20] , fosfato monocálcico mono-hidratado [MCPM, Ca (H2PO4) 2 .H2O] e 10 metafosfato de cálcio (α, β, γ) [CMP, Ca(PO3)2] e são adicionados em proporções mássicas que pode variar de 0,01 a 30% em relação à massa total da matriz polimérica.

À matriz são ainda adicionados polímeros hidrofílicos em proporções mássicas que variam de 1 a 70 % em relação à 15 massa total da matriz. Os mesmos são selecionados do grupo que compreende poli(acrílicos) , polímeros funcionais de amina, poli(éteres), poli(estirenos), poli(óxidos de etileno)s, poli(álcool vinílico), poli(etilenoglicóis), poli(vinil pirrolidona) , poli(estireno-maleato de sódio) e 20 polímeros de origem natural (tais como gelatina, amido, celulose modificada e quitina) e / ou misturas destes.

É considerada também a adição de agentes antitumorais, antibióticos, hipolipemiantes ou anti-inflamatórios, de forma isolada ou em associação, na concentração adequada de acordo com a natureza do agente, respeitando-se os limites de toxicidade e a concentração mínima eficaz.

De fato, considerando-se o procedimento invasivo de enxertamento do material aloplástico, a introdução de antibióticos e anti-inflamatórios à membrana permite uma 3 0 administração local e controlada do fármaco, aumentando sua eficácia e restringindo possíveis efeitos tóxicos sistêmicos.

Da mesma forma, em casos de tumores, por exemplo, é possível direcionar o tratamento quimioterápico sem que 5 haja maiores danos ao indivíduo.

Os antitumorais são selecionados do grupo que consiste em cisplatina, doxorrubicina, ifosfamida, metotrexano, ciclofosfamida, etoposido e irinotecano e são adicionados em uma concentração que pode variar de 0,1% a 50% em massa, 10 preferencialmente de 2% a 30% em massa. Em relação a outros tipos de tumores, deve-se optar pelo quimioterápico mais adequado^__

Considerando a regeneração óssea guiada, a membrana pode ser adicionada de antibióticos selecionados do grupo 15 que consiste em macrolídeos (eritromicina e azitromicina); tetraciclinas (tetraciclina, doxiciclina e minociclina); β- lactâmicos (penicilinas, cefalosporinas, carbapenêmicos e clavunatos); glicopeptídeos (vancomicina); aminoglicosídeos (tobramicina, estreptomicina e gentamicina) e licosamidas 20 (clindamicina) e são adicionados em uma concentração que pode variar de 0,1% a 50% em massa, preferencialmente de 1% a 15% em massa. Quando se considera a regeneração tecidual de tecidos moles e cartilaginosos, pode-se utilizar qualquer classe de antibióticos.

Para a regeneração óssea guiada, anti-inflamatórios

esteroidais e anti-inflamatórios não esteroidais podem prejudicar o processo de formação óssea, logo, preconiza-se o uso de fármacos alternativos, tais como os agentes hipolipemiantes.

3 0 Dentre os agentes hipolipemiantes, podem ser adicionadas estatinas selecionadas do grupo que compreender sinvastatina, atorvastatina, lovastatina, fluvastatina e pravastatina em uma concentração de 0,01% a 50% em massa, preferencialmente, em uma concentração de 0,5% a 10% em 5 massa.

Considerando o uso das membranas para outros fins, podem-se incluir anti-inflamatórios esteroidais, em especial os glicocorticoides, dos quais podem ser citados, de forma não limitante, dexametasona, betametasona, 10 prednisolona, metilprednisolona, hidrocortisona, cortisona, corticosterona.

TarnBem ê põssíTvêl incluir õs anti- inflamatórios não esteroidais, em especial os inibidores da COX, dos quais podem ser citados, de forma não limitante, fármacos das classes dos salicilatos (tais como ácido acetilsalicílico e salicilatos); ácidos indol e indol acéticos (indometacina, sulindaco, etodolac); ácidos hetero aril-acéticos (tais como diclofenaco, cetorolaco, aceclofenaco, tolmetina); ácidos arilpropiônicos (tais como ibuprofeno, naproxeno, flurbiprofeno, cetoprofeno, loxoprofeno, oxaprozina); ácidos antranílicos (tais como ácido mefanâmico, ácido meclofenâmico); ácidos enólicos (como piroxicam, tenoxicam, meloxicam); alcanones (como a nabumetona); coxibes (como rofecoxib, celecoxib, etoricoxib); para-aminofenol (como o paracetamol); sulfonanilidas (como nimesulida).

A concentração dos anti-inflamatórios pode variar de 0,01% a 50% em massa, preferencialmente de 1% a 20% em massa.

Além de fármacos, a membrana pode ser adicionada de compostos adesivos, tais como gomas ou gelatinas, amido, celulose modificada, quitosana, hidroxipropilmetilcelulose, quitina, carboximetil celulose, poloxamer, carbômeros, alginatos. Tais compostos adesivos são adicionados em concentrações que podem variar de 0,01 e 10,0 % em massa da 5 composição.

Ainda, a fim de lhes conferir a vantagem do tratamento local do tecido lesionado, a membrana pode ser adicionada de aditivos minerais, em quantidades que podem variar entre 1.10'6 % a 5,0 % em massa, tais como os biodisponíveis a 10 base de zinco, ferro, manganês, magnésio e selênio, podendo ser combinados com cálcio e fósforo (como glicerofosfato e carbonatos)-, bem como zinco~,—cobre—e—ferro—nas formas de sais sulfato, na forma anidro ou hidratada, tais como ZnSO4, ZnS04.xH20, CuSO4, CuSO4. XH2O, FeSO4, FeSO4-XH2O (em 15 que o "x" indica o número de moléculas de água, de preferência 1 < x < 7).

Algumas propriedades são desejáveis e imprescindíveis na membrana, tais como a capacidade de regenerar e formar tecido ósseo em um período de tempo reduzido em relação ao processo natural.

A estrutura da membrana desenvolvida é porosa, com tamanhos de poros que variam de cerca de 1,0 nm até 1,0 mm de diâmetro médio, preferencialmente entre 100 nm e 200 μτη, sendo sua porosidade obtida de forma controlada, de modo a 25 permitir a vascularização da região deficiente de tecido e a aderência de células. Além disso, a membrana atua como uma barreira biológica, impedindo a migração de células não específicas ao tecido ósseo.

A presença de poros (3) é observada nas formulações da 3 0 presente invenção ilustradas nas Figuras 2 e 3. Estas características fornecem propriedades mecânicas necessárias para oferecer a resistência requerida para suportar o estresse fisiológico e permitir a regeneração e / ou reabsorção tecidual em torno da membrana.

5 - Processo de obtenção da membrana:

A membrana biorreabsorvível bioativa porosa descrita na presente invenção é obtida por meio do processo que compreende as seguintes etapas:

Etapa 1 - Dissolução de polímeros e cerâmicas para preparação da matriz:

Para a obtenção da membrana da presente invenção, são utilizadas combinações de polímeros—degradáveis.—©e—forma preferida, os polímeros são selecionados do grupo que consiste em monômeros e/ou homopolímeros a base de lactídeo 15 em todas as variações isoméricas possíveis, tais como D- lactídeo, L-lactídeo, DL-lactídeo; monômeros e/ou homopolímero caprolactona, de preferência ε-caprolactona; monômeros e/ou homopolímeros glicolídeo;

poli(hidroxialcanoato); poliésteres e poliamidas derivados de ácidos dicarboxílicos alifáticos e de hidroxiácidos alifáticos e/ou aminoácidos alifáticos; poli(L-lactídeo); poli(DL-lactídeo); poli(glicolídeo); copoliésteres,

copoliamidas e copoliéster-amida destes derivados e misturas destes, os quais são adicionados em proporções monoméricas que variam de 30% até 90%, para cada constituinte, na composição total para formação da matriz.

Uma composição polimérica preferível é baseada na combinação dos monômeros ou homopolímeros lactídeo (em todas as variações isoméricas), ε-caprolactona e glicolídeo, variando-se 0,1 a 99,9 % de cada constituinte na composição desejada. Uma proporção preferida ao processo de formação da matriz é composta por 3 0% a 7 0% de lactídeo, em relação à quantidade dos monômeros ou homopolímeros de glicolídeo e/ou ε-caprolactona na composição total.

5 As cerâmicas bioativas são selecionadas do grupo que

consiste em fosfato tetracálcico [TeCP, Ca4O(PO4)2]/ hidroxiapatita [HA, Cai0(PO4)6(OH)2] e sua variação de tamanho na escala nanométrica (nanoHA), fosfato de cálcio amorfo [ACP, Ca3 (PO4) 2. nH2) , fosfato tricálcico (α, a', β, 10 γ) [TCP, Ca3(PO4)2], fosfato octacálcico [OCP, Ca8H2 (PO4) 6. 5H20] , mono-hidrogênio fosfato de cálcio di-

cãlcio [DCP, Ca2P2O7. 2H20] , fosfato heptacálcico [HCP, Ca7(P5Oi6)2], di-hidrogênio fosfato tetracálcico [TDHP, 15 Ca4H2P6O20] , fosfato monocálcico mono-hidratado [MCPM, Ca (H2PO4) 2. H2O] e metafosfato de cálcio (α, β, γ) [CMP, Ca(PO3)2] e são adicionados em uma proporção mássica que pode variar de 0,01 a 30% em relação à massa total da matriz polimérica.

As cerâmicas são biocompatíveis e osteoindutivas, e,

além de não apresentarem risco de doenças transmissíveis, são ausentes de toxicidade e podem causar mínima reação imunológica.

Na primeira etapa do processo de obtenção da membrana, os polímeros e as cerâmicas são dissolvidos para a formação da matriz.

Para a dissolução dos polímeros, faz-se uso de solventes orgânicos polares de média ou pequena polaridade, tais como solventes halogenados, ou seja, solventes que 3 0 contêm átomos de cloro, flúor, bromo ou iodo (tais como o clorofórmio, diclorometano, tetracloreto de carbono, tricloroetano e bromofórmio); 1,4-dioxano; carbonato de propileno; acetona; acetato de metila; tetrahidrofurano; piridina e ácido fórmico (98 %) , dentre outros. Em uma 5 modalidade preferida, são utilizados solventes clorados, como o clorofórmio e o diclorometano.

Primeiramente, os polímeros constituintes da matriz polimérica-base, ou seja, os homopolímeros ou copolímeros à base de lactídeo, glicolídeo e/ou ε-caprolactona, são dissolvidos no solvente clorado.

A dissolução dos polímeros é realizada à temperatura ambiente e~ sob agrtação—de—baixa—a—média intensidade,—en- torno de 50 a 500 rpm, em um agitador magnético, por tempo suficiente, entre 1 e 30 min, preferencialmente entre 1 e 15 10 min, para que seja atingida a completa homogeneização da dispersão.

A adição do(s) polímero(s) hidrofílico(s) é realizada quando a dispersão de matriz polimérica-base estiver homogênea em relação às partículas de cerâmica.

0(s) polímero(s) hidrofílico(s) é(são) selecionado(s)

do grupo que consiste em poli(acrílicos), polímeros funcionais de amina, poli(éteres), poli(estirenos), poli(óxidos de etileno)s, poli(álcool vinílico), poli(etilenoglicóis), poli(vinil pirrolidona), poli 25 (estireno - maleato de sódio) e polímeros de origem natural (tais como gelatina, amido, celulose modificada e quitina), sendo adicionado(s) à dispersão em proporções mássicas que variam de 0,1 a 70% em relação à massa total da matriz polimérica.

3 0 Em uma modalidade específica da invenção, o polímero hidrofílico é o poli (etilenoglicol) (PEG) e pode ser usado em massas molares que variam de 200 e 10.000.000 g.mol"1, preferencialmente 400 a 6.000 g.mol’1.

Nesta etapa, quando aplicável, é realizada a adição de 5 agentes farmacológicos.

A membrana pode ser adicionada de antibióticos selecionados do grupo que consiste em macrolídeos (eritromicina e azitromicina); tetraciclinas (tetraciclina, doxiciclina e minociclina); β-lactâmicos (penicilinas, cefalosporinas, carbapenêmicos e clavunatos);

glicopeptídeos (vancomicina); aminoglicosídeos

(clindamicina), os quais são adicionados em uma concentração que pode variar de 0,1% a 50% em massa, preferencialmente de 1% a 15% em massa. Quando se considera a regeneração tecidual de tecidos moles e cartilaginosos, pode-se utilizar qualquer classe de antibióticos.

As agentes hipolipemiantes, tais como estatinas selecionadas dentre sinvastatina, atorvastatina,

lovastatina, fluvastatina e pravastatina, são adicionados em uma concentração de 0,01% a 50% em massa, de modo preferencial, em uma concentração de 0,5% a 10% em massa.

Anti-inflamatórios esteroidais, em especial os glicocorticoides como dexametasona, betametasona, 25 prednisolona, metilprednisolona, hidrocortisona, cortisona, corticosterona e anti-inflamatórios não-esteroidais, como os salicilatos (tais como ácido acetilsalicílico e salicilatos); ácidos indol e indol acéticos (indometacina, sulindaco, etodolac); ácidos hetero aril-acéticos (tais 30 como diclofenaco, cetorolaco, aceclofenaco, tolmetina); ácidos arilpropiônicos (tais como ibuprofeno, naproxeno, flurbiprofeno, cetoprofeno, loxoprofeno, oxaprozina); ácidos antranílicos (tais como ácido mefanâmico, ácido meclofenâmico); ácidos enólicos (como piroxicam, tenoxicam, 5 meloxicam); alcanones (como a nabumetona); coxibes (como rofecoxib, celecoxib, etoricoxib); para-aminofenol (como o paracetamol) e sulfonanilidas (como nimesulida) também podem ser adicionados em concentrações que variam de 0,01% a 50% em massa, preferencialmente de 1% a 20% em massa.

Os antitumorais são selecionados do grupo que consiste

em cisplatina, doxorrubicina, ifosfamida, metotrexano, c íc Γοΐ õ s famidã, etoposido ~e—irinotecano—e—são—adi c-i onados em uma concentração que pode variar de 0,1% a 50% em massa, preferencialmente de 2% a 30% em massa.

Além de fármacos, a membrana pode ser adicionada de

compostos adesivos, tais como gomas ou gelatinas, amido, celulose modificada, quitosana, hidroxipropilmetilcelulose, quitina, carboximetil celulose, poloxamer, carbômeros, alginatos. Tais compostos adesivos são adicionados em 20 concentrações que podem variar de 0,01 e 10,0 % em massa da composição.

Ainda, a membrana pode ser adicionada de aditivos minerais, em quantidades que podem variar entre 1.10'6 % a

5,0 % em massa, tais como os biodisponíveis a base de 25 zinco, ferro, manganês, magnésio e selênio, podendo ser combinados com cálcio e fósforo (como glicerofosfato e carbonatos), bem como zinco, cobre e ferro nas formas de sais sulfato, na forma anidro ou hidratada, tais como ZnSO4, ZnSO4-XH2O, CuSO4, CuSO4. XH2O, FeSO4, FeSO4. XH2O (em que o "x" indica o número de moléculas de água, de preferência 1 < x < 7).

Etapa 2 - Obtenção da membrana:

A dispersão polimérica obtida é espalhada sobre uma superfície plana, de modo que o volume fique homogêneo ao longo de toda a extensão.

Quando a superfície estiver seca, o biomaterial é lavado com um não-solvente, como n-hexano, metanol, etanol, isopropanol.

A formação de porosidade provavelmente ocorre como

conseqüência deste processo, ou seja, a saída forçada do não-sóTverite daestrutura - tridimensional—da membrana deixa . espaços físicos vazios, ocasionando desta forma a formação de poro, que varia de tamanhos nano a milímetros.

Etapa 3 - Secagem da membrana:

A secagem é realizada sob pressão reduzida (vácuo).

Em seguida, a mesma é também armazenada a vácuo.

Etapa 4 - Esterilização da membrana:

Após seco e embalado, a membrana obtida ainda deve ser esterilizado. Dentre os possíveis métodos de esterilização, pode-se empregar o tratamento com oxido de etileno ou a irradiação gama, dentre outros.

Exemplo específico da invenção:

Em uma concretização preferida desta invenção, a membrana biorreabsorvível bioativa porosa compreende o copolímero poli(L-lactídeo-co-s-caprolactona) na proporção monomérica L-lactídeo:ε-caprolactona 40:60 em massa.

Primeiramente, é preparada uma dispersão polimérica a

10,0 % (massa/volume) contendo a mesma massa ponderai da cerâmica β-TCP, sob agitação moderada de forma constante e temperatura ambiente por 5 minutos.

Ao ficar homogênea, uma combinação de PEG 600 g.mol' 1: PEG 1.000 g.mol'1 2:1 (massa/massa), resultando em um valor ponderai de massa 5% (massa/volume) , é adicionada à dispersão polímero/cerâmica.

A agitação e a temperatura são mantidas constantes e o processo de preparo da dispersão é concluído assim que atingida a homogeneização da mistura, durante cerca de 5 minutos.

A dispersão polímero/cerâmica obtida é transferida

para um recipiente de teflon 50 mm X 250 mm X 300 mm

(altura X largura—X—comprimento-)---de—modo—que-,-apôs

evaporação do solvente, é formada uma membrana de cerca de

1 milímetro de espessura.

Ao recipiente, transfere-se álcool etílico, em

quantidade suficiente para cobrir toda a superfície de membrana formada. Este processo é mantido até a plastificação da fina superfície da membrana, à temperatura ambiente, cerca de 3 0 minutos. 0 excesso de álcool, se

houver, é removido ao final deste processo.

0 recipiente contendo a membrana é transferido à temperatura inferior a 10,0°C por 6 horas e, em seguida, a membrana é armazenada em temperatura ambiente sob pressão reduzida.

A membrana biorreabsorvível bioativa porosa da

presente invenção permite a sustentação e preenchimento da região deficiente de tecido, oferecendo uma estrutura capaz de possibilitar a vascularização para a aderência de células e posterior diferenciação e crescimento destas para

3 0 a formação ou regeneração de tecido requerida. Embora a versão preferida da invenção tenha sido ilustrada e descrita, deve ser compreendido que a invenção não é limitada. Diversas modificações, mudanças, variações, substituições e equivalentes poderão ocorrer, sem desviar do escopo da presente invenção.

Claims

1. Membrana biorreabsorvlvel bioativa porosa caracterizada por compreender uma matriz polimérica-base constituída por combinações de polímeros de origem natural ou sintética, os quais são selecionados do grupo consistindo de: monômeros e/ou homopolímeros a base de lactídeo em todas as variações isoméricas possíveis, tais como D-lactídeo, L-lactídeo, DL-lactídeo; monômeros e/ou homopolímero caprolactona, de preferência ε-caprolactona; monômeros e/ou homopolímeros glicolídeo; poli(hidroxialcanoato); poliésteres e poliamidas derivados ~dê acidõ s dicarboxíIicos—aIifatieos—e—de—h i dr ox i á ci do s_ alifáticos e/ou aminoácidos alifáticos; poli(L-lactídeo); poli(DL-lactídeo); poli(glicolídeo); copoliésteres, copoliamidas e copoliéster-amida destes derivados e misturas destes, em que os polímeros estão em proporções monoméricas que variam de 30% a 90% da composição total da matriz polimérica-base.

2. Membrana, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender partículas cerâmicas em proporções mássicas que variam de 0,01 a 30% em relação à massa total da matriz polimérica.

3. Membrana, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender um polímero hidrofílico em proporções mássicas que variam de 1 a 70 % em relação à massa total da matriz polimérica-base.

4. Membrana, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender agentes antitumorais, antibióticos, hipolipemiantes e/ou anti- inflamatórios ou combinações destes.

5. Membrana, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender compostos adesivos e aditivos minerais.

6. Membrana, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a matriz polimérica-base é formada por monômeros ou homopolímeros lactídeo em todas as variações isoméricas, ε-caprolactona e glicolídeo.

7. Membrana, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a matriz polimérica-base é composta por 3 0% a 70% de lactídeo em relação à concentração dos monômeros ou homopolímeros de glicolídeo

8. Membrana, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que as partículas cerâmicas são selecionadas do grupo que consiste em fosfatos de cálcio.

9. Membrana, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que os fosfatos de cálcio são selecionados do grupo consistindo de: fosfato tetracálcico [TeCP, Ca4O(PO4)2]/ hidroxiapatita [HA, Cai0(PO4)6(OH)2] e sua variação de tamanho na escala nanométrica (nanoHA), fosfato de cálcio amorfo [ACP, Ca3 (PO4) 2. IiH2) , fosfato tricálcico (α, a', β, γ) [TCP, Ca3(PO4)2], fosfato octacálcico [OCP, Ca8H2 (PO4) 6 · 5H20] , mono-hidrogênio fosfato de cálcio di-hidratado [DCPD, CaHPO4. 2H20] , mono-hidrogênio fosfato de cálcio [DCP, Ca2P2O7. 2H20] , fosfato heptacálcico [HCP, Ca7(P5Oi6)2], di-hidrogênio fosfato tetracálcico [TDHP, Ca4H2P6O20] , fosfato monocálcico mono-hidratado [MCPM, Ca (H2PO4) 2.H2O] e metafosfato de cálcio (α, β, γ) [CMP, Ca(PO3)2].

10. Membrana, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o polímero hidrofílico é selecionado do grupo que consiste em poli(acrílicos), polímeros funcionais de amina, poli(éteres), poli(estirenos) , poli(óxidos de etileno)s, poli(álcool vinílico), poli(etilenoglicóis), poli(vinil pirrolidona), poli(estireno-maleato de sódio) e polímeros de origem natural (tais como gelatina, amido, celulose modificada e quitina) e / ou misturas destes.

11. Membrana, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que os antitumorais são selecionados do grupo que consiste em cisplatina, doxorrubicina; ifrosfamida,--metotrexano,----ciclof os f am i da r etoposido e irinotecano e são adicionados em uma concentração que varia de 0,1% a 50% em massa, preferencialmente de 2% a 30% em massa.

12. Membrana, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que os antibióticos são selecionados do grupo que consiste em macrolídeos (eritromicina e azitromicina); tetraciclinas (tetraciclina, doxiciclina e minociclina); β-lactâmicos (penicilinas, cefalosporinas, carbapenêmicos e clavunatos); glicopeptídeos (vancomicina); aminoglicosídeos (tobramicina, estreptomicina e gentamicina) e licosamidas (clindamicina) e são adicionados em uma concentração que varia de 0,1% a 50% em massa, preferencialmente de 1% a 15% em massa.

13. Membrana, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que os hipolipemiantes são selecionados do grupo das estatinas, especialmente, a sinvastatina, atorvastatina, lovastatina, fluvastatina e pravastatina e são adicionados em uma concentração de 0,01% a 50% em massa, preferencialmente, em uma concentração de0,5% a 10% em massa.

14. Membrana, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que os anti-inflamatórios podem ser esteroidais ou não esteroidais e são adicionados em uma concentração que varia de 0,1% a 50% em massa, preferencialmente, de 1% a 20% em massa.

15. Membrana, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que os anti-inf lamatórios esteroidais são selecionados do grupo que consiste em metilprednisolona, cortisona e corticosterona.

16. Membrana, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que os anti-inflamatórios não- esteroidais são selecionados do grupo que consiste em salicilatos (ácido acetilsalicílico); ácidos indol e indol acéticos (indometacina, sulindaco e etodolac); ácidos hetero aril-acéticos (diclofenaco, cetorolaco, aceclofenaco e tolmetina); ácidos arilpropiônicos (ibuprofeno, naproxeno, flurbiprofeno, cetoprofeno, loxoprofeno e oxaprozina); ácidos antranílicos (ácido mefanâmico e ácido meclofenâmico); ácidos enólicos (piroxicam, tenoxicam e meloxicam); alcanones (nabumetona); coxibes (rofecoxib, celecoxib e etoricoxib); para-aminofenol (paracetamol) e sulfonanilidas (nimesulida).

17. Membrana, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que os compostos adesivos são selecionados dentre gomas ou gelatinas, amido, celulose modificada, quitosana, hidroxipropilmetilcelulose, quitina, carboximetil celulose, poloxamer, carbômeros, alginatos e são adicionados em concentrações que podem variar de 0,01 e 10,0 % em massa da composição.

18. Membrana, de acordo com a reivindicação 5, 5 caracterizada pelo fato de que os aditivos minerais são selecionados dentre aqueles a base de zinco, ferro, manganês, magnésio e selênio, combinados ou não com cálcio e fósforo e zinco, cobre e ferro nas formas de sais sulfato, na forma anidro ou hidratada, e são adicionados em concentrações que podem variar de 1.10'6 % a 5,0 % em massa da composição.

19.processo para a obtencao membrana biorreabsorvivel bioativa porosa como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18 caracterizado por compreender as etapas de: a. dissolução de polímeros para preparação da matriz polimérica-base; b. formação da membrana; c. secagem do membrana; e d. esterilização do membrana.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que, na etapa (a) , os polímeros são dissolvidos em solvente orgânico polar de média ou pequena polaridade, a temperatura ambiente e sob agitação de 50 a 500 rpm em agitador magnético.

21. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que os polímeros são selecionados do grupo consistindo de: monômeros e/ou homopolímeros a base de lactídeo em todas as variações isoméricas possíveis, tais como D-lactídeo, L-lactídeo, DL- lactídeo; monômeros e/ou homopolímero caprolactona, de preferência ε-caprolactona; monômeros e/ou homopolímeros glicolídeo; poli (hidroxialcanoato); poliésteres e poliamidas derivados de ácidos dicarboxílicos alifáticos e de hidroxiácidos alifáticos e/ou aminoácidos alifáticos; poli(L-lactídeo) ; poli (DL-lactídeo) ; poli (glicolídeo); copoliésteres, copoliamidas e copoliéster-amida destes derivados e misturas destes, em que os polímeros estão em proporções monoméricas que variam de 30% a 90% da composição total da matriz polimérica-base.

22. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o solvente orgânico polar de média ou pequena polaridade é um solvente halogenado (como o clorofórmio, diclorometano, tetracloreto de carbono, tricloroetano e bromofórmio); 1,4-dioxano; carbonato de propileno; acetona; acetato de metila; tetrahidrofurano; piridina ou ácido fórmico (98 %).

23. Processo, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o solvente orgânico polar de média ou pequena polaridade é um solvente clorado.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o solvente orgânico polar de média ou pequena polaridade é clorofórmio ou diclorometano.

25. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de ainda compreender a adição de partículas cerâmicas após a dissolução dos polímeros constituintes da matriz polimérica-base.

26. Processo, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que as partículas cerâmicas são fosfatos de cálcio selecionados do grupo consistindo de fosfato tetracálcico [TeCP, Ca4O(PO4)2]/ hidroxiapatita [HA, Cai0(PO4)6(OH)2] e sua variação de tamanho na escala nanométrica (nanoHA), fosfato de cálcio amorfo [ACP, Ca3 (PO4) 2--TcH2) , fosfato tricálcico (α, a', β, γ) [TCP, Ca3(PO4)2], fosfato octacálcico [0CP, Ca8H2 (PO4) 6. 5H20] , mono-hidrogênio fosfato de cálcio di-hidratado [DCPD, CaHPO4. 2H20] , mono-hidrogênio fosfato de cálcio [DCP, Ca2P2O7. 2H20] , fosfato heptacálcico [HCP, Ca7(P5Oi6)2], di- hidrogênio fosfato tetracálcico [TDHP, Ca4H2P6O20] , fosfato monocálcico mono-hidratado [MCPM, Ca (H2PO4) 2. H2O] e metafosfato de cálcio (α, β, γ) [CMP, Ca(PO3)2], em que os fosfatos de cálcio estão presentes em proporções mássicas que variam de 0,01 a 30% em relação à massa total da matriz polimérica.

27. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de ainda compreender a adição de um polímero hidrofílico após a homogeneização das partículas cerâmicas na matriz polimérica-base.

28. Processo, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que polímero hidrofílico é selecionado do grupo que consiste em poli(acrílicos), polímeros funcionais de amina, poli(éteres), poli(estirenos), poli(óxidos de etileno)s, poli(álcool vinílico), poli(etilenoglicóis), poli(vinil pirrolidona), poli(estireno-maleato de sódio) e polímeros de origem natural (tais como gelatina, amido, celulose modificada e quitina) e / ou misturas destes, em que o polímero hidrofílico está presente em proporções mássicas que variam de 1 a 70 % em relação à massa total da matriz polimérica- base.

29. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que ainda compreender a adição de agentes antitumorais, antibióticos, hipolipemiantes e/ou anti-inflamatórios, ou combinações destes, após a homogeneização das partículas cerâmicas na matriz polimérica-base.

30. Processo, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que os antitumorais são selecionados do grupo que consiste em cisplatina, doxorrubicina, ifosfamida, metotrexano, ciclofosfamida, etoposido e irinotecano e são adicionados em uma concentração que varia de 0,1% a 50% em massa, preferencialmente de 2% a 30% em massa.

31. Processo, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que os antibióticos são selecionados do grupo que consiste em macrolídeos (eritromicina e azitromicina); tetraciclinas (tetraciclina, doxiciclina e minociclina); β-lactâmicos (penicilinas, cefalosporinas, carbapenêmicos e clavunatos); glicopeptídeos (vancomicina); aminoglicosídeos (tobramicina, estreptomicina e gentamicina) e licosamidas (clindamicina) e são adicionados em uma concentração que varia de 0,1% a 50% em massa, preferencialmente de 1% a 15% em massa.

32. Processo, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que os hipolipemiantes são selecionados do grupo das estatinas, especialmente, a sinvastatina, atorvastatina, lovastatina, fluvastatina e pravastatina e são adicionados em uma concentração de 0,01% a 50% em massa, preferencialmente, em uma concentração de .0,5% a 10% em massa.

33. Processo, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que os anti-inf lamatórios podem ser esteroidais ou não esteroidais e são adicionados em uma concentração que varia de 0,1% a 50% em massa, preferencialmente, de 1% a 20% em massa.

34. Processo, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que os anti-inflamatórios esteroidais são selecionados do grupo que consiste em dexametasona, hidrocortisona, betametasona, prednisolona, metilprednisolona, cortisona e corticosterona.

35. Processo, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que os anti-inf lamatórios não- esteroidais são selecionados do grupo que consiste em salicilatos (ácido acetilsalicílico); ácidos indol e indol acéticos (indometacina, sulindaco e etodolac); ácidos hetero aril-acéticos (diclofenaco, cetorolaco, aceclofenaco e tolmetina); ácidos arilpropiônicos (ibuprofeno, naproxeno, flurbiprofeno, cetoprofeno, loxoprofeno e oxaprozina); ácidos antranílicos (ácido mefanâmico e ácido meclofenâmico); ácidos enólicos (piroxicam, tenoxicam e meloxicam); alcanones (nabumetona); coxibes (rofecoxib, celecoxib e etoricoxib); para-aminofenol (paracetamol) e sulfonanilidas (nimesulida).

36. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que ainda compreender a adição de compostos adesivos e aditivos minerais após a homogeneização das partículas cerâmicas na matriz polimérica-base.

37. Processo, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que os compostos adesivos são selecionados dentre gomas ou gelatinas, amido, celulose modificada, quitosana, hidroxipropilmetilcelulose, quitina, carboximetil celulose, poloxamer, carbômeros, alginatos e são adicionados em concentrações que podem variar de 0,01 e10,0 % em massa da composição.

38. Processo, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que os aditivos minerais são selecionados dentre aqueles a base de zinco, ferro, manganês, magnésio e selênio, combinados ou não com cálcio e fósforo e zinco, cobre e ferro nas formas de sais sulfato, na forma anidro ou hidratada, e são adicionados em concentrações que podem variar de 1.10'6 % a 5,0 % em massa da composição.

39. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que, na etapa (e) , a secagem da membrana é otimizada com o uso de temperatura, em que a mesma é inferior à temperatura de transição vítrea do polímero utilizado.

40. Processo, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que, na etapa (e) , a secagem pode ainda ocorrer sob pressão reduzida ou vácuo.

41. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 9 ou 40, caracterizado pelo fato de que, na etapa (e), a secagem pode ainda ser feita com o auxílio de gás nitrogênio com grau de pureza 99,99%.

42. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a esterilização ocorre por tratamento com óxido de etileno ou a irradiação gama.