BR112020022387A2

BR112020022387A2 - composições de material para bioarcabouço

Info

Publication number: BR112020022387A2
Application number: BR112020022387-5A
Authority: BR
Inventors: Hector Javier Toro Estrella; Orquidea Helen Garcia
Original assignee: Mentor Worldwide Llc
Priority date: 2018-05-07
Filing date: 2019-05-06
Publication date: 2021-02-02
Also published as: EP3813897A4; CA3099696A1; EP3813897A1; CN112384257A; US20210228772A1; WO2019217337A1; AU2019267468A1

Abstract

  As modalidades aqui descritas referem-se às composições de matriz acelular de bioarcabouço, compreendendo 1) um polímero natural ou sintético ou blenda de polímeros; 2) colágeno I (Col-1); e 3) colágeno III (Col-3), em que a razão entre Col-1 e Col-3 está entre 0,5 e 3,5, e em que o bioarcabouço é sintético.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPO- SIÇÕES DE MATERIAL PARA BIOARCABOUÇO".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[0001] O presente pedido é um pedido internacional que reivindica o benefício de prioridade do pedido provisório US n° 62/668.197, de- positado em 7 de maio de 2018, cuja totalidade está aqui incorporada, por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] As modalidades apresentadas na presente invenção são, em geral, direcionadas a composições e materiais usados para formar estruturas extracelulares porosas e/ou estruturas de bioarcabouço que podem ser implantadas em um paciente. Mais especificamente, existe uma necessidade por composições e materiais de bioarcabouço que minimizem a resposta imunogênica em um hospedeiro, enquanto for- necem uma estrutura estrutural para o recrescimento do tecido.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0003] As tendências atuais no campo cirúrgico tendem a procedi- mentos agrupados, minimamente invasivos e ambulatoriais, e dessa forma, o paciente e o médico, de preferência, continuam a impulsionar a adoção de lumpectomias e a impulsionar os procedimentos de implante para o tratamento de cânceres de mama e de outros tipos. Após a ressec- ção da amostra de mastectomia, os pacientes são, muitas vezes, deixados com tecido ou retalhos cutâneos pouco vascularizados, finos ou compro- metidos, que necessitam de reforço tecidual para completar a reconstru- ção com base em implante. De modo similar, após a resseção da amostra de lumpectomia, os pacientes são, muitas vezes, deixados com que é co- mumente conhecido como uma deformidade de "mordida de tubarão", na qual a pele restante afunda no espaço vazio deixado pelo tecido retirado, deixando o paciente com uma deformidade permanente. Há inúmeras op-

ções de materiais convencionais que estão disponíveis para fornecer re- forço ou preenchimento de tecido no tecido retirado para reconstruir a forma nativa e o formato do órgão ou seção do corpo em que o tecido retirado foi removido. Exemplos incluem enchimentos de tecido enxerta- dos de gordura (ou outros), arcabouços à base de polímero artificial ou bioarcabouços de matriz dérmica acelular (ADM) obtidos a partir da derme humana, bovina ou suína descelularizada, os quais podem todos ser utili- zados. Entretanto, esses materiais convencionais têm inúmeras deficiên- cias, pois podem causar respostas imunogênicas indesejáveis no paciente (como é o caso com ADM), não fornecem suporte suficiente, proteção e reforço à camada da derme, e não podem fornecer uma resposta robusta de infiltração celular/remodelagem após a implantação.

[0004] Além de produzir efeitos respostas biológicas adversas, os bioarcabouços convencionais geralmente falham em fornecer compo- sições ideais de proteínas da matriz extracelular (por exemplo, colá- geno, elastina, laminina, citocinas, polissacarídeos, fatores de cresci- mento etc.) que ajudam a promover o crescimento interno da célula nos bioarcabouços melhorando assim a regeneração de tecido que pode ajudar na recuperação do paciente e na redução das cicatrizes em geral.

[0005] Dessa forma, existe uma necessidade por um arcabouço acelular implantável que contenha proteínas da matriz extracelular na- tivas (ECM) que possam induzir uma resposta regenerativa robusta (minimizando, ao mesmo tempo, as respostas imunogênicas indesejá- veis e outras preocupações discutidas na presente invenção) do hos- pedeiro. Esse arcabouço não apenas irá preencher o espaço vazio dei- xado após a cirurgia, mas também irá estimular o crescimento interno de células hospedeiras, bem como a regeneração e o reparo, e poderá servir como um arcabouço para possíveis futuros enxertos (ou seja, enxertos de gordura) à medida que o cirurgião considerar apropriado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] Em um aspecto, é fornecida uma composição de bioarca- bouço de matriz acelular, a composição compreendendo 1) um polímero natural ou sintético; 2) colágeno I (Col-1); e 3) colágeno III (Col-3), em que a razão entre Col-1 e Col-3 situa-se entre cerca de 0,5 e cerca de 3,5, em que o dito bioarcabouço é sintético. A razão entre Col-1 e Col-3 pode ser entre cerca de 0,9 e cerca de 2,3. A razão entre Col-1 e Col-3 pode ser de cerca de 1. O polímero pode ser poli(etilenoglicol) (PEG), poli(lactídeo-co-glicolídeo) (PLGA), policaprolactona (PCL), poli(ácido L-lático) (PLLA), alginato, ácido hialurônico, gelatina, proteína de soja, fibrinogênio, quitosana, dextrano ou amido. O polímero pode ser polica- prolactona (PCL). O polímero pode ser uma blenda de polímeros.

[0007] Em outro aspecto, é fornecida uma composição de bioarca- bouço de matriz acelular, a composição compreendendo 1) um polímero natural ou sintético; 2) colágeno I (Col-1); 3) colágeno III (Col-3), e 4) policaprolactona (PCL), em que o dito bioarcabouço é sintético e a razão entre Col-1 e Col-3 situa-se entre cerca de 0,5 e cerca de 3,5. A com- posição de limpeza pode incluir, adicionalmente, um agente antimicro- biano. A composição pode incluir, adicionalmente, um fator de cresci- mento, de citocina ou outra molécula bioativa. O polímero pode ser uma blenda de polímeros.

[0008] Em outro aspecto, uma composição de bioarcabouço de matriz acelular é fornecida, a composição compreendendo 1) um polí- mero, 2) colágeno I (Col-1) e 3) colágeno III (Col-3), em que a razão entre Col-1 e Col-3 situa-se entre cerca de 0,9 e cerca de 2,3, com a condição de que o bioarcabouço não compreende as moléculas bioa- tivas presentes na matriz dérmica acelular cadavérica (MDA). A com- posição pode compreender, adicionalmente, um agente antimicrobi- ano. A composição pode compreender, adicionalmente, um fator de crescimento, de citocina ou outra molécula bioativa.

[0009] As composições podem incluir adicionalmente proteínas da matriz extracelular selecionadas do grupo que consiste em laminina, fi- bronectina, elastina, glicosaminoglicanos e combinações dos mesmos. O bioarcabouço pode ter poros de cerca de 100 a 500 mícrons, ou de cerca de 50 a cerca de 1000 mícrons.

[0010] Em outro aspecto, um método para produzir uma estrutura de bioarcabouço é apresentado, em que o método compreende forne- cer um polímero; fornecer uma composição contendo colágeno; com- binar o polímero e a composição contendo colágeno para formar uma primeira composição; liofilizar a primeira composição para formar uma segunda composição; e reticular a composição contendo colágeno e o polímero na segunda composição para formar a estrutura de bioarca- bouço. Em várias modalidades, o polímero é uma blenda de polímeros.

[0011] Aspectos adicionais serão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, bem como das reivindicações em anexo e dos de- senhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] Para uma compreensão mais completa dos princípios aqui revelados, e das vantagens dos mesmos, é feita referência às seguin- tes descrições tomadas em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais:

[0013] A Figura 1 é uma visão geral da tecnologia de bioarcabouço. Micro e macroestruturas potenciais representativas são ilustradas para de- monstrar as configurações de construções putativas, de acordo com várias modalidades.

[0014] A Figura 2 ilustra um processo de fabricação por modelagem de deposição fundida para produzir um bioarcabouço, de acordo com vá- rias modalidades.

[0015] A Figura 3 é um fluxograma ilustrando um processo para produzir uma estrutura de bioarcabouço, de acordo com várias moda- lidades.

[0016] A Figura 4 ilustra um processo de fabricação por modelagem de deposição fundida para produzir um bioarcabouço, de acordo com vá- rias modalidades.

[0017] A Figura 5 é um fluxograma ilustrando um processo para produzir uma estrutura de bioarcabouço, de acordo com várias moda- lidades.

[0018] A Figura 6 ilustra um processo de fabricação à base de ele- trogravura por fusão/eletrofiação para produzir uma estrutura de bioar- cabouço, de acordo com várias modalidades.

[0019] A Figura 7 é um fluxograma ilustrando um processo para produzir uma estrutura de bioarcabouço, de acordo com várias moda- lidades.

[0020] A Figura 8 é um fluxograma ilustrando um processo para produzir uma estrutura de bioarcabouço, de acordo com várias moda- lidades.

[0021] Deve ser compreendido que as figuras não estão necessaria- mente desenhadas em escala, e nem os objetos nas figuras estão neces- sariamente desenhados em escala em relação um ao outro. As figuras são representações que se destinam a trazer clareza e compreensão a várias modalidades de aparelhos, sistemas e métodos apresentados na presente invenção. Sempre que possível, os mesmos números de referência serão usados ao longo dos desenhos para se referir a partes iguais ou similares. Além disso, deve ser observado que os desenhos não se destinam a limi- tar o escopo dos presentes ensinamentos sob qualquer forma.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0022] Este relatório descritivo descreve modalidades exemplificado- ras e aplicações da revelação. A revelação, entretanto, não se limita a es- sas modalidades exemplificadoras e aplicações ou à maneira em que as modalidades exemplificadoras e as aplicações operam ou são descritas na presente invenção. Outras modalidades, recursos, objetivos e vanta- gens da presente invenção ficarão evidentes a partir da descrição e dos desenhos em anexo, bem como a partir das reivindicações. Além disso, as figuras podem mostrar vistas simplificadas ou parciais, e as dimensões dos elementos nas figuras podem ser exageradas ou de outro modo des- proporcionais. Além disso, como os termos "sobre", "fixado a", "conectado a", "acoplado a" ou palavras similares são usados na presente invenção, um elemento (por exemplo, um material, uma camada, um substrato, uma bandeja, uma placa de base, uma estrutura metálica separada, etc) pode estar "sobre", "fixado a", "conectado a" ou "acoplado a" outro elemento, independentemente de o um elemento estar diretamente sobre, fixado a, conectado a ou acoplado ao outro elemento, ou de haver um ou mais ele- mentos intercalados entre o um elemento e o outro elemento. Além disso, quando é feita referência a uma lista de elementos (por exemplo, elemen- tos a, b, c), tal referência se destina a incluir qualquer um dos elementos mencionados por si só, qualquer combinação de menos que todos os ele- mentos mencionados e/ou uma combinação de todos os elementos men- cionados. As divisões de seção no relatório descritivo são apenas para facilidade de revisão e não limitam qualquer combinação de elementos discutidos.

[0023] Para uso na presente invenção, "extracelular", como usado em referência, por exemplo, ao "material extracelular", "estrutura ex- tracelular", "matriz extracelular", "construção extracelular", e "compo- nente extracelular", denota a característica de existir fora da célula, e pode se referir a um material sintético ou natural. Exemplos de materi- ais que são extracelulares incluem polímeros sintéticos e naturais; me- tabolitos; íons; várias proteínas e substâncias não proteicas (por exem- plo, DNA, RNA, lipídios, produtos microbianos etc.), como colágenos,

proteoglicanos, hormônios, fatores de crescimento, citocinas, quimio- cinas; várias enzimas incluindo, por exemplo, enzimas digestivas (por exemplo, tripsina e pepsina), proteinases extracelulares (por exemplo, metaloproteinases da matriz, uma desintegrina e metaloproteinase com porções de tromboespondina (ADAMTSs), catepsinas) e enzimas antioxidantes (por exemplo, superóxido dismutase extracelular); pro- dutos proteolíticos; proteínas da matriz extracelular (como elastina, gli- cosaminoglicanos (GAGs), laminina, fibronectina etc.), populações de células selecionadas, moléculas pequenas e inibidores de pequenas moléculas, antibióticos, antimicrobianos, nanopartículas, sílica meso- porosa, fibroína da seda, sítios de degradação enzimática; agentes an- tifibróticos, como anti-fator de crescimento transformante beta (anti- TGF-β) e anti-fator de necrose tumoral alfa (anti-TNF-α); agentes pró- angiogênicos, como fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e fator de crescimento placentário (PlGF); e fatores que afetam a adipo- gênese e a proliferação, como fator de crescimento similar à insulina 1 (IGF-1) e dexametasona.

[0024] Para uso na presente invenção, "biotinta" denota qualquer material bioativo, bioimprimível, naturalmente ou artificialmente deri- vado que imita um ambiente de matriz extracelular para apoiar a ade- são, proliferação e a diferenciação de células vivas, e que pode ser depositado como filamentos, fibras ou fibrilas, ou gotículas, durante um processo de fabricação aditiva.

[0025] Como usado na presente invenção, "bioarcabouço" denota uma estrutura biocompatível e biorreabsorvível usada na engenharia de tecido que pode ser implantada no corpo para promover a adesão celu- lar e a regeneração tecidual, frequentemente para recuperação de le- são. Um bioarcabouço pode ser usado, por exemplo, nas áreas de osso, cartilagem, pele, órgão, área/volume de tecido (por exemplo, tecido ma- mário) e regeneração muscular.

[0026] Como usado aqui, "faixa angular" denota uma faixa de ân- gulos nos quais dois objetos podem ser colocados um em relação ao outro.

[0027] Para uso na presente invenção, os termos "compreendem", "compreende", "compreendendo", "contêm", "contém", "contendo", "tem", "têm" "incluem", "inclui" e "incluindo", e suas variantes, não se destinam a ser limitadores, são inclusivos ou abertos e não excluem aditivos, compo- nentes, números inteiros, elementos ou etapas de método adicionais que não tenham sido mencionados. Por exemplo, um processo, um método, um sistema, uma composição, um kit ou aparelho que compreende uma lista de elementos não é necessariamente limitado apenas àqueles ele- mentos, mas podem incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tal processo, método, sistema, composição, kit ou aparelho.

[0028] A não ser que sejam definidos de outra maneira, os termos ci- entíficos e técnicos usados juntamente com os presentes ensinamentos aqui descritos devem ter os significados que são comumente entendidos por aquelas pessoas habitualmente versadas na técnica.

[0029] Esta revelação se refere a novas composições de bioarca- bouço de matriz acelular que podem ser usadas em vários procedimen- tos de reconstrução anatômica (por exemplo, reconstrução da mama ou aumento dos seios). Estas novas composições são adequadas para im- pressão tridimensional de lâminas planas, folhas moldadas e/ou cons- truções sólidas em 3D. A composição de bioarcabouço proporcionará amortecimento e suporte estrutural para outros tecidos, suporte comple- mentar, proteção, reforço e cobertura no interior da mama, de outros órgãos ou outros tecidos anatômicos ou adjacentes, ao mesmo tempo que estimula a remodelagem da célula hospedeira. A composição do bioarcabouço pode ser biodegradável ou readsorvível. Ela permitirá que os cirurgiões plásticos ou de reconstrução suportem, reparem, elevem e reforcem as deficiências onde há fraqueza ou espaços vazios na mama, em outros órgãos ou em outros tecidos anatômicos ou adjacen- tes que necessitem da adição de material para obter o resultado cirúr- gico desejado.

[0030] A composição de bioarcabouço também permitirá o reparo de defeitos fasciais dentro da mama, de outros órgãos ou de outros te- cidos anatômicos e adjacentes que requerem a adição de um material de reforço ou de ponte para obter um resultado cirúrgico desejado. A composição de bioarcabouço pode ser impressa em configurações in- cluindo, mas sem se limitar, a folhas planas, folhas/construções molda- das que proporcionam um ajuste firme para implantes mamários ou ou- tros dispositivos médicos, estruturas anatômicas ou fisiológicas dentro do bolso do peito, de outros órgãos ou outras estruturas anatômicas, ou como um implante de lumpectomia defeituoso dentro da mama, de ou- tros órgãos ou de outras estruturas anatômicas. Surpreendentemente, os inventores descobriram que a composição de bioarcabouço descrita nesta revelação minimizará a resposta imunogênica do hospedeiro. A resposta imunogênica do hospedeiro pode ser reduzida ou minimizada, por exemplo, porque o bioarcabouço contém apenas componentes co- nhecidos e desejados. Diferentemente das ofertas de tecido atuais, que contêm porções moleculares que podem ser prejudiciais ao processo de cura e desencadear uma "resposta de enxerto versus hospedeiro", as várias composições de bioarcabouço aqui descritas permitem o con- trole dos componentes e a padronização dos resultados clínicos no pa- ciente e entre pacientes. Os inventores também descobriram razões de base ótimas de colágeno 1 (Col-1) para colágeno 3 (Col-3) que forne- cem suporte, amortecimento, proteção, reforço e cobertura aumentados em comparação com as ofertas de composição de bioarcabouço con- vencionais. Dessa forma, as várias composições de arcabouço revela- das na presente invenção fornecem elasticidade e tensão controladas em relação às matrizes dérmicas acelulares derivadas de adultos e ido- sos atualmente disponíveis.

[0031] A presente revelação também se refere a uma nova geração de composições de bioarcabouço de matriz acelular imprimíveis com capacidade de impressão única em formatos 2D e 3D, e capacidade para sustentar o crescimento de tecidos e órgãos. Além das vantagens descritas acima, as composições de bioarcabouço aqui descritas são um aprimoramento em relação à técnica anterior porque elas também minimizam as preocupações sobre a disponibilidade de doador e o uso de cargas de tecido convencionais (por exemplo, gordura, matriz extra- celular à base de polímero, MDA etc.), diminuindo o aumento de custos, eliminando as preocupações sobre a qualidade, a variabilidade e a po- tencial contaminação de tecidos, e fornecendo uma solução minima- mente imunogênica.

[0032] A Figura 1 é um diagrama ilustrando alguns implantes de bio- arcabouço exemplificadores, de acordo com várias modalidades. Os im- plantes de bioarcabouço podem ser construídos a partir de estruturas de bioarcabouço com uma estrutura celular de unidade de base 100 que tem uma determinada geometria. Cada célula unitária pode compreender uma pluralidade de filamentos 110 compostos de, por exemplo, um material ex- tracelular contendo, por exemplo, colágeno I e colágeno III.

[0033] A pluralidade de células de unidade 100 (geralmente com- postas de uma pluralidade de filamentos) pode ser conectada para for- mar, por exemplo, uma estrutura de bioarcabouço de camada única

120. Outras estruturas como, por exemplo, uma estrutura de bicamada ou multicamada, também podem ser contempladas. A pluralidade de células de unidade conectadas na estrutura de bioarcabouço também pode ser bioimpressa, com base em certas necessidades, para formar, por exemplo, um implante de bioarcabouço moldado como uma folha substancialmente plana ou macroestrutura 3D, conforme discutido abaixo.

[0034] De acordo com várias modalidades, o implante de bioarca- bouço pode assumir muitas outras formas que incluem, por exemplo, membranas, microesferas, lã, fibras, géis e malhas de fibra. Uma ma- lha de produto acabado, por exemplo, pode proporcionar a porosidade indispensável para permitir a infiltração celular ideal e fornecer um ni- cho grande o suficiente para as células se fixarem, e por fim, direcionar o destino da célula para um fenótipo de remodelagem/regeneração ao invés de para um fenótipo fibrótico/contrátil. Além disso, a partir de uma perspectiva/mecânica estrutural, a disposição da célula de unidade e da estrutura do arcabouço fornece a resistência mecânica e a elastici- dade adequadas para que o implante seja fisiologicamente relevante, bem como útil como uma matriz de suporte. Esses recursos podem ser fornecidos pela estrutura do bioarcabouço usando, por exemplo, uma composição de material extracelular ideal, como uma contendo colá- geno I e III, fornecendo assim as propriedades de integridade estrutural necessárias. A determinação da composição ideal para melhorar a in- tegridade necessária pode ser obtida por meio da variação sistêmica, por exemplo, do tamanho de poro, da faixa de deposição de filamento angular, da densidade, da altura, do tipo de polímero e do tamanho do filamento (por exemplo, diâmetro).

[0035] Retornando para a Figura 1, de acordo com várias modalida- des, a construção de tecido final do implante de bioarcabouço pode ser, por exemplo, uma folha plana 130 que é bidimensional. Conforme tam- bém é apresentado a título de exemplo na Figura 1, outra construção de tecido final e mais avançada do implante de bioarcabouço pode ser, por exemplo, de folhas/construções moldadas 140 que fornecem um ajuste perfeito para reforçar o tecido, implantes mamários ou outros dispositi- vos médicos, com a anatomia ou fisiologia dentro da mama (por exem- plo, um bolso do peito), outros órgãos, ou outra anatomia. Conforme também é apresentado a título de exemplo na Figura 1, ainda outra construção de tecido final avançada do implante de bioarcabouço pode ser, por exemplo, um implante de defeito de lumpectomia 150 do peito (por exemplo, bolso do peito), outros órgãos, ou outra anatomia. A cons- trução de estilo de implante sólida pode ser impressa, por exemplo, a partir de uma faixa de cerca de 20 g a cerca de 4500 g de tamanhos para aplicações de mama (por exemplo, lumpectomia) ou ter o tamanho personalizado para outras aplicações anatômicas. Por exemplo, o im- plante pode ter um formato de esferoide prolato (ou seja, de futebol) (como ilustrado de modo exemplificador na Figura 1), um formato per- sonalizado ou conformado em outra configuração geométrica predeter- minada.

[0036] Tais construtos de tecido finais de implantes de bioarca- bouço proporcionam, vantajosamente, maior facilidade de uso durante o procedimento de implante através da minimização de manipulação in- traoperativa, melhorando ao mesmo tempo a eficiência do processo para os pacientes. Por exemplo, uma construção tridimensional (3D), de acordo com várias modalidades, forneceria aos pacientes uma opção "pronta para o implante", aprimorando a eficiência do processo para mé- dicos e pacientes nas áreas, por exemplo, de reforço de tecido e implan- tes de lumpectomia. Em contrapartida, as ofertas atuais de matrizes dér- micas acelulares (MDA) cadavéricas são fornecidas como folhas de te- cido bidimensionais (2D), que exigem manipulação extensiva da folha de tecido, necessitando que o cirurgião costure (ou ligue ou conecte) a folha da matriz dérmica acelular em uma estrutura semelhante a bolso antes do implante para criar um bolso 3D adequado para um implante de mama ou aplicação de reforço de tecido. Esta profunda manipulação exige mais tempo de procedimento e introduz vários pontos de potencial contaminação.

[0037] Além disso, as MDAs são afetadas pela qualidade do tecido

(idade, histórico de tabagismo, uso de drogas etc.), restrições regulado- ras nacionais variadas, disponibilidade de doadores, correspondência de doadores, o estado imune do hospedeiro e custo, dentre outros fato- res. Por outro lado, os arcabouços bioimpressos, de acordo com várias modalidades da presente invenção, eliminam vantajosamente proble- mas de disponibilidade de doadores, variabilidade e estado de quali- dade/saúde, qualidade do tecido e políticas reguladoras. Além disso, por serem bioimpressos usando parâmetros controlados (discutido em detalhes abaixo) do arcabouço para atender as propriedades necessá- rias do implante de bioarcabouço do produto final, os arcabouços bioim- pressos possibilitam aplicações médicas personalizadas que os MDAs não viabilizam. Essas aplicações médicas personalizadas podem in- cluir, por exemplo, somente e não se limitando a, lumpectomias (con- forme discutido acima), aplicações de cartilagens tubulares, aplicações de doença cardíaca valvular e aplicações de doença arterial coronari- ana, aplicações de reparação de hérnia, aplicações de enxerto de te- cido, aplicações de vasos venoso, arteriais e linfáticos, aplicações es- truturais ou de suporte onde há defeitos de tecido mole.

[0038] Em relação ao reforço de tecido, os usos e vantagens de uma matriz dérmica acelular biológica, de acordo com várias modalidades, são vários e substanciais. Um uso exemplificador é a ligação à porção inferior do músculo peitoral permitindo assim maior volume de preenchimento ini- cial de expansor de tecido para uma reconstrução da mama em dois está- gios ou a colocação do implante para uma reconstrução da mama de um único estágio. Outro uso exemplificador é a manutenção (apoio) da posi- ção do implante, ajudando a definir o formato do bolso do peito mediante a definição da dobra inframamária, apoiando o implante em uma recons- trução da mama pré-peitoral e corrigindo o mau posicionamento do im- plante, como a simastia, recuo etc. Outro uso exemplificador é a camufla- gem de defeito estático usando o arcabouço como um tampão ou um meio para engrossar o tecido para mascarar resultados cosméticos indeseja- dos, como ondulações. Outros usos e benefícios exemplares são a redu- ção da contratura capsular e uma resposta tecidual mais positiva durante os tratamentos com radiação.

[0039] Adicionalmente, as ofertas de tecido atualmente disponíveis podem ter topografia superficial inconsistente ao longo dos mesmos. No caso de construções sintéticas tecidas, fiadas ou triocotadas, a falta de microarquitetura apropriada afeta a capacidade das células hospedeiras de reconhecer o enxerto como não sendo estranho ao corpo e promover a adesão celular, e dessa forma, inibir uma resposta regenerativa robusta. Pelo controle da combinação de componentes no arcabouço para fornecer propriedades físicas específicas e resultados de implante, de acordo com várias modalidades da presente invenção, a construção terá topografia de superfície consistente por toda uma microarquitetura manipulada (contro- lando as propriedades da microarquitetura como, por exemplo, a porosi- dade, diâmetro da fibra, espaçamento, altura da matriz, orientação das fi- bras etc.) que fornece o arcabouço apropriado para uma resposta de cica- trização de ferimentos, regenerativa, infiltrativa e de remodelagem robusta.

[0040] Além disso, a construção fornecerá, por exemplo, amorteci- mento e suporte estrutural para outros tecidos, suporte complementar, proteção, reforço e cobertura no interior da mama, de outros órgãos ou outros tecidos anatômicos ou adjacentes, ao mesmo tempo que esti- mula a remodelagem da célula hospedeira. A construção permitirá, por exemplo, que os cirurgiões plásticos ou de reconstrução suportem, re- parem, elevem e reforcem as deficiências onde há fraqueza ou espa- ços vazios, por exemplo, na mama, em outros órgãos ou em outros tecidos anatômicos ou adjacentes que necessitem da adição de mate- rial para obter o resultado cirúrgico desejado. Além disso, a construção permitirá o reparo de defeitos fasciais dentro da mama, de outros ór- gãos ou de outros tecidos anatômicos e adjacentes que requerem a adição de um material de reforço ou de ponte para obter um resultado cirúrgico desejado. Composições

[0041] Em um aspecto, é fornecida uma composição de bioarca- bouço de matriz acelular, a composição de bioarcabouço incluindo um polímero, uma matriz extracelular e, opcionalmente, outros componentes sintéticos biorreabsorvíveis. A combinação exclusiva desses componen- tes, juntos fornece a matriz de suporte adequada para a remodelação. A combinação dos materiais de construção poliméricos e biológicos fornece também um arcabouço robusto para a adição de outras porções molecu- lares. A matriz extracelular pode compreender um ou mais dentre colá- geno (por exemplo, colágeno 1 (Col-1), colágeno III (Col-3), outros tipos de colágeno), proteínas da matriz extracelular (por exemplo, laminina, fi- bronectina, elastina, glicosaminoglicanos ou combinações dos mesmos), fatores de crescimento, citocinas, populações de células selecionadas, moléculas pequenas, inibidores de moléculas pequenas, antibióticos, an- timicrobianos, nanopartículas, sílica mesoporosa, fibroína de seda e sí- tios de degradação enzimática. Os componentes sintéticos biorreabsor- víveis podem ser adicionados ao bioarcabouço, conforme necessário, para obter a resistência à tração e o módulo elástico desejados. Fibras de alta resistência podem ser adicionadas ao bioarcabouço com base nas necessidades biomecânicas e de resistência do bioarcabouço.

[0042] O polímero natural ou sintético na composição do bioarca- bouço pode ser qualquer polímero que forneça estabilidade mecânica com um perfil de degradação consistente que permita aos cirurgiões plásticos e reconstrutivos a capacidade de prever e controlar melhor os resultados nos pacientes. A composição de bioarcabouço de matriz acelular pode compreender qualquer polímero natural ou sintético ade- quado, ou combinações ou blendas dos mesmos. O polímero pode in- cluir, por exemplo, poli(etilenoglicol) (PEG), poli(lactídeo-co-glicolídeo)

(PLGA), policaprolactona (PCL), poli(ácido L-lático) (PLLA), alginato, ácido hialurônico, gelatina, proteína de soja, fibrinogênio, quitosana, dextrano, amido ou qualquer outro tipo de polímero.

[0043] Em várias modalidades, a composição de bioarcabouço pode conter uma razão de colágeno I para colágeno III similar àquela contida dentro da derme humana (por exemplo, fetal, adolescente, adulta e idosa), conforme é mostrado na Tabela I. Tabela I Tipo de derme Razão de colágeno I/III Fetal 0,95 ± 0,03 Adolescentes 2,27 ± 0,13 Adulta 2,46 ± 0,15 Idosa 2,97 ± 0,40

[0044] Ou seja, em várias modalidades, o material extracelular pode ter uma razão de colágeno I para colágeno III na faixa entre cerca de 0,5 a cerca de 3,5, ou na faixa de cerca de 0,75 a cerca de 3,0. Mais razões específicas de colágeno I para colágeno III podem incluir cerca de 0,5, cerca de 0,55, cerca de 0,6, cerca de 0,65, cerca de 0,7, cerca de 0,75, cerca de 0,8, cerca de 0,85, cerca de 0,9, cerca de 0,95, cerca de 1,0, cerca de 1,05, cerca de 1,1, cerca de 1,15, cerca de 1,2, cerca de 1,25, cerca de 1,3, cerca de 1,35, cerca de 1,4, cerca de 1,45, cerca de 1,5, cerca de 1,55, cerca de 1,6, cerca de 1,65, cerca de 1,7, cerca de 1,75, cerca de 1,8, cerca de 1,85, cerca de 1,9, cerca de 1,95, cerca de 2,0, cerca de 2,05, cerca de 2,1, cerca de 2,15, cerca de 2,2, cerca de 2,25, cerca de 2,3, cerca de 2,35, cerca de 2,4, cerca de 2,45, cerca de 2,5, cerca de 2,55, cerca de 2,6, cerca de 2,65, cerca de 2,7, cerca de 2,75, cerca de 2,8, cerca de 2,85, cerca de 2,9, cerca de 2,95, cerca de 3,0, cerca de 3,05, cerca de 3,1, cerca de 3,15, cerca de 3,2, cerca de 3,25, cerca de 3,3, cerca de 2,35, cerca de 3,4, cerca de 3,45, cerca de 3,5 e as faixas entre quaisquer dois desses valores.

[0045] Em um aspecto, o bioarcabouço contém razões de base de Col-I para Col-3 semelhantes Àquelas contidas na derme fetal e adoles- cente. A razão entre Col-1 e Col-3 pode ser entre cerca de 0,90 a cerca de 2,3, entre cerca de 0,95 a cerca de 2,27, ou entre cerca de 1 a cerca de 2. Em várias modalidades, a razão de Col-1 para Col-3 pode ser me- nor que cerca de 3, menor que cerca de 2,9, menor que cerca de 2,5 ou menor que cerca de 2,46.

[0046] Se for desejado, a composição de bioarcabouço pode con- ter fatores de crescimento. Os fatores de crescimento podem ser qual- quer um ou uma combinação de, por exemplo, GM-CSF, NGF, SCF, TGF-β, EGF, VEGF e outros.

[0047] A composição de bioarcabouço pode compreender, adicio- nalmente, citocinas. As citocinas podem ser qualquer um ou uma com- binação de, por exemplo, IL-1, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-13, IL-18, IL-25, IFN-α, IFN-β e outros.

[0048] Se for desejado, o bioarcabouço pode compreender, ainda, antibióticos. Antibióticos adequados incluem um macrolídeo (por exem- plo, azitromicina, claritromicina e eritromicina), uma tetraciclina (por exemplo, doxiciclina, a tigeciclina), uma fluoroquinolona (por exemplo, gemifloxacino, levofloxacino, ciprofloxacino e mocifloxacino), uma cefa- losporina (por exemplo, ceftriaxona, defotaxima, ceftazidima, cefepima), uma penicilina (por exemplo, amoxicilina, amoxicilina com clavulanato, ampicilina, piperacilina e ticarcilina) opcionalmente com um inibidor da β- lactamase (por exemplo, sulbactam, tazobactam e ácido clavulânico), como ampicilina-sulbactam, piperacilina-tazobactam e ticarcilina com cla- vulanato, um aminoglicosídeo (por exemplo, amicacina, arbecacina, gen- tamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodostrep- tomicina, estreptomicina, tobramicina e apramicina), um peném ou car- bapeném (por exemplo, doripeném, o ertapeném, imipeném e merope- ném), uma monobactam (por exemplo, aztreonam), uma oxazolidinona

(por exemplo, linezolida), vancomicina, antibióticos de glicopeptídeo (por exemplo, telavancina), antibióticos contra as micobactérias da tubercu- lose e similares.

[0049] A composição de bioarcabouço pode compreender, adicio- nalmente, antimicrobianos, incluindo antibacterianos, antifúngicos (por exemplo, antifúngicos poliênicos, como anfotericina B; antifúngicos de triazol, como itraconazol, cetoconazol, fluconazol, voriconazol, clotri- mazol, isavuconazol, miconazol e posaconazol; Antifúngicos de equi- nocandina, como a caspofungina, micafungina e a anidulafungina, an- tifúngicos orotomídeos, como F901318, que inibem a di-hidro-orotato desidrogenase), antivirais (por exemplo, oseltamivir, zanamavir, aman- tidina, rimantadina, ribavirina, ganciclovir, valganciclovir, foscavir, Cytogam® (imunoglobulina contra o citomegalovírus), pleconarila, ru- pintrivir, palivizumabe, motavizumabe, citarabina, docosanol, denotivir, cidofovir e aciclovir), antiparasíticos ou combinações dos mesmos.

[0050] Em um aspecto, é fornecida uma composição de bioarca- bouço acelular, a qual inclui 1) um polímero, 2) colágeno I (Col-1), e 3) colágeno III (Col-3), em que a razão entre o colágeno I e o colágeno III situa-se entre cerca de 0,5 e cerca de 3,5. Em várias modalidades, a ra- zão pode estar entre cerca de 0,9 e cerca de 2,3. Em várias modalidades, o polímero pode ser policaprolactona (PCL) ou uma blenda contendo PCL, e a razão entre Col-1 e Col-3 é cerca de 1. O polímero pode ser uma blenda de polímeros. O polímero pode ser uma blenda contendo PCL. De acordo com várias modalidades, o polímero pode ser uma blenda de polímeros.

[0051] Em outro aspecto, é fornecida uma composição de bioarca- bouço de matriz acelular, a composição compreendendo: 1) um polímero natural ou sintético; 2) colágeno I (Col-1); 3) colágeno III (Col-3), e 4) poli- caprolactona (PCL), em que o dito bioarcabouço é sintético e a razão entre Col-1 e Col-3 situa-se entre 0,5 e 3,5.

[0052] Em outro aspecto, uma composição de bioarcabouço ace- lular é fornecida, a composição de bioarcabouço incluindo 1) um polí- mero, 2) colágeno I (Col-1) e 3) colágeno III (Col-3), em que a razão entre Col-1 e Col-3 situa-se entre cerca de 0,9 e cerca de 2,3, com a condição de que o bioarcabouço não compreende as moléculas bioa- tivas presentes na matriz dérmica acelular cadavérica (MDA). A com- posição de bioarcabouço acelular, de acordo com várias modalidades, causará uma resposta imunogênica diminuída em comparação com a MDA devido à falta de moléculas bioativas presentes na MDA cadavé- rica. O polímero pode ser uma blenda de polímeros.

[0053] A composição do bioarcabouço pode ser porosa, e ter uma microestrutura que compreende diâmetros de poro de cerca de 50 a 1000 mícrons, cerca de 100 a 900 mícrons, cerca de 200 a 800 mícrons, cerca de 300 a 700 mícrons, cerca de 400 a 600 mícrons, cerca de 100 a 500 mícrons, cerca de 200 a 400 mícrons, cerca de 150 a 300 mícrons, cerca de 200 a 250 mícrons, cerca de 100 mícrons, cerca de 150 mí- crons, cerca de 200 mícrons, cerca de 250 mícrons, cerca de 300 mí- crons, cerca de 350 mícrons, cerca de 400 mícrons, cerca de 450 mí- crons, cerca de 500 mícrons, e faixas entre quaisquer dois desses valo- res. O tamanho do poro é suficiente para permitir o crescimento interno, a fixação e/ou a incorporação adequado da célula hospedeira. O bioar- cabouço também fornece a microestrutura adequada para o cresci- mento interno e a vascularização celular, ao mesmo tempo em que for- nece propriedades de suporte e biomecânicas similares ao tecido e/ou à matriz extracelular retirada. Alternativamente, a pluralidade de poros pode ser de um formato diferente do circular, em que a pelo menos uma abertura pode ter um comprimento entre cerca de 100 mícrons a cerca de 500 mícrons, ou de cerca de 50 mícrons a cerca de 1000 mícrons, ou entre cerca de 50 mícrons a cerca de 500 mícrons, ou de cerca de 100 mícrons a cerca de 1000 mícrons. Cada fibra (fibrila) da estrutura de bioarcabouço pode ter um diâmetro menor que ou igual a cerca de 100 mícrons.

[0054] A composição de bioarcabouço pode ter uma macroestrutura que é um implante pré-impresso pequeno, médio ou grande, que é pré- fabricado para implantação durante o tempo do procedimento-padrão. Em outro aspecto, o bioarcabouço pode ter uma macroestrutura que é perso- nalizada e específica para o paciente, impressa após o procedimento-pa- drão de acordo com os critérios/orientação do cirurgião.

[0055] Espera-se que ocorra a degradação da composição de bio- arcabouço ao longo do tempo, após a implantação cirúrgica. A inten- ção é de que a integração da célula hospedeira no bioarcabouço po- roso ocorrerá durante o processo de degradação, de modo que as cé- lulas infiltrantes degradarão o polímero e secretarão a sua própria ma- triz extracelular em um esforço para regenerar esse tecido. O perfil de degradação da composição de bioarcabouço é definido e previsível em lotes fabricados, o que é um aprimoramento em relação às construções de matriz dérmica acelulares atualmente disponíveis.

[0056] Em um aspecto, a composição de bioarcabouço pode compre- ender adicionalmente moléculas bioativas pró-angiogênicas (por exemplo, VEGF, P1GF) para promover a vascularização em pacientes com vascu- laridade comprometida.

[0057] Em um aspecto, a composição de bioarcabouço pode compre- ender adicionalmente moléculas antifibróticas (anti-TGFβ, anti-TNF-α) para reduzir a fibrose em pacientes após serem submetidos à radiação.

[0058] Em um aspecto, a composição pode compreender, ainda, fa- tores que afetam a adipogênese e a proliferação (por exemplo, IGF-1, de- xametasona) para promover o crescimento das células adiposas enxerta- das. Método para fabricação de bioarcabouço

[0059] As composições de bioarcabouço discutidas acima podem ser feitas em formatos 2D e 3D (que podem sustentar o crescimento de tecido e órgão) usando uma variedade de diferentes técnicas de fabrica- ção aditiva, que são processos que envolvem o uso de dados de design 3D para construir uma construção extracelular em camadas mediante a deposição de camadas sucessivas das composições de bioarcabouço descritas na presente invenção. Os processos de fabricação aditiva po- dem incluir, por exemplo, impressão 3D por jato de material (ou jato de tinta), impressão 3D por extrusão, impressão 3D de deposição fundida, impressão 3D de material líquido, eletrogravura por fusão 3D, eletrofia- ção por fusão 3D e assim por diante. Os processos de fabricação aditiva oferecem algumas vantagens exclusivas em relação às outras técnicas de fabricação de componentes extracelulares com respeito à fabricação de estruturas extracelulares tridimensionais porosas devido às complexi- dades das geometrias e dos elementos estruturais das células unitárias que compreendem esses tipos de estruturas. Por exemplo, a fabricação aditiva fornece a vantagem de que componentes bioativos específicos ou moléculas de MEC podem ser colocadas em determinados locais dentro da construção para a remodelagem espacial direta.

[0060] De acordo com várias modalidades, é apresentado um método 200 para produzir uma estrutura de bioarcabouço, conforme ilustrado na Figura 2, e previsto pelo método 300 da Figura 3. Conforme apresentado na Figura 3, o método 300 pode compreender, na etapa 310, aplicar um fluxo de polímero liquefeito sobre um substrato formando uma estrutura de bioarcabouço que compreende uma pluralidade de células de unidade co- nectadas, em que cada uma da pluralidade de células de unidade inclui pelo menos uma abertura conectada a um volume interno. Em várias mo- dalidades, o polímero liquefeito é compreendido por uma solução ou mis- tura contendo um ou mais componentes poliméricos. Em várias modalida- des, o polímero liquefeito é compreendido por um material polimérico que foi aquecido acima do seu ponto de fusão, até um estado fluido.

[0061] Em várias modalidades, a etapa 310 pode ser repetida de modo que os fluxos de polímero liquefeito sejam sucessivamente de- positados uns sobre os outros para formar a estrutura de bioarca- bouço.

[0062] O método 300 compreende adicionalmente, na etapa 320, apli- car um revestimento (por exemplo, de colágeno I, colágeno II, colágeno III, colágeno IV, colágeno V, etc) sobre e/ou uma infusão no interior da estru- tura de bioarcabouço.

[0063] Em várias modalidades, o revestimento e/ou a infusão de colágeno inclui colágeno I e colágeno III. Em várias modalidades, o revestimento de colágeno pode conter uma razão de colágeno I para colágeno III similar àquela contida dentro da derme fetal e adolescente. As ofertas de tecido convencionais, que são predominantemente obti- das de doadores adultos e idosos, contêm uma razão mais alta (ou seja, maior que cerca de 2,4) de colágeno I para colágeno III, propor- cionando assim suporte, amortecimento, proteção, reforço e cobertura inferiores aos tecidos contendo razões mais baixas.

[0064] Em várias modalidades, o revestimento de colágeno pode ter uma razão de colágeno I para colágeno III na faixa entre cerca de 0,5 a cerca de 3,5, ou na faixa de cerca de 0,75 a cerca de 3,0, ou na faixa preferencial entre cerca de 0,9 e cerca de 2,5. A faixa de razão preferencial de colágeno I para colágeno III de entre cerca de 0,9 e cerca de 2,5 pode oferecer vantagens em relação às ofertas de tecido convencionais, que são predominantemente tomadas de doadores adultos e idosos, bem como conter razões muito mais altas de colá- geno I para colágeno III, fornecendo assim menor suporte, amorteci- mento, proteção, reforço e cobertura do que os tecidos contendo ra- zões mais baixas.

[0065] Mais razões específicas de colágeno I para colágeno III podem incluir cerca de 0,5, cerca de 0,55, cerca de 0,6, cerca de 0,65, cerca de

0,7, cerca de 0,75, cerca de 0,8, cerca de 0,85, cerca de 0,9, cerca de 0,95, cerca de 1,0, cerca de 1,05, cerca de 1,1, cerca de 1,15, cerca de 1,2, cerca de 1,25, cerca de 1,3, cerca de 1,35, cerca de 1,4, cerca de 1,45, cerca de 1,5, cerca de 1,55, cerca de 1,6, cerca de 1,65, cerca de 1,7, cerca de 1,75, cerca de 1,8, cerca de 1,85, cerca de 1,9, cerca de 1,95, cerca de 2,0, cerca de 2,05, cerca de 2,1, cerca de 2,15, cerca de 2,2, cerca de 2,25, cerca de 2,3, cerca de 2,35, cerca de 2,4, cerca de 2,45, cerca de 2,5, cerca de 2,55, cerca de 2,6, cerca de 2,65, cerca de 2,7, cerca de 2,75, cerca de 2,8, cerca de 2,85, cerca de 2,9, cerca de 2,95, cerca de 3,0, cerca de 3,05, cerca de 3,1, cerca de 3,15, cerca de 3,2, cerca de 3,25, cerca de 3,3, cerca de 2,35, cerca de 3,4, cerca de 3,45, cerca de 3,5 e as faixas entre quaisquer dois desses valores.

[0066] Em várias modalidades, o colágeno (por exemplo, colágeno I, colágeno II, colágeno III, colágeno IV, colágeno V etc.) e/ou outros materiais MEC pode ser combinado com o polímero liquefeito para for- mar uma biotinta que pode ser depositada para formar a estrutura de bioarcabouço em um processo de uma única etapa, ao invés de em um processo com etapas sucessivas.

[0067] Em várias modalidades, o revestimento de colágeno e/ou de material da MEC pode ser liofilizado para sublimar o solvente usado para criar a suspensão, permitindo dessa forma que o revestimento de colágeno e/ou material da MEC adira à estrutura do bioarcabouço.

[0068] Em várias modalidades, a estrutura do bioarcabouço pode ser varrida com um feixe de elétrons, luz UV ou agente químico como EDAC, um reticulador de carbodi-imida ou outro reticulador físico ou químico após a aplicação do revestimento de colágeno ou MEC para reticular os polímeros e aumentar a resistência estrutural e a integri- dade da estrutura do bioarcabouço.

[0069] Em várias modalidades, a pelo menos uma abertura (por exemplo, poro) de cada uma da pluralidade de células de unidade pode ter um diâmetro de cerca de 50 a 1000 mícrons, cerca de 100 a 900 mícrons, cerca de 200 a 800 mícrons, cerca de 300 a 700 mícrons, cerca de 400 a 600 mícrons, cerca de 100 a 500 mícrons, cerca de 200 a 400 mícrons, cerca de 150 a 300 mícrons, cerca de 200 a 250 mícrons, cerca de 100 mícrons, cerca de 150 mícrons, cerca de 200 mícrons, cerca de 250 mícrons, cerca de 300 mícrons, cerca de 350 mícrons, cerca de 400 mícrons, cerca de 450 mícrons, cerca de 500 mícrons, e faixas entre quaisquer dois desses valores. Além disso, cada uma dentre a plurali- dade de células de unidade pode compreender filamentos que têm um diâmetro menor que ou igual a cerca de 100 mícrons. A pluralidade de células de unidade conectadas também pode formar uma folha substan- cialmente plana. Adicionalmente, a pluralidade de células de unidade conectadas pode formar uma macroestrutura 3D. Adicionalmente, a es- trutura de bioarcabouço pode ter uma espessura entre cerca de 0,5 mm e cerca de 200 mm, ou entre cerca de 0,5 mm e cerca de 20 mm, ou entre cerca de 0,5 mm e cerca de 2,5 mm. A macroestrutura 3D pode incluir, por exemplo, uma configuração de ajuste "perfeito" e uma confi- guração de implante sólido "pronto para uso", discutida anteriormente.

[0070] Alternativamente, a pluralidade de poros pode ser de um formato diferente do circular, em que a pelo menos uma abertura pode ter um comprimento entre cerca de 100 mícrons a cerca de 500 mí- crons, ou de cerca de 50 mícrons a cerca de 1000 mícrons, ou entre cerca de 50 mícrons a cerca de 500 mícrons, ou de cerca de 100 mí- crons a cerca de 1000 mícrons. Cada fibra (fibrila) da estrutura de bio- arcabouço pode ter um diâmetro menor que ou igual a cerca de 100 mícrons.

[0071] Conforme ilustrado na figura 2, na etapa (1), um fluxo de polí- mero liquefeito 210 pode ser depositado, usando uma seringa ou bocal (ou qualquer outro dispositivo de deposição de fluxo) 220 sobre um subs- trato 230. O fluxo de polímero líquido 210 pode formar uma camada única

240. Conforme mostrado na etapa (2), o processo de deposição pode ser repetido para adicionar camadas de polímero liquefeito adicionais para aumentar a espessura da deposição do polímero liquefeito até uma es- pessura desejada ser obtida para um produto acabado 250, conforme é apresentado na etapa (3). Os fluxos de polímero liquefeito podem formar uma camada única ou múltiplas camadas que compreendem uma plura- lidade de estruturas de célula de unidade. O produto final pode ser, con- forme discutido acima, uma folha substancialmente plana ou uma macro- estrutura 3D.

[0072] Cada célula de unidade da estrutura do bioarcabouço pode compreender um polímero, ou blenda de polímeros, com um revesti- mento de colágeno e/ou de material da MEC. O polímero pode ser poli- caprolactona (PCL). A composição que é depositada pode estar sob a forma de uma pasta fluida de polímero com o colágeno I/colágeno III embebido, misturado ou encapsulado com o polímero. Alternativa- mente, um revestimento de colágeno I/colágeno III e fluxos de polímero liquefeito podem ser depositados separadamente e, em seguida, entre- laçados para formar a estrutura. A deposição pode ser realizada, por exemplo, por uma bioimpressora usando componentes como, por exemplo, um bocal ou seringa. Esses componentes podem ser, por exemplo, acionados pneumaticamente, por pistão ou fuso rosca. As se- ringas acionadas pneumaticamente, por exemplo, podem depositar po- límero liquefeito em camadas sequenciais para criar a construção, que por fim, será reticulada. Moléculas bioativas (por exemplo, de biotintas à base de colágeno I/colágeno III, com quaisquer outros componentes bioativos adicionais, conforme discutido acima) podem ser coimpressas juntamente com o polímero de base ou dispostas em camadas sobre a camada de polímero de base, sequencialmente. O polímero pode ser uma blenda de polímeros. O bioarcabouço pode compreender um re-

vestimento de material da MEC ao invés de um revestimento de colá- geno, ou um revestimento de material combinado de colágeno/MEC.

[0073] Em comparação com as composições à base de polímero tra- dicionais, que podem ser depositadas por meio de técnicas de fabricação aditiva sob condições de aquecimento e pressões relativamente mais altas para promover a formação do arcabouço, mantendo, ao mesmo tempo, a estabilidade estrutural da composição à base de polímero, certas biotintas contendo moléculas bioativas, além dos polímeros, podem precisar ser de- positadas sob condições mais brandas em relação às composições à base de polímero. Isso pode ser devido à natureza relativamente mais delicada das estruturas de biotinta (por exemplo, com maior teor de água, estrutura não cristalina etc.). Como tal, os parâmetros do processo de bioimpressão, como a pressão de impressão ou o diâmetro do bocal/seringa, podem ser levados em conta na redução da tensão de cisalhamento sobre algumas biotintas, para evitar danificar ou lisar as células, o que pode afetar a via- bilidade celular nas biotintas. Outros parâmetros que podem ser conside- rados, e de modo correspondente controlados, incluem, por exemplo, a temperatura de impressão (por exemplo, temperatura mais baixa do que as composições à base de polímero), uniformidade de diâmetro dos fila- mentos que compõem a célula de unidade, ângulos na interação dos fila- mentos, sangramento dos filamentos nas interseções e manutenção da fidelidade do formato após a impressão, porém antes da reticulação com composições à base de polímero. Portanto, e de acordo com várias mo- dalidades, o polímero e as moléculas bioativas (por exemplo, colágeno I/colágeno III e quaisquer outros componentes bioativos convencionais, conforme discutido acima) podem ser depositados como, por exemplo, go- tículas ou fluxos (consulte abaixo para obter mais detalhes) separada- mente utilizando parâmetros de processamento separadamente definidos para assegurar a fabricação do arcabouço mantendo a integridade estru- tural de cada uma das respectivas composições depositadas. A deposição dos polímeros e moléculas bioativas (por exemplo, colágeno I/colágeno III e quaisquer outros componentes bioativos adicionais, conforme discutido acima) pode ocorrer, conforme declarado acima, separadamente e, em seguida, eles podem ser entrelaçados ou reticulados para formar o arca- bouço. Para realizar isto, as moléculas bioativas podem tanto ser coim- pressas juntamente com o polímero de base ou dispostas em camadas sobre a camada de polímero de base, em sequência.

[0074] De acordo com várias modalidades, é apresentado um método 400 para produzir uma estrutura de bioarcabouço, conforme ilustrado na Figura 4, e previsto pelo método 500 da Figura 5. Conforme apresentado na Figura 5, o método 500 pode compreender, na etapa 510, depositar gotículas de um polímero liquefeito sobre uma superfície de substrato para formar uma estrutura de bioarcabouço que compreende uma pluralidade de células de unidade conectadas, em que cada uma da pluralidade de células de unidade inclui pelo menos uma abertura conectada a um vo- lume interno. Em várias modalidades, o polímero liquefeito é compreen- dido por uma solução ou mistura contendo um ou mais componentes poli- méricos. Em várias modalidades, o polímero liquefeito é compreendido por um material polimérico que foi aquecido acima do seu ponto de fusão, até um estado fluido.

[0075] Em várias modalidades, a etapa 510 pode ser repetida de modo que as gotas de polímero liquefeito sejam sucessivamente depo- sitadas umas sobre as outras para formar a estrutura de bioarcabouço.

[0076] O método 500 compreende adicionalmente, na etapa 520, apli- car um revestimento (por exemplo, de colágeno I, colágeno II, colágeno III, colágeno IV, colágeno V, etc) sobre a estrutura de bioarcabouço.

[0077] Em várias modalidades, o revestimento de colágeno inclui colágeno I e colágeno III. Em várias modalidades, o revestimento de colágeno pode conter uma razão de colágeno I para colágeno III similar àquela contida dentro da derme fetal e adolescente. As ofertas de tecido atuais, que são predominantemente tomados a partir de doadores adul- tos e idosos, contêm razões muito mais altas de colágeno I para colá- geno III, proporcionando assim suporte, amortecimento, proteção, re- forço e cobertura inferiores aos tecidos contendo razões mais baixas.

[0078] Em várias modalidades, o revestimento de colágeno pode ter uma razão de colágeno I para colágeno III na faixa entre cerca de 0,5 a cerca de 3,5, ou na faixa de cerca de 0,75 a cerca de 3,0, ou na faixa preferencial entre cerca de 0,9 e cerca de 2,5. A faixa de razão preferencial de colágeno I para colágeno III de entre cerca de 0,9 e cerca de 2,5 pode oferecer vantagens em relação às ofertas de tecido convencionais, que são predominantemente tomadas de doadores adultos e idosos, bem como conter razões muito mais altas de colá- geno I para colágeno III, fornecendo assim menor suporte, amorteci- mento, proteção, reforço e cobertura do que os tecidos contendo ra- zões mais baixas.

[0079] Mais razões específicas de colágeno I para colágeno III podem incluir cerca de 0,5, cerca de 0,55, cerca de 0,6, cerca de 0,65, cerca de 0,7, cerca de 0,75, cerca de 0,8, cerca de 0,85, cerca de 0,9, cerca de 0,95, cerca de 1,0, cerca de 1,05, cerca de 1,1, cerca de 1,15, cerca de 1,2, cerca de 1,25, cerca de 1,3, cerca de 1,35, cerca de 1,4, cerca de 1,45, cerca de 1,5, cerca de 1,55, cerca de 1,6, cerca de 1,65, cerca de 1,7, cerca de 1,75, cerca de 1,8, cerca de 1,85, cerca de 1,9, cerca de 1,95, cerca de 2,0, cerca de 2,05, cerca de 2,1, cerca de 2,15, cerca de 2,2, cerca de 2,25, cerca de 2,3, cerca de 2,35, cerca de 2,4, cerca de 2,45, cerca de 2,5, cerca de 2,55, cerca de 2,6, cerca de 2,65, cerca de 2,7, cerca de 2,75, cerca de 2,8, cerca de 2,85, cerca de 2,9, cerca de 2,95, cerca de 3,0, cerca de 3,05, cerca de 3,1, cerca de 3,15, cerca de 3,2, cerca de 3,25, cerca de 3,3, cerca de 2,35, cerca de 3,4, cerca de 3,45, cerca de 3,5 e as faixas entre quaisquer dois desses valores.

[0080] Em várias modalidades, o colágeno (por exemplo, colágeno

I, colágeno II, colágeno III, colágeno IV, colágeno V etc.) e/ou outros materiais MEC pode ser combinado com o polímero liquefeito para for- mar uma biotinta que pode ser depositada para formar a estrutura de bioarcabouço em um processo de uma única etapa, ao invés de em um processo com etapas sucessivas.

[0081] Em várias modalidades, o revestimento de colágeno e/ou de material da MEC pode ser liofilizado para sublimar o solvente usado para criar a suspensão, permitindo dessa forma que o revestimento de colágeno e/ou material da MEC adira à estrutura do bioarcabouço.

[0082] Em várias modalidades, a estrutura do bioarcabouço pode ser varrida com um feixe de elétrons, luz UV ou agente químico como EDAC, um reticulador de carbodi-imida ou outro reticulador físico ou químico após a aplicação do revestimento de colágeno ou material da MEC para reticular os polímeros e aumentar a resistência estrutural e a integridade da estrutura do bioarcabouço.

[0083] Em várias modalidades, a pelo menos uma abertura (por exemplo, poro) de cada uma da pluralidade de células de unidade pode ter um diâmetro de cerca de 50 a 1000 mícrons, cerca de 100 a 900 mícrons, cerca de 200 a 800 mícrons, cerca de 300 a 700 mícrons, cerca de 400 a 600 mícrons, cerca de 100 a 500 mícrons, cerca de 200 a 400 mícrons, cerca de 150 a 300 mícrons, cerca de 200 a 250 mícrons, cerca de 100 mícrons, cerca de 150 mícrons, cerca de 200 mícrons, cerca de 250 mícrons, cerca de 300 mícrons, cerca de 350 mícrons, cerca de 400 mícrons, cerca de 450 mícrons, cerca de 500 mícrons, e faixas entre quaisquer dois desses valores. Além disso, cada uma dentre a plurali- dade de células de unidade pode compreender filamentos que têm um diâmetro menor que ou igual a cerca de 100 mícrons. A pluralidade de células de unidade conectadas também pode formar uma folha substan- cialmente plana. Adicionalmente, a pluralidade de células de unidade conectadas pode formar uma macroestrutura 3D. Adicionalmente, a es- trutura de bioarcabouço pode ter uma espessura entre cerca de 0,5 mm e cerca de 200 mm, ou entre cerca de 0,5 mm e cerca de 20 mm, ou entre cerca de 0,5 mm e cerca de 2,5 mm. A macroestrutura 3D pode incluir, por exemplo, uma configuração de ajuste "perfeito" e uma confi- guração de implante sólido "pronto para uso", discutida anteriormente.

[0084] Conforme ilustrado na Figura 4, na etapa (1), gotículas de po- límero liquefeito 410 podem ser depositadas, usando uma seringa ou bocal (ou qualquer outro dispositivo de deposição) 420 sobre um substrato 430. As gotículas 410 podem formar uma camada única 440. Conforme mos- trado na etapa (2), o processo de deposição pode ser repetido para adici- onar camadas de polímero liquefeito adicionais para aumentar a espes- sura da deposição do polímero liquefeito até uma espessura desejada ser obtida para um produto acabado 450, conforme é apresentado na etapa (3). As gotículas de polímero liquefeito podem formar uma única ou várias camada(s) compreendidas por uma pluralidade de estruturas de célula de unidade. O produto final pode ser, conforme discutido acima, uma folha substancialmente plana ou uma macroestrutura 3D. A macroestrutura 3D pode incluir, por exemplo, uma configuração de ajuste "perfeito" e uma configuração de implante sólido "pronto para uso", discutida mais detalha- damente acima.

[0085] Cada célula de unidade da estrutura do bioarcabouço pode compreender um polímero, ou blenda de polímeros, com um revesti- mento de colágeno e/ou de material da MEC. O polímero pode ser poli- caprolactona (PCL). A composição que é depositada pode estar sob a forma de uma pasta fluida de polímero com o colágeno I/colágeno III embebido, misturado ou encapsulado com o polímero. Alternativa- mente, as gotículas de colágeno I/colágeno III e as gotículas de polí- mero liquefeito podem ser depositadas separadamente e, em seguida, entrelaçadas para formar a estrutura. A deposição pode ser realizada,

por exemplo, por uma bioimpressora usando componentes como, por exemplo, um bocal ou seringa. Esses componentes podem ser, por exemplo, acionados pneumaticamente, por pistão ou fuso rosca. As se- ringas acionadas pneumaticamente, por exemplo, podem depositar po- límero liquefeito em camadas sequenciais para criar a construção, que por fim, será reticulada. Moléculas bioativas (por exemplo, de biotintas à base de colágeno I/colágeno III, com quaisquer outros componentes bioativos adicionais, conforme discutido acima) podem ser coimpressas juntamente com o polímero de base ou dispostas em camadas sobre a camada de polímero de base, sequencialmente. O polímero pode ser uma blenda de polímeros. O bioarcabouço pode compreender um re- vestimento de material da MEC ao invés de um revestimento de colá- geno, ou uma combinação de revestimento de colágeno/MEC.

[0086] Em comparação com as composições à base de polímero tra- dicionais, que podem ser depositadas por meio de técnicas de fabricação aditiva sob condições de aquecimento e pressões relativamente mais altas para promover a formação do arcabouço, mantendo, ao mesmo tempo, a estabilidade estrutural da composição à base de polímero, certas biotintas contendo moléculas bioativas, além do polímero, podem precisar ser de- positadas sob condições mais brandas em relação às composições à base de polímero. Isso pode ser devido à natureza relativamente mais delicada das estruturas de biotinta (por exemplo, com maior teor de água, estrutura não cristalina etc.). Como tal, os parâmetros do processo de bioimpressão, como a pressão de impressão ou o diâmetro do bocal/seringa, podem ser levados em conta na redução da tensão de cisalhamento sobre algumas biotintas, para evitar danificar ou lisar as células, o que pode afetar a via- bilidade celular nas biotintas. Outros parâmetros que podem ser conside- rados, e de modo correspondente controlados, incluem, por exemplo, a temperatura de impressão (por exemplo, temperatura mais baixa do que as composições à base de polímero), uniformidade de diâmetro dos fila- mentos que compõem a célula de unidade, ângulos na interação dos fila- mentos, sangramento dos filamentos nas interseções e manutenção da fidelidade do formato após a impressão, porém antes da reticulação com composições à base de polímero. Portanto, e de acordo com várias mo- dalidades, o polímero e as moléculas bioativas (por exemplo, colágeno I/colágeno III e quaisquer outros componentes bioativos convencionais, conforme discutido acima) podem ser depositados como, por exemplo, go- tículas ou fluxos (consulte abaixo para obter mais detalhes) separada- mente utilizando parâmetros de processamento separadamente definidos para assegurar a fabricação do arcabouço mantendo a integridade estru- tural de cada uma das respectivas composições depositadas. A deposição dos polímeros e moléculas bioativas (por exemplo, colágeno I/colágeno III e quaisquer outros componentes bioativos adicionais, conforme discutido acima) pode ocorrer, conforme declarado acima, separadamente e, em seguida, eles podem ser entrelaçados ou reticulados para formar o arca- bouço. Para realizar isto, as moléculas bioativas podem tanto ser coim- pressas juntamente com o polímero de base ou dispostas em camadas sobre a camada de polímero de base, em sequência.

[0087] De acordo com várias modalidades, um método 600 para pro- duzir uma estrutura de bioarcabouço é apresentado conforme ilustrado, por exemplo, na Figura 6, pelo método 700 da Figura 7. Conforme apre- sentado na Figura 7, o método 700 pode compreender, na etapa 710, for- necer um fluxo de polímero liquefeito (por exemplo, PCL) através de um bocal aquecido. Em várias modalidades, o polímero liquefeito é compre- endido por uma solução ou mistura contendo um ou mais componentes poliméricos. Em várias modalidades, o polímero liquefeito é compreendido por um material polimérico que foi aquecido acima do seu ponto de fusão, até um estado fluido. O método 700 pode compreender adicionalmente,

na Etapa 720, gerar um campo elétrico para estabelecer o fluxo de polí- mero liquefeito para uma placa coletora. Em várias modalidades, o campo elétrico é criado mediante a geração de uma alta diferença de potencial (tensão) entre a cabeça do bocal (fiandeira), que fornece o polímero lique- feito, e a placa coletora. Na etapa 730, uma pluralidade de fluxos de polí- mero liquefeito é depositada sobre a placa coletora para formar uma es- trutura de bioarcabouço compreendendo uma pluralidade de células de unidade conectadas, em que cada uma da pluralidade de células de uni- dade inclui ao menos uma abertura conectada a um volume interno. Em várias modalidades, as etapas 710 e 720 são repetidas, de modo que uma pluralidade de fluxos de polímero liquefeito são sucessivamente deposita- dos uns sobre os outros para formar a estrutura de bioarcabouço. Em vá- rias modalidades, a intensidade do campo elétrico (e, portanto, da tensão aplicada) gerado é aumentada com cada camada sucessiva de polímero que é depositada e/ou com a espessura da estrutura de bioarcabouço.

[0088] Na etapa 740, um revestimento de colágeno (por exemplo, colágeno I, colágeno II, colágeno III, colágeno IV, colágeno V etc.) é aplicado sobre o bioarcabouço. Em várias modalidades, o revestimento de colágeno aplicado é depositado sobre as superfícies externas (ou seja, superfícies externas) e superfícies internas (por exemplo, poros, superfícies dos volumes de poros etc.) da estrutura de bioarcabouço.

[0089] Em várias modalidades, o revestimento de colágeno inclui colágeno I e colágeno III. Em várias modalidades, o revestimento de colágeno pode conter uma razão de colágeno I para colágeno III similar àquela contida dentro da derme humana fetal e adolescente. As ofertas de tecido convencionais, que são predominantemente obtidas de doa- dores adultos e idosos, contêm uma razão mais alta (ou seja, maior que cerca de 2,4) de colágeno I para colágeno III, proporcionando as- sim suporte, amortecimento, proteção, reforço e cobertura inferiores aos tecidos contendo razões mais baixas.

[0090] Em várias modalidades, o revestimento de colágeno pode ter uma razão de colágeno I para colágeno III na faixa entre cerca de 0,5 a cerca de 3,5, ou na faixa de cerca de 0,75 a cerca de 3,0, ou na faixa preferencial entre cerca de 0,9 e cerca de 2,5. A faixa de razão preferencial de colágeno I para colágeno III de entre cerca de 0,9 e cerca de 2,5 pode oferecer vantagens em relação às ofertas de tecido convencionais, que são predominantemente tomadas de doadores adultos e idosos, bem como conter razões muito mais altas de colá- geno I para colágeno III, fornecendo assim menor suporte, amorteci- mento, proteção, reforço e cobertura do que os tecidos contendo ra- zões mais baixas.

[0091] Mais razões específicas de colágeno I para colágeno III podem incluir cerca de 0,5, cerca de 0,55, cerca de 0,6, cerca de 0,65, cerca de 0,7, cerca de 0,75, cerca de 0,8, cerca de 0,85, cerca de 0,9, cerca de 0,95, cerca de 1,0, cerca de 1,05, cerca de 1,1, cerca de 1,15, cerca de 1,2, cerca de 1,25, cerca de 1,3, cerca de 1,35, cerca de 1,4, cerca de 1,45, cerca de 1,5, cerca de 1,55, cerca de 1,6, cerca de 1,65, cerca de 1,7, cerca de 1,75, cerca de 1,8, cerca de 1,85, cerca de 1,9, cerca de 1,95, cerca de 2,0, cerca de 2,05, cerca de 2,1, cerca de 2,15, cerca de 2,2, cerca de 2,25, cerca de 2,3, cerca de 2,35, cerca de 2,4, cerca de 2,45, cerca de 2,5, cerca de 2,55, cerca de 2,6, cerca de 2,65, cerca de 2,7, cerca de 2,75, cerca de 2,8, cerca de 2,85, cerca de 2,9, cerca de 2,95, cerca de 3,0, cerca de 3,05, cerca de 3,1, cerca de 3,15, cerca de 3,2, cerca de 3,25, cerca de 3,3, cerca de 2,35, cerca de 3,4, cerca de 3,45, cerca de 3,5 e as faixas entre quaisquer dois desses valores.

[0092] Em várias modalidades, o colágeno (por exemplo, colágeno I, colágeno II, colágeno III, colágeno IV, colágeno V etc.) e/ou outros materiais MEC pode ser combinado com o polímero liquefeito para for- mar uma biotinta que pode ser depositada para formar a estrutura de bioarcabouço em um processo de uma única etapa, ao invés de em um processo com etapas sucessivas.

[0093] Em várias modalidades, o revestimento de colágeno e/ou de material da MEC pode ser liofilizado para sublimar o solvente usado para criar a suspensão, permitindo dessa forma que o revestimento de colágeno e/ou material da MEC adira à estrutura do bioarcabouço.

[0094] Em várias modalidades, a estrutura do bioarcabouço pode ser varrida com um feixe de elétrons, luz UV ou agente químico como EDAC, um reticulador de carbodi-imida ou outro reticulador físico ou químico após a aplicação do revestimento de colágeno ou MEC para reticular os polímeros e aumentar a resistência estrutural e a integri- dade da estrutura do bioarcabouço.

[0095] Conforme ilustrado na Figura 6, um fluxo de polímero lique- feito 612 pode ser depositado, por meio de um bocal (fiandeira) 620 sobre uma placa coletora 610. Um elemento de aquecimento (camisa) 640 pode ser usado para elevar a temperatura de um material polimérico só- lido ou semissólido 650 (por exemplo, PCL) além de seu ponto de fusão até um estado fluido para formar um polímero liquefeito. Um fluxo de po- límero liquefeito pode ser puxado para fora do bocal 630 por um campo elétrico gerado por um elemento de alta tensão 620. O fluxo de polímero liquefeito 612 pode formar uma única ou várias camada(s) compreendi- das por uma pluralidade de estruturas de célula de unidade 660. O pro- cesso de depósito pode ser repetido para adicionar camadas adicionais para aumentar a espessura da deposição do polímero liquefeito até uma espessura desejada ser obtida para um produto acabado. O produto final pode ser, conforme discutido acima, uma folha substancialmente plana ou uma macroestrutura 3D. A macroestrutura 3D pode incluir, por exem- plo, uma configuração de ajuste "perfeito" e uma configuração de im- plante sólido "pronto para uso", discutida mais detalhadamente acima.

[0096] De acordo com várias modalidades, é apresentado um mé- todo para produzir estruturas de bioarcabouço conforme é apresentado,

por exemplo, pelo método 800 da Figura 8. Conforme é apresentado na Figura 8, o método 800 pode compreender fornecer um polímero na etapa 810, fornecer uma composição contendo colágeno na etapa 820 e combinar, na etapa 830, a composição contendo polímero e colágeno para formar uma primeira composição. Vários métodos podem ser usa- dos para combinar a composição contendo polímero e colágeno para formar uma primeira composição. Por exemplo, uma construção de po- límero solidificado poderia ser imersa na composição contendo colá- geno, que pode ser fornecida sob a forma de uma solução. A solução contendo colágeno poderia ser revestida ou borrifada sobre o polímero. Em outro exemplo, para um polímero fornecido como uma malha (dis- cutido abaixo), a malha de polímero pode ser colocada em um molde, que é então preenchido com composição contendo colágeno (sob a forma de uma solução) em uma quantidade para garantir que todos os poros dentro da malha estavam preenchidos para garantir uma cober- tura homogênea da composição contendo colágeno através da malha.

[0097] O método pode compreender, ainda, na etapa 840, liofilizar a primeira composição para formar, na etapa 850, uma segunda com- posição. Vários parâmetros de processamento podem ser usados para assegurar uma liofilização suficiente. Um processo de liofilização exem- plificador pode incluir o congelamento da primeira composição até cerca de -40 °C a uma taxa controlada de cerca de um grau por minuto. Esta temperatura pode ser mantida por cerca de uma hora para assegurar que todo o solvente na solução tenha congelado. A temperatura pode, então, ser estabelecida até cerca de -10 °C a uma taxa controlada de cerca de um grau por minuto, e um vácuo ser aplicado a aproximada- mente 0,2 milibar. Para ajudar a assegurar a evaporação dos cristais de gelo formados, a temperatura de -10 °C e a pressão de aproximada- mente 0,2 milibar pode ser mantida por cerca de 18 horas. A tempera- tura pode, então, ser elevada até cerca de 20 °C a uma taxa controlada de um grau por minuto, ainda sob vácuo. Isso pode ser mantido indefi- nidamente (por exemplo, por um mínimo de 1 hora) para assegurar que a construção tenha secado.

[0098] O método pode compreender adicionalmente, na etapa 860, reticular a composição contendo colágeno e o polímero na segunda composição para, na etapa 870, formar a estrutura de bioarcabouço.

[0099] Em várias modalidades, a composição contendo colágeno do método 800 da Figura 8 pode incluir colágeno I (Col-1), colágeno III (Col-3) ou tanto Col-1 como Col-3. Em várias modalidades, a compo- sição contendo colágeno pode incluir Col-1 e Col-3. Em várias modali- dades, a composição contendo colágeno pode incluir Col-1 e Col-3, em que a razão entre Col-1 e Col-3 pode estar entre, por exemplo, cerca de 0,5 e cerca de 3,5, ou entre cerca de 0,9 e cerca de 2,3. Em várias modalidades, a composição contendo colágeno pode incluir Col-1 e Col-3, em que a razão entre Col-1 e Col-3 é cerca de 1.

[0100] Em várias modalidades, a composição contendo colágeno pode incluir proteínas de matriz extracelular (MECs) selecionadas do grupo que consiste em laminina, fibronectina, elastina, glicosaminoglica- nos e combinações dos mesmos. Em várias modalidades, a composição contendo colágeno pode incluir elastina.

[0101] Em várias modalidades, o polímero pode ser selecionado a partir do grupo consistindo em poli(etilenoglicol) (PEG), poli(lactídeo- co-glicolídeo) (PLGA), policaprolactona (PCL), poli(ácido L-lático) (PLLA), alginato, ácido hialurônico, gelatina, proteína de soja, fibrino- gênio, quitosana, dextrano e amido. Em várias modalidades, o polí- mero é PCL. Em várias modalidades, o polímero é uma blenda de po- límeros. Em várias modalidades, o polímero pode ser fornecido como uma malha de polímero. Em várias modalidades, o polímero pode ser fornecido como uma malha de PCL. Esta estrutura de malha pode ser produzida através de vários métodos incluindo, por exemplo, vários métodos de impressão 3D como aqueles, por exemplo, discutidos na presente invenção.

[0102] Em várias modalidades, o método 800 pode compreender, adicionalmente, a reticulação da composição contendo colágeno e do po- límero na segunda composição com 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)car- bodi-imida (EDAC) para formar a estrutura de bioarcabouço. A EDAC é uma carbodi-imida solúvel em água. A EDAC pode ser geralmente utili- zado na faixa de cerca de 4,0 a cerca de 6,0. A EDAC pode ser usada, por exemplo, como um agente ativador de carboxila para o acoplamento de aminas primárias para produzir ligações de amida, ou para ativar gru- pos fosfato para formar fosfomonoésteres e fosfodiésteres. Outros usos exemplificadores incluem síntese de peptídeos, reticulação de proteína para ácidos nucleicos e preparação de imunoconjugados. A reticulação pode ser realizada de várias maneiras além da reticulação à base de EDAC. Exemplos de promotores de reticulação incluem, mas não se li- mitam, à irradiação ultravioleta, feixe de elétrons, radiação gama, peró- xido, vinilsilano, cloreto de cálcio (CaCl2), glicose, glutaraldeído, seca- gem, aquecimento e vários outros métodos químicos ou físicos.

[0103] Se referindo novamente à Figura 8, em várias modalidades, o método 800 pode compreender adicionalmente a reticulação da compo- sição contendo colágeno e o polímero na segunda composição com EDAC e N-hidroxissuccinimida (NHS) na etapa 880, para formar a estru- tura de bioarcabouço. A NHS é um composto orgânico comumente usado nos setores de química orgânica ou bioquímica, como um reagente de ativação para ácidos carboxílicos. Os ácidos ativados (por exemplo, és- teres com um bom grupo de saída) podem reagir com aminas para formar amidas, por exemplo, enquanto um ácido carboxílico normal formaria apenas um sal com uma amina. A EDAC pode ser usada juntamente com N-hidroxissuccinimida (NHS) para imobilizar biomoléculas grandes. A NHS pode ser adicionada para melhorar a eficiência de reticulação, e também ajudar com a estabilização dos intermediários no processo de reticulação.

[0104] Novamente com referência à Figura 8, em várias modalida- des, o método 800 pode compreender, ainda, reticular a composição contendo colágeno e o polímero na segunda composição com EDAC e NHS (na etapa 880) e etanol, na etapa 890, para formar a estrutura de bioarcabouço. O etanol pode agir como um tampão para estabilizar a composição em uma faixa de pH ideal.

[0105] De acordo com várias modalidades, uma faixa de pH ideal para a reação de reticulação é de cerca de 4,0 a cerca de 6,0. De acordo com várias modalidades, a faixa de pH ideal para a reação de reticulação é de cerca de 5,3 a cerca de 5,5. Além disso, as quantida- des de EDAC e NHS usadas podem depender, por exemplo, dos com- ponentes que compõem a composição contendo colágeno. Por exem- plo, enquanto uma determinada quantidade de EDAC e NHS pode ser usada para uma dada quantidade de colágeno (com base principal- mente na concentração de colágeno e grupos carboxila associados com o colágeno), essa quantidade de EDAC e NHS pode ser aumen- tada se, por exemplo, MECs (por exemplo, elastina) também forem in- cluídas na composição contendo colágeno. Uma razão molar suficiente para EDAC:NHS:grupos carboxila do colágeno pode ser de 5:5:1 para a composição contendo colágeno isenta de MECs. Dessa forma, EDAC e NHS podem ser adicionados em excesso para levar em conta a adição de MECs na composição contendo colágeno.

[0106] De acordo com várias modalidades, os vários métodos podem compreender adicionalmente liofilizar a estrutura de bioarcabouço for- mada. Tal pós-processamento pode servir, por exemplo, para promover a facilidade de armazenamento e/ou transporte.

[0107] Como usado neste relatório descritivo e nas reivindicações em anexo, as formas singulares "uma", "um", "o" e "a" incluem referên- cias no plural a menos que o teor claramente determine de outro modo. Conforme usado neste relatório descritivo e nas reivindicações em anexo, o termo "ou" é genericamente utilizado em seu sentido, incluindo "e/ou", a menos que o contexto claramente determine de outro modo.

[0108] À luz da revelação fornecida acima, será evidente para os ver- sados na técnica que diversas modificações e variações podem ser feitas na prática das várias modalidades da presente revelação, sem se afastar do espírito ou escopo da revelação. Um versado na técnica reconhecerá que os recursos apresentados podem ser usados individualmente, em qualquer combinação, ou omitidos com base nos requisitos e especifica- ções de uma dada aplicação ou projeto. Quando uma modalidade se re- fere a "compreendendo" certos recursos, deve ser compreendido que as modalidades podem, alternativamente, "consistir em" ou "consistir essen- cialmente em" qualquer um ou mais dos recursos. Outras modalidades da revelação serão evidentes aos versados na técnica a partir da análise do relatório descritivo e da prática das várias modalidades da presente reve- lação.

[0109] É notado em particular que onde uma faixa de valores é forne- cida neste relatório descritivo, cada valor entre os limites superior e inferior daquela faixa também são especificamente revelados. Os limites superior e inferior destas faixas menores podem ser igualmente independente- mente incluídos ou excluídos da faixa. Exemplificação Exemplo 1. Criação do bioarcabouço

[0110] As construções de polímero natural ou sintético são fabrica- das usando uma bioimpressora, como a bioimpressora CellInk (em Palo Alto, Califórnia) ou RegenHU (RegenHU, Suíça). A bioimpressora é con- figurada para permitir a impressão de polímero por meio de seringas pneumaticamente acionadas através de um modelador por deposição de material fundido, que permitirá a deposição de polímero fundido (Fi- gura 2). Filamentos de polímero são depositados usando uma agulha com uma pressão de padrão de impressão para criar, por exemplo, po- ros de 50 a 1000 mícrons, com uma faixa angular de 10 a 90 graus, para criar uma variedade de formatos ou configurações (Figura 1).

[0111] As biotintas baseadas em Col-1 e Col-3 (Sigma Aldrich, MO ou R&D Systems, MN) são depositadas dentro do construto em tandem (co- impressas) de maneira similar, ou como uma camada em sequência (como um revestimento ou modificação de superfície após a deposição de polímero) (Figura 3). Opcionalmente, outras moléculas bioativas incluindo, mas não se limitando, a outros tipos de colágeno, proteínas de matriz ex- tracelular, fatores de crescimento, citocinas, populações de células seleci- onadas, moléculas pequenas e inibidores de moléculas pequenas, antibió- ticos, antimicrobianos, nanopartículas, sílica mesoporosa, fibroína de seda, e sítios de degradação enzimática) são adicionadas da mesma ma- neira.

[0112] Após a impressão, a construção e as biotintas são reticula- das por meio de CaCl 2, radiação ultravioleta (UV) ou outros métodos. As construções de tecido têm um tamanho de filamento máximo de 100 µm, uma espessura final de 0,5 mm a 20 cm e podem ser impressas para conter fenestrações e/ou poros (Figura 1). A construção de estilo de implante sólido pode ser impressa a partir de uma faixa de tama- nhos de 20 g a 4500 g para aplicações de mama, ou dimensionada de modo personalizado para outras aplicações anatômicas, e pode ser em formato esferoide prolato, em formato personalizado ou conformada em qualquer outra configuração (Figura 1).

[0113] A construção contém uma razão de Col-1 para Col-3 entre 0,95:1 ± 0,03 e 2,27 ± 0,13, imitando as razões de Col-1 para Col-3 contidas na derme fetal e adolescente. As propriedades mecânicas para a construção final se encontram dentro das faixas a seguir: (a)

resistência à tração: 30 a 100 N/cm; (b) dureza: < 18 N/mm; (c) carga máx: > 150N; (d) resistência à tração: 10 a 30 MPa; (e) deformação elástica: ≥ 35% e (f) módulo de elasticidade: < 150 MPa.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de matriz acelular de bioarcabouço, caracteri- zada pelo fato de que compreende: 1) um polímero ou blenda de polímeros naturais ou sintéticos; 2) colágeno I (Col-1); e 3) colágeno III (Col-3), em que a razão entre Col-1 e Col-3 situa-se entre cerca de 0,5 e cerca de 3,5, em que o dito bioarcabouço é sintético.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zada pelo fato de que a razão entre Col-1 e Col-3 situa-se entre cerca de 0,9 e cerca de 2,3.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca- racterizada pelo fato de que a razão entre Col-1 e Col-3 é cerca de 1.

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindi- cações anteriores, caracterizada pelo fato de que o polímero é seleci- onado do grupo consistindo em poli(etilenoglicol) (PEG), poli(lactídeo- co-glicolídeo) (PLGA), policaprolactona (PCL), poli(ácido L-lático) (PLLA), alginato, ácido hialurônico, gelatina, proteína de soja, fibrino- gênio, quitosana, dextrano e amido.

5. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizada pelo fato de que o polímero é policaprolac- tona (PCL).

6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindi- cações precedentes, caracterizada pelo fato de que compreende, adi- cionalmente, moléculas bioativas pró-angiogênicas.

7. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizada pelo fato de que compreende, adicional- mente, moléculas antifibróticas.

8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindi- cações precedentes, caracterizada pelo fato de que compreende, adi- cionalmente, citocinas.

9. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindi- cações precedentes, caracterizada pelo fato de que o polímero é uma blenda de polímeros.

10. Composição de matriz acelular de bioarcabouço, carac- terizada pelo fato de que compreende: 1) um polímero natural ou sinté- tico; 2) colágeno I (Col-1); 3) colágeno III (Col-3), e 4) policaprolactona (PCL), em que o dito bioarcabouço é sintético e a razão entre Col-1 e Col-3 situa-se entre cerca de 0,5 e cerca de 3,5.

11. Composição, de acordo com a reivindicação 10, caracteri- zada pelo fato de que compreende, adicionalmente, um agente antimicro- biano.

12. Composição, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que compreende, adicionalmente, um fator de crescimento, citocina ou outra molécula bioativa.

13. Composição, de acordo com a reivindicação 10, caracteri- zada pelo fato de que compreende, adicionalmente, moléculas bioativas pró-angiogênicas.

14. Composição, de acordo com a reivindicação 10, caracteri- zada pelo fato de que compreende, adicionalmente, moléculas antifibróti- cas.

15. Composição de bioarcabouço acelular, caracterizada pelo fato de que compreende: 1) um polímero, 2) colágeno I (Col-1), e 3) colágeno III (Col-3), em que a razão entre Col-1 e Col-3 situa-se entre cerca de 0,9 e cerca de 2,3, condição de que o bioarcabouço não com- preende as moléculas bioativas presentes na matriz dérmica acelular cadavérica (MDA).

16. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracteri- zada pelo fato de que compreende, adicionalmente, um agente antimicro- biano.

17. Composição, de acordo com a reivindicação 15 ou 16,

caracterizada pelo fato de que compreende, adicionalmente, um fator de crescimento, citocina ou outra molécula bioativa.

18. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 15 a 17, caracterizada pelo fato de que compreende, adicionalmente, proteínas da matriz extracelular selecionadas do grupo que consiste em laminina, fibronectina, elastina, glicosaminoglicanos e combinações dos mesmos.

19. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 15 a 18, caracterizada pelo fato de que o bioarcabouço com- preende poros de cerca de 100 a cerca de 500 mícrons.

20. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 15 a 19, caracterizada pelo fato de que o bioarcabouço compreende poros de cerca de 50 a cerca de 1.000 mícrons.

21. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracteri- zada pelo fato de que compreende, adicionalmente, moléculas bioativas pró-angiogênicas.

22. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracteri- zada pelo fato de que compreende, adicionalmente, moléculas antifibróti- cas.

23. Método para produzir uma estrutura de bioarcabouço, ca- racterizado pelo fato de que compreende: fornecer um polímero; fornecer uma composição contendo colágeno; combinar a composição contendo polímero e colágeno para formar uma primeira composição; liofilizar a primeira composição para formar uma segunda com- posição; e reticular a composição contendo colágeno e o polímero na se- gunda composição para formar a estrutura de bioarcabouço.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizada pelo fato de que a composição contendo colágeno compreende colá- geno I (Col-1), colágeno III (Col-3), ou tanto Col-1 como Col-3.

25. Método, de acordo com a reivindicação 23 ou 24, carac- terizado pelo fato de que a composição contendo colágeno compre- ende Col-1 e Col-3.

26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 25, caracterizado pelo fato de que a composição contendo colágeno compreende Col-1 e Col-3, em que a razão entre Col-1 e Col-3 situa-se entre cerca de 0,5 e cerca de 3,5.

27. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 26, caracterizado pelo fato de que a composição contendo colágeno compreende Col-1 e Col-3, em que a razão entre Col-1 e Col-3 é entre cerca de 0,9 e cerca de 2,3.

28. Método, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 23 a 27, caracterizado pelo fato de que o polímero é selecionado do grupo consistindo em poli(etilenoglicol) (PEG), poli(lactídeo-co-gli- colídeo) (PLGA), policaprolactona (PCL), poli(ácido L-lático) (PLLA), alginato, ácido hialurônico, gelatina, proteína de soja, fibrinogênio, qui- tosana, dextrano e amido.

29. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 28, caracterizado pelo fato de que o polímero é PCL.

30. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 29, caracterizado pelo fato de que o polímero é fornecido como uma malha de polímero.

31. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 30, caracterizado pelo fato de que o polímero ser fornecido como uma malha de PCL.

32. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 31, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a reticulação da composição contendo colágeno e do polímero na segunda composição com 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)carbodi-imida (EDAC) para formar a estrutura de bioarcabouço.

33. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 32, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a reticulação da composição contendo colágeno e do polímero na segunda composição com EDAC e N-hidroxissuccinimida (NHS) para formar a es- trutura de bioarcabouço.

34. Método, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 23 a 33, caracterizado pelo fato de que compreende, adicional- mente, a reticulação da composição contendo colágeno e do polímero na segunda composição com EDAC, NHS e etanol para formar a es- trutura de bioarcabouço.

35. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 34, caracterizado pelo fato de que a composição contendo colágeno compreende proteínas da matriz extracelular selecionadas do grupo con- sistindo em laminina, fibronectina, elastina, glicosaminoglicanos e combi- nações dos mesmos.

36. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 35, caracterizado pelo fato de que a composição contendo colágeno compreende elastina.

37. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 36, caracterizado pelo fato de que o polímero é uma blenda de polí- meros.