BRPI0404994B1 - processo de síntese de poli (álcool vinilico) e/ou poli (acetato de vinila) com morfologia esférica e estrutura casca-núcleo - Google Patents

Abstract

"processo de síntese de poli(álcool vinilico) e/ou poli(acetato de vinila) com morfologia esférica e estrutura casca-núcleo e seu uso na embolização vascular". a presente invenção descreve um processo de sintese de partículas esféricas de poli (álcool vinílico)pva e/ou poli(acetato de vinila)- pvac com estrutura casca núcleo a partir da hidrólise total ou parcial em meio aquoso cáustico, com obtenção de partículas de pva / pvac com morfologia esférica controlada, a serem utilizadas em embolização vascular.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO DE SÍNTESE DE POLI (ÁLCOOL VINILICO) E/OU POLI (ACETATO DE VINILA) COM MORFOLOGIA ESFÉRICA E ESTRUTURA CASCA-NÚCLEO.

Campo Técnico

A inovação ora proposta descreve um processo de síntese de partículas esféricas de poli(álcool vinílico)- PVA e/ou poli(acetato de vinila)- PVAc com estrutura casca núcleo a partir da hidrólise total ou parcial em meio aquoso cáustico, com obtenção de partículas de PVA / PVAc com morfologia esférica controlada, a serem utilizadas em embolização vascular.

O processo se caracteriza pela produção do PVAc a partir de uma suspensão de acetato de vinila em água e pela saponificação in-situ do PVAc em meio aquoso cáustico, no mesmo vaso de reação, sem necessidade de separação das partículas de PVAc do meio aquoso. O processo pode ser realizado em uma (polimerização e saponificação simultâneas) ou duas (polimerização seguida de saponificação) etapas, sendo que o grau de saponificação e estrutura casca-núcleo da partícula esférica final pode ser controlado pelo tempo de saponificação e pelo uso simultâneo de solventes orgânicos durante o processo. Após as etapas de polimerização e saponificação, uma etapa adicional de tratamento da superfície das partículas com compostos orgânicos pode ser realizada, visando a modificação de propriedades superficiais do material final. Essa operação pode ser realizada in-situ ou após separação e purificação das partículas. As partículas finais podem então ser tratadas por fontes radioativas ou por processos térmicos, visando a esterilização e uso em seres vivos.

Técnicas Anteriores

A embolização vascular constitui importante estratégia no combate a tumores, aneurismas e malformações artérioPetição 870180150879, de 12/11/2018, pág. 22/61

2/34 venosas (MAVs). A técnica consiste na injeção de material finamente dividido, via cateter, na corrente sangüínea em torno da região tumoral, de modo a obstruir mecanicamente os vasos sangüíneos que irrigam a área lesionada. Desta maneira, tem-se a interrupção do fornecimento de nutrientes à região tumoral, que tende a diminuir, permitindo a recuperação do tecido após um intervalo de tempo (Kerber et al., 1978).

Desde longa data, diferentes materiais têm sido propostos na literatura visando a oclusão de canais vasculares de tumores e MAVs, dentro do contexto da embolização. Latchaw e Gold (1979) citam a utilização de molas metálicas, borracha de silicone, microesferas de carbono e partículas de poli(álcool vinílico), como materiais úteis à embolização. Em todos os casos, deve-se observar a compatibilidade entre a granulometria do material injetado com os diâmetros do cateter e dos vasos, bem como a capacidade do material ser submetido a procedimentos de esterilização.

Dentre os materiais mencionados acima, destaca-se o poli (álcool vinílico), PVA, o qual apresenta uma série de propriedades interessantes, tais como a elevada compressibilidade, boa elasticidade, biodegradabilidade e boa resistência química a ácidos, bases e detergentes (Tadavarthy et al., 1975) . De fato, as espumas de PVA têm a capacidade de se comprimir e reassumir o formato original quando em contato com o sangue, o que faz do PVA um material com forte apelo para fins de embolização, já que o tamanho do cateter limita o tamanho das partículas. Entretanto, o PVA apresenta um aspecto peculiar em relação às demais resinas poliméricas, que é a inexistência do monômero de álcool vinílico no estado livre. Basicamente, a produção de PVA ocorre via hidrólise ou saponificação do poli(acetato de vinila) (Marten, 1989) . As propriedades do PVA obtido na

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3/34 hidrólise dependem fortemente das condições da etapa de polimerização do acetato de vinila (presença de ramificações) e do grau de hidrólise do polímero (moles de grupo álcool na cadeia). Ressalta-se que o acetato de vinila é um monômero com forte tendência a se ramificar durante a reação, resultando em um polímero de baixa resistência química e altamente suscetível à degradação por ocasião da etapa de hidrólise e conversão em poli (álcool vinílico) . Para contornar este obstáculo, costuma-se recorrer à realização de ensaios sob temperaturas reduzidas, com utilização de mecanismos de iniciação alternativos, como por exemplo, a aplicação de luz ionizante na região do ultravioleta (Yamamoto et al., 1990). Salienta-se a importância da síntese de PVA com boa resistência a solventes e elevada resistência térmica, já que o polímero aplicado como material para embolização deve ser estável e resistente a procedimentos de esterilização.

As partículas de PVA são normalmente produzidas a partir da dissolução do PVAc em solventes orgânicos (usualmente o metanol) e posterior tratamento cáustico (usualmente usandose soda, NaOH). Nessas condições forma-se o PVA, que precipita. O material precipitado tem forma irregular e apresenta morfologia típica de flocos, como mostra a Figura 1. Assim, o processo usual consiste em produzir o PVAc, purificar o PVAc, solubilizar o PVAc em solvente cáustico, produzir o PVA, separar e purificar o PVA. Propõe-se aqui a produção de PVA com morfologia controlada, como mostra a Figura 2, a partir da polimerização do acetato de vinila em suspensão aquosa e saponificação a PVA na própria suspensão aquosa, simultaneamente à produção do PVAc ou em etapa posterior, usando para isso meio aquoso alcalino.

Yamamoto et al. (1987) produziram PVA a partir do processo clássico de saponificação do PVAc em metanol

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4/34 clássico. O PVAc foi produzido em emulsão, usando fonte de luz de mercúrio para iniciar a reação. Na presente invenção o PVAc é produzido em suspensão e a saponificação é feita in-situ, em meio aquoso.

A patente US 4.863.972 (Itagaki et al. 1989) reivindica um processo de produção de partículas de PVA reticuladas, através da precipitação de PVA em solução alcoólica, sendo que , o processo proposto não depende de preparação de solução de PVA para formação das partículas.

Yamamoto et al. (1990) reportaram a produção de PVA a partir de misturas aquosas de VAc e persulfato de potássio, na presença de luz de mercúrio, sendo a reação realizada em emulsão. No processo objeto da presente invenção, a reação é realizada em suspensão.

Kim e Lee (1992) reportaram o preparo de partículas esféricas de PVA com estrutura casca/núcleo. A partícula é preparada a partir de polimerização de VAc em suspensão, seguida de saponificação do PVAc esférico em meio aquoso cáustico, com posterior reticulação do PVA promovida por glutaraldeido e saponificação em metanol cáustico. Na presente invenção não se faz necessariamente a reticulação, nem é necessária a separação das partículas entre as diferentes etapas. As partículas produzidas na presente invenção podem ter casca e núcleo de PVA com diferentes graus de reticulação e ainda, o núcleo em PVAc e a casca em PVA.

Derdeyn et al. (1995) analisaram vários PVAs comerciais e mostraram que o formato irregular dos produtos e descontrole do tamanho das partículas eram os principais fatores responsáveis pela obstrução de cateteres durante a embolização, fator este que eleva sobremaneira os riscos da intervenção cirúrgica. Na presente invenção, as partículas produzidas têm morfologia regular e, portanto, permitem a redução dos riscos associados ao processo de embolização.

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Laurent et al. (1996) produziram partículas esféricas com morfologia controlada para uso em embolização. As partículas, no entanto, eram formadas por um núcleo de gelatina trisacrílica e uma casca formada pela reação desta

com glutaraldeído.		Na presente invenção	, o	núcleo	da
partícula esférica	é	formada por PVAc e a	casca	é	formada
por PVA.
Beaujeux et	al	(1996) observaram	que	o	uso	de
partículas esféricas	com morfologia controlada	melhora

significativamente o desempenho da embolização, tanto no que diz respeito à redução de oclusões do cateter, como no que diz respeito à resposta do paciente ao tratamento. Usaram, no entanto, partículas de gelatina trisacrílica no estudo.

Lyoo et al. (1998) produziram PVA de alto peso molecular a partir da rota clássica de saponificação em metanol cáustico, usando PVAc produzido em suspensão e em massa. Foi usado o azo composto ADMVN para realizar a reação de polimerização a baixa temperatura(30°C). Na presente invenção não se propõe a solubilização do PVAc em metanol cáustico para a realização da hidrólise.

A patente US 6.160.025 (Slaikeu et al., 2000) reivindica um método de embolização a partir de soluções de PVAc parcialmente hidrolisado e posterior precipitação no sangue. A presente invenção não propõe o uso de soluções de PVAc para embolização, já que as partículas estão pré-formadas.

Bendszus (2000) compararam o desempenho clínico de embolizações conduzidas com partículas de gelatina trisacrílica com morfologia controlada, com PVA comercial de morfologia irregular e concluíram que os desempenhos clínicos observados eram semelhantes.

A patente US 6.191.193 (Kim et al. , 2001) reivindica um processo de preparação de partículas esféricas de PVA / PVAc, com estrutura casca e núcleo, para posterior uso como agente

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6/34 embolizante. Contudo, o processo está baseado na separação preliminar das partículas de PVAc produzidas em suspensão por faixas de tamanho e posterior ressuspensão de cada faixa de tamanhos para o tratamento cáustico. Logo, o processo de produção das partículas é significativamente mais complexo que o aqui reportado. Além disso, a patente requer o uso de metanol no meio de saponificação e não reporta o uso clínico das partículas produzidas para embolização vascular.

Mah et al. (2001) estudaram a produção de PVA a partir do processo clássico de saponificação do PVAc em metanol cáustico, usando a polimerização do VAc em emulsão iniciada por fonte luminosa para produzir o PVAc. Observaram que a presença de oxigênio pode interferir na reação, levando a produtos com menor peso molecular. Na presente invenção não se propõe a solubilização do PVAc em metanol cáustico para a realização da hidrólise. Além disso, o PVAc é produzido em suspensão.

Lyoo e Lee (2002) propõe um método de preparação de PVA em uma única batelada, a partir da polimerização do VAc em suspensão. A técnica consiste em adicionar misturas de metanol cáustico ao meio de reação após a polimerização e em conduzir a saponificação por dois (02) dias. A presente invenção não requer o uso de metanol cáustico e é capaz de produzir partículas com morfologia casca-núcleo com um tempo de saponificação muito menor, da escala de hora.

Wan et al. (2003) prepararam partículas porosas de PVA a partir de reações cruzadas iniciadas por epicloridina em soluções aquosas e em suspensões inversas em parafinas. Na presente invenção não são usados agentes de reticulação, nem suspensões inversas de soluções aquosas de PVA em parafina.

Na patente US 6.531.111 (Whalen II et al., 2003) é reivindicada uma solução de polímero constituída por polímero biocompatível, solvente biocompatível e contraste,

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7/34 na qual o polímero precipita para formar partículas usadas em embolização. A presente invenção não pressupõe a formação de soluções de PVA para posterior precipitação.

A patente US 6.627.600 (Boutignon, 2003) reivindica o uso de partículas de PVA para impregnação de medicamentos e uso para liberação controlada. Na presente invenção, as partículas têm estrutura casca-núcleo, com núcleo de PVAc e casca de PVA.

É importante observar que as partículas de PVA disponibilizadas comercialmente e produzidas pelos processos convencionais de saponificação em metanol cáustico apresentam as seguintes desvantagens:

- Aspecto Flocular, como ilustrado na Figura 1;

- Superfície altamente irregular, como ilustrado na Figura

1;

- Facilidade de aglutinação e agregação;

- Dificuldade de passagem pelo cateter angiográfico, por conta da morfologia irregular ilustrada na Figura 1;

- Suscetibilidade à degradação (biodegradabilidade) ;

- Recanalização futura do leito vascular tratado;

- Custo muito elevado.

O poli(álcool vinílico) é obtido após saponificação do poli (acetato de vinila) . Devido ao tautomerismo do monômero do álcool vinílico, não se consegue produzir PVA por polimerização direta. A polimerização do acetato de vinila pode ser realizada de diversas maneiras. Na presente invenção, a polimerização do acetato de vinila é realizada em suspensão, um processo onde o monômero, relativamente insolúvel em água, fica disperso em gotas em um meio que contém um iniciador e um agente estabilizante. Este agente impede a coalescência e a dispersão das gotas durante a polimerização, reduzindo a tensão interfacial e formando uma camada superficial em torno da gota. Deste modo, evita-se a

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8/34 aglomeração das partículas parcialmente formadas e preservase a forma esférica da partícula (Wood et al., 1997) . A polimerização ocorre na fase monomérica e na maioria dos casos ocorre por um mecanismo de radicais livres. De modo a evitar decantação ou espuma, utiliza-se de agitação durante toda a reação. A distribuição de tamanho das partículas é influenciada pelo tipo e pela velocidade do agitador utilizado, pelas dimensões e pela geometria do reator, fração volumar da fase monomérica e o tipo e concentração do agente de suspensão utilizado. A morfologia da partícula é uma característica importante para a aplicação do produto formado. Geralmente, na polimerização em suspensão as partículas formadas possuem forma de pérolas, com diâmetros na faixa de 5 - 1000 pm (Dowding e Vicent, 2000) .

Na saponificação ocorre a substituição do grupamento acetato pelo grupamento hidroxila. Utilizam-se para esse fim soluções de ácidos ou bases fortes, geralmente soluções de hidróxido de sódio (NaOH). A partícula de PVAc fica dispersa em meio aquoso sob agitação, quando a base é adicionada e a reação se inicia. O produto formado após a saponificação possui um grau de hidrólise, também conhecido como grau de saponificação, que representa o número de grupamentos hidroxilas presentes na molécula. Uma maneira de determinar o grau de hidrólise do PVA formado é a partir da razão entre os picos dos prótons metila e metileno do espectro de hidrogênio do RMN (Ressonância Magnética Nuclear). O PVA que apresenta um grau de hidrólise de aproximadamente 81% possui um interesse particular: é o material que possui uma maior solubilidade em água (Sandler et al., 1998).

O PVA possui variadas utilizações. Dentre elas destacam-se o uso como adesivos, como agente de suspensão em polimerizações, como agente de embolização vascular e como filme para revestimento de liberação instantânea em

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9/34 comprimidos. Tamanha variedade de aplicações se deve a propriedadestais como a biocompatibilidade, a biodegradabilidade, a boa elasticidade, a compressibilidade, dentre outras (Marten, 1989) . Devido a tais propriedades, o PVA é um material com forte apelo para uso em procedimentos de embolização. Entretanto, o produto vendido comercialmente apresenta-se como espuma, não possuindo forma definida (Lacthaw e Gold, 1979).

Com a presente invenção propõem-se rotas viáveis de síntese de partículas de PVA/PVAc com morfologia controlada casca-núcleo, visando sua aplicação na embolização vascular. São considerados procedimentos clássicos de polimerização do acetato de vinila a quente e a frio em suspensão, seguido de hidrólise não convencional via soluções básicas aquosas e etapas finais de tratamento superficial das partículas e purificação promovida por radiação.

Descrição Detalhada da Invenção

A presente invenção descreve a síntese de partículas esféricas de PVA/PVAc, obedecendo a procedimentos descritos a seguir.

- Escolha dos Materiais

Na etapa de polimerização utilizou-se acetato de vinila (Rhodia, grau polímero) como monômero, água destilada como meio de suspensão, peróxido de benzoíla (Vetec) como iniciador, poli (álcool vinílico) (Vetec) como agente de suspensão e butanol terciário como solvente. Na etapa de saponificação utilizou-se poli (acetato de vinila) recém preparado e hidróxido de sódio (Reagen) como agente cáustico. Na etapa de tratamento superficial das partículas foi utilizada gelatina natural. Na etapa de tratamento térmico foram usadas soluções salinas de cloreto de sódio em água destilada. Nenhum dos compostos foi previamente purificado, com exceção da água.

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É importante observar que misturas de acetato de vinila com outros monômeros vinilicos, como ácido acrílico e seus derivados, ácido metacrílico e seus derivados, estireno e seus derivados, dentre outros, em composições variadas na faixa de 0 a 100% de acetato de vinila, podem ser usados na etapa de polimerização. Dessa forma, o uso de acetato de vinila puro na etapa de polimerização nos exemplos não limita o escopo da presente invenção. Contudo, a mistura reagente deve conter necessariamente o monômero acetato de vinila, para que seja possível realizar a hidrólise cáustica a álcool vinílico durante a saponificação. O uso do acetato de vinila puro nos exemplos se deve ao fato de que esse composto é bem tolerado por organismos vivos, ao contrário de outros compostos vinilicos. Desta forma, reduz-se a necessidade de etapas de purificação do material final para remoção de resíduos de monômero.

Quaisquer outros iniciadores solúveis em acetato de vinila e capazes de gerar radicais livres sob ação térmica, luminosa ou radioativa, como outros peróxidos e azocompostos, dentre outros, e misturas desses iniciadores, podem ser usados na etapa de polimerização. Desta forma, o uso do peróxido de benzoíla não limita o escopo dessa invenção. O uso do peróxido de benzoíla nos exemplos se deve ao fato de que esse composto é aceito em enorme gama de aplicações médicas e é bem tolerado por organismos vivos. Desta forma, reduz-se a necessidade de etapas de purificação do material final para remoção de resíduos de iniciador.

De forma similar, quaisquer outros agentes de suspensão, como derivados da hidroxi-celulose, sais de compostos orgânicos alifáticos, polímeros polares (como o poliácido acrílico e o poliestireno sulfonado), dentre outros, e misturas desses agentes de suspensão, podem ser usados para prevenir a coagulação das partículas suspensas

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11/34 em meio aquoso. Desta forma, o uso do poli (álcool vinílico) como agente de suspensão não limita o escopo dessa invenção. O uso do poli (álcool vinílico) nos exemplos se deve ao fato de que esse composto é aceito em enorme gama de aplicações médicas e é bem tolerado por organismos vivos. Além disso, como as partículas finais de PVA / PVAc têm casca de PVA, o uso do PVA como agente de suspensão permite simplificar o processo e eliminar etapas adicionais de purificação das partículas, para fins de remoção dos resíduos dos agentes de suspensão.

Outros solventes orgânicos, como hidrocarbonetos alifáticos, cicloalcanos, álcoois, éteres, aldeídos, ésteres, dentre outros, desde que sejam ao menos parcialmente insolúveis em água, podem ser usados como solvente na etapa de polimerização. Portanto, o uso do butanol terciário como solvente na etapa de polimerização não limita o escopo da presente invenção. O uso do butanol terciário nos exemplos é devido ao fato de que esse composto é miscível com o acetato de vinila, com o poli(acetato de vinila), com o poli(álcool vinílico), com o peróxido de benzoíla e é insolúvel em água. Além disso, o butanol terciário é um péssimo agente de transferência de cadeia e permite a obtenção de polímeros de alto peso molecular em solução.

Outras bases fortes podem também ser usadas para a etapa de tratamento cáustico, desde que sejam solúveis em água. Dessa forma, podem ser usadas bases fortes ou misturas de bases fortes de metais que caracterizam os grupos IA e IIA a Tabela Periódica. O uso do NaOH como agente cáustico não limita o escopo dessa invenção. O uso de NaOH nos exemplos deve-se ao fato de que o cloreto de sódio (NaCl) é o composto salino presente em maior quantidade nos tecidos vivos, o que permite a simplificação considerável do processo de

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12/34 purificação e remoção dos resíduos do material particulado final.

Outros materiais protéicos, como lisozima e albumina, ou polímeros polares, como hidroxi-celuloses e seus derivados e polímeros e copolímeros do ácido acrílico e do álcool vinílico, podem ser usados para o tratamento superficial final da partícula de PVA / PVAc, de forma que o uso da gelatina não limita o escopo da presente invenção. O uso da gelatina natural nos exemplos se deve ao fato de que esse composto é aceito em enorme gama de aplicações médicas e é bem tolerado por organismos vivos.

Observou-se sempre que o estado da água é extremamente importante para o processo. A presença de ions de cloro na água disponível comercialmente pode resultar na inibição da reação e amarelecimento do produto final. Portanto, a água utilizada no processo deve ser ao menos destilada. O uso de água destilada mostrou-se eficiente em todos os casos.

- Polimerização em Suspensão

As polimerizações foram conduzidas em um reator de 1 1, encamisado (FGG), sob presença ou não de radiação ultravioleta emitida por lâmpada de mercúrio. O procedimento consistia em adicionar primeiramente um volume especificado de uma solução aquosa do agente de suspensão (na faixa de 0 a 2 g/1, preferencialmente igual a 0,7 g/1) até que a temperatura do meio atingisse o valor desejado (na faixa de 25°C a 90°C, preferencialment 70°C). Então era adicionada uma solução de monômero e solvente (na faixa de 10 a 50% em massa da massa total da suspensão, preferencialmente igual a 30%, contendo solvente na faixa de 0 a 50% em peso, preferencialmente igual a 0%) , contendo também o iniciador (em concentração na faixa de 0 a 50 g/1, preferencialmente igual a 10 g/1). O sistema era então mantido a temperatura constante sob agitação contínua (na faixa de 200 a 5000 rpm,

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13/34 preferencialmente igual a 1000 rpm) por um tempo predeterminado (na faixa de 0 a 12 horas, preferencialmente igual a 3h), antes de que fosse iniciada a saponificação. A suspensão de VAc / PVAc era então submetida ao tratamento cáustico in situ por um tempo determinado (na faixa de 0 a 12 horas, preferencialmente igual a 5h). De forma alternativa, o poli (acetato de vinila) formado era filtrado e lavado abundantemente com água, para realização da saponificação em uma segunda etapa do processo.

A unidade experimental utilizada para conduzir a reação de polimerização, a saponificação e o tratamento superficial é mostrada na Figura 3. A unidade é constituída pelos seguintes aparatos: (A) reator encamisado, (B) termopar, (C) banho de aquecimento com temperatura programada, (D) tacômetro, (E) impelidor, (F) agitador reto constituído por 6 pás, (G) borbulhador de nitrogênio e (H) condensador de refluxo. Todos os equipamentos foram vedados utilizando teflon, de modo a evitar vazamentos e contaminações.

É importante observar que as dimensões dos equipamentos utilizados não limitam o escopo da presente invenção. O uso do reator de 1 litro nos exemplos se deve à produção de pequenas quantidades de material, usadas nos estudos de laboratório. Da mesma forma, a geometria e o material usado para construção do reator não limitam o escopo da presente invenção, uma vez que reatores de aço e outros materiais podem ser usados, contendo ou não chicanas internas, serpentinas de resfriamento, pás de agitação distintas, etc.

O uso de uma fonte de luz ultra-violeta para induzir a formação de radicais livres não limita o escopo da presente invenção. O uso de radiação luminosa e/ou radioativa durante o processo de polimerização permite reduzir a temperatura de operação e simultaneamente aumentar a velocidade da reação e modificar as propriedades do material polimérico final, em

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14/34 particular a distribuição de pesos moleculares. O uso da radiação luminosa permite também utilizar iniciadores fotossensiveis e reduzir a carga de iniciador necessária para conduzir a reação, o que é vantajoso em termos do conteúdo final de resíduos de iniciador no produto final.

As concentrações de agente de suspensão na fase aquosa, as velocidades de agitação utilizadas e as cargas relativas de fase orgânica e fase aquosa não limitam o escopo da presente invenção. Essas variáveis permitem a manipulação da granulometria final das partículas produzidas (partículas maiores para menores quantidades de agente de suspensão, menores velocidades de agitação e maiores quantidades relativas de fase orgânica) e manutenção da estabilidade da suspensão. O conteúdo mínimo de agente de suspensão e máximo de carga orgânica dependem da geometria do sistema de agitação e do sistema de refrigeração do reator (Machado, 2000) .

As temperaturas, concentrações de iniciador e de solvente não limitam o escopo da presente invenção. Essas variáveis podem ser manipuladas para variar as propriedades moleculares do material final e a velocidade da reação. Maiores pesos moleculares e maior grau de ramificação são obtidos com temperaturas mais altas, concentrações de iniciador mais baixas e concentrações de solvente mais baixas. A concentração de solvente é usada para manipular a densidade final da partícula. Menores densidades aparentes são obtidas com maiores concentrações de solvente.

A metodologia operacional definida para apresentação dos exemplos não limita o escopo da presente invenção. Os materiais podem ser adicionados de diferentes formas, misturados ou não aos demais constituintes da reação, no início (batelada) ou ao longo (semi-batelada) do procedimento de polimerização. A mistura do agente de

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15/34 suspensão na água e a mistura do solvente e do iniciador na solução monomérica permite obter homogeneidade muito maior do sistema reacional, mas os reagentes poderíam ser adicionados de outras maneiras. De forma similar, a adição da fase aquosa primeiramente e da fase monomérica depois, ambas no início da reação, permite a obtenção de uma suspensão mais estável, dado que a fase aquosa é a fase contínua. No entanto, a adição pode ser também feita de forma inversa e ao longo da polimerização. As temperaturas e velocidades de agitação são mantidas constantes nos exemplos, mas podem ser também variadas sem limitação do escopo da presente invenção. Como mostrado por Machado (2000), temperaturas crescentes de reação permitem reduzir a quantidade de monômero residual, enquanto a manipulação da velocidade de agitação permite modificar a distribuição granulométrica do material final.

- Saponificação

No momento especificado, um volume definido (equivalente a 0 a 200% do volume inicial de fase aquosa, preferencialmente igual a 100%) de solução cáustica (com concentração de 10 a 60% em massa de base forte, preferencialmente igual a 40%) era adicionado ao meio reacional. O sistema era então deixado sob agitação contínua (200 a 5000 rpm, preferencialmente igual a 1000 rpm) numa temperatura especificada (na faixa de 20 a 50 °C, preferencialmente igual a 30 °C) por um tempo determinado (na faixa de 0 a 12 horas, preferencialmente igual a 5h). As partículas finais de PVA / PVAc, com morfologia casca núcleo, era lavada abundantemente com água, para remover resíduos e purificar o material final. O produto era então filtrado a vácuo e mantido em ambiente isento de umidade.

A possibilidade de realizar a saponificação in-situ no ambiente de reação é um dos aspectos inovadores da

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16/34 presente invenção. Os volumes e concentrações da solução cáustica, no entanto, não limitam o escopo da presente invenção. Essas variáveis são utilizadas para definir a velocidade do processo de saponificação e o conteúdo final de PVA na partícula.

De forma similar, a faixa de velocidades de agitação não limita o escopo da presente invenção, dado que essa variável serve apenas para manter o sistema em suspensão, evitando a deposição das partículas no fundo do vaso de reação.

A faixa de temperaturas usadas é um importante fator tecnológico do processo. Temperaturas baixas limitam a velocidade de saponificação e requerem o uso de tempos muito grandes de tratamento cáustico. O uso de temperaturas elevadas, no entanto, promove o amarelecimento do material, provavelmente por causa da ocorrência de reações laterais de degradação cáustica.

- Tratamento Superficial

As partículas produzidas podem ou não ser ressuspensas em uma solução aquosa contendo um ou mais compostos orgânicos parcialmente solúveis em água, como descrito anteriormente, e serem mantidas sob agitação (50 a 5000 rpm, preferencialmente igual a 1000 rpm) e temperatura (na faixa de 0 a 50 °C, preferencialmente igual a 25 °C) constantes por um tempo determinado (na faixa de 0 a 12 horas, preferencialmente igual a 1 hora). O material orgânico se distribui sobre a superfície das partículas recém formadas e modifica o caráter hidrofílico / hidrofóbico da superfície, permitindo modificar a interação das partículas com as paredes do cateter cirúrgico (que pode ser feito de diferentes materiais).

O uso do tratamento superficial final da partícula constitui um importante avanço tecnológico para o uso prático

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17/34 em intervenções cirúrgicas. 0 tratamento superficial permite que a partícula interaja de forma adequada com o cateter cirúrgico, evitando aglomeração e entupimento do cateter durante a intervenção.

- Esterilização

Foram realizados testes de esterilização a seco (esterilização por raios γ) e por via úmida (esterilização de suspensões aquosas em auto-claves a 120 °C) . Os testes consistiam em esterilizar o PVA formado e em seguida verificar a estabilidade do material produzido, utilizandose das técnicas de análises de DRX, DSC e microscopia óptica.

Na realização dos testes a seco utilizaram-se raios γ emitidos por canhão de Co-60. A esterilização foi feita em pequenos frascos de vidro contendo cerca de 100 mg de amostra seca. As amostras foram submetidas a radiação γ por um tempo de 18 horas com intensidade de 25 Kgray. O material esterilizado, depois de caracterizado, apresentou sempre as mesmas propriedades do material original, o que indica que a esterilização a seco não altera as propriedades do material produzido nas condições avaliadas e pode ser usada com confiança para a preparação de amostras clínicas.

Para realização dos testes de esterilização a úmido, prepararam-se suspensões aquosas contendo 10 % de PVA, que foram mantidas em frascos de vidro sob agitação durante 1 hora e temperaturas de até 120 °C. O material esterilizado, depois de caracterizado, apresentou sempre as mesmas propriedades do material original, o que indica que a esterilização por via úmida não altera as propriedades do material produzido nas condições avaliadas e pode ser usada com confiança para a preparação de amostras clínicas.

Pelas razões descritas anteriormente, não são feitas mais menções adicionais aos processos de esterilização nesse

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18/34 documento. É importante observar que as condições específicas de esterilização não limitam o escopo da presente invenção. A etapa de esterilização pode ser conduzida de outras formas; no entanto, nas condições de esterilização aqui apresentadas, garante-se que as propriedades do material se mantêm estáveis.

- Preparo das amostras para Análises

As amostras analisadas foram preparadas de acordo com as necessidades estabelecidas em cada técnica. No preparo da amostra levada para o DRX (difratometria de raios-X, em difratômetro Rigaku dmax 2200, Rigaku/MSC, usando radiação CuKa), o material foi previamente peneirado e fixado em seguida em uma pequena placa metálica. No preparo da amostra para o DSC (calorimetria diferencial de varredura, em calorímetro DSC7, Perkin Elmer, a taxas de aquecimento de 10°C / min), 10 mg do material finamente dividido, na faixa de 50 - 150 μιη, foi pesado em balança analítica e adicionado a uma panelinha metálica. No preparo da amostra para o RMN (ressonância nuclear magnética de próton, ¹H-NMR, e de carbono, ¹³C-NMR, em espectrômetro VARIAN Mercury 300, Varian Instruments, operando a 100 MHz e equipado com probes de 10 mm), cerca de 10 mg do material foram adicionados a 5 ml de DMSO (di-metil sulfóxido) deuterado, sendo em seguida submetidos as análises a temperatura ambiente. No preparo do GPC (cromatografia de permeação em gel, cromatógrafo Waters 60 0E, equipado com colunas lineares Phenomenex® com porosidade na faixa de 10³ to 10⁶ Â, com detetor de índice de refração SFD: RI-2000F, Schambeck, com bombas de alta precisão Konic, calibrado com padões de poliestireno fornecidos pelo fabricante), cerca de 15 mg da amostra foram dissolvidos em 8 ml de THF (tetrahidrofurano) e analisados com injeções de 200 μΐ a 40 °C.

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- Características do Material Obtido

A reação de polimerização do acetato de vinila resulta num produto com forma esférica e tamanho na faixa de 50 a 500 pm, cuja distribuição granulométrica depende das condições de operação, como já descrito anteriormente. A Figura 2 ilustra a morfologia do material produzido. As análises de DRX indicam a formação de diferentes partículas, como ilustra a Figura 4. Observa-se, a depender da condição de saponificação, a formação de partículas de PVAc puro, de PVA / PVAc e de PVA puro. As análises de DSC, ilustradas na Figura 5, também indicam a formação de diferentes partículas, a depender das condições de operação. A presença do PVA pode ser ilustrada pelo deslocamento da temperatura de transição vítrea do material final. A Figura 6 mostra espectros de RMN, onde se detectam os picos típicos do PVA e do PVAc, como discutido por Nozakura et al. (1976) . No entanto, as diferenças entre os espectros são tênues na região analisada, tornando difícil a quantificação. A Figura 7 mostra os GPCs de materiais produzidos em diferentes condições. Fica claro que as condições de operação podem ser convenientemente manipuladas para alterar as distribuições de pesos moleculares do produto final.

Estudo Experimental In Vivo da Reação Inflamatória entre PVA-Comercial (Importado) e o PVA+PVAc-Esferico CascaNucleo.

A embolização é procedimento bem estabelecido para o tratamento de muitas lesões vasculares. O PVA é um dos agentes embólicos biocompatíveis mais utilizados. No entanto, o produto comercial apresenta morfologia irregular, o que facilita a agregação e dificulta o uso prático. O objetivo deste exemplo é avaliar in vivo as características e os efeitos causados pelo uso de partículas de PVA disponíveis comercialmente, e compará-los com os efeitos

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20/34 causados pelo uso das partículas de PVA / PVAc esféricas descritas anteriormente, após embolização intra-arterial em rins de coelhos albinos do tipo New Zealand. Os resultados experimentais mostram que ambas as partículas são efetivas para causar isquemia tecidual. Contudo, a reação inflamatória é mais intensa como desejado quando são usadas aa partícula descritas por esta invenção, que também promove maior grau de penetração no sistema vascular.

- Material e Método

Este estudo foi aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa (C.E.P.A.) em Animais do Departamento de Cirurgia da UFRJ. Foram utilizadas fêmeas de coelho albino do tipo New Zealand, pesando entre 2.300gr e 3.200gr, que foram submetidas à embolização intra-arterial renal, sob anestesia intramuscular, divididas em 2 grupos de 24 animais. Os coelhos de um dos grupos foram embolizados com PVA-comercial (Trufill®, Cordis, Miami, FL, USA). O outro grupo de coelhos foi embolizado com PVA+PVAc-esférico (objeto desta invenção, produzido no Exemplo-2). Ambos os grupos foram subdivididos em quatro subgrupos de seis animais (n=6), mantidos em cativeiro até a eutanásia por períodos pós-operatórios de 48 horas (ver Figura 8), 5 dias, 10 dias e 30 dias (ver Figura 9), respectivamente (Tabela 1) . Também foi realizado um grupo adicional de simulação (sham), dividido em quatro subgrupos de três animais (n=03), mantidos até a eutanásia por igual período de tempo dos grupos submetidos à embolização (Tabela 1).

Tabela 1
Grupo de Simulação (SHAM n=12)	Grupo PVA-comercial (n=24)	Grupo PVA+PVAcesférico (n=24)
Subgrupo	(n)	Subgrupo	(n)	Subgrupo	(n)

horas: (n=03) 48 horas: (n=06) 48 horas: (n=06)

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5	dias:	(n=03)	5	dias:	(n=06)	5	dias:	(n=06)
10	dias:	(n=03)	10	dias:	(n=06)	10	dias:	(n=06)
30	dias:	(n=03)	30	dias:	(n=06)	30	dias:	(n=06)

Na eutanásia, foram retirados os rins submetidos à embolização e os contralaterais, usados como controle, e enviados para análise anatomopatológica para posterior estudo comparativo.

- Anestesia, Preparo da Cobaia e Técnica Cirúrgica

Foi utilizado Cloridrato de Ketamina (Vetanarcol®, Kõnig) , na dose de 40mg/kg e Xilazina, na dose de 2mg/kg, via intramuscular. Também foi utilizado Cloridrato de Lidocaina a 1%, no local da incisão.

O animal foi colocado em decúbito dorsal, com os quatro membros contidos. Foi realizada tricotomia da região inguinal direita, com posterior assepsia e anti-sepsia da pele, com solução iodada e colocação de campos operatórios esterilizados. Foi realizado acesso cirúrgico inguinal, com identificação e reparo da artéria femoral direita. Heparinização foi plena na dose 100 UI/Kg, via intraarterial.

O estudo fluoroscópico e angiográfico foi realizado com arco em C, unidade de fluoroscopia móvel, BV-300 (Philips, Holanda). Introduzido cateter angiográfico de polietileno (DAV®, Cook, Bloomington, IN, USA) de 4,1 French (Fr.), apoiado sobre fio-guia hidrofilico (Roadrunner®, Cook, Bloomington, IN, USA). Em seguida foi feito cateterismo seletivo da artéria renal direita, sob fluoroscopia, com injeção de contraste iodado (Reliev®, Justesa) para obtenção de estudo angiográfico renal pré-procedimento avaliando as fases arterial, parenquimatosa e de retorno venoso. Posteriormente, foi realizada embolização intra-arterial com partículas de PVA-comercial ou PVA+PVAc-esférico, de 150 a 250 um de diâmetro, suspensas em 20 ml de soro fisiológico

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22/34 a 0,9%, de acordo com o peso corporal dos animais (Tabela

2) .

Tabela 2
PESO CORPORAL	DOSE
2.300g a 2.600g	15,0 mg
2.600g a 2.900g	17,5 mg
2.900g a 3.200g	20,0 mg

Posteriormente foi realizado estudo angiográfico de controle para avaliar o efeito do procedimento sobre a vascularização do rim. Após retirado o cateter angiográfico, foi realizada ligadura proximal e distai da artéria femoral. Revisão da hemostasia e fechamento da pele com sutura contínua, com fio monofilamentar 4-0 (Mononylon).

- Colheita das Amostras e Estudo Histopatológico

Os animais foram submetidos à eutanásia com injeção intravenosa de tiopental e cloreto de potássio, na veia marginal da orelha. Foram retirados ambos os rins (o embolizado e o contralateral), mediante laparotomia mediana. Os rins foram seccionados ao meio longitudinalmente (sentido coronal) , sendo imediatamente imersos e mantidos em solução de formaldeído a 10%.

O estudo histopatológico foi feito através da utilização de microscopia óptica convencional. Fragmentos com cerca de 3mm obtidos do rim embolizado e do contralateral, fixados em formol a 10%, foram desidratados em concentrações crescentes de álcool etílico, diafanizados em xilol e emblocados em parafina. Foram realizados cortes de 5pm de espessura, que foram submetidos às técnicas de coloração, pelos métodos de hematoxilina-eosina (HE) e tricrômico de Masson. A observação foi realizada em microscópio óptico (Leitz-Dialux), no serviço de Anatomia patológica do HUCFF/UFRJ. Posteriormente, as imagens foram

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23/34 digitalizadas através de câmera digital (Samsung), acoplada ao microscópio óptico.

- Resultados

Como resultado da técnica cirúrgica e do procedimento de embolização, todos os rins foram cateterizados seletivamente sem maiores dificuldades. Quanto ao processo de embolização, não houve agregação e nem aglutinação na passagem das partículas, tanto com as partículas de PVAcomercial quanto com as partículas de PVA+PVAc-esférico, através do cateter 4-F. No estudo angiográfico de controle final, observou-se oclusão da circulação renal em todos os animais. Estudo independente realizado com as partículas sem o tratamento superficial final resultou em aglomeração e entupimento do cateter, indicando que a etapa de tratamento superficial pode ter importância prática grande no processo de produção das partículas, a depender do tipo de cateter utilizado para a intervenção cirúrgica.

- Resultados dos Estudos de Macroscopia

Nos rins com 48 horas de embolização notava-se palidez de superfície cortical subcapsular e, ao corte, discreto apagamento dos limites córtico-medulares, associado à leve hiperemia da medular. Tais alterações acentuaram-se proporcionalmente nos rins com 5 e 10 dias de embolizados, com palidez também na medular, até a completa perda dos limites córtico-medulares, quando comparados aos rins contralaterais utilizados como controles. Nos rins embolizados com as esferas este aspecto mostrava-se menos homogêneo, com áreas acastanhadas principalmente perihilares.

Os rins com 30 dias de embolizados mostraram diminuição significativa do volume, mais acentuada nos animais submetidos à embolização com as esferas. Os rins embolizados com PVA comercial tinham a superfície cortical externa e a

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24/34 superfície de corte com aspecto semelhante ao observado com 10 dias de embolização. Porém, nos embolizados com esferas PVA / PVAc, a cortical externa mostrava depressões cicatriciais e cápsula renal espessada e aderida; ao corte notavam-se áreas homogêneas de aspecto cartilaginoso e outras serpiginosas amareladas.

- Resultado do Estudo Histopatologico

- Resultados de 48 horas:

No estudo de microscopia dos rins embolizados por 48 horas, observou-se a presença das partículas de PVAcomercial e PVA+PVAc-esférico no interior dos vasos entremeadas com hemácias e esparsos polimorfonucleares (PMN), ambos mais numerosos com o PVA-comercial. Com este produto, notaram-se alterações isquêmicas da parede arterial com área focal de ruptura e com afluxo de polimorfonucleares, não observadas nos vasos embolizados com PVA+PVAc-esférico.

Com ambas as partículas observou-se, ao nível do córtex e da medular, resposta isquêmica importante com picnose nuclear, cariorrexis e cariólise, além de vacuolização e fragmentação citoplasmática em células tubulares e glomerulares, associados à congestão. Estas alterações foram visualizadas nos dois grupos de animais, sendo que nos embolizados com partículas esféricas, notaram-se áreas preservadas correspondentes às regiões acastanhadas descritas na macroscopia. Havia ainda infiltrado inflamatório em faixa, constituído por polimorfonucleares íntegros ou degenerados, no córtex subcapsular.

- Resultados de 5 dias:

Nesta etapa observaram-se nos rins das partículas de PVA-comercial, numerosos polimorfonucleares e hemácias entre as partículas, as quais mostravam-se vacuolizadas. A parede vascular mostrava áreas focais de permeação por PMN, relacionados à lise celular. Observa-se ainda na região

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25/34 cortical subcapsular infiltração por PMN, acentuação do processo de necrose celular e focos de calcificação.

Com as partículas de PVA+PVAc-esférico observou-se acentuado infiltrado inflamatório de PMN subcapsular, assim como a permeção por estas células das demais áreas do órgão, onde as alterações necróticas mostravam-se mais acentuadas que no período anterior. Associam-se múltiplos focos de calcificação principalmente na medular, onde observou-se ainda acentuada congestão e regeneração do epitélio tubular, em meio a tecido de granulação intersticial. As partículas de PVA+PVAc-esférico preenchiam praticamente todo o lúmen vascular, entremeadas com hemácias ou por trombos em organização.

- Resultados de 10 dias:

Neste período, os vasos embolizados com partículas de PVA-comercial mostravam necrose da parede, por vezes relacionada a PMN; as partículas eram intensamente vacuolizadas e retraídas. Ao nível da cortical e medular, as alterações isquêmicas mostravam-se proeminentes, com PMN organizados em faixa subcapsular e ocasionais focos de mononucleares (linfócitos).

Com as partículas de PVA+PVAc-esférico Observou-se intenso infiltrado de PMN subcapsular em faixa e em torno das partículas, presença de trombos organizados. Ao nível da cortical e medular eram visíveis alterações isquêmicas importantes associadas à congestão, com múltiplos focos de calcificação, fibrose intersticial e regeneração do epitélio tubular especialmente na medular. Notavam-se algumas áreas preservadas entremeadas com focos de isquemia.

- Resultados de 30 dias:

Nos rins com partículas de PVA-comercial, observou-se aos 30 dias retração importante das partículas de PVA, permeadas por depósito de cálcio, com adelgaçamento e

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26/34 fibrose da parede vascular. Na cortical persistem as alterações isquêmicas associadas a deposição de cálcio. Na coloração pelo método de Masson, observou-se a presença de escassa fibrose subcapsular, cortical e medular, onde notavam-se túbulos com epitélio regenerado.

Nesta etapa, as partículas de PVA+PVAc-esférico mostraram-se circundadas por trombos organizados; na proximidade destes vasos notaram-se acúmulos focais de células inflamatórias mononucleares. Chamava a atenção a calcificação presente nas regiões cortical e medular associada à presença de fibrose intensa. Encontramos ainda extensas áreas de necrose isquêmica, epitélio de túbulos medulares regenerado e pequenas áreas ainda com parênquima preservado.

- Discussão dos Resultados

O coelho foi a cobaia escolhida por ser um animal de pequeno porte e por apresentar anatomia vascular semelhante à humana. O rim foi escolhido por ser órgão com vascularização terminal e de apresentação bilateral, o que facilita o estudo comparativo entre o rim submetido à embolização e o rim contra-lateral de controle, não embolizado, e ainda permitir a manutenção das funções vitais do animal. Optou-se por padronizar o estudo utilizando-se apenas cobaias fêmeas e realizando-se a embolização exclusivamente do rim direito, de forma completa, em todas as cobaias.

As datas estabelecidas para a eutanásia também foram padronizadas, em 2/5/10/30 dias, baseadas nos tempos das mudanças das diferentes fases de reação inflamatória, já estabelecidas em estudos microscópicos prévios de coração, com infarto do miocárdio, uma vez que o propósito deste estudo é estudar a reação inflamatória que ocorre no rim com infarto renal, promovido por oclusão completa da sua

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27/34 vascularização com os dois tipos diferentes de agentes embólicos estudados.

O procedimento de embolização transcateter como tratamento de uma variedade de condições médicas tem sido cada vez mais utilizado nos últimos anos. A técnica de embolização consiste na injeção de material sintético após realizar cateterismo seletivo dos vasos sangüíneos que irrigam a área comprometida de modo a ocluir mecanicamente a corrente sangüínea que nutre a região a ser tratada. A embolização intravascular constitui importante estratégia no combate a tumores, aneurismas e malformações vasculares.

Com intuito de se contornar as características indesejáveis inerentes às partículas de PVA comercialmente disponíveis, formas diferentes de uso têm sido experimentadas e várias novas substâncias têm sido criadas e testadas. Derdeyn et al. (1995) realizaram um estudo com objetivo de avaliar as características da partícula de PVAcomercial e determinar se ela muda de tamanho quando suspensa em meio de contraste não iônico ou quando suspensa em uma solução alternativa de contraste não iônico e álcool absoluto, e concluíram que a partícula de PVA-comercial aumentou significativamente de tamanho nas duas diferentes soluções, uma vez que o PVA-comercial é uma espuma de polivinil que se comporta como esponja. Choe et al. (1997) realizaram um estudo para avaliar os efeitos embólicos de acordo com a velocidade de infusão e com a concentração de PVA-comercial em suspensão, e concluíram que infusões mais lentas de suspensões mais diluídas são capazes de promoverem oclusão arterial mais distai, uma vez que as partículas de PVA-comercial estão mais dispersas na solução e as chances de agregação são menores.

O PVA para uso médico foi utilizado pela primeira vez em 1949, por Grindlay em estudo experimental com o uso de

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28/34 esponja de PVA após pneumectomia, que durante necropsia revelou que o PVA era inerte e prontamente invadido por fibrose tecidual com uma quantidade mínima de células inflamatórias. Após este, diversos outros estudos experimentais foram realizados, tais como o uso de PVA como enxerto de pele, que na década de 19 60 passou a ser usado como substituto de pele em pacientes com queimaduras. Além de uso como coadjuvante no tratamento de prolapso retal ou como material de escolha em cirurgias cardíacas no fechamento de defeitos de septo. Em 1974, o PVA foi apresentado por Tadavarthy como agente de embolização arterial transcateter possivelmente ideal, ao promover a oclusão completa do vaso, hemostasia permanente e trombose. A partir deste trabalho, as partículas de PVA passaram a ser amplamente usadas e estudadas nas diversas condições médicas.

As partículas de PVA inicialmente usadas nas formas de espuma ou esponja também apresentavam outros inconvenientes como difícil preparo e apresentações com grande variação no tamanho das partículas. As partículas em apresentações iniciais de apenas 250-590 ou 590-1000μιη de diâmetro eram ainda preparadas em formalina e previamente à embolização deveríam ser lavadas com solução estéril para eliminar qualquer resíduo. Em seguida, passaram a ser cortadas em tamanhos predeterminados e manobras foram criadas com intuito de se evitar agregação das partículas, como a utilização de um misturador para mantê-las uniformemente em suspensão.

Inicialmente, as partículas de PVA-comercial foram adotadas como agentes para embolização em urgências, como sangramento esplênico pós-trauma e hemorragia uterina pósparto, ou como coadjuvante pré-operatório, ao proporcionar menores chances de sangramento durante ato cirúrgico nos miomas uterinos e meningiomas intracranianos. Hoje, o PVA

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29/34 comercial pode ser usado como agente de método terapêutico único no tratamento de leiomiomas uterinos, com melhora da sintomatologia em até 95% das pacientes e com retração da massa miomatosa em até 73%, ao controle ultra-sonográfico. Em 1995, Ravina ao perceber que o leiomioma uterino das pacientes que foram submetidas à embolização de emergência ou pré-operatória apresentaram retração da massa, publicou pela primeira vez trabalho referindo a embolização das artérias uterinas como tratamento primário de mulheres com mioma.

Acreditando-se que a forma irregular das partículas de PVA-comercial seja a responsável pela agregação e aglutinação das mesmas, uma variedade de agentes embólicos de forma esférica têm sido desenvolvidos. Os agentes têm sido desenvolvidos a partir de variados materiais orgânicos ou inorgânicos, incluindo colágeno, dextran e polímero de trisacril impregnado com gelatina.

As partículas esféricas de PVA+PVAc desenvolvidas nesta invenção foram observadas experimentalmente e mostraram penetrar mais distalmente no vaso que as partículas de PVAcomercial estudadas e podem ser injetadas com menos dificuldade.

As partículas de PVA+PVAc foram observadas uniformemente esféricas e com superfícies lisas em todas as amostras avaliadas e nos diferentes diâmetros produzidos. Nenhum pequeno fragmento foi notado. As partículas de PVAcomercial geralmente apresentam forma irregular floculada, com projeções anguladas irregulares e pontiagudas. E após suspensão alguns pequenos fragmentos têm sido observados.

As partículas de PVA+PVAc esférico apresentaram passagem pelo cateter mais fácil que as partículas de PVAcomercial. Aglomeração e oclusão do cateter não foi observado com as partículas de PVA+PVAc esférico. Estas diferenças

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30/34 podem ser atribuídas à superfície lisa das partículas de PVA+PVAc esférico.

Derdeyn e cols. (1997) em estudo experimental comparativo entre as partículas de PVA-comercial e as partículas microesféricas de acrílico revestidas com colágeno de mesmo tamanho (Embosphere®, Guerbet Biomedical, Louvres, France) observaram diferença significativa no grau de penetração das partículas. Enquanto as partículas de PVAcomercial freqüentemente se agregavam na artéria faríngea ascendente de porcos, as partículas microesféricas atingiam e ultrapassavam a microcirculação. Estes autores atribuíram esta diferença, às características das partículas microesféricas que apresentam superfície lisa e hidrofílica, são deformáveis e não se agregam. Referem ainda que estas características são responsáveis pela facilidade na injeção das partículas microesféricas e pela não acumulação central e oclusão do cateter. O grau de penetração das partículas de PVA-comercial dentro do sistema vascular pode ser afetado por muitos fatores. O tamanho anunciado de uma partícula de PVA-comercial é primariamente uma função do seu eixo intermediário, o qual é responsável pela habilidade da partícula passar através dos orifícios quadrados da peneira responsável pela separação da partícula de PVA-comercial por tamanhos. E quando o diâmetro do vaso é pequeno para o diâmetro intermediário da partícula ela se acunha no vaso.

Entretanto, Quisling et al. (1984) mostraram que as partículas de PVA-comercial tendem aderir nas paredes dos vasos de maior diâmetro antes que venham a se acunhar em vaso distai. Além disso, as partículas de PVA-comercial tendem a se amontoar e agregar dentro do cateter. Acumulações similares podem ocorrer dentro do vaso no local de aderência das partículas. Por estes motivos, a oclusão do vaso com as partículas de PVA-comercial pode ocorrer freqüentemente em

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31/34 local mais proximal que o esperado para uma dada partícula e um certo diâmetro da luz do vaso.

Beaujeux e cols. (1996) notaram que as partículas microesféricas deveríam ser utilizadas em tamanhos maiores que o previsto para se ocluir completamente um vaso durante uma embolização. E atribuíram esta necessidade ao fato que a escolha inicial por um determinado tamanho de partícula era baseado na experiência da equipe médica com as partículas de PVA-comercial.

O maior grau de penetração observado com as partículas de PVA+PVAc esférico pode ser vantajoso ao realizar uma embolização transarterial mais efetiva de muitas lesões. Entretanto, em lesões com evidência de comunicação artériovenosa deverá ser necessário maiores estudos, uma vez que foi relatado por Derdeyn e cols. (1997) em estudo com as partículas microesféricas que estas podem atravessar a lesão e promover embolização pulmonar. O maior grau de penetração observado com as partículas de PVA+PVAc esférico pode também ser atribuído a sua capacidade de compressibilidade, adaptando-se à conformação do vaso, podendo assim atingir vasos mais distais.

As partículas de PVA-comercial promoveram respostas inflamatória moderada enquanto que as partículas de PVA+PVAc esférico promoveram reação intensa, o que pode ser devido ao maior grau de penetração da partícula, além de corresponder às reações ao trombo e à oclusão do vaso propriamente dita.

As partículas de PVA+PVAc esférico assim como as de PVA-comercial quando não promovem oclusão, elas não promovem qualquer reação inflamatória, ou seja são inertes. Sendo a resposta inflamatória somente observada quando os vasos são completamente ocluídos.

A oclusão do vaso promovida pelas partículas de PVAcomercial, que antigamente considerada permanente, sabe-se

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32/34 hoje que ocorre uma vez que estas partículas são biodegradáveis e a recanalização do vaso ocorre. Os resultados histopatológicos obtidos neste estudo mostram que as partículas de PVA-comercial sofrem uma grande retração nas peças de 30 dias.

As partículas de PVA-comercial como apresentam forma muito irregular e permitem que se formem entre elas espaços que vão ser preenchidos por sangue, que consequentemente à oclusão do vaso se tornam trombo. O que favorece à recanalização do vaso ao haver a reabsorção do trombo com a reação inflamatória. Associado a isto, a degradação das partículas de PVA-comercial vão favorecer ainda mais a recanalização do vaso.

No exame das lâminas nas peças observou-se que as partículas de PVA+PVAc esférico apresentaram melhor adaptação entre elas e com o vaso, promovendo assim a formação de menos espaços para serem preenchidos por sangue, sendo então, a quantidade de sangue nos espaços em pequena quantidade, ao ser reabsorvido não foi fator suficiente para favorecer a recanalização do vaso.

O estudo anatomopatológico mostra ainda que a reação inflamatória promovida com a oclusão do vaso pelas partículas de PVA+PVAc esférico ocorreram em vasos mais distais e foram mais intensas, do que com as partículas de PVA comercial, promovendo crescimento celular para dentro da luz do vaso, com conseqüente fibrose do mesmo, dificultando assim qualquer chance de recanalização deste vaso.

Nossos resultados demonstraram que a partícula de PVA+PVAc esférico é um agente embólico efetivo, fácil de passar pelo cateter e que não se aglutina nos vasos, alcançando segmentos arteriais mais distais que as partículas de PVA comercialmente disponíveis. De acordo com os resultados experimentais obtidos, a partícula de PVA+PVAc

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33/34 esférico apresenta propriedades físicas, químicas e biológicas desejáveis para um agente de embolização, sendo uma atraente opcao para as embolizações intra-arteriais transcateter.

Descrição das Figuras

Figura 1 - Morfologia das partículas de PVA produzidas pelo método tradicional de precipitação a partir de uma solução.

Figura 2 - Morfologia das partículas de PVA / PVAc produzidas a partir da técnica proposta nesta patente.

Figura 3 - Unidade experimental.

Figura 4 - Espectros de DRX obtidos para diferentes produtos. (A) Material não saponificado (Exemplo-1); (B) Material saponificado por 5 horas a 30 °C a 20% de soda na fase aquosa (Exemplo-2); (C) Material saponificado por 24 horas a 30 °C a 20% de soda na fase aquosa (Exemplo-3).

Figura 5 - Espectros de DSC obtidos para diferentes produtos. (A) Material não saponificado (Exemplo-1); (B) Material saponificado por 5 horas a 30 °C a 20% de soda na fase aquosa (Exemplo-2).

Figura 6 - Espectros de RMN obtidos para diferentes produtos. (A) Material não saponificado (Exemplo-1); (B) Material saponificado por 5 horas a 30 °C a 20% de soda na fase aquosa (Exemplo-2).

Figura 7 - Espectros de GPC obtidos para diferentes produtos. (A) Material produzido a 70 °C com iniciador, sem a luz ultra-violeta e sem solvente (Exemplo-2); (B) Material produzido a 30 °C com iniciador, com a luz ultra-violeta e sem solvente (Exemplo-4); (C) Material produzido a 50 °C sem iniciador, com a luz ultra-violeta e sem solvente (Exemplo5); (D) Material produzido a 70 °C com iniciador, sem a luz ultra-violeta e com 25% de solvente (Exemplo-6); (E) Material

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34/34 produzido a 70 °C com iniciador, sem a luz ultra-violeta e sem solvente, com tratamento superficial (Exemplo-7).

Figura 8 - Rins embolizados com partículas de PVA / PVAc obtidas no Exemplo-2 por 48 horas.

Figura 9 - Rins embolizados com partículas de PVA /

PVAc obtidas no Exemplo-2 por 30 dias.

Claims (24)

1. REIVINDICAÇÕES

   1 . PROCESSO DE SÍNTESE DE POLI(ÁLCOOL VINILICO) OU POLI (ACETATO DE VINILA) , COM MORFOLOGIA ESFÉRICA E ESTRUTURA CASCA-NÚCLEO caracterizado pelas etapas de polimerização e saponificação in-situ conforme a seguir:

   - Polimerização em suspensão que consiste em adicionar em um reator, sob presença ou não de radiação ultra-violeta, um volume especificado de uma solução aquosa do agente de suspensão, como o poli(álcool vinílico), derivados da hidroxi-celulose, sais de compostos orgânicos alifáticos, polímeros polares, como o poliácido acrílico e o poliestireno sulfonado, e misturas desses agentes de suspensão, na faixa de 0,1 a 2 g/L até que a temperatura do meio atinja o valor desejado na faixa de 25°C a 90’C; uma solução de monômeros na faixa de 10 a 50% em massa da massa total da suspensão, contendo misturas de acetato de vinila com outros monômeros vinilicos, como ácido acrílico e seus derivados, ácido metacrílico e seus derivados, estireno e seus derivados, em composições variadas na faixa de 10 a 100% de acetato de vinila, e opcionalmente o solvente terc-butanol, na proporção de até 50% em peso da mistura de monômeros, contendo também o iniciador em concentração na faixa de 0,1 a 50 g/L; sendo o sistema mantido sob agitação continua na faixa de 200 a 5000 rpm, por um tempo pré-determinado na faixa de 0,1 a 12 horas; sendo a suspensão de VAc / PVAc submetida posteriormente a tratamento cáustico in situ por um tempo determinado na faixa de 0,1 a 12 horas.

   - Saponificação, sem a separação prévia das partículas

   de PVAc, que consiste em que no momento especificado, um volume defini do equivalente a 10 a 200% do volume inicial de fase aquosa, com concentração de 10 a 60% em massa de base

   Petição 870180150879, de 12/11/2018, pág. 17/61 forte, seja adicionado ao meio reacional, sendo o sistema deixado sob agitação contínua 200 a 5000 rpm, numa temperatura especificada na faixa de 20 a 50 °C, por um tempo determinado na faixa de 0,1 a 12 horas, sendo as partículas finais de PVA / PVAc, com morfologia casca - núcleo lavadas abundantemente com água, sendo o produto final filtrado a vácuo.
2. 2. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um volume especificado de uma solução aquosa do agente de suspensão poli(álcool vinílico) na concentração de 0,5 a 1 g/1.
3. 3. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a temperatura do meio atinja o valor na faixa de 65 a 75° C.

   4 . PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 3, caracterizado por adicionar uma solução de acetato de vinila puro na concentração de 20 i i 40% em massa da massa total da suspensão. 5. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado por conter o solvente terc-butanol na

   concentração de 1 a 10 % em peso.
4. 6. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 5, caracterizado por conter o iniciador em uma concentração de 5 a 15 g/1.
5. 7. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 6, caracterizado por ser o sistema mantido a temperatura constante e sob agitação contínua de 500 a 1500 rpm.
6. 8. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 7, caracterizado por um tempo de reação de 2 a 4h.

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7. 9. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 8, caracterizado por ser a suspensão de VAc / PVAc submetida a tratamento cáustico in situ por um tempo de 1 a 5h.
8. 10. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 9, caracterizado pela adição de um volume de 50 a 100% de solução cáustica em relação ao volume da fase aquosa da reação.
9. 11. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 10, caracterizado pela concentração em massa de base forte de 20 a 40% na solução cáustica.
10. 12. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 11, caracterizado por ser o sistema deixado sob agitação continua de 500 a 1500 rpm.
11. 13. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 12, caracterizado por uma temperatura especificada de saponificação de 25 a 35 ’C.
12. 14. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 13, caracterizado por um tempo determinado de saponificação de 1 a 5h.
13. 15. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 a 14, caracterizado pela condução das etapas de polimerização e saponificação simultaneamente.
14. 16. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 15, caracterizado pela condução das etapas de polimerização e saponificação seqüencialmente.
15. 17. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 16, caracterizado pelo tratamento superficial final das partículas por meio da adição de uma solução aquosa contendo um ou mais compostos orgânicos parcialmente solúveis em água,

    Petição 870180150879, de 12/11/2018, pág. 19/61 sendo as mesmas mantidas sob agitação de 50 a 5000 rpm, temperatura na faixa de 0 a 50 °C, por um tempo na faixa de 0,1 a 12 horas, sendo o material orgânico distribuído sobre a superfície das partículas recém-formadas.
16. 18. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 17, caracterizado pelo uso do monõmero Vac misturado a comonômeros vinilicos.

    19. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 18, caracterizado pela presença de solventes ou mistura de solventes. 20. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 - 19,

    caracterizado pelo uso de solventes orgânicos na mistura de monômeros, como terc-butanol, n-hexano, solventes alifáticos e tolueno.

    21. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 20, caracterizado pela presença de luz e uso de iniciadores fotossensiveis. 22. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 21,

    caracterizado pelo uso de uma fonte de luz ultra-violeta para induzir a formação de radicais livres.
17. 23. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 e 22, caracterizado pelo uso de radiação luminosa ou radioativa durante o processo de polimerização.
18. 24. PARTÍCULAS obtidas conforme o processo descrito nas reivindicações 1 a 23, caracterizada por apresentar morfologia esférica e estrutura casca-núcleo, com distribuição granulométrica na faixa de 50 pm a 500 pm, com distribuição de pesos moleculares na faixa de 20xl0³ a 800xl0³ g/mol, com casca de PVA ocupando de 1 a 100¾ da

    Petição 870180150879, de 12/11/2018, pág. 20/61 calota esférica, contendo opcionalmente agente orgânico oriundo de tratamento superficial, como gelatina, albumina e hidroxi-metil celulose.
19. 25. PARTÍCULAS de acordo com a reivindicação 24, caracterizada por uma distribuição granulométrica na faixa de 50 a 350 μπι.
20. 26. PARTÍCULAS de acordo com as reivindicações 24 e 25, caracterizada por uma distribuição granulométrica estreita, com amplitude máxima de 100 pm entre os percentuais de 5¾ e 95¾ da distribuição de tamanhos de partícula, obtida após classificação em separadores do tipo peneira.
21. 27. PARTÍCULAS de acordo com as reivindicações 24 e 26, caracterizada por um peso molecular ponderai médio na faixa de SOxlO³ a 250xl0³ g/mol.
22. 28. PARTÍCULAS de acordo com as reivindicações 24 e 27, caracterizada por um percentual de PVA de 10 a 30% em massa.
23. 29. PARTÍCULAS de acordo com as reivindicações 24 e 28, caracterizada por conter gelatina como agente de tratamento superficial.
24. 30. PARTÍCULAS de acordo com as reivindicações 24 e 29, caracterizada por tratamento de esterilização por radiação ou por tratamento térmico em autoclave.