BRPI0807877B1

BRPI0807877B1 - Formação de emaranhado de fibras, material plano, seus usos e processo para sua produção

Info

Publication number: BRPI0807877B1
Application number: BRPI0807877-7A
Authority: BR
Inventors: Hoffmann Jutta; Ahlers Michael; Reibel Denis
Original assignee: Gelita Ag
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2018-05-22
Also published as: DK2126166T4; EP2126166B1; CA2677997A1; CA2677997C; ATE524582T1; ES2369948T3; US20100021517A1; BRPI0807877A2; DK2126166T3; DE102007011606A1; EP2126166B2; WO2008107126A1; EP2126166A1; PL2126166T3; US8226970B2; CN101627152B; JP2010520377A; CN101627152A; ES2369948T5; JP5431968B2

Description

(54) Título: FORMAÇÃO DE EMARANHADO DE FIBRAS, MATERIAL PLANO, SEUS USOS E PROCESSO PARA SUA PRODUÇÃO (51) Int.CI.: D01D 5/18; D01F 4/00; D04H 1/42; D04H 1/72; D04H 3/16 (30) Prioridade Unionista: 02/03/2007 DE 10 2007 011 606.5 (73) Titular(es): GELITA AG. CARL FREUDENBERG KG (72) Inventor(es): JUTTA HOFFMANN; MICHAEL AHLERS; DENIS REIBEL

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para FORMAÇÃO DE EMARANHADO DE FIBRAS, MATERIAL PLANO, SEUS USOS E PROCESSO PARA SUA PRODUÇÃO.

[001] A presente invenção refere-se a uma formação de um emaranhado de fibras, particularmente também na forma de um material plano ou como parte de um material plano, a um processo para produção da mesma, bem como aos mais diversos usos da formação do emaranhado de fibras.

[002] A invenção visa, particularmente, formações de emaranhado de fibras, tais como podem ser usadas como material biologicamente degradável na técnica médica, particularmente, como implantes ou materiais de suporte para células vivas (Tissue Engineering), mas também a formações de emaranhado de fibras, tais como podem ser usadas na tecnologia de alimentos, em uma pluralidade de aplicações, particularmente, como produto preliminar para alimentos.

[003] Para esse fim, é proposta uma nova formação de emaranhado de fibras de acordo com a invenção, que compreende fibras de um material de gelatina que apresentam uma espessura de, em média, 1 a 500 mm, sendo que a formação de emaranhado apresenta uma pluralidade de regiões, nas quais duas ou mais fibras fundem-se uma na outra sem limite de fase. A particularidade das formações de emaranhado de fibras consiste, particularmente, no fato de que a união das fibras na formação de emaranhado pode ser atribuída às regiões, nas quais duas ou mais fibras formam um ponto de união no qual não podem ser identificados limites de fase e, desse modo, nos pontos de união podem ser observados, sem exceção, condições de material idênticas.

[004] Portanto, essas regiões não são formadas por uma colagem ou solda de superfícies de fibras encostadas umas nas outras, mas a particularidade consiste no fato de que as superfícies das fibras

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2/20 desaparecem, sob formação do ponto de união.

[005] Particularmente para os fins da aplicação médica e, ali, particularmente, para os fins de Tissue Engineering, recomendam-se espessuras de fibra médias no âmbito de 3 a 200 qm, particularmente, no âmbito de 5 a 100 q. As espessuras de fibra preferidas permitem, particularmente, uma inoculação simples das formações de emaranhado com células vivas, para formação de implantes.

[006] As formações de emaranhado de acordo com a invenção podem ser produzidas facilmente, com a estrutura de poros abertos, desejável para a inoculação de células, e oferecem uma superfície específica muito grande para esse fim.

[007] Simultaneamente, as formações de emaranhado de acordo com a invenção, observadas macroscopicamente, formam um material de suporte, que é favorável para uma distribuição de células homogênea depois da inoculação. Para o crescimento das células subsequente é particularmente vantajosa a estrutura de poros interconectados das formações de emaranhado de acordo com a invenção, que é superior à de estruturas de esponja porosas.

[008] As formações de emaranhado de acordo com a invenção também podem ser obtidas com uma estabilidade de forma suficiente, que também no estado umedecido ainda é conservada suficientemente. Isso pode ser garantido, particularmente, por um número suficiente de fibras individuais com diâmetro grande.

[009] Devido à compatibilidade biológica do material de gelatina, também está garantida a reabsorção da estrutura de suporte de emaranhado em implantes.

[0010] O material de gelatina nas fibras é degradável biologicamente de modo particularmente simples e para controle do comportamento de degradação das fibras da formação de emaranhado, está vantajosamente previsto que o material de gelatina das fibras esteja

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3/20 pelo menos parcialmente reticulado. Através do grau de reticulação, pode ser controlado o comportamento de degradação e também influenciar a resistência da formação de emaranhado em estado úmido até totalmente umedecido ou inchado.

[0011] Em uma modalidade particularmente preferida da presente invenção, o material de gelatina das fibras apresenta-se de modo predominantemente amorfo. Isso tem a vantagem de que um material de gelatina das fibras em estado amorfo é fácil de ser umedecido. Isso é particularmente o caso quando o material de gelatina das fibras está presente em 60% ou mais em estado amorfo.

[0012] Isso também pode expressar-se como umectabilidade inicial em relação à água pura, que deve perfazer 1 minuto ou menos. Essa indicação de tempo é medida de acordo com o tempo que é necessário para a absorção de uma gota com um tamanho de 50 ml por uma formação de emaranhado com a densidade de superfície de 150 g/m². A boa umectabilidade inicial se expressa, por exemplo, pelo fato de que uma amostra da formação de emaranhado colocada sobre uma superfície de água é umedecida quase momentaneamente e sob absorção de água afunda na água.

[0013] Para caracterização da estrutura da formação de emaranhado, particularmente, da estrutura de espaços ocos da mesma, pode ser usado o efeito de aspiração capilar. O mesmo deve produzir, em formações de emaranhado preferidas em relação à água pura, uma altura de elevação da água dentro de 120 segundos de 15 mm ou mais.

[0014] Em uma outra modalidade preferida da invenção, a capacidade de absorção de água máxima da formação de emaranhado, que é determinada ou determinada conjuntamente por um inchamento do material de gelatina usado para as fibras, perfaz pelo menos o quádruplo do peso seco da formação de emaranhado, isto é, de preferênPetição 870180026101, de 02/04/2018, pág. 9/41

4/20 cia, 4 g ou mais, particularmente 10 g ou mais por grama de formação de emaranhado.

[0015] Formações de emaranhado de acordo com a invenção apresentam, de preferência, uma energia superficial de 25 mN/m ou menos, particularmente, 10 mN/m ou menos. Isso facilita a umectação inicial da formação de emaranhado.

[0016] De importância especial para as formações de emaranhado de acordo com a invenção é a resistência à ruptura, que a um peso de superfície específico da formação de emaranhado no âmbito de 140 a 180 g/m², perfaz, de preferência, em estado seco, 0,15 N/mm² ou mais, sendo que, além disso, um alongamento de ruptura no estado hidratado (estado da absorção máxima de água por inchamento) da formação de emaranhado perfaz 150%, particularmente, 200% ou mais.

[0017] Essas formações de emaranhado podem ser manuseadas excepcionalmente bem em estado seco, particularmente, também em aplicações médicas e oferecem também uma resistência suficiente no estado hidratado, isto é, inchado, de modo que no uso como materiais de suporte para implantes podem ser adaptadas muito facilmente às condições do corpo no ponto de implante. Particularmente também pode ser obtida com as mesmas uma resistência à costura satisfatória para fixação dos implantes.

[0018] Formações de emaranhado preferidas da presente invenção apresentam uma estrutura de poros abertos, com uma permeabilidade ao ar da formação de emaranhado de 0,5 l/min cm² ou mais, sendo que a determinação desse parâmetro dá-se de acordo com DIN 9237. São particularmente preferidas formações de emaranhado, nas quais o material de gelatina das fibras apresenta-se em forma de gel parcialmente reticulada, o que significa que mesmo em estado inchado, devido à reticulação, mesmo a uma temperatura do corpo do paciPetição 870180026101, de 02/04/2018, pág. 10/41

5/20 ente está presente uma estabilidade suficiente da formação de emaranhado, para manusear o mesmo, sem que, nesse caso, a formação de emaranhado se rompa ou seja danificada de outro modo.

[0019] Nesse caso, são particularmente de importância as formações de emaranhado que em estado hidratado formam uma estrutura de gel fibroso de poros fechados. Isso significa que formações de emaranhado, que no estado seco podem e devem, perfeitamente, apresentar uma estrutura de poros abertos, devido à forte absorção de água das partes de gelatina e do inchamento daí resultante, perdem a qualidade de poros abertos e depois formam uma estrutura de gel fibrosa, de poros fechados. Isso é de especial importância quando as regiões de tecido a serem cobertas com um implante sangram fortemente e o implante deve ser usado simultaneamente para cobertura de feridas abertas ou para estancar sangramentos.

[0020] A formação de emaranhado da presente invenção apresenta, particularmente, fibras de material de gelatina, que são produzidas por um processo de fiação de rotor e pelo menos uma parte das fibras apresenta uma estrutura torcida.

[0021] Materiais de gelatina preferidos como material inicial para a produção de fibras para a formação de emaranhado de acordo com a invenção apresentam uma concentração de gel de 200 Bloom ou mais. [0022] Outras modalidades preferidas da presente invenção referem-se a formações de emaranhado da espécie descrita acima, nas quais a formação de emaranhado compreende pelo menos um outro tipo de fibras que são formadas de um outro material, diferente do material de gelatina.

[0023] Esses outros materiais, dos quais pode estar formado o outro tipo de fibras, são, particularmente, quitosano, musgo-da-irlanda, alginato, pectina, amido e derivados de amido, celulose regenerada, celulose oxidada e derivados de celulose, tais como, por exemplo,

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CMC (carboximetil celulose), HPMC (hidroxipropil metil celulose), HEC (hidroxietil celulose) e MC (metil celulose). Além disso, são apropriados polímeros sintéticos, biocompatíveis, tais como, por exemplo, copolímeros de ácido poliláctico e polilactato, ácido politartárico, policaprolatonas, ácido poli-hidroxibutírico e polietilentereftalato. Além disso, são apropriados derivados de gelatina, tais como, por exemplo, tereftalato, carbamilato, succinato, dodecilsuccinato, acrilato de gelatina (comp., por exemplo, EP 0 633 902), bem como copolímeros de gelatina, tal como conjugado de gelatina-polilactídeo (comp. DE 102 06 517).

[0024] A invenção refere-se, ainda, a um material plano, que compreende uma formação de emaranhado de acordo com a invenção, tal como já foi explicada detalhadamente acima. Esses materiais planos podem compreender uma ou mais camadas da formação de emaranhado de acordo com a invenção.

[0025] Os materiais planos de acordo com a invenção compreendem, para determinados fins de aplicação, uma membrana que se estende paralelamente à formação de emaranhado de fibras.

[0026] Nesse caso, a membrana pode servir como camada de suporte para a formação de emaranhado, de modo que podem ser realizados pesos de superfície particularmente muito baixos.

[0027] Alternativamente ou complementarmente, a membrana pode formar uma camada de bloqueio inibindo a proliferação de células, de modo que, particularmente no uso como material de suporte em aplicações de Tissue Engineering, é possível um crescimento livre das células ou das células incorporadas no implante. Nesse sentido, também é vantajoso se a membrana for permeável para nutrientes para as células.

[0028] A invenção refere-se, então, ainda, a um material plano da espécie descrita acima, sendo que a formação de emaranhado de fiPetição 870180026101, de 02/04/2018, pág. 12/41

7/20 bras está inoculada com células vivas, particularmente, condrócitos ou fibroblastos.

[0029] Nessas aplicações são usadas, particularmente, diâmetros de fibra de, em média, 3 mm ou mais, de modo que a inoculação das células pode ser realizada de modo simples. São preferidos, nesse caso, tamanhos de poros de, em média, cerca de 100 mm a cerca de 200 mm.

[0030] A invenção refere-se, ainda, ao uso da formação de emaranhado descrita acima, bem como do material plano, também descrito acima, como material de inoculação das células.

[0031] A invenção refere-se, ainda, ao uso da formação de emaranhado descrita acima, bem como do material plano descrito acima como cobertura de feridas médica.

[0032] A invenção refere-se, ainda, ao uso da formação de emaranhado descrita acima ou do material plano descrito acima como implante médico.

[0033] A invenção refere-se, ainda, ao uso da formação de emaranhado descrito acima como alimento.

[0034] As formações de emaranhado de acordo com a invenção ou os materiais planos de acordo com a invenção também podem encontrar aplicação na produção de medicamentos de liberação retardada. Nesse caso, pode estar previsto que o material de gelatina das fibras compreenda uma substância ativa farmacêutica.

[0035] Opcionalmente, complementarmente ou alternativamente, a formação de emaranhado de acordo com a invenção pode servir como suporte para uma substância ativa farmacêutica.

[0036] Uma substância ativa farmacêutica, particularmente no uso como material para cobertura de feridas, é a substância ativa trombina. [0037] Complementarmente ou alternativamente, a substância ativa farmacêutica pode compreender fatores de crescimento celular,

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8/20 particularmente, uma substância farmacêutica peptídica, particularmente, moduladores de crescimento, tais como, por exemplo, BM-P-2 (proteína morfogenética óssea 2), BM-P-6 (proteína morfogenética óssea 6), BM-P-7 (proteína morfogenética óssea 7), TGF-β (fator de crescimento transformador beta), IGF (fator de crescimento semelhante à insulina), PDGF (fator de crescimento derivado de plaqueta) e FGF (fator de crescimento de fibroblasto).

[0038] A invenção refere-se, além disso, a um processo para produção de formações de emaranhado de fibras da espécie descrita acima, sendo que o processo compreende os passos de:

(a) por à disposição uma solução de fiação aquosa, que compreende um material de gelatina;

(b) aquecimento da solução de fiação para uma temperatura de fiação; e (c) processamento da solução de fiação aquecida em um dispositivo de fiação com um rotor de fiação;

(d) e, opcionalmente, um tratamento posterior da formação de emaranhado obtida por adição de aditivos modificadores de propriedade, em estado de agregado líquido ou gasoso.

[0039] O processo de acordo com a invenção funciona como processo de fiação de rotação, no qual as fibras ou filamentos produzidos pelo rotor de fiação são recebidos sobre um dispositivo de depósito como formação de emaranhado.

[0040] Como dispositivo de depósito é apropriada, por exemplo, uma parede de cilindro, que está disposta concentricamente ao rotor de fiação e que, eventualmente, também pode ser acionada para rotação. Uma outra possibilidade consiste no depósito horizontal dos filamentos sobre um suporte, por exemplo, uma chapa perfurada que está disposto abaixo do rotor de fiação.

[0041] Através da distância entre as aberturas de saída do rotor de

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9/20 fiação e o dispositivo de depósito, pode ser predeterminada a duração do trajeto, que é escolhida de modo a possibilitar uma solidificação suficiente da solução de fiação descarregada em forma de fibras, de modo que a forma das fibras é conservada ao incidir sobre o dispositivo de depósito.

[0042] Isso é assistido, por um lado, pelo resfriamento dos materiais de fibra ou filamento durante a duração do trajeto, por outro lado, pela formação de gel da gelatina e, além disso, por uma evaporação de água ou dos solventes.

[0043] As fibras ou filamentos produzidos pelo rotor de fiação podem ser recebidos facilmente em um estado, no qual uma pluralidade de regiões da formação de emaranhado forma pontos de união entre duas ou mais fibras, sendo que as mesmas fundem-se umas nas outras, sem limite de fase.

[0044] No passo de tratamento posterior opcional (d), a formação de emaranhado de acordo com a invenção pode ser adaptada em uma pluralidade de propriedades a aplicações específicas.

[0045] Por reticulação do material de gelatina, as propriedades mecânicas e, particularmente, químicas podem ser modificadas. Por exemplo, através do grau de reticulação do material de gelatina podem ser especificadas as propriedades de reabsorção para fins de aplicação médica.

[0046] A formação de emaranhado, normalmente altamente flexível, da presente invenção pode ser reforçada em passos de tratamento posterior, por exemplo, para aperfeiçoar a estabilidade de forma e facilitar a introdução em uma região visada.

[0047] As formações de emaranhado de acordo com a invenção podem ser impregnadas e/ou revestidas com meios líquidos em passos de tratamento posterior. Para esse fim, são particularmente de interesse outros materiais poliméricos biologicamente degradáveis ou

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10/20 também materiais de cera em questão.

[0048] Por meio do processo de acordo com a invenção descrito acima, podem ser produzidos de modo simples, particularmente, as formações de emaranhado de fibras da presente invenção, nas quais é produzida uma espessura de fibra de, em média, de 1 a 500 mm, e sendo que, além disso, são formadas as regiões características para a invenção, nas quais duas ou mais fibras são unidas ou quase fundidas uma na outra sem limite de fase. De preferência, no processo de acordo com a invenção é usada uma solução e fiação, na qual a proporção de gelatina perfaz um âmbito de cerca de 10 a cerca de 40% em peso. [0049] A resistência de gel da gelatina perfaz, nesse caso, de preferência, cerca de 120 a cerca de 300 Bloom.

[0050] A solução de fiação é, de preferência, aquecida para uma temperatura de fiação no âmbito de cerca de 40°C ou mais, particularmente, no âmbito de cerca de 60 a cerca de 97°C. Essas temperaturas permitem, particularmente, uma formação simples das regiões características das formações de emaranhado de fibras, nas quais duas ou mais fibras estão unidas umas às outras ou se fundem uma na outra sem limites de fase.

[0051] De preferência, a solução de fiação é desgaseificada antes do processamento no passo (c), de modo que são obtidas fibras longas com uma espessura de fibra muito homogênea na formação de emaranhado.

[0052] A desgaseificação é realizada, de preferência, por meio de ultrassom.

[0053] Para produção de materiais de gelatina parcialmente reticulados nas fibras, já é adicionado, de preferência, um reticulador à solução de fiação. No entanto, uma reticulação também pode ser causada adicionalmente nas fibras já fiadas por contato com um reticulador, tanto em forma gasosa como em solução.

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11/20 [0054] Uma realização particularmente segura do processo de acordo com a invenção é possível quando o rotor é aquecido para uma temperatura de cerca de 100 a cerca de 140°C. Essa temperatura é particularmente apropriada para processar as soluções de fiação aquosas, que compreendem materiais de gelatina, no processo de fiação por rotação.

[0055] Na formação de emaranhado, que se apresenta já acabada, é realizada, de preferência, uma outra reticulação que determina, então, o grau de reticulação definitivo do material de gelatina na formação de emaranhado e, com isso, seu grau de degradação biológica. [0056] Para a reticulação estão à disposição diversos processos, sendo que são preferidos processos enzimáticos, o uso de formadores de complexo ou processos químicos.

[0057] Na reticulação química, a reticulação é realizada por meio de um ou mais reagentes, particularmente, com aldeídos, escolhidos de formaldeído e dialdeídos, isocianatos, di-isocianatos, carbodiimidas, di-halogenetos de alquila e di- e trioxiranos hidrófilos, tais como, por exemplo, 1,4-butandiol-diglicidiéter e triglicidiéter de glicerina. [0058] Particularmente na aplicação médica, recomenda-se remover reticulador em excesso da formação de emaranhado ou do material plano, depois da reticulação.

[0059] Tal como descrito acima, é preferido já adicionar um reticulador à solução de fiação e, depois, na formação de emaranhado acabada, por assim dizer, em uma segunda etapa, realizar uma outra reticulação até o grau de reticulação desejado.

[0060] As formações de emaranhado da presente invenção podem ser produzidas, particularmente, como materiais planos extremamente flexíveis, sendo, nesse caso, elásticos e muito bem modeláveis. Além disso, as formações de emaranhado podem ser vistas como estruturas totalmente abertas em relação a estruturas de esponja, que também já

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12/20 foram usadas como material de suporte no Tissue Engineering e também são porosas, mas apresentam paredes celulares.

[0061] Nesse caso, podem ser produzidas espessuras de filamento muito pequenas, particularmente, com o processo de fiação por rotor de fiação, proposto de acordo com a invenção, sendo que a gelatina, durante todo o processo de fiação, só precisa ser exposta por períodos muito curtos a temperaturas elevadas, isto é, a carga de temperatura do material de gelatina pode ser limitada muito fortemente em tempo e leva a fibras de material de gelatina, que corresponde, substancialmente em seu espectro de peso molecular, ao material de gelatina inicial.

[0062] Formações de emaranhado de acordo com a invenção podem apresentar uma espessura de fibra média substancialmente uniforme.

[0063] Alternativamente, formações de emaranhado podem apresentar no âmbito da presente invenção uma proporção de fibras, cuja espessura de fibra média diferencia as mesmas de outras fibras. Particularmente, elas podem apresentar uma espessura de fibra média maior. Pelo uso de duas ou mais frações de fibras na formação de emaranhado, que se diferenciam por sua espessura de fibra média, os valores de resistência mecânica das mesmas podem ser influenciados de modo controlado.

[0064] Ainda alternativamente ou complementarmente, duas ou mais camadas de formações de emaranhado podem ser combinadas para um material plano, sendo que as camadas individuais podem apresentar fibras com espessura de fibra média diferente. Naturalmente, nesses materiais planos também é possível o uso de camadas de formação de emaranhado com fibras com espessura de fibra média substancialmente uniforme, além de camadas de formação de emaranhado com diversas frações de fibras com espessura de fibra média

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13/20 diferente.

[0065] Formações de emaranhado com frações de fibras com espessura de fibra média diferente, por exemplo, cerca de 7 mm, além de cerca de 25 mm, podem ser realizadas com o processo de acordo com a invenção pelo fato de que é usado um rotor de fiação, no qual estão previstas fieiras de tamanhos diferentes no processo de fiação.

[0066] No uso da formação de emaranhado de acordo com a invenção como material de suporte para células vivas, a formação de emaranhado apresenta uma grande vantagem em relação a estruturas de esponja ou estruturas de tecido pelo fato de que são postos à disposição espaços ocos muito diferentes para o depósito das células, de modo que as células podem encontrar os pontos de depósito ideais para as mesmas. Isso é válido já em formações de emaranhado, que apresentam uma espessura de fibra média uniforme.

[0067] Essas e outras vantagens da presente invenção são explicadas ainda mais detalhadamente a seguir, com base no desenho bem como nos exemplos.

Mostram, em detalhes:

[0068] a figura 1: uma representação esquemática de um dispositivo para realização do processo de acordo com a invenção;

[0069] as figuras 2a a c: fotografias microscópicas de uma formação de emaranhado de acordo com a invenção, em ampliação diferente;

[0070] a figura 3: um diagrama de altura de elevação/tempo para diversos materiais;

[0071] as figuras 4a a c: uma representação esquemática de um dispositivo para determinação das alturas de elevação representadas na figura 3; e [0072] as figuras 5a e b: resultados de tração/alongamento de materiais de suporte de células de acordo com a invenção e convencioPetição 870180026101, de 02/04/2018, pág. 19/41

14/20 nais.

Exemplo 1:

[0073] Produção de uma formação de emaranhado de fibras [0074] É produzida uma solução aquosa de 20% de uma gelatina de couro de porco (300 Bloom) por mistura de 20 g de gelatina e 80 ml de água destilada à temperatura ambiente. Depois de um inchamento da gelatina durante cerca de 60 minutos, a solução é aquecida por uma hora para 60°C e depois desgaseificada com ultrassom.

[0075] Essa solução é depois processada com um dispositivo de fiação 10, tal como é mostrado esquematicamente na figura 1. Também são apropriados dispositivos de fiação tais como estão descritos no documento DE 10 2005 048 939 A1, ao qual é feita referência em teor integral.

[0076] O dispositivo de fiação 10 compreende um rotor de fiação 12, que por um agregado de acionamento 14 pode ser posto em rotação em torno de um eixo de rotação vertical 16.

[0077] O rotor de fiação 12 apresenta um recipiente 18 para recepção da solução de fiação de gelatina aquosa, que durante o processo de fiação pode ser enchido continuamente através de um funil 20, a partir de um canal de alimentação 22.

[0078] O recipiente 18 apresenta em seu perímetro externo uma pluralidade de aberturas 24 através das quais a solução de fiação é descarregada por força centrífuga em forma de filamento.

[0079] A uma distância predeterminada das aberturas 24 está previsto um dispositivo de depósito 26 na forma de uma parede de cilindro, que recolhe a solução de fiação formada para filamentos ou fibras. Devido à duração de trajeto predeterminada através da distância a uma determinada velocidade de rotação do rotor de fiação 12, a solução de fiação que forma os filamentos ou fibras é solidificada até o ponto em que a forma do filamento, ao atingir o dispositivo de depósito

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26, é substancialmente conservada, mas, por outro lado, ainda podem formar-se regiões, nas quais duas ou mais fibras ou filamentos quase se fundem uma na outra e criam pontos de união, nos quais os limites de fase das seções de fibra encostadas uma na outra estão suprimidos (comp., particularmente, a figura 2b).

[0080] O rotor de fiação 12, junto com o agregado de acionamento 14 e o dispositivo de depósito 26, está disposto em uma carcaça 28, que limita uma câmara de fiação contra a vizinhança.

[0081] No presente exemplo, o rotor de fiação 12 é operado a um número de rotações do rotor de 2.000 a 3.000 rpm. O rotor 12 é aquecido a uma temperatura de 130°C. A solução de gelatina é aquecida a 95°C e alimentada ao rotor 12, de modo que pode ser realizada uma produção de filamentos contínua. Por meio de uma aspiração os filamentos são depositados sobre o dispositivo de depósito 26 como material não tecido. A distância a perfaz cerca de 20 cm e define, desse modo, uma duração de trajeto de cerca de 0,01 m/s.

[0082] Através do tamanho das aberturas 24 do recipiente 18 do rotor de fiação 12, da velocidade de rotação do rotor de fiação 12, bem como da concentração de gelatina na solução de fiação pode ser influenciado o diâmetro médio dos filamentos ou fibras obtidos. No presente exemplo, o diâmetro das aberturas 24 perfaz cerca de 0,9 mm.

[0083] No exemplo citado acima, são obtidos filamentos com uma espessura de filamento no âmbito de 2,5 a 14 mm (espessura de fibra média, 7,5 mm ± 2,6 mm). Uma formação de emaranhado exemplificada, obtenível no processo de acordo com a invenção, está representada em ampliação diferente nas figuras 2a a c.

[0084] A formação de emaranhado relativamente frouxa, tal como mostrada na figura 2a, naturalmente pode ser obtida com uma densidade de filamento ou fibra mais alta, mas formações de emaranhado com a densidade tal como mostrada na figura 2a podem ser colocadas

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16/20 várias vezes umas sobre as outras, para uma formação plana capaz de sustentar seu próprio peso, na forma de uma formação não tecida, ou então ser colocada sobre materiais de suporte, tais como, por exemplo, membranas ou filmes.

[0085] A figura 2b mostra em uma fotografia por microscópio eletrônico de retícula as formações de emaranhado 30 de acordo com a invenção e obteníveis com o processo de acordo com a invenção, com uma pluralidade de fibras 32 de um material de gelatina e, particularmente, com as regiões 34 que distinguem a invenção, nas quais duas ou mais fibras 32 estão unidas umas às outras sem limite de fase. [0086] Na figura 2c, em uma fotografia microscópica de luz, é tornado visível o efeito da torcedura dos filamentos 36 individuais, sendo que as seções de torcedura estão visualizadas por regiões de claroescuro 38.

Exemplo 2:

[0087] Produção de um material de suporte de células [0088] Na formação de emaranhado obtida no Exemplo 1 são estampados pedaços planos predeterminados e colocados em camadas uns sobre os outros, até ser obtida uma formação não tecida, com um peso de superfície desejado, por exemplo, no âmbito de cerca de 20 a cerca de 500 g/m².

[0089] No presente exemplo, é constituída uma formação não tecida de camadas múltiplas, com um peso de superfície de 150 g/m² e, subsequentemente, com ajuda de formadeído gasoso, parcialmente reticulado. As condições de reticulação, em detalhe, foram as seguintes:

[0090] a formação de emaranhado é incubada em uma atmosfera gasosa através de uma solução de formaldeído de 10% por cerca de 17 horas. Depois, a formação de emaranhado é maleabilizada por 48 h a cerca de 50°C e 70% de umidade relativa em uma estufa climática.

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Nesse caso, a reação de reticulação é completada e a proporção excedente de formaldeído (reticulador) não consumida é removida.

[0091] Nas formações não tecidas produzidas desse modo foram estampadas amostras e comparadas em suas propriedades de absorção de água, bem como propriedades mecânicas com materiais de suporte de células convencionais, na forma de esponjas de gelatina porosas, bem como um material de celulose oxidada.

[0092] A largura das amostras perfez, em cada caso, 1 cm.

[0093] A figura 3 mostra a altura de elevação de água pura, inscrita sobre o tempo para esses três materiais, sendo que a curva designada com a letra A corresponde à formação não tecida de acordo com a invenção como formação de emaranhado de camadas múltiplas, a curva B, a uma esponja de gelatina convencional e a curva C, ao material de celulose convencional obtenível comercialmente.

[0094] Da comparação da absorção de água sobre a unidade de tempo fica claro que materiais de gelatina são nitidamente superiores aos materiais de celulose, tais como usados na amostra C.

[0095] A amostra da formação não tecida da formação de emaranhado de acordo com a invenção de acordo com a curva A é, por sua vez, nitidamente superior, na capacidade de absorção de água por unidade de tempo, ao material de gelatina em forma de esponja (curva B), tal como é visível na figura 3.

[0096] A vantagem prática dessa velocidade de absorção de água nitidamente aumentada reside no fato de que líquidos, tal como, por exemplo, sangue, são absorvidos mais rapidamente e mais intensamente e, no caso de feridas a serem tratadas, levam a um estancamento de sangue aperfeiçoado.

[0097] Nas figuras 4a a c está representado esquematicamente o princípio da medição para a altura de elevação por unidade de tempo. A amostra 40 preparada é fixada através de um suporte livremente

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18/20 suspensas para baixo, e posicionada sobre uma cuba 44 com água temperada (25°C). No início da medição, o recipiente com a água é deslocado para cima até que a amostra fique imersa a uma profundidade de 2 mm no reservatório de água. Depois, dependente de tempo, é registrada a altura de elevação produzida através de forças capilares e, depois, inscrita no diagrama de acordo com a figura 3. Uma escala de medição 46 inscrita sobre a amostra 40 facilita a leitura da altura de elevação.

[0098] Nas amostras descritas acima, com uma largura de 15 mm e uma espessura de cerca de 1 mm, também foram realizadas medições de tração/alongamento, mais precisamente, em estado seco (figura 5a). Nesse caso, só foram comparadas as duas amostras baseadas em gelatina, isto é, por um lado, a formação não tecida produzida de acordo com a invenção e, por outro lado, a amostra de esponja convencional, com as mesmas medidas.

[0099] Na figura 5a é visível que a formação não tecida de gelatina de acordo com a presente invenção apresenta em relação à esponja de gelatina em estado seco (teor de água, cerca de 10% em peso) uma resistência à tração específica muito mais alta e, além disso, já no estado seco admite um alongamento consideravelmente maior. Enquanto a curva de tração/alongamento para a amostra da esponja de gelatina (curva B) se rompe já depois de um alongamento de cerca de 7 a 8%, a amostra de formação não tecida de acordo com a invenção pode ser alongada em cerca de 17% antes de ser observada uma ruptura da amostra. Nesse caso, além disso, ainda é constatada uma resistência à tração nitidamente mais alta em relação à amostra de esponja.

[00100] Diferenças ainda muito maiores e mais significativas são obtidas no estado totalmente hidratado das amostras (figura 5b), isto é, em um estado no qual o material de gelatina da esponja ou da forPetição 870180026101, de 02/04/2018, pág. 24/41

19/20 mação não tecida de acordo com a invenção está totalmente inchado. O teor de água perfaz, nesse caso, mais de 100% em peso, com relação ao material de gelatina.

[00101] Para a comparação, foi usada uma esponja convencional, nas medidas de 80x50x10 mm, bem como a formação não tecida de acordo com a invenção, nas medidas de 80x50x1 mm. A esponja apresenta um peso de superfície seca de 120 g/m², a formação não tecida, um de 180 g/m².

[00102] Aqui, é observada na amostra de esponja, depois de um alongamento de cerca de 75%, uma ruptura da amostra (curva B), enquanto a amostra da formação não tecida de acordo com a invenção pode ser alongada em 400% (curva A), antes que a mesma se rompa definitivamente. Também no estado hidratado, a formação não tecida (com força de tração de 2,6 N) apresenta uma resistência mais alta do que a esponja.

[00103] Isso é de importância muito especial no uso dos materiais de formação não tecida como suporte para implantes de células, uma vez isso que dá ao médico assistente a possibilidade de deformar o implante de células praticamente à vontade, e adaptar o mesmo às condições da ferida a ser tratada do paciente.

Exemplo 3:

Produção de algodão doce sem açúcar [00104] Analogamente ao Exemplo 1, é produzida uma solução de fiação aquosa de 20%, com a seguinte composição:

g de gelatina Tipo A, 260 Bloom, qualidade comestível g de hidrolisado de gelatina Tipo A, peso molecular médio 3 kD g de água [00105] Corantes (por exemplo, amora) e aromas (por exemplo, baunilha-cola) podem ser adicionados de acordo com instruções do fabricante.

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20/20 [00106] A solução de fiação é aquecida a 70°C e absorvida no rotor de fiação.

[00107] O produto recolhido tem a consistência e a impressão sensorial de algodão doce.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Formação de emaranhado de fibras, caracterizada pelo fato de que compreende fibras de um material de gelatina, em que a espessura das fibras perfaz, na média, 1 a 500 pm, e a formação de emaranhado apresenta uma pluralidade de regiões, nas quais duas ou mais fibras se fundem uma na outra sem limite de fase, sendo que a formação de emaranhado compreende duas ou mais frações de fibras com diferentes espessuras de fibra médias.
2. Formação de emaranhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a densidade das fibras perfaz, na média, 3 a 200 pm.
3. Formação de emaranhado de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o material de gelatina das fibras está pelo menos parcialmente reticulado.
4. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o material de gelatina das fibras apresenta-se de modo amorfo.
5. Formação de emaranhado de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o material de gelatina das fibras apresenta-se em 60% em peso ou mais de modo amorfo.
6. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a umectabilidade inicial da mesma em relação à água pura perfaz 1 min ou menos.
7. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o efeito de aspiração capilar da formação de emaranhado em relação à água pura produz dentro de 120 s uma altura de elevação de 15 mm ou mais.
8. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a caPetição 870180026101, de 02/04/2018, pág. 27/41

2/7 pacidade de absorção de água da formação de emaranhado é de 4 g por grama de formação de emaranhado seca.
9. Formação de emaranhado de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a capacidade de absorção de água da formação de emaranhado perfaz dez vezes ou mais o peso seco da mesma.
10. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a energia superficial perfaz 25 mN/m ou menos.
11. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a resistência à ruptura a um peso de superfície específico da formação de emaranhado de 140 a 180 g por m² perfaz, em estado seco, 0,15 N/mm² ou mais e o alongamento de ruptura da formação de emaranhado hidratada perfaz 150% ou mais.
12. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a formação de emaranhado apresenta uma estrutura de poros abertos, com uma permeabilidade ao ar de 0,5 l/min cm² ou mais.
13. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o material de gelatina das fibras apresenta-se em forma de gel reticulado.
14. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que a formação de emaranhado forma em estado hidratado uma estrutura de gel fibrosa, de poros fechados.
15. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as fibras de material de gelatina da formação de emaranhado são formaPetição 870180026101, de 02/04/2018, pág. 28/41

3/7 das com um processo de fiação por rotor e pelo menos uma parte das fibras apresenta uma estrutura torcida.
16. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o material de gelatina compreende uma gelatina com 200 Bloom ou mais.
17. Formação de emaranhado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a formação de emaranhado compreende pelo menos um outro tipo de fibras, que é formado por um outro material diferente do material de gelatina.
18. Formação de emaranhado de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o outro material é escolhido de quitosano, musgo-da-irlanda, alginato, pectina, amido e derivados de amido, celulose regenerada, celulose oxidada e derivados de celulose, tais como, por exemplo, CMC (carboximetil celulose), HPMC (hidroxipropil metil celulose), HEC (hidroxietil celulose) e MC (metil celulose), derivados de gelatina, particularmente, tereftalato, carbamilato, succinato, dodecilsuccinato, acrilato de gelatina, bem como copolímeros de gelatina, tal como, por exemplo, conjugado de gelatina-polilactídeo.
19. Material plano, caracterizado pelo fato de que apresenta uma ou mais camadas, sendo que pelo menos uma das camadas compreende uma formação de emaranhado como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes.
20. Material plano de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que uma primeira camada compreende uma formação de emaranhado com fibras com uma primeira espessura média e uma segunda camada, uma formação de emaranhado com fibras com uma segunda espessura média, sendo que a segunda espessura média é maior do que a primeira espessura média.

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21. Material plano de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das camadas compreende uma formação de emaranhado como definida na reivindicação 1.
22. Material plano de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de que o mesmo compreende uma membrana que se estende paralelamente à formação de emaranhado de fibras.
23. Material plano de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a membrana forma uma camada de suporte para a formação de emaranhado.
24. Material plano de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que a membrana forma uma camada de bloqueio que inibe a proliferação de células.
25. Material plano de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 24, caracterizado pelo fato de que a membrana é permeável para nutrientes para as células.
26. Material plano de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 25, caracterizado pelo fato de que a formação de emaranhado de fibras está inoculada com células vivas, particularmente, condrócitos ou fibroblastos.
27. Uso de uma formação de emaranhado como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18 ou de um material plano como definido em qualquer uma das reivindicações 19 a 26, caracterizado pelo fato de ser como material para inoculação de células.
28. Uso de uma formação de emaranhado como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18 ou de um material plano como definido em qualquer uma das reivindicações 19 a 26, caracterizado pelo fato de ser como cobertura de feridas.
29. Uso de uma formação de emaranhado como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18 ou de um material plano

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5/7 como definido em qualquer uma das reivindicações 19 a 26, caracterizado pelo fato de ser como implante médico.
30. Uso de uma formação de emaranhado como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de ser como produto preliminar para alimentos.
31. Uso de uma formação de emaranhado como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18 ou de um material plano como definido em qualquer uma das reivindicações 19 a 26, caracterizado pelo fato de ser na produção de um medicamento de liberação retardada.
32. Uso de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o material de gelatina compreende uma substância ativa farmacêutica.
33. Uso de uma formação de emaranhado como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18 ou de um material plano como definido em qualquer uma das reivindicações 19 a 26, caracterizado pelo fato de ser como suporte para uma substância ativa farmacêutica.
34. Uso de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que a substância ativa farmacêutica compreende trombina.
35. Uso de acordo com a reivindicação 33 ou 34, caracterizado pelo fato de que a substância ativa farmacêutica compreende moduladores de crescimento celular, particularmente, uma substância farmacêutica peptídica, particularmente, BM-P-2 (proteína morfogenética óssea 2), BM-P-6 (proteína morfogenética óssea 6), BM-P-7 (proteína morfogenética óssea 7) ou TGF-β (fator de crescimento transformador beta), IGF (fator de crescimento semelhante à insulina), PDGF (fator de crescimento derivado de plaqueta) ou FGF (fator de crescimento de fibroblasto).

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36. Processo para produção de formação de emaranhado de fibras como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de (a) por à disposição uma solução de fiação aquosa que compreende um material de gelatina;

(b) aquecer a solução de fiação a uma temperatura de fiação; e (c) processar a solução de fiação aquecida em um dispositivo de fiação com um rotor de fiação que apresenta aberturas de fiação de tamanhos diferentes, de modo que resultam fibras com diferentes espessuras médias.
37. Processo de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que a solução de fiação compreende uma proporção de gelatina no âmbito de 10 a 40% em peso.
38. Processo de acordo com a reivindicação 36 ou 37, caracterizado pelo fato de que a gelatina tem uma resistência de gel de 120 a 300 Bloom.
39. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 36 a 38, caracterizado pelo fato de que a solução de fiação é aquecida para uma temperatura de fiação no âmbito de 60°C ou mais.
40. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 36 a 39, caracterizado pelo fato de que a solução de fiação é desgaseificada antes do processamento na etapa (c).
41. Processo de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que a desgaseificação dá-se com ultrassom.
42. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 36 a 41, caracterizado pelo fato de que a solução de fiação compreende um reticulador.
43. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 36 a 42, caracterizado pelo fato de que o rotor é aquecido para

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100 a 140°C.
44. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 36 a 43, caracterizado pelo fato de que o material de gelatina das fibras da formação de emaranhado é reticulado.
45. Processo de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que a reticulação é realizada enzimaticamente, sob uso de formadores de complexo, ou quimicamente.
46. Processo de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que a reticulação é realizada quimicamente, por meio de um ou mais aldeídos.
47. Processo de acordo com a reivindicação 46, caracterizado pelo fato de que a reticulação é realizada em duas etapas.

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