BRPI1014059B1

BRPI1014059B1 - Métodos de fabricação de um elemento de espuma polimérica com uma espessura maior que cerca de 1 cm e de um dispositivo médico

Info

Publication number: BRPI1014059B1
Application number: BRPI1014059-0A
Authority: BR
Inventors: S. Shetty Dhanuraj; Chun Iksoo; N. Vyakarnam Murty; Patrick Hyland Thomas
Original assignee: Advanced Technologies And Regenerative Medicine, Llc
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2018-08-14
Also published as: CN102481388A; AU2010234800A1; JP5730853B2; EP2413981A1; AU2010234800B2; KR20120027175A; JP2012522871A; WO2010117824A1; CA2757286C; BRPI1014059A2; EP2413981B1; US20100247598A1; CA2757286A1

Description

(54) Título: MÉTODOS DE FABRICAÇÃO DE UM ELEMENTO DE ESPUMA POLIMÉRICA COM UMA

ESPESSURA MAIOR QUE CERCA DE 1 CM E DE UM DISPOSITIVO MÉDICO (51) lnt.CI.: A61L 15/26; A61L 15/42; A61L 27/18; A61L 27/56; A61L 31/06; A61L 31/14; C08J 9/28 (30) Prioridade Unionista: 31/03/2009 US 12/415,260 (73) Titular(es): ADVANCED TECHNOLOGIES AND REGENERATIVE MEDICINE, LLC (72) Inventor(es): DHANURAJ S. SHETTY; IKSOO CHUN; MURTY N. VYAKARNAM; THOMAS PATRICK HYLAND (85) Data do Início da Fase Nacional: 30/09/2011

1/15

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODOS DE FABRICAÇÃO DE UM ELEMENTO DE ESPUMA POLIMÉRICA COM UMA ESPESSURA MAIOR QUE CERCA DE 1 CM E DE UM DISPOSITIVO MÉDICO. CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se, em geral, ao campo de reparo e regeneração de tecidos. Especificamente, a invenção refere-se a espumas biocompatíveis porosas de células abertas e a seu uso para reparo e regeneração de tecidos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Espumas biocompatíveis porosas de células abertas são reconhecidas por ter potencial significativo para uso em reparo e regeneração de tecidos. Entre os usos potenciais para tais espumas estão sistemas de aplicação de medicamentos, regeneração neural, substituições vasculares e modelos ósseos artificiais. Áreas específicas de significado imediato incluem o uso de espumas microcelulares biodegradáveis para aplicações em regeneração de osso e cartilagem, bem como para o uso de espumas microcelulares para geração de órgão. Tentativas anteriores em reparo e regeneração de tecidos utilizaram espumas biocompatíveis amorfas como um tampão poroso para preencher espaços vazios no osso.

Por exemplo, sabe-se que as espumas porosas de células abertas de ácidos poli-hidróxi têm tamanhos de poro na faixa de cerca de 10 a cerca de 200 micrômetros para o crescimento interno de vasos sanguíneos e células. tais espumas podem ser reforçadas com fibras, fios, e tranças, tecidos de malha, talagarças e similares. as espumas pode consistir em uma variedade de polímeros de ácido poli-hidróxi e copolímeros como poli-llactídeo, poli-dl-lactídeo, poliglicolídeo, e polidioxanona. nisso, também são conhecidas espumas porosas de células abertas tridimensionais interconectadas, que têm um gradiente em composição e/ou microestrutura em uma ou mais direções. outro exemplo de espumas conhecidas são as espumas la30 minadas tridimensionais fabricadas da seguinte maneira. uma membrana porosa é preparada inicialmente pela secagem de uma solução de polímero contendo cristais de sal lixiviável. uma estrutura tridimensional é então obtiPetição 870180027438, de 05/04/2018, pág. 9/12

2/15 da por laminação de várias membranas juntas que, então, são seccionadas com o uso de um desenho de contorno do formato desejado. Entretanto, esse processo é pouco prático e longo.

A liofilização convencional presta-se a muitas vantagens durante o processamento de polímeros termicamente sensíveis, além de ser um método de fabricação de espumas de polímero. Adicionalmente, presta-se a metodologias de processamento asséptico para aplicações biodegradáveis especificamente durante o uso de misturas de polímeros com fármacos ou outros agentes bioativos como fatores de crescimento, proteínas, etc. Um processo de liofilização convencional é conduzido da seguinte maneira: Uma solução de polímero é preparada com uma concentração conhecida. Depois de preparada, a solução é despejada em um molde. O molde contendo a solução de polímero é então colocado sobre a prateleira de secagem por congelamento que passa pelo ciclo completo de liofilização que inclui a etapa de congelamento seguida da etapa de secagem. A tecnologia é limitada, entretanto, para preparar espumas finas com uma espessura menor que cerca de 1 cm e com uma porosidade uniforme ao longo da seção transversal da espuma. Tentativas para preparar espumas grossas (maiores que 1 cm em espessura) deixaram de produzir espumas com porosidade e morfologia uniformes em toda a espessura da espuma, mas tais processos são demorados, exigindo frequentemente tempos de processamento de mais de 3 dias para processar uma espuma. Não é fácil fazer espumas porosas uniformes com o uso dos dois principais métodos tradicionais de fabricação de espumas, a saber: secagem por congelamento sob baixas temperaturas (isto é, liofilização) e lixiviação de sal.

Um processo convencional de lixiviação de sal é conduzido da seguinte maneira: Particulados de sal são preparados por peneiramento. O tamanho desejável dos particulados de sal é controlado pelo peneiramento. As soluções de polímero são preparadas pela dissolução de diferentes quantidades e tipos de polímeros em solvente (por exemplo, cloreto de metileno ou clorofórmio). Particulados de sal peneirados são adicionados à solução de polímero, e a dispersão é delicadamente agitada em vórtex. A solução é

3/15 despejada em um molde. Subsequentemente, o molde com dispersão é pressionado por aparelho de pressão. As amostras formadas são retiradas do molde. As amostras são dissolvidas por um tempo desejável (48 h) em água deionizada. As amostras com o sal removido são submetidas à secagem por congelamento por um tempo desejável (cerca de 48 h) sob baixas temperaturas. As armações são submetidas à secagem em um forno a 25°C durante 1 semana para remover o solvente residual. Uma limitação da lixiviação de sal é que, muitas vezes, é difícil a formação de pequenos microporos com sal e tal método exige uma alta carga de sal para chegar ao sistema de canaletas entre os poros para produzir espumas microporosas contínuas.

Existe uma necessidade nessa técnica por processos inovadores para a fabricação de espumas grossas de alta qualidade a partir de polímero biodegradável que tem estruturas uniformes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Consequentemente, é apresentado um método de fabricação de espumas biocompatíveis grossas de polímero biodegradável que têm poros interconectados e adicionalmente têm estruturas morfológicas uniformes. As espumas poliméricas grossas são preparadas por liofilização de uma solução de polímero gelificada.

Outro aspecto da presente invenção é a espuma polimérica grossa que tem poros interconectados produzidos pelo processo descrito acima.

Esses e outros aspectos e vantagens da presente invenção ficarão mais aparentes a partir da descrição e dos desenhos a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura (MEV) de uma seção transversal do fundo de uma armação de espuma polimérica grossa (2,5 cm) produzida pelo processo inovador da presente invenção.

A figura 2 é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura (MEV) de uma seção transversal da porção média de uma armação de espuma de 2,5 cm.

4H5

A figura 3 é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura (MEV) de uma seção transversal do topo de uma armação de espuma grossa produzida pelo método da presente invenção.

A figura 4 é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura 5 (MEV) de uma espuma grossa que tem canaletas, produzida pelo processo da presente invenção.

A figura 5 é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura (MEV) de uma espuma que tem canaletas, produzida pelo processo inovador da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

É apresentado o método inovador da presente invenção para a fabricação de espumas biocompatíveis grossas de polímero biodegradável, que têm poros interconectados e adicionalmente têm uma estrutura morfológica uniforme. O termo poros interconectados é definido por ter seu signifi15 cado convencional como, de outro modo, expandido na presente invenção, especificamente onde as células são estruturas de células abertas que estão interconectadas com suas células adjacentes que fornecem rotas para a migração das células e a transferência de nutrientes. O termo estrutura morfológica uniforme é definido por ter seu significado convencional como, de ou20 tro modo, expandido na presente invenção, especificamente as faixas de tamanho de poro são uniformes pela espessura da armação.

As espumas grossas da presente invenção são preparadas de acordo com o método inovador da presente invenção, fornecendo uma solução de polímero termorreversível, despejando a solução em um molde, colo25 cando o molde sobre uma prateleira pré-resfriada em um liofilizador por um período de tempo suficiente para transformar a solução em gel, e removendo o solvente da solução de polímero termorreversível gelificado por liofilização, fornecendo assim uma espuma polimérica grossa,

Com os propósitos dessa invenção, grossa é definida como maior que cerca de 1 cm.

Uma solução de polímero termorreversível, com os propósitos dessa invenção, é definida como uma solução de polímero que sofrerá tran5/15 sição entre um líquido e um gel, dependendo da temperatura da solução. O processo de gelificação, que transforma um líquido em um gel, começa com uma mudança na temperatura, como uma diminuição na temperatura que favorece a formação de um gel. A transição de líquido em gel (e vice-versa) é termorreversível, de modo que um aumento subsequente na temperatura resulta na transformação do gel em um líquido. O gel é definido como uma rede sólida contínua envolvida em uma fase líquida contínua. A temperatura de transição gel/líquido é uma função da concentração de polímero e da interação do solvente.

A solução de polímero termorreversível é preparada, dissolvendo um ou mais polímeros biodegradáveis e biocompatíveis em um solvente adequado, como 1,4-dioxano. O polímero está presente na solução na quantidade de tipicamente cerca de 0,5 a cerca de 10 por cento, em peso. Em outra modalidade, o polímero está presente na solução na quantidade de cerca de 2 a cerca de 6 por cento, em peso. Em ainda outra modalidade, o polímero está presente na solução na quantidade de cerca de 5 por cento, em peso. Outras concentrações de polímero na solução podem ser usadas, dependendo da concentração máxima que pode ser feita com o uso do solvente. Por exemplo, com 1,4-dioxano, a concentração máxima atingida é de 15%, em peso do polímero. O polímero é dissolvido no 1,4-dioxano em uma temperatura suficientemente eficaz para dissolver o polímero, por exemplo, cerca de 60°C e, de preferência, com agitação como agitação. A solução é de preferência filtrada antes de despejá-la em um molde para liofilização.

Exemplos de polímeros biocompatíveis e biodegradáveis adequados úteis para a fabricação das espumas grossas da presente invenção incluem polímeros selecionados do grupo consistindo em poliésteres alifáticos, poli(aminoácidos), copoli(éter-ésteres), oxalatos de polialquilenos, poliamidas, poli(iminocarbonatos), poliortoésteres, polioxaésteres, poliamidoésteres, polioxaésteres contendo grupos amina, poli(anidridos), polifosfazenos, biomoléculas e misturas das mesmas. Com o propósito dessa invenção, os poliésteres alifáticos incluem, mas não se limitam a homopolímeros e copolímeros de lactídeo (que inclui ácido láctico, d-, 1- e mesolactídeo), glicolida

6/15 (incluindo ácido glicólico), epsilon-caprolactona, p-dioxanona (1,4-dioxan-2ona), carbonato de trimetileno (1,3-dioxan-2-ona), derivados alquila de carbonato de trimetileno e misturas dos mesmos. Em uma modalidade, o poliéster alifático é um copolímero de lactídeo e glicolida. Em outra modalidade, o poliéster alifático é um copolímero de lactídeo e glicolida que tem uma razão molar entre cerca de 95:5.

Uma classe preferencial de polímeros de poliéster alifático é composta por copolímeros elastoméricos. Com o propósito dessa invenção, copolímeros elastoméricos são definidos como materiais que, à temperatura ambiente, podem ser estendidos repetidas vezes até pelo menos cerca de duas vezes seu comprimento original e, à liberação imediata de estresse, retornarão a aproximadamente seu comprimento original. Elastômeros biodegradáveis e biocompatíveis adequados incluem, mas não se limitam a copolímeros elastoméricos de epsilon-caprolactona e glicolida (tendo, de preferência, uma razão molar de epsilon-caprolactona e glicolida de cerca de 30:70 a cerca de 70:30, de preferência 35:65 a cerca de 65:35, e com mais preferência 35:65 a 45:55); copolímeros elastoméricos de epsiloncaprolactona e lactídeo, incluindo L-lactídeo, D-lactídeo e misturas dos mesmos ou copolímeros de ácido láctico (tendo, de preferência, uma razão molar de epsilon-caprolactona e lactídeo de cerca de 35:65 a cerca de 65:35 e com mais preferência 30:70 a 45:55), copolímeros elastoméricos de pdioxanona (1,4-dioxan-2-ona) e lactídeo incluindo L-lactídeo, D-lactídeo e ácido láctico (tendo, de preferência, uma razão molar de p-dioxanona e lactídeo de cerca de 40:60 a cerca de 60:40); copolímeros elastoméricos de epsilon-caprolactona e p-dioxanona (tendo, de preferência, uma razão molar de epsilon-caprolactona e p-dioxanona de cerca de 30:70 a cerca de 70:30); copolímeros elastoméricos de p-dioxanona e carbonato de trimetileno (tendo, de preferência, uma razão molar de p-dioxanona e carbonato de trimetileno de cerca de 30:70 a cerca de 70:30); copolímeros elastoméricos de carbonato de trimetileno e glicolida (tendo, de preferência, uma razão molar de carbonato de trimetileno e glicolida de cerca de 30:70 a cerca de 70:30); copolímero elastomérico de carbonato de trimetileno e lactídeo incluindo L7/15 lactídeo, D-lactídeo, misturas dos mesmos ou copolímeros de ácido láctico (tendo, de preferência, uma razão molar de carbonato de trimetileno e lactídeo de cerca de 30:70 a cerca de 70:30) e misturas dos mesmos.

Em uma modalidade, o poliéster alifático é um copolímero elastomérico de e-caprolactona e glicolida. Em outra modalidade, os copolímeros elastoméricos de epsilon-caprolactona e glicolida têm uma razão molar de epsilon-caprolactona e glicolida de cerca de 30:70 a cerca de 70:30. Em outra modalidade, os copolímeros elastoméricos de epsilon-caprolactona e glicolida têm uma razão molar de epsilon-caprolactona e glicolida de cerca de 35:65 a cerca de 65:35. Em ainda outra modalidade, os copolímeros elastoméricos de epsilon-caprolactona e glicolida têm uma razão molar de epsiloncaprolactona e glicolida de cerca de 35:65 a 45:55.

Uma vez que uma solução de polímero foi preparada conforme descrito acima, a solução é despejada em um molde convencional que tem dimensões tais que uma espuma grossa maior que 1 cm pode ser preparada. O volume da solução adicionada no molde dependerá do tamanho do molde e da espessura desejada da espuma. Um elemento versado na técnica seria capaz de determinar o volume adequado da solução para ser despejado no molde para fornecer uma espuma grossa maior que 1 cm com base no tamanho do molde. Opcionalmente, inserções do molde podem ser incorporadas no molde preenchido com a solução, de tal modo que, além da porosidade uniforme e da estrutura morfológica da espuma, formatos e contornos alternativos possam ser produzidos e incorporados na espuma, como canaletas ou rotas.

O molde contendo a solução de polímero é colocado sobre uma prateleira pré-resfriada em um liofilizador convencional. A prateleira é préresfriada a uma temperatura suficiente para efetivamente induzir a solução a formar um gel como, por exemplo, uma temperatura na faixa de cerca de 10°C +/- 5°C. Os versados na técnica compreenderão que a temperatura irá variar com parâmetros como a concentração de polímero e o solvente. A solução é mantida na temperatura pré-resfriada por um período de tempo suficientemente eficaz, de tal modo que a solução fique completamente geli8/15 ficada. Por exemplo, a solução pode ser mantida na temperatura préresfriada por cerca de 360 min a cerca de 1440 min.

O solvente 1,4-dioxano é então removido da solução gelificada com o uso de um ciclo adequado de liofilização convencional. Por exemplo, depois da etapa de gelificação, conforme descrito acima, o ciclo de liofilização começa com uma etapa de congelamento, seguida de uma etapa de secagem primária em que um vácuo é aplicado para remover o solvente; por fim, são realizadas múltiplas etapas de secagem secundária, incluindo aumento lento da temperatura e aumento do vácuo para garantir a remoção completa do solvente. Ciclos de liofilização exemplificadores são detalhados nos exemplos abaixo. É fornecida uma espuma grossa ao término do ciclo de liofilização. A espuma grossa tem porosidade uniforme e estrutura morfológica.

Além disso, podem ser adicionados sólidos ao sistema polímerosolvente. Os sólidos adicionados ao sistema polímero-solvente, de preferência, não reagirão com o polímero nem com o solvente. Sólidos adequados incluem materiais promotores de regeneração ou recrescimento dos tecidos, tampões, materiais de reforço ou modificadores de porosidade. Sólidos adequados incluem, mas não se limitam a, partículas de osso desmineralizado, partículas de fosfato de cálcio, ou partículas de carbonato de cálcio para reparo ósseo, sólidos lixiviáveis para criação de poros e partículas de polímeros biodegradáveis não solúveis no sistema de solvente como reforço ou para criar poros conforme eles são absorvidos. Sólidos lixiviáveis adequados incluem, mas não se limitam a materiais lixiviáveis não tóxicos selecionados do grupo consistindo em sais (isto é, cloreto de sódio, cloreto de potássio, cloreto de cálcio, tartarato de sódio, citrato de sódio, e similares), mono e dissacarídeos biocompatíveis (isto é, glicose, frutose, dextrose, maltose, lactose e sacarose), polissacarídeos (isto é, amido, alginato), proteínas solúveis em água (isto é, gelatina e agarose). Em geral, todos esses materiais têm um diâmetro médio menor que cerca de 1 mm e, de preferência, terão um diâmetro médio de cerca de 50 a cerca de 500 mícrons. As partículas, em geral, constituem um volume de cerca de 1 a cerca de 50 por cento do volu9/15 me total da partícula e da mistura de polímero-solvente (em que a porcentagem do volume total é igual a 100 por cento, em peso). Os materiais lixiviáveis podem ser removidos por imersão da espuma com o material lixiviável em um solvente em que a partícula é solúvel por uma quantidade suficiente de tempo para permitir a lixiviação de substancialmente todas as partículas, mas que não dissolve nem altera a espuma de forma prejudicial. O solvente de extração preferido é a água, com a máxima preferência para água destilada-deionizada. De preferência, a espuma será submetida à secagem após o término do processo de lixiviação sob baixas temperaturas e/ou vácuo para minimizar a hidrólise da espuma a menos que a absorção acelerada da espuma seja desejável.

As espumas grossas da presente invenção que têm essa arquitetura uniforme, conforme descrito na presente invenção, são particularmente vantajosas em aplicações de engenharia tecidual para mimetizar a estrutura de tecidos de ocorrência natural, como cartilagem, pele, osso e tecido vascular. Por exemplo, com o uso de um copolímero elastomérico de poli(epsilon-caprolactona-co-glicolida) que tem uma razão molar entre 35/65, podemos preparar espumas elastoméricas grossas e, com o uso de um copolímero de poli(lactídeo co-glicolida) que tem uma razão molar entre 95/5, podemos preparar espumas grossas que são duras e rígidas. Pode ser formada uma espuma que sofre transições de uma espuma esponjosa mais macia para uma espuma mais rígida mais rígida semelhantemente à transição de cartilagem para osso, preparando-se espumas grossas a partir de misturas do poli(epsilon-caprolactona-co-glicolida) que tem uma razão molar entre 35/65 e um copolímero de poli(lactídeo co-glicolida) que tem uma razão molar entre 95/5. Evidentemente, outras misturas de polímeros podem ser usadas por seus efeitos similares de gradiente ou para fornecer diferentes gradientes, como diferentes perfis de absorção, perfis de resposta ao estresse, ou diferentes graus de elasticidade.

As inovadoras espumas grossas da presente invenção produzidas pelos processos inovadores da presente invenção são úteis na preparação de dispositivos médicos como arcabouços de tecidos para aplicações

10/15 como regeneração de pele e regeneração de cartilagem. As espumas também podem ser usadas em combinação com outros dispositivos que podem ser adicionados durante a etapa de liofilização. Por exemplo, redes e nãotecidos. Além disso, as espumas produzidas com o uso desse processo e o uso de materiais como 95/5 APL/PGA são rígidas e fortes. As espumas grossas da presente invenção podem ser adicionalmente processadas para preparar dispositivos médicos. As espumas grossas podem ser usinadas ou cortadas a laser, ou processadas com o uso de outras técnicas convencionais, para fornecer dispositivos médicos e componentes de dispositivos mé10 dicos incluindo, mas não se limitando a camadas ou filmes de espuma fina, dispositivos tridimensionais que têm formas ou estruturas simétricas ou assimétricas, incluindo parafusos, pinos, implantes, implantes tipo rede, etc. e estruturas tridimensionais de formato assimétrico, como formas ou estruturas irregulares de tecidos de órgãos submetidos à engenharia e contornado para se ajustar a defeitos teciduais irregulares, como osso ou tecido mole.

Os exemplos a seguir são ilustrativos dos princípios e da prática desta invenção, embora não sejam limitantes a isso. Numerosas modalidades adicionais no escopo e no espírito da invenção ficarão evidentes aos versados na técnica, uma vez que tenham o benefício desta descrição.

Exemplo 1:

Este exemplo descreve a preparação de espumas grossas para implantes de tecidos. Foi preparada uma solução de polímero termorreversível. Uma solução de 1,4 dioxano/(35/65 poiicaprolactona/poliglicolida) (PCL/PGA), com razão entre o peso de A 90/10, (Ethicon, Inc., Somerville, NJ,

EUA) foi pesada em um frasco. O frasco foi colocado em um banho-maria, com agitação a 70°C por 5-6 horas. A solução foi, então, filtrada com o uso de um filtro de extração, de porosidade extra grossa, tipo ASTM 170-220 (EC) e armazenada em frasco à temperatura ambiente.

Um sistema térmico de cinética (liofilizador FTS Dura de seca30 gem por congelamento) (Modelo # TD3B2T5100): Stone Ridge, NY, EUA) foi usado para realizar o experimento. A prateleira foi pré-resfriada a uma temperatura de 12 °C. A solução de polímero preparada acima foi despejada em

11/15 um molde de 11,4 cm (4,5) x 11,4 cm (4,5) x 6,4 cm (2,5) (para uma espuma de 2,5 cm, foram usados 330 mL da solução). O molde era uma calha retangular produzida a partir de alumínio e revestida com Teflon. O molde preenchido com a solução foi colocado sobre a prateleira pré-resfriada. O ciclo foi rodado com o uso das condições da tabela 1.

Tabela 1: Condições de secagem por congelamento para o exemplo 2

Etapas	Temperatura (°C)	Taxa (°C/min)	Tempo (minutos)	Vácuo (Pa (mTorr))
Etapa de Gel	12	2,5	1440	sem vácuo
Etapa de Congelamento	-17	0,1	15	sem vácuo
Secagem Primária	-17	2,5	600	133,3 (1000)
Secagem Secundária -1	-7	2,5	300	13,3 (100)
Secagem Secundária - 2	5	2,5	300	13,3 (100)
Secagem Secundária - 3	20	2,5	150	13,3 (100)
Secagem Secundária - 4	30	2,5	150	13,3 (100)

Na etapa de gelificação, as prateleiras foram mantidas a uma temperatura de 12°C por 1440 min., tempo durante o qual se permitiu que a solução se transformasse em gel. A temperatura da prateleira foi definida em

-17°C durante 15 minutos em uma taxa de rampa de resfriamento de

0,1 °C/min para a etapa do congelamento. Ao fim dessa etapa, a temperatura foi mantida em -17°C por 250 min, para garantir que a solução gelificada ficasse completamente congelada. Ao fim do ciclo de congelamento, a etapa de secagem foi iniciada para a sublimação de 1,4 dioxano. Na primeira eta15 pa, foi aplicado vácuo a 133,3 Pa (1000 mTorr), mantendo a temperatura da prateleira a -17°C. Essas condições foram fixadas em 600 min. A secagem secundária foi realizada em quatro etapas, para remover qualquer dioxano residual. Inicialmente, a temperatura foi elevada para -7°C em uma taxa de rampa de aquecimento de 2,5°C/min e mantida por 300 min em um vácuo definido em 13,3 Pa (100 mTorr). A temperatura foi então elevada para 5 °C e mantida por 300 min em um nível de vácuo de 13,3 Pa (100 mTorr). No terceiro estágio, a temperatura foi então elevada para 20°C por 150 min em um nível de vácuo de 100. No estágio final da etapa de secagem secundária, o liofilizador foi trazido à temperatura ambiente e mantido por 150 min e

12/15

13,3 Pa (100 mTorr). Ao fim dessa etapa, tanto o ciclo como o vácuo foram interrompidos. A espuma grossa foi retirada do molde e amostras foram fornecidas para microscopia eletrônica de varredura (MEV). As figuras 1, 2, e 3 mostram as imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (SEM) de seções transversais do fundo, da porção média e do topo da amostra de espuma grossa. As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (SEM) mostraram que a porosidade uniforme era alcançada em toda a seção transversal da armação. A espessura final obtida após a liofilização era de cerca de 2,2 cm. A arquitetura do poro era uniforme em termos de sua morfologia e tamanho do poro em toda a espessura da estrutura da espuma. Exemplo 2

Uma solução de polímero termorreversível foi preparada a partir de 35/65 PCL/PGA e 1,4-dioxano conforme descrito no exemplo 1. Um molde de 11,4 cm (4,5) x 11,4 cm (4,5) x 6,4 cm (2,5) (molde de alumínio re15 vestido com Teflon) foi preenchido com 330 ml da solução de polímero para preparar uma espuma de cerca de 2,5 cm em espessura e foi colocado sobre a prateleira de secagem por congelamento (liofilizador FTS Dura de secagem por congelamento), que foi pré-resfriada a uma temperatura de 12°C. A Tabela 2 descreve as etapas de liofilização. Nesse experimento, na primei20 ra etapa do ciclo de secagem, a temperatura da prateleira foi reduzida para 17°C em uma taxa da rampa de velocidade lenta de 0,1°C/min.

Tabela 2: Condições de secagem por congelamento para o exemplo 2

Etapas	Temperatura (°C)	Taxa (°C/min)	Tempo (minutos)	Vácuo (Pa (mTorr))
Etapa de Gel	12	2,5	1440	sem vácuo
Etapa de Congelamento 1	-17	0,1	15	sem vácuo
Etapa de Congelamento 1	-15	0,1	250	sem vácuo
Secagem Primária	-17	2,5	600	133,3 (1000)
Secagem Secundária -1	-7	2,5	300	13,3(100)
Secagem Secundária - 2	5	2,5	300	13,3 (100)
Secagem Secundária - 3	20	2,5	150	13,3 (100)
Secagem Secundária - 4	30	2,5	150	13,3 (100)

A espuma seca grossa foi removida do molde. Uma amostra

13/15 dessa espuma foi cortada para análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV) com o objetivo de avaliar os poros. Foram obtidas imagens por microscopia eletrônica de varredura (SEM) do topo, da porção média e do fundo dessa espuma. As imagens obtidas por microscopia eletrônica de var5 redura (SEM) novamente mostraram morfologia uniforme do poro semelhantemente à espuma grossa preparada no exemplo 1.

Exemplo 3

Uma solução de polímero termorreversível foi preparada com o uso de 95/5 polí(lactídeo-co-glicolida)(APL/PGA) e 1,4-dioxano de acordo com os métodos do exemplo 1. Um molde de 11,4 cm (4,5) x 11,4 cm (4,5) x 6,4 cm (2,5) (molde de alumínio revestido com Teflon) foi preenchido com 330 ml da solução de polímero para preparar uma espuma de cerca de 2,5 cm em espessura e foi colocado sobre a prateleira de secagem por congelamento (liofilizador FTS Dura de secagem por congelamento), que foi pré15 resfriada a uma temperatura de 12°C. A tabela 4 descreve o ciclo de liofilização. Nesse experimento, na 2a etapa do ciclo de congelamento, a temperatura da prateleira foi reduzida para -17°C em uma taxa da rampa de velocidade lenta de 0,1°C/min.

Tabela 4: Condições de secagem por congelamento para o exemplo 4

Etapas	Temperatura (°C)	Taxa (°C/min)	Tempo (minutos)	Vácuo (Pa (mTorr))
Etapa de Gel	12	2,5	1440	sem vácuo
Etapa de Congelamento 1	-17	0,1	15	sem vácuo
Etapa de Congelamento 1	-15	0,1	250	sem vácuo
Secagem Primária	-17	2,5	600	133,3 (1000)
Secagem Secundária -1	-7	2,5	300	13,3 (100)
Secagem Secundária - 2	5	2,5	300	13,3 (100)
Secagem Secundária - 3	20	2,5	150	13,3 (100)
Secagem Secundária - 4	30	2,5	150	13,3 (100)

A espuma seca grossa foi removida do molde. Uma amostra dessa espuma foi cortada para caracterização da microscopia eletrônica de varredura (MEV) com o objetivo de avaliar os poros. Foram obtidas imagens

14/15 por microscopia eletrônica de varredura (SEM) de seções transversais do topo, da porção média e do fundo da armação. A morfologia da espuma era novamente similar à espuma preparada no exemplo 1.

Exemplo 4

Uma solução de polímero termorreversível foi preparada a partir de 35/65 PCL/PGA e 1,4-dioxano conforme descrito no exemplo 1. Um molde de 5,1 cm (2) x 5,1 cm (2) x 1,9 cm (3/4) (molde de alumínio revestido com Teflon) foi preenchido com 330 ml da solução de polímero para preparar uma espuma de cerca de 1 cm em espessura e pinos revestidos com

Teflon de 1 mm de diâmetro foram inseridos em um molde superior de alumínio em uma matriz regular (3X5). O espaçamento entre os pinos era de 2 mm.

O molde preenchido com a solução foi colocado sobre a prateleira de secagem por congelamento (liofilizador FTS Dura de secagem por congelamento), que foi pré-resfriada a uma temperatura de 12°C. A Tabela 5 descreve o ciclo das etapas de liofilização. Nesse experimento, na 2a etapa do ciclo de congelamento, a temperatura da prateleira foi reduzida para 17°C em uma taxa da rampa de velocidade lenta de 0,1°C/min.

Tabela 5: Condições de secaqem por conqelamen	to para o exemplo 5
Etapas	Temperatura (°C)	Taxa (°C/min)	Tempo (minutos)	Vácuo (Pa (mTorr))
Etapa de Gel	12	2,5	1440	sem vácuo
Etapa de Congelamento 1	-17	0,1	15	sem vácuo
Etapa de Congelamento 1	-15	0,1	250	sem vácuo
Secagem Primária	-17	2,5	600	133,3 (1000)
Secagem Secundária -1	-7	2,5	300	13,3 (100)
Secagem Secundária - 2	5	2,5	300	13,3 (100)
Secagem Secundária - 3	20	2,5	150	13,3(100)
Secagem Secundária - 4	30	2,5	150	13,3(100)

A espuma seca grossa foi removida do molde. As figuras 4, 5 e 6 mostram a vista superior e a vista inferior da espuma grossa, respectivamente. De modo similar, espumas maiores que 1 cm em espessura podem ser preparadas com o uso de inserções de molde para criar vários formatos e

15/15 contornos de espuma, bem como estruturas secundárias da espuma, incluindo canaletas e similares.

Embora esta invenção tenha sido mostrada e descrita em relação às modalidades detalhadas da mesma, será compreensível pelos versa5 dos na técnica que várias alterações na forma e detalhe da mesma podem ser feitas sem que se desvie do espírito e escopo da invenção reivindicada.

1/2

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de fabricação de um elemento de espuma polimérica com uma espessura maior que cerca de 1 cm, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

5 fornecer uma solução de polímero termorreversível, a dita solução compreendendo um polímero biocompatível e biodegradável, e um solvente;

colocar a dita solução em um molde;

resfriar a solução no dito molde a uma temperatura de pré10 resfriamento e manter a solução a dita temperatura de pré-resfriamento por de 360 min a 1440 minutos até que a solução se gelifique; e remover o solvente por liofilização para produzir um elemento de espuma com uma espessura maior que cerca de 1 cm e poros interconectados,

15 em que o polímero biodegradável e biocompatível compreende um polímero selecionado do grupo consistindo em poliéster alifático selecionado do grupo consistindo em homopolímeros e copolímeros de lactídeo, ácido láctico, glicolida, ácido glicólico, ε-caprolactona, p-dioxanona (1,4dioxan-2-ona), carbonato de trimetileno (1,3-dioxan-2-ona), derivados alquila

20 de carbonato de trimetileno, δ-valerolactona, β-butirolactona, γ-butirolactona, ε-decalactona, hidroxibutirato, hidroxivalerato, 1,4-dioxepan-2-ona, 1,5,8, 12tetraoxaciclotetradecano-7,14-diona), 1,5-dioxepan-2-ona, 6,6-dimetil-1,4dioxan-2-ona e misturas de polímeros dos mesmos, e em que o solvente é o 1,4- dioxano.

25 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a liofilização compreende uma primeira etapa de congelamento e uma primeira etapa de secagem, e pelo menos uma etapa adicional e subsequente de secagem.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo

30 fato de que a solução compreende adicionalmente um sólido lixiviável selecionado do grupo consistindo em cloreto de sódio, cloreto de potássio, cloreto de cálcio, tartarato de sódio, citrato de sódio, glicose, frutose, dextrose,

Petição 870180037321, de 07/05/2018, pág. 5/9
2/2 maltose, lactose, sacarose e misturas dos mesmos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução compreende adicionalmente um agente terapêutico selecionado do grupo consistindo em anti-infecciosos, hormônios, analgésicos, agentes anti-inflamatórios, fatores de crescimento, agentes quimioterápicos, agentes antirrejeição, prostaglandinas, peptídeos RDG e misturas dos mesmos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os poros têm uma morfologia uniforme tal que as faixas de tamanho de poros são uniformes pela espessura da armação.

6. Método de fabricação de um dispositivo médico, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

preparar um elemento de espuma pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5;

cortar o elemento de espuma em um dispositivo médico.

Petição 870180037321, de 07/05/2018, pág. 6/9

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FIG 1.

2/5

FIG 2.
3/5

FIG 3.
4/5

Fig 4 .
5/5

Fig 5.

5 Θ Θ Mm«y