ES2221931T3 - Hidrogeles deshidratados. - Google Patents

Abstract

HIDROGEL DESHIDRATADO QUE INCORPORA UN PLASTIFICADOR Y FIBRAS QUE FACILITAN CATIONES PARA EL ENLACE CRUZADO DEL HIDROGEL DESHIDRATADO.

Description

Hidrogeles deshidratados.

La presente invención se refiere a composiciones de hidrogel deshidratadas que pueden ser útiles para el tratamiento de heridas.

Un hidrogel es una red macromolecular reticulada hinchada con agua o fluidos biológicos. Un hidrogel deshidratado es una red macromolecular reticulada que se hincha para formar un hidrogel después del contacto con agua o fluidos biológicos. Debido a su condición de "deshidratado", los hidrogeles deshidratados son fácilmente almacenables y transportables. Además, cuando se aplican en el estado seco a una herida se comportan como materiales súper absorbentes.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una composición de hidrogel deshidratada que contiene menos de un 20% en peso de agua y que comprende una matriz de un hidrogel deshidratado formada mediante la reticulación de un polímero precursor de hidrogel que es capaz de ser reticulado por cationes di o de mayor valencia, dicha matriz incorpora fibras que tienen cationes donados para reticular dichos polímeros precursores, dicha matriz incorpora un plastificante.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un método para producir una composición de hidrogel deshidratada que contiene menos de un 20% en peso de agua, que incluye

(i) dispersar fibras en una solución acuosa de un polímero precursor de hidrogel que incluye un plastificante, dichas fibras son capaces de donar cationes para reticular dicho polímero precursor de hidrogel para formar un hidrogel;

(ii) efectuar la formación de un hidrogel mediante la reticulación del polímero precursor de hidrogel mediante la donación de cationes de dichas fibras para formar un producto hidrogel que contenga dicho hidrogel y fibras producto derivadas de las fibras que tienen cationes donados debido a la reticulación; y

(iii) evaporar agua de dicho producto hidrogel con el fin de producir dichas composiciones en la forma de un hidrogel deshidratado que contenga dichas fibras producto.

La composición de hidrogel deshidratado se puede encontrar en forma de una película que tiene un grosor, por ejemplo, de desde 20 micrones a 1mm.

Las composiciones de hidrogel deshidratadas de la invención presentan una serie de ventajas. En particular, la presencia de fibras proporciona fuerza y estabilidad dimensional al hidrogel deshidratado. Además las películas de las composiciones de hidrogel deshidratadas tienen la propiedad de hincharse en sólo la dimensión de grosor y no en las otras dos dimensiones (comparado con películas de hidrogeles deshidratados convencionales que se hinchan en las tres dimensiones).

Típicamente, las composiciones de hidrogel deshidratadas de acuerdo con la invención incluirán (basándose en el peso total de las fibras, el polímero que forma el hidrogel, y el plastificante, por ejemplo excluyendo el agua y los otros componentes) de 15 a 40% en peso de fibras, de 10 a 35% y de 5 a 75% de plastificante. Más preferentemente las fibras y el polímero juntos proporcionan aproximadamente de 40-60%, idealmente aproximadamente un 50% por peso, sobre la base del mismo peso, de tal forma que el plastificante correspondiente proporciona de 60-40%, idealmente aproximadamente un 50%. Generalmente la cantidad de fibras excederán la cantidad de polímeros. Por ejemplo la relación de peso puede ser 1.5-3:1. Las composiciones de hidrogel deshidratadas contienen menos de un 20% en peso de agua basándose en el peso total de las composiciones de hidrogel deshidratadas.

Los ejemplos de material precursor del hidrogel que se pueden usar incluyen alignato de sodio, carboximetilcelulosa de sodio, pectinato de sodio, O-carboximetil citosa (OCC) de sodio, N,O-carboximetilcitosan (NOCC) de sodio, poliacrilato de sodio y gomas y polímeros sintéticos que contienen grupos ácido carboxílico (humectantes) de origen natural.

Las composiciones de hidrogel deshidratadas pueden incorporar Ace Mannan (u otros componentes de Aloe Vera) que es un polímero natural que se sabe que acelera la curación de heridas. El Ace Mannan puede, por ejemplo, proporcionar hasta un 80% de la matriz. El Ace Mannan puede ser un material de grado clínico que se puede obtener de Carrington Laboratories, Dallas, Texas, U.S.A.

Las fibras que se utilizan contienen un catión de valencia di o superior que es efectivo para reticular el hidrogel. Los ejemplos de cationes adecuados incluyen Ca^{+2}, Zn^{+2} y cationes que también actúan como cofactores enzimáticos. Los ejemplos de fibras que se prefieren, en particular, son fibras de alignato de calcio. Las fibras generalmente tienen una longitud de 1 a 80 mm y un grosor de 10 a 50 micrones.

Las fibras pueden ser tales que absorban el agua de la solución acuosa del material precursor del hidrogel durante la elaboración del hidrogel deshidratado.

Los ejemplos de plastificantes adecuados incluyen glicerol, polietilenglicol, sorbitol y azúcares similares y polímeros PEO/PPO de tipo plurónicos.

En un método típico para preparar una composición de hidrogel deshidratado de acuerdo con la invención, se mezclan las fibras, el polímero y el plastificante en sus cantidades que se requieran relativas con el agua para que las fibras, el polímero y el plastificante juntos proporcionen menos del 5% en peso (por ejemplo menos del 3%, por ejemplo 2%) de la mezcla resultante. Después de la mezcla total, la dispersión se puede moldear hasta un grosor apropiado y se puede evaporar el agua para obtenerse un producto de hidrogel deshidratado que contiene menos de un 20% en agua.

Las composiciones de hidrogel deshidratadas de acuerdo con la invención presentan una serie de ventajas. En particular cuando se aplican sobre las heridas (por ejemplo sitios donantes, abrasiones, dermoabrasiones, heridas superficiales con alta exudación o grandes niveles de exudación) son capaces de absorber grandes cantidades de exudación, por ejemplo hasta 30 veces su propio peso, y en consecuencia rehidratándose para formar un hidrogel. Si las composiciones de hidrogel deshidratadas se encuentran en la forma de una película, la hinchazón de las películas ocurre en la dimensión de grosor sin hinchamiento sustancial en las otras dos dimensiones. Después de la absorción suficiente de la exudación, la película es capaz de disolverse. El producto de la invención es más absorbente que los hidrogeles corrientes comerciales y es ligero y fácil de embalar.

Las composiciones de hidrogel deshidratadas de acuerdo con la invención se pueden laminar como películas hidrófilas que tengan una absorción incrementada en la presencia de agua líquida comparado con la humedad del vapor solo. El uso de esta película sobre la composición de hidrogel deshidratado (por ejemplo en un lugar apartado de la herida) asegura que el agua se purga del hidrogel deshidratado a través de la película. Así, se puede controlar la disolución de hidrogel.

Típicamente la película absorbente será de un material que, como una película de 50 micrones, tenga un MVTR en presencia de la humedad del vapor sólo de 6000 a 10000 g m^{-2} 24hr^{-1} medido por ASTM E96B y un MVTR en presencia de agua líquida (medido por ASTM E96BW) de 6000 a 10000 g m^{-2} 24 hr^{-1}. Típicamente la película absorbente tendrá un grosor de 30 a 70 micrones, más preferiblemente de 40 a 60 micrones, por ejemplo 50 micrones.

La película absorbente puede ser por ejemplo de poliuretano. Las películas adecuadas se encuentran disponibles en Innovative Technologies Limited bajo las designaciones IT325, IT425 e IT625.

Si se desea, las composiciones de hidrogel deshidratadas pueden incorporar un agente activo (por ejemplo un material antimicrobiano) para liberarse en la herida.

La invención se describirá más detalladamente a través de los Ejemplos no limitantes de a continuación.

Ejemplo 1

Se dispersaron 7 kg de fibras de alignato de calcio que tienen de 3 a 6 mm en 500 litros de agua. Separadamente, se preparó una solución de 3 kg de alignato de sodio en 60 litros de agua y se añadió 10 kg de glicerol. La solución de alignato/glicerol de sodio y la dispersión de fibras se mezclaron completamente y la mezcla resultante presentaba un total de 1000 litros.

La mezcla se moldeó a 4Kg/m^{2} obteniéndose un grosor de 4 mm. Se efectuó el secado en una corriente de aire bajo IR a 30ºC de tal forma que el filme contenía menos del 50% de agua.

El producto resultante era una composición de hidrogel deshidratada que era capaz de absorber al menos 10 veces su propio peso en agua.

Ejemplo 2

Se dispersó 1g de fibras de alignato de calcio (cortadas en largadas de 20 mm) en medio acuoso que contenían 0.5 g de NOOC y 1.5 g de glicerol. La mezcla resultante se moldeó en discos de acero inoxidable de 16x23 cm y el solvente se evaporó toda la noche en un horno a 80ºC.

La película resultante presentaba las propiedades de NOOC y de las fibras de alignato.

Ejemplo 3

Se dispersó 1 g de fibra de alignato de calcio (cortada en 20 mm de longitud) en 100 ml de agua destilada. Por separado, se mezclaron 0,5 g de polvos de alignato de sodio (Protanol LF10/60 de Pronova Biopolymers) con 100 ml de agua destilada. Una tercera porción de 100 ml de agua destilada se mezcló con polvos de Acemannan (de Carrignton Laboratories).

Los tres líquidos se mezclaron juntos con 1.65 g de glicerol. Después de la completa mezcla, la mezcla se moldeó en discos de acero inoxidable de 16x23 cm y el solvente se evaporó toda la noche en un horno a 80ºC.

La película resultante incluía la composición de hidrogel deshidratado que presentaba las propiedades de cicatrización de heridas del Acemannan.

Claims (19)

1. Una composición de hidrogel deshidratado que contenga menos de un 20% en peso de un polímero precursor de hidrogel capaz de ser reticulado por un catión de valencia di o superior, dicha matriz incorpora fibras que tiene cationes donados para reticular dicho polímero precursor, dicha matriz incorpora un plastificante.

2. Una composición tal y como se reivindica en la reivindicación 1 en la forma de una película.

3. Una composición tal y como se reivindica en la reivindicación 2 en qué la película tiene una grosor de 20 micrones a 1mm.

4. Una composición tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 3 que incluya de 15 a 40% en peso de fibras, de 10 a 35% en peso de polímero y de 5 a 75% en peso de plastificante, los porcentajes se basan en el peso total de las fibras, del polímero y de plastificante.

5. Una composición tal y como se reivindica en la reivindicación 4 en qué las fibras y el polímero juntos proporcionen aproximadamente de 40 a 60% en peso del mismo peso basado en tal y como se define en la reivindicación 4.

6. Una composición tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 5 en qué la cantidad de fibras supere la cantidad de polímero.

7. Una composición tal y como se reivindica en la reivindicación 6 en qué la proporción en peso de fibra: polímero sea 1.5-3:1.

8. Una composición tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 7 en qué las fibras tengan una longitud de 1 a 80 mm.

9. Una composición tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 8 en qué las fibras tengan un grosor de 10 a 50 micrones.

10. Una composición tal y como se reivindica cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 9 en qué el plastificante es glicerol, polietilenglicol, sorbitol o un polímero PEO/PPO.

11. Una composición tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 10 que incorpore Acemannan.

12. Una composición tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 11 en qué el polímero precursor de hidrogel se selecciona de alignato de sodio, carboximetilcelulosa de sodio, pectinato de sodio, O-carboximetil citosan de sodio (OCC), N,O-carboximetilcitosan de sodio (NOCC), poliacrilato de sodio, y gomas de origen natural y polímeros sintéticos que contienen grupos ácido carboxílicos colgados (humectantes).

13. Una composición tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 12 en qué dichas fibras para donar los cationes son fibras de alignato de calcio.

14. Una composición tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 11 en qué dicho hidrogel deshidratado se deriva de alignato de sodio y las fibras para reticular el alignato de sodio son fibras de alignato de calcio.

15. Un método para producir una composición de hidrogel deshidratado que contenga menos de un 20% en peso de agua que comprenda

(i) dispersar fibras en una solución acuosa de un polímero precursor de hidrogel incorporando un plastificante, dichas fibras siendo capaces de dar cationes para reticular dicho polímero precursor de hidrogel para formar un hidrogel

(ii) efectuar la formación de un hidrogel mediante la reticulación del polímero precursor del hidrogel mediante cationes donados de dichas fibras para formar un producto de hidrogel que contiene dicho hidrogel y fibras producto derivadas de las fibras que han donado cationes como consecuencia de efectuar la reticulación; y

(iii) evaporar agua de dicho producto hidrogel para producir dicha composición en la forma de un hidrogel deshidratado que contiene dichas fibras producto.

16. Un método tal y como se reivindica en la reivindicación 15 en qué el polímero precursor de hidrogel se selecciona de alignato de sodio, carboximetilcelulosa de sodio, pectinato de sodio, O-carboximetilcitosan de sodio (OCC), N,O-carboximetilcitosan (NOCC) de sodio, poliacrilato de sodio y gomas de origen natural y polímeros sintéticos que contengan grupos de ácido carboxílico colgados (humectantes).

17. Un método tal y como se describe en la reivindicación 15 ó 16 en qué dichos cationes son Ca^{+2}, Zn^{+2} y/o cationes que también actúan como cofactores enzimáticos.

18. Un método tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 15 a la 17 en qué las fibras son fibras de alignato de calcio.

19. Un método tal y como se reivindica en la reivindicación 15 en que el material precursor del hidrogel es aliganto de sodio y las fibras para dar cationes son fibras de alignato de calcio.