ES2242080T3

ES2242080T3 - Composicion con un polimero portador de grupos amino y un aldehido con al menos tres grupos aldehido.

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Publication number: ES2242080T3
Application number: ES02787500T
Authority: ES
Inventors: Helmut Goldmann; Jurgen Wegmann
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2005-11-01
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: DE50202862D1; US20050002893A1; EP1438079B1; DE10152407A1; WO2003035122A1; EP1438079A1

Abstract

Composición con al menos dos, en particular dos, componentes biocompatibles, químicamente reticulables entre sí, en particular para la adhesión de tejido biológico, que comprende al menos los siguientes componentes: a) solución acuosa de al menos un polímero portador de grupos amino b) solución acuosa de al menos un aldehído con al menos tres grupos aldehído, donde la cantidad estequiométrica de los grupos aldehído es al menos el triple de la cantidad estequiométrica de los grupos amino en el polímero portador de grupos amino, y donde la composición no tiene albúmina.

Description

Composición con un polímero portador de grupos amino y un aldehído con al menos tres grupos aldehído.

La invención se basa en una composición de al menos dos, en particular dos, componentes biocompatibles, químicamente reticulables entre sí, especialmente para la adhesión de tejido biológico, que comprende al menos los siguientes componentes:

a): solución acuosa de al menos un polímero portador de grupos amino

b): solución acuosa de al menos un aldehído con al menos tres grupos aldehído.

En cirugía, para unir partes de tejido separadas, se utilizan principalmente materiales de sutura y pinzas. Estas técnicas encuentran su limitación, sin embargo, sobre todo en la cirugía de mínima invasión, a la que pertenecen, entre otras, la laparoscopia, la toracoscopia, la artroscopia, la cardiocirugía, así como la endoscopia intraluminal. En estos campos la aplicación de adhesivos para tejidos y materiales de sellado es más fácil, rápida y segura. Varias patentes describen sistemas de polímeros y macrómeros sintéticos y naturales, que pueden ser aplicados para la adhesión de tejidos blandos, para taponar derrames gaseosos y líquidos en órganos y vasos sanguíneos.

Los adhesivos de fibrina disponibles en el mercado consisten, entre otras cosas, en proteínas de plasma humanas o/y bovinas, que representan un riesgo para la salud considerable en cuanto a la transmisión de infecciones. Además su fuerza adhesiva a menudo es insuficiente. En comparación con los adhesivos de fibrina, los hidrogeles presentan claramente características cohesivas superiores, así como características adhesivas. Especialmente adecuados son los compuestos que pueden aplicarse en estado líquido sobre el tejido y que luego se endurecen mediante la formación de ligamentos covalentes en poco tiempo. El endurecimiento in situ está basado por regla general en la reticulación de sistemas de macrómeros y puede ocurrir por polimerización radical o por una reacción química con reactivos de reticulación bi- o multifuncionales.

La reticulación radical puede ser provocada por fuentes de luz o de calor, así como mediante la formación radical oxidativa con persulfatos inorgánicos o enzimas. En las patentes US 6,156,345, Chudzik et al., US 6,083,524, Sawhney et al. y US 6,060,582, Hubbel et al., se describen macrómeros sintéticos con grupos terminales radicalmente polimerizables, cuya polimerización es iniciada por irradiación de luz ultravioleta in situ sobre el tejido. Además de los polímeros sintéticos, también pueden reticularse de esta manera soluciones viscosas de colágeno y derivados de colágeno (US 6,183,498 B1, Devore et al., US 5,874,537 Kelman et al.). Debido a la fuente de luz adicional necesaria, la técnica resulta muy costosa y cara. Como alternativa a la activación ultravioleta, la polimerización también puede ser provocada con ayuda de una fuente de calor. Las temperaturas necesarias dañan, sin embargo, las células sanas en el tejido y las matan a menudo. Fundamentalmente, el deterioro del tejido sano es un problema en la mayoría de las polimerizaciones radicales, puesto que estas se realizan de modo exotérmico, es decir que durante la polimerización se emite calor al ambiente.

Como alternativa a la polimerización radical, los macrómeros también pueden ser químicamente reticulados a través de grupos reactivos. Sobre todo las reacciones con carbonilo, así como determinadas reacciones con carboxilo, poseen las características deseadas en cuanto a la cinética, para garantizar una gelificación rápida de los componentes. En la patente US 6,051,648, Rhee et al. se describen polímeros sintéticos con grupos carboxilo activados con N-hidroxisuccinimida, que son reticulados con polímeros nucleófilos multifuncionales por la división de la N-hidroxisuccinimida. Debido a la falta de estabilidad de los grupos carboxilo activados en la solución acuosa deben aplicarse en este caso unos parches preformados, lo que conlleva unas desventajas considerables para la cirugía de mínima invasión.

Las unidades de lisina libres en polipéptidos y proteínas forman bases de Schiff por la reacción con dialdheídos o polialdheídos. Kowanko describe en la patente US 5,385,606 una composición adhesiva consistente en proteínas humanas o animales y un dialdehído o polialdehído, en la cual la reticulación se efectúa preferiblemente con aldehído glutárico. La utilización de aldehído glutárico sin embargo es crítica. Vries et al. (Abstract Book of the second Annual Meeting of the WHS, Richmond, USA p. 51, 1992) han podido probar que la gelatina reticulada con aldehído glutárico tiene un efecto tóxico en las células, lo cual no sucede con la gelatina pura.

En la patente US 6,165,488, por el contrario, Tardy et al. describen un adhesivo de tejido biocompatible, que consiste en una solución de colágeno acuosa y una solución de polialdehído acuosa y evita por consiguiente la utilización de pequeñas moléculas tóxicas para la reticulación. Un adhesivo de tejido de dextrano oxidado o almidón y gelatina modificada ha sido descrito también por Mo et al. en J. Biomater, Sci. Polymer Edn. 2000, 11, 341-351. El dextrano se incluye en muchos productos médicos y se usa por ejemplo en apósitos para heridas en forma oxidada como componente de reticulación (Schacht et. al., patente US 6,132,759). Los reactivos de reticulación macromoleculares se producen, por lo tanto, por la oxidación del dextrano o el almidón con periodato de sodio. Esta reacción ha sido descrita entre otros por Bernstein et al. (Natl. Cancer Inst. 1978, 60, 379-384) y pertenece al estado de la técnica. El empleo de colágeno en medicina, por el contrario, es crítica en cuanto al riesgo de infección, especialmente en relación con enfermedades como BSE y Creutzfeld-Jakob. Además, debido a las sustancias albuminoideas, pueden provocarse reacciones inmunes en el cuerpo.

La quitina es un polisacárido lineal muy frecuente en la naturaleza, con contenido en nitrógeno, y constituye el componente principal del esqueleto externo de los artrópodos (alas de la abejorro, cáscaras de langostas y gambas). En la sosa cáustica concentrada, a partir de la quitina se origina el producto de desacetilación quitosano, que en contraste con la quitina posee grupos amino libres y es soluble en un fluido acuoso ligeramente ácido. El comportamiento de degradación del quitosano puro y tratado con aldehído glutárico, así como la toxicidad aguda y el efecto hemostático del quitosano, ha sido descrito por Rao et al. (J. Biomed. Mater. Res. 1997, 34, 21-28). Debido al efecto antimicrobiano y hemostático junto con su alta compatibilidad biológica, el quitosano y la quitina son sustancias muy prometedoras para productos médicos. Según la patente US 6,124,273 se incorporan proteínas en hongos de quitosano y la composición se emplea en heridas externas. Los hongos de quitosano liberan allí las proteínas y aceleran la curación de la herida. Ono et al. describen un adhesivo de tejido biológico de quitosano foto-reticulado (K. Ono, et al., J. Biomed. Mater. Res. 2000, 49, 289-295). La reticulación se realiza por irradiación con luz ultravioleta. Esta técnica cara y complicada no ha tenido éxito en la práctica, como ya se ha mencionado anteriormente. Además, la capacidad de adherencia de este adhesivo es insuficiente, se sitúa en el ámbito del adhesivo de fibrina.

La invención se basa en la tarea de crear una composición que supera las desventajas citadas del estado de la técnica y que, en particular, evita el riesgo de transmisión de enfermedades infecciosas.

Esta tarea se resuelve según la invención mediante una composición con las características de la reivindicación 1. Las formas de realización o perfeccionamientos preferidos de la composición según la invención están caracterizados en las reivindicaciones dependientes.

Dado el hecho de que la composición según la invención está exenta de albúmina, queda descartado el riesgo de transmisión de enfermedades infecciosas, que se da con el uso de albúmina (p. ej. colágeno). Esto es una gran ventaja, particularmente en cuanto a una posible transmisión de patógenos BSE a las personas, en comparación con los compuestos con contenido de albúmina descritos en el estado de la técnica. Además se evita también el riesgo de reacciones inmunes condicionadas por la albúmina en la composición exenta de albúmina según la invención.

Otra ventaja de la composición según la invención consiste en que la gelificación de los componentes se produce de forma espontánea y no son necesarias fuentes de energía suplementarias. De esta manera, la aplicación se simplifica y se realiza preservando el tejido, ya que el tejido sano no es perjudicado, por ejemplo por una energía térmica demasiado alta.

Otra ventaja de la invención es que los componentes pueden ser aplicados como un medio acuoso y, de esta manera, se garantiza un mejor recubrimiento de la superficie de la herida que en el caso de, por ejemplo, los parches preformados (comparar p. ej. US 6,051,648).

En una forma de realización especialmente preferida de la composición según la invención, el aldehído y el polímero portador de grupos amino son reticulables uno con otro a la temperatura corporal. Así pueden evitarse las fuentes de energía suplementarias arriba citadas, lo cual evita a su vez daños en el tejido.

Preferiblemente, el polímero portador de grupos amino se deriva de una sustancia natural biodegradable. Es especialmente preferible que el polímero portador de grupos amino sea un polisacárido, en particular un polisacárido modificado, en el que los grupos amino son liberados por la desacetilación. En una forma de realización especialmente preferida de la composición según la invención, el polímero portador de grupos amino es al menos una quitina parcialmente desacetilada con un grado de desacetilación del 50 al 100%, preferiblemente del 60 al 90%, en particular del 70 al 80%. A causa de la desacetilación, los grupos de acetamida de la quitina se transforman en grupos amino. Esto provoca a su vez, entre otras cosas, que la descomposición en el cuerpo se produzca mas lentamente que en la quitina (no desacetilada). Se prefiere especialmente, que el polímero portador de grupos amino sea quitosano. El quitosano tiene un efecto coagulante en la sangre. La quitina desacetilada, en particular el quitosano, se emplea preferiblemente en forma de sal soluble en agua (cloruro, acetato, glutamato).

En otra forma de realización de la composición según la invención, el polímero portador de grupos amino es un polímero sintético, en particular un polímero de eliminación renal. Esto tiene la ventaja de que es posible una simple secreción del polímero portador de grupos amino a través de la orina. Ventajosamente el polímero sintético es un alcohol polivinílico modificado portador de grupos amino, preferiblemente con un peso molecular de \leq 50.000, particularmente < 50.000, preferiblemente \leq 20.000, particularmente < 20.000.

Ejemplos de modificación del alcohol polivinílico son la esterificación del alcohol polivinílico con aminoácidos, la esterificación con ácidos o anhídridos dicarbonílicos en combinación con una formación de amidas con aminas polivalentes, en particular diaminas, y la formación de acetales cíclicos.

El grado de modificación puede ajustarse según se desee, y no está limitado a los extremos de la cadena, como por ejemplo en el caso de PEG o polihidroxialcanoatos. Al igual que otros polímeros multifuncionales con grupos hidroxilo libres, también están disponibles los polisacáridos como dextrano, celulosa, quitosano, ácido hialurónico, ácido algínico, almidón, agar, quitina y sulfato de condroitina.

Ejemplos de modificaciones de alcohol polivinílico (PVA) a) Retrosíntesis de PVA modificado con alanina

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El enlace de los aminoácidos con alcohol polivinílico se realiza en dos fases. En primer lugar, se esterifica el alcohol con una alanina protegida con BOC. Como catalizador se añade una base. La reacción debe efectuarse en un solvente anhídrido. Una vez logrado el enlace, el grupo protector BOC puede ser disociado con ácido trifluoroacético en condiciones suaves y a temperatura ambiente. En principio, cualquier aminoácido puede ser enlazado de esta manera, sin embargo se prefieren aminoácidos con grupos tiol o hidroxi adicionales, como p. ej cisteína, serina, treonina, tirosina, especialmente preferidos son los aminoácidos con otros grupos amino, como p. ej. asparragina, lisina, glutamina, triptófano o arginina. Igualmente puede concebirse el enlace de una mezcla de los aminoácidos mencionados.

Ventajas

-: no es necesario disociar hidrolíticamente ni enlaces de amida, ni enlaces de éster

-: el producto de descomposición es un aminoácido (toxicológicamente inofensivo).

b) Retrosíntesis con anhídrido de ácido succínico y diamina

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El enlace de grupos amino libres con alcohol polivinílico a través de anhídridos diácidos cíclicos se realiza también en dos fases. En una primera fase se enlaza el anhídrido con ayuda de una base EDC con efecto catalítico con el alcohol. A continuación, tiene lugar la transformación con una diamina. La diamina deberá emplearse en exceso, para evitar una reticulación del alcohol polivinílico durante la reacción. Como anhídridos diácidos también pueden usarse, entre otros, anhídrido de ácido maleico, anhídrido de ácido adipínico o anhídrido de ácido glutárico.

Ventajas

-: las sustancias de partida son muy favorables

-: el enlace de PVA a través de un enlace de éster puede descomponerse fácilmente

-: las diaminas podrían ser toxicológicamente problemáticas (posible sustitución por trietilenoglicoldiamina) (NH_{2}-C_{2}H_{4}-O-C_{2}H_{4}-O-C_{2}H_{4}-NH_{2}))

c) Introducción de grupos amino terminales a través de acetales cíclicos

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Mediante enlaces de acetal pueden introducirse en una fase grupos amino terminales en el alcohol polivinílico. Se prefiere además la formación energética del acetal cíclico. La longitud de cadena del espaciador puede variar, se prefiere n \leq 4, y especialmente se prefiere n = 1.

Ventajas

-: Introducción del grupo amino en una única fase de síntesis

-: Sin química de grupos protectores, no se espera una reticulación durante la reacción.

Pueden utilizarse también combinaciones de polisacáridos portadores de grupos amino y alcoholes polivinílicos portadores de grupos amino.

Ventajosamente, el aldehído es un polialdehído. Preferiblemente es de origen biológico. En una forma de realización preferida de la composición, el aldehído es un polisacárido oxidado. Especialmente se prefiere que tanto el polímero portador de grupos amino como el aldehído presenten estructuras de polisacáridos. En una forma de realización de la composición especialmente preferida, el aldehído es un polisacárido oxidado, y el polisacárido es al menos uno del grupo dextrano, quitina, almidón, agar, celulosa, ácido algínico, glicosaminoglicano, ácido hialurónico, sulfato de condroitina y sus derivados. Se prefiere el aldehído de dextrano. El aldehído, en particular el aldehído de dextrano, tiene preferiblemente un peso molecular de 60.000 a 600.000, particularmente de 200.000. Con pesos moleculares altos, en particular de al menos 200.000, se logran niveles altos de reticulación.

Ventajosamente, el aldehído está parcialmente o completamente enmascarado. El objeto del enmascaramiento, en particular de los polialdheídos oxidados, es evitar la formación de acetales intermoleculares y, por consiguiente, garantizar la estabilidad de las soluciones. La liberación controlada de los aldehídos se realiza finalmente in situ por hidrólisis controlada dentro de un margen de pH de 2 a 6, preferiblemente de 2 a 4,5. Especialmente se prefiere que el aldehído esté enmascarado con un nucleófilo S, O, o N. Ventajosamente, el aldehído parcialmente o completamente enmascarado es un aducto de hidrógeno sulfito alcalino polisacárido. En otra forma de realización de la composición según la invención, el aldehído está parcialmente o completamente enmascarado con etanol o glicerol.

Ventajosamente, los valores de pH de los componentes están ajustados de tal manera que el valor de pH de una mezcla de componentes se sitúa entre 3 y 8, en particular entre 5 y 7,5. Un valor de pH alto favorece en efecto la reticulación, pero origina la falta de quitosano, por ejemplo.

En particular, el aldehído es el responsable de la fuerza adhesiva y el que permite la unión del tejido, sin embargo solo con el aldehído no es posible un recubrimiento del tejido. Entonces en la composición según la invención, la cantidad estequiométrica de grupos aldehído en el componente b) es al menos el triple de la cantidad estequiométrica en grupos amino en el componente a).

Ventajosamente, los componentes están ajustados uno con respecto al otro de tal manera que, poco después de su unión, en particular en 15 a 200 segundos, reticulan uno con otro. El tiempo de reticulación puede ser controlado, por ejemplo por la concentración de las soluciones y la proporción de la mezcla. El grado de reticulación también puede ser ajustado, es decir según el número de grupos aldehído.

También la viscosidad de la composición es controlable. Ventajosamente, las viscosidades de los componentes son ajustadas, de tal manera que se pueda aplicar una capa de la composición con un espesor de 0,1 a 1 mm.

Dichas posibilidades de ajuste (p. ej. velocidad de reticulación, viscosidad, reactividad) no se dan en compuestos con gelatina o colágeno, los cuales son modificados dependiendo de su origen y no permiten reacciones definidas.

Ventajosamente, el contenido del componente b) en aldehído es del 5 al 20% en peso, en particular del 10 al 15% en peso. Preferiblemente el contenido del componente a) en polímero portador de grupos amino es del 1 al 25% en peso, particularmente del 2 al 20% en peso. La relación del volumen de ambas soluciones a) : b) es entre 5:1 y 1:5, preferiblemente entre 3:1 y 1:3. Si es 1:1, lo cual se prefiere en muchos casos, entonces los volúmenes iguales pueden ser mezclados fácilmente entre sí.

En una forma de realización especialmente preferida de la composición según la invención, el componente a) es una solución de ácido acético de quitosano y el componente b) es una solución acuosa de aldehído de dextrano. El dextrano, por ejemplo, en comparación con el aldehído glutárico (comparar p. ej. US 5,385,606) se caracteriza por no ser tóxico.

La invención se refiere además a la puesta a disposición de la composición según la invención para el uso como adhesivo quirúrgico, en particular para el sellado o cierre de superficies o aberturas. Preferiblemente, los componentes se mezclan entre sí poco antes de una aplicación. Esto por ejemplo puede realizarse con ayuda de una jeringa gemela, en la cual ambos componentes son presionados dentro de un mismo tubo de presión, en el que se encuentra un mezclador estático. Mediante el mezclador estático en el tubo de presión, ambos componentes son mezclados entre sí y extraídos de la jeringa sobre el punto de aplicación.

Por otro lado, también es posible mezclar los componentes sobre el punto de aplicación, aplicando por ejemplo ambos componentes uno poco después del otro sobre un punto de aplicación.

La invención reivindica también un kit que consta de dos envases, relativos al contenido, esencialmente separados, donde cada envase comprende un componente de la composición según la invención. En una forma de realización preferida, ambos envases funcionan como cilindros de una jeringa doble. En una jeringa doble de este tipo, también llamada jeringa gemela, se presionan los componentes contenidos por separado en un tubo de presión común. Ventajosamente, el kit presenta un dispositivo para mezclar los componentes. Especialmente se prefiere que el kit presente un mezclador estático, que particularmente puede estar insertado sobre la jeringa doble. Este mezclador estático se encuentra particularmente en el tubo de presión de la jeringa doble. En otra forma de realización, la jeringa doble puede cerrarse y abrirse en el punto de inserción del tubo de presión.

Descripción de las figuras

La Figura 1 muestra esquemáticamente una sección longitudinal de una forma de realización preferida del kit según la invención.

La forma de realización preferida del kit según la invención, representada en el único dibujo, muestra una sección longitudinal a través de una jeringa doble 1. Esta jeringa doble consiste en dos cilindros 2a y 2b unidos, que contienen, por separado, los dos componentes en la composición según la invención. Las proporciones del volumen de ambos cilindros de la jeringa se ajustan a la proporción de mezcla de ambos componentes. En el presente ejemplo de realización, los dos cilindros 2a y 2b de la jeringa presentan volúmenes iguales para los dos componentes de una composición según la invención. También es posible emplear jeringas dobles, en las que los volúmenes son diferentes, por ejemplo los cilindros tienen diámetros diferentes.

Además, la jeringa doble 1 comprende dos émbolos 3a y 3b, que están unidos por una placa de unión 4. En el extremo superior de ambos émbolos 3a y 3b están colocados cada vez dos anillos de obturación del émbolo 5a y 5b. Estos anillos de obturación del émbolo cierran de forma esencialmente hermética las paredes de ambos cilindros 2a y 2b de la jeringa. En su extremo superior, los dos cilindros 2a y 2b de la jeringa presentan respectivamente una abertura adyacente 6a o 6b. Estas aberturas están cerradas hasta el primer uso.

Sobre ambas aberturas 6a y 6b adyacentes se puede insertar un tubo de presión 7 tras su apertura. En el tubo de presión 7 se encuentra un mezclador estático 8. En su extremo superior, el tubo de presión se estrecha hacia una abertura de extracción 9.

Por ejemplo, mediante una presión sobre la placa de unión 4 y una contrapresión sobre la placa 10, se desplazan ambos émbolos 3a y 3b con los anillos de obturación del émbolo 5a y 5b fijados a los mismos, en dirección a las aberturas 6a y 6b. De esta manera, los dos componentes presentes en los cilindros de la jeringa son presionados hacia el exterior por las aberturas 6a y 6b y hacia el interior del tubo de presión 7. Particularmente, a través del mezclador estático 8 situado en el tubo de presión 7, se mezclan meticulosamente entre sí ambos componentes en el tubo de presión
y son extraídos finalmente en estado mezclado a través de la abertura de extracción 9 sobre un punto de aplicación.

Ejemplo de una composición según la invención 1. Composición

Solución A: solución acuosa de quitosano

Solución B: solución acuosa de aldehído de dextrano

Mediante la mezcla de ambas soluciones se forma un gel que tiene características adhesivas. La gelificación se basa en la formación de iminas (bases de Schiff) entre los grupos aldehído en el dextrano oxidado y los grupos amino libres en el quitosano (ver el esquema de reacción del anexo 1).

Alternativamente a la solución de quitosano, pueden usarse también soluciones de polisacáridos modificados (dextrano modificado con aminas) o polímeros sintéticos (alcohol polivinílico modificado con aminas).

1.1. Solución de quitosano

Se añadieron 2 g de quitosano en 100 ml de solución de ácido acético al 2% (v/v) y se agitó durante cinco días a temperatura ambiente.

Como alternativa a esto se puede emplear una solución acuosa (agua desmineralizada) al 4% (p/v) de Protasan® UP C1213 (fabricado por FMC Biopolymers, Drammen, Noruega). El Protasan® UP C1213 es una sal de quitosano con cloruro como contraión.

1.2 Síntesis del aldehído de dextrano

La solución de periodato sódico al 5% (p/v) utilizada para la síntesis se prepara poco antes de cada transformación y se junta con una solución de dextrano al 10% (p/v). Para la producción de aldehídos de dextrano pueden emplearse diferentes proporciones estequiométricas (ver tabla 1). La mezcla reactiva es agitada durante la noche a temperatura ambiente, dializada durante 2 días contra agua destilada y finalmente la solución reactiva purificada es liofilizada. El producto reactivo es una sustancia sólida blanca de forma fibrosa.

TABLA 1

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Con los aldehídos de dextrano producidos de la manera arriba descrita se preparan soluciones al 15% (p/v), poniendo 4,5 g de aldehído de dextrano en 30 ml de agua destilada y agitándola por la noche en un baño de agua a 37ºC. Para la gelificación resulta ventajoso aumentar el valor del pH de la solución de aldehído de dextrano mediante la adición de un tampón de fosfato.

Cantidad de unidades de glucosa en dextrano dependiendo de la proporción molar de NalO_{4} por unidades de glucosa

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1.3 Peso molecular del dextrano

Se varió el peso molecular medio en el dextrano. Se empleó dextrano con un PM medio de 60.000 a 90.000 Dalton (fabricado por Fischer Scientific, Schwerte, Alemania) y dextrano con un PM medio superior a 413.263 Dalton (fabricado por Sigma Aldrich Chemie GmbH, Steinheim, Alemania).

El peso molecular no afectó a la cantidad de las unidades de glucosa oxidadas en dependencia de la cantidad empleada de NalO_{4}.

Determinación del contenido de aldehído

La determinación del porcentaje de unidades de glucosa oxidadas se realizó con el método de valoración volumétrica análogo al de la bibliografía [B.T. Hofreiter, B.H. Alexander, I.A. Wolff, Anal. Chem. 1955, 27, 1930ff.]

Se ponen 0,15 g de aldehído de dextrano en un matraz Erlenmeyer y, a continuación, se añaden 10 ml de una solución NaOH 0,25 N sin carbonato. La mezcla es agitada hasta que se disuelve el aldehído de dextrano. Luego se sumerge el matraz durante un minuto en un baño de agua caliente (80ºC) y, a continuación, se coloca en un baño helado con una fuerte agitación. Tras un minuto se añaden cuidadosamente con agitación 15 ml de ácido sulfúrico 0,25 N. La mezcla es diluida posteriormente con 50 ml de agua y con 1 ml de solución de fenolftaleína al 0,2%. La solución ácida es valorada volumétricamente con una solución NaOH 0,25 N contra el indicador.

A partir de la cantidad añadida de dextrano o de aldehído de dextrano, así como del consumo del ácido y la base, se calcula el contenido de dialdehído X como sigue:

X= \left[\frac{(n_{eq \ Base} - n_{eq \ Ácido})_{DA}}{\frac{W_{DA}}{161}}- \frac{(n_{eq \ Base} - n_{eq \ Ácico})_{Dextrano}}{\frac{W_{Dextrano}}{162}}\right] \times 100%

X: Contenido de dialdehído

^{n}eq ácido: cantidad equivalente de sustancia del ácido

^{n}eq base: cantidad equivalente de sustancia de la base

^{W}DA: peso seco del aldehído de dextrano

^{W}Dextrano: peso seco del dextrano

^{n}NaOH: normalidad de la valoración volumétrica de NaOH

^{n}H_{2}SO_{4}: normalidad de la solución H_{2}SO_{4} utilizada.

En otras fases de la síntesis se determinó la proporción estequiométrica óptima de NalO_{4} por unidad de glucosa de dextrano. El siguiente gráfico indica que, a partir de una proporción estequiométrica de NalO_{4} por unidad de glucosa de dextrano de 2:1, el porcentaje de unidades de glucosa oxidadas se sitúa por encima del 90%.

2. Tiempo de gelificación de las dos soluciones

El tiempo de gelificación depende del aldehído de dextrano empleado, así como de la proporción de mezcla de la solución de aldehído de dextrano y quitosano. El tiempo de gelificación aumenta a medida que aumenta el grado de oxidación del aldehído de dextrano y la proporción de la solución de aldehído de dextrano al 15% y la solución de quitosano al 2%. Se sitúa entre 15 y 200 segundos.

TABLA 2

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3. Determinación del esfuerzo cortante de adherencia

El esfuerzo cortante de adherencia del nuevo adhesivo para tejidos se determina con ayuda de colágeno de tipo 1 purificado y liofilizado de pericardio bovino (Lyoplant, BBraun Aesculap, Tuttlingen). Para ello se corta el Lyoplant en tiras de 40 mm de longitud y 10 mm de anchura, en cuyo extremo se marca la superficie de 1 cm^{2} que se va a adherir. La adhesión de las tiras de Lyoplant se realiza de la siguiente manera:

La proporción correspondiente (ver tabla) de las cantidades de solución de quitosano y de aldehído de dextrano se juntan en una probeta y se agita durante 2 segundos, para obtener una mezcla adecuada de las soluciones. A continuación, se centran y se aplican 20 \mul sobre cada una de las superficies que se van a adherir. Las superficies que se van a adherir se protegen contra el desecado con una lámina y se ejerce una carga de 50 g durante 10 minutos. Luego las tiras se separan con una velocidad de tracción de 100 mm/min. Los ensayos fueron realizados con dos cargas distintas de aldehído de dextrano y se determinó el valor medio en n = 13. Los resultados de los ensayos están indicados en las tabla 3 a 5.

TABLA 3

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TABLA 4

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TABLA 5

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El esfuerzo cortante de adherencia aumenta, al igual que el tiempo de gelificación, a medida que aumenta el grado de oxidación y la cantidad de la solución de aldehído de dextrano.

De forma análoga a la determinación del esfuerzo cortante de adherencia de la mezcla de aldehído de dextrano/quitosano, se realizaron pruebas con aldehído de dextrano y un copolímero de injerto de alcohol polivinílico y vinilamina (PVALNH_{2}). El copolímero de injerto fue proporcionado por el fabricante en forma de solución acuosa al 20% y se empleó en estado concentrado no diluido para la adhesión de tiras de Lyoplant. La preparación de las tiras Lyoplant y la aplicación de las soluciones se efectuó de manera idéntica a la adhesión con aldehído de dextrano/quitosano.

Los resultados de las pruebas se indican en las siguientes tablas:

TABLA 6

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TABLA 7

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Se realizaron otras pruebas sobre el esfuerzo cortante de adherencia con aldehído de dextrano con moléculas más altas y una solución de protasano al 4%. Las soluciones fueron aplicadas sobre tiras de Lyoplant con ayuda de un aplicador de la empresa Mixpac. El aplicador consiste en un sistema de doble cámara con una punta de mezcla sobre la misma. Se cortó el Lyoplant en tiras con una longitud de 40 mm y una anchura de 10 mm, en cuyo extremo se marcó la superficie de 1 cm^{2} que iba a ser adherida. Las soluciones fueron aplicadas por medio del mezclador, y las superficies que iban a ser adheridas fueron cubiertas con una lámina para protegerlas contra el desecado y fueron carga-
das con 50 g durante 10 minutos. A continuación, se separaron las tiras con una velocidad de tracción de 100 mm/min. El PM medio del dextrano utilizado influyó en el esfuerzo cortante de adherencia, según se muestra en la tabla 8.

TABLA 8

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De la misma forma, se realizaron ensayos de adhesión con Bioglue\registrado (Cryolife Internacional Inc. USA), consistente en proteínas y glutaraldehído, así como con GLUETISS, un adhesivo de gelatina - resorcinol dialdehído, los cuales se aplicaron según las instrucciones de uso sobre tiras de Lyoplant. Las tiras pegadas con estos adhesivos se cubrieron también con una lámina y se cargaron con 50 g durante 10 minutos. En la tabla 9 se muestra una comparación del esfuerzo cortante de adherencia.

TABLA 9

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4. Detención de hemorragias hepáticas

El adhesivo quirúrgico fue utilizado para la detención de hemorragias hepáticas en ratas (ratas SPF Wistar). Para ello se eligió una composición de una solución acuosa de protasano al 4% y una solución acuosa de aldehído de dextrano DA 6 al 15%. Las soluciones fueron utilizadas en una proporción de mezcla 1:1. Para mezclar y aplicar los componentes se utilizó un aplicador de la compañía Mixpac.

Una vez anestesiadas las ratas, se escogió el modelo de incisión en cruz en el hígado (longitud de los cortes:
2,5 cm). El adhesivo se aplicó directamente después de la incisión sobre la herida sangrante. Se formó un gel, que se adhirió firmemente a la superficie del hígado, de modo que la hemorragia cesó inmediatamente tras la aplicación del adhesivo.

Claims

1. Composición con al menos dos, en particular dos, componentes biocompatibles, químicamente reticulables entre sí, en particular para la adhesión de tejido biológico, que comprende al menos los siguientes componentes:

a): solución acuosa de al menos un polímero portador de grupos amino

b): solución acuosa de al menos un aldehído con al menos tres grupos aldehído,

donde la cantidad estequiométrica de los grupos aldehído es al menos el triple de la cantidad estequiométrica de los grupos amino en el polímero portador de grupos amino, y donde la composición no tiene albúmina.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el aldehído y el polímero portador de grupos amino son reticulables a la temperatura corporal.

3. Composición según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que el polímero portador de grupos amino se deriva de una sustancia natural biodegradable.

4. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el polímero portador de grupos amino es un polisacárido.

5. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el polímero portador de grupos amino es quitosano.

6. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el polímero portador de grupos amino es al menos una quitina parcialmente desacetilada, con un grado de desacetilación entre el 50 y el 100%.

7. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, en particular según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que el polímero portador de grupos amino es un polímero sintético.

8. Composición según la reivindicación 7, caracterizada por el hecho de que el polímero sintético es un alcohol polivinílico modificado portador de grupos amino.

9. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el aldehído es un polialdehído.

10. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el aldehído es un polisacárido oxidado.

11. Composición según la reivindicación 10, caracterizada por el hecho de que el polisacárido es al menos uno del grupo de dextrano, quitina, almidón, agar, celulosa, ácido algínico, glicosa-amino-glicano, ácido hialurónico, sulfato de condroitina y sus derivados.

12. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el aldehído tiene un peso molecular de 60.000 a 600.000.

13. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el aldehído está parcialmente o completamente enmascarado.

14. Composición según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que el aldehído está enmascarado con un nucleófilo S, O, o N.

15. Composición según una de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizada por el hecho de que el aldehído parcialmente o completamente enmascarado es un aducto de hidrógeno sulfito alcalino polisacárido.

16. Composición según una de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizada por el hecho de que el aldehído está parcialmente o completamente enmascarado con glicerol o etanol.

17. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el contenido del componente b) en aldehído es del 5 al 20% en peso.

18. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el contenido de componente a) en polímero portador de grupos amino es del 1 al 25% en peso.

19. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que los valores de pH de los componentes están ajustados de tal manera que el valor de pH de la mezcla de los componentes se sitúa entre 3 y 8.

20. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que los componentes están ajustados uno con respecto al otro de manera que, al juntarse reticulan entre sí en poco tiempo.

21. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que las viscosidades de los componentes están ajustadas, de tal modo que se puede aplicar una capa de la composición con un espesor de 0,1 a 1 mm.

22. Composición según una de las reivindicaciones 1 a 6 y 9 a 18, caracterizada por el hecho de que el componente a) es una solución de ácido acético de quitosano y el componente b) es una solución acuosa de aldehído de dextrano.

23. Disposición de la composición según una de las reivindicaciones anteriores para el uso como adhesivo quirúrgico de tejidos.

24. Disposición según la reivindicación 23, caracterizada por el hecho de que los componentes pueden ser mezclados uno con otro poco antes de una aplicación.

25. Disposición según la reivindicación 23, caracterizada por el hecho de que los componentes pueden ser mezclados sobre un punto de aplicación.

26. Kit que consiste en dos envases esencialmente separados, donde los envases contienen cada uno un componente de la composición según una de las reivindicaciones 1 a 22.

27. Kit según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que ambos envases funcionan como cilindros de una jeringa doble.

28. Kit según una de las reivindicaciones 26 ó 27, caracterizado por el hecho de que presenta un dispositivo para mezclar los componentes.

29. Kit según una de las reivindicaciones 26 a 28, caracterizado por el hecho de que presenta un mezclador estático.