ES2242631T3 - Espuma de una proteina adhesiva para usos quirurgicos y/o terapeuticos. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para obtener una espuma de proteína adhesiva fluida que es biocompatible, bioreabsorbible y no tóxica, para uso quirúrgico y/o terapéutico, especialmente para proteger/cicatrizar heridas de tejidos y para fijar tejidos biológicos entre sí o a un biomaterial implantado, caracterizado por el hecho de que incluye el hecho de mezclar de manera extemporánea, de una manera homogénea: - un compuesto de proteína potencialmente adhesivo que se puede polimerizar/reticular, contenido en una primera jeringuilla, con - un agente de polimerización/reticulación contenido en una segunda jeringuilla para formar un material de matriz de proteína adhesiva fluida que es biocompatible, bioreabsorbible y no tóxico, y - un gas o una mezcla de gas biocompatibles y no tóxicos seleccionados entre aire, nitrógeno, oxígeno o dióxido de carbono o la mezcla de uno o más de estos gases, contenidos en la primera y/o en la segunda jeringuilla y/o una tercera jeringuilla, con este material de matriz de proteína adhesiva fluida, o con uno de los constituyentes básicos de este material solubilizado en medio acuoso, mediante la transferencia recíproca de la mezcla entre dos jeringuillas.

Description

Espuma de una proteína adhesiva para usos quirúrgicos y/o terapéuticos.

La presente invención está incluida dentro del dominio de los adhesivos biológicos, que son biodegradables y no tóxicos, diseñados para uso quirúrgico y/o terapéutico.

Más específicamente, la presente invención se refiere a una espuma de proteína adhesiva fluida biocompatible que es bioreabsorbible y no tóxica, para uso quirúrgico y/o terapéutico.

También se refiere a una espuma de este tipo que contiene sustancias bioactivas que se pueden liberar en un lugar dado.

La invención se refiere, además, a un procedimiento para producir una espuma adhesiva de este tipo y a un equipo para su preparación.

También se refiere al uso de la espuma adhesiva en cirugía y/o para propósitos terapéuticos, en particular para proteger heridas y fijar tejidos biológicos entre sí o a un biomaterial implantado.

Se conocen colas biológicas que se pueden adherir a tejidos y fijarse entre sí, en pocos minutos, sin usar grapas o suturas. Estas colas se eliminan, en general después de la cicatrización de la herida, mediante biodegradación, reabsorción o mediante la simple caída en forma de costras.

Se han desarrollado varias tecnologías para la formulación de adhesivos de tejido. Algunos de los mismos son de origen sintético, tal como las colas basadas en cianoacrilatos (2-butil cianoacrilato, 2-octil cianoacrilato), o en polímeros sintéticos, y otros que contienen materiales biológicos tales como colágeno o fibrina.

En general, los adhesivos sintéticos se usan para el sellado estanco de vasos o de pulmones y para "pegar" los bordes de las incisiones de la piel. Los derivados biológicos adhesivos tales como colágeno y fibrina además tienen propiedades hemostáticas y también actúan para controlar el sangrado.

Las colas de cianoacrilato forman productos tóxicos cuando se degradan, aunque las colas desarrolladas recientemente son menos nocivas.

Producen productos que son frágiles después de la polimerización en el lugar de aplicación. Permanecen en posición de 7 a 10 días y se eliminan mediante su simple caída, después de la cicatrización. Su tiempo de polimerización es relativamente inmodificable, menor de 1 minuto, y no permite el uso flexible de estas colas. También se pueden desplazar fácilmente y, en consecuencia, pegar tejidos adyacentes al lugar deseado.

Focal (patente US 5.844.016) ha descrito adhesivos sintéticos basados en la polimerización fotoquímica de hidrogel hecho de polietileno glicol (PEG). Su procedimiento de uso no es práctico. Específicamente, implica la aplicación en varias etapas, al lugar de operación, de la solución que contiene el iniciador fotoquímico (eosina Y) y de la otra solución de monómero (derivado de PEG y de acrilato) que contiene posiblemente una sustancia biológicamente activa, y a continuación irradiación con luz hasta que se obtiene un gel sólido transparente y adherente, después de 40 a 60 segundos. Este tipo de adhesivo requiere por lo tanto la aplicación de varias soluciones que, debido a su fluidez, se pueden extender fácilmente sobre los lugares adyacentes al lugar objetivo.

Estos adhesivos también se han descrito para el suministro determinado de sustancias biológicamente activas (factor de crecimiento endotelial vascular [VEGF], factor de crecimiento de células endoteliales [ECGF], factor de crecimiento de fibroblasto básico [bFGF], proteína morfogénica ósea [BMP], etc.) contenidas en su red de micropartículas (Focal, patente US 5.879.713).

Bard (WO 97/42986) ha descrito un adhesivo similar al de Focal, mencionado anteriormente, para el que la polimerización se induce mediante rayos ultravioletas.

Cohesion Technologies (patente US 5.874.500, patente US 5.744.545, patente US 5.550.187) también ha descrito colas líquidas en PEG activado (por ejemplo PEG que comprende grupos succinimidilo y maleimidilo) que polimerizan después de una simple aplicación al lugar objetivo de aplicación, en un periodo de tiempo que varía. Estas colas son potencialmente tóxicas y tienen el inconveniente de que son fluidas, que evitan la aplicación precisa al lugar de intervención.

Cryolife ha desarrollado otro tipo de adhesivo, basado en una mezcla de albúmina bovina y de glutaraldehído. Además de los efectos tóxicos conocidos de este agente de reticulación y de la naturaleza antigénica de la albúmina bovina, este adhesivo también tiene los problemas de fluidez citados anteriormente.

Las colas de fibrina, una mezcla de fibrinógeno concentrado y de trombina, crean una matriz de fibrina que se degrada lentamente mediante el sistema fibrinolítico endógeno. Antes de la polimerización, son muy fluidas y se desplazan fácilmente, aunque su tiempo de reacción se puede ajustar modificando la cantidad total de trombina. Pueden liberar sustancias biológicas activas (por ejemplo, Zarge et al., "J. Surg. Res.", 1997, 67, 4-8; Greisler et al., "Surgery", 1992, 112, 244-255; Gray et al., "Surg. Forum", 1993, 44, 394-396; Clinica, 199, 848, 18).

También se han descrito dispositivos que combinan colas de fibrina con liposomas (patente US 5.651.982).

Las colas de fibrina se pueden vaporizar sobre el lugar de aplicación, usando un pulverizador, y pueden formar una película de coágulo espumosa (patente US 5.607.694; WO 97/33646).

Se han previsto dispositivos complejos que combinan una proteína de polímero sintética con un agente de reticulación como adhesivos biológicos (patente US 5.817.303).

Finalmente, se han descrito varios adhesivos basados en colágeno o en gelatina en la literatura. Muy pronto, la gelatina se combinó con resorcinol y con formaldehído o con glutaraldehído para producir un adhesivo que también tiene propiedades hemostáticas (Tatooles et al., "Surgery", 1966, 60, 857-861; Braunwald et al., "Surgery", 1966, 59, 1024-1030; Guilmet et al., "J. Thorac. Cardiovasc. Surg.", 1979, 77, 516-521). Con este tipo de adhesivo, hay, sin embargo, un riesgo de liberación de formaldehído o de glutaraldehído que provoque reacciones tóxicas, provocando necrosis del tejido o reacciones menos severas, produciendo una pobre cicatrización o su ralentización.

En ciertas formulaciones, el colágeno está muy asociado con la trombina (CoStasis de Cohesion Technol. Y Flo-Seal de Fusion).

Para aplicaciones en cirugía, también se puede modificar químicamente con agentes de acilación o sulfonación, de manera que el colágeno así transformado se puede polimerizar en el lugar de aplicación, en presencia o ausencia de un iniciador (patente US 5.874.537; WO 97/42986).

También se han descrito un adhesivo obtenido usando colágeno calentado y, como agente de reticulación, un polialdehído macromolecular biodegradable (FR 2.754.267; FR 2.754.268).

Las colas para uso quirúrgico y/o terapéutico, descritas en la literatura, son esencialmente en forma líquida.

Se ha descrito un material liofilizado no inyectable que comprende los elementos de la cola de fibrina (trombina y fibrinógeno) (patente US 4.442.655). Se introduce opcionalmente un gas inerte en la solución acuosa reactiva de fibrinógeno/trombina para aligerar el material que tiene un papel hemostático o un papel de soporte para el suministro de sustancias de cicatrización, y está pensado principalmente para la limpieza de heridas. Otro material liofilizado no inyectable que comprende, entre otros, los elementos de la cola de fibrina y colágeno también se ha descrito en la literatura, como agente hemostático efectivo y adhesivo (Nishida et al., Geka Shinryo ["Surgical Diagnosis Treatment"], 1994, 36, 1449-1459; Ochiai et al., Sanpujinka no Jissai ["Obstretic and Gynecologic Practice"], 1995, 44, 253-262; Schelling et al., "Ann. Surg.", 1987, 205, 432-435; Schimamura et al., "The Clinical Report", 1994, 28, 2994-2507).

Algunos adhesivos también se han propuesto en forma de un pulverizador para permitir una aplicación más homogénea y más discreta sobre un área de superficie considerable. Sin embargo, el uso de un pulverizador tiene inconvenientes, que incluyen:

i) la contribución de cantidades no insignificantes de dióxido de carbono o de otros gases, produciendo riesgos de una peligrosa presión muy alta y proporcionando posiblemente que sea tóxico para aplicaciones en cirugía no invasiva;

ii) el considerable desplazamiento de la mezcla adhesiva sobre el sitio de depósito mediante el gas propelente del aplicador;

iii) el desarrollo de un aplicador pulverizador especial, que aumenta notablemente el precio de coste del dispositivo adhesivo y, posiblemente requiriendo un ambiente más complejo, en particular debido a la conexión del dispositivo a fuente de gas propelente.

Además, se conocen espumas de proteína rígidas que se obtienen introduciendo un gas (aire) en una solución de proteínas, y a continuación secando la masa espumosa a alta temperatura, para paneles de espuma de aislamiento térmico (patente US 2.584.082).

Una espuma resultante a partir de la agitación de una solución de proteínas en presencia de aire u otro gas inerte también se ha incorporado en cremas cosméticas (CH 674 804).

También se conocen espumas de polisacáridos que se obtienen mezclando con agitación, después de la introducción de un gas en la solución de polisacáridos, y que se pueden aplicar mediante pulverización para la cicatrización de heridas o como barreras antiadhesión post-operativas (EP 747 420).

No se ha descrito ninguna propiedad de adhesión a heridas u órganos para estas espumas.

Un objetivo de la invención es proporcionar un adhesivo que no tenga los importantes inconvenientes citados anteriormente, en particular los riesgos de toxicidad, dificultades de aplicación en particular debido a la fluidez, aplicación en varias etapas y el tiempo de reactividad de los componentes, uso de gases propelentes (pulverizadores), etc.

Un objetivo de la invención es, por lo tanto, proporcionar un adhesivo que sea fluido y opcionalmente inyectable, biocompatible, bioreabsorbible y no tóxico, adecuado para uso quirúrgico y/o terapéutico y estable a lo largo del tiempo, y que se puede conservar bajo condiciones relativamente simples.

Un objetivo de la invención también es proporcionar un adhesivo de este tipo para fijar tejidos biológicos, que incluyen tejidos vivos, entre sí o a un biomaterial implantado, o para rellenar cavidades de tejido o para proteger heridas en el tejido.

Un objetivo de la invención también es proporcionar un adhesivo de este tipo en una forma fácil de usar, que sea simple y práctica de uso y, en particular, que se pueda inyectar con la ayuda de catéteres o cánulas.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un adhesivo cuya estructura facilite la colonización del tejido.

Otro objetivo es proporcionar un adhesivo cuya biodegradabilidad sea controlable a lo largo del tiempo, después de su aplicación.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un adhesivo que contenga posiblemente sustancias biológicamente activas.

Un objetivo de la presente invención es, además, proporcionar un procedimiento para preparar este adhesivo, que sea fácil de realizar y sin peligro para el organismo recipiente.

Un objetivo de la invención es también proporcionar equipos que permitan la preparación simple y rápida de este adhesivo.

Estos objetivos, y otros que aparecerán a partir de la descripción dada a continuación, se consiguen con la ayuda de una espuma de proteína adhesiva fluida biocompatible, que es bioreabsorbible y no tóxica, para uso quirúrgico y terapéutico, en particular para fijar tejidos biológicos entre sí o a un biomaterial implantado y para proteger/cicatrizar heridas en el tejido, que comprende una matriz adhesiva de proteína fluida biocompatible, que es bioreabsorbible y no tóxica, que contiene un gas biocompatible y no tóxico o una mezcla de gases.

Un objeto de la invención es un procedimiento para preparar una espuma adhesiva tal como se ha mencionado anteriormente, caracterizado por el hecho de que comprende la mezcla extemporáneamente, de una manera homogénea, según la reivindicación 1.

Un objeto de la invención es también un equipo para preparar esta espuma adhesiva, caracterizada por el hecho de que comprende según la reivindicación 31.

Los inventores han demostrado, sorprendentemente, que las espumas fluidas y adhesivas se pueden preparar mediante la incorporación de manera extemporánea de un gas o mezcla de gases en "colas" biológicas, para producir espumas de proteína listas para usar que se pueden aplicar en particular mediante inyección, usando varios dispositivos tales como cánulas o catéteres.

Los inventores han demostrado de manera totalmente sorprendente, la posibilidad de producir una espuma de proteína adhesiva biocompatible que es bioreabsorbible y no tóxica, fluida e inyectable, y adecuada para uso quirúrgico y/o terapéutico, usando un compuesto de proteína en forma solubilizada en medio acuoso o en forma sólida, en particular una forma liofilizada o seca con un solvente volátil.

Los inventores han mostrado, de manera totalmente inesperada, que estas espumas tienen propiedades de adhesión, en particular a tejidos biológicos, incluyendo tejidos vivos, comparables a las "colas" biológicas en forma líquida, mientras que al mismo tiempo son más elásticas, y son toleradas perfectamente por el organismo recipiente. Pueden conservar sus propiedades adhesivas hasta que se han degradado completamente.

También han descubierto que estas espumas tienen propiedades inesperadas de colonización rápida y efectiva mediante células del organismo recipiente.

También han descubierto, igualmente de manera inesperada, que estas espumas adhesivas se pueden aplicar con gran precisión a los tejidos biológicos, para su fijación entre sí o a un biomaterial implantado que tiene funciones reactivas respecto a la matriz adhesiva, sin experimentar los problemas de desplazamiento encontrados de manera convencional con las colas biológicas químicas, o los riesgos de dispersión de las colas mediante los gases propelentes de los pulverizadores. Los depósitos de estas espumas adhesivas sobre los tejidos son también fáciles de visualizar debido a su textura particular microporosa y a su opacidad, siendo éstas características que difieren muy notablemente de las colas líquidas convencionales y a partir de tejidos humanos o animales.

También han mostrado que ciertas formulaciones de estas espumas pierden su naturaleza "adhesiva" sobre su superficie externa, después de la polimerización de los agentes adhesivos, permitiendo la aplicación selectiva y precisa de estas espumas a los tejidos objetivo sin pegar tejidos no deseados.

También han descubierto que es posible incorporar fácilmente en estas espumas adhesivas sustancias biológicamente activas combinadas con un vehículo que las protege, por lo menos parcialmente, contra modificaciones químicas posiblemente causadas por los agentes de polimerización.

La presente invención se describirá en mayor detalle a continuación.

Según la invención, la expresión "matriz de proteína adhesiva" está pensada para indicar una red formada a partir de uno o más componentes de proteína que tienen propiedades adhesivas y que son no tóxicos, biocompatibles y biodegradables, conteniendo dicha red un gas biocompatible y no tóxico o una mezclas de gases.

Las propiedades adhesivas de la matriz generalmente se adquieren mediante un procedimiento de polimerización y/o de reticulación de su(s) constituyente(s) básico(s), preferiblemente iniciado mediante uno o más agente(s) de de polimerización/reticulación suministrados antes de la formación de la espuma.

El término "no tóxico" está pensado para indicar cualquier producto cuya toxicidad es suficientemente baja para permitir su uso en cirugía y/o en su terapéutico para el cuerpo humano o animal, sea cual sea el lugar de aplicación, mientras se satisfagan los criterios y los estándares impuestos por la legislación.

El término "biodegradable" está pensado para indicar cualquier componente capaz de desaparecer mediante degradación progresiva (metabolización).

La matriz adhesiva puede corresponder, desde el punto de vista de su composición química, a adhesivos y colas biológicas conocidas.

Por lo tanto, puede consistir o comprender un compuesto de proteína (constituyente básico), por lo menos parcialmente polimerizado/reticulado, que es no tóxico, biocompatible y biodegradable, y que tiene propiedades adhesivas.

La expresión "compuesto de proteína" se refiere a una proteína o mezcla de proteínas opcionalmente modificadas químicamente, en particular mediante metilación o succinilación.

El procedimiento según la invención permite obtener matrices adhesivas producidas usando una composición que comprende, por un lado, un compuesto de proteína (constituyente básico) que se puede polimerizar/reticular y que es potencialmente adhesivo y, por otro lado, un agente de polimerización/reticulación, mezclándolos de manera extemporánea antes de su uso.

Según la invención, la expresión "compuesto de proteína que se puede polimerizar/reticular y que es potencialmente adhesivo" está pensado para indicar cualquier compuesto de proteína tal como se ha definido anteriormente capaz de desarrollar, en presencia de agua, propiedades adhesivas mediante polimerización y/o reticulación bajo el efecto de un agente de polimerización/reticulación.

Según la invención, el agente de polimerización/reticulación puede comprender un compuesto o mezcla de compuestos compatible con el compuesto de proteína que se puede polimerizar/reticular para provocar la polimerización de este último mediante mezcla extemporánea, generalmente en pocos minutos.

El compuesto de proteína se usa en forma solubilizada en medio acuoso o en forma de un sólido, en particular de un polvo o de fibras.

El agente de polimerización/reticulación también se puede usar en forma solubilizada en medio acuoso o en una forma pulverulenta, preferiblemente una forma liofilizada.

Las proteínas usadas para los propósitos de la invención se seleccionan preferiblemente a partir de colágeno, gelatina, albúmina, elastina y fibrinógeno, y más preferiblemente a partir de colágeno y albúmina. El colágeno se prefiere particularmente.

El colágeno usado para los propósitos de la invención puede ser igualmente de origen humano o animal, u obtenido mediante recombinación genética. Puede ser colágeno de tipo I, III, IV o V, o una mezcla de los mismos en cualquier proporción.

Puede ser colágeno nativo, es decir colágeno que ha conservado su estructura helicoidal de origen, opcionalmente químicamente modificado mediante metilación, mediante succinilación o mediante cualquier otro procedimiento conocido, en particular para hacerlo más soluble en el pH fisiológico, o tratado para eliminar telopéptidos, en particular mediante digestión de pepsina.

También es posible usar colágeno no hidrolizado que consiste principalmente en unas cadenas cuyo peso molecular está cercano a 100 kDa. En este caso, la estructura helicoidal del colágeno está desnaturalizada, por lo menos parcialmente, por ejemplo mediante calentamiento moderado, en presencia de agua, en particular a una temperatura entre 40 y 70ºC, bajo condiciones suaves para evitar la degradación mediante división hidrolítica de la gelatina así formada, generalmente menor del 10% de las cadenas de colágeno que tienen un peso molecular menor de 100 kDa.

Esta gelatina se llama a partir de ahora "colágeno calentado", para distinguirla de la gelatina comercialmente disponible que también se puede usar para los propósitos de la invención, pero de una manera no preferida.

El colágeno nativo o el colágeno calentado descritos anteriormente se usan en forma de fibras o polvo seco, o en forma de una solución acuosa con una concentración de entre el 1 y el 5%, preferiblemente entre el 2,5 y el 4%, en peso para el colágeno nativo, y entre el 4 y el 20%, preferiblemente entre el 5 y el 16%, en peso para el colágeno calentado.

El pH de las soluciones de colágeno nativo y de colágeno calentado es preferiblemente neutro, más preferiblemente entre 6 y 8.

Cuando la matriz adhesiva se obtiene usando albúmina, se usa preferiblemente en forma de polvo seco o en forma de una solución acuosa con una concentración de entre el 20 y el 50% en peso, preferiblemente entre el 40 y el 50%.

En el caso de fibrinógeno, se usa preferiblemente un polvo o una solución acuosa con una concentración de entre el 10 y el 20%.

Según la presente invención, el agente de reticulación se puede seleccionar entre polímeros reactivos naturales o sintéticos, preferiblemente con un peso molecular mayor de 1.000, tal como polialdehídos macromoleculares o polímeros hidrofílicos, cuya difusión posterior a partir de la cola se dificulta mediante el considerable peso molecular, evitando una toxicidad directa inmediata.

La expresión "polímeros reactivos" está pensada para indicar polímeros capaces de reaccionar con los compuestos de proteína tal como se han definido anteriormente, en particular respecto a funciones de amino o sulfidrilo que puedan contener.

Los polialdehídos macromoleculares que se pueden usar según la invención comprenden polialdehídos biodegradables de origen natural, es decir, cualquier compuesto que tenga varias funciones de aldehído derivadas a partir de un polímero natural biodegradable.

Los polialdehídos se pueden usar en solitario o como mezcla, refiriéndose el término "polialdehído" aquí usado igualmente a un compuesto sólo o a una mezcla de varios de estos compuestos.

Estos polialdehídos macromoleculares se pueden preparar mediante oxidación de polisacáridos o de mucopolisacáridos, en particular con ácido periódico o una sal del mismo, según un procedimiento conocido por sí mismo.

Entre los polisacáridos o mucopolisacáridos adecuados para la preparación de la invención, se pueden mencionar almidón, dextrano, agarosa, celulosa, chitita, chitosán, ácido algínico, glicominoglicanos, ácido hialurónico y sulfato de condroitina, o derivados de los mismos. Se prefieren almidón, dextrano o ácido hialurónico, siendo particularmente preferido el almidón.

El polialdehído se puede obtener añadiendo una solución de ácido periódico o una sal del mismo a la solución de polisacárido o mucopolisacárido, hasta que se obtiene una concentración final de entre 0,01 y 1 M, preferiblemente entre 0,25 y 0,5 M. La etapa de oxidación se puede realizar en soluciones, geles o suspensiones de polisacárido(s).

La preparación del polisacárido oxidado se puede someter a continuación a diálisis, filtraciones y ultrafiltraciones, para el propósito de eliminar los productos y reagentes de reacción de oxidación, así como los derivados iodinados formados durante la reacción, o en exceso.

Antes de su uso, el polisacárido o mucopolisacárido oxidado se conserva preferiblemente en una solución ácida, con el pH que adquiere espontáneamente, con una concentración de entre el 0,5 y el 20% en peso, preferiblemente entre el 1 y el 10%.

La solución es estable en ausencia de aire y se conserva preferiblemente entre +1ºC y +25ºC.

En una variante, el polisacárido o mucopolisacárido oxidado puede estar en una forma ácida liofilizada, siendo la redisolución del liofilizado en agua con el tampón fisiológico requerido.

Los polímeros hidrofílicos útiles para los propósitos de la invención preferiblemente tienen un peso molecular de 1.000 a 15.000 Da, preferiblemente entre 2.000 y 5.000. Comprenden, por ejemplo, derivados de poli(etileno) glicol (PEG), poli(oxietilenos), poli(metilelno glicoles), poli(trimetileno glicoles) y poli(vinilpirrolidonas), siendo los preferidos los derivados de PEG. Pueden ser lineales o ramificados, pero no están muy reticulados. También pueden ser adecuados polímeros de bloque poli(oxietileno)-poli(oxipropileno), teniendo opcionalmente un núcleo de etilenediamina (polímero con 4 cadenas de extremo).

Los polímeros hidrofílicos se "activan" para reaccionar de manera selectiva con las aminas y los tioles de las proteínas. En el extremo de las cadenas de los polímeros, hay una estructura similar a: -cadenas de polímero-ligando-LG (grupo saliente) para los polímeros que reaccionan con las aminas, o -cadenas de polímero-GRT (grupo que reacciona respecto a los tioles) de los polímeros que reaccionan con los tioles.

El ligando se puede seleccionar entre los grupos que consisten en un carbonato -C(O)-, un monoéster -R-CH_{2}-C(O)- o un diéster -C(O)-O-CH_{2})n-O-C(O)-; el LG puede ser un derivado de succinimidilo, maleimidilo, ftalimidilo, imidazolilo, nitrofenilo o tresilo, siendo el derivado de succionimidilo el más preferido. Finalmente, los GRTs se pueden seleccionar entre derivados de vinilsulfonio, iodoacetamida, maleimida, y disulfuro de ortopiridilo.

Estos polímeros hidrofílicos se sintetizan según los procedimientos conocidos por los técnicos en la materia.

Se pueden conservar en forma deshidratada, empaquetados en jeringuillas.

Para la producción de la matriz adhesiva según una primera realización, los compuestos de proteína citados anteriormente, en particular el colágeno, el colágeno calentado o la albúmina, pueden estar en solución acuosa. Se mezclan de manera extemporánea con el agente de polimerización/reticulación, bajo condiciones tales que la polimerización/reticulación de dichos compuestos de proteína pueden realizarse en un tiempo preferiblemente menor de 5 minutos.

Según una segunda realización para la producción de la matriz adhesiva, los compuestos de proteína citados anteriormente, en particular el colágeno, el colágeno calentado o la albúmina, pueden ser en forma de sólido, en particular de un polvo seco, opcionalmente esterilizado, por ejemplo en una primera jeringuilla. En esta realización, se prefiere planear una etapa adicional para solubilizar el polvo antes de introducir el agente de polimerización/reticulación. A continuación se puede usar una segunda jeringuilla que contenga una solución acuosa de tampón. Por lo menos una de las dos jeringuillas está asociada con medios de calentamiento para volver a calentar la mezcla a una temperatura de 37 a 50ºC.

El compuesto de proteína se disuelve mediante la transferencia sucesiva de los contenidos de las dos jeringuillas de la una a la otra, haciendo el mejor uso de la posibilidad de volver a calentar, lo cual facilita la rápida solubilización del compuesto de proteína.

Cuando la mezcla está en suspensión acuosa homogénea, entonces es posible introducir el agente de reticulación para continuar la preparación y la aplicación de la espuma de proteína adhesiva como en la primera realización.

En las dos realizaciones, si el compuesto de proteína está en solución preformada o como polvo seco, es preferiblemente empezar a partir de preparaciones estériles para las aplicaciones quirúrgicas.

Esta esterilidad se puede obtener mientras el material en crudo esté esterilizado por filtración, trabajando a continuación en un ambiente estéril (áreas estériles especiales, equipo esterilizado previamente y en una atmósfera aislada).

Sin embargo, es ventajoso poder simplificar las condiciones operativas y disminuir la complejidad y su coste adoptando un procedimiento validado de esterilización final. Esta esterilización se puede obtener mediante radiación gamma o beta, preferiblemente cuando la solución o polvo de proteína se ha suplementado de antemano con un agente "radioprotector" que atrapa radicales libres, tal como un azúcar o un polisacárido, en particular almidón con una concentración próxima al 1%.

El tiempo de polimerización/reticulación se puede controlar según los constituyentes usados para la producción de la matriz adhesiva de una manera que es conocida por sí misma.

En una realización de la invención, la matriz adhesiva se produce usando la mezcla de un compuesto de proteína en solución, preferiblemente del colágeno nativo, del colágeno calentado o de la albúmina, con un polisacárido o mucosacárido oxidado, preferiblemente almidón oxidado, dextrano oxidado o ácido hialurónico oxidado.

La matriz adhesiva se puede preparar de esta manera, según una primera realización de la invención, usando una mezcla de polialdehído y de colágeno calentado, en una relación en peso de 1:10 a 1:160, preferiblemente de 1:15 a 1:50, con una concentración final de colágeno calentado del 4 al 16%, preferiblemente del 4 al 13% en peso. La temperatura de la solución de polisacárido está preferiblemente entre +1ºC y +30ºC, y la de la solución de colágeno calentado en un valor que permita su fluidificación, principalmente entre +37ºC y +50ºC.

La temperatura de la mezcla adhesiva está preferiblemente entre +35ºC y +41ºC. El tiempo de reacción de la mezcla se puede ajustar en función del pH del colágeno calentado, que varía entre 6,5 y 7,5. Se puede obtener un tiempo de polimerización corto, menor de 1 minuto, a un pH de 7,5, y se puede aumentar gradualmente acidificando la solución de colágeno calentado a un pH de 6,5.

Según otra realización de la invención, la matriz adhesiva se prepara usando una mezcla de polialdehído oxidado y colágeno nativo en una relación en peso de 1:10 a 1:50, preferiblemente de 1:10 a 1:30, con una concentración de colágeno final del 1 al 5%, preferiblemente del 2 al 4%. La temperatura de la solución de polisacárido oxidado está preferiblemente entre +1ºC y +30ºC, y la de la solución de colágeno nativo entre +18ºC y +37ºC. La temperatura de la mezcla adhesiva está preferiblemente entre +18ºC y +37ºC. El tiempo de reacción de la mezcla se puede ajustar en función del pH del colágeno, entre 6,5 y 7,5, y de la temperatura de la mezcla. El tiempo de polimerización aumenta cuando disminuye el pH y/o la temperatura de la mezcla.

Según otra realización de la invención, la matriz adhesiva se prepara usando una mezcla de polímero hidrofílico activado en polvo y de colágeno calentado en solución, con una relación en peso de 1:50 a 1:1, preferiblemente de 1:10 a 1:1, con una concentración final de colágeno calentado del 4 al 20%, preferiblemente entre el 10 y el 18%. La temperatura de la solución de colágeno calentado está entre +37ºC y +50ºC, y el pH de la solución de colágeno calentado puede variar entre 6,9 y 9,0, según el tiempo de reticulación deseado, desde menos de un minuto a varias decenas de minutos. La temperatura de la mezcla adhesiva resultante está preferiblemente entre +35ºC y +41ºC.

Según otra realización, se puede usar una mezcla 1:4 de polialdehído oxidado y albúmina.

Según una realización de la invención, la matriz adhesiva se puede preparar usando proteínas que han sufrido separación oxidativa.

En este caso, el tratamiento con ácido periódico o una sal del mismo, preferiblemente periodato de sodio, se puede realizar según un procedimiento conocido por sí mismo.

El colágeno se prefiere particularmente para los propósitos de la invención, y puede ser de cualquier tipo mencionado previamente. Las preferencias mencionadas anteriormente también se aplican en este caso.

La modificación mediante separación oxidativa del colágeno se describe en la patente US 4.931.546.

Este tratamiento provoca separaciones en ciertos constituyentes del colágeno, hidroxilisina y azúcares, y así crea sitios reactivos (grupos aldehído) sin provocar su reticulación mientras el pH de la solución de colágeno permanece ácida.

El colágeno oxidado se puede conservar en forma liofilizada, a una temperatura entre +4ºC y +25ºC.

Según esta realización, el agente de polimerización/reticulación consiste entonces en un tampón a un pH ligeramente alcalino para permitir la reticulación de la mezcla, a un pH neutro.

Según la invención, la matriz adhesiva se puede producir de esta manera mezclando colágeno oxidado en forma deshidratada con un tampón en solución, resultando la solución posiblemente, por sí misma, a partir de la disolución previa de un tampón en forma deshidratada, en agua.

Según otra realización de la invención, las proteínas modificadas mediante un agente de acilante o de sulfonación se pueden usar para la preparación de la matriz adhesiva.

Las proteínas citadas anteriormente y sus preferencias también se aplican a esta realización.

El agente de polimerización/reticulación también es, en este caso, un tampón de pH ligeramente alcalino a neutro, preferiblemente entre 6,0 y 9,0, más preferiblemente de entre 8,0 y 8,5.

La matriz adhesiva se produce mediante un procedimiento similar al mencionado, mezclando las proteínas con un grupo acilante o de sulfonación con la solución tampón, de manera que la reacción de acilación o sulfonación puede producirse, produciendo la matriz adhesiva.

Según otra realización de la invención en la que la matriz adhesiva se basa en cola de fibrina, las colas actualmente disponibles en el mercado, en particular en las vendidas bajo los nombres "Tissucol®" o "Tisseel®", vendidos por Baxter, o "Beriplast®", vendido por Cénteon, se pueden usar para los propósitos de la invención.

Es una solución de fibrinógeno concentrado (70-140 mg/ml) que contiene factor XIII y, opcionalmente, fibronectina.

En este caso, el agente de polimerización/reticulación consiste en una solución de trombina (4-100 I.U) al cual se le puede añadir opcionalmente colágeno.

Según la invención, sea cual sea el tipo de matriz adhesiva seleccionada, la espuma adhesiva se prepara durante la formación de la matriz adhesiva.

Cuando esto se produce a partir de la mezcla de dos constituyentes básicos (compuesto de proteína-agente de polimerización/reticulación), en particular en los casos citados anteriormente, esta mezcla se prepara de manera extemporánea y antes de su aplicación a los tejidos. Durante esta operación, se introduce un gas mediante cualquier procedimiento conocido por los técnicos en la materia.

El gas se puede introducir en particular durante la mezcla de los constituyentes, o directamente en la mezcla preformada (es decir, en el material de la matriz de proteína adhesiva fluida).

El gas usado para los propósitos de la invención puede consistir en aire o en uno o más de sus componentes, por ejemplo nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono.

Los gases preferidos son aire, dióxido de carbono y nitrógeno.

Puede ser gas o una mezcla de gases (indicados a partir de ahora usando el término general "gas").

Según la invención, el gas usado para la formación de la espuma adhesiva se puede asociar, preferiblemente, con uno de los constituyentes básicos para la formación de la matriz adhesiva, donde sea apropiado con el compuesto de proteína que se pueda polimerizar/reticular y/o con el agente de polimerización/reticulación, y/o suministrado de manera independiente con uno de estos constituyentes.

El término "asociado" se refiere al caso en el que el gas está simplemente contenido en el mismo recipiente que el constituyente de la matriz adhesiva (fases polvo/gas o líquido/gas), tal como el caso en el que el gas se mezcla con el agente de polimerización/reticulación, que está, por ejemplo, en forma pulverulenta o liofilizada.

Cuando el gas está asociado con uno de los componentes de la matriz adhesiva, la espuma se forma durante la mezcla de dichos componentes para la producción de la matriz adhesiva.

El gas también se puede suministrar de manera independiente, por separado o combinado con un vehículo que sea no tóxico, biocompatible y biodegradable y que se mezcla con la matriz adhesiva y sus elementos constituyentes en el momento de la preparación de la espuma adhesiva.

Puede ser un compuesto de proteína tal como el que se usa para la formación de la matriz adhesiva. Sin embargo, en este caso, la cantidad de compuesto de proteína que se usa como vehículo es tal que no puede, por sí mismo, permitir la formación de la matriz adhesiva.

El vehículo se puede reforzar o añadir de la espuma, o tener actividad biológica. En particular, puede constituir, en paralelo, un vehículo para una o más sustancias biológicas tal como se indica posteriormente.

En este caso, la mezcla para la formación de la matriz adhesiva se puede preparar de antemano (para producir el material de la matriz adhesiva), y a continuación el gas opcionalmente combinado con un vehículo tal como se ha de descrito anteriormente se introduce en la matriz adhesiva ya en el procedimiento de formación.

El agente de polimerización/reticulación y/o el vehículo que contiene el gas están preferiblemente en forma deshidratada, en particular en forma liofilizada.

En una variante, el vehículo puede ser, en una manera menos preferida, en forma líquida.

Según otro aspecto de la invención, se pueden incorporar otros componentes que no interfieren con la formación de la espuma.

La espuma adhesiva puede permitir así el suministro de sustancias activas al sitio objetivo al cual se aplica.

De esta manera, se pueden mezclar una gran variedad de sustancias biológicamente activas con el vehículo. Ejemplos de estas sustancias incluyen, pero no de una forma limitativa: medicamentos, vitaminas, factores de crecimiento, hormonas, derivados esteroides, antibióticos, vacunas, agentes antivirales, agentes antimicóticos, agentes antiparásitos, agentes antitumores, agentes anticancerígenos, toxinas, enzimas, inhibidores de enzimas, proteínas, péptidos, compuestos inorgánicos (por ejemplo, derivados de zinc, cobre, selenio, calcio), neurotransmisores, lipoproteínas, glicoproteínas, inmunomoduladores, inmunoglobulinas y fragmentos de las mismas, agentes de contraste, derivados de ácidos grasos, polisacáridos, ácidos nucleicos (por ejemplo, fragmentos de ADN, ARN) y polinucleótidos.

Entre los factores de crecimiento, los siguientes factores o sus genes correspondientes se prefieren particularmente: factores del tipo EGF (Factor de Crecimiento Endotelial), FGF (Factor de Crecimiento de Fibroblasto) y TGF-E (Factor-E de Crecimiento de Transformación), incluyendo BMPs (Proteínas Morfogenéticas Óseas), IGFs (Factor de Crecimiento a modo de Insulina), PDGFs (Factores de Crecimiento Derivados de Plaquetas) y Vegas (Factores de Crecimiento Endoteliales Vasculares), o análogos y derivados de estos factores.

Estas sustancias biológicamente activas se pueden mezclar en solución con el vehículo, y a continuación se deshidratan opcionalmente mediante medios conocidos por los técnicos en la materia.

También es posible aceptar un vehículo deshidratado en un volumen mínimo de solución que contenga la(s) sustancia(s) biológicamente activa(s) o añadir una solución concentrada esta(s) sustancia(s) biológicamente activa(s) hasta un vehículo deshidratado.

Finalmente, menos preferiblemente, también es posible preparar una solución acuosa del vehículo mezclada con una o más sustancias biológicamente activas antes de mezclarlas con el gas.

Cualquier procedimiento conocido por los técnicos en la materia se puede usar para preparar la espuma, que consiste simplemente en mezclar varios productos y un gas de una manera homogénea. La mezcla se prepara de manera extemporánea antes de usarla para producir una espuma adhesiva lista para su uso.

Para este propósito, se pueden usar los equipos que forman el objeto de la presente invención.

Los constituyentes requeridos para la formación de la espuma están preferiblemente contenidos de manera separada en jeringuillas, produciéndose la espuma mediante la transferencia del contenido hacia atrás y adelante desde una jeringuilla a la otra hasta que se produce una mezcla homogénea.

La espuma recogida en una única jeringuilla se puede aplicar a continuación al sitio deseado.

Para este propósito, se puede usar un equipo tal como el descrito en la solicitud de patente WO 98/15299 para la preparación de una cola basada en colágeno y en polialdehído macromolecular.

Se recuerda que este equipo puede ser en forma de dos jeringuillas que contienen el componente de colágeno y el polialdehído, respectivamente.

Estas jeringuillas están fijadas a un dispositivo de mantenimiento equipado con medios de fijación diseñados para poder mezclar de manera extemporánea su contenido de una manera homogénea, después de haber recalentado la jeringuilla de colágeno a la temperatura adecuada, de entre 37ºC y 50ºC, según la fluidez deseada.

El compuesto de proteína y el agente de polimerización/reticulación se empaquetan en una de las formas descritas anteriormente.

La cantidad requerida de gas está también presente en una de las jeringuillas o compartida entre cada una de las mismas, de manera que el gas se introduce en el momento de formación del material de la matriz adhesiva mediante la mezcla de los constituyentes.

En una variante, la cantidad requerida de gas, opcionalmente combinada con un vehículo tal como se ha descrito anteriormente, puede originarse a partir de otra jeringuilla, en cuyo caso se introduce en el material de la matriz adhesiva en el procedimiento de formación, por ejemplo mediante polimerización/reticulación, después de la mezcla de los constituyentes básicos, formando esta premezcla posiblemente el material de la matriz adhesiva, por sí mismo, produciéndose usando el equipo según la solicitud de patente WO 98/15299.

Cuando está mezclado con un vehículo, opcionalmente combinado con una o más sustancias biológicamente activas, el gas representa preferiblemente un mínimo del 50% del volumen total de la preparación, y más preferiblemente del 90% del volumen total.

La mezcla se produce preferiblemente mientras se incorpora un volumen de gas que representa del 25 al 90% del volumen total de la espuma, preferiblemente entre el 40 al 75%.

Esta mezcla se produce, además, a una temperatura que promueve la incorporación del gas en la cola biológica. Esta temperatura es preferiblemente fisiológica, más preferiblemente entre 18ºC y 41ºC.

Cuando es apropiado, esta mezcla se produce muy al inicio de la reticulación, preferiblemente cuando es más baja la viscosidad inicial de la mezcla.

Las espumas producidas según la invención tienen propiedades adhesivas que son satisfactorias para su uso en cirugía y/o en prácticas terapéuticas, y que son comparables con las de las colas biológicas conocidas basadas bajo las que se preparan.

Se han de usar inmediatamente, dentro de los primeros cinco minutos de la preparación.

Según los elementos constituyentes de la matriz adhesiva y el procedimiento de producción de la misma, es posible, de una manera conocida, controlar el tiempo de polimerización/reticulación para permitir la formación de la espuma y su aplicación al sitio deseado.

La espuma adhesiva que es objeto de la presente invención se aplica inmediatamente después de su formación, cuando está todavía en el proceso de polimerización/reticulación.

Se puede aplicar mediante procedimientos conocidos por los técnicos en la materia. Preferiblemente, se puede inyectar, a través de jeringuillas, catéteres, cánulas o cualquier otro material equivalente que permita que la espuma fluya fácilmente. En particular, para dispositivos cilíndricos, el diámetro interior puede ser de entre 0,1 y 2 mm. El sistema de inyección puede comprender un aplicador, cuya forma es particularmente adecuada para el uso deseado.

Según otra realización de la invención, la espuma se puede forma in situ mediante la aplicación posterior de los constituyentes requeridos tal como se ha mencionado anteriormente.

La espuma puede perder su naturaleza adhesiva después de la polimerización/reticulación, permitiendo la aplicación selectiva y precisa a los tejidos objetivo sin pegarse a los tejidos no deseados que rodean el sitio de intervención.

El índice de endurecimiento de la matriz adhesiva en la estructura de la espuma no está afectado por la introducción de gas.

La espuma adhesiva según la invención es no tóxica y se tolera perfectamente por el organismo huésped, mientras que al mismo tiempo es más elástica que las colas conocidas.

La densidad final de la espuma es variable según la cantidad de gas introducida y la aplicación prevista.

Se caracteriza por la presencia de poros con un diámetro de generalmente entre 50 y 200 micrones.

Esta porosidad confiere al producto remarcables propiedades respecto a las plaquetas de la sangre, que se pueden adherir al mismo más rápidamente debido a la gran área de superficie exterior de contacto. Un agregado de plaquetas que segregan los factores de coagulación requerido para las formas de hemostasis. De esta manera, la matriz adhesiva adquiere, debido a esta porosidad, propiedades hemostáticas que permiten detener el sangrado a través de la acción combinada del sellado mecánico de la herida y la activación de las plaquetas en contacto con la sangre.

Esta porosidad confiere una gran elasticidad a la matriz adhesiva, que lo hace un producto de elección para sellar heridas pulmonares y detener escapes de aire, mientras que al mismo tiempo produce hemostasis después de exéresis de un tumor.

La porosidad del material adhesivo facilita su colonización celular, su biodegradación y su transformación en tejido de cicatrización, evitando al mismo tiempo la formación de adhesiones post-operativas con los órganos adyacentes a la herida.

Los depósitos de espuma sobre los tejidos vivos son en particular más fáciles de visualizar debido a sus particulares estructuras microporosas y su opacidad.

Debido a su baja densidad, se puede aplicar con mayor precisión a los tejidos, sin experimentar los problemas de desplazamiento que se encuentran de manera convencional con las colas biológicas líquidas, o los riesgos de dispersión de las colas mediante los gases propelentes de los pulverizadores.

Su fluidez inicial permite su inyección con la ayuda de jeringuillas y su uso mediante laparoscopia con la ayuda de cánulas y catéteres adecuados. Se puede extender fácilmente usando una espátula o un cepillo mediante pintado en cirugía abierta, tal como en laparoscopia.

Este adhesivo de tejido poroso está, por lo tanto, particularmente indicado para producir la hemostasis de heridas quirúrgicas o traumáticas, vasculares o de tejido, protegiéndolas y facilitando su cicatrización, evitando al mismo tiempo la formación de adhesiones post-operativas.

La espuma adhesiva según la invención se puede usar, de una manera no limitativa, para evitar o detener el sangrado de heridas vasculares o del tejido, para fijar tejidos biológicos, incluyendo tejidos vivos, entre sí o a un biomaterial implantado, para cicatrizar heridas quirúrgicas o crónicas, proteger o sellar suturas, evitar la formación de adhesiones post-operativas, suministrar sustancias biológicamente activas en particular con medicinas para aplicación local y llenado de cavidades del tejido (huesos, cartílagos, lesiones de la piel, etc.).

Un objeto de la invención también es, por lo tanto, los procedimientos de tratamiento quirúrgico o médico que comprenden la colocación, en un sitio adecuado del organismo, a través de una ruta de acceso adecuada, de una cantidad de espuma según la invención que sea efectiva para adherirse al sitio y provocar el efecto deseado.

De esta manera, la invención proporciona un procedimiento para proteger o fijar tejidos biológicos, incluyendo tejidos vivos, entre sí o a un biomaterial implantado que tiene funciones que son reactivas respecto a unos de los constituyentes de la matriz adhesiva, que comprende la mezcla de los constituyentes (constituyentes de la matriz adhesiva y gas) requeridos para la formación de la espuma, de manera simultánea o sucesiva tal como se ha mencionado anteriormente.

La espuma fluida resultante se aplica a continuación rápidamente, es decir, en menos de 3 minutos, durante la polimerización/reticulación de la matriz adhesiva, a dichos tejidos y/o a dicho biomaterial a una temperatura de entre 20ºC y 41ºC, y a continuación todo esto se deja que se polimerice/reticule.

La mezcla antes de la aplicación se puede realizar con el equipo descrito anteriormente.

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El tiempo de polimerización/reticulación se puede ajustar en función de los constituyentes de la matriz adhesiva y de su conservación, de una manera conocida por sí misma, variando el pH, las concentraciones y la temperatura.

El tiempo de reabsorción en vivo también se puede ajustar, en particular modificando químicamente los constituyentes básicos de la matriz adhesiva, como es conocido en la técnica, o controlando la concentración del agente de polimerización/reticulación.

Según la composición de la matriz adhesiva, este tiempo puede variar de unos pocos días a varios meses.

Según las aplicaciones, el biomaterial implantado consiste en la propia espuma adhesiva, que a continuación se usa en solitario.

En otros casos, puede implicar la fijación de un biomaterial que tenga, por ejemplo, funciones que contienen amina que son reactivas respecto al polialdehído constituyente de la matriz adhesiva.

Para otras aplicaciones, en particular la prevención de las adhesiones post-operativas, la espuma adhesiva según la invención se puede usar en solitario o fijarse bien a una película basada en colágeno, para formar un material bicompuesto.

Puede ser una película de colágeno tal como se ha descrito en la patente WO 98/34656.

El colágeno usado para formar la película corresponde al mencionado anteriormente para producir la espuma. El colágeno calentado se prefiere.

La película de colágeno también puede comprender un aditivo hidrofílico, preferiblemente químicamente no reactivo respecto al colágeno, es decir, que no sea capaz de reaccionar con el colágeno presente, en particular que no forma uniones covalentes con el mismo durante la reticulación.

El aditivo hidrofílico preferiblemente consiste en polietileno glicol.

La preparación del propio material biocompuesto se realiza uniendo la capa que forma la película y la espuma adhesiva en el procedimiento de formación o una vez formado, es decir, después de mezclar los constituyentes requeridos.

La unión comprende el vertido de la solución de colágeno, pensada para producir la película, sobre un soporte adecuado substancialmente plano, distribuyéndola de manera uniforme.

El soporte es inerte porque no reacciona con los componentes citados anteriormente y no está implicado en el proceso de reticulación. Es preferiblemente hidrofóbico, por ejemplo hecho de PVC o poliestireno.

Sin embargo, este soporte también puede consistir en un material desgarrable que permanecerá ligeramente adherido, y que se puede separar a continuación en el momento de su uso quirúrgico.

Este soporte puede consistir por sí mismo en una película, por ejemplo de colágeno seco, sobre la que se vierte la solución, o una capa de gel de material de colágeno en un estado de cuajado más avanzado de manera diferente.

La densidad de la fina capa aplicada está comprendida preferiblemente entre 0,1 y 0,3 g/cm^{2}.

Esta solución de colágeno se vierte a una temperatura ventajosamente de entre 4 y 30ºC, preferiblemente entre 18 y 25ºC.

Esta solución se deja que cuaje y la espuma preparada tal como se ha mencionado anteriormente se aplica a dicha solución en el proceso de cuajado. En otras palabras, la capa de espuma porosa se deposita sobre el gel, con la aplicación continua mediante simple gravedad u, opcionalmente, mediante una ligera compresión que es insuficiente para provocar cualquier compactación apreciable de la espuma.

El momento en el que la espuma porosa se aplica a la solución en el proceso de cuajado es tal que el gel está todavía blando y permite que la espuma porosa penetre sobre una distancia que es ventajosamente del orden de 0,05 a 2 mm, preferiblemente del orden de 0,1 a 0,5 mm.

En general, cuando la solución que está cuajando está a una temperatura de entre 4ºC y 30ºC, la capa de espuma porosa se aplica entre 5 y 30 minutos después de que la solución se haya distribuido sobre la superficie que la soporta.

Esta se deja secar o se liofiliza para obtener el material biocompuesto según la invención.

La polimerización/reticulación de la matriz adhesiva se puede realizar o se puede acabar, si es apropiado, durante el secado del material bicompuesto.

Este secado se puede obtener a una temperatura de entre 4ºC y 30ºC, preferiblemente entre 18ºC y 25ºC.

El secado del material se puede realizar en una corriente de aire estéril, si es necesario.

Después del secado, el material bicompuesto según la invención se puede separar de su soporte. En una variante, puede comprender o incorporar una película o una capa de material de colágeno sobre la que se ha vertido la solución de colágeno.

El material bicompuesto según la invención es estable a temperatura ambiente y permanece estable lo suficiente para manipularse a temperaturas que posiblemente aumentan a 37-40ºC.

El espesor de la película de colágeno es preferiblemente menor de 100 \mum, y más preferiblemente entre 30 y 75 \mum.

El espesor de la espuma es preferiblemente entre 0,2 cm y 1,5 cm, incluso más preferiblemente entre 0,3 cm y 1,2 cm.

Este material de dos capas presenta una serie de cualidades particularmente sorprendentes hemostáticas, de adhesión antipost-operativa y de biodegradabilidad.

El material de colágeno bicompuesto según la invención es particularmente adecuado para evitar adhesiones post-operativas, en particular en heridas hemorrágicas, porque la película evita adhesiones, el material compuesto se adhiere bien a estas heridas y no hay sangrado en la interfaz.

Además de sus propiedades de hemostasis y de prevención de las adhesiones post-operativas, el material de colágeno de la presente invención facilita la cicatrización debido a su estructura compuesta, que combina una capa muy porosa de espuma con una película de colágeno.

La parte porosa del material se puede colonizar fácilmente mediante las células de los alrededores. La película protege la cicatrización en curso durante unos pocos días debido a sus propiedades de formación de una barrera a las bacterias y los microorganismos.

La potencia de la película de material para evitar adhesiones también se refuerza mediante la capa de espuma del material que acelera la cicatrización de la herida.

Según la invención, el material de colágeno bicompuesto es de esta manera útil para hemostasis y evita las adhesiones post-operativas a las heridas que sangran, mientras que al mismo tiempo facilita la curación.

Además, el aditivo hidrofílico macromolecular se elimina mediante difusión a través del material de colágeno, en pocos días, promoviendo el hinchado de este material la degradación de la película de colágeno en menos de un mes.

El material bicompuesto según la invención también se puede usar para promover la cicatrización. Su estructura muy porosa permite una rápida colonización celular. Respecto a la película, hace posible aislar la parte porosa para hacerla accesible a células específicas.

A modo de ejemplo, se pueden cultivar fibroblastos en la parte porosa del material, in Vitro, y se pueden cultivar células epiteliales sobre la película, mediante la creación de dos compartimientos separados temporalmente.

La invención se describirá en mayor detalle con la ayuda de los ejemplos datos a partir de ahora a modo de indicación no limitativa.

Ejemplo 1 Espuma Adhesiva de una Matriz Adhesiva que Combina Colágeno Calentado y Almidón Oxidado (cola GAO) Preparación del Almidón Oxidado

Se prepara una solución de almidón soluble, con una concentración del 20% y a una temperatura de 75ºC, hasta que se obtiene una solución totalmente homogénea, y a continuación se diluye por dos veces. A continuación se filtra previamente y se filtra a través de una membrana con una porosidad de 0,22 \mum.

El pH del almidón se ajusta a continuación a un pH de 3,0-3,2 y la concentración del almidón es del 6%. A continuación, se añade sodio meta-periodato con la concentración final de 0,36 M a la solución de almidón oxidado a temperatura ambiente. Después de 2 horas de tratamiento, la solución se dializa, con una membrana que tiene un límite de corte entre 5 y 10 kDa, contra agua desmineralizada ultrafiltrada. La diálisis continúa hasta la eliminación total de los productos dializables de la reacción de oxidación y de los reagentes, así como de los derivados desionizados, formados durante la reacción.

A continuación, se ajusta la concentración de la solución del almidón oxidado al valor deseado, entre el 1 y el 3%. Se prefiltra y se filtra de manera estéril a través de una membrana que tiene una porosidad de 0,22 \mum.

El producto es estable durante por lo menos un año, a una temperatura de +4ºC a +25ºC, en ausencia de aire.

Para la preparación de una espuma adhesiva, la solución de almidón oxidado se puede empaquetar en jeringuillas.

La solución de almidón oxidado, empaquetada en jeringuillas o en botellas, también se puede liofilizar bajo condiciones estériles y conservar a una temperatura de +4ºC a +25ºC, en ausencia de aire.

La disolución posterior del almidón oxidado liofilizado hace posible la preparación, si es necesario, de soluciones más concentradas de almidón oxidado que pueden alcanzar del 3 al 30%.

Preparación del Colágeno Calentado

El colágeno usado es a partir de una fuente conocida por los técnicos en la materia. Si es colágeno bovino de tipo I, puede ser soluble en ácido o solubilizado mediante digestión con pepsina. Si es colágeno de placenta humana, se puede preparar mediante extracción con pepsina, según el procedimiento descrito en la patente EP-A-0 214 035.

Por ejemplo, se obtiene una mezcla de tipos I y III. Esto se puede usar opcionalmente entonces para separar el tipo I y/o el tipo III. El colágeno también se puede preparar mediante técnicas de recombinación genéticas.

Una solución ácida de colágeno con una concentración del 4 al 16% se prepara añadiendo gradualmente un polvo de colágeno ácido al agua, a una temperatura de 42ºC. Muy rápidamente, después de 2 a 5 minutos de agitación, tan pronto como permite la fluidez, la solución se neutraliza con una solución molar de hidróxido de sodio, a un pH que varía entre 6,5 y 7,5.

Después de la neutralización, la temperatura de la solución de colágeno se ajusta a +60ºC, para permitir su esterilización mediante filtración a través de una membrana que tiene una porosidad de 0,22 \mum, posterior a la prefiltración.

Para su uso en un equipo, en particular como se describe en la solicitud de patente WO 98/15299, el colágeno se distribuye a continuación de manera estéril en jeringuillas y se conserva a una temperatura de entre +4ºC y +25ºC, y es estable durante un año por lo menos.

En una variante, la solución de colágeno calentado se suplementa con almidón al 1% u otros agentes que se filtraron a una temperatura de 42ºC a través de una membrana que tiene una porosidad de 0,22 micrones y distribuida en jeringuillas que se pueden esterilizar mediante irradiación gamma, finalmente en una dosis de 5 a 30 kilogreys.

Preparación de la Espuma Adhesiva GAO

Se prepara una jeringuilla de calentamiento de 5 ml, llena con 2 ml de colágeno calentado a una concentración del 16% y envuelta con una película resistente equipada con un termostato que permite que la temperatura del colágeno se mantenga entre +44ºC y +50ºC. También se prepara una jeringuilla de 5 ml que contiene 2,5 ml de aire y 0,5 ml de almidón oxidado.

A continuación, el contenido de estas dos jeringuillas vinculadas mediante un único conector se mezcla vaciando totalmente de manera alterna el contenido entre sí, 10 a 20 veces hasta que se produce una espuma adhesiva completamente homogénea.

Según otra variante de preparación de la espuma adhesiva, se prepara una jeringuilla de calentamiento de 2,5 ml, llena con 2 ml de colágeno calentado con una concentración del 16% y envuelta con una película resistente equipada con un termostato que permite mantener la temperatura del colágeno entre +44ºC y +50ºC. Además, se prepara una jeringuilla que contiene 0,5 ml de almidón oxidado. Estas dos jeringuillas se unen en un equipo tal como se describe en la solicitud de patente WO 98/15299. Se montan juntas a través de una configuración de conector/mezclador, cuya función es producir un gel adhesivo perfectamente homogéneo. El contenido del equipo se transfiere a una jeringuilla vacía de 5 ml con la ayuda del único conector. En paralelo, se prepara una jeringuilla de 5 ml que contiene 2,5 ml de aire.

A continuación, el contenido de estas dos jeringuillas se mezcla tal como ha descrito anteriormente.

Según otra variante, es posible preparar una espuma adhesiva de densidad media a la anterior. Para esto, se monta un equipo para "cola" biológica usando una jeringuilla de 2,5 ml llena con 2 ml de colágeno calentado con una concentración del 16% y una jeringuilla que contiene 0,5 ml de almidón oxidado. El contenido de este equipo se descarga en una jeringuilla de 10 ml. Se prepara además una jeringuilla de 10 ml que contiene 7,5 ml de aire.

A continuación, el contenido de las dos jeringuillas se mezcla según el procedimiento descrito anteriormente.

Ejemplo 2 Espuma que Consiste en una Matriz Adhesiva Preparada Usando "Cola GAO" y Colágeno Nativo Preparación del Colágeno Nativo

Se preparó una solución al 3% en agua ultrafiltrada desmineralizada. A continuación, se añadió una solución de fosfato de disodio 0,22 M para obtener una concentración final de 20 mM. La suspensión de colágeno se homogeniza con un mezclador de palas desfloculante, y a continuación se ajusta su pH a 7,4-7,5 con una solución concentrada de ácido hidroclórico.

La suspensión de colágeno neutralizada se diluye a continuación con agua desmineralizada ultrafiltrada para conseguir una concentración de colágeno del 1,8% y una concentración de fosfato de 13 mM. Se deja de un día para el otro para obtener la fibrilación completa del colágeno.

Al día siguiente, la suspensión de colágeno se centrifuga a 10.000-15.000 G para concentrar el precipitado de colágeno, que se homogeniza a continuación con un mezclador de palas desfloculante. Dos gramos de precipitado de colágeno al 2% en peso se distribuyen en jeringuillas de 5 ml que se liofilizan bajo las condiciones conocidas por los técnicos en la materia.

Después de la liofilización, el émbolo es introduce en las jeringuillas de colágeno, sin comprimir el colágeno. Estas jeringuillas, que están esterilizadas mediante irradiación gamma con una dosis de 25 a 35 Kgy, se empaquetan en una doble envoltura estanca al aire.

Se pueden usar dos variantes principales diferentes para la preparación de dicho polvo de colágeno nativo estéril.

a) La suspensión del 2% de precipitado de colágeno se suplementa con un 1% de almidón antes de la liofilización, lo que hace posible disminuir los efectos hidrolíticos de la irradiación de esterilización final sobre la molécula de colágeno.

b) La suspensión de colágeno se preparar de manera estéril en todo el proceso para evitar la irradiación final de esterilización.

Otras variantes de este proceso son introducir mayores o menores cantidades y concentraciones de colágeno.

Preparación de los Elementos de la "Cola GAO"

Los elementos de la cola GAO se preparan tal como se describe en el Ejemplo 1 y comprenden una jeringuilla de colágeno calentado con una concentración del 8% y una jeringuilla de almidón oxidado con una concentración del 1,5%.

Preparación de la Espuma Adhesiva GAO/Colágeno Nativo

Tal como se describe en el ejemplo anterior, se prepara primero la mezcla del colágeno calentado y del almidón oxidado (cola GAO), con las respectivas concentraciones del 8 y el 1,5%. Para esto, es posible usar un equipo tal como se describe en la solicitud de patente WO 98/15299 y transferir 2,5 ml de gel a una jeringuilla de 5 ml. También es posible usar dos jeringuillas de 5 ml enlazadas mediante un único conector, una conteniendo 2 ml de colágeno calentado al 8% y la otra conteniendo 0,5 ml de almidón oxidado al 1,5%. La mezcla de los dos productos se realiza vaciando totalmente de manera alternativa el contenido de una de las dos jeringuillas en la otra, 5 a 10 veces hasta que se forma un gel completamente homogéneo.

El colágeno usado para este ejemplo es colágeno bovino de tipo I extraído de dermis de ternero, opcionalmente solubilizado mediante digestión con pepsina y purificado mediante precipitaciones salinas, según las técnicas ya descritas. De una manera similar, es posible usar colágenos de tipo I o tipo III de otras especies animales o de origen humano, o colágeno de origen recombinante u otros tipos de colágeno, o una mezcla de los mismos en cualquier proporción.

La jeringuilla de colágeno liofilizado se conecta a continuación a la jeringuilla de cola GAO mezclada. La cola GAO se pone en la jeringuilla que contiene el colágeno lifilizado, y a continuación se transfiere el contenido de una jeringuilla a la otra empujando sus émbolos hacia delante y atrás 10 a 20 veces hasta que se forma una espuma homogénea.

Una vez está preparada la cola GAO, la espuma se ha de polimerizar completamente, para poderse adherir a los tejidos.

Ejemplo 3 Espuma que Consiste en una Matriz Adhesiva Preparada Usando Cola GAO y Colágeno Nativo Mezclados con FGF (Factor de Crecimiento de Fibroblasto)

La cola GAO se prepara tal como se describe en el ejemplo anterior, a partir de 2 ml de colágeno calentado al 8% y 0,5 ml de almidón oxidado al 1,5%. Se transfiere a una jeringuilla de 5 ml.

Se añaden 100 a 250 \mum de una solución de FGF recombinante humano a la jeringuilla de colágeno nativo.

A continuación, esta jeringuilla de colágeno nativo se mezcla con la cola GAO, tal como se ha descrito previamente, hasta que se produce una espuma de GOS/colágeno nativo-FGF homogénea.

Según otra variante, el FGF se permite que se absorba al colágeno nativo durante un periodo de tiempo, entre 50 y 120 minutos, antes de mezclar la preparación de colágeno/FGF con la cola GAO.

Otra variante de este ejemplo consiste en liofilizar el FGF con el colágeno nativo según el procedimiento anterior. El precipitado de colágeno se mezcla con una solución de FGF y se homogeniza, distribuido en jeringuillas de 5 ml, en una proporción de 2g esterilizados mediante irradiación gamma. Esta jeringuilla de colágeno liofilizado y FGF se mezcla con 2,5 ml de cola GAO, tal como se describe en el ejemplo 2, hasta que se produce una espuma homogénea.

La composición de esta espuma adhesiva se usa particularmente para llenar lesiones de nervios, siendo el FGF un factor que facilita la regeneración de los nervios.

En este ejemplo, el FGF se puede reemplazar con otros factores de crecimiento, o mezclas de los mismos, que tienen actividades equivalentes al FGF.

Ejemplo 4 Espuma que Consiste en una Matriz Adhesiva Preparada Usando Cola GAO y Colágeno Nativo Mezclados con IL-2 (Interleukina Tipo II)

Se repite el ejemplo 3, reemplazando el FGF o factores equivalentes con IL-2.

Esta espuma adhesiva GAO/colágeno nativo IL-2 es particularmente interesante para controlar la cancerogénesis y la inhibición del desarrollo de tumores. También se puede preparar con otros productos, en solitario o mezclada, que inhiben el desarrollo de cánceres y de tumores.

Ejemplo 5 Espuma que Consiste en una Matriz Adhesiva Preparada Usando Cola GAO y Colágeno Nativo Mezclados con Factores de Crecimiento Celular o de Regeneración de Tejido

Se pueden repetir los ejemplos 3 y 4 con colágeno nativo mezclado con cualquier factor de crecimiento celular o de regeneración de tejido, para preparar espumas adhesivas que sean activas sobre heridas de la piel, los huesos, los cartílagos, etc.

Ejemplo 6 Espuma Adhesiva Preparada Usando Colágeno en Forma de Polvo Seco Preparación del Colágeno

Se prepara una solución ácida de colágeno con una concentración del 2% añadiendo gradualmente un polvo de colágeno ácido al agua, a una temperatura de 20-25ºC. Tan pronto como la solución está completamente homogénea, el colágeno se neutraliza añadiendo fosfato de sodio, con la concentración final de 10 mM, para conseguir un pH de 6,5-8. La solución de colágeno se deja a continuación de un día al otro a 20-25ºC, y a continuación el colágeno precipitado se recupera mediante centrifugación. Se desalifica y se deshidrata con una serie de lavados de acetona: en el orden, 1 baño de 90/10, m/m, acetona/agua; 3 baños de 80/20, m/m, acetona/agua y 3 baños de 100% de acetona.

A continuación se distribuye el colágeno, en un volumen de 2,5 ml, en jeringuillas de 5 ml, en una proporción de 80-400 mg de colágeno seco por jeringuilla. El colágeno usado es de una fuente conocida por los técnicos en la materia que incluye colágenos recombinantes. Si es colágeno bovino de tipo I, puede ser soluble en ácido o solubilizado mediante digestión con pepsina. Si es colágeno de placenta humana, se puede preparar por extracción de la pepsina, según el procedimiento descrito en la solicitud de patente EP-A-0 214 035.

El colágeno, después de una filtración de esterilización inicial, se puede preparar de manera estéril a lo largo de todo el procedimiento con los equipos conocidos por los técnicos en la materia.

En una variante, el colágeno distribuido en una jeringuilla Becton-Dickinson ref: "STERIFILL" se puede esterilizar mediante irradiación gamma a la dosis de 5 a 35 kilogreys, preferiblemente en presencia de un agente que protege contra los efectos hidrofílicos de irradiación, tal como almidón. Se incorpora un volumen adicional de aire en la jeringuilla, si es necesario, para aumentar el futuro volumen de la espuma.

Preparación de una jeringuilla de agua destilada estéril o tampón fisiológico, según procedimientos convencionales, usando la misma jeringuilla Becton-Dickinson. Esta jeringuilla también puede contener un volumen suplementario de aire. Ventajosamente, una de las dos jeringuillas está equipada o asociada con un sistema de calentamiento que permite regular la temperatura entre 30ºC y 50ºC.

Preparación de la Espuma

Después de calentar una de las dos jeringuillas, se conecta a la otra jeringuilla con la ayuda de un conector con un diámetro interior cercano a 2 mm, lo suficientemente grande para evitar el taponado mediante las partículas y los grumos iniciales de colágeno.

El contenido de la jeringuilla líquida se envía al interior de la jeringuilla que contiene el polvo, y la mezcla se realiza mediante sucesivas transferencias, 10 a 20 veces, a una temperatura inferior a 37ºC cuando el propósito se conservar la estructura helicoidal del colágeno, y de 37ºC a 50ºC cuando el propósito es producir una disminución o una eliminación de la estructura helicoidal.

Cuando se homogeniza la espuma, se conserva en una de las dos jeringuillas (en caliente o a temperatura ambiente dependiendo de la jeringuilla usada), antes de mezclarse con una jeringuilla estéril que contiene almidón oxidado, a temperatura ambiente, preparada como en el ejemplo anterior.

Después de la incorporación del almidón oxidado en la espuma anterior, se usa la espuma final a una temperatura inferior a 40ºC, más comúnmente cercana a 37ºC, y se ha de usar dentro de los siguientes cinco minutos mientras está suficientemente fluida.

El índice de reticulación se puede controlar fácilmente ajustando el pH del colágeno usado y su concentración.

En variantes, se pueden añadir uno o más productos biológicos antibióticos, agentes anti-inflamatorios, factores de crecimiento, etc. a la jeringuilla de polvo de colágeno o a la jeringuilla que contiene la solución acuosa para aceptarla.

Ejemplo 7 Espuma Adhesiva que Consiste en una Matriz Adhesiva que Combina Albúmina y Almidón Oxidado (Cola AAO)

Se prepara una solución de almidón oxidado del 10 al 25% como se describe en el ejemplo 1.

Preparación de la Albúmina

La albúmina usada es a partir de una fuente conocida. Es de origen humano o animal o derivada de técnicas de recombinación genética.

La albúmina se toma con una concentración de hasta el 50%, neutralizada en un pH de 6,5-7,5 con soluciones de concentración de hidróxido de sodio y de ácido hidroclórico, y filtrada de manera estéril a través de una membrana que tiene un empaquetado en jeringuillas de 5 ml.

La jeringuilla de albúmina y una jeringuilla que contiene 0,5 ml de almidón oxidado del 10 al 25% se montan en un equipo, según el proceso descrito en el ejemplo 1. El equipo se llama AAO.

Preparación del AAO/Espuma Adhesiva de Colágeno Nativo

Tal como se ha descrito en los ejemplos anteriores, se puede preparar primero la mezcla de la albúmina y del almidón oxidado, con las concentraciones respectivas del 20-50% y del 10 al 25%, sin introducir aire. Para esto, es posible usar un equipo similar al usado para preparar la cola GAO en el ejemplo 2, y para transferir 2,5 ml de gel a una jeringuilla de 5 ml.

La jeringuilla de cola AAO se conecta a continuación a una jeringuilla de 5 ml que contiene 2,5 ml de aire. Los dos productos se homogenizan, empezando por el paso de aire al interior de la jeringuilla que contiene la cola AAO, y a continuación transfiriendo el contenido de una jeringuilla a la otra empujando sus émbolos hacia delante y atrás 10 a 20 veces hasta que se produce una espuma homogénea con un volumen de 5 ml.

También es posible usar dos jeringuillas de 5 ml enlazadas mediante un único conector, una conteniendo 2 ml de albúmina al 20-50% y la otra conteniendo 0,5 ml de almidón oxidado del 10 al 25% y 2,5 ml de aire. La mezcla de los dos productos se realiza vaciando totalmente de manera alterna el contenido de una de las dos jeringuillas en la otra 5 a 10 veces hasta que se produce una espuma completamente homogénea.

Una vez se prepara la cola AAO, la espuma se la polimerizar en su totalidad, para poder adherirse a los tejidos.

Ejemplo 8 Espuma Adhesiva Preparada Usando Albúmina Deshidratada y Almidón Oxidado en Solución Preparación de la Albúmina

0,4 a 1,25 g de albúmina en polvo se empaquetan de manera estéril en una jeringuilla Becton-Dickinson de 5 ml, ref: "STERFILL".

Preparación de una jeringuilla de 2 ml de agua destilada o solución fisiológica, PBS, asociada con un sistema de calentamiento que hace posible llevar la temperatura del líquido entre 37 y 45ºC.

Las dos jeringuillas se conectan a continuación un extremo con el otro con la ayuda de un conector con un diámetro de 1 a 2 mm.

El contenido de las dos jeringuillas se mezcla a continuación mediante sucesivas transferencias de una a la otra. Después de 10 a 20 transferencias, la espuma de albúmina homogénea se recoge en una de las dos jeringuillas.

Esta se conecta a continuación a una jeringuilla que contiene 0,5 ml de almidón oxidado al 6% y, después de mezclarlo mediante sucesivas transferencias desde una de las jeringuillas a la otra, se puede aplicar la espuma de proteína adhesiva a la herida que se ha de tratar.

Ejemplo 9 Espuma Adhesiva que Consiste en una Matriz Adhesiva que Combina la Albúmina y Derivados de Polietileno Glicol que Soportan Grupos Electrofílicos Activados que son Reactivos Respecto a Aminas

La albúmina se toma con una concentración del 50% y se neutraliza a un pH de 6,5-9 tal como se describe en el ejemplo 7 u 8. 2 ml de esta solución se empaquetan a continuación en jeringuillas de 5 ml.

Entre los PEGs electrofílicos activados, se pueden usar igualmente, en solitario o mezclados en cualquier proporción, SPA-PEG (PEG succinimidil propionato), SCM-PEG (succinimidil éster de PEG carboximetilado) y BTC-PEG (benzotriazol carbonato de PEG), de peso molecular mayor de 1000 Da, derivados de PEG, productos vendidos por Shearwater Polymers. También se puede usar PEG-SS2 (PEG disuccinimidil succionato), sintetizado tal como se describe en la solicitud de patente WO 96/03159 (Minnesota Mining and Manufacturing Company). 40 a 500 mg de PEG activado en forma deshidratada se empaquetan por jeringuilla de 5 ml.

Preparación de la Espuma Adhesiva

La mezcla de la albúmina y los PEGs activados se realiza transfiriendo todo el contenido de la jeringuilla de albúmina en la jeringuilla de PEG, y a continuación vaciando totalmente el contenido de una de las dos jeringuillas en la otra 5 a 10 veces hasta que se produce un gel totalmente homogéneo de 5 ml.

Una vez se prepara la cola que combina la albúmina y los derivados electrofílicos de PEG activados, la espuma se ha de preparar y usar antes de que la cola se polimerice completamente, para poder adherirse a los tejidos.

El índice de polimerización, y por lo tanto el tiempo disponible para usar el producto, se regula mediante el pH de la mezcla. Cuanto más ácido sea el pH, más lenta es la reacción y más tiempo hay disponible.

Ejemplo 10 Espuma Adhesiva que Consiste en una Matriz Adhesiva que combina la Albúmina y los Derivados de PEG Activados que son Reactivos Respecto a Sulfhidrilos

La albúmina se toma a una concentración del 20 al 50% y se neutraliza con un pH de 6,5-9, tal como se describe en los ejemplos anteriores. 2 ml de esta solución se empaquetan a continuación en jeringuillas de 5 ml.

Entre los PEGs activados que son reactivos respecto a los sulfhudrilos, se pueden usar igualmente, por separado o mezclados en cualquier proporción, VS-PEG (vinilsulfona PEG), MAL-PEG (maleimida PEG) y OPSS-PEG (ortopiridil bisulfato PEG), de peso molecular mayor de 1000 Da, derivados de PEG, productos vendidos por Shearwater Polymers. 40 a 500 mg de PEG activado y deshidratado se empaquetan por jeringuilla de 2 ml.

La espuma adhesiva se prepara a continuación tal como se describe en el ejemplo 9.

\global\parskip0.900000\baselineskip

Ejemplo 11 Espuma Adhesiva que Consiste en una Matriz Adhesiva que Combina el Colágeno Calentado y Grupos Electrofílicos que son Reactivos Respecto a Aminas

Se repite el ejemplo 9, reemplazando la albúmina con el colágeno calentado preparado como se describe en el ejemplo 1 con una concentración del 10-20%, y se empaqueta PEG activado y deshidratado dos veces menos por jeringuilla de 5 ml, es decir, 20-250 mg de PEG.

Ejemplo 12 Espuma Adhesiva que Consiste en una Matriz Adhesiva que Combina el Colágeno Calentado y Derivados de PEG Activados que son Reactivos Respecto a Sulfhidrilos

Se repite el ejemplo 10, reemplazando la albúmina con el colágeno calentado preparado según se describe en el ejemplo 1 con una concentración del 10-20%, con un pH de 6,5-9, por jeringuilla de 5 ml, es decir, 20-250 mg

\hbox{de PEG.}

Ejemplo 13 Espuma Adhesiva que Consiste en una Matriz Adhesiva Preparada Usando una Cola de Fibrina y Gel de Agarosa Preparación del Gel de Azarosa (Vehículo)

Se toma la azarosa en solución en agua apirogénica desmineralizada, con la concentración final del 0,5-5% y a una temperatura de entre 75ºC y 100ºC, y a continuación se ajusta el pH de esta solución a un pH de 7,5-9 con un tampón de fosfato concentrado para producir una concentración final de transferencia por jeringuilla de 5 ml. Esta solución se liofiliza a continuación bajo condiciones conocidas por los técnicos en la materia.

En otra variante, la solución de agarosa es con 10-20 mM de bórax con un pH de 7,5-9 o con un 1:1, mezcla mol/mol de bórax y de fosfato, con una concentración final de 10-20 mM.

Después de la liofilización, el émbolo se introduce en las jeringuillas sin comprimir la agarosa. Estas jeringuillas, que se esterilizan mediante irradiación gamma con una dosis de 25 a 35 KGy, se empaquetan en una doble envoltura estanca al aire.

Otra variante de este procedimiento es filtrar la solución de agarosa de manera estéril, mientras está caliente, es decir, tan pronto como la viscosidad de la solución es suficientemente baja para permitir esterilizarla mediante filtración, después de ajustar su pH a 7,5-9, tal como se ha mencionado anteriormente, a través de membranas que tienen una porosidad de 0,22 a 0,45 \mum. Esta solución se distribuye a continuación de manera estéril en jeringuillas de 5 ml, en una proporción de 2 ml por jeringuilla, y se liofiliza. Después de la liofilización, el émbolo se introduce en las jeringuillas sin comprimir la agarosa. Las jeringuillas se empaquetan en una doble envoltura estanca al aire. Todas las operaciones realizadas después de la filtración de esterilización se realizan bajo condiciones estériles conocidas por los técnicos en la materia.

Preparación de la Espuma Adhesiva Cola de Fibrina/Agarosa

La cola de fibrina se prepara primero de manera extemporánea. Todas las colas de fibrina comercialmente disponibles pueden ser adecuadas. Puede ser, por ejemplo, una solución de TISSUCOL® que contiene fibrinógeno. 2 ml de solución de cola de fibrina preparada de manera extemporánea se transfieren a una jeringuilla de 5 ml y se calientan a 40ºC.

La jeringuilla de agarosa liofilizada se conecta a continuación a la jeringuilla de cola de fibrina. Las dos colas de fibrina en la jeringuilla que contiene la agarosa liofilizada, y a continuación se transfiere el contenido de una jeringuilla a la otra empujando sus émbolos hacia delante y atrás 10 a 20 veces hasta que se forma una espuma homogénea.

Una vez se prepara la cola de fibrina, la espuma se ha de preparar y usar antes de que el fibrinógeno se transforme completamente en fibrina.

Ejemplo 14 Espuma Adhesiva que Consiste en una Matriz Adhesiva Preparada Usando Cola de Fibrina, Agarosa y un Antibiótico

Se repite el ejemplo 11, añadiendo 0,25-2,5 mg de vancomicina, un antibiótico que es efectivo contra la bacteria Gram positiva, en particular Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis, los dos agentes principales de infección de injertos en cirugía vascular, a una solución de 2 ml de agarosa antes de que se liofilice.

Esta formulación se usa para sellar suturas de anastomosis vasculares.

Una variante de este ejemplo es incluir otros antibióticos, en solitario o mezclas de los mismos en cualquier proporción, en lugar de la vancomicina.

Claims (40)

1. Procedimiento para obtener una espuma de proteína adhesiva fluida que es biocompatible, bioreabsorbible y no tóxica, para uso quirúrgico y/o terapéutico, especialmente para proteger/cicatrizar heridas de tejidos y para fijar tejidos biológicos entre sí o a un biomaterial implantado, caracterizado por el hecho de que incluye el hecho de mezclar de manera extemporánea, de una manera homogénea:

- un compuesto de proteína potencialmente adhesivo que se puede polimerizar/reticular, contenido en una primera jeringuilla,

con

- un agente de polimerización/reticulación contenido en una segunda jeringuilla para formar un material de matriz de proteína adhesiva fluida que es biocompatible, bioreabsorbible y no tóxico, y

- un gas o una mezcla de gas biocompatibles y no tóxicos seleccionados entre aire, nitrógeno, oxígeno o dióxido de carbono o la mezcla de uno o más de estos gases, contenidos en la primera y/o en la segunda jeringuilla y/o una tercera jeringuilla, con este material de matriz de proteína adhesiva fluida, o con uno de los constituyentes básicos de este material solubilizado en medio acuoso,

mediante la transferencia recíproca de la mezcla entre dos jeringuillas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína en forma sólida, especialmente en forma de fibras o polvo seco, se mezcla de manera extemporánea con una solución acuosa tamponada con la ayuda de medios de calentamiento y por el hecho de que el agente de polimerización/reticulación se suministra a la mezcla.

3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína consiste en, o incluye, una proteína o una mezcla de proteínas seleccionadas entre colágeno, gelatina, albúmina, elastina y fibrinógeno, preferiblemente a partir de colágeno y albúmina.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína consiste en, o incluye, colágeno.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína consiste en, o incluye, colágeno nativo, colágeno nativo que se ha modificado químicamente especialmente mediante metilación, mediante succinilación, mediante corte oxidativo especialmente con la ayuda de ácido periódico o una de sus sales, colágeno nativo sin telopéptidos, colágeno que ha perdido al menos parcialmente su estructura helicoidal, formado principalmente por cadenas \alpha y cuyo peso molecular está cercano a 100 kDa, no hidrolizado (colágeno calentado).

6. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína consiste en, o incluye, colágeno calentado.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína consiste en, o incluye, colágeno calentado en forma de una solución acuosa en una concentración de entre el 1 y el 5%, preferiblemente entre el 2,5 y el 4% en peso.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína consiste en, o incluye, colágeno calentado solubilizado en medio acuoso en una concentración de entre el 4 y el 20%, preferiblemente entre el 5 y el 18% en peso.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína consiste en, o incluye, albúmina, solubilizada en medio acuoso en una concentración de entre el 20 y el 50%, preferiblemente entre el 40 y el 50%.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que el agente de polimerización/reticulación es un polímero reactivo que tiene un peso molecular mayor de 1000, preferiblemente seleccionado entre los polialdehídos macromoleculares y los polímeros hidrofílicos capaces de reaccionar con el compuesto de proteína, especialmente respecto a funciones amino o sulfhidrilo.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el polialdehído macromolecular se selecciona entre polisacáridos o mucopolisacáridos oxidados, preferiblemente entre almidón, dextrano, agarosa, celulosa, chitita, chitosán, ácido algínico, glicosamino-glicanos, ácido hialurónico y sulfato de condroitina, y sus derivados o mezclas, con particular preferencia entre almidón, dextrano y ácido hialurónico.

\newpage

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que el polialdehído macromolecular comprende almidón oxidado.

13. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el polímero hidrofílico se selecciona entre los derivados de poli(etileno) glicol (PEG), poli(oxietileno), poli(metileno glicol), poli(trimetileno glicol), poli(vinil pirrolidona), siendo los más preferidos los derivados de PEG.

14. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el agente de polimerización/reti-
culación es un polialdehído macromolecular solubilizado en medio acuoso en una concentración entre el 0,5 y el 10% en peso, preferiblemente entre el 1 y el 3% en peso.

15. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y 10 a 14, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína consiste en, o incluye, colágeno nativo o colágeno calentado y el agente de polimerización/reticulación es almidón oxidado.

16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, 8 y 14, 15, caracterizado por el hecho de que la proporción de polialdehído macromolecular y colágeno calentado es entre 1/10 y 1/160, preferiblemente entre 1/15 y 1/50, estando la temperatura de mezcla entre 35ºC y 41ºC.

17. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 10 a 15, caracterizado por el hecho de que la proporción de polialdehído macromolecular y colágeno nativo está entre 1/10 y 1/50, preferiblemente entre 1/10 y 1/30 y la temperatura de mezcla está comprendida entre 18ºC y 37ºC.

18. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína se ha modificado previamente, químicamente o mediante corte oxidativo, especialmente mediante tratamiento con ácido periódico o una de sus sales, y por el hecho de que el agente de polimerización está formado a partir de un tampón con un pH ligeramente alcalino para permitir la polimerización/reticulación del compuesto de proteína en un pH substancialmente neutro.

19. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que incluye el hecho de mezclar fibrinógeno con trombina en solución acuosa.

20. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado por el hecho de que el gas se selecciona entre aire, nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono o la mezcla de uno o más de estos gases, preferiblemente entre aire, dióxido de carbono y nitrógeno, prefiriéndose particularmente aire.

21. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado por el hecho de que el gas está asociado con uno o más de los constituyentes para la matriz de proteína adhesiva.

22. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado por el hecho de que el gas está asociado con un vehículo biocompatible y no tóxico, preferiblemente formado a partir de un compuesto de proteína según la reivindicación 3.

23. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado por el hecho de que el gas se suministra con la ayuda del agente de polimerización/reticulación y/o el vehículo en forma pulverulenta o liofilizada.

24. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado por el hecho de que el gas se suministra con la ayuda del compuesto de proteína en forma pulverulenta o liofilizada.

25. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado por el hecho de que el volumen de gas introducido representa del 25 y 90% del volumen total de la espuma adhesiva, preferiblemente del 40 al 75%.

26. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado por el hecho de que incluye el hecho de introducir una o más sustancias biológicamente activas en el material de la matriz de proteína adhesiva.

27. Procedimiento según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que la sustancia o sustancias biológicamente activas están asociadas con un vehículo biocompatible y no tóxico, que es posiblemente el vehículo para el gas o la mezcla de gases.

28. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizado por el hecho de que el gas se introduce en el material de matriz adhesiva (matriz en el proceso de formación).

29. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizado por el hecho de que el gas se introduce en el momento de la mezcla de los constituyentes para formar la matriz adhesiva.

30. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 29, caracterizado por el hecho de que el gas se mezcla con el material de la matriz adhesiva para dar una temperatura de entre 18ºC y 41ºC.

31. Equipo para la preparación de una espuma de proteína adhesiva fluida que es biocompatible, bioreabsorbible y no tóxica, para uso quirúrgico y/o terapéutico, especialmente para proteger/cicatrizar heridas de tejidos y para fijar tejidos biológicos entre sí o a un biomaterial implantado, caracterizado por el hecho de que incluye el hecho de mezclar de manera extemporánea, de una manera homogénea:

- un compuesto de proteína potencialmente adhesivo que se puede polimerizar/reticular, contenido en una primera jeringuilla,

con

- un agente de polimerización/reticulación contenido en una segunda jeringuilla para formar un material de matriz de proteína adhesiva fluida que es biocompatible, bioreabsorbible y no tóxico, y

- un gas o una mezcla de gas biocompatibles y no tóxicos seleccionados entre aire, nitrógeno, oxígeno o dióxido de carbono o la mezcla de uno o más de estos gases, contenidos en la primera y/o en la segunda jeringuilla y/o una tercera jeringuilla, con este material de matriz de proteína adhesiva fluida, o con uno de los constituyentes básicos de este material solubilizado en medio acuoso,

mediante la transferencia recíproca de la mezcla entre dos jeringuillas.

32. Equipo según la reivindicación 31, caracterizado por el hecho de que incluye un primer receptáculo que contiene compuesto de proteína potencialmente adhesivo en forma pulverulenta, deshidratado y posiblemente esterilizado, conteniendo un segundo receptáculo una solución acuosa tamponada posiblemente esterilizada, medios para suministrar un agente de polimerización/reticulación al compuesto de proteína solubilizado y medios para mezclar los contenidos del primer y segundo receptáculos, y medios para usar un gas en dicha mezcla y obtener la espuma.

33. Equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 31 y 32, caracterizado por el hecho de que el compuesto de proteína, el agente de polimerización/reticulación y el gas se definen según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 27.

34. Equipo según la reivindicación 31, caracterizado por el hecho de que es en forma de dos jeringuillas equipadas con medios de mezcla, una de las cuales contiene el compuesto de proteína en solución acuosa y el otro contiene el agente de polimerización/reticulación.

35. Equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 34, caracterizado por el hecho de que el gas está asociado con el compuesto de proteína y/o con el agente de polimerización/reticulación.

36. Equipo según la reivindicación 32, caracterizado por el hecho de que dichos medios de mezcla hacen posible pasar la mezcla una pluralidad de veces desde una jeringuilla a la otra para asegurar la formación de la espuma desde el gas incluido en la jeringuilla que contiene el compuesto de proteína pulverulento.

37. Equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 35, caracterizado por el hecho de que el gas está asociado con un vehículo biocompatible y no tóxico, preferiblemente formado a partir de un compuesto de proteína según la reivindicación 3.

38. Equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 35, caracterizado por el hecho de que comprende una tercera jeringuilla que contiene el gas posiblemente asociado con un vehículo.

39. Equipo según la reivindicación 38, caracterizado por el hecho de que el vehículo contiene además una o más sustancias biológicamente activas.

40. Equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 39, caracterizado por el hecho de que el agente de polimerización/reticulación y/o el vehículo son en forma liofilizada.