ES2363397A1 - Microesferas antisépticas. - Google Patents
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Abstract
Microesferas antisépticas.La presente invención describe nuevas microesferas que comprenden: (i) una capa o núcleo de un polianión, tal como alginato; (ii) un recubrimiento de un policatión, como poli-L-lisina en contacto con la parte externa de la capa o núcleo de polianión; y (iii) un recubrimiento de plata en contacto con la parte externa del recubrimiento de policatión. La plata se encuentra inicialmente como plata (0) y puede oxidarse a plata +1 para ser activa frente a procesos infecciosos. La invención describe asimismo composiciones farmacéuticas que comprenden estas microesferas, en particular, composiciones para su uso en el tratamiento y/o profilaxis de procesos infecciosos.
Description
Microesferas antisépticas.
La presente invención se refiere a una nueva
composición farmacéutica para el tratamiento y/o prevención de
procesos infecciosos, que comprende microesferas antimicrobianas que
comprende una capa de un polianión, una capa de un policatión y un
recubrimiento de nanopartículas de plata y que pueden ser activadas
inmediatamente antes de su administración.
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Es bien conocido que en lugares del organismo en
los que se produce una transformación por procesos lesivos cambia el
micro-medio-ambiente y se genera un
entorno favorable para la infección, con pobre capacidad de difusión
antibiótica. Entre estos procesos lesivos se encuentran por ejemplo,
lesiones causadas por armas blancas, asta de toro, así como los
tratamientos quirúrgicos en el ámbito de cirugías sucias o sucias
contaminadas, tanto como aquellas que tengan elevado riesgo de
sufrir complicaciones infecciosas por complicaciones en el ámbito
postquirúrgico (numerosos tiempos quirúrgicos, cirugías muy
prolongadas, elevado riesgo de dehiscencia de suturas, riesgo de
translocación bacteriana, etc...).
En relación con los métodos quirúrgicos en el
estado de la técnica, una de las medidas de prevención de la
infección nosocomial del sitio quirúrgico (ISQ) es la administración
profiláctica de antibióticos justificada por tratarse de cirugía
limpia-contaminada. En otros procesos invasivos,
dicho tratamiento antibiótico está aún más justificado si cabe, por
tratarse de una cirugía abdominal sucia o sucia contaminada, por
ejemplo en el caso de peritonitis fecaloidea, o en el caso de
pacientes proclives a padecer infecciones tales como los pacientes
trasplantados, inmunodeprimidos, pluripatológicos, pacientes
neoplásicos, o pacientes sometidos a diálisis peritoneal. Asimismo
un tratamiento antibiótico puede estar indicado en procesos mórbidos
cuya posible evolución implique un proceso de infección de
transudados-exudados ya sean o no subsidiarios de
terapéutica quirúrgica o médica.
Un aspecto problemático de los tratamientos
antibióticos en general, y en particular de los tratamientos
antibióticos administrados en procesos infecciosos a nivel de
cavidades naturales, en procesos quirúrgicos,
(antes/durante/después), u otro tipo de procesos lesivos, es la
pobre difusión del tratamiento antibiótico administrado vía
intravenosa u oral a las zonas donde su concentración debería ser
máxima debido al cambio del
micro-medio-ambiente arriba
mencionado. En este sentido, cualquier antibiótico dispuesto a nivel
sistémico presenta problemas de difusión sobre todo cuando se
asocian proceso de hipoperfusión (inestabilidad hemodinámica)
abcesificación o inflamación perilesional así como la presencia de
tejidos desvitalizados.
A nivel de tratamiento local el uso de
antibióticos no ha demostrado ser ventajoso respecto a su uso
exclusivamente sistémico dado que la vida media del antibiótico en
su disposición "in situ" no es lo suficientemente
elevada como para controlar y erradicar un proceso infeccioso. (Este
hecho es discutido únicamente en los casos de peritonitis en
pacientes en diálisis peritoneal donde los antibióticos se pueden
usar en perfusión continua o en múltiples dosis y sufren una rápida
absorción en el peritoneo tras su administración [Piraino B et
al. Peritoneal dialysis-related infections
recommendations: 2005 update. Perit Dial Int 2005
Mar-Apr; 25/2): 107-31]). Además la
administración a nivel local de algunos antibióticos presenta la
desventaja adicional de que ocasionan procesos irritativos en la
zona de administración.
La dificultad señalada para difundir el
antibiótico a lugares del organismo donde se precisa una actividad
antimicrobiana, tanto a aquellos cuya disposición anatómica es
característicamente compleja al establecer una terapéutica
antibiótica (por ejemplo el peritoneo), como a aquellos que son
transformados por procesos lesivos dificulta e incluso impide la
eficacia de un tratamiento antibiótico terapéutico y/o
profiláctico.
Además de todo lo anterior, los tratamientos
antibióticos presentan otras desventajas adicionales importantes,
tales como el espectro reducido de los antibióticos que hace que en
ocasiones sea necesaria la combinación de al menos dos antibióticos
diferentes para lograr ampliar dicho espectro o el coste que supone
una secuencia de tratamiento antibiótico por ejemplo en irrigación
continua a nivel peritoneal o en dosis múltiples discontinuas.
Asimismo el riego inherente a la propia manipulación de la solución
antibiótica puede aumentar el riesgo de infecciones. En algunas
cirugías incluso (por ejemplo en cirugía colorrectal) la ISQ puede
acontecer durante la primera semana de postoperatorio por lo que es
habitual mantener el tratamiento antibiótico durante este tiempo
para ayudar a reducir la morbimortalidad de un proceso infeccioso si
lo hubiera, retirándolo una vez superado el tiempo de riesgo de una
complicación. En estos casos además de los indeseables efectos
secundarios del antibiótico, se pueden producir efectos adversos
añadidos derivados de su uso prolongado.
En el estado de la técnica por otra parte es
conocida la capacidad microbicida o antimicrobiana de la plata la
cual se utiliza en múltiples y diversas aplicaciones como
desodorantes, geles, cremas a incluso tejidos. Asimismo se conoce el
empleo de la plata como agente antibacteriano en un tratamiento
antibacteriano tópico de heridas supuradas con proceso infeccioso,
mediante la utilización de apósitos que comprende un soporte, por
ejemplo de alginato, que actúa además como vehículo de agregados de
plata. También se dispone actualmente en el mercado de apósitos con
diferentes combinaciones que poseen plata como por ejemplo la
combinación carbón activado- papel de
nitrocelulosa-plata (Actisorb Plus 25®). Estos
apósitos presentan la desventaja de que su uso se limita únicamente
a nivel tópico y local cuando las heridas son superficiales.
A la vista de todo lo expuesto existe por lo
tanto la necesidad en el estado de la técnica de proporcionar un
nuevo tratamiento antibiótico eficaz y una nueva composición
farmacéutica alternativa antimicrobiana y/o microbicida,
preferiblemente con amplio espectro de actuación bacteriano y
fúngico que puedan ser utilizada en cualquier parte o zona del
organismo, y en particular en lugares del organismo donde se precisa
una actividad antimicrobiana de disposición anatómica
característicamente compleja al establecer una terapéutica
antibiótica o aquellos transformados por procesos lesivos,
reduciendo o eliminando la necesidad de utilizar tratamientos
antibióticos convencionales que conllevan numerosas desventajas como
las arriba mencionadas.
En este sentido la presente invención propone un
nuevo tratamiento antibacteriano y antifúngico, así como una nueva
microesfera recubierta de plata para su uso en una nueva composición
farmacéutica como se define a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 1: representación esquemática de una
microesfera donde B es polianión con carga negativa; A es policatión
con carga positiva; y C es el recubrimiento de Ag.
Figura 2: las figuras 2A, 2B y 2C corresponden a
micrografías electrónicas de la superficie de las microesferas.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención se refiere en un aspecto a una
microesfera que comprende:
(i) una capa de un polianión;
(ii) un recubrimiento de un policatión en
contacto con la parte externa de la capa de polianión;
(iii) un recubrimiento de plata en contacto con
la parte externa del recubrimiento de policatión.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta microesfera, en adelante microesfera de la
invención presenta propiedades antimicrobianas siendo por tanto útil
en el tratamiento y/o profilaxis de un proceso infeccioso o
microbiano en un animal, incluido el hombre en necesidad del mismo.
Debido a esta aplicación como medicamento los materiales que
componen las microesferas son preferentemente biocompatibles y
biodegradables. Por antimicrobiano ha de entenderse la capacidad de
matar o inhibir el crecimiento de microbios, tales como bacterias,
hongos, parásitos o virus.
En este sentido el polianión puede ser en
principio cualquier polianión convencional que sea biocompatible y
biodegradable. En una realización particular de la invención el
polianión se selecciona del grupo formado por alginato, ácido
poliglicocólico, copolímero de ácido poliglicocólico y ácido
láctico, agarosa, poliacrilatos, carrageenanos y sus mezclas. En una
realización particular el polianión es alginato.
El alginato que puede utilizarse en la presente
invención puede ser de cualquier origen, bacteriano y/o de algas
marrones, y puede obtenerse por ejemplo de forma comercial en forma
de mezcla de sales de sodio, potasio, calcio y magnesio. Son
estructuras macromoleculares heterogéneas con estructuras que no se
repiten de forma regular que comprende monómeros de ácido
\alphaL-glucurónico (G) y monómeros de ácido
\betaD-manurónico (M), dando lugar a bloques
dentro de la estructura denominados G-blocks,
M-blocks, y GM-blocks de distinta
flexibilidad. En este sentido los inventores han observado que las
uniones que forman las estructuras de los dímeros de ácido
\alphaL-glucurónico permiten una mejor adhesión
del policatión. En el alginato las fracciones de G y M (fm y fg)
varían dependiendo de su origen y de su tratamiento posterior. En
una realización preferente el alginato que se utiliza presenta al
menos un 70% de fracción G.
Los carragenanos útiles para poner en práctica
la invención son obtenibles de forma comercial, y pueden ser en
principio de cualquier tipo, procedencia y estructura, tal como por
ejemplo el \kappa-carragenan.
El policatión puede ser en principio cualquier
policatión convencional que sea biocompatible y biodegradable. En
una realización particular de la invención el policatión se
selecciona del grupo formado por
poli-L-lisina, heparina, polietileno
glicol, chitosan, poli-L-ornitina,
polímeros sintéticos convencionales, tales como por ejemplo
poli-metilen-co-guanidina
y poli-etilen-amina, y mezclas de
los mismos. En una realización particular el policatión es una
mezcla de heparina y poli-L-lisina.
La utilización de heparina combinada con
poli-L-lisina puede disminuir la
respuesta fibrótica. En otra realización particular el policatión es
poli-L-lisina.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La microesfera de la invención presenta un
tamaño variable dentro de amplios márgenes. Generalmente su tamaño
puede estar comprendido entre 5 micras y 5000 micras,
preferentemente entre 50 y 1000 micras y más preferentemente entre
100 y 500 micras. Los espesores de las capas de polianión,
policatión y de recubrimiento de plata pueden variar asimismo entre
amplios márgenes, dependiendo del número de nanocapas que conforman
las capas. Generalmente el espesor del recubrimiento de policatión
está comprendido entre 1 y 100 nm, en particular entre 5 y 75 nm, y
más particularmente entre 15-50 nm.
En una realización particular la capa de
polianión está depositada y en contacto con un núcleo de tamaño y
composición variable. Las microesferas por tanto de la invención
pueden presentar diversas estructuras y composiciones sin que ello
altere su capacidad antibacteriana y/o antifúngica
En una realización preferente la capa del
polianión (i) es el núcleo de la microesfera tal y como se ilustra
en la Figura 1 y su tamaño es asimismo variable dentro de amplios
márgenes.
En otra realización preferente la microesfera
comprende un núcleo de alginato, un recubrimiento de
poli-L-lisina sobre dicho núcleo y
nanopartículas de plata sobre el recubrimiento de
poli-L-lisina.
La plata del recubrimiento se encuentra como
nanopartículas de Ag, generalmente polidispersas, que consisten en
agregados de átomos de plata con un tamaño variable, típicamente
comprendido entre 1 y 100 nm. Como se describe a continuación la
plata puede estar neutra (como Ag(0)), es decir, inactiva,
oxidada como Ag+ es decir, activa, o como mezclas de Ag(0) y
Ag^{+}.
Las microesferas de la invención pueden
obtenerse mediante un procedimiento que comprende recubrir con
nanopartículas de plata microesferas que comprenden una capa de un
polianión y una capa de un policatión sobre la capa de polianión.
Las microesferas que pueden recubrirse con Ag(0) pueden
presentar diversas estructuras como se ha mencionado anteriormente.
En este sentido estas microesferas pueden contener un núcleo
variable, sobre el mismo una capa de polianión, y sobre éste una
capa de policatión o un núcleo de polianión y sobre éste una capa de
policatión.
La obtención de las microesferas puede hacerse
en principio según varios procedimientos convencionales del estado
de la técnica que variarán en función de su estructura. En una
realización particular se obtienen microesferas que comprenden un
núcleo de polianión y una capa de policatión según el procedimiento
que se describe a continuación y que comprende las siguientes
etapas:
- a)
- preparación de una disolución de un polianión en agua destilada; de una solución de un policatión en agua destilada y de una disolución que comprende al menos un catión divalente;
- b)
- obtención de microesferas de polianión poniendo en contacto la disolución de polianión y de catión divalente;
- c)
- puesta en contacto entre las microesferas de polianión obtenidas en la etapa b) y la solución de policatión; y
- d)
- obtención de las microesferas (microesferas polianión-policatión).
\vskip1.000000\baselineskip
En la etapa a) a disolución de polianión se
prepara con una concentración típicamente de entre
1-4% en peso de un polianión en agua destilada; la
solución de un policatión, se prepara con una concentración
típicamente de entre 0.1-1% en peso en agua
destilada y la disolución que comprende al menos un catión
divalente, puede comprender por ejemplo, Ca, Sr, Ba, o mezclas de
los mismos típicamente con una concentración comprendida entre
20-100 nM en agua destilada.
La obtención de las microesferas de polianión en
la etapa b) se lleva a cabo generando una microgotícula de la
disolución de polianión que se somete a un potencial. La
microgotícula fragmenta y cae a la disolución que contiene el catión
divalente. Las microesferas que se obtienen están formadas por
polianión estabilizado por enlaces iónicos.
Estas microesferas se ponen en contacto a
continuación con la solución de policatión obteniéndose las
microesferas polianión-policatión por atracción
electrostática.
En una realización particular de este
procedimiento, las microgotículas de disolución de polianión se
forman haciendo pasar la disolución por una tubuladura, por
extracción desde un recipiente que la contiene mediante la acción de
una bomba peristáltica. La disolución se hace pasar por una aguja de
extrusión (cono no biselado) a una perfusión típicamente de 4
ml/hora. La microgotícula que se genera en la punta de la aguja es
sometida a un potencial generalmente de 10.000 V en un dispositivo
en el que la aguja es el polo positivo y un aro de cobre es el polo
negativo siendo la distancia entre la punta de la aguja y el anillo
de 6 cm. La microgotícula sometida al potencial fragmenta y cae en
la disolución que contiene el catión y que se mantiene al igual que
la solución de polianión bajo agitación. Los iones divalentes
difunden en el interior de la mezcla de polianión formando
microesferas formadas por polímero estabilizado por enlaces iónicos.
Las microesferas se mantienen un tiempo en la disolución, se lavan
con abundante agua destilada y se introducen a continuación en la
suspensión de policatión. La disolución resultante se mantiene
típicamente 2 horas formándose por atracción electrostática la capa
de policatión.
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Las microesferas formadas
polianión-policatión se comportan como una membrana
semipermeable, donde la estabilidad mecánica la confiere el complejo
polianión-policatión, la electropositividad viene
determinada por el policatión y ello permite el posterior anclaje en
superficie de las nanopartículas de Ag(0).
El procedimiento anterior proporciona unas
microesferas de tamaños de diámetros variables aproximadamente entre
5 y 5000 micras, dependiendo de los siguientes parámetros de
control: a) la concentración de polianión en la disolución; en
general a menor concentración menor tamaño; b) el diámetro de la
aguja de extrusión (a menor diámetro, menor tamaño); y c) el voltaje
y diferencia de potencial entre la aguja y el anillo de cobre (a
mayor diferencia de potencial, menor tamaño).
Las nanopartículas de plata pueden obtenerse
mediante procedimientos bien conocidos para un experto en la
materia. En una realización particular se obtienen en forma de una
solución de nanopartículas de plata estabilizada con citrato sódico
mediante un método bien conocido que comprende: (i) disolver una sal
precursora de plata como por ejemplo AgNO_{3} en agua; (ii) llevar
la solución a ebullición en presencia de citrato sódico; y (iii)
dejar enfriar a temperatura ambiente. Mediante este procedimiento se
obtiene una solución amarilla mostrando la presencia de
nanopartículas de plata.
A continuación las microesferas
polianión-policatión previamente obtenidas según
cualquiera de los procedimientos convencionales de la técnica, se
adicionan a la solución de nanopartículas de plata obteniéndose las
microesferas con Ag(0) de la invención.
Entre los procedimientos alternativos para la
preparación de las microesferas polianión-policatión
cabe destacar los siguientes:
El procedimiento en el que la obtención de
microesferas se lleva a cabo mediante extrusión a través de una
aguja controlando el diámetro. Este procedimiento según los
inventores no permite un adecuado control de los diámetros de las
microesferas. Para tamaños inferiores a 500 micras se precisan
diámetros de luz inferiores a 1 mm (de la aguja).
El procedimiento en el que la obtención de las
microesferas se hace mediante el empleo de aire coaxial (efecto
venturi), que permite generar microesferas pequeñas de menos de 500
micrometros, aunque la distribución de tamaños no es demasiado
homogénea. El aire coaxial es usado para empujar las gotas desde la
punta de la aguja hasta el baño de electrolitos.
El procedimiento en el que la obtención de las
microesferas se hace mediante el empleo de un sistema de vibración
en cámara presurizada.
El procedimiento en el que la obtención de las
microesferas se hace mediante el empleo de un sistema rotatorio de
corte. El gel es cortado en segmentos cilíndricos, formándose las
microesferas gracias a la tensión superficial. De esta forma es
difícil controlar el tamaño de las microesferas, tendiendo estas a
coalescer en grandes masas.
Las microesferas de la invención pueden ser
almacenadas en estado inactivo en cualquier recipiente por ejemplo
de vidrio o plástico con agua destilada. Ventajosamente no sufren
fotodegradación y no precisan frío para su conservación. No
obstante, no es aconsejable su almacenamiento a temperaturas
próximas a la congelación, ni superiores a 80ºC. Los inventores han
observado que a temperatura fisiológica y a temperatura ambiente
mantienen su capacidad antibacteriana intacta.
En otro aspecto la invención se relaciona con
una composición farmacéutica que comprende las microesferas de la
presente invención. Dicha composición farmacéutica es adecuada para
su uso en el tratamiento y/o prevención de un proceso infeccioso Por
proceso infeccioso debe entenderse cualquier proceso infeccioso o
microbiano causado por un microorganismo patógeno por ejemplo una
bacteria, un hongo, un virus o un parásito en un animal incluido el
hombre. En general la concentración o cantidad de microesferas en la
composición puede variar entre amplios márgenes. En una realización
particular la composición farmacéutica de la invención contiene una
cantidad terapéuticamente eficaz de microesferas. Típicamente la
cantidad está comprendida entre 10^{2} y 10^{12} esferas
dispersas en un volumen que oscila de 1 a 10 cc. En el contexto de
la presente invención por cantidad terapéutica eficaz se entiende
aquella cantidad suficiente y capaz de proporcionar un efecto
terapéutico y/o profiláctico.
Sin embargo las microesferas con Ag(0) no
son activas desde el punto de vista antimicrobiano. Esto es debido a
que dicha actividad de la plata, que conduce finalmente a la muerte
del microorganismo y/o a la detención de su proliferación, se debe
al catión Ag+ que produce una lesión química en el microorganismo.
El tipo de lesión química puede ser diverso y en algunos casos los
mecanismos no están claros o están siendo estudiados actualmente. En
general es bien conocido que la Ag+ produce una lesión química a
nivel de la pared bacteriana creando poros, y posteriormente se fija
al ADN. En el caso de parásitos y virus su actividad antiparasitaria
o virucida se debe en principio a la lesión directa en el ADN y
posiblemente de la cápside del virus, pero estos mecanismos no están
claros actualmente.
Para alcanzar este estado activo es necesaria la
transformación de microesferas que presentan Ag(0) inactivas,
a microesferas denominadas activadas que presentan al menos en parte
Ag^{+}, mediante un agente de oxidación. Esta oxidación se realiza
preferiblemente en el momento previo a la administración de una
composición farmacéutica que contiene las microesferas de la
invención en las que la Ag(0) ha comenzado ha oxidarse. No
obstante, y de forma alternativa o consecutiva, la oxidación puede
tener lugar en el sitio de aplicación de las microesferas en el
cuerpo animal, incluido el hombre. Un ejemplo de un medio capaz de
activar la Ag en un cuerpo es un medio rico en aniones cloruro como
por ejemplo el intersticio celular o el medio interno de cavidades
como la peritoneal.
En este sentido el procedimiento de preparación
de las microesferas anteriormente descrito puede comprender además
una etapa denominada de activación que comprende la puesta en
contacto de las microesferas con Ag(0) con una composición
oxidante para preparar microesferas que comprenden Ag+ activas. Por
lo tanto un objeto adicional de la presente invención se refiere a
un procedimiento para la activación de las microesferas con
Ag(o) de la presente invención que comprende ponerlas en
contacto con un agente oxidante para obtener microesferas que
comprenden Ag+.
Por tanto la composición farmacéutica de la
invención puede comprender microesferas en las que la plata puede
estar como Ag(0), o puede estar como plata oxidada (Ag+), o
puede estar como mezcla en cualquier proporción de
Ag(0) y (+1).
Ag(0) y (+1).
En una realización particular la composición
farmacéutica que comprende microesferas es una suspensión de las
mismas. En una realización particular es una suspensión en agua
destilada, que opcionalmente puede contener además uno o más
excipientes farmacéuticamente aceptables. En una realización
particular la composición oxidante arriba mencionada es una
disolución que comprende cualquier agente oxidante farmacéuticamente
aceptable. En una realización preferente el oxidante es
H_{2}O_{2}, más preferiblemente en agua destilada.
Adicionalmente esta composición oxidante puede contener uno o más
excipientes farmacéuticamente aceptables. Para preparar la
composición farmacéutica de la invención así como la composición
oxidante puede utilizarse cualquier otro medio farmacéuticamente
aceptable distinto de agua destilada, o mezclas de dicho medio con
agua destilada en cualquier proporción. Los excipientes opcionales
para estas composiciones, tales como tampones para controlar el pH,
surfactantes, etc., pueden ser fácilmente seleccionados por el
experto en la materia.
La cantidad de microesferas en la composición
farmacéutica puede variar entre amplios márgenes como se ha
mencionado anteriormente. La concentración de agente oxidante en la
composición oxidante puede asimismo variar entre amplios márgenes.
En otra realización particular la composición oxidante contiene una
cantidad de agente oxidante capaz de iniciar la oxidación de la
Ag(0) presente en una composición farmacéutica según la
invención. Típicamente presenta entre 0,1% y 50% de H_{2}O_{2}
al 90% de concentración en disolución acuosa. Dicha solución acuosa
puede ser agua destilada, suero fisiológico, suero glucosado, o
ringer lactato.
Otro objeto adicional de la presente invención
se refiere a un kit que comprende la composición farmacéutica que
comprende microesferas que presentan Ag(0) y una composición
oxidante. Tanto la composición farmacéutica como la composición
oxidante deben ser ambas estériles y farmacéuticamente aceptables, y
pueden prepararse de acuerdo con métodos estándar descritos o
referidos en las farmacopeas española o estadounidense o en textos
similares.
En una realización particular del kit de la
presente invención, la composición farmacéutica son 10 ml de una
suspensión de microesferas en agua destilada (obtenida según el
ejemplo 1) y la composición oxidante son 0.1 ml de H_{2}O_{2} al
90% de concentración, en disolución acuosa, cantidad necesaria para
activar esos 10 ml.
La composición farmacéutica que contiene las
microesferas puede ser administrada en una cantidad terapéuticamente
eficaz por cualquier vía de administración adecuada, como por
ejemplo por vía tópica, local o locoregional, intraperitoneal,
intrapleural, intraraquidea, intramedular, intravesical, mediante
depósito directo -acto quirúrgico-, mediante punción pleural o
intraperitoneal de un animal, incluido el humano, que se encuentre
en necesidad de un tratamiento terapéutico y/o profiláctico de un
proceso infeccioso. En el contexto de la invención por cantidad
terapéutica eficaz se entiende aquella cantidad suficiente y capaz
de proporcionar un efecto terapéutico o profiláctico en un animal,
incluido el hombre, tratado.
En una realización particular la composición
farmacéutica que comprende las microesferas con Ag(0) se
activa por contacto con una composición oxidante y continuación se
administra a un animal incluido el hombre. En otra realización
particular la composición farmacéutica que se administra puede
contener microesferas con Ag(0) y la plata activarse in
situ esto es en el lugar mismo de la administración por la
presencia de un agente oxidante. Este es el caso por ejemplo de los
aniones cloruro existentes por ejemplo en un medio interno. En otra
realización particular la activación de la plata puede tener lugar
tanto antes de su administración por contacto con una composición
oxidante, como por oxidación después de su administración en un
medio interno.
La composición farmacéutica puede administrarse
en principio en cualquier zona anatómica de un animal, incluido el
hombre. En una realización particular, y debido a las ventajas
inherentes a las microesferas, dicha zona es una zona en la que un
tratamiento antibiótico convencional por vía intravenosa o vía oral,
o su uso local no es suficientemente eficaz por sus características.
Dicha zona puede ser, por ejemplo, una cavidad natural del
organismo, como el peritoneo, o una superficie de lesión de órganos
sólidos o el tegumento cutáneo. El peritoneo es una zona
especialmente interesante porque por su disposición anatómica
resulta característicamente complejo establecer una terapia
antibiótica. Otras zonas interesantes son aquellas que presentan
procesos lesivos que modifican el micro-medio
ambiente de la zona, resultando en un entorno favorable para la
infección y con pobre capacidad de difusión antibiótica.
\newpage
En una realización particular la composición
farmacéutica es para su uso a nivel local o locoregional de
cavidades naturales como tórax, abdomen, pelvis etc., más en
particular, para su uso en pacientes en los que se realiza una
cirugía sucia o sucia-contaminada como peritonitis
fecaloidea, destrozo de asas intestinales, necrosis mesentérica,
dehiscencias de sutura, lavado de región retroperitoneal en
contextos como la pancreatitis aguda grave necrohemorrágica, drenaje
de abcesos, etc.
En otra realización particular la composición
farmacéutica es para su uso en la prevención o profilaxis de un
proceso infeccioso, de tipo séptico grave, en particular en un
paciente con un proceso de hipoproteinemia o que presenta un mal
estado nutricional previo a la cirugía, en intervenciones sobre
tejidos desvitalizados, reintervenciones, o en cirugías paliativas
sobre procesos neoplásicos, etc. cuya evolución complicada pueda ser
una dehiscencia de sutura o translocación bacteriana con el
consecuente proceso séptico.
En otra realización particular la composición
farmacéutica es para su uso en el tratamiento y/o profilaxis de un
proceso infeccioso en un proceso mórbido cuya evolución posible
implique un proceso de infección de
transudados-exudados ya sean o no subsidiarios de
terapéutica quirúrgica o médica (vg peritonitis bacteriana en
pacientes cirróticos, acumulo de líquido peritoneal en el contexto
de cirrosis hepática crónica, ascitis de origen neoplásico,
hipertensión portal, hipoalbuminemia o hipoproteinemia de cualquier
origen, etc.).
En otra realización particular la composición
farmacéutica es para su uso en el tratamiento y/o profilaxis de un
proceso infeccioso en relación con un proceso quirúrgico o invasivo,
en particular, en pacientes más proclives a padecer infecciones,
como son los pacientes trasplantados, los inmunodeprimidos (ya sea
de forma terapéutica o mórbida), pacientes pluripatológicos,
pacientes neoplásicos, pacientes sometidos a diálisis peritoneal,
etc.
En otra realización particular dicha composición
farmacéutica es para su uso en el tratamiento y/o profilaxis
coadyuvante a un tratamiento y/o profilaxis convencional de un
proceso infeccioso. En el contexto de la presente invención
tratamiento y/o profilaxis coadyuvante significa que dicho
tratamiento y/o profilaxis de un proceso infeccioso que comprende la
administración de la composición farmacéutica de la invención, se
realiza conjuntamente con un tratamiento y/o profilaxis convencional
de un proceso infeccioso. En término conjuntamente con en el
contexto de la presente invención debe de interpretarse de manera
amplia en el sentido de que ambos tratamientos y/o profilaxis pueden
llevarse a cabo en un paciente bien uno antes y otro después en el
tiempo, o de forma simultánea, y en cualquier régimen de
administración, tipo de vía de administración dosis de
administración, etc, que sea adecuada a las necesidades de un
paciente.
La cantidad de composición farmacéutica que se
utiliza para el tratamiento y/o profilaxis en un paciente, puede ser
variable dependiendo entre otros factores de si se trata de un
tratamiento terapéutico, de un tratamiento profiláctico, o de si se
trata de un tratamiento coadyuvante como se ha mencionado arriba.
Asimismo la cantidad de composición farmacéutica que se utiliza
dependerá de la gravedad y extensión del proceso infeccioso, de la
condición del paciente, sexo, peso, etc. En una realización
particular se utiliza una cantidad suficiente para la cobertura de
la cavidad abdominal en un proceso peritoneal difuso. Dicha cantidad
es típicamente de unos 10 ml de una suspensión de microesferas (en
la que existen unas 200.000 esferas de 500 micras de diámetro o unas
127.000.000.000 de esferas de 50 micras de diámetro) (previa
activación con una composición oxidante).
Las microesferas de la presente invención
presentan numerosas ventajas entre las que cabe destacar la gran
capacidad de difusión de los iones plata a nivel local, tanto por
sus características intrínsecas, como por su
administración/disposición directa a nivel local, es decir en el
lugar por ejemplo de una infección. Su configuración esférica y su
pequeño tamaño (del orden de 5 a 5000 micras), confieren una elevada
superficie de exposición y permiten que mínimas cantidades de
microesferas generen actividad microbicida en grandes volúmenes de
distribución. Además la duración de su actividad se mantiene de
forma local durante incluso semanas, o meses, siendo ésta por tanto
muy superior a la vida media de los antibióticos aplicados
localmente (horas). Esta duración en el tiempo se debe a que por una
lado la actividad antimicrobiana de la plata es algo conocido desde
hace mucho tiempo, de modo que mientras existan nanopartículas de
plata en el entorno liberando iones plata existe dicha actividad y
por otro lado se debe a que la plata no se absorbe a nivel tisular
por lo que permanece su acción local.
Puesto que son biocompatibles y biodegradables,
no es necesaria su retirada, lo que constituye una importante
ventaja en comparación con terapias que implican el empleo de
dispositivos para irrigar una solución antibiótica, cambios durante
el tratamiento y manipulaciones que aumentan el riesgo de
infecciones y que constituyen una puerta de conexión de una cavidad
con el exterior (séptico).
En comparación por ejemplo con el tratamiento
con antibioterapia local de pacientes dializados a través del
peritoneo con peritonitis bacteriana, las microesferas presentan una
ventaja adicional debida a la duración del efecto, no precisando
perfusión continua de antibióticos ni dosis repetidas discontinuas
según niveles de biodisponibilidad del fármaco en sangre.
En un último aspecto adicional la invención se
relaciona con el empleo de las microesferas de la invención en la
elaboración de una composición farmacéutica para el tratamiento y/o
profilaxis de un proceso infeccioso. En una realización particular
dicha composición farmacéutica es para el tratamiento y/o profilaxis
coadyuvante a un tratamiento y/o profilaxis de un proceso infeccioso
convencional.
A continuación se presentan ejemplos
ilustrativos de la invención que se exponen para una mejor
comprensión de la misma y en ningún caso deben considerarse una
limitación del alcance de la misma.
\vskip1.000000\baselineskip
- -
- Bomba peristáltica (para obtención de flujos de perfusión continuos)
- -
- Aguja de extrusión de cono no biselado, de diámetro interno inferior a 1 mm.
- -
- Tubuladuras.
- -
- Fuente de alta tensión (1-20 kV). Conexiones aisladas para anillo de cobre y aguja. Entre la punta de la aguja y el anillo de cobre se establece la diferencia de potencial que facilita la extrusión de la microgotícula de alginato a través de la aguja, adoptando en su caída una forma esférica.
- -
- Bases para sujeción de los elementos como tubuladura, aguja y anillo de cobre.
- -
- Anillo de cobre convencional de un diámetro de 10 cm.
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepararon: una disolución de alginato
(destinado a uso clínico- garantizado un 70% o más de Fg) en agua
destilada al 4%; una disolución de poli L lisina en agua destilada
al 0,1%; y una disolución de cloruro cálcico al 1,5%.
La disolución de alginato mantenida bajo
agitación magnética se hizo pasar por una tubuladura que extrae el
alginato del recipiente que la contiene mediante la acción de una
bomba peristáltica. La disolución se hizo pasar por una aguja de
extrusión (cono no biselado) a una perfusión de 4 ml/hora. La
microgotícula generada en la punta de la aguja fue sometida a un
potencial de 10.000 V en un dispositivo en el que la aguja es el
polo positivo y un aro de cobre es el polo negativo siendo la
distancia entre la punta de la aguja y el anillo de 6 cm. La
microgotícula fragmentada cayó en la disolución de ClCa_{2}
mantenida bajo agitación magnética. La suspensión obtenida se
mantuvo 5 minutos. Las esferas formadas se lavaron con abundante
agua destilada, y se introdujeron en la suspensión de
poli-L-lisina durante 2 horas
formándose las microesferas
alginato-poli-L-lisina.
A parte se preparó una solución de
nanopartículas de plata estabilizada con citrato sódico. Para ello
se disolvieron 9 mg de nitrato de plata en 50 mL de agua en un
recipiente; esta solución se llevó a ebullición (100ºC) añadiendo 1
mL de citrato sódico al 1% durante dos horas. Posteriormente se dejó
enfriar a temperatura ambiente y se obtuvo una solución amarilla que
mostraba la presencia de nanopartículas de plata. El espectro de
dicha solución mostró un pico máximo típico a 437 nm, indicativo de
la presencia de nanopartículas de plata.
A continuación se pusieron en contacto la
solución de nanopartículas y la solución de las microesferas
alginato-poli-L-lisina,
obteniéndose el recubrimiento de nanopartículas de Ag0.
El recubrimiento del microgel de alginato
funcionalizado con una carga positiva (poli L Lys) pasa a ser
negativo con el recubrimiento de nanopartículas de plata. Este hecho
es demostrado mediante la medida del Z-potencial
usando un Zetasizer Nano-Z de esta solución. El
resultado de esta medida fue -31.6 mV, correspondiente a las cargas
de superficie de las microesferas.
Las microesferas obtenidas se almacenaron en un
recipiente de vidrio o plástico con agua destilada a temperatura
ambiente siendo la cantidad de microesferas de 20.000 esferas/cc de
500 micras de diámetro.
\vskip1.000000\baselineskip
Las microesferas de la invención con
Ag(0) han sido caracterizadas mediante micrografía
electrónica (SEM) (Figura 2) en un microscopio ``Hitachi Scanning
Elecgron Microscope® modelo
S-3500-N. Aplicación de 10 kV en
vacío con un rango de magnificación de
(40-10.000)x. Tecnología
"Bal-Tec sputtering machine" para proporcionar
una cobertura de una fina capa de grafito, 5 nm, para optimizar la
conducción electrónica de las muestras.
\vskip1.000000\baselineskip
La activación de las microesferas se llevó a
cabo a partir de 10 ml de la suspensión de microesferas obtenida
arriba con 0.1 ml de agua oxigenada al 3%.
\vskip1.000000\baselineskip
Se procedió al aislamiento de cepas de E.
Coli multisensible. Estas cepas se obtuvieron de muestras para
cultivo extraídas de pacientes con patología infecciosa ingresados
en el área de Medicina Interna del Hospital Torrecárdenas (Almería).
Tras el aislamiento de las cepas de E. coli se procedió a
siembra de la muestra con asa estéril en placas de Petri con agar
común. Las placas inoculadas se sometieron a exposición para testado
de actividad bactericida de anillos (tipo filtro) impregnados en
amoxicilina-clavulánico 870-125 mg
(brazo experimental control) frente al uso de anillos de
microesferas (unas 10 microesferas en cada anillo) (brazo
experimental intervención). Las esferas fueron activadas previamente
a su uso con 2 ml de H_{2}O_{2} (para una suspensión de 10 ml de
microesferas). Los resultados obtenidos, tras 48 horas de incubación
en estufa de CO_{2} con camisa de agua, fueron unos halos de
inhibición sin presencia de resistencia en ambos grupos con una
diferencia de tamaño estadísticamente significativa
(t-Student para contraste de medias;
p<0.05//considerando las medias de los diámetros de los halos de
ambos grupos); placas control diámetro 12\pm7 mm vs placas
intervención 19\pm4 mm.
Claims (18)
1. Microesfera que comprende:
(i) una capa de un polianión;
(ii) un recubrimiento de un policatión en
contacto con la parte externa de la capa de polianión;
(iii) un recubrimiento de plata en contacto con
la parte externa del recubrimiento de policatión.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Microesfera según la reivindicación 1, en la
que la capa (i) de un polianión es el núcleo de la microesfera.
3. Microesfera según la reivindicación 1 o 2, en
la que el polianión se selecciona entre alginato, ácido
poliglicocólico, copolímero de ácido poliglicocólico y ácido
láctico, agarosa, poliacrilatos, carragenan y sus mezclas,
preferiblemente alginato.
4. Microesfera según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en la que el policatión se selecciona entre
poli L lisina, heparina, polietileno glicol, chitosan,
poli-L-ornitina,
poli-metilen-co-guanidina,
poli-etilen-amina y sus mezclas,
preferiblemente poli-L-lisina,
mezcla de heparina y poli-L-lisina,
más preferiblemente
poli-L-lisina.
5. Microesfera según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, que comprende un tamaño entre 5 micras y
5000 micras, preferentemente entre 50 y 1000 micras y más
preferentemente entre 100 y 500 micras.
6. Microesfera según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, que comprende una capa o núcleo de alginato,
un recubrimiento de poli-L-lisina y
nanopartículas de plata.
7. Microesfera según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en la que la plata se encuentra en estado
(0), oxidada (+1) o como mezcla de ambos.
8. Composición farmacéutica que comprende
microesferas, según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
9. Composición farmacéutica según la
reivindicación 8, para su uso en el tratamiento y/o profilaxis de un
proceso infeccioso.
10. Composición farmacéutica según la
reivindicación 9, en el que dicho uso es coadyuvante a un
tratamiento y/o profilaxis de un proceso infeccioso.
11. Composición farmacéutica según una
cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, para su administración
por vía tópica, local o locoregional, intraperitoneal, intrapleural,
intraraquidea, intramedular, intravesical, mediante depósito directo
-acto quirúrgico-, mediante punción pleural o intraperitoneal.
12. Procedimiento para la obtención de una
microesfera según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que
comprende:
1) obtener microesferas que comprenden:
- (i)
- una capa o un núcleo de un polianión;
- (ii)
- un recubrimiento en contacto con la parte externa de dicha capa o núcleo de policatión; y
2) ponerlas en contacto con nanopartículas de
plata (0).
\vskip1.000000\baselineskip
13. Procedimiento para la activación de las
microesferas una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que
presenta un recubrimiento de plata (0) que comprende poner en
contacto dichas microesferas con una composición oxidante.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en
el que la composición oxidante comprende H_{2}O_{2} o anión
cloruro.
15. Un kit que comprende una composición
farmacéutica según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en
el que las microesferas presentan plata en estado (cero) y una
composición oxidante.
16. Un kit según la reivindicación 15, en el que
la composición oxidante es una disolución acuosa que comprende
H_{2}O_{2}.
17. Empleo de una microesfera según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la elaboración de un
medicamento para el tratamiento y/o profilaxis de un proceso
infeccioso.
18. Empleo según la reivindicación 17, en el que
dicho tratamiento y/o profilaxis es coadyuvante a un tratamiento y/o
profilaxis de un proceso infeccioso.
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