ES2527800B1

ES2527800B1 - Hidrogeles de fibrina con nanopartículas plasmónicas

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Publication number: ES2527800B1
Application number: ES201330894A
Authority: ES
Inventors: Francisco Manuel MARTÍN SAAVEDRA; Nuria Vilaboa Díaz; Virgina CEBRIÁN HERNANDO; Manuel Arruebo Gordo; Jesús Santamaría Ramiro; Leyre GÓMEZ NAVASCUÉS
Original assignee: Universidad de Zaragoza; Fundacion para la Investigacion Biomedica del Hospital Universitario La Paz; Centro de Investigacion Biomedica en Red en Bioingenieria Biomateriales y Nanomedicina CIBERBBN
Current assignee: Universidad de Zaragoza; Fundacion para la Investigacion Biomedica del Hospital Universitario La Paz; Centro de Investigacion Biomedica en Red en Bioingenieria Biomateriales y Nanomedicina CIBERBBN
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2033-06-14
Also published as: ES2527800A1; WO2014198989A1

Abstract

Hidrogeles de fibrina con nanopartículas plasmónicas.#La presente invención se refiere a una composición fototérmica que comprende una matriz de hidrogel de fibrina o una mezcla de sus precursores, trombina y fibrinógeno, en la que se encuentran embebidas nanopartículas plasmónicas y efectores termosensibles que contienen agentes terapéuticos que son liberados tras aplicar a la composición radiación electromagnética de una determinada intensidad y longitud de onda. Esta composición fototérmica es útil para generar hipertermia en tejidos biológicos en los que se implanta, por lo que la presente invención también se refiere al uso de esta composición para la destrucción de tumores, el tratamiento de infecciones o la regeneración de tejidos, así como para la administración controlada de agentes terapéuticos.

Description

DESCRIPCIÓN

Hidrogeles de fibrina con nanopartículas plasmónicas.

La presente invención se refiere a una composición que comprende una matriz de hidrogel de 5 fibrina o una mezcla de sus precursores, trombina y fibrinógeno, en la que se encuentran embebidas nanopartículas plasmónicas y efectores termosensibles, los cuales contienen agentes terapéuticos que son liberados tras aplicar a la composición radiación electromagnética de una determinada intensidad y longitud de onda.

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ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Los materiales nanoparticulados de tipo plasmónico, típicamente de origen metálico, son objeto de un fenómeno fotofísico único que resulta de su interacción con radiación electromagnética resonante. Tras la absorción de este tipo de energía, los electrones libres del metal 15 experimentan una oscilación colectiva y coherente alrededor de la superficie del material nanoestructurado, fenómeno que se denomina resonancia del plasmón de superficie localizado (LSPR). La naturaleza cuántica del LSPR es consecuencia directa del pequeño tamaño de las nanopartículas y de que la mayoría de los átomos que las componen están en la superficie del material. De este modo, los electrones de superficie son capaces de interactuar con la 20 radiación electromagnética de una manera muy compleja altamente dependiente de la forma, tamaño, cristalinidad y naturaleza química del nanomaterial. Al contrario de lo que ocurre con otros metales nanoestructurados, las nanopartículas esféricas de oro, plata o cobre presentan una banda de frecuencias de resonancia del plasmón de superficie muy pronunciada en la región visible del espectro electromagnético. Por otra parte, estructuras huecas o del tipo core-25 shell (carcasa metálica que recubre un núcleo no metálico) presentan un desplazamiento de la longitud de onda del LSPR hacia la región del rojo más pronunciado que el de nanoestructuras macizas. La modificación de la forma y estructura de nanopartículas plasmónicas se emplea como recurso para sintonizar su LSPR característico hacia regiones del infrarrojo cercano (NIR). Esta estrategia permite, p. ej., la generación de nanopartículas de oro que absorben en 30 la región NIR. Este tipo de material es de gran interés para aplicaciones fototérmicas, pues a través de la excitación y posterior relajación de su LSPR se sucede una conversión muy eficiente de la luz incidente en calor que es disipado al entorno. La región del espectro electromagnético NIR situada entre los 600 nm y los 1150 nm se conoce como “ventana óptica” o “ventana terapéutica” y comprende el rango de longitudes de onda en los que la luz presenta 35 máxima penetración en tejidos biológicos. Este fenómeno se debe a que el agua y la hemoglobina, principales absorbentes en los tejidos biológicos, son relativamente transparentes a la radiación electromagnética NIR ya que la absorben mínimamente. La fototermia conducida por nanomateriales plasmónicos resonantes en el NIR está demostrando ser de gran utilidad en aplicaciones cosméticas (US2012/0059307) o biomédicas, o como el 40 desarrollo de protocolos terapéuticos antitumorales basados en la destrucción directa de células cancerosas por hipertermia (Cebrián V. et al., Nanomedicine, 2012 Nov. 22). Alternativamente, la fototermia plasmónica se revela como una tecnología con gran futuro en aplicaciones terapéuticas distintas a la antitumoral, en las que se persigue generar hipertermias moderadas. Ejemplos de este tipo lo representan tratamientos hipertérmicos moderados que 45 promueven la liberación controlada de agentes terapéuticos (Gasselhuber, A. et al.; International Journal of Hyperthermia: the Official Journal of European Society for Hyperthermic Oncology, North American Hyperthermia Group. 2012; 28:337-48), que incrementan la permeabilidad de la barrera hematoencefálica para facilitar la difusión de fármacos o que regulan la función celular mediante aproximaciones como la inducción de expresión 50 transgénica controlada por promotores termosensibles (Martín-Saavedra, F.M. et al.; Human Gene Therapy Methods; 2013 May 6).

Al contrario que otras matrices proteicas naturales, como por ejemplo matrices de colágeno, laminina o proteoglicanos, que se ensamblan lenta y ordenadamente por las células que las secretan y son imposibles de reproducir fielmente in vitro, las matrices de fibrina se ensamblan rápidamente por una reacción de policondensación modificada a partir de fibrinógeno. Este proceso, que comienza tan pronto como la proteasa trombina comienza a hidrolizar los 5 polipéptidos del fibrinógeno que previenen su polimerización espontánea, concluye en la consolidación de una matriz tridimensional de fibras ramificadas que conforman hidrogeles caracterizados por presentar características reológicas excepcionales, como por ejemplo, su elasticidad no lineal, caracterizada por una alta flexibilidad ante pequeñas tensiones y una rigidez inusual para resistir grandes deformaciones. Las condiciones de polimerización de la 10 matriz de fibrina repercuten directamente sobre las propiedades estructurales que va a presentar, definidas por el grosor de las fibras insolubles, el grado de la ramificación fibrilar o el tamaño de poro del entramado de la red proteica. Por ejemplo, bajas concentraciones de trombina dan lugar a fibras gruesas, pocos puntos de ramificación y grandes poros. De manera similar, la concentración de sales, el pH o la actividad de otros factores proteicos sobre la 15 matriz, como por ejemplo la del enzima XIIIa, que estabiliza la matriz de fibrina al catalizar reacciones de entrecruzamiento entre sus fibras, son capaces de afectar significativamente la estructura de este biopolímero.

Las matrices de fibrina presentan grandes ventajas como interfaz para soportar el crecimiento 20 celular en entornos tridimensionales. A diferencia de los hidrogeles sintéticos, la fibrina puede unir específicamente factores de crecimiento, proteínas de la matriz extracelular o interaccionar con diferentes tipos celulares a través de las proteínas de membrana. Este nivel de bioactividad hace de la fibrina un vehículo muy atractivo para soportar la colonización, crecimiento y diferenciación celular, procesos biológicos de crucial importancia en aplicaciones de ingeniería 25 tisular.

La integración de materiales nanoestructurados en hidrogeles basados en polímeros sintéticos (polietilenimina, alcohol de polivinilo, óxido de polietileno, poli-N-isopropilacrilamida, etc.) o polímeros naturales (quitosano, alginato, fibroína de seda, etc.) está cobrando un interés 30 creciente en biomedicina. La combinación de ciertos nanomateriales e hidrogeles permite potenciar las propiedades inherentes que ostentan ambos tipos de materiales por separado y que resultan de utilidad en aplicaciones terapéuticas, como por ejemplo, la liberación controlada de fármacos (Hamidi, M. et al, Advanced Drug Delivery Reviews. 2008; 60: 1638-49). La incorporación de nanopartículas plasmónicas basadas en oro en la estructura de 35 hidrogeles proteicos ha sido explorada en el pasado. Por ejemplo, la generación de matrices de fibroína de seda que incorporan partículas de oro plasmónicas ha permitido postular el diseño de dispositivos termoeléctricos que suministren energía eléctrica a componentes electrónicos implantables en pacientes (WO2012031282 A2). La integración de nanopartículas con LSPR sintonizado en la región NIR como parte estructural de hidrogeles de fibrina sirve para superar 40 muchas de las limitaciones de los protocolos de fototermia in vivo basados en la administración directa de nanopartículas plasmónicas. La asociación fibrina-nanopartícula permite confinar al nanomaterial resonante virtualmente en cualquier localización anatómica. Esta característica evita que se produzca la diseminación descontrolada del nanomaterial desde el tejido diana hacia el organismo receptor, lo que permite establecer protocolos fototérmicos eficientes con 45 una cantidad mínima de nanomaterial resonante, y facilita la posibilidad de realizar inducciones fototérmicas de forma reiterada en el tejido diana. La implantación de dispositivos de fibrina plasmónica se revela como una estrategia eficaz para establecer hipertermia en tejidos profundos, que puede ser controlada externamente con gran fiabilidad y permite ser definida con exquisita precisión espacio-temporal. 50

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

La presente invención se basa en la generación de matrices de fibrina, material biocompatible de sencilla obtención, biodegradable y no inmunogénico, como componente orgánico ideal para la obtención de composiciones fototérmicas implantables una vez es combinado con 5 nanopartículas plasmónicas. La asociación fibrina-nanomaterial plasmónico da lugar a una composición capaz de generar incrementos de temperatura robustos y sostenibles en el tiempo al ser activado por radiación electromagnética. Este incremento de temperatura localizado de intensidad modulable puede ser utilizado como una fuente de hipertermia con efecto terapéutico en tejidos biológicos. Está composición adicionalmente contiene efectores 10 termosensibles, como vesículas liposomales o células modificadas genéticamente, que responden a incrementos locales de temperatura de determinada intensidad. De este modo, el establecimiento de una hipertermia moderada en el seno de la composición fototérmica resulta en la liberación activa de agentes terapéuticos que están almacenados o son producidos por los efectores termosensibles en función del incremento de temperatura alcanzado. La presente 15 invención presenta utilidad en aplicaciones biomédicas donde la generación de hipertermia óptica y/o el suministro de agentes terapéuticos en un tejido biológico (células, órganos, heridas, etc.) son beneficiosos.

Por tanto, en un primer aspecto la presente invención se refiere a una composición fototérmica 20 que comprende:

- al menos una nanopartícula plasmónica,

- al menos un efector termosensible que libera al menos un agente terapéutico después de ser calentado y

- un hidrogel de fibrina o una mezcla de sus precursores fibrinógeno y trombina, 25

donde la/las nanopartícula/s plasmónica/s y el/los efector/es termosensible/s están embebidos en el hidrogel de fibrina.

Se entiende como “fototérmica”, la capacidad que presenta la composición de absorber energía electromagnética y liberarla en forma de calor. 30

Durante el proceso de formación de la fibrina a partir de la polimerización de los monómeros de fibrinógeno, las nanopartículas plasmónicas quedan atrapadas dentro de las fibras proteicas generadas, lo que favorece la dispersión de las nanopartículas y evita su agregación. Esta propiedad optimiza la eficiencia de conversión de energía electromagnética en calor por parte 35 de la matriz plasmónica al maximizar los niveles de absorbancia de radiación lumínica incidente por unidad de superficie o volumen.

El hidrogel de fibrina se encuentra en forma de un film, un bloque, un recubrimiento, una vesícula, una matriz inyectable, o de cualquier combinación de los mismos. 40

En una realización preferida, al menos una nanopartícula plasmónica es una esfera hueca de metal. En este caso, la capacidad fototérmica de la composición en relación a la masa total de metal que lo compone es superior a la que muestran otros tipos de nanopartículas plasmónicas basadas en metal como nanobastones, nanoesferas macizas, nanoestrellas, nanojaulas, 45 nanocinturones o nanoprismas.

En una realización más preferida, la nanopartícula hueca de metal es de un metal noble que se selecciona de entre oro, plata, platino, paladio o cualquier combinación de los mismos. En una realización aún más preferida la nanopartícula es de oro o de plata o cualquiera de sus 50 combinaciones. Y en una realización aún más preferida, la nanopartícula hueca de metal es de oro. Las nanoesferas huecas de oro, al contrario que otras especies de nanopartículas

plasmónicas derivadas de este metal noble, no requieren de un surfactante citotóxico para su estabilización, lo que maximiza la biocompatibilidad del nanomaterial.

En otra realización más preferida, el diámetro medio de la nanopartícula hueca de metal se encuentra en el rango de 20-80 nm. 5

En la presente invención, el término “diámetro” en relación al grupo de nanopartículas plasmónicas se refiere al diámetro medio de todo el grupo. En algunas realizaciones el término “diámetro” se refiere al tamaño máximo de la nanopartícula entre el grupo. En otras realizaciones el término “diámetro” se refiere al tamaño mínimo de la nanopartícula plasmónica 10 entre el grupo. Si el grupo tiene un tamaño homogéneo, el término “diámetro” se refiere al diámetro de cada partícula individual.

En otra realización más preferida, el espesor de la pared de la nanopartícula hueca de metal se encuentra en el rango de 2-10 nm. 15

En otra realización más preferida, el máximo de absorción electromagnética de la nanopartícula hueca de metal se encuentra en el rango de longitudes de onda entre los 600 y 1150 nm.

Las nanopartículas plasmónicas pueden estar distribuidas a lo largo del gel de fibrina de forma 20 variable, de forma homogénea u heterogénea, para optimizar la actividad fototérmica para un uso particular. En algunas realizaciones preferidas, las nanopartículas plasmónicas pueden estar distribuidas en un gradiente, es decir, que en ciertas regiones del hidrogel haya un mayor número de nanopartículas plasmónicas y que este número de nanopartículas vaya progresivamente disminuyendo en otras zonas situadas a lo largo de cualquier dirección. En 25 otras realizaciones preferidas, las nanopartículas plasmónicas pueden estar distribuidas siguiendo un patrón como un patrón óptico, un micropatrón o un nanopatrón. Estos patrones pueden obtenerse mediante técnicas conocidas. Es decir, que la cantidad y localización de la energía a distribuir puede ser diseñada dentro del hidrogel mediante la distribución concreta de las nanopartículas plasmónicas. 30

El mecanismo de polimerización de la fibrina permite predefinir hidrogeles plasmónicos usando tecnologías como el prototipado rápido mediante impresoras tridimensionales. A través de esta metodología in vitro se pueden establecer de manera sencilla gradientes o patrones geométricos de distribución tridimensional de las nanopartículas plasmónicas en el hidrogel. 35 Esta aproximación, que permite establecer fototermias regionalmente definidas en el seno del hidrogel, también permite distribuir de manera ordenada los efectores termosensibles dentro del constructo plasmónico generado.

En algunas realizaciones preferidas, las nanopartículas plasmónicas embebidas en el hidrogel 40 constituyen una mezcla de nanopartículas de dos o más tipos que difieren en, por ejemplo, tamaño, espesor de la pared, tipo de material, etc.

En la presente invención, se entiende como “efector termosensible” un sistema de origen químico o biológico que es capaz de reaccionar ante un estímulo calorífico y sufrir una 45 modificación en su estructura físico-química, que a su vez provoca una respuesta. En la presente invención, el estímulo calorífico sobre el efector termosensible provoca que se libere un agente terapéutico al medio delimitado por el hidrogel de fibrina, desde donde dicho agente terapéutico se difunde bajo demanda para generar un efecto en el tejido en el que se ha implantado. 50

En la presente invención se entiende como “agente terapéutico” una sustancia que produce efectos medibles en los organismos vivos y que se usa para la prevención, tratamiento,

diagnóstico, mitigación y cura de enfermedades. Estas sustancias pueden ser químicas (antibióticos, citotóxicos, antiinflamatorios, etc.) o biológicas (hormonas, citoquinas, interleuquinas, anticuerpos, etc.) y pueden ser sintéticas o producidas por otros organismos. Los agentes terapéuticos químicos pueden estar en forma de composición farmacéutica, es decir, que el agente terapéutico está mezclado con excipientes, vehículos, etc. empleados en 5 las formulaciones galénicas habituales y conocidas por cualquier experto en la materia.

En una realización preferida, este efector termosensible es un liposoma que contiene en su interior el agente terapéutico de interés. Cuando este liposoma se expone a radiación electromagnética, de intensidad y duración suficientes, se induce una modificación estructural 10 que permite que se libere al entorno el agente terapéutico.

En una realización más preferida, el liposoma está formado por una composición fosfolipídica que sufre una transición de fase cristalina gel-sol a 39-45ºC de temperatura.

15

En otra realización más preferida, el diámetro medio del liposoma se encuentra en el rango de 0,05-5 µm.

En otra realización más preferida, el liposoma comprende polietilenglicol, oligoglicerol, o cualquier combinación de ambos, con el fin de prolongar la estabilidad de los liposomas. 20

En otra realización más preferida, el liposoma comprende lisolípidos, oligoglicerol-poliglicerol, o cualquier combinación de ambos, para mejorar la permeabilidad de los liposomas durante la transición de fases de sus membranas.

25

En otra realización más preferida, el agente terapéutico que libera el liposoma se selecciona del grupo formado por péptidos, oligopéptidos, polipéptidos, proteínas, oligonucleótidos, polinucleótidos, partículas virales, toxinas, neurotransmisores, gases, drogas, moléculas de bajo peso molecular, agentes de contraste y cualquier combinación de los mismos.

30

En la presente invención se considera oligopéptido a un péptido formado por 2 a 40 aminoácidos, polipéptido a un péptido formado por 41 o más aminoácidos y proteína a una entidad funcional compuesta principalmente por uno o más polipéptidos.

En la presente invención se considera oligonucleótido a una secuencia polimérica formada por 35 2 a 50 monómeros nucleotídicos y polinucleótido a una secuencia polimérica formada por 51 o más monómeros nucleotídicos.

En una realización aun más preferida, el agente terapéutico se selecciona del grupo formado por enzimas, factores de crecimiento, factores estimulantes de la secreción, citoquinas, 40 quimioquinas, citolisinas, citotoxinas y cualquier combinación de los mismos.

En otra realización preferida, el efector termosensible, son células modificadas genéticamente mediante la transferencia de material genético mediante vectores virales o no virales, y que expresan de manera constitutiva uno o más agentes terapéuticos. Estas células contienen 45 circuitos génicos modulables por calor y dependientes de ligando, para controlar la expresión de biopolímeros transgénicos basados en secuencias aminoacídicas o nucleotídicas. Estos sistemas pueden contener promotores termoinducibles como por ejemplo los del tipo proteínas de choque térmico (HSP) o cualquiera conocido por un experto en la materia y habitualmente empleado en las técnicas de ingeniería genética. La elevación de temperatura por encima del 50 rango considerado como fisiológico induce la activación de estos sistemas de expresión génica lo que acaba resultando en la producción de un agente terapéutico de interés de naturaleza peptídica o nucleotídica en la célula que actúa de efector termosensible.

En una realización más preferida, la célula modificada genéticamente se selecciona del grupo formado por células somáticas, células madre adultas pluri- o multipotentes, células madre embrionarias y células madre pluripotentes inducidas. Si las células modificadas genéticamente son células madre embrionarias de un ser humano han sido obtenidas mediante un método 5 que no afecta a la viabilidad del embrión. En una realización aun más preferida, la célula modificada genéticamente expresa de manera estable un agente terapéutico del tipo peptídico, oligopeptídico, polipeptídico, proteico, oligonucleotídico o polinucleotídico bajo el control de un promotor génico.

10

En otra realización preferida, el promotor génico se selecciona del grupo formado por promotores inducibles, promotores constitutivamente activos y cualquier combinación de los mismos.

En una realización más preferida, el promotor inducible se selecciona del grupo constituido por 15 promotores naturales de proteínas de choque térmico, promotores sintéticos de proteínas de choque térmico y cualquier combinación de los mismos.

La composición de la presente invención puede contener un hidrogel de fibrina como soporte de las nanopartículas plasmónicas y del efector termosensible o una mezcla de los precursores 20 naturales de la fibrina, que son la trombina y el fibrinógeno, de forma que cuando la composición se implanta en un organismo se desencadena la reacción de polimerización para formar la fibrina. En realizaciones preferidas, tanto la trombina como el fibrinógeno pueden obtenerse de un donante xenogénico, un donante alogénico o un donante autólogo o incluso ser sintéticos y obtenidos biotecnológicamente. 25

En una realización preferida, la densidad del hidrogel de fibrina está comprendida entre 0,1 y 100 mg/mL de fibrinógeno coagulable.

En otra realización preferida, la concentración de trombina utilizada está comprendida entre 0,5 30 y 5 unidades (U) NIH por mililitro de la formulación de la matriz de fibrina, entendiéndose como NIH la unidad que define la actividad coagulante de la trombina obtenida en comparación directa con el estándar de referencia Lot K.

Otro aspecto de la invención se refiere al uso de la composición fototérmica anteriormente 35 descrita para la fabricación de un medicamento.

Otro aspecto de la invención se refiere a la composición fototérmica anteriormente descrita para su uso como medicamento.

40

Otro aspecto de la presente invención se refiere a un método para generar calor de forma localizada y controlada en material biológico como células, tejidos u órganos, ya sea in vivo o in vitro, mediante la composición de la invención descrita anteriormente. Dicha composición se implanta o se pone en contacto con el material biológico y se expone a una radiación electromagnética (UV, visible o IR), de forma que se activan las nanopartículas plasmónicas 45 trasmitiendo energía a los efectores termosensibles tal y como se ha explicado anteriormente. Este método comprende los siguientes pasos:

a) Contactar interna o externamente la composición fototérmica de la presente invención con un tejido biológico. 50

b) Exponer la zona donde se ha distribuido la composición a una radiación electromagnética de intensidad y duración suficientes para incrementar la temperatura de la composición implantada por encima de los niveles registrados en el tejido

circundante.

En una realización preferida, la radiación electromagnética se suministra con un láser del infrarrojo cercano con longitud de onda comprendida en un rango de longitud de onda entre los 600 y 1150 nm. 5

En otra realización preferida, el láser del infrarrojo cercano tiene una potencia de salida comprendida en un rango entre los 0,5 y 14 W.

En otra realización preferida, el láser infrarrojo se aplica en un régimen de onda continua, en un 10 régimen de onda pulsada o en cualquier combinación de los mismos.

Otro aspecto de la invención se refiere al uso de la composición fototérmica anteriormente descrita para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de tumores mediante la destrucción de células tumorales, para la regeneración de tejidos lesionados, para el alivio del 15 dolor (analgesia), para el control de infecciones, preferiblemente bacterianas, para la cicatrización de heridas, para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, para el desarrollo de protocolos de ingeniería tisular para medicina regenerativa, etc. Estas aplicaciones terapéuticas de la composición de la invención vienen derivadas de su capacidad de generar calor tal y como se ha expuesto anteriormente. 20

Otro aspecto de la invención se refiere a la composición fototérmica anteriormente descrita para su uso en el tratamiento de tumores mediante la destrucción de células tumorales, para la regeneración de tejidos lesionados, para el alivio del dolor (analgesia), para el control de infecciones, preferiblemente bacterianas, para la cicatrización de heridas, para el tratamiento 25 de enfermedades neurodegenerativas, para el desarrollo de protocolos de ingeniería tisular para medicina regenerativa, etc.

Otro aspecto de la invención se refiere a la composición fototérmica de la invención para su uso en la administración controlada de fármacos.

30

Otro aspecto de la invención se refiere a una composición farmacéutica que comprende la composición fototérmica de la invención. En una realización preferida, la composición farmacéutica es de liberación controlada.

Otro aspecto de la invención se refiere a un implante que comprende la composición 35 fototérmica de la invención anteriormente descrita.

En la presente invención se entiende como “implante” un material natural o sintético que se introduce en un organismo vivo en contacto íntimo con un tejido. En el contexto de la presente invención, este implante es biocompatible y no causa reacciones adversas en el organismo en 40 el que se ha introducido. Este implante está construido para interaccionar con el organismo y minimizar su rechazo.

El uso de la composición de la invención en las distintas aplicaciones terapéuticas presenta varias ventajas: 45

- Permite aplicar los agentes terapéuticos en localizaciones espaciales in vivo altamente definidas, pudiendo adaptarse fielmente a la forma anatómica del órgano o tejido diana.

- Permite conservar la composición fototérmica dentro del tejido diana en una localización precisa durante un periodo de tiempo prolongado, lo que posibilita la irradiación reiterada del implante plasmónico y por tanto la consecuente inducción de fototermia localizada. 50

- La inducción de fototermia puede restringirse a volúmenes muy pequeños, lo que minimiza el riesgo de daños derivados de hipertermia en tejidos adyacentes no necesitados de terapia.

- Minimiza la diseminación de la composición fototérmica desde la región necesitada de terapia

hacia el resto del organismo, al contrario de las terapias que emplean directamente el implante de nanopartículas cuya dispersión es difícilmente controlable. A través del control de los parámetros que afectan a la cinética de biodegradación de la fibrina se puede modular la velocidad de diseminación de la composición fototérmica desde el implante hacia el organismo receptor. 5

- Permite retirar parcial o totalmente el implante con la composición fototérmica del órgano diana a través de la extirpación de la matriz plasmónica una vez que la actividad terapéutica ha sido ejercida.

Otro aspecto de la invención se refiere a un método de administración controlada in vivo de un 10 agente terapéutico mediante la modulación fototérmica. Este método comprende introducir en el cuerpo de un sujeto que necesite un tratamiento, la composición fototérmica descrita anteriormente y aplicar radiación electromagnética desde el exterior para incrementar la temperatura de la composición implantada y conseguir así la liberación del agente terapéutico contenido dentro del efector termosensible por los mecanismos explicados anteriormente. La 15 aplicación de la radiación electromagnética puede ser continua hasta que se libere la cantidad necesaria del agente terapéutico para alcanzar el efecto terapéutico deseado. En una realización preferida, la aplicación de la radiación electromagnética puede ser repetida varias veces. La implantación de la composición fototérmica puede ser por vía parenteral (intradérmica, subcutánea, intramuscular o intravenosa). 20

En la aplicación de la composición de la invención para administración controlada de fármacos, se consigue una sinergia entre la liberación controlada de agentes terapéuticos como antitumorales o antibióticos por parte de los efectores termosensibles y la generación de hipertermias, que aumenta la eficiencia del tratamiento. 25

Además, la composición fototérmica de la invención permite controlar el patrón espacio-temporal de biodisponibilidad de factores de crecimiento liberados por los efectores termosensibles en el seno de las matrices plasmónicas de fibrina. Esta característica es especialmente importante en aplicaciones de medicina regenerativa donde la fibrina es 30 utilizada habitualmente como soporte de ingeniería tisular.

Otro aspecto de la invención se refiere a un procedimiento de obtención de la composición fototérmica de la invención que comprende añadir una disolución stock de nanopartículas plasmónicas a una mezcla de trombina y fibrinógeno, y una posterior adición de una disolución 35 que contenga el efector termosensible a la mezcla de nanopartículas y precursores de fibrina. La obtención del hidrogel de fibrina puede realizarse fuera del organismo en un molde en el que se incuba a una temperatura adecuada (preferiblemente 37ºC) para inducir la polimerización de los precursores o cargar la mezcla de precursores de fibrina, nanopartículas y efector termosensible en un dispositivo inyectable para que la polimerización tenga lugar en 40 el organismo introducido. Las concentraciones de los precursores, nanopartículas y efectores pueden ser variables en función de la concentración final de cada uno que se quiera obtener en el hidrogel plasmónico una vez conformado.

Otro aspecto de la invención se refiere a un dispositivo inyectable que comprende la 45 composición fototérmica de la invención. Se entiende como un dispositivo inyectable un utensilio utilizado en la práctica médica que sirva para introducir en el organismo vivo a tratar la composición fototérmica.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no 50 pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los

siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

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Figura 1. Estructura macroscópica y microscópica de hidrogeles de fibrina dopados con nanoesferas huecas de oro (HGNPs) de LSPR sintonizado a 800 nm. (A) Fotografía de constructos de fibrina plasmónica obtenidos en moldes cilíndricos de distintas dimensiones. (B) Imagen de microscopía electrónica de transmisión que muestra el resultado de polimerización de una formulación de hidrogel de 10 mg/mL fibrinógeno, 2 U NIH/mL fibrina y 0,03 mg/mL 10 HGNPs diluida diez veces. (C) Imágenes de microscopía electrónica de barrido de hidrogeles de fibrina de 10 mg/mL de densidad y dopados con 0,03 mg/mL de HGNPs, acelulares (izquierda), o soportando células madre de origen embrionario (centro y derecha).

Figura 2. Biocompatibilidad de matrices plasmónicas basadas en fibrina. Gráfica que 15 muestra la cuantificación mediante fluorometría de los niveles de reducción de la sonda alamarBlue como producto de la actividad metabólica celular registrada en la muestra en los 1-3 días posteriores a la polimerización del andamiaje celular.

Figura 3. Potencial fototérmico de matrices plasmónicas basadas en fibrina. (A) 20 Hidrogeles de fibrina de 10 mg/mL de densidad y dopados o no con 0,01-0,05 mg/mL de HGNPs son irradiados con un láser sintonizado a 808 nm (infrarrojo cercano) y con una potencia de salida de 2,35 W dentro de una cámara de aire termostatizada a 37ºC. (B) Imagen termográfica de los hidrogeles plasmónicos antes de la exposición al láser infrarrojo y a los tiempos de irradiación indicados. (C) Gráfica que representa el diferencial de temperatura (ΔT) 25 máximo en cada muestra antes y después de la irradiación.

Figura 4. Establecimiento de niveles de hipertermia óptica letal y subletal en el interior de constructos celulares basados en fibrina plasmónica. (A) Imagen transversal del constructo celular basado en fibrina obtenida por microscopia confocal láser 24 h después de ser tratado 30 con rapamicina 10 nM y sumergido durante 30 minutos en un baño termostatizado a 45ºC. (B) Imágenes de microscopía confocal láser de la sección transversal de los constructos celulares basados en fibrina teñidos con calceína violeta-AM 24 h después de ser tratados con rapamicina 10 nM y expuestos o no (0) durante los tiempos indicados a un láser de 808 nm de longitud de onda y 2,35 W de potencia de salida. Para visualizar la estructura del hidrogel 35 (fondo gris) se añade a la formulación de polimerización fibrinógeno marcado fluorescentemente (Fibrinogéno AF-546) a una concentración de 30 µg/mL (C) y (D) Imágenes de microscopía confocal láser de la vista cenital y sección transversal de los constructos celulares basados en fibrina 24 h después de ser tratados con rapamicina 10 nM y expuestos durante los tiempos indicados a un láser de 808 nm de longitud de onda y 2,35 W de potencia 40 de salida.

Figura 5. Hipertermia óptica para la generación de patrones tridimensionales de expresión transgénica en matrices plasmónicas. (A) Imágenes de bioluminiscencia obtenidas 24 h después de la irradiación de los constructos celulares plasmónicos con un láser 45 de 808 nm de longitud de onda y 2,35 W de potencia de salida en 11 (imagen superior) o 7 (imagen inferior) localizaciones adyacentes durante los tiempos indicados. (B) Representación del valor promedio de luminiscencia y área de activación celular que se sucede en los puntos de iluminación de los hidrogeles presentadas en el panel 5A. (C) Imágenes de bioluminiscencia obtenidas de la vista cenital (imágenes superiores) y sección transversal (imágenes inferiores) 50 de regiones de constructos celulares plasmónicos irradiados durante los tiempos indicados con el láser infrarrojo modulado a las potencias de salida indicadas en vatios (W).

Figura 6. Inducción in vivo de hipertermia localizada mediante matrices de fibrina plasmónica. (A) Termografía infrarroja de hidrogeles irradiados in vivo con un láser de 808 nm de longitud de onda y 0,75 W de potencia durante los tiempos indicados 1 día y 7 días después de su implantación. (B) Gráficas se representa el diferencial de temperatura (ΔT) máximo registrado en la zona de implantación antes y después de la irradiación, para dos experimentos 5 distintos. (C) Termografía infrarroja de hidrogeles irradiados in vivo con un láser de 808 nm de longitud de onda y 0,75 W de potencia durante los tiempos indicados, e irradiados 30 minutos después con el mismo láser modulado a 0,9 W, 8 días después de su implantación. Las fotografías muestran que el protocolo de iluminación realizado en la zona de implantación no genera daño tisular observable. (D) Gráfica que representa el diferencial de temperatura (ΔT) 10 máximo registrado en la zona de implantación antes y después de cada tipo de irradiación.

EJEMPLOS

A continuación se ilustra la presente invención mediante ensayos realizados por los inventores, 15 que describen con detalle la arquitectura, biocompatibilidad y características fototérmicas del dispositivo plasmónico desarrollado y ponen de manifiesto la aplicabilidad biomédica de la invención dentro de protocolos terapéuticos que requieran la generación de hipertermia localizada y liberación controlada de agentes terapéuticos.

20

Para generar un hidrogel plasmónico de fibrina de densidad 10 mg/mL, se añaden 20 mg de fibrinógeno coagulable por mL de medio modificado de Dulbecco, un solvente acuoso rico en sales minerales, aminoácidos, vitaminas, glucosa y ácido pirúvico. La mezcla se agita suavemente cada 5 minutos durante un periodo de incubación a 37ºC de 30 minutos con el objetivo de que la proteína coagulable se solubilice completamente en el solvente acuoso. A 25 continuación, la mezcla se mantiene en hielo. Por otra parte se diluye trombina en medio modificado de Dulbecco para alcanzar una concentración final de 4 unidades NIH por mL, mezcla que también se mantiene en hielo. Se procede a combinar un volumen de la solución de fibrinógeno con un volumen de la solución de trombina, y a la mezcla se añade el volumen necesario de una solución stock de HGNPs de oro, nanomaterial disuelto en agua a una 30 concentración de 1 mg/mL, para alcanzar la concentración deseada de nanopartículas resonantes en el hidrogel. La mezcla de fibrinógeno, trombina y HGNPs, que ha sido mantenida en hielo en todo momento, se mezcla suavemente y se añade al molde deseado que dará forma al hidrogel plasmónico. El molde rellenado con la mezcla de fibrinógeno, trombina y HGNPs se incuba a 37ºC durante al menos una hora para que el hidrogel consolide. 35 Alternativamente la mezcla de fibrinógeno, trombina y HGNPs que se ha mantenido en hielo puede ser usada para cargar el reservorio de la jeringa destinada a inyectar la mezcla acuosa en el tejido diana, lugar en el que el hidrogel se conformará gracias a la temperatura corporal.

El estudio de la microestructura de las matrices plasmónicas basadas en fibrina se ha realizado 40 por microscopia electrónica de transmisión (TEM) o microscopia electrónica de barrido (SEM). En la Figura 1A se aprecia el resultado de la polimerización de monómeros de fibrinógeno bovino realizada como se ha indicado en el párrafo anterior; y donde están disueltas las HGNPs de oro. Mediante TEM (Figura 1B) se observa cómo la matriz proteica atrapa dentro del entramado fibrilar que la constituye al nanomaterial plasmónico. Esta característica 45 representa una gran ventaja para las aplicaciones biomédicas de la fototermia, como puede ser la ablación tumoral o terapias diseñadas para el alivio del dolor, donde la localización precisa y confinamiento espacial de las naopartículas plasmónicas supone un reto tecnológico. La presente invención proporciona una solución a este obstáculo, pues la incorporación de fibrina como parte del elemento inductor de calor permite la aplicación selectiva del material 50 plasmónico en el sitio de interés. Gracias a esto, las nanopartículas resonantes pueden ser retenidas en el tejido diana durante un periodo de tiempo que vendrá definido por las propiedades únicas de biodegradabilidad que presenta la matriz de fibrina y que está mediada

por el proceso natural de fibrinólisis que cataliza el enzima plasmina.

En la Figura 1C se presentan imágenes obtenidas mediante SEM de secciones transversales de hidrogeles plasmónicos de fibrina, obtenidos tras la polimerización de una formulación compuesta por 10 mg/mL de fibrinógeno y catalizada por 2 U NIH/mL de trombina y donde se 5 incluye una concentración de 0,03 mg/mL de nanoesferas de oro huecas. Estas imágenes demuestran la amplia heterogeneidad del tamaño de poro conformado en el entramado fibrilar. En estas preparaciones, el tamaño de poro observado en la red de fibrina se encuentra comprendido entre unos pocos hasta decenas de micrómetros de diámetro, lo que convierte a esta matriz en un andamiaje ideal para soportar la colonización y crecimiento celular. En el 10 panel central y derecho de la Figura 1C se muestra la ocupación por células madre de origen embrionario de la estructura porosa de la matriz de fibrina. Estas células, que se incluyen en la formulación acuosa del hidrogel en una concentración de 1 millón de células por mL, quedan encapsuladas en la matriz de fibrina al concluir el proceso de polimerización.

Con el objetivo de evaluar la biocompatibilidad de los materiales plasmónicos basados en 15 fibrina, se empleó el ensayo de alamarBlue, donde se usa un indicador fluorométrico/colorimétrico para detectar actividad metabólica. Este sistema incorpora un indicador óxido-reducción que emite fluorescencia y cambia de color en respuesta a la reducción química del medio de cultivo condicionado por el crecimiento celular.

20

Constructos de fibrina plasmónica, obtenidos tras la encapsulación de células madre de origen embrionario en matrices de fibrina de 10 mg/mL de densidad, dopadas con 0,01-0,1 mg/mL de HGNPs o no (0), fueron cultivados in vitro a 37ºC en una atmósfera de CO2 del 5% y expuestos a la sonda alamarBlue en los 1-3 días posteriores a la polimerización del andamiaje celular. La Figura 2 demuestra que estas células madre de origen embrionario encapsuladas presentan 25 unos niveles de viabilidad similares a los registrados en matrices fibrilares desprovistas de componente metálico. Este resultado, que se mantiene constante durante varios días de cultivo in vitro, demuestra el alto grado de biocompatibilidad manifestado por las distintas formulaciones de hidrogeles plasmónicos ensayadas.

30

La Figura 3 muestra el comportamiento fototérmico de matrices plasmónicas basadas en fibrina que incorporan nanoesferas huecas de oro sintetizadas para presentar un máximo de absorbancia electromagnética en los 800 nm. Mediante termografía infrarroja usando una cámara con sensibilidad térmica inferior a los 80 mK, se cuantificó el potencial de los hidrogeles de fibrina dopados con nanomaterial plasmónico para conducir la conversión de energía 35 lumínica en calorífica. Estos ensayos fueron realizados en condiciones fisiológicas de temperatura irradiando el material dentro de una cámara de aire termostatizada a 37ºC. La irradiación de hidrogeles control desprovistos del nanomaterial plasmónico con un láser del sintonizado de 808 nm y 2,35 W de potencia de salida, generó un diferencial máximo de temperatura (ΔT) en la muestra de +3ºC tras 10 minutos de irradiación con respecto a la 40 temperatura presentada por la muestra antes de la exposición a la luz infrarroja cercana. Este comportamiento, que puede ser explicado por un fenómeno de dispersión electromagnética, pone de manifiesto la baja capacidad de lo hidrogeles de fibrina para absorber el tipo de radiación lumínica empleada, y confirma la transparencia del componente proteico frente a este tipo de energía. La termografía de hidrogeles de fibrina dopados con nanomaterial plasmónico 45 e irradiados con el láser infrarrojo a 2,35 W de potencia demuestra un aumento del valor de ΔT que depende de la dosis de nanomaterial empleado. Como se representa en las Figuras 3B-3C, concentraciones de nanomaterial plasmónico de 0,03 o 0,05 mg/mL son capaces de inducir en el seno de la matriz proteica valores de ΔT máxima superiores a +10ºC. Este tipo de incrementos de temperatura conduce al calentamiento significativo del medio acuoso que 50 recubre los hidrogeles plasmónicos y que se explica por la disipación al entorno del calor generado en el hidrogel. Por otra parte, este tipo de ensayo revela cómo nueve minutos de irradiación con el láser infrarrojo son suficientes para alcanzar un incremento sostenido de

temperatura en el seno de los hidrogeles plasmónicos basados en fibrina.

La fototermia inducida en el seno de las matrices plasmónicas de fibrina puede ser convenientemente modulada para generar una hipertermia moderada capaz de promover la expresión transgénica, o bien generar una hipertermia intensa que provoque destrucción 5 celular. Células HeLa modificadas genéticamente para expresar proteína verde fluorescente (eGFP) bajo el control de un circuito de expresión génica activable por calor y dependiente del ligando de bajo peso molecular rapamicina, fueron encapsuladas en matrices de fibrina de 10 mg/mL de densidad y que incorporan o no ([-]) dosis de HGNPs de 0,01, 0,03 ó 0,05 mg/mL. En la Figura 4 se presenta una serie de ensayos que utilizan células humanas modificadas 10 genéticamente para expresar el transgen chivato de la proteína verde fluorescente (eGFP) bajo el control de un circuito génico activable por calor, a través de un promotor termosensible, y dependiente de un ligando de bajo peso molecular (descrito en el documento de Martín-Saavedra, F.M. et al.; Human Gene Therapy Methods; 2013 May 6). Mediante microscopía confocal láser se observa que hidrogeles de fibrina que engloban este tipo celular presentan un 15 patrón homogéneo de expresión del gen chivato 24 horas después de haber sido tratado con el ligando específico del circuito génico y sumergido durante 30 min en un baño termostatizado a 45ºC (Figura 4A). Este resultado sugiere que los niveles de hipertermia alcanzados en el interior de la matriz proteica son suficientes para inducir expresión transgénica en toda la extensión del hidrogel pero moderados pues no comprometen la funcionalidad celular. La 20 Figura 4B muestra la viabilidad de células humanas, teñidas con el colorante vital fluorescente calceína violeta-AM, 24h después de que los constructos fuesen irradiados con un láser infrarrojo de 808 nm de longitud de onda y 2,35 W de potencia de salida durante 20 minutos. En dichas imágenes se observa que la distribución de células viables en el seno del hidrogel de fibrina desprovisto de nanomaterial plasmónico es indistinguible de la mostrada por cualquiera 25 de los constructos no iluminados, independientemente de que éstos alberguen o no nanopartículas resonantes, lo que indica la inocuidad de la estimulación electromagnética aplicada. Por el contrario, la irradiación láser del constructo dopado con nanopartículas plasmónicas perturba de manera dramática el patrón de distribución de células viables encapsuladas en su seno. En las figuras 4C y 4D se observa cómo en constructos dopados 30 con nanopartículas resonantes, la región donde incide el láser infrarrojo evoluciona desde una situación donde se expresa homogéneamente el transgen chivato a lo largo del camino óptico del láser y en zonas marginales, hasta una situación donde en una región concéntrica al foco de iluminación desaparece la expresión de eGFP y que se explica por el establecimiento de hipertemias de alta intensidad que promueven el cese de las funciones celulares. Este 35 resultado indica que el tiempo de exposición al láser infrarrojo y la concentración de nanomaterial disperso en la matriz proteica modulan el establecimiento de un gradiente fototérmico cuya intensidad condiciona el comportamiento de las células albergadas en el constructo.

40

Los resultados mostrados en la Figura 5, obtenidos por técnicas de imagen de bioluminiscencia, demuestran cómo la expresión transgénica activable por hipertermia moderada puede ser controlada con mucha precisión en el seno de las matrices plasmónicas basadas en fibrina. En estos experimentos se hace uso de células madre multipotentes de origen embrionario, que son modificadas genéticamente para expresar el gen chivato de 45 luciferasa de luciérnaga bajo el control del circuito génico activable por calor y dependiente de ligando de bajo peso molecular rapamicina. Estas células fueron encapsuladas en matrices de fibrina de 10 mg/mL de densidad y que incorporan HGNPs en una concentración de 0,03 mg/mL. La irradiación con láser infrarrojo de constructos plasmónicos basados en fibrina y que incorporan este tipo celular descrito más arriba demuestra la posibilidad de definir patrones 50 espaciales de expresión transgénica. Dichos patrones se generan al desplazar el haz lumínico sobre la matriz plasmónica, lo que permite “dibujar” patrones geométricos de expresión del gen chivato en las tres dimensiones del andamio celular. El nivel de expresión transgénica inducido

en las áreas iluminadas puede ser modulado a través de la intensidad de hipertermia subletal aplicada en el constructo plasmónico y que depende del tiempo de irradiación con el láser infrarrojo y la potencia de salida empleada.

La aplicabilidad in vivo de la presente invención se puede proyectar a partir de los resultados 5 presentados en la Figura 6. Para la ejecución de estos ensayos, los precursores de las matrices de fibrina plasmónica son inyectados en el espacio subcutáneo de la región dorsal de ratones C3H/HeN, donde el hidrogel polimeriza in situ para obtener hidrogeles de fibrina de densidad 10 mg/mL dopados o no (0) con dosis de HGNPs de 0,01, 0,03 ó 0,05 mg/mL El día posterior a la implantación, los hidrogeles plasmónicos son irradiados con láser de 808 nm de 10 longitud de onda/0,75 W de potencia y la región de implantación es termografiada. Los resultados expuestos en la Figura 6A-6B demuestran que el nivel de hipertermia óptica inducida en tres individuos distintos (n=3) que reciben el mismo tipo de implante y protocolo de irradiación, es similar. Se observa que los valores de ΔT máximos que se registran en la región cutánea de implantación dependen de la concentración de las nanoesferas huecas de oro 15 incluida en el hidrogel subyacente. Una nueva irradiación de los animales siete días después de la primera, demuestra que los constructos pueden ser estimulados secuencialmente ya que a este tiempo las matrices de fibrina plasmónicas son capaces de convertir eficientemente la luz absorbida en energía calorífica. En el experimento independiente que se muestra en la Figura 6C-6D se demuestra que a través de la modulación de la intensidad de la potencia del 20 láser infrarrojo incidente se puede llegar a establecer hipertermias de mayor intensidad en las regiones de implantación. Por otra parte, se observa que a medida que aumenta la intensidad de iluminación de implantes desprovistos de nanomaterial plasmónico, se registra un leve aumento de temperatura local en la zona de implantación que puede ser explicado por la dispersión y absorción parcial de la energía incidente en el tejido cutáneo. Este efecto, que 25 puede estar contribuyendo al nivel de hipertermia óptica detectada en la zona de implantación de hidrogeles plasmónicos, pone de manifiesto la importancia de utilizar potencias o regímenes de administración de láser (onda continua o pulsada) que eviten la generación de daños colaterales en los tejidos biológicos irradiados. La metodología fototérmica desarrollada en estos ejemplos, que no produce ningún tipo de daño tisular observable, demuestra su 30 idoneidad para generar hipertermia moderada y localizada en tejidos biológicos profundos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Composición fototérmica que comprende:

 al menos una nanopartícula plasmónica,

 al menos un efector termosensible que libera al menos un agente terapéutico 5 después de ser calentado y

 un hidrogel de fibrina o una mezcla de sus precursores fibrinógeno y trombina,

donde la/las nanopartícula/s plasmónica/s y el/los efector/es termosensible/s están embebidos en el hidrogel de fibrina.

10
2. La composición fototérmica según la reivindicación anterior, donde el hidrogel de fibrina se encuentra en forma de un film, un bloque, un recubrimiento, una vesícula, una matriz inyectable, o de cualquier combinación de los mismos.
3. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al 15 menos una nanopartícula plasmónica es una esfera hueca de metal.
4. La composición fototérmica según la reivindicación anterior, donde la nanopartícula hueca de metal es de un metal noble que se selecciona de entre oro, plata o cualquier combinación de los mismos. 20
5. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, donde el diámetro medio de la nanopartícula hueca de metal se encuentra en el rango de 20-80 nm.
6. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 3-5, donde el espesor 25 de la pared de la nanopartícula hueca de metal se encuentra en el rango de 2-10 nm.
7. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 3-6, donde el máximo de absorción electromagnética de la nanopartícula hueca de metal se encuentra en el rango de longitudes de onda entre los 600 y 1150 nm. 30
8. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la/las nanopartícula/s plasmónica/s se distribuye/n en la matriz de fibrina de manera homogénea.

35
9. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, donde la/s nanopartícula/s plasmónica/s se distribuye/n en la matriz de fibrina formando un gradiente.
10. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, donde la/s nanopartícula/s plasmónica/s se distribuye/n en la matriz de fibrina formando un patrón 40 geométrico tridimensional.
11. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el efector termosensible se selecciona del grupo formado por liposomas, células y cualquier combinación de los mismos. 45
12. La composición fototérmica según la reivindicación anterior, donde el efector termosensible es un liposoma formado por una composición fosfolipídica que sufre una transición de fase cristalina gel-sol a 39-45ºC de temperatura.

50
13. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, donde el diámetro medio del liposoma se encuentra en el rango de 0,05-5 µm.
14. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 11-13, donde el liposoma comprende polietilenglicol, oligoglicerol, o cualquier combinación de ambos.
15. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 11-14, donde el 5 liposoma comprende lisolípidos, oligoglicerol-poliglicerol, o cualquier combinación de ambos.
16. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 11-15, donde el agente terapéutico que libera el liposoma se selecciona del grupo formado por péptidos, 10 oligopéptidos, polipéptidos, proteínas, oligonucleótidos, polinucleótidos, partículas virales, toxinas, neurotransmisores, gases, drogas, moléculas de bajo peso molecular, antibióticos, agentes de contraste y cualquier combinación de los mismos.
17. La composición fototérmica según la reivindicación anterior, donde el agente terapéutico se 15 selecciona del grupo formado por enzimas, factores de crecimiento, factores estimulantes de la secreción, citoquinas, quimiocinas, citolisinas, citotoxinas y cualquier combinación de los mismos.
18. La composición fototérmica según la reivindicación 11, donde el efector termosensible es 20 una célula modificada genéticamente.
19. La composición fototérmica según la reivindicación anterior, donde la célula modificada genéticamente se selecciona del grupo formado por células somáticas, células madre adultas pluri o multipotentes, células madre embrionarias, células madre pluripotentes 25 inducidas.
20. La composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 18 ó 19, donde la célula modificada genéticamente expresa de manera estable un agente terapéutico del tipo peptídico, oligopeptídico, polipeptídico, proteico, oligonucleotídico o polinucleotídico bajo el 30 control de un promotor génico.
21. La composición fototérmica según la reivindicación anterior, donde el promotor génico se selecciona del grupo formado por promotores inducibles, promotores constitutivamente activos y cualquier combinación de los mismos. 35
22. La composición fototérmica según la reivindicación anterior, donde el promotor inducible se selecciona del grupo constituido por promotores naturales de proteínas de choque térmico, promotores sintéticos de proteínas de choque térmico y cualquier combinación de los mismos. 40
23. La composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el fibrinógeno se obtiene de un donante xenogénico, un donante alogénico o un donante autólogo.
24. La composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la trombina se 45 obtiene de un donante xenogénico, un donante alogénico o un donante autólogo.
25. La composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la densidad del hidrogel de fibrina está comprendida entre 0,1 y 100 mg/mL de fibrinógeno coagulable.

50
26. La composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la concentración de trombina utilizada está comprendida entre 0,5 y 5 unidades NIH por mililitro de la formulación de la matriz de fibrina.
27. Uso de la composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para la fabricación de un medicamento.
28. Uso de la composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 1-26 para la 5 fabricación de un medicamento para el tratamiento de tumores.
29. Uso de la composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26 para la fabricación de un medicamento para la regeneración de tejidos lesionados.

10
30. Uso de la composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26 para la fabricación de un medicamento para analgesia.
31. Uso de la composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26 para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de infecciones. 15
32. Composición farmacéutica que comprende la composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26.
33. La composición según la reivindicación anterior, donde la composición farmacéutica es una 20 composición de liberación controlada.
34. Implante que comprende la composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26.

25
35. Dispositivo inyectable que comprende la composición fototérmica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26.