ES2645960T3 - Procedimiento para fabricar una solución de alginato parcialmente reticulada - Google Patents

Procedimiento para fabricar una solución de alginato parcialmente reticulada Download PDF

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Abstract

Un procedimiento para preparar una solución de alginato parcialmente reticulada que es estable a temperatura ambiente durante al menos 24 horas, que comprende: proporcionar una primera solución acuosa que comprende una sal de alginato monovalente; proporcionar una segunda solución acuosa que comprende una sal catiónica divalente; y mezclar uniformemente la primera solución acuosa y la segunda solución acuosa en un procedimiento de mezclado de multilaminación microfluídico para proporcionar la solución de alginato parcialmente reticulada, en la que el alginato tiene un peso molecular que varía de aproximadamente 10 a aproximadamente 100 kDa, la concentración de alginato en la solución de alginato parcialmente reticulada está en el intervalo de un 0,8 a un 1,5 % p/v, la concentración de cationes divalentes en la solución de alginato parcialmente reticulada está en el intervalo de un 0,02 a un 0,04 % p/v, y dicha solución de alginato presenta una respuesta elástica (G') que es igual a o mayor que su respuesta viscosa (G") bajo una frecuencia oscilatoria que varía entre 0,1 y 10 Hz y a temperatura ambiente.

Description

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siempre que la anchura de las aberturas de ranura sea los suficientemente estrecha para proporcionar laminillas delgadas de fluidos.
Por tanto, son posibles altas velocidades de flujo de mezclado microfluídico y, de acuerdo con una o más implementaciones, el procedimiento de fabricación tiene un caudal volumétrico a una escala comercial en lugar de una escala de laboratorio. En uno o más modos de realización, el volumen de solución de alginato parcialmente reticulada producido está en el intervalo de 0,05 a 5 l/min. El caudal volumétrico puede escalarse incluso por encima de 5 l/min, tal como hasta 10 l/min, 20 l/min o incluso 50 l/min. En algunas implementaciones, el volumen de solución de alginato parcialmente reticulada producido está en el intervalo de 0,2 a 3 l/min. En algunas implementaciones, el volumen de solución de alginato parcialmente reticulada producido está en el intervalo de 0,5 a 2 l/min.
La sal de alginato puede ser cualquier sal de alginato farmacológicamente aceptable. Los ejemplos de dichas sales de alginato incluyen, pero no se limitan a, sales alginato monovalentes tales como sales de sodio, potasio, litio, rubidio, cesio y amonio de ácido algínico. La sal de alginato también puede ser un alginato soluble de una base orgánica tal como un alginato de mono-, di- o trietanolamina, alginato de anilina, y similares. En algunas implementaciones, la sal de alginato comprende alginato de sodio.
De acuerdo con una o más implementaciones, el alginato tiene una proporción monomérica entre ácido -Lgulurónico y -D-manurónico que varía entre 1:1 y 3:1. En algunas implementaciones, la proporción monomérica está entre 1,5:1 y 2,5:1. En algunas implementaciones, la proporción monomérica es de aproximadamente 2:1.
Una o más implementaciones proporcionan que el alginato tenga un peso molecular que varía entre 1 y 300 kDa. En algunas implementaciones, el peso molecular está entre 5 y 200 kDa. De acuerdo con la invención, el peso molecular del alginato está entre 10 y 100 kDa. En algunas implementaciones, el peso molecular de alginato está entre 20 y 50 kDa.
Los ejemplos de sales catiónicas divalentes para reticular parcialmente los polímeros de alginato son sales de calcio, estroncio, bario y magnesio. De acuerdo con una o más implementaciones, la sal catiónica divalente comprende una sal de calcio. Las sales de calcio farmacológicamente aceptables incluyen, pero no se limitan a, gluconato de calcio, citrato de calcio, acetato de calcio, fluoruro de calcio, fosfato de calcio, tartrato de calcio, sulfato de calcio, borato de calcio y cloruro de calcio. En algunos modos de realización, la sal de calcio comprende gluconato de calcio. La sal de gluconato de calcio puede estar en forma tanto anhidra como hidratada.
La solución de alginato parcialmente reticulada presenta una respuesta elástica que es igual a o mayor que su respuesta viscosa bajo frecuencias oscilatorias de baja deformación, en el límite viscoelástico lineal y un comportamiento pseudoplástico, en una relación de ley de potencia.
El término "viscosidad ()" usado en el presente documento se refiere a una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Se define como la proporción de tensión de cizallamiento () con respecto a la tasa de cizallamiento ():
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Cuando el fluido cumple la ecuación para todas las velocidades de cizallamiento, se denota como un fluido newtoniano.
Las propiedades viscoelásticas de la composición se pueden determinar aplicando una tensión o deformación sinusoidal de frecuencia f a la muestra y midiendo la respuesta. La respuesta se divide en (i) una parte elástica en fase con la tensión o deformación aplicada, y (ii) una parte viscosa fuera de fase. Debido a los dos componentes, se usa una notación compleja. El módulo de cizallamiento complejo se denota por G*, que se define mediante la siguiente fórmula:
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en la que G’ es el módulo de almacenamiento, es decir, la parte elástica, G" es el módulo de pérdida, es decir, la parte viscosa, y j2 = -1.
El módulo de cizallamiento en función de la frecuencia se puede expresar mediante la pendiente n en un gráfico log-log de G’ frente a la frecuencia, f, denotado mediante la siguiente fórmula:
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en la que K es una constante. En un gel físico n > 0, y en un gel covalente n = 0.
Las características viscoelásticas se pueden presentar en términos del módulo de almacenamiento G’ (denominado en el presente documento la "respuesta elástica") y el módulo de pérdida G" (denominado en el presente documento la "respuesta viscosa") como una función de la frecuencia angular.
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Los valores de la respuesta elástica (G’), la respuesta viscosa (G’) y la viscosidad () se pueden determinar usando procedimientos reológicos estándar. De acuerdo con una o más implementaciones, las mediciones reológicas se obtienen bajo una frecuencia oscilatoria que varía dentro del límite viscoelástico. En algunas implementaciones, las mediciones reológicas se obtienen bajo una frecuencia oscilatoria que varía entre 0,01 y 100 Hz. De acuerdo con la invención, las mediciones reológicas se obtienen bajo una frecuencia oscilatoria que varía entre 0,1 y 10 Hz.
Las soluciones de alginato parcialmente reticuladas pueden no tener reticulaciones permanentes, dependen en gran medida de la frecuencia y tienen un cruzamiento G’-G". Esta es la razón por la que la solución de alginato parcialmente reticulada se comporta como un líquido, pero gelificará cuando se expone a niveles elevados de calcio en el tejido dañado.
Las soluciones de alginato parcialmente reticuladas se describen en detalle en las publicaciones de patente de EE. UU. n.os 2005/0003010 y 2006/0083721, cuyas divulgaciones se incorporan en el presente documento como referencia en su totalidad.
La tabla 1 a continuación muestra la fluidez y las características reológicas de diversas mezclas homogeneizadas de alginato de sodio y gluconato de calcio.
Tabla 1: Aspecto visual y características reológicas de mezclas homogeneizadas de alginato de sodio y gluconato de calcio
Peso molecular promedio dealginato (kDa)
Concentración de alginato desodio (% p/v) Concentración de gluconato de calcio (% p/v) Aspecto visual Características reológicas Concentración de Ca2+ (% p/v)
15
1 0,4 Solución fluidizable G’  G" 0,03724
30
1 0,3 Solución fluidizable G’  G" 0,02793
30
0,8 0,3 Solución fluidizable G’  G" 0,02793
30
1,5 0,3 Solución fluidizable G’  G" 0,02793
100
1 0,270 Solución fluidizable G’  G" 0,02514
100
1 0,275 Solución fluidizable G’  G" 0,02560
100
1 0,3 Solución fluidizable G’  G" 0,02793
* G’ = respuesta elástica; G" = respuesta viscosa.
Las mezclas de alginato de sodio y gluconato de calcio a una proporción que varía entre aproximadamente 1:0,4 y 1:0,3 se convirtieron en soluciones estables que permanecieron fluidizables libremente durante al menos 24 horas a temperatura ambiente y durante al menos 30 días a 4-8 ºC. Dicho comportamiento es típico de soluciones médicas que se pueden inyectar en el torrente sanguíneo, incluso después de largos períodos de tiempo tras el mezclado, pero formarán geles en el tejido dañado.
Por lo tanto, las soluciones de alginato parcialmente reticuladas estables pueden hacerse fluir libremente y presentan respuestas elásticas que son iguales a o mayores que su respuesta viscosa bajo pequeñas frecuencias oscilatorias de deformación en el límite viscoelástico lineal.
En una o más implementaciones, la concentración de alginato en la solución de sal de alginato antes de mezclarla con la solución de sal catiónica divalente está en el intervalo de un 0,2 a un 8 % p/v. En algunas implementaciones, la concentración de alginato en la solución de sal de alginato está en el intervalo de un 1 a un 4 % p/v. En algunas implementaciones, la concentración de alginato en la solución de sal de alginato está en el intervalo de un 1,5 a un 3 % p/v. En algunas implementaciones, la concentración de alginato en la solución de sal de alginato está en el intervalo de un 1,5 a un 2,5 % p/v.
Una o más implementaciones proporcionan que la concentración de catión divalente en la solución de sal catiónica divalentes antes de mezclarla con la solución de sal de alginato esté en el intervalo de un 0,01 a un 0,2 % p/v. En algunas implementaciones, la concentración de catión divalente en la solución de sal catiónica divalente está en el intervalo de un 0,02 a un 0,1 % p/v. En algunas implementaciones, la concentración de catión divalente en la solución de sal catiónica divalente está en el intervalo de un 0,04 a un 0,08 % p/v. En algunas implementaciones,
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