ES2791769T3

ES2791769T3 - Espumas de fibroína de seda inyectables y usos de la misma

Info

Publication number: ES2791769T3
Application number: ES12846855T
Authority: ES
Inventors: Gary G Leisk; Tim Jia-Ching Lo; Lei Li; Evangelia Bellas; David L Kaplan
Original assignee: Tufts University
Current assignee: Tufts University
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: CA2890372A1; EP2776079A4; JP2023105131A; JP2021164731A; CN104203292A; MX2014005704A; AU2016269487A1; KR102344643B1; US20170007738A1; EP2776079B1; BR112014011186A2; EP2776079A1; JP2015501670A; KR102176406B1; US20240123117A1; US20140314817A1; KR20220002711A; US11701450B2; US9492504B2; KR20140091585A

Abstract

Un aplicador de inyección que comprende una composición inyectable, la composición inyectable comprende una espuma de fibroína de seda comprimida que tiene una estructura de poros interconectada y una porosidad de al menos 50 % para el uso en un método para reparar o aumentar un tejido en un sujeto, en donde la espuma se comprime antes de la inyección y se expande cuando se libera de la compresión después de la inyección en el tejido, y retiene al menos 1 % de su volumen expandido original dentro del tejido durante al menos 2 semanas, en donde la espuma y el aplicador de inyección tienen dimensiones relativas entre sí para proporcionar la compresión de la espuma cuando se encuentra dentro del aplicador de inyección antes de la inyección.

Description

DESCRIPCIÓN

Espumas de fibroína de seda inyectables y usos de la misma

Campo técnico de la divulgación

En la presente descripción se describen materiales a base de fibroína de seda para aplicaciones biomédicas, por ejemplo, en la reparación, aumento y/o reconstrucción de tejidos blandos.

Antecedentes

La restauración de defectos de tejidos blandos por trauma, escisión quirúrgica o defectos congénitos debe comenzar con una estrategia que mantenga el tamaño y la forma del tejido a dimensiones casi normales durante períodos de tiempo prolongados. Las estrategias clínicas actuales incluyen transferencias de grasas libres y rellenos artificiales. En el caso de pacientes con cáncer de mama que reciben mastectomías, se usan bolsas de silicona rellenas de solución salina o silicona para reemplazar el vacío. Esto deja al paciente con una apariencia y sensación poco naturales, y el riesgo de contractura capsular que da lugar a una cirugía de revisión. Las opciones de injerto de grasa y relleno artificial no logran retener el volumen con el tiempo. Por lo tanto, las opciones de injerto de grasa y relleno artificial pueden requerir un segundo sitio quirúrgico, tener necrosis avascular y generalmente no regeneran el tejido original.

El colágeno bovino y el humano han ganado un amplio uso como materiales inyectables para el aumento y relleno de tejidos blandos. El colágeno, la principal proteína estructural extracelular del cuerpo animal, se ha usado como material de implante para reemplazar o aumentar el tejido conectivo, tal como piel, tendón, cartílago y hueso. Además, el colágeno se ha inyectado o implantado en el cuerpo humano con fines cosméticos durante varios años. Sin embargo, el uso de colágeno en el aumento y/o relleno de tejidos blandos podría ser costoso y no tiene un efecto duradero, por ejemplo, los resultados a menudo solo duran aproximadamente 3 meses.

El ácido hialurónico (HA) es un glicosaminoglicano que se encuentra naturalmente en el cuerpo humano y se distribuye ampliamente en los tejidos conectivo, epitelial y nervioso. Las composiciones de ácido hialurónico no reticulado tienden a degradarse pocos meses después de la inyección y, por lo tanto, requieren una reinyección bastante frecuente para mantener su efecto de aumento de tejidos blandos. Más recientemente, se han usado composiciones de ácido hialurónico reticulado para el aumento de tejidos blandos. Sin embargo, tales composiciones reticuladas contienen partículas bastante grandes, alrededor de aproximadamente 2 mm cada una, de ácido hialurónico suspendido en un gel. Si bien las partículas más grandes podrían tener un efecto más duradero, el tamaño de partícula más grande puede hacer que la inyección sea más difícil y crear una experiencia desagradable para el receptor.

En resumen, las principales desventajas de las estrategias actuales para la regeneración, reparación y/o aumento de tejidos blandos incluyen la necesidad de una gran cantidad de tejidos para injertar en defectos de tejido grandes; morbilidad del sitio donante, posibilidad de un segundo sitio quirúrgico, necrosis avascular; pérdida de la forma y/o el tamaño de los andamios con el tiempo; incompatibilidad del material con el tejido nativo; y fracaso en la regeneración del tejido. En consecuencia, existe una gran necesidad de desarrollar una estrategia o un andamio que pueda administrarse con un procedimiento mínimamente invasivo y que proporcione una retención sostenida de la restauración del volumen durante al menos 3 meses o más, por ejemplo, durante al menos 6 meses o al menos uno año, mientras que el cuerpo gradualmente remodela y regenera el sitio a una estructura y función tisular casi normales.

El documento WO 2010/123945 divulga métodos para purificar fibroínas, fibroínas purificadas, métodos para conjugar moléculas biológicas y sintéticas con fibroínas, fibroínas conjugadas con tales moléculas, métodos para fabricar hidrogeles de fibroína, hidrogeles de fibroína y formulaciones de hidrogel de fibroína útiles para una variedad de usos médicos, que incluyen usos como agentes de carga, rellenos de espacio tisular, moldes para la reconstrucción o regeneración de tejidos, andamios de cultivo celular para ingeniería de tejidos y para modelos de enfermedades, recubrimiento de superficies para mejorar la función de dispositivos médicos o dispositivos de suministro de fármacos.

El documento US 2009/214649 divulga una composición inyectable que comprende espuma de fibroína de seda obtenida por liofilización para el uso en un método para inducir la regeneración y/o reparación de tejidos in vivo. El documento US 2010/279112 divulga una espuma de fibroína de seda que tiene una porosidad que varía de 50 99,5 % usada como andamio para la ingeniería de tejidos y que puede obtenerse por liofilización.

Resumen

Los andamios de biomateriales esponjosos, tales como espumas, son convenientes en la ingeniería de tejidos, por ejemplo, para la regeneración, reparación y/o aumento de tejidos blandos, en parte porque la red de poros interconectados dentro de los andamios esponjosos es ventajosa para la adhesión celular, pero permite el flujo de nutrientes y desechos. Sin embargo, la propiedad mecánica y/o la estructura de las espumas de biomateriales actuales generalmente no logran regenerar el tejido o retener su volumen dentro del tejido durante un período de tiempo prolongado. Además, la colocación de tales andamios de biomateriales esponjosos en el tejido puede ser invasiva. Por lo tanto, es imperativo desarrollar una estrategia mínimamente invasiva para reparar o aumentar un tejido en un individuo, por ejemplo, desarrollar una espuma inyectable donde la espuma inyectable pueda retener su volumen y forma mientras el tejido se regenera gradualmente para restaurar su estructura y función.

Varios aspectos descritos en la presente descripción se basan, al menos en parte, en nuestro descubrimiento de que la espuma a base de fibroína de seda puede inyectarse para rellenar el espacio vacío en tejido blando, por ejemplo, el tejido blando perdido debido a una lesión o enfermedad, tal como en un trauma, cirugías de resección del cáncer, reconstrucción de senos, aumento de senos y necesidades relacionadas. Además, las construcciones de espuma a base de fibroína de seda también pueden usarse con fines cosméticos, por ejemplo, como una alternativa más rentable y natural a los tratamientos tópicos o a los tratamientos con BOTOX®.

El alcance de la invención se define en las reivindicaciones. Cualquier referencia en la descripción a métodos de tratamiento se refiere a los productos de la presente invención para el uso en un método de tratamiento.

En consecuencia, un aspecto descrito en la presente descripción es un aplicador de inyección que comprende una composición inyectable para el uso en la reparación o aumento de un tejido en un sujeto, que comprende una matriz de fibroína de seda comprimida, en donde la matriz de fibroína de seda comprimida se expande tras la inyección en el tejido y retiene al menos aproximadamente 1 %, al menos aproximadamente 5 %, al menos aproximadamente 10 %, al menos aproximadamente 25 %, al menos aproximadamente 50 % o más de su volumen expandido original dentro del tejido a reparar o aumentar durante al menos aproximadamente 2 semanas, al menos aproximadamente 3 semanas, al menos aproximadamente 4 semanas, al menos aproximadamente 5 semanas, al menos aproximadamente 6 semanas o más.

Otro aspecto descrito en la presente descripción se refiere a un método para reparar o aumentar un tejido en un sujeto. El método incluye colocar en el tejido a reparar o aumentar una composición que comprende una matriz de fibroína de seda comprimida, en donde la matriz de fibroína de seda comprimida se expande tras colocarla en el tejido y retiene al menos aproximadamente 1 %, al menos aproximadamente 5 %, al menos aproximadamente 10 %, al menos aproximadamente 25 %, al menos aproximadamente 50 % o más dentro del tejido durante al menos aproximadamente 2 semanas, al menos aproximadamente 3 semanas, al menos aproximadamente 4 semanas, al menos aproximadamente 5 semanas, al menos aproximadamente 6 semanas o más. En un aspecto de la divulgación, la composición se coloca en el tejido a reparar o aumentar mediante inyección.

En algunos aspectos de la divulgación, el aplicador de inyección es una aguja, una cánula y/o un catéter.

En algunos casos, la matriz de fibroína de seda comprimida después de colocarla (por ejemplo, inyectarla) en el tejido puede expandirse en volumen en al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 100 %, al menos aproximadamente 2 veces, al menos aproximadamente 3 veces o más, en comparación con el volumen comprimido de la matriz de fibroína de seda.

La matriz de fibroína de seda puede excluir un péptido anfifílico. En otros aspectos de la divulgación, las matrices de fibroína de seda pueden incluir un péptido anfifílico. Un péptido anfifílico ilustrativo puede comprender, por ejemplo, un motivo RGD.

La matriz de fibroína de seda puede retener al menos aproximadamente 50 % de su volumen expandido original, que incluye al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 % o más, de su volumen expandido original dentro del tejido durante un período de tiempo.

La matriz de fibroína de seda puede retener al menos una parte de su volumen expandido original durante al menos aproximadamente 6 semanas, al menos aproximadamente 3 meses, al menos aproximadamente 6 meses o más. La retención de volumen de la matriz de fibroína de seda puede controlarse, en parte, mediante la modulación de las propiedades de degradación y/o solubilidad de la matriz de fibroína de seda. Por ejemplo, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradarse a una velocidad predeterminada de manera que la matriz de fibroína de seda pueda mantener un volumen conveniente durante un período de tiempo predeterminado, por ejemplo, para promover la regeneración o reparación de tejidos. Por ejemplo, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar no más de 50 % de su volumen expandido original, por ejemplo, que incluye no más de 30 %, no más de 10 %, de su volumen expandido original, en al menos aproximadamente 2 semanas, que incluye al menos aproximadamente 6 semanas, al menos aproximadamente 3 meses, al menos aproximadamente 6 meses o más. La matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradarse a una velocidad predeterminada de manera que el volumen de la matriz de fibroína de seda disminuya gradualmente (mientras aún proporciona suficiente soporte) a medida que un tejido colocado con la matriz de fibroína de seda comienza a regenerarse. En tales casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar al menos aproximadamente 5 % de su volumen expandido original, por ejemplo, que incluye al menos aproximadamente 10 %, al menos aproximadamente 20 %, al menos aproximadamente 30 % o más, de su volumen expandido original, en al menos aproximadamente 2 semanas, que incluye al menos aproximadamente 6 semanas, al menos aproximadamente 3 meses, al menos aproximadamente 6 meses o más.

En dependencia del tamaño del defecto del tejido y/o las propiedades deseadas de la matriz de fibroína de seda, la matriz de fibroína de seda (antes de la compresión) puede adaptarse a cualquier tamaño. En algunos aspectos de la divulgación, la matriz de fibroína de seda (antes de la compresión) puede tener un tamaño de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 5 mm de diámetro. En algunos aspectos de la divulgación, la matriz de fibroína de seda (antes de la compresión) puede tener un tamaño mayor que 5 mm de diámetro. Dado que la matriz de fibroína de seda es compresible, el tamaño de la matriz de fibroína de seda puede ser tan grande como sea factible para rellenar defectos de mayor tamaño siempre que el tamaño de la matriz de fibroína de seda comprimida sea factible para la inyección en un tejido.

La matriz de fibroína de seda puede adaptarse para imitar la morfología estructural de los tejidos nativos y/o para suministrar un agente activo a un área local de un tejido. Por ejemplo, la matriz de fibroína de seda puede ser porosa. La porosidad de la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para imitar la morfología estructural y/o el gradiente de densidades celulares que se encuentra en el tejido nativo. La porosidad de la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para suministrar un agente activo a un tejido en un perfil de liberación predeterminado. La porosidad de la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para retener al menos una parte de su volumen expandido original durante un período de tiempo. Por ejemplo, la matriz porosa de fibroína de seda tiene una porosidad de al menos aproximadamente 50 %, que incluye al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 90 % o más. El tamaño de poro de dicha matriz de fibroína de seda porosa puede variar de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 1500 pm, de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 650 pm o de aproximadamente 100 pm a aproximadamente 600 pm,

La matriz de fibroína de seda, en un aspecto de la divulgación, puede fabricarse mediante procesamiento por congelación de una solución de fibroína de seda. En algunos aspectos de la divulgación, la solución de fibroína de seda puede tener una concentración de aproximadamente 0,5 % p/v a aproximadamente 10 % p/v, o aproximadamente 1 % p/v a aproximadamente 6 % p/v.

En la presente invención, la matriz de fibroína de seda es una espuma de fibroína de seda.

En algunos aspectos de la divulgación, la matriz de fibroína de seda o las composiciones descritas en la presente descripción pueden comprender además un material de hidrogel.

La composición inyectable descrita en la presente descripción que comprende la matriz de fibroína de seda puede comprender además al menos un agente activo. En algunos aspectos de la divulgación, la matriz de fibroína de seda de la composición descrita en la presente descripción puede comprender además al menos un agente activo. Los ejemplos no limitantes de los agentes activos pueden incluir agentes biológicamente activos, agentes cosméticamente activos, agentes de adhesión celular, un material de relleno dérmico y cualquier combinación de los mismos. En algunos aspectos de la divulgación, el agente activo puede ser una célula, por ejemplo, sin limitaciones, una célula madre. En algunos aspectos de la divulgación, el agente activo puede ser una célula madre derivada de tejido adiposo. En algunos aspectos de la divulgación, el agente activo puede ser un fluido o concentrado biológico, por ejemplo, sin limitaciones, un lipoaspirado o un aspirado de médula ósea. En algunos aspectos de la divulgación, el agente activo puede ser un agente terapéutico. En algunos aspectos de la divulgación, el agente activo puede ser un agente cosméticamente activo. En algunos aspectos de la divulgación, el agente activo puede ser un material de relleno dérmico.

Varias composiciones descritas en la presente descripción pueden inyectarse en un tejido a reparar o aumentar mediante cualquier método conocido en la técnica, por ejemplo, por vía subcutánea, submuscular o intramuscular. Cuando se inyectan en un tejido, algunas de las composiciones pueden estar al menos parcialmente secas. Alternativamente, la composición puede estar al menos parcialmente hidratada. En algunos casos, la composición puede comprender además un portador, por ejemplo, una solución tamponada y/o un fluido o concentrado biológico (por ejemplo, un lipoaspirado), cuando se inyecta en un tejido.

El tejido a reparar o aumentar con la composición y/o el método descrito en la presente descripción puede ser un tejido blando. Ejemplos ilustrativos de un tejido blando incluyen, pero no se limitan a, un tendón, un ligamento, piel, un tejido mamario, un tejido fibroso, un tejido conectivo, un músculo y cualquier combinación de los mismos. En ciertos casos, el tejido blando es piel. En otros casos, el tejido blando es un tejido mamario.

La presente invención está dirigida a un aplicador de inyección que comprende una composición inyectable, el aplicador de inyección puede estar en forma de una jeringa o una pistola de inyección y/o es mínimamente invasivo. En consecuencia, en la presente descripción se describe un dispositivo de inyección que comprende una composición inyectable como se describe en la presente descripción. El dispositivo de suministro o inyección puede comprender además una estructura tubular para introducir la matriz de fibroína de seda o la composición descrita en la presente descripción en un tejido a reparar o aumentar. La estructura tubular puede ser ahusada (por ejemplo, que comprende un espacio interior cónico), por ejemplo, para facilitar la carga de la matriz de fibroína de seda comprimida en la misma. En algunos casos, la estructura tubular puede permitir la compresión de una matriz de fibroína de seda a un volumen predeterminado (por ejemplo, el volumen interior de la estructura tubular) mientras se carga la matriz de fibroína de seda. Los ejemplos de la estructura tubular incluyen, pero no se limitan a, una aguja, una cánula, un catéter o cualquier combinación de los mismos. En algunos casos, la estructura tubular puede precargarse con la matriz de fibroína de seda. En este aspecto de la divulgación, la matriz de fibroína de seda puede estar en un estado de compresión dentro de la estructura tubular. En algunos casos, el dispositivo de suministro o inyección puede comprender además un elemento mecánico (por ejemplo, una estructura alargada en forma de varilla) para facilitar la salida de la matriz de fibroína de seda comprimida a través de la estructura tubular. En algunos casos, el dispositivo de suministro o inyección puede comprender además un portador de inyección. En algunos casos, el dispositivo de suministro o inyección puede comprender además un anestésico local.

Las composiciones y/o dispositivos de suministro pueden almacenarse o transportarse a una temperatura de aproximadamente 0 °C y aproximadamente 60 °C, por ejemplo, entre aproximadamente 10 °C y aproximadamente 60 °C o entre aproximadamente 15 °C y aproximadamente 60 °C. A tales temperaturas, la bioactividad de los agentes activos incrustados o distribuidos dentro de la matriz de fibroína de seda puede estabilizarse durante un período de tiempo.

Breve descripción de los dibujos

Las Figuras 1A-1B muestran imágenes de discos de espuma a base de fibroína de seda inyectable como se describe en la presente descripción. La Figura 1A muestra una imagen de la escisión de un disco de espuma a base de fibroína de seda inyectable, por ejemplo, con el uso de un perforador de biopsia de 4 mm. La Figura 1B muestra una imagen de un disco de espuma a base de fibroína de seda inyectable después de la escisión.

Las Figuras 2A-2B muestran imágenes de un método ilustrativo para colocar un disco de espuma a base de fibroína de seda inyectable en una posición inyectable dentro de la punta del inyector (por ejemplo, una punta de pipeta). La Figura 2A muestra una imagen de la carga de un disco de espuma a base de fibroína de seda inyectable en una punta de pipeta. La Figura 2B muestra una imagen de la compresión de un disco de espuma a base de fibroína de seda inyectable en una posición de inyección dentro de una punta de pipeta, por ejemplo, con el uso de un alambre rígido.

La Figuras 3A-3D muestran imágenes de un método ilustrativo para inyectar un disco de espuma a base de fibroína de seda inyectable en un tejido. La Figura 3A muestra una imagen de la perforación de un orificio en el tejido del muslo de pollo, por ejemplo, con el uso de una aguja recta de calibre 14. La Figura 3B muestra una imagen de la inserción en un orificio de una punta de pipeta que contiene un disco de espuma a base de fibroína de seda inyectable (por ejemplo, como se muestra en la Figura 2B). La Figura 3C muestra una imagen de la expulsión del disco de espuma a base de fibroína de seda, por ejemplo, con el uso de un alambre rígido, en el tejido mientras se extrae lentamente la punta de la pipeta. La Figura 3D muestra una imagen del disco de espuma a base de fibroína de seda inyectable colocado en el muslo de pollo crudo (la flecha negra indica el disco de espuma a base de fibroína de seda inyectado en el tejido).

Las Figuras 4A-4F muestran imágenes de un método ilustrativo para extraer una espuma a base de fibroína de seda inyectada de un tejido. La Figura 4A muestra una imagen de la palpación de un tejido (por ejemplo, tejido de pollo crudo) para detectar la espuma a base de fibroína de seda inyectada. La Figura 4b muestra una imagen de una incisión (por ejemplo, hecha con una cuchilla de afeitar) cerca de donde se encuentra la espuma a base de fibroína de seda incrustada. La Figura 4C muestra una imagen de la exposición de la espuma a base de fibroína de seda incrustada después de la incisión. La Figura 4D muestra otra vista en perspectiva de la espuma a base de fibroína de seda de la Figura 4C en sección transversal. La Figura 4E muestra una imagen de la extracción de la espuma a base de fibroína de seda expuesta (por ejemplo, con el uso de un par de pinzas). La Figura 4F muestra una imagen de la espuma a base de fibroína de seda extraída del tejido.

La Figura 5 muestra un método ilustrativo para usar una o más de las composiciones inyectables descritas en la presente descripción. Las espumas porosas a base de fibroína de seda (por ejemplo, formadas por procesamiento en congelador) pueden mezclarse con lipoaspirado como portador, que contiene opcionalmente células madre derivadas de tejido adiposo (ASC), para formar una composición inyectable ilustrativa. Después las composiciones inyectables pueden inyectarse en un sujeto, por ejemplo, un modelo animal.

Las Figuras 6A-6C muestran imágenes de otro método ilustrativo para inyectar un disco de espuma a base de fibroína de seda inyectable en un material similar a un tejido. La Figura 6A es una serie de imágenes que muestran las etapas de preparación de un catéter para inyectar una espuma a base de fibroína de seda en un tejido. Se perfora un orificio en un área objetivo del tejido, de modo que pueda insertarse un catéter en el orificio. La Figura 6B es una serie de imágenes que muestran las etapas de carga de una espuma a base de fibroína de seda en el catéter insertado en el tejido. Después de insertar el catéter en un tejido, se carga una espuma a base de fibroína de seda en el catéter, por ejemplo, por medio de un adaptador. La Figura 6C es una serie de imágenes que muestran las etapas de compresión de una espuma a base de fibroína de seda a través de un catéter. Después de cargar la espuma a base de fibroína de seda en el adaptador al catéter, se usa una varilla para empujar la espuma hacia abajo a través del catéter hacia el tejido.

Las Figuras 7A-7B muestran imágenes de un método ilustrativo para inyectar una espuma a base de fibroína de seda en un tejido in vivo. La Figura 7A es una pistola de inyección modificada de manera personalizada ilustrativa para el uso en facilitar la inyección de una espuma a base de fibroína de seda en un tejido in vivo. Se coloca un cargador de espuma en la pistola de inyección. La Figura 7B es una serie de imágenes que muestran etapas ilustrativas de la inyección de una espuma a base de fibroína de seda en un tejido en un modelo de rata o ratón. Se inserta un catéter (por ejemplo, con un calibre de 14G) en un área de tejido objetivo, seguido de una espuma a base de fibroína de seda cargada en el catéter. Después el catéter se conecta a un inyector de espuma (por ejemplo, la pistola de inyección que se muestra en la Figura 7A), de modo que la espuma a base de fibroína de seda pueda inyectarse lentamente a través del catéter en el área de tejido objetivo (por ejemplo, área subcutánea).

Las Figuras 8A-8G muestran imágenes y resultados de espumas a base de fibroína de seda inyectadas en un modelo de rata in vivo. Las Figuras 8A-8C muestran imágenes de espumas a base de fibroína de seda inyectadas en un modelo de rata in vivo después de la extracción de la piel de la rata. Las espumas a base de fibroína de seda producidas a partir de diferentes concentraciones de solución de fibroína de seda (por ejemplo, 1 %, 3 %, 6 % de fibroína de seda) y fuentes de capullos (japonés: JP frente a taiwanés: TW) se evaluaron después de la inyección durante 1 día (Figura 8A), 14 días (Figura 8B) y 30 días (Figura 8C). La Figura 8A muestra que las espumas a base de fibroína de seda inyectadas permanecieron transparentes 1 día después de la inyección, a menos que se mancharan con sangre debido a una perforación en un vaso sanguíneo (por ejemplo, TW3). Las Figuras 8B-8C muestran que las espumas a base de fibroína de seda inyectadas obtuvieron un tono rojizo aproximadamente 14 días y aproximadamente 30 días, respectivamente, después de la inyección. Sin embargo, no apareció un cambio significativo en la vascularización que condujera a las espumas inyectadas. La Figura 8D muestra una imagen de las espumas inyectadas visibles desde la piel exterior de una rata. La Figura 8E es un conjunto de imágenes que muestran la morfología macroscópica de las espumas a base de fibroína de seda inyectables (correspondientes a las de las Figuras 8A-8C) explantadas después de un período posterior a la inyección indicado (por ejemplo, 1 día, 14 días y 30 días posteriores a la inyección). No hay diferencias visuales observables en la morfología macroscópica en los puntos de tiempo indicados. Las espumas de fibroína de seda son consistentemente más rígidas con el aumento del porcentaje en peso de seda. Todos los explantes son blandos al tacto y vuelven a su forma original después de la deformación. La Figura 8F muestra los resultados de la retención de volumen de las espumas a base de fibroína de seda después de la inyección en el tejido durante 1 día o 14 días. La Figura 8G muestra los resultados de la retención de volumen de las espumas a base de fibroína de seda después de la inyección en el tejido durante 14 días, 30 días o 60 días. Los resultados de las Figuras 8F y 8G se expresan en porcentajes de volumen retenido en relación con el volumen original.

Descripción detallada

En la presente descripción se describen métodos, dispositivos de suministro y kits para reparar o aumentar un tejido en un sujeto. De acuerdo con varios aspectos descritos en la presente descripción, un formato reversiblemente deformable e inyectable de andamios de fibroína de seda (que son espumas de fibroína de seda) que se comprimen (por ejemplo, a un volumen más pequeño) y se colocan mediante inyección en un tejido a reparar o aumentar. Tras colocarla en el tejido, la matriz de fibroína de seda comprimida se expande hasta un volumen (por ejemplo, un incremento de volumen en al menos aproximadamente 10 % de su volumen comprimido) y retiene al menos una parte de su volumen expandido original (por ejemplo, al menos aproximadamente 50 % de su volumen expandido original o más) dentro del tejido a reparar o aumentar durante un período de tiempo (al menos aproximadamente 2 semanas o más). Dicha matriz de fibroína de seda reversiblemente deformable y/o inyectable puede introducirse en un sitio de defecto con un procedimiento mínimamente invasivo.

Matriz de fibroína de seda

Las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción son deformables. Las matrices de fibroína de seda se comprimen antes y/o durante la inyección en un tejido a reparar o aumentar. Tras la inyección en el tejido, las matrices de fibroína de seda comprimidas pueden expandirse dentro del tejido y retener su volumen expandido original dentro del tejido durante un período de tiempo.

Como se usa en la presente descripción, el término "deformable" generalmente se refiere a la capacidad de un objeto de cambiar el tamaño (por ejemplo, su volumen) y/o la forma en respuesta a una presión/fuerza externa, mientras se mantiene la integridad del objeto (es decir, el objeto permanece intacto en su conjunto, sin romperse en pedazos, durante la deformación, y tiene la capacidad de restaurar al menos una parte de su tamaño y forma originales).

Con respecto a una matriz de fibroína de seda deformable, la matriz de fibroína de seda puede disminuir su volumen y/o cambiar su forma cuando se comprime por una fuerza aplicada de manera que la matriz de fibroína de seda se vuelva lo suficientemente pequeña (pero intacta) para cargarla en un aplicador de inyección (por ejemplo, una aguja, una cánula o un catéter) que tiene una dimensión mucho más pequeña que la de la matriz de fibroína de seda sin comprimir, y/o que la matriz de fibroína de seda se comprima para adoptar la forma de la sección transversal del aplicador de inyección.

Como se usa en la presente descripción, el término "comprimida" generalmente se refiere a una disminución en el volumen de una matriz de fibroína de seda. En algunos casos, una disminución en el volumen de una matriz de fibroína de seda también puede conducir a un cambio en una o más propiedades físicas de la matriz de fibroína de seda, por ejemplo, un incremento en la densidad original (antes de la compresión) de la matriz de fibroína de seda, una disminución en el tamaño de poro original (antes de la compresión) y/o la porosidad original (antes de la compresión) de la matriz de fibroína de seda. La compresión de una matriz de fibroína de seda a un volumen predeterminado puede realizarse mediante cualquier método conocido en la técnica, por ejemplo, mediante la carga física de una matriz de fibroína de seda en el espacio interior de un aplicador de suministro (por ejemplo, una aguja, una cánula o un catéter) o al vacío.

En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede comprimirse a un volumen de no más de 80 % de su volumen original (es decir, el volumen de la matriz de fibroína de seda antes de la compresión), que incluye no más de 70 %, no más de 60 %, no más de 50 %, no más de 40 %, no más de 30 %, no más de 20 %, no más de 10 %, no más de 5 % o menos, de su volumen original (es decir, el volumen de la matriz de fibroína de seda antes de la compresión). En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede comprimirse a un volumen de al menos aproximadamente 10 % de su volumen original (es decir, el volumen de la matriz de fibroína de seda antes de la compresión), que incluye al menos aproximadamente 20 %, al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 90 % o más, pero con exclusión de 100 %, de su volumen original (es decir, el volumen de la matriz de fibroína de seda antes de la compresión). En algunos casos, la matriz de fibroína de seda, tal como las espumas de fibroína de seda, fabricadas a partir de una solución de fibroína de seda con concentraciones de aproximadamente 1 % a aproximadamente 6 %, puede comprimirse a aproximadamente 20 % a 30 % de su volumen original. La cantidad de compresión posible sin romper o causar una deformación permanente de la matriz de fibroína de seda depende, por ejemplo, de las propiedades del material, la concentración de fibroína de seda y/o los métodos y parámetros de fabricación/proceso. En algunos casos, un mayor peso molecular de la matriz u otro procesamiento mejorado puede producir mayores niveles de compresión de una matriz a base de fibroína de seda, por ejemplo, una matriz a base de fibroína de seda comprimida a menos de 20 % de su volumen original.

En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede comprimirse a un volumen que incrementa la densidad original (por ejemplo, relación de peso a volumen sin comprimir) de la matriz de fibroína de seda en al menos aproximadamente 10 %, que incluye, por ejemplo, al menos aproximadamente 20 %, al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 95 %, al menos aproximadamente 1 vez, al menos aproximadamente 2 veces, al menos aproximadamente 3 veces, al menos aproximadamente 4 veces, al menos aproximadamente 5 veces, al menos aproximadamente 6 veces o más.

Después que la matriz de fibroína de seda comprimida se libera del aplicador de inyección y se inyecta en un tejido, la matriz de fibroína de seda puede expandirse en respuesta a la eliminación de la tensión de compresión, el tamaño de un vacío en el tejido, las propiedades mecánicas del tejido y la matriz de fibroína de seda, y cualquier combinación de los mismos. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda comprimida puede expandirse y restaurar el volumen original de la matriz de fibroína de seda (es decir, el volumen de la matriz de fibroína de seda antes de la compresión). En algunos casos, la matriz de fibroína de seda comprimida puede expandirse a un tamaño suficiente para rellenar un vacío en el tejido a reparar o aumentar. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede expandirse a un tamaño de manera que la matriz de fibroína de seda y el tejido que rodea la matriz de fibroína de seda se presionen entre sí con una fuerza en equilibrio. En ciertos casos, la matriz de fibroína de seda comprimida puede expandirse, tras colocarla (por ejemplo, mediante inyección) en un tejido a reparar o aumentar, a un tamaño en volumen de al menos aproximadamente 10 %, al menos aproximadamente 20 %, al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 95 %, o hasta y que incluye 100 % del volumen original (es decir, el volumen de la matriz de fibroína de seda antes de la compresión). En algunos casos, la matriz de fibroína de seda comprimida puede expandirse en volumen tras colocarla (por ejemplo, mediante inyección) en un tejido a reparar o aumentar, en al menos aproximadamente 1 vez, al menos aproximadamente 1,5 veces, al menos aproximadamente 2 veces, al menos aproximadamente 2,5 veces, al menos aproximadamente 3 veces, al menos aproximadamente 4 veces, al menos aproximadamente 5 veces, al menos aproximadamente 6 veces o más, en comparación con el volumen comprimido (por ejemplo, el volumen de la matriz de fibroína de seda que se comprime dentro de un aplicador de suministro, por ejemplo, un aplicador de inyección, por ejemplo, una aguja, una cánula o un catéter). En tales casos, sin desear limitarse a la teoría, la matriz de fibroína de seda puede expandirse más allá de su volumen original, en parte porque la matriz de fibroína de seda puede absorber la humedad o el agua del tejido circundante, lo que hace que se hinche.

En algunos casos, dicho de otra manera, la matriz de fibroína de seda comprimida puede expandirse en volumen en al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 95 %, al menos aproximadamente 1 vez, al menos aproximadamente 1,5 veces, al menos aproximadamente 2 veces, al menos aproximadamente 2,5 veces, al me aproximadamente 3 veces, al menos aproximadamente 4 veces, al menos aproximadamente 5 veces, al menos aproximadamente 6 veces, al menos aproximadamente 7 veces, al menos aproximadamente 8 veces, al menos aproximadamente 9 veces, al menos aproximadamente 10 veces o más, en relación con el volumen de la matriz de fibroína de seda comprimida.

La expansión de la matriz de fibroína de seda dentro del tejido hasta alcanzar un volumen constante puede ser espontánea (por ejemplo, en 5 segundos o menos) u ocurrir durante un período de tiempo, por ejemplo, segundos, minutos y horas. En algunos casos, al menos aproximadamente 50 % del incremento en el volumen de la matriz de fibroína de seda puede ocurrir en menos de 3 horas, menos de 2 horas, menos de 1 hora, menos de 30 min, menos de 20 min, menos de 10 min, menos de 5 min o menos, tras la inyección de la matriz de fibroína de seda en el tejido, mientras que el incremento restante en el volumen de la matriz de fibroína de seda puede ocurrir en una escala de tiempo mucho más prolongada. La velocidad de expansión de la matriz de fibroína de seda dentro del tejido puede depender de varios factores, que incluyen, pero sin limitarse a, el estado de hidratación, la presión y el volumen del espacio vacío, así como las propiedades del material de seda, las propiedades estructurales de la espuma (que incluyen la porosidad) y la interacción entre el fluido y la estructura. Por ejemplo, si la matriz de fibroína de seda (por ejemplo, espuma de fibroína de seda) se inyecta en un vacío relleno de fluido, la expansión puede ser rápida. Si se inyecta una matriz de fibroína de seda seca (por ejemplo, una espuma de fibroína de seda seca), es probable que ocurra una hidratación y expansión mucho más lentas, por ejemplo, de minutos a una hora.

Después que la matriz de fibroína de seda se expande tras la inyección en el tejido, la matriz de fibroína de seda retiene al menos 1 % (por ejemplo, al menos aproximadamente 50 % o más) de su volumen expandido original dentro del tejido durante al menos aproximadamente 2 semanas, al menos aproximadamente 4 semanas, al menos aproximadamente 6 semanas o más.

Por "volumen expandido original" en referencia a la matriz de fibroína de seda descrita en la presente descripción se entiende generalmente el volumen de la matriz de fibroína de seda medido después que se ha expandido tras la inyección dentro de un tejido a reparar o aumentar, o el incremento correspondiente en el volumen del tejido que se mide después que la matriz de fibroína de seda se ha expandido tras la inyección. Por ejemplo, el volumen expandido original de la matriz de fibroína de seda puede medirse, por ejemplo, tan pronto como no haya un incremento significativo en el volumen de la matriz de fibroína de seda durante al menos aproximadamente 72 horas, al menos aproximadamente 48 horas, al menos aproximadamente 24 horas, al menos aproximadamente 12 horas, al menos aproximadamente 6 horas, al menos aproximadamente 3 horas o menos, tras la inyección de la matriz de fibroína de seda o la composición inyectable en el tejido. Dicho de otra manera, el volumen expandido original de la matriz de fibroína de seda puede determinarse por medición del incremento correspondiente en el volumen del tejido (debido a la expansión de la matriz de fibroína de seda), tan pronto como no haya un incremento significativo en el volumen del tejido durante al menos aproximadamente 72 horas, al menos aproximadamente 48 horas, al menos aproximadamente 24 horas, al menos aproximadamente 12 horas, al menos aproximadamente 6 horas, al menos aproximadamente 3 horas o menos, tras la inyección de la matriz de fibroína de seda o la composición inyectable en el tejido. En algunos casos, el volumen expandido original puede referirse al volumen original de la matriz de fibroína de seda (es decir, el volumen de la matriz de fibroína de seda antes de la compresión).

Como se usa en la presente descripción, el término "retener" se refiere al mantenimiento del volumen (por ejemplo, tamaño y/o forma) de la matriz de fibroína de seda descrita en la presente descripción durante un período de tiempo.

Cuando se libera de la compresión tras la inyección, la espuma de fibroína de seda retiene al menos 1 % de su volumen expandido original dentro del tejido durante al menos 2 semanas. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede retener al menos aproximadamente 20 % de su volumen expandido original, que incluye, por ejemplo, al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 90 % de su volumen expandido original o más. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede retener al menos aproximadamente 3 %, al menos aproximadamente 5 %, al menos aproximadamente 10 %, al menos aproximadamente 15 %, al menos aproximadamente 20 % de su volumen expandido original o más. En algunos casos, las matrices de fibroína de seda pueden retener 100 % de su volumen expandido original, por ejemplo, no hay cambios detectables en el volumen, dentro del tejido a reparar o aumentar. En una modalidad, la matriz de fibroína de seda puede retener al menos aproximadamente 50 % de su volumen expandido original dentro del tejido a reparar o aumentar. En una modalidad, la matriz de fibroína de seda puede retener al menos aproximadamente 60 % de su volumen expandido original dentro del tejido a reparar o aumentar. En una modalidad, la matriz de fibroína de seda puede retener al menos aproximadamente 70 % de su volumen expandido original dentro del tejido a reparar o aumentar. En una modalidad, la matriz de fibroína de seda puede retener al menos aproximadamente 80 % de su volumen expandido original dentro del tejido a reparar o aumentar. El volumen de la matriz de fibroína de seda colocada en un tejido puede determinarse o indicarse mediante un cambio en al menos una de las propiedades del tejido, por ejemplo, el volumen del tejido, la elasticidad del tejido y/o la dureza del tejido.

En algunos casos, el volumen de la matriz de fibroína de seda colocada en un tejido puede determinarse a partir de explantes.

La fibroína de seda retiene, al menos aproximadamente 1 % de su volumen expandido original (que incluye, por ejemplo, al menos aproximadamente 3 %, al menos aproximadamente 5 %, al menos aproximadamente 10 %, al menos aproximadamente 15 %, al menos aproximadamente 20 %, al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 % o más de su volumen original) durante al menos aproximadamente 2 semanas, al menos aproximadamente 3 semanas, al menos aproximadamente 4 semanas, al menos aproximadamente 5 semanas, al menos aproximadamente 6 semanas, al menos aproximadamente 7 semanas, al menos aproximadamente 8 semanas, al menos aproximadamente 3 meses, al menos aproximadamente 4 meses, al menos aproximadamente 5 meses, al menos aproximadamente 6 meses, al menos aproximadamente 7 meses, al menos aproximadamente 8 meses, al menos aproximadamente 9 meses, al menos aproximadamente 10 meses, al menos aproximadamente 11 meses, al menos aproximadamente 1 año, al menos aproximadamente 2 años, al menos 3 años, al menos aproximadamente 4 años, al menos 5 años o más. En ciertos casos, la matriz de fibroína de seda puede retener, por ejemplo, al menos aproximadamente 70 % de su volumen expandido original o más, durante al menos aproximadamente 3 meses o más. En otros casos, puede haber cambios no significativos en el volumen de la matriz de fibroína de seda o el incremento correspondiente en el volumen del tejido después de colocarla en un tejido a reparar o aumentar durante al menos aproximadamente 3 meses o más. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede retener, por ejemplo, al menos aproximadamente 70 % de su volumen expandido original o más, durante al menos aproximadamente 6 meses o más (que incluye, por ejemplo, al menos aproximadamente 9 meses, al menos aproximadamente 12 meses, al menos aproximadamente 18 meses o más). En otros casos, puede haber cambios no significativos en el volumen de la matriz de fibroína de seda o el incremento correspondiente en el volumen del tejido después de colocarla en un tejido a reparar o aumentar durante al menos aproximadamente 6 meses o más. En casos particulares, la matriz de fibroína de seda puede retener al menos aproximadamente 20 % de su volumen expandido original o más durante al menos aproximadamente 1 año o más (que incluye, por ejemplo, al menos aproximadamente 2 años, al menos aproximadamente 3 años, al menos aproximadamente 4 años, al menos aproximadamente 5 años o más). En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede retener al menos aproximadamente 50 % de su volumen expandido original o más durante al menos aproximadamente 1 año o más (que incluye, por ejemplo, al menos aproximadamente 2 años, al menos aproximadamente 3 años, al menos aproximadamente 4 años, al menos aproximadamente 5 años o más). En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede retener al menos aproximadamente 1 % de su volumen expandido original o más durante al menos aproximadamente 1 año o más (que incluye, por ejemplo, al menos aproximadamente 2 años, al menos aproximadamente 3 años, al menos aproximadamente 4 años, al menos aproximadamente 5 años o más).

La retención de volumen de la matriz de fibroína de seda puede caracterizarse, además, por ejemplo, por la degradación de la matriz de fibroína de seda. Generalmente, cuanto más lento se degrada la matriz de fibroína de seda, más tiempo la matriz de fibroína de seda puede retener su volumen expandido original en un tejido. En consecuencia, algunos casos descritos en la presente descripción están dirigidos a composiciones inyectables para el uso en la reparación o aumento de un tejido en un sujeto, las composiciones comprenden una matriz de fibroína de seda comprimida, en donde la matriz de fibroína de seda comprimida se expande tras la inyección en el tejido, y la matriz de fibroína de seda se adapta para degradarse dentro del tejido a reparar o aumentar durante un período de tiempo.

Como se usa en referencia a la matriz de fibroína de seda descrita en la presente descripción, el término "degradar" o "degradación" se refiere a una disminución en el volumen o el tamaño de la matriz de fibroína de seda. La degradación de la matriz de fibroína de seda puede ocurrir por medio de la escisión de la matriz de fibroína de seda en fragmentos más pequeños y/o la disolución de la matriz de fibroína de seda o fragmentos de la misma. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar no más de 80 % de su volumen expandido original, que incluye, por ejemplo, no más de 70 %, no más de 60 %, no más de 50 %, no más de 40 %, no más de 30 %, no más de 20 %, no más de 10 % de su volumen expandido original o menos. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede exhibir una degradación no significativa (por ejemplo, no hay cambios detectables en el volumen) dentro del tejido a reparar o aumentar. En una modalidad, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar no más de 50 % de su volumen expandido original dentro del tejido a reparar o aumentar durante un período de tiempo. En una modalidad, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar no más de 40 % de su volumen expandido original dentro del tejido a reparar o aumentar durante un período de tiempo. En una modalidad, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar no más de 30 % de su volumen expandido original dentro del tejido a reparar o aumentar durante un período de tiempo. En una modalidad, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar no más de 20 % de su volumen expandido original dentro del tejido a reparar o aumentar durante un período de tiempo. En una modalidad, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar no más de 10 % de su volumen expandido original dentro del tejido a reparar o aumentar durante un período de tiempo.

En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradarse a una velocidad predeterminada de manera que el volumen expandido original de la matriz de fibroína de seda disminuya gradualmente (mientras aún proporciona suficiente soporte) a medida que un tejido colocado con la matriz de fibroína de seda comienza a regenerarse. En tales casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar al menos aproximadamente 5 % de su volumen expandido original, por ejemplo, que incluye al menos aproximadamente 10 %, al menos aproximadamente 20 %, al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 95 % o más, de su volumen expandido original durante un período de tiempo predeterminado (por ejemplo, un período de al menos aproximadamente 2 semanas, que incluye al menos aproximadamente 6 semanas, al menos aproximadamente 3 meses, al menos aproximadamente 6 meses o más).

La matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradarse a cualquier velocidad. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar al menos una parte de su volumen expandido original durante cualquier período de tiempo, por ejemplo, semanas, meses o años. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar al menos una parte de su volumen expandido original, por ejemplo, no más de 50 % de su volumen expandido original (que incluye, por ejemplo, no más de 40 %, no más de 30 %, no más de 20 % o menos, de su volumen expandido original), en al menos aproximadamente 2 semanas, al menos aproximadamente 3 semanas, al menos aproximadamente 4 semanas, al menos aproximadamente 5 semanas, al menos aproximadamente 6 semanas, al menos aproximadamente 7 semanas, al menos aproximadamente 8 semanas, al menos aproximadamente 3 meses, al menos aproximadamente 4 meses, al menos aproximadamente 5 meses, al menos aproximadamente 6 meses, al menos aproximadamente 7 meses, al menos aproximadamente 8 meses, al menos aproximadamente 9 meses, al menos aproximadamente 10 meses, al menos aproximadamente 11 meses, al menos aproximadamente 1 año, al menos aproximadamente 2 años, al menos aproximadamente 3 años, al menos aproximadamente 4 años, al menos aproximadamente 5 años o más. En ciertos casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar, por ejemplo, no más de 30 % de su volumen expandido original o menos, en al menos aproximadamente 3 meses o más. En otros casos, puede haber una degradación no significativa (es decir, no hay cambios detectables en el volumen de la matriz de fibroína de seda) después de colocarla en un tejido a reparar o aumentar durante al menos aproximadamente 3 meses o más. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar, por ejemplo, no más de 30 % de su volumen expandido original o menos, en al menos aproximadamente 6 meses o más (que incluye, por ejemplo, al menos aproximadamente 9 meses, al menos aproximadamente 12 meses, al menos aproximadamente 18 meses o más). En otros casos, puede haber una degradación no significativa (es decir, no hay cambios detectables en el volumen de la matriz de fibroína de seda) después de colocarla en un tejido a reparar o aumentar durante al menos aproximadamente 6 meses o más. En casos particulares, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar no más de 80 % de su volumen expandido original o menos en al menos aproximadamente 1 año o más (que incluye, por ejemplo, al menos aproximadamente 2 años, al menos aproximadamente 3 años, al menos aproximadamente 4 años, al menos aproximadamente 5 años o más). En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradar no más de 50 % de su volumen expandido original o menos en al menos aproximadamente 1 año o más.

La misma formulación o una similar de la matriz de fibroína de seda o las composiciones inyectables pueden manifestar diferentes respuestas en un sujeto. Solo a modo de ejemplo, la retención de volumen o la velocidad de degradación de la matriz de fibroína de seda en un tejido puede variar de un sujeto a otro, por ejemplo, debido a diferentes microambientes del tejido, tales como especies y/o niveles de varias proteínas o enzimas (por ejemplo, enzimas proteolíticas) presentes en el tejido.

En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para mantener una tasa de retención de volumen y/o una velocidad de degradación constantes durante un período de tiempo. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para tener una tasa de retención de volumen o una velocidad de degradación que varía con el tiempo. Por ejemplo, la matriz de fibroína de seda puede recubrirse con un material polimérico o un biomaterial, por ejemplo, fibroína de seda de una concentración diferente y/o un polímero biodegradable y biocompatible diferente. Tal recubrimiento puede poseer una función diferente y/o una velocidad de degradación diferente a la del núcleo de matriz de fibroína de seda. Solo a modo de ejemplo, el recubrimiento de la matriz de fibroína de seda puede contener al menos un agente activo y puede adaptarse para degradarse a una velocidad diferente (por ejemplo, a una velocidad más rápida) de la del núcleo de matriz de fibroína de seda. Por lo tanto, tras colocar la matriz de fibroína de seda en un tejido, el recubrimiento de la matriz de fibroína de seda puede adaptarse para degradarse más rápido, por ejemplo, para liberar el agente activo para aliviar el dolor y/o promover la cicatrización de heridas, mientras que el núcleo de la matriz de fibroína de seda puede retener su volumen durante un período de tiempo más prolongado.

La fibroína de seda es un biopolímero candidato particularmente atractivo, por ejemplo, debido a su procesamiento versátil, por ejemplo, procesamiento totalmente acuoso (Sofia y otros, 54 J. Biomed. Mater. Res. 139 (2001); Perry y otros, 20 Adv. Mater. 3070-72 (2008)), funcionalización relativamente fácil (Murphy y otros, 29 Biomat. 2829-38 (2008)) y biocompatibilidad (Santin y otros, 46 J. Biomed. Mater. Res. 382-9 (1999)). Por ejemplo, la seda ha sido aprobada por la Administración de Alimentos y Fármacos de los Estados Unidos como un andamio de ingeniería de tejidos en implantes humanos. Ver Altman y otros, 24 Biomaterials: 401 (2003).

Como se usa en la presente descripción, el término "fibroína de seda" incluye fibroína de gusanos de seda y proteína de seda de arañas o insectos. Ver, por ejemplo, Lucas y otros, 13 Adv. Protein Chem. 107 (1958). Puede usarse cualquier tipo de fibroína de seda como se describe en la presente descripción. La fibroína de seda producida por gusanos de seda, tales como Bombyx mori, es la más común y representa un recurso renovable y amigable con el planeta. Por ejemplo, la fibroína de seda usada en una película de seda puede obtenerse por extracción de sericina de los capullos de B. mori. Los capullos de gusanos de seda orgánicos también están disponibles comercialmente. Sin embargo, hay muchas sedas diferentes, que incluyen la seda de araña (por ejemplo, obtenida de Nephila clavipes), sedas transgénicas, sedas genéticamente modificadas, tales como sedas de bacterias, levaduras, células de mamíferos, animales transgénicos o plantas transgénicas (ver, por ejemplo, el documento WO 97/08315; la patente de Estados Unidos núm. 5,245,012), y variantes las mismas, que pueden usarse. En algunos casos, la fibroína de seda puede derivarse de otras fuentes, tales como arañas, otros gusanos de seda, abejas y variantes de bioingeniería de las mismas.

La fibroína de seda puede modificarse para diferentes aplicaciones y/o propiedades mecánicas o químicas deseadas (por ejemplo, para facilitar la formación de un gradiente de agente activo en matrices de fibroína de seda). Un experto en la técnica puede seleccionar los métodos apropiados para modificar las fibroínas de seda, por ejemplo, en dependencia de los grupos laterales de las fibroínas de seda, la reactividad deseada de la fibroína de seda y/o la densidad de carga deseada en la fibroína de seda. En una modalidad, la modificación de la fibroína de seda puede usar la química de cadenas laterales de los aminoácidos, tal como modificaciones químicas a través de enlaces covalentes o modificaciones a través de la interacción electrostática. Los métodos de modificación química ilustrativos incluyen, pero no se limitan a, reacción de acoplamiento de carbodiimida (ver, por ejemplo, la solicitud de patente de Estados Unidos núm. US 2007/0212730), reacción de acoplamiento de diazonio (ver, por ejemplo, la solicitud de patente de Estados Unidos núm. US 2009/0232963), interacción avidina-biotina (ver, por ejemplo, la solicitud internacional núm.: WO 2011/011347) y pegilación con un derivado químicamente activo o activado del polímero PEG (ver, por ejemplo, la solicitud internacional núm. WO 2010/057142). La fibroína de seda también puede modificarse a través de modificación genética para alterar las funcionalidades de la proteína de seda (ver, por ejemplo, la solicitud internacional núm. WO 2011/006133). Por ejemplo, la fibroína de seda puede modificarse genéticamente, lo que puede proporcionar una modificación adicional de la seda, tal como la inclusión de un polipéptido de fusión que comprende un dominio de proteína fibrosa y un dominio de mineralización, que puede usarse para formar un compuesto orgánico-inorgánico. Ver el documento WO 2006/076711. Además, la matriz de fibroína de seda puede combinarse con una sustancia química, tal como el glicerol, que, por ejemplo, afecta la flexibilidad de la matriz. Ver, por ejemplo, el documento WO 2010/042798, Modified Silk films Containing Glycerol.

Como se usa indistintamente en la presente descripción, la frase "matriz de fibroína de seda" o "matriz a base de fibroína de seda" generalmente se refiere a una espuma de fibroína de seda. En algunos casos, las frases "matriz de fibroína de seda" y "matriz a base de fibroína de seda" se refieren a una matriz en la que la fibroína de seda constituye al menos aproximadamente 30 % de la composición total, que incluye al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 95 % o más de la composición total. En ciertos casos, la matriz de fibroína de seda o la matriz a base de fibroína de seda puede formarse sustancialmente a partir de fibroína de seda. La matriz de fibroína de seda o la matriz a base de fibroína de seda puede formarse sustancialmente a partir de fibroína de seda que comprende al menos un agente activo. En algunos casos, la espuma de fibroína de seda es una espuma a base de fibroína de seda.

La matriz de fibroína de seda descrita en la presente descripción puede adaptarse para que tenga cualquier forma, por ejemplo, una forma esférica, una forma poligonal, una forma elíptica, una forma cilíndrica, una forma tubular o cualquier forma reconocida en la técnica. El tamaño de la matriz de fibroína de seda puede variar con varios factores que incluyen, sin limitaciones, el tamaño del tejido a reparar o aumentar y/o las propiedades deseadas de la matriz de fibroína de seda, por ejemplo, retención de volumen o perfil de degradación. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda (antes de la compresión) puede tener un tamaño de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 5 mm de diámetro. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda (antes de la compresión) puede tener un tamaño mayor que 5 mm de diámetro. Dado que la matriz de fibroína de seda es compresible o deformable, el tamaño de la matriz de fibroína de seda puede ser tan grande como sea factible para rellenar defectos de mayor tamaño siempre que el tamaño de la matriz de fibroína de seda comprimida sea factible para la inyección en un tejido.

Las matrices de fibroína de seda pueden producirse a partir de soluciones de fibroína de seda a base de disolvente orgánico o acuoso. En algunos casos, las matrices de fibroína de seda producidas a partir de una solución de fibroína de seda a base de disolvente orgánico pueden retener su volumen original durante un período de tiempo más prolongado que las matrices de fibroína de seda de base acuosa. La solución de fibroína de seda a base de disolvente orgánico u acuoso usada para fabricar las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción puede prepararse con el uso de cualquier técnica conocida en la técnica. La concentración de fibroína de seda en las soluciones usadas para la reparación o el aumento de tejidos blandos puede adecuarse al requisito de retención de volumen particular, por ejemplo, si pueden usarse mayores concentraciones de soluciones de fibroína de seda cuando se desea una retención de volumen más prolongada de las matrices de fibroína de seda cuando se inyecta en el tejido a reparar o aumentar. En algunos casos, la solución de fibroína de seda para fabricar las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción puede variar de aproximadamente 0,1 % (p/v) a aproximadamente 30 % (p/v), incluidos. En algunos casos, la solución de fibroína de seda puede variar de aproximadamente 0,5 % (p/v) a aproximadamente 10 % (p/v). En algunos casos, la solución de fibroína de seda puede variar de aproximadamente 1 % (p/v) a aproximadamente 6 % (p/v). Los procesos adecuados para preparar una solución de fibroína de seda se divulgan, por ejemplo, en la patente de Estados Unidos núm.: US 7635755; y las solicitudes internacionales núm.: WO/2005/012606; y WO/2008/127401. En la presente descripción puede usarse una etapa de microfiltración. Por ejemplo, la solución de fibroína de seda preparada puede procesarse adicionalmente, por ejemplo, por centrifugación y/o microfiltración basada en jeringas antes del procesamiento adicional a las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción.

En algunos casos, la fibroína de seda también puede mezclarse con otros polímeros biocompatibles y/o biodegradables para formar matrices poliméricas mixtas que comprenden fibroína de seda. Se puede añadir uno o más polímeros biocompatibles y/o biodegradables (por ejemplo, dos o más polímeros biocompatibles) a la solución de fibroína de seda. El polímero biocompatible que puede usarse en la presente descripción incluye, pero no se limita a, óxido de polietileno (PEO), polietilenglicol (PEG), colágeno, fibronectina, queratina, ácido poliaspártico, polilisina, alginato, quitosano, quitina, ácido hialurónico, pectina, policaprolactona, ácido poliláctico, ácido poliglicólico, polihidroxialcanoatos, dextranos, polianhídridos, polímeros, PLA-PGA, polianhídrido, poliortoéster, policaprolactona, polifumarato, colágeno, quitosano, alginato, ácido hialurónico y otros polímeros biocompatibles y/o biodegradables. Ver, por ejemplo, las solicitudes internacionales núm.: WO 04/062697; WO 05/012606.

En algunos casos, puede añadirse al menos un agente activo descrito en la presente descripción a la solución de fibroína de seda antes del procesamiento adicional a las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción. En algunos casos, el agente activo puede dispersarse de manera homogénea o heterogénea dentro de la fibroína de seda, dispersarse en un gradiente, por ejemplo, con el uso del método de modificación mediado por carbodiimida descrito en la solicitud de patente de Estados Unidos núm. US 2007/0212730.

En algunos casos, las matrices de fibroína de seda pueden formarse primero y después ponerse en contacto con (por ejemplo, sumergirse en) al menos un agente activo de manera que la superficie abierta de las matrices pueda recubrirse con al menos un agente activo.

Las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción comprenden estructuras porosas, por ejemplo, para imitar la morfología estructural de un tejido nativo, para modular la velocidad de degradación/tasa de retención de volumen de las matrices de fibroína de seda y/o para modular el perfil de liberación de un agente activo incrustado en la misma, si lo hay. Como se usa en la presente descripción, los términos "poroso" y "porosidad" se usan generalmente para describir una estructura que tiene una red conectada de poros o espacios vacíos (que pueden ser, por ejemplo, aberturas, espacios intersticiales u otros canales) en todo su volumen. El término "porosidad" es una medida de los espacios vacíos en un material, y es una fracción del volumen de vacíos respecto al volumen total, como un porcentaje entre 0 y 100 % (o entre 0 y 1).

La matriz de fibroína de seda porosa tiene una porosidad de al menos 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 90 % o más. En algunos casos, la porosidad puede variar de aproximadamente 70 % a aproximadamente 99 % o de aproximadamente 80 % a aproximadamente 98 %. El tamaño de poro y los valores de porosidad total pueden cuantificarse con el uso de métodos y modelos convencionales conocidos por los expertos en la técnica. Por ejemplo, el tamaño de poro y la porosidad pueden medirse mediante técnicas estandarizadas, tales como la porosimetría de mercurio y la adsorción de nitrógeno. Un experto en la técnica puede determinar la porosidad óptima de las matrices de fibroína de seda con varios fines. Por ejemplo, la porosidad y/o el tamaño de poro de las matrices de fibroína de seda pueden optimizarse en base a la velocidad de degradación deseada o la tasa de retención de volumen de las matrices de fibroína de seda, los perfiles de liberación de un agente activo desde las matrices de fibroína de seda, y/o la morfología estructural del tejido a reparar o aumentar.

Los poros pueden adaptarse para que tengan cualquier forma, por ejemplo, circular, elíptica o poligonal. Las matrices de fibroína de seda porosas pueden adaptarse para que tengan un tamaño de poro de aproximadamente 1 |jm a aproximadamente 1500 jm , aproximadamente 10 jm a aproximadamente 1000 jm , aproximadamente 25 jm a aproximadamente 800 jm , aproximadamente 50 jm a aproximadamente 650 jm o aproximadamente 100 jm a aproximadamente 600 jm, en algunos casos, los poros pueden tener un tamaño de aproximadamente 100 jm a aproximadamente 600 jm, en algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede tener un tamaño de poro de menos de 1 jm, en otros casos, no es necesario que la matriz de fibroína de seda sea porosa. En tales casos, el tamaño de poro de la matriz de fibroína de seda puede ser menor que 10 nm o no detectable. El término "tamaño de poro" como se usa en la presente descripción se refiere a una dimensión de un poro. En algunos casos, el tamaño de poro puede referirse a la dimensión más larga de un poro, por ejemplo, un diámetro de poro que tiene una sección transversal circular, o la longitud de la cuerda de sección transversal más larga que puede construirse a través de un poro que tiene una sección transversal no circular. En otros casos, el tamaño de poro puede referirse a la dimensión más corta de un poro.

Los métodos para generar estructuras porosas dentro de la matriz de fibroína de seda, por ejemplo, liofilización, método de lixiviación con porógenos (por ejemplo, lixiviación con sales) y métodos de espuma de gas, se conocen bien en la técnica y se han descrito, por ejemplo, en la patente de Estados Unidos US 7842780; y las solicitudes de patente de Estados Unidos núm.: US 2010/0279112; y US 2010/0279112.

En algunos casos, las matrices de fibroína de seda porosas no se producen mediante un método de lixiviación con porógenos (por ejemplo, método de lixiviación con sales) como se describe, por ejemplo, en los documentos US 7842780; y US 2010/0279112.

En algunos casos, las matrices de fibroína de seda porosas pueden producirse mediante el método de liofilización. Ver, por ejemplo, los documentos US 7842780 y US 2010/0279112. En tales casos, la solución de fibroína de seda colocada en un recipiente antiadherente puede congelarse a temperaturas bajo cero, por ejemplo, de aproximadamente -80 °C a aproximadamente -20 °C, durante al menos aproximadamente 12 horas, al menos aproximadamente 24 horas o más, seguido de liofilización. En una modalidad, la solución de fibroína de seda puede congelarse desde una dirección. En algunos casos, la solución de fibroína de seda puede no contener sal. En algunos casos, puede añadirse alcohol tal como 15 %-25 % de metanol o propanol a la solución de fibroína de seda. En ciertos casos, pueden producirse matrices de fibroína de seda porosas mediante la congelación de la solución de fibroína de seda a un intervalo de temperaturas entre aproximadamente -1 °C y aproximadamente -20 °C o entre aproximadamente -5 °C y -10 °C, durante al menos aproximadamente 2 días, al menos aproximadamente 3 días o más, seguido de liofilización durante al menos aproximadamente 2 días, al menos aproximadamente 3 días o más. Ver, por ejemplo, el documento US 61/477,486. La temperatura y/o duración de la congelación, y/o la duración de la liofilización pueden ajustarse para generar una matriz de fibroína de seda de diferentes estructuras porosas y/o propiedades mecánicas.

En algunos casos, la solución de fibroína de seda puede exponerse a un campo eléctrico, por ejemplo, mediante la aplicación de un voltaje a la solución de fibroína de seda. La solución de fibroína de seda que no cambió a gel después de la exposición a un campo eléctrico puede colocarse después en un congelador durante un período de tiempo prolongado, por ejemplo, al menos aproximadamente 1 día, al menos aproximadamente 2 días, al menos aproximadamente 3 días, al menos aproximadamente 5 días, al menos aproximadamente 6 días o más. Después, la matriz de fibroína de seda congelada puede retirarse del congelador y almacenarse a aproximadamente temperatura ambiente, lo que da lugar a una matriz de fibroína de seda de varias estructuras y/o propiedades porosas.

En algunos casos, las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción pueden someterse a un tratamiento posterior que afectará al menos una propiedad de la fibroína de seda. Por ejemplo, el tratamiento posterior de las matrices de fibroína de seda puede afectar las propiedades de la fibroína de seda, que incluyen el contenido de lámina p, la solubilidad, la capacidad de carga de agente activo, el tiempo de degradación, la permeabilidad del fármaco o cualquier combinación de las mismas. Las opciones de procesamiento posterior de la seda incluyen secado lento controlado (Lu y otros, 10 Biomacromolecules 1032 (2009)), recocido con agua (Jin y otros, Water-Stable Silk Films with Reduced p-Sheet Content, 15 Adv. Funct. Mats. 1241 (2005)), estiramiento (Demura y Asakura, Immobilization of glucose oxidase with Bombyx mori silk fibroin by only stretching treatment and its application to glucose sensor, 33 Biotech & Bioengin. 598 (1989)), compresión, e inmersión en disolvente, que incluye metanol (Hofmann y otros, 2006), etanol (Miyairi y otros, 1978), glutaraldehído (Acharya y otros, 2008) y 1-etil-3-(3-dimetil aminopropil) carbodiimida (EDC) (Bayraktar y otros, 2005).

En algunos casos, el tratamiento posterior de las matrices de fibroína de seda, por ejemplo, recocido con agua o inmersión en disolvente, puede permitir el control de la liberación de un agente activo desde las matrices de fibroína de seda. En algunos casos, el tratamiento posterior de las matrices de fibroína de seda, por ejemplo, recocido con agua o inmersión en disolvente, puede permitir la modulación de las propiedades de degradación o solubilidad de las matrices de fibroína de seda usadas en los métodos descritos en la presente descripción. En algunos casos, el tratamiento posterior de las matrices de fibroína de seda, por ejemplo, recocido con agua o inmersión en disolvente, puede permitir la modulación de las propiedades de retención de volumen de las matrices de fibroína de seda usadas en los métodos descritos en la presente descripción.

En algunos casos, las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción pueden recubrirse con al menos una capa de un polímero biocompatible y/o biodegradable descrito en la presente descripción, por ejemplo, para modular las propiedades de degradación y/o retención de volumen de las matrices de fibroína de seda tras la inyección en un tejido a tratar y/o modular la tasa de agentes activos liberados de las matrices de fibroína de seda. En tales casos, el polímero biocompatible y/o biodegradable puede comprender al menos un agente activo.

En algunos casos, las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción pueden recubrirse con moléculas de adhesión celular, por ejemplo, pero sin limitarse a, fibronectina, vitronectina, laminina, colágeno, cualquier molécula de matriz extracelular reconocida en la técnica y cualquier combinación de los mismos.

En algunos casos, las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción pueden esterilizarse. Los métodos de esterilización para dispositivos biomédicos se conocen bien en la técnica, que incluyen, pero sin limitarse a, radiación gamma o ultravioleta, esterilización en autoclave (por ejemplo, calor/vapor); esterilización con alcohol (por ejemplo, etanol y metanol); y esterilización con gas (por ejemplo, esterilización con óxido de etileno). Además, las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción pueden aprovechar las muchas técnicas desarrolladas para funcionalizar la fibroína de seda (por ejemplo, agentes activos tales como colorantes y sensores). Ver, por ejemplo, la patente de Estados Unidos Núm. 6,287,340, Bioengineered anterior cruciate ligament; los documentos WO 2004/000915, Silk Biomaterials & Methods of Use Thereof; WO 2004/001103, Silk Biomaterials & Methods of Use Thereof; WO 2004/062697, Silk Fibroin Materials & Use Thereof; WO 2005/000483, Method for Forming inorganic Coatings; WO 2005/012606, Concentrated Aqueous Silk Fibroin Solution & Use Thereof; WO 2011/005381, Vortex-Induced Silk fibroin Gelation for Encapsulation & Delivery; WO 2005/123114, Silk-Based Drug Delivery System; WO 2006/076711, Fibrous Protein Fusions & Uses Thereof in the Formation of Advanced Organic/In-organic Composite Materials; la publicación de solicitud de Estados Unidos núm.

2007/0212730, Covalently immobilized protein gradients in three-dimensional porous scaffolds; los documentos WO 2006/042287, Method for Producing Biomaterial Scaffolds; WO 2007/016524, Method for Stepwise Deposition of Silk Fibroin Coatings; WO 2008/085904, Biodegradable Electronic Devices; WO 2008/118133, Silk Microspheres for Encapsulation & Controlled Release; WO 2008/108838, Microfluidic Devices & Methods for Fabricating Same; WO 2008/127404, Nanopatterned Biopolymer Device & Method of Manufacturing Same; WO 2008/118211, Biopolymer Photonic Crystals & Method of Manufacturing Same; WO 2008/127402, Biopolymer Sensor & Method of Manufacturing Same; WO 2008/127403, Biopolymer Optofluidic Device & Method of Manufacturing the Same; WO 2008/127401, Biopolymer Optical Wave Guide & Method of Manufacturing Same; WO 2008/140562, Biopolymer Sensor & Method of Manufacturing Same; WO 2008/127405, Microfluidic Device with Cylindrical Microchannel & Method for Fabricating Same; WO 2008/106485, Tissue-Engineered Silk Organs; WO 2008/140562, Electroactive Biopolymer Optical & Electro-Optical Devices & Method of Manufacturing Same; WO 2008/150861, Method for Silk Fibroin Gelation Using Sonication; WO 2007/103442, Biocompatible Scaffolds & Adipose-Derived Stem Cells; WO 2009/155397, Edible Holographic Silk Products; WO 2009/100280, 3-Dimensional Silk Hydroxyapatite Compositions; WO 2009/061823, Fabrication of Silk Fibroin Photonic Structures by Nanocontact Imprinting; WO 2009/126689, System & Method for Making Biomaterial Structures.

En una modalidad alternativa, las matrices de fibroína de seda pueden incluir nanopartículas plasmónicas para formar elementos fototérmicos. Este enfoque aprovecha las características superiores de dopaje de la fibroína de seda. Se ha demostrado que la terapia térmica ayuda en el suministro de varios agentes, ver Park y otros, Effect of Heat on Skin Permeability, 359 Intl. J. Pharm. 94 (2008). En una modalidad, pueden usarse ráfagas cortas de calor en áreas muy limitadas para maximizar la permeabilidad con efectos perjudiciales mínimos en los tejidos circundantes. Por lo tanto, las matrices de fibroína de seda dopadas con partículas plasmónicas pueden añadir especificidad a la terapia térmica al enfocar la luz para generar calor solo localmente por medio de las matrices de fibroína de seda. En algunos casos, las matrices de fibroína de seda pueden incluir agentes fototérmicos tales como nanopartículas de oro.

En algunos casos, las matrices de fibroína de seda usadas en los métodos descritos en la presente descripción pueden incluir un péptido anfifílico. En otros casos, las matrices de fibroína de seda usadas en los métodos descritos en la presente descripción pueden excluir un péptido anfifílico. Los "péptidos anfifílicos" poseen propiedades tanto hidrófilas como hidrófobas. Las moléculas anfifílicas generalmente pueden interactuar con las membranas biológicas mediante la inserción de la parte hidrófoba en la membrana lipídica, mientras exponen la parte hidrófila al ambiente acuoso. En alguna modalidad, el péptido anfifílico puede comprender un motivo RGD. Un ejemplo de un péptido anfifílico es un péptido 23RGD que tiene una secuencia de aminoácidos: HOOC-Gly-ArgGly-Asp-Ile-Pro-Ala-Ser-Ser-Lys-Gly-Gly-Gly-Gly-SerArg-Leu-Leu-Leu-Leu-Leu-Leu-Arg-NH2. Otros ejemplos de péptidos anfifílicos incluyen los divulgados en la solicitud de patente de Estados Unidos núm.: US 2011/0008406.

Composiciones inyectables que comprenden una matriz de fibroína de seda.

La invención está dirigida a un aplicador de inyección que comprende una composición inyectable, como se define en las reivindicaciones, que puede usarse para reparar o aumentar un tejido en un sujeto.

Como se usa en la presente descripción, el término "composición inyectable" generalmente se refiere a una composición que puede suministrarse o administrarse en un tejido con un procedimiento mínimamente invasivo. El término "procedimiento mínimamente invasivo" se refiere a un procedimiento que se lleva a cabo al ingresar al cuerpo de un sujeto a través de la piel o a través de una cavidad corporal o una abertura anatómica, pero con el menor daño posible (por ejemplo, una incisión pequeña, inyección). En algunos casos, la composición inyectable puede administrarse o suministrarse en un tejido mediante inyección. En algunos casos, la composición inyectable puede suministrarse en un tejido a través de una incisión pequeña en la piel seguida de la inserción de una aguja, una cánula y/o un tubo, por ejemplo, un catéter. Sin desear limitarse, la composición inyectable puede administrarse o colocarse en un tejido mediante cirugía, por ejemplo, implantación.

En algunos casos, las composiciones inyectables pueden comprender al menos un agente activo descrito en la presente descripción.

En algunos casos, la composición inyectable puede comprender al menos una célula. El término "células" usado en la presente descripción se refiere a cualquier célula, procariota o eucariota, que incluye plantas, levaduras, gusanos, insectos y mamíferos. En algunos casos, las células pueden ser células de mamífero. Las células de mamífero incluyen, sin limitación; primates, humanas y una célula de cualquier animal de interés, que incluye sin limitación; ratón, rata, hámster, conejo, perro, gato, animales domésticos, tales como equinos, bovinos, murinos, ovinos, caninos, felinos, etcétera. Las células pueden ser de una amplia variedad de tipos de tejidos sin limitación, tales como; células hematopoyéticas, nerviosas, mesenquimales, cutáneas, mucosales, estromales, musculares, esplénicas, reticuloendoteliales, epiteliales, endoteliales, hepáticas, renales, gastrointestinales, pulmonares, células T, etcétera. También se incluyen células madre, células madre embrionarias (ES), células derivadas de ES y células madre progenitoras, que incluyen sin limitación, células madre hematopoyéticas, nerviosas, estromales, musculares, cardiovasculares, hepáticas, pulmonares y gastrointestinales y células madre derivadas de tejido adiposo. En una modalidad, las células son células madre derivadas de tejido adiposo. En algunos casos, las células pueden ser células ex vivo o cultivadas, por ejemplo, in vitro. Por ejemplo, para células ex vivo, las células pueden obtenerse de un sujeto, donde el sujeto está sano y/o afectado con una enfermedad. Las células pueden obtenerse, como ejemplo no limitante, mediante biopsia u otros medios quirúrgicos conocidos por los expertos en la técnica. En algunos casos, las células adiposas pueden cosecharse de un sujeto mediante técnicas convencionales de liposucción o aspiración. En tales casos, las células pueden derivarse de un lipoaspirado. En otros casos, las células pueden derivarse de un aspirado de médula ósea. En dependencia de los tipos de tejidos a reparar o aumentar, las células pueden derivarse de cualquier fluido o concentrado biológico, por ejemplo, un lipoaspirado o un lipoaspirado de médula ósea. En algunos casos, la composición inyectable o la matriz de fibroína de seda puede suministrarse directamente con un fluido o concentrado biológico, por ejemplo, un lipoaspirado o un aspirado de médula ósea.

Las células pueden obtenerse de donantes (alogénicos) o de receptores (autólogos). Las células también pueden ser de líneas de cultivo celular establecidas o incluso células que se han sometido a ingeniería genética. Además, las células pueden recolectarse de una multitud de huéspedes, que incluyen, pero sin limitarse a, tejidos de autoinjerto humano, mamíferos transgénicos o cultivos bacterianos (posiblemente para el uso como tratamiento probiótico). En ciertos casos, las composiciones inyectables y/o las matrices de fibroína de seda pueden comprender células madre humanas tales como, por ejemplo, células madre mesenquimales, células madre pluripotentes inducidas (iPSC), células madre sinoviales, células madre embrionarias, células madre adultas, células de la sangre del cordón umbilical, células de gelatina de Wharton umbilical, osteocitos, fibroblastos, células nerviosas, lipocitos, adipocitos, células de médula ósea, inmunocitos variados, células precursoras derivadas de tejido adiposo, células progenitoras derivadas de médula ósea, células progenitoras de sangre periférica, células madre aisladas de tejido adulto y células transformadas genéticamente o combinaciones de las células anteriores; o células diferenciadas tales como, por ejemplo, células musculares, células adiposas.

Las células madre pueden obtenerse con procedimientos mínimamente invasivos a partir de médula ósea, tejido adiposo u otras fuentes en el cuerpo, son muy expandibles en cultivo y pueden inducirse fácilmente a diferenciarse en células formadoras de tejido adiposo después de la exposición a un suplemento inductor adipogénico bien establecido. Las células pueden añadirse a las composiciones inyectables y/o las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción y cultivarse in vitro durante un período de tiempo antes de la administración a una región del cuerpo, o añadirse a las composiciones inyectables y/o las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción y administrarse a una región del cuerpo. Las células pueden sembrarse en las matrices de fibroína de seda durante un período de tiempo corto (menos de 1 día) justo antes de la administración, o pueden cultivarse durante un período más prolongado (más de 1 día) para permitir la proliferación celular y la síntesis de matriz extracelular dentro de la matriz sembrada antes de la administración.

Cuando se utiliza como fuente de células madre, el tejido adiposo puede obtenerse mediante cualquier método conocido por un experto en la técnica. Por ejemplo, el tejido adiposo puede extraerse de un individuo mediante lipoplastia asistida por succión, lipoplastia asistida por ultrasonido y lipectomía por escisión. Además, los procedimientos pueden incluir una combinación de tales procedimientos. La lipoplastia asistida por succión puede ser conveniente para extraer el tejido adiposo de un individuo ya que proporciona un método mínimamente invasivo para recolectar tejido con un potencial mínimo de daño de células madre que puede asociarse con otras técnicas, tales como la lipoplastia asistida por ultrasonido. El tejido adiposo debe recolectarse de una manera que conserve la viabilidad del componente celular y que minimice la probabilidad de contaminación del tejido con organismos potencialmente infecciosos, tales como bacterias y/o virus.

En algunos casos, la preparación de la población de células puede requerir la reducción del componente adipocito maduro cargado de grasa del tejido adiposo. Esto se logra típicamente mediante una serie de etapas de lavado y desagregación en las que el tejido se enjuaga primero para reducir la presencia de lípidos libres (liberados de los adipocitos rotos) y elementos de sangre periférica (liberados de los vasos sanguíneos cortados durante la cosecha del tejido), y después se desagrega para liberar los adipocitos intactos y otras poblaciones de células de la matriz de tejido conectivo. La desagregación puede lograrse con el uso de cualquier técnica o método convencional, que incluye la fuerza mecánica (fuerzas de corte o cizallamiento), digestión enzimática con enzimas proteolíticas individuales o combinadas, tales como colagenasa, tripsina, lipasa, liberasa HI y pepsina, o una combinación de métodos mecánicos y enzimáticos. Por ejemplo, el componente celular de los fragmentos de tejido intacto puede desagregarse mediante métodos que usan la disociación de tejido adiposo mediada por colagenasa, similares a los métodos para recolectar células endoteliales microvasculares en el tejido adiposo, como conocen los expertos en la técnica. Los expertos en la técnica también conocen métodos adicionales que usan colagenasa que pueden usarse. Además, los métodos pueden emplear una combinación de enzimas, tal como una combinación de colagenasa y tripsina o una combinación de una enzima, tal como la tripsina, y disociación mecánica.

Después la población de células (lipoaspirado procesado) puede obtenerse de los fragmentos de tejido desagregado por reducción de la presencia de adipocitos maduros. La separación de las células puede lograrse mediante sedimentación por densidad de flotación, centrifugación, elutriación, adherencia diferencial y elución de restos en fase sólida, selección mediada por anticuerpos, diferencias en la carga eléctrica; microesferas inmunomagnéticas, clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS) u otros medios.

Después de la desagregación, la población de células activas puede lavarse/enjuagarse para eliminar los aditivos y/o subproductos del proceso de desagregación (por ejemplo, colagenasa y lípidos libres recién liberados). La población de células activas podría concentrarse después por centrifugación. En una modalidad, las células se concentran y la colagenasa se elimina al hacer pasar la población de células a través de un sistema de membrana de centrifugación de flujo continuo o similar, tal como, por ejemplo, el sistema divulgado en las patentes de Estados Unidos núm. 5,034,135; y 5,234,608.

Además de lo anterior, existen muchos métodos posteriores al lavado que pueden aplicarse para purificar aún más la población de células. Estos incluyen tanto la selección positiva (selección de las células objetivo), como la selección negativa (eliminación selectiva de células no deseadas) o combinaciones de las mismas. En otra modalidad, el sedimento de células podría resuspenderse, colocarse sobre (o debajo de) un material fluido formado en un gradiente de densidad continuo o discontinuo y colocarse en una centrífuga para la separación de las poblaciones de células en base a la densidad celular. En una modalidad similar, podrían usarse enfoques de flujo continuo tales como aféresis y elutriación (con o sin contracorriente). La adherencia al plástico seguida de un período corto de expansión celular también se ha aplicado en poblaciones de células madre adultas derivadas de médula ósea. Este enfoque usa condiciones de cultivo para expandir preferentemente una población, mientras que otras poblaciones se mantienen (y de este modo se reducen por dilución con las células seleccionadas en crecimiento) o se pierden debido a la ausencia de las condiciones de crecimiento requeridas. Las células que se han concentrado, cultivado y/o expandido pueden incorporarse en las matrices de fibroína de seda y/o composiciones inyectables descritas en la presente descripción.

En una modalidad, las células madre se cosechan, las células cosechadas se ponen en contacto con un medio adipogénico durante un tiempo suficiente para inducir la diferenciación a adipocitos y los adipocitos se cargan en una matriz biocompatible que se implanta. Además, al menos algunas de las células madre pueden diferenciarse a adipocitos, de modo que inicialmente está presente una mezcla de ambos tipos de células que cambia con el tiempo sustancialmente a solo adipocitos, con células madre presentes en cantidades pequeñas a indetectables. El tejido adiposo se fabrica in vivo por las células madre o se prepara ex vivo por las células madre.

Se pueden emplear varios tipos de células diferentes o combinaciones de los mismos en las composiciones inyectables, en dependencia de los tipos de tejidos a reparar o aumentar. Estos tipos de células incluyen, pero no se limitan a: células de músculo liso, células de músculo esquelético, células de músculo cardíaco, células epiteliales, células endoteliales, células uroteliales, fibroblastos, mioblastos, condrocitos, condroblastos, osteoblastos, osteoclastos, queratinocitos, hepatocitos, células de conductos biliares, células de islotes pancreáticos, tiroides, paratiroides, suprarrenales, hipotalámicas, pituitarias, ováricas, testiculares, células de glándulas salivales, adipocitos y células precursoras. Solo a modo de ejemplo, se pueden emplear células de músculo liso y células endoteliales cuando las composiciones inyectables se usan para reparar o aumentar tejidos musculares y/o vasculares, tales como tejidos vasculares, esofágicos, intestinales, rectales o ureterales; los condrocitos pueden incluirse en composiciones inyectables para tejidos cartilaginosos; los fibroblastos pueden incluirse en composiciones inyectables destinadas a reemplazar y/o mejorar cualquiera de la amplia variedad de tipos de tejido (por ejemplo, piel) que contienen matriz extracelular, por ejemplo, colágeno; los adipocitos pueden incluirse en composiciones inyectables destinadas a reparar o aumentar cualquiera de la amplia variedad de tejidos adiposos. En general, cualquier célula que se encuentre en el tejido natural puede incluirse en las composiciones inyectables usadas para el tejido correspondiente. Además, pueden incluirse células progenitoras, tales como mioblastos o células madre, para producir sus tipos de células diferenciadas correspondientes.

En algunos casos, las composiciones inyectables pueden comprender además un portador farmacéuticamente aceptable. Como se usa en la presente descripción, el término "portador farmacéuticamente aceptable" se refiere a un material, composición o vehículo farmacéuticamente aceptable para la administración de una matriz de fibroína de seda y opcionalmente un agente activo. Los portadores farmacéuticamente aceptables incluyen todos y cada uno de los disolventes, medios de dispersión, recubrimientos, agentes antibacterianos y antifúngicos, y agentes isotónicos y retardantes de la absorción, que son compatibles con las matrices de fibroína de seda y la actividad del agente activo, si lo hay, y son fisiológicamente aceptables para el sujeto. Las formulaciones farmacéuticas adecuadas para inyección incluyen soluciones o dispersiones acuosas estériles. El portador puede ser un disolvente o medio de dispersión que contiene, por ejemplo, agua, medio de cultivo celular, tampones (por ejemplo, solución salina tamponada con fosfato), poliol (por ejemplo, glicerol, propilenglicol y polietilenglicol líquido), mezclas adecuadas de los mismos. En algunos casos, el portador farmacéutico puede ser una solución tamponada (por ejemplo, PBS).

Además, pueden añadirse varios aditivos que mejoran la estabilidad, la esterilidad y la isotonicidad de las composiciones inyectables, que incluyen conservantes antimicrobianos, antioxidantes, agentes quelantes y tampones. La prevención de la acción de los microorganismos puede garantizarse mediante varios agentes antibacterianos y antifúngicos, por ejemplo, parabenos, clorobutanol, fenol y ácido sórbico. En muchos casos, puede ser conveniente incluir agentes isotónicos, por ejemplo, azúcares y cloruro de sodio. Las composiciones inyectables pueden contener además sustancias auxiliares tales como agentes humectantes o emulsionantes, agentes tamponantes del pH, aditivos gelificantes o mejoradores de la viscosidad, conservantes y colorantes, en dependencia de la preparación deseada. Se pueden consultar textos estándar, tales como "REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCE", 17ma edición, 1985, para preparar preparaciones adecuadas, sin experimentación excesiva.

La viscosidad de las composiciones inyectables puede mantenerse al nivel seleccionado con el uso de un agente espesante farmacéuticamente aceptable. En una modalidad, se usa metilcelulosa porque está disponible de forma fácil y económica y es fácil trabajar con ella. Otros agentes espesantes adecuados incluyen, por ejemplo, goma xantana, carboximetilcelulosa, hidroxipropilcelulosa y carbómero. La concentración preferida del espesante dependerá del agente seleccionado y la viscosidad deseada para la inyección. El punto importante es usar una cantidad que logre la viscosidad seleccionada, por ejemplo, la adición de tales agentes espesantes a las composiciones inyectables.

Típicamente, cualquier aditivo (además de las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción y/o agentes activos adicionales) puede estar presente en una cantidad de 0,001 a 50 % en peso de peso seco o en una solución tamponada. En algunos casos, el agente activo puede estar presente en el orden de microgramos a miligramos a gramos, tal como aproximadamente 0,0001 a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 0,0001 a aproximadamente 1 % en peso, aproximadamente 0,0001 a aproximadamente 0,05 % en peso o aproximadamente 0,001 a aproximadamente 20 % en peso, aproximadamente 0,01 a aproximadamente 10 % en peso y aproximadamente 0,05 a aproximadamente 5 % en peso. Para cualquier composición farmacéutica a administrar a un sujeto que lo necesite, se prefiere determinar la toxicidad, tal como mediante la determinación de la dosis letal (LD) y la LD50 en un modelo animal adecuado, por ejemplo, de roedor tal como ratón o rata; y, la dosificación de la(s) composición(ones), la concentración de componentes en la(s) misma(s) y el tiempo de administración de la(s) composición(ones), que provocan una respuesta adecuada. Tales determinaciones no requieren una experimentación excesiva a partir del conocimiento del experto en la técnica.

Agentes activos

En algunos casos, la composición inyectable y/o las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción pueden comprender además al menos un agente activo. El agente activo puede mezclarse, dispersarse o suspenderse en la composición inyectable, y/o puede distribuirse o incrustarse en las matrices de fibroína de seda. En algunos casos, el agente activo puede distribuirse, incrustarse o encapsularse en las matrices de fibroína de seda. En algunos casos, el agente activo puede recubrirse sobre superficies de las matrices de fibroína de seda. En algunos casos, el agente activo puede mezclarse con las matrices de fibroína de seda para formar una composición inyectable. El término "agente activo" también puede abarcar combinaciones o mezclas de dos o más agentes activos, como se describe a continuación. Los ejemplos de agentes activos incluyen, pero no se limitan a, un agente biológicamente activo (por ejemplo, un agente terapéutico), un agente cosméticamente activo (por ejemplo, un agente antienvejecimiento), un agente de adhesión celular (por ejemplo, moléculas de unión a integrina) y cualquier combinación de los mismos.

El término "agente biológicamente activo" como se usa en la presente descripción se refiere a cualquier molécula que ejerza al menos un efecto biológico in vivo. Por ejemplo, el agente biológicamente activo puede ser un agente terapéutico para tratar o prevenir un estado patológico o afección en un sujeto. Los ejemplos de agentes biológicamente activos incluyen, sin limitación, péptidos, peptidomiméticos, aptámeros, anticuerpos o una parte de los mismos, moléculas similares a anticuerpos, ácidos nucleicos (ADN, ARN, ARNic, ARNhc), polisacáridos, enzimas, antagonistas o agonistas de receptores, hormonas, factores de crecimiento, médula ósea autógena, antibióticos, agentes antimicrobianos, moléculas pequeñas y agentes terapéuticos. Los agentes biológicamente activos también pueden incluir, sin limitaciones, agentes antiinflamatorios, anestésicos, agentes activos que estimulan la formación de tejidos y/o la cicatrización y regeneración de tejidos naturales, y cualquier combinación de los mismos.

Los agentes antiinflamatorios pueden incluir, pero no se limitan a, naproxeno, sulindaco, tolmetina, ketorolaco, celecoxib, ibuprofeno, diclofenaco, ácido acetilsalicílico, nabumetona, etodolaco, indometacina, piroxicam, inhibidores de cox-2, ketoprofeno, medicamentos antiplaquetarios, salsalato, valdecoxib, oxaprozina, diflunisal, flurbiprofeno, corticosteroides, inhibidores de MMP y modificadores de leucotrienos o combinaciones de los mismos. Los agentes que incrementan la formación de nuevos tejidos y/o estimulan la cicatrización o regeneración de tejido nativo en el sitio de inyección pueden incluir, pero no se limitan a, factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), factor de crecimiento transformante beta (TGF-p, factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), factores de crecimiento epidérmico (EGF), péptidos activados del tejido conectivo (CTAP), factores osteogénicos que incluyen proteínas morfogénicas óseas, heparina, angiotensina II (AII) y fragmentos de las mismas, factores de crecimiento similares a la insulina, factores de necrosis tumoral, interleucinas, factores estimulantes de colonias, eritropoyetina, factores de crecimiento nervioso, interferones, análogos biológicamente activos, fragmentos y derivados de tales factores de crecimiento, y cualquier combinación de los mismos.

Los anestésicos pueden incluir, pero no se limitan a, los usados en aplicaciones caudales, epidurales, inhalables, inyectables, retrobulbares y espinales, tales como bupivacaína, lidocaína, benzocaína, cetacaína, ropivacaína y tetracaína, o combinaciones de los mismos.

En algunos casos, los agentes activos pueden ser agentes cosméticamente activos. Por el término "agente cosméticamente activo" se entiende un compuesto que tiene un efecto cosmético o terapéutico sobre la piel, el cabello o las uñas, por ejemplo, agentes antienvejecimiento, agentes contra los radicales libres, agentes aclarantes, agentes blanqueadores, agentes despigmentantes, agentes de oscurecimiento tales como agentes autobronceadores, colorantes, agentes antiacné, agentes de control del lustre, agentes antimicrobianos, agentes antiinflamatorios, agentes antimicóticos, agentes antiparasitarios, analgésicos externos, agentes bloqueadores solares, fotoprotectores, antioxidantes, agentes queratolíticos, detergentes/tensioactivos, humectantes, nutrientes, vitaminas, potenciadores energéticos, agentes antitranspirantes, astringentes, desodorantes, depiladores, agentes reafirmantes, agentes anticallos, relajantes musculares, agentes para el acondicionamiento del cabello, las uñas y/o la piel y cualquier combinación de los mismos.

En una modalidad, el agente cosméticamente activo puede seleccionarse de, pero sin limitarse a, el grupo que consiste en hidroxiácidos, peróxido de benzoílo, azufre y resorcinol, ácido ascórbico, D-pantenol, hidroquinona, metoxicinamato de octilo, dióxido de titanio, salicilato de octilo, homosalato, avobenzona, polifenólicos, carotenoides, captadores de radicales libres, ceramidas, ácidos grasos poliinsaturados, ácidos grasos esenciales, enzimas, inhibidores de enzimas, minerales, hormonas tales como estrógenos, esteroides tales como hidrocortisona, 2-dimetilaminoetanol, sales de cobre tales como cloruro de cobre, coenzima Q10, ácido lipoico, aminoácidos tales como prolina y tirosina, vitaminas, ácido lactobiónico, acetil coenzima A, niacina, riboflavina, tiamina, ribosa, transportadores de electrones tales como NADH y FADH2, y otros extractos botánicos tales como aloe vera, botón de plata y soja, y derivados y mezclas de los mismos. Los ejemplos de vitaminas incluyen, pero no se limitan a, vitamina A, vitaminas B (tales como vitamina B3, vitamina B5 y vitamina B12), vitamina C, vitamina K y vitamina E, y derivados de las mismas.

En una modalidad, los agentes cosméticamente activos pueden ser antioxidantes. Los ejemplos de antioxidantes incluyen, pero no se limitan a, antioxidantes solubles en agua tales como compuestos de sulfhidrilo y sus derivados (por ejemplo, metabisulfito de sodio y N-acetilcisteína), ácido lipoico y ácido dihidrolipoico, resveratrol, lactoferrina, ácido ascórbico y derivados de ácido ascórbico (por ejemplo, palmitato de ascorbilo y polipéptido de ascorbilo). Los antioxidantes solubles en aceite adecuados para el uso en las composiciones descritas en la presente descripción pueden incluir, pero no se limitan a, hidroxitolueno butilado, tocoferoles (por ejemplo, acetato de tocoferilo), tocotrienoles y ubiquinona. Los extractos naturales que contienen antioxidantes adecuados para el uso en las composiciones inyectables descritas en la presente descripción pueden incluir, pero sin limitarse a, extractos que contienen flavonoides e isoflavonoides y sus derivados (por ejemplo, genisteína y diadzeína) y extractos que contienen resveratrol. Ejemplos de tales extractos naturales incluyen semilla de uva, té verde, corteza de pino y propóleos. Otros ejemplos de antioxidantes pueden encontrarse en las páginas 1612-13 del Manual ICI.

En algunos casos, los agentes activos pueden ser agentes de adhesión celular. Los ejemplos de agentes de adhesión celular incluyen, pero no se limitan a, ácido hialurónico, colágeno, ácido hialurónico/colágeno reticulado, una molécula de unión a integrina, quitosano, elastina, fibronectina, vitronectina, laminina, proteoglicanos, cualquier derivado de los mismos, cualquier variante de péptido u oligosacárido de los mismos, y cualquier combinación de los mismos. Como se usa en la presente descripción, el término "oligosacárido" significa un compuesto que comprende al menos dos o más azúcares, seleccionados del grupo que consiste en glucosa, fructosa, galactosa, xilosa y cualquier combinación de los mismos. En una modalidad, el oligosacárido puede seleccionarse del grupo que consiste en fructooligosacárido, galactooligosacárido, lactosacarosa, isomaltulosa, glicosil sacarosa, isomaltooligosacárido, gentioligosacárido, xilooligosacárido y cualquier combinación de los mismos. Como se usa en la presente descripción, el término "oligosacáridos" incluye disacáridos.

En algunos casos, las composiciones inyectables y/o las matrices de fibroína de seda pueden comprender además al menos un material adicional para el aumento de tejidos blandos, por ejemplo, materiales de relleno dérmico, que incluyen, pero sin limitarse a, microesferas de poli(metacrilato de metilo), hidroxilapatita, poli(ácido L-láctico), colágeno, gelatina, elastina y glicosaminoglicanos, ácido hialurónico, productos de relleno dérmico comerciales tales como BOTOX® (de Allergan), DYSPORT®, COSMODERM®, EVOLENCE®, RADIESSE®, RESTYLANE®, JUVEDERM® (de Allergan), SCULPTRA®, PERLANE® y CAPTIQUE®, y cualquier combinación de los mismos. En algunos casos, la composición inyectable y/o las matrices de fibroína de seda pueden comprender nanopartículas metálicas (por ejemplo, pero sin limitarse a nanopartículas de oro), moléculas ópticas (por ejemplo, pero sin limitarse a, moléculas fluorescentes y/o puntos cuánticos), y cualquier otro agente de contraste reconocido en la técnica, por ejemplo, para la obtención de imágenes biomédicas.

Las composiciones inyectables pueden almacenarse o transportarse secas o hidratadas.

Cuando los agentes activos se incrustan en las matrices de fibroína de seda, la bioactividad de los agentes activos (por ejemplo, al menos aproximadamente 30 % de la bioactividad de los agentes activos) puede estabilizarse durante un período de tiempo (por ejemplo, días, semanas o meses) en condiciones específicas. Tales condiciones pueden incluir, pero no se limitan a, un ciclo de cambio de estado (por ejemplo, ciclos de congelación y descongelación), temperaturas (por ejemplo, por encima de 0 °C), presiones de aire, humedad y exposición a la luz. Ver la solicitud de Estados Unidos con núm. de serie: 61/477,737. Algunas composiciones inyectables pueden almacenarse o transportarse entre aproximadamente 0 °C y aproximadamente 60 °C, aproximadamente 10 °C y aproximadamente 60 °C, o aproximadamente 15 °C y aproximadamente 60 °C. En estos casos, las composiciones inyectables pueden almacenarse o transportarse a temperatura ambiente mientras que la bioactividad de los agentes activos (por ejemplo, al menos aproximadamente 30 % de la bioactividad de los agentes activos) puede estabilizarse durante un período de tiempo, por ejemplo, al menos aproximadamente 3 semanas o más.

Aplicaciones de las composiciones inyectables y las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción

Las composiciones inyectables descritas en la presente descripción pueden usarse en una variedad de usos médicos, que incluyen, sin limitación, rellenos para espacio tisular, moldes para la reconstrucción o regeneración de tejidos, andamios para células en aplicaciones de ingeniería de tejidos o como vehículo/portador para el suministro de fármacos. Una matriz de fibroína de seda descrita en la presente descripción inyectada en un tejido a reparar o aumentar puede actuar como un andamio para imitar las matrices extracelulares (ECM) del cuerpo y/o promover la regeneración de tejidos. El andamio puede servir como soporte físico y/o como molde adhesivo para que las células proliferen en el mismo. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede no contener células. Sin embargo, la matriz de fibroína de seda puede recubrirse con agentes de adhesión celular, por ejemplo, colágeno y/o quimioatrayentes, por ejemplo, factores de crecimiento, que pueden atraer células del huésped a la matriz de fibroína de seda y brindar soporte a la proliferación celular. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede sembrarse con células antes de la administración a un tejido objetivo a reparar o aumentar.

En algunos casos, en la presente descripción se describen composiciones inyectables que pueden usarse para rellenar, dar volumen y/o regenerar un tejido que lo necesite. Las composiciones inyectables pueden usarse generalmente para rellenar o dar volumen a tejidos, para el aumento de tejidos blandos, reemplazo, mejora cosmética y/o reparación de tejidos en un sujeto. Además, las composiciones inyectables pueden usarse para rellenar cualquier vacío o hendidura de tejido que se forme naturalmente (por ejemplo, envejecimiento) o que se cree mediante un procedimiento quirúrgico para la extracción de tejido (por ejemplo, un quiste dérmico o un tumor sólido), tratamiento con corticosteroides, reacción inmunológica que da lugar a lipoatrofia, daño tisular producto de lesiones por impacto o tratamiento terapéutico (por ejemplo, radioterapia o quimioterapia). Las composiciones inyectables también pueden usarse para elevar las depresiones de cicatrices.

En ciertos casos, las composiciones inyectables pueden usarse para el aumento de tejidos blandos. Como se usa en la presente descripción, por el término "aumentar" o "aumento" se entiende incrementar, rellenar, restaurar, mejorar o reemplazar un tejido. En algunos casos, el tejido puede perder su elasticidad, firmeza, forma y/o volumen. En algunos casos, el tejido puede perderse (por ejemplo, la extracción de un tejido) o dañarse de manera parcial o completa. En esos casos, el término "aumentar" o "aumento" también puede referirse a la disminución, reducción o alivio de al menos un síntoma o defecto en un tejido (por ejemplo, pero sin limitarse a, pérdida de elasticidad, firmeza, forma y/o volumen en un tejido; presencia de un vacío o una hendidura en un tejido; pérdida de la función en un tejido) mediante inyección en el tejido con al menos una composición inyectable descrita en la presente descripción. En tales casos, al menos un síntoma o defecto en un tejido puede disminuirse, reducirse o aliviarse en al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 % o más, en comparación con ningún tratamiento. En algunos casos, al menos un síntoma o defecto en un tejido puede disminuirse, reducirse o aliviarse en al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 95 %, al menos aproximadamente 97 % o más, en comparación con ningún tratamiento. En algunos casos, al menos un síntoma o defecto en un tejido puede disminuirse, reducirse o aliviarse en un 100 % (sin defectos o el defecto es indetectable por un experto en la técnica), en comparación con ningún tratamiento. En otros casos, el tejido puede aumentarse para prevenir o retrasar la aparición de defectos en un tejido, por ejemplo, pérdida de elasticidad, firmeza, forma y/o volumen en un tejido, o signos de arrugas. Como se usa en la presente descripción, la frase "aumento de tejidos blandos" se usa generalmente en referencia a la alteración de una estructura de tejido blando, que incluye, pero sin limitarse a, incrementar, rellenar, restaurar, mejorar o reemplazar un tejido, por ejemplo, para mejorar la apariencia cosmética o estética del tejido blando. Por ejemplo, el aumento de senos (también conocido como agrandamiento de senos, mamoplastia de agrandamiento, mamoplastia de aumento) altera el tamaño y la forma de los senos de una mujer para mejorar la apariencia cosmética o estética de la mujer. Los ejemplos de aumento de tejidos blandos incluyen, pero no se limitan a, aumento de tejido dérmico; relleno de líneas, pliegues, arrugas, depresiones faciales menores y labios hendidos, especialmente en la cara y el cuello; corrección de deformidades menores debido al envejecimiento o enfermedad, que incluyen en las manos y los pies, dedos de manos y pies; aumento de las cuerdas vocales o glotis para rehabilitar el habla; relleno dérmico de líneas de sueño y líneas de expresión; reemplazo de tejido dérmico y subcutáneo perdido debido al envejecimiento; aumento de labios; relleno de patas de gallo y el surco orbital alrededor del ojo; aumento de senos; aumento de mentón; aumento de la mejilla y/o la nariz; agente de carga para soporte periuretral, relleno de hendiduras en el tejido blando, dérmico o subcutáneo, debido, por ejemplo, a una liposucción excesiva u otro trauma; relleno de cicatrices por acné o traumáticas; relleno de líneas nasolabiales, líneas nasoglabelares y líneas intraorales. En algunos casos, las composiciones inyectables y/o las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción pueden usarse para tratar lipodistrofias faciales. En algunos casos, las composiciones inyectables pueden usarse para el aumento y/o reconstrucción de senos.

En algunos casos, las composiciones inyectables pueden usarse para la reparación de tejidos blandos. El término "reparación" o "reparar" como se usa en la presente descripción, con respecto a un tejido, se refiere a cualquier corrección, refuerzo, reacondicionamiento, remediación, regeneración, relleno de un tejido que restaura el volumen, la forma y/o la función del tejido. En algunos casos, "reparación" incluye la reparación completa y la reparación parcial. Por ejemplo, el volumen, la forma y/o la función de un tejido a reparar puede restaurarse en al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 80 % o más, en comparación con ningún tratamiento. En algunos casos, el volumen, la forma y/o la función de un tejido a reparar puede restaurarse en al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 95 %, al menos aproximadamente 97 % o más, en comparación con ningún tratamiento. En algunos casos, el volumen, la forma y/o la función de un tejido a reparar puede restaurarse en un 100 % (sin defectos o el defecto es indetectable por un experto en la técnica), en comparación con ningún tratamiento. Las composiciones inyectables pueden usarse para reparar cualquier tejido blando analizado anteriormente, por ejemplo, mamario, piel y cualquier tejido blando susceptible al aumento de tejidos blandos. En algunos casos, el término "reparación" o "reparar" se usa en la presente descripción indistintamente con el término "regeneración" o "regenerar" cuando se usa en referencia al tratamiento de tejidos.

En algunos casos, las composiciones inyectables pueden usarse para la reconstrucción de tejidos blandos. Como se usa en la presente descripción, la frase "reconstrucción de tejidos blandos" se refiere a la reconstrucción de una estructura de tejido blando que se dañó o perdió gravemente, por ejemplo, por un accidente drástico o una extracción quirúrgica. Por ejemplo, la reconstrucción de senos es la reconstrucción de un seno, usualmente en mujeres. Los métodos convencionales para construir un seno de apariencia natural generalmente involucran el uso de tejido autólogo o material protésico. En algunos casos, dicha reconstrucción de senos puede incluir la reforma de una areola y un pezón de apariencia natural, en donde tal procedimiento puede involucrar el uso de implantes o colgajos reubicados del propio tejido de la paciente. En algunos casos, la administración de composiciones inyectables y/o matrices de fibroína de seda en una región de tejido blando a reconstruir puede mantener la forma y/o el tamaño de la estructura de tejido blando reconstruida durante un período de tiempo, por ejemplo, al menos 6 semanas, al menos aproximadamente 2 meses, al menos aproximadamente 3 meses o más.

Sin desear limitarse, pueden usarse algunas composiciones inyectables para el aumento o reparación de tejidos duros (por ejemplo, musculoesqueléticos), tales como el aumento o reparación de hueso, cartílago y ligamento.

Las composiciones inyectables y la matriz de fibroína de seda descritas en la presente descripción también pueden usarse para rellenar un tejido que se encuentra en o cerca de un implante protésico, por ejemplo, pero sin limitarse a, un implante de seno convencional o un implante de reemplazo de rodilla. En algunos casos, las composiciones inyectables y las matrices de fibroína de seda pueden usarse como interfaz entre un implante protésico y un tejido, por ejemplo, para rellenar un vacío entre el implante protésico y el tejido, y/o para prevenir que el tejido entre en contacto directo con el implante protésico. Solo a modo de ejemplo, después de colocar un implante protésico (por ejemplo, un implante de seno) en un sujeto, puede introducirse una composición inyectable descrita en la presente descripción en o adyacente al implante para rellenar cualquier espacio vacío entre el implante y el tejido (por ejemplo, tejido mamario) y/o "esculpir" el tejido para una apariencia más natural.

En cualquiera de los usos descritos en la presente descripción, la matriz de fibroína de seda puede combinarse con células con fines de una reparación biológicamente mejorada. Las células podrían recolectarse de una multitud de huéspedes, que incluyen, pero sin limitarse a, tejidos de autoinjerto humano o mamíferos transgénicos. Más específicamente, las células humanas usadas pueden comprender células seleccionadas de células madre (por ejemplo, células madre derivadas de tejido adiposo), osteocitos, fibroblastos, lipocitos, inmunocitos variados, células de lipoaspirados o cualquier combinación de los mismos. En algunos casos, las células pueden añadirse después de enjuagar las matrices de fibroína de seda. Se pueden mezclar en las matrices de fibroína de seda, solución portadora o mezcla de matrices de fibroína de seda y solución portadora antes de la inyección.

En algunos casos, la administración de las células (por ejemplo, células madre o lipoaspirado) con matrices de fibroína de seda o una composición inyectable descrita en la presente descripción puede mejorar o acelerar la integración al huésped y/o la formación de tejido con el tiempo. Las células pueden mezclarse con la matriz de fibroína de seda o una composición inyectable descrita en la presente descripción, o pueden administrarse antes, simultáneamente o después de introducir la matriz de fibroína de seda o una composición inyectable en un sitio objetivo. Sin desear limitarse a la teoría, las células pueden secretar factores proangiogénicos y/o factores de crecimiento en el sitio objetivo. A medida que el tejido se regenera o se remodela para rellenar un vacío o reparar un defecto, la matriz de fibroína de seda puede degradarse en consecuencia. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede integrarse con el tejido huésped regenerado.

Además, los agentes activos tales como agentes terapéuticos, productos farmacéuticos o factores de crecimiento específicos añadidos a las matrices de fibroína de seda para fines de un mejor resultado pueden introducirse en cualquiera o en una combinación de varios puntos en todo el proceso de producción de la matriz de fibroína de seda. En algunos casos, estos factores pueden añadirse a la solución de fibroína de seda o la fase con acelerante antes del secado y la solidificación, pueden empaparse en la matriz de fibroína de seda durante el proceso de enjuague de acelerante, o pueden recubrirse sobre el volumen de fibroína de seda después del enjuague. En algunos casos, las matrices de fibroína de seda más pequeñas usadas para la reparación o el aumento de tejidos pueden escindirse de una matriz de fibroína de seda más grande, antes de introducir un agente activo en las matrices de fibroína de seda más pequeñas. Por ejemplo, un agente activo puede empaparse en las matrices de fibroína de seda, recubrirse sobre las matrices de fibroína de seda o introducirse en un fluido portador antes o después de mezclarlo con las matrices de fibroína de seda.

En algunos aspectos, la composición inyectable y las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción pueden usarse como rellenos de espacio tisular. En una modalidad, el relleno de espacio tisular es un relleno dérmico. El relleno dérmico puede usarse para mejorar la apariencia o la afección de la piel, que incluye, pero sin limitarse a, rehidratar la piel, proporcionar mayor elasticidad a la piel, reducir la aspereza de la piel, hacer que la piel se tense, reducir o eliminar las líneas o marcas de estiramiento, proporcionar a la piel mejor tono, lustre, brillo y/o luminosidad, reducir o eliminar las arrugas en la piel, proporcionar a la piel resistencia a las arrugas y reemplazar la pérdida de tejido blando.

Un relleno dérmico que comprende una matriz de fibroína de seda puede modularse en cuanto a su dureza y opacidad a través de la alteración de la concentración de fibroína de seda y el método de formulación. En una modalidad, puede producirse un relleno dérmico mediante la formación de una matriz de fibroína de seda (o espuma), por ejemplo, a partir de una solución de fibroína de seda de aproximadamente 1 % (p/v) a aproximadamente 6 % (p/v) de manera que puedan comprimirse e inyectarse en un tejido a través de una aguja o una cánula. La aguja o la cánula pueden tener un diámetro externo no mayor que 4 mm, no mayor que 3 mm, no mayor que 2 mm, no mayor que 1 mm, no mayor que 0,8 mm, no mayor que 0,6 mm, no mayor que 0,4 mm, no mayor que 0,2 mm o no mayor que 0,1 mm. En algunos casos, el calibre de la aguja o la cánula puede variar de 10 a 34, de 11 a 34, de 12 a 32 o de 13 a 30. En algunos casos, el tamaño de la aguja o la cánula puede determinarse de modo que permita una fuerza de extrusión apropiada de al menos 40 N. En dependencia del tamaño de la matriz de fibroína de seda a inyectar, en algunos casos, el tamaño de la aguja o la cánula puede determinarse de modo que permita una fuerza de extrusión adecuada de menos de 40 N (fuerza de inyección suministrable nominal para una mano humana).

En consecuencia, otro aspecto descrito en la presente descripción se refiere a un método para mejorar una afección y/o apariencia de la piel en un sujeto que lo necesite. Los ejemplos no limitantes de una afección y/o apariencia de la piel incluyen deshidratación, falta de elasticidad de la piel, aspereza, falta de tensión de la piel, líneas y/o marcas de estiramiento de la piel, palidez de la piel y arrugas de la piel. El método comprende inyectar una composición inyectable descrita en la presente descripción en una región dérmica del sujeto, en donde la inyección mejora la afección y/o apariencia de la piel. Por ejemplo, mejorar la apariencia de la piel incluye, pero no se limita a, rehidratar la piel, proporcionar mayor elasticidad a la piel, reducir la aspereza de la piel, hacer que la piel se tense, reducir o eliminar las líneas o marcas de estiramiento, proporcionar a la piel un mejor tono, lustre, brillo y/o luminosidad para reducir la palidez, reducir o eliminar las arrugas en la piel y proporcionar a la piel resistencia a las arrugas.

Como se usa en la presente descripción, el término "región dérmica" se refiere a la región de la piel que comprende la unión epidérmica-dérmica y la dermis, que incluye la dermis superficial (región papilar) y la dermis profunda (región reticular). La piel está compuesta por tres capas primarias: la epidermis, que proporciona impermeabilización y sirve como barrera contra las infecciones; la dermis, que sirve como ubicación para los anexos de la piel; y la hipodermis (capa adiposa subcutánea). La epidermis no contiene vasos sanguíneos y se alimenta por difusión desde la dermis. El tipo principal de células que componen la epidermis incluye, pero no se limita a, queratinocitos, melanocitos, células de Langerhans y células de Merkel.

La dermis es la capa de piel debajo de la epidermis que consiste en tejido conectivo y amortigua el cuerpo contra la tensión y la deformación. La dermis se conecta estrechamente a la epidermis mediante una membrana basal. También alberga muchas terminaciones mecanorreceptoras/nerviosas que proporcionan la sensación de tacto y calor. Contiene los folículos pilosos, glándulas sudoríparas, glándulas sebáceas, glándulas apocrinas, vasos linfáticos y vasos sanguíneos. Los vasos sanguíneos en la dermis proporcionan alimento y eliminación de desechos de sus propias células, así como del estrato basal de la epidermis. La dermis se divide estructuralmente en dos áreas: un área superficial adyacente a la epidermis, llamada región papilar, y un área profunda más gruesa conocida como la región reticular.

La región papilar está compuesta por tejido conectivo areolar laxo. Se llama así por sus proyecciones en forma de dedos llamadas papilas que se prolongan hacia la epidermis. Las papilas proporcionan a la dermis una superficie "irregular" que se interconecta con la epidermis, lo que fortalece la conexión entre las dos capas de la piel. La región reticular se encuentra profunda en la región papilar y usualmente es mucho más gruesa. Está compuesta por tejido conectivo irregular denso y recibe su nombre de la concentración densa de fibras colágenas, elásticas y reticulares que se entretejen en la misma. Estas fibras proteicas proporcionan a la dermis sus propiedades de resistencia, extensibilidad y elasticidad. Dentro de la región reticular también se encuentran las raíces del cabello, las glándulas sebáceas, las glándulas sudoríparas, los receptores, las uñas y los vasos sanguíneos. Las marcas de estiramiento del embarazo también se encuentran en la dermis.

La hipodermis no es parte de la piel y se encuentra debajo de la dermis. Su fin es adherir la piel a los huesos y músculos subyacentes, así como suministrarle vasos sanguíneos y nervios. Consiste en tejido conectivo laxo y elastina. Los tipos de células principales son fibroblastos, macrófagos y adipocitos (la hipodermis contiene el 50 % de la grasa corporal). La grasa sirve como relleno y aislamiento para el cuerpo.

En una modalidad, en la presente descripción se describe un método para tratar la deshidratación de la piel, que comprende inyectar en una región dérmica que sufre de deshidratación de la piel una composición inyectable descrita en la presente descripción, por ejemplo, en donde la composición comprende una matriz de fibroína de seda, y opcionalmente un portador y/o un agente activo, y en donde la inyección de la composición rehidrata la piel, para tratar así la deshidratación de la piel.

En otra modalidad, un método para tratar una falta de elasticidad de la piel comprende inyectar en una región dérmica que sufre de una falta de elasticidad de la piel una composición inyectable descrita en la presente descripción, por ejemplo, en donde la composición comprende una pluralidad de una matriz de fibroína de seda, y opcionalmente un portador y/o un agente activo, y en donde la inyección de la composición incrementa la elasticidad de la piel, para tratar así la falta de elasticidad de la piel.

En otra modalidad más, un método para tratar la aspereza de la piel comprende inyectar en una región dérmica que sufre de aspereza de la piel una composición inyectable descrita en la presente descripción, por ejemplo, en donde la composición comprende una matriz de fibroína de seda, y opcionalmente un portador y/o un agente activo, y en donde la inyección de la composición disminuye la aspereza de la piel, para tratar así la aspereza de la piel.

En otra modalidad más, un método para tratar la falta de tirantez de la piel comprende inyectar en una región dérmica que sufre de falta de tirantez de la piel una composición inyectable descrita en la presente descripción, por ejemplo, en donde la composición comprende una matriz de fibroína de seda como se describe en la presente descripción, y opcionalmente un portador y/o un agente activo, y en donde la inyección de la composición hace que la piel se vuelva más tensa, para tratar así la falta de tirantez de la piel.

En una modalidad adicional, un método para tratar una línea o marca de estiramiento de la piel comprende inyectar en una región dérmica que sufre de una línea o marca de estiramiento de la piel una composición inyectable descrita en la presente descripción, por ejemplo, en donde la composición comprende una matriz de fibroína de seda como se describe en la presente descripción, y opcionalmente un portador y/o un agente activo, y en donde la inyección de la composición reduce o elimina la línea o marca de estiramiento de la piel, para tratar así una línea o marca de estiramiento de la piel.

En otra modalidad, un método para tratar las arrugas de la piel comprende inyectar en una región dérmica que sufre de arrugas de la piel una composición inyectable descrita en la presente descripción, por ejemplo, en donde la composición comprende una matriz de fibroína de seda, y opcionalmente un portador y/o un agente activo, y en donde la inyección de la composición reduce o elimina las arrugas de la piel, para tratar así las arrugas de la piel. En otra modalidad más, un método para tratar, prevenir o retrasar la formación de arrugas de la piel comprende inyectar en una región dérmica susceptible a, o que muestra signos de arrugas, una composición inyectable descrita en la presente descripción, por ejemplo, en donde la composición comprende una matriz de fibroína de seda, y opcionalmente un portador y/o un agente activo, y en donde la inyección de la composición hace que la piel sea resistente a las arrugas de la piel, para tratar, prevenir o retrasar así la formación de arrugas de la piel.

El experto en la técnica puede determinar la cantidad/tamaño eficaz y el cronograma de administración de las matrices de fibroína de seda inyectadas en una región dérmica teniendo en cuenta varios factores, que incluyen, sin limitación, el tipo de afección de la piel, la ubicación de la afección de la piel, la causa de la afección de la piel, la gravedad de la afección de la piel, el grado de alivio deseado, la duración del alivio deseado, la formulación particular de matriz de fibroína de seda usada, la velocidad de degradación o retención de volumen de la formulación de matriz de fibroína de seda particular usada, la farmacodinámica de la formulación de matriz de fibroína de seda particular usada, la naturaleza de los otros compuestos incluidos en la formulación de matriz de fibroína de seda particular usada, las características particulares, los antecedentes y los factores de riesgo del individuo, tales como, por ejemplo, edad, peso, salud general y cualquier combinación de los mismos. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede inyectarse en una región dérmica cada 3 meses, cada 6 meses, cada 9 meses, cada año, cada dos años o más.

En otro aspecto, las composiciones inyectables pueden usarse como relleno dérmico para el volumen dérmico para reconstruir o aumentar una parte del cuerpo de tejido blando, tal como, por ejemplo, un labio, un seno, una parte del seno tal como el pezón, un músculo o cualquier otra parte blanda del cuerpo donde se use tejido adiposo y/o conectivo para proporcionar forma, aislamiento u otra función biológica. En los rellenos usados para estas aplicaciones, la concentración de fibroína de seda y/o la cantidad de un portador (por ejemplo, solución salina) añadida a la mezcla de matriz de fibroína de seda puede ajustarse para las restricciones relevantes de un ambiente biológico dado. Por ejemplo, la matriz de fibroína de seda para el aumento de senos puede adaptarse en cuanto a la dureza de la matriz y la retención de volumen a través de la alteración de la concentración de fibroína de seda y el método de procesamiento. Por ejemplo, puede usarse aproximadamente 1 % (p/v) a aproximadamente 10 % (p/v) de concentración de fibroína de seda, que contiene opcionalmente un agente activo, por ejemplo, células adiposas tales como células madre derivadas de tejido adiposo o células de lipoaspirado, para producir la matriz de fibroína de seda. El contenido de portador en el caso de solución salina puede estar en el orden de 0 % a 25 % (v/v). También deben considerarse otros factores tales como, por ejemplo, el tipo de defecto, el tamaño del defecto y las necesidades de una profundidad específica de inyección del relleno.

Sin desear limitarse, si bien la inyección es mínimamente invasiva, también puede usarse otro método de administración, por ejemplo, implantación, cuando sea necesario, por ejemplo, para reparar o argumentar un área de defecto grande. Por ejemplo, para inyección dérmica y aumento de labios, puede usarse una aguja de jeringa con un tamaño de 26 g - 30 g. En aplicaciones que involucran grandes cantidades de relleno, por ejemplo, la reconstrucción 0 aumento de senos, puede usarse un tamaño de matriz más grande y una aguja de diámetro más grande o un calibre de aguja más pequeño tal como 23 g - 27 g para administrar el relleno. En algunos casos, también puede emplearse cirugía, por ejemplo, implantación, para administrar grandes cantidades de relleno y/o alcanzar una cierta profundidad de los tejidos.

En consecuencia, en un aspecto adicional descrito en la presente descripción, se refiere a un método de reconstrucción, reparación o aumento de tejidos blandos, el método comprende administrar una composición inyectable descrita en la presente descripción en una región de tejido blando de un individuo que lo necesite; en donde la composición comprende una matriz de fibroína de seda como se describe en la presente descripción, y opcionalmente un agente activo y/o un portador. Un experto en la técnica puede determinar los métodos de administración de una composición inyectable descrita en la presente descripción. En algunos casos, el método de administración puede ser inyección. En algunos casos, el método de administración puede ser cirugía, por ejemplo, implantación.

Si bien las composiciones inyectables y/o las matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción pueden aplicarse directamente en una región objetivo (por ejemplo, inyección o cirugía), en algunos casos, una composición inyectable y/o una matriz de fibroína de seda divulgada en la presente descripción también puede usarse para rellenar un dispositivo médico implantable expandible, tal como, por ejemplo, una bolsa de implante de seno expandible, que se coloca en un área de defecto. En tales casos, en la presente descripción se describe un método de reconstrucción, reparación o aumento de tejidos blandos, el método comprende colocar un dispositivo médico implantable en una región de tejido blando de un individuo en la ubicación deseada; y expandir el dispositivo mediante el relleno del dispositivo con matriz de fibroína de seda y/o composiciones inyectables descritas en la presente descripción, en donde la expansión del dispositivo médico mediante su relleno con matriz de fibroína de seda y/o composiciones inyectables descritas en la presente descripción puede reconstruir o aumentar el tejido blando.

Las matrices de fibroína de seda o las composiciones inyectables divulgadas en la presente descripción también pueden usarse junto con procedimientos de embolización por radiología intervencionista para bloquear vasos sanguíneos (arterias) anormales (por ejemplo, con el fin de detener la hemorragia) u órganos (para detener la función en exceso, por ejemplo, la embolización del bazo para el hiperesplenismo) que incluye la embolización de la arteria uterina para el tratamiento percutáneo de fibromas uterinos. La modulación de la dureza de la matriz de fibroína de seda y la tasa de retención de volumen puede realizarse mediante la alteración de la concentración de fibroína de seda y los métodos de procesamiento como se describió anteriormente.

Las matrices de fibroína de seda o las composiciones inyectables divulgadas en la presente descripción pueden usarse para reparar el espacio vacío en una columna vertebral, por ejemplo, creado mediante cirugía de extracción del núcleo del disco vertebral, para ayudar a mantener la distancia normal entre los cuerpos vertebrales adyacentes. En algunos casos, puede usarse un relleno de disco vertebral que comprende una pluralidad de matrices de fibroína de seda para reparar el espacio vacío presente en la columna vertebral, por ejemplo, entre cuerpos vertebrales y/o en un disco vertebral roto. En tales casos, puede usarse una concentración de fibroína de seda de aproximadamente 1 % (p/v) a aproximadamente 10 % (p/v) para fabricar la matriz de fibroína de seda descrita en la presente descripción. Agentes acelerantes y/o activos también pueden mezclarse con matriz de fibroína de seda y/o composiciones inyectables antes, durante o después de la inyección en el sitio de interés.

La matriz de fibroína de seda o las composiciones inyectables divulgadas en la presente descripción pueden usarse para rellenar la cavidad vítrea para brindar soporte a la estructura del globo ocular y mantener la posición de la retina. Un experto en la técnica puede ajustar la viscosidad de la composición inyectable descrita en la presente descripción para la viscosidad del fluido vítreo en el ojo.

En algunos casos, la matriz de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables pueden usarse como molde para la reconstrucción o aumento de tejidos, por ejemplo, la reconstrucción o aumento de tejidos blandos (por ejemplo, aumento de senos), o incluso para defectos pequeños de huesos o cartílagos tales como fracturas. La administración de las matrices de fibroína de seda o las composiciones inyectables descritas en la presente descripción puede usarse para facilitar el crecimiento y la proliferación de cartílago/células óseas y brindar soporte a la deposición de la matriz de colágeno para mejorar así la reparación del cartílago/hueso. En otro aspecto, antes de la administración, las células de cartílago donante pueden sembrarse o mezclarse con las matrices de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables descritas en la presente descripción para expandir la población de células y así promover el desarrollo de tejido cartilaginoso. En algunos casos, a las matrices de fibroína de seda pueden añadirse factores de crecimiento específicos tales como TGF-p o proteínas morfogénicas óseas (BMP) que brindan soporte a la formación de tejido cartilaginoso u óseo, respectivamente.

En otra modalidad, las matrices de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables descritas en la presente descripción pueden usarse para cirugía plástica facial, tal como, por ejemplo, la reconstrucción de nariz. La estrategia de reconstrucción analizada anteriormente para reparar un defecto del cartílago/hueso también puede ser aplicable para la cirugía plástica facial.

En algunos casos, las matrices de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables descritas en la presente descripción pueden usarse como andamios para brindar soporte al crecimiento celular para la ingeniería de tejidos. Por ejemplo, las matrices de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables descritas en la presente descripción pueden administrarse en un sitio de la herida o incisión para promover la cicatrización o el cierre de la herida. Los métodos generalmente comprenden administrar una composición inyectable o matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción, en el sitio de la herida o incisión y permitir que la herida o incisión cicatrice mientras la matriz de fibroína de seda se erosiona o absorbe en el cuerpo y se reemplaza con el tejido viable propio del individuo. Los métodos pueden comprender además sembrar las matrices de fibroína de seda o mezclar la composición inyectable con material celular viable, ya sea del individuo o de un donante, antes o durante la administración.

En otro aspecto, la composición inyectable que comprende una matriz de fibroína de seda puede usarse, de manera directa o indirecta, en métodos para reparar, aumentar o reconstruir un tejido en un sujeto, por ejemplo, aumentar o reconstruir el seno de un ser humano. En algunos casos, las composiciones inyectables o una matriz de fibroína de seda pueden colocarse directamente en un tejido (por ejemplo, un tejido mamario) a reparar o aumentar, por ejemplo, mediante inyección. Las composiciones inyectables o una matriz de fibroína de seda pueden inyectarse en un tejido (por ejemplo, un tejido mamario) cada 6 meses, cada año, cada 2 años, cada 3 años o más. En otros casos, las composiciones inyectables o una matriz de fibroína de seda pueden usarse para mejorar el soporte de un implante de tejido convencional, por ejemplo, mediante la mejora del soporte de la posición del polo inferior de un implante de seno. Alternativamente, el método generalmente puede comprender administrar una composición inyectable y/o una matriz de fibroína de seda cerca o en la proximidad de un implante de tejido, por ejemplo, un implante de seno convencional, y sembrar la composición inyectable y/o la matriz de fibroína de seda con material celular viable antes o durante la administración. En otra modalidad más, puede usarse una composición inyectable y/o una matriz de fibroína de seda para cubrir de manera parcial o completa un implante de tejido (por ejemplo, un implante de seno) para proporcionar una interfaz beneficiosa con el tejido huésped y reducir el potencial de colocación incorrecta o contractura capsular.

En algunos casos, la matriz de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables descritas en la presente descripción pueden usarse como rellenos para promover o brindar soporte a la adipogénesis, por ejemplo, para tratar lipodistrofias faciales. En tales casos, las composiciones inyectables y/o las matrices de fibroína de seda pueden sembrarse o mezclarse con células asociadas al tejido adiposo, tales como células madre derivadas de tejido adiposo o lipoaspirado, antes de o simultáneamente con la inyección en un área objetivo que sufre lipodistrofias faciales en un sujeto. En algunos casos, la matriz de fibroína de seda puede inyectarse cada 3 meses, cada 6 meses, cada 9 meses, cada año, o cada dos años o más, para mantener el tratamiento.

En otra modalidad más, las matrices de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables descritas en la presente descripción pueden usarse como andamio para células útiles para la reparación de nervios periféricos. Las matrices de fibroína de seda pueden suministrarse (por ejemplo, por medio de inyección) a la ubicación del defecto nervioso con o sin dispositivo adicional para ayudar a la conexión a los extremos de los nervios. Para tal fin, pueden añadirse factores de crecimiento específico tales como el factor de crecimiento nervioso (NGF), que brinda soporte a la regeneración de nervios, a las composiciones inyectables y/o mezclarse con matrices de fibroína de seda antes o durante la administración. En tales casos, pueden usarse matrices de fibroína de seda más blandas, por ejemplo, que usan una concentración de fibroína de seda de aproximadamente 0,5 (p/v) a aproximadamente 3 % (p/v). En dependencia del microambiente cerebral, también pueden usarse matrices de fibroína de seda más duras. Las matrices de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables pueden infundirse o añadirse con factores terapéuticos apropiados de acuerdo con los métodos descritos anteriormente.

Cualquier célula descrita en la presente descripción puede sembrarse sobre una superficie de matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción. Por ejemplo, las matrices de fibroína de seda pueden sumergirse en un medio de crecimiento apropiado para las células de interés y después exponerse directamente a las células. Se permite que las células proliferen en la superficie y los intersticios de las matrices de fibroína de seda. Después, las matrices de fibroína de seda se retiran del medio de crecimiento, se lavan si es necesario y se administran. Alternativamente, las células pueden colocarse en un tampón adecuado o un medio de crecimiento líquido y extraerse a través de las matrices de fibroína de seda mediante el uso de filtración al vacío. Las células también pueden mezclarse con solución de fibroína de seda antes de formar las matrices de fibroína de seda, para capturar al menos algunas de las células dentro de las matrices de fibroína de seda. En otra modalidad, las células de interés pueden dispersarse en una solución apropiada (por ejemplo, un medio de crecimiento o tampón) y después pulverizarse sobre matrices de fibroína de seda. Por ejemplo, la electropulverización involucra someter una solución que contiene células con una viscosidad y concentración apropiadas a un campo eléctrico suficiente para producir una pulverización de pequeñas gotas de solución cargadas que contienen células.

En algunos casos, las matrices de fibroína de seda o las composiciones inyectables que comprenden al menos un agente activo pueden usarse como plataforma para el suministro de fármacos. Por ejemplo, las matrices de fibroína de seda pueden formarse con un agente farmacéutico ya sea arrastrado o unido a las matrices y después administrarse en el cuerpo (por ejemplo, mediante inyección, implantación o incluso administración oral). En algunos casos, un agente activo puede mezclarse con matrices de fibroína de seda y/o composiciones inyectables y después administrarse en el cuerpo (por ejemplo, mediante inyección, implantación o incluso administración oral). Para una liberación prolongada o sostenida, las matrices de fibroína de seda pueden manipularse, por ejemplo, para modular su contenido de lámina beta, su retención de volumen y/o velocidad de degradación. Para controlar aún más el perfil de liberación del fármaco, las matrices de fibroína de seda que contienen fármacos farmacéuticamente activos pueden mezclarse con una fase adicional de gel de fibroína de seda que actúa como un portador con o sin un componente inductor de viscosidad, un tensioactivo y/o un fluido lubricante incluido como solución salina Las matrices de fibroína de seda unidas a productos terapéuticos también pueden reticularse adicionalmente para mejorar la estabilidad y prolongar el período de liberación. En un enfoque alternativo, las matrices de fibroína de seda pueden mezclarse con otros polímeros, por ejemplo, ácido hialurónico, para prolongar la liberación de ciertos factores de crecimiento o citocinas y estabilizar la funcionalidad. Además, las matrices de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables también pueden usarse para recubrir sistemas de suministro de fármacos coaxiales, por ejemplo, por pulverización.

Como se usa en la presente descripción, el término "liberación sostenida" se refiere a la liberación de un fármaco farmacéuticamente activo durante un período de aproximadamente siete días o más. En aspectos de esta modalidad, una plataforma de suministro de fármacos que comprende las matrices de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables libera un fármaco farmacéuticamente activo durante un período de, por ejemplo, al menos aproximadamente 7 días después de la administración, al menos aproximadamente 15 días después de la administración, al menos aproximadamente 30 días después de la administración, al menos aproximadamente 45 días después de la administración, al menos aproximadamente 60 días después de la administración, al menos aproximadamente 75 días después de la administración o al menos aproximadamente 90 días después de la administración.

Como se usa en la presente descripción, el término "liberación prolongada" se refiere a la liberación de un fármaco farmacéuticamente activo durante un período de tiempo de menos de aproximadamente siete días. En tales casos, una plataforma de suministro de fármacos que comprende la matriz de fibroína de seda y/o las composiciones inyectables descritas en la presente descripción puede liberar un fármaco farmacéuticamente activo durante un período de, por ejemplo, aproximadamente 1 día después de la administración, aproximadamente 2 días después de la administración, aproximadamente 3 días después administración, aproximadamente 4 días después de la administración, aproximadamente 5 días después de la administración o aproximadamente 6 días después de la administración.

En dependencia de la formulación y los métodos de procesamiento de las matrices de fibroína de seda y las aplicaciones asociadas, las composiciones inyectables o las matrices de fibroína de seda pueden administrarse (por ejemplo, mediante inyección) periódicamente, por ejemplo, cada 3 meses, cada 4 meses, cada 5 meses, cada 6 meses, cada 7 meses, cada 8 meses, cada 9 meses, cada 10 meses, cada 11 meses, cada año, cada 2 años o más. En algunos casos, las composiciones inyectables o las matrices de fibroína de seda pueden administrarse una vez en un tejido a reparar o aumentar, y el tejido puede regenerarse con el tiempo para reemplazar las matrices de fibroína de seda.

En cualquiera de las aplicaciones descritas en la presente descripción, las composiciones inyectables o las matrices de fibroína de seda pueden estar al menos parcialmente secas cuando se administran en un tejido a reparar o aumentar. En algunos casos, las composiciones inyectables o las matrices de fibroína de seda pueden estar secas (por ejemplo, en ausencia de un portador) cuando se administran en un tejido a reparar o aumentar.

En algunos casos de cualquiera de las aplicaciones descritas en la presente descripción, las composiciones inyectables o las matrices de fibroína de seda pueden estar al menos parcialmente hidratadas cuando se administran en un tejido a reparar o aumentar. En algunos casos, las composiciones inyectables o las matrices de fibroína de seda pueden estar hidratadas (por ejemplo, en presencia de un portador, por ejemplo, una solución tamponada y/o lipoaspirado) cuando se administran en un tejido a reparar o aumentar.

En algunos casos de cualquiera de las aplicaciones descritas en la presente descripción, las composiciones inyectables o las matrices de fibroína de seda pueden inyectarse por vía subcutánea, submuscular o intramuscular. En algunos casos, los métodos y/o composiciones descritos en la presente descripción pueden usarse en la región dérmica. En algunos casos, los métodos y/o composiciones descritos en la presente descripción pueden usarse en la capa epidérmica, la capa dérmica, la capa hipodérmica o cualquier combinación de las mismas.

Dispositivos de suministro y kits que comprenden matrices de fibroína de seda

En la presente descripción también se describen dispositivos de suministro que comprenden una composición inyectable o matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción. Los dispositivos de suministro pueden ser cualquier dispositivo de suministro convencional usado con fines de inyección, por ejemplo, una jeringa o un dispositivo de suministro personalizado, tal como una pistola de inyección. En consecuencia, la invención cubierta por las reivindicaciones es un dispositivo de inyección que comprende una composición inyectable de una matriz de fibroína de seda.

En algunos casos, el dispositivo de suministro puede comprender además una estructura tubular para introducir la matriz de fibroína de seda en un tejido a reparar o aumentar. En algunos casos, la estructura tubular puede ser ahusada. Por ejemplo, la estructura tubular ahusada puede comprender un espacio interior cónico. Los ejemplos de las estructuras tubulares pueden incluir, sin limitaciones, una aguja, una cánula, un catéter, cualquier aplicador de inyección reconocido en la técnica y cualquier combinación de los mismos.

En algunos casos, el dispositivo de suministro puede comprender además un elemento mecánico (por ejemplo, una estructura alargada tal como un cargador) para facilitar la salida de la matriz de fibroína de seda comprimida a través de la estructura tubular.

El dispositivo de suministro puede incluir un portador de inyección, por ejemplo, una solución tamponada.

El dispositivo de suministro (por ejemplo, una jeringa) puede incluir un anestésico.

En la presente descripción se describe además un kit que comprende una modalidad de una composición inyectable o matriz de fibroína de seda empaquetada en un aplicador de suministro, tal como un catéter, una aguja o una cánula. En algunos casos, un anestésico local puede mezclarse con la composición inyectable o la matriz de fibroína de seda. Alternativamente, un anestésico local puede empaquetarse en un recipiente separado. Por ejemplo, es conveniente aplicar un anestésico local a un tejido objetivo a tratar antes de un tratamiento adicional. Un anestésico ilustrativo incluye, pero no se limita a, lidocaína. En dependencia de la aplicación, el kit puede incluir tamaños de jeringas de 0,5 ml a 60 ml, donde las aplicaciones que requieren volúmenes más grandes (por ejemplo, rellenos óseos, rellenos de disco) se suministran en una jeringa de mayor tamaño. Además, el calibre de la aguja puede ajustarse de acuerdo con el sitio de inyección con un intervalo aceptable de agujas de 10 g a 30 g. Por ejemplo, pueden usarse agujas de 10 g a 20 g para inyecciones intradérmicas.

En algunos casos, el kit puede comprender además una pluralidad de dispositivos de suministro precargados con una composición inyectable o matrices de fibroína de seda descritas en la presente descripción. Cada dispositivo de suministro puede empaquetarse individualmente.

En algunos casos, el kit puede comprender además un recipiente que contiene una solución tamponada o un portador de inyección.

En algunos casos, el kit puede comprender además al menos una jeringa vacía adicional. En algunos casos, el kit puede comprender además al menos una aguja adicional. En algunos casos, el kit puede comprender además al menos un catéter o una cánula.

Algunas definiciones de términos seleccionados

Como se usa en la presente descripción, un "sujeto" significa un ser humano o animal. Usualmente el animal es un vertebrado, tal como un primate, un roedor, un animal doméstico o un animal de caza. Los primates incluyen chimpancés, monos cynomolgus, monos araña y macacos, por ejemplo, Rhesus. Los roedores incluyen ratones, ratas, marmotas, hurones, conejos y hámsteres. Los animales domésticos y de caza incluyen vacas, caballos, cerdos, ciervos, bisontes, búfalos, especies felinas, por ejemplo, gato doméstico, especies caninas, por ejemplo, perro, zorro, lobo, especies de aves, por ejemplo, pollo, emú, avestruz y peces, por ejemplo, trucha, bagre y salmón.

En ciertos aspectos de la divulgación en la presente descripción, el sujeto es un mamífero, por ejemplo, un primate, por ejemplo, un ser humano. Un sujeto puede ser masculino o femenino. Preferentemente, el sujeto es un mamífero. El mamífero puede ser un ser humano, un primate no humano, un ratón, una rata, un perro, un gato, un caballo o una vaca, pero no se limita a estos ejemplos. Los mamíferos diferentes a los seres humanos pueden usarse ventajosamente como sujetos que representan modelos animales de reparación, regeneración y/o reconstrucción de tejidos. Además, los métodos y composiciones descritos en la presente descripción pueden usarse para tratar animales domesticados y/o mascotas.

El término "estadísticamente significativo" o "significativamente" se refiere a la significación estadística y generalmente significa una desviación estándar de dos (2SD) por debajo o por encima de un nivel de referencia. El término se refiere a la evidencia estadística de que existe una diferencia. Se define como la probabilidad de tomar una decisión de rechazar la hipótesis nula cuando la hipótesis nula es en realidad verdadera. La decisión a menudo se toma con el uso del valor p.

Como se usa en la presente descripción, los términos "proteínas" y "péptidos" se usan indistintamente en la presente descripción para designar una serie de residuos de aminoácidos conectados entre sí mediante enlaces peptídicos entre los grupos alfa-amino y carboxi de residuos adyacentes. Los términos "proteína" y "péptido", que se usan indistintamente en la presente descripción, se refieren a un polímero de aminoácidos proteicos, que incluyen aminoácidos modificados (por ejemplo, fosforilados, glicosilados, etcétera) y análogos de aminoácidos, independientemente de su tamaño o función. Aunque "proteína" se usa a menudo en referencia a polipéptidos relativamente grandes y "péptido" se usa a menudo en referencia a polipéptidos pequeños, el uso de estos términos en la técnica se superpone y varía. El término "péptido" como se usa en la presente descripción se refiere a péptidos, polipéptidos, proteínas y fragmentos de proteínas, a menos que se indique de otra manera. Los términos "proteína" y "péptido" se usan indistintamente en la presente descripción cuando se refieren a un producto génico y fragmentos del mismo. Por lo tanto, los péptidos o proteínas ilustrativos incluyen productos génicos, proteínas de origen natural, homólogos, ortólogos, parálogos, fragmentos y otros equivalentes, variantes, fragmentos y análogos de los anteriores.

El término "ácidos nucleicos" usado en la presente descripción se refiere a polinucleótidos tales como ácido desoxirribonucleico (ADN) y, cuando corresponda, ácido ribonucleico (ARN), polímeros de los mismos en forma monocatenaria o bicatenaria. A menos que se limite específicamente, el término abarca ácidos nucleicos que contienen análogos conocidos de nucleótidos naturales, que tienen propiedades de unión similares al ácido nucleico de referencia y se metabolizan de manera similar a los nucleótidos de origen natural. A menos que se indique de otra manera, una secuencia de ácido nucleico particular también abarca implícitamente variantes de la misma modificadas de manera conservadora (por ejemplo, sustituciones de codones redundantes) y secuencias complementarias, así como la secuencia indicada explícitamente. Específicamente, las sustituciones de codones redundantes pueden lograrse mediante la generación de secuencias en las que la tercera posición de uno o más codones seleccionados (o todos) se sustituye con residuos de base mixta y/o desoxiinosina (Batzer y otros, Nucleic Acid Res. 19:5081 (1991); Ohtsuka y otros, J. Biol. Chem. 260:2605-2608 (1985), y Rossolini y otros, Mol. Cell. Probes 8:91-98 (1994)). Debe entenderse que el término "ácido nucleico" también incluye, equivalentes, derivados, variantes y análogos de ARN o ADN preparados a partir de análogos de nucleótidos y polinucleótidos monocatenarios (sentido o antisentido) y bicatenarios.

El término "ARN de interferencia corto" (ARNic), también denominado en la presente descripción "ARN de interferencia pequeño", se define como un agente que funciona para inhibir la expresión de un gen objetivo, por ejemplo, por iARN. Un ARNic puede sintetizarse químicamente, puede producirse por transcripción in vitro o puede producirse dentro de una célula huésped. Las moléculas de ARNic también pueden generarse mediante la escisión de ARN bicatenario, donde una cadena es idéntica al mensaje a inactivar. El término "ARNic" se refiere a pequeños dúplex de ARN inhibidor que inducen la ruta de interferencia por ARN (iARN). Estas moléculas pueden variar en longitud (generalmente 18-30 pares de bases) y contienen grados variables de complementariedad con su ARNm objetivo en la cadena antisentido. Algunos, pero no todos, los ARNic tienen bases sobresalientes no apareadas en el extremo 5' o 3' de la cadena sentido 60 y/o la cadena antisentido. El término "ARNic" incluye los dúplex de dos cadenas separadas, así como cadenas individuales que pueden formar estructuras de horquilla que comprenden una región dúplex.

El término "ARNhc", como se usa en la presente descripción, se refiere a ARN de horquilla corto que funciona como especie de iARN y/o ARNic pero difiere en que las especies de ARNhc son estructuras bicatenarias similares a horquillas para una mayor estabilidad. El término "iARN", como se usa en la presente descripción, se refiere a moléculas de ARN de interferencia, o moléculas de interferencia por ARN, son moléculas de ácido nucleico o análogos de las mismas, por ejemplo, moléculas basadas en ARN que inhiben la expresión génica. La iARN se refiere a un medio de silenciamiento génico postranscripcional selectivo. La iARN puede dar lugar a la destrucción de un ARNm específico, o previene el procesamiento o la traducción del ARN, tal como el ARNm.

El término "enzimas", como se usa en la presente descripción, se refiere a una molécula de proteína que cataliza las reacciones químicas de otras sustancias sin destruirse o alterarse sustancialmente al finalizar las reacciones. El término puede incluir enzimas de origen natural y enzimas obtenidas por bioingeniería o mezclas de las mismas. Los ejemplos de familias de enzimas incluyen quinasas, deshidrogenasas, oxidorreductasas, GTPasas, carboxiltransferasas, aciltransferasas, descarboxilasas, transaminasas, racemasas, metiltransferasas, formiltransferasas y a-cetodescarboxilasas.

Como se usa en la presente descripción, el término "aptámeros" significa una secuencia de nucleótidos monocatenaria, parcialmente monocatenaria, parcialmente bicatenaria o bicatenaria que puede reconocer específicamente una molécula o grupo de moléculas no oligonucleotídicas seleccionadas. En algunos casos, el aptámero reconoce la molécula o el grupo de moléculas no oligonucleotídicas por un mecanismo diferente al apareamiento de bases de Watson-Crick o la formación de triplex. Los aptámeros pueden incluir, sin limitación, segmentos de secuencia definidos y secuencias que comprenden nucleótidos, ribonucleótidos, desoxirribonucleótidos, análogos de nucleótidos, nucleótidos modificados y nucleótidos que comprenden modificaciones de la cadena principal, puntos de ramificación y residuos no nucleotídicos, grupos o puentes. Los métodos para seleccionar aptámeros para la unión a una molécula se conocen ampliamente en la técnica y son de fácil acceso para un experto en la técnica.

Como se usa en la presente descripción, el término "anticuerpo" o "anticuerpos" se refiere a una inmunoglobulina intacta o a un fragmento de unión al antígeno monoclonal o policlonal con la región Fc (fragmento cristalizable) o fragmento de unión a FcRn de la región Fc. El término "anticuerpos" también incluye "moléculas similares a anticuerpos", tales como fragmentos de los anticuerpos, por ejemplo, fragmentos de unión al antígeno. Los fragmentos de unión al antígeno pueden producirse mediante técnicas de ADN recombinante o mediante escisión enzimática o química de anticuerpos intactos. Los "fragmentos de unión al antígeno" incluyen, entre otros, Fab, Fab', F(ab')2, Fv, dAb y fragmentos de región determinante de complementariedad (CDR), anticuerpos de cadena sencilla (scFv), anticuerpos de dominio único, anticuerpos quiméricos, diacuerpos y polipéptidos que contienen al menos una parte de una inmunoglobulina que es suficiente para conferir al polipéptido unión a un antígeno específico. Los anticuerpos lineales también se incluyen para los fines descritos en la presente descripción. Los términos Fab, Fc, pFc', F(ab')2 y Fv se emplean con significados inmunológicos estándar (Klein, Immunology (John Wiley, Nueva York, N.Y., 1982); Clark, W. R. (1986) The Experimental Foundations of Modern Immunology (Wiley & Sons, Inc., Nueva York); y Roitt, I. (1991) Essential Immunology, 7ma Ed., (Blackwell Scientific Publications, Oxford). Los anticuerpos o fragmentos de unión al antígeno específicos para varios antígenos están disponibles comercialmente de proveedores tales como R&D Systems, BD Biosciences, e-Biosciences y Miltenyi, o pueden generarse contra estos marcadores de superficie celular mediante métodos conocidos por los expertos en la técnica.

Como se usa en la presente descripción, el término "regiones determinantes de complementariedad" (CDR, es decir, CDR1, CDR2 y CDR3) se refiere a los residuos de aminoácidos de un dominio variable de anticuerpo cuya presencia es necesaria para la unión al antígeno. Cada dominio variable tiene típicamente tres regiones CDR identificadas como CDR1, CDR2 y CDR3. Cada región determinante de complementariedad puede comprender residuos de aminoácidos de una "región determinante de complementariedad" como se define por Kabat (es decir, aproximadamente los residuos 24-34 (L1), 50-56 (L2) y 89-97 (L3) en el dominio variable de cadena ligera y 31-35 (HI), 50-65 (H2) y 95-102 (H3) en el dominio variable de cadena pesada; Kabat y otros, Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5ta Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland. (1991)) y/o los residuos de un "lazo hipervariable" (es decir, aproximadamente los residuos 26-32 (L1), 50-52 (L2) y 91-96 (L3) en el dominio variable de cadena ligera y 26-32 (HI), 53-55 (H2) y 96-101 (H3) en el dominio variable de cadena pesada; Chothia y Lesk J. Mol. Biol. 196:901-917 (1987)). En algunos casos, una región determinante de complementariedad puede incluir aminoácidos tanto de una región CDR definida de acuerdo con Kabat como de un lazo hipervariable.

La expresión "anticuerpos lineales" se refiere a los anticuerpos descritos en Zapata y otros, Protein Eng., 8(10):1057-1062 (1995). Brevemente, estos anticuerpos comprenden un par de segmentos Fd en tándem (VH-CH1-VH-CH1) que, junto con polipéptidos de cadena ligera complementarios, forman un par de regiones de unión al antígeno. Los anticuerpos lineales pueden ser biespecíficos o monoespecíficos.

La expresión fragmentos de anticuerpo "Fv de cadena sencilla" o "scFv", como se usa en la presente descripción, se refiere a fragmentos de anticuerpo que comprenden los dominios VH y VL del anticuerpo, en donde estos dominios están presentes en una sola cadena polipeptídica. Preferentemente, el polipéptido Fv comprende además un enlazador polipeptídico entre los dominios VH y VL que permite que el scFv forme la estructura deseada para la unión al antígeno. (Plückthun, The Pharmacology of Monoclonal Antibodies, vol. 113, Rosenburg y Moore eds., Springer-Verlag, Nueva York, pp. 269-315 (1994)).

El término "diacuerpos", como se usa en la presente descripción, se refiere a pequeños fragmentos de anticuerpos con dos sitios de unión al antígeno, cuyos fragmentos comprenden un dominio variable de cadena pesada (VH) conectado a un dominio variable de cadena ligera (VL) en la misma cadena polipeptídica (VH - VL). Al usar un enlazador que es demasiado corto para permitir el apareamiento entre los dos dominios en la misma cadena, los dominios se ven obligados a aparearse con los dominios complementarios de otra cadena y crear dos sitios de unión al antígeno. (documentos EP 404,097; WO 93/11161; Hollinger y otros, Proc. Natl. Acad. Sd. USA, P0:6444-6448 (1993)).

Como se usa en la presente descripción, el término "moléculas pequeñas" se refiere a moléculas naturales o sintéticas que incluyen, pero sin limitarse a, péptidos, peptidomiméticos, aminoácidos, análogos de aminoácidos, polinucleótidos, análogos de polinucleótidos, aptámeros, nucleótidos, análogos de nucleótidos, compuestos orgánicos o inorgánicos (es decir, que incluyen compuestos heteroorgánicos y organometálicos) que tienen un peso molecular menor que aproximadamente 10.000 gramos por mol, compuestos orgánicos o inorgánicos que tienen un peso molecular menor que aproximadamente 5000 gramos por mol, compuestos orgánicos o inorgánicos que tienen un peso molecular menor que aproximadamente 1000 gramos por mol, compuestos orgánicos o inorgánicos que tienen un peso molecular menor que aproximadamente 500 gramos por mol, y sales, ésteres y otras formas farmacéuticamente aceptables de tales compuestos.

El término "antibióticos" se usa en la presente descripción para describir un compuesto o composición que disminuye la viabilidad de un microorganismo, o que inhibe el crecimiento o la reproducción de un microorganismo. Como se usa en esta divulgación, un antibiótico pretende incluir además un agente antimicrobiano, bacteriostático o bactericida. Los antibióticos ilustrativos incluyen, pero no se limitan a, penicilinas, cefalosporinas, penems, carbapenems, monobactamas, aminoglucósidos, sulfonamidas, macrólidos, tetraciclinas, lincosides, quinolonas, cloranfenicol, vancomicina, metronidazol, rifampina, isoniazida, espectinomicina, trimetoprima y sulfametoxazol.

El término "agentes terapéuticos" se reconoce en la técnica y se refiere a cualquier resto químico que es una sustancia biológica, fisiológica o farmacológicamente activa que actúa de manera local o sistémica en un sujeto. Los ejemplos de agentes terapéuticos, también denominados "fármacos", se describen en referencias bibliográficas bien conocidas, tales como Merck Index, el Physicians Desk Reference, y The Pharmacological Basis of Therapeutics, e incluyen, sin limitación, medicamentos; vitaminas suplementos minerales; sustancias usadas para el tratamiento, prevención, diagnóstico, cura o mitigación de una enfermedad o dolencia; sustancias que afectan la estructura o la función del cuerpo; o profármacos, que se vuelven biológicamente activos o más activos después de colocarlos en un ambiente fisiológico. Pueden usarse varias formas de un agente terapéutico que pueden liberarse desde la composición en cuestión a tejidos o fluidos adyacentes tras la administración a un sujeto. Los ejemplos incluyen esteroides y ésteres de esteroides (por ejemplo, estrógenos, progesterona, testosterona, androsterona, colesterol, noretindrona, digoxigenina, ácido cólico, ácido desoxicólico y ácido quenodesoxicólico), compuestos que contienen boro (por ejemplo, carborano), nucleótidos quimioterapéuticos, fármacos (por ejemplo, antibióticos, antivirales, antifúngicos), enediínos (por ejemplo, caliqueamicinas, esperamicinas, dinemicina, cromóforo de neocarzinostatina y cromóforo de kedarcidina), complejos de metales pesados (por ejemplo, cisplatino), antagonistas de hormonas (por ejemplo, tamoxifeno), proteínas no específicas (que no son anticuerpos) (por ejemplo, oligómeros de azúcares), oligonucleótidos (por ejemplo, oligonucleótidos antisentido que se unen a una secuencia de ácido nucleico objetivo (por ejemplo, secuencia de ARNm)), péptidos, proteínas, anticuerpos, agentes fotodinámicos (por ejemplo, rodamina 123), radionúclidos (por ejemplo, I-131, Re-186, Re-188, Y-90, Bi-212, At-211, Sr-89, Ho-166, Sm-153, Cu-67 y Cu-64), toxinas (por ejemplo, ricina) y productos farmacéuticos basados en la transcripción.

Como se usa en la presente descripción, el término "hormonas" generalmente se refiere a hormonas, análogos y miméticos de las mismas de origen natural o no natural. En ciertos casos, el término "hormonas" se refiere a cualquier hormona usada en el tratamiento terapéutico, por ejemplo, el tratamiento con hormona de crecimiento. Como se usa en la presente descripción, "hormona de crecimiento" o "GH" se refiere a la hormona de crecimiento en secuencia nativa o en forma variante, y de cualquier fuente, ya sea natural, sintética o recombinante. Los ejemplos incluyen la hormona de crecimiento humano (hGH), que es la GH natural o recombinante con la secuencia nativa humana (somatotropina o somatropina), y la hormona de crecimiento recombinante (rGH), que se refiere a cualquier GH o variante producida por medio de tecnología de ADN recombinante, que incluye somatrem, somatotropina y somatropina. En una modalidad, las hormonas incluyen insulina.

Como se usa en la presente descripción, un "agente de contraste" puede ser cualquier resto químico que se usa para incrementar el grado de diferencia entre la parte más clara y la más oscura de una exploración o una imagen, por ejemplo, durante una exploración u obtención de imágenes médicas, en relación con una exploración realizada sin el uso de un agente de contraste. Por ejemplo, los agentes de contraste pueden incluir agentes imagenológicos que contienen radioisótopos tales como indio o tecnecio; colorantes que contienen yodo, gadolinio o cianina; enzimas tales como peroxidasa de rábano picante, GFP, fosfatasa alcalina o p-galactosidasa; sustancias fluorescentes tales como derivados de europio; sustancias luminiscentes tales como derivados de N-metilacridio. En algunos casos, los agentes de contraste pueden incluir nanopartículas de oro y/o puntos cuánticos.

Como se usa en la presente descripción, el término "sustancialmente" significa una proporción de al menos aproximadamente 60 %, o preferentemente al menos aproximadamente 70 % o al menos aproximadamente 80 %, o al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 95 %, al menos aproximadamente 97 % o al menos aproximadamente 99 % o más, o cualquier número entero entre 70 % y 100 %. En algunos casos, el término "sustancialmente" significa una proporción de al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 95 %, al menos aproximadamente 98 %, al menos aproximadamente 99 % o más, o cualquier número entero entre 90 % y 100 %. En algunos casos, el término "sustancialmente" puede incluir el 100 %.

Como se usa en la presente descripción, el término "que comprende" significa que también pueden estar presentes otros elementos además de los elementos definidos presentados. El uso de "que comprende" indica inclusión más que limitación.

El término "que consiste en' se refiere a los componentes del mismo como se describe en la presente descripción, que son exclusivos de cualquier elemento no mencionado en esa descripción de la modalidad.

Como se usa en la presente descripción, el término "que consiste esencialmente en' se refiere a aquellos elementos requeridos para una modalidad dada. El término permite la presencia de elementos que no afectan materialmente la(s) característica(s) básica(s) y novedosa(s) o funcional(es) de esa modalidad de la invención.

Aparte de los ejemplos operativos, o donde se indique de otra manera, todos los números que expresan cantidades de ingredientes o condiciones de reacción usadas en la presente descripción deben entenderse como modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". El término "aproximadamente" cuando se usa en relación con porcentajes puede significar ±1 %.

Los términos en singular "un", "una" y "el/la" incluyen referentes en plural a menos que el contexto lo indique claramente de otra manera. Del mismo modo, la palabra "o" pretende incluir "y" a menos que el contexto lo indique claramente de otra manera. Aunque pueden usarse métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la presente descripción en la práctica o prueba de esta divulgación, a continuación, se describen métodos y materiales adecuados. La abreviatura "por ejemplo" se deriva del latín exempli gratia, y se usa en la presente descripción para indicar un ejemplo no limitante. Por lo tanto, la abreviatura "por ejemplo" es sinónimo del término "por ejemplo".

A menos que se explique de otra manera, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente descripción tienen el mismo significado que entiende comúnmente un experto en la técnica a la que pertenece esta divulgación. Las definiciones de los términos comunes en enfermedades y trastornos, las técnicas de separación y detección pueden encontrarse en The Merck Manual of Diagnosis and Therapy, 18va edición, publicado por Merck Research Laboratories, 2006 (ISBN 0-911910-18-2); Robert S. Porter y otros (eds.), The Encyclopedia of Molecular Biology, publicado por Blackwell Science Ltd., 1994, (ISBN 0-632-02182-9); y Robert A. Meyers (ed.), Molecular Biology and Biotechnology: a Comprehensive Desk Reference, publicado por VCH Publishers, Inc., 1995 (ISBN 1-56081-569-8). Debe entenderse que esta invención no se limita a la metodología, protocolos y reactivos particulares, etcétera, descritos en la presente descripción y como tal pueden variar. La terminología usada en la presente descripción tiene el fin de describir solamente aspectos particulares de la divulgación, y no pretende limitar el alcance de la presente invención, que se define únicamente en las reivindicaciones.

Se hace referencia a todas las patentes y otras publicaciones identificadas a lo largo de la descripción con el fin de describir y divulgar, por ejemplo, las metodologías descritas en tales publicaciones que podrían usarse en relación con la presente invención. Estas publicaciones se proporcionan únicamente para su divulgación antes de la fecha de presentación de la presente solicitud. Nada en este sentido debe interpretarse como una admisión de que los inventores no tienen derecho a anteceder dicha divulgación en virtud de una invención previa o por cualquier otro motivo. Todas las declaraciones sobre la fecha o la representación del contenido de estos documentos se basan en la información disponible para los solicitantes y no constituyen ninguna admisión en cuanto a la exactitud de las fechas o el contenido de estos documentos.

Los siguientes ejemplos no deben interpretarse como limitantes.

El contenido de todas las referencias citadas a lo largo de esta solicitud, los ejemplos, así como las figuras y tablas son relevantes en su totalidad.

Ejemplos

Ejemplo 1. Fabricación de espumas a base de fibroína de seda inyectables ilustrativas

Una lámina de espuma de fibroína de seda puede producirse mediante cualquier método reconocido en la técnica. En este Ejemplo, se creó una lámina de espuma de seda mediante el uso de una técnica de procesamiento en congelador, por ejemplo, procesamiento de una solución de fibroína de seda directamente en el congelador.

Para preparar una solución de fibroína de seda, los capullos de gusanos de seda Bombyx mori comprados en Tajimia Shoji Co. (Yokohama, Japón) o un proveedor taiwanés se cortaron en pedazos y se hirvieron en Na²CO³0,02 M durante aproximadamente 10-60 minutos, y preferentemente durante aproximadamente 30 minutos. Las fibras de fibroína de seda resultantes se enjuagaron en agua destilada y se dejaron secar. Las fibras de fibroína de seda secas se volvieron a solubilizar en LiBr 9,3 M a 60 °C, durante aproximadamente 1-4 horas, hasta que se disolvieron. La solución de fibroína de seda se dializó, con un valor de corte de peso molecular de 3500 Daltons, contra agua destilada por al menos 6 cambios de agua.

La solución de fibroína de seda (por ejemplo, con una concentración de aproximadamente 1 % a aproximadamente 6 % p/v), preparada a partir de capullos japoneses o capullos taiwaneses, se vertió en un recipiente (por ejemplo, una placa de Petri de plástico). Después, la solución de fibroína de seda se almacenó y se mantuvo a alrededor de 20 °F (— 7 °C) durante aproximadamente 3 días (por ejemplo, se almacenó en un refrigerador termoeléctrico EdgeStar Modelo FP430). El material de fibroína de seda resultante era similar a un gel, pero no un sólido rígido. Después, el material de fibroína de seda similar a un gel se liofilizó durante aproximadamente 3 días (por ejemplo, con el uso de un liofilizador VirTis Genesis (modelo 25L Genesis SQ Super XL-70)). Después de retirarlo del liofilizador, el material de fibroína de seda liofilizado se convirtió en un material espumoso con una estructura de poros finos interconectados muy consistente. En algunos casos, la espuma de fibroína de seda se empapó adicionalmente en alcohol (por ejemplo, metanol aproximadamente al 70 %) para inducir la formación de lámina beta. En tales casos, puede haber una reducción de aproximadamente 10 % en el volumen de la lámina de espuma de fibroína de seda después del tratamiento con alcohol. La lámina de espuma tratada con alcohol exhibió una excelente rigidez y tenacidad. Después se usó un perforador de biopsia de 4 mm de diámetro (Figura 1A) para cortar pequeños discos de espuma de fibroína de seda (aproximadamente 2 mm de grosor) de la lámina de espuma de fibroína de seda, como se muestra en la Figura IB.

Ejemplo 2. Evaluación de las espumas a base de fibroína de seda para la inyección en un tejido

Para evaluar el potencial de inyección en un tejido de las construcciones de espuma a base de fibroína de seda inyectable, se realizó un experimento en muslos de pollo crudos. La Figura 2A muestra una espuma a base de fibroína de seda cargada en una punta de aplicador afilada de forma cónica, por ejemplo, una punta de pipeta. El espacio interior cónico de una punta de pipeta puede permitir que la espuma se expulse con menos fricción y fuerza que una punta de aplicador recta (por ejemplo, una aguja recta). La espuma se empujó a través de la punta de la pipeta con el uso de un alambre rígido (Figura 2B). Solo a modo de ejemplo, en algunos casos, la inyección de la espuma a base de fibroína de seda en un tejido de muslo de pollo crudo se realizó como se describe a continuación. Primero se usó una aguja recta de calibre 14 (~ 1,6 mm de diámetro interno) para perforar un orificio en la parte carnosa del muslo de pollo (Figura 3A). La punta de la pipeta cargada con la espuma a base de fibroína de seda se insertó en el orificio (Figura 3B) y se extrajo lentamente, mientras que el alambre rígido se usó para expulsar la espuma (Figura 3C). La Figura 3D muestra la espuma inyectada y colocada en el muslo de pollo crudo. Por lo tanto, las espumas a base de fibroína de seda pueden inyectarse en un tejido, por ejemplo, para rellenar un vacío en el tejido o aumentar el tejido.

Las Figuras 4A-4F muestran la escisión de la espuma a base de fibroína de seda inyectada. Por ejemplo, se usó una cuchilla de afeitar para cortar la carne de pollo cruda (Figuras 4A a 4D). Después, con el uso de pinzas, se extrajo la espuma a base de fibroína de seda (Figuras 4E y 4F). La Figura 4F muestra que la espuma a base de fibroína de seda extraída estaba intacta, lo que indica que la espuma a base de fibroína de seda puede permanecer intacta después de la inyección en un tejido.

Ejemplo 3. Estudios in vivo de espumas a base de fibroína de seda inyectables

Se usó un modelo de rata o ratón para evaluar las espumas a base de fibroína de seda descritas en la presente descripción. También pueden usarse otros modelos de mamíferos (por ejemplo, modelos de conejo, caninos o porcinos) en dependencia de las aplicaciones de las espumas a base de fibroína de seda inyectables y los tejidos a modelar para el tratamiento. Las ratas o ratones se pesaron y anestesiaron con isoflurano en oxígeno antes de la inyección. Se usó para la inyección una espuma a base de fibroína de seda que tenía un tamaño de aproximadamente 5 mm de diámetro por aproximadamente 2 mm de altura. Brevemente, las espumas de fibroína de seda secas se sumergieron en solución salina inmediatamente antes de cargarlas en un catéter. Alternativamente, la espuma de fibroína de seda seca podría sumergirse en lipoaspirado inmediatamente antes de cargarla en un catéter (por ejemplo, como se muestra en la Figura 5). Las inyecciones subcutáneas se realizaron por encima de los músculos pectorales. Se realizaron inyecciones intramusculares y submusculares entre los músculos pectoral mayor y pectoral menor o debajo de los músculos pectorales, respectivamente. Se realizó un método de inyección subcutánea en abanico en el dorso de la rata o el ratón. Las muestras inyectadas se explantaron y evaluaron para determinar la retención de volumen después de 1, 14, 40 y 60 días. La retención de volumen se realizó mediante 2 métodos, por ejemplo, mediciones en balanza y desplazamiento de volumen.

Puede usarse un sistema de varilla y émbolo para inyectar una espuma de fibroína de seda en un tejido. Por ejemplo, la Figura 7A muestra una jeringa Hauptner ilustrativa que se modificó de manera personalizada para inyectar una espuma de fibroína de seda por vía subcutánea in vivo, por ejemplo, en un modelo de ratón o rata. El diseño se basa, al menos en parte, en una jeringa de estilo pistola (Hauptner) disponible comercialmente fabricada por Ideal Instruments. Este dispositivo de jeringa Hauptner tiene un mango con resorte que generalmente fuerza un émbolo inyector en el cuerpo de la jeringa a una distancia preestablecida (con el uso del regulador de carrera de inyección). Para modificar el dispositivo de jeringa Hauptner para inyectar una espuma, en lugar de una solución o un gel, se fabricó un cargador de espuma para ajustarlo a través del extremo de la jeringa, donde se encuentra el adaptador del catéter, como se muestra en la Figura 7A. Se fija un catéter al adaptador. Típicamente, un catéter es un tubo que se usa para extraer fluido del cuerpo. En algunos casos, puede usarse un catéter ahusado (es decir, el barril del catéter es más grande que la punta del catéter) para inyectar una espuma de fibroína de seda en un tejido. El cono permite colocar previamente una espuma en el barril antes de fijar el catéter a la jeringa Hauptner y permite que la espuma se comprima gradualmente durante el proceso de inyección.

Solo a modo de ejemplo, el protocolo de estudio en rata o ratón involucró la creación inicial de un pequeño orificio en la piel de la rata o el ratón con el uso de una aguja de calibre 14 colocada dentro del catéter (por ejemplo, como se muestra en la Figura 7B, etapa 1: panel izquierdo). El diámetro externo del catéter era lo suficientemente pequeño como para permitir la penetración en el orificio, mientras que el diámetro interno era lo suficientemente grande como para permitir el paso de la espuma comprimida al área subcutánea de la rata o el ratón. Las Figuras 7A-7B muestran las etapas ilustrativas de la inyección de una espuma de fibroína de seda en un estudio en animales. El cargador de espuma se inserta en la jeringa (Figura 7A). La aguja colocada dentro del catéter se usa para facilitar la inserción del catéter en la posición deseada (Figura 7B, etapa 1). Después de colocar el catéter en la posición deseada dentro de un tejido, la aguja puede retirarse de la aguja/catéter. La espuma de fibroína de seda se coloca en el barril del catéter con el uso de pinzas (Figura 7B, etapa 2). Después el catéter cargado con la espuma de fibroína de seda se conecta al adaptador del catéter de la pistola de inyección (Figura 7B, etapa 3). Después el mango de inyección de la pistola de inyección se comprime repetidamente para inyectar lentamente la espuma en el animal (Figura 7B, etapa 4).

Las Figuras 8A-8C muestran imágenes de espumas a base de fibroína de seda inyectadas en un modelo de rata in vivo después de la extracción de la piel de la rata. Las espumas a base de fibroína de seda producidas a partir de diferentes concentraciones de solución de fibroína de seda (por ejemplo, 1 %, 3 %, 6 % de fibroína de seda) y fuentes de capullos (japonés: JP frente a taiwanés: TW) se evaluaron después de la inyección durante 1 día (Figura 8A), 14 días (Figura 8B) y 30 días (Figura 8C). La Figura 8A muestra que las espumas a base de fibroína de seda inyectadas permanecieron transparentes 1 día después de la inyección, a menos que se mancharan con sangre debido a una perforación en un vaso sanguíneo (por ejemplo, TW3). Las Figuras 8B-8C muestran que las espumas a base de fibroína de seda inyectadas obtuvieron un tono rojizo aproximadamente 14 días y aproximadamente 30 días, respectivamente, después de la inyección. Sin embargo, no apareció un cambio significativo en la vascularización que condujera a las espumas inyectadas. La Figura 8D muestra una imagen de las espumas inyectadas visibles desde la piel exterior de una rata. La Figura 8E es un conjunto de imágenes que muestran la morfología macroscópica de las espumas a base de fibroína de seda inyectables (correspondientes a las de las Figuras 8A-8C) explantadas después de un período posterior a la inyección indicado (por ejemplo, 1 día, 14 días y 30 días posteriores a la inyección). No hay diferencias visuales observables en la morfología macroscópica en los puntos de tiempo indicados. Las espumas de fibroína de seda son consistentemente más rígidas con el aumento del porcentaje en peso de seda. Todos los explantes son blandos al tacto y vuelven a su forma original después de la deformación. La histología de las espumas de fibroína de seda explantadas adheridas al tejido se realiza para evaluar la vascularización y la integración con los tejidos.

La Figura 8F muestra los resultados de la retención de volumen de las espumas a base de fibroína de seda después de la inyección en el tejido de la rata durante 1 día o 14 días. La Figura 8G muestra los resultados de la retención de volumen de las espumas a base de fibroína de seda después de la inyección en el tejido durante 14 días, 30 días o 60 días. Los resultados de las Figuras 8F y 8G se expresan en porcentajes de volumen retenido en relación con el volumen original (es decir, el volumen de las espumas a base de fibroína de seda antes de la compresión). Las Figuras 8F y 8G muestran que las espumas de fibroína de seda producidas a partir de una solución de fibroína de seda de aproximadamente 1 %, 3 % o 6 % pueden mantener al menos aproximadamente 80 % de su volumen original (que incluye al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 95 %, al menos aproximadamente 100 % o más, de su volumen original) durante al menos aproximadamente 30 días o más, y al menos aproximadamente 50 % o más de su volumen original durante al menos aproximadamente 60 días o más. Como se muestra en las Figuras 8F-8G, el volumen retenido en el tejido puede ser mayor que el volumen original, probablemente porque las espumas a base de fibroína de seda pueden absorber agua y, por lo tanto, se hinchan. La rigidez de las espumas de fibroína de seda generalmente se incrementa con la concentración de la solución de fibroína de seda. Por lo tanto, las espumas de fibroína de seda de mayores concentraciones de fibroína de seda generalmente pueden mantener su volumen durante un período de tiempo más prolongado que las de concentraciones más bajas de fibroína de seda. Además, las espumas de fibroína de seda producidas a partir de una solución de fibroína de seda de aproximadamente 1 %, 3 % o 6 % permanecen blandas y esponjosas durante al menos 60 días después de la inyección en la rata.

En la presente descripción se describen espumas a base de fibroína de seda que pueden expulsarse desde una aguja, punta de pipeta, catéter u otras estructuras tubulares (por ejemplo, que incluyen estructuras tubulares con un extremo ahusado). Las espumas a base de fibroína de seda pueden comprimirse antes de la inyección y después expandirse, por ejemplo, al menos aproximadamente 2,5 veces, al liberarse de la compresión y/o tras la inyección en un tejido. En algunos casos, la espuma a base de fibroína de seda inyectada puede tener suficiente integridad física y mecánica para abultar la superficie de la carne de pollo cruda y proporcionar un volumen perceptible cuando se inyecta por vía subcutánea en una rata (Figura 8D). Las propiedades de la espuma a base de fibroína de seda pueden controlarse mediante varios factores, que incluyen, pero sin limitarse a, el tiempo de desgomado durante la preparación de la solución de fibroína de seda, la concentración de la solución de fibroína de seda usada y el uso de un metanol u otro tratamiento adecuado para controlar el contenido cristalino (lámina beta).

En algunos casos, pueden usarse construcciones de espuma a base de fibroína de seda más largas para rellenar espacios vacíos de tejido blando relativamente grandes a través de una incisión, cánula, aguja, punta de pipeta, catéter u otras estructuras tubulares (por ejemplo, que incluyen estructuras tubulares con un extremo ahusado), lo que requiere por lo tanto el uso de un orificio relativamente pequeño para la penetración del tejido, en comparación con los procedimientos invasivos convencionales.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aplicador de inyección que comprende una composición inyectable, la composición inyectable comprende una espuma de fibroína de seda comprimida que tiene una estructura de poros interconectada y una porosidad de al menos 50 % para el uso en un método para reparar o aumentar un tejido en un sujeto, en donde la espuma se comprime antes de la inyección y se expande cuando se libera de la compresión después de la inyección en el tejido, y retiene al menos 1 % de su volumen expandido original dentro del tejido durante al menos 2 semanas, en donde la espuma y el aplicador de inyección tienen dimensiones relativas entre sí para proporcionar la compresión de la espuma cuando se encuentra dentro del aplicador de inyección antes de la inyección.

2. El aplicador de inyección de la reivindicación 1, en donde la espuma de fibroína de seda comprimida excluye un péptido anfifílico, por ejemplo, en donde el péptido anfifílico comprende un motivo RGD.

3. El aplicador de inyección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde: (a) la espuma de fibroína de seda porosa tiene una porosidad de al menos 70 %; y/o (b) los poros tienen un tamaño de: (i) 1 jm a 1500 |jm; o (ii) 50 jm a 650 jm.

4. El aplicador de inyección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la espuma de fibroína de seda se forma a partir de una solución de fibroína de seda, cuya solución es: (a) de 0,1 % p/v a 30 % p/v; (b) de 0,5 % p/v a 10 % p/v; (c) 1 % p/v a 6 % p/v; o (d) procesada en congelador.

5. El aplicador de inyección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición inyectable o la espuma de fibroína de seda comprende además al menos un agente activo, opcionalmente en donde el al menos un agente activo es un agente biológicamente activo, un agente cosméticamente activo, un agente de adhesión celular o cualquier combinación de los mismos.

6. El aplicador de inyección de la reivindicación 5, en donde: (a) el agente biológicamente activo se selecciona de un agente terapéutico, un anestésico, un factor de crecimiento celular, una célula adiposa, un material de relleno dérmico, un péptido, un peptidomimético, un anticuerpo o una parte del mismo, una molécula similar a un anticuerpo, ácido nucleico, un polisacárido y cualquier combinación de los mismos; (b) el agente de adhesión celular se selecciona de ácido hialurónico, colágeno, ácido hialurónico/colágeno reticulado, una molécula de unión a integrina, quitosano, elastina, fibronectina, vitronectina, laminina, proteoglicanos, cualquier derivado de los mismos, cualquier variante de péptido u oligosacárido de los mismos, y cualquier combinación de los mismos; o (c) el agente cosméticamente activo se selecciona del grupo que consiste en un agente antienvejecimiento, un agente contra los radicales libres, un antioxidante, un agente hidratante, un agente blanqueador, un colorante, un agente despigmentante, un agente bloqueador solar, un relajante muscular y cualquier combinación de los mismos.

7. El aplicador de inyección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una célula, por ejemplo, una célula madre, una célula adiposa o una célula madre derivada de tejido adiposo.

8. El aplicador de inyección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un fluido o concentrado biológico, opcionalmente en donde dicho fluido o concentrado biológico es lipoaspirado, aspirado de médula ósea o cualquier combinación de los mismos.

9. El aplicador de inyección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde: (a) la composición inyectable o la espuma de fibroína de seda comprende además un hidrogel o un material de relleno dérmico, por ejemplo seleccionado de microesferas de poli(metacrilato de metilo), hidroxilapatita, poli(ácido L-láctico), ácido hialurónico, colágeno, gelatina y cualquier combinación de los mismos; y/o (b) la composición inyectable comprende además un portador, por ejemplo, lipoaspirado.

10. El aplicador de inyección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la espuma de fibroína de seda comprimida tiene un volumen de: (a) 10 % a 90 % de su volumen original antes de la compresión; o (b) no más de 70 % de su volumen original antes de la compresión.

11. Un dispositivo de suministro que comprende un aplicador de inyección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que opcionalmente comprende, además: (a) una estructura tubular para introducir la composición inyectable en un tejido a reparar o aumentar, en donde la estructura tubular es, por ejemplo: (i) ahusada, que comprende opcionalmente un espacio interior cónico; (ii) una aguja, una cánula, un catéter o cualquier combinación de los mismos; y/o (b) un elemento mecánico para facilitar la salida de la espuma de fibroína de seda comprimida a través de la estructura tubular; y/o (c) un portador de inyección.

12. El aplicador o dispositivo de inyección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde: (a) la colocación de la espuma de fibroína de seda comprimida se realiza mediante inyección, por ejemplo por vía subcutánea, submuscular o intramuscular; (b) el tejido es un tejido blando, por ejemplo: seleccionado de un tendón, un ligamento, piel, un tejido mamario, un tejido fibroso, un tejido conectivo, un músculo y cualquier combinación de los mismos; (c) el sujeto es un sujeto mamífero, por ejemplo un ser humano; (d) la espuma de fibroína de seda se comprime mediante la carga de la espuma de fibroína de seda en un espacio interior de un aplicador de suministro, en donde el espacio interior tiene un volumen más pequeño que el volumen de la espuma de fibroína de seda en un estado sin comprimir, por ejemplo, en donde el aplicador de suministro comprende una aguja, una cánula, un catéter o cualquier combinación de los mismos.