ES2809880T3

ES2809880T3 - Procedimiento para la producción de parches o elementos de celulosa estructurados y dispositivos fabricados utilizando dicho procedimiento

Info

Publication number: ES2809880T3
Application number: ES14771284T
Authority: ES
Inventors: Tobias Lendenmann; Maximilian Fischer; Simone Bottan; Aldo Ferrari; Dimos Poulikakos; Bernhard Winkler; Martin Grapow
Original assignee: Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Current assignee: Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2021-03-08
Anticipated expiration: 2034-09-18
Also published as: JP6744008B2; JP2016533244A; WO2015040106A1; US10173352B2; EP3046519A1; BR112016006038A2; US20160221228A1; BR112016006038B1; EP3046519B1; PL3046519T3

Abstract

Procedimiento para la producción autoensamblada de un elemento de celulosa estructurado topográficamente en la superficie (10), en el que, en una primera etapa se proporciona un molde (2), con una primera superficie (4) en una cara que está, estructurada topográficamente en la superficie, de manera complementaria, y que es permeable al oxígeno, en el que se proporciona un medio de crecimiento líquido que contiene bacterias productoras de celulosa, y en el que el molde (2) se coloca para formar una interfase líquido/aire del medio de crecimiento líquido, de manera que la cara del molde con la primera superficie (4) está en contacto directo con el medio de crecimiento líquido, y con una cara opuesta (3) que está orientada hacia el aire o hacia un gas circundante que contiene oxígeno específicamente provisto, permitir que dichas bacterias produzcan y depositen celulosa sobre dicha primera superficie (4) y desarrollar en la interfase con la misma una superficie estructurada topográficamente en la superficie complementaria a la misma, hasta que se forma una capa de celulosa contigua con un grosor del elemento (10), como mínimo, de 0,3 mm, y en el que, en una segunda etapa, el elemento (10) se extrae de dicho molde.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para la producción de parches o elementos de celulosa estructurados y dispositivos fabricados utilizando dicho procedimiento

SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere al sector de la producción de parches o elementos de celulosa estructurados topográficamente en la superficie y dispositivos, tales como parches o elementos, en general, dispositivos, también dispositivos tridimensionales, fabricados utilizando dicho procedimiento o utilizando elementos fabricados utilizando dicho procedimiento.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Los apósitos para heridas están diseñados para soportar la región herida, protegerla de la infección y, en ciertos casos, promover activamente la curación de las heridas creando un entorno favorable para el crecimiento celular. La respuesta a la herida, definida como una rotura de tejido corporal, implica una fase de inflamación, una fase migratoria y una fase de remodelación. La fase de inflamación es la respuesta aguda a una herida y su propósito es sellar rápidamente la herida y producir factores químicos que utilizan células para migrar hacia la herida y comenzar el proceso de curación de la herida. Durante la fase migratoria, las células migran rápidamente hacia la herida y comienzan a depositar una matriz extracelular provisional que será la base del tejido curado. Durante la etapa de remodelación, el tejido recién creado madura lentamente a su forma permanente.

Los apósitos para heridas estándar facilitan la curación de heridas: 1. manteniendo juntos mecánicamente los bordes de la herida para permitir una migración de células más fácil; 2. sellando mecánicamente la herida para evitar la contaminación por patógenos; 3. en algunos apósitos avanzados, proporcionando un entorno que promueve activamente la curación más rápida de la herida, habitualmente al exponer el tejido herido a un gel hidratado. Serían deseables materiales mejorados para estas aplicaciones.

Los implantes de silicona comerciales para cirugía plástica (por ejemplo, senos, gemelo, nalga, pecho, bíceps) a menudo fallan debido a la reacción de cuerpo extraño y la encapsulación del tejido cicatricial. También para dichas aplicaciones, serían deseables materiales/recubrimientos mejorados.

En cosmética, actualmente se comercializan máscaras de celulosa planas y no estructuradas desechables (por ejemplo, para cara, manos y pies) como máscaras que mejoran la hidratación de la piel, así como la absorción de productos metabólicos residuales y la liberación de nutrientes u otros compuestos a la piel.

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proponer nuevos procedimientos para la fabricación de materiales para estas aplicaciones, en particular, parches o recubrimientos estructurados topográficamente en la superficie, de la manera más particular, parches o elementos de celulosa y dispositivos, tales como parches o elementos, en general, que incluyen dispositivos, también dispositivos tridimensionales, fabricados utilizando dicho procedimiento o utilizando elementos fabricados utilizando dicho procedimiento.

Un elemento importante de la invención propuesta es la descripción de un procedimiento simple y rentable para transferir características topográficas microestructuradas o nanoestructuradas a la superficie de la celulosa bacteriana. El procedimiento puede realizarse con costes y equipos de laboratorio mínimos y no requiere personal cualificado. El procedimiento puede ser completamente automatizado y aprovecha el autoensamblaje de celulosa por cepas bacterianas, tales como Acetobacter Xylinum o Gluconabacter Xylinum (aunque no solamente las mismas). El protocolo se esquematiza en la figura 1.

El procedimiento de biolitografía autoensamblada (SAB, “self assembled biolithography”) se basa en una técnica simple que se inspira en la litografía blanda (SL, “soft litography”). Sin embargo, mientras que para la SL el moldeo del elastómero objetivo requiere personal cualificado y varias etapas, lo que da lugar a un procedimiento delicado y que requiere mucho tiempo, la SAB se basa completamente en el procedimiento natural de producción de celulosa por bacterias. La SAB interfiere con este procedimiento dirigiendo localmente el ensamblaje y la polimerización de fibras de celulosa y, por lo tanto, da lugar a una réplica negativa de alta fidelidad de la geometría de la superficie presentada por el molde.

La porosidad natural de la celulosa bacteriana se puede controlar modulando las condiciones de crecimiento de las bacterias (presión (parcial) de oxígeno, concentración de glucosa, cepa bacteriana) o se puede modificar en mallas de celulosa ya ensambladas con tratamientos químicos después de la producción. Sin embargo, hasta donde conocen los inventores de la presente invención, nunca se ha logrado la transferencia de matrices topográficas regulares en la superficie de matrices de celulosa contiguas de grosor suficiente para conducir a un producto que se puede manipular y utilizar comercialmente.

El número de aplicaciones de la celulosa bacteriana es incontable y varios artículos de celulosa bacteriana están actualmente disponibles en el mercado para aplicaciones cosméticas o médicas. Adicionalmente, se ha demostrado que la celulosa bacteriana tiene propiedades mecánicas superiores y que es prácticamente inerte tras la implantación en animales. La aprobación por la FDA de este material para dispositivos biomédicos implantables aumentará aún más el número de aplicaciones médicas que se benefician de la celulosa bacteriana. La invención propuesta añade un parámetro físico, crítico, totalmente independiente para controlar la interacción entre los tejidos humanos y la celulosa bacteriana. Controlando la topografía de la superficie de la celulosa, se pueden modular o inducir directamente la adhesión, proliferación, diferenciación, migración y apoptosis de las células. Por lo tanto, la modificación rentable de la superficie del material puede proporcionar una gama completa de propiedades novedosas que mejoran la biocompatibilidad y efectividad de los dispositivos biomédicos que presentan celulosa bacteriana.

De este modo, se propone una biolitografía autoensamblada (SAB) como un nuevo protocolo para introducir geometrías predefinidas en la escala de micrómetros y submicrómetros en la superficie de la celulosa bacteriana. El protocolo aplica los principios de la litografía blanda a base de elastómeros y permite un moldeo de réplicas rentable después de generar una red de celulosa. En particular, se crea un molde de un material permeable al oxígeno, de manera preferente, un material polimérico permeable al oxígeno y, de la manera más preferente, un siloxano, por ejemplo (polidimetilsiloxano) PDMS, mediante una litografía blanda estándar en una máscara de moldeo. La máscara de moldeo que presenta la geometría objetivo se puede fabricar de cualquier polímero termoplástico y, en general, (pero no exclusivamente) se obtiene a través de un estampado en caliente estándar. El molde de PDMS se coloca, a continuación, en la interfase con los medios de crecimiento de bacterias y representa un andamio permeable a los gases que induce la polimerización de la celulosa bacteriana. La SAB produce un parche de celulosa que presenta una réplica negativa de la geometría de la superficie presentada en el molde de PDMS y, por lo tanto, igual a la máscara de moldeo inicial. El parche de celulosa bacteriana estructurado en la superficie finalmente se puede despegar del molde de PDMS sin más pasos. Tanto el molde de PDMS como la máscara de moldeo original se pueden utilizar durante varios ciclos sin deterioro. El procedimiento SAB permite una transferencia de alta fidelidad de cualquier textura en el rango de micrómetros y submicrómetros de un molde de PDMS a celulosa bacteriana y no requiere ninguna acción adicional por parte del operador. En definitiva, los inventores de la presente invención han inventado un nuevo procedimiento para acoplar las propiedades bioquímicas de la celulosa bacteriana al control de la interacción entre el material celular y las texturas de la interfase. Los inventores de la presente invención han previsto la explotación de esta nueva tecnología para producir recubrimientos biológicos mejorados, apósitos para heridas y/o productos cosméticos con una interacción mejorada con los tejidos humanos.

La presente invención propone, de manera más específica, un protocolo de biolitografía autoensamblada (SAB), que incluye las siguientes etapas: se crea un molde, de manera preferente un molde de PDMS, de manera preferente, a través del moldeo por fundición mediante litografía estándar de PDMS en una máscara de plástico (fila superior). La máscara que presenta una topografía de superficie puede estar fabricada de un polímero termoplástico y, en general, (pero no exclusivamente) se obtiene a través de un estampado en caliente estándar. La SAB que utiliza el molde como plantilla de estructuración utilizando una cadena productora de celulosa en un medio de crecimiento en la superficie topográficamente estructurada y permitiendo que el oxígeno pase a través del molde produce un parche plano de celulosa con una réplica negativa de la geometría de la superficie presentada por el molde (PDMS). El molde simplemente se coloca en la interfase con los medios de crecimiento y representa un armazón permeable a los gases que induce la polimerización de la celulosa bacteriana. El parche de celulosa finalmente se puede despegar del molde de PDMS sin más pasos.

Por lo tanto, ha habido varios intentos de texturizar la superficie de estructuras de celulosa. Por ejemplo, se ha propuesto utilizar material de celulosa existente y grabar una estructura en la superficie de manera mecánica. Sin embargo, la utilización de esta técnica conduce a cambios de densidad significativos en el material de celulosa resultante, conduce a la destrucción de la estructura de la celulosa a nivel molecular, dando lugar a una homogeneidad insuficiente. Además de eso, en este caso solo existe la estructura de la superficie, mientras que en el enfoque propuesto, no sólo está la estructura de la superficie, sino también, debido al crecimiento autoensamblado, una orientación particular de las fibras de celulosa en esta estructura de superficie que está asociada y relacionada con la estructura de la superficie. Esto tiene efectos adicionales que no pueden lograrse mediante técnicas de estampado.

Otros enfoques han tratado de autoensamblar celulosa en una estructura, sin embargo, en todos estos casos no se pudieron producir capas contiguas, sino sólo estructuras de rejilla y, además de eso, debido al hecho de que fueron cultivadas en plantillas sin permitir que el oxígeno estuviera presente en la interfase entre la plantilla y el lugar donde se genera la celulosa, las estructuras de celulosa resultantes son, de manera inherente, extremadamente delgadas y no se pueden manipular. Por lo tanto, todos estos enfoques no condujeron a productos que en realidad puedan ser utilizados en el mercado.

De manera más general, la presente invención se refiere a un procedimiento para la producción autoensamblada de un elemento de celulosa estructurada topográficamente en la superficie. El procedimiento implica una primera etapa con los siguientes elementos:

• se proporciona un molde con una primera superficie en una cara que está estructurada topográficamente en la superficie, de manera complementaria, y que es permeable al oxígeno,

• se proporciona un medio de crecimiento líquido que contiene bacterias productoras de celulosa,

• el molde se coloca para formar una interfase líquido/aire del medio de crecimiento líquido, de manera que la cara del molde con la primera superficie está en contacto directo con el medio de crecimiento líquido, y con una cara opuesta que está orientada hacia el aire o hacia un gas circundante que contiene oxígeno específicamente provisto,

• permitir que dichas bacterias produzcan y depositen celulosa sobre dicha primera superficie (4) y desarrollar en la interfase con la misma una superficie estructurada topográficamente en la superficie complementaria a la misma, hasta que se forma una capa de celulosa contigua con un grosor del elemento (10), como mínimo, de 0,3 mm, de manera preferente, como mínimo, de 0,4 mm, de la manera más preferente, como mínimo, de 0,5 mm o, como mínimo, 0,75 mm.

En una segunda etapa posterior, el elemento se extrae de dicho molde.

La expresión “estructurada topográficamente en la superficie”, según la presente invención, se entiende, en particular, de la siguiente manera:

La superficie está provista de una topografía, es decir, un perfil de superficie tridimensional, que es una matriz regular de características geométricas, como mínimo, en una dirección del plano de la superficie. Esta matriz regular de características geométricas se define, de manera preferente, mediante los siguientes parámetros:

• Tamaño de características individuales (vertical y lateral) que puede abarcar desde unas pocas decenas de nm (10 nm o 20 nm) a decenas de micrómetros (10 a 20 pm).

• Periodicidad de la características (distancia entre características): las características topográficas pueden estar espaciadas isotrópicamente (la distancia entre características es igual en todas las direcciones en el plano) o anisotrópicamente (la distancia entre características es menor o mayor, como mínimo, en una dirección que en otra orientación en el plano).

• Orientación de la característica: las características anisotrópicas (por ejemplo, barras) pueden estar orientadas, de manera preferente, en una dirección, por ejemplo, todas perpendiculares a la superficie principal o todas alineadas a lo largo de un vector direccional común que no es perpendicular al plano, pero aún inclinadas con respecto al plano, es decir, no en el plano, u orientadas al azar.

• Orden/desorden: cuando se produce una matriz de características topográficas (por ejemplo, pilares, tal como se ha indicado anteriormente y se detalla, a continuación), la posición de las características en la matriz de cristales se puede definir con una cierta tolerancia desde la posición xy ideal (correspondiente a una estructura de cristal perfecto). Aumentando la tolerancia (por ejemplo, como el % de desviación de la estructura cristalina ideal) es posible introducir una cantidad controlada de desorden. Esta proporción orden/desorden puede tener un gran impacto en la respuesta celular.

Esta expresión '"'estructurada topográficamente en la superficie” es, de este modo, diferente de una rugosidad de superficie normal (lo que se obtiene simplemente creciendo celulosa), que es una estructura aleatoria y no regular, y cuya rugosidad se caracteriza como la desviación de una superficie de un perfil perfectamente plano. En esta definición de "estructurada topográficamente en la superficie", dos superficies pueden tener una rugosidad similar, pero mostrar características topográficas o disposición de características diferentes.

La principal diferencia práctica entre una superficie de celulosa modificada topográficamente y una celulosa con rugosidad natural es que en el primer caso esencialmente TODAS las células que interactúan con la superficie recibirán la misma señal topográfica modificada de forma racional, en el segundo caso, cada célula (dependiendo de la región específica de interacción) recibirá un conjunto diferente de señales. Por esta razón, una respuesta celular coordinada (tal como la requerida para la curación de heridas o para la inhibición de una reacción inflamatoria) SOLO puede obtenerse utilizando una superficie modificada topográficamente.

Una de las propiedades clave e inesperadas de las estructuras resultantes es el hallazgo de que son estables a la deshidratación/rehidratación, de manera que hay una memoria de forma, la forma se conserva si se seca un elemento (y colapsa la superficie estructurada topográficamente) y posteriormente se humedece de nuevo (lo que conduce a un hinchamiento y a una regeneración de la superficie estructurada topográficamente). Esto simplifica y extiende el almacenamiento y hace que las estructuras sean menos propensas a la degradación.

Como dispositivo médico, la celulosa estructurada en la superficie se puede utilizar para la obtención de los siguientes efectos, solos o combinados:

Mejorar la eficacia y acelerar el tiempo de cierre de las heridas

Guiar, alinear, orientar células

Promover la migración

Disminuir o promover la adhesión celular

Prevenir o estimular la activación celular

Minimizar la respuesta inflamatoria

Minimizar la deposición de tejido fibrótico

Minimizar la reacción de cuerpos extraños

Reducir la formación de cicatrices

Mejorar las propiedades mecánicas del tejido regenerado

Según una primera realización preferente, el elemento tiene un grosor en el intervalo de 0,5-10 mm o incluso hasta 15 mm.

De manera preferente, el molde tiene una difusividad al oxígeno, como mínimo, de 10-6 cm2/s.

De manera preferente, el molde, que puede ser un molde bidimensional o tridimensional, está fabricado de siloxano, de manera preferente, PDMS, de manera preferente, se produce, de forma que un elemento de máscara estructurada topográficamente, de manera complementaria, se utiliza como molde para un material sustrato líquido aplicado o inyectado, de manera preferente, en un procedimiento de litografía blanda, de manera opcional, seguido por una etapa de reticulación y/o polimerización, seguido, de manera opcional, por una etapa de tratamiento de la superficie, de manera preferente, una etapa de tratamiento con plasma sobre la superficie topográfica.

La primera superficie puede tener, según aún otra realización preferente, una estructura topográfica en forma de una matriz bidimensional de pilares, hendiduras, en forma de un conjunto de crestas/surcos o en forma de una estructura cruzada bidimensional o una estructura con un patrón de panal. De este modo, también es posible el negativo de una estructura de pilar regular, una matriz bidimensional de hendiduras.

En general, la anchura de las estructuras positivas, en particular, de las crestas y/o de las estructuras negativas, en particular, de los surcos, está en el intervalo de 0,5-100 pm, en la que, de manera preferente, la anchura de las crestas está en el intervalo de 0,5-5 pm y la anchura de los surcos está en el intervalo de 0,5-5 pm, de manera preferente, ambas anchuras son esencialmente iguales.

De manera aún más preferente, las crestas tienen una altura h, como mínimo, de 0,4 pm, de manera preferente, en el intervalo de 0,5-5 pm o en el intervalo de 0,5-2 pm, de manera más preferente, en el intervalo de 1-2 pm.

En general, de manera preferente, los pilares (esencialmente todos idénticos) tienen, de manera preferente, todos y de manera regular, una sección transversal redonda, ovalada o poligonal, de manera preferente, una sección transversal poligonal regular, de la manera más preferente, una sección transversal triangular, cuadrada, pentagonal o hexagonal.

La matriz bidimensional de los pilares puede tener una periodicidad en una dimensión en el plano de la superficie, de manera preferente, en dos o tres direcciones diferentes en el plano de la superficie en el intervalo de 5-50 pm, de manera preferente, en el intervalo de 7-15 pm. Es preferente el caso, por ejemplo, de pilares hexagonales, una disposición en la que hay dichas tres direcciones de periodicidad inclinadas a 0 °, 60 ° y 120 °. De manera preferente, la periodicidad es la misma a lo largo de las diferentes direcciones en el plano de la superficie.

Los pilares individuales pueden tener una extensión lateral en el intervalo de 2-20 pm, de manera preferente, en el intervalo de 4-10 pm.

Además, de manera preferente, los pilares individuales pueden tener una altura en el intervalo de 0,2-5 pm, de manera preferente, en el intervalo de 0,5-2 pm.

Son preferentes matrices bidimensionales regulares de pilares hexagonales, en las que, de manera preferente, la periodicidad es dos veces la extensión lateral de los pilares individuales.

Cuando se habla de pilares, tal como se detalló anteriormente, en términos de dimensiones, también se incluyen, de manera preferente, las estructuras negativas correspondientes, es decir, estructuras en las que no hay pilares regulares, sino hendiduras regulares que tienen la forma de estos pilares.

En la segunda etapa, el molde con el elemento en su primera superficie estructurada topográficamente en la superficie puede sumergirse en un líquido, y el elemento se puede extraer, de manera preferente, despegar de dicha primera superficie en dicho líquido, en el que dicho líquido puede ser, de manera preferente, una solución de NaOH, de manera preferente, con una concentración en el intervalo de 0.5-2 M, de manera preferente, aproximadamente 0,5 M.

Aún según otra realización preferente, después de la segunda etapa, el elemento se trata con calor, de manera preferente, manteniéndolo a una temperatura por encima de la temperatura ambiente en un líquido, de manera preferente, en una solución de NaOH, durante un periodo de tiempo de más de 10 minutos, de manera preferente, de más de 60 minutos, de la manera más preferente, a una temperatura superior a 60 °C.

La presente invención se refiere, además, a un elemento de celulosa estructurada topográficamente en la superficie que está en forma de una capa contigua con un grosor en el intervalo de 0,5-5 mm, de manera preferente, producido o producible utilizando un procedimiento, tal como se ha descrito anteriormente, y que tiene una estructura topográfica de superficie con una altura en el intervalo de 0,5-2 pm (micrómetros) y en el caso de una estructura topográfica de surco/cresta, una periodicidad de la estructura en el intervalo de 0,5-100 pm (micrómetros).

Este elemento de celulosa estructurada topográficamente en la superficie, en particular para aplicaciones de parches de curación, puede ser un parche, y este parche es, en general, bidimensional, de manera que se extiende como una capa plana de dos dimensiones y cada dimensión es más grande que 1 mm, de manera preferente, más grande que 2 mm, y puede ser tan grande como 5-20 cm. La forma bidimensional de un parche de este tipo puede depender de las necesidades, por ejemplo, cuadrado, círculo, triángulo, etc. (véase también la figura 9). La forma y la topografía se pueden optimizar según el tipo de aplicación. Por ejemplo, se pueden utilizar rejillas paralelas, en el caso de aplicaciones de parches de curación, para heridas longitudinales, rejillas confocales para quemaduras o heridas circulares. En otras palabras, la estructura de la superficie topográfica puede ser un conjunto de crestas/surcos dispuestos en paralelo (normalmente en paralelo a un borde del parche), crestas/surcos concéntricamente convergentes (por ejemplo, en el caso de un parche circular o en el caso de un parche ovalado), y/o crestas/surcos dispuestos de forma adaptativa doblada y localmente en paralelo (véase la figura 9c, por ejemplo).

Además, la presente invención se refiere a la utilización de un elemento, tal como un parche, para la curación de heridas y/o aplicaciones cosméticas, como un recubrimiento para una estructura de implante o de cirugía plástica.

También es posible utilizar dicho parche, fabricado, por ejemplo, como un elemento tridimensional, por ejemplo, en forma de funda, para cubrir un implante o para formar un implante como tal.

En este sentido, la presente invención también se refiere a un elemento estructurado topográficamente en la superficie, según la reivindicación 12, que tiene la forma de una estructura tridimensional, con o sin elemento de soporte y que, de manera preferente, tiene la forma de una cubierta, bolsa, recubrimiento, funda o bolsillo en el que se puede colocar un objeto implantable o para cubrir un objeto implantable, en el que, de manera preferente, el objeto implantable se selecciona entre el siguiente grupo: dispositivo cardiovascular, en particular un marcapasos; implante cosmético, de manera preferente, en forma de implante mamario, implante con manguito (“cuff”), implante pectoral, implante de bíceps, implante de nalgas, implante de glúteo; prótesis ortopédica; un sensor y/o dispositivo de estimulación eléctrica; sistema de drenaje, de manera preferente, un catéter; sistema de bombas o tubos; dispositivo oftalmológico; dispositivo auditivo; dispositivo biónico.

De este modo, las siguientes utilizaciones de dichos recubrimientos/fundas/cubiertas/bolsillos/bolsas tridimensionales son, en general, posibles:

Marcapasos

Implantes mamarios

Otros implantes cosméticos (por ejemplo, con manguito, pectorales, bíceps, nalgas/glúteos, y así sucesivamente)

Otros dispositivos médicos implantables, por ejemplo,

Prótesis ortopédicas,

Dispositivos cardiovasculares,

Sensores y dispositivos de estimulación eléctrica,

Sistemas de drenaje, tales como catéteres, para incontinencia urinaria, derivaciones ventriculoperitoneales, etc. Sistemas de bombas y tubos, tales como sistemas de infusión controlada de fármacos para terapias contra el dolor crónico, etc.

Dispositivos oftalmológicos

Dispositivos para el oído

Dispositivos biónicos, tales como robots.

En general, con respecto a los posibles sectores de aplicación, puede decirse lo siguiente:

1) Cirugía plástica:

Los implantes comerciales de silicona (por ejemplo, senos, gemelos, glúteos, tórax, bíceps) fallan debido a la reacción de cuerpos extraños y la encapsulación de tejido cicatricial. La celulosa previene ambas reacciones. La envoltura de estos implantes en celulosa con patrones micrométricos no solo previene reacciones negativas por el cuerpo humano, sino que también mejora una reacción celular positiva en los tejidos circundantes. La celulosa con un patrón micrométrico añadiría valor de mercado a los implantes existentes, al reducir drásticamente su tasa de fracaso.

2) Cosmética:

Actualmente se comercializan máscaras de celulosa desechables (por ejemplo, de cara, manos y pies) en cosmética como máscaras que mejoran la hidratación de la piel, así como la absorción de productos metabólicos residuales y la liberación de nutrientes u otros compuestos a la piel. Las máscaras comerciales de celulosa no presentan ninguna topografía superficial. La topografía con patrones micrométricos mejoraría i) el transporte en masa con la piel al aumentar la superficie en contacto con agua u otros líquidos, ii) la respuesta celular mediante guía apical sobre el tejido epitelial. Se puede adoptar la SAB para desarrollar máscaras cosméticas de celulosa con patrones micrométricos: la SAB aumentaría el rendimiento de las máscaras cosméticas y, en última instancia, añadiría valor de mercado.

3) Parche y curación de heridas:

La celulosa es un material totalmente biocompatible que es ideal para el contacto con tejidos dañados (piel artificial para tratamientos de quemaduras, vendaje oclusivo para heridas crónicas, tales como úlceras diabéticas, heridas de fricción comunes, etc.). La topografía con patrones micrométricos estimula la respuesta celular, en particular, de fibroblastos dérmicos humanos (HDF, “human dermal fibroblasts”), en términos de propagación, proliferación, diferenciación y migración direccional, que, en última instancia, mejoran la eficacia en la curación de heridas. La SAB se puede utilizar para fabricar parches de celulosa con patrones micrométricos para la manipulación de heridas. Otras realizaciones preferentes de la presente invención se describen en las reivindicaciones adjuntas.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS

A continuación, se describen las realizaciones preferentes de la presente invención con referencia a los dibujos, que son para el propósito de ilustrar las presentes realizaciones preferentes de la presente invención y no con el propósito de limitar la misma. En los dibujos,

La figura 1 muestra una representación esquemática del protocolo de biolitografía autoensamblada (SAB); se crea un molde de PDMS a través del moldeo por fundición mediante litografía blanda estándar de PDMS en una máscara de plástico (fila superior); la máscara que presenta una topografía de superficie puede estar fabricada de cualquier polímero termoplástico y, en general, (pero no exclusivamente) se obtiene a través de un estampado en caliente estándar. La SAB (fila inferior) produce un parche plano con una réplica negativa de la geometría de la superficie presentada por el molde de PDMS; el molde simplemente se coloca en la interfase con los medios de crecimiento y representa un armazón permeable a los gases que induce la polimerización de la celulosa bacteriana; el parche de celulosa finalmente se puede despegar del molde de PDMS sin más pasos;

la figura 2 muestra la topografía de la superficie en celulosa producida por bacterias; las rejillas generadas en parches de celulosa mediante SAB; imágenes de transmisión de rejillas con profundidad de surco de 0,4 pm, periodo lateral de 20 A) o 100 B) pm; respectivamente; C) y D) perfiles de intensidad de las imágenes mostradas en los paneles A y B;

la figura 3 muestra rejillas con una relación de aspecto elevada generadas en celulosa bacteriana mediante SAB; la figura 4 muestra el control del tamaño de la característica vertical en SAB; imágenes de transmisión de rejillas con período lateral de 10 pm y profundidad de surco de 0,4 A) o 1 pm B); respectivamente;

la figura 5 muestra el crecimiento de fibroblastos dérmicos humanos (HDF) en celulosa bacteriana recubierta con gelatina; revelando la inmunotinción de HDF los núcleos celulares y el citoesqueleto de actina; pocas células no polarizadas se adhieren y crecen en parches planos A) mientras que se puede obtener una capa celular más densa en celulosa texturizada mediante SAB; aquí, los HDF se alargan a lo largo de la dirección de la topografía y, en particular, en las rejillas con un período lateral de 10 B) o 20 pm C); se obtiene una alineación reducida en las rejillas con un período lateral de 100 pm D); la dirección de las rejillas está indicada por las flechas blancas; y

la figura 6 muestra la distribución de la alineación de fibroblastos dérmicos humanos (HDF) en los parches de celulosa: orientación angular con respecto a la dirección de las rejillas; muestra plana sin topografía de la superficie A) y rejillas generadas en parches de celulosa mediante SAB: profundidad de surco de 0,4 pm, período lateral de 20 B) o 10 C) pm, respectivamente; las células muestran una distribución aleatoria en el parche plano (A); su orientación resulta más uniforme cuando los parches de celulosa presentan topografía de superficie con microrejillas (B y C);

la figura 7 muestra un corte esencialmente perpendicular a la dirección de ejecución de los surcos/crestas con las posibles dimensiones ilustradas esquemáticamente en a) y, en b)-d) posibles formas alternativas de los surcos/crestas del molde de PDMS;

la figura 8 muestra el ángulo de contacto estático con el agua medido en la superficie activa del molde de PDMS con diferentes tratamientos con plasma, el ángulo de contacto de los moldes de PDMS no tratados se compara con el ángulo de contacto de los parches tratados con plasma a baja potencia (10 W) durante 30, 60, 90, 120 y 150 segundos y con el ángulo de contacto de PDMS recubierto con gelatina;

la figura 9 muestra posibles formas geométricas de matrices topográficas en parches de curación/apósito, en la que en A) se muestra la forma de una herida longitudinal, en B) la forma de una herida circular, y en C) la forma de una herida más compleja;

la figura 10 muestra la caracterización vertical de parches de biocelulosa estructurados antes de la deshidratación (izquierda) y después de la rehidratación (derecha); arriba (A): micrografías de fuerza atómica de parches que presentan rejillas; abajo (B): perfiles de altura correspondientes;

la figura 11 muestra (arriba) una vista superior sobre un patrón esquemático para el elemento de celulosa estructurado topográficamente en la superficie, en la que los pilares son de sección transversal hexagonal (empaquetamiento hexagonal) y (abajo) un corte perpendicular al plano de la superficie a lo largo de la línea K en la figura superior;

la figura 12 muestra (arriba) una vista superior sobre un patrón esquemático para el elemento de celulosa estructurado topográficamente en la superficie, en la que los pilares son de sección transversal redonda y (abajo) un corte perpendicular al plano de la superficie a lo largo de la línea K en la figura superior;

la figura 13 muestra imágenes SEM de la estructura de pilares de empaquetamiento hexagonal en una oblea de silicio: vista superior (izquierda) y vista en perspectiva de 45 ° (derecha);

la figura 14 muestra una imagen de un molde de PDMS tridimensional con topografía

la figura 15 muestra una representación esquemática de una configuración de biorreactor para la generación de moldes tridimensionales; y

la figura 16 muestra una funda/cubierta/bolsillo de celulosa tridimensional en un marcapasos, izquierda: marcapasos solo, centro: funda sola; derecha: marcapasos en funda.

DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERENTES

Fabricación de moldes de PDMS:

Los moldes de PDMS se fabricaron con polidimetilsiloxano (PDMS, Dow Corning, Estados Unidos) en una proporción de mezcla de 1:10. El PDMS mixto se desgasificó en una cámara de vacío durante 10 minutos para eliminar el aire atrapado y se vertió en un grosor de 500 pm sobre una máscara de copolímero de olefina cíclica con un patrón micrométrico (COC, “cyclic olefin copolymer”) que consistía en surcos paralelos con un período de 2 pm, una anchura de surco de 1 pm y una profundidad de surco de 0,6 pm. Posteriormente, el PDMS se desgasificó brevemente por segunda vez y se curó durante 4 horas a 60 °C. Los moldes de PDMS curados se separaron del molde con pinzas y se cortaron en cuadrados de 1 cm2 con un bisturí. De manera similar, se crearon moldes en blanco al verter PDMS sobre sustratos de COC planos para fines comparativos. Posteriormente, todos los parches se dejaron en etanol durante la noche para disolver cualquier material no reticulado. Los moldes se trataron, a continuación, con plasma de oxígeno para aumentar la hidrofilia de la superficie. Se eligió un tiempo de procesado de 120 segundos a 10 W después de probar un rango de intervalos de 30 a 150 segundos como el que produce el ángulo de contacto más bajo (20,2 ± 0,5 °). La figura 8 muestra la prueba, de manera que el ángulo de contacto estático con el agua medido en la superficie del parche de PDMS activo después de diferentes tratamientos con plasma, el ángulo de contacto de los parches de PDMS no tratados se compara con el ángulo de contacto de los parches tratados con plasma a baja potencia (10 W) durante 30, 60, 90, 120 y 150 segundos y con el ángulo de contacto de PDMS recubierto con gelatina. La rigidez de los parches resultantes se midió mediante pruebas uniaxiales y se calculó que su módulo de Young era de 1,53 ± 0,057 MPa.

El molde 2 tiene surcos 6 con una anchura f y crestas 5 con una anchura e. Esto se ilustrará con algo más de detalle en el contexto de la figura 7, de manera específica, la figura 7a, en la que se muestra un corte esencialmente perpendicular a la dirección de ejecución del patrón en el molde 2. En este caso, el patrón es un patrón rectangular regular, en el que las dos anchuras e y f son iguales, y en el que el ángulo del patrón a es 90 °. La longitud 1 del patrón real debe tener una longitud mínima, a saber, el período del patrón p debe ser menor de 10 ^m [micrómetro] y la longitud del patrón 1 debe ser mayor de 1 mm. Normalmente, esta longitud 1 es igual a la anchura d completa del molde 2, tal como se ilustra en la figura 1. Las crestas tienen una altura h (o los surcos tienen una profundidad), que puede estar dentro de los límites, tal como se han descrito anteriormente.

La forma del patrón no tiene que ser una forma rectangular regular, tal como se ilustra en la figura 7a. Las crestas también pueden tener, como mínimo, de manera parcial, forma trapezoidal, tal como se ilustra en la figura 7b, pueden tener forma triangular, tal como se ilustra en la figura 7c (también es posible que los triángulos se encuentren en la parte inferior de las crestas conduciendo a una forma de zigzag), y también pueden tener forma rectangular con bordes redondeados, tal como se ilustra en la figura 7d (los bordes redondeados pueden estar en las esquinas superiores de las crestas, tal como se ilustra en la figura 7d, sin embargo, también pueden ser o, de manera alternativa, estar en los bordes inferiores de los surcos).

Dentro de las figuras 1 y 7 sólo se muestran situaciones en las que el patrón se extiende esencialmente a lo largo de una única dirección lineal. Sin embargo, también es posible tener una estructura doblada a lo largo de la dirección 9, si se va a inducir el crecimiento de las células productoras de celulosa a lo largo de dicha curva. La longitud 1 con los límites descritos anteriormente se entiende en esta situación como la longitud a lo largo de dicha forma doblada.

Las posibles formas geométricas de las matrices topográficas en los parches de curación/apósito se ilustran en la figura 9. Si bien la geometría básica son las rejillas, como matrices longitudinales de crestas y surcos alternados, sólo puede ser útil y apropiada para heridas o quemaduras longitudinales, siempre que, de manera preferente, la topografía anisotrópica esté alineada perpendicular a la herida cuando se aplica el parche.

Sin embargo, se pueden realizar geometrías más complejas para interactuar con heridas o quemaduras circulares o en forma compleja. Estas geometrías se refieren al patrón macroscópico, mientras que a escala micrométrica o submicrométrica, las características topográficas pueden retener la misma característica de tamaño o periodicidad o similares. A continuación, se proporcionan ejemplos visuales para el caso de una herida longitudinal A), de una herida circular B) o de una herida de forma compleja C) en la figura 9.

Crecimiento del parche de celulosa en el molde:

Materiales:

Procedimiento:

Com osición re aración del medio

La solución resultante se esteriliza en autoclave durante 30 minutos a 121 °C. Después de enfriar hasta temperatura ambiente, se añaden 50 ml de una solución de glucosa filtrada (50 % en agua destilada).

Configuración del biorreactor:

Para una placa de Petri de 10 cm.

• Tomar 1 ml de celulosa homogeneizada (que contiene bacterias) y mezclar con 20 ml de medio dentro de un tubo falcon estéril (50 ml).

• Verter la mezcla de celulosa y medio en la placa final.

• Colocar el molde de PDMS encima vigilando que no haya burbujas de aire atrapadas entre el medio líquido y el molde de PDMS. Las burbujas pueden provocar una falta de homogeneidad en el parche final de celulosa, por lo que deben evitarse.

• El parche de PDMS estará flotando en el medio, por lo tanto, en general, es más conveniente utilizar un recipiente que sea ligeramente más grande que el molde.

• El biorreactor se coloca cuidadosamente en la incubadora y se mantiene a 29 °C, en un ambiente humidificado (70 % de humedad).

• Dejar que las bacterias crezcan durante un tiempo suficiente. El tiempo de incubación es proporcional al grosor total deseado del parche de celulosa resultante. La siguiente tabla proporciona alguna indicación experimental de esta correlación:

Estos valores pueden estar influenciados por el aumento de la presión (parcial) de oxígeno a través del molde. Recogida del parche de celulosa:

• Al final del período de fermentación, el molde de PDMS y el parche de celulosa se extraen del biorreactor. Se mantendrán juntos.

• El molde de PDMS y el parche de celulosa se sumergen en una solución de NaOH (1 M en agua destilada) a temperatura ambiente.

• El parche de celulosa se despega cuidadosamente del molde de PDMS dentro de la solución.

• El molde de PDMS se extrae de la solución.

• El parche de celulosa se deja en la solución de NaOH.

• A continuación, la solución de NaOH con el parche de celulosa se mantiene a 80 °C en un horno durante 80 minutos (es decir, todo el parche se sumerge en la solución de NaOH; antes de eso, las bacterias y el medio quedan atrapados dentro y alrededor de la celulosa; esta etapa extrae/lava (o "hibrida") las bacterias; las siguientes etapas son para reemplazar el NaOH por agua).

• A continuación, se extrae la solución de NaOH y se añade agua destilada.

• El parche de celulosa se lava con agua destilada fresca 4 veces durante 1 hora cada vez para eliminar los residuos del medio.

• El parche de celulosa (que tiene el carácter de un hidrogel) se lava, a continuación, con una solución de etanol al 95 % y, a continuación, se almacena en etanol hasta su utilización.

Este procedimiento produce un parche de celulosa semitransparente (en el espectro visible). Para mejorar la transparencia (hasta el 90 % de la luz incidente) se puede utilizar una incubación más larga en etanol (hasta 1 semana).

La figura 10 ilustra que las estructuras resultantes son estables después de la deshidratación/rehidratación. La topografía de la superficie del parche hidratado producido inicialmente se midió con la caracterización resultante ilustrada en la parte derecha. A continuación, el parche se secó y, posteriormente, se rehidrató nuevamente y se midió la estructura de la superficie de la misma región del parche, proporcionándose los resultados en la parte derecha. La misma profundidad y periodicidad se establece después de la rehidratación como antes del secado. No se pudo observar deterioro o cambio con respecto a la periodicidad y/o profundidad y/o forma de las estructuras inicialmente establecidas.

Las figuras 11 y 12 ilustran, de manera esquemática, posibles topografías, tal como se aplican en el molde correspondiente, de manera que los pilares que se generan en el elemento de celulosa son las hendiduras correspondientes en la superficie del molde. En la figura 11 se muestra una estructura hexagonal, en la que una matriz regular de hendiduras de sección transversal hexagonal regular (de igual longitud lateral, totalmente simétricas), que finalmente dan lugar a los correspondientes pilares hexagonales en el parche de celulosa, se disponen en una matriz bidimensional, en líneas a lo largo de tres ejes sesgados inclinados 60 °/120 ° entre sí. El ángulo de inclinación máximo de las superficies verticales es, de manera preferente, en el molde, menor de 1 °. La figura 12 ilustra una disposición respectiva en la que la sección transversal de las hendiduras es circular, dando lugar a parches de celulosa con pilares de sección transversal circular.

Tal como se indicó anteriormente, son preferentes estructuras de pilar, pero también es posible la estructura negativa correspondiente, es decir, una estructura en la que hay una matriz bidimensional regular de hendiduras, y en la que las hendiduras son todas esencialmente idénticas. En la figura 13 se muestra una estructura de molde para fabricar un parche de celulosa que tiene una matriz regular de hendiduras hexagonales como topografía de la superficie.

Estudios in vivo e in vivo de parches de ratones:

Los ensayos con animales se realizaron en ratones macho C57BL/6J con un peso corporal de 25 a 35 g (n = 18) a efectos de evaluar:

1. Rendimiento en la curación de heridas de parches de celulosa con superficie modificada topográficamente.

2. Proceso inflamatorio y de revascularización en presencia de celulosa.

Para estudiar el proceso de revascularización, se utilizó la cámara de pliegue de la piel dorsal modificada (MDSC, “modified dorsal skin fold chamber”). De manera resumida, para la implantación de la cámara, se montaron dos marcos simétricos de titanio sobre un pliegue de piel dorsal del animal. A continuación, se eliminó por completo una capa de piel en un área circular de 15 mm de diámetro y las capas restantes (que consistían en músculo estriado de la piel, tejido subcutáneo y piel) se cubrieron con un cubreobjetos de vidrio incorporado en uno de los marcos de titanio. Antes del injerto de piel, se dejó un período de recuperación de 3 días. A continuación, la piel y la mayoría de las partes de la capa de grasa hipodérmica se eliminaron cuidadosamente en un área circular de 7 mm de diámetro desde la parte posterior de la cámara a efectos de crear una herida artificial de grosor total. El defecto en la parte posterior de la cámara se cubrió, a continuación, con sustratos de celulosa bacteriana y se cubrió con un cubreobjetos de vidrio incorporado en el otro marco de titanio. Los sustratos de celulosa bacteriana estructurados en la superficie se colocaron con rejillas dirigidas hacia el lecho de la herida. Adicionalmente, para investigar la biocompatibilidad de los sustratos de celulosa bacteriana, todos los animales recibieron una réplica del mismo sustrato de celulosa bacteriana en un bolsillo de la piel en la ingle.

Los resultados globales han demostrado una inflamación mínima en el lecho de la herida en presencia del parche de celulosa bacteriana. Fue tan baja como con un injerto de piel completo del mismo animal (utilizado como control). Por lo tanto, la celulosa bacteriana se confirma como un material ideal para el tratamiento de las heridas y los implantes. Además, los conocimientos del análisis y la distribución cuantitativa de la formación de colágeno histológico revelaron que el grupo tratado con celulosa modificada topográficamente ya había restablecido (después de 21 días) una capa densa de fibras de colágeno distribuidas de manera homogénea. Por lo tanto, el rendimiento de los parches de celulosa modificadas topográficamente fue superior al de los parches idénticos no estructurados. Fabricación de elementos estructurados topográficamente tridimensionales:

Las estructuras de celulosa tridimensionales se obtienen mediante la introducción de moldes de silicona tridimensionales con el cultivo bacteriano. Los moldes de silicona presentan una topografía de la superficie, un ejemplo se ilustra en la figura 14. La topografía de la superficie se imprime durante el propio procedimiento de moldeo (por ejemplo, con PDMS) o se aplica como una capa adicional (por ejemplo, pegando con el propio PDMS una capa ya estructurada, tal como se ha descrito anteriormente). El molde de silicona tiene un grosor entre 0,5 y 2 mm y una cavidad interna de la forma, tamaños y dimensiones del objeto para cubrir con celulosa. El molde de silicona puede presentar una capa adicional en su parte superior para facilitar su colocación en el cultivo bacteriano. El molde de silicona con topografía de la superficie se coloca en el cultivo bacteriano de modo que permita:

- la humectación completa de la superficie externa del molde de silicona.

- el llenado de aire de la cavidad interna.

La colocación del molde de silicona se puede ayudar con un biorreactor que consiste en dos cámaras, para el aire y las bacterias en un medio, respectivamente. La circulación de oxígeno dentro de la cámara de aire se puede facilitar dejando la cámara abierta o controlando el flujo de oxígeno en la misma, por ejemplo, utilizando una bomba o una botella de gas con un sistema de válvulas.

En la figura 15 se ilustra una representación esquemática de una configuración de biorreactor.

Después del tiempo de cultivo, se forma una capa de celulosa en la interfase del molde. La funda/cubierta/bolsillo de celulosa presenta una topografía de la superficie en su superficie interna y se puede extraer fácilmente, lavar, procesar y esterilizar, tal como se ha descrito previamente para los parches planos de celulosa. El bolsillo de celulosa finalmente se voltea a efectos de presentar la topografía de la superficie en su superficie externa. El objeto objetivo puede finalmente insertarse dentro del bolsillo de celulosa. El cierre del objeto puede optimizarse suturando el lado abierto del bolsillo de celulosa.

La figura 16 ilustra como ejemplo una funda/cubierta/bolsillo de celulosa tridimensional en un marcapasos.

LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIA

1 máscara COC 11 cámara de oxígeno

2 elemento de superficie activa con patrón, molde 12 cámara de fermentación

de PDMS 12.1 molde

3 parte posterior de 2 12.2 Tubo

4 parte frontal de 2, superficie topográfica 12.3 tapa

12.4 reborde

5 cresta 13 cavidad interna para la permeación de oxígeno 6 surco

7 plano especular central de la cresta e anchura de cresta

f anchura de surco

8 plano especular central del surco a ángulo de, patrón

p periodo del patrón

9 dirección de ejecución del patrón h altura del patrón

10 elemento de celulosa l longitud del patrón a lo largo de la dirección de ejecución de los surcos/crestas

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la producción autoensamblada de un elemento de celulosa estructurado topográficamente en la superficie (10), en el que, en una primera etapa

se proporciona un molde (2), con una primera superficie (4) en una cara que está, estructurada topográficamente en la superficie, de manera complementaria, y que es permeable al oxígeno, en el que

se proporciona un medio de crecimiento líquido que contiene bacterias productoras de celulosa, y en el que el molde (2) se coloca para formar una interfase líquido/aire del medio de crecimiento líquido, de manera que la cara del molde con la primera superficie (4) está en contacto directo con el medio de crecimiento líquido, y con una cara opuesta (3) que está orientada hacia el aire o hacia un gas circundante que contiene oxígeno específicamente provisto,

permitir que dichas bacterias produzcan y depositen celulosa sobre dicha primera superficie (4) y desarrollar en la interfase con la misma una superficie estructurada topográficamente en la superficie complementaria a la misma, hasta que se forma una capa de celulosa contigua con un grosor del elemento (10), como mínimo, de 0,3 mm, y en el que, en una segunda etapa, el elemento (10) se extrae de dicho molde.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que el elemento (10) tiene un grosor en el intervalo de 0,5-10 mm.

3. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el molde (2) tiene una difusividad al O², como mínimo, de 10-6 cm2/s.

4. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el molde (2) está fabricado de un material permeable al oxígeno, de manera preferente, de un material polimérico permeable al oxígeno y, de la manera más preferente, de un siloxano, de manera preferente, PDMS, de manera preferente, producido de forma que un elemento de máscara estructurada topográficamente, de manera complementaria (1) se utiliza como molde para un material sustrato líquido aplicado o inyectado, de manera preferente, en un procedimiento de litografía blanda, de manera opcional, seguido por una etapa de reticulación y/o polimerización, seguido, de manera opcional, además, por una etapa de tratamiento de superficie, de manera preferente, una etapa de tratamiento con plasma sobre la superficie topográfica (4).

5. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera superficie (4) tiene una estructura topográfica en forma de una matriz bidimensional de pilares, hendiduras, en forma de un conjunto de crestas/surcos o en forma de una estructura cruzada bidimensional o una estructura con un patrón de panal, en el que la anchura de las estructuras positivas, en particular, de las crestas (5), y/o de las estructuras negativas, en particular, de los surcos (6), está en el intervalo de 0,5-100 pm, en el que, de manera preferente, la anchura de las crestas (5) está en el intervalo de 0,5-5 pm y la anchura de los surcos (6) está en el intervalo de 0,5-5 pm, de manera preferente, ambas anchuras son esencialmente iguales.

6. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera superficie (4) tiene una estructura topográfica en forma de una matriz bidimensional de pilares o hendiduras correspondientes, en el que los pilares tienen todos, y de manera regular, una forma redonda, de manera preferente circular u ovalada, o poligonal, de manera preferente, poligonal regular, de la manera más preferente, de sección transversal triangular, cuadrada, pentagonal o hexagonal.

7. Procedimiento, según la reivindicación 6, en el que la matriz bidimensional de pilares o de las hendiduras correspondientes tiene una periodicidad, como mínimo, en una dimensión, de manera preferente, en tres direcciones diferentes, en el intervalo de 5-50 pm, de manera preferente, en el intervalo de 7-15 pm.

8. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 5-7, en el que los pilares tienen una extensión lateral en el intervalo de 2-20 pm, de manera preferente, en el intervalo de 4-10 pm y/o en el que los pilares tienen una altura en el intervalo de 0,2-5 pm, de manera preferente, en el intervalo de 0,5-2 pm.

9. Procedimiento, según la reivindicación 5, en el que las crestas (5) tienen una altura (h), como mínimo, de 0,4 pm, de manera preferente, en el intervalo de 0,5-5 pm o en el intervalo de 0,5-2 pm, de manera más preferente, en el intervalo de 1-2 pm.

10. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, en la segunda etapa, el molde (2) con el elemento (10) en su primera superficie (4) estructurada topográficamente en la superficie se sumerge en un líquido, y el elemento (10) se extrae, de manera preferente, se despega, de dicha primera superficie (4) en dicho líquido, en el que, dicho líquido, de manera preferente, es una solución de NaOH, de manera preferente, con una concentración en el intervalo de 0,5-2 M, en el que, en el caso de un elemento tridimensional (10), de manera preferente, en forma de funda o bolsillo, el elemento (10) se extrae del molde (2) y se le da la vuelta, de manera que la superficie del elemento (10) que está de cara al interior durante la producción está de cara al exterior para su utilización.

11. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, después de la segunda etapa, el elemento (10) se trata con calor, de manera preferente, manteniéndolo a una temperatura superior a la temperatura ambiente en un líquido, de manera preferente, en una solución de NaOH, durante un periodo de tiempo de más de 10 minutos, de manera preferente, de más de 60 minutos, de la manera más preferente, a una temperatura superior a 602C.

12. Elemento de celulosa estructurada topográficamente en la superficie (10), que está en forma de una capa contigua con un grosor en el intervalo de 0,5-5 mm, de manera preferente, producido o que se puede producir utilizando un procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y que tiene una estructura topográfica de superficie con una altura en el intervalo de 0,5-2 pm y, en el caso de una estructura topográfica de surco/cresta, una periodicidad de la estructura en el intervalo de 0,5-100 pm y, en el caso de una estructura topográfica de pilares, una periodicidad de la estructura, como mínimo, en una dimensión, de manera preferente, en tres direcciones diferentes, en el intervalo de 5-50 pm, de manera preferente, en el intervalo de 7-15 pm.

13. Elemento estructurado topográficamente en la superficie, según la reivindicación 12, que tiene forma de un parche bidimensional, en particular, para realizar la función de un parche de curación, que se extiende como una capa plana en dos dimensiones y, en el que cada dimensión es más grande que 1 mm, de manera preferente, más grande que 2 mm, en el que, de manera preferente, la forma bidimensional es cuadrada, circular, rectangular, triangular, y, en el que, la estructura topográfica, de manera preferente, comprende o consiste en una matriz de crestas/surcos dispuestos paralelamente, crestas/surcos que convergen de manera concéntrica, y/o crestas/surcos dispuestos de manera adaptativa doblada y localmente en paralelo.

14. Elemento estructurado topográficamente en la superficie, según la reivindicación 12, que tiene forma de una estructura tridimensional, con o sin elemento de soporte, y en el que, de manera preferente, tiene forma de una cubierta, bolsa, recubrimiento, funda o bolsillo, en el que un objeto implantable, en particular un dispositivo médico implantable, puede colocarse o cubrir un objeto implantable, en particular un dispositivo implantable, en el que, de manera preferente, el objeto implantable se selecciona entre el siguiente grupo: implante y/o dispositivo cardiovascular, en particular un marcapasos; implante cosmético, de manera preferente, en forma de implante mamario, implante con manguito, implante pectoral, implante de bíceps, implante de nalgas, implante de glúteos; prótesis ortopédica; un sensor y/o dispositivo de estimulación eléctrica; sistema de drenaje, de manera preferente, un catéter; sistema de bomba o tubos; dispositivo oftalmológico; dispositivo auditivo; dispositivo biónico.

15. Utilización de un elemento, según la reivindicación 12 o 13, como parche o elemento tridimensional, en particular como una funda o bolsillo, para la curación de heridas y/o aplicaciones cosméticas y/o aplicaciones de implantes médicos, o como un recubrimiento para un implante o estructura de cirugía plástica.