ES2812678T3 - Urethral stent, methods and uses of it - Google Patents

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Dos Reis Rui Luis Gonsalves
Duarte Ana Rita Cruz
Barros Alexandre António Antunes
De Lima Estêvão Augusto Rodrigues
Oliveira Carlos André Ribeiro
Correia Pinto Jorge Manuel Nunes
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Abstract

Stent que comprende un sustrato polimérico en la que el sustrato polimérico comprende un 10-50% (p/p) de alginato y un 45-85% (p/p) de gelatina; y una resina biodegradable polimérica para recubrir dicho sustrato polimérico.Stent comprising a polymeric substrate wherein the polymeric substrate comprises 10-50% (w / w) alginate and 45-85% (w / w) gelatin; and a polymeric biodegradable resin to coat said polymeric substrate.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Stent uretral, métodos y usos del mismoUrethral stent, methods and uses of it

Dominio técnicoTechnical domain

La presente divulgación se refiere a los stent uretrales, en particular a una composición para stent uretrales que se usan para garantizar la permeabilidad de un canal, en concreto el uréter, que puede verse comprometido, por ejemplo, por un cálculo urinario, neoplasia o un procedimiento quirúrgico.The present disclosure relates to urethral stents, in particular to a composition for urethral stents that are used to guarantee the patency of a canal, in particular the ureter, which can be compromised, for example, by a urinary stone, neoplasm or a surgical procedure.

AntecedentesBackground

Una primera generación de stent uretrales biodegradables basados en polímeros de origen natural desarrollados en el estado de la técnica (descrito en el documento de Barros AA, Rita A, Duarte C, Pires RA, Sampaio-Marques B, Ludovico P, Lima E, Mano JF, Reis RL. 2015. Bioresorbable uretral stents from natural origin polymers; J Biomed Mater Res, Parte B 2015:103B:608-617) ha demostrado ser una alternativa interesante a los stent convencionales, pero sin embargo ha demostrado fracasar en la primera validación in vivo en un modelo porcino.A first generation of biodegradable urethral stents based on polymers of natural origin developed in the state of the art (described in the document by Barros AA, Rita A, Duarte C, Pires RA, Sampaio-Marques B, Ludovico P, Lima E, Mano JF, Reis RL. 2015. Bioresorbable urethral stents from natural origin polymers; J Biomed Mater Res, Part B 2015: 103B: 608-617) has proven to be an interesting alternative to conventional stents, but has nevertheless proven to fail in the first In vivo validation in a porcine model.

En la primera generación de stent uretrales biodegradables, estos se produjeron usando alginato, goma gellan y una mezcla de estos con gelatina (descritos en Barros AA, Rita A, Duarte C, Pires RA, Sampaio-Marques B, Ludovico P, Lima E, Mano JF, Reis RL. 2015. Bioresorbable uretral stents from natural origin polymers; J Biomed Mater Res Part B 2015:103B:608-617). Se evaluó la adhesión bacteriana de Gram-positiva y Gram-negativa y se comparó con un stent comercial (Biosoft® duo, Porges, Coloplast) y mostró una disminución de adhesión. Se observó que el perfil de biodegradación era altamente dependiente de la composición del stent, con una disolución completa de los stent basados en alginato durante 14 días y de los stent basados en goma gellan hasta 60 días [16]. Una primera generación de stent uretrales biodegradables basados en polímeros de origen natural desarrollados anteriormente ha demostrado ser una alternativa interesante, pero ha fracasado en la primera validación in vivo debido a sus malas propiedades mecánicas (figura 6D).In the first generation of biodegradable urethral stents, these were produced using alginate, gellan gum and a mixture of these with gelatin (described in Barros AA, Rita A, Duarte C, Pires RA, Sampaio-Marques B, Ludovico P, Lima E, Mano JF, Reis RL. 2015. Bioresorbable urethral stents from natural origin polymers; J Biomed Mater Res Part B 2015: 103B: 608-617). Gram-positive and Gram-negative bacterial adhesion was evaluated and compared with a commercial stent (Biosoft® duo, Porges, Coloplast) and showed a decrease in adhesion. The biodegradation profile was found to be highly dependent on the composition of the stent, with complete dissolution of alginate-based stents for 14 days and gellan-gum-based stents for up to 60 days [16]. A first generation of biodegradable urethral stents based on naturally occurring polymers developed earlier has proven to be an interesting alternative, but has failed in the first in vivo validation due to poor mechanical properties (Figure 6D).

Los efectos adversos más frecuentes notificados por los pacientes que experimentan colocación de stent uretral son dolor y dificultades en las vías urinarias [1 ]. Estos problemas pueden afectar significativamente a la calidad de vida del paciente con pérdida de días de trabajo, fugas urinarias y dificultades sexuales [2]. En los últimos años, se han sometido a prueba nuevos diseños de stent uretral con polímeros novedosos, recubrimientos y la incorporación de compuestos activos en un intento de reducir significativamente los problemas más comunes como infección bacteriana e incrustación [2-4]. Lange et al [1] en una revisión reciente concluyeron que el stent del futuro será degradable, de manera controlada, y posible de recubrir o eluir compuestos activos. Actualmente no está disponible en el mercado ningún stent uretral biodegradable, aunque en el último año ha habido un creciente interés en este campo [1]. Se han usado polímeros como ácido poliláctico, ácido poliglicólico, ácido poli(láctico-co-glicólico) y materiales basados en alginato para desarrollar los stent uretrales biodegradables [5-9]. Lumiaho, J. et al informaron de estudios in vivo en modelo porcino usando stent basados en ácido poliláctico y ácido poli(láctico-co-glicólico) que han mostrado buenas propiedades como propiedades antirreflujo y drenaje favorable, pero la biocompatibilidad y el perfil de degradación se demostró que eran insuficientes para uso clínico [5,10,11]. Los mismos stent uretrales mostraron un comportamiento diferente en un modelo canino, presentando una buena biocompatibilidad y degradación que ocurrió en 12 semanas [12]. Otros estudios que usaron stent uretrales basados en ácido poli(láctico-co-glicólico) informaron de propiedades radiopacas favorables y de drenaje, pero la biocompatibilidad se vio comprometida, según lo informado en la bibliografía [5,13-15]. La degradación de los stent uretrales debe ser uniforme y homogénea, evitando la formación de fragmentos durante el proceso de degradación que pueden bloquear el uréter [1,6,16]. Un stent Uriprene (Poly-Med, EE.UU.), un stent radiopaco basado en ácido glicólico-láctico se ha diseñado para degradarse en la dirección de la espiral vesical a la espiral renal evitando la obstrucción uretral secundaria para la degradación de fragmentos de stent [1]. Los estudios de modelo porcino in vivo de Uriprene informaron de una buena estabilidad y biocompatibilidad, con una degradación predecible durante 2-4 semanas manteniendo el drenaje. En estudios anteriores, se informó de un stent uretral producido con polímeros de base natural procesados por secado de punto crítico con dióxido de carbono [16]. Sin embargo, este estudio no fue el primero en la bibliografía en informar de stent uretrales temporales basados en polímero de alginato. Lingeman et al [9,17] mostraron en ensayos clínicos en fase I y fase II que estos stent uretrales se diseñaron para estar intactos al menos 48 h antes de la degradación con drenaje urinario facilitado, tolerabilidad favorable y perfiles de seguridad. El problema de estos stent basados en alginato es el hecho de que presentaron un perfil de disolución no homogéneo y fragmentación que resultó en la necesidad de procedimientos secundarios para retirar fragmentos en algunos pacientes.The most common adverse events reported by patients undergoing urethral stenting are pain and urinary tract difficulties [1]. These problems can significantly affect the quality of life of the patient with lost days of work, urinary leaks and sexual difficulties [2]. In recent years, new urethral stent designs with novel polymers, coatings, and the incorporation of active compounds have been tested in an attempt to significantly reduce the most common problems such as bacterial infection and encrustation [2-4]. Lange et al [1] in a recent review concluded that the stent of the future will be degradable, in a controlled manner, and able to coat or elute active compounds. No biodegradable urethral stent is currently available on the market, although in the last year there has been a growing interest in this field [1]. Polymers such as polylactic acid, polyglycolic acid, poly (lactic-co-glycolic acid), and alginate-based materials have been used to develop biodegradable urethral stents [5-9]. Lumiaho, J. et al reported in vivo studies in a porcine model using stents based on polylactic acid and poly (lactic-co-glycolic acid) that have shown good properties such as antireflux properties and favorable drainage, but biocompatibility and degradation profile they were shown to be insufficient for clinical use [5,10,11]. The same urethral stents showed a different behavior in a canine model, presenting good biocompatibility and degradation that occurred in 12 weeks [12]. Other studies using urethral stents based on poly (lactic-co-glycolic acid) reported favorable radiopaque and drainage properties, but biocompatibility was compromised, as reported in the literature [5,13-15]. The degradation of urethral stents must be uniform and homogeneous, avoiding the formation of fragments during the degradation process that can block the ureter [1,6,16]. An Uriprene stent (Poly-Med, USA), a radiopaque stent based on glycolic-lactic acid, has been designed to degrade in the direction of the bladder coil to the renal coil avoiding secondary urethral obstruction for the degradation of fragments of stent [1]. In vivo porcine model studies of Uriprene reported good stability and biocompatibility, with predictable degradation over 2-4 weeks maintaining drainage. In previous studies, a urethral stent produced with naturally-based polymers processed by critical point drying with carbon dioxide was reported [16]. However, this study was not the first in the literature to report on alginate polymer-based temporary urethral stents. Lingeman and colleagues [9,17] showed in phase I and phase II clinical trials that these urethral stents were designed to be intact for at least 48 h before degradation with facilitated urinary drainage, favorable tolerability, and safety profiles. The problem with these alginate-based stents is the fact that they presented an inhomogeneous dissolution profile and fragmentation that resulted in the need for secondary procedures to remove fragments in some patients.

Descripción generalGeneral description

El stent uretral de la presente divulgación supera el bajo rendimiento mecánico encontrado en la técnica anterior. Sorprendentemente una concentración específica de gelatina y alginato como sustrato junto con un recubrimiento de resina biodegradable polimérica de dicho sustrato polimérico, da como resultado stent con mayores propiedades mecánicas. Estas nuevas composiciones de stent uretral sorprendentemente no fallan en el tratamiento in vivo de mamíferos (véase la figura 6D, 7 y 8), y al mismo tiempo permite la formación del nuevo tejido y evita una segunda intervención quirúrgica.The urethral stent of the present disclosure overcomes the poor mechanical performance found in the prior art. Surprisingly, a specific concentration of gelatin and alginate as a substrate together with a polymeric biodegradable resin coating of said polymeric substrate, results in a stent with higher mechanical properties. These new urethral stent compositions surprisingly do not fail in the in vivo treatment of mammals (see Figures 6D, 7 and 8), and at the same time allow the formation of new tissue and avoid a second surgical intervention.

En una realización, los stent uretrales biodegradables de la presente divulgación se recubrieron con una resina biodegradable polimérica. El análisis morfológico de la superficie de los stent se llevó a cabo mediante microscopía electrónica de barrido. La exploración por rayos X demostró la radiocapacidad de los stent biodegradables de la presente divulgación. La degradación de los stent uretrales biodegradables se evaluó en disolución de orina artificial y se observó que la degradación de los materiales ocurre in vitro entre 9 y 15 días. La degradación estuvo seguida por la pérdida de peso de las muestras y por el análisis químico de las disoluciones tanto por plasma acoplado por inducción (ICP) como por cromatografía de permeación en gel (GPC). La formulación con mayor cantidad de gelatina ha mostrado un buen rendimiento mecánico en cuanto a propiedades de tracción en comparación con el stent comercial (Biosoft® duo, Porges, Coloplast), y la concentración de reticulación ha mostrado no tener una gran influencia en el comportamiento mecánico del stent.In one embodiment, the biodegradable urethral stents of the present disclosure were coated with a polymeric biodegradable resin. The morphological analysis of the surface of the stents was carried out by means of scanning electron microscopy. X-ray scanning demonstrated the radiocapacity of the biodegradable stents of the present disclosure. The degradation of biodegradable urethral stents was evaluated in artificial urine solution and it was observed that the degradation of the materials occurs in vitro between 9 and 15 days. The degradation was followed by the loss of weight of the samples and by the chemical analysis of the solutions by both induction coupled plasma (ICP) and gel permeation chromatography (GPC). The formulation with a higher amount of gelatin has shown good mechanical performance in terms of tensile properties compared to the commercial stent (Biosoft® duo, Porges, Coloplast), and the crosslinking concentration has shown not to have a great influence on the behavior. mechanical stent.

En una realización, se validó en el presente documento el rendimiento in vivo de stent uretrales de la presente divulgación. Los stent uretrales biodegradables se colocaron en los uréteres de un cerdo hembra, siguiendo el procedimiento quirúrgico normal. Los animales permanecieron asintomáticos, con flujo de orina normal, los stent permanecieron intactos durante los primeros 3 días y después de 10 días se degradaron totalmente los stent uretrales de la presente divulgación. Esta nueva formulación combinada con un nuevo proceso productivo supera los problemas verificados con la primera generación de stent biodegradables de base natural (descrita en Barros AA, Rita A, Duarte C, Pires RA, Sampaio-Marques B, Ludovico P, Lima E, Mano JF, Reis RL. 2015. Bioresorbable uretral stents from natural origin polymers; J Biomed Mater Res Part B 2015:103B:608-617).In one embodiment, the in vivo performance of urethral stents of the present disclosure was validated herein. Biodegradable urethral stents were placed in the ureters of a female pig, following the normal surgical procedure. The animals remained asymptomatic, with normal urine flow, the stents remained intact for the first 3 days and after 10 days the urethral stents of the present disclosure were totally degraded. This new formulation combined with a new production process overcomes the problems verified with the first generation of natural-based biodegradable stents (described in Barros AA, Rita A, Duarte C, Pires RA, Sampaio-Marques B, Ludovico P, Lima E, Mano JF, Reis RL. 2015. Bioresorbable urethral stents from natural origin polymers; J Biomed Mater Res Part B 2015: 103B: 608-617).

La solución dada a conocer ahora se refiere a una composición para stent biodegradables, en particular a stent uretrales. Esta divulgación supera los problemas encontrados en los stent disponibles, en particular, stent uretrales, ya que en concreto:The solution disclosed now relates to a composition for biodegradable stents, in particular urethral stents. This disclosure overcomes the problems found in available stents, in particular urethral stents, since in particular:

evita la necesidad de una segunda cirugía para la retirada de stent;avoids the need for a second surgery to remove the stent;

disminuye la morbilidad en pacientes sometidos a un procedimiento quirúrgico;reduces morbidity in patients undergoing a surgical procedure;

disminuye o elimina el riesgo de infección después de la implantación del stent uretral.decreases or eliminates the risk of infection after urethral stent implantation.

Los problemas mencionados en la técnica anterior se resuelven sorprendentemente por la composición de la presente materia objeto que proporciona un stent:The problems mentioned in the prior art are surprisingly solved by the composition of the present subject matter that a stent provides:

que no es rechazada por el cuerpo de mamíferos,that is not rejected by the mammalian body,

este stent tiene propiedades mecánicas mejoradas y permite la implantación in vivo del dispositivo en el modelo animal de mamífero.This stent has improved mechanical properties and allows in vivo implantation of the device in the mammalian animal model.

se eliminó por el paciente mamífero sometido a un procedimiento quirúrgico, ywas removed by the mammalian patient undergoing a surgical procedure, and

que está en el organismo suficiente tiempo para recuperarse del procedimiento quirúrgico realizado.that it is in the body long enough to recover from the surgical procedure performed.

Además, la composición de la presente materia objeto puede comprender además agente activo/terapéutico de liberación local, en particular antiinflamatorio, antimicrobiano, un agente anticancerígeno, o mezclas de los mismos. Sorprendentemente se lograron resultados donde el fármaco terapéutico se incorpora en el sustrato polimérico. La presente divulgación se refiere, en particular, a una nueva composición y a un nuevo método de moldeo por inyección y secado para fabricar los stent, en particular stent uretrales. Adicionalmente, los stent uretrales degradables se recubrieron con un polímero biodegradable. En particular, esta divulgación hace que los stent uretrales degradables realizadas por polímeros de origen natural sea un éxito in vivo, se sometieron a prueba cuatro formulaciones con diferentes concentraciones de gelatina y alginato y diferentes concentraciones de agente de reticulación para obtener mayores propiedades mecánicas.Furthermore, the composition of the present subject matter may further comprise local release active / therapeutic agent, in particular anti-inflammatory, antimicrobial, an anticancer agent, or mixtures thereof. Surprisingly results were achieved where the therapeutic drug is incorporated into the polymeric substrate. The present disclosure relates, in particular, to a new composition and a new injection molding and drying method for manufacturing stents, in particular urethral stents. Additionally, degradable urethral stents were coated with a biodegradable polymer. In particular, this disclosure makes degradable urethral stents made from naturally occurring polymers a success in vivo, four formulations were tested with different concentrations of gelatin and alginate and different concentrations of crosslinking agent to obtain higher mechanical properties.

La composición de la presente materia objeto es degradable por el organismo del mamífero y la combinación con el método de obtención de dicho stent evita la obstrucción del stent por sí mismo cuando está en contacto con un fluido, en concreto en el organismo de mamífero.The composition of the present subject matter is degradable by the mammalian organism and the combination with the method of obtaining said stent avoids the obstruction of the stent by itself when it is in contact with a fluid, specifically in the mammalian organism.

La presente divulgación se refiere a un stent, en concreto un stent uretral, que comprende un sustrato polimérico en el que el sustrato polimérico comprende un 10-50% (p/p) de alginato y un 45-85% (p/p) de gelatina; y una resina biodegradable polimérica para recubrir dicho sustrato polimérico.The present disclosure refers to a stent, specifically a urethral stent, comprising a polymeric substrate in which the polymeric substrate comprises 10-50% (w / w) alginate and 45-85% (w / w) gelatin; and a polymeric biodegradable resin to coat said polymeric substrate.

En una realización, para mejores resultados, el sustrato polimérico puede comprender un 20-40% (p/p) de alginato y un 55-70% (p/p) de gelatina. In one embodiment, for best results, the polymeric substrate may comprise 20-40% (w / w) alginate and 55-70% (w / w) gelatin.

En una realización, para mejores resultados, se añade una disolución de 3-50% (p/v) de resina a dicho stent; preferiblemente se añade una disolución de un 5-20% (p/v) de resina a dicho stent, más preferiblemente una disolución de un 5-10% (p/v) de resina a dicho stent.In one embodiment, for best results, a 3-50% (w / v) solution of resin is added to said stent; preferably a 5-20% (w / v) solution of resin is added to said stent, more preferably a 5-10% (w / v) solution of resin is added to said stent.

En una realización, para mejores resultados, el stent puede comprender además un agente de contraste, en concreto un agente de contraste de rayos X. En una realización, se añadió bismuto para conferir propiedades radiopacas al stent.In one embodiment, for best results, the stent may further comprise a contrast agent, particularly an X-ray contrast agent. In one embodiment, bismuth was added to impart radiopaque properties to the stent.

En una realización, para mejores resultados, el stent dado a conocer ahora puede comprender:In one embodiment, for best results, the disclosed stent may now comprise:

2-5% (p/p) del agente de contraste, preferiblemente 5% (p/p) del agente de contraste, en concreto carbonato de bismuto (III);2-5% (w / w) of the contrast agent, preferably 5% (w / w) of the contrast agent, specifically bismuth (III) carbonate;

el sustrato polimérico puede comprender un 20-40% (p/p) de alginato y un 55-70% (p/p) de gelatina, preferiblemente el sustrato polimérico puede comprender un 30% (p/p) de alginato y un 65% (p/p) de gelatina.the polymeric substrate can comprise 20-40% (w / w) of alginate and 55-70% (w / w) of gelatin, preferably the polymeric substrate can comprise 30% (w / w) of alginate and 65 % (w / w) gelatin.

En una realización, para obtener mejores resultados, la resina biodegradable polimérica para recubrir el sustrato polimérico puede seleccionarse de la siguiente lista: resina de policaprolactona, poliglicólido y sus copolímeros: ácido poli(láctico-co-glicólico con ácido láctico), poli(glicólido-co-caprolactona) con g -caprolactona y poli(carbonato de glicólido-co-trimetileno) con carbonato de trimetileno, o mezclas de los mismos.In one embodiment, for best results, the polymeric biodegradable resin to coat the polymeric substrate can be selected from the following list: polycaprolactone resin, polyglycolide and its copolymers: poly (lactic-co-glycolic acid with lactic acid), poly (glycolide -co-caprolactone) with g -caprolactone and poly (glycolide-co-trimethylene carbonate) with trimethylene carbonate, or mixtures thereof.

En una realización, para mejores resultados, el agente de contraste puede seleccionarse de la siguiente lista: sales de bario, sales de bismuto, pigmentos de espinela o mezclas de los mismos, en particular carbonato de bismuto (III). In one embodiment, for best results, the contrast agent can be selected from the following list: barium salts, bismuth salts, spinel pigments or mixtures thereof, in particular bismuth (III) carbonate.

En una realización, para mejores resultados, el stent puede comprender además un agente de reticulación, en la que dicho agente de reticulación es un elemento de reticulación químico que comprende un grupo funcional capaz de reaccionar con aminas de gelatina, preferiblemente el agente de reticulación se selecciona de la siguiente lista: agentes de reticulación iónica incluyen iones monovalentes o divalentes, de los cuales el catión es calcio, magnesio, bario, estroncio, boro, berilio, aluminio, hierro, cobre, cobalto, plomo o plata; el anión se selecciona del grupo que consiste en cloruro, nitrato, fosfato, citrato, borato, succinato, maleato u oxalato, o mezclas de los mismos.In one embodiment, for best results, the stent may further comprise a crosslinking agent, wherein said crosslinking agent is a chemical crosslinking element comprising a functional group capable of reacting with gelatin amines, preferably the crosslinking agent is select from the following list: ionic crosslinking agents include monovalent or divalent ions, of which the cation is calcium, magnesium, barium, strontium, boron, beryllium, aluminum, iron, copper, cobalt, lead or silver; the anion is selected from the group consisting of chloride, nitrate, phosphate, citrate, borate, succinate, maleate, or oxalate, or mixtures thereof.

En una realización, para obtener mejores resultados, el agente de reticulación puede seleccionarse de un grupo que consiste en cloruro de calcio, genipina, glutaraldehído, carbodiimidas, y mezclas de los mismos.In one embodiment, for best results, the crosslinking agent can be selected from a group consisting of calcium chloride, genipin, glutaraldehyde, carbodiimides, and mixtures thereof.

En una realización, para mejores resultados, el stent puede comprender además un agente terapéutico, en concreto, un agente antiinflamatorio, un agente antimicrobiano, un agente anticancerígeno, un agente antiviral o mezclas de los mismos.In one embodiment, for best results, the stent may further comprise a therapeutic agent, specifically, an anti-inflammatory agent, an antimicrobial agent, an anticancer agent, an antiviral agent, or mixtures thereof.

En una realización, para mejores resultados, el stent puede comprender además un agente antiinflamatorio seleccionado de la siguiente lista: prednisolona, metilprednisolona, fluorometolona, dexametasona, betametasona, hidrocortisona, medrisona, loteprednol, rimexolona, triamcinolona, diclofenaco, ketorolaco, flurbiprofeno, indometacina, suprofeno, ibuprofeno, ketorolaco trometamina, emedastina, levocabastina, azelastina, olopatadina, ketotifeno, ketoprofeno, cromolina, yodoxamida o mezclas de los mismos.In one embodiment, for best results, the stent may further comprise an anti-inflammatory agent selected from the following list: prednisolone, methylprednisolone, fluorometholone, dexamethasone, betamethasone, hydrocortisone, medrisone ,lotprednol, rimexolone, triamcinolone, diclofenac, indurbiporolac, flomethasone suprofen, ibuprofen, ketorolac tromethamine, emedastine, levocabastine, azelastine, olopatadine, ketotifen, ketoprofen, cromolyn, iodoxamide, or mixtures thereof.

En una realización, para mejores resultados, el stent puede comprender además un agente antimicrobiano seleccionado de la siguiente lista: amoxicilina, dicloxacilina, augmentina, cefalosporinas, gentamicina, tobramicina, neomicina, eritromicina, azitromicina, claritromicina, ofloxacina, ciprofloxacina, norfloxacina, levofloxacina o mezclas de las mismas.In one embodiment, for best results, the stent may further comprise an antimicrobial agent selected from the following list: amoxicillin, dicloxacillin, augmentin, cephalosporins, gentamicin, tobramycin, neomycin, erythromycin, azithromycin, clarithromycin, ofloxacin, ciprofloxacin, levofloxacin, or levofloxacin mixtures thereof.

En una realización, para mejores resultados, el stent puede comprender además un agente anticancerígeno seleccionado de la siguiente lista: metotrexato, vinblastina, doxorrubicina, cisplatino, factor estimulante de colonias de granulocitos, gemcitabina, carboplatino, 5-fluorouracilo, ifosfamida, pemetrexed, paclitaxel, epirubicina, mitomicina C, capecitabina, Bacillus Calmette- Guerin (BCG) o mezclas de los mismos.In one embodiment, for best results, the stent may further comprise an anticancer agent selected from the following list: methotrexate, vinblastine, doxorubicin, cisplatin, granulocyte colony stimulating factor, gemcitabine, carboplatin, 5-fluorouracil, ifosfamide, pemetrexed, paclitaxel , epirubicin, mitomycin C, capecitabine, Bacillus Calmette-Guerin (BCG), or mixtures thereof.

En una realización, para mejores resultados, el stent puede comprender además un agente antiviral seleccionado de la siguiente lista: aciclovir, valaciclovir, famciclovir o mezclas de los mismos.In one embodiment, for best results, the stent may further comprise an antiviral agent selected from the following list: acyclovir, valacyclovir, famciclovir, or mixtures thereof.

En una realización, para mejores resultados, el agente terapéutico puede incorporarse en el sustrato polimérico. In one embodiment, for best results, the therapeutic agent can be incorporated into the polymeric substrate.

En una realización, para mejores resultados, el agente terapéutico puede incorporarse en el recubrimiento del sustrato polimérico.In one embodiment, for best results, the therapeutic agent can be incorporated into the polymeric substrate coating.

En una realización, para mejores resultados, el stent ahora puede ser para uso en medicina humana o veterinaria, en particular, el stent puede ser para uso en medicina regenerativa o ingeniería tisular.In one embodiment, for best results, the stent can now be for use in human or veterinary medicine, in particular, the stent can be for use in regenerative medicine or tissue engineering.

En una realización, para mejores resultados, el stent puede ser para uso en la prevención o tratamiento de enfermedades urológicas.In one embodiment, for best results, the stent may be for use in the prevention or treatment of urological diseases.

En una realización, para mejores resultados, el stent dada a conocer ahora puede ser un stent uretral.In one embodiment, for best results, the stent now disclosed may be a urethral stent.

La presente divulgación también se refiere a un método de producción de una stent, en particular un stent uretral, que comprende las siguientes etapas:The present disclosure also refers to a method of producing a stent, in particular a urethral stent, which comprises the following steps:

disolver alginato, gelatina en agua a 40-90 °C, preferiblemente 70 °C;dissolve alginate, gelatin in water at 40-90 ° C, preferably 70 ° C;

agitar a 300-1500 rpm, durante 30 minutos-3 horas, preferiblemente a 600 rpm y durante 1 hora para obtener un sustrato polimérico;stir at 300-1500 rpm, for 30 minutes-3 hours, preferably at 600 rpm and for 1 hour to obtain a polymeric substrate;

añadir opcionalmente un elemento de reticulación químico al sustrato polimérico;optionally adding a chemical crosslinking element to the polymeric substrate;

inyectar el sustrato polimérico en un molde para obtener un stent;injecting the polymeric substrate into a mold to obtain a stent;

colocar el stent en una disolución de alcohol durante 30 minutos-3 horas, preferiblemente durante 1 hora; colocar el stent en una disolución de agente de reticulación de 0,05-2 M en agitación constante durante 1-24 horas, preferiblemente durante 2 horas, a 20-25 °C;placing the stent in an alcohol solution for 30 minutes-3 hours, preferably for 1 hour; placing the stent in a 0.05-2 M crosslinking agent solution under constant stirring for 1-24 hours, preferably 2 hours, at 20-25 ° C;

colocar el stent en una disolución de alcohol;placing the stent in an alcohol solution;

secar el stent en un recipiente de alta presión con un fluido supercrítico, en particular dióxido de carbono, a 35-60 °C, 71-200 bar y 60-360 minutos, en modo continuo;drying the stent in a high pressure container with a supercritical fluid, in particular carbon dioxide, at 35-60 ° C, 71-200 bar and 60-360 minutes, in continuous mode;

sumergir el stent en agua durante 15-90 minutos, preferiblemente 30 minutos;immerse the stent in water for 15-90 minutes, preferably 30 minutes;

sumergir el stent en etanol durante 1-5 horas, preferiblemente durante 1 hora;immersing the stent in ethanol for 1-5 hours, preferably 1 hour;

secar el stent a 20-25 °C durante 1 día;dry the stent at 20-25 ° C for 1 day;

sumergir la stent en una disolución de resina al 5-20%, preferiblemente 10% de policaprolactona durante 5-30 segundos, preferiblemente 10 segundos;immersing the stent in a 5-20% resin solution, preferably 10% polycaprolactone for 5-30 seconds, preferably 10 seconds;

secar a 15-35 °C, preferiblemente 20 °C y durante 12-24 horas, preferiblemente durante 15 horas.dry at 15-35 ° C, preferably 20 ° C and for 12-24 hours, preferably 15 hours.

En una realización, para mejores resultados, la etapa de disolver alginato y gelatina puede comprender además disolver carbonato de bismuto (III).In one embodiment, for best results, the step of dissolving alginate and gelatin may further comprise dissolving bismuth (III) carbonate.

En una realización, para mejores resultados, la etapa de añadir el agente de reticulación puede hacerse por impregnación de fluido supercrítico a 35-50 °C, 100 bar y durante 2 horas o por adición del agente terapéutico al sustrato polimérico.In one embodiment, for best results, the step of adding the crosslinking agent can be done by impregnation of supercritical fluid at 35-50 ° C, 100 bar and for 2 hours or by adding the therapeutic agent to the polymeric substrate.

En una realización, para mejores resultados, la concentración del agente de reticulación, preferiblemente un agente de reticulación iónica, puede ser de entre 5-50 mM, preferiblemente de 5-20 mM.In one embodiment, for best results, the concentration of the crosslinking agent, preferably an ionic crosslinking agent, can be between 5-50 mM, preferably 5-20 mM.

En una realización, para obtener mejores resultados, la concentración de la disolución de agente de reticulación puede ser de 0,24 M, 0,48 M, 1M.In one embodiment, for best results, the concentration of the crosslinking agent solution may be 0.24M, 0.48M, 1M.

En una realización, para mejores resultados, la etapa de secado en el recipiente de alta presión con dióxido de carbono puede llevarse a cabo a 40 °C, 100 bar y 90 minutos.In one embodiment, for best results, the drying step in the high pressure vessel with carbon dioxide can be carried out at 40 ° C, 100 bar and 90 minutes.

La presente divulgación se refiere también a una composición para su uso en un método de prevención o tratamiento de enfermedades urológicas que comprende alginato, gelatina y una resina biodegradable polimérica,The present disclosure also refers to a composition for use in a method of prevention or treatment of urological diseases comprising alginate, gelatin and a polymeric biodegradable resin,

en la que dicha composición se administra en un stent biodegradable,wherein said composition is delivered in a biodegradable stent,

en la que dicho stent comprende un 10-50% (p/p) de alginato y un 45-85% (p/p) de gelatina, como sustrato, y la resina biodegradable polimérica como recubrimiento de sustrato.wherein said stent comprises 10-50% (w / w) of alginate and 45-85% (w / w) of gelatin, as substrate, and the polymeric biodegradable resin as substrate coating.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra “comprender” y las variaciones de la palabra, no se pretende que excluyan otras características técnicas, aditivos, componentes o etapas. Objetos, ventajas y características adicionales de la invención se volverán evidentes para los expertos en la técnica tras el examen de la descripción o pueden aprenderse por la práctica de la invención. Throughout the description and claims the word "understand" and variations of the word are not intended to exclude other technical features, additives, components or steps. Additional objects, advantages, and features of the invention will become apparent to those skilled in the art upon examination of the description or may be learned by practice of the invention.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Las siguientes figuras proporcionan realizaciones preferidas para la presente divulgación y no deben considerarse como limitantes del alcance de la divulgación.The following figures provide preferred embodiments for the present disclosure and should not be construed as limiting the scope of the disclosure.

Figura 1. Micrografías de SEM del stent uretral biodegradable (6 Fr, formulación 2, 0,48 M) a) antes de recubrir, b) después de recubrir, c) mayor amplificación de una capa de hidrogel d) mayor amplificación de dos capas de recubrimiento e hidrogel.Figure 1. SEM micrographs of the biodegradable urethral stent (6 Fr, formulation 2, 0.48 M) a) before coating, b) after coating, c) greater amplification of a hydrogel layer d) greater amplification of two layers coating and hydrogel.

Figura 2. Radiografía en el modo de abdomen de a) stent uretral comercial (Biosoft® duo, Porges, Coloplast) y b) stent uretral biodegradable desarrollada (formulación 2, 0,48 M)Figure 2. Radiography in abdomen mode of a) commercial urethral stent (Biosoft® duo, Porges, Coloplast) and b) developed biodegradable urethral stent (formulation 2, 0.48 M)

Figura 3. Pérdida de peso de stent uretrales biodegradables desarrolladas a) Diferentes ensayos de formulaciones y b) Formulación 2 con diferente concentración de reticulación.Figure 3. Weight loss of biodegradable urethral stents developed a) Different formulation tests and b) Formulation 2 with different crosslinking concentration.

Figura 4. Cromatogramas de GPC de materias primas de stent (alginato y gelatina) y los productos lixiviables en los puntos de tiempo de 1, 3, 6 y 9 días.Figure 4. GPC chromatograms of stent raw materials (alginate and gelatin) and leachables at 1, 3, 6, and 9 day time points.

Figura 5. Estudio de citotoxicidad por viabilidad celular medida después de 72 h.Figure 5. Cytotoxicity study by cell viability measured after 72 h.

Figura 6. Propiedades mecánicas de los stent biodegradables (concentración de reticulación de 0,48M) antes y después de recubrimiento de PCL en cuanto a a) carga máxima (N) b) deformación por tracción máxima (%) y c) módulo de Young (MPa). d) Imágenes de stent biodegradables antes y después de recubrimiento en estado seco y en inmersión en estado húmedo en AUS (barra de escala de 2 mm). Control -(Biosoft® duo, Porges, Coloplast). Los valores se representan como promedio ± DE, n = 3. Diferencias estadísticas (*p < 0,05, **p < 0,01) usando ANOVA de una vía seguido de una prueba a posteriori de Tukey.Figure 6. Mechanical properties of biodegradable stents (0.48M crosslinking concentration) before and after PCL coating in terms of aa) maximum load (N) b) maximum tensile strain (%) and c) Young's modulus (MPa ). d) Images of biodegradable stents before and after coating in the dry state and in immersion in the wet state in AUS (scale bar of 2 mm). Control - (Biosoft® duo, Porges, Coloplast). Values are represented as mean ± SD, n = 3. Statistical differences (* p <0.05, ** p <0.01) using one-way ANOVA followed by a post-Tukey test.

Figura 7. Propiedades mecánicas de los stent biodegradables preparadas con la formulación 2 con diferentes concentraciones de agente de reticulación antes y después de recubrimiento de PCL en cuanto a a) carga máxima (N), b) deformación por tracción máxima (%), c) módulo de Young (MPa) y d) deformación por tracción máxima (%) de formulación 2 de stent uretral durante el tiempo de degradación. Los valores se representan como promedio ± DE, n = 3. Diferencias estadísticas (*p < 0,05, **p < 0,01) usando ANOVA de una vía seguido de una prueba a posteriori de Tukey.Figure 7. Mechanical properties of biodegradable stents prepared with formulation 2 with different concentrations of crosslinking agent before and after PCL coating in terms of aa) maximum load (N), b) maximum tensile strain (%), c) Young's modulus (MPa) and d) maximum tensile strain (%) of urethral stent formulation 2 during degradation time. Values are represented as mean ± SD, n = 3. Statistical differences (* p <0.05, ** p <0.01) using one-way ANOVA followed by a post-Tukey test.

Figura 8. Ureteroscopía convencional del uréter con stent in vivo en un modelo porcino: a) colocación de stent uretral biodegradable b) stent uretral biodegradable dentro del uréter de cerdo de orificio derecho en el momento de colocación c) stent uretral biodegradable después de 3 días en la entrada del uréter de cerdo de orificio derecho d) después de 3 días con el stent uretral biodegradable e) después de 10 días del stent uretral biodegradable f) uréter de cerdo de orificio derecho después de la degradación en el día 10.Figure 8. Conventional ureteroscopy of the ureter with an in vivo stent in a porcine model: a) placement of a biodegradable urethral stent b) biodegradable urethral stent within the right-hole pig ureter at the time of placement c) biodegradable urethral stent after 3 days at the entrance of the right hole pig ureter d) after 3 days with the biodegradable urethral stent e) after 10 days with the biodegradable urethral stent f) right hole pig ureter after degradation on day 10.

Figura 9. Stent uretral biodegradable reticulado con genipina dentro del uréter de cerdo de orificio derecho después de 4 días de la colocación.Figure 9. Genipin-cross-linked biodegradable urethral stent inside the right-nosed pig ureter after 4 days after placement.

Materiales y métodosMaterials and methods

Materiales - En una realización se obtuvieron de Sigma-Aldrich (Alemania) sal sódica de ácido algínico, gelatina, urea, ureasa tipo IX de Canavalia ensiformis (Jack Bean), cloruro de calcio, cloroformo, etanol, carbonato de bismuto (III) básico, fosfato sódico dibásico y azida sódica. Se obtuvieron de Riedel-de Haen (Alemania) dihidrógeno-ortofosfato de potasio y hexahidrato de cloruro de magnesio.Materials - In one embodiment, sodium salt of alginic acid, gelatin, urea, Canavalia ensiformis (Jack Bean) type IX urease, calcium chloride, chloroform, ethanol, basic bismuth (III) carbonate were obtained from Sigma-Aldrich (Germany). , dibasic sodium phosphate and sodium azide. Potassium dihydrogen orthophosphate and magnesium chloride hexahydrate were obtained from Riedel-de Haen (Germany).

El estándar de bismuto para ICP se obtuvo de Sigma-Aldrich (Alemania). La resina de policaprolactona PCL 787, disponible comercialmente como polímero TONE™, se obtuvo de Union Carbide Chemicals and Plastics Division, Bound Brook, Nueva Jersey. Dióxido de carbono (99,998 mol%) se suministró por Air Liquide (Portugal). Todos los reactivos se usaron tal como se recibieron sin ninguna purificación adicional.The bismuth standard for ICP was obtained from Sigma-Aldrich (Germany). PCL 787 polycaprolactone resin, commercially available as TONE ™ polymer, was obtained from Union Carbide Chemicals and Plastics Division, Bound Brook, NJ. Carbon dioxide (99.998 mol%) was supplied by Air Liquide (Portugal). All reagents were used as received without any further purification.

Preparación de segunda generación de stent uretrales biodegradables- En una realización, los polímeros se disolvieron en agua destilada caliente (70 °C) a diferentes concentraciones, tal como se describe en la tabla 1. Las disoluciones se agitaron durante 1 hora y la disolución polimérica se inyectó en un molde para obtener una estructura tubular. Después de 1 hora la pieza se sacó del molde y se colocó en disolución de alcohol (100% de etanol) durante 1 hora. Los stent se transfirieron entonces a una disolución de reticulación de cloruro de calcio (CaCh), con diferentes concentraciones (tabla 1) a temperatura ambiente. Tras la reticulación, los stent se reubicaron en una disolución alcohólica (100% de etanol) para obtener un gel de alcohol que puede secarse en un recipiente de alta presión con dióxido de carbono supercrítico (scCO2) a presión controlada (100 bar) y temperatura (40 °C) y un flujo continuo de scCO2 durante 90 minutos. Finalmente, los stent secas se sumergieron en agua destilada durante 30 min y en etanol al 100%, durante 1 hora, para retirar la plantilla. Los stent se secaron finalmente a temperatura ambiente, durante 1 día. El recubrimiento de los stent se realizó por inmersión en un 10% de resina de policaprolactona (PCL) 787 disuelta en cloroformo. Los stent se secaron en condiciones ambientales durante la noche. También se muestran Biosoft® duo comercial, Porges, Coloplast usados como control en este estudio.Second generation preparation of biodegradable urethral stents- In one embodiment, the polymers were dissolved in hot distilled water (70 ° C) at different concentrations, as described in Table 1. The solutions were stirred for 1 hour and the polymeric solution it was injected into a mold to obtain a tubular structure. After 1 hour the piece was removed from the mold and placed in alcohol solution (100% ethanol) for 1 hour. The stents were then transferred to a calcium chloride (CaCh) crosslinking solution, with different concentrations (table 1) at room temperature. After crosslinking, the stents were relocated in an alcoholic solution (100% ethanol) to obtain an alcohol gel that can be dried in a high pressure vessel with supercritical carbon dioxide (scCO 2 ) at controlled pressure (100 bar) and temperature (40 ° C) and a continuous flow of scCO 2 for 90 minutes. Finally, the dried stents were immersed in distilled water for 30 min and in 100% ethanol for 1 hour to remove the template. The stents were finally dried at room temperature, for 1 day. The stents were coated by immersion in 10% polycaprolactone resin (PCL) 787 dissolved. in chloroform. The stents were dried under ambient conditions overnight. Also shown are commercial Biosoft® duo, Porges, Coloplast used as controls in this study.

Tabla 1. Sumario de las formulaciones sometidas a prueba para preparar los diferentes stent uretrales biodegradables.Table 1. Summary of formulations tested to prepare the different biodegradable urethral stents.

Concentración de material: (% en peso) Concentración gente de de agente de Formulación 1 2 3 eticulación reticulación (M) Alginato 10 30 45 0,24 Gelatina 85 65 50 CaCI2 0,48 Carbonato de 1Material concentration: (% by weight) Concentration of agent of Formulation 1 2 3 eticulation crosslinking (M) Alginate 10 30 45 0.24 Gelatin 85 65 50 CaCl2 0.48 Carbonate of 1

bismuto (III) 5 5 5bismuth (III) 5 5 5

básico

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basic
Figure imgf000007_0001

Recubrimiento 10% de resina PCL 787 Coating 10% PCL 787 resin

Microscopía electrónica de barrido - En una realización, se analizó la morfología de los stent biodegradables en un SEM JEOl , modelo JSM-6010LV. Las muestras se fijaron con cinta adhesiva conductora mutua sobre portamuestras de aluminio y se recubrieron con oro/paladio usando un elemento de recubrimiento de pulverización.Scanning Electron Microscopy - In one embodiment, the morphology of biodegradable stents was analyzed in a JEOl SEM, model JSM-6010LV. The samples were fixed with mutual conductive adhesive tape on aluminum sample holders and plated with gold / palladium using a spray coating element.

Rayos X postoperatorios - En una realización, se evaluaron las características radiopacas del stent uretral biodegradable desarrollada en un equipo de rayos X posoperatorio ubicado en el Departamento de obtención de imágenes del hospital de Braga, Portugal. Las radiografías se tomaron en modo abdomen con amplificación de 0,27x. Postoperative X-rays - In one embodiment, the radiopaque characteristics of the biodegradable urethral stent developed were evaluated in a postoperative X-ray machine located in the Imaging Department of the Braga hospital, Portugal. Radiographs were taken in abdomen mode with 0.27x magnification.

Estudio de degradación - En una realización, se midió la degradación de stent biodegradables en función de la pérdida de peso de las muestras. Las muestras (10 mg) se sumergieron en disolución de orina artificial (AUS) preparada según Khandwekar et al [18] con la composición presentada en la tabla 2. Las muestras sumergidas se secaron y se pesaron para determinar la pérdida de peso, que se calculó según la siguiente ecuación:Degradation Study - In one embodiment, degradation of biodegradable stents was measured as a function of weight loss of the samples. The samples (10 mg) were immersed in artificial urine solution (AUS) prepared according to Khandwekar et al [18] with the composition presented in table 2. The submerged samples were dried and weighed to determine weight loss, which was calculated according to the following equation:

% de pérdida de peso = (Wf -W ¡) / W *100 (1) % weight loss = ( Wf -W ¡) / W * 100 (1)

Donde Wf es el peso final de la muestra (secada después de la inmersión) y Wi es el peso inicial de la muestra. Cada formulación se sometió a prueba por triplicado.Where Wf is the final weight of the sample (dried after immersion) and Wi is the initial weight of the sample. Each formulation was tested in triplicate.

Tabla 2. Composición de la disolución de orina artificial (AUS).Table 2. Composition of artificial urine solution (AUS).

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Cromatografía de permeación en gel (GPC) - En una realización, 5 mg de alginato, gelatina y bismuto se disolvieron en 5 ml de una disolución acuosa de fosfato sódico dibásico 0,01 M que contiene 0,1 M de azida sódica (pH 6,6) y se usaron como controles, mientras que las disoluciones de inmersión obtenidas por prueba de degradación de formulación 2 de stent en un punto de tiempo específico (1, 3, 6 y 9 días) se liofilizó y luego se disolvió en 5 ml del mismo eluyente. Las disoluciones se filtraron a través de un filtro de 0,22 |im y se analizaron en un cromatógrafo de permeación en gel (Malvern, Viscotek TDA 305) con refractómetro, dispersión de luz en ángulo recto y detectores de viscosímetro en un conjunto de cuatro columnas: precolumna Suprema de 5 |im 8 x 50 S/N 3111265, Suprema de 30 A 5 |im 8 x 300 S/N 3112751, Suprema de 1000 A 5 pm 8 x 300 S/N 3112851 PL y Aquagel- OH MIXED de 8 pm 7,5 x 300 S/N 8M-AOHMIX-46-51, con detección de índice de refracción (Detector de iR 8110, Bischoff). Se realizó elución a 30°C usando un caudal de 1 ml min-1. Los tiempos de elución y la señal de detector de IR se calibraron con un conjunto de polisacárido de calibración comercial de Varian que contiene 10 calibrantes Pullulan con polidispersidad estrecha y Mp (masa molecular en el máximo pico) que oscilan de 180 Da a 708 kDa.Gel Permeation Chromatography (GPC) - In one embodiment, 5 mg of alginate, gelatin, and bismuth were dissolved in 5 ml of a 0.01 M aqueous solution of dibasic sodium phosphate containing 0.1 M sodium azide (pH 6 , 6) and were used as controls, while the dip solutions obtained by stent formulation 2 degradation test at a specific time point (1, 3, 6 and 9 days) were lyophilized and then dissolved in 5 ml of the same eluent. The solutions were filtered through a 0.22 µm filter and analyzed on a gel permeation chromatograph (Malvern, Viscotek TDA 305) with refractometer, right angle light scattering and viscometer detectors in a set of four. columns: 5 | im 8 x 50 S / N 3111265 guard column, 30 A 5 | im 8 x 300 S / N 3112751, 1000 A 5 pm supreme 8 x 300 S / N 3112851 PL and Aquagel- OH MIXED 8 pm 7.5 x 300 S / N 8M-AOHMIX-46-51, with refractive index detection (iR 8110 Detector, Bischoff). Elution was performed at 30 ° C using a flow rate of 1 ml min-1. Elution times and IR detector signal were calibrated with a commercial Varian calibration polysaccharide set containing 10 Pullulan calibrants with narrow polydispersity and Mw (molecular mass at maximum peak) ranging from 180 Da to 708 kDa.

Pasma acoplado por inducción (ICP) - En una realización, las disoluciones de inmersión de la prueba de degradación de los stent, formulación 2, se filtraron y se analizaron por plasma acoplado por inducción (ICP) para seguir la concentración de bismuto (Bi) durante los diferentes momentos de degradación. Se midió la absorción de muestra a longitudes de onda específicas (k = 206,17 nm para Bi), y se determinó la concentración de bismuto usando curvas de calibración previamente obtenidas con el estándar de bismuto para ICP (Sigma) (R2= 0,96). Induction Coupled Pasma (ICP) - In one embodiment, dip solutions from the Stent Degradation Test, Formulation 2, were filtered and analyzed by Induction Coupled Plasma (ICP) to follow the concentration of bismuth (Bi) during the different moments of degradation. Sample absorption was measured at specific wavelengths (k = 206.17 nm for Bi), and the bismuth concentration was determined using calibration curves previously obtained with the bismuth standard for ICP (Sigma) (R2 = 0, 96).

Evaluación de citotoxicidad de los productos lixiviables - En una realización, se accedió a la citotoxicidad de los materiales lixiviables durante la degradación de stent uretral en la AUS según el estándar ISO/10993 [19]. La citotoxicidad de las muestras se evaluó usando una línea celular de fibroblastos pulmonares de ratón inmortalizado (L929) comprada a la Colección Europea de Cultivos Celulares. En primer lugar, se liofilizaron las disoluciones de inmersión obtenidas por prueba de degradación en un punto de tiempo específico (1, 3, 6 y 9 días) de la formulación 2 de stent. Los productos lixiviables se disolvieron en medio basal DMEM (medio de Eagle modificado de Dulbecco; Sigma-Aldrich, Alemania) FBS al 10% (suero bovino fetal inactivado por calor, Biochrom AG, Alemania) y antimicóticoantibiótico al 1% (Gibco, Reino Unido). Las células se cultivaron en una incubadora humidificada a 37 C en una atmósfera de CO2 al 5%. El efecto de los productos lixiviables sobre el metabolismo celular se realizó usando una prueba de viabilidad estándar MTS (Cell Titer 96® Aqueous Solution Cell Proliferation Assay, Promega, EE. UU.). Se usó un extracto de caucho de látex como control positivo para la muerte celular; mientras que el medio de cultivo celular se usó como control negativo que representa la situación ideal para la proliferación celular. La viabilidad celular se evaluó mediante el ensayo MTS después de 72 h. Esto se cuantificó por espectroscopia UV, leyendo la absorbancia de formazano a 490 nm en un lector de microplacas (Synergy HT, Bio-Tek Instruments, EE. UU.). Cada formulación de muestra y el control se sometieron a prueba usando 12 réplicas.Cytotoxicity assessment of leachables - In one embodiment, cytotoxicity of leachables was accessed during urethral stent degradation in AUS according to ISO / 10993 standard [19]. The cytotoxicity of the samples was evaluated using an immortalized mouse lung fibroblast cell line (L929) purchased from the European Cell Culture Collection. First, the dip solutions obtained by degradation testing at a specific time point (1, 3, 6 and 9 days) of the stent formulation 2 were lyophilized. The leachables were dissolved in DMEM basal medium (Dulbecco's modified Eagle's medium; Sigma-Aldrich, Germany) 10% FBS (heat inactivated fetal calf serum, Biochrom AG, Germany) and 1% antifungal antibiotic (Gibco, UK ). The cells were grown in a humidified incubator at 37 ° C in a 5% CO 2 atmosphere. The effect of leachables on cell metabolism was performed using a standard MTS viability test (Cell Titer 96® Aqueous Solution Cell Proliferation Assay, Promega, USA). A latex rubber extract was used as a positive control for cell death; while the cell culture medium was used as a negative control that represents the ideal situation for cell proliferation. Cell viability was assessed by the MTS assay after 72 h. This was quantified by UV spectroscopy, reading the formazan absorbance at 490 nm in a microplate reader (Synergy HT, Bio-Tek Instruments, USA). Each sample formulation and the control were tested using 12 replicates.

Análisis mecánico de tracción - En una realización, se evaluó el análisis mecánico de tracción de los stent biodegradables usando un INSTRON 5540 (Instron Int. Ltd, High Wycombe, Reino Unido) máquina de ensayo universal con una célula de carga de 1 kN. Las muestras húmedas se hidrataron antes del ensayo en AUS durante 4 horas. Las dimensiones de las muestras utilizadas fueron de 5 mm de longitud, 2 mm de anchura y 0,5 mm de grosor. La carga se colocó en la mitad entre los soportes con una longitud (L) de 3 mm. La velocidad de avance fue de 1:5 mm min-1. Para cada condición, las muestras se sometieron a carga hasta la rotura del núcleo. Los resultados presentados son el promedio de al menos tres muestras y los resultados se presentan como la desviación estándar promedio 6.Mechanical tensile analysis - In one embodiment, the mechanical tensile analysis of biodegradable stents was evaluated using an INSTRON 5540 (Instron Int. Ltd, High Wycombe, UK) universal testing machine with a 1 kN load cell. The wet samples were hydrated prior to testing in AUS for 4 hours. The dimensions of the samples used were 5 mm in length, 2 mm in width and 0.5 mm in thickness. The load was placed in the middle between the supports with a length (L) of 3 mm. The feed rate was 1: 5 mm min-1. For each condition, the samples were loaded until core failure. The results presented are the average of at least three samples and the results are presented as the average standard deviation 6.

Procedimiento quirúrgico y validación de degradación in vivo - En una realización, el estudio preliminar de validación in vivo se llevó a cabo en la Universidad de Miño, Braga, Portugal, tras la aprobación formal del comité de revisión de la institución y de acuerdo con su protocolo ético interno para experimentos con animales. Para validar el procedimiento y la degradación del stent se usaron cerdos domésticos hembra con un peso de = 30 kg. No se dio a los cerdos alimento o agua durante 12 h antes del procedimiento. Todos los procedimientos se realizaron bajo anestesia general y ventilación mecánica, tal y como se describió anteriormente en detalle [20]. Después de vaciar la vejiga, se insertó un ureteroscopio semirígido de 7 Fr (Karl Storz, Tuttlingen, Alemania) a través de la uretra y se infundió suero. El procedimiento completo fue de acuerdo con la técnica estándar de ureteroscopía. Entonces, se insertó un cable de guía de punta flexible de 88,9 10'2 mm (0,035 pulgadas) (AQUATRACK® Hydrophilic Nitinol, Cordis®, Johnson & Johnson) en los uréteres. Los stent uretrales biodegradables se guiaron por el cable de guía hasta colocarlo en o bien el uréter derecho o bien en el izquierdo, uno cada vez. Finalmente, se realizó una ureteroscopía convencional con el fin de verificar la degradación y la presencia de cualquier fragmento y la morfología de los uréteres.Surgical procedure and in vivo degradation validation - In one embodiment, the preliminary in vivo validation study was carried out at the University of Miño, Braga, Portugal, after the formal approval of the institution's review committee and in accordance with its internal ethical protocol for animal experiments. Female domestic pigs weighing = 30 kg were used to validate the procedure and stent degradation. The pigs were not given food or water for 12 h before the procedure. All procedures were performed under general anesthesia and mechanical ventilation, as previously described in detail [20]. After emptying the bladder, a 7 Fr semi-rigid ureteroscope (Karl Storz, Tuttlingen, Germany) was inserted through the urethra and serum was infused. The entire procedure was according to the standard ureteroscopy technique. Then, an 88.9 10.2 mm (0.035 inch) flexible tip guidewire (AQUATRACK® Hydrophilic Nitinol, Cordis®, Johnson & Johnson) was inserted into the ureters. The biodegradable urethral stents were guided by the guide wire until it was placed in either the right or left ureter, one at a time. Finally, a conventional ureteroscopy was performed in order to verify the degradation and the presence of any fragments and the morphology of the ureters.

Análisis estadístico. En una realización, todos los valores de datos se presentan como media ± desviación estándar (DE). Se realizó análisis estadístico usando el software Graph Pad Prism 6.00 (San Diego, EE.UU.). Los valores estadísticos (*p < 0,05, **p < 0,01 y ***p < 0,001) se determinaron usando análisis de varianza unidireccional (ANOVA) para un promedio de tres a doce réplicas, seguido por la prueba a posteriori de Tukey para todas las comparaciones de medias por pares.Statistic analysis. In one embodiment, all data values are presented as mean ± standard deviation (SD). Statistical analysis was performed using Graph Pad Prism 6.00 software (San Diego, USA). Statistical values (* p <0.05, ** p <0.01 and *** p <0.001) were determined using one-way analysis of variance (ANOVA) for an average of three to twelve replicates, followed by the a-test. Tukey posterior for all pairwise mean comparisons.

Para preparar la segunda generación de stent uretrales biodegradables realizadas por polímeros de origen natural se sometieron a prueba nuevas formulaciones y se optimizó el método de moldeo por inyección y secado. La idea de recubrir el hidrogel con otro material biodegradable con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas del stent también se sometió a prueba con una resina de policaprolactona PCL 787. La resina de policaprolactona se eligió ya que es un material seguro y tiene una rápida degradación en comparación con otros polímeros biodegradables. Los stent uretrales biodegradables se preparan a partir de una disolución acuosa inicial de alginato-gelatina a partir de la cual se induce la gelificación disminuyendo la temperatura seguida de una reticulación iónica con una disolución de CaCl2. La gelatina y el alginato se eligieron debido a su versatilidad para formar geles y los resultados obtenidos en el estudio anterior [16] combinando gelatina con otros polisacáridos, es posible inducir cambios en la captación de agua, perfil de degradación y particularmente beneficos en cuanto a la adhesión bacteriana. En esta divulgación se añadió bismuto a la formulación. El uso de bismuto en la nueva formulación proporciona propiedades radiopacas al stent uretral debido a las características radiopacas inherentes de este compuesto. Este material ya se usó y demostró que es seguro y ya está aprobado por la FDA [21]. Después de la reticulación de una combinación de etapas en etanol y dióxido de carbono supercrítico se emplearon además para secar los stent uretrales biodegradables. Los parámetros de procedimiento de secado supercrítico se mantuvieron como en la primera versión de estos stent, ya que ya se ha optimizado; el procedimiento de secado de fluido supercrítico usado es un proceso en el que las matrices no se someten a ninguna transición de fase y por lo tanto la integridad de la luz de los stent no está comprometida [22]. Otros métodos de secado diferentes se sometieron a prueba, en concreto, secado al aire, pero la integridad de la luz de los stent se vio comprometida, a diferencia de lo que se observó al usar fluido supercrítico de CO2.To prepare the second generation of biodegradable urethral stents made of polymers of natural origin, new formulations were tested and the injection molding and drying method was optimized. The idea of coating the hydrogel with another biodegradable material in order to improve the mechanical properties of the stent was also tested with a PCL 787 polycaprolactone resin. Polycaprolactone resin was chosen as it is a safe material and has a rapid degradation compared to other biodegradable polymers. Biodegradable urethral stents are prepared from an initial aqueous alginate-gelatin solution from which gelation is induced by lowering the temperature followed by ionic crosslinking with a CaCl 2 solution. Gelatin and alginate were chosen due to their versatility to form gels and the results obtained in the previous study [16] combining gelatin with other polysaccharides, it is possible to induce changes in water uptake, degradation profile and particularly beneficial in terms of bacterial adhesion. In this disclosure, bismuth was added to the formulation. The use of bismuth in the new formulation provides radiopaque properties to the urethral stent due to the inherent radiopaque characteristics of this compound. This material has already been used and shown to be safe and is already FDA approved [21]. After crosslinking a combination of steps in ethanol and supercritical carbon dioxide were further used to dry the biodegradable urethral stents. The parameters of the supercritical drying procedure were maintained as in the first version of these stents, since it has already been optimized; the supercritical fluid drying procedure used is a process in which the matrices do not undergo any phase transition and therefore the integrity of the stent lumen is not compromised [22]. Different drying methods were tested, namely air drying, but the lumen integrity of the stents was compromised, unlike what was observed when using CO 2 supercritical fluid.

Morfología. La figura 1 presenta las imágenes de SEM de las secciones transversales de stent uretral biodegradable desarrollada según la formulación 2. En la figura 1a se muestra el stent sin recubrimiento y en la figura 1b el stent con recubrimiento de PCL. Las figuras 1c y 1d son las amplificaciones de la pared de stent. Es posible distinguir las dos capas, la capa externa de recubrimiento de PCL y la capa interna de la matriz de bismuto más alginato-gelatina. El diámetro interno, es decir, la luz del stent es de 2 mm. El diámetro interior y exterior y la longitud de los stent dependen únicamente del molde de inyección usado para preparar los mismos, y no dependen de la formulación sometida a prueba. Al igual que en la primera generación de los stent uretrales biodegradables, la superficie obtenida sin recubrimiento es similar [16].Morphology. Figure 1 presents the SEM images of the cross sections of the biodegradable urethral stent developed according to formulation 2. Figure 1a shows the uncoated stent and figure 1b the stent with PCL coating. Figures 1c and 1d are the magnifications of the stent wall. It is possible to distinguish the two layers, the outer PCL coating layer and the inner layer of the bismuth plus alginate-gelatin matrix. The internal diameter, that is, the lumen of the stent is 2 mm. The inner and outer diameter and length of the stents depend solely on the injection mold used to prepare the stents, and do not depend on the formulation under test. As in the first generation of biodegradable urethral stents, the surface area obtained without coating is similar [16].

Validación de rayos X. Una característica importante de los stent uretrales es su radiopacidad. La posibilidad de evaluar por rayos X postoperatorios, localizar el stent en el cuerpo y seguir la degradación durante el tiempo es de gran importancia y para ello se usa un producto estandarizado, en concreto carbonato de bismuto (III) básico, sin embargo, pueden usarse otros. En la figura 2 es posible confirmar la radiopacidad, en estado húmedo, del stent uretral biodegradable desarrollada (figura 2b) en comparación con el stent comercial (figura 2a). En esta divulgación, se usó una menor concentración de este compuesto en la formulación, en comparación con el documento de Lingeman et al [21], demostrando inesperadamente que cantidades bajas son adecuadas para proporcionar esta característica al stent.X-ray validation. An important characteristic of urethral stents is their radiopacity. The possibility of evaluating postoperative X-rays, locating the stent in the body and following the degradation over time is of great importance and for this a standardized product is used, specifically basic bismuth (III) carbonate, however, they can be used others. In figure 2 it is possible to confirm the radiopacity, in a wet state, of the developed biodegradable urethral stent (figure 2b) in comparison with the commercial stent (figure 2a). In this disclosure, a lower concentration of this compound was used in the formulation, compared to Lingeman et al [21], unexpectedly demonstrating that low amounts are adequate to provide this characteristic to the stent.

Estudio de degradación in vitro - Se evaluó la degradación in vitro de los stent uretrales biodegradables con las diferentes formulaciones y diferentes concentraciones de agente de reticulación midiendo la pérdida de peso de las muestras. La pérdida de peso, medida como el porcentaje de pérdida de masa cuando se sumerge en AUS durante un período de tiempo predeterminado, se presenta en la figura 3. Todas las condiciones sometidas a prueba demostraron in vitro que no se produce degradación durante los primeros 3 días de inmersión. Después de 9 días, los stent han mostrado una degradación completa. En comparación con las diferentes formulaciones sometidas a prueba, los resultados sugieren que una mayor concentración de alginato (formulaciones 4 y 5, figura 3a) aumentan el tiempo de degradación. En comparación con las diferentes concentraciones de agente de reticulación (figura 3b), los resultados muestran que cuanto más fuerte es la reticulación, más baja es la degradación, incluso aunque no sea estadísticamente significativo. Esto puede justificarse debido a la presencia de más reticulaciones de calcio con bloques de ácido gulurónico (G), aumentando su red reticulada de manera covalente [23]. Los cationes divalentes del agente de reticulación iónica, se unen exclusivamente a los bloques G de las cadenas de alginato adyacentes, dado que la estructura del L-guluronato ofrece una mayor flexibilidad que las cadenas de D-manuronato. Mediante la creación de puentes iónicos entre cadenas, los iones divalentes sustituyen los enlaces de hidrógeno entre el grupo carboxílico de D-manuronato y los grupos 2-OH y 3-OH del L-guluronato subsecuente, originando la gelificación de disoluciones de alginato acuosas [24,25]. La longitud de bloque G, la concentración del polímero y el peso molecular, por tanto, son factores críticos que afectan a las propiedades físicas de alginato y su consiguiente degradación. Por otro lado, la gelatina puede formar hidrogeles aumentando y disminuyendo la temperatura, que es simplemente un fenómeno de reticulación físico. El mecanismo detrás de la reticulación de moléculas de gelatina es un cambio conformacional de una espiral aleatoria a una triple hélice. La degradación ocurre entonces porque las asociaciones no covalentes se interrumpen fácilmente a temperaturas superiores a 30-35°C, por lo tanto a temperatura corporal [26]. Esto ayuda a entender que con mayores cantidades de gelatina en la formulación se producirá una degradación más rápida. En nuestro estudio anterior, los stent uretrales basados en alginato mostraron una degradación más lenta en comparación con este trabajo, por la misma razón [16]. Sin embargo, la mezcla de polímero con el alginato es desconocida y, por lo tanto, es difícil establecer una correlación de trabajo comparada con la de la formulación dada a conocer ahora. In vitro degradation study - The in vitro degradation of biodegradable urethral stents was evaluated with the different formulations and different concentrations of crosslinking agent by measuring the weight loss of the samples. Weight loss, measured as the percentage of mass loss when immersed in AUS for a predetermined period of time, is presented in Figure 3. All conditions tested demonstrated in vitro that no degradation occurs during the first 3 days of immersion. After 9 days, the stents have shown complete degradation. Compared to the different formulations tested, the results suggest that a higher concentration of alginate (formulations 4 and 5, figure 3a) increases the degradation time. Compared with the different concentrations of crosslinking agent (Figure 3b), the results show that the stronger the crosslinking, the lower the degradation, even though it is not statistically significant. This can be justified due to the presence of more calcium cross-links with guluronic acid blocks (G), increasing its cross-linked network covalently [23]. The divalent cations of the ionic crosslinking agent bind exclusively to the G blocks of the adjacent alginate chains, since the L-guluronate structure offers greater flexibility than the D-mannuronate chains. By creating ionic bridges between chains, the divalent ions replace the hydrogen bonds between the carboxylic group of D-mannuronate and the 2-OH and 3-OH groups of the subsequent L-guluronate, causing the gelation of aqueous alginate solutions [ 24.25]. Block length G, polymer concentration and molecular weight are therefore critical factors affecting the physical properties of alginate and its consequent degradation. On the other hand, gelatin can form hydrogels by increasing and decreasing the temperature, which is simply a physical cross-linking phenomenon. The mechanism behind the crosslinking of gelatin molecules is a conformational change from a random spiral to a triple helix. Degradation then occurs because non-covalent associations are easily disrupted at temperatures above 30–35 ° C, therefore at body temperature [26]. This helps to understand that with higher amounts of gelatin in the formulation, faster degradation will occur. In our previous study, alginate-based urethral stents showed slower degradation compared to this work, for the same reason [16]. However, the mixture of the polymer with the alginate is unknown and therefore it is difficult to establish a working correlation compared to that of the now disclosed formulation.

Cromatografía de permeación en gel (GPC) - Los elementos extraíbles poliméricos a partir de la degradación de stent uretral a los 1, 3, 6 y 9 días se liofilizaron primero y luego se disolvieron en un eluyente apropiado para analizarse por GPC. Como control se inyectaron materias primas de alginato y gelatina. El patrón de g Pc de alginato y gelatina muestran una superposición de los picos de elución entre 18 ml y 21 ml de volumen de retención, por lo que no es fácil distinguir ambos. Los elementos extraíbles están compuestos esencialmente por la mezcla de alginato y gelatina presentes en la formulación de stent uretral biodegradable. La superposición de las materias primas hace que sea difícil identificar por separado la presencia del alginato y la gelatina. Sin embargo, es posible ver los picos de la curva de elución con intensidad creciente con el tiempo de degradación. Teniendo en cuenta el volumen de retención de los picos en las diferentes curvas de elución, se observa una importante contribución de gelatina en lugar de alginato. Esto se esperaba porque esta formulación (formulación 2) está compuesta por un 65% de gelatina y un 30% de alginato.Gel Permeation Chromatography (GPC) - Polymeric extractables from urethral stent degradation at 1, 3, 6, and 9 days were first lyophilized and then dissolved in an appropriate eluent for GPC analysis. As a control, alginate and gelatin raw materials were injected. The g Pc pattern of alginate and gelatin show an overlap of elution peaks between 18 ml and 21 ml of retention volume, so it is not easy to distinguish between the two. The extractable elements are essentially composed of the mixture of alginate and gelatin present in the biodegradable urethral stent formulation. The overlapping of raw materials makes it difficult to separately identify the presence of alginate and gelatin. However, it is possible to see the peaks of the elution curve with increasing intensity with degradation time. Taking into account the retention volume of the peaks in the different elution curves, a significant contribution of gelatin instead of alginate is observed. This was expected because this formulation (formulation 2) is composed of 65% gelatin and 30% alginate.

Plasma acoplado por inducción (ICP) - El análisis ICP de la concentración de bismuto en las disoluciones de inmersión desde diferentes puntos de tiempo a partir de la formulación 2 está presente en la tabla 3. Los resultados muestran una liberación gradual de bismuto durante el proceso de degradación del stent a la disolución de orina artificial. Según el perfil de degradación (figura 3a) de stent uretrales, la formulación 2, y el bismuto medido en las disoluciones de inmersión, se muestra que la liberación de bismuto está asociada a la degradación y no ocurre debido al hinchamiento del stent o difusión del stent a la AUS. Para apoyar esta observación y considerando una distribución homogénea del bismuto en el stent, se espera que exista una correlación entre el perfil de degradación y la cantidad de bismuto en disolución. En el día 3 el stent uretral con formulación 2 presenta una degradación de aproximadamente el 5%, que corresponde al valor de bismuto en disolución es 0,271 g/l, es decir, aproximadamente el 5% del bismuto total presente en el stent. Lo mismo se observa en el punto de tiempo del día 6, en el que el valor de 1,285 g/l es el 20% del bismuto total y de nuevo se aproxima al valor de la degradación observada en la figura 3a. Induction Coupled Plasma (ICP) - ICP analysis of the concentration of bismuth in the dipping solutions from different time points starting from formulation 2 is present in table 3. The results show a gradual release of bismuth during the process degradation of the stent to artificial urine dissolution. According to the degradation profile (figure 3a) of urethral stents, formulation 2, and the bismuth measured in the immersion solutions, it is shown that the release of bismuth is associated with degradation and does not occur due to swelling of the stent or diffusion of the stent to the AUS. To support this observation and considering a homogeneous distribution of bismuth in the stent, it is expected that there will be a correlation between the degradation profile and the amount of bismuth in solution. On day 3, the urethral stent with formulation 2 shows a degradation of approximately 5%, which corresponds to the value of bismuth in solution is 0.271 g / l, that is, approximately 5% of the total bismuth present in the stent. The same is observed at the time point of day 6, in which the value of 1.285 g / l is 20% of the total bismuth and again approximates the value of the degradation observed in figure 3a.

Tabla 3. Concentración de bismuto obtenida por ICP, en disolución de inmersión (AUS) durante la degradación. Table 3. Bismuth concentration obtained by ICP, in immersion solution (AUS) during degradation.

Días Bismuto (g/l) Std Liberación (%)Days Bismuth (g / l) Std Release (%)

1 0,0570 0,0058 -1%1 0.0570 0.0058 -1%

3 0,271 0,0496 ~5%3 0.271 0.0496 ~ 5%

6 1,285 0,06 -20%6 1.285 0.06 -20%

9 5,953 0,1912 100%9 5.953 0.1912 100%

Citotoxicidad de productos lixiviables - La citotoxicidad de los productos lixiviables obtenidos a partir de la degradación de stent se evaluó de acuerdo con el protocolo descrito en el estándar ISO/EN 10.993 [19]. La viabilidad de las células cultivadas en una placa de cultivo tisular, en presencia de los productos lixiviables, se determinó en función de las células cultivadas en el medio de cultivo de Eagle modificado (DMEM) de Dulbecco. La figura 5 presenta la viabilidad celular después de 72 h en contacto con el material disuelto en el medio de cultivo. Se observaron diferencias significativas para la viabilidad celular en presencia de los productos lixiviables en comparación con el látex, que se usó como control positivo. Los resultados demuestran que no existe interacción tóxica entre los productos lixiviables del día 1 al día 9 y las células L929.Cytotoxicity of leachables - The cytotoxicity of leachables obtained from stent degradation was evaluated according to the protocol described in the ISO / EN 10.993 standard [19]. The viability of the cells grown in a tissue culture plate, in the presence of the leachables, was determined as a function of the cells grown in Dulbecco's Modified Eagle's Culture Medium (DMEM). Figure 5 shows the cell viability after 72 h in contact with the material dissolved in the culture medium. Significant differences were observed for cell viability in the presence of the leachables compared to latex, which was used as a positive control. The results demonstrate that there is no toxic interaction between the leachables from day 1 to day 9 and the L929 cells.

Ensayos mecánicos de tracción - Las propiedades mecánicas de tracción como carga máxima (N), deformación por tracción máxima (%) y módulo de Young (MPa) de los stent uretrales biodegradables desarrolladas se presentan en la figura 6 y la figura 7. La figura 6 presenta los resultados en estado seco y húmedo de las cuatro formulaciones diferentes de stent al usar una concentración de agente de reticulación 0,48 M. Como control también se presentan los resultados de tracción para el stent comercial (Biosoft® duo, Porges, Coloplast). Comparando todas las formulaciones estudiadas, se observaron diferencias significativas antes y después de la hidratación y con y sin recubrimiento, en cuanto a sus propiedades mecánicas. En todas las formulaciones y como se espera de la hidratación en AUS (figura 6d) los valores de propiedades de tracción disminuyen en cuanto al módulo de Young pero aumentan en cuanto a deformación por tracción máxima. Además, los stent uretrales después de la hidratación se vuelven más elásticas que en estado seco. Los resultados de las muestras hidratados son mucho más importantes para el propósito clínico. Respecto a los valores más altos, la carga máxima fue de 78,7 N y en cuanto al módulo de Young fue de 49,8 MPa después de la hidratación para los stent recubiertos de la formulación 2. En comparación con 41,2 N y 24,6 MPa, respectivamente, para el stent comercial. Por otro lado, en cuanto a la deformación por tracción máxima (%) o elongación a rotura, el control presenta valores de aproximadamente el 736,5 % en comparación con el 339,1 % obtenido para la formulación 2. En general, la contribución de gelatina parece aumentar las propiedades mecánicas de los stent biodegradables. La hidratación de los stent además contribuye a aumentar la elasticidad del material. Analizando el efecto del recubrimiento de PCL también contribuye a aumentar la elasticidad y la ductilidad de los stent con diferencias significativas. Con el objetivo de estudiar la influencia de la concentración de iones de calcio como agente de reticulación, se sometieron a prueba tres concentraciones diferentes con la formulación 2. Esta formulación se seleccionó de acuerdo con los resultados obtenidos, debido al equilibrio en cuanto a ductilidad y elasticidad del stent uretral biodegradable.Tensile mechanical tests - The tensile mechanical properties such as maximum load (N), maximum tensile strain (%) and Young's modulus (MPa) of the developed biodegradable urethral stents are presented in Figure 6 and Figure 7. Figure 6 presents the results in dry and wet state of the four different stent formulations using a concentration of crosslinking agent 0.48 M. As a control, the traction results for the commercial stent (Biosoft® duo, Porges, Coloplast ). Comparing all the formulations studied, significant differences were observed before and after hydration and with and without coating, in terms of their mechanical properties. In all formulations and as expected from hydration in AUS (figure 6d) the tensile property values decrease in terms of Young's modulus but increase in terms of maximum tensile deformation. Furthermore, urethral stents after hydration become more elastic than in the dry state. The hydrated sample results are much more important for clinical purposes. Regarding the highest values, the maximum load was 78.7 N and in terms of Young's modulus it was 49.8 MPa after hydration for the coated stents of formulation 2. Compared with 41.2 N and 24.6 MPa, respectively, for the commercial stent. On the other hand, regarding the maximum tensile deformation (%) or elongation at break, the control presents values of approximately 736.5% compared to the 339.1% obtained for formulation 2. In general, the contribution of gelatin appears to increase the mechanical properties of biodegradable stents. The hydration of the stents also contributes to increasing the elasticity of the material. Analyzing the effect of the PCL coating also contributes to increasing the elasticity and ductility of the stents with significant differences. In order to study the influence of the concentration of calcium ions as a crosslinking agent, three different concentrations were tested with formulation 2. This formulation was selected according to the results obtained, due to the balance in terms of ductility and elasticity of the biodegradable urethral stent.

La figura 7 muestra en el presente documento los resultados del stent biodegradable uretral con formulación 2, usando diferentes concentraciones de agente de reticulación, en concreto 0,24 M, 0,48 M y 1M. En comparación con las diferentes concentraciones, los resultados sugieren que la concentración de reticulación no tiene un gran impacto en las propiedades mecánicas finales del stent uretral biodegradable. Aunque se observa un ligero aumento aumentando la concentración de iones de calcio. Se informó de esto precisamente en la bibliografía, los iones aumentan la red vinculada, pero en la presente divulgación la concentración sometida a prueba no afecta demasiado a las propiedades mecánicas de los stent uretrales biodegradables [27].Figure 7 shows here the results of the urethral biodegradable stent with formulation 2, using different concentrations of crosslinking agent, specifically 0.24 M, 0.48 M and 1M. Compared with the different concentrations, the results suggest that the crosslinking concentration does not have a great impact on the final mechanical properties of the biodegradable urethral stent. Although a slight increase is observed by increasing the concentration of calcium ions. This is precisely reported in the literature, ions increase the bound network, but in the present disclosure the concentration tested does not greatly affect the mechanical properties of biodegradable urethral stents [27].

Se midieron las propiedades mecánicas durante el proceso de degradación (figura 7d) y los resultados muestran disminución de las propiedades mecánicas durante el tiempo de degradación. Sin embargo, en el día 6, antes de la degradación completa, el stent uretral (formulación 2) muestra una tracción máxima promedio cerca del 200%. Aunque las propiedades mecánicas disminuyen durante el proceso de degradación, las propiedades parecen ser suficientes para mantener la función del stent uretral antes de la degradación total. Estas observaciones son extremadamente importantes en el caso de que exista la necesidad clínica de retirar los stent sin comprometer la obstrucción del uréter por posibles fragmentos dejados.The mechanical properties were measured during the degradation process (figure 7d) and the results show a decrease in the mechanical properties during the degradation time. However, on day 6, before complete degradation, the urethral stent (formulation 2) shows an average maximum traction of about 200%. Although the mechanical properties decrease during the degradation process, the properties appear to be sufficient to maintain the function of the urethral stent before full degradation. These observations are extremely important when there is a clinical need to remove the stent without compromising the obstruction of the ureter by possible fragments left behind.

En la primera generación de stent uretrales biodegradables hechos por polímero natural, los valores obtenidos fueron tres veces menores en comparación con la segunda generación [16]. Claramente, el aumento de la concentración de gelatina, la modificación del proceso de fabricación y una incorporación de un nuevo recubrimiento biodegradable permiten la preparación de un stent uretral biodegradable capaz de usarse in vivo tras la ureteroscopía convencional. In the first generation of biodegradable urethral stents made by natural polymer, the values obtained were three times lower compared to the second generation [16]. Clearly, the increase in gelatin concentration, the modification of the manufacturing process and the incorporation of a new biodegradable coating allow the preparation of a biodegradable urethral stent capable of being used in vivo after conventional ureteroscopy.

Se espera que un stent uretral ideal tenga un rendimiento adecuado en cuanto a propiedades mecánicas. En comparación con los resultados de deformación por tracción máxima con unos stent uretrales reabsorbibles hechas de PGA y PLGA [15,28], los materiales de origen natural usados en el presente documento presentan mayor elongación en comparación con los materiales sintéticos. En cuanto al rendimiento mecánico global obtenido en este estudio demostró ser similar o mejor que el stent comercial disponible, Biosoft® duo, Porges, Coloplast.An ideal urethral stent is expected to perform adequately in terms of mechanical properties. Compared to the maximum tensile strain results with resorbable urethral stents made of PGA and PLGA [15,28], the naturally occurring materials used herein exhibit higher elongation compared to synthetic materials. Regarding the overall mechanical performance obtained in this study proved to be similar to or better than the commercially available stent, Biosoft® duo, Porges, Coloplast.

Estudio in vivo en un modelo porcino - La validación in vivo de los stent uretrales biodegradables se realizó en cerdos domésticos hembra diferentes. Se empleó la ureteroscopía convencional para implantar los stent desarrollados. El primer stent sometido a prueba in vivo fue la primera generación de stent uretrales biodegradables basados en polímeros de origen natural reportados por Barros et al [20]. La primera generación demostró en el procedimiento quirúrgico que los stent se deslizaron perfectamente en el cistoscopio y el cable de guía hidrofílico en el interior en la vejiga a través de la uretra. El stent uretral desarrollado permanece intacto durante todo el procedimiento y no se fragmenta y demostró su fácil retirada si es necesario. Sin embargo, no fue lo suficientemente dúctil para poder colocarse correctamente en el uréter. Por el contrario, esta nueva segunda generación de stent uretrales biodegradables se implantó con éxito in vivo. Los stent uretrales biodegradables de esta segunda generación en la formulación 2 se colocaron en los uréteres derechos sin ninguna complicación y como control se colocaron stent comerciales (Biosoft® duo, Porges, Coloplast) en los uréteres izquierdos, siguiendo el procedimiento quirúrgico convencional. En la figura 8 es posible ver la segunda generación de stent biodegradables colocados en los uréteres del modelo porcino. Durante los experimentos todos los animales permanecieron asintomáticos y con un flujo de orina normal. Después de 3 días, se realizó una ureteroscopía a los animales para evaluar la morfología de los uréteres y los stent. El stent biodegradable permanece intacto con una gran estabilidad (figura 8c) y no se observaron efectos secundarios no deseados en los uréteres (figura 8d). En el día 10, se realizó otra ureteroscopía y no se encontraron fragmentos de los stent uretrales biodegradables y la morfología de los uréteres permanece normal sin signos de inflamación o reacciones adversas (figura 8e y 8f). Estos stent uretrales biodegradables preparados a partir de la formulación 2 demostraron estar intactas durante los primeros 3 días y después de 10 días están completamente degradadas y no se observaron residuos de stent en el tracto urinario. Este experimento se repitió tres veces y todos los procedimientos conducen a la misma observación. In vivo study in a porcine model - In vivo validation of biodegradable urethral stents was performed in different female domestic pigs. Conventional ureteroscopy was used to implant the developed stents. The first stent to be tested in vivo was the first generation of biodegradable urethral stents based on naturally occurring polymers reported by Barros et al [20]. The first generation demonstrated in the surgical procedure that the stents glided perfectly into the cystoscope and the hydrophilic guide wire inside the bladder through the urethra. The developed urethral stent remains intact throughout the procedure and is not fragmented and has been shown to be easy to remove if necessary. However, it was not ductile enough to be able to position itself properly in the ureter. In contrast, this new second generation of biodegradable urethral stents was successfully implanted in vivo. The biodegradable urethral stents of this second generation in formulation 2 were placed in the right ureters without any complications and as a control, commercial stents (Biosoft® duo, Porges, Coloplast) were placed in the left ureters, following the conventional surgical procedure. In figure 8 it is possible to see the second generation of biodegradable stents placed in the ureters of the porcine model. During the experiments all the animals remained asymptomatic and with a normal urine flow. After 3 days, the animals were subjected to a ureteroscopy to assess the morphology of the ureters and stents. The biodegradable stent remains intact with great stability (figure 8c) and no unwanted side effects were observed in the ureters (figure 8d). On day 10, another ureteroscopy was performed and no biodegradable urethral stent fragments were found and the morphology of the ureters remains normal with no signs of inflammation or adverse reactions (Figures 8e and 8f). These biodegradable urethral stents prepared from formulation 2 were shown to be intact for the first 3 days and after 10 days they are completely degraded and no stent residues were observed in the urinary tract. This experiment was repeated three times and all procedures lead to the same observation.

Los datos experimentales muestran que una serie de mezclas de alginato y gelatina y diferentes concentraciones de agente de reticulación se usan para obtener un stent uretral biodegradable a partir de polímeros de origen natural que pueden usarse para el tratamiento de trastornos urológicos. En esta segunda generación de stent, es posible ver la radiopacidad, en estado húmedo, del stent uretral biodegradable desarrollado. El estudio in vitro muestra que una mayor concentración de gelatina en el stent biodegradable dio como resultado mayores propiedades mecánicas. De lo contrario, a mayor concentración de alginato, degradación in vitro más lenta. Los productos de degradación muestran no ser citotóxicos y la degradación de los mismos mostró ser homogénea. La segunda generación de stent uretrales biodegradables desarrollados mostrados podría implantarse siguiendo el procedimiento quirúrgico realizado diariamente en la práctica clínica. El stent uretral permanece intacto durante los primeros 3 días y después comienza a degradarse. La degradación completa se logra después de 10 días, con ninguna presencia de los materiales de stent dentro del animal. Los stent desarrollados demostraron ser seguros y cumplieron la función de mantener el flujo de orina del riñón a la vejiga mientras se implanta en el uréter.Experimental data shows that a series of alginate and gelatin mixtures and different concentrations of crosslinking agent are used to obtain a biodegradable urethral stent from naturally occurring polymers that can be used for the treatment of urological disorders. In this second generation of stent, it is possible to see the radiopacity, in a wet state, of the developed biodegradable urethral stent. The in vitro study shows that a higher gelatin concentration in the biodegradable stent resulted in higher mechanical properties. Otherwise, the higher the alginate concentration, the slower in vitro degradation. The degradation products show not to be cytotoxic and their degradation showed to be homogeneous. The second generation of biodegradable urethral stents developed shown could be implanted following the surgical procedure performed daily in clinical practice. The urethral stent remains intact for the first 3 days and then begins to degrade. Complete degradation is achieved after 10 days, with no presence of the stent materials within the animal. The stents developed proved to be safe and fulfilled the function of maintaining the flow of urine from the kidney to the bladder while it was implanted in the ureter.

La presente solución no se limita, obviamente, de ninguna manera a las realizaciones descritas en el presente documento y una persona con conocimientos promedios en el área puede predecir muchas posibilidades de modificación de la misma solución y sustituciones de características técnicas por otras equivalentes, dependiendo de los requisitos de cada situación, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.The present solution is obviously not limited in any way to the embodiments described in the present document and a person with average knowledge in the area can predict many possibilities of modification of the same solution and substitutions of technical characteristics by other equivalent ones, depending on the requirements of each situation, as defined in the appended claims.

Las realizaciones descritas anteriormente se pueden combinar entre sí. Las siguientes reivindicaciones definen además las realizaciones preferidas de la presente solución.The embodiments described above can be combined with each other. The following claims further define the preferred embodiments of the present solution.

ReferenciasReferences

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Claims (15)

REIVINDICACIONES i. Stent que comprende un sustrato polimérico en la que el sustrato polimérico comprende un 10-50% (p/p) de alginato y un 45-85% (p/p) de gelatina; i. Stent comprising a polymeric substrate wherein the polymeric substrate comprises 10-50% (w / w) alginate and 45-85% (w / w) gelatin; y una resina biodegradable polimérica para recubrir dicho sustrato polimérico.and a polymeric biodegradable resin to coat said polymeric substrate. 2. Stent según la reivindicación anterior en la que el sustrato polimérico comprende un 20-40% (p/p) de alginato y un 55-70% (p/p) de gelatina.Stent according to the preceding claim in which the polymeric substrate comprises 20-40% (w / w) of alginate and 55-70% (w / w) of gelatin. 3. Stent según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que se añade una disolución de un 3-50% (p/v) de resina biodegradable polimérica a dicho stent, preferiblemente una disolución de un 5-20% (p/v) de resina biodegradable polimérica, más preferiblemente de un 5-10% (p/v) de resina biodegradable polimérica.Stent according to any one of the preceding claims in which a solution of 3-50% (w / v) of polymeric biodegradable resin is added to said stent, preferably a solution of 5-20% (w / v) of polymeric biodegradable resin, more preferably 5-10% (w / v) of polymeric biodegradable resin. 4. Stent según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un agente de contraste, en concreto un agente de contraste de rayos X, preferiblemente el agente de contraste se selecciona de la siguiente lista: sales de bario, sales de bismuto, pigmentos de espinela o mezclas de los mismos, en particular carbonato de bismuto (III).Stent according to any one of the preceding claims, further comprising a contrast agent, specifically an X-ray contrast agent, preferably the contrast agent is selected from the following list: barium salts, bismuth salts, pigments of spinel or mixtures thereof, in particular bismuth (III) carbonate. 5. Stent según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende:Stent according to any one of the preceding claims, comprising: 2-5% (p/p) del agente de contraste, en concreto carbonato de bismuto (III);2-5% (w / w) of the contrast agent, specifically bismuth (III) carbonate; 20-40% (p/p) de alginato y 55-70% (p/p) de gelatina, que comprende preferiblemente20-40% (w / w) alginate and 55-70% (w / w) gelatin, preferably comprising 5% (p/p) del agente de contraste, en concreto carbonato de bismuto (III);5% (w / w) of the contrast agent, specifically bismuth (III) carbonate; 30% (p/p) de alginato y 65% (p/p) de gelatina.30% (w / w) alginate and 65% (w / w) gelatin. 6. Stent según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que dicha resina se selecciona de la siguiente lista: resina de policaprolactona, poliglicólido y sus copolímeros: poli(ácido láctico-co-glicólico con ácido láctico), poli(glicólido-co-caprolactona) con g -caprolactona y poli(carbonato de glicólido-co-trimetileno) con carbonato de trimetileno, o mezclas de los mismos.Stent according to any one of the preceding claims, in which said resin is selected from the following list: polycaprolactone resin, polyglycolide and its copolymers: poly (lactic-co-glycolic acid with lactic acid), poly (glycolide-co- caprolactone) with g -caprolactone and poly (glycolide-co-trimethylene carbonate) with trimethylene carbonate, or mixtures thereof. 7. Stent según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un agente de reticulación, preferiblemente el agente de reticulación es un elemento de reticulación químico que comprende un grupo funcional capaz de reaccionar con aminas de gelatina.Stent according to any one of the preceding claims, further comprising a crosslinking agent, preferably the crosslinking agent is a chemical crosslinking element comprising a functional group capable of reacting with gelatin amines. 8. Stent según las reivindicaciones anteriores en la que dicho agente de reticulación se selecciona de la siguiente lista: agentes de reticulación iónica incluyen iones monovalentes o divalentes, de los cuales el catión es calcio, magnesio, bario, estroncio, boro, berilio, aluminio, hierro, cobre, cobalto, plomo o plata; el anión se selecciona del grupo que consiste en cloruro, nitrato, fosfato, citrato, borato, succinato, maleato u oxalato, o mezclas de los mismos; preferiblemente en la que se selecciona el agente de reticulación de un grupo que consiste en cloruro de calcio, genipina, glutaraldehído, carbodiimidas y mezclas de los mismos.Stent according to the preceding claims wherein said crosslinking agent is selected from the following list: ionic crosslinking agents include monovalent or divalent ions, of which the cation is calcium, magnesium, barium, strontium, boron, beryllium, aluminum , iron, copper, cobalt, lead or silver; the anion is selected from the group consisting of chloride, nitrate, phosphate, citrate, borate, succinate, maleate, or oxalate, or mixtures thereof; preferably wherein the crosslinking agent is selected from a group consisting of calcium chloride, genipin, glutaraldehyde, carbodiimides, and mixtures thereof. 9. Stent según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un agente terapéutico, en concreto un agente antiinflamatorio, un agente antimicrobiano, un agente anticancerígeno, un agente antiviral o mezclas de los mismos.Stent according to any one of the preceding claims, further comprising a therapeutic agent, specifically an anti-inflammatory agent, an antimicrobial agent, an anticancer agent, an antiviral agent or mixtures thereof. 10. Stent según la reivindicación anterior en el que:10. Stent according to the preceding claim in which: el agente antiinflamatorio se selecciona de la siguiente lista: prednisolona, metilprednisolona, fluorometolona, dexametasona, betametasona, hidrocortisona, medrisona, loteprednol, rimexolona, triamcinolona, diclofenaco, ketorolaco, flurbiprofeno, indometacina, suprofeno, ibuprofeno, ketorolaco trometamina, emedastina, levocabastina, azelastina, olopatadina, ketotifeno, ketoprofeno, cromolina, yodoxamida o mezclas de los mismos y/o;the anti-inflammatory agent is selected from the following list: prednisolone, methylprednisolone, fluorometholone, dexamethasone, betamethasone, hydrocortisone, medrisone ,lotprednol, rimexolone, triamcinolone, diclofenac, ketorolac, flurbiprofen, indomethavocaine, trhemetamine, ibuprofen , olopatadine, ketotifen, ketoprofen, cromolyn, iodoxamide or mixtures thereof and / or; el agente antimicrobiano se selecciona de la siguiente lista: amoxicilina, dicloxacilina, augmentina, cefalosporinas, gentamicina, tobramicina, neomicina, eritromicina, azitromicina, claritromicina, ofloxacina, ciprofloxacina, norfloxacina, levofloxacina o mezclas de los mismos y/o;the antimicrobial agent is selected from the following list: amoxicillin, dicloxacillin, augmentin, cephalosporins, gentamicin, tobramycin, neomycin, erythromycin, azithromycin, clarithromycin, ofloxacin, ciprofloxacin, norfloxacin, levofloxacin or mixtures thereof and / or; el agente anticancerígeno se selecciona de la siguiente lista: metotrexato, vinblastina, doxorrubicina, cisplatino, factor estimulante de colonias de granulocitos, gemcitabina, carboplatino, 5-fluorouracilo, ifosfamida, pemetrexed, paclitaxel, epirubicina, mitomicina C, capecitabina, Bacillus Calmette-Guerin (BCG) o mezclas de los mismos; the anticancer agent is selected from the following list: methotrexate, vinblastine, doxorubicin, cisplatin, granulocyte colony stimulating factor, gemcitabine, carboplatin, 5-fluorouracil, ifosfamide, pemetrexed, paclitaxel, epirubicin, mitomycin Calmette, Bacillusin C-capecitabine (BCG) or mixtures thereof; el agente antiviral se selecciona de la siguiente lista: aciclovir, valaciclovir, famciclovir o mezclas de los mismos y/o;the antiviral agent is selected from the following list: acyclovir, valacyclovir, famciclovir or mixtures thereof and / or; en el que el agente antiviral se selecciona de la siguiente lista: aciclovir, valaciclovir, famciclovir o mezclas de los mismos.wherein the antiviral agent is selected from the following list: acyclovir, valacyclovir, famciclovir, or mixtures thereof. 11. Stent según una cualquiera de las reivindicaciones 9-10, en el que el agente terapéutico se incorpora en el sustrato polimérico o es el recubrimiento del sustrato polimérico.Stent according to any one of claims 9-10, in which the therapeutic agent is incorporated into the polymeric substrate or is the coating of the polymeric substrate. 12. Stent según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores para su uso en medicina humana o veterinaria.Stent according to any one of the preceding claims for use in human or veterinary medicine. 13. Stent según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores para su uso en medicina regenerativa o ingeniería tisular, preferiblemente para su uso en la prevención o tratamiento de enfermedades urológicas.Stent according to any one of the preceding claims for use in regenerative medicine or tissue engineering, preferably for use in the prevention or treatment of urological diseases. 14. Stent según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el stent es un stent uretral.Stent according to any one of the preceding claims, wherein the stent is a urethral stent. 15. Composición para uso en un método de prevención o tratamiento de enfermedades urológicas que comprende alginato, gelatina y una resina biodegradable polimérica,15. Composition for use in a method of prevention or treatment of urological diseases comprising alginate, gelatin and a polymeric biodegradable resin, en la que dicha composición se administra en un stent biodegradable,wherein said composition is delivered in a biodegradable stent, en la que dicho stent comprende un 10-50% (p/p) de alginato y un 45-85% (p/p) de gelatina, como sustrato, y la resina biodegradable polimérica como recubrimiento de sustrato. wherein said stent comprises 10-50% (w / w) of alginate and 45-85% (w / w) of gelatin, as substrate, and the polymeric biodegradable resin as substrate coating.
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