ES2860576T3

ES2860576T3 - Matriz para restaurar tejido blando y método de producción de la misma

Info

Publication number: ES2860576T3
Application number: ES14902366T
Authority: ES
Inventors: Ki Soo Kim; Ji Chul Yoo; Se Ken Yeo; Sang Bum Choi; Chang Kwon Ko; Dong Sam Suh; Cheong Ho Chang
Original assignee: Sewon Cellontech Co Ltd
Current assignee: Cellontech Co Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2021-10-05
Anticipated expiration: 2034-09-29
Also published as: US20170304491A1; AU2014407275A1; BR112017006160B1; EP3199184B1; WO2016047834A1; BR112017006160A2; CN107073174A; HUE053983T2; CA2962653A1; PT3199184T; PL3199184T3; EP3199184A1; EP3199184A4; KR101536134B1; CA2962653C; US10973952B2; JP2017533739A; CN107073174B; JP6494747B2; AU2014407275B2

Abstract

Un método de producción de una matriz para restaurar tejido blando, que comprende: formar una capa de absorción (11) de tipo lámina en un lado de una doble capa utilizando colágeno neutro biocompatible; formar una capa de soporte (12) de tipo película en una superficie restante de la doble capa mezclando colágeno con un polímero hidrosoluble seleccionado de alcohol polivinílico, polivinilpirrolidona, polietilenglicol, o la combinación de los mismos; y un material natural seleccionado de alginato y genipín; y formar una matriz (10) estructurada en doble capa para restaurar tejido blando uniendo la capa de absorción (11) y la capa de soporte (12), para tratar el daño en el tejido blando de un mamífero que no sea un ser humano o restaurar tejido blando dañado; en donde la formación de dicha capa de soporte (12) comprende: disolver y mezclar colágeno, dicho polímero hidrosoluble y dicho material natural para formar una solución mixta, y reticular dicha solución mixta; y en donde la cantidad de dicho colágeno es del 0,3 al 1,0 % (p/v) y la cantidad de dicho polímero hidrosoluble es del 0,9 al 2,5 % (p/v), basado en el peso total de dicha solución mixta.

Description

DESCRIPCIÓN

Matriz para restaurar tejido blando y método de producción de la misma

Campo técnico

La presente invención se refiere a una matriz biocompatible de doble capa para restaurar tejido blando y a un método de producción de la misma, y más particularmente al tratamiento del daño en tejido blando tal como tendones, ligamentos y manguitos de los rotadores, o a la restauración de tejido blando dañado, de manera que la calidad y fiabilidad de los productos puede mejorarse notablemente, satisfaciendo así una diversidad de necesidades de los consumidores, que son los usuarios de los mismos, y presentando un buen efecto.

Técnica anterior

Como es bien sabido en la técnica, los tendones, los ligamentos y los manguitos de los rotadores, que corresponden al tejido blando, son fibras duraderas que conectan los músculos a los huesos o los huesos a los huesos, pero pueden desgarrarse, desconectarse o desprenderse de los huesos por diversas razones. Dicho daño en el tejido blando puede, normalmente, ser el resultado de una lesión externa directa en el tejido blando relajado, del debilitamiento del tejido blando debido al envejecimiento, de una carga excéntrica, un movimiento repetitivo, de un ejercicio excesivo y/o de mayor estrés o actividad. Dicho daño agudo puede provocar dolor a largo plazo y puede interferir con el ejercicio libre.

Correspondientes anatómicamente al tejido blando, los músculos del manguito de los rotadores de la articulación del hombro, los ligamentos cruzados, los ligamentos laterales y los tendones rotulianos de la articulación de la rodilla, los tendones de Aquiles, los ligamentos mediales y laterales de la articulación del tobillo, los tendones extensores o tendones flexores de falanges en la mano, el cuádriceps femoral, los tendones isquiotibiales, etc., son sitios comunes de lesiones de tendones y ligamentos en el organismo.

Además, con respecto al daño en el tejido blando tal como los tendones, los ligamentos y los manguitos de los rotadores, los cambios degenerativos en tendones y ligamentos se producen con el aumento de la edad y, por tanto, pueden provocar el desgarro de los tendones o desgarro de los ligamentos, incluso en el caso de un impacto menor o incluso sin lesión externa, y son muy comunes en las personas mayores.

De acuerdo con estudios recientes, el desgarro del manguito de los rotadores aumenta drásticamente después de los 50 años, y se ha informado normalmente que el desgarro de espesor parcial progresa o empeora a desgarro de espesor total, y que el 50 % de los pacientes con desgarro de espesor parcial progresa a desgarro de espesor total, y se observa desgarro del manguito de los rotadores en el 50 % de los sexagenarios y en el 80 % de los octogenarios.

Adicionalmente, los tendones, los ligamentos y los manguitos de los rotadores generalmente se curan a un ritmo lento en comparación con otros tipos de tejido blando, debido a una irrigación deficiente y la falta de células disponibles para la regeneración tisular en el momento de la lesión. Además, el sitio donde el tendón se une al hueso experimenta complicados procesos de transición relacionados con el tendón, fibrocartílago no calcificado y fibrocartílago calcificado, debido a que están conectadas entre sí partes de tejido anatómicas que tienen distintas propiedades físicas.

Por tanto, los tendones, los ligamentos y los manguitos de los rotadores presentan características histológicas y biomecánicas bastante complejas y variadas en comparación con otros tipos de tejido, y también muestran un patrón muy distinto de daño en el tendón solo después de la lesión de la unión tendón-hueso o el tratamiento después de dicho daño en el tendón solo, lo que dificulta predecir el resultado del tratamiento y precisa un largo período de tiempo de tratamiento.

Los sitios más comunes de desgarro de tendones, de desconexión de tendones y de dislocación ósea son los cuádriceps (un grupo de cuatro músculos: vasto externo, vasto interno, crural y recto femoral, lo cuales forman juntos un tendón rotuliano justo encima del hueso de la rodilla (rótula)), el tendón de Aquiles (se encuentra en la parte posterior (trasera) del pie, justo por encima del talón, y su función es unir los músculos de la pantorrilla al talón (calcáneo) de los pies), el manguito de los rotadores (se encuentra en el hombro y consiste en cuatro músculos (el supraespinoso (que es el tendón más comúnmente desgarrado), infraespinoso, el redondo menor y el subescapular), el bíceps del brazo (que actúa como flexor del codo, clasificándose el desgarro del bíceps como desgarro proximal (cercano) y desgarro distal (distante)), y los tendones flexores de la mano (por ejemplo, el flexor común profundo de los dedos y el flexor largo de los dedos). Los sitios más comunes de desgarro de ligamentos, de desconexión de ligamentos o de dislocación ósea son el ligamento cruzado anterior (LCA), el ligamento cruzado posterior (LCP) y el ligamento colateral medial (LCM). Para casi todas las lesiones de tendones y ligamentos, puede haber un dolor considerable (agudo o crónico), limitación de movimientos y debilidad de las articulaciones y extremidades afectadas. Para los tendones/ligamentos desgarrados o desprendidos, la cirugía es el procedimiento de tratamiento más común para fijar los tendones o ligamentos a los huesos o para reconectar los extremos desgarrados o desconectados de los tendones/ligamentos afectados.

Para otras lesiones de tendones/ligamentos, el tratamiento típico incluye reposo, hielo, AINE, inyecciones de corticoesteroides, calor y ultrasonido. Sin embargo, a pesar de décadas de investigación y de un mayor interés clínico en estas lesiones, los resultados clínicos de los mismos son aún impredecibles.

Con respecto al tendón de Aquiles, tanto los deportistas como los no deportistas corren el riesgo de sufrir lesiones en todas las edades, y la mayoría de las lesiones se producen en hombres de 30 a 50 años ([Boyden, E., et al., Clin Orthop, 317: 150-158 (1995)]; [Hattrup, S. y Johnson, K, Font and Ankle, 6: 34-38 (1985)]; [Jozsa, L., et al., Acta Orthop Scandinavica, 60: 469-471 (1989)]). La tendinitis y la tendinosis del tendón de Aquiles también son comunes en individuos con sobrecarga en los tobillos y los pies, y en los "deportistas de fin de semana" que son menos moderados y están más activos los fines de semana solo, o que rara vez son físicamente activos.

En el caso de lesiones del manguito de los rotadores, a pesar de los avances en los instrumentos y técnicas quirúrgicas, las técnicas actuales son insuficientes para producir una recuperación duradera y, en algunos estudios, la tasa de ineficacia llega al 94 %. El fracaso en la restauración de los tendones puede dar como resultado una mala curación del tendón dañado y una mala reinserción del tendón dañado en el hueso. El documento WO2013/139955A1 divulga un método para reparar un ligamento y/o tendón en un paciente que comprende aplicar un parche a dicho ligamento o tendón, en donde el parche es flexible y biocompatible, y comprende una capa de soporte y una capa de matriz.

La fuerte unión de los ligamentos a los huesos también es esencial para muchos procedimientos de reconstrucción de ligamentos. Los procedimientos de reemplazo de ligamentos satisfactorios, tales como la reconstrucción del ligamento cruzado anterior, precisan la fijación de un injerto de tendón en el túnel óseo y la penetración progresiva del hueso en el tendón para producir una unión biológica entre el hueso y el tendón. En estudios histológicos y biomecánicos, para lograr la penetración del hueso, la unión tendón-hueso, la mineralización y una mayor continuidad de las fibras de colágeno entre el tendón y el hueso, se precisan de 6 a 12 semanas después de la inserción típica de un injerto de tendón en el hueso ([Rodeo S.A. et al., Tendon-Healing in a Bone Tunnel, 75(12): 1795-1803 (1993)]).

Por tanto, para mejorar la respuesta de curación asociada con la restauración quirúrgica u otro tratamiento no quirúrgico, debería proporcionarse una composición y un método nuevos para el tratamiento de diversas lesiones de tendones/ligamentos.

El problema señalado en las operaciones actualmente disponibles para la restauración y regeneración de tejido blando es la escasez de material de injertos. Hoy día, el tratamiento principalmente útil para restaurar tejido blando incluye métodos que utilizan un autoinjerto y un aloinjerto, y los materiales necesarios para tal cirugía de injerto incluyen tendones y ligamentos de seres humanos o animales y, por tanto, se imponen limitaciones en el suministro de los mismos.

Adicionalmente, en el caso de un autoinjerto, el dolor en la parta de la que se obtuvo la muestra es intenso y el tiempo de recuperación es largo.

Además, el aloinjerto tiene desventajas fatales tales como la debilidad de los órganos trasplantados debido a esterilización, rechazo inmunitario y la posibilidad de infección, por ejemplo, hepatitis o SIDA.

Con el objetivo de solucionar estos problemas, se realizan muchos intentos para trasplantar materiales biocompatibles que ayuden en la regeneración del tejido blando como terapia quirúrgica del tejido blando dañado.

Un material biocompatible es una sustancia que no desencadena el rechazo, incluso cuando se trasplanta en un cuerpo humano, y se ha intentado reemplazar tejidos y órganos dañados por tejidos normales o regenerarlos utilizando materiales biocompatibles y, por tanto, está recibiendo atención un material biocompatible que pueda trasplantarse en el organismo. El cuerpo humano muestra rechazo cuando se trasplanta un material extraño en el mismo. De esta manera, es muy difícil trasplantar un material extraño en el sitio dañado, y el desarrollo de materiales biocompatibles sin rechazo en el organismo ha hecho una gran contribución al avance de la medicina quirúrgica.

En la actualidad, los dispositivos médicos de injerto a insertar en el organismo se fabrican utilizando materiales artificiales y materiales naturales.

Los materiales artificiales, que no tienen vitalidad ellos mismos, están compuestos de metales, compuestos inorgánicos, cerámica, polímeros sintéticos, etc., que no muestran rechazo cuando se insertan en el organismo y entran en contacto con el tejido circundante.

Como materiales naturales, se ha desarrollado y comercializado el colágeno, el ácido hialurónico, el quitosano y la fibrina, etc.

Principalmente útil entre los materiales naturales, el colágeno es un componente proteico estructural y forma tejido blando tal como la dermis, los tendones/ligamentos, los vasos sanguíneos y similares, y tejidos duros tales como huesos, cartílago, etc., y en los mamíferos constituye aproximadamente 1/3 de todas las proteínas.

Se sabe que el colágeno tiene al menos 20 tipos y el colágeno de tipo I, que forma la piel, los tendones/ligamentos, el hueso, etc., constituye aproximadamente el 90 % del colágeno.

El colágeno es una proteína formada por tres hebras que tienen un peso molecular de 300.000 Daltons (cada hebra: aproximadamente 100.000 Dalton), en que la unidad de aminoácido más pequeña (con el peso molecular más pequeño), a saber, la glicina, está conectada de forma repetida (se repiten -GXY-glicina, en donde X e Y pueden variar). Por tanto, la glicina constituye 1/3 de los aminoácidos del colágeno. Adicionalmente, un aminoácido llamado hidroxiprolina está contenido específicamente en colágeno en una cantidad de aproximadamente el 10 % y, por tanto, se utiliza para métodos de análisis cuantitativo de colágeno.

El colágeno se emplea actualmente en medicina como agente hemostático, en apósitos para heridas, en vasos sanguíneos artificiales y para mejorar las arrugas. En el caso de los agentes hemostáticos, se desarrolló por primera vez y se ha utilizado hasta la fecha un producto de polvo de colágeno llamado Avitene, obtenido por extracción de piel de ternera en 1974.

Aunque las propiedades de los productos de colágeno pueden variar dependiendo del método de preparación de los mismos, los productos fabricados con colágeno puro tienen propiedades físicas débiles (resistencia a la tracción) y son difíciles de utilizar para la cirugía con sutura, pero son excelentes en términos de seguridad y pureza. Dado que el colágeno tiene una resistencia a la tracción y una resistencia al desgarro más débiles que las de otros polímeros, se puede mezclar con otros materiales (GAG), polímeros sintéticos biocompatibles (PGA/PLA), polímeros hidrosolubles (PVA, PVP), materiales naturales (alginato, genipín), etc.

Dicho colágeno tiene las ventajas de una baja antigenicidad, alta biocompatibilidad y bioabsorbibilidad, adhesión celular, inducción del crecimiento y la diferenciación, coagulación sanguínea, efecto hemostático y compatibilidad con otros polímeros.

Sin embargo, el colágeno carece de propiedades para mantener las propiedades físicas y los volúmenes, y el colágeno puro es caro, lo cual es desventajoso. La realización de la presente invención se refleja en las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se mencionan realizaciones preferidas.

Para solucionar los inconvenientes del colágeno, se mezcla con un polímero hidrosoluble biocompatible, que es uno cualquiera seleccionado de alcohol polivinílico, polivinilpirrolidona y polietilenglicol, y un material natural, que es uno cualquiera seleccionado de alcohol alginato y genipín, superando así la debilidad intrínseca del colágeno y desarrollando sustancias terapéuticas con un período conveniente de degradación, necesario para la regeneración, haciendo posible de este modo producir una película biocompatible que tenga un efecto excelente para la restauración y regeneración del tejido blando.

En el caso del desarrollo de dispositivos médicos domésticos para la regeneración de tejido blando que tenga muchos problemas y efectos secundarios (estudios para reemplazos o complementos de manguitos de los rotadores dañados, tendones y ligamentos), la investigación sobre tales reemplazos se encuentra todavía en las primeras etapas en Corea y los resultados de la misma son insatisfactorios, a diferencia de otros países, en los que se está llevando a cabo activamente una investigación exhaustiva.

Por este motivo, los agentes terapéuticos para la regeneración del tejido blando, que están disponibles actualmente, pueden provocar muchos efectos secundarios y dependen principalmente de las importaciones y, por tanto, son costosos de asegurar e implican limitaciones en el suministro de materiales.

[Listado de citas]

(Documento de Patente 1) Patente coreana n.° 1053792 (2011. 07. 28) (Matriz biosintética y usos de la misma).

Divulgación

Problema técnico

Por consiguiente, la presente invención se ha realizado teniendo en cuenta los problemas anteriores encontrados en la técnica relacionada, y el primer objeto de la presente invención es proporcionar el desarrollo de una formulación que tenga una estructura de doble capa para el tratamiento del tejido blando, que está diseñada para resolver problemas de limitación de material de los productos de injerto convencionales para su uso en tejido blando y de las costosas coberturas de los seguros debido a la producción en el extranjero, mediante el desarrollo y la producción nacional y, además, que está configurada de manera que una capa de absorción de colágeno, que ayuda a la regeneración de tejido, y una capa de soporte, que se obtiene mezclando colágeno biocompatible con un polímero hidrosoluble y permite la prevención de la adhesión y el control de la degradabilidad, están unidas entre sí. El segundo objeto de la presente invención es proporcionar el desarrollo de una formulación que tenga una estructura de doble capa, un lado de la cual está formado con una capa de absorción que utiliza colágeno neutro, por lo que se pueden absorber antibióticos y agentes para la regeneración o el tratamiento del tejido para presentar así una regeneración y un tratamiento rápidos en comparación con las operaciones de trasplantes en el cuerpo. El tercer objeto de la invención es proporcionar el desarrollo de una formulación que tenga una estructura de doble capa, en donde el colágeno biocompatible y un polímero hidrosoluble se mezclan para formar una película, desarrollando así la superficie de un soporte que tiene propiedades distintas de las de la superficie de colágeno neutro de la capa de absorción, evitando de este modo la adhesión de la formulación anterior a otros tejidos u órganos cuando se trasplanta al cuerpo y la regeneración de tejidos distintos del tejido diana, y controlando su degradabilidad. El cuarto objeto de la invención es solucionar los problemas con una formulación compuesta exclusivamente por colágeno, la cual no puede utilizarse en cirugía debido a su baja resistencia a la tracción y resistencia de sutura. El quinto objeto de la invención es superar el problema de las costosas coberturas de los seguros debido al autoinjerto, aloinjerto o productos de fabricación extranjera, o la limitación del suministro de materiales. El sexto objeto de la invención es proporcionar el desarrollo de una formulación, en que la formulación para la regeneración de tejido blando se inserta en el cuerpo y luego se degrada naturalmente, obviando así la retirada adicional de la misma. El séptimo objeto de la invención es desarrollar una formulación adecuada para operaciones más fáciles y eficaces, y para realizar un tratamiento precoz del desgarro de espesor parcial al dañarse un manguito de los rotadores, que es un tipo de tejido blando, mediante el suministro eficaz de material de injerto a través de la producción nacional, resolviendo así el problema en que el desgarro de espesor parcial progresa a un desgarro de espesor total. El octavo objeto de la invención es proporcionar una matriz biocompatible para restaurar y regenerar tejido blando, y un método de producción de la misma, en que los límites (actuar solo como un armazón para incubar las células que constituyen el tejido, en lugar de como materiales directos para la regeneración de tejidos) de los materiales convencionales para el tratamiento regenerativo, obtenidos mezclando colágeno con un polímero hidrosoluble, de las patentes anteriores, se mitigan y se resuelven los problemas con los materiales que tienen una estructura de una sola capa utilizados solo como un simple apósito para heridas de la piel, permitiendo así el trasplante directo del mismo en el tejido blando.

Solución técnica

Para lograr los objetos anteriores, la presente invención proporciona un método de producción de una de matriz para restaurar tejido blando, que comprende: formar una capa de absorción de tipo lámina en un lado de una doble capa utilizando colágeno neutro biocompatible; formar una capa de soporte de tipo película en el lado restante de la doble capa mezclando colágeno con un polímero hidrosoluble seleccionado de alcohol polivinílico, polivinilpirrolidona, polietilenglicol, o la combinación de los mismos; y un material natural seleccionado de alginato y genipín; y formar una matriz estructurada en doble capa para restaurar el tejido blando uniendo la capa de absorción y la capa de soporte, para tratar el daño en el tejido blando de un mamífero que no sea un ser humano o restaurar tejido blando dañado; en donde la formación de dicha capa de soporte (12) comprende: disolver y mezclar colágeno, dicho polímero hidrosoluble y dicho material natural para formar una solución mixta, y reticular dicha solución mixta; y en donde la cantidad de dicho colágeno es del 0,3 al 1,0 % (p/v) y la cantidad de dicho polímero hidrosoluble es del 0,9 al 2,5 % (p/v), basado en el peso total de dicha solución mixta.

Además, la presente invención proporciona una matriz para restaurar tejido blando, producida mediante el método anterior.

Efectos ventajosos

Como se ha descrito anteriormente en el presente documento, la presente invención puede proporcionar una matriz para restaurar tejido blando, que está configurada para incluir una doble capa que comprende una capa de absorción que utiliza colágeno neutro y una capa de soporte que se obtiene mezclando colágeno con un polímero hidrosoluble biocompatible para evitar la adhesión a otros tejidos y permitir el control de la degradabilidad.

En la presente invención, la matriz que tiene una estructura de doble capa incluye la capa de adsorción que utiliza colágeno neutro como material biocompatible y la capa de soporte compuesta de una mezcla de colágeno biocompatible y polímero hidrosoluble y, por tanto, se puede trasplantar en el tejido blando defectuoso para restaurar el tejido, induciendo así la regeneración tisular de forma eficaz, reduciendo de este modo la carga relacionada con la cirugía de mamíferos distintos de los seres humanos y restaurando y regenerando más rápida y eficazmente el tejido blando.

Adicionalmente, la presente invención puede impedir que el tejido blando progrese de un desgarro de espesor parcial a un desgarro de espesor total mediante la prevención y el tratamiento precoz del desgarro de espesor parcial del mismo.

Para lograr los efectos anteriores, las realizaciones preferidas de la presente invención se describen en detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos.

Las realizaciones preferidas de la presente invención para logar tales efectos se describen en detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos.

Descripción de los dibujos

La FIG. 1 muestra la configuración de una matriz para restaurar tejido blando de acuerdo con la presente invención; La FIG. 2 muestra un molde de acrílico para la reticulación con rayos gamma de acuerdo con la presente invención; La FIG. 3 muestra una fotografía del molde de acrílico para la reticulación con rayos gamma de acuerdo con la presente invención;

La FIG. 4 muestra fotografías de una mezcla de colágeno y un polímero hidrosoluble,

gelificado después de la reticulación con rayos gamma de acuerdo con la presente invención; y

la FIG. 5 muestra fotografías de una matriz de acuerdo con la presente invención, obtenida al unir una capa de absorción y una capa de soporte, y a continuación realizar un secado natural.

<Descripción de los números de referencia de los dibujos>

10: matriz para restaurar tejido blando

11: capa de absorción

12: capa de soporte

Mejor modo

De acuerdo con la presente invención, se proporcionan una matriz para restaurar tejido blando y un método de producción de la misma como se muestra en las FIG. 1 a 5.

En la siguiente descripción de la presente invención, cabe señalar que se omitirá una descripción detallada de las funciones o construcciones conocidas relacionadas cuando esto haga que la esencia de la presente divulgación no quede clara.

Adicionalmente, los términos utilizados en el presente documento se establecen teniendo en cuenta las funciones de la presente invención y pueden variar dependiendo de la intención de los productores o de las prácticas habituales, y las definiciones de los mismos deben determinarse basándose en los contenidos divulgados en la presente memoria descriptiva.

La presente invención aborda un método de producción de una matriz para restaurar tejido blando, que comprende: formar una capa de absorción 11 de tipo lámina en un lado de una doble capa utilizando colágeno neutro biocompatible; formar una capa de soporte 12 de tipo película en el lado restante de la doble capa mezclando colágeno con un polímero hidrosoluble y un material natural; y formar una matriz 10 estructurada en doble capa para restaurar el tejido blando uniendo la capa de absorción 11 y la capa de soporte 12, para tratar el daño en el tejido blando de un mamífero que no sea un ser humano o restaurar tejido blando dañado.

En este caso, la formación de la capa de absorción 11 puede incluir: preparar colágeno neutro utilizando colágeno a alta concentración; gelificar el colágeno neutro utilizando un agente de reticulación; formar una lámina liofilizando el colágeno neutro gelificado; someter el colágeno en una forma de lámina liofilizada a un tratamiento DHT (deshidrotérmico); y prensar la forma de lámina, sometida a tratamiento DHT, hasta un espesor predeterminado.

En la presente invención, el colágeno neutro se prepara en forma de una solución que tiene una concentración del 0,5 al 8,0 % (p/p) utilizando agua purificada, y luego se convierte en un producto semiacabado de colágeno neutro que tiene un pH de 7,0 utilizando NaOH.

Así pues, si la concentración del mismo es menor del 0,5 %, la cantidad de agua es excesivamente alta en comparación con la cantidad de colágeno y, por tanto, la forma seca puede resquebrajarse fácilmente tras la liofilización, dificultando el mantenimiento de la forma de una lámina. Por otro lado, si la concentración del mismo supera el 8 %, la viscosidad es demasiado alta debido a la alta concentración de colágeno, provocando así la dificultad de dividir en alícuotas para la liofilización. De esta manera, en la presente invención la concentración anterior se encuentra preferentemente en el intervalo del 0,5 al 8,0 % (p/p).

En la presente invención, el colágeno neutro se agita preferentemente utilizando un agitador durante 80 min o más, en un tanque de reacción a 4 °C o menos.

En la presente invención, a la solución de colágeno neutro se le añade preferentemente glutaraldehído para reticular el colágeno.

Así pues, la cantidad del agente de reticulación (glutaraldehído) es preferentemente de 0,4 ml (glutaraldehído al 50 %) o menos para 1 g de colágeno. Si la cantidad del agente de reticulación supera los 0,4 ml (glutaraldehído al 50 %) para 1 g de colágeno, es superior a una concentración biocompatible. De esta manera, la cantidad del mismo se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,4 ml (glutaraldehído al 50 %) o menos.

En la presente invención, el producto semiacabado que contiene el agente de reticulación se reticula preferentemente a una temperatura de refrigeración durante 2 horas o más. Si el tiempo de agitación es menor de 2 horas, puede producirse una reticulación parcial de la solución de colágeno neutro por el agente de reticulación, y la reticulación se lleva a cabo de una manera en que están presentes pequeños grumos. De esta manera, el tiempo de agitación se establece preferentemente en 2 horas o más.

En la presente invención, 162 a 198 g de la solución de producto semiacabado reticulado preferentemente se dividen en alícuotas en una placa cuadrada que tiene un tamaño de 230 x 230 mm, se hacen reaccionar a una temperatura de refrigeración durante 24 horas o más y a continuación se gelifican a temperatura ambiente durante 4 horas o más y, así, se reticulan. Así pues, solo cuando la reacción se lleva a cabo a la temperatura anterior durante al menos un período de tiempo predeterminado, se produce la reticulación de la solución de colágeno neutro que se puede utilizar como capa de absorción, haciendo posible la fabricación de una lámina.

Además, en la presente invención, el sometimiento del colágeno en forma de lámina liofilizada a un tratamiento DHT (deshidrotérmico) se realiza de una manera en que la forma de lámina liofilizada se liofiliza al vacío utilizando un horno de secado a una temperatura ultrabaja durante 4 horas o más, para fabricar una lámina de tipo de esponja, la cual luego se prensa, obteniendo así una lámina liofilizada. Si el tiempo de procesamiento es menor de 4 horas, el tratamiento DHT no se produce por completo.

Por otra parte, en la presente invención, la formación de la capa de soporte 12 puede incluir: disolver y mezclar el colágeno, el polímero hidrosoluble y el material natural; y reticular el colágeno mezclado.

En la presente invención, el colágeno se prepara de forma aséptica de una manera en que se esterilizan 5 mg/ml o menos de colágeno utilizando un filtro de 0,22 mm y a continuación se concentra mediante manipulación aséptica, y la concentración del colágeno para su uso en el filtro se establece en el intervalo de 5 a 100 mg/ml.

En la presente invención, la disolución y mezcla se realizan de una manera en que, para el colágeno, se mezcla del 0,5 al 2 % (p/v) de un polvo de biocolágeno esterilizado con una solución de HCl 0,1 M que tiene un pH de 3,0 a 4,0, y a continuación se agita durante 24 horas y, para el polímero hidrosoluble, se disuelve del 3 al 10 % (p/v) del polímero hidrosoluble en agua a 30 °C o más.

En la presente invención, el colágeno se utiliza en una cantidad del 0,3 al 1,0 % (p/v) y el polímero hidrosoluble se utiliza en una cantidad del 0,9 al 2,5 % (p/v).

En la presente invención, el polímero hidrosoluble incluye uno cualquiera o una mezcla de dos o más seleccionados de alcohol polivinílico, polivinilpirrolidona y polietilenglicol.

En la presente invención, el colágeno y el polímero hidrosoluble se mezclan preferentemente en una relación de 1:7, 1:3 o 7:9, preparando así una solución mixta. Si la cantidad de colágeno es menor de 1:7, no aparece la funcionalidad como agente terapéutico para la restauración y regeneración. Por otro lado, si la cantidad del polímero hidrosoluble es mayor de 7:9, no se produce la degradación natural como biomaterial, incurriendo así en problemas de degradación.

En la presente invención, la solución mixta se coloca en un molde, se desespuma utilizando un descompresor, se sella y se reticula con rayos gamma.

En la presente invención, la reticulación se realiza preferentemente mediante reticulación física (reticulación con UV, reticulación con rayos gamma) o reticulación química (utilizando trimetafosfato de sodio).

Así pues, la dosis de irradiación gamma se establece preferentemente en el intervalo de 5 a 40 kGy. Si la dosis de irradiación gamma es menor de 5 kGy, no se produce la gelificación de la capa de soporte. Por otro lado, si la dosis de irradiación gamma supera los 40 kGy, el gel puede contraerse debido a la alta dosis durante la gelificación de la capa de soporte. De esta manera, la dosis de irradiación gamma se encuentra preferentemente en el intervalo de 5 a 40 kGy.

En la presente invención, el material natural puede ser alginato.

En la presente invención, el polvo de biocolágeno se prepara en una solución acuosa de colágeno ácido al 1,0 % (p/v), se prepara una solución acuosa de polímero hidrosoluble al 3,0 % (p/v) y las dos soluciones acuosas se mezclan de modo que la cantidad de colágeno sea del 0,3 al 0,7 % (p/v) y la cantidad del polímero hidrosoluble sea del 0,9 al 2,5 % (p/v), basado en el peso total de la misma, para proporcionar una solución mixta, que luego se reticula con rayos gamma a una dosis de irradiación gamma de 5 a 40 kGy, formando así una capa de soporte de tipo película inocua.

Además, la presente invención aborda una matriz para restaurar tejido blando, fabricada mediante el método mencionado anteriormente.

La presente invención puede modificarse de diversas formas tras la aplicación de la configuración anterior, y puede proporcionarse de diversas formas.

A través de los siguientes Ejemplos puede obtenerse una mejor comprensión de la matriz para restaurar tejido blando y del método de producción de la misma de acuerdo con la presente invención.

La presente invención se refiere al tratamiento del daño en tejido blando tal como tendones, ligamentos y manguitos de los rotadores, o a la restauración de tejido blando dañado.

A continuación, se describen realizaciones específicas de la presente invención.

(Ejemplo 1 - Formación de una capa de absorción)

Se proporciona un método para formar una capa de absorción de tipo lámina, que es inocua y se puede aplicar a seres humanos, convirtiendo colágeno en alta concentración en colágeno neutro a del 0,5 al 8,0 % en p/p. En este caso, una lámina contiene colágeno al 2 %, 4 % (p/p) y un agente de reticulación (glutaraldehído) en una cantidad de 0,4 ml (glutaraldehído al 50 %) o menos por g de colágeno. El espesor más apropiado de la capa de absorción se establece en el intervalo de 0,4 a 0,6 mm mediante prensado. Si la cantidad de colágeno es menor al 2 %, la forma de lámina seca puede romperse fácilmente y la forma de la misma puede ser difícil de mantener. Por otro lado, si la cantidad del mismo supera el 4 %, la lámina seca puede romperse cuando se somete a una fuerza debido a la poca flexibilidad después de la unión a la capa de soporte. Si la cantidad del agente de reticulación es superior a los 0,4 ml para 1 g de colágeno, se supera una concentración biocompatible adecuada. De esta manera, la cantidad del agente de reticulación se establece en 0,4 ml (glutaraldehído al 50 %) o menos. Dado que la lámina de la presente invención cubre la parte dañada durante la operación para restaurar y regenerar tejido blando, una lámina que tenga un espesor menor de 0,4 mm (glutaraldehído al 50 %) puede ser muy débil, mientras que una matriz que tenga un espesor superior a 0,6 mm es engorrosa de utilizar en una operación, lo que no satisface el fin de la presente invención.

- Formación de una capa de absorción de colágeno neutro que contiene colágeno al 2 %, 4 %

1) Se prepara una solución de biocolágeno que tiene una concentración alta del 5 % o más en una solución de colágeno que tiene una concentración del 2 %, 4 % (p/p), utilizando agua purificada, y a continuación se ajusta el pH de la misma a 7,0 utilizando NaOH, fabricando así un producto semiacabado. La razón por la que la concentración se establece como se indicó antes es la descrita anteriormente. En el caso de una acidez o alcalinidad distinta de un pH de 7,0, la solución resultante puede provocar problemas cuando se inyecta en el organismo y, por tanto, para la formación de una hoja se utiliza el colágeno neutro.

2) El producto semiacabado de colágeno neutro así formado se agita en un tanque de reacción a 4 °C o menos durante 80 min o más. Si la agitación no se realiza durante al menos un período de tiempo predeterminado, el colágeno neutro diluido a una concentración baja a partir de una concentración alta no está presente en forma de una solución uniforme, sino que es grumosa, lo que es indeseable.

3) La solución mixta de colágeno se mezcla con un agente de reticulación tal como glutaraldehído en una cantidad de 0,4 ml (glutaraldehído al 50 %) por g de colágeno y a continuación se agita a 4 °C o menos durante 2 horas o más. La reticulación se lleva a cabo a una temperatura de refrigeración durante 2 horas o más. Si la agitación no se realiza durante 2 horas o más, la solución de colágeno neutro puede reticularse mediante el agente reticulante de forma parcial, formando así pequeños grumos.

4) El colágeno neutro mezclado con el agente de reticulación se divide en alícuotas en una placa cuadrada con un tamaño de 230 x 230 mm, de una cantidad de 162 a 198 g cada una, se hace reaccionar a 4 °C durante 72 horas o más, y a continuación se gelifica a 25 °C durante 8 horas o más. Solo cuando la reacción se lleva a cabo a la temperatura mencionada anteriormente durante al menos un período de tiempo predeterminado, se produce la reticulación de la solución de colágeno neutro que se puede utilizar como capa de absorción, haciendo posible la fabricación de una lámina.

5) El producto semiacabado de colágeno neutro gelificado se congela y luego se liofiliza al vacío utilizando un liofilizador. En el caso en que el producto semiacabado gelificado se liofilice al vacío sin congelar, en la superficie de la lámina seca pueden formarse muchas grietas.

6) La lámina liofilizada se somete a un tratamiento DHT a de 110 °C a 140 °C durante 4 horas o más utilizando un horno de secado. Si este procedimiento se realiza a una temperatura inferior a 110 °C o durante un período de tiempo menor de 4 horas, el tratamiento DHT no se produce por completo. Por otro lado, si este procedimiento se realiza a una temperatura superior a 140 °C, la lámina puede quemarse.

7) La lámina se prensa hasta un espesor predeterminado de 0,4 a 0,6 mm, utilizando una máquina de prensado. La lamina de la presente invención debe poseer un espesor adecuado para cubrir la parte dañada durante la operación para restaurar o regenerar el tejido blando. Si el espesor de la misma es menor de 0,4 mm, la resistencia puede ser demasiado baja. Por otro lado, si el espesor de la misma es mayor de 0,6 mm, la matriz resultante es engorrosa de utilizar en una operación, lo que no satisface el fin de la invención.

(Ejemplo 2 - Producción de una matriz de doble capa formando una capa de soporte y luego uniéndola a la capa de absorción)

Se prepara un polvo de biocolágeno aséptico en una solución acuosa de colágeno ácido al 1,0 % (p/v) y se prepara una solución acuosa de polímero hidrosoluble al 3,0 % (p/v), y estas dos soluciones acuosas se mezclan de manera que la cantidad de colágeno sea del 0,3 al 0,7 % (p/v) y la cantidad del polímero hidrosoluble sea del 0,9 al 2,5 % (p/v), basado en el peso total de las mismas, obteniendo así una solución mixta. En este caso, si la cantidad de colágeno es menor al 0,3 %, es demasiado baja para que sirva para restaurar y regenerar el tejido blando de acuerdo con la presente invención. Por otro lado, si la cantidad del mismo supera el 0,7 %, es difícil llevar a cabo el procedimiento de gelificación durante la formación de la capa de soporte. Si la cantidad del polímero hidrosoluble es menor del 0,9 %, es difícil mantener la forma de la capa de soporte y las propiedades físicas de la misma, en especial la resistencia a la tracción. Por otro lado, si la cantidad del mismo supera el 2,5 %, la degradabilidad puede resultar problemática debido a la cantidad excesiva del polímero hidrosoluble. Después de mezclar el colágeno y el polímero hidrosoluble en la relación de mezcla anterior, se realiza la reticulación con rayos gamma a una dosis de irradiación gamma de 5 a 40 kGy, fabricando de este modo una capa de soporte de tipo película, que es inocua y aplicable a seres humanos. En este caso, la dosis de irradiación gamma se establece apropiadamente en el intervalo de 5 a 40 kGy. Si la dosis de irradiación gamma es menor de 5 kGy, la reticulación no se realiza debido a la dosis excesivamente baja y, por tanto, no se puede conseguir la gelificación. Por otro lado, si la dosis de irradiación gamma supera los 40 kGy, el gel puede contraerse debido a la dosis excesivamente alta durante la reticulación y el gel resultante puede deformarse durante el secado. De esta manera, la dosis de irradiación gamma se establece en el intervalo de 5 a 40 kGy.

1) Se mezcla del 0,5 al 2 % (p/v) de un polvo de biocolágeno aséptico con una solución de HCl 0,1 M que tenga un pH de 3,0 a 4,0 y se agita durante 24 horas o más, y se disuelve un polímero hidrosoluble seleccionado de alcohol polivinílico, polivinilpirrolidona y polietilenglicol en una cantidad del 3 al 10 % (p/v) en agua a 30 °C o más durante 2 horas o más. En este procedimiento, un pH ácido menor de 3,0 tras la disolución del colágeno puede provocar un problema en cuanto al uso de un producto que se inyecta en el organismo debido a una fuerte acidez, mientras que un pH superior a 4,0 puede ser problemático porque el polvo de colágeno no se disuelve bien. Adicionalmente, a una temperatura menor de 30 °C el polímero hidrosoluble no se disuelve durante el procedimiento de disolución.

2) Las soluciones acuosas biocompatibles preparadas anteriormente se mezclan de modo que la cantidad del colágeno sea del 0,3 al 0,7 % (p/v) y la cantidad del polímero hidrosoluble sea del 0,9 al 2.5 % (p/v), basado en el total peso de las mismas, y a continuación se agita durante 24 horas o más. Si la cantidad del colágeno es menor al 0,3 %, es demasiado baja para que sirva para restaurar y regenerar el tejido blando, lo que es el fin de la presente invención. Por otro lado, si la cantidad del mismo supera el 0,7 %, es difícil realizar el procedimiento de gelificación durante la fabricación de la capa de soporte. Además, si la cantidad del polímero hidrosoluble es menor del 0,9 %, es difícil mantener la forma de la capa de soporte y las propiedades físicas tales como la resistencia a la tracción de la misma. Por otro lado, si la cantidad del mismo supera el 2,5 %, la degradabilidad puede resultar problemática debido a la cantidad excesivamente grande del polímero hidrosoluble. Adicionalmente, si el tiempo de agitación es menor de 24 horas, las soluciones no se mezclan bien, sino que se mezclan de manera no uniforme.

3) El producto semiacabado mixto se inyecta en una cantidad de 55 a 110 g en un molde de acrílico que tenga un tamaño de 100 x 100 x 5 mm / 120 x 120 x 7 mm y a continuación se sella. En este caso, cabe señalar que el tamaño del molde debe establecerse para que sea igual o mayor que una medida mínima para la medición de la resistencia a la tracción y también que el molde debe llenarse completamente con el producto semiacabado mixto, evitando la generación de espuma.

4) El producto semiacabado se reticula con rayos gamma a una dosis de irradiación gamma de 5 a 40 kGy para gelificarlo. Si la dosis de irradiación gamma es menor de 5 kGy, la solución mixta no se gelifica de forma eficaz. Por otro lado, si la dosis de irradiación gamma supera los 40 kGy, la forma seca puede curvarse durante el proceso de secado. De esta manera, la dosis de irradiación gamma se establece de forma óptima en el intervalo de 5 a 40 kGy.

5) La mezcla biocompatible, gelificada al completarse la reticulación a una dosis de irradiación gamma de 5 a 40 kGy, se recubre con la capa de absorción de colágeno neutro y luego se seca completamente mediante secado natural durante 48 horas o más, produciendo de este modo una matriz de doble capa para restaurar tejido blando. El secado durante menos de 48 horas puede dar como resultado una forma secada de manera incompleta.

En la presente invención, los cambios en las propiedades dependiendo de la diferencia en la concentración de colágeno neutro de la capa de absorción y la comparación de las propiedades dependiendo de la relación de mezcla de colágeno y de polímero hidrosoluble de la capa de soporte y de la dosis de irradiación gamma son los siguientes.

1) Cambios en las propiedades dependiendo de la concentración de colágeno neutro de la capa de absorción

Un sólido de matriz, obtenido al unir cada capa de absorción, que contiene distintas cantidades de colágeno, a la capa de soporte, se mide para determinar las propiedades utilizando una MUE. Las condiciones se describen a continuación.

- Aspecto de medición: Resistencia a la tracción, alargamiento

- Celda de carga: 20 N, 200 N

- Velocidad de la prueba: 5 mm/min

- Alcance: 30 mm

- Temperatura de la prueba: (23±2) °C, HR del (50±5) %

- Anchura de muestra: 10 mm

- Condiciones de hidratación: Inmersión de la muestra en agua DI durante 10 min

- Los resultados son como sigue.

- Cambios en las propiedades al unir cada una de las capas de absorción que contienen colágeno en distintas cantidades a la capa de soporte (dosis de irradiación gamma: 5 a 40 kGy)

2) Cambios en las propiedades dependiendo de la relación de mezcla del colágeno y el polímero hidrosoluble de la capa de soporte (dosis de irradiación gamma: 5 a 40 kGy)

3) Cambios en las propiedades dependiendo de la dosis de irradiación gamma

- La capa de absorción que contiene 2 % de colágeno se une a la capa de soporte obtenida mezclando del 0,3 al 0,7 % (p/v) de colágeno y del 0,9 al 2,5 % (p/v) del polímero hidrosoluble, y luego aplicando distintas dosis de irradiación gamma, obteniendo así matrices individuales, cuyas propiedades luego se miden utilizando una MUE. Las condiciones son como sigue.

- Aspecto de medición: Resistencia a la tracción, alargamiento

- Celda de carga: 20 N, 200 N

- Velocidad de la prueba: 5 mm/min

- Alcance: 30 mm

- Temperatura de la prueba: (23±2) °C, HR del (50±5) %

- Anchura de muestra: 10 mm

- Los resultados se describen a continuación.

Aplicabilidad industrial

La idea técnica de la presente invención con respecto a la matriz para restaurar tejido blando y el método de producción de la misma permite obtener resultados homogéneos en la práctica. En particular, la presente invención promueve el desarrollo técnico y puede contribuir al desarrollo industrial y, por tanto, conviene protegerla.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método de producción de una matriz para restaurar tejido blando, que comprende:

formar una capa de absorción (11) de tipo lámina en un lado de una doble capa utilizando colágeno neutro biocompatible; formar una capa de soporte (12) de tipo película en una superficie restante de la doble capa mezclando colágeno con un polímero hidrosoluble seleccionado de alcohol polivinílico, polivinilpirrolidona, polietilenglicol, o la combinación de los mismos; y un material natural seleccionado de alginato y genipín; y formar una matriz (10) estructurada en doble capa para restaurar tejido blando uniendo la capa de absorción (11) y la capa de soporte (12), para tratar el daño en el tejido blando de un mamífero que no sea un ser humano o restaurar tejido blando dañado;

en donde la formación de dicha capa de soporte (12) comprende:

disolver y mezclar colágeno, dicho polímero hidrosoluble y dicho material natural para formar una solución mixta, y reticular dicha solución mixta; y

en donde la cantidad de dicho colágeno es del 0,3 al 1,0 % (p/v) y la cantidad de dicho polímero hidrosoluble es del 0,9 al 2,5 % (p/v), basado en el peso total de dicha solución mixta.

2. El método de la reivindicación 1, en donde la formación de la capa de absorción (11) comprende:

preparar colágeno neutro utilizando colágeno a alta concentración;

gelificar el colágeno neutro utilizando un agente de reticulación;

formar una lámina liofilizando el colágeno neutro gelificado;

someter el colágeno en una forma de lámina liofilizada a un tratamiento DHT (deshidrotérmico); y

prensar la forma de lámina, sometida a tratamiento DHT, hasta un espesor predeterminado.

3. El método de la reivindicación 2, en donde el colágeno neutro se prepara en una forma de una solución que tiene una concentración del 0,5 al 8,0 % (p/p) utilizando agua purificada, y luego se convierte en un producto semiacabado de colágeno neutro que tiene un pH de 7,0 utilizando NaOH.

4. El método de la reivindicación 2 o 3, en donde el colágeno neutro se agita utilizando un agitador durante 80 min o más en un tanque de reacción a 4 °C o menos.

5. El método de la reivindicación 2 o 3, en donde a la solución de colágeno neutro se le añade glutaraldehído para reticular el colágeno.

6. El método de la reivindicación 2, en donde el agente de reticulación (glutaraldehído) se utiliza en una cantidad de 0,4 ml (glutaraldehído al 50 %) o menos para 1 g de colágeno.

7. El método de la reivindicación 2 o 6, en donde el producto semiacabado que contiene el agente de reticulación se reticula a una temperatura de refrigeración durante 2 horas o más.

8. El método de la reivindicación 2 o 6, en donde 162 a 198 g de la solución de producto semiacabado reticulado se dividen en alícuotas en una placa cuadrada que tiene un tamaño de 230 x 230 mm, se hacen reaccionar a una temperatura de refrigeración durante 24 horas o más y a continuación se gelifican a temperatura ambiente durante 4 horas o más y, así, se reticulan.

9. El método de la reivindicación 2, en donde el sometimiento del colágeno en forma de lámina liofilizada a un tratamiento DHT (deshidrotérmico) se realiza de una manera en que la forma de lámina liofilizada se liofiliza al vacío utilizando un horno de secado a una temperatura ultrabaja durante 4 horas o más, para fabricar una lámina de tipo de esponja, la cual luego se prensa, obteniendo así una lámina liofilizada.

10. El método de la reivindicación 1, en donde la reticulación se realiza mediante reticulación física o reticulación química.

11. El método de la reivindicación 1, en donde el colágeno se prepara de forma aséptica de una manera en que se esterilizan 5 mg/ml o menos de colágeno utilizando un filtro de 0,22 mm y a continuación se concentra mediante manipulación aséptica, y una concentración del colágeno para su uso en el filtro varía de 5 a 100 mg/ml.

12. El método de la reivindicación 1, en donde la disolución y la mezcla se realizan de una manera en que, para el colágeno, se mezcla del 0,5 al 2 % (p/v) de un polvo de biocolágeno esterilizado con una solución de HCl 0,1 M que tiene un pH de 3,0 a 4,0 y a continuación se agita durante 24 horas y, para el polímero hidrosoluble, se disuelve del 3 al 10 % (p/v) del polímero hidrosoluble en agua a 30 °C o más.

13. El método de la reivindicación 1, en donde el colágeno y el polímero hidrosoluble se mezclan en una relación de 1:7, 1:3 o 7:9, preparando así una solución mixta.

14. El método de la reivindicación 13, en donde la solución mixta se coloca en un molde, se desespuma utilizando un descompresor, se sella y se retícula con rayos gamma.

15. El método de la reivindicación 14, en donde la reticulación con rayos gamma se realiza a una dosis de irradiación gamma de 5 a 40 kGy.

16. El método de la reivindicación 12, en donde el polvo de biocolágeno se prepara en una solución acuosa de colágeno ácido al 1,0 % (p/v), se prepara una solución acuosa de polímero hidrosoluble al 3,0 % (p/v) y las dos soluciones acuosas se mezclan de modo que una cantidad del colágeno sea del 0,3 al 0,7 % (p/v) y una cantidad del polímero hidrosoluble sea del 0,9 al 2,5 % (p/v), basado en un peso total de la misma, para proporcionar una solución mixta, que luego se reticula con rayos gamma a una dosis de irradiación gamma de 5 a 40 kGy, formando así una capa de soporte de tipo película inocua.

17. Una matriz para restaurar tejido blando, producida mediante el método de la reivindicación 1.