ES2906715T3 - Biomaterial devices for guided tissue regeneration - Google Patents

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Danny Qiu
Sergio Madrigal Carballo
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Marine Essence Biosciences Corp Of Usa
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Abstract

Un dispositivo de regeneración de tejidos guiada (GTR), que comprende: tejido colagenoso mutable (MCT) y quitosano, en donde el quitosano está presente en un porcentaje de masa superior a cero y menor o igual a 90, en donde el quitosano está unido electrostáticamente al MCT formando una matriz, y la matriz de quitosano y MCT está en forma de un material compuesto de MCT-quitosano; y un aplicador para administrar el MCT o la matriz en un área a tratar.A guided tissue regeneration (GTR) device, comprising: mutable collagenous tissue (MCT) and chitosan, wherein the chitosan is present in a mass percentage greater than zero and less than or equal to 90, wherein the chitosan is attached electrostatically to MCT forming a matrix, and the matrix of chitosan and MCT is in the form of an MCT-chitosan composite; and an applicator for administering the MCT or matrix to an area to be treated.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Dispositivos de biomaterial para la regeneración de tejidos guiadaBiomaterial devices for guided tissue regeneration

Campo de la invenciónfield of invention

La presente invención se refiere a dispositivos biomateriales para la regeneración de tejidos guiada (GTR). Más específicamente, los aspectos de la invención se refieren a esponjas de tejido, apósitos para heridas, composiciones cosmecéuticas y otros dispositivos y composiciones tópicas que comprenden tejido colagenoso mutable (MCT) para efectuar la GTR. Todavía más específicamente, los aspectos de la invención se refieren a dichos dispositivos que comprenden materiales compuestos de MCT y quitosano (CHT) para efectuar la GTR. Los aspectos de la invención también se refieren al tratamiento de quemaduras, heridas, úlceras y otras lesiones y trastornos cutáneos relacionados, mediante la aplicación de MCT, solo o como un material compuesto, en dispositivos de biomaterial para promover la GTR. Los aspectos de la invención también se refieren al tratamiento de anomalías de la piel, tales como cicatrices y decoloraciones de la piel, incluyendo las decoloraciones cloasma, aplicando MCT y/o materiales compuestos de MCT-quitosano en formulaciones cosmecéuticas.The present invention relates to biomaterial devices for guided tissue regeneration (GTR). More specifically, aspects of the invention relate to tissue sponges, wound dressings, cosmeceutical compositions, and other devices and topical compositions comprising mutable collagenous tissue (MCT) for effecting GTR. Still more specifically, aspects of the invention relate to such devices comprising MCT and chitosan (CHT) composites for effecting GTR. Aspects of the invention also relate to the treatment of burns, wounds, ulcers, and other related skin injuries and disorders, by applying MCT, alone or as a composite, in biomaterial devices to promote GTR. Aspects of the invention also relate to the treatment of skin abnormalities, such as scarring and skin discolorations, including chloasma discolorations, by applying MCT and/or MCT-chitosan composites in cosmeceutical formulations.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Los polímeros naturales se han utilizado en muchas aplicaciones farmacéuticas y tecnologías de dispositivos médicos. Un polímero natural, quitosano (en ocasiones citado en el presente documento como CHT), se ha utilizado para la preparación de nanopartículas, microesferas, hidrogeles, películas, fibras y comprimidos. El quitosano se ha utilizado para preparar posibles sistemas de administración de fármacos, tales como las formulaciones oral, nasal, parenteral, transdérmica y oftálmica. El quitosano también se ha utilizado para preparar apósitos para heridas y esponjas de tejido (Kumar et al., Chem. Rev. 2004, 104, 6017-6084). Sin embargo, las formulaciones y los materiales de quitosano adolecen de numerosos inconvenientes que incluyen estabilidad, biodegradabilidad y resistencia a la tracción limitadas. Se han probado materiales tales como el quitosano modificado y los materiales compuestos sintéticos para muchos de los mismos usos para los que se ha evaluado el quitosano, pero muchos de estos materiales tienen inconvenientes similares, incluida una biocompatibilidad insuficiente.Natural polymers have been used in many pharmaceutical applications and medical device technologies. A natural polymer, chitosan (sometimes referred to herein as CHT), has been used for the preparation of nanoparticles, microspheres, hydrogels, films, fibers, and tablets. Chitosan has been used to prepare potential drug delivery systems, such as oral, nasal, parenteral, transdermal, and ophthalmic formulations. Chitosan has also been used to prepare wound dressings and tissue sponges (Kumar et al., Chem. Rev. 2004, 104, 6017-6084). However, chitosan formulations and materials suffer from numerous drawbacks including limited stability, biodegradability, and tensile strength. Materials such as modified chitosan and synthetic composites have been tried for many of the same uses for which chitosan has been evaluated, but many of these materials have similar drawbacks, including insufficient biocompatibility.

En consecuencia, existe la necesidad de nuevos materiales que sean biocompatibles y biodegradables, y que tengan una estabilidad y propiedades mecánicas y rendimiento adecuados para su uso en tratamientos y terapias con humanos y otros mamíferos. Estos nuevos materiales y composiciones tendrían preferiblemente ventajas sobre el quitosano solo, tal como biocompatibilidad adicional y/o mejorada, alta estabilidad y propiedades físicas y biológicas mejoradas. La capacidad de usar estos materiales como esponjas de tejido, apósitos para heridas, cosmecéuticos y/o sistemas para la administración de agentes terapéuticos ayudaría aún más a los investigadores en las áreas de ingeniería biomédica, biomateriales e ingeniería de tejidos. C. Ferrario et al., Marine Environmental Research 128, 46­ 57 (2017) divulga membranas de colágeno derivadas de equinodermos (erizo de mar, estrella de mar, pepino de mar) para la regeneración de tejidos guiada.Consequently, there is a need for new materials that are biocompatible and biodegradable, and that have adequate stability and mechanical properties and performance for use in human and other mammalian treatments and therapies. These new materials and compositions would preferably have advantages over chitosan alone, such as additional and/or improved biocompatibility, high stability, and improved physical and biological properties. The ability to use these materials as tissue sponges, wound dressings, cosmeceuticals, and/or therapeutic agent delivery systems would further assist researchers in the areas of biomedical engineering, biomaterials, and tissue engineering. C. Ferrario et al., Marine Environmental Research 128, 46 57 (2017) discloses collagen membranes derived from echinoderms (sea urchin, starfish, sea cucumber) for guided tissue regeneration.

SumarioSummary

La presente invención se refiere a la materia objeto definida en las reivindicaciones.The present invention relates to the subject matter defined in the claims.

Las realizaciones de la invención proporcionan tejido colagenoso mutable (MCT) y materiales compuestos de MCT-quitosano biodegradables y biocompatibles. Estos materiales compuestos pueden formarse a partir de diversos materiales, tales como hidrogeles, biopelículas, esponjas tridimensionales y nanofibras. Los materiales compuestos de MCT-quitosano son más fuertes y tienen mejores propiedades mecánicas que los materiales de quitosano conocidos. El componente MCT de los materiales compuestos añade biocompatibilidad, adhesión celular, estabilidad física y química y propiedades mecánicas mejoradas respecto a las propiedades antimicrobianas y hemostáticas del componente quitosano, aumentando de este modo significativamente la eficacia del material compuesto en aplicaciones terapéuticas.Embodiments of the invention provide biodegradable and biocompatible mutable collagenous tissue (MCT) and MCT-chitosan composites. These composite materials can be formed from various materials, such as hydrogels, biofilms, three-dimensional sponges, and nanofibers. MCT-chitosan composites are stronger and have better mechanical properties than known chitosan materials. The MCT component of the composites adds improved biocompatibility, cell adhesion, physical and chemical stability, and mechanical properties relative to the antimicrobial and hemostatic properties of the chitosan component, thereby significantly increasing the efficacy of the composite in therapeutic applications.

En consecuencia, en un aspecto, la invención proporciona una composición que comprende una matriz de MCT y quitosano (CHT), en la cual el MCT se aísla de invertebrados marinos. En la matriz, el CHT puede unirse al MCT por medio de interacciones electrostáticas, tales como enlaces de hidrógeno e interacción dipolo-dipolo, para formar el material compuesto de MCT-CHT. En un aspecto, el material compuesto de MCT-quitosano comprende una estructura reticulada de polielectrolito entre el GAG y el colágeno en el MCT, y su interacción con las unidades de N-glucosamina en el quitosano. El tejido colagenoso mutable puede comprender colágeno y glicosaminoglicano (GAG).Accordingly, in one aspect, the invention provides a composition comprising a matrix of MCTs and chitosan (CHT), in which the MCT is isolated from marine invertebrates. In the matrix, CHT can bind to MCT through electrostatic interactions, such as hydrogen bonding and dipole-dipole interaction, to form the MCT-CHT composite. In one aspect, the MCT-chitosan composite comprises a polyelectrolyte crosslinked structure between the GAG and collagen in the MCT, and their interaction with N-glucosamine units in chitosan. The mutable collagenous tissue may comprise collagen and glycosaminoglycan (GAG).

En un aspecto, el MCT puede comprender colágeno y condroitin sulfato. Las composiciones, o el MCT utilizado para formar la composición, pueden estar compuestas sustancialmente por colágeno de tipo I. El quitosano puede tener un grado de desacetilación de aproximadamente 60 % a aproximadamente 99 %. El peso molecular medio del quitosano puede ser de aproximadamente 20 kDa a aproximadamente 400 kDa. En algunas realizaciones, la proporción en masa del MCT en el material compuesto puede ser mayor de 0 a 10:90 de la proporción en masa del quitosano en el material compuesto. En algunas realizaciones, la proporción en masa del MCT es de aproximadamente 100:0 a 50:50 de la proporción en masa del quitosano.In one aspect, the MCT can comprise collagen and chondroitin sulfate. The compositions, or the MCT used to form the composition, may be substantially composed of type I collagen. Chitosan may have a degree of deacetylation of from about 60% to about 99%. The average molecular weight of chitosan can be from about 20 kDa to about 400 kDa. In some embodiments, the mass ratio of the MCT in the composite may be greater than 0 to 10:90 of the mass ratio of chitosan in the composite. In some embodiments, the mass ratio of the MCT is from about 100:0 to 50:50 of the mass ratio of chitosan.

Mediante la selección de fuentes de invertebrados marinos apropiados (por ejemplo, equinodermos) y procedimientos de aislamiento, se puede controlar la cantidad y proporción de MCT obtenida con un mayor rendimiento de colágeno y glicosaminoglicanos. Por ejemplo, los MCT con mayor contenido de colágeno tipo I, un tipo fibrilar de colágeno que es una composición estructural clave de varios tejidos conjuntivos, pueden aislarse y usarse en las composiciones descritas en el presente documento. Adicionalmente, los MCT aislados pueden estar sesgados o controlados en cuanto a la naturaleza del tipo de colágeno fibrilar (I, II, III, V, XI) y glicosaminoglicano (condroitin sulfato, ácido hialurónico), así como por su heterogeneidad estructural.By selecting appropriate marine invertebrate sources (eg, echinoderms) and isolation procedures, the amount and proportion of MCT obtained with increased yields of collagen and glycosaminoglycans can be controlled. For example, MCTs higher in type I collagen, a fibrillar type of collagen that is a key structural composition of various connective tissues, can be isolated and used in the compositions described herein. Additionally, isolated MCTs may be biased or controlled for the nature of fibrillar collagen type (I, II, III, V, XI) and glycosaminoglycan (chondroitin sulfate, hyaluronic acid), as well as for their structural heterogeneity.

En una realización, el MCT se puede aislar de invertebrados marinos, tales como equinodermos. En una realización más particular, el MCT se aislará de equinodermos de invertebrados marinos, tales como erizos de mar y pepinos de mar. Incluso en una realización más particular, el MCT se aislará de pepinos de mar.In one embodiment, the MCT can be isolated from marine invertebrates, such as echinoderms. In a more particular embodiment, the MCT will be isolated from echinoderms of marine invertebrates, such as sea urchins and sea cucumbers. In an even more particular embodiment, the MCT will be isolated from sea cucumbers.

En otra realización, el MCT puede estar compuesto de colágeno. En una realización más particular el colágeno puede ser colágeno fibrilar tipo I, II, III, V o XI. Incluso en una realización más particular, el colágeno fibrilar es tipo I. Mediante los procesos de aislamiento descritos en el presente documento, se puede aislar selectivamente el colágeno fibrilar tipo I.In another embodiment, the MCT can be composed of collagen. In a more particular embodiment, the collagen can be fibrillar collagen type I, II, III, V or XI. In an even more particular embodiment, the fibrillar collagen is type I. By means of the isolation processes described herein, fibrillar type I collagen can be selectively isolated.

En otra realización, el MCT puede comprender colágeno y glicosaminoglicano. En algunas realizaciones, el glicosaminoglicano puede incluir condroitín sulfato, ácido hialurónico, heparina, queratán sulfato, heparán sulfato y/o dermatán sulfato o una mezcla de ambos componentes. En otra realización, el glicosaminoglicano en el MCT comprenderá condroitín sulfato y/o ácido hialurónico o una mezcla de ambos componentes.In another embodiment, the MCT may comprise collagen and glycosaminoglycan. In some embodiments, the glycosaminoglycan can include chondroitin sulfate, hyaluronic acid, heparin, keratan sulfate, heparan sulfate, and/or dermatan sulfate, or a mixture of both components. In another embodiment, the glycosaminoglycan in the MCT will comprise chondroitin sulfate and/or hyaluronic acid or a mixture of both components.

La composición de MCT-quitosano puede ser un hidrogel, una biopelícula, una esponja 3D o una nanofibra. Las nanopartículas se pueden formular en varios sistemas de administración de agentes terapéuticos, tales como soluciones orales, soluciones IV, o aerosoles. Las biopelículas se pueden formar en la cicatrización de heridas, el revestimiento de superficies o los materiales de envasado. Las esponjas 3D se pueden usar como esponjas, tales como para la ingeniería de tejidos y los soportes de apósitos para heridas. Las nanofibras se pueden formular como soportes de apósitos para heridas o agentes de revestimiento de superficies.The MCT-chitosan composition can be a hydrogel, a biofilm, a 3D sponge, or a nanofiber. The nanoparticles can be formulated into various therapeutic agent delivery systems, such as oral solutions, IV solutions, or aerosols. Biofilms can form on wound healing, surface coatings, or packaging materials. 3D sponges can be used as sponges, such as for tissue engineering and wound dressing supports. The nanofibers can be formulated as wound dressing carriers or surface coating agents.

En algunas realizaciones, el MCT y el material compuesto de MCT-CHT puede ser reticulado, mediante procesos físicos y/o químicos. La reticulación física se puede lograr mediante tratamiento de radiación (UV, gamma) y/o tratamiento térmico. La reticulación química se puede lograr agregando un agente reticulante al MCT o al material compuesto de MCT-quitosano, las cantidades de agente reticulante utilizadas en biomateriales reticulados, con respecto al contenido de MCT, pueden ser de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1,0%. Los agentes reticulantes que se pueden usar incluyen glutaraldehído, etil-dimetil-carbodiimida (EDC)-N-hidroxisuccinimida (NHS), riboflavina, genipina, y similares.In some embodiments, the MCT and the MCT-CHT composite can be cross-linked, through physical and/or chemical processes. Physical crosslinking can be achieved by radiation treatment (UV, gamma) and/or heat treatment. Chemical crosslinking can be achieved by adding a crosslinking agent to the MCT or MCT-chitosan composite material, the amounts of crosslinking agent used in crosslinked biomaterials, relative to the MCT content, can be from about 0.1 to about 1.0 %. Crosslinking agents that can be used include glutaraldehyde, ethyl-dimethyl-carbodiimide (EDC)-N-hydroxysuccinimide (NHS), riboflavin, genipin, and the like.

El material compuesto de MCT-quitosano también se puede formular como una biopelícula de una esponja 3D con absorción de agua, estabilidad térmica, permeación de vapor y adhesión celular mejoradas. En dichas realizaciones, las biopelículas y/o las esponjas 3D serán adecuadas como esponjas para la ingeniería de tejidos y soportes de apósitos para heridas para aplicaciones quirúrgicas y médicas.The MCT-chitosan composite can also be formulated as a 3D sponge biofilm with improved water absorption, thermal stability, vapor permeation, and cell adhesion. In such embodiments, the biofilms and/or 3D sponges will be suitable as tissue engineering sponges and wound dressing supports for surgical and medical applications.

También se divulga un método para administrar un agente bioactivo a un mamífero, comprendiendo el método administrar a un mamífero el material compuesto de MCT-quitosano descrito en el presente documento. Los materiales compuestos de MCT-quitosano pueden formar una nanopartícula, nanofibra, hidrogel, biopelícula o esponja 3D que encapsula el agente bioactivo, por ejemplo, un fármaco o nutriente. Ejemplos de fármacos, vitaminas y nutrientes que se pueden incorporar en las formulaciones incluyen lípidos tales como ácidos grasos, incluidos los ácidos grasos omega-3 y omega-6, vitaminas solubles en grasas (por ejemplo, vitamina A, D, E y/o K), antibióticos (por ejemplo, amoxicilina, ampicilina, clindamicina, doxiciclina, eritromicina, metronidazol, penicilina, tetraciclina, vancomicina, y similares), probióticos (por ejemplo, bacterias acidolácticas, bifidobacterias, y similares), compuestos dérmicos activos (por ejemplo, ácido retinoico, ácido tranexámico, peróxido de hidrógeno, hidroquinona, cisteamina, ácido azelaico, inhibidores de la tirosinasa y similares), micronutrientes tales como p-caroteno y/o ácido ascórbico, proteínas, y péptidos. En algunas realizaciones, los MCT y otros suplementos nutricionales también pueden incluirse en una matriz compuesta de MCT-quitosano, o en una composición que incluye una matriz compuesta de MCT-quitosano.Also disclosed is a method of administering a bioactive agent to a mammal, the method comprising administering to a mammal the MCT-chitosan composite described herein. MCT-chitosan composites can form a nanoparticle, nanofiber, hydrogel, biofilm, or 3D sponge that encapsulates the bioactive agent, eg, a drug or nutrient. Examples of drugs, vitamins, and nutrients that can be incorporated into formulations include lipids such as fatty acids, including omega-3 and omega-6 fatty acids, fat-soluble vitamins (eg, vitamin A, D, E, and/or K), antibiotics (eg, amoxicillin, ampicillin, clindamycin, doxycycline, erythromycin, metronidazole, penicillin, tetracycline, vancomycin, and the like), probiotics (eg, lactic acid bacteria, bifidobacteria, and the like), dermal active compounds (eg , retinoic acid, tranexamic acid, hydrogen peroxide, hydroquinone, cysteamine, azelaic acid, tyrosinase inhibitors and the like), micronutrients such as p-carotene and/or ascorbic acid, proteins, and peptides. In some embodiments, the MCTs and other nutritional supplements may also be included in an MCT-chitosan composite matrix, or in a composition that includes an MCT-chitosan composite matrix.

El MCT y los materiales compuestos de MCT-quitosano se pueden adaptar para degradarse en un intervalo de velocidades en diversas condiciones variando las cantidades de los componentes y los métodos para preparar el MCT y los materiales compuestos. Por lo tanto, también se divulga un método para preparar MCT y material compuesto de MCT-quitosano. La composición descrita en el presente documento se puede usar para la fabricación de dispositivos biomédicos y medicamentos útiles para el tratamiento de afecciones tales como infección bacteriana y/o infección fúngica, quemaduras, pie diabético y afecciones inflamatorias en un mamífero, tal como un ser humano.The MCT and MCT-chitosan composites can be tailored to degrade at a range of rates under various conditions by varying the amounts of the components and the methods for preparing the MCT and composites. Therefore, a method for preparing MCT and MCT-chitosan composite material is also disclosed. The composition described herein can be used for the manufacture of biomedical devices and medicaments useful for the treatment of conditions such as bacterial infection and/or fungal infection, burns, diabetic foot and inflammatory conditions in a mammal, such as a human. .

En otros aspectos más, los biomateriales compuestos de MCT-quitosano se pueden proporcionar como cosméticos terapéuticos, o cosmecéuticos, para promover la colagénesis, la curación de cicatrices, la cicatrización de heridas, la reducción del melisma y el cloasma y otros beneficios relacionados con la piel, usando materiales compuestos de MCT-quitosano junto con un vehículo tópico farmacéuticamente aceptable, incluyendo, pero sin limitación, una solución, una suspensión, un líquido, un gel, una pomada, una loción o una crema.In still other aspects, the MCT-chitosan composite biomaterials can be provided as therapeutic cosmetics, or cosmeceuticals, to promote collagen, scar healing, wound healing, melisma and chloasma reduction and other skin-related benefits, using MCT-chitosan composites in conjunction with a pharmaceutically acceptable topical carrier, including, but not limited to, a solution, suspension, liquid, gel, ointment, a lotion or a cream.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Los siguientes dibujos forman parte de la memoria descriptiva y se incluyen para demostrar adicionalmente ciertas realizaciones o diversos aspectos de la invención. En algunos casos, las realizaciones de la invención pueden entenderse mejor por referencia a los dibujos adjuntos en combinación con la descripción detallada presentada en este documento. La descripción y los dibujos adjuntos pueden resaltar un cierto ejemplo específico, o un cierto aspecto de la invención. Sin embargo, los expertos en la materia comprenderán que partes del ejemplo o aspecto pueden usarse en combinación con otros ejemplos o aspectos de la invención.The following drawings form a part of the specification and are included to further demonstrate certain embodiments or various aspects of the invention. In some instances, embodiments of the invention may be better understood by reference to the accompanying drawings in conjunction with the detailed description presented herein. The accompanying description and drawings may highlight a certain specific example, or a certain aspect of the invention. However, those skilled in the art will understand that portions of the example or aspect may be used in combination with other examples or aspects of the invention.

En los dibujos:In the drawings:

Las figuras 1A y 1B representan la estructura comparativa entre la estructura general de colágeno y la estructura general de MCT.Figures 1A and 1B represent the comparative structure between the general structure of collagen and the general structure of MCT.

La figura 2 representa la estructura general de los glicosaminoglicanos.Figure 2 represents the general structure of glycosaminoglycans.

Las figuras 3A y 3B representan la morfología comparativa de la estructura de fibrillas de colágeno entre colágeno bovino y MCT.Figures 3A and 3B depict the comparative morphology of collagen fibril structure between bovine collagen and MCT.

La figura 4 representa la estructura general del quitosano.Figure 4 represents the general structure of chitosan.

Las figuras 5A y 5B son ilustraciones esquemáticas de la fabricación de materiales compuestos de MCT-quitosano de acuerdo con una realización.Figures 5A and 5B are schematic illustrations of the manufacture of MCT-chitosan composites according to one embodiment.

La figura 6 es una ilustración esquemática de la fabricación de biopelículas compuestas de MCT-quitosano de acuerdo con una realización.Figure 6 is a schematic illustration of the fabrication of MCT-chitosan composite biofilms according to one embodiment.

La figura 7 es una ilustración esquemática de la fabricación de esponjas 3D de material compuesto de MCT-quitosano de acuerdo con una realización.Figure 7 is a schematic illustration of the fabrication of 3D MCT-chitosan composite sponges according to one embodiment.

La figura 8 es una ilustración esquemática de la fabricación de hidrogeles de materiales compuestos de MCT-quitosano de acuerdo con una realización.Figure 8 is a schematic illustration of the fabrication of MCT-chitosan composite hydrogels according to one embodiment.

La figura 9A es una ilustración esquemática de la fabricación de nanofibras electrohiladas de MCT-quitosano, y la figura 9B es una fotografía de las nanofibras resultantes de acuerdo con una realización.Figure 9A is a schematic illustration of the fabrication of electrospun MCT-chitosan nanofibers, and Figure 9B is a photograph of the resulting nanofibers according to one embodiment.

La figura 10A representa el efecto de un agente reticulante (glutaraldehído al 0,1 % v/v) sobre las propiedades mecánicas de las biopelículas compuestas de MCT-CHT, y la figura 10B representa el comportamiento de hinchamiento de las biopelículas compuestas de MCT-CHT de acuerdo con las realizaciones.Figure 10A represents the effect of a cross-linking agent (0.1% v/v glutaraldehyde) on the mechanical properties of biofilms composed of MCT-CHT, and Figure 10B represents the swelling behavior of biofilms composed of MCT-CHT. CHT according to embodiments.

Las figuras 11A y 11B representan una representación ilustrativa de biopelículas de MCT-quitosano y sus posibles aplicaciones como soportes de apósitos para heridas, y las figuras 11C y 11D representan una caracterización morfológica de nanofibras electrohiladas compuestas de MCT-quitosano mediante microscopía electrónica de barrido (SEM).Figures 11A and 11B represent an illustrative representation of MCT-chitosan biofilms and their potential applications as wound dressing supports, and Figures 11C and 11D represent a morphological characterization of electrospun nanofibers composed of MCT-chitosan by scanning electron microscopy ( SEM).

La figura 12 es una ilustración esquemática de diferentes materiales compuestos de MCT-quitosano, como se usan en aplicaciones GTR.Figure 12 is a schematic illustration of different MCT-chitosan composites, as used in GTR applications.

Las figuras 13A-13C representan la apariencia física de esponjas 3D compuestas de MCT-quitosano (MCT/CHT) fabricadas en diferentes proporciones de masa de MCT/CHT de acuerdo con las realizaciones.Figures 13A-13C depict the physical appearance of 3D sponges composed of MCT-chitosan (MCT/CHT) made in different mass ratios of MCT/CHT according to the embodiments.

La figura 14 representa termogramas de TGA para esponjas 3D compuestas de MCT-quitosano formuladas en diferentes proporciones de masa de MCT/CHT.Figure 14 depicts TGA thermograms for 3D sponges composed of MCT-chitosan formulated at different MCT/CHT mass ratios.

La figura 15 representa la capacidad de absorción de agua de diferentes esponjas 3D compuestas de MCT-quitosano formuladas en diferentes proporciones de masa de MCT/CHT.Figure 15 represents the water absorption capacity of different 3D sponges composed of MCT-chitosan formulated in different mass ratios of MCT/CHT.

Las figuras 16A (sin células añadidas) y 16B (células añadidas) son micrografías de SEM que muestran la adsorción de células ADSC en esponjas 3D de MCT-CHT.Figures 16A (no cells added) and 16B (cells added) are SEM micrographs showing adsorption of ADSC cells on 3D MCT-CHT sponges.

La figura 17 representa un perfil de proliferación de células ADSC cultivadas en esponjas 3D compuestas de MCT-quitosano durante un período de incubación de 15 días. Figure 17 represents a proliferation profile of ADSC cells cultured on 3D sponges composed of MCT-chitosan during an incubation period of 15 days.

La figura 18 representa los espectros ATR-FTIR de nanofibras electrohiladas (ESNF) compuestas fabricadas en diferentes proporciones de masa de materiales compuestos de MCT-quitosano.Figure 18 depicts ATR-FTIR spectra of composite electrospun nanofibers (ESNF) made at different mass ratios of MCT-chitosan composites.

La figura 19 representa un análisis térmico por TGA de compuestos de quitosano, MCT y MCT-quitosano.Figure 19 depicts a TGA thermal analysis of chitosan, MCT and MCT-chitosan compounds.

Las figuras 20A-20C son micrografías de SEM de quitosano, y las figuras 20D-20F son micrografías de SEM de ESNF de MCT-quitosano, con una barra de escala de 10 pm (figuras 20A y 20D), una barra de escala de 2 pm (figuras 20B y 20E), y una barra de escala de 200 nm (figuras 20C y 20F), en la que los círculos indican la presencia de gotas asociadas a un mal proceso de electrohilado en ESNF de quitosano, mostrando la mejora de los compuestos de MCT-quitosano para la obtención de nanofibras electrohiladas.Figures 20A-20C are SEM micrographs of chitosan, and Figures 20D-20F are SEM micrographs of ESNF of MCT-chitosan, scale bar 10 pm (Figures 20A and 20D), scale bar 2 pm (Figures 20B and 20E), and a 200 nm scale bar (Figures 20C and 20F), in which the circles indicate the presence of droplets associated with a poor electrospinning process in chitosan ESNF, showing the improvement of the MCT-chitosan compounds to obtain electrospun nanofibers.

La figura 21 representa la proliferación de células fibroblastos L929 cocultivados con ESNF de quitosano, MCT y de material compuesto de MCT-quitosano.Figure 21 depicts the proliferation of L929 fibroblast cells co-cultured with ESNF chitosan, MCT and MCT-chitosan composite.

Las figuras 22A-22C son micrografías de SEM que muestran la adhesión celular sobre ESNF de quitosano (figura 22A), material compuesto de MCT-quitosano (figura 22B) y MCT (figura 22C), después de 7 días de incubación. La figura 23 representa el análisis de electroforesis en gel (SDS-PAGE) que muestra las principales bandas de proteínas para MCT en comparación con muestras de colágeno extraídas de ternera y pollo.Figures 22A-22C are SEM micrographs showing cell adhesion on ESNF chitosan (Figure 22A), MCT-chitosan composite (Figure 22B), and MCT (Figure 22C), after 7 days of incubation. Figure 23 depicts gel electrophoresis (SDS-PAGE) analysis showing major protein bands for MCTs compared to collagen samples extracted from beef and chicken.

La figura 24 representa el análisis de electroforesis en gel (SDS-PAGE) que muestra la eficacia del proceso de aislamiento de MCT de pepino de mar, como se muestra por la consistencia en las bandas de proteína de MCT entre un lote y otro.Figure 24 depicts gel electrophoresis (SDS-PAGE) analysis showing the efficiency of the sea cucumber MCT isolation process, as shown by the consistency in MCT protein bands from batch to batch.

La figura 25A representa los espectros infrarrojos de FTIR para el colágeno MCT en comparación con el colágeno de ternera, lo que muestra las diferencias estructurales químicas entre ambas muestras, y la figura 25B representa los espectros FTIR comparativos que muestran la eficacia del proceso de aislamiento de MCT del pepino de mar, como se muestra por la consistencia en el perfil químico de FTIR de MCT entre un lote y otro.Figure 25A represents the FTIR infrared spectra for MCT collagen compared to beef collagen, showing the chemical structural differences between both samples, and Figure 25B represents the comparative FTIR spectra showing the efficiency of the isolation process of MCT collagen. MCTs from sea cucumber, as shown by the consistency in the FTIR chemical profile of MCTs from batch to batch.

La figura 26 representa el análisis temogravimétrico (TGA) de muestras de colágeno que muestra las diferencias en el comportamiento térmico de las muestras de MCT y colágeno de ternera.Figure 26 represents thermogravimetric analysis (TGA) of collagen samples showing differences in thermal behavior of MCT and calf collagen samples.

La figura 27 muestra una distribución de la composición de aminoácidos estructurales del colágeno observada en tejido colágeno mutable extraído de pepino de mar y comparada con colágeno bovino aislado de piel de ternera. Las figuras 28A y 28B son imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) que muestran la morfología y la porosidad del soporte de apósito de MCT-quitosano (esponja 3D) fabricado mediante una técnica de fundición con disolvente.Figure 27 shows a distribution of collagen structural amino acid composition observed in mutable collagen tissue extracted from sea cucumber and compared to bovine collagen isolated from calf skin. Figures 28A and 28B are scanning electron microscopy (SEM) images showing the morphology and porosity of the MCT-chitosan dressing support (3D sponge) fabricated by a solvent casting technique.

Las figuras 29A y 29B son imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) que muestran la morfología superficial y la estructura del soporte de apósito de nanofibras de MCT-quitosano fabricado mediante una técnica de electrohilado.Figures 29A and 29B are scanning electron microscopy (SEM) images showing the surface morphology and structure of the MCT-chitosan nanofiber dressing support fabricated by an electrospinning technique.

Las figuras 30A y 30B son imágenes de antes y después que muestran los efectos de la administración de crema para cicatrices de acuerdo con una realización.Figs. 30A and 30B are before and after images showing the effects of administration of scar cream according to one embodiment.

Las figuras 31A y 31B son imágenes adicionales de antes y después que muestran los efectos de la administración de crema para cicatrices de acuerdo con una realización.Figures 31A and 31B are additional before and after images showing the effects of scar cream administration according to one embodiment.

Las figuras 32A-32C son todavía más imágenes de antes y después que muestran los efectos de la administración de crema para cicatrices de acuerdo con una realización.Figures 32A-32C are yet more before and after images showing the effects of scar cream administration according to one embodiment.

Las figuras 33A y 33B todavía son imágenes adicionales de antes y después que muestran los efectos de la administración de crema para cicatrices de acuerdo con una realización.Figures 33A and 33B are still additional before and after images showing the effects of scar cream administration according to one embodiment.

Las figuras 34A-34D son todavía más imágenes de antes y después que muestran los efectos de la administración de crema para cicatrices de acuerdo con una realización.Figures 34A-34D are yet more before and after images showing the effects of scar cream administration according to one embodiment.

Las figuras 35A-35C representan la estructura de la matriz de MCT-CHT.Figures 35A-35C depict the structure of the MCT-CHT array.

La figura 36 representa una esponja para heridas y sus características y rasgos de acuerdo con una realización. La figura 37 representa la función de una esponja 3D de acuerdo con una realización.Fig. 36 depicts a wound sponge and its characteristics and features according to one embodiment. Fig. 37 depicts the function of a 3D sponge according to one embodiment.

La figura 38 representa la función de un dispositivo de acuerdo con una realización. Fig. 38 depicts the function of a device according to one embodiment.

Descripción detalladaDetailed description

De acuerdo con aspectos de la invención, la presente solicitud describe nuevos materiales compuestos biocompatibles y biodegradables que comprenden una combinación de tejido colagenoso mutable (MCT) y quitosano. Los materiales de compuestos de MCT-quitosano son extremadamente versátiles y se pueden formular en varios tipos de biomateriales, tales como parches dérmicos, esponjas tridimensionales, suturas biodegradables y esponjas para la proliferación celular en la ingeniería de tejidos, así como hidrogeles y biopelículas para la regeneración de tejidos. According to aspects of the invention, the present application describes new biocompatible and biodegradable composite materials comprising a combination of mutable collagenous tissue (MCT) and chitosan. MCT-chitosan composite materials are extremely versatile and can be formulated into various types of biomaterials, such as dermal patches, three-dimensional sponges, biodegradable sutures, and sponges for cell proliferation in tissue engineering, as well as hydrogels and biofilms for tissue engineering. tissue regeneration.

Adicionalmente, el MCT y el material compuesto de MCT-quitosano también se puede formular como una biopelícula de una esponja 3D con absorción de agua, estabilidad térmica, permeación de vapor y adhesión celular mejoradas. En dichas realizaciones, las biopelículas y/o las esponjas 3D serán adecuadas como esponjas para la regeneración de tejidos guiada en la ingeniería de tejidos y soportes de apósitos para heridas para aplicaciones quirúrgicas y médicas.Additionally, the MCT and MCT-chitosan composite can also be formulated as a 3D sponge biofilm with improved water absorption, thermal stability, vapor permeation, and cell adhesion. In such embodiments, the biofilms and/or 3D sponges will be suitable as sponges for guided tissue regeneration in tissue engineering and wound dressing supports for surgical and medical applications.

Definiciones: Como se usa en el presente documento, determinados términos tienen los siguientes significados. Todos los demás términos y expresiones utilizados en esta memoria descriptiva tienen sus significados convencionales y habituales que entendería un experto en la materia. Tales significados convencionales y habituales pueden obtenerse por referencia a diccionarios técnicos, tales como Hawley's Condensed Chemical Dictionary 14a edición, de R.J. Lewis, John Wiley & Sons, Nueva York, N.Y., 2001.Definitions: As used herein, certain terms have the following meanings. All other terms and expressions used in this specification have their conventional and usual meanings that would be understood by one skilled in the art. Such conventional and customary meanings may be obtained by reference to technical dictionaries, such as Hawley's Condensed Chemical Dictionary 14th Edition, by R.J. Lewis, John Wiley & Sons, New York, N.Y., 2001.

El término "y/o" significa uno cualquiera de los elementos, cualquier combinación de los elementos, o todos los elementos a los que está asociado este término.The term "and/or" means any one of the elements, any combination of the elements, or all of the elements to which this term is associated.

Las formas singulares "un", "uno/una", y "el" o "la", incluyen un referencia en plural a menos que el contexto dicte claramente lo contrario. Por lo tanto, por ejemplo, una referencia a "un compuesto" incluye una pluralidad de tales compuestos, de modo que un compuesto X incluye una pluralidad de compuestos X.The singular forms "un", "uno/una", and "el" or "la", include a plural reference unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, a reference to "a compound" includes a plurality of such compounds, such that a compound X includes a plurality of compounds X.

El término "aproximadamente" puede referirse a una variación de ± 5 %, ± 10 %, ± 20 % o ± 25 % del valor especificado. Por ejemplo, "aproximadamente 50" por ciento puede en algunas realizaciones suponer una variación de 45 a 55 por ciento. Para intervalos de números enteros, el término "aproximadamente" puede incluir uno o dos números enteros mayores y/o menores de un número entero enumerado. A menos que se indique lo contrario en el presente documento, el término "aproximadamente" pretende incluir valores, por ejemplo, porcentaje en peso, próximos al intervalo enumerado que son equivalentes en términos de funcionalidad del ingrediente individual, la composición, o la realización. Además, un intervalo citado (por ejemplo, porcentaje en peso, grupos de carbono, y similares) incluye cada valor específico, entero, decimal, o identidad dentro del intervalo. Los valores específicos enumerados en el presente documento y similares son solo con fines ilustrativos; no excluyen otros valores definidos u otros valores dentro de intervalos definidos.The term "approximately" can refer to a variation of ±5%, ±10%, ±20%, or ±25% from the specified value. For example, "about 50" percent may in some embodiments mean a variation of 45 to 55 percent. For whole number ranges, the term "approximately" may include one or two whole numbers greater than and/or less than a recited whole number. Unless otherwise indicated herein, the term "about" is intended to include values, eg, weight percent, close to the recited range that are equivalent in terms of functionality of the individual ingredient, composition, or embodiment. In addition, a recited range (eg, weight percent, carbon groups, and the like) includes each specific value, integer, decimal, or identity within the range. Specific values listed herein and the like are for illustrative purposes only; they do not exclude other defined values or other values within defined ranges.

La expresión "uno o más" se entiende fácilmente por el experto en la materia, particularmente cuando se lee en el contexto de su uso. Por ejemplo, uno o más sustituyentes en un anillo de fenilo se refiere a uno a cinco, o uno a cuatro, por ejemplo, si el anillo de fenilo está disustituido.The term "one or more" is readily understood by those skilled in the art, particularly when read in the context of its use. For example, "one or more substituents on a phenyl ring" refers to one to five, or one to four, for example, if the phenyl ring is disubstituted.

El término "poner en contacto" se refiere al acto de tocar, haciendo contacto o acercándose a una proximidad inmediata o cercana, incluyendo a nivel molecular, por ejemplo, para provocar una reacción química o un cambio físico, por ejemplo, en una solución u otro mezcla de reacción.The term "bringing into contact" refers to the act of touching, making contact with, or coming into close or immediate proximity, including at the molecular level, for example, to cause a chemical reaction or physical change, for example, in a solution or another reaction mixture.

Una "cantidad eficaz" generalmente significa una cantidad que proporciona el efecto deseado. Por tanto, una cantidad eficaz significa una dosificación suficiente para potenciar la eficacia del tratamiento para un estado de enfermedad o afección que se está tratando. Por lo tanto, la cantidad efectiva puede variar dependiendo del paciente, la enfermedad y el tratamiento afectado.An "effective amount" generally means an amount that provides the desired effect. Thus, an effective amount means a dosage sufficient to enhance the efficacy of treatment for a disease state or condition being treated. Therefore, the effective amount may vary depending on the patient, the disease and the affected treatment.

El término "paciente" o "sujeto" se refiere a cualquier animal, tal como un mamífero, incluyendo ratones, ratas, otros roedores, conejos, perros, gatos, cerdos, vacas, ovejas, caballos, primates y seres humanos.The term "patient" or "subject" refers to any animal, such as a mammal, including mice, rats, other rodents, rabbits, dogs, cats, pigs, cattle, sheep, horses, primates, and humans.

Con referencia al MCT, la expresión "que comprende sustancialmente colágeno" significa que el MCT comprende al menos colágeno fibrilar. Por ejemplo, un colágeno fibrilar de MCT puede comprender colágeno tipo I, II, III, V y/o XI. En un aspecto, Otros compuestos que pueden incluirse o excluirse específicamente de los materiales compuestos descritos en el presente documento incluyen colágeno fibrilar tipo II, III, V y/o XI o combinaciones de los mismos. La expresión "glicosaminoglicano" se refiere a moléculas que comprenden polisacáridos largos no ramificados que contienen una unidad de disacárido repetitiva, incluyendo, por ejemplo, condroitin sulfato, ácido hialurónico, heparina, queratán sulfato, heparán sulfato y/o dermatán sulfato.With reference to the MCT, the term "substantially comprising collagen" means that the MCT comprises at least fibrillar collagen. For example, an MCT fibrillar collagen may comprise type I, II, III, V and/or XI collagen. In one aspect, Other compounds that may be specifically included or excluded from the composites described herein include fibrillar collagen type II, III, V and/or XI or combinations thereof. The term "glycosaminoglycan" refers to molecules comprising long unbranched polysaccharides containing a repeating disaccharide unit, including, for example, chondroitin sulfate, hyaluronic acid, heparin, keratan sulfate, heparan sulfate, and/or dermatan sulfate.

Tejido colágeno mutable (MCT): los equinodermos son invertebrados marinos muy extendidos en todos los océanos y empleados como fuente de alimento durante décadas (por ejemplo, pepinos de mar y erizos de mar). Son bien conocidos también por sus peculiares tejidos conjuntivos, denominados tejido colagenoso mutable (MCT), que son capaces de cambiar rápidamente sus propiedades mecánicas pasivas (rigidez y viscosidad), bajo el control del sistema nervioso. Los MCT son una característica única de los equinodermos y se han descrito en las cinco clases existentes (I.C. Wilkie, "Mutable collagenous tissue: overview and perspectives", V. Matranga (Ed.), Echinodermata. Progress in Molecular and Subcellular Biology. Marine Molecular Biotechnology, vol. 5, Springer, Berlin (2005), pp. 221-250. Las estructuras de colágeno mutables consisten en fibrillas de colágeno discontinuas organizadas en haces (fibras) por una red elastomérica de microfibrillas de fibrilina e interconectadas por una matriz de transferencia de estrés que consiste en glicosaminoglicano que se une a la fibrilla y la agrega. Este tipo de tejido se ha propuesto recientemente como una posible fuente de inspiración para "biomateriales dinámicos inteligentes" para aplicaciones de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa (A. Barbaglio, S. Tricarico, C. Di Benedetto, D.Fassini, A.P. Lima, A.R. Ribeiro, CC. Ribeiro, M. Sugni, F. Bonasoro, I.C. Wilkie, M. Barbosa, M.D.Candia Carnevali, "The smart connective tissue of echinoderms: a materializing promise for biotech applications", Cah. Biol. Mar., 54 (2013), pp. 713-720; C. Di Benedetto, A. Barbaglio, T. Martinello, V. Alongi, D. Fassini, E. Cullora, M. Patruno, F.Bonasoro, M.A. Barbosa, M.D. Candia Carnevali, M. Sugni, "Production, characterization and biocompatibility of marine collagen matrices from an alternative and sustainable source: the sea urchin Paracentrotuslividus", Mar. Drugs, 12 (2014), pp. 4912-4933. Particularmente, la membrana del pepino de mar (un MCT bien conocido) puede proporcionar una fuente sostenible y biocompatible de colágeno fibrilar nativo para producir membranas delgadas para aplicaciones de medicina regenerativa. La figura 1 muestra la estructura general del colágeno, en este caso del colágeno bovino, a la izquierda, y la estructura general del MCT a la derecha. En el caso del MCT, el lado derecho de la figura 1 muestra una vista detallada de una parte de la estructura, con una reticulación proteoglicano-CAG entre matrices interfibrilares y entre fibrillas de colágeno.Mutable Collagen Tissue (MCT): Echinoderms are marine invertebrates widespread throughout the oceans and used as a food source for decades (eg sea cucumbers and sea urchins). They are also well known for their unique connective tissues, called mutable collagenous tissue (MCT), which are capable of rapidly changing their passive mechanical properties (stiffness and viscosity), under the control of the nervous system. MCTs are a unique feature of echinoderms and have been described in all five extant classes (IC Wilkie, "Mutable collagenous tissue: overview and perspectives", V. Matranga (Ed.), Echinodermata. Progress in Molecular and Subcellular Biology. Marine Molecular Biotechnology, Vol 5, Springer, Berlin (2005), pp 221-250 Mutable collagen structures consist of discontinuous collagen fibrils organized into bundles (fibrils) by an elastomeric network of fibrillin microfibrils and interconnected by a matrix transfer tissue consisting of glycosaminoglycan that binds to and aggregates the fibril.This type of tissue has recently been proposed as a potential source of inspiration for "smart dynamic biomaterials" for tissue engineering and regenerative medicine applications (A. Barbaglio, S. Tricarico, C. Di Benedetto, D. Fassini, AP Lima, AR Ribeiro, CC. Ribeiro, M. Sugni, F. Bonasoro, IC Wilkie, M. Barbosa, MDCandia Carnevali, "The smart connective tissue of echinoderms: a materializing promise for biotech applications", Cah. Biol. Mar., 54 (2013), p. 713-720; C. Di Benedetto, A. Barbaglio, T. Martinello, V. Alongi, D. Fassini, E. Cullora, M. Patruno, F. Bonasoro, MA Barbosa, MD Candia Carnevali, M. Sugni, "Production, characterization and biocompatibility of marine collagen matrices from an alternative and sustainable source: the sea urchin Paracentrotuslividus", Mar. Drugs, 12 (2014), pp. 4912-4933. In particular, sea cucumber membrane (a well-known MCT) can provide a sustainable and biocompatible source of native fibrillar collagen to produce thin membranes for regenerative medicine applications. Figure 1 shows the general structure of collagen, in this case bovine collagen, on the left, and the general structure of MCT on the right. In the case of the MCT, the right side of figure 1 shows a detailed view of a part of the structure, with a proteoglycan-CAG crosslink between interfibrillar matrices and between collagen fibrils.

Entre los "biomateriales azules", el colágeno de invertebrados marinos se presenta como un sustituto válido del colágeno derivado de mamíferos más utilizado (por ejemplo, colágeno bovino, representado en el lado izquierdo de la figura 1). El colágeno derivado de mamíferos se emplea habitualmente en una amplia gama de aplicaciones humanas, desde usos a gran escala, tales como en la industria alimentaria, farmacéutica/nutracéutica y cosmética, hasta campos más específicos, tales como cultivos celulares y aplicaciones biomédicas/clínicas. Sin embargo, debido a problemas de alergia, restricciones religiosas y sociales/estilo de vida, razones relacionadas con la transmisión de enfermedades (por ejemplo, encefalopatía espongiforme bovina) y los altos costos de las tecnologías recombinantes, se están investigando constantemente fuentes de colágeno alternativas a los mamíferos (T.H. Silva, J. Moreira-Silva, A.L.P. Marques, A. Domingues, Y. Bayon, R.L. Reis, "Marine origin collagens and its potential applications", Mar. Drugs, 12 (2014), pp. 5881-5901.Among the "blue biomaterials", collagen from marine invertebrates appears as a valid substitute for the most widely used mammalian-derived collagen (for example, bovine collagen, represented on the left side of figure 1). Mammalian-derived collagen is commonly used in a wide range of human applications, from large-scale uses, such as in the food, pharmaceutical/nutraceutical, and cosmetic industries, to more specific fields, such as cell culture and biomedical/clinical applications. However, due to allergy concerns, religious and social/lifestyle restrictions, reasons related to disease transmission (e.g., bovine spongiform encephalopathy), and the high costs of recombinant technologies, alternative collagen sources are constantly being investigated. to mammals (T.H. Silva, J. Moreira-Silva, A.L.P. Marques, A. Domingues, Y. Bayon, R.L. Reis, "Marine origin collagens and its potential applications", Mar. Drugs, 12 (2014), pp. 5881- 5901.

Los glicosaminoglicanos, cuya estructura general se muestra en la figura 2 más adelante, son polisacáridos largos no ramificados que consisten en una unidad de disacárido repetitiva. La unidad repetitiva consiste en un aminoazúcar (N-acetilglucosamina o N-acetilgalactosamina) junto con un azúcar urónico (ácido glucurónico o ácido idurónico) o galactosa. Los glicosaminoglicanos son altamente polares y atraen el agua. Por tanto, son útiles para el organismo como lubricante o como amortiguador de choques, situándose principalmente en la superficie de las células o en la matriz extracelular (MEC).Glycosaminoglycans, the general structure of which is shown in Figure 2 below, are long unbranched polysaccharides consisting of a repeating disaccharide unit. The repeating unit consists of an amino sugar (N-acetylglucosamine or N-acetylgalactosamine) together with a uronic sugar (glucuronic acid or iduronic acid) or galactose. Glycosaminoglycans are highly polar and attract water. Therefore, they are useful to the body as a lubricant or as a shock absorber, mainly located on the surface of cells or in the extracellular matrix (ECM).

Otra ventaja de los MCT de equinodermo es la relativa facilidad para obtener una gran cantidad de fibrillas de colágeno nativo, las cuales mantienen su estructura original (Di Benedetto et al., 2014, citado anteriormente). De hecho, la mayor parte del colágeno de los mamíferos suele emplearse en su forma hidrolizada (solubilizada en ácido), una característica que reduce considerablemente el rendimiento mecánico de la membrana/esponja producida y que puede ser un límite en aquellas aplicaciones biomédicas donde se requieren materiales muy resistentes, con una organización tridimensional de fibrillas, (por ejemplo, regeneración de tendones/ligamentos o reconstrucción de la dermis). Los MCT de equinodermos pueden ser útiles para producir de manera fácil y rápida membranas de colágeno fibrilar con una gran similitud en términos de características ultraestructurales y mecánicas con la situación fisiológica del tejido conjuntivo. Las figuras 3A y 3B muestran la morfología comparativa de la estructura de las fibrillas de colágeno del colágeno bovino (figura 3a ) y del MCT (figura 3B). Las fibrillas de MCT están reticuladas internamente por GAG (glicosaminoglicano), lo que proporciona más estabilidad a la estructura macromolecular del colágeno y reduce su biodegradabilidad, un aspecto importante para la cicatrización de heridas y un atributo del que carece el colágeno bovino. Las figuras 35A-35C representan la reticulación de las fibrillas empleando GAG. La figura 35A muestra la disposición macroscópica de las fibrillas de colágeno e ilustra que las estructuras fibrilares alineadas se mantienen unidas mediante redes de reticulación intrafibrilares determinadas por interacciones entre el glicosaminoglicano (GAG) y la proteína central del colágeno. La figura 35B muestra las redes de reticulación intrafibrilares con más detalle. La figura 35C representa la estabilidad multidireccional de una malla fuertemente organizada, lo que da como resultado un rendimiento mecánico mejorado y propiedades de biodegradación in vivo. Another advantage of echinoderm MCTs is the relative ease of obtaining a large number of native collagen fibrils, which maintain their original structure (Di Benedetto et al., 2014, cited above). In fact, most of the mammalian collagen is usually used in its hydrolyzed form (solubilized in acid), a characteristic that considerably reduces the mechanical performance of the membrane/sponge produced and that can be a limit in those biomedical applications where it is required. very resistant materials, with a three-dimensional organization of fibrils, (for example, regeneration of tendons/ligaments or reconstruction of the dermis). Echinoderm MCTs may be useful for easily and rapidly producing fibrillar collagen membranes with high similarity in terms of ultrastructural and mechanical characteristics to the physiological setting of connective tissue. Figures 3A and 3B show the comparative morphology of the collagen fibril structure of bovine collagen (figure 3a) and MCT (figure 3B). MCT fibrils are internally cross-linked by GAG (glycosaminoglycan), which provides more stability to the macromolecular structure of collagen and reduces its biodegradability, an important aspect for wound healing and an attribute that bovine collagen lacks. Figures 35A-35C depict fibril crosslinking using GAG. Figure 35A shows the macroscopic arrangement of collagen fibrils and illustrates that the aligned fibrillar structures are held together by intrafibrillar crosslinking networks determined by interactions between glycosaminoglycan (GAG) and the collagen core protein. Figure 35B shows the intrafibrillar crosslink networks in more detail. Figure 35C depicts the multidirectional stability of a tightly organized mesh, resulting in improved mechanical performance and biodegradation properties in vivo.

Un campo específico de la medicina regenerativa donde el colágeno fibrilar MCT es adecuado para aplicaciones comerciales es la regeneración de tejidos guiada (GTR). Uno de los objetivos de la GTR es reducir las adherencias tisulares posquirúrgicas, una complicación frecuente y solo parcialmente resuelta, que impide la correcta regeneración de tejidos. Las adherencias son uniones anormales o mezclas de células que se forman entre tejidos u órganos después de una cirugía o debido a una inflamación local. Solo recientemente los investigadores han tratado de producir herramientas efectivas y satisfactorias para superarlos. De hecho, las membranas de barrera que comprenden varios biomateriales diferentes (por ejemplo, quitosano y ácido hialurónico) se han probado en la GTR, pero ninguna de ellas mostró todas las propiedades funcionales necesarias, la más importante de las cuales es evitar la penetración celular en el compartimento anatómico subyacente (S. Tang, W. Yang, X. Mao, "Agarose/collagen composite scaffold as an anti-adhesive sheet", Biomed. Mater., 2 (2007), pp. S129-S134. Las membranas a base de MCT de equinodermo tienen una porosidad y una estructura tridimensional que se pueden modificar según se desee.A specific field of regenerative medicine where MCT fibrillar collagen is suitable for commercial applications is guided tissue regeneration (GTR). One of the objectives of GTR is to reduce post-surgical tissue adhesions, a frequent and only partially resolved complication, which prevents correct tissue regeneration. Adhesions are abnormal junctions or mixtures of cells that form between tissues or organs after surgery or due to local inflammation. Only recently have researchers tried to produce effective and successful tools to overcome them. In fact, barrier membranes comprising several different biomaterials (for example, chitosan and hyaluronic acid) have been tested in GTR, but none of them showed all the necessary functional properties, the most important of which is to prevent cell penetration. in the underlying anatomic compartment (S. Tang, W. Yang, X. Mao, "Agarose/collagen composite scaffold as an anti-adhesive sheet", Biomed. Mater., 2 (2007), pp. S129-S134. Membranes based on echinoderm MCT have a porosity and a three-dimensional structure that can be modified as desired.

Quitosano: La quitina es un biopolímero compuesto de poli N-acetil glucosamina. La quitina es el segundo biopolímero más abundante en la tierra, después de la celulosa. Se encuentra comúnmente en el exoesqueleto o las cutículas de muchos invertebrados, como las conchas de los artrópodos marinos, y en la pared celular de la mayoría de los hongos y algunas algas. La quitina es generalmente insoluble en agua, pero se puede desacetilar mediante tratamiento con un cáustico, tal como hidróxido sódico, para formar el polisacárido catiónico soluble quitosano. El nombre químico del quitosano es poli(p-(1^4)-2-amino-2-desoxi-D-glucopiranosa). La figura 4 muestra la estructura química general del quitosano.Chitosan: Chitin is a biopolymer composed of poly N-acetyl glucosamine. Chitin is the second most abundant biopolymer on earth, after cellulose. It is commonly found in the exoskeleton or cuticles of many invertebrates, such as the shells of marine arthropods, and in the cell wall of most fungi and some algae. Chitin is generally insoluble in water, but can be deacetylated by treatment with a caustic, such as sodium hydroxide, to form the soluble cationic polysaccharide chitosan. The chemical name for chitosan is poly(p-(1^4)-2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose). Figure 4 shows the general chemical structure of chitosan.

Los vendajes y apósitos quirúrgicos a base de quitosano producidos por HemCon Medical Technologies fueron aprobados recientemente por la FDA de los EE. UU. para su uso como vendajes hemostáticos con propiedades antibacterianas comprobados contra una amplia gama de organismos nocivos, incluyendo MRSA y Acinetobacter baumannii. Los vendajes y apósitos se pueden usar para detener rápidamente la hemorragia, incluida la hemorragia arterial extensa. Tanto la coagulación de la sangre como las propiedades antibacterianas de los materiales se pueden atribuir al quitosano (véase la patente de Estados Unidos N.° 7.482.503 (Gregory et al.). El material compuesto de MCT-quitosano se puede usar en lugar del quitosano en las composiciones descritas allí, mientras que las características útiles del quitosano, tal como la mucoadhesividad, la biocompatibilidad y la biodegradabilidad, se siguen manteniendo.Chitosan-based surgical dressings and bandages produced by HemCon Medical Technologies were recently approved by the US FDA for use as hemostatic dressings with proven antibacterial properties against a wide range of harmful organisms, including MRSA and Acinetobacter baumannii. Bandages and dressings can be used to quickly stop bleeding, including extensive arterial bleeding. Both the blood coagulation and antibacterial properties of the materials can be attributed to chitosan (see US Patent No. 7,482,503 (Gregory et al.). The MCT-chitosan composite can be used instead of chitosan in the compositions described therein, while the useful characteristics of chitosan, such as mucoadhesiveness, biocompatibility and biodegradability, are still maintained.

El quitosano está comercializado por muchos proveedores de productos químicos, tales como Sigma Aldrich Co., St. Louis, MO. El quitosano se ofrece en diferentes calidades, pesos moleculares promedio y grados de desacetilación. Chitosan is marketed by many chemical suppliers, such as Sigma Aldrich Co., St. Louis, MO. Chitosan is offered in different qualities, average molecular weights and degrees of deacetylation.

En algunas realizaciones, el quitosano puede ser un quitosano de "alto peso molecular". El quitosano de alto peso molecular se refiere al quitosano que tiene un peso molecular promedio en número de al menos aproximadamente 100 kDa, y normalmente de aproximadamente 170 kDa a aproximadamente 400 kDa. En algunas realizaciones, el quitosano de alto peso molecular puede tener un peso molecular de al menos aproximadamente 100 KDa, al menos aproximadamente 110 kDa, al menos aproximadamente 150 kDa o al menos aproximadamente 200 kDa. En otras realizaciones, el quitosano de alto peso molecular puede tener un peso molecular de al menos aproximadamente 100 kDa a aproximadamente 400 kDa, de aproximadamente 120 kDa a aproximadamente 400 kDa, de aproximadamente 150 kDa a aproximadamente 400 kDa, de aproximadamente 170 kDa a aproximadamente 400 kDa, de 100 kDa a aproximadamente 300 kDa, de aproximadamente 120 kDa a aproximadamente 300 kDa, de aproximadamente 150 kDa a aproximadamente 300 kDa, de aproximadamente 170 kDa a aproximadamente 300 kDa. El valor de "DA" en la figura 4 puede ser cualquier número o intervalo que dé como resultado aproximadamente los valores para el contenido de N-acetil-D-glucosamina de quitosano descritos en este documento. Como reconocería fácilmente un experto en la materia, el quitosano, como se ilustra en la figura 4, también puede estar parcialmente acetilado.In some embodiments, the chitosan can be a "high molecular weight" chitosan. High molecular weight chitosan refers to chitosan having a number average molecular weight of at least about 100 kDa, and typically from about 170 kDa to about 400 kDa. In some embodiments, the high molecular weight chitosan can have a molecular weight of at least about 100 kDa, at least about 110 kDa, at least about 150 kDa, or at least about 200 kDa. In other embodiments, the high molecular weight chitosan can have a molecular weight of at least about 100 kDa to about 400 kDa, from about 120 kDa to about 400 kDa, from about 150 kDa to about 400 kDa, from about 170 kDa to about 400 kDa, 100 kDa to about 300 kDa, about 120 kDa to about 300 kDa, about 150 kDa to about 300 kDa, about 170 kDa to about 300 kDa. The "DA" value in Figure 4 can be any number or range that results in approximately the values for the N-acetyl-D-glucosamine content of chitosan described herein. As one skilled in the art would readily recognize, chitosan, as illustrated in Figure 4, can also be partially acetylated.

Otras realizaciones pueden incluir quitosano de bajo peso molecular. El quitosano de bajo peso molecular se refiere a moléculas de quitosano con menos de 100 unidades monoméricas (menos de aproximadamente 18 kDa o menos de aproximadamente 20 kDa). Los pesos moleculares del quitosano se pueden determinar, por ejemplo, mediante cromatografía de permeación en gel y viscosidad capilar.Other embodiments may include low molecular weight chitosan. Low molecular weight chitosan refers to chitosan molecules with less than 100 monomeric units (less than about 18 kDa or less than about 20 kDa). Molecular weights of chitosan can be determined, for example, by gel permeation chromatography and capillary viscosity.

El quitosano puede tener un grado de desacetilación que normalmente es de al menos aproximadamente un 60 %, al menos aproximadamente un 75 %, al menos aproximadamente un 80 %, al menos aproximadamente un 85 %, al menos aproximadamente un 90 %, al menos aproximadamente un 95 % o al menos aproximadamente un 99 %. Como alternativa, el quitosano se puede desacetilar completamente.The chitosan may have a degree of deacetylation which is typically at least about 60%, at least about 75%, at least about 80%, at least about 85%, at least about 90%, at least about 95% or at least about 99%. Alternatively, the chitosan can be completely deacetylated.

Materiales compuestos de MCT-quitosano: El quitosano se une a los componentes estructurales en el MCT mediante interacciones electrostáticas, determinadas por sus grupos amino cargados positivamente, lo que permite la formación de fuertes enlaces de hidrógeno e interacciones dipolo-dipolo, debido a los altos pesos moleculares y la densidad de carga tanto del MCT como del quitosano. Estas interacciones permiten el desarrollo de biomateriales estables, tales como hidrogeles, biopelículas, esponjas 3D y nanofibras. Los materiales compuestos de MCT-quitosano se pueden usar en GTR para preparar parches dérmicos, cosmecéuticos y apósitos para aplicaciones de cicatrización de heridas. Los materiales compuestos de MCT-quitosano también se pueden usar como hidrogeles o materiales similares a esponjas o andamios para cultivos de tejidos de piel y cartílago, como matrices para ingeniería de tejidos y como recubrimientos biocompatibles para dispositivos biomédicos.MCT-Chitosan Composite Materials: Chitosan binds to the structural components in the MCT through electrostatic interactions, determined by its positively charged amino groups, allowing for the formation of strong hydrogen bonds and dipole-dipole interactions, due to the high molecular weights and charge density of both MCT and chitosan. These interactions allow the development of stable biomaterials, such as hydrogels, biofilms, 3D sponges and nanofibers. MCT-chitosan composites can be used in GTR to prepare dermal patches, cosmeceuticals, and dressings for wound healing applications. MCT-chitosan composites can also be used as hydrogels or sponge-like or scaffold-like materials for skin and cartilage tissue cultures, as matrices for tissue engineering, and as biocompatible coatings for biomedical devices.

El MCT y los materiales compuestos de MCT-quitosano proporcionan una mayor biocompatibilidad, un rendimiento mecánico mejorado y una biodegradabilidad superior en comparación con los dispositivos conocidos a base de colágeno animal y sintético. Además de los efectos biológicos directos de los materiales compuestos de MCT-quitosano (propiedades antimicrobianas, antifúngicas y de cicatrización de heridas), los biomateriales se pueden usar para sistemas de liberación controlada o dirigida para encapsular agentes terapéuticos para administración oral, dérmica o respiratoria. MCT and MCT-chitosan composites provide greater biocompatibility, improved mechanical performance, and superior biodegradability compared to known synthetic and animal collagen-based devices. In addition to the direct biological effects of MCT-chitosan composites (antimicrobial, antifungal, and wound healing properties), the biomaterials can be used for controlled or targeted release systems to encapsulate therapeutic agents for oral, dermal, or respiratory administration.

Las nanopartículas y las biopelículas se pueden preparar a partir de MCT y quitosano, como se describe en el presente documento. El MCT que comprende colágeno es particularmente útil para preparar nanopartículas. Dado que el MCT comprende principalmente colágeno fibrilar, el MCT es muy adecuado para preparar hidrogeles, biopelículas, esponjas 3D y nanofibras de material compuesto de MCT-quitosano, proporcionando biomateriales compuestos con un rendimiento mecánico superior en comparación con los biomateriales a base de colágeno animal conocidos.Nanoparticles and biofilms can be prepared from MCT and chitosan, as described herein. MCT comprising collagen is particularly useful for preparing nanoparticles. Since MCT mainly comprises fibrillar collagen, MCT is well suited for preparing hydrogels, biofilms, 3D sponges, and nanofibers from MCT-chitosan composite material, providing composite biomaterials with superior mechanical performance compared to animal collagen-based biomaterials. acquaintances.

El MCT y los biomateriales compuestos de MCT-quitosano pueden reticularse durante su preparación mediante tratamiento químico por reacción con agentes reticulantes biológicamente compatibles (glutaraldehído, ECC/NHS) o por tratamiento térmico bajo presión de vacío. El hinchamiento de una matriz polimérica compuesta puede producir una degradación más rápida y una reducción de las propiedades mecánicas. La reticulación reduce o previene el hinchamiento espontáneo de los biomateriales compuestos, lo que aumenta el rendimiento mecánico y la manipulación.MCT and MCT-chitosan composite biomaterials can be crosslinked during their preparation by chemical treatment by reaction with biologically compatible crosslinking agents (glutaraldehyde, ECC/NHS) or by heat treatment under vacuum pressure. Swelling of a composite polymeric matrix can lead to faster degradation and reduced mechanical properties. Crosslinking reduces or prevents spontaneous swelling of composite biomaterials, which increases mechanical performance and handling.

En algunas realizaciones, el MCT y el material compuesto de MCT-quitosano puede incluir o excluir polímeros distintos del quitosano o MCT. Por ejemplo, algunas realizaciones incluyen dextrano, alginato y/o materiales derivados de celulosa tales como hidroxietilcelulosa; otras realizaciones excluyen algunos o todos estos. Algunas realizaciones incluyen polímeros sintéticos tales como alcohol polivinílico, policaprolactona u óxidos de polietileno, mientras que otras realizaciones excluyen algunos o todos ellos.In some embodiments, the MCT and MCT-chitosan composite may include or exclude polymers other than chitosan or MCT. For example, some embodiments include dextran, alginate, and/or cellulose-derived materials such as hydroxyethylcellulose; other embodiments exclude some or all of these. Some embodiments include synthetic polymers such as polyvinyl alcohol, polycaprolactone, or polyethylene oxides, while other embodiments exclude some or all of them.

Análisis del MCT, el quitosano y los productos de combinación: Se puede utilizar varios métodos para analizar y evaluar el MCT, el quitosano y sus productos compuestos. Estas técnicas incluyen espectrometría de masas, propiedades mecánicas (resistencia a la tracción) y propiedades de hinchamiento, microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM) para caracterizar la morfología de la superficie, calorimetría diferencial de barrido (DSC) para la caracterización térmica del biomaterial compuesto. La resistencia a la tracción y las propiedades de hinchamiento de los biomateriales compuestos se caracterizaron en mediciones de ASTM.Analysis of MCT, Chitosan, and Combination Products: Various methods can be used to analyze and evaluate MCT, chitosan, and their compound products. These techniques include mass spectrometry, mechanical properties (tensile strength) and swelling properties, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) to characterize surface morphology, differential scanning calorimetry (DSC) for the thermal characterization of the composite biomaterial. The tensile strength and swelling properties of the composite biomaterials were characterized in ASTM measurements.

El análisis del MCT y de los materiales compuestos de MCT-quitosano descritos en el presente documento indica que los materiales compuestos tienen una estabilidad mejorada, una mayor capacidad de carga farmacológica, mejores propiedades de liberación de fármacos, mejor absorción celular, mayor porosidad, mejor resistencia a la tracción y estabilidad térmica en comparación con las composiciones que incluyen solo quitosano. Los materiales también son no citotóxicos in vitro. Analysis of the MCT and MCT-chitosan composites described herein indicate that the composites have improved stability, higher drug loading capacity, better drug release properties, better cellular uptake, higher porosity, better tensile strength and thermal stability compared to compositions including only chitosan. The materials are also non-cytotoxic in vitro.

Cicatrización de heridas: Los biomateriales de MCT y de materiales compuestos de MCT-quitosano también tienen propiedades valiosas para aplicaciones de cicatrización de heridas porque presentan una actividad bacteriostática mejorada con respecto al quitosano puro, una mayor biocompatibilidad y propiedades mecánicas mejoradas. Los materiales compuestos de MCT-quitosano presentan un aumento en la actividad antimicrobiana del quitosano. Los materiales compuestos se unen a la superficie bacteriana cargada negativamente para alterar la membrana celular. Estas propiedades se pueden aplicar para su uso en aplicaciones GTR mediante la formulación de hidrogeles inyectables, parches dérmicos y soportes de apósitos para heridas, por ejemplo, para promover la cicatrización de úlceras y quemaduras. Los materiales compuestos de MCT-quitosano también se pueden usar como agentes hemostáticos en apósitos para heridas y quirúrgicos.Wound healing: MCT and MCT-chitosan composite biomaterials also have valuable properties for wound healing applications because they exhibit improved bacteriostatic activity relative to pure chitosan, higher biocompatibility, and improved mechanical properties. MCT-chitosan composites show an increase in the antimicrobial activity of chitosan. The composite materials bind to the negatively charged bacterial surface to disrupt the cell membrane. These properties can be applied for use in GTR applications by formulating injectable hydrogels, dermal patches and wound dressing supports, for example to promote the healing of ulcers and burns. MCT-chitosan composites can also be used as hemostatic agents in wound and surgical dressings.

Los biomateriales de MCT y de materiales compuestos de MCT-quitosano se pueden utilizar en varias aplicaciones biomédicas. Como resultado de las propiedades biocompatibles, tales como una buena compatibilidad con la sangre, el rendimiento mecánico potenciado y la eficiencia del crecimiento celular, los materiales compuestos de MCT-quitosano se pueden usar en aplicaciones quirúrgicas y medicina regenerativa. La permeabilidad de las membranas de material compuesto de MCT-quitosano se puede controlar mediante tratamiento con plasma. Consecuentemente, tales membranas de material compuesto pueden usarse en diálisis.MCT biomaterials and MCT-chitosan composites can be used in various biomedical applications. As a result of biocompatible properties such as good blood compatibility, enhanced mechanical performance and cell growth efficiency, MCT-chitosan composites can be used in surgical applications and regenerative medicine. The permeability of MCT-chitosan composite membranes can be controlled by plasma treatment. Consequently, such composite membranes can be used in dialysis.

La patente de Estados Unidos N.° 7.482.503 (Gregory et al.) describe métodos para la preparación de apósitos para heridas. Los apósitos para heridas se pueden preparar de acuerdo con dichos métodos utilizando los materiales de MCT y materiales compuestos de MCT-quitosano descritos en el presente documento en lugar del biomaterial de quitosano que Gregory et al. et al. describe. Adicionalmente, los materiales compuestos de MCT-quitosano se pueden usar como recubrimientos para dispositivos médicos, tales como endoprótesis, catéteres y prótesis, para prevenir la formación de biopelículas perjudiciales o bacteriemia en pacientes y también para promover la biomimetización y la osteointegración. La formación de complejos de MCT con quitosano promueve una modificación de la superficie de las fibrillas de colágeno que aumenta la porosidad de sus andamios de esponja 3D, como se muestra en las micrografías de SEM. También se ha descubierto que el MCT mejora las propiedades físicas de los andamios de quitosano, tales como la resistencia a la tracción, el grado de hinchamiento y la estabilidad térmica, como se muestra mediante análisis mecánico y calorimetría DSC.United States Patent No. 7,482,503 (Gregory et al.) describes methods for the preparation of wound dressings. Wound dressings can be prepared according to such methods using the MCT materials and MCT-chitosan composites described herein instead of the chitosan biomaterial that Gregory et al. et al. describes. Additionally, MCT-chitosan composites can be used as coatings for medical devices, such as stents, catheters, and prostheses, to prevent harmful biofilm formation or bacteremia in patients and also to promote biomimicry and osseointegration. The formation of complexes of MCTs with chitosan promotes a surface modification of collagen fibrils that increases the porosity of their 3D sponge scaffolds, as shown in SEM micrographs. MCT has also been found to improve the physical properties of chitosan scaffolds, such as tensile strength, degree of swelling, and thermal stability, as shown by mechanical analysis and DSC calorimetry.

Ingeniería de tejidos: La investigación en ingeniería de tejidos (TE) se basa en la siembra de células en matrices de polímeros biodegradables porosos. Un factor fundamental para una siembra exitosa es la disponibilidad de buenos biomateriales que sirvan como matriz temporal o andamio para que las células proliferen y se diferencien. Recientemente, se ha descrito que el quitosano y sus derivados son candidatos atractivos para materiales esponjosos porque se degradan a medida que se forman los nuevos tejidos, eventualmente sin reacciones inflamatorias o degradación tóxica. En las aplicaciones de TE, la naturaleza catiónica del quitosano es la principal responsable de las interacciones electrostáticas con glicosaminoglicanos aniónicos, proteoglicanos y otras moléculas cargadas negativamente.Tissue engineering: Tissue engineering (TE) research is based on the seeding of cells in porous biodegradable polymer matrices. A fundamental factor for successful seeding is the availability of good biomaterials that serve as a temporary matrix or scaffold for cells to proliferate and differentiate. Recently, chitosan and its derivatives have been described as attractive candidates for foam materials. because they degrade as new tissues are formed, eventually without inflammatory reactions or toxic degradation. In ET applications, the cationic nature of chitosan is primarily responsible for electrostatic interactions with anionic glycosaminoglycans, proteoglycans, and other negatively charged molecules.

La formación de complejos de MCT con quitosano promueve una modificación de la superficie de las películas de quitosano que aumenta la porosidad de sus esponjas 3D, como se muestra en las micrografías de SEM. También se ha descubierto que el MCT mejora las propiedades físicas de las biopelículas de quitosano, tales como la resistencia a la tracción, el grado de hinchamiento y la estabilidad térmica, como se muestra mediante análisis mecánico y calorimetría DSC. Los biomateriales de MCT y compuestos de MCT-quitosano se pueden usar para controlar la morfología y la función de las células y, por lo tanto, se pueden usar como un andamio o matriz de ingeniería de tejidos en aplicaciones de curación de heridas para GTR. Los biomateriales de MCT y compuestos de MCT-quitosano también se pueden modificar químicamente para aplicaciones de TE. Por ejemplo, los materiales compuestos se pueden modificar mediante el injerto de azúcares particulares en el esqueleto de MCT. Ciertas células pueden reconocer claramente los azúcares específicos, proporcionando así el reconocimiento específico a las células presentadoras de antígenos, tales como los linfocitos B, las células dendríticas y los macrófagos.The formation of complexes of MCTs with chitosan promotes a surface modification of chitosan films that increases the porosity of their 3D sponges, as shown in SEM micrographs. MCT has also been found to improve the physical properties of chitosan biofilms, such as tensile strength, degree of swelling, and thermal stability, as shown by mechanical analysis and DSC calorimetry. MCT biomaterials and MCT-chitosan composites can be used to control cell morphology and function and thus can be used as a tissue engineering scaffold or matrix in wound healing applications for GTR. MCT biomaterials and MCT-chitosan composites can also be chemically modified for ET applications. For example, the composites can be modified by grafting particular sugars onto the MCT backbone. Certain cells can clearly recognize specific sugars, thus providing specific recognition to antigen-presenting cells, such as B lymphocytes, dendritic cells, and macrophages.

Los dispositivos de la presente invención son útiles en métodos terapéuticos para tratar diversas afecciones asociadas a GTR en un mamífero, lo que implica administrar a un mamífero que tiene dicha afección una cantidad eficaz de material compuesto de MCT-quitosano de una o más realizaciones de la invención. Un mamífero incluye un primate, ser humano, roedor, caninos, felinos, bovinos, ovinos, equinos, cerdos, caprinos y similares.The devices of the present invention are useful in therapeutic methods for treating various GTR-associated conditions in a mammal, which involves administering to a mammal having such a condition an effective amount of an MCT-chitosan composite of one or more embodiments of invention. A mammal includes a primate, human, rodent, canine, feline, bovine, ovine, equine, pig, goat, and the like.

Los siguientes ejemplos pretenden ilustrar aspectos de la presente invención y no deben interpretarse como una limitación del alcance de la invención. Un experto en la materia reconocerá fácilmente que los ejemplos sugieren otras formas en las que se podría poner en práctica la invención. Debe entenderse que se pueden realizar numerosas variaciones y modificaciones sin dejar de estar dentro del alcance de la invención.The following examples are intended to illustrate aspects of the present invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention. One skilled in the art will readily recognize that the examples suggest other ways in which the invention could be practiced. It is to be understood that numerous variations and modifications may be made while remaining within the scope of the invention.

Ejemplosexamples

Ejemplo 1. Materiales compuestos de MCT-quitosano: Preparación, Datos y AplicacionesExample 1. MCT-Chitosan Composite Materials: Preparation, Data and Applications

El quitosano de calidad farmacéutica (calidad de desacetilación del 92 % calculado por RMN de 1H; peso molecular medio de 185 kDa calculado por viscosimetría específica) se adquirió en Sigma Aldrich (St. Louis, MO, EE.UU.). El grado de desacetilación y la distribución del peso molecular medio se pueden controlar en la producción de materiales compuestos de MCT-quitosano para proporcionar quitosano con grados de desacetilación más altos o más bajos y/o pesos moleculares medios más altos o más bajos.Pharmaceutical grade chitosan (92% deacetylation grade calculated by 1 H NMR; average molecular weight 185 kDa calculated by specific viscometry) was purchased from Sigma Aldrich (St. Louis, MO, USA). The degree of deacetylation and average molecular weight distribution can be controlled in the production of MCT-chitosan composites to provide chitosan with higher or lower degrees of deacetylation and/or higher or lower average molecular weights.

Se aisló tejido colagenoso mutable (MCT) de equinodermos de invertebrados marinos. Buzos en China, Tahití y Japón, entre otros lugares, recolectaron especímenes adultos de erizos de mar, estrella de mar y pepino de mar, y se diseccionaron inmediatamente. Se recogieron muestras peristomiales de erizo de mar, paredes aborales de brazos de estrellas de mar y paredes de cuerpo entero de pepino de mar y se almacenaron a -20 °C para el protocolo de extracción de colágeno posterior descrito por Ferrario C., Leggio L., Leone R., Di Benedetto C., Guidetti L., Cocce V., Ascagni M., Bonasoro F., La Porta CAM, Candia Carnevali MD, Sugni M, "Marine-derived collagen biomaterials from echinoderm connective tissues", Mar Environ Res. Volumen 128, páginas 46-57. La recolección de animales y la manipulación experimental se realizaron de acuerdo con las leyes y reglamentos de cada país. Se diseccionaron erizos de mar (membranas peristomiales) y estrellas de mar (paredes aborales del brazo) en pequeños trozos, se enjuagaron con agua de mar artificial y se dejaron en un tampón hipotónico (Tris 10 mM, EDTA 0,1 %) durante 12 h a temperatura ambiente (TA) y a continuación en una solución descelularizante (Tris 10 mM, dodecilsulfato de sodio 0,1 %) durante 12 h a temperatura ambiente. Después de varios lavados en solución salina tamponada con fosfato (PBS), las muestras se colocaron en una solución de desagregación (NaCl 0,5 M, Tris-HCl 0,1 M, pH 8,0, p-mercaptoetanol 0,1 M, EDTA-Na 0,05 M). La suspensión de MCT obtenida se filtró y se dializó frente a solución de EDTA-Na 0,5 M (pH 8,0) durante 3 horas a TA y frente a dH2O durante la noche a TA. Las muestras de estrellas de mar se sometieron a una etapa adicional en ácido cítrico 1 mM (pH 3-4) entre soluciones de descelularización y desagregación para eliminar en la medida de lo posible los osículos de carbonato de calcio presentes en el tejido fresco. Todas las etapas se llevaron a cabo en condiciones de agitación. El MCT de pepino de mar se extrajo de la pared de todo el cuerpo siguiendo un protocolo diferente. Brevemente, el tejido de partida se cortó en pequeños trozos, se colocó en PBS y gentamicina (40 pg/ml) y se dejó en condiciones de agitación a TA durante al menos 5 días para obtener una suspensión de MCT que posteriormente se filtró. Las suspensiones obtenidas de los tres modelos experimentales se almacenaron a -80 °C hasta su uso.Mutable collagenous tissue (MCT) was isolated from marine invertebrate echinoderms. Adult specimens of sea urchins, starfish and sea cucumbers were collected by divers in China, Tahiti and Japan, among other places, and immediately dissected. Peristomial samples of sea urchin, aboral walls of starfish arms and whole body walls of sea cucumber were collected and stored at -20 °C for the subsequent collagen extraction protocol described by Ferrario C., Leggio L. ., Leone R., Di Benedetto C., Guidetti L., Cocce V., Ascagni M., Bonasoro F., La Porta CAM, Candia Carnevali MD, Sugni M, "Marine-derived collagen biomaterials from echinoderm connective tissues", Sea Environ Res. Volume 128, pages 46-57. Animal collection and experimental handling were performed in accordance with the laws and regulations of each country. Sea urchins (peristomial membranes) and starfish (aboral arm walls) were dissected into small pieces, rinsed with artificial seawater and left in hypotonic buffer (10 mM Tris, 0.1% EDTA) for 12 h at room temperature (RT) and then in a decellularizing solution (10 mM Tris, 0.1% sodium dodecyl sulfate) for 12 h at room temperature. After several washes in phosphate buffered saline (PBS), the samples were placed in a deaggregation solution (0.5 M NaCl, 0.1 M Tris-HCl, pH 8.0, 0.1 M p-mercaptoethanol). , 0.05 M Na-EDTA). The obtained MCT suspension was filtered and dialyzed against 0.5M Na-EDTA solution (pH 8.0) for 3 hours at RT and against dH2O overnight at RT. Starfish samples underwent an additional step in 1 mM citric acid (pH 3-4) between decellularization and disaggregation solutions to remove calcium carbonate ossicles present in fresh tissue as much as possible. All steps were carried out under stirring conditions. Sea cucumber MCT was extracted from the whole body wall following a different protocol. Briefly, the starting tissue was cut into small pieces, placed in PBS and gentamicin (40 pg/ml) and left under shaking conditions at RT for at least 5 days to obtain an MCT suspension which was subsequently filtered. The suspensions obtained from the three experimental models were stored at -80 °C until use.

Preparación de materiales compuestos de MCT-quitosano: Los tejidos colagenosos mutables (MCT) se disolvieron en ácido acético al 0,5 % v/v) a temperatura ambiente durante la noche y se desgasificaron antes de la preparación de biomateriales y compuestos con quitosano. Se preparó una solución de quitosano disolviendo polvo de quitosano en una solución acuosa de ácido acético (0,5 % v/v) a temperatura ambiente (TA). Una vez que el polvo de quitosano se disolvió por completo, la solución se filtró y desgasificó mediante filtración al vacío. La figura 5A ilustra esquemáticamente la disolución y desgasificación de la solución de quitosano, de acuerdo con una realización. La solución de quitosano (0,1-0,5 % p/v) se mezcló a continuación con MCT aislados de equinodermo (2,0-10,0 % v/v), en diferentes proporciones molares de MCT-CHT (100:0, 80:20, 60:40, 50:50, 40:60, 20:80 y 10:90). La solución se dejó reaccionar, con agitación, durante 1 hora a TA. La figura 5B ilustra además la preparación de materiales compuestos de MCT-quitosano, de acuerdo con una realización. La concentración de quitosano y MCT se controló en el proceso de formación de materiales compuestos mediante la adición de diferentes proporciones de los componentes respectivos para proporcionar la composición deseada.Preparation of MCT-chitosan composites: Mutable collagenous tissues (MCTs) were dissolved in 0.5% v/v acetic acid at room temperature overnight and degassed prior to preparation of chitosan biomaterials and composites. A chitosan solution was prepared by dissolving chitosan powder in an aqueous solution of acetic acid (0.5% v/v) at room temperature (RT). Once the chitosan powder was completely dissolved, the solution was filtered and degassed by vacuum filtration. Figure 5A schematically illustrates the dissolution and degassing of the chitosan solution, according to one embodiment. The chitosan solution (0.1-0.5 % w/v) was then mixed with MCT isolated from echinoderm (2.0-10.0 % v/v), in different molar ratios of MCT-CHT (100: 0, 80:20, 60:40, 50:50, 40:60, 8:80 and 10:90). The solution was allowed to react, with stirring, for 1 hour at RT. Figure 5B further illustrates the preparation of MCT-chitosan composites, according to one embodiment. The concentration of chitosan and MCT was controlled in the compounding process by adding different proportions of the respective components to provide the desired composition.

Preparación de biopelículas de material compuesto de MCT-quitosano:: Las soluciones de materiales compuestos de MCT-quitosano se vertieron en moldes de vidrio o silicona y se extendieron lentamente para formar películas líquidas uniformes. A continuación, las películas líquidas se evaporaron a 80 °C durante 24 horas o durante la noche a 40 °C, para proporcionar biopelículas compuestas moldeadas en 2D. La figura 6 ilustra el vertido de las biopelículas de MCT-quitosano, de acuerdo con una realización.Preparation of MCT-chitosan composite biofilms:: Solutions of MCT-chitosan composites were poured into glass or silicone molds and slowly spread to form uniform liquid films. The liquid films were then evaporated at 80 °C for 24 hours or overnight at 40 °C, to provide 2D-cast composite biofilms. Figure 6 illustrates the pouring of MCT-chitosan biofilms, according to one embodiment.

Preparación de esponjas 3D de material compuesto de MCT-quitosano:: Las esponjas 3D de MCT-quitosano se preparan mediante un método de reticulación, determinado por un tratamiento térmico bajo presión de vacío. Se prepararon esponjas de material compuesto (diámetro = 12 mm, espesor = 6 mm) mediante técnicas de vertido/liofilización (Etapa 3c). Se mezcló un gramo de una solución de quitosano 2 % p/p en agua o 0,5 % v/v en ácido acético con soluciones acuosas de MCT (0,5 - 2,5 % v/v), como ilustra la figura 7. La mezcla resultante se vertió en un molde de vidrio o silicona de tamaño adecuado, se congeló a -20 °C y se liofilizó para eliminar el disolvente, para proporcionar la esponja 3D porosa de MCT-quitosano. Las esponjas 3D de material compuesto de MCT-quitosano son físicamente similares a las esponjas de quitosano conocidas. Sin embargo, las esponjas 3D de material compuesto poseen importantes propiedades adicionales, tales como una mayor retención de agua (hinchamiento), propiedades mecánicas mejoradas y una biocompatibilidad superior. Las esponjas 3D de material compuesto de MCT-quitosano se pueden usar, por ejemplo, para proporcionar apósitos mejorados para heridas y hemostáticos (coagulación de la sangre) porque el efecto hemostático del quitosano aumenta debido a las propiedades inmunoestáticas del componente MCT. La adición de MCT también mejora su rendimiento mecánico, adhesión y crecimiento celular. Preparation of MCT-chitosan composite 3D sponges:: MCT-chitosan 3D sponges are prepared by a cross-linking method, determined by heat treatment under vacuum pressure. Composite sponges (diameter = 12 mm, thickness = 6 mm) were prepared by pouring/lyophilization techniques (Step 3c). One gram of a 2% w/w chitosan solution in water or 0.5% v/v in acetic acid was mixed with aqueous solutions of MCT (0.5 - 2.5% v/v), as illustrated in figure 7. The resulting mixture was poured into a suitable sized glass or silicone mold, frozen at -20°C and lyophilized to remove solvent to provide the porous 3D MCT-chitosan sponge. MCT-chitosan composite 3D sponges are physically similar to known chitosan sponges. However, composite 3D sponges have important additional properties, such as increased water retention (swelling), improved mechanical properties, and superior biocompatibility. MCT-chitosan composite 3D sponges can be used, for example, to provide improved hemostatic (blood coagulation) and wound dressings because the hemostatic effect of chitosan is increased due to the immunostatic properties of the MCT component. The addition of MCT also improves its mechanical performance, adhesion and cell growth.

Preparación de hidrogeles de material compuesto de MCT-quitosano:: La solución de material compuesto de MCT (2 % v/v), quitosano (1 % p/v) se congeló a -20 °C y se liofilizó para eliminar el disolvente, dejando un material en polvo. Se disolvieron dos gramos del material compuesto de MCT-quitosano liofilizado en 100 ml de agua desionizada y se agitaron vigorosamente mientras se aumentaba el pH gota a gota con una solución concentrada de NaOH 6N, como ilustra la figura 8. Una vez que la solución alcanzó un valor de pH adecuado (~ 7,2), se formó espontáneamente un hidrogel de material compuesto y la viscosidad de la dispersión aumentó significativamente. En otra realización, los hidrogeles de MCT-quitosano también se pueden fabricar regulando la concentración final de quitosano de alto peso molecular (HMW) entre 2 y 10% p/v o mezclando el material compuesto de MCT-quitosano final con un aditivo potenciador de la viscosidad, tal como hidroxietilcelulosa, glicerol o polietilenglicol, entre otros.Preparation of MCT-chitosan composite hydrogels:: The MCT (2% v/v), chitosan (1% w/v) composite solution was frozen at -20°C and lyophilized to remove solvent, leaving a powdery material. Two grams of the lyophilized MCT-chitosan composite were dissolved in 100 mL of deionized water and vigorously stirred while increasing the pH dropwise with a concentrated 6N NaOH solution, as illustrated in Figure 8. Once the solution reached a suitable pH value (~7.2), a composite hydrogel was spontaneously formed and the viscosity of the dispersion increased significantly. In another embodiment, MCT-chitosan hydrogels can also be made by regulating the final concentration of high molecular weight (HMW) chitosan between 2 and 10% w/v or by mixing the final MCT-chitosan composite material with a synthesis-enhancing additive. viscosity, such as hydroxyethylcellulose, glycerol or polyethylene glycol, among others.

Preparación de nanofibras electrohiladas de material compuesto de MCT-quitosano:: Las esteras de nanofibras no tejidas de MCT-quitosano se prepararon mediante una técnica de electrohilado, como ilustran las figuras 9A y 9B. El material compuesto de MCT-quitosano se disolvió en agua desionizada a una concentración de quitosano que oscilaba entre 0,5 y 2,0 (% p/v). La concentración del material compuesto de MCT-quitosano se ajustó de modo que su viscosidad y conductividad fueran adecuadas para electrohilado. La dispersión se dejó durante la noche en un refrigerador (4 °C) para una hidratación completa antes de los experimentos de electrohilado. La tasa de corte máxima fue según ley de potencia de materiales en geometría tubular, con flujo volumétrico (Q) de 2,78 * 10'1° m3/s y un radio interno del tubo de 1 mm (R = 0,5 x 10'3 m). Para mejorar las propiedades del material compuesto de MCT-quitosano para electrohilado, las muestras se mezclaron con alcohol polivinílico (PVA) como adyuvante de electrohilado. Se disolvió PVA (10 % p/v) en agua a 80 °C con agitación vigorosa durante 4 h. Las dispersiones de material compuesto de MCT-quitosano y PVA se mezclaron en proporciones de masa de 100:00, 60:40, 50:50, 40:60 y 0:100. Las muestras mezcladas de MCT-quitosano/PVA (5 ml) se sometieron a electrohilado utilizando un dispositivo de electrohilado y una fuente de alimentación de 30 kV (Gamma High Voltage Research, Ormond Beach, FL, Ee. UU.). La distancia entre la punta de la aguja y el colector se fijó en 20 cm, el voltaje fue de 20 kV y las soluciones se bombearon a 1 ml/h. Las nanofibras se recogieron en papel de aluminio y se almacenaron en un desecador para su posterior caracterización, como también ilustra la figura 9A.Preparation of Electrospun Nanofibers of MCT-Chitosan Composite Material:: MCT-chitosan nonwoven nanofiber mats were prepared by an electrospinning technique, as illustrated in Figures 9A and 9B. The MCT-chitosan composite was dissolved in deionized water at a chitosan concentration ranging from 0.5 to 2.0 (% w/v). The concentration of the MCT-chitosan composite was adjusted so that its viscosity and conductivity were suitable for electrospinning. The dispersion was left overnight in a refrigerator (4°C) for complete hydration before electrospinning experiments. The maximum shear rate was according to the power law of materials in tubular geometry, with volumetric flow (Q) of 2.78 * 10.1° m3/s and an internal radius of the tube of 1 mm (R = 0.5 x 10 '3m). To improve the properties of the MCT-chitosan composite material for electrospinning, the samples were mixed with polyvinyl alcohol (PVA) as an electrospinning aid. PVA (10% w/v) was dissolved in water at 80 °C with vigorous stirring for 4 h. The MCT-chitosan and PVA composite dispersions were mixed in mass ratios of 100:00, 60:40, 50:50, 40:60 and 0:100. The mixed MCT-chitosan/PVA samples (5 ml) were subjected to electrospinning using an electrospinning device and a 30 kV power supply (Gamma High Voltage Research, Ormond Beach, FL , USA). The distance between the needle tip and the collector was set at 20 cm, the voltage was 20 kV, and the solutions were pumped at 1 ml/h. Nanofibers were collected on aluminum foil and stored in a desiccator for further characterization, as Figure 9A also illustrates.

Caracterización de biopelículas de MCT-quitosano: Las propiedades mecánicas de las biopelículas compuestas de MCT-quitosano se evaluaron comparando la resistencia a la tracción y el comportamiento de hinchamiento. El hinchamiento es la primera etapa en la degradación física de las biopelículas. El hinchamiento rápido promueve una liberación rápida e incontrolada de compuestos activos (por ejemplo, fármacos y/o pesticidas) desde una matriz de biopelícula. El glutaraldehído se agrega comúnmente como agente reticulante en la producción de biopelículas de quitosano para disminuir la tasa de hinchamiento. Una desventaja de usar glutaraldehído en una formulación de hidrogel es la reducción de la resistencia a la tracción de la biopelícula. Las biopelículas de material compuesto de MCT-quitosano se vertieron de acuerdo con las metodologías descritas anteriormente. Además, se formularon biopelículas reticuladas sumergiendo primero biopelículas de quitosano o de material compuesto de MCT-quitosano pre-vertido en una solución de glutaraldehído (0,10 % v/v) durante 30 minutos, seguido de un lavado exhaustivo con agua desionizada, seguido del cultivo a 80 °C durante 2 horas. Characterization of MCT-chitosan biofilms: The mechanical properties of biofilms composed of MCT-chitosan were evaluated by comparing tensile strength and swelling behavior. Swelling is the first stage in the physical degradation of biofilms. Rapid swelling promotes rapid and uncontrolled release of active compounds (eg, drugs and/or pesticides) from a biofilm matrix. Glutaraldehyde is commonly added as a crosslinking agent in the production of chitosan biofilms to decrease the rate of swelling. A disadvantage of using glutaraldehyde in a hydrogel formulation is the reduction in biofilm tensile strength. MCT-chitosan composite biofilms were cast according to the methodologies described above. In addition, cross-linked biofilms were formulated by first immersing pre-poured chitosan or MCT-chitosan composite biofilms in a glutaraldehyde solution (0.10% v/v) for 30 minutes, followed by extensive washing with deionized water, followed by culture at 80 °C for 2 hours.

Evaluación de las propiedades mecánicas: Las medidas de resistencia a la tracción se realizaron en una máquina universal de ensayos mecánicos (modelo TEST 108 de GT Test, Francia, equipada con el software Test Winner 920), con una velocidad de cruceta de 10 mm/minuto y una celda de carga estática de 2 kN. Las biopelículas se cortaron en muestras de tracción estándar con un cuchillo en forma de mancuerna (tipo H3) con una dimensión de 17 mm * 4 mm x 0,08 mm (largo * ancho * espesor). Se analizaron al menos cinco muestras de cada tipo de biopelícula después de un período de almacenamiento adecuado (3 y 20 semanas) a 50 ± 3 % HR y 23 ± 2 °C en una cámara de humedad (CIAt , Francia). El esfuerzo de tracción (TS) máximo se calculó dividiendo la carga máxima para romper la película por el área de la sección transversal. Las biopelículas de material compuesto de MCT-quitosano mostraron una mayor resistencia a la tracción que la biopelícula de quitosano sola. Las figuras 10A y 10B ilustran el comportamiento mecánico de diferentes biopelículas de material compuesto de MCT-quitosano (en una proporción de masa de 50:50 y 100:0, respectivamente) en comparación con el quitosano (0:100) solo. Los datos se presentan como [media ± DE; n = 5]. La adición de un agente reticulante (glutaraldehído) redujo la resistencia a la tracción de todas las biopelículas respecto a las no reticuladas. Evaluation of the mechanical properties: The tensile strength measurements were made in a universal mechanical testing machine (model TEST 108 from GT Test, France, equipped with the Test Winner 920 software), with a crosshead speed of 10 mm/ minute and a 2 kN static load cell. Biofilms were cut into standard tensile specimens with a dumbbell-shaped knife (type H3) with a dimension of 17 mm * 4 mm * 0.08 mm (length * width * thickness). At least five samples of each type of biofilm were analyzed after an adequate storage period (3 and 20 weeks) at 50 ± 3% RH and 23 ± 2 °C in a humidity chamber (CIAt, France). The maximum tensile stress (TS) was calculated by dividing the maximum load to break the film by the cross-sectional area. MCT-chitosan composite biofilms showed higher tensile strength than chitosan biofilm alone. Figures 10A and 10B illustrate the mechanical behavior of different MCT-chitosan composite biofilms (at a mass ratio of 50:50 and 100:0, respectively) compared to chitosan (0:100) alone. Data are presented as [mean ± SD; n = 5]. The addition of a crosslinking agent (glutaraldehyde) reduced the tensile strength of all the biofilms compared to the non-crosslinked ones.

Evaluación del comportamiento de hinchamiento: El grado de hinchamiento de las biopelículas de quitosano y material compuesto de MCT-quitosano se evaluó mediante métodos gravimétricos. Cada biopelícula seca se pesó primero en una balanza analítica (Wd). Después de pesar, las biopelículas se sumergieron en agua destilada durante 60 minutos a temperatura ambiente. A continuación, se retiraron las biopelículas del agua y se pesaron (Ws) a 5, 10, 20, 30, 40, 50, y 60 minutos. Antes de pesarlas en una balanza de alta precisión, cada muestra de biopelícula se sacó rápidamente del baño de agua y se secó con papel de seda para eliminar el exceso de agua. Después de pesar, las biopelículas se devolvieron al agua. A continuación, se calculó el grado de hinchamiento (%) de cada muestra de biopelícula de acuerdo con la siguiente ecuación: Evaluation of swelling behavior: The degree of swelling of chitosan biofilms and MCT-chitosan composite material was evaluated by gravimetric methods. Each dry biofilm was first weighed on an analytical balance (Wd). After weighing, the biofilms were immersed in distilled water for 60 min at room temperature. Biofilms were then removed from the water and weighed (Ws) at 5, 10, 20, 30, 40, 50, and 60 minutes. Prior to weighing on a high-precision balance, each biofilm sample was quickly removed from the water bath and blotted dry with tissue paper to remove excess water. After weighing, the biofilms were returned to the water. Next, the degree of swelling (%) of each biofilm sample was calculated according to the following equation:

Grado de hinchamiento (%) = [(Ws - Wd)/Ws] x100 Degree of swelling ( %) = [ ( Ws - Wd)/Ws] x100

Los resultados indican que las biopelículas de material compuesto de MCT-quitosano mostraban tasas más bajas de hinchamiento y grados totales más bajos de hinchamiento en comparación con las biopelículas de quitosano solo. La figura 10B ilustra el grado de hinchamiento de los hidrogeles de MCT-quitosano en función del tiempo.The results indicate that the MCT-chitosan composite biofilms exhibited lower swelling rates and lower total degrees of swelling compared to the chitosan-alone biofilms. Figure 10B illustrates the degree of swelling of the MCT-chitosan hydrogels as a function of time.

Estos resultados indican que los materiales compuestos de MCT-quitosano actúan como un fuerte agente reticulante o su equivalente, lo que reduce el hinchamiento de los materiales compuestos a la vez que mejora la resistencia a la tracción de la biopelícula. Las propiedades proporcionadas por el MCT fueron superiores a las de un agente reticulante de glutaraldehído en biopelículas de quitosano. Por lo tanto, los MCT son "alternativas ecológicas" adecuadas, fiables y biocompatibles al glutaraldehído para formular biopelículas para envasado, parches y biomateriales quirúrgicos. These results indicate that the MCT-chitosan composites act as a strong cross-linking agent or its equivalent, which reduces the swelling of the composites while improving the tensile strength of the biofilm. The properties provided by the MCT were superior to those of a glutaraldehyde crosslinking agent in chitosan biofilms. Therefore, MCTs are suitable, reliable, and biocompatible "green alternatives" to glutaraldehyde for formulating biofilms for packaging, patches, and surgical biomaterials.

Caracterización de los soportes de apósitos para heridas de material compuesto de MCT-quitosano (biopelículas, esponjas 3D, y nanofibras electrohiladas): Los soportes de apósitos para heridas de material compuesto de MCT-quitosano (biopelículas, esponjas 3D, y nanofibras electrohiladas) se caracterizaron de acuerdo con su perfil químico utilizando la reflectancia total atenuada con espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (Nicolet 4700 ATR FT-IR, Thermo Scientific, Grand Island, NY, EE. UU.) y las propiedades térmicas mediante análisis termogravimétrico (TGA, Q100, TA Instruments, Lindon, UT, EE. UU.). Los análisis térmicos (DSc y TGA) se realizaron a 5 °C/min en un intervalo de exploración de temperatura de 20 a 400 °C en una atmósfera de nitrógeno (20 ml/min). Las figuras 11A y 11B ilustran biopelículas de MCT-quitosano y sus aplicaciones potenciales como soportes de apósitos para heridas. La morfología de las nanofibras se examinó mediante SEM (Leo 1530-FE, Zeiss, Cambridge, RU). El diámetro de fibra promedio se determinó analizando al menos 20 fibras en imágenes de SEM utilizando el software ImageJ. Las figuras 11C y 11D ilustran la morfología de la superficie.Characterization of MCT-chitosan composite wound dressing carriers (biofilms, 3D sponges, and electrospun nanofibers): MCT-chitosan composite wound dressing carriers (biofilms, 3D sponges, and electrospun nanofibers) were characterized according to their chemical profile using attenuated total reflectance with Fourier transform infrared spectroscopy (Nicolet 4700 ATR FT-IR, Thermo Scientific, Grand Island, NY, USA) and thermal properties using thermogravimetric analysis (TGA, Q100, TA Instruments, Lindon, UT, USA). Thermal analyzes (DSc and TGA) were performed at 5 °C/min over a scanning temperature range of 20 to 400 °C in a nitrogen atmosphere (20 mL/min). Figures 11A and 11B illustrate MCT-chitosan biofilms and their potential applications as wound dressing supports. The morphology of the nanofibers was examined by SEM (Leo 1530-FE, Zeiss, Cambridge, UK). The average fiber diameter was determined by analyzing at least 20 fibers in SEM images using ImageJ software. Figures 11C and 11D illustrate the morphology of the surface.

Ventajas de los biomateriales compuestos de MCT-quitosano en comparación con los biomateriales de quitosano: Los biomateriales compuestos de MCT-quitosano (figura 12) proporcionan propiedades significativamente mejoradas para varias aplicaciones, en comparación con los biomateriales de quitosano. Los biomateriales compuestos de MCT-quitosano se pueden preparar como nanopartículas, hidrogeles, biopelículas, esponjas 3D o nanofibras electrohiladas. Cada una de estas formas de biomateriales se puede utilizar para varias aplicaciones específicas, y cada uno de los biomateriales compuestos tiene ventajas significativas sobre los biomateriales de quitosano, como se resume en la Tabla 1 a continuación. Advantages of MCT-chitosan composite biomaterials compared to chitosan biomaterials: MCT-chitosan composite biomaterials (Figure 12) provide significantly improved properties for various applications, compared to chitosan biomaterials. MCT-chitosan composite biomaterials can be prepared as nanoparticles, hydrogels, biofilms, 3D sponges, or electrospun nanofibers. Each of these forms of biomaterials can be used for a number of specific applications, and each of the composite biomaterials has significant advantages over chitosan biomaterials, as summarized in Table 1 below.

Tabla 1.Mejoras del material compuesto de MCT-quitosano en comparación con los biomateriales de quitosano y colágeno para aplicaciones de GTR. Table 1. Improvements of the MCT-chitosan composite compared to chitosan and collagen biomaterials for GTR applications.

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Figure imgf000013_0001

Ejemplo 2. Esponjas 3D de material compuesto de MCT-quitosano para aplicaciones de GTR, cicatrización de heridas e ingeniería de tejidos.Example 2. MCT-chitosan composite 3D sponges for GTR, wound healing and tissue engineering applications.

El quitosano (CHT) se describe como biocompatible y bioabsorbible. En particular, el CHT se considera un buen acelerador de la cicatrización de heridas. Por otra parte, el colágeno (MCT) es uno de los biomateriales de matriz más utilizados en ingeniería de tejidos. Se han utilizado esponjas 3D solo de MCT altamente porosas para promover el crecimiento in vitro de muchos tipos de tejidos. Se fabricaron biomateriales híbridos de esponja 3D mezclando CHT y MCT, aislados de especímenes de pepino de mar, en diferentes proporciones de masa, aplicando metodologías desarrolladas previamente que implican el vertido de disolvente y la liofilización. Las esponjas 3D híbridas de MCT/CHT se caracterizaron según su capacidad de absorción de agua, propiedades mecánicas, comportamiento térmico (TGA) y morfología (SEM). Las esponjas 3D híbridas mostraron una estabilidad mejorada, mayor porosidad, mayor estabilidad térmica y propiedades mecánicas, así como una mayor biodegradación en comparación con las esponjas 3D simples. La incubación de cultivos celulares con células madre derivadas de tejido adiposo (ADSC) y las imágenes de SEM mostraron que las esponjas 3D híbridas de MCT/CHT permitieron que las ADSC se adhirieran, se propagaran y crecieran in vitro. Chitosan (CHT) is described as biocompatible and bioabsorbable. In particular, CHT is considered a good wound healing accelerator. On the other hand, collagen (MCT) is one of the most widely used matrix biomaterials in tissue engineering. Highly porous MCT-only 3D sponges have been used to promote in vitro growth of many tissue types. Hybrid 3D sponge biomaterials were fabricated by mixing CHT and MCT, isolated from sea cucumber specimens, in different mass ratios, applying previously developed methodologies involving solvent pouring and lyophilization. Hybrid 3D MCT/CHT sponges were characterized according to their water absorption capacity, mechanical properties, thermal behavior (TGA) and morphology (SEM). Hybrid 3D sponges showed improved stability, higher porosity, higher thermal stability and mechanical properties, as well as higher biodegradation compared to simple 3D sponges. Incubation of cell cultures with adipose-derived stem cells (ADSCs) and SEM images showed that hybrid MCT/CHT 3D sponges allowed ADSCs to adhere, propagate, and grow in vitro.

Fabricación de esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano:: El quitosano (CHT, 2,0 % p/v) se disolvió en ácido acético (0,1 % v/v) y se mezcló lentamente con una solución acuosa de colágeno (MCT, 5 % p/v) para producir soluciones híbridas en proporciones molares de MCT-CHT 100:0, 80:20, 60:40 y 50:50, respectivamente. Se fabricaron esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano vertiendo cada solución en moldes de vidrio, vertiendo disolvente y liofilizando durante 48 horas. Las esponjas se cortaron en pequeños fragmentos (12 mm de diámetro y 3 mm de espesor) para su posterior caracterización y estudios de proliferación celular y almacenamiento en un desecador a humedad relativa controlada. Fabrication of MCT-chitosan hybrid 3D sponges:: Chitosan (CHT, 2.0% w/v) was dissolved in acetic acid (0.1% v/v) and slowly mixed with an aqueous solution of collagen (MCT , 5% w/v) to produce hybrid solutions in molar ratios of MCT-CHT 100:0, 80:20, 60:40 and 50:50, respectively. Hybrid MCT-chitosan 3D sponges were made by pouring each solution into glass molds, pouring solvent and lyophilizing for 48 hours. The sponges were cut into small fragments (12 mm in diameter and 3 mm thick) for later characterization and cell proliferation studies and storage in a desiccator at controlled relative humidity.

Caracterización física y química de esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano: Las imágenes de microscopía óptica de las esponjas híbridas fabricadas se capturaron en un microscopio invertido (LIB-305, EE. UU.) con un aumento de 4x. La morfología de las esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano se examinó en un microscopio electrónico de barrido (SEM, JSM-5200, JEOL, EE. UU.) con un aumento de 20kx. El ángulo de inclinación de cada muestra fue de 30 grados. El análisis termogravimétrico (TGA) se realizó en un instrumento TGA-7 (Perkin Elmer, EE. UU.). Las muestras de esponja (5-10 mg) se vertieron en un soporte de aluminio y se analizaron en atmósfera de nitrógeno (10 ml/min) a una velocidad de calentamiento de 10 °C/min de acuerdo con un programa de temperatura establecido entre 50 y 600 °C. Se realizaron pruebas de compresión mecánica uniaxial de esponjas 3D híbridas de MCT/CHT (n = 5 por condición) en condiciones ambientales (20 °C y 50 % de humedad relativa, HR) mediante el uso de una celda de carga de una máquina de prueba de tracción universal (TensilonRTG, Japón) con una fuerza máxima de 250 N. La compresión (mm) y la carga (N) se recogieron a una velocidad de cruceta de 5 mm/min. Los módulos elásticos de compresión se calcularon como la pendiente tangente de las curvas de tensión-deformación dentro de la región lineal inicial de la curva de compresión. La resistencia a la compresión se calculó con una deformación del 15 % (dentro de la región en la que las curvas de tensión-deformación eran lineales en todas las muestras). Las muestras secas de esponja 3D tenían una forma cilíndrica con un diámetro de 12 mm y un espesor de 3 mm medido con un micrómetro electrónico (DMH Serie 293, Mitotoyo, Japón).Physical and chemical characterization of MCT-chitosan hybrid 3D sponges: Light microscopy images of the fabricated hybrid sponges were captured on an inverted microscope (LIB-305, USA) at 4x magnification. The morphology of the MCT-chitosan hybrid 3D sponges was examined under a scanning electron microscope (SEM, JSM-5200, JEOL, USA) at 20kx magnification. The tilt angle of each sample was 30 degrees. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed on a TGA-7 instrument (Perkin Elmer, USA). Sponge samples (5-10 mg) were poured onto an aluminum stand and analyzed under nitrogen (10 mL/min) at a heating rate of 10 °C/min according to a temperature program set between 50 and 600 °C. Uniaxial mechanical compression tests of hybrid 3D MCT/CHT sponges (n = 5 per condition) were performed under ambient conditions (20 °C and 50 % relative humidity, RH) using a load cell of a compression machine. universal tensile test (TensilonRTG, Japan) with a maximum force of 250 N. Compression (mm) and load (N) were collected at a crosshead speed of 5 mm/min. Compressive elastic moduli were calculated as the tangent slope of the stress-strain curves within the initial linear region of the compression curve. Compressive strength was calculated at 15% strain (within the region where the stress-strain curves were linear for all samples). The dried 3D sponge samples had a cylindrical shape with a diameter of 12 mm and a thickness of 3 mm measured with an electron micrometer (DMH Series 293, Mitotoyo, Japan).

Estudios de adhesión y proliferación celular: Se aislaron células madre derivadas de tejido adiposo (ADSC) de caballos vivos. Las células ADSC (~105 células/cm2) se colocaron encima de cada esponja 3D híbrida de MCT-quitosano. Se usó una placa de cultivo de tejidos (poliestireno) como control. Los cultivos se colocaron en la incubadora durante 1 día y, al retirarlos, se lavaron con solución salina tamponada con fosfato (PBS) y se tripsinizaron. Las alícuotas de las suspensiones de células disociadas resultantes se contaron en un contador multidimensionador Coulter (Modelo 0646, Coulter Electronics, Hialeah, FL, EE. UU.). Solo se utilizaron recuentos entre 8 y 32 pm de diámetro. La proliferación celular también se determinó mediante recuentos de células como se ha descrito anteriormente después de 1, 3, 7 y 10 días de cultivo. En este experimento, se examinaron seis muestras repetidas. Las células ADSC adheridas y/o proliferadas se fijaron con glutaraldehído (2,5% v/v) en PBS 0,1 M (pH 7,4) durante 30 min y a continuación se enjuagaron con PBS 0,1 M. Las muestras de células fijadas se liofilizaron y se recubrieron con oro para el análisis morfológico mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, Hitachi Modelo S-2460N, Hitachi Ltd., Tokio, Japón). Cell adhesion and proliferation studies: Adipose-derived stem cells (ADSC) were isolated from live horses. ADSC cells (~105 cells/cm2) were placed on top of each MCT-chitosan hybrid 3D sponge. A tissue culture plate (polystyrene) was used as a control. Cultures were placed in the incubator for 1 day and, upon removal, washed with phosphate buffered saline (PBS) and trypsinized. Aliquots of the resulting dissociated cell suspensions were counted in a Coulter multi-dimensional counter (Model 0646, Coulter Electronics, Hialeah, FL, USA). Only counts between 8 and 32 pm in diameter were used. Cell proliferation was also determined by cell counts as described above after 1, 3, 7 and 10 days of culture. In this experiment, six replicate samples were examined. Adhered and/or proliferated ADSC cells were fixed with glutaraldehyde (2.5% v/v) in 0.1 M PBS (pH 7.4) for 30 min and then rinsed with 0.1 M PBS. Fixed cells were lyophilized and plated with gold for morphological analysis by scanning electron microscopy (SEM, Hitachi Model S-2460N, Hitachi Ltd., Tokyo, Japan).

Análisis de datos y estadístico: Todos los datos se expresaron como media ± desviación estándar de al menos tres repeticiones. El análisis estadístico se realizó usando JMP Pro (Versión 10.0.0; SAS Institute Inc., Cary, NC, EE.UU.), ajuste p= 0,05. Los resultados se analizaron con modelos ANOVA bidireccionales con interacción entre las variables independientes "muestra" y "concentración" para evaluar diferencias significativas.Data and statistical analysis: All data were expressed as mean ± standard deviation of at least three replicates. Statistical analysis was performed using JMP Pro (Version 10.0.0; SAS Institute Inc., Cary, NC, USA), setting p=0.05. The results were analyzed with bidirectional ANOVA models with interaction between the independent variables "sample" and "concentration" to evaluate significant differences.

Resultados y análisisResults and analysis

Caracterización física y química de esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano: El quitosano se une físicamente al colágeno mediante interacciones de enlaces de hidrógeno, determinadas por sus grupos amino e hidroxilo disponibles. Esta interacción permite desarrollar biomateriales estables, tales como nanopartículas, biopelículas, bioespumas y esponjas de tejido (Madrigal-Carballo etal., Polymerliposome nanoparticles obtained by the electrostatic bio-adsorption of natural polymers onto soybean lecithin liposomes, Intl. J. Nanoparticles 5 (3) (2012) 196-209; Madrigal-Carballo et al., Protein-loaded chitosan nanoparticles modulate uptake and antigen presentation of hen egg-white lysozyme by murine peritoneal macrophages, Intl. J. Nanoparticles 3 (2) (2010) 179-191; Ma et al., "A preliminary in vitro study on the fabrication and tissue engineering applications of a novel chitosan bilayer material as a sponge of human neofetal dermal fibroblasts", Biomaterials, 22(4) (2001), pp. 331-336). La figura 13A muestra las esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano fabricadas. Como se observa en la figura 13A, las esponjas 3D híbridas ilustradas se fabrican en diferentes proporciones de masa MCT/CHT (50:50, 60:40, 80:20 y 100:0). La figura 13B muestra imágenes de microscopía óptica de las esponjas, y la figura 13C son micrografías de s Em para cada esponja 3D fabricada. En la figura 13C, las barras de escala son 500 pm.Physical and chemical characterization of hybrid MCT-chitosan 3D sponges: Chitosan physically binds to collagen through hydrogen bonding interactions, determined by its available amino and hydroxyl groups. This interaction allows the development of stable biomaterials, such as nanoparticles, biofilms, biofoams and tissue sponges (Madrigal-Carballo et al., Polymerliposome nanoparticles obtained by the electrostatic bio-adsorption of natural polymers onto soybean lecithin liposomes, Intl. J. Nanoparticles 5 (3 ) (2012) 196-209; Madrigal-Carballo et al., Protein-loaded chitosan nanoparticles modulate uptake and antigen presentation of hen egg-white lysozyme by murine peritoneal macrophages, Intl. J. Nanoparticles 3 (2) (2010) 179- 191;Ma et al., "A preliminary in vitro study on the fabrication and tissue engineering applications of a novel chitosan bilayer material as a sponge of human neofetal dermal fibroblasts", Biomaterials, 22(4) (2001), pp. 331- 336). Figure 13A shows the fabricated MCT-chitosan hybrid 3D sponges. As seen in Figure 13A, the illustrated hybrid 3D sponges are made in different MCT/CHT mass ratios (50:50, 60:40, 80:20 and 100:0). Figure 13B shows light microscopy images of the sponges, and Figure 13C are sEm micrographs for each 3D sponge fabricated. In Figure 13C, the scale bars are 500 pm.

Las micrografías de SEM de la figura 13C muestran un cambio en la morfología de la superficie de las esponjas simples de quitosano cuando se combinan con MCT. Este cambio se muestra por la disminución del tamaño aparente de los poros con la adición de MCT en la matriz de esponja 3D híbrida de m Ct /CHT. Por lo tanto, la interacción del MCT con el quitosano parece proporcionar una mayor densidad de reticulación, posiblemente determinada por el mayor número de posibles interacciones de enlaces de hidrógeno disponibles entre ambas macromoléculas, lo que aumenta la alineación molecular y la compacidad.SEM micrographs in Figure 13C show a change in the surface morphology of simple chitosan sponges when combined with MCT. This change is shown by the decrease in apparent pore size with the addition of MCT in the mCt/CHT hybrid 3D sponge matrix. Therefore, the interaction of MCT with chitosan seems to provide a higher crosslink density, possibly determined by the higher number of possible hydrogen bonding interactions available between both macromolecules, which increases molecular alignment and compactness.

La figura 14 es un gráfico de análisis térmico de las esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano por termogravimetría (TG), que muestra que el comportamiento térmico para la esponja 3D híbrida de m Ct /CHT (50:50) fue intermedio entre ambas esponjas de material compuesto de MCT/CHT (100:0) y MCT/CHT (0:100). La esponja 3D híbrida que incorpora MCT mostró una mejor estabilidad térmica que la esponja simple de quitosano, con una temperatura promedio de descomposición de 300 °C, lo que corresponde a un aumento de 15 veces en la estabilidad térmica en comparación con la esponja simple de CHT.Figure 14 is a graph of thermal analysis of the hybrid 3D sponges of MCT-chitosan by thermogravimetry (TG), which shows that the thermal behavior for the hybrid 3D sponge of m Ct /CHT (50:50) was intermediate between both sponges. of MCT/CHT (100:0) and MCT/CHT (0:100) composite material. The hybrid 3D sponge incorporating MCT showed better thermal stability than the simple chitosan sponge, with an average decomposition temperature of 300 °C, corresponding to a 15-fold increase in thermal stability compared to the simple chitosan sponge. CHT.

Las esponjas 3D biológicas necesitan suficientes propiedades mecánicas para mantener su integridad después de la implantación. En consecuencia, se realizó una prueba de compresión en esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano para obtener las curvas mecánicas de tensión-deformación y para calcular tanto el módulo elástico como la tensión de compresión (al 15 % de deformación), respectivamente, como se muestra en la Tabla 2. Los resultados muestran un efecto positivo en las propiedades mecánicas con la adición de MCT a la matriz de esponja 3D de quitosano. La esponja 3D híbrida de MCT/CHT (50:50) mostró un aumento en el módulo de Young de compresión de aproximadamente 85 veces, en comparación con una esponja de MCT/CHT (100:0). Asimismo, se observó que la resistencia a la compresión (a una deformación del 15 %) aumentó aproximadamente 78 veces para el sistema de esponja 3D híbrida de MCT/CHT (60:40). La mejora observada en la resistencia mecánica se puede asociar a la formación de redes poliméricas internas determinadas por enlaces de hidrógeno, entre el colágeno y el quitosano que promueven la estabilización mecánica de la matriz y, por lo tanto, una esponja 3D adecuada para posibles propósitos de implantación.Biological 3D sponges need sufficient mechanical properties to maintain their integrity after implantation. Consequently, a compression test was performed on 3D hybrid MCT-chitosan sponges to obtain the mechanical stress-strain curves and to calculate both the elastic modulus and the compressive stress (at 15% strain), respectively, as shown. shown in Table 2. The results show a positive effect on mechanical properties with the addition of MCT to the chitosan 3D sponge matrix. The MCT/CHT (50:50) hybrid 3D sponge showed an increase in Young's modulus of compression of approximately 85-fold, compared to a MCT/CHT (100:0) sponge. Likewise, it was observed that the compressive strength (at a strain of 15%) increased approximately 78 times for the system of MCT/CHT hybrid 3D sponge (60:40). The observed improvement in mechanical resistance can be associated with the formation of internal polymeric networks determined by hydrogen bonds, between collagen and chitosan that promote the mechanical stabilization of the matrix and, therefore, a suitable 3D sponge for possible purposes. implantation.

Tabla 2. Módulo mecánico de Young para diferentes esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano. Los resultados se ________________________________ expresan como la media ± DE (= 5).________________________________ Table 2. Young's mechanical modulus for different MCT-chitosan hybrid 3D sponges. The results are ________________________________ expressed as the mean ± SD (= 5).________________________________

Muestra Módulo de compresión (MPa) Resistencia a la compresión (MPa, con 15 % de deformación) MCT/CHT (100:0) 0,18 ± 0,07 0,12 ± 0,01 Sample Compressive Modulus (MPa) Compressive Strength (MPa, at 15% strain) MCT/CHT (100:0) 0.18 ± 0.07 0.12 ± 0.01

MCT/CHT (80- 20) 0,34 ± 0,10 0,44 ± 0,02MCT/CHT (80-20) 0.34 ± 0.10 0.44 ± 0.02

MCT/CHT (60- 40) 0,78 ± 0,55 0,51 ± 0,02MCT/CHT (60-40) 0.78 ± 0.55 0.51 ± 0.02

MCT/CHT (50- 50) 1,22 ± 0,61 0,55 ± 0,03MCT/CHT (50-50) 1.22 ± 0.61 0.55 ± 0.03

Las propiedades de hinchamiento son importantes en una esponja para promover la hidratación y el crecimiento celular. Las esponjas 3D de MCT-quitosano mostraron un comportamiento intermedio entre las dos esponjas simples de MCT y quitosano, siendo la que tenía la mayor proporción de quitosano la que mostró la mayor capacidad de absorción de agua. Estos resultados pueden explicarse por la presencia de más puntos de enlace de hidrógeno disponibles en la biomolécula de quitosano que en la de colágeno, debido a la reducción de la rotación y movilidad de los grupos funcionales determinadas por la estructura cuaternaria del colágeno.Swelling properties are important in a sponge to promote hydration and cell growth. The 3D sponges of MCT-chitosan showed an intermediate behavior between the two simple sponges of MCT and chitosan, being the one with the highest proportion of chitosan the one that showed the highest water absorption capacity. These results can be explained by the presence of more hydrogen bonding points available in the chitosan biomolecule than in the collagen biomolecule, due to the reduced rotation and mobility of the functional groups determined by the quaternary structure of collagen.

La figura 15 muestra el comportamiento de absorción de agua obtenido para diferentes esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano. En la figura 15, los datos se representan como la media ± DE, n = 3, y (*) = p < 0,05, en comparación con una esponja 3D simple de MCT/CHT (100:0) en el mismo punto de tiempo. La figura 15 también incluye una imagen insertada, con propósitos ilustrativos, para mostrar el comportamiento de hinchamiento de la esponja 3D híbrida de MCT/CHT (50:50). El gráfico de la figura 15 muestra la similitud por debajo del 70 % de humedad relativa para todas las diferentes esponjas 3D híbridas. Mientras que, después de alcanzar el 85 % de humedad relativa, se observaron diferencias significativas entre los sistemas a medida que aumentaba la proporción de MCT en la matriz de la esponja 3D híbrida, mostrando diferencias en la absorción de agua que oscilaban 250 veces, mostrando la esponja 3D híbrida de MCT/CHT (50:50) la capacidad de absorción de agua más alta, casi un 300 % y mostrando la esponja 3D sencilla de MCT/CHT (100:0) la capacidad de absorción de agua más baja, con valores cercanos al 50 %. MCT/CHT (80:20) y MCT/CHT (60:40) muestran una capacidad de absorción de agua entre MCT/CHT (100:0) y MCT/CHT (50:50). Figure 15 shows the water absorption behavior obtained for different hybrid 3D sponges of MCT-chitosan. In Figure 15, data is plotted as mean ± SD, n = 3, and (*) = p < 0.05, compared to a plain 3D sponge of MCT/CHT (100:0) at the same point. of time. Figure 15 also includes an inset image, for illustrative purposes, to show the swelling behavior of the MCT/CHT (50:50) hybrid 3D sponge. The graph in Figure 15 shows the similarity below 70% relative humidity for all the different hybrid 3D sponges. Whereas, after reaching 85% relative humidity, significant differences between systems were observed as the proportion of MCTs in the hybrid 3D sponge matrix increased, showing differences in water absorption ranging 250-fold, showing the hybrid 3D MCT/CHT sponge (50:50) the highest water absorption capacity, almost 300% and the simple 3D MCT/CHT sponge (100:0) showing the lowest water absorption capacity, with values close to 50%. MCT/CHT (80:20) and MCT/CHT (60:40) show a water absorption capacity between MCT/CHT (100:0) and MCT/CHT (50:50).

La capacidad de una esponja de material compuesto para conservar agua es un aspecto importante para evaluar sus propiedades y su idoneidad para la ingeniería de tejidos de la piel. La capacidad de unión al agua de la esponja de MCT-quitosano podría atribuirse tanto a su hidrofilicidad como al mantenimiento de la estructura tridimensional. El quitosano y el MCT tienen abundantes grupos hidrófilos, tales como los grupos hidroxilo, amino y carboxilo, que pueden retener agua en su microestructura. El MCT parece promover un aumento en la hidrofilia a una humedad relativa más alta, lo que conduce a una mayor capacidad de absorción de agua. Los valores de absorción de agua obtenidos para las esponjas de MCT-quitosano coincidieron con los de experimentos similares publicados anteriormente (Ma et al., "Chitosan porous sponges with improved biostability for skin tissue engineering", Biomaterials. Elsevier, 24(26) (2003), pp. 4833-4841; Chhabra et al., "Optimization, characterization, and efficacy evaluation of 2 % chitosan sponge for tissue engineering and wound healing", Journal of pharmacy &bioallied sciences, Medknow Publications, 8(4) (2016), p. 300).The ability of a composite sponge to retain water is an important aspect in evaluating its properties and its suitability for skin tissue engineering. The water-binding capacity of the MCT-chitosan sponge could be attributed both to its hydrophilicity and to the maintenance of the three-dimensional structure. Chitosan and MCT have abundant hydrophilic groups, such as hydroxyl, amino, and carboxyl groups, which can retain water in their microstructure. MCT appears to promote an increase in hydrophilicity at higher relative humidity, leading to increased water absorption capacity. The water absorption values obtained for the MCT-chitosan sponges were in agreement with those of similar experiments published previously (Ma et al., "Chitosan porous sponges with improved biostability for skin tissue engineering", Biomaterials. Elsevier, 24(26) ( 2003), pp. 4833-4841, Chhabra et al., "Optimization, characterization, and efficacy evaluation of 2 % chitosan sponge for tissue engineering and wound healing", Journal of pharmacy & bioallied sciences, Medknow Publications, 8(4) (2016 ), p.300).

Crecimiento de células madre derivadas de tejido adiposo (ADSC) en esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano: Para estudiar las interacciones entre las ADSC y las esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano, se utilizaron estructuras porosas de aproximadamente 12 mm de diámetro y 3 mm de espesor. Después de 72 horas de cultivo, las ADSC alcanzaron una confluencia superior al 90 % en las esponjas. Las imágenes de SEM de la sección transversal de la esponja 3D de MCT/CHT (100:0) (figuras 16A y 16B) mostraron que después de 72 horas de la siembra celular, las ADSC se adherían y se extendían sobre la superficie de la esponja 3D de MCT-quitosano (100:0) y se fusionaban completamente entre sí de modo que las conexiones intercelulares no eran visibles (figura 16B), en comparación con el sistema de esponja sin células adheridas (figura 16A). En las figuras 16A y 16B, la barra de escala indica 10 pm. La superficie de las esponjas porosas estaba llena de células y una película que podía ser secretada por la precipitación de ECM de las células (Lin, Li and Su, "Three-dimensional chitosan sponges influence the extra cellular matrix expression in Schwann cells", Materials Science and Engineering C, 42 (2014), pp. 474-478; Ji et al., "Biocompatibility study of a silk fibroin-chitosan sponge with adipose tissue-derived stem cells in vitro", Experimental and Therapeutic Medicine, 6(2) (2013), pp. 513-518).Growth of Adipose-Derived Stem Cells (ADSCs) on MCT-Chitosan Hybrid 3D Sponges: To study the interactions between ADSCs and MCT-chitosan hybrid 3D sponges, porous structures approximately 12 mm in diameter and 3 mm in diameter were used. of thickness. After 72 hours of culture, the ADSCs reached greater than 90% confluency in the sponges. Cross-sectional SEM images of the MCT/CHT (100:0) 3D sponge (Figures 16A and 16B) showed that after 72 hours of cell seeding, ADSCs adhered and spread over the surface of the sponge. 3D MCT-chitosan sponge (100:0) and completely fused with each other such that intercellular connections were not visible (FIG. 16B), compared to the sponge system without attached cells (FIG. 16A). In Figures 16A and 16B, the scale bar indicates 10 pm. The surface of the porous sponges was filled with cells and a pellicle that could be secreted by the precipitation of ECM from the cells (Lin, Li and Su, "Three-dimensional chitosan sponges influence the extra cellular matrix expression in Schwann cells", Materials Science and Engineering C, 42 (2014), pp. 474-478 Ji et al., "Biocompatibility study of a silk fibroin-chitosan sponge with adipose tissue-derived stem cells in vitro", Experimental and Therapeutic Medicine, 6(2 ) (2013), pp. 513-518).

La figura 17 demuestra el nivel de proliferación en una esponja 3D de material compuesto de MCT-quitosano (50:50) después de un período de incubación de 15 días, donde la leyenda (□) indica una esponja 3D MCT/CHT (100:0), la leyenda (+) indica una esponja 3D simple de MCT/CHT (0:100), y la leyenda (A) indica una esponja 3D de material compuesto de MCT/CHT (50:50), y en la que los datos se presentan como media ± DE, n = 5. (*) = p < 0,05, en comparación con una esponja 3D simple de MCT/CHT (0:100) en el mismo punto de tiempo. Los tres gráficos representan una esponja 3D de MCT/CHT (0:100), MCT/CHT (100:0), y una esponja 3D de material compuesto de MCT/CHT (50:50). La esponja 3D de material compuesto de MCT/CHT (50:50) mostró un aumento significativo en la adhesión y proliferación celular, a partir de los tres días de incubación con ADSC, en comparación con las esponjas 3D de MCT/CHT (0:100) y MCT/CHT (100:0).Figure 17 demonstrates the level of proliferation in a 3D MCT-Chitosan (50:50) composite sponge after an incubation period of 15 days, where the legend (□) indicates a 3D MCT/CHT (100:50) sponge. 0), the legend (+) indicates a simple 3D sponge of MCT/CHT (0:100), and the legend (A) indicates a 3D composite sponge of MCT/CHT (50:50), and in which data are presented as mean ± SD, n = 5. (*) = p < 0.05, compared to a plain 3D MCT/CHT sponge (0:100) at the same time point. The three graphs represent a 3D sponge of MCT/CHT (0:100), MCT/CHT (100:0), and a 3D composite sponge of MCT/CHT (50:50). The MCT/CHT (50:50) composite 3D sponge showed a significant increase in the cell adhesion and proliferation, after three days of incubation with ADSC, in comparison with the 3D sponges of MCT/CHT (0:100) and MCT/CHT (100:0).

Se sabe que las superficies de las placas de poliestireno tienen una buena adhesión celular y muestran una rápida confluencia celular durante la incubación (Jeong Park et al., "Platelet derived growth factor releasing chitosan sponge for periodontal bone regeneration", Biomaterials, 21(2) (2000), pp. 153-159). El grado de unión y proliferación celular implica que las esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano tienen una buena adaptabilidad celular. El examen de la proliferación celular en la esponja reveló que había una diferencia estadísticamente significativa entre los grupos experimental y de control después de 3 días de incubación con ADSC. Esto puede haber dado como resultado un proceso de adaptación que siguió a la incorporación del ADSC en la esponja. El hecho de que la diferencia entre las muestras comenzara a ser significativa después de 3 días de incubación puede deberse a que las ADSC demostraron una tasa de proliferación inicial lenta en la esponja, seguida de un retorno a una tasa de proliferación más normal tres días después. Asimismo, la esponja 3D compuesta de MCT/CHT (50:50) mostró una adhesión y proliferación celular significativamente mayor. Se observaron altos grados de adhesión y proliferación celular de aproximadamente 50 veces en la esponja 3D compuesta de MCT/CHT (50:50) en comparación con las esponjas 3D de MCT/CHT (0:100) y MCT/CHT (100:0), durante un periodo de incubación de 15 días. Se sabe que el MCT estimula la proliferación, la quimiotaxis y la síntesis de proteínas de colágeno de las células osteoblásticas y los fibroblastos de los ligamentos (Zhang et al., "Novel chitosan/collagen sponge containing transforming growth factor-p1 DNA for periodontal tissue engineering", Biochemical and Biophysical Research Communications, 344(1) (2006), pp. 362-369). Asimismo, se ha descrito que el MCT potencia la proliferación de las células progenitoras (Costa-Pinto et al., "Adhesion, proliferation, and osteogenic differentiation of a mouse mesenchymal stem cell line (BMC9) seeded on novel melt-based chitosan/polyester 3D porous sponges", Tissue engineering. Part A, 14(6) (2008), pp. 1049-1057). La combinación de MCT y quitosano puede ser muy beneficiosa para aumentar la respuesta de proliferación celular.Polystyrene plate surfaces are known to have good cell adhesion and show rapid cell confluence during incubation (Jeong Park et al., "Platelet derived growth factor releasing chitosan sponge for periodontal bone regeneration," Biomaterials, 21(2 ) (2000), pp. 153-159). The degree of cell attachment and proliferation implies that the MCT-chitosan hybrid 3D sponges have good cell adaptability. Examination of cell proliferation in the sponge revealed that there was a statistically significant difference between the experimental and control groups after 3 days of incubation with ADSC. This may have resulted in an adaptation process that followed ADSC incorporation into the sponge. The fact that the difference between the samples started to become significant after 3 days of incubation may be because the ADSCs demonstrated an initial slow proliferation rate in the sponge, followed by a return to a more normal proliferation rate three days later. . Likewise, the 3D sponge composed of MCT/CHT (50:50) showed significantly higher cell adhesion and proliferation. High degrees of cell adhesion and proliferation of approximately 50-fold were observed in the MCT/CHT (50:50) composite 3D sponge compared to the MCT/CHT (0:100) and MCT/CHT (100:0) 3D sponges. ), during an incubation period of 15 days. MCT is known to stimulate the proliferation, chemotaxis, and collagen protein synthesis of osteoblast cells and ligamentous fibroblasts (Zhang et al., "Novel chitosan/collagen sponge containing transforming growth factor-p1 DNA for periodontal tissue engineering", Biochemical and Biophysical Research Communications, 344(1) (2006), pp. 362-369). Likewise, MCT has been reported to enhance stem cell proliferation (Costa-Pinto et al., "Adhesion, proliferation, and osteogenic differentiation of a mouse mesenchymal stem cell line (BMC9) seeded on novel melt-based chitosan/polyester 3D porous sponges", Tissue engineering. Part A, 14(6) (2008), pp. 1049-1057). The combination of MCT and chitosan can be very beneficial in increasing the cell proliferation response.

Conclusiones: A diferencia de la rápida degradación del colágeno, el quitosano se biodegrada lentamente in vitro. La modificación de esponjas 3D de colágeno con quitosano dio como resultó una mejora de la resistencia mecánica, la estabilidad térmica, la biocompatibilidad y la biodegradabilidad. Las esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano proporcionan una estructura multidimensional para las ADSC tanto en la superficie como en el interior, con las características espaciales para la adhesión, migración y proliferación celular y facilitan el crecimiento celular. Después de 72 horas de incubación, se observó que las ADSC se fusionaban y formaban una capa celular completa en la superficie de las esponjas, de modo que la superficie estaba casi cubierta y solo unos pocos poros eran visibles, y algunas células migraron dentro de los poros. Las esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano promovían la adhesión, proliferación y diferenciación de las ADSC. Las imágenes de SEM mostraron que la gran área de superficie de las esponjas porosas permitió que las ADSC se adhirieran, extendieran y crecieran en las esponjas. La morfología plana y la excelente distribución en y alrededor de la estructura porosa interconectada, indicaban una fuerte adhesión celular y crecimiento de las células. Consecuentemente, las esponjas 3D híbridas de MCT-quitosano presentan biocompatibilidad para la adhesión de ADSC y, por lo tanto, son buenos candidatos para posibles aplicaciones en ingeniería de tejidos.Conclusions: Unlike the rapid degradation of collagen, chitosan biodegrades slowly in vitro. Modification of 3D collagen sponges with chitosan resulted in improved mechanical strength, thermal stability, biocompatibility, and biodegradability. The MCT-chitosan hybrid 3D sponges provide a multidimensional structure for ADSCs both on the surface and in the interior, with the spatial features for cell adhesion, migration and proliferation and facilitating cell growth. After 72 hours of incubation, the ADSCs were observed to fuse and form a complete cell layer on the surface of the sponges, so that the surface was almost covered and only a few pores were visible, and some cells migrated inside the sponges. pores. Hybrid 3D MCT-chitosan sponges promoted ADSC adhesion, proliferation, and differentiation. SEM images showed that the large surface area of the porous sponges allowed ADSCs to attach, spread, and grow on the sponges. The flat morphology and excellent distribution in and around the interconnected porous structure indicated strong cell adhesion and cell growth. Consequently, MCT-chitosan hybrid 3D sponges exhibit biocompatibility for ADSC adhesion and are therefore good candidates for potential tissue engineering applications.

Ejemplo 3. Nanofibras de material compuesto de MCT-quitosano electrohiladas como esponjas biocompatibles para la proliferación celular en aplicaciones de cicatrización de heridas e ingeniería de tejidos Example 3. Electrospun MCT-Chitosan Composite Nanofibers as Biocompatible Sponges for Cell Proliferation in Wound Healing and Tissue Engineering Applications

Se prepararon nanofibras electrohiladas (ESNF) a partir de materiales compuestos de MCT-quitosano. Se usó alcohol polivinílico (PVA) como agente coadyuvante. Se prepararon soluciones mixtas de MCT-quitosano/PVA de diferentes proporciones de volumen (100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80 y 0:100) y se ajustaron para que fueran similares en viscosidad y conductividad eléctrica y adecuadas para electrohilado. La morfología de las ESNF se examinó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), espectrometría infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Se utilizaron estudios para caracterizar la composición química y las características térmicas de las nanofibras (NF). Se investigó la capacidad de las NF para promover la proliferación de células fibroblastos in vitro utilizando las soluciones optimizadas de MCT-quitosano/PVA. Los resultados muestran que las ESNF a base de MCT-quitosano son muy adecuadas para el crecimiento de células fibroblastos, significativamente mejores que las ESNF de PVA. Los resultados también muestran que el MCT-quitosano es mejor que el quitosano solo para promover la proliferación celular.Electrospun nanofibers (ESNF) were prepared from MCT-chitosan composites. Polyvinyl alcohol (PVA) was used as a building agent. Mixed MCT-chitosan/PVA solutions of different volume ratios (100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80 and 0:100) were prepared and adjusted to be similar in viscosity and electrical conductivity and suitable for electrospinning. The morphology of ESNFs was examined by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), and differential scanning calorimetry (DSC). Studies were used to characterize the chemical composition and thermal characteristics of the nanofibers (NF). The ability of NFs to promote fibroblast cell proliferation in vitro was investigated using the optimized MCT-chitosan/PVA solutions. The results show that MCT-chitosan based ESNFs are very suitable for the growth of fibroblast cells, significantly better than PVA ESNFs. The results also show that MCT-chitosan is better than chitosan alone in promoting cell proliferation.

Preparación de materiales compuestos de MCT-quitosano para electrohilado: Los polvos de MCT-quitosano se hincharon en agua desionizada con agitación vigorosa hasta que se obtuvo una dispersión homogénea (1 % v/v). Las dispersiones se dejaron toda la noche en un refrigerador (4 °C) para una hidratación completa antes de los experimentos de caracterización. Las dispersiones de material compuesto de MCT-quitosano se caracterizaron midiendo su viscosidad mediante la prueba de barrido de tensión en un reómetro (C-VOR, Bohlin Instruments, Malvern, Reino Unido) con geometría de cono y placa y conductividad eléctrica a 25 °C con un medidor de conductividad (Orion Star A215, ThermoFisher, Waltham MA, EE. UU.) con una constante de conductividad del electrodo de 0,7265 cm-1. Preparation of MCT-chitosan composites for electrospinning: MCT-chitosan powders were swollen in deionized water with vigorous stirring until a homogeneous dispersion (1% v/v) was obtained. Dispersions were left overnight in a refrigerator (4°C) for complete hydration before characterization experiments. MCT-chitosan composite dispersions were characterized by measuring their viscosity by stress sweep test in a rheometer (C-VOR, Bohlin Instruments, Malvern, UK) with cone and plate geometry and electrical conductivity at 25 °C. with a conductivity meter (Orion Star A215, ThermoFisher, Waltham MA, USA) with an electrode conductivity constant of 0.7265 cm-1.

Electrohilado de materiales compuestos de MCT-quitosano: Los materiales compuestos de MCT-quitosano se mezclaron con acetona acuosa (30 % v/v) con agitación vigorosa hasta obtener una dispersión homogénea. Las concentraciones de las soluciones de material compuesto se ajustaron para que sus viscosidades y conductividades fueran similares y adecuadas para electrohilado. La dispersión se dejó durante la noche en un refrigerador (4 °C) para una hidratación completa antes de los experimentos de electrohilado. Se calculó una velocidad de corte máxima para cada muestra de material compuesto de MCT-CHT, de acuerdo con la ley de potencia de materiales en geometría tubular, con flujo volumétrico (Q) de 2,78 x 10'1° m3/s y un radio interno del tubo de 1 mm (R = 0,5 x 10-3 m).Electrospinning of MCT-chitosan composites: The MCT-chitosan composites were mixed with aqueous acetone (30% v/v) with vigorous stirring until a homogeneous dispersion was obtained. The concentrations of the composite solutions were adjusted so that their viscosities and conductivities were similar and suitable for electrospinning. The dispersion was left overnight in a refrigerator (4°C) to complete hydration before electrospinning experiments. A maximum shear rate was calculated for each sample of MCT-CHT composite material, according to the power law of materials in tubular geometry, with volumetric flow (Q) of 2.78 x 10'1° m3/s and a internal tube radius of 1 mm (R = 0.5 x 10-3 m).

Para mejorar las propiedades del material compuesto para electrohilado, las muestras se mezclaron con PVA como adyuvante de electrohilado. Se disolvió PVA (10 % p/v) en agua a 80 °C con agitación vigorosa durante 4 h. Las dispersiones de material compuesto de MCT-quitosano y PVA se mezclaron en proporciones de volumen de 100:00, 60:40, 50:50, 40:60 y 0:100. Las muestras mezcladas de MCT-quitosano/PVA (5 ml) se sometieron a electrohilado utilizando un dispositivo de electrohilado y una fuente de alimentación de 30 kV (Gamma High Voltage Research, Ormond Beach, FL, EE. UU.) (véase las figuras 9A y 9B). La distancia entre la punta de la aguja y el colector se fijó en 20 cm y la solución se bombeó a 1 ml/h. Las nanofibras se recogieron en papel de aluminio y se almacenaron en un desecador para su posterior caracterización.To improve the properties of the electrospinning composite, the samples were mixed with PVA as an electrospinning aid. PVA (10% w/v) was dissolved in water at 80 °C with vigorous stirring for 4 h. The MCT-chitosan and PVA composite dispersions were mixed in volume ratios of 100:00, 60:40, 50:50, 40:60 and 0:100. The mixed MCT-chitosan/PVA samples (5 mL) were subjected to electrospinning using an electrospinning device and a 30 kV power supply (Gamma High Voltage Research, Ormond Beach, FL, USA) (see Figs. 9A and 9B). The distance between the tip of the needle and the collector was set at 20 cm and the solution was pumped at 1 ml/h. The nanofibers were collected on aluminum foil and stored in a desiccator for further characterization.

Caracterización de ESNF de MCT-quitosano: Las ESNF se caracterizaron de acuerdo con su perfil químico utilizando la reflectancia total atenuada con espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (Nicolet 4700 ATR FT-IR, Thermo Scientific, Grand Island, NY, EE. UU.) y las propiedades térmicas mediante análisis termogravimétrico (TGA, Q100, TA Instruments, Lindon, UT, EE. UU.). Los análisis de TGA se realizaron a 5 °C/min en un intervalo de exploración de temperatura de 100 a 400 °C en una atmósfera de nitrógeno (20 ml/min). La morfología de las nanofibras se examinó mediante SEM (Leo 1530-FE, Zeiss, Cambridge, RU). El diámetro de fibra promedio se determinó analizando al menos 20 fibras en imágenes de SEM utilizando el software ImageJ.ESNF characterization of MCT-chitosan: ESNFs were characterized according to their chemical profile using attenuated total reflectance with Fourier transform infrared spectroscopy (Nicolet 4700 ATR FT-IR, Thermo Scientific, Grand Island, NY, USA). ) and thermal properties by thermogravimetric analysis (TGA, Q100, TA Instruments, Lindon, UT, USA). TGA analyzes were performed at 5 °C/min over a scanning temperature range of 100 to 400 °C under a nitrogen atmosphere (20 mL/min). The morphology of the nanofibers was examined by SEM (Leo 1530-FE, Zeiss, Cambridge, UK). The average fiber diameter was determined by analyzing at least 20 fibers in SEM images using ImageJ software.

Ensayo de proliferación celular: La proliferación celular se determinó mediante un ensayo de proliferación celular MTT para el número de células viables. Brevemente, las ESNF recolectadas previamente en condiciones estériles se colocaron en diferentes pocillos de una placa de cultivo celular estéril con medios y se agregaron 3 ml de suspensión de células fibroblastos (L929, 1,5 * 105) en cada pocillo de tratamiento. La placa de cultivo celular se colocó en una incubadora durante 37 °C durante 3, 7 y 14 días, respectivamente. Después de la incubación, se retiró el medio y se añadió solución de MTT a cada pocillo de tratamiento en una dilución 1:10 con medio fresco. Las placas se incubaron a 37 °C durante 4 h y se midió la absorbancia a 560 nm utilizando un lector de microplacas (SpectraMax Plus, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, Estados Unidos). Después de los experimentos de crecimiento celular (día 7), las ESFN se recogieron y lavaron con medio, se fijaron con glutaraldehído (2,5 % v/v) a 4 °C durante 2 h y se recubrieron con oro antes de obtener imágenes mediante SEM.Cell proliferation assay: Cell proliferation was determined by an MTT cell proliferation assay for the number of viable cells. Briefly, ESNFs previously collected under sterile conditions were placed in different wells of a sterile cell culture plate with media, and 3 ml of fibroblast cell suspension (L929, 1.5*105) was added to each treatment well. The cell culture plate was placed in a 37°C incubator for 3, 7 and 14 days, respectively. After incubation, the medium was removed and MTT solution was added to each treatment well at a 1:10 dilution with fresh medium. Plates were incubated at 37 °C for 4 h and absorbance at 560 nm was measured using a microplate reader (SpectraMax Plus, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, United States). Following cell growth experiments (day 7), ESFNs were harvested and washed with medium, fixed with glutaraldehyde (2.5% v/v) at 4 °C for 2 h, and plated with gold before imaging by . SEM.

Análisis estadístico: El análisis estadístico se realizó usando el software AssistatVR (Statistics, Arlington, TX). Los datos experimentales se presentaron como la media ± DE. Para comparar el grupo de control y los grupos experimentales, los datos se analizaron mediante un modelo lineal generalizado seguido de los mínimos cuadrados medios (SAS; Cary, NC). Las diferencias se consideraron estadísticamente significativas en P <0,05.Statistical analysis: Statistical analysis was performed using AssistatVR software (Statistics, Arlington, TX). Experimental data were presented as mean ± SD. To compare control group and experimental groups, data were analyzed using a generalized linear model followed by least squares means (SAS; Cary, NC). Differences were considered statistically significant at P < 0.05.

La figura 18 muestra gráficos de espectros ATR-FTIR de ESNF de MCT/CHT (0:100) (indicado como "+") y MCT/CHT (100:0) (indicado como "o") por separado, y también para diferentes materiales compuestos de MCT/CHT (60:40, indicado como "*" y 40:60, indicado como "x"). Las flechas en la figura indican cambios en los espectros FTIR de nanofibras asociados a la adición de MCT al quitosano. En particular, se pueden observar tendencias de absorción aumentadas tanto a 1650 cm-1 como a 1000 cm-1. Estas corresponden respectivamente a las frecuencias de estiramiento de carbonilo (flecha continua) y carbono-oxígeno (flecha discontinua), asociadas a la naturaleza polisacárida del quitosano. En general, las diferencias entre el CHT y el MCT son evidentes en la figura. En los dos materiales compuestos, hay una desviación en ciertos lugares del gráfico, pero en muchos lugares, hay una superposición sustancial, lo que no es sorprendente en vista de las proporciones relativamente similares de CHT y MCT.Figure 18 shows plots of ESNF ATR-FTIR spectra of MCT/CHT (0:100) (indicated as "+") and MCT/CHT (100:0) (indicated as "o") separately, and also for different MCT/CHT composites (60:40, indicated as "*" and 40:60, indicated as "x"). The arrows in the figure indicate changes in the FTIR spectra of nanofibers associated with the addition of MCT to chitosan. In particular, increased absorption trends can be observed at both 1650 cm-1 and 1000 cm-1. These correspond respectively to the stretching frequencies of carbonyl (continuous arrow) and carbon-oxygen (dashed arrow), associated with the polysaccharide nature of chitosan. In general, the differences between the CHT and the MCT are evident in the figure. In the two composites, there is a deviation in certain places on the graph, but in many places, there is substantial overlap, which is not surprising in view of the relatively similar ratios of CHT and MCT.

La figura 19 muestra el análisis térmico de TGA de los materiales compuestos de MCT/CHT (100:0, 60:40, 40:60 y 0:100), que indica un efecto positivo en la estabilidad térmica del quitosano como resultado de la adición de MCT. El material compuesto de MCT-quitosano (60:40) muestra una estabilidad térmica mejorada en comparación con el quitosano solo. El material compuesto de MCT-quitosano (60:40) muestra una temperatura media de degradación de aproximadamente 320 °C, mientras que el quitosano solo muestra una temperatura media de degradación de aproximadamente 280 °C.Figure 19 shows the TGA thermal analysis of the MCT/CHT composites (100:0, 60:40, 40:60 and 0:100), indicating a positive effect on the thermal stability of chitosan as a result of the addition of MCTs. The MCT-chitosan (60:40) composite shows improved thermal stability compared to chitosan alone. The MCT-chitosan (60:40) composite shows a mean degradation temperature of approximately 320°C, while chitosan alone shows a mean degradation temperature of approximately 280°C.

Las figuras 20A-20F muestran micrografías de SEM de nanofibras electrohiladas de quitosano y nanofibras electrohiladas de MCT-quitosano. En las figuras 20A y 20D, la barra de escala es de 10 pm; en las figuras 21B y 20E, la barra de escala es de 2 pm y en las figuras 20C y 20F, la barra de escala es de 200 nm. Los círculos punteados indican la presencia de gotas asociadas a un proceso de electrohilado deficiente en las ESNF de quitosano y muestran la mejora en las ESNF de los materiales compuestos de MCT-quitosano.Figures 20A-20F show SEM micrographs of electrospun chitosan nanofibers and electrospun MCT-chitosan nanofibers. In Figures 20A and 20D, the scale bar is 10 pm; in Figures 21B and 20E, the scale bar is 2 pm and in Figures 20C and 20F, the scale bar is 200 nm. The dotted circles indicate the presence of droplets associated with a poor electrospinning process in the chitosan ESNFs and show the improvement in ESNFs of the MCT-chitosan composites.

La figura 21 muestra la proliferación de células fibroblastos L929 cocultivados con ESNF de quitosano, MCT y de material compuesto de MCT-quitosano (50:50). Las figuras muestran los datos de un ensayo de proliferación celular MTT, usando ESNF de PVA como control. El porcentaje medio de células viables ± las desviaciones estándar corresponden a experimentos realizados en tres momentos diferentes. Las figuras 22A-22C son micrografías de SEM que indican respectivamente la adhesión celular sobre el quitosano, el material compuesto de MCT-quitosano y MCT. Figure 21 shows the proliferation of L929 fibroblast cells co-cultured with ESNF chitosan, MCT and MCT-chitosan composite (50:50). The figures show data from an MTT cell proliferation assay, using PVA ESNF as a control. The mean percentage of viable cells ± standard deviations correspond to experiments performed at three different times. Figs. 22A-22C are SEM micrographs showing cell adhesion on chitosan, MCT-chitosan composite, and MCT, respectively.

Conclusiones: Las nanofibras de material compuesto de MCT-quitosano se fabricaron con éxito mediante electrohilado, utilizando PVA (10 % p/v) como agente auxiliar. Se configuraron los parámetros de electrohilado para la fabricación de nanofibras de material compuesto de MCT-quitosano y se optimizó la proporción de masa entre MCT y quitosano a 50:50. El análisis ATR-FTIR muestra la presencia de componentes de MCT-quitosano en las ESNF. La estabilidad térmica de las ESNF de material compuesto de MCT-quitosano se comparó con la del quitosano solo, sugiriendo que la adición de MCT al quitosano mejora la estabilidad térmica de las ESNF. Los resultados de proliferación de células fibroblastos indican que las ESNF de MCT-quitosano son adecuadas para el crecimiento celular y son significativamente mejores que las ESNF de quitosano o MCT solo, después de 7 días de incubación. Las imágenes de SEM mostraron que la gran área de superficie de las ESNF de MCT-quitosano permitía una buena adhesión, diseminación y crecimiento de las células fibroblastos L929. Los resultados indican que las ESNF de MCT-quitosano mejoran la biocompatibilidad y la activación para la adhesión de células fibroblastos y, por lo tanto, son útiles en el desarrollo de soportes de apósitos para aplicaciones en ingeniería de tejidos, medicina regenerativa y como apósitos para la cicatrización de heridas para el tratamiento de quemaduras de tejidos.Conclusions: MCT-chitosan composite nanofibers were successfully fabricated by electrospinning, using PVA (10% w/v) as auxiliary agent. Electrospinning parameters for the fabrication of MCT-chitosan composite nanofibers were set and the mass ratio between MCT and chitosan was optimized to 50:50. ATR-FTIR analysis shows the presence of MCT-chitosan components in ESNFs. The thermal stability of MCT-chitosan composite ESNFs was compared with that of chitosan alone, suggesting that the addition of MCTs to chitosan improves the thermal stability of ESNFs. Fibroblast cell proliferation results indicate that MCT-chitosan ESNFs are suitable for cell growth and are significantly better than chitosan ESNFs or MCT alone, after 7 days of incubation. SEM images showed that the large surface area of the MCT-chitosan ESNFs allowed good adhesion, spreading, and growth of L929 fibroblast cells. The results indicate that MCT-chitosan ESNFs improve biocompatibility and activation for adhesion of fibroblast cells and are therefore useful in the development of dressing supports for applications in tissue engineering, regenerative medicine and as dressings for wound healing for the treatment of tissue burns.

La siguiente descripción de las figuras 36-38 proporciona un resumen de la estructura y la aplicación de los dispositivos de GTR de acuerdo con las realizaciones, así como las ventajas de esos dispositivos.The following description of Figs. 36-38 provides a summary of the structure and application of the GTR devices according to the embodiments, as well as the advantages of those devices.

La figura 36 muestra una esponja 3D de acuerdo con una realización. En la figura, la esponja comprende MCT compuesto de colágeno y glicosaminoglicano, que son componentes principales de la neodermis. La neodermis es tejido nuevo que se forma durante la cicatrización de heridas. La estructura colágeno-GAG del MCT promueve la unión de la integrina durante el proceso de curación. Como se señaló anteriormente, el MCT proviene de una fuente marina, incluyendo, en un aspecto, los invertebrados marinos, en un aspecto más particular, los equinodermos y, en un aspecto aún más particular, los erizos de mar y/o los pepinos de mar. La ultraestructura de este MCT tiene cierta semejanza con el tejido conjuntivo humano, lo que apunta a efectos saludables de la GTR, como la formación de neodermis. Fig. 36 shows a 3D sponge according to one embodiment. In the figure, the sponge comprises MCTs composed of collagen and glycosaminoglycan, which are major components of the neodermis. The neodermis is new tissue that forms during wound healing. The collagen-GAG structure of the MCT promotes integrin binding during the healing process. As noted above, MCT is derived from a marine source, including, in one aspect, marine invertebrates, in a more particular aspect, echinoderms, and, in an even more particular aspect, sea urchins and/or sea cucumbers. sea. The ultrastructure of this MCT bears some resemblance to human connective tissue, pointing to salutary effects of GTR, such as neodermis formation.

La esponja de la figura 36 también proporciona control de la humedad para promover el cierre y la cicatrización de heridas. En un aspecto, la esponja tiene un efecto gelificante, que promueve la comodidad del paciente a través de un efecto refrescante y calmante durante la cicatrización. El tratamiento de reticulación del MCT permite que la esponja sea efectiva durante 30 días, ya que la estructura resultante presenta baja degradación física y resistencia a las enzimas proteolíticas. En particular, la estructura resultante se dirige a y desactiva el exceso de enzimas, tales como las metaloproteinasas de matriz (MMP), que pueden degradar las proteínas. Dicha especificidad y desactivación promueven y mejoran el cierre y la cicatrización de heridas.The Figure 36 sponge also provides moisture management to promote wound closure and healing. In one aspect, the sponge has a gelling effect, promoting patient comfort through a cooling and soothing effect during healing. The crosslinking treatment of the MCT allows the sponge to be effective for 30 days, since the resulting structure has low physical degradation and resistance to proteolytic enzymes. In particular, the resulting structure targets and deactivates excess enzymes, such as matrix metalloproteinases (MMPs), that can degrade proteins. Such specificity and deactivation promote and improve wound closure and healing.

La figura 37 representa una esponja 3D de acuerdo con algunas realizaciones. La esponja puede estar compuesta de MCT, o de una matriz de MCT-CHT, dependiendo de la realización. Este material en la esponja promueve el crecimiento interno de tejido y vasos sanguíneos. Otros aspectos de la estructura de la esponja incluyen una composición formadora de gel absorbente que mantiene un ambiente húmedo y controla el exudado, promoviendo la cicatrización y la regeneración de tejidos.Figure 37 depicts a 3D sponge according to some embodiments. The sponge may be composed of MCT, or an MCT-CHT matrix, depending on the embodiment. This material in the sponge promotes the ingrowth of tissue and blood vessels. Other aspects of the sponge structure include an absorbent gel-forming composition that maintains a moist environment and controls exudate, promoting tissue healing and regeneration.

La figura 38 representa un dispositivo de GTR, que puede estar compuesto de MCT o una matriz de MCT-CHT, suturado en una abertura en la piel como parte del tratamiento. La figura muestra las suturas alrededor del dispositivo, así como la neodermis que se forma debajo del dispositivo, como parte del proceso de cicatrización. Una parte de la figura 38 muestra una vista detallada de la neodermis, mostrando el MCT, solo o en una matriz de material compuesto con CHT, con sitios de unión a integrina.Figure 38 depicts a GTR device, which may be composed of MCT or an MCT-CHT matrix, sutured into an opening in the skin as part of treatment. The figure shows the sutures around the device, as well as the neodermis that forms under the device as part of the healing process. A portion of Figure 38 shows a detailed view of the neodermis, showing the MCT, alone or in a CHT composite matrix, with integrin binding sites.

Ejemplo 4. Formas farmacéuticas cosmecéuticas (no de acuerdo con la invención) Example 4. Cosmeceutical dosage forms (not according to the invention)

Las siguientes formulaciones ilustran formas de administración farmacéuticas representativas que se pueden usar para la administración terapéutica o profiláctica de la composición de MCT y MCT-quitosano (MCT-CHT) descrita en el presente documento, empleando un vehículo tópico aceptable desde el punto de vista dermatológico y/o farmacéutico, incluyendo, pero sin limitación, una solución, una suspensión, un líquido, un gel, una pomada, una loción o una crema. En los siguientes ejemplos, se proporciona un gel o una crema: (i)The following formulations illustrate representative pharmaceutical dosage forms that may be used for the therapeutic or prophylactic administration of the MCT and MCT-chitosan (MCT-CHT) composition described herein, employing a dermatologically acceptable topical carrier. and/or pharmaceutical, including, but not limited to, a solution, suspension, liquid, gel, ointment, lotion, or cream. In the following examples, a gel or cream is provided: (i)

(i) Gel para GTR % en peso(i) Gel for GTR % by weight

Parte APart A

MCT o material compuesto de 2,0MCT or 2.0 Composite Material

MCT-CHTMCT-CHT

Óxido de polietileno 0,4Polyethylene oxide 0.4

Carbopol 0,4 Agua___________________________________ 90,9Carbopol 0.4 Water___________________________________ 90.9

Parte BPart B

Etoxilato de glicerina 0,5Glycerin ethoxylate 0.5

Polietilenglicol oleil éter 1,0Polyethylene glycol oleyl ether 1.0

Dietanolamina oleth-3 fosfato 0,8Diethanolamine oleth-3 phosphate 0.8

CrodamolPMP 0,5 Crodamol PMP 0.5

(continuación)(continuation)

(i) Gel para GTR % en peso(i) Gel for GTR % by weight

Éster metílico etoxilado de glucosa___________ 07Glucose ethoxylated methyl ester___________ 07

Parte CPart C

Trietanolamina 0,4Triethanolamine 0.4

Fragancia________________________________ 0_1_Fragrance________________________________ 0_1_

Esta formulación se prepara en etapas separadas como sigue: La parte A de la mezcla se preparó dispersando el Carbopol en agua y agitando a continuación los otros componentes. Todos los componentes de la Parte B se mezclaron y calentaron a 70 °C. A continuación se combinaron las Partes A y B y se añadieron la trietanolamina y la fragancia (Parte C). La crema resultante era estable y suave y tenía buenas cualidades hidratantes y una excelente sensación sobre la piel.This formulation is prepared in separate steps as follows: Part A of the mixture was prepared by dispersing the Carbopol in water and then stirring the other components. All components of Part B were mixed and heated to 70°C. Parts A and B were then combined and the triethanolamine and fragrance (Part C) added. The resulting cream was stable and smooth and had good moisturizing qualities and excellent skin feel.

(ii) Crema para GTR 1 % en peso(ii) Cream for GTR 1% by weight

MCT o material compuesto de 2,5MCT or 2.5 Composite Material

MCT-CHTMCT-CHT

Óxido de polietileno 0,3Polyethylene oxide 0.3

Glicerina 5,0Glycerin 5.0

Alcohol etílico 15,0Ethyl alcohol 15.0

Oleth-5 2,0Oleth-5 2.0

Éster metílico etoxilado de glucosa 0,7Glucose ethoxylated methyl ester 0.7

Conservante 0,3Preservative 0.3

Fragancia 0,15Fragrance 0.15

Agua hasta 100,0Water up to 100.0

La formulación se preparó mezclando entre sí todos los componentes.The formulation was prepared by mixing all the components together.

(iii) Crema para GTR 2 % en peso(iii) Cream for GTR 2% by weight

Parte APart A

MCT o material compuesto de 2,5MCT or 2.5 Composite Material

MCT-CHTMCT-CHT

Óxido de polietileno 1,5Polyethylene oxide 1.5

Carbopol 0,5Carbopol 0.5

Agua___________________________________ 83,5Water___________________________________ 83.5

Parte BPart B

Vaselina 5,0Vaseline 5.0

Estearato de polietilenglicol 2,5Polyethylene glycol 2.5 stearate

Dietanolamina oleth-3 fosfato 2,0Diethanolamine oleth-3 phosphate 2.0

Copolímero de silicona 1,5Silicone copolymer 1.5

Conservante______________________________ 0,3Preservative______________________________ 0.3

Parte CPart C

Trietanolamina 0,5Triethanolamine 0.5

Fragancia________________________________ 0_1_Fragrance________________________________ 0_1_

Esta formulación se prepara en etapas separadas como sigue: La parte A de la mezcla se preparó dispersando el Carbopol en agua y agitando a continuación los otros componentes. Todos los componentes de la Parte B se mezclaron y calentaron a 70 °C. A continuación se combinaron las Partes A y B y se añadieron la trietanolamina y la fragancia (Parte C). La crema resultante era rica en excelentes cualidades hidratantes y no dejaba una sensación grasosa en la piel.This formulation is prepared in separate steps as follows: Part A of the mixture was prepared by dispersing the Carbopol in water and then stirring the other components. All components of Part B were mixed and heated to 70°C. Parts A and B were then combined and the triethanolamine and fragrance (Part C) added. The resulting cream was rich in excellent moisturizing qualities and did not leave the skin feeling greasy.

(iv) Composición en crema para las cicatrices(iv) Scar cream composition

Ingrediente Peso (mg) Composición (%)Ingredient Weight (mg) Composition (%)

Astaxantina 50 0,,05Astaxanthin 50 0.05

Vitamina E 150 0 15Vitamin E 150 0 15

Jalea real 100 0 10Royal jelly 100 0 10

Extracto de Moringa/Vitamina C 200 0,20Moringa extract/Vitamin C 200 0.20

MCT o material compuesto deMCT or composite material

MCT-CHT 1000 1,00 MCT-CHT 1000 1.00

Base de crema c.s. 95,00Cream base q.s. 95.00

Volumen total 100 mlTotal volume 100ml

Procedimiento de preparación:Preparation procedure:

1- Pesar 150 mg de Vitamina E y mezclarla con la dispersión de base de crema con agitación suave.1- Weigh 150 mg of Vitamin E and mix it with the cream base dispersion with gentle agitation.

2- Pesar 1000 mg de polvo liofilizado de MCT-CHT (formulado en proporciones de masa MCT:CHT de 100:0 a 70:30) y disolverlo en 5,00 ml de ácido acético (0,5 M) preparado en agua destilada (pH 3,2).2- Weigh 1000 mg of MCT-CHT lyophilized powder (formulated in MCT:CHT mass ratios of 100:0 to 70:30) and dissolve it in 5.00 ml of acetic acid (0.5 M) prepared in distilled water (pH 3.2).

3- Pesar 200 mg de extracto de Moringa/Vitamina C y disolverlos en la solución acuosa de MCT-CHT.3- Weigh 200 mg of Moringa/Vitamin C extract and dissolve them in the aqueous solution of MCT-CHT.

4- Pesar 50 mg de astaxantina y disolverlos en la solución acuosa que contiene MCT-CHT y extracto de Moringa/Vitamina C.4- Weigh 50 mg of astaxanthin and dissolve them in the aqueous solution containing MCT-CHT and Moringa/Vitamin C extract.

5- Pesar 100 mg de jalea real y mezclar con la solución acuosa que contiene MCT-CHT, extracto de Moringa/Vitamina C y Astaxantina.5- Weigh 100 mg of royal jelly and mix with the aqueous solution containing MCT-CHT, Moringa extract/Vitamin C and Astaxanthin.

6- Mezclar la solución acuosa que contiene MCT-CHT, extracto de Moringa/Vitamina C y Astaxantina con la base de crema que contiene Vitamina E, con agitación continua y suave, hasta obtener una dispersión homogénea. 7- Verter la formulación de crema para cicatrices homogeneizada en un recipiente de vidrio adecuado y guardar a temperatura ambiente.6- Mix the aqueous solution containing MCT-CHT, Moringa extract/Vitamin C and Astaxanthin with the cream base containing Vitamin E, with continuous and gentle stirring, until obtaining a homogeneous dispersion. 7- Pour the homogenized scar cream formulation into a suitable glass container and store at room temperature.

Las formulaciones anteriormente descritas pueden prepararse mediante procedimientos convencionales bien conocidos en la técnica farmacéutica. Se apreciará que las composiciones cosmecéuticas anteriores pueden variar de acuerdo con técnicas farmacéuticas bien conocidas para adaptarse a diferentes cantidades y tipos del material compuesto de MCT-CHT como principio activo.The formulations described above can be prepared by conventional procedures well known in the art of pharmacy. It will be appreciated that the above cosmeceutical compositions may be varied in accordance with well known pharmaceutical techniques to accommodate different amounts and types of the MCT-CHT composite as active ingredient.

La composición de crema para cicatrices recién descrita se aplicó a varios pacientes. Las figuras 30A y 30B muestran los resultados de antes y después de un paciente. La figura 30A es una imagen de una cicatriz de cinco años de antigüedad de una cesárea, antes de la aplicación de la crema para cicatrices mencionada anteriormente. La figura 30B es una imagen de la misma cicatriz después de la aplicación diaria de la crema para cicatrices durante dos semanas. Como resulta obvio en la figura 30B, la cicatriz después del tratamiento es más corta y tiene un color diferente, más cercano al color de la piel circundante.The scar cream composition just described was applied to several patients. Figures 30A and 30B show before and after results for one patient. Figure 30A is an image of a five year old cesarean section scar, prior to the application of the aforementioned scar cream. Figure 30B is a picture of the same scar after daily application of scar cream for two weeks. As is obvious from Figure 30B, the scar after treatment is shorter and has a different color, closer to the color of the surrounding skin.

Las figuras 31A y 31B muestran los resultados de antes y después de otro paciente. La figura 31A es una imagen de una cicatriz de quince años de antigüedad de una articulación de la rodilla izquierda, antes de la aplicación de la crema para cicatrices mencionada anteriormente. La figura 31B es una imagen de la misma cicatriz después de la aplicación de la crema para cicatrices. Como resulta obvio en la figura 31B, la cicatriz tiene un color diferente, más cercano al color de la piel circundante.Figures 31A and 31B show before and after results for another patient. Figure 31A is an image of a fifteen year old scar of a left knee joint, prior to the application of the aforementioned scar cream. Figure 31B is a picture of the same scar after application of the scar cream. As is obvious from Figure 31B, the scar has a different color, closer to the color of the surrounding skin.

Las figuras 32A a 32C muestran los resultados de antes y después de otro paciente. La figura 32A es una imagen de una cicatriz de apendicectomía de 25 años de antigüedad, antes de la aplicación de la crema para cicatrices mencionada anteriormente. La figura 32B es una imagen de la misma cicatriz después de la aplicación diaria, y la figura 32C es una imagen de la misma cicatriz después de ocho días de aplicación diaria de una crema para cicatrices de acuerdo con una realización. Como resulta obvio de las figuras 32B y 32C, la cicatriz después del tratamiento es más corta y tiene un color diferente, más cercano al color de la piel circundante.Figures 32A to 32C show before and after results for another patient. Figure 32A is an image of a 25 year old appendectomy scar, prior to the application of the aforementioned scar cream. Figure 32B is an image of the same scar after daily application, and Figure 32C is an image of the same scar after eight days of daily application of a scar cream according to one embodiment. As is obvious from Figures 32B and 32C, the scar after treatment is shorter and has a different color, closer to the color of the surrounding skin.

Las figuras 33A y 33B muestran los resultados de antes y después de otro paciente. La figura 33A es una imagen de una cicatriz de una cirugía de rodilla de seis meses de antigüedad, y la figura 33B es una imagen de la misma cicatriz después de siete días de aplicación diaria de la crema para cicatrices mencionada anteriormente. Como resulta obvio de las figuras 33A y 33B, la cicatriz después del tratamiento es mucho menos prominente que antes, y tiene un color diferente, más cercano al color de la piel circundante. El paciente no experimentó efectos adversos ni hiperplasia. Figures 33A and 33B show before and after results for another patient. Figure 33A is an image of a six-month-old knee surgery scar, and Figure 33B is an image of the same scar after seven days of daily application of the aforementioned scar cream. As is obvious from Figures 33A and 33B, the scar after treatment is much less prominent than before, and has a different color, closer to the color of the surrounding skin. The patient did not experience any adverse effects or hyperplasia.

Las figuras 34A-D muestran resultados progresivos para otro paciente más en el tratamiento de una cicatriz. La figura 34A es una imagen de una cicatriz de una quemadura, las figuras 34B y 34C muestran imágenes de la cicatriz durante la aplicación diaria de la crema para cicatrices mencionada anteriormente, y la figura 34D muestra una imagen de la cicatriz después de siete días de tratamiento. Como resulta obvio a partir de estas figuras, la cicatriz después del tratamiento se cicatriza sustancialmente, con un color más cercano al color de la piel circundante en comparación con el aspecto de la cicatriz antes del tratamiento.Figures 34A-D show progressive results for yet another patient in the treatment of a scar. Figure 34A is an image of a burn scar, Figures 34B and 34C show images of the scar during daily application of the aforementioned scar cream, and Figure 34D shows an image of the scar after seven days of application. treatment. As is obvious from these figures, the scar after treatment is substantially scarred, with a color closer to the color of the surrounding skin compared to the appearance of the scar before treatment.

Además de los ejemplos de tratamiento anteriores, la formación de cicatrices puede ocurrir en varias áreas del cuerpo, incluso dentro y alrededor de los párpados, por ejemplo, como resultado de una lesión, cirugía, cirugía plástica u otros procedimientos de reparación y/o cicatrización. La crema para cicatrices descrita anteriormente también se ha utilizado en este tipo de tratamiento, con buenos resultados.In addition to the treatment examples above, scar formation can occur in various areas of the body, including in and around the eyelids, for example as a result of injury, surgery, plastic surgery, or other repair and/or healing procedures. . The scar cream described above has also been used in this type of treatment, with good results.

Como parte del trabajo anterior tal como se describe, y los ejemplos producidos, se realizó un trabajo para determinar y mostrar diferencias estructurales entre el MCT extraído de pepinos de mar y el colágeno bovino aislado de tejido de piel de ternera. El análisis de la composición de aminoácidos de las muestras de colágeno se determinó como se describe en (Cui F., Li Z., Zhang Y., Dong P., Fu X., Gao X., "Characterization and Subunit Composition of Collagen from the Body Wall of Sea Cucumber", StichopusJaponicus", Food Chem. 100(3) (2007): 1120-5.). Brevemente, las muestras de colágeno se hidrolizaron con HCl 6 M a 110 °C durante 24 h, a continuación se analizó la composición de aminoácidos principales del hidrolizado utilizando un analizador de aminoácidos SYKAM S433D (SYKAM, Múnich, Alemania).As part of the above work as described, and the examples produced, work was done to determine and show structural differences between MCT extracted from sea cucumbers and bovine collagen isolated from calf skin tissue. Amino acid composition analysis of collagen samples was determined as described in (Cui F., Li Z., Zhang Y., Dong P., Fu X., Gao X., "Characterization and Subunit Composition of Collagen from the Body Wall of Sea Cucumber", Stichopus Japonicus", Food Chem. 100(3) (2007): 1120-5.). Briefly, collagen samples were hydrolyzed with 6 M HCl at 110 °C for 24 h, at The major amino acid composition of the hydrolyzate was then analyzed using a SYKAM S433D amino acid analyzer (SYKAM, Munich, Germany).

La Tabla 3 a continuación muestra la composición de aminoácidos para diferentes muestras de MCT aisladas de pepino de mar y colágeno bovino (piel de ternera) aislado de piel de ternera. El análisis de las muestras de colágeno de piel de ternera 1-4 de la siguiente tabla se llevó a cabo en investigaciones que se pueden encontrar en los siguientes artículos: X. Cheng, Z. Shao, C. Li, L. Yu, M.A. Raja, C. Liu, "Isolation, Characterization and Evaluation of Collagen from Jellyfish RhopilemaesculentumKishinouye for Use in Hemostatic Applications", PLOS One, 2017, 0169731; Y. Han, J-R. Ahn, J-W. Woo, C-K. Jung, S-M. Cho, Y-B. Lee, S-B. Kim, "Processing Optimization and Physicochemical Characteristics of Collagen from Scales of Yellowfin Tuna (Thunnusalbacares)", Fisheries and Aquatic Sciences, Volume 13, Issue 2, 2010, pp.102-111; H. Li, B.L. Liu, L.Z. Gao, H.L.Chen, "Studies on bullfrog skin collagen", Food Chemistry, Volume 84, Issue 1, January 2004, pp. 65-69; P. Kit-tiphattanabawon, S. Nalinanon, S. Benjakul, and H. Kishimura. "Characteristics of Pepsin-Solubilised Collagen from the Skin of Splendid Squid (Loligoformosana)", Journal of Chemistry, Volume 2015, ID del artículo 482354, 8 páginas.Table 3 below shows the amino acid composition for different samples of MCTs isolated from sea cucumber and bovine collagen (calf skin) isolated from calf skin. The analysis of calfskin collagen samples 1-4 in the following table was carried out in investigations that can be found in the following Articles: X. Cheng, Z. Shao, C. Li, L. Yu, MA Raja, C. Liu, "Isolation, Characterization and Evaluation of Collagen from Jellyfish RhopilemaesculentumKishinouye for Use in Hemostatic Applications", PLOS One, 2017, 0169731; Y. Han, JR. Ahh, JW. Wow, CK. Jung, SM. Cho, YB. Lee, S. B. Kim, "Processing Optimization and Physicochemical Characteristics of Collagen from Scales of Yellowfin Tuna (Thunnusalbacares)", Fisheries and Aquatic Sciences, Volume 13, Issue 2, 2010, pp.102-111; H. Li, BL Liu, LZ Gao, HL Chen, "Studies on bullfrog skin collagen", Food Chemistry, Volume 84, Issue 1, January 2004, pp. 65-69; P. Kit-tiphattanabawon, S. Nalinanon, S. Benjakul, and H. Kishimura. "Characteristics of Pepsin-Solubilized Collagen from the Skin of Splendid Squid (Loligoformosana)", Journal of Chemistry, Volume 2015, Article ID 482354, 8 pages.

Tabla 3. Composiciones de aminoácidos Table 3. Amino acid compositions.

Composición (%i en p/p)Composition (%i in p/p)

Aminoácido Código MCT Colágeno de Colágeno de piel Colágeno de piel Colágeno de piel de 1 piel de ternera de ternera 2 de ternera 3 ternera 4Amino Acid MCT Code Collagen from Skin Collagen Skin Collagen Skin Collagen from 1 Calf Skin Calf 2 Calf 3 Calf 4

1one

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

7,33 7,46 NA 9,06 8,60 9,407.33 7.46 NA 9.06 8.60 9.40

9,23 8,42 4,93 5,11 4,50 4,509.23 8.42 4.93 5.11 4.50 4.50

4,37 3,38 2,35 1,85 1,80 1,804.37 3.38 2.35 1.85 1.80 1.80

3,47 4,10 4,09 2,85 3,70 3,903.47 4.10 4.09 2.85 3.70 3.90

13,46 14,01 7,84 10,69 7,10 7,5013.46 14.01 7.84 10.69 7.10 7.50

12,21 11,99 11,69 10,88 13,50 12,1012.21 11.99 11.69 10.88 13.50 12.10

19,13 19,64 32,56 16,28 32,50 33,0019.13 19.64 32.56 16.28 32.50 33.00

9,22 9,99 12,91 8,12 11,20 11,909.22 9.99 12.91 8.12 11.20 11.90

2,53 2,60 3,97 2,27 2,20 2,102.53 2.60 3.97 2.27 2.20 2.10

0,65 0,61 0,86 NA 0,60 0,600.65 0.61 0.86 NA 0.60 0.60

1,72 1,64 2,35 1,37 1,10 1,101.72 1.64 2.35 1.37 1.10 1.10

2,73 2,83 3,82 2,86 2,50 2,302.73 2.83 3.82 2.86 2.50 2.30

1,46 1,24 0,91 0,48 0,30 0,301.46 1.24 0.91 0.48 0.30 0.30

1,42 1,19 1,94 1,84 1,30 0,301.42 1.19 1.94 1.84 1.30 0.30

0,33 0,24 0,06 1,96 0,50 0,500.33 0.24 0.06 1.96 0.50 0.50

0,65 0,50 4,27 0,27 2,70 2,600.65 0.50 4.27 0.27 2.70 2.60

Figure imgf000021_0001
8,54 8,65 5,36 4,19 5,10 5,10
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8.54 8.65 5.36 4.19 5.10 5.10

La Tabla 3 muestra las composiciones de aminoácidos de tejido colágeno mutable (MCT) y colágeno bovino (BC). Los principales aminoácidos del MCT fueron glicina (19,0 %), ácido glutámico (14,0 %), prolina (12,0 %), alanina (9,0 %), ácido aspártico (9,0 %), arginina (8,0 %) e hidroxiprolina (6,7 %), que eran similares a los encontrados en el colágeno bovino que se muestra en la Tabla 4 (ver referencias).Table 3 shows the amino acid compositions of mutable collagen tissue (MCT) and bovine collagen (BC). The major amino acids of the MCT were glycine (19.0%), glutamic acid (14.0%), proline (12.0%), alanine (9.0%), aspartic acid (9.0%), arginine ( 8.0%) and hydroxyproline (6.7%), which were similar to those found in bovine collagen shown in Table 4 (see references).

La estructura primaria del colágeno tipo I se caracteriza por contener dominios con repetición continua de la secuencia Gly-X-Y (donde X es principalmente prolina e Y es principalmente hidroxiprolina), y las regiones N y C terminal muy cortas llamadas telopéptidos (15 a 26 restos de aminoácidos). La secuencia repetitiva Gly-X-Y en la cadena a1 juega un papel importante en la formación de la triple hélice de la estructura secundaria. VéaseGelse K, Poschl E, Aigner T.The primary structure of type I collagen is characterized by containing domains with continuous repetition of the Gly-X-Y sequence (where X is mainly proline and Y is mainly hydroxyproline), and very short N- and C-terminal regions called telopeptides (15 to 26 residues). of amino acids). The repetitive sequence Gly-X-Y in the a1 chain plays an important role in the formation of the triple helix of the secondary structure. See Gelse K, Poschl E, Aigner T.

2003. Collagens-structure, function, and biosynthesis. AdvDrugDeliverRev 55(12): 1531-46; Gomez-Guillen M, Gimenez B, Lopez-Caballero M, Montero M. 2011. Functional and bioactive properties of collagen and gelatin from alternative sources: a review. Food Hydrocolloid 25(8): 1813-27. Como un aminoácido con el peso molecular más bajo, los restos de glicina dispuestos en el centro de la triple hélice pueden ayudar a que la estructura de la hélice se pliegue de forma compacta [3]. Véase Fraser R, MacRae T, Suzuki E. 1979. Chain conformation in the collagen molecule. J MolBiol 129(3):463-81. Por consiguiente, la glicina es el principal aminoácido del colágeno bovino. De acuerdo con referencias anteriores, el contenido de glicina en el colágeno bovino oscila entre el 14 y el 33 %, aproximadamente una cuarta parte del total de aminoácidos, lo que concuerda con el contenido de glicina del MCT (19 %).2003. Collagens-structure, function, and biosynthesis. AdvDrugDeliverRev 55(12): 1531-46; Gomez-Guillen M, Gimenez B, Lopez-Caballero M, Montero M. 2011. Functional and bioactive properties of collagen and gelatin from alternative sources: a review. Food Hydrocolloid 25(8): 1813-27. As an amino acid with the lowest molecular weight, glycine residues arranged in the center of the triple helix can help the helix structure to fold compactly [3]. See Fraser R, MacRae T, Suzuki E. 1979. Chain conformation in the collagen molecule. J MolBiol 129(3):463-81. Therefore, glycine is the main amino acid in bovine collagen. According to previous references, the glycine content in bovine collagen ranges from 14 to 33%, approximately a quarter of the total amino acids, which is consistent with the glycine content of MCT (19%).

Las figuras 23 y 24 muestran los resultados de los análisis de pureza de las matrices de colágeno para el colágeno marino en comparación con el colágeno de ternera y pollo y muestran que el colágeno marino es tan seguro como el colágeno de ternera y pollo y, por lo tanto, es lo suficientemente seguro para usarse en las aplicaciones recién descritas. Estas figuras muestran una estructura de triple hélice, donde la amplia banda azul en la parte inferior es una hélice alfa, con una hélice beta o gamma en la parte superior. MCT 1 y MCT 2 en estas figuras indican diferentes lotes de MCT, lo que muestra la reproducibilidad de los resultados.Figures 23 and 24 show the results of collagen matrix purity tests for marine collagen compared to beef and chicken collagen and show that marine collagen is as safe as beef and chicken collagen and therefore therefore, it is safe enough to be used in the applications just described. These figures show a triple helix structure, where the broad blue band at the bottom is an alpha helix, with a beta or gamma helix at the top. MCT 1 and MCT 2 in these figures indicate different batches of MCT, showing the reproducibility of the results.

En la figura 25A, los picos indicados por "+" en el lado derecho de la figura muestran la hidrólisis del colágeno de ternera para solubilizarlo. En el gráfico comparativo se indica MCT como "o". La figura 25B muestra espectros FTIR comparables, lo que indica la reproducibilidad de los resultados con respecto a la eficacia del proceso de aislamiento del MCT para el pepino de mar, indicándose MCT1 como "*" y MCT2 como "x". La figura 25B muestra un alto grado de consistencia en el perfil químico del MCT de lote a lote.In Figure 25A, the peaks indicated by "+" on the right side of the figure show the hydrolysis of calf collagen to solubilize it. In the comparison chart, MCT is indicated as "o". Figure 25B shows comparable FTIR spectra, indicating reproducibility of results with respect to the efficiency of the sea cucumber MCT isolation process, with MCT1 denoted as "*" and MCT2 as "x". Figure 25B shows a high degree of consistency in the MCT chemical profile from batch to batch.

La figura 26 muestra los resultados del análisis temogravimétrico (TGA) de muestras de colágeno y muestra las diferencias en el comportamiento térmico de las muestras de MCT. En la figura 26, se muestra una estabilidad reducida a medida que las líneas se dirigen hacia la parte inferior del gráfico. La línea para el colágeno de ternera muestra una inestabilidad creciente a 280 °C, mientras que las líneas para MCT1 y MCT2 muestran estabilidad incluso a 400 °C. El gráfico muestra una mejor estabilidad térmica para MCT que para el colágeno de ternera, lo que indica una capacidad mejorada para almacenar productos a base de MCT.Figure 26 shows the results of thermogravimetric analysis (TGA) of collagen samples and shows the differences in thermal behavior of the MCT samples. In figure 26, a reduced stability is shown as the lines head toward the bottom of the graph. The line for beef collagen shows increasing instability at 280°C, while the lines for MCT1 and MCT2 show stability even at 400°C. The graph shows better thermal stability for MCT than beef collagen, indicating an improved ability to store MCT-based products.

Los iminoácidos (prolina e hidroxiprolina) son aminoácidos importantes que comprenden las secuencias repetidas Gly-X-Y en la cadena a, debido a su capacidad para mantener la estabilidad de la triple hélice de colágeno con sus anillos de pirrolidina. Véase Wong, DW. 1989. Mechanism and theory in food chemistry. Nueva York: Van Nostrand Reinhold. Los contenidos de prolina e hidroxiprolina en el MCT fueron 12,0 y 7,0 %, respectivamente, para un contenido total de iminoácidos de 20,0 %, valores ligeramente inferiores a los observados para el colágeno bovino, como muestra la figura 27.The imino acids (proline and hydroxyproline) are important amino acids comprising the Gly-X-Y repeat sequences in the a chain, due to their ability to maintain the stability of the collagen triple helix with its pyrrolidine rings. See Wong, DW. 1989. Mechanism and theory in food chemistry. New York: Van Nostrand Reinhold. The proline and hydroxyproline contents in the MCT were 12.0 and 7.0%, respectively, for a total imino acid content of 20.0%, values slightly lower than those observed for bovine collagen, as shown in figure 27.

Se observa que los contenidos de prolina e hidroxiprolina están relacionados con la temperatura ambiental. Véase Zhong M, Chen T, Hu C, Ren C. 2015. Isolation and Characterization of Collagen from the Body Wall of Sea Cucumber Stichopus monotuberculatus. Food Chem 80(4):C671-C679. Sin embargo, en comparación con el colágeno bovino, la proporción entre Gly y contenido de iminoácido (Hyp/Pro) es menor, lo que sugiere una estabilización más eficiente de la triple hélice a base de Gly por iminoácidos en el MCT.It is observed that the contents of proline and hydroxyproline are related to the ambient temperature. See Zhong M, Chen T, Hu C, Ren C. 2015. Isolation and Characterization of Collagen from the Body Wall of Sea Cucumber Stichopus monotuberculatus. Food Chem 80(4):C671-C679. However, compared to bovine collagen, the ratio of Gly to imino acid content (Hyp/Pro) is lower, suggesting more efficient stabilization of the Gly-based triple helix by imino acids in the MCT.

La estabilidad del colágeno puede verse afectada por la composición de aminoácidos, especialmente los iminoácidos. La prolina (PRO) y la hidroxiprolina (HYP) pueden mantener la estructura espacial del colágeno con anillos de pirrolidina, mientras que los grupos hidroxilo de la hidroxiprolina forman enlaces de hidrógeno con la cadena adyacente para mejorar la estabilidad de la triple hélice. El análisis de la composición de aminoácidos del MCT indica una alta presencia de glicina e iminoácidos, adecuados para la formación de una triple hélice de colágeno estable que muestra una tasa de degradación más baja que el colágeno bovino.Collagen stability can be affected by amino acid composition, especially imino acids. Proline (PRO) and hydroxyproline (HYP) can maintain the spatial structure of collagen with pyrrolidine rings, while the hydroxyl groups of hydroxyproline form hydrogen bonds with the adjacent chain to enhance triple helix stability. Analysis of the amino acid composition of MCT indicates a high presence of glycine and imino acids, suitable for the formation of a stable collagen triple helix that shows a lower degradation rate than bovine collagen.

La figura 27 es un gráfico de barras de GLY, HYP, PRO e iminoácido (suma de HYP y PRO) para muestras de MCT1 y MCT2, en comparación con varias muestras de colágeno de ternera. Uno de los aspectos muy favorables del MCT es la proporción casi 1:1, reproducible de manera constante, entre GLY y los iminoácidos. En comparación, incluso la muestra de colágeno de ternera más favorable, en el medio de la figura, no muestra una proporción tan cercana a 1:1 como las muestras MCT1 y MCT2. Un alto contenido de GLY en comparación con los iminoácidos indica menos estabilidad. Si bien un alto contenido de GLY es favorable, la proporción 1:1 entre GLY e iminoácidos indica una mayor estabilidad.Figure 27 is a bar graph of GLY, HYP, PRO and imino acid (sum of HYP and PRO) for MCT1 and MCT2 samples, compared to various calf collagen samples. One of the very favorable aspects of the MCT is the almost 1:1 ratio, consistently reproducible, between GLY and imino acids. By comparison, even the most favorable beef collagen sample, in the middle of the figure, does not show as close to a 1:1 ratio as samples MCT1 and MCT2. A high content of GLY compared to imino acids indicates less stability. While a high GLY content is favorable, a 1:1 ratio of GLY to imino acids indicates greater stability.

Las figuras 28A y 28B y las figuras 29A y 29B son imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) del MCT formado de dos maneras diferentes. Las figuras 28A y 28B muestran los resultados del uso de una técnica de fundición con disolvente para formar el material compuesto de MCT-quitosano. La figura 28A muestra la morfología de la estructura de un soporte de apósito de MCT-quitosano (por ejemplo, una esponja 3D). La figura 28B indica un alto grado de porosidad de la estructura. Las figuras 29A y 29B muestran los resultados del uso de una técnica de electrohilado para formar el soporte de apósito de MCT-quitosano. Como en las figuras 28A y 28B, respectivamente, la figura 29A muestra la morfología de la estructura y la figura 29B indica un alto grado de porosidad de la estructura. La porosidad es un atributo importante en la regeneración de tejidos guiada, para promover la adhesión y el crecimiento celular. Figures 28A and 28B and Figures 29A and 29B are scanning electron microscopy (SEM) images of the MCT formed in two different ways. Figures 28A and 28B show the results of using a solvent casting technique to form the MCT-chitosan composite. Figure 28A shows the morphology of the structure of an MCT-chitosan dressing support (eg, a 3D sponge). Figure 28B indicates a high degree of porosity of the structure. Figures 29A and 29B show the results of using an electrospinning technique to form the MCT-chitosan dressing backing. As in Figures 28A and 28B, respectively, Figure 29A shows the morphology of the structure and Figure 29B indicates a high degree of porosity of the structure. Porosity is an important attribute in guided tissue regeneration, to promote cell adhesion and growth.

Claims (14)

REIVINDICACIONES 1. Un dispositivo de regeneración de tejidos guiada (GTR), que comprende:1. A guided tissue regeneration (GTR) device, comprising: tejido colagenoso mutable (MCT) y quitosano, en donde el quitosano está presente en un porcentaje de masa superior a cero y menor o igual a 90, en donde el quitosano está unido electrostáticamente al MCT formando una matriz, y la matriz de quitosano y MCT está en forma de un material compuesto de MCT-quitosano; y un aplicador para administrar el MCT o la matriz en un área a tratar.mutable collagenous tissue (MCT) and chitosan, wherein chitosan is present at greater than zero mass percent and less than or equal to 90, wherein chitosan is electrostatically bound to MCT forming a matrix, and the matrix of chitosan and MCT it is in the form of an MCT-chitosan composite material; and an applicator for administering the MCT or matrix to an area to be treated. 2. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el MCT se aísla de organismos marinos invertebrados.2. The device of claim 1, wherein the MCT is isolated from invertebrate marine organisms. 3. El dispositivo de la reivindicación 2, en donde los organismos marinos invertebrados se seleccionan de equinodermos.3. The device of claim 2, wherein the invertebrate marine organisms are selected from echinoderms. 4. El dispositivo de la reivindicación 3, en donde el MCT se aísla de equinodermos, seleccionados del grupo que consiste en erizos de mar y pepinos de mar.4. The device of claim 3, wherein the MCT is isolated from echinoderms, selected from the group consisting of sea urchins and sea cucumbers. 5. El dispositivo de la reivindicación 4, en donde el MCT se aísla de pepinos de mar.5. The device of claim 4, wherein the MCT is isolated from sea cucumbers. 6. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el MCT comprende colágeno y glicosaminoglicano (GAG).6. The device of claim 1, wherein the MCT comprises collagen and glycosaminoglycan (GAG). 7. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el MCT consiste en colágeno fibrilar seleccionado del grupo que consiste en tipo I, tipo II, tipo III, tipo V o tipo XI, o una mezcla de dos o más de tipo I, tipo II, tipo III, tipo V y tipo XI.7. The device of claim 1, wherein the MCT consists of fibrillar collagen selected from the group consisting of type I, type II, type III, type V or type XI, or a mixture of two or more of type I, type II, type III, type V and type XI. 8. El dispositivo de la reivindicación 7, en donde el MCT consiste en colágeno fibrilar tipo I.8. The device of claim 7, wherein the MCT consists of fibrillar collagen type I. 9. El dispositivo de la reivindicación 6, en donde el glicosaminoglicano se selecciona del grupo que consiste en condroitin sulfato, ácido hialurónico, heparina, queratán sulfato, heparán sulfato o dermatán sulfato, o una mezcla de dos o más de condroitín sulfato, ácido hialurónico, heparina, queratán sulfato, heparán sulfato y dermatán sulfato. 9. The device of claim 6, wherein the glycosaminoglycan is selected from the group consisting of chondroitin sulfate, hyaluronic acid, heparin, keratan sulfate, heparan sulfate, or dermatan sulfate, or a mixture of two or more of chondroitin sulfate, hyaluronic acid , heparin, keratan sulfate, heparan sulfate, and dermatan sulfate. 10. El dispositivo de la reivindicación 9, en donde el glicosaminoglicano se selecciona del grupo que consiste en condroitin sulfato y ácido hialurónico, o una mezcla de condroitin sulfato y ácido hialurónico.10. The device of claim 9, wherein the glycosaminoglycan is selected from the group consisting of chondroitin sulfate and hyaluronic acid, or a mixture of chondroitin sulfate and hyaluronic acid. 11. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde una proporción de masa entre MCT y quitosano se selecciona del grupo que consiste en 10:90, 20:80, 40:60, 50:50, 60:40, 80:20 o 90:10.11. The device of claim 1, wherein a mass ratio between MCT and chitosan is selected from the group consisting of 10:90, 20:80, 40:60, 50:50, 60:40, 80:20 or 90:10. 12. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el material compuesto de MCT-quitosano es un hidrogel, una biopelícula, una esponja 3D, una nanofibra electrohilada, una nanopartícula o un recubrimiento en la superficie de un soporte de apósito para heridas.12. The device of claim 1, wherein the MCT-chitosan composite material is a hydrogel, a biofilm, a 3D sponge, an electrospun nanofiber, a nanoparticle, or a coating on the surface of a wound dressing support. 13. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el material compuesto de MCT-quitosano comprende una estructura reticulada de polielectrolito entre el GAG y el colágeno en el MCT, que interactúa con las unidades de N-glucosamina del quitosano.13. The device of claim 1, wherein the MCT-chitosan composite comprises a polyelectrolyte crosslinked structure between the GAG and the collagen in the MCT, which interacts with the N-glucosamine units of chitosan. 14. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 para uso en un método para efectuar la regeneración de tejidos guiada (GTR), comprendiendo el método aplicar el material compuesto de MCT-quitosano a un área a tratar. 14. The device of any one of claims 1 to 13 for use in a method of effecting guided tissue regeneration (GTR), the method comprising applying the MCT-chitosan composite material to an area to be treated.
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