ES2930322T3 - Nanofibras híbridas de aloe vera - Google Patents
Nanofibras híbridas de aloe vera Download PDFInfo
- Publication number
- ES2930322T3 ES2930322T3 ES17762582T ES17762582T ES2930322T3 ES 2930322 T3 ES2930322 T3 ES 2930322T3 ES 17762582 T ES17762582 T ES 17762582T ES 17762582 T ES17762582 T ES 17762582T ES 2930322 T3 ES2930322 T3 ES 2930322T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- aloe vera
- nanofibers
- hybrid
- gel
- vera gel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
- A61L15/26—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/40—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. plant or animal extracts
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L17/00—Materials for surgical sutures or for ligaturing blood vessels ; Materials for prostheses or catheters
- A61L17/005—Materials for surgical sutures or for ligaturing blood vessels ; Materials for prostheses or catheters containing a biologically active substance, e.g. a medicament or a biocide
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L17/00—Materials for surgical sutures or for ligaturing blood vessels ; Materials for prostheses or catheters
- A61L17/06—At least partially resorbable materials
- A61L17/10—At least partially resorbable materials containing macromolecular materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/005—Ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/04—Macromolecular materials
- A61L31/06—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L31/16—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
- A61L2400/12—Nanosized materials, e.g. nanofibres, nanoparticles, nanowires, nanotubes; Nanostructured surfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/32—Materials or treatment for tissue regeneration for nerve reconstruction
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
Abstract
La presente invención proporciona nanofibras híbridas que comprenden una mezcla de los componentes de un gel de Aloe Vera y un polímero sintético seleccionado de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PILA) y polidioxanona (PDS), y donde el diámetro promedio de las nanofibras híbridas está comprendido entre 0,3 y 1,5 micras. La solicitud también se refiere a nanofibras híbridas que comprenden una mezcla de los componentes de una miel de abejas y un polímero sintético. Asimismo, la presente invención proporciona un método de fabricación de las nanofibras híbridas. Las nanofibras híbridas de la invención pueden ser usadas en prótesis tubulares de reconexión nerviosa tras axotomía de nervios periféricos, en mallas quirúrgicas, a pósitos y suturas para mejorar la reinervación, y por tanto la recuperación funcional, de lesiones en diversos órganos como la piel (ej. quemaduras, úlceras, incisiones quirúrgicas, fístulas, etc. ).
Description
DESCRIPCIÓN
Nanofibras híbridas de aloe vera
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención pertenece al campo de ingeniería tisular. En particular se refiere a la aplicación de nanofibras híbridas de aloe vera para la regeneración nerviosa.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El tejido nervioso controla la homeostasis de todos los órganos y sistemas del cuerpo. La correcta regeneración del tejido nervioso contribuye a la regeneración funcional de otros tejidos que forman diferentes órganos. Tras lesiones traumáticas, el éxito del recrecimiento axonal tanto en el Sistema Nervioso Central (SNC) como en amplios espacios entre cabos nerviosos periféricos, y la reinervación funcional en los tejidos diana consecuencia de lesiones del SNC, nervios periféricos o heridas locales (ej. heridas cutáneas) es actualmente un desafío en el campo de la biomedicina regenerativa. Los nervios periféricos presentan una capacidad de recrecimiento espontánea siempre que se restablezca el contacto entre los cabos nerviosos pues las células de Schwann del cabo nervioso distal ofrecen un microambiente favorable. Sin embargo, la estructura y función de los nervios regenerados difiere de las condiciones normales de salud. Además, la reinervación de los órganos diana suele ser clínicamente decepcionante con importantes y persistentes déficits funcionales.
Hasta ahora el procedimiento estrella para la regeneración de los nervios periféricos consiste en la sustitución de la zona dañada con tejidos autótrofos y heterótrofos. Sin embargo, éstos presentan importantes limitaciones como la reducida disponibilidad de los primeros y posibilidad de rechazo inmunológico de los últimos. Como alternativa, se ha propuesto el uso de materiales naturales y sintéticos que reproduzcan la organización micrométrica y nanométrica natural de la matriz extracelular de los tejidos sanos y que provean de un microambiente óptimo para la adhesión, crecimiento, proliferación y diferenciación celular.
En la literatura se reconoce la utilidad de polímeros sintéticos tales como poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV) y ácido poli-L-láctico (PLLA) en el recrecimiento axonal [PLLA (Corey et al., J. Biomed. Mater Res. A 2007, 83(3)636-645; Wang et al., J. Neural Eng. 2009, 6(1), 016001), PHBV (Masaeli et al., 2013, PLoS One 8(2) e57157), Prabhakaran et al., 2013, Biotechnol. Bioeng.110(10)2775-84)]. Además, I Uslu et al (Hacettepe J. Biol. & Chem., 2010, 38(1)) divulga el uso de nanofibras híbridas de aloe vera con polímeros sintéticos de alcohol polivinilico/polivinilpirrolidona/polietilenglicol para vendaje de heridas. Gupta et al. (J. Biomater. Tissue Eng., 2013, 3(5) 503-11) divulgan nanofibras híbridas de aloe vera, alcohol polivinilo, óxido de polietileno y carboximetil celulosa. Jithendra et al. (ACS Appl. Matter. Interfaces, 2013, 5, 7291-8) divulgan nanofibras de aloe vera, colágeno y quitosano para ingeniería tisular. Shanmugavel et al. (J.Biomatter. Appl., 2013, 29(1) 46-58) divulgan nanofibras de aloe vera, fibroina de seda y caprolactona para ingeniería de tejido de huesos. Sungaya et al. 2014 divulgan nanofibras de aloe vera, fibroina de seda e hidroxiapatito para osteogéneis. Suganya et al. (Int. J. Bioi. Macromol. 68 (7), 135-143 (2014)) divulga estructuras nanofibrosas hechas por electrohilado de una dissolución que contiene PLACL, fibroína de seda y polvo de Aloe vera. Además, W02015/157485A describe un dispositivo para promover curación en un sitio de conexión entre estructuras biológicas tubulares comprende una construcción porosa de nanofibras hiladas a partir de un material biocompatible (policaprolactona, polilactida o poliglicólido) en una hoja. Además, Wang y Ji-Huan divulgan la producción de nanofibras híbridas de miel y alcohol polivinílico (PVA) (Thermal Science 2013, 17:1549-1550). Maleki et al. proponen el uso de nanofibras híbridas de miel y de PVA como vendaje para heridas (J. Appl. Polym. Sci 2013, 127:4086-4092). Arslan et al. describen la producción de nanofibras híbridas de miel y polietileno tereftalato (PET) y el uso potencial de las mismas como un apósito para heridas (J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2014, 25(10) :999-1012). Sarhan et al. publican la producción de nanofibras híbridas de miel, PVA y chitosan para su uso en ingeniería de tejidos y como apósito para heridas (Material Science and Engineering C 2016, 67:276-284; Materiales e interfaces aplicadas 2016 8:6379-6390). Ninguno de estos documentos menciona estructuras que sean eficientes en el crecimiento y regeneración de los tejidos nerviosos
Por tanto, existe la necesidad en el estado de la técnica de conseguir nuevas estructuras que sean más eficientes en la regeneración nerviosa, en particular en la reinervación funcional en los tejidos diana, nervios periféricos o heridas locales.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención es proporcionar estructuras que permitan la reconexión nerviosa tras axotomía de nervios periféricos para mejorar la recuperación sensitiva de lesiones en órganos sensoriales como la piel (ej. quemaduras, úlceras, incisiones quirúrgicas, etc.) entre otros. Las nanofibras híbridas proporcionadas en la presente invención promueven la regeneración nerviosa sirviendo adicionalmente como soporte estructural para el
crecimiento del tejido nervioso. Además, la naturaleza biocompatible de las nanofibras híbridas de la invención evita el rechazo en el organismo.
En un primer aspecto la invención se refiere a nanofibras híbridas que comprenden una mezcla de
i) los componentes de un gel de aloe vera y
ii) un polímero sintético,
donde el polímero sintético se selecciona de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas,
donde el diámetro promedio de las nanofibras híbridas está comprendido entre 0,3 y 1,5 micras, y donde los componentes de un gel de Aloe vera son todos los componentes de dicho gel de Aloe vera o derivados del gel de Aloe vera seleccionado de gel liofilizado, jugo del gel, extracto de la planta, solución del gel, o en solución sin aloína y/o con una alta concentración de acemanano.
En un segundo aspecto, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de las nanofibras híbridas de aloe vera que comprende:
a) preparar una solución de un gel de aloe vera o de derivados de un gel de aloe vera en un disolvente seleccionado de hexafluoruro-2-propanol, polivinilalcohol (PVA), solución de cloroformo:metanol (3:1 v:v) o mezclas derivadas,
b) mezclar la solución de gel de aloe vera o de derivados de gel de aloe vera de la etapa a), con un polímero sintético seleccionado de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas, para la formación de una solución polimérica híbrida, e c) inyectar la mezcla de la etapa b) en un equipo de electrohilado para la fabricación de las nanofibras híbridas de aloe vera por electrohilado,
donde los derivados del gel de Aloe vera de la etapa a) se seleccionan de gel liofilizado, jugo del gel, extracto de la planta, solución del gel, o en solución sin aloína y/o con una alta concentración de acemanano.
Asimismo, la invención también se refiere a nanofibras híbridas que comprenden una mezcla de los componentes de un gel de aloe vera y un polímero sintético seleccionado de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas, donde las nanofibras híbridas presentan un diámetro promedio comprendido entre 0,3 y 1,5 micras, obtenidas por el procedimiento más arriba mencionado. En un aspecto, la invención se refiere a las nanofibras híbridas de aloe vera para su uso como medicamento. En otro aspecto adicional, la invención se refiere al uso de las nanofibras hibridas de aloe vera para la fabricación de un medicamento para la regeneración del tejido nervioso de cualquier vertebrado o para promover el crecimiento, proliferación o diferenciación de cualquier tipo celular localizado en cualquier tejido, órgano, o sistema de órganos donde el tejido nervioso esté presente. En particular, la regeneración o crecimiento del tejido nervioso en presencia de las nanofibras híbridas de la invención se produce sin requerir la presencia de otros aditivos o factores de crecimiento que promuevan el crecimiento del tejido nervioso.
Además, la invención también se refiere al uso de las nanofibras híbridas para la fabricación de prótesis tubulares, apósitos o suturas, así como a las prótesis tubulares, apósitos o suturas que comprenden las nanofibras híbridas de aloe vera.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Las figuras incluidas en la descripción ilustran realizaciones particulares de la presente invención. Además, en combinación con el texto de la descripción sirven para explicar los principios en los que se basa la invención.
La Figura 1 muestra una tabla que recoge las particulares condiciones de formación por electrohilado de nanofibras de polímero sintético, y de nanofibras híbridas de aloe vera de la invención.
La Figura 2 muestra la micrografía obtenida por un microscopio electrónico de barrido, de polímeros electrohilados: A. PLLA, B. PLLA aloe, C. PDS, D. PDS aloe; E. PHBV; F. PHBV aloe vera. Escalas (A-F): 60 pm. Escalas en el recuadro (A-F): 6 pm.
La Figura 3: las imágenes de inmunofluorescencia de neuronas de explantes del ganglio de raíz dorsal (GRD) de rata cultivadas en presencia de nanofibras alineadas de polímero sintético PHBV (figura 3A), y en presencia de las nanofibras alineadas híbridas de PHBV y aloe vera (B) pertenecientes a la invención. La figura 3C es un esquema representativo de las figuras 3A y 3B, que muestra los cuerpos neuronales (estructuras esféricas) y sus prolongaciones nerviosas siguiendo el recorrido de las nanofibras alineadas. Las flechas en las figuras 3A, 3B y 3C indican la ubicación de los conos de crecimiento. Escala (3Ay 3B): 200 pm.
La Figura 4 muestra la micrografía de microscopía electrónica de barrido de nanofibras no alineadas orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra: A. Miel PHVB; B. Aloe vera PHBV, y C. PHBV. Escala (Figuras 4A, 4B y 4C): 20 pm.
La Figura 5A muestra una imagen de inmunofluorescencia (microscopio confocal) de neuronas de explantes del ganglio de raíz dorsal (GRD) de rata cultivadas en presencia de nanofibras no alineadas de la Figura 4A. La Figura 5B es un diagrama representativo de la Figura 5A que muestra los cuerpos neuronales (estructura central esférica) y el crecimiento de sus neuritas siguiendo el recorrido de las nanofibras híbridas no alineadas.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Nanofibras híbridas de aloe vera y polímero sintético
La presente invención se refiere a nanofibras híbridas que comprenden una mezcla de
i) los componentes de un gel de aloe vera y
ii) un polímero sintético,
donde el polímero sintético se selecciona de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas,
donde el diámetro promedio de las nanofibras híbridas está comprendido entre 0,3 y 1,5 micras, y
donde los componentes de un gel de Aloe vera son todos los componentes de dicho gel de Aloe vera o derivados del gel de Aloe vera seleccionado de gel liofilizado, jugo del gel, extracto de la planta, solución del gel, o en solución sin aloína y/o con una alta concentración de acemanano.
En el contexto de la presente invención, las nanofibras híbridas de aloe vera, se refieren a las nanofibras híbridas que comprenden una mezcla de los componentes del gel de aloe vera y un polímero sintético seleccionado de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas. El gel de aloe vera se extrae de la planta del Aloe Vera de la familia de las liliáceas. La planta de Aloe vera es una planta suculenta que contiene más de 75 componentes potencialmente bioactivos tales como vitaminas, enzimas, minerales, azúcares, saponinas, ácidos salicílicos y aminoácidos, entre estos los aminoácidos esenciales usina, treonina, valina, leucina, fenilalanina y metionina. Además, contiene antronas (aloe-emodín, aloina A, aloina B, 8-O-metil-7-hidroxialoína A, 8-O-metil-7-hidroxialoína B y 10-hidroxialoína A), fenil piranas (aloina A y aloina B) y cromonas (aloesín, 8-C-glucosil-7-O-metil-(S)-aloesol, isoaloeresín D y aloeresín E). La planta presenta hojas con forma de lanza que contienen el gel de Aloe Vera responsable de proporcionar rigidez a las hojas. La planta de Aloe Vera es una planta de origen tropical o subtropical del género Aloe, que suele requerir para su cultivo temperaturas por encima de los 10 °C. En una realización preferida, el gel de aloe vera de las nanofibras híbridas de aloe vera de la invención procede de las plantas de Aloe Vera de las islas Canarias. En otra realización particular, el gel de aloe vera de las nanofibras híbridas de la invención procede de la planta Aloe Barbadensis Miller.
El gel de aloe vera suele ser separado de la planta por procedimientos conocidos en el estado de la técnica. Así, por ejemplo US 2016/0015041 divulga un procedimiento que se basa en rebanar las hojas de Aloe Vera y molerlas para la extracción del gel. Otros procedimientos para la extracción del gel se encuentran divulgados en US 3,878,197 o en US4959214.
En el contexto de la invención, el término “los componentes de un gel de aloe vera” se refiere a los componentes presentes en cualquier gel de aloe vera extraído de la planta de Aloe Vera y, en su caso, esterilizado y estabilizado, entre los que se encuentran polisacáridos mucilaginosos ligados a azúcares como glucosa, acemanano, manosa, glucomanosa, ramnosa, xilosa, arabinosa, galactosa, aldopentosa y celulosa; carbohidratos, ácidos, sales orgánicas, enzimas, esteroles, triacilglicéridos, aminoácidos, ARN, trazas de alcaloides, vitaminas y diversos minerales. Algunos documentos del estado de la técnica que divulgan el análisis de la composición de geles de aloe vera son Reynolds et al. (Journal of Ethnopharmacology 68 (1999) 3-37) y J. H. Hamman (Molecules, 13(2008)1599-1616). El gel de aloe vera extraído de la planta se oxida rápidamente al aire, descomponiendo y en muchos casos perdiendo sus propiedades. El gel de aloe vera para poder ser utilizado lejos de su origen debe ser esterilizado y estabilizado una vez separado de la planta. Para la estabilización del gel aloe vera se han descrito diversas tecnologías nuevas como conservación mediante altas presiones hidrostáticas, calentamiento óhmico, pulsos eléctricos, microondas, radiación gamma y ultrasonido. R.N. Domínguez-Fernández (Revista mexicana de Ingeniería Química 11 (2012) 23-43) menciona algunos de los procedimientos conocidos en el estado de la técnica para la estabilización del gel de aloe vera.
Los autores han observado que las nanofibras híbridas de aloe vera de la invención son asimismo biodegradables y biocompatibles. Se cree que estas propiedades se deben a la presencia de los componentes del gel de aloe vera en las nanofibras híbridas.
Las nanofibras híbridas de la invención que comprenden una mezcla de los componentes del gel de aloe vera y un polímero sintético seleccionado de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas, presentan un diámetro promedio comprendido entre 0,3 y 1,5 micras, preferiblemente entre 0,5 y 1,5 micras, más preferiblemente entre 0,8 y 1, 5 micras. En una realización preferida, las nanofibras híbridas presentan un diámetro promedio comprendido entre 0,8 y 1,3 micras, preferiblemente entre 0,9 y 1,2 micras, más preferiblemente entre 1 y 1,1 micras. Los diámetros de las nanofibras híbridas descritas en la presente aplicación se midieron a partir de imágenes SEM usando el programa informático Image J (NIH, EE. UU.). Se calcularon los diámetros promedio considerando 100 fibras de cada muestra. Los inventores han observado que las nanofibras híbridas de aloe vera de la invención presentando los rangos de diámetros indicados sirven como soporte para la adherencia y guía de las células nerviosas en el crecimiento axonal durante un proceso regenerativo, y de cicatrización de cualquier tejido u órgano que presente estructuras nerviosas. En este sentido, las nanofibras híbridas de la presente invención son particularmente útiles como soporte para la regeneración axonal en el sistema nervioso periférico (SNP) y en el sistema nervioso central (SNC). Además, los inventores de la presente invención han observado que las nanofibras híbridas de aloe vera de la invención consiguen el crecimiento de neuritas regeneradas de mayor longitud que en presencia de las nanofibras sintéticas de polímeros sintéticos, a igualdad de tiempo de acción, y sin necesidad de suplementos de factores de crecimiento.
Por otra parte, los inventores han comprobado que la presencia de los componentes de un gel de aloe vera en las nanofibras híbridas puede en ciertos casos reducir el diámetro de las nanofibras de polímero sintético preparadas en las mismas condiciones. Así, las nanofibras híbridas de aloe vera/PDS presentan menor diámetro que las nanofibras de PDS preparadas en las mismas condiciones, como se muestra en las figuras 2C y 2D. Este mismo efecto también ha sido observado en las nanofibras híbridas de aloe vera/PLLA (figuras 2A y 2B). En contraste, el diámetro de las nanofibras de aloe vera/PHBV apenas varía con respecto al de las nanofibras de PHBV. Wang et al. (Acta Biomater., 2010, 6(8) 2970-2978) divulga que el diámetro de las nanofibras síntéticas de PLLA influye en el crecimiento nervioso. Los inventores de la presente invención han observado que las nanofibras híbridas PHBV/aloe vera mejoran el crecimiento nervioso con respecto a las PHBV puras presentando el mismo diámetro. La figura 3 muestra el crecimiento de las terminaciones nerviosas en presencia de nanofibras híbridas alineadas de Aloe Vera/PHBV de la invención (Figura 3A) y en presencia de nanofibras alineadas de polímero sintético de PHBV (Figura 3B). Las imágenes muestran que el crecimiento de las terminaciones nerviosas es sorprendentemente superior en presencia de las nanofibras híbridas de la invención.
En una realización particular, las nanofibras híbridas de la invención contienen entre 3 y 5% de gel de aloe vera y entre 10 y 12% de polímero sintético, donde el polímero sintético se selecciona de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas, y presentan un diámetro promedio de las nanofibras híbridas comprendido entre 0,3 y 1,5 micras. Preferiblemente, las nanofibras híbridas contienen 4% en peso de componentes de un gel de aloe vera y 11% en peso de polímero sintético.
En una realización particular, las nanofibras híbridas de la invención contienen entre 3 y 5% en peso de los componentes de un gel de aloe vera y entre 10 y 12% de un polímero sintético, donde el polímero sintético se selecciona de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas, y donde las nanofibras hibridas presentan un diámetro promedio comprendido entre 0,8 y 1,5 micras. Preferiblemente, las nanofibras híbridas contienen 4% en peso de componentes de un gel de aloe vera y 11% en peso de polímero sintético.
En una realización particular, la relación en peso de los componentes de un gel de aloe vera y polímero sintético en las nanofibras híbridas de la invención está comprendida entre 17:83 y 33:67. Preferiblemente, la relación en peso de los componentes de un gel aloe vera/ polímero sintético está comprendida entre 20:80 y 30:70, más preferiblemente entre 23:77 y 27:73. En una realización preferida, la relación en peso de los componentes de un gel de aloe vera/ polímero sintético está comprendida entre 24:76 y 26:74.
En otra realización, las nanofibras híbridas de la invención pueden estar alineadas, es decir orientadas en una misma dirección, o bien desordenadas, es decir orientadas en distinta dirección unas respecto a otras. Preferiblemente, las nanofibras híbridas de la invención están alineadas. Los autores de la presente invención han observado que cuando las nanofibras híbridas de la invención están alineadas, se produce un mayor crecimiento nervioso.
En otra realización particular, las nanofibras híbridas de la invención están orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra. La Figura 4B muestra la imagen de microscopía electrónica de barrido de las nanofibras híbridas de Aloe vera/PHBV de la invención orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra.
Los experimentos in vitro realizados han demostrado que nanofibras orientadas en diferentes direcciones una con respecto a la otra actúan como guía para la migración de células gliales (células Schwann), fibroblastos y como guía para el crecimiento de axones neuronales. En particular, cuando se orientan en diferentes direcciones una respecto a la otra, las nanofibras híbridas de la invención imitan la matriz extracelular no alineada de órganos como la piel (dermis), mientras que cuando se orientan en la misma dirección, imitan la matriz extracelular alineada de
estructuras tales como los nervios Las nanofibras híbridas de la invención son particularmente útil como soporte para la regeneración de diferentes tejidos/órganos.
En una realización particular, las nanofibras híbridas de la invención comprenden una mezcla de los componentes de un gel de aloe vera obtenido de la planta Aloe Barbadensis Miller, y poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), donde dichas nanofibras híbridas presentan un diámetro promedio entre 0,8 y 1,5 micras, y donde las nanofibras están alineadas en una determinada dirección u orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra.
En otra realización particular, las nanofibras híbridas comprenden una mezcla de los componentes de un gel de aloe vera obtenido de la planta Aloe Barbadensis Miller, y ácido poli-L-láctico (PLLA), donde las nanofibras híbridas presentan un diámetro promedio entre 0,8 y 1,5 micras y están alineadas en una determinada dirección u orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra.
En otra realización particular, las nanofibras híbridas comprenden una mezcla de los componentes de un gel de aloe vera obtenido de la planta Aloe Barbadensis Miller, y polidioxanona (PDS), donde las nanofibras híbridas presentan un diámetro promedio entre 0,8 y 1,5 micras y están alineadas en una determinada dirección u orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra.
Procedimiento de fabricación de las nanofibras híbridas de aloe vera y polímero sintético
En un aspecto, la invención se refiere al procedimiento para la fabricación de las nanofibras híbridas que comprende:
a) preparar una solución de un gel aloe vera o de derivados de un gel de aloe vera en un disolvente seleccionado de hexafluoruro-2-propanol, polivinilalcohol (PVA), solución de cloroformo:metanol (3:1 v:v) o mezclas derivadas.
b) mezclar la solución de gel de aloe vera o de derivados de gel de aloe vera de la etapa a), con un polímero sintético seleccionado de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas, para la formación de una solución polimérica híbrida, e
c) inyectar la mezcla de la etapa b) en un equipo de electrohilado para la fabricación de las nanofibras híbridas de aloe vera por electrohilado, en donde los derivados del gel de Aloe vera en la etapa a) se seleccionan de gel liofilizado, jugo del gel, extracto de la planta, solución del gel, o en solución sin aloína y/o con una alta concentración de acemanano.
Según el procedimiento más arriba descrito, en la etapa a) se prepara una solución de un gel de aloe vera o derivados de un gel de aloe vera, en hexafluoruro-2-propanol (HFIP), polivinilalcohol (PVA), solución de cloroformo:metanol (3:1 v:v) o mezclas derivadas. Dicha solución suele presentar una concentración de 25 a 50 mg/ml de gel de aloe vera. En una realización particular, el solvente de la solución de Aloe vera es una solución de cloroformo:metanol con una relación de volumen de 3:1.
El gel de aloe vera utilizado en la presente invención puede tener diferentes orígenes. No obstante, se prefiere el uso del gel de aloe vera de las islas Canarias. En una realización particular, el gel de aloe vera de las nanofibras híbridas de la invención procede de la planta Aloe Barbadensis Miller.
En el contexto de la presente invención, el término “derivados de gel de aloe vera” se refiere a las distintas formas en las que se puede presentar el gel aloe vera, tales como liofilizado del gel, jugo del gel, extracto de la planta, solución del gel, o en solución sin aloína y/o con alta concentración en acemanano. En una realización particular, los derivados de gel de aloe vera en la etapa a) se seleccionan de liofilizado del gel, jugo del gel, extracto de la planta, solución del gel, en solución sin aloína y/o con alta concentración en acemanano.
Los denominados “componentes de un gel de aloe vera” están presentes en todos los derivados de gel de aloe vera. En la etapa b) del procedimiento descrito más arriba, la solución del gel de aloe vera o de derivados del gel de aloe vera de la etapa a) se mezcla con un polímero sintético seleccionado de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas, para la formación de una solución polimérica híbrida.
En una realización particular, la solución polimérica híbrida contiene gel de aloe vera obtenido de la planta Aloe Barbadensis Miller, y el polímero sintético es poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV).
En una realización preferida, la relación en peso del gel de aloe vera y polímero sintético en la solución polimérica híbrida de la etapa b) está comprendida entre 17:83 y 33:67. La relación en peso de gel de aloe vera y polímero sintético influye en el diámetro promedio de las nanofibras híbridas. Generalmente, el diámetro de las nanofibras es
mayor cuando aumenta la concentración del polímero sintético en la solución. Preferiblemente, la relación en peso de gel de aloe vera/ polímero sintético en la solución polimérica híbrida de la etapa b) está comprendida entre 20:80 y 30:70, más preferiblemente entre 23:77 y 27:73. En una realización preferida, la relación en peso de gel de aloe vera/ polímero sintético está comprendida entre 24:76 y 26:74.
En la etapa c) del procedimiento de la invención se inyecta la mezcla de la etapa b) en un equipo de electrohilado para la fabricación de las nanofibras híbridas de aloe vera por electrohilado. En general, el proceso de electrohilado está afectado por parámetros del sistema tales como el peso molecular del polímero, distribución de peso molecular y propiedades de la disolución tales como viscosidad, y tensión superficial. Además, el proceso de electrohilado puede estar afectado por parámetros del proceso tales como la velocidad de flujo, el potencial eléctrico, la distancia entre el capilar y el colector, etc. Estos parámetros son optimizados para controlar las características de las nanofibras obtenidas.
En el equipo de electrohilado la mezcla se carga en una bomba de jeringas conectada a un electrodo. La solución es propulsada a una velocidad de flujo de entre 0,7 y 1,2 ml/h, preferiblemente a una velocidad de flujo entre 0,8 y 1 ml/h, más preferiblemente entre 0,9 y 1 ml/h; y aplicando un potencial de 10 a 15 kV, preferiblemente de 11 a 14 kV, más preferiblemente de 12 a 13 kV, desde la jeringa hacia una rueda colectora en rotación. La solución también puede ser impulsada a otras velocidades de flujo. Por ejemplo, la solución puede ser impulsada a un caudal entre 2 y 3 ml/h, preferentemente entre 2,5 y 2,8 ml/h, más preferiblemente a 2,75 ml/h. Además, se pueden aplicar potenciales como, por ejemplo, 9 KV. En un realización particular, la solución se impulsa a 2,75 ml/h y aplicando un potencial de 9 KV.
La rueda colectora de rotación puede girar a una velocidad de entre 2000 y 4000 rpm. En una realización particular, la velocidad de rotación de la rueda colectora está comprendida entre 3000 y 3500 rpm. En particular, cuando la velocidad de rotación se encuentra comprendida entre 3000 y 3500 rpm, las nanofibras híbridas que se obtienen están alineadas. La rueda colectora también puede girar a otras velocidades. En particular, cuando la velocidad de rotación está comprendida entre 100 y 300 rpm, preferiblemente 200 rpm, las nanofibras obtenidas no están alineadas y están orientadas en diferentes direcciones la una respecto a la otra.
La rueda colectora de rotación se encuentra situada a una distancia de 8 a 12 cm de la bomba de jeringas, preferiblemente a una distancia de 9 a 11 cm de la bomba de jeringas, más preferiblemente a una distancia de 10 cm de la bomba de jeringas. Las condiciones utilizadas en el electrohilado son condiciones ambientales de 60-70% de humedad y 20-30°C de temperatura. La figura 1 de la presente solicitud muestra a modo de ejemplo las condiciones utilizadas para la fabricación de nanofibras de polímero sintético y para la fabricación de las nanofibras híbridas de la invención por electrohilado según la etapa c) del procedimiento de la invención en condiciones ambientales de 25±1°C y con una humedad constante relativa de 65±5%.
En otro aspecto adicional, la invención se refiere a las nanofibras híbridas que comprenden una mezcla de los componentes del gel de aloe vera y un polímero sintético seleccionado de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas, donde las nanofibras híbridas presentan un diámetro promedio comprendido entre 0,3 y 1,5 micras, obtenidas por el procedimiento de la invención más arriba descrito. Las figuras 2B, 2D y 2F muestran las micrografías SEM de nanofibras híbridas pertenecientes a la invención obtenidas por el procedimiento descrito.
En una realización particular, las nanofibras híbridas obtenidas mediante el método descrito se alinean en una determinada dirección o están orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra.
Las nanofibras híbridas de aloe vera de la presente invención pueden ser utilizadas para aplicaciones de ingeniería tisular, en particular para la regeneración del tejido nervioso. Así, un aspecto de la invención se refiere al uso de las nanofibras híbridas para la fabricación de un medicamento para la regeneración del tejido nervioso de cualquier vertebrado o para promover el crecimiento, proliferación o diferenciación de cualquier tipo celular localizado en cualquier tejido, órgano, o sistema de órganos donde el tejido nervioso esté presente.
En un aspecto, la invención se refiere a las nanofibras híbridas de aloe vera de la invención para su uso como medicamento.
En otro aspecto, la invención se refiere al uso de las nanofibras híbridas de aloe vera para la fabricación de un medicamento para la regeneración del tejido nervioso de cualquier vertebrado o para promover el crecimiento, proliferación o diferenciación de cualquier tipo celular localizado en cualquier tejido, órgano, o sistema de órganos donde el tejido nervioso esté presente.
En otro aspecto, la invención se refiere a las nanofibras híbridas de aloe vera de la invención para su uso en el tratamiento de regeneración del tejido nervioso de cualquier vertebrado, o de crecimiento, proliferación o diferenciación de cualquier tipo celular localizado en cualquier tejido, órgano, o sistema de órganos donde el tejido nervioso esté presente.
En una realización particular las nanofibras híbridas de aloe vera de la invención son usadas para la fabricación de un medicamento para la regeneración del tejido nervioso de cualquier vertebrado o para promover el crecimiento, proliferación o diferenciación de cualquier tipo celular localizado en cualquier tejido, órgano, o sistema de órganos donde el tejido nervioso esté presente, en ausencia de cualquier otro aditivo o factor de crecimiento que promueva la regeneración del tejido nervioso.
En particular, las nanofibras híbridas de aloe vera de la invención pueden ser utilizadas para la regeneración de tejido nervioso en prótesis de conexión nerviosa, apósitos, suturas en heridas cutáneas, y mallas quirúrgicas. En este sentido, un aspecto de la invención se refiere a una prótesis tubular que comprende las nanofibras híbridas de aloe vera de la invención. Otro aspecto de la presente invención se refiere a apósitos que comprenden las nanofibras híbridas de aloe vera de de la invención. Otro aspecto adicional, se refiere a las suturas que comprenden las nanofibras híbridas de la invención.
Asimismo, las nanofibras híbridas de aloe vera de la invención también pueden ser utilizadas para la regeneración de otros tejidos, tales como tejidos de tendones, ligamentos y huesos.
EJEMPLOS
1. Preparación de fibras híbridas alineadas de aloe vera y polímero sintético
Inicialmente, se preparó una solución de 25-50 mg/ml de aloe vera (Prod. n° 001, Laboratorios Luciano Reverón e hijos S.L., Tenerife) en Hexafluoro-2-propanol (HFIP). Para obtener la solución híbridas (AV/PHBV) se añadió 10-12% (w/w) de PHBV (Sigma-Aldrich, Prod. n° 403121) a la solución anterior. Para obtener nanofibras alineadas mediante la técnica de electrospining, la solución polimérica híbrida se cargó en una bomba de jeringas (Hardvard Apparatus PhD Ultra) con una aguja (G20, 0.9 mm diámetro) cuya punta se conectó a un electrodo (spinnerette). Se aplicó 12-15 Kv con una fuente de alto voltaje (Spellman 60N300) mientras la bomba de jeringas disparaba la solución (velocidad de flujo de 0.9 ml/h) en condiciones ambientales de 60-65% humedad y de 22-25°C de temperatura hacia una rueda diana (90 mm diámetro/12mm grosor) situada a 12 cm del electrodo. En la rueda diana rotando a 3000 rpm se recolectaron los haces de nanofibras alineadas. En la figura 2f se muestra las micrografías SEM de las nanofibras obtenidas.
Además, las fibras híbridas alineadas de la invención que consta de PLLA y Aloe vera, PDS y Aloe vera y PHVB y Aloe vera, y fibras poliméricas sintéticas de PLLA, PDS y PHBV se han preparado siguiendo el mismo método. Las figuras 2A a 2E muestran las micrografías SEM de las fibras alineadas obtenidas del polímero sintético PLLA (Figura 2A), polímero PDS (Figura 2C) y polímero PHBV (Figura 2E); así como de las fibras híbridas de Aloe vera de la invención que constan de PLLA+Aloe vera (Figura 2B), PDS+Aloe vera (Figura 2D) siguiendo el mismo método que se ha descrito.
2. Ensayos comparativos del crecimiento neurítico
Se realizaron ensayos comparativos a partir del cultivo de explantes del ganglio de la raíz dorsal (GRD) de rata neonatal (Sprague Dawley) en a) medio de cultivo standard [DMEM/F12 (1:1)] para establecer las condiciones control y b) DMEM/F12 (1:1) conteniendo la matriz nanométrica híbrida inventada (AV/PHBV) y otras puras de referencia (PHBV y PLLA) como sustrato experimental del crecimiento neurítico. Los explantes de GRD de rata se incubaron en estufa a 37°C y atmósfera con 5% CO2 durante 6 días y renovación del medio de cultivo a los 3 días. Pasado el periodo de incubación, los explantes de GRD de rata se fijaron con una solución de 4% paraformaldehído en tampón fosfato salino y se inmunomarcaron anticuerpos específicos para la identificación de neuronas. Posteriormente se tomaron imágenes digitales en un microscopio de fluorescencia dotado con sistema de captación de imágenes. Las imágenes fueron procesadas para su análisis estadístico.
Se realizó un análisis estadístico en cada uno de los polímeros resumiendo las relaciones de área positivas por medianas y rangos intercuartiles en cada uno de los grupos de tratamiento. Los análisis estadísticos demostraron que la mayor tasa de crecimiento neurítico se produjo con las nanofibras híbridas alineadas AV/PHBV en comparación con la ausencia de aloe en nanofibras alineadas PHBV puras (p<0.001) y PLLA puras (p=0.049).
3. Preparación de fibras híbridas orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra Primero, se preparó una solución de 50 mg/ml de Aloe vera (Prod. No. 001, Laboratorios Luciano Reverón e hijos S.L Tenerife) en hexafluoro-2-propanol (HFIP). El Aloe vera de la solución se liofilizó y filtró una solución de Aloe vera que tenía un tamaño de 22 ps. Para obtener la solución híbrida (AV/PHBV), 10% en peso de PHBV (Sigma-Aldrich, Prod. No. 403121) se añadió a la solución anterior (400 mg de P h B V en 3.600 mg de HFIP+ Aloe vera).
Para obtener las nanofibras mediante la técnica de electrohilado, la solución de polímero híbrido se cargó en una bomba de jeringas (Hardvard Apparatus PhD Ultra) cuya punta se conectó a un electrodo (spinnerette). Se aplicó 9 Kv con una fuente de alto voltaje (Spellman 60N300) mientras la bomba de jeringas disparaba la solución (velocidad de flujo de 2.75 ml/h) en condiciones ambientales de 60-65% humedad y de 22-26°C de temperatura hacia una rueda diana (90 mm diámetro/8 mm grosor) situada a 10 cm del electrodo. En la rueda diana rotando a 200 rpm se recolectaron las nanofibras no alineadas orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra. En la figura 4B se muestran las micrografías SEM de las nanofibras híbridas de Aloe vera obtenidas. Los diámetros de las nanofibras obtenidas se midieron a partir de las imágenes SEM utilizando el programa informático Image J (NIH, EE. UU.). El diámetro promedio medido de las nanofibras híbridas de Aloe vera obtenidas es de 1.0241 pm, mientras que el diámetro de las nanofibras híbridas no alineadas que se obtuvieron oscilaron entre 0.9854 pm y 1.0628 pm.
El mismo método se siguió para fabricar fibras de miel híbridas no alineadas orientadas en diferentes direcciones la una respecto a la otra, pero usando miel de un apicultor local en Gran Canaria que esté inscrito en el Registro General de Sanidad de Empresas de Alimentos y Productos Alimenticios (RGSEAA) : Maria del Rosario Cazorla Lopez, RGSEAA No. : 23.03229/GC, en lugar de Aloe vera. La Figura 4A muestra micrografías SEM de miel híbrida y nanofibras de PHBV que se obtuvieron. Los diámetros de las nanofibras obtenidas se midieron a partir de las imágenes SEM utilizando el programa informático Image J (NIH, EE. UU.). El diámetro medio medido de las nanofibras híbridas de miel obtenidas es de 1.2528 pm, el diámetro de las nanofibras híbridas no alineadas que se obtuvieron caen en el rango entre 0.9801 pm y 1.5255 pm.
Se prepararon nanofibras de PHVB no alineadas para comparativa. En este caso, se añadió 12% en peso de PHBV (Sigma-Aldrich, Prod. No. 403121) en hexafluoro-2-propanol (HFIP) para obtener un solución con una concentración del 10% en peso de PHBV. La solución de polímero híbrido se cargó en una bomba de jeringas (Hardvard Apparatus PhD Ultra) con una aguja (16G) cuya punta se conectó a un electrodo (spinnerette). Se aplicó 12 Kv con una fuente de alto voltaje (Spellman 60N300) mientras la bomba de jeringas disparaba la solución (velocidad de flujo de 1 ml/h) en condiciones ambientales de 60-65% humedad y de 25-26°C de temperatura hacia una rueda diana (90 mm diámetro/8 mm grosor) situada a 12 cm del electrodo. En la rueda diana rotando a 200 rpm se recolectaron las nanofibras orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra. La Figura 4C muestra micrografías SEM de las nanofibras que se obtuvieron. Se midieron los diámetros de las nanofibras obtenidas a partir de las imágenes SEM utilizando el programa informático Image J (NIH, EE. UU.). El diámetro promedio medido de las nanofibras de PHVB no alineadas es de 0.9130 pm, el diámetro de las nanofibras de PHVB no alineadas obtenidas siendo en el rango entre 0.7803 pm y 1.0457 pm.
4. Ensayos comparativos de crecimiento neurítico in vitro
Se realizaron ensayos comparativos a partir del cultivo de explantes del ganglio de la raíz dorsal (GRD) de rata neonatal (Sprague Dawley) en medio de cultivo standard [DMEM/F12 (1:1)], la matriz nanométrica que contiene las fibras de miel/PHBV, AV/PHBV, e PHBV del ejemplo 3 como sustrato experimental del crecimiento neurítico. Los explantes de GRD de rata se incubaron en estufa a 37°C y atmósfera con 5% CO2 durante 6 días y renovación del medio de cultivo a los 3 días.
Pasado el periodo de incubación, los explantes de GRD de rata se fijaron con una solución de 4% paraformaldehído en tampón fosfato salino y se inmunomarcaron anticuerpos específicos para la identificación de neuronas, células de Schwann y núcleos celulares. Se tomaron imágenes digitales en un microscopio de fluorescencia dotado con sistema de captación de imágenes. Se observó un mayor crecimiento neurítico en presencia de nanofibras híbridas de miel/PHBV y AV/PHBV que en presencia de nanofibras de PHBV. La Figura 5A muestra la imagen de inmunofluorescencia del crecimiento de muchas neuritas en todas las direcciones desde el explante de DRG de rata (estructura central esférica en la imagen). Las neuritas en crecimiento siguen el recorrido de las nanofibras híbridas no alineadas, como se muestra en el diagrama de la Figura 5B.
5. Ensayos comparativos de cicatrización de heridas cutáneas in vivo
Con la preceptiva autorización del Comité de Ética de Experimentación Animal, se utilizó el modelo murino de reparación (anillo subcutáneo) de heridas (8 mm de diámetro) para simular la cicatrización por segunda intención en humanos (úlceras cutáneas crónicas). Se realizó un estudio comparativo del efecto de la matriz nanométrica que contiene las nanofibras híbridas no alineadas de miel/PHBV, AV/PHBV y PHBV del ejemplo 3 con tratamientos diarios con miel natural y apósito comercial (Mepilex border). Las matrices mencionadas se aplicaron sobre el lecho de la herida sin más cuidado que protegerlo con un adhesivo quirúrgico. Después de 8 días, las muestras se tomaron para cultivos microbiológicos (Staphylococcus aureus y E. coli). Los datos preliminares indican que el cierre de la herida ocurrió antes en los grupos tratados con las matrices híbridas: miel/PHBV (12,5 días en promedio), AV/PHBV (13 días en promedio) y tratamientos diarios con miel natural (13,3 días en promedio). promedio) en comparación con los grupos tratados con matriz PHBV pura (14.3 días en promedio) o el apósito comercial (15 días en promedio). Los análisis bacteriológicos fueron negativos.
Claims (13)
1. Nanofibras híbridas que comprenden una mezcla de:
i) los componentes de un gel de aloe vera, y
Ii) un polímero sintético,
donde el polímero sintético se selecciona de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas,
donde el diámetro promedio de las nanofibras híbridas está comprendido entre 0,3 y 1,5 micras; y donde los componentes de un gel de Aloe vera son todos los componentes de dicho gel de Aloe vera o derivados del gel de Aloe vera seleccionados de gel liofilizado, jugo del gel, extracto de la planta, solución del gel, o en solución sin aloína y/o con una alta concentración de acemanano.
2. Las nanofibras híbridas según la reivindicación 1, donde las nanofibras híbridas presentan un diámetro promedio comprendido entre 0,8 y 1,5 micras.
3. Las nanofibras híbridas según cualquiera de las reivindicaciónes 1 a 2, donde las nanofibras híbridas comprenden entre 3 y 5% en peso de los componentes del aloe vera, y entre 10 y 12% de polímero sintético.
4. Las nanofibras híbridas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el gel de aloe vera se obtiene de la planta Aloe Barbadensis Miller.
5. Las nanofibras híbridas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde dichas nanofibras se encuentras alineadas en una determinada dirección o están orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra.
6. Las nanofibras híbridas según la reivindicación 1, donde dichas nanofibras comprenden una mezcla de: i) los componentes de un gel de aloe vera obtenido de la planta Aloe Barbadensis Miller, y
ii) poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV); donde dichas nanofibras híbridas presentan un diámetro promedio entre 0,8 y 1,5 micras, y
donde las nanofibras están alineadas en una determinada dirección o están orientadas en diferentes direcciones una respecto a la otra.
7. Procedimiento para la fabricación de las nanofibras híbridas según las reivindicaciones 1 a 6 que comprende:
a) preparar una solución de un gel de aloe vera o de derivados de un gel de aloe vera en un disolvente seleccionado de hexafluoruro-2-propanol, polivinilalcohol (PVA), solución de cloroformo:metanol (3:1 v:v) o mezclas derivadas,
b) mezclar la solución del gel de aloe vera o de derivados del gel de aloe vera de la etapa a), con un polímero sintético seleccionado de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), ácido poli-L-láctico (PLLA), polidioxanona (PDS) y mezclas derivadas, para la formación de una solución polimérica híbrida, e
c) inyectar la mezcla de la etapa b) en un equipo de electrohilado para la fabricación de nanofibras híbridas de aloe vera por electrohilado;
donde los componentes del gel de Aloe vera en la etapa a) se seleccionan entre gel liofilizado, jugo del gel, extracto de la planta, solución del gel, o en solución sin aloína y/o con una alta concentración de acemanano.
8. El procedimiento según la reivindicación 7, donde en la etapa b) la relación en peso del gel de aloe vera y del polímero sintético está comprendida entre 17:83 y 33:67.
9. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 o 8, donde el gel de aloe vera se obtiene de la planta Aloe Barbadensis Miller y el polímero sintético es poli-3- hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV).
10. Nanofibras híbridas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para su uso como medicamento.
11. Uso de las nanofibras híbridas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, para la fabricación de un medicamento para la regeneración del tejido nervioso de cualquier vertebrado o para promover el crecimiento, proliferación o diferenciación de cualquier tipo celular localizado en cualquier tejido, órgano, o sistema de órganos donde el tejido nervioso esté presente.
12. Uso de las nanofibras híbridas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para la fabricación de prótesis tubulares, apósitos, suturas, y mallas quirúrgicas.
13. Prótesis tubular, apósito, suturas o mallas quirúrgicas que comprenden las nanofibras híbridas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201600173A ES2579161B2 (es) | 2016-03-08 | 2016-03-08 | Nanofibras híbridas de aloe vera |
| PCT/ES2017/000029 WO2017153619A1 (es) | 2016-03-08 | 2017-03-02 | Nanofibras híbridas de aloe vera |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2930322T3 true ES2930322T3 (es) | 2022-12-09 |
Family
ID=56551049
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201600173A Active ES2579161B2 (es) | 2016-03-08 | 2016-03-08 | Nanofibras híbridas de aloe vera |
| ES18173213T Active ES2930808T3 (es) | 2016-03-08 | 2017-03-02 | Nanofibras híbridas de miel |
| ES17762582T Active ES2930322T3 (es) | 2016-03-08 | 2017-03-02 | Nanofibras híbridas de aloe vera |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201600173A Active ES2579161B2 (es) | 2016-03-08 | 2016-03-08 | Nanofibras híbridas de aloe vera |
| ES18173213T Active ES2930808T3 (es) | 2016-03-08 | 2017-03-02 | Nanofibras híbridas de miel |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP3428117B1 (es) |
| DK (2) | DK3461788T3 (es) |
| ES (3) | ES2579161B2 (es) |
| WO (1) | WO2017153619A1 (es) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3846864B8 (en) * | 2018-09-06 | 2023-12-06 | BIO ON S.p.A. | Medical device for use in the regeneration of an injured nerve |
| WO2020049339A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | Bio-On S.P.A. | Membrane to re-establish continuity of injured biological tissues |
| CN110812530B (zh) * | 2019-11-26 | 2021-11-02 | 东华大学 | 一种phbv提高plla的形状记忆和促成骨效应的方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2930655B1 (fr) * | 2008-04-29 | 2013-02-08 | Commissariat Energie Atomique | Interface a retour d'effort a sensation amelioree |
| WO2009133059A2 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Evonik Degussa Gmbh | Nanofiber matrices formed from electrospun hyperbranched polymers |
| GB2484319A (en) * | 2010-10-06 | 2012-04-11 | Univ Bolton | Electrospinning fibres comprising honey and biocompatible polymer |
| AU2012305986A1 (en) * | 2011-09-08 | 2014-04-17 | Active Fibres Limited | Bioactive nanofibres |
| US10413574B2 (en) * | 2012-08-15 | 2019-09-17 | National University Of Singapore | Wound dressing nanomesh impregnated with human umbilical cord Wharton's jelly stem cells |
| WO2014142675A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Active Fibres Limited | Nanofibre and bioactive compositions and related methods |
| US10500305B2 (en) * | 2014-04-10 | 2019-12-10 | The Johns Hopkins University | Device and method for a nanofiber wrap to minimize inflamation and scarring |
| WO2015183228A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Duymuş Ethem | Nano fiber cover for wounds and ambustions with an additive containing natural antiseptic |
-
2016
- 2016-03-08 ES ES201600173A patent/ES2579161B2/es active Active
-
2017
- 2017-03-02 WO PCT/ES2017/000029 patent/WO2017153619A1/es unknown
- 2017-03-02 ES ES18173213T patent/ES2930808T3/es active Active
- 2017-03-02 EP EP17762582.9A patent/EP3428117B1/en active Active
- 2017-03-02 EP EP18173213.2A patent/EP3461788B1/en active Active
- 2017-03-02 DK DK18173213.2T patent/DK3461788T3/da active
- 2017-03-02 ES ES17762582T patent/ES2930322T3/es active Active
- 2017-03-02 DK DK17762582.9T patent/DK3428117T3/da active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017153619A1 (es) | 2017-09-14 |
| ES2579161B2 (es) | 2017-03-28 |
| EP3428117A4 (en) | 2019-11-13 |
| EP3428117A1 (en) | 2019-01-16 |
| DK3428117T3 (en) | 2022-10-17 |
| DK3461788T3 (da) | 2022-10-31 |
| EP3461788A1 (en) | 2019-04-03 |
| ES2579161R1 (es) | 2016-09-30 |
| EP3428117B1 (en) | 2022-07-27 |
| ES2930808T3 (es) | 2022-12-22 |
| ES2579161A2 (es) | 2016-08-05 |
| EP3461788B1 (en) | 2022-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Babitha et al. | Electrospun protein nanofibers in healthcare: A review | |
| Aldana et al. | Current advances in electrospun gelatin-based scaffolds for tissue engineering applications | |
| Baghersad et al. | Development of biodegradable electrospun gelatin/aloe-vera/poly (ε‑caprolactone) hybrid nanofibrous scaffold for application as skin substitutes | |
| Janmohammadi et al. | Electrospun polycaprolactone scaffolds for tissue engineering: a review | |
| Pilehvar-Soltanahmadi et al. | An update on clinical applications of electrospun nanofibers for skin bioengineering | |
| Naseri et al. | Electrospun chitosan-based nanocomposite mats reinforced with chitin nanocrystals for wound dressing | |
| Prabhakaran et al. | Electrospun biocomposite nanofibrous scaffolds for neural tissue engineering | |
| Asghari et al. | Hybrid PCL/chitosan-PEO nanofibrous scaffolds incorporated with A. euchroma extract for skin tissue engineering application | |
| Chiono et al. | Artificial scaffolds for peripheral nerve reconstruction | |
| Zamani et al. | Recent advances in cell electrospining of natural and synthetic nanofibers for regenerative medicine | |
| Teixeira et al. | Recent advances in fiber–hydrogel composites for wound healing and drug delivery systems | |
| ES2930322T3 (es) | Nanofibras híbridas de aloe vera | |
| CN101417150B (zh) | 脂肪族聚酯-壳聚糖复合纤维组织修复支架的制备方法 | |
| WO2012040310A2 (en) | Preparation rich in growth factor-based fibrous matrices for tissue engineering, growth factor delivery, and wound healing | |
| Lu et al. | Electrospun egg white/polyvinyl alcohol fiber dressing to accelerate wound healing | |
| El-Seedi et al. | Gelatin nanofibers: Recent insights in synthesis, bio-medical applications and limitations | |
| Boraei et al. | Capability of core-sheath polyvinyl alcohol–polycaprolactone emulsion electrospun nanofibrous scaffolds in releasing strontium ranelate for bone regeneration | |
| Movahedi et al. | In vitro and in vivo study of aspirin loaded, electrospun polycaprolactone–maltodextrin membrane for enhanced skin tissue regeneration | |
| Huesca-Urióstegui et al. | Nanofiber systems as herbal bioactive compounds carriers: Current applications in healthcare | |
| Hosseini Ravandi et al. | Application of electrospun natural biopolymer nanofibers | |
| Monfared et al. | Preparation and characterisation of zein/polyphenol nanofibres for nerve tissue regeneration | |
| Nicolae et al. | Polymer fibers in biomedical engineering | |
| Balusamy et al. | Electrospun Nanofibers for Wound Dressing and Tissue Engineering Applications | |
| Naghibzadeh | Nanofibers for Skin Regeneration. | |
| Mejía et al. | Poly (vinyl alcohol)/Silk Fibroin/Ag NPs composite nanofibers for bone tissue engineering |