ES2952975T3

ES2952975T3 - Armazón tisular y composición del armazón

Info

Publication number: ES2952975T3
Application number: ES18705488T
Authority: ES
Inventors: Antonio Leonardi; Helen Celia Cox; Robin Andrew Quirk; Kevin Morris Shakesheff
Original assignee: Locate Bio Ltd
Current assignee: Locate Bio Ltd
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2023-11-07
Anticipated expiration: 2038-02-12
Also published as: JP7395357B2; CN110520164B; WO2018150166A1; JP7395357B6; KR20190139840A; EP3582817C0; AU2018220790A1; GB2574954B; JP2022523887A; EP3582817A1; US20200368387A1; EP3582817B1; CN110520164A; US11904070B2; GB201913220D0; CA3053655A1; GB2574954A; GB201702475D0

Abstract

La invención se refiere a una composición de material de armazón para formar un armazón de tejido sólido, comprendiendo la composición una pluralidad de gránulos de polímero huecos, comprendiendo cada gránulo un hueco abierto que se extiende a través del gránulo, y en donde la pluralidad de gránulos de polímero huecos son capaces de interconectarse y fijarse. en un andamio sólido. La invención se refiere además a composiciones asociadas, usos, métodos de tratamiento y kits asociados con dicho material. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Armazón tisular y composición del armazón

La invención se refiere a armazones formados a partir de gránulos de polímero, y al uso de tales armazones en la reparación de tejidos y huesos, y sistemas de administración para administrar un agente a un sitio diana en un sujeto.

Antecedentes de la invención

Dentro del campo de la medicina regenerativa hay muchas oportunidades para nuevos procedimientos clínicos que estimulen y apoyen la reparación de tejidos. Los ejemplos de oportunidades clínicas incluyen la regeneración del músculo cardíaco después de un infarto, la inducción del crecimiento óseo en la fusión espinal, la curación de las úlceras del pie diabético y la limitación o, tal vez, la reversión del daño debido a un accidente cerebrovascular. Ejemplos de tejidos en donde el tratamiento podría facilitar la cicatrización son el tejido cerebral, el tejido hepático y el tejido pancreático, entre otros.

Un área en donde la curación de tejidos es importante es la curación de huesos, por ejemplo, para personas con trastornos óseos. La cicatrización ósea es un proceso fisiológico en donde el organismo facilita la reparación del hueso tras una lesión externa, una infección, una intervención quirúrgica o una enfermedad. El proceso de curación fisiológica puede requerir períodos muy largos y, en muchos casos, no puede restablecer las propiedades originales del hueso. Por ello, las terapias que aceleran y mejoran la cicatrización ósea son de vital importancia. Por lo general, estas terapias presentan enfoques osteoconductivos, osteoinductivos y osteogénicos. En la mayoría de los enfoques osteoconductores, se han probado una variedad de sustitutos como el oro, el acero inoxidable, el titanio, los polímeros naturales/sintéticos y la cerámica. Las principales preocupaciones con el uso de estos materiales para la reconstrucción ósea fueron su escasa capacidad para vascularizarse, integrarse y remodelarse. Esto puede resultar en una falla estructural del implante bajo carga o cambios patológicos en el hueso circundante, como se ve en la protección contra estrés. Los otros problemas son la cicatrización inflamatoria, la reacción neoproliferativa en los tejidos adyacentes y la infección. Debido a su alto potencial osteoinductivo y características de remodelación, los sustitutos bioactivos se han utilizado con resultados prometedores. Esto condujo a la evolución de las técnicas de ingeniería de tejidos (aloinjertos mejorados biológicamente, terapias basadas en células y terapias basadas en genes) para tratar los trastornos óseos. La ingeniería de tejidos se ha definido como la aplicación de principios científicos al diseño, construcción, modificación y crecimiento de tejido vivo utilizando biomateriales, células y factores solos o en combinación. Implica el uso de armazones de biomateriales osteoconductores, con poblaciones de células osteogénicas y factores bioactivos osteoinductivos. Todos estos enfoques tienen el potencial de aumentar significativamente nuestra capacidad para tratar enfermedades para las que actualmente no existe un tratamiento eficaz.

Los armazones pueden proporcionar un entorno mecánico, una arquitectura y una química superficial apropiados para la angiogénesis y la formación de tejido. La localización de agentes regenerativos, como factores de crecimiento, también se puede lograr utilizando armazones. El uso de armazones como sistemas de administración de fármacos o células tiene un gran potencial, pero también es un gran desafío debido a la necesidad de adaptar la porosidad, la resistencia y la cinética de degradación de los armazones al tipo de tejido mientras se logra la cinética adecuada de liberación de agentes, como Proteínas que actúan como factores de crecimiento o células. Una complicación adicional en el uso de armazones como sistemas de administración para la reparación y/o regeneración in vivo es la cuestión de la vía de administración. En muchos ejemplos clínicos, el sitio del tejido que requiere reparación es de difícil acceso (por ejemplo, dentro del cerebro para terapias de accidentes cerebrovasculares o músculo cardíaco para el tratamiento posterior al infarto) o de tamaño y forma desconocidos. Por lo tanto, existe la necesidad de armazones inyectables mejorados que puedan administrarse mediante procedimientos mínimamente invasivos.

En términos generales, un armazón suele ser una matriz insoluble en agua preformada, con grandes poros interconectados o un hidrogel. Dichos armazones se implantan en un paciente para una reparación y/o regeneración aumentada de tejido in vivo. En términos de implantación, las matrices insolubles en agua preformadas deben moldearse para llenar una cavidad dentro del cuerpo, lo que requiere el conocimiento de las dimensiones de la cavidad y limita la forma de la cavidad que se puede llenar. Además, se requiere una operación invasiva para colocar el armazón. Por el contrario, se han diseñado varios materiales de hidrogel que se pueden administrar directamente en el cuerpo a través de una jeringa. El gel se forma dentro del cuerpo siguiendo una señal de activación, por ejemplo, un cambio de temperatura o exposición a la luz ultravioleta. Dichos sistemas tienen la ventaja de que pueden llenar cavidades de cualquier forma sin un conocimiento previo de las dimensiones de la cavidad. Sin embargo, estos hidrogeles carecen de grandes redes porosas interconectadas y, por lo tanto, la liberación de un agente del gel está limitada por las malas propiedades de difusión. Además, la escasa resistencia mecánica de los hidrogeles significa que, a menudo, no pueden soportar las fuerzas de compresión aplicadas durante el uso, lo que puede dar lugar a propiedades de administración no deseadas, ya que los agentes de los geles pueden expulsarse del hidrogel.

La masilla o las pastas reabsorbibles que se solidifican después de la aplicación corporal son enfoques prometedores. Esta área ha sido ampliamente investigada tanto académica como industrialmente, con varios productos tales como C-Graft Putty™, Grafton® que ya han sido comercializados. Los principales obstáculos para el éxito de tales enfoques son el suministro y retención exitosas de materiales en el sitio de acción requerido, así como su maleabilidad antes de la cirugía. Otros obstáculos importantes incluyen la capacidad de administrar terapias bioactivas adicionales, tener tasas de reabsorción personalizadas y formar estructuras con un alto nivel de porosidad y macroporos.

Los documentos WO2008093094 y WO2004084968 describen composiciones y métodos para formar estructuras tisulares a partir de gránulos de polímero, tales como PLGA y mezclas de polímeros PLGNPEG. Dichos armazones se han desarrollado para ser capaces de moldearse o inyectarse antes del fraguado in situ en el sitio de reparación del tejido. El fraguado in situ puede lograrse, por ejemplo, explotando y ajustando la temperatura de transición vítrea de los gránulos para la interconexión/reticulación de los gránulos a temperatura corporal. Los eventos de interconexión también pueden ser facilitados por métodos no relacionados con la temperatura, como la plastificación por solventes. Se logra una estructura porosa dejando espacios entre los gránulos y, opcionalmente, proporcionando además gránulos de polímero poroso. Los armazones resultantes mantienen una alta resistencia a la compresión que es útil en la reparación de tejidos, especialmente para tejidos conectivos como el hueso, al mismo tiempo que mantienen la porosidad útil para el crecimiento celular y la administración de agentes. US4837285 describe implantes para la regeneración de tejidos blandos que comprenden perlas de matriz de colágeno que tienen un tamaño de partícula de 300 a 500 micrómetros. La estructura de perlas tiene la forma de una red de fibras finas que definen poros interiores conectados por canales internos.

Sin embargo, un objetivo de la presente invención es proporcionar composiciones, métodos y procesos mejorados para formar el material del armazón para su uso en la reparación de tejidos.

Compendio de la invención

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una composición de material de formación de armazón para formar un armazón de tejido sólido en un sujeto, según la reivindicación 1 de la presente invención. En la presente invención se describe una composición de material de armazón para formar un armazón de tejido sólido, comprendiendo la composición una pluralidad de gránulos de polímero huecos, comprendiendo cada gránulo un hueco abierto que se extiende a través del gránulo, y en donde la pluralidad de gránulos de polímero huecos es capaz de interconectarse y solidificarse en un armazón sólido.

También se describe un armazón sólido para la reparación o reemplazo de tejidos que comprende una pluralidad de gránulos de polímero huecos, comprendiendo los gránulos de polímero huecos un gránulo de polímero que tiene un hueco abierto que se extiende a través del gránulo de polímero, en donde los gránulos de polímero huecos están interconectados entre sí.

Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para formar un armazón para la reparación o reemplazo de tejido, según la reivindicación 13 descrita en la presente invención.

También se describe un método para formar un armazón para la reparación o el reemplazo de tejido, comprendiendo el método:

proporcionar material de armazón que comprende gránulos de polímero huecos, comprendiendo cada gránulo un hueco abierto que se extiende a través del gránulo; y

fraguar el material de armazón de manera que se fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero hueco.

También se describe un método para formar un material de armazón para la liberación controlada de un agente in situ, comprendiendo el método:

proporcionar gránulos de polímero huecos;

proporcionar un agente, en donde el agente está en forma de polvo;

mezclar los gránulos de polímero huecos con el agente en polvo;

suspender la mezcla en un vehículo líquido para formar un material de armazón que es una suspensión de gránulos de polímero huecos; y opcionalmente

fraguar el material de armazón de manera que se fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero huecos, en donde el agente en polvo se encapsula entre el armazón de gránulos de polímero huecos. También se describe un método para formar un armazón para la liberación controlada de un agente in situ, comprendiendo el método:

proporcionar gránulos de polímero huecos;

proporcionar un agente, en donde el agente está en forma de polvo;

mezclar los gránulos de polímero huecos con el agente;

suspender la mezcla en un vehículo líquido para formar un material de armazón que es una suspensión de gránulos de polímero huecos; y

fraguar el material de armazón de manera que se fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero huecos, en donde el agente en polvo se encapsula entre el armazón de gránulos de polímero huecos. También se describe un método para formar un material de armazón, comprendiendo el método:

proporcionar gránulos de polímero huecos;

suspender los gránulos de polímero huecos en un vehículo líquido para formar un material de armazón, que es una suspensión de gránulos de polímero huecos, en donde el vehículo líquido comprende un plastificante; y

opcionalmente, fraguar la suspensión de gránulos de polímero huecos de manera que se fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero huecos.

También se describe un método para formar un armazón, comprendiendo el método:

proporcionar gránulos de polímero huecos;

suspender los gránulos de polímero huecos en un vehículo líquido para formar un material de armazón, que es una suspensión de gránulos de polímero huecos, en donde el vehículo líquido comprende un plastificante; y fraguar el material de armazón de manera que se fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero huecos.

También se describe un método para formar un material de armazón, comprendiendo el método:

proporcionar gránulos de polímero huecos;

suspender los gránulos de polímero huecos en un vehículo líquido para formar un material de armazón, que es una suspensión de gránulos de polímero huecos, en donde el material de armazón comprende un primer plastificante en los gránulos de polímero huecos y/o el vehículo líquido, y un segundo plastificante en el líquido vehicular,

en donde el primer plastificante se selecciona de uno cualquiera de TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico, triacetina, NMP, DMSO y PEG; y el segundo plastificante se selecciona de cualquiera de PEG, DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina (TA), en donde el primer y el segundo plastificante son diferentes; y

proporcionar gránulos de polímero huecos;

en donde, el primer plastificante se selecciona de uno cualquiera de TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico, triacetina, NMP, DMSO y PEG; y el segundo plastificante se selecciona de cualquiera de PEG, DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina (TA), en donde el primer y el segundo plastificante son diferentes; y

Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para formar el material de formación de armazones, según la reivindicación 14 descrita en este documento.

También se describe un método para formar un material de armazón que comprende gránulos de polímero huecos, comprendiendo el método:

extruir un polímero a través de una extrusora, en donde la extrusora comprende un troquel para formar un hueco en el extrusado de polímero;

cortar el extrusado de polímero en gránulos para formar gránulos de polímero huecos; y

opcionalmente, suspender los gránulos de polímero huecos en un vehículo líquido para formar una suspensión de gránulos de polímero huecos; y

además, opcionalmente, formar un armazón fraguando los gránulos de polímero huecos, o la suspensión de los mismos, de manera que se fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero huecos.

También se describe un método para formar un material de armazón que comprende un contenido de partículas de polímero natural o no poliméricas, comprendiendo el método:

mezclar un polímero con partículas de polímero natural o no poliméricas;

formar gránulos de polímero huecos a partir de la mezcla, en donde los gránulos de polímero huecos tienen las partículas de polímero natural o no poliméricas encapsuladas en ellos; y

además, opcionalmente, fraguar la suspensión de gránulos de polímero huecos de tal manera que fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero huecos.

También se describe un método para formar un armazón que comprende un contenido de partículas de polímero natural o no poliméricas, comprendiendo el método:

mezclar un polímero con partículas de polímero natural o no poliméricas;

formar material de armazón que comprende gránulos de polímero huecos a partir de la mezcla, en donde los gránulos de polímero huecos tienen las partículas de polímero natural o no poliméricas encapsuladas en ellos; y

fraguar el material de armazón de manera que se fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero huecos.

El método puede comprender además suspender los gránulos de polímero huecos en un vehículo líquido para formar un material de armazón que comprende una suspensión de gránulos de polímero huecos antes del fraguado.

También se describe un método para formar un material de armazón que es capaz de fraguar en menos de 5 minutos, donde el material de armazón se proporciona según cualquiera de los métodos descritos en este documento, y donde el plastificante se proporciona en el soporte en un rango de entre aproximadamente 4 % y alrededor de 6 % (p/v) de plastificante.

También se describe un método para formar un material de armazón que tiene un tiempo de fraguado de armazón de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 15 minutos, en donde el material de armazón se proporciona según cualquiera de los métodos descritos en la presente invención, y en donde el plastificante se proporciona en el vehículo en un rango de entre aproximadamente 2,5 % y aproximadamente 3,5 % (p/v) de plastificante.

También se describe un método para formar un material de armazón que tiene un tiempo de fraguado de armazón superior a 60 minutos, en donde el material de armazón se proporciona según cualquiera de los métodos descritos en la presente invención, y en donde el plastificante es TA o TEC y se proporciona en el vehículo en el rango de entre aproximadamente 0,5 % y aproximadamente 1 % (p/v).

También se describe un método para formar un material de armazón que tiene una temperatura de fraguado de armazón de menos de 35 grados C, en donde el material de armazón se proporciona según cualquiera de los métodos descritos en este documento, y donde el plastificante es TA o TEC y se proporciona en el vehículo en un rango de entre aproximadamente 3 % y aproximadamente 5 % (p/v); o

alternativamente, se proporcionan dos plastificantes, con al menos un plastificante en el vehículo y el contenido total de plastificante no puede exceder el 4 % o el 5 % (p/v), donde un plastificante es TA o TEC, opcionalmente, donde se proporcionan TA o TEC hasta el 2 % del vehículo.

También se describe un método para formar un material de armazón que tiene una temperatura de fraguado de armazón superior a 35 grados C, por ejemplo, aproximadamente 37 grados C, en donde el material de armazón se proporciona según cualquiera de los métodos descritos en la presente invención, y en donde el plastificante es TA o TEC y se proporciona en un rango de entre aproximadamente 0,5 % y aproximadamente 1 % (p/v).

También se describe un sistema para seleccionar las propiedades de formación de armazón de gránulos de polímero huecos que comprende:

(a) seleccionar una temperatura de fraguado de armazón deseada y llevar a cabo un método para formar un material de armazón descrito en la presente invención, que está dispuesto para proporcionar la temperatura de fraguado de armazón apropiada; o

(b) seleccionar un tiempo de fraguado de armazón deseado y llevar a cabo un método para formar un material de armazón descrito en la presente invención, que está dispuesto para proporcionar el tiempo de fraguado de armazón apropiado; o

(c) seleccionar un módulo de Young de material de armazón deseado antes de fraguar el armazón, y llevar a cabo un método para formar un material de armazón descrito en este documento, que está dispuesto para proporcionar el módulo de Young de material de armazón apropiado.

También se describe un método para formar un material de armazón adecuado para formar un armazón que tiene una cinética de liberación del agente de 1er orden, en donde el material de armazón se proporciona según los métodos descritos aquí, y donde el agente se proporciona como un polvo antes de mezclarlo con el polímero para formar los gránulos de polímero huecos del material de armazón.

También se describe un material de armazón producido por cualquier método descrito en este documento.

También se describe un armazón producido por cualquier método descrito en este documento.

También se describe el material de armazón para formar un armazón para la liberación controlada de un agente, en donde el material de armazón comprende:

gránulos de polímero huecos;

un agente, en donde el agente está en forma de polvo y está encapsulado entre los gránulos de polímero huecos; y

un vehículo líquido que suspende los gránulos de polímero huecos.

También se describe material de armazón para formar un armazón, en donde el material de armazón comprende: gránulos de polímero huecos;

partículas de polímero natural y/o partículas no poliméricas (como cerámica), en donde las partículas de polímero natural y/o las partículas no poliméricas están encapsuladas dentro de los gránulos de polímero huecos; y opcionalmente

un vehículo líquido que suspende los gránulos de polímero huecos.

un vehículo líquido que suspende los gránulos de polímero huecos, en donde el vehículo líquido comprende un plastificante; y opcionalmente en donde se proporciona un segundo plastificante en el vehículo y/o en los gránulos de polímero huecos.

También se describe un armazón para la liberación controlada de un agente, en donde el armazón comprende: gránulos de polímero huecos interconectados; y

un agente, en donde el agente está en forma de polvo y está encapsulado entre los gránulos de polímero huecos.

También se describe un armazón para la reparación ósea, en donde el armazón comprende:

gránulos de polímero huecos interconectados; y

partículas de polímero natural y/o partículas no poliméricas (como cerámica), en donde las partículas de polímero natural y/o las partículas no poliméricas están encapsuladas dentro de los gránulos de polímero huecos.

También se describe un método para administrar un agente a un sujeto que comprende proporcionar un material de armazón, en donde el agente está ubicado dentro de gránulos de polímero huecos dentro del material de armazón; administrar el material de armazón a un sujeto; permitir que el material del armazón se solidifique/autoensamble en el sujeto para formar un armazón; y permitir que el agente contenido dentro del material de armazón se libere en el sujeto en el sitio de administración.

También se describe un método de tratamiento que comprende la administración de un armazón o material de armazón según la invención.

Según otro aspecto, la invención proporciona un kit para su uso en la formación de un armazón, según la reivindicación 15 de la presente invención.

También se describe un kit para su uso en la administración de un agente a una diana que comprende:

gránulos de polímero huecos;

agente en polvo; y

una solución vehicular; y opcionalmente

instrucciones para mezclar los gránulos de polímero huecos, el agente en polvo y el vehículo.

También se describe un kit para su uso en la formación de un armazón que comprende:

gránulos de polímero huecos;

partículas de polímeros naturales y/o partículas no poliméricas; y

una solución vehicular; y opcionalmente

instrucciones para mezclar los gránulos de polímero huecos, las partículas de polímero natural y/o las partículas no poliméricas y el vehículo.

También se describe un kit para su uso para formar un armazón que comprende:

gránulos de polímero huecos; y

una solución vehicular que comprende un plastificante; y opcionalmente los gránulos de polímero huecos y/o el soporte comprenden un segundo plastificante; y más opcionalmente

instrucciones para mezclar los gránulos de polímero huecos y el vehículo.

Ventajosamente, el uso de gránulos de polímero huecos para formar una estructura de armazón proporciona un armazón de alta porosidad manteniendo al mismo tiempo una buena resistencia a la compresión y/o módulo de Young. Los armazones de alta porosidad tienen más área de superficie que da más espacio a las células para el crecimiento. De forma más ventajosa, si los gránulos de polímero huecos se combinan con células, su gran área superficial permite una mejor carga de células en comparación con los gránulos de polímero no huecos. Si los gránulos de polímero huecos se combinan con células, sus orificios protegen las células cuando se producen fuerzas de cizallamiento. Esto puede ser particularmente ventajoso cuando se mezclan las células y el material de armazón donde se puede mantener una mayor viabilidad de las células. Por lo tanto, los gránulos de polímero huecos proporcionan un efecto de protección para las células.

Además, el área de superficie alta de los gránulos de polímero huecos proporciona otro mecanismo de control para la degradación del polímero. Un área de superficie más alta proporcionada por la estructura de gránulos de polímero huecos puede dar como resultado un perfil de degradación más rápido. Esto puede ser útil, por ejemplo, en la liberación controlada de un agente activo por degradación, por ejemplo, la liberación de un activo unido a la superficie o un activo encapsulado.

El hueco/lumen de los gránulos de polímero huecos se puede usar ventajosamente para influir en la distribución del tamaño de poro resultante de todo el armazón. Proporciona una dimensión controlada y repetida del tamaño de los poros dentro de una amplia gama de tamaños de gránulos. Este enfoque se puede utilizar para aumentar el porcentaje de macroporos dentro del armazón (por ejemplo, >100 micrómetros o preferiblemente más de 250 micrómetros) o microporosidad (pequeños lúmenes para aumentar el porcentaje de poros <10 micrómetros). Los macroporos son importantes para la infiltración celular y el crecimiento de tejidos, y la microporosidad es importante para la transferencia de masa.

La provisión de gránulos de polímero huecos también puede ayudar a prevenir la acumulación de productos de degradación dentro de la mayor parte del polímero, que pueden ser autocatalíticos o proinflamatorios cuando se liberan.

Además, se describe ventajosamente un material de armazón reabsorbible capaz de fraguar en diferentes momentos y a diferentes temperaturas. Dicho material puede proporcionar un soporte de armazón para la formación de tejido si se usa solo, o efectos osteoinductivos y osteogénicos si se usa con fármacos o sustitutos bioactivos, como células, matriz descelularizada (DCM) y factores de crecimiento. El control del fraguado de la pasta a diferentes temperaturas puede ser útil para el material de armazón inyectable. Por ejemplo, si el fraguado se produce a temperatura corporal (37 °C), dichas pastas pueden manipularse sin prisas a temperatura ambiente antes de la inyección. El control del fraguado de la pasta en diferentes tiempos puede ser útil para la elaboración de masillas. De hecho, una pasta que fragua después de unos minutos puede formar una masilla que, según las necesidades, puede tener diferentes formas y administrarse. Además, se describe la capacidad de controlar la liberación del fármaco cambiando las variables de formulación del tamaño de las partículas, el método de carga del agente, el tipo de polímero, el tipo y la concentración del plastificante y la composición de la mezcla.

Figuras

La invención se ejemplificará con las siguientes figuras adjuntas, únicamente a modo de ejemplo.

Figura 1- Condiciones experimentales para un ensayo de cohesión: malla de tamiz/bandeja con láminas y pastas de aluminio sumergidas.

Figura 2 - Pérdida de masa de PLGA 50:50 (pellets de 50-100 μm) después de 15 min de sinterización a temperatura ambiente o 37 °C.

Figura 3 - 74,8 % p/p PLGA50:50, 5,2 % p/p PEG400, 20 % p/p SIM (300-400 μm gránulos HME) pérdida de masa después de 15 min de sinterización a temperatura ambiente o 37 °C.

Figura 4 - 46,75 % p/p PLGA 95:5, 3,25 % p/p PEG400, 50 % p/p CS (300-400 μm gránulos HME) pérdida de masa después de 15 min de sinterización a temperatura ambiente o 37 °C.

Figura 5 - 46,75 % p/p PLGA 95:5, 3,25 % p/p PEG400, 50 % p/p (3-TCP (300-400 μm gránulos HME) pérdida de masa después de 15 min de sinterización a temperatura ambiente o 37 °C.

Figura 6 - 74,8 % p/p PLGA50:50, 5,2 % p/p PEG400, 20 % p/p SIM (300-400 μm gránulos HME) pérdida de masa después de la sinterización en diferentes momentos.

Figura 7 - armazones de 6x12mm.

Figura 8 - Propiedades mecánicas de armazones cilindricos de PLGA 50:50 (50-200 μm) de 6x12 después de 15 minutos y 2 horas de sinterización a 32 °C o 37 °C. N=3±1SD.

Figura 9 - Propiedades mecánicas de armazones de PLGA 50:50 (50-200 μm) sinterizados con TEC al 3 % después de 24 horas de sinterizado a 37 °C en condiciones húmedas (inmersas en PBS) o húmedas (selladas en una bolsa humidificada). N=3±1SD.

Figura 10 - Módulo de Young de armazones PLGA/CS (50-200 μm) a lo largo del tiempo a 37 °C, con valores de 24 horas para condiciones de sinterización húmedas (37 °C, >90 % de humedad) y condiciones húmedas (completamente sumergido en fosfato a 37 °C) solución salina tamponada, PBS).

Figura 11 - Esquema de montaje experimental para mediciones de viscosidad.

Figura 12 - Distancia recorrida por masilla a 45° en 60 s a temperatura ambiente utilizando diferentes proporciones de vehículo:polímero y concentraciones variables de TEC o etanol al 10 %.

Figura 13 - Distancia recorrida por pasta que contiene 50 % de CaSO₄y material de pasta de PLGA en blanco en t = 0 minutos a 45 ° en 60 segundos.

Figura 14 - Imágenes SEM de gránulos de polímero huecos extruidos de PLGA-CS-PEG con varios aumentos. Los gránulos de polímero huecos comprenden PLGA95:5 = 46,75 %, PEG400 = 3,25 %, CS = 50 %.

Figura 15 - Imágenes de gránulos de polímero huecos frente a gránulos de polímero estándar con y sin células madre mesenquimales (MSC). A: Gránulos de polímero huecos con contenido cerámico (H-TAOS-CS). B: Gránulos de polímero estándar con contenido cerámico (TAOS-CS) sin estructura hueca. C: unión de células madre mesenquimales (MSC) en gránulos de polímero huecos con contenido cerámico (H-TAOS-CS). D: unión de células madre mesenquimales (MSC) en gránulos de polímero estándar con contenido cerámico (TAOS-CS).

Figura 16 - Imágenes de armazón formado con gránulos de polímero huecos, con (C y D) y sin medios (A y B).

Figura 17 - Efecto de la fabricación sobre el peso molecular de PLGA.

Figura 18 - Demostración de la eficiencia de absorción (A) y de extracción (B) utilizando medio de cultivo celular (DMEM).

Figura 19 - Demostración de la porosidad a granel del armazón de gránulos de polímero huecos ('H-TAOS-CS') frente al armazón de gránulos estándar ('TAOS-CS') (para armazones de 6x12 mm de dimensión).

Figura 20 - Pérdidas de masa de TAOS™ en las condiciones experimentales.

Figura 21 - Muestra la tensión máxima (A) y el módulo de Young (B) a lo largo del tiempo para armazones H-TAOS-CS frente a armazones TAOS-Cs .

Figura 22 - Muestra el ángulo de cambio de fase frente a las trazas de temperatura para los armazones H-TAOS-CS frente al armazón TAOS-CS.

Figura 23 - Módulo de pérdida y almacenamiento frente a trazas de temperatura de armazones TAOS-CS (A) frente a armazones H-TAOS-CS (B).

Figura 24 - Muestra una imagen SEM de un gránulo de PLGA hueco (no cerámico).

Figura 25 - Muestra la viabilidad de las MSC después de 30 minutos con armazones huecos TAOS-CS.

Figura 26 - Se investigó la degradación de gránulos TAOS-CS y H-TAOS-CS no esterilizados y esterilizados con haz de electrones (25 kGy). Se usaron gránulos TAOS-CS y H-TAOS-CS para preparar armazones en Sawbone™ de celda abierta tanto en condiciones húmedas (sumergidas en PBS estéril) como húmedas (selladas en una caja rodeada de tejido empapado en PBS). Para cada condición de ensayo, se usaron 200 mg de gránulos (n=2). La degradación de los gránulos se evaluó mediante cromatografía de permeación en gel (GPC) para evaluar la variación del peso molecular de PLGA a lo largo del tiempo.

Realización detallada de la invención

Definiciones

El término "material de armazón" pretende hacer referencia a una composición que es capaz de formar un armazón, es decir, un material de pre-armazón. Por ejemplo, el material de armazón puede comprender una composición que es capaz de fraguar en un armazón. El propio material de armazón puede tener o no una estructura de armazón hasta que el material de armazón haya formado el armazón según los métodos de la presente invención. La referencia a "una composición que es capaz de formar un armazón" puede incluir la capacidad de formar un armazón sin más intervención/pasos de proceso y/o componentes. Alternativamente, la referencia a "una composición que es capaz de formar un armazón" puede incluir la capacidad de formar un armazón después de pasos adicionales de intervención/proceso descritos en este documento y/o después de la adición de los componentes descritos en este documento.

Se entiende que el término "armazón" (puede intercambiarse con el término "matriz") significa una masa sólida de material que tiene una estructura tridimensional, que puede ser adecuada, por ejemplo, para soportar células. El armazón puede ser poroso, con poros o espacios interconectados.

El término "temperatura ambiente" se refiere a una temperatura de aproximadamente 15 °C a aproximadamente 25 °C, tal como de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 25 °C.

El término "fraguado" en la presente invención se refiere al acto de solidificar, o fijar de otro modo, el material del armazón en un armazón sólido. El fraguado puede promoverse activamente, por ejemplo, mediante un cambio en las condiciones, como la temperatura y/o la presión. En una realización, el fraguado se logra mediante sinterización. En una realización, el fraguado se logra mediante la adición de un agente y/o condición de fraguado. En otra realización, el asentamiento del material de armazón en un armazón sólido puede ser un paso pasivo, por ejemplo, los gránulos huecos del material de armazón pueden interconectarse espontáneamente al contacto. Esto puede ser una interconexión inmediata al contacto o, por ejemplo, durante un período de tiempo. En una realización, el fraguado se puede facilitar mediante la lixiviación del plastificante de las partículas huecas. El fraguado puede facilitarse mediante la administración/implantación en un cuerpo o tejido.

El término "sinterización" en la presente invención se refiere a un proceso de compactación y formación de una masa sólida de material mediante calor y/o presión sin fundirla hasta el punto de licuefacción. Por ejemplo, la sinterización puede ocurrir naturalmente en depósitos minerales.

El término "que solidifica" o "solidificar" en la presente invención se refiere al cambio de estado de un estado fluido (por ejemplo, que puede tomar la forma de un recipiente) a un estado no fluido donde los gránulos y/o partículas del material del armazón está interconectado y colocado en posición uno con relación al otro. Para los fines de la presente invención, un material de masilla o gel puede considerarse un material solidificado. El término "que fluye" puede incluir partículas líquidas o sólidas, gránulos o polvo que no están interconectados y son capaces de fluir.

Un "plastificante" es una sustancia típicamente incorporada en un polímero para aumentar su flexibilidad, suavidad, distensibilidad o trabajabilidad. Los plastificantes pueden debilitar los enlaces que mantienen unidas las moléculas de polímero y pueden tener un efecto sobre las propiedades térmicas y/o mecánicas. El plastificante puede ser un plastificante farmacéuticamente aceptable. El plastificante puede ser un solvente polimérico, tal como etanol, por ejemplo, un solvente de los polímeros descritos en este documento.

Los términos "ínter-conexión" o "interconexión" pretenden hacer referencia a los gránulos que se conectan físicamente y se mantienen unidos (es decir, interactuando y pegándose). La interconexión puede lograrse mediante interacciones covalentes, no covalentes, electrostáticas, iónicas, adhesivas, cohesivas o de entrelazamiento entre los gránulos de polímero huecos o los componentes de los gránulos de polímero huecos. Los gránulos pueden estar reticulados.

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una composición de material de formación de armazón para formar un armazón de tejido sólido en un sujeto, según la reivindicación 1 descrita en la presente invención.

También se describe una composición de material de armazón para formar un armazón de tejido sólido, comprendiendo la composición una pluralidad de gránulos de polímero huecos, comprendiendo cada gránulo un hueco abierto que se extiende a través del gránulo, y

en donde la pluralidad de gránulos de polímero huecos es capaz de interconectarse y solidificarse en un armazón sólido.

Los gránulos de polímero huecos pueden comprender un hueco abierto. Por ejemplo, un hueco en una estructura que está abierta al menos en un extremo o lado, es decir, no un hueco que está completamente encerrado dentro de la estructura de la pastilla. Por ejemplo, los gránulos de polímero huecos pueden tener una estructura tubular, extendiéndose el hueco a su través. El tubo hueco puede estar abierto en un extremo o más preferiblemente en ambos extremos de la estructura de gránulos. También se contempla un hueco en forma de canal que atraviesa una estructura de gránulos, por lo que el canal puede estar abierto sustancialmente a lo largo de su longitud, es decir, como alternativa a una estructura de tubo hueco que tiene una sección transversal hueca generalmente en forma de O, los gránulos de polímero huecos pueden comprender una sección transversal en forma de C o en forma de U de modo que el canal hueco esté abierto sustancialmente a lo largo de su longitud. En una realización, los gránulos de polímero huecos tienen una estructura tubular y están abiertos en ambos extremos. Los gránulos de polímero huecos pueden comprender paredes sustancialmente paralelas (por ejemplo, en el sentido de que las paredes opuestas de un tubo son generalmente paralelas entre sí). Los gránulos de polímero huecos no pueden comprender o consistir en microesferas huecas (por ejemplo, partículas sustancialmente esféricas con un núcleo sustancialmente hueco).

Los gránulos de polímero huecos pueden ser tubulares. En una realización, los gránulos de polímero huecos son tubulares con una sección transversal sustancialmente circular. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden tener cualquier sección transversal de forma adecuada, como circular, triangular, cuadrada, semicircular, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal o similar. En una realización en donde los gránulos de polímero huecos son tubulares, la superficie exterior de los gránulos de polímero huecos puede tener una sección transversal sustancialmente circular y la superficie interna de los gránulos de polímero huecos puede tener una sección transversal sustancialmente circular. En otra realización, la forma de la sección transversal de la superficie exterior puede ser diferente a la forma de la sección transversal de la superficie interior. Por ejemplo, la superficie exterior puede tener una sección transversal circular y la superficie interior puede tener una sección transversal cuadrada, o viceversa. En un ejemplo en donde los gránulos de polímero huecos se forman por extrusión, la forma de la sección transversal de las superficies interior y exterior de la estructura en forma de tubo puede determinarse por la forma del troquel de extrusión.

Los gránulos de polímero huecos pueden tener una longitud igual o mayor que su diámetro. En una realización, la longitud es mayor que el diámetro. La longitud de los gránulos de polímero huecos puede ser uniforme en la composición de gránulos de polímero huecos o una población de gránulos de polímero huecos en una composición puede tener una longitud irregular entre sí.

Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 300 y aproximadamente 700 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 300 y aproximadamente 600 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 300 y aproximadamente 550 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 300 y aproximadamente 500 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 400 y aproximadamente 600 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 400 y aproximadamente 550 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 400 y aproximadamente 500 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 450 y aproximadamente 500 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de aproximadamente 500 gm.

Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 50 y aproximadamente 700 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 50 y aproximadamente 500 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 50 y aproximadamente 300 gm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 50 y aproximadamente 200 μm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un tamaño en su dimensión más larga de entre aproximadamente 50 y aproximadamente 100 μm.

El diámetro externo de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies exteriores opuestas (p. ej., el diámetro exterior/exterior de un tubo) puede estar entre aproximadamente 200 y aproximadamente 600 μm. El diámetro externo de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies exteriores (por ejemplo, el diámetro externo/exterior de un tubo) puede estar entre aproximadamente 50 y aproximadamente 600 μm. El diámetro externo de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies externas opuestas (por ejemplo, el diámetro externo/exterior de un tubo) puede ser entre aproximadamente 50 y aproximadamente 500 μm. El diámetro externo de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies exteriores opuestas (por ejemplo, diámetro externo/exterior de un tubo) puede estar entre aproximadamente 50 y aproximadamente 400 μm. El diámetro externo del hueco gránulos de polímero (es decir, la distancia entre las superficies exteriores opuestas (p. ej., el diámetro externo/exterior de un tubo) puede estar entre aproximadamente 50 y aproximadamente 300 μm. El diámetro externo de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies externas opuestas (p. ej., diámetro exterior/externo de un tubo) puede estar entre aproximadamente 50 y aproximadamente 200 μm.

El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (por ejemplo, el diámetro interno de un tubo) puede estar entre aproximadamente 100 y aproximadamente 300 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas) (por ejemplo, el diámetro interno de un tubo) puede estar entre aproximadamente 10 y aproximadamente 300 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (por ejemplo, el diámetro interno de un tubo) puede estar entre aproximadamente 20 y aproximadamente 300 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (por ejemplo, el diámetro interno de un tubo) puede estar entre aproximadamente 10 y aproximadamente 200 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre superficies internas opuestas (por ejemplo, el diámetro interno de un tubo) pueden estar entre aproximadamente 20 y aproximadamente 200 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (por ejemplo, diámetro interno de un tubo) puede estar entre aproximadamente 10 y aproximadamente 100 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (por ejemplo, el diámetro interno de un tubo) puede estar entre aproximadamente 20 y aproximadamente 100 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas) (p. ej., el diámetro interno de un tubo) puede estar entre aproximadamente 20 y aproximadamente 50 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos puede ser de aproximadamente 200 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre superficies internas opuestas (p. ej., diámetro interno de un tubo) puede ser de al menos aproximadamente 20 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (por ejemplo, el diámetro interno de un tubo) puede ser de al menos aproximadamente 40 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (p. ej., el diámetro interno de un tubo) puede ser de al menos aproximadamente 50 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (p. ej., el diámetro interno de un tubo) puede ser de al menos aproximadamente 800 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (p. ej., el diámetro interno de un tubo) puede ser de al menos aproximadamente 100 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (p. ej., el diámetro interno de un tubo) puede ser de al menos aproximadamente 150 μm. El diámetro interno de los gránulos de polímero huecos (es decir, la distancia entre las superficies internas opuestas (por ejemplo, el diámetro interno de un tubo) puede ser de al menos aproximadamente 200 μm. Tales tamaños de hueco/lumen permiten una infiltración celular ventajosa en los gránulos de polímero huecos.

El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 100 y 200 μm. El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 10 μm y 200 μm. El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 10 y 100 μm. El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 10 y 80 μm. El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 10 y 50 μm. El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 10 y 40 μm. El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 10 y 30 μm. El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 20 y 100 μm. El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 20 y 80 μm. El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 20 y 50 μm. El grosor de las paredes de los gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 20 y 30 μm.

Los gránulos de polímero huecos pueden tener un diámetro externo de 50 a 200 μm, un diámetro interno de 20 a 170 μm y, opcionalmente, un espesor de pared de al menos 30 μm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un diámetro externo de 50 a 200 μm, un diámetro interno de 20 a 190 μm y, opcionalmente, un espesor de pared de 10 μm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un diámetro externo de 50 a 200 μm, un diámetro interno de 20 a 170 μm y, opcionalmente, un espesor de pared de 30 μm. Los gránulos de polímero huecos pueden tener un diámetro externo de 50 a 500 μm, un diámetro interno de 20 a 370 μm y, opcionalmente, un espesor de pared de al menos 30 μm.

Es posible que los gránulos de polímero huecos del tamaño deseado no puedan pasar a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 400 μm, pero pasarán a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 500 μm. Es posible que los gránulos de polímero huecos del tamaño deseado no puedan pasar a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 400 μm, pero pasarán a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 600 μm. Es posible que los gránulos de polímero huecos del tamaño deseado no puedan pasar a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 400 μm, pero pasarán a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 800 μm. Es posible que los gránulos de polímero huecos del tamaño deseado no puedan pasar a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 300 μm, pero pasarán a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 500 μm. Es posible que los gránulos de polímero huecos del tamaño deseado no puedan pasar a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 300 μm, pero pasarán a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 600 μm. Es posible que los gránulos de polímero huecos del tamaño deseado no puedan pasar a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 300 μm, pero pasarán a través de un tamiz o filtro con un tamaño de poro de aproximadamente 800 μm.

El hueco (o "lumen" de otro modo) de los gránulos de polímero huecos puede ser al menos el 10 % del volumen de los gránulos de polímero huecos. El hueco de los gránulos de polímero huecos puede ser al menos el 20 % del volumen de los gránulos de polímero huecos. El hueco de los gránulos de polímero huecos puede ser al menos el 30 % del volumen de los gránulos de polímero huecos. El hueco de los gránulos de polímero huecos puede ser al menos el 40 % del volumen de los gránulos de polímero hueco. El hueco de los gránulos de polímero huecos puede ser al menos el 50 % del volumen de los gránulos de polímero huecos. Dichos volúmenes de hueco/lumen permiten una infiltración celular ventajosa en los gránulos de polímero huecos.

El tamaño, la longitud, el diámetro, el volumen o el grosor de los gránulos de polímero huecos, o las características de los mismos, pueden referirse al tamaño medio de una población de gránulos de polímero huecos. En una realización, el tamaño, la longitud, el diámetro, el volumen o el grosor de los gránulos de polímero huecos, o las características de los mismos, pueden referirse al mayor tamaño, longitud, diámetro, volumen o grosor del gránulo de polímero hueco. El tamaño de los gránulos de polímero huecos puede ser elegido ventajosamente por el experto en la materia para la aplicación prevista o el tipo de armazón requerido. Por ejemplo, el uso de gránulos de polímero huecos de mayor tamaño puede ser para aumentar la porosidad, donde los espacios entre los gránulos de polímero huecos pueden ser mayores en relación con el uso de gránulos de polímero huecos más pequeños. Dicho control de tamaño puede proporcionar control sobre la velocidad de liberación del agente, por lo que se puede proporcionar una velocidad de liberación más rápida mediante la elección de gránulos de polímero huecos más grandes. Por ejemplo, al extruir el material de gránulos de polímero huecos, la tasa de extracción se puede cambiar y tirar de los gránulos de polímero huecos en diámetros más delgados. Además, la morfología puede verse influenciada por un cambio en la temperatura y, por lo tanto, en el tiempo de enfriamiento.

Los gránulos de polímero huecos pueden ser sólidos (con la excepción del propio hueco), es decir, el material del gránulo de polímero hueco puede ser sólido sin una estructura porosa. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden estar compuestos de material poroso, de modo que las paredes de la estructura de gránulos de polímero huecos sean porosas.

Los gránulos de polímero huecos pueden comprender o consistir en uno o más polímeros. El o los polímeros pueden ser polímeros sintéticos. Los gránulos de polímero huecos pueden comprender uno o más polímeros seleccionados del grupo que comprende poli(a-hidroxiácidos) que incluyen poli(D,L-lactida-co-glicolida)(PLGA), poliácido D,L-láctico (PDLLA), polietilenimina (PEI), ácidos polilácticos o poliglicólicos, copolímeros de polilactida poliglicolida y copolímeros de polietilenglicol polilactida poliglicolida, polietilenglicol (PEG), poliésteres, poli(s-caprolactona), poli(3-hidroxibutirato), poli(ácido s-caproico), poli(p-dioxanona), poli(fumarato de propileno), poli(ortoésteres), polímeros de adición de acetales de poliol/diceteno, polianhídridos, poli(anhídrido sebácico) (PSA), poli(carboxibiscarboxifenoxifosfaceno) (PCPP), poli [bis (p-carboxifenoxi) metano] (PCPM), copolímeros de SA, CPP y CPM (como se describe en Tamat y Langer en Journal of Biomaterials Science Polymer Edition, 3, 315-353. 1992 y por Domb en el Capítulo 8 de The Handbook of Biodegradable Polymers, Editores Domb A J y Wiseman RM, Harwood Academic Publishers), poli(aminoácidos), poli(pseudoaminoácidos), polifosfacenos, derivados de poli [(dicloro) fosfaceno], poli [(organo) fosfacenos], polifosfatos, copolímeros en bloque de polietilenglicol y polipropileno, por ejemplo, los vendidos bajo la marca Pluronics™, polímeros naturales o sintéticos como seda, elastina, quitina, quitosano, fibrina, fibrinógeno, polisacáridos (incluidas las pectinas), alginatos, colágeno, péptidos, polipéptidos o proteínas, copolímeros preparados a partir de los monómeros de cualquiera de estos polímeros, mezclas aleatorias de estos polímeros, cualquier polímero adecuado y mezclas o combinaciones de los mismos.

Los gránulos de polímeros huecos pueden comprender polímeros seleccionados del grupo que comprende poli(ahidroxiácidos) tales como ácido poliláctico (PLA), ácido poliglicólico (PGA), poli(D,L-lactida-co-glicolida)(PLGA), poli D, ácido L-láctico (PDLLA), copolímeros de polilactida poliglicolida y combinaciones de los mismos. En una realización, los gránulos de polímero huecos comprenden o consisten en PLGA. En una realización, los gránulos de polímero huecos comprenden solo un polímero, como PLGA.

Los gránulos de polímero huecos pueden comprender un polímero que es una mezcla de un poli(a-hidrox¡ác¡do) con poli(etilenglicol) (PEG), tal como una mezcla de un polímero o copolímero basado en ácido glicólico y/o ácido láctico con PEG. Los gránulos de polímero huecos pueden comprender PLGNPEG. Los gránulos de polímero huecos pueden comprender PEG, por ejemplo, como plastificante. En otra realización, los gránulos de polímero huecos pueden no comprender PEG. En otra realización, los gránulos de polímero huecos pueden estar sustancialmente libres de PEG, por ejemplo, los gránulos de polímero huecos pueden comprender menos del 2 % p/p de PEG. En otra realización, los gránulos de polímero huecos pueden comprender menos del 1,5 % p/p de PEG. En otra realización, los gránulos de polímero huecos pueden comprender menos del 1 % p/p de PEG. En otra realización, los gránulos de polímero huecos pueden comprender menos del 0,5 % p/p de PEG. En otra realización, los gránulos de polímero huecos pueden comprender menos del 0,2 % p/p de PEG.

En una realización, los gránulos de polímero huecos comprenden PLGA 95:5. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden comprender PLGA 50:50. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden comprender PLGA 85:15. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden comprender cualquier PLGA entre PLGA 85:15 y PLGA 95:5. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden comprender PLGA 65:35. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden comprender PLGA 72:25. También se pueden considerar PLGA que tengan proporciones de monómeros entre las descripciones de PLGA anteriores.

En las descripciones en donde se proporciona PEG como plastificante en los gránulos de polímero huecos, el PEG puede ser hasta el 10 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede ser de hasta el 8 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede ser de hasta el 6 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede ser de hasta el 3 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede ser de hasta el 2 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede ser de hasta el 1 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede estar entre el 1 y 10 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede estar entre el 5 y el 8 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede estar entre el 6 y el 7 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede estar entre el 2 y el 6 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede estar entre el 3 y el 4 % del contenido del gránulo de polímero hueco. Alternativamente, el PEG puede ser aproximadamente 6,5 % del contenido del gránulo de polímero hueco.

En las descripciones en donde se proporciona PEG como plastificante en los gránulos de polímero huecos, el PEG puede tener un peso molecular de 1000 Da o menos. El PEG puede tener un peso molecular de entre 400 Da y 1000 Da. Alternativamente, el PEG es de 800 Da o menos. Alternativamente, el PEG es de 600 Da o menos. En una realización, el PEG es PEG400. En una realización, los gránulos de polímero huecos comprenden PEG400 líquido, en donde opcionalmente el PEG400 se proporciona en una cantidad de 1-40 % p/p. En una realización, los gránulos de polímero huecos comprenden PEG400 líquido, en donde opcionalmente el PEG400 se proporciona en una cantidad de 1-30 % p/p. En una realización, los gránulos de polímero huecos comprenden PEG400 líquido, en donde opcionalmente el PEG400 se proporciona en una cantidad de 1 -20 % p/p. En una realización, los gránulos de polímero huecos comprenden PEG400 líquido, en donde opcionalmente el PEG400 se proporciona en una cantidad de 1-15 % p/p.

Los gránulos de polímero huecos pueden comprender un plastificante, que puede ser o no PEG. El plastificante puede comprender PLGA, como PLGA de bajo peso molecular, por ejemplo, PLGA de menos de 10 kDa. Adicional o alternativamente, el plastificante puede comprender los monómeros de PLGA (es decir, DL-lactida y/o glicolida).

Los gránulos de polímero huecos pueden comprender un plastificante seleccionado entre cualquiera de glicerina, polietilenglicoles, éter monomérico de polietilenglicol, propilenglicol, solución de sorbitol sorbitán, citrato de acetil tributilo, citrato de acetil trietilo, aceite de ricino, monoglicéridos de diacetilo, sebacato de dibutilo, ftalato de dietilo, triacetina., citrato de tributilo, citrato de trietilo o combinaciones de los mismos, en donde opcionalmente los plastificantes se proporcionan en una cantidad de 1-10 % p/p.

Los gránulos de polímero huecos pueden comprender un plastificante seleccionado de cualquiera de glicerina, polietilenglicoles, éter monómero de polietilenglicol, propilenglicol, solución de sorbitol sorbitán o combinaciones de los mismos, opcionalmente en donde los plastificantes se proporcionan en una cantidad de 1-10 % p/p. Los gránulos de polímero huecos pueden comprender un plastificante seleccionado de cualquiera de citrato de acetil tributilo, citrato de acetil trietilo, aceite de ricino, monoglicéridos de diacetilo, sebacato de dibutilo, ftalato de dietilo, triacetina, citrato de tributilo, citrato de trietilo o combinaciones de los mismos, en donde opcionalmente se proporcionan los plastificantes en una cantidad de 1-10 % p/p.

En otras descripciones, el plastificante se puede proporcionar en una cantidad de hasta el 40 % p/p. En otras descripciones, el plastificante se puede proporcionar en una cantidad de hasta el 30 % p/p. En otra realización, el plastificante se puede proporcionar en una cantidad de 1-40 % p/p. En otra realización, el plastificante se puede proporcionar en una cantidad de 1-30 % p/p. En otra realización, el plastificante se puede proporcionar en una cantidad de 1-20 % p/p. En otra realización, el plastificante se puede proporcionar en una cantidad de 1-15 % p/p. En otra realización, el plastificante se puede proporcionar en una cantidad del 2-40 % p/p. En otra realización, el plastificante se puede proporcionar en una cantidad de 2-30 % p/p. En otra realización, el plastificante se puede proporcionar en una cantidad de 2-20 % p/p.

Los gránulos de polímero huecos pueden ser biocompatibles y/o biodegradables. Controlando los polímeros usados en los gránulos de polímero huecos, se puede controlar la tasa de degradación del armazón.

Material de armazones

En una realización, el material de armazón comprende un vehículo, por ejemplo, gránulos de polímero huecos suspendidos en un vehículo como se describe en la presente invención.

El material de armazón puede comprender uno o más tipos de gránulos de polímero huecos fabricados a partir de uno o más tipos de polímeros. El material de armazón puede comprender además uno o más tipos de partículas poliméricas fabricadas a partir de uno o más tipos de polímeros, como los polímeros o mezclas de polímeros enumerados en la presente invención. Las partículas de polímero pueden estar hechas del mismo material que los gránulos de polímero huecos.

Además, el material de armazón puede comprender además partículas de polímero natural o partículas no poliméricas. Las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden ser micropartículas. Las partículas no poliméricas pueden comprender o consistir en cerámica. La cerámica puede comprender o consistir en sulfato de calcio (CS) o fosfato tricálcico p (p-TCP). En otra realización, las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden comprender moléculas de azúcar cristalizadas, tales como partículas cristalizadas de manitol. Se pueden proporcionar otras partículas de azúcar, como glucosa. Las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden comprender antioxidantes. Las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden comprender cerámicas sustituidas con sílice. Las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden comprender fosfato tricálcico a. Las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden comprender hidroxiapatita. Las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden comprender fosfato de calcio. Se pueden considerar combinaciones de diferentes partículas de polímeros naturales o partículas no poliméricas.

Las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden tener un tamaño sustancialmente similar o igual (según el tamaño de partícula promedio en una población) en relación con los gránulos de polímero hueco. En otra realización, las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden tener un tamaño más pequeño (según un tamaño de partícula promedio en una población) en relación con los gránulos de polímero hueco. Por ejemplo, las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden estar en forma de polvo. Una forma de polvo puede comprender partículas de menos de aproximadamente 250 micrómetros según un tamaño de partícula promedio en una población. En otra realización, una forma de polvo puede comprender partículas de menos de aproximadamente 150 micrómetros según un tamaño de partícula promedio en una población. En otra realización, una forma de polvo puede comprender partículas de entre aproximadamente 20 y 250 micrómetros según un tamaño de partícula promedio en una población.

En una realización, las partículas de polímero natural o no poliméricas se encapsulan dentro de los gránulos de polímero huecos. En una realización, las partículas de polímero natural o no poliméricas están en forma de polvo y encapsuladas dentro de gránulos de polímero huecos. El experto en la materia comprenderá que las partículas de polímero natural o no poliméricas pueden tener cualquier tamaño adecuado para encapsularse dentro de los gránulos de polímero huecos. La encapsulación puede proporcionarse mediante la formación de gránulos de polímero huecos en presencia de la partícula de polímero natural o no polimérica, tal como cerámica. Por ejemplo, la encapsulación puede ocurrir a través de la coextrusión del polímero para formar los gránulos de polímero huecos y las partículas de polímero natural o no poliméricas, como la cerámica. Por ejemplo, la encapsulación puede ocurrir a través de la coextrusión del polímero para formar los gránulos de polímero huecos y las partículas de polímero natural o no poliméricas, como la cerámica. Las partículas no poliméricas pueden proporcionarse dentro de los gránulos de polímero huecos según los métodos descritos en este documento.

El material de armazón puede comprender entre 1 % y 55 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre 1 % y 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre un 10 % y un 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre un 20 % y un 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre un 30 % y un 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre un 40 % y un 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica.

En una realización en donde las partículas de polímero natural o no poliméricas están encapsuladas dentro de los gránulos de polímero huecos, los gránulos de polímero huecos pueden comprender entre el 1 % y el 55 % (p/p) de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. Alternativamente, en una realización en donde las partículas de polímero natural o no poliméricas están encapsuladas dentro de los gránulos de polímero huecos, los gránulos de polímero huecos pueden comprender entre 20 % y 55 % (p/p) de partículas de polímero natural o poliméricas, como cerámica. Alternativamente, en una realización en donde las partículas de polímero natural o no poliméricas están encapsuladas dentro de los gránulos de polímero huecos, los gránulos de polímero huecos pueden comprender entre 20 % y 50 % (p/p) de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. Alternativamente, en una realización en donde las partículas de polímero natural o no poliméricas están encapsuladas dentro de los gránulos de polímero huecos, los gránulos de polímero huecos pueden comprender entre 30 % y 50 % (p/p) de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. Alternativamente, en una realización en donde las partículas de polímero natural o no poliméricas están encapsuladas dentro de los gránulos de polímero huecos, los gránulos de polímero huecos pueden contener entre un 40 % y un 50 % (p/p) de partículas de polímero natural o no polimérica, como cerámica.

En una realización en donde se proporcionan partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica, en el material de armazón, el material de armazón puede comprender menos del 40 % p/v de plastificante en el vehículo. En otra realización en donde se proporcionan partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica, en el material de armazón, el material de armazón puede comprender menos del 39 % p/v de plastificante en el vehículo. En otra realización en donde se proporcionan partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica, en el material de armazón, el material de armazón puede comprender menos del 35 % p/v de plastificante en el vehículo. En otra realización en donde se proporcionan partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica, en el material de armazón, el material de armazón puede comprender menos del 30 % p/v de plastificante en el vehículo. Alternativamente, el contenido de plastificante puede ser inferior al 20 %, 15 %, 10 % o 5 % p/v del vehículo. En una realización en donde se proporcionan partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica, en el material de armazón, el material de armazón puede comprender aproximadamente 1 % p/v de plastificante en el vehículo.

Cuando se usa más de un tipo de gránulo de polímero hueco, cada tipo de gránulo de polímero hueco puede tener una propiedad de solidificación o fraguado diferente. Por ejemplo, los gránulos de polímero huecos pueden estar hechos de polímeros similares, pero pueden tener diferentes pH de gelificación o diferentes temperaturas de fusión o puntos de transición vítrea.

En una realización, para que los gránulos de polímero huecos formen un armazón, la temperatura alrededor de los gránulos de polímero huecos, por ejemplo, en el ser humano o en el animal no humano donde se administra la composición, es aproximadamente igual o mayor que la temperatura de transición vítrea de los gránulos de polímero huecos. A tales temperaturas, los gránulos de polímero huecos pueden interconectarse con uno o más gránulos de polímero huecos para formar un armazón. Por interconexión se entiende que los gránulos de polímero huecos adyacentes se unen entre sí. Por ejemplo, los gránulos de polímero huecos pueden interconectarse debido al enredo de las cadenas de polímero en la superficie de un gránulo de polímero hueco con las cadenas de polímero en la superficie de otro gránulo de polímero hueco. Puede haber adhesión, cohesión o fusión entre gránulos de polímero huecos adyacentes.

El material de armazón puede comprender gránulos de polímero huecos que están formados por un polímero o una mezcla de polímeros que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) cercana o justo por encima de la temperatura corporal (como de aproximadamente 30 °C a 45 °C, por ejemplo, de aproximadamente de 35 °C a 40 °C, por ejemplo, de aproximadamente 37 °C a 40 °C). En consecuencia, a temperatura ambiente, los gránulos de polímero huecos están por debajo de su Tg y se comportan como gránulos de polímero huecos discretos, pero en el cuerpo los gránulos de polímero huecos se ablandan e interactúan/se adhieren a sus vecinos. Preferiblemente, la formación de armazones comienza dentro de los 15 minutos del aumento de la temperatura desde la temperatura ambiente hasta la corporal.

Los gránulos de polímero huecos se pueden formar a partir de un polímero que tiene una Tg de aproximadamente 35 °C a 40 °C, por ejemplo, de aproximadamente 37 °C a 40 °C, en donde el polímero es un poli(a-hidroxiácido) (tal como PLA, PGA, PLGA o PDLLA o una combinación de los mismos), o una mezcla de los mismos con poli(etilenglicol) (PEG). A la temperatura corporal, estos gránulos de polímero huecos pueden interactuar con un armazón. El material de armazón puede comprender solo gránulos de polímero huecos de poli(a-hidroxiácido)/PEG u otros tipos de partículas/gránulos pueden incluirse.

Los gránulos de polímero huecos pueden formarse a partir de una mezcla de poli(D,L-lactida-co-glicolida)(PLGA) y poli(etilenglicol) (PEG) que tiene una Tg igual o superior a la temperatura corporal. A la temperatura corporal, estos gránulos de polímero huecos pueden interactuar con un armazón, y durante este proceso se puede perder PEG de la superficie de los gránulos de polímero huecos, lo que tendrá el efecto de elevar la Tg y endurecer la estructura del armazón. El material de armazón puede comprender solo gránulos de polímero huecos de PLGNPEG o se pueden incluir otros tipos de partículas/gránulos. El material de armazón puede comprender solo gránulos de polímero huecos de PLGA. El material de armazón, tal como los gránulos de polímero huecos de polímero, puede estar sustancialmente libre de plastificante, tal como PEG.

Ventajosamente, proporcionar gránulos de polímero huecos que estén sustancialmente libres de plastificante, como PEG, proporciona un proceso de fabricación más eficiente y mejora la estabilidad a temperatura ambiente de los gránulos de polímero huecos. Por ejemplo, debido a las bajas temperaturas de transición vítrea de los gránulos de polímeros huecos típicos, como las mezclas de PLGNPEG400, deben almacenarse en un refrigerador o congelador. Por el contrario, los gránulos de polímero huecos que están sustancialmente libres de plastificante serían capaces de almacenarse a temperatura ambiente. Dichos gránulos de polímero huecos libres de plastificantes aún pueden ser capaces de fraguarse en un armazón con el uso de plastificantes en un vehículo como se describe en este documento.

El material de armazón puede comprender una mezcla de gránulos de polímero huecos sensibles a la temperatura y gránulos o partículas de polímero huecos no sensibles a la temperatura. Preferiblemente, las partículas no sensibles a la temperatura son gránulos/partículas de polímero hueco con una temperatura de transición vítrea que está por encima de la temperatura a la que se pretende usar la composición. En una composición que comprende una mezcla de gránulos de polímero huecos sensibles a la temperatura y gránulos/partículas de polímero huecos no sensibles a la temperatura, la proporción de gránulos de polímero huecos sensibles a la temperatura a gránulos/partículas de polímero huecos no sensibles a la temperatura puede ser de aproximadamente 3:1 o inferior, por ejemplo, 4:3. Los gránulos de polímero huecos sensibles a la temperatura pueden ser capaces de interconectarse entre sí cuando la temperatura de la composición se eleva a o por encima de la temperatura de transición vítrea de estos gránulos de polímero huecos. Controlando la proporción de gránulos de polímero huecos sensibles a la temperatura a gránulos/partículas de polímero huecos no sensibles a la temperatura, puede ser posible manipular la porosidad del armazón resultante.

La referencia a la sensibilidad a la temperatura puede referirse a la sensibilidad a la temperatura a temperaturas inferiores a 200 °C. La referencia a la sensibilidad a la temperatura puede referirse a la sensibilidad a la temperatura a temperaturas inferiores a 180 °C. La referencia a la sensibilidad a la temperatura puede referirse a la sensibilidad a la temperatura a temperaturas inferiores a 150 °C. La referencia a la sensibilidad a la temperatura puede referirse a la sensibilidad a la temperatura a temperaturas inferiores a 120 °C. La referencia a la sensibilidad a la temperatura puede referirse a la sensibilidad a la temperatura a temperaturas inferiores a 100 °C. La referencia a la sensibilidad a la temperatura puede referirse a la sensibilidad a la temperatura a temperaturas inferiores a 80 °C. La referencia a la sensibilidad a la temperatura puede referirse a la sensibilidad a la temperatura a temperaturas inferiores a 60 °C. La referencia a la sensibilidad a la temperatura puede referirse a la sensibilidad a la temperatura a temperaturas inferiores a 50 °C. La referencia a la sensibilidad a la temperatura puede referirse a la sensibilidad a la temperatura a temperaturas inferiores a 45 °C. La referencia a la sensibilidad a la temperatura puede referirse a la sensibilidad a la temperatura a temperaturas inferiores a 40 °C.

En una realización, las partículas cerámicas pueden estar presentes adicionalmente en el material de armazón. Este será típicamente un tipo de partícula insensible a la temperatura. Como alternativa o adicionalmente, los gránulos de polímero huecos en el material del armazón pueden contener un componente cerámico. Este será típicamente un tipo de partícula insensible a la temperatura. La inclusión de material cerámico ya sea como partículas separadas o dentro de los gránulos de polímero huecos puede mejorar la osteoconductividad y/o agregar osteoinductividad.

Los gránulos de polímero huecos se pueden proporcionar secos, por ejemplo, antes de mezclarlos con cualquier vehículo. Los gránulos de polímero huecos pueden dispersarse al menos parcialmente en el vehículo. Los gránulos de polímero huecos pueden no ser solubles en el vehículo a una temperatura de 37 °C o menos.

El material de armazón puede usarse en un método de tratamiento del cuerpo humano o animal mediante cirugía o terapia o en un método de diagnóstico practicado en el cuerpo humano o animal. El material de armazón puede ser para uso farmacéutico o puede ser para uso en cirugía estética.

En una realización, el armazón de gránulos de polímero huecos es poroso. Los poros pueden estar formados por la estructura hueca de cada gránulo hueco de polímero y, además, por huecos dentro de los gránulos de polímero huecos y/o por espacios entre los gránulos de polímero huecos. En una realización, los poros están formados por la estructura hueca de cada gránulo de polímero hueco, los huecos dentro de las micropartículas de polímero y los espacios entre las micropartículas de polímero. Los poros pueden estar formados por los huecos que quedan entre los gránulos de polímero huecos usados para formar el armazón.

El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 30 %. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 35 %. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 40 %. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 50 %. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 60 %. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 65 %. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 70 %. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 55 % mientras que también mantiene una resistencia a la compresión de al menos 0,5 MPa o al menos 0,8 MPa. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 55 % mientras que también mantiene una resistencia a la compresión de al menos 1 MPa. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 60 % mientras mantiene también una resistencia a la compresión de al menos 0,5 MPa o al menos 0,8 MPa. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 60 % mientras que también mantiene una resistencia a la compresión de al menos 1 MPa. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 65 % mientras que también mantiene una resistencia a la compresión de al menos 0,5 MPa o al menos 0,8 MPa. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 65 % mientras que también mantiene una resistencia a la compresión de al menos 1 MPa.

El armazón puede tener un módulo de Young de al menos aproximadamente 4 Mpa. El armazón puede tener un módulo de Young de al menos aproximadamente 5 Mpa. El armazón puede tener un módulo de Young de al menos aproximadamente 6 Mpa. El armazón puede tener un módulo de Young de al menos aproximadamente 7 Mpa.

El módulo de Young y/o la tensión máxima pueden medirse a partir de las trazas de tensión frente a deformación obtenidas por un analizador de textura Exponent Stable Micro Systems TA.XT+ a aproximadamente 37 °C.

En otra realización, el armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 60 % mientras que también mantiene una resistencia a la compresión de al menos 1 MPa y un módulo de Young de al menos 5 MPa. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 60 % mientras que también mantiene una resistencia a la compresión de al menos 1 MPa y un módulo de Young de al menos 6 MPa. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 70 % mientras que también mantiene una resistencia a la compresión de al menos 1 MPa y un módulo de Young de al menos 5 MPa. El armazón puede tener un volumen de poros (es decir, porosidad) de al menos aproximadamente 70 % mientras que también mantiene una resistencia a la compresión de al menos 1 MPa y un módulo de Young de al menos 6 MPa.

Ventajosamente, el uso de gránulos de polímero huecos para formar una estructura de armazón proporciona un armazón de alta porosidad manteniendo al mismo tiempo una buena resistencia a la compresión y/o módulo de Young.

Los poros pueden tener un diámetro medio de aproximadamente 100 micrómetros. El armazón puede tener poros en el rango de nanómetros a milímetros. El armazón puede tener poros de aproximadamente 20 a aproximadamente 50 micrómetros, alternativamente entre aproximadamente 50 y 120 micrómetros. En una realización, el armazón tiene poros con un tamaño medio de 100 micrómetros. El armazón puede tener al menos aproximadamente un 30 %, aproximadamente un 40 %, aproximadamente un 50 % o más de volumen de poros. La porosidad del armazón puede estar entre el 30 % y el 70 %. La porosidad del armazón puede estar entre el 40 % y el 65 %. La porosidad del armazón puede estar entre el 40 % y el 60 %. La porosidad del armazón puede estar entre el 50 % y el 60 %. El armazón puede tener un volumen de poros de al menos 90 mm3 por 300 mm3 de armazón. El armazón puede tener un volumen de poros de al menos 120 mm3 por 300 mm3 de armazón. El armazón puede tener un volumen de poros de al menos 150 mm3 por 300 mm3 de armazón.

Como apreciaría el experto, el volumen y el tamaño de los poros se pueden determinar utilizando tomografía por microordenador (microCT) y/o microscopía electrónica de barrido (SEM). Por ejemplo, SEM puede llevarse a cabo usando un instrumento SEM Philips 535M.

Como se discutió anteriormente, los armazones de alta porosidad tienen más área de superficie que les da más espacio a las células para el crecimiento. De forma más ventajosa, si los gránulos de polímero huecos se combinan con células, su gran área superficial permite una mejor carga de células en comparación con los gránulos de polímero no huecos. Si los gránulos de polímero huecos se combinan con celdas, sus orificios protegen las celdas cuando se producen fuerzas de cizallamiento. Esto puede ser particularmente ventajoso cuando se mezclan las células y el material de armazón donde se puede mantener una mayor viabilidad de las células. Por lo tanto, los gránulos de polímero huecos proporcionan un efecto de protección para las células.

La composición o suspensión de gránulos de polímero huecos puede ser inyectable. El material de armazón inyectable puede ser capaz de fraguar (solidificarse/autoensamblarse) sobre/o después de la inyección en un sujeto para formar un armazón. En una realización, se pretende que el material de armazón se administre mediante inyección en el cuerpo de un ser humano o de un animal no humano. Si se inyecta el material del armazón, se elimina la necesidad de una cirugía invasiva para colocar el armazón. El material de armazón puede ser lo suficientemente viscoso para permitir la administración de la composición a un ser humano o a un animal no humano, preferiblemente mediante inyección.

Usando un material de armazón que se solidifica/fragua para formar un armazón después de la administración, se puede formar un armazón que se adapta a la forma del lugar donde se coloca, por ejemplo, la forma de una cavidad de tejido en donde se coloca. Esto soluciona un problema con los armazones fabricados antes de la administración que deben fabricarse con una forma específica antes de la administración y no pueden insertarse a través de un cuello de botella en una cavidad y no pueden expandirse para llenar una cavidad.

El material de armazón puede disponerse para administrarse a temperatura ambiente. Por lo tanto, el material del armazón puede ser viscoso a temperatura ambiente. Alternativamente, el material del armazón se puede calentar a una temperatura superior a la ambiente, por ejemplo, a la temperatura corporal (aproximadamente 372C) o superior, para su administración. El material de armazón puede ser fluido o viscoso a esta temperatura para facilitar su administración a un ser humano o un animal no humano.

El material de armazón puede tener una viscosidad que permita su administración, usando presión normal (por ejemplo, la presión puede ser razonablemente aplicada por la mano de una persona promedio), desde una jeringa que tiene un orificio de aproximadamente 4 mm o menos. El tamaño del orificio dependerá de la aplicación médica, por ejemplo, para muchas aplicaciones óseas se utilizará una jeringa con un orificio de entre aproximadamente 2 mm y aproximadamente 4 mm, sin embargo, para otras aplicaciones pueden preferirse orificios más pequeños. El término "presión normal" puede ser presión aplicada por un ser humano que administra la composición a un paciente usando una mano.

El material de armazón puede tener una viscosidad suficiente para que cuando se administre no se disipe inmediatamente, como lo haría el agua, sino que tome la forma del sitio donde se administra. Parte o la totalidad del portador y el agente pueden disiparse del armazón con el tiempo. En una realización, el material del armazón es lo suficientemente viscoso como para que cuando se administre el material del armazón inyectable permanezca sustancialmente donde se inyecta y no se disipe inmediatamente. En una realización, el armazón se forma, o se dispone para que se forme, antes de que haya una disipación sustancial del material del armazón. Más de aproximadamente el 50 %, 60 %, 70 %, 80 % o 90 % en peso del material de armazón proporcionado, tal como inyectado, en un sitio particular puede permanecer en el sitio y formar un armazón en ese sitio.

La pluralidad de gránulos de polímero huecos puede ser capaz de interconectarse y fijarse en un armazón sólido mediante sinterización. El material del armazón puede solidificarse espontáneamente cuando se inyecta en el cuerpo debido a un aumento de la temperatura posterior a la administración (p. ej., aumento de la temperatura desde la temperatura ambiente hasta la temperatura corporal). Este aumento de temperatura puede hacer que el material del armazón interactúe para formar un armazón.

Cuando el material del armazón se solidifica para formar un armazón, puede cambiar de un estado de suspensión o viscoso deformable a un estado sólido en donde el armazón formado es autoportante y conserva su forma. El armazón sólido formado puede ser quebradizo o más flexible dependiendo de su aplicación prevista. El armazón puede ser comprimible sin fracturarse (por ejemplo, una consistencia de esponja).

La solidificación del material del armazón (es decir, la formación/fraguado del armazón a partir del material del armazón) puede desencadenarse por cualquier medio apropiado, por ejemplo, la solidificación puede desencadenarse por un cambio de temperatura, un cambio de pH, un cambio en la fuerza mecánica (compresión), o la introducción de un agente o catalizador de interrelación, fraguado o gelificación.

En una realización, la solidificación se desencadena por la interacción del plastificante con los gránulos de polímero huecos, de modo que se entrelazan para formar el armazón. En particular, el plastificante puede alterar la química de la superficie de los gránulos de polímero huecos de manera que la Tg de la superficie disminuya, lo que permite que los gránulos de polímero huecos se peguen/entrelacen entre sí.

En otras palabras, los gránulos de polímero huecos pueden ser gránulos discretos que se pueden fraguar/solidificar en un armazón mediante un cambio de temperatura, un cambio de pH, un cambio en la fuerza mecánica (compresión) o la introducción de un agente de interconexión, fraguado agente o gelificante o catalizador.

El material de armazón se puede reticular mediante una variedad de métodos que incluyen, por ejemplo, entrelazamiento físico de cadenas poliméricas, reticulación UV de polímeros de acrilato, reacción de adición de Michael de tiolato o polímeros de acrilato, polímeros de tiolato reticulados mediante vinilsulfonas, reticulación mediante succinimatos de vinilsulfonas, reticulación mediante hidrazinas, gelificación inducida térmicamente, reticulación enzimática (por ejemplo, la adición de trombina al fibrinógeno), reticulación mediante la adición de sales o iones (especialmente iones Ca2+), reticulación a través de isocianatos (por ejemplo, diisocianato de hexametileno).

El material de armazón comprende gránulos de polímero huecos discretos, que son capaces de interactuar para formar un armazón. La interacción puede hacer que las partículas se entrelacen, en donde las partículas se conectan físicamente y se mantienen unidas. La interconexión puede lograrse mediante interacciones covalentes, no covalentes, electrostáticas, iónicas, adhesivas, cohesivas o de entrelazamiento entre los gránulos de polímero huecos o los componentes de los gránulos de polímero huecos.

Una característica de los gránulos de polímero huecos, para garantizar que se pueda formar un armazón, puede ser la temperatura de transición vítrea (Tg). Al seleccionar gránulos de polímero huecos que tienen una Tg por encima de la temperatura ambiente (p. ej., aproximadamente 24 °C), a temperatura ambiente los gránulos de polímero huecos están por debajo de su Tg y se comportan como gránulos discretos, pero cuando se exponen a una temperatura más alta (p. ej., en el cuerpo) los gránulos de polímero huecos se ablandan e interactúan/se adhieren a sus vecinos. En una realización, se utilizan gránulos de polímero huecos que tienen una Tg de aproximadamente 25 °C a 50 °C, tal como de aproximadamente 27 °C a 50 °C, por ejemplo, de aproximadamente 30 °C a 45 °C, tal como de 35 °C a 40 °C, por ejemplo, de aproximadamente 37 °C a 40 °C.

Como apreciaría el experto, las temperaturas de transición vítrea se pueden medir mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) o ensayos de reología. En particular, la temperatura de transición vítrea se puede determinar con DSC a una velocidad de exploración de 10 °C/min en la primera exploración de calentamiento, en donde la transición vítrea se considera el punto medio del cambio de entalpía. Un instrumento adecuado es un DSC-7 de Perkin Elmer (Bucks, Reino Unido).

En otras palabras, la formación del armazón se produce al exponer los gránulos de polímero huecos a un cambio de temperatura, desde una temperatura que está por debajo de su Tg hasta una temperatura más alta. La temperatura superior no tiene por qué ser necesariamente igual o superior a su Tg; cualquier aumento de temperatura que se aproxime a su Tg puede desencadenar la interacción requerida entre los gránulos de polímero huecos. En una realización, la formación del armazón se produce al exponer los gránulos de polímero huecos a un cambio de temperatura, desde una temperatura que está por debajo de su Tg hasta una temperatura más alta, donde la temperatura más alta no está más de 50 °C por debajo de su Tg., como no más de 30 °C por debajo de su Tg o no más de 20 °C por debajo de su Tg o no más de 10 °C por debajo de su Tg.

En una realización, si los gránulos de polímero huecos se elevan cerca de su temperatura Tg o por encima de ella al inyectarlos en el cuerpo, los gránulos de polímero huecos se interconectarán con uno o más gránulos de polímero huecos para formar un armazón. Por interconexión se entiende que los gránulos de polímero huecos adyacentes se unen entre sí. Por ejemplo, los gránulos de polímero huecos pueden interconectarse debido al enredo de las cadenas de polímero en la superficie de un gránulo de polímero hueco con las cadenas de polímero en la superficie de otro gránulo de polímero hueco. Puede haber adhesión, cohesión o fusión entre gránulos de polímero huecos adyacentes.

Cuando los gránulos de polímero huecos se unen y se interconectan, se forman poros en el armazón resultante, como consecuencia de los espacios inevitables entre los gránulos de polímero huecos adyacentes. Dichos espacios/huecos entre los gránulos de polímero huecos no pueden llenarse con un hidrogel u otro material estructural. Sin embargo, dichos espacios/huecos entre los gránulos de polímero huecos pueden llenarse con un vehículo líquido.

En una realización, el material de armazón comprende gránulos de polímero huecos discretos que son capaces de interactuar para formar un armazón que tiene una Tg entre aproximadamente 35 °C y aproximadamente 40 °C, así como otros gránulos de polímero huecos discretos que tienen una Tg de aproximadamente 40 °C. Se puede incorporar un agente para la administración en solo uno de los tipos de gránulos o en ambos. Preferiblemente, el agente para la administración se incorpora en al menos los gránulos discretos que tienen una Tg superior a 40 °C.

El armazón puede formarse sin generación de calor o pérdida de un disolvente orgánico.

La formación del armazón a partir del material del armazón, una vez administrado a un ser humano o a un animal no humano, puede tardar desde aproximadamente 20 segundos hasta aproximadamente 24 horas, alternativamente entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 5 horas, alternativamente entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 1 hora, alternativamente menos de aproximadamente 30 minutos, alternativamente menos de aproximadamente 20 minutos. En una realización, la solidificación se produce entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 20 minutos desde la administración.

El material de armazón puede comprender de aproximadamente 20 % a aproximadamente 80 % de gránulos de polímero huecos y de aproximadamente 20 % a aproximadamente 80 % de vehículo; de aproximadamente 30 % a aproximadamente 70 % de gránulos de polímero huecos y de aproximadamente 30 % a aproximadamente 70 % de vehículo; p.ej. el material de armazón puede comprender de aproximadamente 40 % a aproximadamente 60 % de gránulos de polímero huecos y de aproximadamente 40 % a aproximadamente 60 % de vehículo; el material de armazón puede comprender aproximadamente 50 % de gránulos de polímero huecos y aproximadamente 50 % de vehículo. Los porcentajes mencionados anteriormente se refieren todos a porcentaje en peso.

En una realización, el material del armazón se puede usar para formar un armazón que puede resistir una carga de compresión superior a 0,5 MPa. En otra realización, el material del armazón se puede usar para formar un armazón que pueda resistir una carga de compresión superior a 0,8 MPa. En otra realización, el material del armazón se puede usar para formar un armazón que pueda resistir una carga de compresión superior a 0,9 MPa. En otra realización, el material del armazón se puede usar para formar un armazón que pueda resistir una carga de compresión superior a 1 MPa. En otra realización, el material del armazón se puede usar para formar un armazón que pueda resistir una carga de compresión superior a 1,5 MPa. En otra realización, el material del armazón se puede utilizar para formar un armazón que pueda resistir una carga de compresión superior a 2 MPa. La resistencia a la compresión del armazón puede ser una propiedad del armazón in situ, por ejemplo, en el cuerpo. Además, la resistencia a la compresión del armazón puede ser una propiedad del armazón, medida in vitro después del fraguado durante al menos 24 horas en un ambiente húmedo (por ejemplo, 100 % de humedad) a aproximadamente 37 °C. En otra realización, el armazón puede tener una resistencia a la compresión de al menos 0,5 MPa después de 2 horas de fraguado en un ambiente húmedo (por ejemplo, 100 % de humedad) a aproximadamente 37 °C.

Es posible que el armazón no requiera una resistencia a la compresión significativa, como 1 MPa. Por ejemplo, en una aplicación en donde se desea una capa delgada de armazón (por ejemplo, una capa de 2 a 10 mm de espesor), el nivel de resistencia a la compresión del armazón puede no ser un parámetro relevante. Por ejemplo, en algunas aplicaciones puede ser deseable un grado de flexibilidad del armazón. Por lo tanto, la presente invención también describe material de armazón sustancialmente flexible. Dicho material de armazón flexible puede ser maleable, de modo que no se agriete, astilla o rompa cuando se dobla o pliega. En una realización, el armazón tiene una consistencia de masilla. En una realización, el armazón puede mantener su flexibilidad tras el fraguado del armazón. Alternativamente, el armazón puede ser duro (por ejemplo, no comprimible o maleable por una mano adulta promedio). En una realización en donde se forma una película de armazón, el armazón puede ser suficientemente flexible para enrollarlo en un tubo sin fracturarse.

En una realización, el armazón se forma ex situ (por ejemplo, fuera del cuerpo/defecto a tratar). El material de armazón se puede extender en una capa, es decir, una capa sustancialmente delgada antes del fraguado. La capa puede tener un espesor de aproximadamente 2-10 mm. La capa se puede formar extendiendo el material de armazón sobre una superficie antes del fraguado, por ejemplo, mediante sinterización. La extensión puede comprender pintar, enrollar o inyectar el material de armazón sobre una superficie para formar una capa de material de armazón. La formación de una capa de armazón puede proporcionar una membrana flexible de armazón. La capa de armazón puede tener un espesor de 10 mm o menos. La capa de armazón puede tener un espesor de 8 mm o menos. La capa de armazón puede tener un espesor de 6 mm o menos. La capa de armazón puede tener un espesor de 5 mm o menos. La capa de armazón puede tener entre 2 mm y 10 mm de espesor.

Adicional o alternativamente, en métodos en donde el material de armazón se esparce en una capa, el material de armazón puede comprender una proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos de 1,2:1 o más. Adicional o alternativamente, en métodos en donde el material de armazón se esparce en una capa, el material de armazón puede comprender una proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos de 1,5:1 o más. Adicional o alternativamente, en métodos en donde el material de armazón se extiende en una capa, el material de armazón puede comprender una proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos de aproximadamente 2:1. Adicional o alternativamente, en métodos en donde el material de armazón se esparce en una capa, el material de armazón puede comprender una proporción de vehículo a gránulo de polímero hueco de entre aproximadamente 1,2:1 y aproximadamente 2:1.

Los gránulos de polímero huecos pueden estar orientados de manera no uniforme entre sí. Por ejemplo, los gránulos de polímero huecos pueden orientarse aleatoriamente. Los gránulos de polímero huecos pueden no estar alineados entre sí, por ejemplo, en pilas para formar estructuras similares a panales.

El armazón se puede formar del material de armazón como se describe en la presente invención.

Método de formación de un armazón

Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para formar un armazón para la reparación o reemplazo de tejidos, según la reivindicación 13 descrita en la presente invención.

El método de formación de un material de armazón para la reparación o reemplazo de tejidos puede comprender mezclar los gránulos de polímero huecos con un vehículo líquido antes del fraguado.

proporcionar gránulos de polímero huecos;

proporcionar un agente, en donde el agente está en forma de polvo;

mezclar los gránulos de polímero huecos con el agente en polvo;

fraguar el material de armazón de manera que fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero huecos, en donde el agente en polvo se encapsula entre el armazón de gránulos de polímero huecos.

También se describe un método para formar un armazón para la liberación controlada de un agente in situ, comprendiendo el método:

proporcionar gránulos de polímero huecos;

proporcionar un agente, en donde el agente está en forma de polvo;

mezclar los gránulos de polímero huecos con el agente;

Ventajosamente, la provisión del agente en forma de polvo aún permite la formación de armazones, pero también permite un perfil de liberación favorable del agente in situ. Por ejemplo, el agente puede estar disponible a medida que la forma de polvo del agente (tal como cristales) se solubiliza en el vehículo y/o fluido corporal del paciente que se está tratando. Por lo tanto, se puede proporcionar una liberación explosiva del agente después de la implantación/inyección del armazón, seguida de una liberación sostenida más prolongada (es decir, un perfil de liberación de cinética de 1er orden).

Los métodos para formar el armazón como se describe en la presente invención pueden comprender el paso de fraguar el armazón mediante la administración/aplicación del material del armazón en un sitio para la reparación o el reemplazo del tejido. El sitio para la reparación o sustitución de un tejido puede ser un tejido in situ, en el cuerpo de un paciente o en un tejido in vitro/ex situ. La aplicación puede realizarse mediante métodos descritos en la presente invención, como implantación, inyección o moldeado en el sitio para reparación o reemplazo.

El vehículo

El material de armazón puede comprender un vehículo. En una realización, el vehículo es un vehículo acuoso, tal como agua. El vehículo puede ser una solución o suspensión acuosa, como solución salina, plasma, aspirado de médula ósea, tampones, como solución salina tamponada de Hank (HBSS), HEPES (ácido 4-(2-hidroxietil)-1-piperazinaetanosulfónico), tampón de Ringers, tampón de Krebs, PBS de Dulbecco o PBS normal; fluidos corporales simulados, concentrado de plaquetas de plasma o medio de cultivo de tejidos.

El vehículo puede, opcionalmente, comprender uno o más agentes de suspensión. El agente de suspensión se puede seleccionar de carboximetilcelulosa (CMC), manitol, polisorbato, polipropilenglicol, polietilenglicol, gelatina, albúmina, alginato, hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), hidroxietilmetilcelulosa (HEMC), bentonita, tragacanto., dextrina, aceite de sésamo, aceite de almendras, sacarosa, goma arábiga y goma xantana y combinaciones de los mismos. El vehículo puede comprender CMC.

La CMC se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de 0,1 % a 4 % p/v. La CMC se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de 0,1 % a 3,5 % p/v. La CMC se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de 0,1 % a 3 % p/v. La CMC se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de 0,1 % a 2,5 % p/v. La CMC se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de 0,5 % a 1 % p/v.

El vehículo puede comprender además un polímero para mejorar la fluidez del material de armazón. Por ejemplo, el polímero puede comprender poloxámero (Plurónico), tal como poloxámero 407 (Plurónico F127). El polímero, como el poloxámero 407 (Plurónico F127), para mejorar la fluidez del material de armazón se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de aproximadamente 1 % p/v. El polímero, como el poloxámero 407 (Plurónico F127), para mejorar la fluidez del material de armazón se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de aproximadamente 0,5 a 2 % p/v.

El vehículo puede comprender uno o más plastificantes. El plastificante se puede añadir directamente al propio vehículo, por ejemplo, el plastificante no se puede proporcionar en el vehículo únicamente por difusión desde los gránulos de polímero huecos. Tanto el vehículo como los gránulos de polímero huecos pueden comprender un plastificante, como PEG. Alternativamente, solo el vehículo y no los gránulos de polímero huecos pueden comprender un plastificante, tal como PEG. Alternativamente, solo los gránulos de polímero huecos y no el vehículo pueden comprender un plastificante, como PEG.

El plastificante del vehículo puede seleccionarse entre polietilenglicol (PEG), polipropilenglicol, poli(ácido láctico) o poli(ácido glicólico) o un copolímero de los mismos, policaprolactona y oligómeros de bajo peso molecular de estos polímeros, o plastificantes convencionales, tales como como, adipatos, fosfatos, ftalatos, sabacatos, azelatos y citratos. El plastificante también puede ser un alcohol como etanol o metanol. El vehículo puede comprender etanol. En una realización, el plastificante del vehículo no comprende PEG. En otra realización, el plastificante del vehículo comprende PEG.

El plastificante en el vehículo se puede seleccionar de cualquiera de TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina; o combinaciones de los mismos. El plastificante en el vehículo puede comprender o consistir en TEC (citrato de trietilo). El plastificante del vehículo puede comprender o consistir en triacetina.

En una realización, el vehículo comprende un primer plastificante seleccionado entre TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina; o combinaciones de los mismos; y un segundo plastificante seleccionado de cualquiera de TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina; o combinaciones de los mismos, en donde el primer y el segundo plastificante son diferentes.

Ventajosamente, proporcionar el plastificante en el vehículo seleccionado de cualquiera de TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina; o combinaciones de los mismos, y particularmente dos de tales plastificantes, permite que los gránulos de polímero huecos se proporcionen sustancialmente libres de plastificantes, tales como libres de PEG. Como se discutió anteriormente, esto permite el fraguado del material de armazón en un armazón sólido en ausencia de un plastificante, tal como PEG, en los gránulos de polímero huecos. Por lo tanto, los gránulos de polímero huecos son más fáciles y económicos de fabricar, y se pueden almacenar a temperatura ambiente.

Se puede proporcionar un primer plastificante en el vehículo, en donde el primer plastificante es citrato de trietilo, y se puede proporcionar un segundo plastificante en el vehículo, en donde el segundo vehículo comprende etanol.

En una realización que comprende dos plastificantes, el primer plastificante se puede proporcionar en el vehículo y el segundo plastificante se puede proporcionar en el vehículo y/o en los gránulos de polímero huecos. En una realización que comprende dos plastificantes, el primer plastificante se puede proporcionar en el vehículo y el segundo plastificante se puede proporcionar con PEG en el vehículo y/o en los gránulos de polímero huecos. En una realización que comprende dos plastificantes, el primer plastificante se puede proporcionar en el vehículo y el segundo plastificante se puede proporcionar con PEG en los gránulos de polímero huecos.

En una realización que comprende dos plastificantes, el primer plastificante puede seleccionarse de cualquiera de TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina; y el segundo plastificante se puede seleccionar de cualquiera de TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina, en donde el primer y el segundo plastificante son diferentes.

El vehículo también puede incluir otros excipientes farmacéuticos conocidos para mejorar la estabilidad del agente.

El portador puede comprender entre 0,5 % y 40 % p/v de plastificante. Alternativamente, el vehículo puede comprender entre 0,5 % y 30 % p/v de plastificante. El vehículo puede comprender entre 0,5 % y 20 % p/v de plastificante. Alternativamente, el vehículo puede comprender entre 0,5 % y 15 % p/v de plastificante. El vehículo puede comprender entre 0,5 % y 10 % p/v de plastificante. Alternativamente, el vehículo puede comprender entre 0,5 % y 8 % p/v de plastificante. Alternativamente, el vehículo puede comprender entre 0,5 % y 6 % p/v de plastificante. Alternativamente, el vehículo puede comprender entre 0,5 % y 5 % p/v de plastificante. Alternativamente, el vehículo puede comprender entre 1 % y 6 % p/v de plastificante. Alternativamente, el vehículo puede contener entre 2 % y 6 % p/v de plastificante. Alternativamente, el vehículo puede comprender aproximadamente 0,5 %, 0,79 %, 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 % o 6 % p/v de plastificante. En una realización en donde el plastificante es TEC o TA, el TEC o TA se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 0,5 % y 10 % p/v. Alternativamente, en una realización en donde el plastificante es TEC o TA, el TEC o TA se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 0,5 % y 8 % p/v. Alternativamente, en una realización en donde el plastificante es TEC o TA, el TEC o TA se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 0,5 % y 6 % p/v. Alternativamente, en una realización en donde el plastificante es TEC o TA, el TEC o TA se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 0,5 % y 5 % p/v. Alternativamente, en una realización en donde el plastificante es TEC o TA, el TEC o TA se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 1 % y 6 % p/v. Alternativamente, en una realización en donde el plastificante es TEC o TA, el TEC o TA se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 2 % y 6 % p/v. Alternativamente, en una realización en donde el plastificante es TEC o TA, el vehículo puede comprender aproximadamente 0,5 %, 0,79 %, 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 % o 6 % p/v de TEC o TA.

En una realización en donde el plastificante es ácido benzoico, el ácido benzoico se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 0,1 % y 3 % p/v. En una realización en donde el plastificante es etanol, el etanol se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 0,1 % y 20 % p/v. En una realización en donde el plastificante es NMP (N-metil-2-pirrolidona), la NMP se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 0,1 % y 90 % p/v, la NMP se puede proporcionar en una cantidad de entre 1 % y 90 % p/v, o entre 10 % y 80 % p/v, o en una cantidad de aproximadamente 78 % p/v. En una realización en donde el plastificante es DMSO, el DMSO se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 0,1 % y 10 % p/v. En una realización en donde el plastificante es PEG, como PEG400, el PEG se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 0,1 % y 30 % p/v. En una realización en donde el plastificante es glicerina, la glicerina se puede proporcionar en el vehículo en una cantidad de entre 0,1 % y 25 % p/v.

El vehículo puede comprender un plastificante seleccionado de la Tabla 2 de este documento. El porcentaje del plastificante en el vehículo puede estar según los rangos proporcionados en este documento o hasta la cantidad más alta para un producto farmacéutico que se proporciona en la Tabla 2.

En una realización, también se pueden incluir uno o más excipientes adicionales o agentes que mejoran la administración en el material de armazón, como en el vehículo, p. tensioactivos y/o hidrogeles, para influir aún más en la tasa de liberación.

El vehículo puede interactuar con los gránulos de polímero huecos. El vehículo puede interactuar con los gránulos de polímero huecos para prevenir o retardar la formación de un armazón y para permitir que los gránulos de polímero huecos se administren a un ser humano o a un animal no humano antes de que se forme un armazón. El vehículo puede evitar la interacción entre los gránulos de polímero huecos debido a la separación de los gránulos por suspensión en el vehículo. Puede ser que el vehículo prevenga por completo la formación del armazón antes de la administración, o simplemente puede retardar la formación, p. permitiendo que la formación del armazón comience, pero no complete la formación antes de la administración. En una realización, la composición comprende suficiente vehículo para evitar la formación de un armazón incluso cuando la composición está a una temperatura que, en ausencia del vehículo, haría que los gránulos de polímero huecos formaran un armazón. En una realización, el material de armazón comprende suficiente vehículo para ralentizar la formación de un armazón de tal manera que cuando el material de armazón está a una temperatura que, en ausencia del vehículo, haría que los gránulos de polímero huecos formaran fácilmente un armazón, un armazón no se forma fácilmente, p. no se forma en una escala de tiempo como de una hora a cinco horas.

El vehículo puede interactuar con los gránulos de polímero huecos y hacer que la superficie de los gránulos de polímero huecos se hinche, mientras permanece como gránulos de polímero huecos discretos, lo que permite la administración por inyección. Sin embargo, una vez que se ha administrado la composición y el vehículo comienza a disiparse, los gránulos de polímero huecos pueden comenzar a deshincharse. El deshinchamiento puede ayudar a unir los gránulos de polímero huecos.

La interacción de los gránulos de polímero huecos con el vehículo puede provocar que cambie la temperatura de transición vítrea de los gránulos de polímero huecos. Por ejemplo, la interacción puede hacer que baje la temperatura de transición vítrea. La interacción de los gránulos de polímero huecos con el vehículo puede provocar que cambie la temperatura de transición vítrea de la superficie del gránulo de polímero hueco. Por ejemplo, la interacción puede hacer que disminuya la temperatura de transición vítrea de la superficie de los gránulos de polímero huecos.

El vehículo puede actuar como un lubricante para permitir que los gránulos de polímero huecos se administren a un ser humano o a un animal no humano, por ejemplo, mediante inyección. El vehículo puede proporcionar lubricación cuando el material de armazón se dispensa desde una jeringa. El vehículo puede ayudar a reducir o prevenir el daño por cizallamiento en gránulos de polímero huecos dispensados desde una jeringa.

La proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos en el material de armazón puede ser de al menos 1:1. La relación de vehículo a gránulos de polímero huecos en el material de armazón puede ser de al menos 1,5:1. La proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos en el material de armazón puede ser de al menos 1,2:1. La proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos en el material de armazón puede estar entre 0,7:1 y 2:1.

El vehículo puede comprender además un tampón. Por ejemplo, los plastificantes como TEC y TA pueden ser ácidos y se puede proporcionar un tampón para reducir la acidez de dichos componentes. Se puede proporcionar cualquier tampón adecuado, por ejemplo, PBS, tampón Tris o bicarbonato de sodio.

El agente

Con referencia a una forma de polvo del agente o agente en polvo, el polvo puede ser polvo seco. Por ejemplo, el polvo seco puede no tener sustancialmente contenido de agua. Alternativamente, el término seco puede ser una actividad de agua de menos de 0,5 Aw, o menos de menos de 0,3 Aw, o menos de 0,1 Aw.

El agente en polvo puede estar en forma cristalina, semicristalina o amorfa. El agente en polvo puede estar en forma cristalina.

En una realización, el agente en polvo se encapsula entre la estructura de gránulos de polímero huecos y se puede encapsular agente adicional dentro de los gránulos de polímero huecos. El agente adicional puede estar en cualquier forma, por ejemplo, en forma líquida, como una solución o suspensión, una pasta, un gel o una forma de polvo. El agente adicional puede ser un agente diferente al agente en polvo. Alternativamente, el agente adicional puede ser el mismo agente que el agente en polvo, pero en una forma diferente, como una solución o suspensión, un gel o una pasta (es decir, el agente adicional puede no estar en forma de polvo). La referencia a la forma del agente, como en forma de polvo, líquido, pasta o gel, puede referirse a la condición del agente en el punto de adición a la mezcla o mezcla (es decir, no pretende referirse a la forma del agente después del uso, por ejemplo, in situ después de la formación del armazón).

El agente adicional se puede proporcionar en los gránulos de polímero huecos durante la formación de los gránulos de polímero huecos, por ejemplo, añadiéndolo al polímero para la extrusión en gránulos de polímero huecos.

En una realización, el agente solo se proporciona como un agente en polvo para ser encapsulado entre la estructura de gránulos de polímero huecos. Por ejemplo, no se proporciona ningún otro agente o forma de agente, por ejemplo, en los gránulos de polímero huecos.

En otras descripciones, el armazón puede incluir la provisión de un agente en el material del armazón para la liberación del agente, pero es posible que no se requiera que el agente se agregue en forma de polvo. Por lo tanto, en algunas descripciones se puede proporcionar un agente en el material de armazón en forma no pulverulenta. Por ejemplo, el agente puede solubilizarse en el vehículo. Adicional o alternativamente, el agente se puede proporcionar/encapsular en los gránulos de polímero huecos. El agente se puede proporcionar al material de armazón como una fase líquida separada con respecto al vehículo.

El agente puede ser una sustancia activa terapéutica, profiláctica o diagnóstica. Puede ser cualquier agente bioactivo.

El agente en polvo puede ser un agente no terapéutico, por ejemplo, un agente protector o un segundo agente proporcionado para aumentar o proteger un primer agente en polvo que puede ser una sustancia activa terapéutica, profiláctica o diagnóstica. Puede proporcionarse un segundo agente en polvo para mejorar la estabilidad de la función de un primer agente en polvo. El agente en polvo puede comprender ciclodextrina.

El agente en polvo puede comprender carboximetilcelulosa (CMC). Puede proporcionarse CMC en polvo para alterar las propiedades de fraguado del armazón.

El agente para la administración puede ser un fármaco, una célula, una molécula de señalización, como un factor de crecimiento, o cualquier otro agente adecuado. Por ejemplo, el agente puede comprender aminoácidos, péptidos, proteínas, azúcares, anticuerpos, ácidos nucleicos, antibióticos, antimicóticos, factores de crecimiento, nutrientes, enzimas, hormonas, esteroides, material sintético, moléculas de adhesión, colorantes/tintes (que pueden usarse para la identificación), radioisótopos (que pueden ser para la detección por rayos X y/o el control de la degradación) y otros constituyentes adecuados, o combinaciones de los mismos.

Otros agentes que pueden agregarse incluyen, entre otros, factor de crecimiento epidérmico, factor de crecimiento derivado de plaquetas, factor de crecimiento de fibroblastos básico, factor de crecimiento endotelial vascular, factor de crecimiento similar a la insulina, factor de crecimiento nervioso, factor de crecimiento de hepatocitos, factores de crecimiento transformantes y otros proteínas morfogénicas óseas, citocinas, incluidos interferones, interleucinas, proteína quimiotáctica de monocitos-1 (MCP-1), estrógeno, testosterona, cinasas, quimiocinasas, glucosa u otros azúcares, aminoácidos, factores de calcificación, dopamina, oligopéptidos ricos en aminas, como heparina dominios de unión que se encuentran en proteínas de adhesión tales como fibronectina y laminina, otras aminas, tamoxifeno, cisplatino, péptidos y ciertos toxoides. Además, pueden incluirse fármacos (incluyendo estatinas y AINE), hormonas, enzimas, nutrientes u otros agentes o factores terapéuticos o mezclas de los mismos.

El agente puede comprender ácido nucleico, como ADN, ARN o plásmido.

El agente para la administración puede ser una estatina, por ejemplo, simvastatina, atorvastatina, fluvastatina, pravastatina o rosuvastatina. La estatina puede ser simvastatina. Cuando el agente es una estatina, el armazón puede ser particularmente adecuado para el tratamiento de indicaciones ortopédicas, cirugía craneomaxilofacial y odontología.

Cuando un agente forma parte (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede representar hasta el 50 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente forma parte (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede representar hasta el 40 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente forma parte (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede representar hasta el 30 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente forma parte (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede representar hasta el 20 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente forma parte (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede representar hasta el 10 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente es parte de (es decir, está encapsulado dentro de) los gránulos de polímero huecos, el agente puede estar entre el 10 % y el 50 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente es parte de (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede estar entre el 1 % y el 50 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente forma parte (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede estar entre el 0,1 % y el 50 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente forma parte (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede estar entre el 0,5 % y el 50 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente forma parte (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede estar entre el 0,1 % y el 1 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente forma parte (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede estar entre el 0,5 % y el 10 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. Cuando un agente es parte de (es decir, está encapsulado dentro) de los gránulos de polímero huecos, el agente puede estar entre el 0,1 % y el 20 % del contenido de los gránulos de polímero huecos. El porcentaje puede ser p/p.

Cuando se proporciona un agente en el vehículo, el agente puede representar hasta el 75 % del contenido del vehículo. Cuando se proporciona un agente en el vehículo, el agente puede representar hasta el 60 % del contenido del vehículo. Cuando se proporciona un agente en el vehículo, el agente puede representar hasta el 50 % del contenido del vehículo. Cuando se proporciona un agente en el vehículo, el agente puede representar hasta el 40 % del contenido del vehículo. Cuando se proporciona un agente en el vehículo, el agente puede ser hasta el 30 % del contenido del vehículo. Cuando se proporciona un agente en el vehículo, el agente puede representar hasta el 20 % del contenido del vehículo. Cuando se proporciona un agente en el vehículo, el agente puede representar hasta el 10 % del contenido del vehículo. Cuando se proporciona un agente en el soporte, el agente puede estar entre el 10 % y el 75 % del contenido del soporte, o entre el 20 % y el 50 % del contenido del soporte. El porcentaje puede ser p/v.

Cuando un agente está en forma de polvo y se mezcla con los gránulos de polímero huecos antes del fraguado, el agente puede representar hasta el 75 % del contenido del material de armazón. Cuando un agente está en forma de polvo y se mezcla con los gránulos de polímero huecos antes del fraguado, el agente puede representar hasta el 60 % del contenido del material de armazón. Cuando un agente está en forma de polvo y se mezcla con los gránulos de polímero huecos antes del fraguado, el agente puede representar hasta el 50 % del contenido del material de armazón. Cuando un agente está en forma de polvo y se mezcla con los gránulos de polímero huecos antes del fraguado, el agente puede representar hasta el 40 % del contenido del material de armazón. Cuando un agente está en forma de polvo y se mezcla con los gránulos de polímero huecos antes del fraguado, el agente puede representar hasta el 30 % del contenido del material de armazón. Cuando un agente está en forma de polvo y se mezcla con los gránulos de polímero huecos antes del fraguado, el agente puede representar hasta el 20 % del contenido del material de armazón. Cuando un agente está en forma de polvo y se mezcla con los gránulos de polímero huecos antes del fraguado, el agente puede estar entre el 10 % y el 75 % del contenido del material del armazón, o entre el 20 % y el 50 % del contenido del material del armazón, alternativamente entre el 20 % y el 30 % del contenido del material del armazón.

La liberación del agente puede ser controlada, es decir, no todo el agente puede liberarse en una dosis grande. El armazón producido puede permitir que se controle la cinética de liberación del agente desde el vehículo. La tasa de liberación puede controlarse controlando el tamaño y/o el número de poros en el armazón y/o la tasa de degradación del armazón. Otros factores que pueden controlarse son la concentración de cualquier agente de suspensión incluido en el vehículo, la viscosidad o las propiedades fisicoquímicas de la composición y la elección del vehículo.

El agente puede ser liberado por uno o más de: difusión del agente a través de los poros; degradación del armazón que conduce a una mayor porosidad y una salida mejorada del fluido que transporta el agente; y liberación física del agente de las micropartículas de polímero. Está dentro de las capacidades de la persona experta apreciar que el tamaño y/o el número de poros en el armazón y/o la tasa de degradación del armazón pueden seleccionarse fácilmente mediante la elección adecuada del material de partida para lograr la tasa de liberación deseada.

La difusión del agente lejos del armazón puede ocurrir debido a la difusión impulsada por un gradiente de concentración y el flujo natural de fluidos corporales a través y fuera del armazón.

El agente puede liberarse en una cantidad eficaz para tener un efecto fisiológico o farmacológico local o sistémico deseado.

El armazón puede permitir que la liberación del agente se sostenga durante algún tiempo, por ejemplo, al menos aproximadamente 2 horas, al menos aproximadamente 4 horas, al menos aproximadamente 6 horas, al menos aproximadamente 10 horas, al menos aproximadamente 12 horas o al menos aproximadamente 24 horas. La liberación sostenida puede durar al menos 48 horas. La liberación sostenida puede durar al menos una semana. La liberación sostenida puede durar al menos 10 días.

La administración de un agente significa que el agente puede liberarse desde el armazón hacia el entorno alrededor del armazón, por ejemplo, los tejidos circundantes.

El armazón formado puede permitir una tasa de liberación del agente sustancialmente cero o de primer orden desde el armazón. Una tasa de liberación de orden cero es una liberación constante del agente durante un tiempo definido. Una tasa de liberación de primer orden también puede considerarse una "liberación en estallido".

La liberación inicial del estallido del día 1 puede ser inferior a aproximadamente 25-33 % de la carga total (como menos de aproximadamente 20 % o más, como menos de aproximadamente 10 %, alternativamente, menos de aproximadamente 5 %). Este estallido inicial puede ser seguido por una liberación de 1-2 % por día durante aproximadamente 14 días (lo que puede equivaler a aproximadamente 0,5-2 mcg/día). La liberación del fármaco puede continuar durante al menos 14 días. La liberación del fármaco puede continuar durante al menos 20 días, 30 días, 40 días o 50 días. En algunas descripciones, la liberación continúa durante aproximadamente 14 a 56 días. En algunas descripciones, la liberación continúa durante más de 56 días.

La cinética de liberación puede modificarse mediante el uso de polímeros de PLGA de peso molecular mixto, que pueden aumentar de manera efectiva la liberación inicial o a largo plazo y ayudar a evitar cualquier fase de retraso terapéutico (European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics Volumen 50, número 2, septiembre de 2000, páginas 263-270).

En otras descripciones, se pueden usar otros modificadores de liberación para ajustar la cinética de liberación. Por ejemplo, se pueden realizar ajustes en la viscosidad de una fase líquida que contiene carboximetilcelulosa que reside dentro de los poros del armazón.

Es posible utilizar cualquier célula animal con el material de armazón descrito en este documento. Ejemplos de células que pueden usarse incluyen hueso, células osteoprogenitoras, cartílago, músculo, hígado, riñón, piel, endoteliales, intestinales, intestinales, cardiovasculares, cardiomiocitos, condrocitos, pulmonares, placentarias, amnióticas, coriónicas, fetales o células madre. Cuando se usan células madre, preferiblemente se usan células madre no embrionarias. Las células pueden incluirse para el suministro al sitio de formación del armazón, o pueden incluirse y estar destinadas a ser retenidas en el armazón, por ejemplo, para estimular la colonización del armazón.

Pueden proporcionarse células viables en el material del armazón, por ejemplo, antes de la formación/establecimiento del armazón. Por ejemplo, se pueden añadir células viables al material de armazón, o de otro modo a los gránulos de polímero huecos, antes del fraguado. Pueden proporcionarse células viables en el material del armazón después de la formación/fraguado del armazón.

La superficie de los gránulos de polímero huecos se puede tratar antes de introducir las células para mejorar la unión de las células. Los tratamientos superficiales pueden comprender técnicas de recubrimiento para recubrir las superficies de los gránulos de polímero huecos con un agente capaz de mejorar o facilitar la unión celular. Adicional o alternativamente, los tratamientos superficiales pueden comprender modificaciones físicas o químicas en la superficie de los gránulos de polímero huecos. En el recubrimiento de superficies, los gránulos de polímero huecos se pueden recubrir con materiales que cambian sus interacciones biológicas, alterando la carga superficial, la hidrofilia y/o los restos de unión a receptores. Dichos ejemplos incluyen, pero no se limitan a, plasmas químicos, péptidos o carbohidratos, componentes de matriz extracelular tales como fibronectina o vitronectina o fragmentos de los mismos, poli-L-ornitina, polilisina y/o polialilaminas. En la modificación física/química de superficies, las superficies de gránulos de polímero huecos pueden modificarse tratándolas con soluciones alcalinas tales como soluciones de NaOH. En la modificación física/química de la superficie, las superficies de los gránulos de polímero huecos se pueden hacer más ásperas tratándolas con alcoholes, ácidos o bases. En la modificación física/química de superficies, las superficies de gránulos de polímero huecos pueden hacerse más hidrófilas y rugosas tratándolas con soluciones alcalinas hidroalcohólicas.

Ventajosamente, el hueco/lumen de los gránulos de polímero huecos aumenta significativamente el área de superficie para la unión celular. Por lo tanto, se puede lograr una mayor dosis/densidad de células por unidad de volumen en relación con armazones de gránulos no huecos u otros tipos de armazones. Las células en el hueco están mejor protegidas del esfuerzo cortante y otras fuerzas mecánicas a medida que se mezcla, inyecta o implanta el material del armazón.

También se describe un método para formar un armazón que comprende células para reparar o reemplazar tejidos, comprendiendo el método

incubar la composición de gránulos de polímero huecos descrita en la presente invención en un biorreactor con células;

permitir que las células se unan a los gránulos de polímero huecos para formar gránulos de polímero huecos cargados con células; y

recoger los gránulos de polímero huecos cargados con células; y

opcionalmente, fraguar los gránulos de polímero huecos cargados con células en un armazón sólido.

El fraguado los gránulos de polímero huecos cargados con células en un armazón sólido puede ser in situen un cuerpo o tejido. Los gránulos de polímero huecos cargados con células se pueden inyectar o implantar en un tejido o cuerpo para el tratamiento antes de fraguar los gránulos de polímero huecos cargados con células en un armazón sólido.

El fraguado del material del armazón para formar el armazón puede ser in situ. Por ejemplo, el fraguado puede tener lugar después de la administración, por ejemplo, dentro de un defecto óseo. Alternativamente, el fraguado puede proporcionarse ex situ, por ejemplo, para proporcionar un armazón fuera del cuerpo. El fraguado del material del armazón para formar el armazón puede ser a aproximadamente 37 °C. El fraguado del material del armazón para formar el armazón puede ser a aproximadamente 35 °C o menos. El fraguado del material del armazón para formar el armazón puede ser en un ambiente húmedo, por ejemplo, 100 % de humedad, alternativamente al menos 90 % de humedad. El fraguado del material de armazón para formar el armazón puede ser mientras está sumergido en una solución.

Otros aspectos

proporcionar gránulos de polímero huecos;

Ventajosamente, los métodos descritos en la presente invención permiten al experto seleccionar las propiedades de armazón o propiedades de fraguado apropiadas, por ejemplo, cuando se utiliza un plastificante, como TEC, en el vehículo líquido, es posible sinterizar gránulos de polímero huecos fabricados con mezclas de PLGNcerámica en 15 minutos para formar un armazón. De manera más ventajosa, se pueden usar concentraciones muy bajas de plastificante según los métodos descritos en este documento. Al elegir la concentración de plastificante, como TEC, es posible controlar las propiedades de fraguado del material del armazón.

La concentración de TEC o TA en el vehículo puede ser del 0,79 % al 6 % p/v. La concentración de TEC o TA en el vehículo puede ser de aproximadamente 0,79 % p/v. La concentración de TEC o TA en el vehículo puede ser del 1 % o inferior al 1 % p/v. La concentración de TEC o TA en el vehículo puede ser inferior al 6 % p/v. La concentración de TEC o TA en el vehículo puede ser inferior al 5 % p/v. La concentración de TEC o TA en el vehículo puede estar entre 2 y 5 % p/v. La concentración de TEC o TA en el vehículo puede ser de aproximadamente 2,5 % o 3 % p/v. La concentración de TEC o TA en el vehículo puede ser de aproximadamente 4 % o 5 % p/v.

La concentración de ácido benzoico en el vehículo puede ser del 0,79 % al 6 % p/v. La concentración de ácido benzoico en el vehículo puede ser de aproximadamente 0,79 % p/v. La concentración de ácido benzoico en el vehículo puede ser del 1 % o inferior al 1 % p/v. La concentración de ácido benzoico en el vehículo puede ser inferior al 6 % p/v. La concentración de ácido benzoico en el vehículo puede ser inferior al 5 % p/v. La concentración de ácido benzoico en el vehículo puede estar entre 2 y 5 % p/v. La concentración de ácido benzoico en el vehículo puede ser de aproximadamente 2,5 % o 3 % p/v. La concentración de ácido benzoico en el vehículo puede ser de aproximadamente 4 % o 5 % p/v.

El plastificante en el vehículo puede ser un primer plastificante y se puede proporcionar un segundo plastificante en el vehículo y/o gránulos de polímero huecos, en donde el primer y el segundo plastificante son diferentes. El segundo vehículo se puede seleccionar de cualquiera de PEG, TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina, donde el primer y el segundo plastificante son diferentes.

Los gránulos de polímero huecos pueden no comprender PEG. Los gránulos de polímero huecos pueden estar sustancialmente libres de PEG. Los gránulos de polímero huecos pueden comprender menos del 0,5 % p/p de PEG, menos del 0,2 % p/p de PEG o menos del 0,1 % p/p de PEG.

Los gránulos de polímero huecos pueden comprender 42-48 % de PLGA95:5, 2-8 % de PEG400 y 44-56 % de cerámica (hasta un total del 100 % de los componentes). Los gránulos de polímero huecos pueden comprender 46,25 % de PLGA95:5, 3,75 % de PEG400 y 50 % de cerámica.

proporcionar gránulos de polímero huecos;

en donde el primer plastificante se selecciona de cualquiera de TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico, triacetina, NMP, d Ms O y PEG; y el segundo plastificante se selecciona de cualquiera de PEG, DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina (TA), en donde el primer y el segundo plastificante son diferentes; y

El primer plastificante puede ser citrato de trietilo y el segundo plastificante puede ser etanol. El primer plastificante puede ser triacetina y el segundo plastificante puede ser etanol. El primer plastificante puede ser citrato de trietilo o triacetina, y el segundo plastificante puede ser PEG en los gránulos de polímero huecos.

El primer plastificante puede comprender TEC (citrato de trietilo) y el segundo plastificante puede seleccionarse entre PEG, DMSO, NMP, etanol, ácido benzoico y triacetina (TA). El primer plastificante puede comprender etanol y el segundo plastificante puede seleccionarse entre PEG, DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), ácido benzoico y triacetina (TA). El primer plastificante puede comprender ácido benzoico y el segundo plastificante puede seleccionarse entre PEG, DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol y triacetina (TA). El primer plastificante puede comprender triacetina y el segundo plastificante puede seleccionarse entre PEG, DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol y ácido benzoico. El primer plastificante puede comprender NMP y el segundo plastificante puede seleccionarse entre PEG, DMSO, TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina (TA). El primer plastificante puede comprender DMSO y el segundo plastificante puede seleccionarse entre PEG, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina (TA). El primer plastificante puede comprender PEG y el segundo plastificante puede seleccionarse entre DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina (TA).

El segundo plastificante puede comprender TEC (citrato de trietilo) y el primer plastificante puede seleccionarse entre PEG, DMSO, NMP, etanol, ácido benzoico y triacetina (TA). El segundo plastificante puede comprender etanol y el primer plastificante puede seleccionarse entre PEG, DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), ácido benzoico y triacetina (TA). El segundo plastificante puede comprender ácido benzoico y el primer plastificante puede seleccionarse entre PEG, DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol y triacetina (TA). El segundo plastificante puede comprender triacetina y el primer plastificante puede seleccionarse entre PEG, DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol y ácido benzoico. El segundo plastificante puede comprender NMP y el primer plastificante puede seleccionarse entre PEG, DMSO, TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina (TA). El segundo plastificante puede comprender DMSO y el primer plastificante puede seleccionarse entre PEG, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina (TA). El segundo plastificante puede comprender PEG y el primer plastificante puede seleccionarse entre DMSO, NMP, TEC (citrato de trietilo), etanol, ácido benzoico y triacetina (TA).

Cuando se proporcionan un primer y un segundo plastificante, los gránulos de polímero huecos pueden no comprender PEG. Cuando se proporcionan un primer y un segundo plastificante, los gránulos de polímero huecos pueden estar sustancialmente libres de PEG. Cuando se proporcionan un primer y un segundo plastificante, los gránulos de polímero huecos pueden comprender menos del 0,5 % p/p de PEG, o menos del 0,2 % p/p de PEG, o menos del 0,1 % p/p de PEG.

Proporcionar los dos o más plastificantes como se describe aquí permite un mayor control de fraguado del material de armazón en un armazón sólido. Por ejemplo, la proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos en el material del armazón puede aumentarse sin prolongar también inadvertidamente el tiempo de fraguado del armazón. Por lo tanto, permite una alta proporción de vehículo a gránulo de polímero hueco. La proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos puede ser de al menos 0,7:1 v/p. La proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos puede ser de al menos 1:1 v/p. La proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos puede ser de al menos 1,2:1 v/p. La proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos puede ser de al menos 1,5:1 v/p. La proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos puede ser de al menos 1,8:1 v/p. La proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos puede ser de al menos 2:1 v/p. La proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos puede estar entre aproximadamente 1,2:1 v/p y aproximadamente 2:1 v/w.

Ventajosamente, la alta proporción de vehículo a gránulos de polímero huecos descrita en este documento puede permitir que se proporcione un material de armazón de menor viscosidad sin prolongar los tiempos de fraguado. La proporción más alta de vehículo a gránulos de polímero huecos que se puede lograr permite que el material de armazón sea más fluido o maleable antes del fraguado. Ventajosamente, el material de armazón puede ser más fácil de inyectar antes del fraguado debido a una menor viscosidad del material de armazón. Además, el material de armazón puede ser más adaptable a una forma, tal como un defecto óseo a reparar. Una proporción más alta de vehículo a gránulos de polímero huecos también ayuda a la formación de capas delgadas o membranas del material de armazón para aplicaciones en donde se requiere un armazón de membrana/capa delgada. Por lo tanto, el material de armazón de baja viscosidad se puede esparcir en una capa antes de colocarlo en un armazón. Una capa delgada puede comprender de 2 a 10 mm.

cortar el extrusado de polímero en gránulos para formar gránulos de polímero huecos.

El método para formar un material de armazón puede comprender además suspender los gránulos de polímero huecos en un vehículo líquido para formar una suspensión de gránulos de polímero huecos. El método para formar un material de armazón puede comprender además formar un armazón colocando los gránulos de polímero huecos, o la suspensión de los mismos, de modo que se fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero huecos.

El corte se puede llevar a cabo mediante un granulador, tal como un granulador de hebras.

La extrusión del polímero puede ser a una temperatura de o alrededor de su Tm o superior. En una realización que comprende PLGA en el material de gránulos de polímero huecos, el proceso se puede realizar entre aproximadamente 70 y 120 °C. En una realización alternativa en donde se desea un gránulo de polímero hueco más delgado/más flexible, la extrusión puede realizarse a una temperatura de entre 100 y 120 °C.

La extrusión del polímero puede realizarse a una velocidad de tornillo de entre aproximadamente 1 y 10 rpm. En una realización en donde se desea un gránulo de polímero hueco más delgado/más flexible, la extrusión puede realizarse a una velocidad de tornillo de entre aproximadamente 8 y 10 rpm.

En una realización que comprende PLGA en el material de gránulos de polímero huecos, el proceso se puede realizar entre aproximadamente 70 y 120 °C a una velocidad del tornillo de entre aproximadamente 1 y 10 rpm. En una realización que comprende PLGA en el material de gránulos de polímero huecos, el proceso se puede realizar entre aproximadamente 70 y 120 °C a una velocidad del tornillo de entre aproximadamente 8 y 10 rpm. En una realización alternativa en donde se desea un gránulo de polímero hueco más delgado/más flexible, la extrusión puede realizarse a una temperatura de entre 100 y 120 °C a una velocidad del tornillo de entre aproximadamente 8 y 10 rpm. En una realización alternativa en donde se desea un gránulo de polímero hueco más delgado/más flexible, la extrusión puede realizarse a una temperatura de entre 100 y 120 °C a una velocidad del tornillo de entre aproximadamente 1 y 10 rpm.

La extrusión del polímero se puede realizar a una velocidad de bobinado peletizadora de entre 10 y 40 m/min. En una realización en donde se desea un gránulo de polímero hueco más delgado/más flexible, la extrusión puede realizarse a una velocidad de bobinado de entre 30 y 40 rpm.

La extrusión del polímero puede realizarse a una velocidad de la bobinadora peletizadora de entre 10 y 40 m/min a una temperatura de entre 100 y 120 °C. La extrusión del polímero puede realizarse a una velocidad de la bobinadora peletizadora de entre 10 y 40 m/min a una temperatura de entre 70 y 120 °C. En una realización en donde se desea un gránulo de polímero hueco más delgado/más flexible, la extrusión puede realizarse a una velocidad de bobinado de entre 30 y 40 rpm a una temperatura de entre 100 y 120 °C. En otra realización en donde se desea un gránulo de polímero hueco más delgado/más flexible, la extrusión puede realizarse a una velocidad de bobinado de entre 30 y 40 rpm a una temperatura de entre 70 y 120 °C.

mezclar un polímero con partículas de polímero natural o no poliméricas;

Se entiende que la encapsulación de las partículas de polímero natural o no poliméricas en el polímero de los gránulos de polímero huecos incluye que el polímero se disperse entre las partículas de polímero natural o no poliméricas y las rodee (por ejemplo, no solo una superficie de polímero recubriendo las partículas poliméricas o no poliméricas). Por ejemplo, los gránulos de polímero huecos pueden comprender partículas de polímero natural o no poliméricas completamente encerradas dentro del polímero y/o partículas de polímero natural o no poliméricas expuestas en la superficie de los gránulos de polímero huecos. Por ejemplo, los gránulos de polímero huecos pueden ser partículas discretas que tienen una pluralidad de partículas de polímero natural o partículas no poliméricas encapsuladas en ellas.

Pueden proporcionarse partículas no poliméricas, tales como partículas cerámicas.

El mezclado del polímero con partículas de polímero natural o no poliméricas puede comprender la etapa de mezclar en seco el polímero con partículas de polímero natural o no poliméricas. La mezcla seca del polímero y las partículas de polímero natural o no poliméricas se puede extruir por fusión en caliente y el extrusado se puede granular para formar gránulos de polímero huecos que tienen partículas de polímero natural o no poliméricas encapsuladas en su interior. La mezcla seca del polímero y las partículas de polímero natural o no poliméricas puede extruirse por fusión en caliente y el extrusado puede granularse. La mezcla seca del polímero y las partículas de polímero natural o no poliméricas puede extruirse por fusión en caliente en una extrusora de doble husillo para una mezcla suficiente. El extrusado granulado puede luego extruirse adicionalmente en una extrusora de un solo tornillo con un tinte para formar gránulos de polímero huecos que tienen partículas de polímero natural o no poliméricas encapsuladas en su interior.

La mezcla seca del polímero y las partículas de polímero natural pueden combinarse mezclándolas físicamente.

El material de armazón puede comprender entre 1 % y 55 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre 1 % y 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre 1 % y 55 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre un 10 % y un 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre un 20 % y un 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre un 30 % y un 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El material de armazón puede comprender entre un 40 % y un 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. El porcentaje puede ser p/p.

Los gránulos de polímero huecos pueden comprender entre 1 % y 55 % (p/p) de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden comprender entre un 20 % y un 55 % (p/p) de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden comprender entre un 20 % y un 50 % (p/p) de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden comprender entre un 30 % y un 50 % (p/p) de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica. Alternativamente, los gránulos de polímero huecos pueden comprender entre un 40 % y un 50 % (p/p) de partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica.

El material de armazón que comprende partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica, puede comprender menos del 40 % p/v de plastificante en el vehículo. En otra realización, el material de armazón que comprende partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica, puede comprender menos del 38 % p/v de plastificante en el vehículo. En otra realización, el material de armazón que comprende partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica, puede comprender menos del 35 % p/v de plastificante en el vehículo. En otra realización, el material de armazón que comprende partículas de polímero natural o no poliméricas, como cerámica, puede comprender menos del 30 % p/v de plastificante en el vehículo. Alternativamente, el contenido de plastificante puede ser inferior al 20 %, 15 %, 10 % o 5 % p/v en el vehículo. El material de armazón que comprende partículas de polímero natural o no poliméricas, tal como cerámica, puede comprender aproximadamente 1 % p/v de plastificante en el vehículo.

Las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden ser micropartículas. Las partículas no poliméricas pueden comprender o consistir en cerámica. La cerámica puede comprender o consistir en sulfato de calcio (CS) o fosfato tricálcico p (p-TCP). Las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden comprender moléculas de azúcar cristalizadas, tales como partículas cristalizadas de manitol. Se pueden proporcionar otras partículas de azúcar, como glucosa. Las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas pueden comprender antioxidantes.

El plastificante puede comprender PEG. La mezcla para la extrusión por fusión en caliente puede comprender PEG.

Tanto las partículas de polímero natural como las partículas no poliméricas pueden proporcionarse para la encapsulación con el polímero en los gránulos de polímero huecos.

El polímero para mezclar con las partículas de polímero natural o no poliméricas puede comprender al menos el 30 % de la mezcla. El polímero para mezclar con las partículas de polímero natural o no poliméricas puede comprender al menos el 40 % de la mezcla. El polímero para mezclar con las partículas de polímero natural o no poliméricas puede comprender al menos el 45 % de la mezcla. El polímero para mezclar con las partículas de polímero natural o no poliméricas puede comprender al menos el 48 % o el 49 % de la mezcla. El polímero para mezclar con las partículas de polímero natural o no poliméricas puede comprender al menos el 50 % de la mezcla. El polímero para mezclar con las partículas de polímero natural o no poliméricas puede comprender al menos el 60 %, el 70 % o el 80 % de la mezcla. El polímero para mezclar con la partícula de polímero natural o no poliméricas puede comprender al menos el 90 % de la mezcla.

Los gránulos de polímero huecos pueden comprender entre aproximadamente 10 % y aproximadamente 50 % de partículas de polímero natural o no poliméricas; entre aproximadamente 40 % y 85 % de polímero; y entre aproximadamente 1 % y aproximadamente 10 % de plastificante, en donde las cantidades totales no superan el 100 %.

Método/sistema de modificación de las propiedades de formación de armazones

Ventajosamente, el uso de plastificante en el vehículo en un rango de concentraciones puede proporcionar control sobre las propiedades de fraguado de un material de armazón descrito aquí, de manera que se puede lograr una temperatura de fraguado preferida o un tiempo de fraguado preferido.

También se describe un método para formar un material de armazón que es capaz de fraguar en menos de 5 minutos, donde el material de armazón se proporciona según cualquiera de los métodos descritos en este documento, y donde el plastificante se proporciona en el vehículo en un rango de entre aproximadamente 4 % p/v y aproximadamente 6 % p/v.

También se describe un método para formar un material de armazón que tiene un tiempo de fraguado de armazón de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 15 minutos, en donde el material de armazón se proporciona según cualquiera de los métodos descritos en la presente invención, y en donde el plastificante se proporciona en el vehículo en un rango de entre aproximadamente 2,5 % p/v y aproximadamente 3,5 % p/v.

También se describe un método para formar un material de armazón que tiene un tiempo de fraguado de armazón superior a 60 minutos, en donde el material de armazón se proporciona según cualquiera de los métodos descritos en la presente invención, y en donde el plastificante es TA o TEC y se proporciona en el vehículo en el rango de entre aproximadamente 0,5 % p/v y aproximadamente 1 % p/v.

También se describe un método para formar un material de armazón que tiene una temperatura de fraguado de armazón de menos de 35 grados C, donde el material de armazón se proporciona según cualquiera de los métodos descritos en este documento, y donde el plastificante es TA o TEC y se proporciona en el vehículo en un rango de entre aproximadamente 3 % p/v y aproximadamente 5 % p/v; o

alternativamente, se proporcionan dos plastificantes, con al menos un plastificante en el vehículo y el contenido total de plastificante no puede exceder el 4 % o el 5 % p/v, donde un plastificante es TA o TEC, opcionalmente, donde el TA o TEC se proporcionan hasta 2 % p/v del vehículo.

También se describe un método para formar un material de armazón que tiene una temperatura de fraguado de armazón superior a 35 grados C, por ejemplo, aproximadamente 37 grados C, en donde el material de armazón se proporciona según cualquiera de los métodos descritos en la presente invención, y en donde el plastificante es TA o TEC y se proporciona en un rango de entre aproximadamente 0,5 % p/v y aproximadamente 1 % p/v.

(a) seleccionar una temperatura de fraguado de armazón deseada y llevar a cabo un método para formar un material de armazón como se describe en este documento, que está dispuesto para proporcionar la temperatura de fraguado de armazón apropiada; o

(b) seleccionar un tiempo de fraguado de armazón deseado y llevar a cabo un método para formar un material de armazón como se describe en este documento, que está dispuesto para proporcionar el tiempo de fraguado de armazón apropiado; o

(c) seleccionar un módulo de Young de material de armazón deseado antes de fraguar el armazón, y llevar a cabo un método para formar un material de armazón como se describe en este documento, que está dispuesto para proporcionar el módulo de Young de material de armazón apropiado.

Composición - material del armazón antes de la formación del armazón

gránulos de polímero huecos;

un vehículo líquido que suspende los gránulos de polímero huecos.

También se describe material de armazón para formar un armazón, en donde el material de armazón comprende:

gránulos de polímero huecos;

un vehículo líquido que suspende los gránulos de polímero huecos.

El armazón o el material del armazón puede ser adecuado para la reparación ósea.

gránulos de polímero huecos;

ARMAZÓN (posterior a la formación)

También se describe un armazón para la liberación controlada de un agente, en donde el armazón comprende:

gránulos de polímero huecos interconectados; y

El método se puede practicar en tejido in vivo o in vitro.

El agente (encapsulado dentro de gránulos de polímero hueco) se puede agregar opcionalmente al material de armazón inmediatamente antes de la administración al sujeto.

En el paso d), la liberación del agente puede mantenerse durante un período de al menos 12 horas.

El material de armazón o armazón puede usarse en un método de tratamiento o prevención de una afección seleccionada de: trastornos de neurodegeneración (por ejemplo, después de un accidente cerebrovascular, enfermedad de Huntington, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson), trastornos relacionados con los huesos (incluida la osteoartritis, atrofia del disco espinal, cavidades óseas que requieren relleno, fracturas óseas que requieren regeneración o reparación), quemaduras, cánceres, trastornos hepáticos (incluida la atrofia hepática), trastornos renales (incluida la atrofia del riñón), trastornos de la vejiga, el uréter o la uretra (incluido el uréter dañado o la vejiga dañada que requieren reconstrucción, prolapso de la vejiga o el útero), diabetes mellitus, infertilidad que requiere tratamiento de FIV, trastornos de emaciación muscular (incluida la distrofia muscular), trastornos cardíacos (por ejemplo, tejido cardíaco dañado después de un infarto de miocardio, enfermedad cardíaca congestiva), trastornos oculares (por ejemplo, o córnea enferma), vasculatura dañada que requiere regeneración o reparación, úlceras y tejido dañado que requiere regeneración o reconstrucción (incluidos órganos dañados que requieren regeneración o reconstrucción y nervios dañados que requieren regeneración o reconstrucción).

El tratamiento puede ser la reparación del hueso dental, como la restauración de la cresta dental. El tratamiento puede ser la reparación de fracturas sin unión. El tratamiento puede ser la fusión espinal.

Los sustitutos de injertos óseos dentales se utilizan principalmente en procedimientos de implantes que requieren soporte óseo adicional. La regeneración ósea se mejora con productos avanzados, lo que permite realizar procedimientos de injerto óseo dental en pacientes que de otro modo no podrían recibir dicho tratamiento. En aproximadamente el 40 % de todos los casos de implantes dentales, no hay suficiente hueso para garantizar la integración adecuada del implante y se requieren sustitutos de injertos óseos. La extracción del diente puede resultar en el deterioro del hueso alveolar, lo que resulta en una condición progresiva crónica denominada reabsorción de la cresta residual (RRR). Las opciones de injerto óseo estándar dan como resultado lesiones secundarias, rechazo inmunológico y malos resultados a largo plazo. Los factores osteoinductivos liberados de un sistema de entrega no inmunogénico podrían proporcionar una respuesta.

Las técnicas de injerto están haciendo posible expandir el grupo de candidatos para implantes para incluir una población considerable de pacientes desdentados que no eran candidatos para implantes dentales debido a una reabsorción ósea severa.

Son de gran interés los tratamientos que influyan positivamente en la cicatrización ósea tras una fractura y, posteriormente, acorten el tiempo necesario para la consolidación ósea. Se requiere una intervención quirúrgica en las pseudoartrosis para volver a exponer el tejido vivo e insertar un material de injerto osteoinductivo. Usando material de autoinjerto o aloinjerto, este tratamiento tiene éxito en el 70-80 % de los casos y cuesta aproximadamente 14.000 dólares por paciente. Por lo tanto, hay mucho interés en materiales de injerto más efectivos.

La fusión espinal se usa para tratar quirúrgicamente anomalías vertebrales como curvaturas espinales (escoliosis o cifosis), hernias discales (después de una discectomía) o fracturas. El procedimiento utiliza materiales de injerto (con o sin tornillos pediculares, placas o jaulas) u otros dispositivos para fusionar las vértebras. Muchos pacientes se quejan de dolor en el sitio donante debido a la extracción del autoinjerto hasta 2 años después de la operación. Estas complicaciones han impulsado la búsqueda y posterior uso de alternativas. Dichas alternativas pueden proporcionarse en forma de sistemas, composiciones y métodos descritos en este documento.

El armazón o material de armazón formado por cualquier método y/o composición descritos en la presente invención puede usarse para tratar tejido dañado. En particular, el armazón o el material del armazón se puede usar para estimular o permitir que las células vuelvan a crecer en un tejido dañado. El armazón o material de armazón descrito en la presente invención puede por lo tanto usarse en el tratamiento del daño tisular, incluso en la regeneración o reconstrucción del tejido dañado.

El material de armazón descrito en la presente invención se puede usar para producir armazones para usar en el tratamiento de una enfermedad o afección médica, como, entre otros, la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la osteoartritis, las quemaduras, la atrofia del disco espinal, los cánceres, la atrofia hepática y otros trastornos hepáticos, relleno de cavidades óseas, regeneración o reparación de fracturas óseas, diabetes mellitus, reconstrucción de uréter o vejiga, prolapso de vejiga o útero, tratamiento de FIV, trastornos de desgaste muscular, atrofia renal, reconstrucción de órganos y cirugía estética.

También se describe un método de tratamiento que comprende la administración de un armazón o material de armazón descrito en la presente invención.

También se describe un método para tratar a un sujeto, como un organismo mamífero, para obtener un efecto fisiológico o farmacológico local deseado que comprende administrar un material de armazón descrito en la presente invención a un sitio del sujeto (por ejemplo, el organismo) que necesita dicho tratamiento. Preferiblemente, el método permite que el agente se suministre desde el armazón al área que rodea el sitio de formación del armazón.

También se describe el uso de un material de armazón descrito en la presente invención como material de armazón inyectable en la regeneración de tejidos y/o en el tratamiento del daño tisular.

El producto descrito en este documento puede usarse para el tratamiento o la prevención de una condición seleccionada de: trastornos de neurodegeneración (p. ej., después de un accidente cerebrovascular, enfermedad de Huntington, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson), trastornos relacionados con los huesos (incluida la osteoartritis, atrofia del disco espinal, cavidades óseas que requieren relleno, fracturas óseas que requieren regeneración o reparación), quemaduras, cánceres, trastornos hepáticos (incluida la atrofia hepática), trastornos renales (incluida la atrofia del riñón), trastornos de la vejiga, el uréter o la uretra (incluido el uréter dañado o la vejiga dañada que requiere reconstrucción, prolapso de la vejiga o el útero), diabetes mellitus, infertilidad que requiere tratamiento de FIV, trastornos de emaciación muscular (incluida la distrofia muscular), trastornos cardíacos (p. ej., tejido cardíaco dañado después de un infarto de miocardio, cardiopatía congestiva), trastornos oculares (p. ej., córnea dañada o enferma), vasculatura dañada que requiere regeneración o reparación, úlceras y tejido dañado que requiere regeneración o reconstrucción (incluidos órganos dañados que requieren regeneración o reconstrucción y nervios dañados que requieren regeneración o reconstrucción).

Según otro aspecto de la invención, se proporciona un kit para usar en la formación de un armazón, según la reivindicación 15 descrita en este documento.

gránulos de polímero huecos;

agente en polvo; y

una solución vehicular; y opcionalmente

Los gránulos de polímero huecos y el agente en polvo se pueden mezclar previamente. Los gránulos de polímero huecos, el vehículo y el agente en polvo se pueden mezclar previamente. El vehículo y el agente en polvo se pueden mezclar previamente.

gránulos de polímero huecos;

partículas de polímeros naturales y/o partículas no poliméricas; y

una solución vehicular; y opcionalmente

Los gránulos de polímero huecos y el agente en polvo se pueden mezclar previamente. Las partículas de polímero natural y/o las partículas no poliméricas, los gránulos de polímero huecos y el agente en polvo pueden mezclarse previamente. Las partículas de polímero natural y/o las partículas no poliméricas, los gránulos de polímero huecos, el vehículo y el agente en polvo pueden mezclarse previamente.

También se describe un kit para usar para formar un armazón que comprende:

gránulos de polímero huecos; y

instrucciones para mezclar los gránulos de polímero huecos y el vehículo.

El plastificante se puede proporcionar por separado para mezclarlo con el vehículo.

El kit puede incluir una jeringa para uso en la inyección del material de armazón. El kit puede incluir además células y/o agentes activos para mezclar con el material de armazón. El kit puede almacenarse refrigerado o a temperatura ambiente.

El experto apreciará que las características opcionales descritas en este documento se pueden aplicar a todos los aspectos descritos en este documento.

Ahora se describirán realizaciones de la invención, sólo a modo de ejemplo, con referencia a los siguientes ejemplos. Ejemplo 1 - armazones de gránulos de polímero

Este documento aborda la investigación en el desarrollo de pastas inteligentes, capaces de fraguar en diferentes tiempos ya diferentes temperaturas, para ser utilizadas solas o en combinación con fármacos, factores de crecimiento, genes o células. En este ejemplo, estas pastas se fabricaron con dos componentes principales, PLGA o gránulos de PLGNcerámica y un vehículo líquido.

Si bien los ejemplos del Ejemplo 1 se proporcionan en relación con gránulos de polímero no huecos, el experto en la materia comprenderá que se aplicarán los mismos principios en términos de propiedades y condiciones de configuración y formación del armazón (con la excepción de las ventajas identificadas en el Ejemplo 2 y la invención aquí para usar un gránulo de polímero hueco).

El sulfato de calcio (CS) y el fosfato tricálcico p (p-TCP) son las cerámicas investigadas. Se ha demostrado previamente que inducen la formación de hueso in vivo y actúan para reducir el costo total de los bienes de un posible producto final. Por lo tanto, se investigó si la cerámica podría incluirse para esta indicación y cómo afectaría a las propiedades del producto final.

Se proporciona un método para controlar el fraguado de dichas pastas mediante el uso de vehículos líquidos con dos plastificantes diferentes (TEC y EtOH) y diferentes concentraciones de los mismos. Han sido probados con granza de diferente composición y tamaño.

Cuando se usa un plastificante, tal como TEC, en el vehículo líquido, se puede evitar el uso de PEG. De esta forma, se podrían usar gránulos de PLGA y no solo gránulos de PLGNPEG. Además, cuando se usa un plastificante, como TEC, en el vehículo líquido, es posible sinterizar gránulos fabricados con mezclas de PLGNcerámica. Además, al elegir la concentración de TEC es posible controlar las propiedades de fraguado del material TAOS.

Ejemplo- Control de fraguado de la pasta en función del tiempo y la temperatura

Las pastas se prepararon mezclando gránulos con un vehículo líquido y su fraguado se evaluó mediante un ensayo de cohesión 'interna'. Brevemente, después de la sinterización de la pasta, se colocaron láminas de aluminio que contenían las pastas sobre una malla tamiz y se sumergieron a una profundidad de alrededor de 1 cm en agua durante 1 minuto (fig. 1). Posteriormente, se retiraron cuidadosamente del tamiz. Las muestras se liofilizaron y pesaron para poder estimar la pérdida de masa.

Las Fig. 2-5 muestran la pérdida de masa de diferentes pastas sinterizadas durante 15 min a temperatura ambiente o 37 °C. La Fig. 6 muestra la pérdida de masa de las pastas sinterizadas en diferentes puntos de tiempo (de 10 a 60 min.) a 37 °C.

Materiales

Vehículos líquidos:

• 0,5 % p/v CMC, 1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v de cloruro de sodio.

• 1 % TEC p/v, 0,5 % p/v CMC, 1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v cloruro sódico.

• 2,5 % TEC p/v, 0,5 % p/v CMC, 1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v cloruro sódico.

• 5 % TEC p/v, 0,5 % p/v CMC, 1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v cloruro sódico.

• 5 % EtOH p/v, 0,5 % p/v CMC, 1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v cloruro sódico.

• 10 % EtOH p/v, 0,5 % p/v CMC, 1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v cloruro sódico.

Gránulos:

• PLGA 50:50 (gránulos de 50-100 μm).

• 75,6 % p/p PLGA50:50, 5,2 % p/p PEG400, 20 % p/p SIM (gránulos de HME de 300-400 μm).

• 46,75 % p/p PLGA 95:5, 3,25 % p/p PEG400, 50 % p/p CS (gránulos de HME de 300-400 μm).

• 46,75 % p/p PLGA 95:5, 3,25 % p/p PEG400, 50 % p/p p-TCP (gránulos de HME de 300-400 μm).

Método

• Se colocó un tamiz de 355 μm (Endecotts, BS410/1986) en su bandeja de recogida dedicada.

^o2 x 100 mg de gránulos se mezclaron manualmente en una hoja de aluminio (4x4 cm aprox.) con 70 μl de cada vehículo líquido.

^oLas pastas obtenidas se dejaron sinterizar en una bolsa de plástico sellada con humedad > 90 % durante diferentes tiempos.

• Después de la sinterización a temperatura ambiente o a 37 °C en un ambiente húmedo (>90 % de humedad relativa), las láminas de aluminio que contenían las pastas se colocaron sobre la malla del tamiz.

• Un flujo de agua constante y suave de alrededor de 7 ml/s (Millipore, Direct-Q® 3 UV) se aplicó a la malla del tamiz, hasta que las muestras se sumergieron en alrededor de 1 cm de agua.

• Después de la inmersión, se permitió que las muestras permanecieran sumergidas en la columna de agua durante alrededor de 1 minuto.

• Después de 1 minuto, se retiró el tamiz de la bandeja del tamiz y se retiraron cuidadosamente del tamiz las láminas de aluminio que contenían las muestras.

• Las muestras con el papel de aluminio se liofilizaron y pesaron para poder estimar la pérdida de masa. • La bandeja del tamiz (que aún estaba llena de agua) se inspeccionó visualmente para detectar la presencia de gránulos que pudieran haberse perdido de las muestras durante el proceso.

La Fig. 2 muestra que al usar un vehículo líquido que contiene un plastificante, es posible usar gránulos de PLGA que no estén mezclados con el plastificante PEG400. Esto es importante porque la eliminación del plastificante de la mezcla dará un proceso de fabricación más eficiente y mejorará la estabilidad a temperatura ambiente de los gránulos. De hecho, debido a las bajas temperaturas de transición vítrea de las mezclas de PLGNPEG400, deben almacenarse en el refrigerador o el congelador.

La Fig. 2-5 demuestra que el aumento de la concentración de TEC en el vehículo líquido produce pastas con propiedades de fraguado rápido. A excepción de los gránulos de TCP al 50 % p/p (fig. 4), el vehículo líquido que contenía TEC al 1 % p/v proporcionó pastas capaces de fraguar a 37 °C y no a temperatura ambiente. En cambio, con el vehículo líquido que contenía 5 % p/v de TEC, se obtuvieron pastas que fraguaban muy rápido y tenían una consistencia similar a la masilla.

La Fig. 6 muestra cómo la cohesión de la pasta se ve afectada por el tiempo y que la presencia de etanol en el vehículo líquido no es importante para el fraguado de la pasta.

Control de propiedades mecánicas de la pasta en función del tiempo y la temperatura (resistencia)

Se evaluaron las propiedades mecánicas de los armazones formados con pasta. La resistencia del armazón de armazones cilíndricos de 6x12 mm (fig. 7) se evaluó después de 15 minutos, 2 y 24 horas de sinterización, usando un analizador de textura 'Stable Microsystems' siguiendo el protocolo de ensayo de Locate Therapeutics. Se investigaron gránulos de PLGA o PLGA/CS.

Materiales

Vehículos líquidos:

- 3 % p/v TEC, 0,5 % p/v CMC, 1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v cloruro sódico.

Gránulos:

• PLGA 50:50 (gránulos de 50-200 gm).

• 50 % p/p PLGA50:50, 50 % p/p CS (gránulos de 50-200 gm).

Método

Se produjeron armazones cilíndricos de 6x12 mm mezclando con jeringa gránulos de PLGA o PLGA/CS (50-200 gm) con 3 % p/v de vehículo TEC en una proporción de 1,5:1, inyectando en un molde de PTFE y sinterizando a 32 °C o 37 °C. °C durante 15 minutos y 2 horas o 24 horas sumergidos en PBS (húmedo) o sellados en una atmósfera húmeda >90 % a 37 °C (fig.7). Los ensayos mecánicos se llevaron a cabo según la norma ISO mediante el uso de un analizador de textura.

Los resultados obtenidos demuestran que se formaron armazones después de 15 minutos de sinterización utilizando gránulos de PLGA y PLGA/CS. Sin embargo, la adición de CS resultó en armazones más débiles (fig. 8 y fig. 10). Cuando se usó PLGA5050, la sinterización de 15 min a 32 °C o 37 °C no tiene efecto sobre la resistencia del armazón. En cambio, la sinterización de 2 horas dio armazones más fuertes a 32 °C (Fig. 8).

La comparación entre la sinterización húmeda y la húmeda (fig. 9-10) demuestra que los armazones más resistentes son los que se sinterizan en condiciones húmedas.

Control de propiedades mecánicas de la pasta en función del tiempo y la temperatura (capacidad de flujo) Materiales

Vehículos líquidos:

• 2 % TEC p/v, 0,5 % p/v CMC, 1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v cloruro sódico.

• 3 % TEC p/v, 0,5 % p/v CMC, 1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v cloruro sódico.

• 4 % TEC p/v, 0,5 % p/v CMC, 1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v cloruro sódico.

• 10 % EtOH p/v, 0,5 % p/v CMC,

1 % p/v Plurónico F127 en 0,9 % p/v cloruro sódico.

Gránulos:

• PLGA 50:50 (gránulos de 50-200 gm).

• 50 % p/p PLGA50:50, 50 % p/p CS (gránulos de 50-200 gm).

Método

La viscosidad se determinó inyectando 400 gl de masilla mixta sobre una hoja de acetato colocada en un ángulo de 45°. La masilla se expulsó directamente de la jeringa a un ritmo constante y se dejó fluir cuesta abajo durante 60 segundos antes de que se hiciera una segunda marca para indicar la distancia que había corrido la masilla. A continuación, se calculó la distancia y se obtuvieron los valores medios.

Los resultados muestran que al reducir la proporción de cantidad de vehículo a polímero antes de mezclar, se puede generar una pasta mucho más espesa, independientemente de los componentes del vehículo. Al aumentar la concentración de plastificante, es posible crear un material inicial más viscoso, pero solo hasta un límite que depende del material, después de lo cual los aumentos adicionales en el plastificante hacen poca diferencia (fig. 12). Otros resultados demuestran que la adición de sulfato de calcio tiene un gran impacto en la fluidez del material mezclado y expulsado (fig. 13).

Esta tecnología puede ser explotada en el área de la salud médica. Las aplicaciones incluyen un sistema de administración inyectable para usar en terapias celulares que fomenta la formación de estructuras de tejido 3D para brindar una funcionalidad mejorada, p. dentales, defectos óseos, fracturas óseas, fusión de columna y cartílago. El mercado de materiales ortopédicos es enorme y crece en consonancia con el envejecimiento de la población. Como tal, los productos terapéuticos novedosos y rentables son vitales para mantener los estándares de atención médica y mantener los costos a niveles razonables.

1. Terminología

p-TCP: p-fosfato tricálcico, CMC: carboximetilcelulosa, CS: sulfato de calcio, EtOH: etanol, F127: Pluronic® F127, HME: extrusión de fusión en caliente, PEG: polietilenglicol, PLGA: ácido poli(láctico-co-glicólico), TEC: citrato de trietilo

Referencias

1- M. Artico, L. Ferrante, F. S. Pastore et al., "Bone autografting of the calvaria and craniofacial skeleton: historical background, surgical results in a series of 15 patients, and review of the literature," Surgical Neurology, vol. 60, no. 1, pp. 71-79, 2003.

2- Y. T. Konttinen, D. Zhao, A. Beklen et al., "The microenvironment around total hip replacement prostheses," Clinical Orthopaedics and Related Research, no. 430, pp. 28-38, 2005.

3- L. G. Mercuri y A. Giobbie-Hurder, "Long-term outcomes after total alloplastic temporomandibular joint reconstruction following exposure to failed materials," Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, vol. 62, no.

9, pp. 1088-1096, 2004.

4- A. M. Pou, "Update on new biomaterials and their use in reconstructive surgery," Current Opinion in Otolaryngology and Head and Neck Surgery, vol. 11, no. 4, pp. 240-244, 2003.

5- R. Langer y J. P. Vacanti, "Tissue engineering," Science, vol. 260, no. 5110, pp. 920-926, 1993.

Ejemplo de propiedades de armazón

Tensión máxima y módulo de Young después de 2 o 24 h de sinterización a 37 °C o 41,5 °C de gránulos de polímero no huecos. En la columna 'nombre del lote', P y T se refieren a PLGNPEG y p-TCP respectivamente. Se usaron EtOH y TEC como plastificantes en el vehículo líquido a una concentración de 5 % p/v y 2,5 % p/v respectivamente.

Ejemplo - Producción de gránulos de TAOS™ por el proceso HME

Resumen

Este ejemplo describe un protocolo general para producir gránulos de TAOS™ mediante la técnica de extrusión de fusión en caliente.

Taos™ es un material a base de PLGA que se puede mezclar con materiales biodegradables y biocompatibles, como cerámica (es decir, sulfato de calcio, fosfato tricálcico) y polímeros (es decir, PEG, Plurónicos, etc.). Taos™ puede suministrar ingredientes activos y productos biológicos.

Cada mezcla está compuesta por al menos dos componentes donde un componente es PLGA. La metodología descrita en este documento consta de 3 pasos principales:

• Premezclado en seco de los materiales.

• Extrusión de fusión en caliente del material premezclado

• Granulación del extrusado

Con este protocolo se obtienen gránulos de 300-400 micrómetros. Cuando se requieren partículas más pequeñas, se requiere el paso adicional de criomolienda.

- Materiales

PLGA 50:504.5A, Evonik, Lote No. LP1042

PLGA 85:154A, Evonik, Lote No. LP717

PLGA 95:56E, Evonik, Lote No. LP1075

Pluronic F127, Sigma, Lote No. 121K0070

PEG 400, Clariant, Lote No. DEG4242071

Simvastatina, Teva, Lote No. 86600300414

Sulfato de calcio (CS), Sigma-Aldrich, Lote No. MKΒR2597V

p-TCP, Plasma-Biotal, Lote No. XRD7065

- Método

Premezclado en seco

El mezclado se realiza a mano en muestras en bolsas triples de al menos 30 g, rompiendo las partículas más grandes a medida que se identifican y remezclándolas en la mezcla. Una vez que resulta difícil encontrar aglomerados para descomponer, la mezcla se pasa a través de un tamiz de 850 micrómetros con partículas separadas en este proceso que se descomponen y se recombinan con la materia prima principal. La materia prima recombinada luego se mezcla completamente lista para la extrusión de fusión en caliente. De esta manera, se logra una alimentación constante de cada material utilizando un minialimentador de doble tornillo en la extrusora de fusión en caliente.

Los aglomerados se producen cuando se utilizan PEG400 u otros materiales líquidos pegajosos en combinación con PLGA.

El PLGA, simvastatina y Plurónico F127 deben tener menos de 500 micrómetros antes de su uso.

El p-TCP y el CS deben estar entre 20 y 52 micrómetros.

- Extrusión por fusión en caliente

Luego, el material premezclado se introduce en la zona de alimentación de HME a través de un minialimentador de doble tornillo. Variando las velocidades de alimentación del material a la extrusora, de 1,1 a 2,3 g/min-1, es posible cambiar el diámetro del extruido de 300-350 micrómetros a 800-900 micrómetros.

Las temperaturas estándar del cilindro HME se muestran a continuación. La velocidad del tornillo del extrusor se establece en 50 rpm.

Perfiles de temperatura del barril:

- Granulación

El extrusado proveniente de la zona de la matriz HME se corta luego en gránulos utilizando un granulador con el ajuste 9L1. Con este fraguado se obtienen gránulos de 300-400 micrómetros.

El granulador está compuesto por 2 componentes principales:

• 1 rueda de corte

• 2 ruedas concéntricas que empujan el extrusado hacia la rueda de corte.

La rueda de corte puede girar a diferentes velocidades (dial de control de 1 a 9). En cambio, las 2 ruedas concéntricas pueden empujar el extrusado a cuatro velocidades diferentes (dial de control de 1 a 4). En la combinación 9L1, 9 se refiere a la rueda de corte mientras que 1 se refiere a las ruedas concéntricas.

Lotes preparados

Usando la metodología descrita se produjeron los siguientes lotes de HME:

-TAOS-TCP

• 84,15 % p/p PLGA95:5, 5,85 % PEG400, 10 % p/p p-TCP

• 74,8 % p/p PLGA95:5, 5,2 % PEG400, 20 % p/p p-TCP

• 65,45 % p/p PLGA95:5, 4,55 % PEG400, 30 % p/p p-TCP

• 56,1 % p/p PLGA95:5, 3,9 % PEG400, 40 % p/p p-TCP

• 46,75 % p/p PLGA95:5, 3,25 % PEG400, 50 % p/p p-TCP

-TAOS-TCP/TAOS-CS/TAOS-Plurónico

Lote LOC01 - 46,75 % p/p PLGA95:5, 3,25 % PEG400, 50 % p/p p-TCP

Lote LOC02: - 46,75 % p/p PLGA95:5, 3,25 % PEG400, 50 % p/p CS

Lote LOC03 - 84,15 % p/p PLGA50:50, 5,85 % PEG400, 10 % p/p Plurónico F127

Lote LOC04 - 65,45 % p/p PLGA50:50, 4,55 % PEG400, 10 % p/p Plurónico F127, 20 % p/p Simvastatina -TAOS-SIM

Ejemplo 2 - Gránulos de polímero huecos

Fabricación

1. Introducción

El objetivo del trabajo era producir microgránulos huecos de tubo a base de PLGA.

Los gránulos de polímero huecos generalmente se pueden producir en un proceso de 3 pasos.

• 1er paso: preparación de gránulos estándar (300 um de diámetro, 500 um de longitud) mediante extrusión de doble tornillo de materias primas secas, seguido de granulación. (Ver 'Ejemplo- producción de gránulos de TAOS™ por ek proceso ^hM^e' arriba)

• 2° paso: preparación de tubos huecos por extrusión monohusillo de los gránulos estándar preparados en el paso 1.

• 3er paso: granulación de los tubos huecos preparados en el paso 2 para obtener gránulos huecos (450-500 um de diámetro, 500 um de longitud).

2. Experimental

Se prepararon y proporcionaron dos lotes (aprox. 200 g) de material. Basado en una matriz de PLGA, un grado (PLGA-PEG) contenía 6,5 % p/p de polietilenglicol 400; el segundo grado (PLGA-CS-PEG) también contenía una carga del 50 % p/p de relleno de sulfato de calcio.

Lote de PLGA-PEG:

PLGA95:5 = 93,5 % p/p

PEG400 = 6,5 % p/p

Lote de PLGA-CS-PEG:

PLGA95:5 = 46,75 % p/p

PEG400 = 3,25 % p/p

CS = 50 % p/p

Se utilizó una extrusora de un solo husillo (Dr Collin Teachline16) con un diámetro de husillo de 16 mm, equipada con una matriz de tubo con un diámetro exterior de 2,0 mm y un diámetro interior (clavija) de 1,0 mm. El tubo extruido fue estirado hacia abajo (estirado) hasta un diámetro de tubo exterior diana de 400 μm utilizando una unidad de arrastre de oruga Rondol. Debido a la naturaleza sensible al agua del polímero, se utilizó un sistema de enfriamiento sin agua mediante el cual se permitió que el tubo extruido se enfriara en el aire mientras estaba sujeto por un canal guía de PTFE. El tubo extruido se enrolló en un carrete utilizando una bobinadora automática. La granulación se realizó utilizando un granulador de grado farmacéutico Thermo Scientific, ajustado a la máxima velocidad de corte.

La configuración inicial del proceso de extrusión, arrastre y granulación se realizó utilizando PLGA de grado no médico, que estaba disponible en grandes cantidades en los laboratorios del IRC. Esto permitió establecer el perfil de temperatura, la velocidad de la extrusora y la velocidad de arrastre antes de usar las muestras de grado médico de materiales más pequeños. Se encontró que el grado no médico sin relleno se extruía bien y se produjo un tubo de alrededor de 500 μm. Esto se cortó en microgránulos de las dimensiones deseadas.

3. Extrusión PLGA-CS-PEG

Las temperaturas de ajuste de la extrusora de un solo tornillo utilizadas para PLGA-CS-PEG se detallan en la Tabla 1.

Tabla 1 Temperaturas establecidas de extrusión (°C)

El compuesto se extruyó bien y produjo un tubo que se redujo fácilmente al diámetro requerido por la oruga de la unidad de arrastre. Después de un período inicial de preparación y estabilización, se permitió que el proceso continuara para recolectar una cantidad suficiente de tubo extruido. La velocidad del tornillo del extrusor se fijó en 36 rpm y la velocidad de arrastre se fijó en 18 m/min. El tubo extruido se granuló posteriormente a la máxima velocidad de rotación del cortador. Las imágenes SEM de los tubos cortados se muestran en la Figura 14.

El tubo extruido cortado se colocó en una bolsa de aluminio termosellada bajo nitrógeno y luego se analizó.

4. Extrusión PLGA-PEG

Se introdujo PLGA-PEG en la extrusora de un solo tornillo en las mismas condiciones de proceso establecidas para la creación de gránulos de PLGA-CS-PEG.

5. Resumen de comentarios

El proceso de extrusión se utilizó para producir tubos con éxito en las dimensiones deseadas sin refrigeración por agua. Se encontró que el material se adaptaba bien a la extrusión en estas condiciones y el proceso podía realizarse de manera estable. El tubo extruido se cortó al tamaño de gránulo diana usando un granulador comercial que se usa típicamente para la preparación de compuestos farmacéuticos. Se recomienda una purga completa, decapado y limpieza de la extrusora y la matriz entre diferentes lotes de material.

Caracterización de gránulos de polímero huecos

Gránulos de TAOS-CS estándar (TAOS-CS) frente a gránulos de TAOS-CS huecos (H-TAOS-CS)

Alcance

El trabajo hasta la fecha demostró que cuando el sulfato de calcio (CS) se incluyó en los sistemas de TAOS™, se logró una mejor regeneración ósea. Los datos que muestran esta mejora se obtuvieron en un estudio de modelo de conejo de cóndilo blanco de Nueva Zelanda y la mezcla TAOS-CS utilizada tenía 50 % p/p de CS. Esta mezcla se produjo mediante extrusión de doble tornillo HME seguida de granulación. La dimensión de los gránulos obtenidos fue de 300 um de diámetro y 400 um de longitud. En el estudio del cóndilo, estos gránulos se mezclaron con un vehículo líquido para crear una pasta que luego se implantó en el cóndilo del conejo.

Es bien sabido que la regeneración ósea está influenciada por la porosidad de los implantes. La porosidad superior al 60 % y los poros superiores a 50um permiten que las células proliferen y se diferencien bien dentro del implante, mejorando así el proceso regenerativo.

Para mejorar la porosidad del implante se investigó el uso de gránulos huecos. El objetivo era tener gránulos con atributos similares a los gránulos estándar (sin huecos) pero con mayor porosidad.

El propósito de este estudio fue entonces la comparación de los atributos físicos de las pastas/estructuras hechas con gránulos de TAOS-CS estándar (300x400um aproximadamente) o con gránulos huecos TAOS-CS (400x550um aproximadamente). Se evaluaron y describieron los atributos físicos de porosidad, resistencia, temperatura de transición vítrea y cohesión.

Materiales

• Gránulos de TAOS™-CS (estándar y huecos)

o PLGA 95:5 DLG 6E 75KDa

o PEG 400

o Sulfato de calcio No. de lote MκΒR2597V (Sigma-Aldrich)

• Vehículo líquido TAOS estándar

o Solución salina: 0,9 % p/v cloruro de sodio en agua destilada

o Plurónico F127

o Carboximetilcelulosa 12M31P

• Plastificante

o Triacetina

Terminología

CMC: Carboximetilcelulosa, CS: Sulfato de calcio, DMA: Análisis mecánico dinámico, F127: Pluronic® F127, HME: Extrusión por Fusión en Caliente, TAOS: Señalización Orquestada Dirigida, TAOS-CS: gránulos estándar de TAOS sulfato de calcio, H-TAOS-CS: gránulos huecos de TAOS sulfato de calcio, PEG: polietilenglicol, PLGA: poliláctico -co-ácido glicólico), TA: triacetina

Método

Preparación de la pasta de muestra de ensayo

Para la preparación de la pasta, se pesaron alrededor de 100 mg de gránulos de TAOS-CS o H-TAOS-CS en un trozo de papel de aluminio (4x4 cm aproximadamente) y se mezclaron manualmente en un montículo, utilizando una espátula pequeña, con 70 |ul de vehículo líquido de TAOS™ (estándar o estándar 2,5 % p/v TA). Después de mezclar, las pastas se transfirieron a 37 °C y se dejaron sinterizar durante 15 min en una bolsa sellada humidificada con PBS (>90 % HR).

Evaluación de la cohesividad/integridad temprana del armazón de la pasta Taos™

Para la evaluación de la cohesividad/integridad temprana del armazón de la pasta cerámica TAOS™ la metodología fue la siguiente:

• Se colocó un tamiz de 355 |um (Endecotts, BS410/1986) en su bandeja de recogida dedicada.

• Después de 15 minutos de sinterización a 37 °C en un ambiente húmedo (>90 % de HR), las láminas de aluminio que contenían los primeros armazones se colocaron sobre la malla del tamiz.

• Las muestras con el papel de aluminio se liofilizaron y pesaron para poder estimar la pérdida de peso. • La bandeja del tamiz (que todavía estaba llena de agua) se inspeccionó visualmente para detectar la presencia de partículas que pudieran haberse perdido de las muestras durante el proceso.

Preparación de armazones

Para la preparación del armazón, se pesaron 200 mg de gránulos de TAOS-CS o H-TAOS-CS en un recipiente de pesaje y se mezclaron manualmente, utilizando una espátula pequeña, con 140 |ul de vehículo líquido de TAOS™ (estándar o estándar 2,5 % p/v TA). Después de mezclar, las pastas se transfirieron a moldes de PTFE de 6x12 mm y, según el experimento, se dejaron sinterizar a 37 °C durante 2 o 24 horas en una bolsa sellada humidificada con PBS (humedad > 90 %). Los armazones para la porosidad se sinterizaron en seco (sin vehículo líquido), se secaron por congelación y se pesaron después del proceso de sinterización.

Evaluación de la porosidad

La porosidad del armazón se determinó mediante el "método de la densidad". Se midió la masa de cada armazón liofilizado junto con el volumen (V= nr2h). La densidad se calculó utilizando la siguiente ecuación:

Densidad = Masa/Volumen

Posteriormente, suponiendo que las densidades de PLGA, CS son respectivamente 1,3, 2,96 g/cm3, se calculó la porosidad.

Evaluación del peso molecular

Se evaluó el impacto de los procesos de extrusión de tornillo simple y doble en el peso molecular de PLGA95:5. Se utilizaron extrusoras de tornillo doble y simple para fabricar gránulos de polímero estándar (TAOS-CS) y gránulos de polímero huecos (H-TAOS-CS), respectivamente.

Para evaluar el peso molecular de PLGA95:5, se disolvieron primero gránulos de polímero estándar y huecos en solución de acetonitrilo:agua (1:1). A continuación, esta solución se filtró para eliminar el sulfato de calcio insoluble. El peso molecular de las soluciones filtradas se analizó mediante HPLC utilizando una columna GPC.

Ensayo de resistencia del armazón

La resistencia del armazón se comprobó después de 2 y 24 h de sinterización, usando un analizador de textura 'Stable Microsystems'. Se obtuvieron los datos de tensión máxima y módulo de Young.

Evaluación de la temperatura de transición vítrea

La temperatura de transición vítrea (Tg) de los gránulos TAOS-CS o H-TAOS-CS se comprobó usando un reómetro 'Anton-Paar'. Aproximadamente 400 mg de mezclas de gránulos secos se colocaron en la placa paralela del reómetro de 25 mm y se sometieron a un ensayo oscilatorio a 1 Hz y 0,1 % de tensión con una rampa de temperatura de 80 a 10 °C. Se utilizó análisis mecánico dinámico (DMA) para el cálculo de Tg. DMA midió los módulos viscoelásticos, el módulo de pérdida y almacenamiento y la tangente delta (ángulo de fase máximo) de los materiales.

Resultados

Evaluación de la cohesividad/integridad temprana del armazón de pasta de TAOS™

Después de 1 minuto de inmersión en agua, las láminas de aluminio que contenían las muestras se retiraron cuidadosamente del tamiz, se liofilizaron y se estimó la pérdida de peso (Fig. 20).

Esta pérdida se estimó calculando la pérdida de peso de las pastas secas. No se produjeron pérdidas considerables cuando las pastas se sinterizaron con el vehículo líquido que contenía 2,5 % p/v de TA. Sin embargo, se observaron pérdidas de masa sustanciales cuando las pastas eran un vehículo líquido estándar sinterizado. Se demostró que la forma de los gránulos no jugaba un papel en la cohesión del armazón.

Evaluación de la porosidad

Después de 24 h de sinterización, se midieron las dimensiones y las densidades de los armazones liofilizados para calcular la porosidad del armazón (fig. 19). Los armazones fabricados con gránulos huecos mostraron un aumento de la porosidad de alrededor del 11-12 %.

Evaluación del peso molecular

Los resultados de GPC demostraron que ambos procesos de extrusión tuvieron un impacto menor en el peso molecular de PLGA 95:5. TAOS-CS y H-TAOS-CS tenían un peso molecular similar en comparación con el peso molecular inicial de PLGA95:5. Sólo se produjo una caída de peso molecular de 5,5 kDa después de los procesos de extrusión de tornillo doble y único (Fig. 17).

Resistencia

A partir de las trazas de tensión frente a deformación obtenidas por el analizador de textura se calcularon la resistencia máxima y el módulo de elasticidad de Young. El módulo de elasticidad de Young se determinó a partir del gradiente de la pendiente tensión/deformación antes de la fractura. En la Fig. 21 se muestra un resumen de los datos.

La inspección de los datos mostró diferencias en los armazones preparados con TAOS-CS o H-TAOS-CS. En general, el uso de TAOS-CS produjo armazones más fuertes, especialmente cuando se usó un vehículo líquido TA al 2,5 % p/v. En general, se puede demostrar que la mayor porosidad de los armazones hechos con H-TAOS-CS les dio menos resistencia a los armazones.

Temperatura de transición vítrea (Tg)

Los datos obtenidos del software del reómetro se transfirieron a un archivo de Microsoft Excel (uno para cada tipo de polímero) y se dibujaron gráficos de dispersión para mostrar el ángulo de cambio de fase en función de la temperatura (fig. 22) y los módulos de pérdida y almacenamiento frente a la temperatura (fig. 23). A partir de los gráficos, la temperatura en el ángulo de fase máximo y en el módulo de pérdida máximo se registraron como una indicación de Tg (Tabla 1). No se registraron diferencias sustanciales en la Tg para los tipos de gránulos.

Tabla 1 Ángulo de fase de pico y módulo de pérdida de pico

Ejemplo de viabilidad de MSC después de 30 min

Se añadieron 200 μl de una suspensión de MSC de 40 millones de células/ml a armazones de 400 mg hechos de TAOS-CS o H-TAOS-CS. Los armazones y las MSC se incubaron a 37 °C durante 30 min. Después de la incubación, las MSC se separaron de los armazones utilizando tripsina y se cuantificaron mediante análisis con hemocitómetro. Las células muertas se cuantificaron mediante un ensayo de exclusión con azul de tripano.

Se logró ~100 % de viabilidad celular. En los armazones H-TAOS-CS, las MSC situadas dentro de los huecos de los gránulos no se desprendieron, lo que demuestra las propiedades de protección del H-TAOS-CS.

Ejemplo de elección de plastificante

La Tabla 2 proporciona ejemplos de plastificantes solubles en agua que pueden usarse en la presente invención. En los ejemplos que comprenden un plastificante en un vehículo como se describe en la presente invención, el plastificante puede seleccionarse de la Tabla 2 o usarse en combinaciones de los mismos. El porcentaje del plastificante en el vehículo puede ser de hasta la concentración más alta especificada utilizada en un producto farmacéutico según la Tabla 2.

Tabla 2: Plastificantes solubles en agua

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de material formador de armazón para formar un armazón de tejido sólido en un sujeto, comprendiendo la composición una pluralidad de gránulos de polímero huecos en un soporte, comprendiendo cada gránulo una estructura tubular que comprende un hueco abierto que se extiende a su través, o los gránulos de polímero huecos tienen un hueco en la forma de un canal que atraviesa la estructura de gránulos, por lo que el canal está abierto sustancialmente a lo largo de su longitud, y

en donde el vehículo y/o los gránulos de polímero huecos comprenden un plastificante de manera que la pluralidad de gránulos de polímero huecos es capaz de interconectarse en presencia del plastificante y solidificarse en armazón sólido.

2. La composición de material formador de armazón según la reivindicación 1, en donde los gránulos de polímero huecos tienen un tamaño en su dimensión más larga de entre 50 y 700 μm.

3. La composición de material formador de armazón según la reivindicación 1 ó 2, en donde el o los polímeros son polímeros sintéticos.

4. La composición de material formador de armazón según cualquier reivindicación anterior, en donde los gránulos de polímero huecos comprenden PLGA o una mezcla de PLGNPEG.

5. La composición de material formador de armazón según cualquier reivindicación anterior, en donde el vehículo comprende el plastificante; o en donde los gránulos de polímero huecos y el vehículo comprenden un plastificante.

6. La composición de material formador de armazón según cualquier reivindicación anterior, en donde la composición de material formador de armazón comprende además partículas de polímeros naturales o partículas no poliméricas, opcionalmente en donde las partículas de polímeros naturales o las partículas no poliméricas están encapsuladas en los gránulos de polímero hueco; y/o en donde las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas no están encapsuladas dentro de los gránulos de polímero huecos antes del fraguado del armazón; y/o en donde las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas están en un vehículo que suspende los gránulos de polímero huecos.

7. La composición de material formador de armazón según la reivindicación 6, en donde las partículas de polímero natural o las partículas no poliméricas comprenden o consisten en moléculas de azúcar cristalizadas y/o cerámicas.

8. La composición de material de armazón según cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7, en donde el material de armazón comprende entre 1 % y 55 % de partículas de polímero natural o no poliméricas.

9. Un armazón sólido para la reparación o el reemplazo de tejido en un sujeto, comprendiendo el armazón sólido una pluralidad de gránulos de polímero huecos, comprendiendo los gránulos de polímero huecos un gránulo de polímero que comprende una estructura tubular que tiene un hueco abierto que se extiende a través del mismo, o los gránulos de polímero huecos tienen un hueco en forma de un canal que atraviesa la estructura de los gránulos, por lo que el canal está abierto sustancialmente a lo largo de su longitud, en donde los gránulos de polímero huecos están interconectados entre sí.

10. El armazón sólido según la reivindicación 9, en donde los gránulos de polímero huecos no están orientados uniformemente entre sí.

11. La composición de material formador de armazón según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 o el armazón sólido según cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 10, que comprende además un agente activo, en donde opcionalmente el agente activo está encapsulado dentro del material del gránulo de polímero hueco y/o se proporciona entre los gránulos de polímero huecos, y/u opcionalmente comprende además células, en donde opcionalmente las células están unidas a la superficie de los gránulos de polímero huecos.

12. La composición de material formador de armazón según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 u 11, o el armazón sólido según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, para su uso en un método de tratamiento del cuerpo humano o animal mediante cirugía o terapia; o en un método de diagnóstico practicado en el cuerpo humano o animal; o para su uso en cirugía cosmética.

13. Un método para formar un armazón para la reparación o reemplazo de tejido, comprendiendo el método: proporcionar el material formador de armazón según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 u 11; y fraguar el material formador de armazón de manera que fragüe en un armazón sólido de gránulos de polímero huecos.

14. Un método para formar el material formador de armazón según la reivindicación 1, comprendiendo el método: extruir un polímero o una mezcla de polímeros a través de una extrusora, en donde la extrusora comprende un troquel para formar un hueco en el extrusado de polímero; cortar el extrusado de polímero en gránulos para formar gránulos de polímero huecos.

15. Un kit, en donde el kit es:

a) para su uso en el suministro de un agente a una diana, y comprende:

i) gránulos de polímero huecos que comprenden una estructura tubular que comprende un hueco abierto que se extiende a través del mismo, o que tienen un hueco en forma de canal que atraviesa la estructura del gránulo, por lo que el canal está abierto sustancialmente a lo largo de su longitud, y

en donde los gránulos de polímero huecos comprenden un plastificante y encapsulan un agente en polvo, y

ii) una solución vehicular;

b) para su uso en la formación de un armazón, y comprende:

i) gránulos de polímero huecos que comprenden una estructura tubular que comprende un hueco abierto que se extiende a su través, o que tienen un hueco en forma de canal que atraviesa la estructura del gránulo, por lo que el canal está abierto sustancialmente a lo largo de su longitud, y en donde los gránulos de polímero huecos comprenden un plastificante,

ii) partículas de polímeros naturales y/o partículas no poliméricas, y

iii) una solución vehicular; o

c) para su uso en la formación de un armazón, y comprende:

ii) una solución vehicular que comprende un plastificante.