IT201800002337A1 - Biomembrane - Google Patents
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Description
Titolo: “Biomembrana” Title: "Biomembrane"
Descrizione Description
Forma oggetto della presente invenzione un dispositivo che comprende uno scaffold polimerico caricato di un emocomponente, dove detto scaffold ha una struttura a reticolo e detto emocomponente è preferibilmente PRP (Platelet Rich Plasma). The subject of the present invention is a device which comprises a polymeric scaffold loaded with a blood component, where said scaffold has a lattice structure and said blood component is preferably PRP (Platelet Rich Plasma).
Forma ulteriore oggetto della presente invenzione un metodo per la preparazione di detto dispositivo e detto dispositivo per l’uso topico nel trattamento di lesioni cutanee e per la rigenerazione di tessuti in vivo. A further object of the present invention is a method for the preparation of said device and said device for topical use in the treatment of skin lesions and for the regeneration of tissues in vivo.
Stato dell’arte State of the art
Il PRP (Platelet Rich Plasma) è un emocomponente arricchito in piastrine e pertanto ricco in fattori di crescita che lo rendono un potente stimolatore della rigenerazione tissutale. Il PRP è impiegato per la rigenerazione di tessuti, in medicina umana e veterinaria. A titolo di esempio, Sun Y et al. The regenerative effect of platelet-rich plasma on healing in large osteochondral defects Int. Orthopaedics (2010) 34:589–597 descrive l’uso di PRP per la rigenerazione ossea, dove PRP viene iniettato nella sede di lesione, Anche WO2016158756 descrive una formulazione iniettabile per via intradermica che comprende PRP. La somministrazione di PRP può avvenire utilizzando diverse modalità in funzione del tipo di patologia e delle finalità che si propone il medico. Ad esempio le applicazioni a livello articolare o tendineo prevedono la iniezione del preparato. In questo caso, le iniezioni di PRP richiedono rigidi controlli durante l’intervento, e spesso la somministrazione viene effettuata sotto controllo ecografico. Per le patologie cutanee le vie di somministrazione sono diverse: iniezione, gocciolamento, spray, gelificazione in situ. PRP (Platelet Rich Plasma) is a blood component enriched in platelets and therefore rich in growth factors that make it a powerful stimulator of tissue regeneration. PRP is used for tissue regeneration, in human and veterinary medicine. As an example, Sun Y et al. The regenerative effect of platelet-rich plasma on healing in large osteochondral defects Int. Orthopedics (2010) 34: 589–597 describes the use of PRP for bone regeneration, where PRP is injected into the injury site, WO2016158756 also describes a formulation intradermally injectable which includes PRP. The administration of PRP can take place using different methods depending on the type of pathology and the purposes that the doctor proposes. For example, applications at the joint or tendon level involve the injection of the preparation. In this case, PRP injections require strict controls during the surgery, and often the administration is carried out under ultrasound control. For skin diseases, the routes of administration are different: injection, drip, spray, gelation in situ.
Note le capacità rigenerative del PRP, l’applicazione dello stesso a livello cutaneo è limitata dalle difficoltà di applicazione, dall’impossibilità di suturarlo sopra ad una lesione, e all’inevitabile assorbimento di detto PRP da parte della garza posta a necessaria medicazione dell’area interessata. Known the regenerative capacities of the PRP, the application of the same on the skin is limited by the difficulties of application, by the impossibility of suturing it over a lesion, and by the inevitable absorption of said PRP by the gauze placed as a necessary dressing of the affected area.
E’ fortemente avvertita l’esigenza di utilizzare le potenzialità del PRP veicolando lo stesso con dispositivi che ne permettano una diffusione efficace e nello stesso tempo offrano caratteristiche di maneggevolezza e sicurezza di impiego. There is a strong need to use the potential of PRP by conveying the same with devices that allow it to be effectively distributed and at the same time offer characteristics of handling and safety of use.
Descrizione dell’invenzione Description of the invention
Forma oggetto della presente invenzione un dispositivo che è sorprendentemente in grado di rilasciare componenti del sangue ad un’area lesionata, senza la necessità di ricorrere a iniezioni. Il dispositivo si è rivelato sorprendentemente utile per l’impiego nel trattamento personalizzato di ferite cutanee, ustioni, ulcere. The subject of the present invention is a device that is surprisingly capable of delivering blood components to an injured area, without the need to resort to injections. The device has proved surprisingly useful for use in the personalized treatment of skin wounds, burns, ulcers.
In una forma di realizzazione, detto dispositivo veicola emocomponenti quali ad esempio Platelet Rich Plasma (PRP), platelet lysate (PL), cryoprecipitate (CRYO), platelet membrane rich plasma (PMRP). In one embodiment, said device carries blood components such as for example Platelet Rich Plasma (PRP), platelet lysate (PL), cryoprecipitate (CRYO), platelet membrane rich plasma (PMRP).
Descrizione delle figure Description of the figures
Figura 1: schema esemplificativo di uno scaffold secondo la presente invenzione (C) e dei due strati che lo compongono, primo strato (A) e secondo strato (B). Figure 1: exemplary diagram of a scaffold according to the present invention (C) and of the two layers that compose it, first layer (A) and second layer (B).
Figura 2: immagine rappresentativa di un dispositivo secondo la presente invenzione. Figure 2: representative image of a device according to the present invention.
Figura 3: immagini rappresentative di un cheratoma nel cavallo al giorno 0 (A) e a giorni successivi dopo il trattamento con il dispositivo secondo la presente invenzione (B, C, D, E). Figure 3: representative images of a keratoma in the horse at day 0 (A) and subsequent days after treatment with the device according to the present invention (B, C, D, E).
Figura 4: immagini rappresentative di una lesione cutanea nel cane al giorno 0 (A) e a giorni successivi dopo il trattamento con il dispositivo secondo la presente invenzione (B, C, D). Figure 4: Representative images of a skin lesion in the dog on day 0 (A) and subsequent days after treatment with the device according to the present invention (B, C, D).
Descrizione dettagliata dell’invenzione: Detailed description of the invention:
Forma oggetto della presente invenzione un dispositivo per il trattamento personalizzato di ferite o ulcere cutanee. Detto dispositivo si compone di uno scaffold, realizzato con un polimero, sul quale è depositato un emocomponente. Detto polimero è selezionato tra i polimeri e co-polimeri termoplastici biocompatibili e gli elastomeri termoplastici (TPE). Detto emocomponente è ad esempio Platelet Rich Plasma (PRP), platelet lysate (PL), cryoprecipitate (CRYO), platelet membrane rich plasma (PMRP). In una forma preferita, è PRP. The subject of the present invention is a device for the personalized treatment of skin wounds or ulcers. Said device consists of a scaffold, made with a polymer, on which a blood component is deposited. Said polymer is selected from among biocompatible thermoplastic polymers and co-polymers and thermoplastic elastomers (TPE). Said blood component is for example Platelet Rich Plasma (PRP), platelet lysate (PL), cryoprecipitate (CRYO), platelet membrane rich plasma (PMRP). In a preferred form, it is PRP.
In una forma di realizzazione, detto emocomponente è autologo, ovvero è ottenuto dallo stesso soggetto nel quale viene poi utilizzato il dispositivo. In one embodiment, said blood component is autologous, i.e. it is obtained from the same subject in which the device is then used.
Detto polimero è preferibilmente selezionato nel gruppo che comprende: PCL (policaprolattone), PLGA (acido polilattico glicolico), PGA (acido poliglicolico), PVA (alcol polivinilico), PLA (acido polilattico), Nylon (680), T-lyne (co-polimero del polietilene), PP (polipropilene) Polietilene, HIPS (High Impact polistirene), Policarbonato (PC), PVC PEEK (Polyether ether ketone), TECAPEI MT PEI (Polyetherimid), Polysulfone, PTFE (Politetrafluoroetilene). Said polymer is preferably selected from the group which includes: PCL (polycaprolactone), PLGA (polylactic glycolic acid), PGA (polyglycolic acid), PVA (polyvinyl alcohol), PLA (polylactic acid), Nylon (680), T-lyne (co - polyethylene polymer), PP (polypropylene) Polyethylene, HIPS (High Impact polystyrene), Polycarbonate (PC), PVC PEEK (Polyether ether ketone), TECAPEI MT PEI (Polyetherimid), Polysulfone, PTFE (Polytetrafluoroethylene).
In una forma di realizzazione, detto scaffold è in PLA. Detto polimero costituisce uno scaffold di supporto per detto PRP, o altro emocomponente, dove detto scaffold ha uno spessore compreso tra 5 e 500 �m, preferibilmente tra 10 e 450, o tra 100 e 400, o tra 110 e 350 �m. In una forma di realizzazione, detto scaffold ha uno spessore di 320 �m. In un’ulteriore forma di realizzazione, detto scaffold ha uno spessore di 150�m. In one embodiment, said scaffold is PLA. Said polymer constitutes a support scaffold for said PRP, or other blood component, where said scaffold has a thickness of between 5 and 500 µm, preferably between 10 and 450, or between 100 and 400, or between 110 and 350 µm. In one embodiment, said scaffold has a thickness of 320 µm. In a further embodiment, said scaffold has a thickness of 150 m.
Detto scaffold ha una struttura a reticolo, dove si alternano spazi pieni a spazi vuoti. This scaffold has a lattice structure, where full spaces alternate with empty spaces.
In una forma di realizzazione, detta struttura a reticolo è una griglia, schematizzata in figura 1C, dove detta griglia è preferibilmente ottenuta sovrapponendo un primo strato (figura 1A) ad un secondo strato (figura 1B) dove detti due strati sono ciascuno costituito da listelli paralleli di detto polimero e detto primo e detto secondo strato vengono sovrapposti così che detti listelli siano pressoché ortogonali tra loro. In one embodiment, said lattice structure is a grid, schematized in figure 1C, where said grid is preferably obtained by superimposing a first layer (figure 1A) on a second layer (figure 1B) where said two layers are each made up of strips parallel of said polymer and said first and said second layer are superimposed so that said strips are practically orthogonal to each other.
Alternativamente, detto reticolo è a ragnatela, dove un primo strato a cerchi concentrici è sovrapposto ad un secondo strato a raggera. Alternatively, said lattice is a spider web, where a first layer with concentric circles is superimposed on a second layer with a sunburst pattern.
Altre geometrie del reticolo sono applicabili allo scaffold. Other lattice geometries are applicable to the scaffold.
Detto scaffold è realizzato tramite tecniche note all’esperto del settore, a titolo di esempio con tecnologia FDM (stampa 3D), taglio laser (versione bidimensionale), pressofusione, preferibilmente è realizzato con stampa 3D. Said scaffold is made using techniques known to the industry expert, for example with FDM technology (3D printing), laser cutting (two-dimensional version), die-casting, preferably it is made with 3D printing.
La scelta del PLA è vantaggiosa laddove il PLA, biocompatibile e bioriassorbibile, ha tempi di degradazione di circa 1 mese, permettendo così l’ottenimento di un dispositivo in grado di degradarsi al termine dell’utilizzo. La degradazione del PLA, essendo il PLA per il 37% cristallino, è meno suscettibile alle variazioni legate all’esposizione ad ambiente acquoso tipicamente osservate in materiali con una componente amorfa maggiore. Inoltre, il PLA ha vantaggiosamente proprietà antibatteriche intrinseche. I range di spessore selezionati per lo scaffold, oltre che la struttura a reticolo, conferiscono al dispositivo secondo la presente invenzione le proprietà elastiche desiderate, laddove è necessario che detto dispositivo si adatti alla zona sulla quale lo stesso viene posizionato quando in uso. The choice of PLA is advantageous where PLA, biocompatible and bioabsorbable, has a degradation time of about 1 month, thus allowing the obtainment of a device capable of degrading at the end of use. The degradation of PLA, since PLA is 37% crystalline, is less susceptible to variations related to exposure to aqueous environment typically observed in materials with a greater amorphous component. Furthermore, PLA advantageously has inherent antibacterial properties. The thickness ranges selected for the scaffold, as well as the lattice structure, give the device according to the present invention the desired elastic properties, where it is necessary for said device to adapt to the area on which it is positioned when in use.
Vantaggiosamente, la struttura a reticolo dello scaffold porta ad un’interazione massima tra l’emocomponente caricato e il polimero che costituisce lo scaffold. E’ stato infatti dimostrato che applicando detto dispositivo ad un tessuto, le cellule presenti in detto emocomponente, interagendo con detto scaffold, producono matrice incorporando in detta matrice lo stesso scaffold. Advantageously, the lattice structure of the scaffold leads to a maximum interaction between the charged blood component and the polymer that constitutes the scaffold. It has in fact been shown that by applying said device to a tissue, the cells present in said blood component, interacting with said scaffold, produce matrix by incorporating the same scaffold into said matrix.
Il PRP viene ottenuto dal sangue, seguendo tecniche note all’esperto del settore di centrifugazione e separazione cellulare. A titolo di esempio, il PRP viene isolato seguendo la metodica descritta in Marx RE Platelet-rich plasma (PRP): what is PRP and what is not PRP? Implant Dent. 2001; 10:225–8. PRP is obtained from blood, following techniques known to the expert in the field of centrifugation and cell separation. As an example, the PRP is isolated following the method described in Marx RE Platelet-rich plasma (PRP): what is PRP and what is not PRP? Implant Dent. 2001; 10: 225–8.
In una forma di realizzazione, un dispositivo secondo la presente invenzione caricato con PRP è ottenuto secondo il processo che segue: In one embodiment, a device according to the present invention loaded with PRP is obtained according to the following process:
- messa a disposizione di PRP; - making available to PRP;
- messa a disposizione di uno scaffold; - provision of a scaffold;
- deposizione di detto PRP che è liquido su detto scaffold; - deposition of said PRP which is liquid on said scaffold;
- aggiunta di agenti coagulanti, ad esempio calcio gluconato e trombina. - addition of coagulating agents, for example calcium gluconate and thrombin.
Alternativamente, a detto PRP liquido viene aggiunto uno o più agente anticoagulante e quindi la miscela viene deposta su detto scaffold, prima che il processo di coagulazione abbia inizio. Alternatively, one or more anticoagulant agents are added to said liquid PRP and then the mixture is deposited on said scaffold, before the coagulation process begins.
Per facilitare l’interazione tra l’emocomponente e lo scaffold, alla deposizione si fa seguire una incubazione, tra 35 e 39°C, tipicamente a 37°C, per un tempo compreso tra 10’ e 2h, preferibilmente tra 15 e 40’, preferibilmente per 20’. To facilitate the interaction between the blood component and the scaffold, the deposition is followed by an incubation, between 35 and 39 ° C, typically at 37 ° C, for a time between 10 'and 2h, preferably between 15 and 40' , preferably for 20 '.
Al termine dell’incubazione, il dispositivo è pronto per l’utilizzo. At the end of the incubation, the device is ready for use.
Si descrive detto dispositivo per l’uso topico nel trattamento di lesioni cutanee e per la rigenerazione tissutale in vivo. Dette lesioni cutanee sono ad esempio ferite cutanee, ulcere o di piaghe da decubito, cheratomi. Detto dispositivo trova altresì impiego come dispositivo nelle lacerazioni cutanee. In una forma di realizzazione, detto dispositivo è un cerotto. This device is described for topical use in the treatment of skin lesions and for tissue regeneration in vivo. These skin lesions are, for example, skin wounds, ulcers or pressure sores, keratomas. Said device is also used as a device in skin lacerations. In one embodiment, said device is a plaster.
In una forma di realizzazione, si descrive un dispositivo secondo la presente invenzione, caricato con un emocomponente autologo, per l’uso topico nel trattamento di ferite cutanee, nel trattamento di ulcere o di piaghe da decubito, o come sutura nelle lacerazioni cutanee nello stesso soggetto dal quale è stato ottenuto detto emocomponente. In one embodiment, a device according to the present invention is disclosed, loaded with an autologous blood component, for topical use in the treatment of skin wounds, in the treatment of ulcers or pressure sores, or as a suture in skin lacerations in the same. subject from which said blood component was obtained.
Il dispositivo secondo la presente invenzione non solo rende disponibile un veicolo maneggevole per emocomponenti, in particolare per il PRP, ma ne facilita altresì la conservazione. Si è infatti osservato che lo scaffold secondo la presente invenzione, in particolare laddove realizzato in PLA, previene la disidratazione dell’emocomponente e pertanto ne preserva il potere rigenerativo. The device according to the present invention not only makes available a manageable vehicle for blood components, in particular for PRP, but also facilitates their conservation. It has in fact been observed that the scaffold according to the present invention, in particular when made of PLA, prevents dehydration of the blood component and therefore preserves its regenerative power.
Gli esempi che seguono non sono in alcun modo da intendersi limitativi dell’ambito di tutela della presente invenzione ma forme di realizzazione esemplificative del dispositivo secondo la presente invenzione e della sua realizzazione. The following examples are in no way to be construed as limiting the scope of protection of the present invention but exemplary embodiments of the device according to the present invention and its implementation.
Esempi Examples
Esempio 1: preparazione scaffold Example 1: scaffold preparation
Mediante stampaggio 3D, è preparato uno scaffold in PLA. Detto scaffold è a forma circolare con diametro di 90 mm e un’altezza totale di 320�m. Detto scaffold è ottenuto sovrapponendo due strati, ciascuno formato da listelli paralleli. Detti due strati vengono sovrapposti così che i listelli di detto primo strato siano ortogonali ai listelli di detto secondo strato, formando una trama reticolata con pori da 300 �m. By 3D printing, a PLA scaffold is prepared. Said scaffold is circular in shape with a diameter of 90 mm and a total height of 320�m. Said scaffold is obtained by overlapping two layers, each formed by parallel strips. Said two layers are superimposed so that the strips of said first layer are orthogonal to the strips of said second layer, forming a reticulated weft with pores of 300 µm.
Esempio 2: deposito PRP Example 2: PRP filing
Sullo scaffold ottenuto come da esempio 1 viene depositato PRP. Detto PRP è gelificato con l’aggiunta di calcio gluconato e trombina. Il dispositivo viene incubato a 37°C per 20 minuti. L’immagine in figura 2 mostra il dispositivo dopo l’incubazione ed evidenzia come il gel che comprende PRP è ancorato allo scaffold in PLA. PRP is deposited on the scaffold obtained as in example 1. Said PRP is gelled with the addition of calcium gluconate and thrombin. The device is incubated at 37 ° C for 20 minutes. The image in figure 2 shows the device after incubation and highlights how the gel that includes PRP is anchored to the PLA scaffold.
Esempio 3: uso del dispositivo nel trattamento del cheratoma del cavallo. Example 3: use of the device in the treatment of keratoma of the horse.
I cheratomi sono masse cheratinizzate, iperplastiche e aberranti che causano zoppie croniche nei cavalli. I cheratomi si comportano come masse invasive che causano sia deformità della scatola cornea del piede, sia riassorbimento e necrosi da compressione del tessuto osseo della terza falange. Nell’85% dei casi si associa al cheratoma lo sviluppo di ascessi. Il trattamento d’elezione per i cheratomi comporta la rimozione della massa e della parete del piede che lo sovrasta. La chirurgia più conosciuta per asportare i cheratomi prevede la rimozione di una finestra di parete (resezione parziale) o della parete per tutta la lunghezza del piede (resezione completa). Questa tecnica, indicata per cheratomi di grosse dimensioni, può comportare tuttavia un’eccessiva instabilità del piede e un prolungamento della convalescenza del paziente. La prognosi è riservata in quanto la percentuale di casi di recidiva è del 50 % circa. I cavalli possono tornare in attività tra i 6-36 mesi dall’operazione. Keratomas are keratinized, hyperplastic and aberrant masses that cause chronic lameness in horses. Keratomas behave as invasive masses that cause both deformity of the corneal box of the foot, and resorption and necrosis from compression of the bone tissue of the third phalanx. In 85% of cases, the development of abscesses is associated with the keratoma. The treatment of choice for keratomas involves the removal of the mass and wall of the foot that overhangs it. The best known surgery to remove keratomas involves removing a wall window (partial resection) or the wall along the entire length of the foot (complete resection). This technique, indicated for large keratomas, can however lead to excessive instability of the foot and a prolongation of the patient's convalescence. The prognosis is reserved as the percentage of relapse cases is about 50%. Horses can return to activity between 6-36 months after the operation.
In tre cavalli, dopo l’asportazione del cheratoma, è stato applicato il dispositivo preparato come nell’esempio 2, utilizzando PRP autologo. In tutti e tre i casi, è stato osservato un rapido miglioramento. La formazione di un tessuto di granulazione è evidente già pochi giorni dopo il primo trattamento e porta alla successiva formazione di un tessuto di protezione delle strutture cheratogene responsabili della deposizione del materiale corneo dello zoccolo. Non sono stati osservati casi di formazione di eccessivo tessuto di granulazione, una delle complicanze post-operatorie più frequenti in caso di terapia convenzionale. In three horses, after the keratoma was removed, the device prepared as in example 2 was applied, using autologous PRP. In all three cases, rapid improvement was observed. The formation of a granulation tissue is evident already a few days after the first treatment and leads to the subsequent formation of a protective tissue of the keratogenic structures responsible for the deposition of the horny material of the hoof. No cases of excessive granulation tissue formation, one of the most frequent postoperative complications in conventional therapy, were observed.
Il trattamento ha previsto l’applicazione della biomembrana sul sito della lesione e la fasciatura con bendaggi compressivi necessari a mantenere il dispositivo nel sito lesionato. I pazienti sono stati trattati per 4 settimane cambiando la medicazione una volta a settimana. La terapia è stata portata avanti fino alla comparsa di un tessuto cheratinizzato, sufficiente ad assicurare la protezione del tessuto. La figura 3 è indicativa della lesione in uno dei soggetti al giorno 0 (pannello A), al giorno 10 (pannello B), e ai giorni 17, 21 e 27 (pannelli C, D, E). The treatment involved applying the biomembrane to the injury site and dressing with compression bandages necessary to keep the device in the injured site. Patients were treated for 4 weeks by changing the dressing once a week. The therapy was continued until the appearance of a keratinized tissue, sufficient to ensure the protection of the tissue. Figure 3 is indicative of the lesion in one of the subjects on day 0 (panel A), day 10 (panel B), and days 17, 21, and 27 (panels C, D, E).
Esempio 4: uso del dispositivo nel trattamento di una ferita nel cane. Example 4: Use of the device to treat a wound in the dog.
Un cane, lesionato nella porzione interna della coscia a seguito di un incidente, presenta una lesione estesa, con margini tali da non permettere una risoluzione mediante ricostruzione chirurgica, come evidente dalla figura 4, pannello A. Una biomembrana, ottenuta come da esempio 2 con PRP autologo, è stata suturata ai margini della ferita, permettendo di mantenere in posizione i margini senza esercitare trazioni che compromettono la vitalità dei tessuti. A dog, injured in the inner portion of the thigh following an accident, has an extensive lesion, with margins that do not allow resolution by surgical reconstruction, as evident from figure 4, panel A. A biomembrane, obtained as in example 2 with Autologous PRP was sutured to the wound margins, allowing the margins to be kept in position without exerting tractions that compromise the vitality of the tissues.
L’applicazione della biomembrana è avvenuta una sola volta dopo pulizia iniziale della ferita e non è stata necessaria la sua rimozione dopo la guarigione dell’animale, grazie alla capacità intrinseca del PLA di degradarsi. Già dopo due settimane la ferita è arrivata a quasi completa guarigione, senza la formazione di tessuto cicatriziale esuberante, come evidenziato nei pannelli B, C, e D di figura 4, ottenuti al giorno 1, 9 e 14, rispettivamente, dall’applicazione. The application of the biomembrane took place only once after initial cleaning of the wound and it was not necessary to remove it after the animal had healed, thanks to the intrinsic ability of PLA to degrade. Already after two weeks the wound has almost completely healed, without the formation of exuberant scar tissue, as shown in panels B, C, and D of figure 4, obtained on day 1, 9 and 14, respectively, from application.
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2018
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