IT202000013309A1 - Composizione comprendente acido ialuronico. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: "Composizione comprendente acido ialuronico"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda una composizione in forma di idrogel comprendente acqua e acido ialuronico.
L'invenzione ? di seguito descritta in relazione agli ambiti ortopedico e pneumologico, ma ? applicabile a qualsivoglia ambito biomedicale in cui sia possibile iniettare una composizione in forma di idrogel comprendente acqua e acido ialuronico o utilizzare una sospensione aerosol.
L'ortopedia ? il settore della chirurgia che tratta della fissazione, della riparazione o della ricostruzione di ossa danneggiate, applicata anche in settori quali traumatologia, neurochirurgia e chirurgia maxillo-facciale.
L'acido ialuronico ? un polisaccaride naturale molto biocompatibile, presente in tutti i tessuti dell'uomo, ed ? uno dei componenti fondamentali dei tessuti connettivi.
L'acido ialuronico ? un lungo glicosamminoglicano composto da disaccaridi ripetuti di acido glucuronico e N-acetilglucosammina con elevato peso molecolare ed alta viscosit?.
L'acido ialuronico non contiene alcun prodotto di origine animale e non vi ? quindi, con il suo utilizzo, n? il rischio di trasmissione di malattie, n? il rischio di originare malatt?e autoimmunitarie o di creare sensibilit? di qualsiasi origine. L'acido ialuronico attualmente viene preparato in gel a partire da una polvere, in cui forma micelle di acqua grazie alla propria alta affinit? con l'acqua stessa. Si forma quindi un gel cristallino che, iniettato, ottiene una durata prolungata nei tessuti, poich? mantiene la biocompatibilit?. La sua permanenza nei tessuti viene quantificata in 40-45 settimane.
L'acido ialuronico viene utilizzato ad esempio in medicina estetica per aumentare il volume dei tessuti del viso, per correggere rughe, pieghe cutanee, per aumentare il volume delle labbra, e in generale per la correzione degli inestetismi cutanei. Pu? essere in questo caso iniettato all'interno di una cicatrice o a livello dello strato dermico superficiale per trattamenti cutanei e agire come idratante del derma o anche come riempitivo e quindi antirughe. In alternativa l'acido ialuronico ? utilizzato per somministrazione intrarticolare, nel trattamento dell'osteoartrosi, ad esempio a livello del ginocchio, in cui si trova naturalmente nel liquido sinoviale, di cui ? il principale responsabile delle elevate capacit? lubrificanti grazie alla propria viscosit?. L'acido ialuronico contribuisce a lubrificare l'articolazione e ad attutire gli stress meccanici, e ha quindi contemporaneamente una funzione lubrificante ed una funzione ammortizzante. Inoltre, protegge la cartilagine dalla penetrazione di cellule infiammatorie e dagli enzimi litici che la degradano.
Nelle infiltrazioni intrarticolari il preparato ? costituito da un sale sodico di una frazione di acido ialuronico ad alto perso molecolare e con elevato grado di purezza. La breve emivita di questa molecola a livello articolare (il tempo medio ? di 13 ore e mezza), fa escludere che la sua efficacia sia legata semplicemente al ripristino dei livelli fisiologici di acido ialuronico nelle articolazioni osteoartrosiche. Le valutazioni condotte in pazienti affetti da artrosi e da altre artropatie con interessamento del ginocchio hanno messo in evidenza un'azione che, in linea di massima, esplica un'attivit? antinfiammatoria della molecola. In particolare, ? stata messa in evidenza una riduzione sia del versamento articolare, sia della conta dei leucociti.
Gli studi di microartroscopia e gli studi ultrastrutturali sulla cartilagine articolare e sulla membrana sinoviale hanno anche dimostrato che nell'uomo vi ? una possibile riparazione delle lesioni degenerative articolari successiva all'utilizzo del farmaco pervia intrarticolare.
Nei pazienti affetti da artrosi ? per? possibile osservare, tra le altre cose, anche una diminuzione delle propriet? viscoelastiche del liquido sinoviale, associata ad una riduzione della sintesi e del peso molecolare dell?acido ialuronico intrarticolare.
La somministrazione di acido ialuronico puro pu? pertanto non essere sufficiente per ripristinare la corretta viscosit? del liquido sinoviale in condizioni patologiche.
Esiste quindi allo stato attuale un'esigenza non soddisfatta di una composizione in forma di idrogel iniettabile comprendente acqua e acido ialuronico che permetta di migliorare ulteriormente le caratteristiche di viscosit? del liquido sinoviale.
La presente invenzione ha lo scopo di superare gli svantaggi suddetti delle composizioni attualmente note e di costituire una soluzione pratica, semplice, funzionale e vantaggiosa sia come realizzazione e come impiego.
Questi scopi vengono ottenuti, secondo l'invenzione, prevedendo una composizione in forma di idrogel comprendente acqua e acido ialuronico e grafene.
Il grafene ? un materiale costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio, avente cio? uno spessore equivalente alle dimensioni di un solo atomo.
La capacit? degli atomi di carbonio di legarsi tra loro in modo diverso, ottenendo ad esempio lunghe catene, anelli e strutture di notevole complessit?, ? alla base della versatilit? della chimica organica e rende di fatto possibile la vita stessa, cos? come noi la conosciamo.
In natura troviamo il carbonio puro in due principali forme allotropiche. Quando l'atomo di carbonio ? nella particolare configurazione elettronica nota come ibridizzazione sp<3>, ciascuno si lega con altri quattro disposti con una geometria tetraedrica: si dice quindi che il carbonio ? tetravalente. Si ottiene in questo caso una struttura tridimensionale compatta ed eccezionalmente dura: il diamante. Quando l'atomo di carbonio ? invece nello stato di ibridizzazione sp<2>, ciascun atomo si lega ad altri tre (carbonio trivalente) formando un reticolo planare a maglie esagonali, ovvero un foglio di grafene. In natura i fogli di grafene non si trovano isolati: essi infatti aderiscono tra loro e, impilati l'uno sull'altro, costituiscono la sostanza nota come grafite. Le forze che tengono uniti i piani di grafene nella grafite sono molto pi? deboli rispetto ai legami tra gli atomi di uno stesso foglio. Per questo motivo ? facile sfaldare la grafite, come ad esempio avviene quando si traccia un segno di matita sulla carta.
Per la stessa ragione la grafite ? impiegata come lubrificante solido: lo scorrimento tra i piani grafenici che si sfaldano riduce l'attrito.
Il grafene ? stato isolato e prodotto per la prima volta nel 2004, a partire da grafite.
La presente invenzione nasce dalla sorprendente constatazione che l'aggiunta di grafene ad una composizione in forma di idrogel iniettabile comprendente acqua e acido ialuronico aumenta sensibilmente le capacit? lubrificanti della composizione stessa.
Secondo un esempio esecutivo il grafene ? in forma di piastrine ed ? disperso nell'idrogel. Le piastrine hanno dimensioni nella nanoscala, vengono quindi definite nanopiastrine o nanoplatelets in inglese.
In un esempio esecutivo ulteriore, il grafene ? in forma di grafene ossido.
In un esempio esecutivo, il peso molecolare dell'acido ialuronico ? compreso tra 100 e 3000 kDA.
Oggetto della presente invenzione ? inoltre un metodo di preparazione di una composizione in forma di idrogel iniettabile comprendente acqua e acido ialuronico, comprendente i seguenti passi:
a) aggiunta all'acqua di sodio ialuronato, sodio cloruro, sodio fosfato monobasico, sodio fosfato bibasico e grafene;
b) solubilizzazione dei componenti sotto agitazione a temperatura ambiente; c) agitazione della composizione fino a completa dispersione dell'acido ialuronico e quindi alla formazione dell'idrogel.
La composizione ottenuta ha aspetto di massa gelatinosa trasparente/grigia. In una forma esecutiva il pH della composizione ? compreso tra 6,5 e 7,5. La composizione ottenuta pu? essere confezionata nella sua forma definitiva in recipienti come provette o fiale, preferibilmente di vetro e preferibilmente monodose, ad esempio con capacit? di 3 ml.
Oggetto della presente invenzione ? inoltre un kit di preparazione di una composizione come sopra descritta, comprendente un contenitore suddiviso in due camere separate e comunicanti tra loro attraverso un varco, il quale varco ? occluso da una parete di separazione, essendo previsti mezzi di rottura della parete di separazione.
Ci? consente di garantire sempre la corretta omogeneit? della composizione e di evitare accumuli o carenze localizzati di grafene, come potrebbe invece accadere con una preparazione in grossi miscelatori industriali alla luce della difficile miscibilit? del grafene neH'idrogel. La composizione pu? infatti essere miscelata immediatamente prima della somministrazione, evitando il rischio di precipitazione e disomogeneit? che potrebbero crearsi nel tempo.
Secondo una forma esecutiva, la prima camera ha dimensioni maggiori ed ? atta a contenere l'idrogel di acqua e acido ialuronico, mentre la seconda camera ha dimensioni inferiori ed ? atta a contenere grafene.
In un esempio esecutivo i mezzi di rottura della parete sono azionabili manualmente da un utente.
In un ulteriore esempio esecutivo la quantit? di composizione preparata equivale ad una monodose.
In una variante esecutiva, il kit prevede una fiala-siringa. Vantaggiosamente la fiala-siringa pu? essere pre-riempita con la composizione pronta oppure pu? essere provvista di due camere separate da una parete di separazione che pu? essere rotta come descritto sopra per il contenitore.
In un'ulteriore variante esecutiva, il kit prevede una fiala-siringa pre-riempita con il gel di acido ialuronico e una fiala a parte contenente la soluzione di grafene e glicerina.
Oggetto della presente invenzione ? inoltre l'uso della composizione sopra descritta in una iniezione intrarticolare in una articolazione per aumentare le capacit? lubrificanti del liquido sinoviale dell'articolazione.
Oggetto della presente invenzione ? inoltre l'uso della composizione sopra descritta in una sospensione aerosol inalabile.
Tale applicazione trova la sua origine nella sorprendente constatazione che la diffusione all'interno delle vie aeree compresi i polmoni della composizione comprendente grafene secondo la presente invenzione pu? formare un deposito di grafene sulle pareti alveolari che pu? garantire lo scambio gassoso ma che pu? ostacolare il contatto di un virus con i tessuti e quindi con le cellule.
L'acido ialuronico in questo svolge un importante ruolo di trasporto del grafene e di contestuale idratazione dei tessuti.
In una forma esecutiva preferita, l'acido ialuronico ? a bassissimo peso molecolare. Secondo un perfezionamento, il peso molecolare dell'acido ialuronico ? compreso tra 100 e 200 KDa. Ci? risulta particolarmente vantaggioso per ottenere un aerosol efficace.
Queste ed altre caratteristiche del trovato ed i vantaggi che ne derivano appariranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme esecutive di realizzazione, preferite tra le vantaggiose e varie forme di realizzazione del trovato, illustrate a semplice titolo esemplificativo, pertanto non limitativo, con riferimento alle allegate tavole di disegni, in cui:
la fig. 1 illustra uno schema a blocchi del metodo di preparazione della composizione;
la fig. 2 illustra un esempio esecutivo del kit di preparazione della composizione;
la fig. 3 illustra uno schema a blocchi dell'utilizzo del kit;
la fig. 4 illustra un ulteriore esempio esecutivo del kit di preparazione della composizione.
Il metodo illustrato schematicamente in figura 1 prevede di aggiungere in un becher una prestabilita quantit? di acqua per preparati iniettabili. Si procede quindi con una aggiunta 50 all'acqua di sodio ialuronato, sodio cloruro, sodio fosfato monobasico, sodio fosfato bibasico e grafene. Tali componenti vanno incontro ad una solubilizzazione 51 sotto agitazione a temperatura ambiente. Si lascia quindi la composizione in agitazione 52 fino a completa dispersione dell'acido ialuronico e quindi alla formazione dell'idrogel.
Utilizzando un peso molecolare dell'acido ialuronico estremamente basso, ad esempio compreso tra 100 e 200 KDa, la composizione pu? essere utilizzata in una sospensione aerosol inalabile.
Nell'esempio esecutivo di figura 2, il kit di preparazione della composizione in forma di idrogel comprendente acqua e acido ialuronico e grafene ? costituito da un contenitore 1. Il contenitore 1 pu? essere ad esempio un piccolo flacone, una fiala o un boccettino.
Il contenitore 1 ? suddiviso in due camere separate di cui una prima camera 10 e una seconda camera 11. La prima camera 10 ? vantaggiosamente pi? ampia ed ? atta a contenere l'idrogel di acqua e acido ialuronico 2, mentre la seconda camera 11 ha dimensioni pi? ridotte ed ? atta a contenere piastrine di grafene 3. Preferibilmente le piastrine di grafene 3 si trovano in una dispersione acquosa, ad esempio di 1 mg/mL.
La prima camera 10 e la seconda camera 11 sono comunicanti tra loro attraverso un varco 12. Il varco 12 ? occluso da una parete di separazione 13, in modo tale per cui l'idrogel di acqua e acido ialuronico ed il grafene sono mantenuti separati per un tempo indefinito se non sopraggiungono azioni da parte dell'utente.
Il contenitore 1 ? provvisto di mezzi di rottura della parete di separazione 13, preferibilmente azionabili manualmente dall'utente. Nell'esempio in figura il contenitore ? provvisto di un tappino 14, la cui concavit? forma parte della seconda camera 11. Il tappino 14 pu? scorrere all'interno di una zona di collo 15 del contenitore 1 da una posizione iniziale, illustrata in figura, ad una posizione finale in cui ? maggiormente inserito all'interno della zona di collo 15. Il bordo 140 del tappino 14 rivolto verso la parete di separazione 13 presenta almeno in parte un profilo appuntito. Quando l'utente esercita una pressione sulla superficie 141 di testa del tappino 14, il tappino 14 ? forzato a passare dalla posizione iniziale alla posizione finale. In questo passaggio, il bordo 140 del tappino entra in contatto con la parete di separazione 13 e, grazie al suo profilo appuntito, la rompe aprendo il varco 12 e mettendo in comunicazione le due camere.
Il grafene e l'idrogel di acido ialuronico vengono quindi mescolati per formare la composizione iniettabile, con le proporzioni e le caratteristiche di omogeneit? desiderate.
? possibile tuttavia prevedere metodi differenti di rottura della parete di separazione 13 per mettere in comunicazione le due camere 10 e 11.
La figura 2 illustra uno schema a blocchi dell'utilizzo del kit. L'utente agisce sul tappino e causa una rottura 40 della parete di separazione.
Una volta che il grafene e l'idrogel di acido ialuronico sono entrati in contatto tra loro, l'utente agita il contenitore 1 per miscelare correttamente il grafene nell'idrogel, fino ad ottenimento di una dispersione omogenea.
L'idrogel miscelato ? quindi pronto per essere utilizzato e l'utente procede ad effettuarne un prelievo 42 mediante una siringa.
L'idrogel prelevato viene quindi somministrato dall'utente mediante una iniezione intrarticolare 43 o formando una sospensione aerosol inalabile mediante un dispositivo nebulizzatore apposito, del tipo noto allo stato dell'arte.
Vengono di seguito illustrati due esempi esecutivi delle materie prime della composizione oggetto dell'invenzione.
Esempio n 1:
In questo esempio esecutivo, il grafene ? presente all'interno dell'idrogel sotto forma di nanopiastrine in dispersione.
Esempio n. 2:
ln questo esempio esecutivo, il grafene ? presente all'interno dell'idrogel sotto forma di una soluzione di grafene ossido in glicerina precedentemente preparata. Il metodo di preparazione prevede i seguenti passi: a) aggiungere in un becher acqua per preparati iniettabili; b) so!ubilizzare sotto agitazione a temperatura ambiente Sodio Cloruro, Sodio Fosfato Monobasico, Sodio Fosfato Bibasico, soluzione di Grafene Ossido in Glicerina precedentemente preparata e Sodio laluronato; c) lasciare in agitazione fino a completa dispersione dell'acido ialuronico e quindi alla formazione del gel.
Il preparato si presenta come una massa gelatinosa trasparente/grigia, con pH compreso tra 6,5 e 7,5.
La concentrazione di grafene nella composizione ? preferibilmente compresa tra 0,0001 % e 0,05 %.
La figura 4 illustra un esempio esecutivo di fiala-siringa utilizzabile per la presente invenzione in alternativa al contenitore 1 di figura 2. La fiala pu? essere pre-riempita con la composizione pronta, oppure presentare una configurazione con parete di separazione come descritto per il contenitore 1. Da quanto precedentemente esposto ? pertanto evidente che l'invenzione non ? limitata alle forme esecutive test? descritte ed illustrate a semplice titolo di esempi non limitativi, ma potr? essere variata e modificata, nel suo complesso e nei singoli particolari, soprattutto costruttivamente, a seconda delle specifiche esigenze e convenienze di fabbricazione e d'impiego, nell'ambito degli equivalenti tecnici e funzionali, senza per questo abbandonare il principio informatore sopra esposto ed a seguito rivendicato.
Claims (10)
1) Composizione in forma di idrogel comprendente acqua e acido ialuronico, caratterizzata dal fatto che
la composizione comprende grafene.
2) Composizione secondo la rivendicazione 1, in cui il grafene ? in forma di piastrine ed ? disperso nell'idrogel.
3) Composizione secondo la rivendicazione 1, in cui il grafene ? in forma di grafene ossido.
4) Composizione secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui il peso molecolare dell'acido ialuronico ? compreso tra 100 e 3000 kDA.
5) Metodo di preparazione di una composizione comprendente acqua e acido ialuronico,
caratterizzato dal fatto che
comprende i seguenti passi:
a) aggiunta all'acqua di sodio ialuronato, sodio cloruro, sodio fosfato monobasico, sodio fosfato bibasico e grafene;
b) solubilizzazione dei componenti sotto agitazione a temperatura ambiente; c) agitazione della composizione fino a completa dispersione dell'acido ialuronico e quindi alla formazione dell'idrogel.
6) Kit di preparazione di una composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 4, comprendente un contenitore (1) suddiviso in due camere separate (10, 11) e comunicanti tra loro attraverso un varco (12), il quale varco (12) ? occluso da una parete di separazione (13), essendo previsti mezzi di rottura (14, 140) della parete di separazione (13), i quali mezzi di rottura sono azionabili manualmente da un utente.
7) Kit secondo la rivendicazione 6, in cui la prima camera (10) ha dimensioni maggiori ed ? atta a contenere l'idrogel di acqua e acido ialuronico (2), mentre la seconda camera (11) ha dimensioni inferiori ed ? atta a contenere grafene (3).
8) Kit secondo una o pi? delle rivendicazioni da 6 a 7, in cui la quantit? di composizione preparata equivale ad una monodose.
9) Uso della composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 4 in una iniezione intrarticolare in una articolazione per aumentare le capacit? lubrificanti del liquido sinoviale dell'articolazione.
10) Uso della composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 4 in una sospensione aerosol inalabile.
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