ITPD950166A1 - Articoli sanitari e chirurgici essenzialmente costituiti da esteri del l'acido ialuroico - Google Patents
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Abstract
La presente invenzione si riferisce a nuovi biomateriali essenzialmente costituiti da derivati esterificati dell'acido ialuronico da impiegare nel settore chirurgico con particolare riferimento alla prevenzione delle adesioni post-chirurgiche.-Tali materiali possono essere usati singolarmente o in associazione fra loro o con altri materiali costituiti da polimeri sintetici.
Description
Descrizione di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo "Articoli sanitari e chirurgici essenzialmente costituiti da esteri dell'acido ialuronico"
OGGETTO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce a nuovi biomateriali essenzialmente costituiti da derivati esterificati dell ’acido ialuronico da impiegare nel settore chirurgico con particolare riferimento alla prevenzione delle adesioni post-chirurgiche.
CAMPO DELL'INVENZIONE
L’insorgere di aderenze, ovvero di formazioni fibrose che si vengono a creare tra tessuti adiacenti sottoposti a trauma o ad ischemia in seguito ad intervento chirugico resta tuttora una delle più gravi complicazioni operatorie di numerose procedure chirurgiche. Sono state proposte numerose metodiche per evitare l’insorgenza di queste complicazioni e tuttavia il problema resta per lo più irrisolto.
E' stato proposto l'uso di sospensioni di destrano (diZerega G.S., "Contemporary adhesion prevention" Fertility and Sterility, Vol. 61, No. 2, Febbr. 94) da infiltrare nella cavità peritoneale a livello postchirurgico. I risultati clinici sull'uso di tali soluzioni sono stati largamente discordanti. Inoltre, l'uso di soluzioni di destrano è stato accompagnato da frequenti complicazioni, tra cui edema, dolori addominali e dispnea.
E' stato inoltre proposto l'uso di agenti barriera da interporre tra gli organi lesionati in forma di materiali aventi una struttura definita, (ad esempio reti, membrane) (diZerega G.S., "Contemporary adhesion prevention" Fertility and Sterility, Voi. 61, No. 2, Febbr. 94) oppure di gel viscosi (Genzyme US Pat. 4,937,270 - US Pat. 5,017,229). In generale, tali barriere si sono dimostrate inefficaci in quanto responsabili dell'insorgenza di reazioni ischemiche o di reazioni infiammatorie dovute alla presenza di corpi estranei. Gli unici materiali attualmente approvati per uso clinico sono barriere a base di cellulosa ossidata rigenerata (Interceed<R>) e barriere a base di politetrafluoro etilene espanso (e-PTFE) (Goretex<R >- US Pat. 4,478,665 e US Pat. 4,482,516) oppure di polietilene o polipropilene.
Al di là del fatto che le investigazioni cliniche tese a valutare l'efficacia di tali barriere abbiano originato risultati fortemente discordanti, è necessario rilevare che entrambi i suddetti materiali sono associati a rilevanti controindicazioni.
L’uso di membrane di e-PTFE o di polietilene o polipropilene implica l'impianto di un materiale di sintesi estraneo all'organismo umano, non biodegradabile, che può richiedere un secondo intervento chirurgico per la rimozione o il suo riposizionamento dovuta a reazioni indesiderate di tipo infiammatorio. In modelli preclinici e clinici, reti a base di cellulosa ossidata rigenerata sono risultate efficaci nel prevenire la formazione di aderenze solo in seguito ad una meticolosa emostasi.
E' stato quindi proposto l'uso di soluzioni viscose di acido ialuronico (HA) ad alto peso molecolare quali adiuvanti nella prevenzione delle aderenze (Grainger D.A. et al, "The use of hyaluronic acid polymers to reduce postoperative adhesions", J. of Gynecol. Surg., Vol. 7, No. 2, 1991; Urman B. et al, "Effect of hyaluronic acid on postoperative intraperitoneal adhesion formation in thè rat model", Fertility and Sterility, Voi. 56, No. 3, Sett. 1991; Shushan A. et al, "Hyaluronic acid for preventing experimental postoperative intraperitoneal adhesions", J. of Reproductive Med., Voi. 39, No. 5, Magg. 1994; Mitchell J.D. et al, "Reduction in experimental pericardial adhesions using a hyaluronic acid bioabsorbable membrane", Eur. J. Cardio-thorac. Surg., 8: 149-152, 1994). L'acido ialuronico come tale, tuttavia, è caratterizzato da tempi di riassorbimento molto rapidi, incompatibili con il tempo di residenza necessario a prevenire l’insorgenza di adesioni. Inoltre, l'acido ialuronico nativo non è processabile e come tale non può essere trasformato in forma di biomateriali. Allo scopo di prolungare i tempi di degradazione dell'acido ialuronico e di renderlo processabile in diverse forme fisiche utili in svariati settori chirurgici, sono stati sviluppati esteri dell'acido ialuronico. La preparazione di esteri dell'acido ialuronico, in cui sono esterificati tutti o parte dei suoi gruppi carbossilici, ed il loro impiego nel settore farmaceutico, cosmetico, chirurgico e nel settore dei materiali plastici biodegradabili sono stati ampiamente descritti nei brevetti US 4,851,521 e US 4,956,353, concessi rispettivamente il 27.7.89 e il 23.10.90.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
La presente invenzione descrive pertanto la preparazione di articoli sanitari e chirurgici, a base di esteri parziali o totali dell'acido ialuronico, usati singolarmente o in miscela tra loro, caratterizzati da elevata biocompatibilità e trasformabili in forme fisiche che li rendano adatti a svariati usi in chirurgia. I materiali così costituiti sono inoltre completamente biodegradabili e non richiedono un secondo intervento chirurgico per la loro rimozione dai siti di applicazione.
Inoltre, i materiali di cui alla presente invenzione possono essere in forma di membrane, tessuti o reti e tessuti-non tessuti (US 4,851,521; US 4,956,353; WO 93/11804; WO 93/11803; WO 94/17837) e sono caratterizzati dalle seguenti specifiche tecniche:
- le membrane presentano uno spessore variabile, da 10μm a 1,5mm.
- I tessuti o le reti sono caratterizzate da spessore variabile da 200μm a 1,5 mm.
- I tessuti-non tessuti sono essenzialmente caratterizzati da un peso (grammatura) variante tra 20g/mq e 500g/mq e con spessore da 0,2 mm fino a 5 mm.
Tali materiali possono essere usati singolarmente o in associazione fra loro (es. membrana tessuto) o con altri materiali costituiti da polimeri sintetici (es. membrana essenzialmente costituita da derivati esterificati dell'HA polipropilene).
Infatti, la presente invenzione si riferisce anche all'uso di materiali compositi in forma di membrane, tessuti o non tessuti essenzialmente costituiti da esteri dell'acido ialuronico in associazione con materiali non biodegradabili in forma di reti o membrane o non-tessuti quali e-PTFE, polietilene, polipropilene, poliestere (Dacron<R>).
La presente invenzione si riferisce dunque ad una nuova classe di articoli sanitari e chirurgici in forma di manufatti, quali, ad esempio, membrane, reti, e non-tessuti, biocompatibili e bioassorbibili, essenzialmente costituiti da esteri dell'acido ialuronico, usati tal quali o in miscela fra loro o in associazione con altri polimeri sintetici, quali, ad esempio, e-PTFE, polietilene, poliestere), da utilizzarsi in campo chirurgico per la prevenzione della formazione di aderenze post-chirurgiche.
A scopo puramente illustrativo si riportano alcuni esempi che descrivono l'efficacia di tali materiali in una serie di modelli sperimentali di adesioni post-chirurgiche.
ESEMPIO 1:
Questo esempio dimostra l'elevata incidenza di formazione di adesioni chirurgiche osservate in seguito ad un modello di lesione indotta nel fegato di ratto ed è stato stabilito come controllo positivo al fine di confrontare l'azione preventiva di articoli sanitari e chirurgici derivati dall'HA nella formazione di aderenze.
Per questa sperimentazione sono stati utilizzati ratti Sprague Dowley compresi in un range di peso da 275 a 300 gr.
Un numero di 12 animali è stato sottoposto a lesione.
Ogni animale è stato sottoposto a laparotomia mediante incisione addominale previa anestesia con una diluizione di Ketamina, 100mg/Kg e Xilazina 11mg/Kg preparati in condizioni sterili ed iniettati per via i.m.
Il fegato è stato localizzato e quindi esposto; sulla superficie del lobo inferiore è stata indotta una abrasione mediante lieve pressione con un tampone sterile fino a fuoriuscita di sangue. Dopo emostasi della superficie lesionata, la laparotomia è stata chiusa con sutura di seta interrotta mis. 3.0. Gli animali sono stati sacrificati tra 7 e 21 gg.
La valutazione delle adesioni è stata fatta in base alla possibilità di separare le superfici adiacenti (inferiore e superiore) del lobo epatico mediante pinza chirurgica in accordo con la seguente scala:
0 - nessuna adesione - le due superfici sono separabili;
1 - adesione basso-moderata, superfici separabili mediante trazione con pinza;
2 - adesione notevole tra le due superfici, ogni tentativo di separazione provoca la rottura del tessuto epatico.
In questo modello animale sono state considerate clinicamente significative le aderenze = 2.
Per questo gruppo di controllo positivo (formazione di aderenze) 17 animali su 21 (80.9%) hanno evidenziato formazione di aderenze = 2.
ESEMPIO 2:
Questo esempio illustra la significativa riduzione di formazione di aderenze usando una garza a base di HYAFF<11 >(estere benzilico dell'HA) da sola o in combinazione con emostatico SurgicelTM ed Eparina 500 ui/ ml.
Il protocollo chirurgico dell'esempio 1 è stato utilizzato come modello animale per indurre la formazione di adesioni chirurgiche. I significativi vantaggi sulla riduzione della formazione di adesione tra le due superfici adiacenti del lobo epatico sx sono illustrate nella tab. 1.
Risulta evidente che l'impiego di tali materiali come barriere tra due superfici adiacenti riduce la formazione di adesioni in confronto alla percentuale dell'80.9% relativa al gruppo di controllo evidenziato nell'esempio 1.
ESEMPIO 3:
Questo esempio illustra la significativa riduzione di adesione usando una membrana di HYAFF11 di spessore 20mm.
Il protocollo chirurgico dell'esempio 1 è stato utilizzato come modello animale per indurre la formazione di adesioni chirurgiche. L'incidenza sulla formazione di aderenze utilizzando le membrana di HYAFF11 di spessore 20 mm è illustrata in tabella 2:
TAB. 2
Risulta che l'impiego della membrana di HYAFF11 come barriera tra due superfici adiacanti riduce la formazione di adesioni in confronto alla percentuale dell'80.9% relativa al gruppo di controllo evidenziato nell'esempio 1.
ESEMPIO 4:
Questo esempio illustra la significativa riduzione di formazioni di adesioni usando un manufatto non tessuto a base di HYAFF11 in combinazione con emostatico SurgicelTM.
Il protocollo chirurgico dell’esempio 1 è stato utilizzato come modello animale per indurre la formazione di aderenze.
L'incidenza sulla formazione di aderenze utilizzando il non tessuto di HYAFF11 in combinazione con emostatico è illustrato in Tab. 3.
TAB. 3
Risulta evidente che l'impiego del non tessuto di HYAFF11 in combinazione con emostatico riduce la formazione di adesioni in confronto alla percentuale dell'80.9% relativa al gruppo di controllo evidenziato nell'esempio 1.
ESEMPIO 5:
Questo esempio illustra la significativa riduzione di formazioni di adesioni chirurgiche usando un manufatto in forma di film altamente idrofilico a base di HYAFF11 p. 80 (estere dell'acido ialuronico parzialmente esterificato) .
Il protocollo chirurgico dell'esempio 1 è stato utilizzato come modello animale per indurre la formazione di aderenze.
L'incidenza sulla formazione di aderenze utilizzando come barriera il film di HYAFF11 p. 80 è illustrato in tabella 4.
TAB. 4
Risulta evidente che l'impiego del film altamente idrofilico di HYAFF11 p. 80 come barriera tra due superfici adiacenti facilmente aderente ed adattabile alla superficie epatica lesionata riduce la formazione di adesioni in confronto alla percentuale dell'80.9% relativa al gruppo di controllo non trattato descritto nell'esempio 1. ESEMPIO 6:
Questo esempio dimostra l'elevata incidenza di formazione di adesioni chirurgiche osservate in seguito ad un modello di lesione chirurgica indotta sul muro addominale nel ratto.
Questo esempio è stato stabilito come controllo positivo al fine di confrontare l'azione preventiva di articoli sanitati (derivati dell'HA) nella formazione di aderenze.
Un numero di 12 animali è stato sottoposto a lesione.
Ogni animale è stato sottoposto a laparotomia mediante incisione addominale previa anestesia con una diluizione di ketamina 100mg/Kg e xilazina 11mg/kg preparati in condizioni sterili ed iniettati per via i.m.
Il lembo laterale sx dell'incisione è stato sollevato con 2 pinze chirurgiche al fine di esporre la parete addominale. Mediante microforbice chirurgica viene rimossa una superficie di peritoneo pari a 1,5 cm x 1,5 cm fino alla fuoriuscita di un essudato senza rimuovere la fascia muscolare. Per garantire la tenuta tensile del muro addominale è stato necessario suturare sulla superficie lesionata una rete di polipropilene (dimensioni 2 volte superiore alla lesione) con sutura di Vycil bioassorbibile mis 6.0.
Prima della applicazione del materiale è stato necessario praticare un'accurata emostasi della superficie lesionata.
La valutazione delle adesioni è stata fatta dopo sacrificio ad un tempo di 14 gg, tempo intermedio a quello citato nell'esempio 1, in accordo con la seguente scala:
0 - assenza di adesioni
1 - lievi adesioni, non vas col arizzate, facilmente separabili
2- moderate adesioni, non vascolarizzate, separabili mediante trazione manuale
3 - consistenti aderenze, opache vascolarizzate di difficile separazione, necessitano di lisi mediante bisturi
4- aderenze molto consistenti, dense ed opache vascolarizzate sezionabili mediante forbici chirurgiche con conseguente distruzione del tessuto.
Sono state considerate significative le aderenze con grado >2.
Per questo gruppo di controllo positivo (formazione di aderenze) 12 animali su 12 (100%) hanno evidenziato formazione di aderenze >2. ESEMPIO 7:
Questo esempio illustra la significativa riduzione di formazione di aderenze usando HYAFF 11 una rete di polipropilene combinati in un unico manufatto.
Il protocollo chirurgico dell’esempio 6 è stato utilizzato come modello sperimentale animale per indurre la formazione di adesioni chirurgiche.
I significativi vantaggi sulla riduzione dell'incidenza nella formazione di adesioni tra il muro addominale e gli organi interni sono illustrati in tab. 5.
TAB. 5
Risulta evidente che l'impiego del suddetto materiale come barriera (impermeabile alle cellule infiammatorie) tra una superficie lesionata interna (muro addominale) e gli organi adiacenti, riduce la formazione di adesioni in confronto alla percentuale del 100% relativa al gruppo di controllo-trattamento con sola rete di polipropilene descritto nell'esempio 6.
ESEMPIO 8:
Preparazione di un manufatto a base di HYAFF 11+rete di polipropilene.
Si prepara una soluzione di HYAFF11 in DMSO (110mg/ml). A solubilizzazione avvenuta si filtra attraverso una tela filtrante da 20μm , quindi si degasa tenendo per 2 ore in vuoto.
Si versano e si spalmano con una spatola 5ml di soluzione su una lastra di vetro, quindi si pone la rete di polipropilene (6x11cm) sulla soluzione spalmata, versandovi sopra altri 10 ml.
Si spatola ancora fino ad uniformità della soluzione attraverso le maglie della rete, quinsi se ne elimina l'eccesso.
Si immerge la lastra in una vasca contenente etanolo/H20 (90: 10) per 5 ore per consentire la coagulazione ed il distacco del vetro; quindi si immerge in una vasca con etanolo assoluto (16h). Si asciuga su piastra in vuoto per 30’ a 63°C.
ESEMPIO 9:
Preparazione di un manufatto a base di tessuto di HYAFF11 ricoperto da pellicola di HYAFF11.
Si prepara una soluzione di HYAFF11 in DMSO (110μg/ml). A solubilizzazione avvenuta si filtra attraverso una tela filtrate da 20μm , quindi si degasa tenendo per 2 ore in vuoto.
Si versano e si spalmano con una spatola 5ml di soluzione su una lastra di vetro, quindi si pone la garza di HYAFF11 (10x20cm) sullo strato di soluzione spalmata, avendo cura di farla aderire senza pieghe e senza formazione di bolle d’aria, e si versano sulla superficie altri 10 ml e si spatola fino a ricoprirla uniformemente. Si elimina l’eccesso di soluzione.
Si immerge la lastra in una vasca con etanolo per 30’ fino a completa coagulazione e relativo distacco del materiale dal vetro.
Si tiene in etanolo per 16 h e si asciuga su piastre in vuoto per 30' a 63°C.
Eventuali modificazioni agli esempi sopra descritti non sono da considerarsi come divergenze dello spirito e delle prospettive dell'invenzione e tutte quelle modificazioni che apparirebbero evidenti ad un esperto del campo sono comprese nell'ambito delle seguenti rivendicazioni:
Claims (19)
- RIVENDICAZIONI 1) Articoli sanitari e chirurgici essenzialmente costituiti da acido ialuronico e suoi derivati nella prevenzione delle adesioni postchirurgiche.
- 2) Articoli sanitari e chirurgici secondo la rivendicazione 1, in cui i derivati dell'acido ialuronico sono esteri dell'acido ialuronico.
- 3) Articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni 1 e 2 in cui l'estere dell’acido ialuronico è l'estere benzilico dell’acido ialuronico.
- 4) Articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni da 1 a 3 in cui l'estere dell'acido ialuronico è l'estere benzilico con una percentuale di esterificazione tra il 70% e il 100%.
- 5) Articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni da 1 a 4 in cui l'acido ialuronico mantiene un peso molecolare originario dopo il processo di esterificazione.
- 6) Articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni da 1 a 5 in cui l'acido ialuronico e i suoi esteri sono di grado accettabile per le applicazioni farmaceutiche.
- 7) Articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni da 1 a 6 che presentano caratteristiche di biocompatibilità e non presentano una evidente attività infiammatoria.
- 8) Articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni da 1 a 7 che possono presentare una biodegradabilità controllabile nel tempo e significativamente superiore a quella della molecola nativa.
- 9) Articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni da 1 a 8 che possono essere sterilizzati mediante radiazioni gamma a 2,5 Megarad.
- 10) Articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni da 1 a 9 in forma di membrane, garze, non tessuto, con diverse dimensioni e spessori.
- 11) Uso di articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni da 1 a 10 nel settore chirurgico e preferibilmente nella prevenzione delle adesioni post-chirurgiche.
- 12) Uso di articoli sanitari e chirurgici secondo la rivendicazione 11 in chirurgia peritoneale, pericordiale, ostetrica, neurochirurgica, artroscopica, ortopedica, plastica ricostruttiva, tendinea, muscolare, otorinolaringoiatrica, oculistica, urologica.
- 13) Articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni da 1 a 10 che possono essere associati in forma fisica o chimica con polimeri sintetici quali polipropilene, politetrafluoroetilene espanso, poliestere.
- 14) Uso di articoli sanitari e chirurgici secondo la rivendicazione 13 nel settore chirurgico e preferibilmente nella prevenzione delle adesioni post-chirurgiche.
- 15) Uso di articoli sanitari e chirurgici secondo la rivendicazione 14 in chirurgia peritoneale, pericordiale, ostetrica, neurochirurgica, artroscopica, ortopedica, plastica ricostruttiva, tendinea, muscolare, otorinolaringoiatrica, oculistica, urologica.
- 16) Materiali sanitari e farmaceutici ottenuti dalla associazione di articoli sanitari e chirurgici secondo le rivendicazioni 1 a 15 con polipeptidi, fattori di crescita, farmaci, fospolipidi.
- 17) Materiali sanitari e farmaceutici secondo la rivendicazione 16 in cui i farmaci sono antiinfiammatori steroidei, antiinfiammatori non steroidei, eparine a diverso peso molecolare.
- 18) Materiali sanitari e farmaceutici secondo le rivendicazioni 16 e 17 ottenuti ad un grado farmaceuticamente accettabile.
- 19) Uso di materiali sanitari e farmaceutici secondo le rivendicazioni da 16 a 18 nel settore chirurgico e preferibilmente nella prevenzione delle adesioni post-chirurgiche.
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