MX2011000475A - Material de sol de silice con al menos un principio activo terapeutico para la obtencion de materiales de gel de silice biodegradables y/o biorreabsorbibles para la medicina humana y/o la tecnologia medica. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un nuevo material de sol de sílice con al menos un principio activo terapéutico y a su uso para la obtención de materiales de gel de sílice biorreabsorbibles y/o biodegradables con propiedades mejoradas. Los materiales, tales como, por ejemplo, filamentos, materiales no tejidos, polvo, monolito y/o revestimiento se usan, por ejemplo en la tecnología médica y/o la medicina humana, particularmente en el tratamiento de heridas.

Description

MATERIAL DE SOL PE SÍLICE CON AL MENOS UN PRINCIPIO ACTIVO TERAPÉUTICO PARA LA OBTENCIÓN DE MATERIALES DE GEL DE SÍLICE BIODEGRADABLES Y/O BIORREABSORBIBLES PARA LA MEDICINA HUMANA Y/O LA TECNOLOGÍA MÉDICA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un nuevo material de sol de sílice con al menos un principio activo terapéutico para la obtención de materiales de gel de sílice biodegradables y/o biorreabsorbibles para la medicina humana y/o la tecnología médica, así como a un procedimiento para su obtención y su uso. La invención se refiere además a materiales de filamento de gel de sílice biodegradables y/o biorreabsorbibles con al menos un principio activo terapéutico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Existen numerosos intentos de desarrollar materiales biodegradables y/o biorreabsorbibles para distintas aplicaciones en la medicina humana y la tecnología médica. En estos ámbitos se plantean además requisitos que crecen continuamente, particularmente en cuanto a la tolerancia biológica, la eficacia biológica y las propiedades toxicológicas de los materiales.

Los geles de sílice reabsorbibles se conocen en el estado de la técnica. En el documento DE 196 09 551 C1 se describen estructuras filamentosas biodegradables, biorreabsorbibles. Estos filamentos pueden obtenerse en un procedimiento de sol-gel sacando hebras de una masa de hilado y eventualmente secando las mismas. La masa de hilado contiene uno o varios compuestos de silicio parcial o totalmente condensados hidrolíticamente, que se obtienen por condensación hidrolítica de monómeros de fórmula general S1X4. Estos filamentos tienen la desventaja de que en una degradación directamente posterior al procedimiento de hilado aún no muestran resultados óptimos en ensayos de citotoxicidad y en parte deben clasificarse como citotóxicos. Dicha toxicidad es por lo general indeseable precisamente en el uso en medicina humana o la tecnología médica, por ejemplo, en el ámbito de la cicatrización de heridas. El procedimiento de fabricación de filamentos según el documento DE 196 09 551 C1 presenta además la desventaja de que la mezcla resultante, tras retirar el disolvente en la etapa de condensación hidrolítica, ya es una mezcla multifásica y debe someterse forzosamente a una filtración para retirar el sólido resultante. Asimismo, se pierde una gran parte del sol hilable por la formación de la fase sólida y la etapa de filtración obligatoria. Según el procedimiento del documento DE 196 09 551 C1 , tampoco puede impedirse con seguridad la formación de una parte no despreciable de una fase sólida, particularmente una formación de gel, durante la maduración. Esto reduce aún más la proporción de masa de sol hilable.

Independientemente de esto, se ha podido demostrar que los filamentos y los materiales no tejidos según la invención presentan propiedades de cicatrización mejoradas. Además, los filamentos y los materiales no tejidos según la invención son particularmente apropiados para el uso como estructuras de apoyo celular.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objetivo de la presente invención es proporcionar un nuevo material de sol de sílice con al menos un principio activo terapéutico para la fabricación de materiales biodegradables y/o biorreabsorbibles de gel de sílice. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar materiales biodegradables y/o biorreabsorbibles de gel de sílice con al menos un principio activo terapéutico que presenten propiedades citotóxicas y/o cicatrizantes mejoradas. Otro objetivo puede considerarse la obtención de estructuras de apoyo celular mejoradas, por ejemplo para la fabricación in vitro de implantes cutáneos, cartílago y hueso.

El objetivo se resuelve con un material de sol de sílice según la reivindicación 1. Según esto, puede obtenerse un material de sol de sílice con al menos un principio activo terapéutico a) llevando a cabo una reacción de condensación hidrolítica de uno o varios compuestos de Si de la fórmula I SiX4 (I) en la que los radicales X son iguales o diferentes y significan hidroxi, hidrógeno, halógeno, amino, alcoxi, aciloxi, alquilcarbonilo y/o alcoxicarbonilo, y derivan de radicales alquilo que representan radicales eventualmente sustituidos de cadena recta, ramificados o cíclicos con 1 a 20 átomos de carbono, preferentemente con 1 a 10 átomos de carbono, y que pueden estar interrumpidos por átomos de oxígeno o azufre o por grupos amino, catalizados por ácido con un valor de pH inicial de 0 a < 7, eventualmente en presencia de un disolvente soluble en agua, al menos durante 16 h con una temperatura de 0 °C a 80 °C, b) produciendo, mediante evaporación consecutiva, una solución monofásica con una viscosidad en el intervalo de 0,5 a 2 Pa s con una velocidad de cizalla de 10 s'1 a 4 °C c) enfriando a continuación esta solución y d) sometiéndola a una maduración cinéticamente controlada, en la que se forma un sol monofásico homogéneo y se añade al menos un principio activo terapéutico en una o varias de las etapas a) a d), preferentemente en una o varias de las etapas a) a c). En la etapa a) se usa un radical X de uno o varios compuestos de Si diferentes de la fórmula (I): SiX4 (I) en la que los radicales X son iguales o diferentes y significan hidroxi, hidrógeno, halógeno, amino, alcoxi, alciloxi, alquilcarbonilo y/o alcoxicarbonilo, y derivan de radicales alquilo que representan radicales eventualmente sustituidos de cadena recta, ramificados o cíclicos con 1 a 20 átomos de carbono, preferentemente con 1 a 10 átomos de carbono, y que pueden estar interrumpidos por átomos de oxígeno o azufre o por grupos amino.

En una realización preferente según la invención, X representa en la fórmula (I) un radical alcoxi eventualmente sustituido de cadena recta, ramificado y/o cíclico con 1 a 20 átomos de carbono, preferentemente con 1 a 10 átomos de carbono. De manera particularmente preferente, X representa en la fórmula (I) un radical alcoxi C C5 eventualmente sustituido de cadena recta y/o ramificado. Además se prefieren particularmente radicales alcoxi C2-C3 sustituidos, pero preferentemente no sustituidos, de cadena recta o ramificados, tales como, por ejemplo etoxi, n-propoxi y/o isopropoxi.

Según la invención, es particularmente preferente el uso de tetraetoxisilano (TEOS) como compuesto de Si en la reacción de condensación hidrolítica según la invención. Como disolvente soluble en agua se puede usar preferentemente etanol o una mezcla de agua/etanol. El compuesto de Si puede usarse en una relación de > 1 con el etanol.

El pH inicial de 0 a= 7, preferentemente de 2 a 5, se ajusta en una realización preferente de la invención con y agua acidificada con ácido nítrico. Otras mezclas y/o soluciones acidas, que pueden producir localmente NO o N02, sin embargo, también son adecuadas para la realización de la presente invención. Éstas pueden ser, por ejemplo, mezclas y/o soluciones ácidas que, en entorno fisiológico con oxígeno molecular producen enzimáticamente (mediante óxido nítrico sintasa, NOS) monóxido de nitrógeno (NO), que a su vez es transformado rápidamente por el cuerpo en N02, o pueden también ser nitratos orgánicos o ésteres de nitrato (los llamados donantes de NO), por ejemplo, nitrato de etilo, que forman NO con ayuda de una nitratorreductasa orgánica. Para esta liberación enzimática de NO se requieren grupos tiol (cisteína).

Junto al ácido nítrico diluido, por tanto, es apropiada además una solución acuosa o alcohólica (de forma particularmente preferente: una etanólica diluida de forma acuosa) de un ácido fisiológicamente compatible (por ejemplo ácido cítrico, succínico, tartárico, acético o ascórbico) y al menos un aminoácido esencial (por ejemplo L-arginina, de forma particularmente preferente; /.-valina, /.-leucina, .-isoleucina, L-fenilalanina, /.-tiroxina, L-metionina, /.-licina o L-triptófano) o no esencial (por ejemplo L-glutamina, ácido /.-glutámico, L-asparagina, ácido L-aspártico, L-cisteína, L-glicina, L-alanina, L-prolina, L-histidina, L-tirosina) como sustrato de la NOS, para ajustar el pH al valor deseado en el intervalo de acidez baja a media. ^ En una realización preferente, la reacción de condensación hidrolítica se realiza en una relación molar entre 1 : 1 ,7 y 1 : 1 ,9, de forma particularmente preferente en una relación de entre 1 :1 ,7 y 1 :1 ,8, con un compuesto de Si y agua acidificada con ácido nítrico. El agua acidificada con ácido nítrico puede usarse como HN03 0,01 N.

La condensación hidrolítica se lleva a cabo en un periodo de al menos 16 h, preferentemente al menos 18 h, a una temperatura de 0 °C a 80 °C, preferentemente de 0 °C a 78 °C y de forma particularmente preferente de 20-60 °C, incluso mejor de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 50 °C y, por ejemplo -usando los materiales según la invención para el tratamiento de heridas- a temperatura ambiente (aproximadamente 20 a aproximadamente 25 °C) o a aproximadamente 37 °C.

En una realización preferente de la presente invención, la hidrólisis puede llevarse a cabo en un periodo de al menos 16 horas, preferentemente al menos 18 horas hasta 4 semanas. Es preferente un periodo de hidrólisis de 24 h hasta 18 días, particularmente preferente de 3 a 8 días. Sorprendentemente, se comprobó que en un tiempo de hidrólisis prolongado con respecto a los tiempos habituales hasta ahora de unas pocas horas a temperatura ambiente, tras retirar el disolvente en la etapa b) se puede obtener una solución monofásica homogénea que no requiere filtración antes de la maduración en la etapa d).

La primera reacción de condensación hidrolítica se lleva a cabo preferentemente de manera discontinua en un recipiente agitador o en un matraz de fondo redondo de una boca con varilla agitadora. El compuesto de Si de la fórmula (I) (por ejemplo TEOS) y el solvente (por ejemplo etanol) se introducen primero preferentemente. A continuación se realiza la adición rápida del ácido, preferentemente en forma de HN03 0,01 N (por ejemplo 0,01 mol de HN03 por mol de TEOS). Debido a la fuerza de acidez en la mezcla de reacción, la primera reacción de condensación hidrolítica se produce rápidamente, y el interior del recipiente se calienta alrededor de aproximadamente 40 °C, antes de que la temperatura aún durante el tiempo de reacción (en la etapa a)) comience a disminuir (como consecuencia del enfriamiento natural a la temperatura del medio, por ejemplo del refrigerante).

La retirada del disolvente soluble en agua (por ejemplo etanol, agua) en la etapa b) se produce en una realización preferente de la invención en un dispositivo cerrado, en el que se puede producir una mezcla (preferentemente un rotavapor y/o una caldera de agitación) al mismo tiempo que se retira el disolvente (agua, etanol) por vaporización a una presión de 0,1 a 101 ,3 kPa (de 1 a 1013 mbar), preferentemente a una presión de < 60 kPa (< 600 mbar), añadiendo de manera opcional un gas de arrastre químicamente inerte para disminuir la presión parcial del componente que se vaporiza de 1-8 m3/h (preferentemente en 2,5 a 4,5 m3/h), una temperatura de reacción de 30 °C a 90 °C, preferentemente 60-75 °C, aún mejor a 60-70 °C y preferentemente mezclando suavemente el sistema de reacción hasta 80 rpm (preferentemente a 20 rpm hasta 60 rpm) hasta una viscosidad de la mezcla de 0,5 hasta 30 Pa s con una velocidad de cizalla de 10 s'1 a 4 °C, preferentemente 0,5 a 2 Pa s con una velocidad de cizalla de 10 s" a 4 °C, de forma particularmente preferente aproximadamente 1 Pa s (medición a 4 °C, velocidad de 10 s"1).

"Corriente de gas de arrastre" indica según la invención una corriente de gas que se añade al volumen de gas sobre la fase líquida del sistema de reacción. Para garantizar las condiciones isóbaras en el recipiente de reacción, debe evacuarse una corriente volumétrica en forma de gas que esté compuesta tanto del "gas de arrastre" como del/de los componente(s) a vaporizar. La disminución de la presión parcial resultante, es decir, la disminución de la parte de componente a vaporizar o de la mezcla de componentes en el espacio gaseoso, aumenta la fuerza motora para vaporizar el disolvente en la superficie del líquido.

En una realización particularmente preferente, la "corriente de gas de arrastre" se distribuye mediante un distribuidor de gas colocado de manera adecuada en el espacio gaseoso del dispositivo de manera que se asegure un intercambio de gas de arrastre suficiente un poco por encima de la superficie del líquido, sin por ello dirigirse por convección a la superficie del líquido directamente. Esto último puede causar en caso extremo una gelificacion local, lo que es indeseable. Los distribuidores de gas mediante los que se puede llevar a cabo esta realización se conocen por los expertos.

Mediante la reacción/polimerización en progreso (reconocible por el aumento de la viscosidad) se desplaza el equilibrio de las fases, de manera que se reduce cada vez más la presión de equilibrio correspondiente del disolvente en la fase vapor. Cuando la presión de equilibrio se reduce hasta la presión total en la fase gaseosa, la vaporización concluye.

Para seguir vaporizando disolventes, de forma óptima se debe reducir por tanto la presión, ajusfar variablemente la corriente de gas de arrastre y/o aumentar la temperatura.

En una realización preferente de la presente invención, al menos uno de los parámetros del procedimiento presión, corriente de gas de arrastre y/o temperatura debe ajustarse de manera temporalmente variable.

En una realización preferente de la invención, la vaporización en la etapa b) se realiza a una temperatura constante y presión temporalmente variable. En una realización preferente de la invención se usa como corriente de gas de arrastre químicamente inerte nitrógeno y/o aire para reducir la presión parcial.

En una realización preferente de la invención, el disolvente soluble en agua se retira con una combinación de vacío y corriente de gas de arrastre. La presión total y la corriente de gas de arrastre pueden ajustarse en esta realización de la invención de manera independiente entre sí y constante o temporalmente variable. En esta realización de la invención, de manera ideal se ajusta al menos uno de los parámetros del procedimiento presión, corriente de gas de arrastre y/o temperatura de manera temporalmente variable.

Con ello es posible conseguir, por ejemplo de manera integral un tiempo de reacción determinado con un grado de vaporización deseado y/o ajustar la velocidad de vaporización a la cinética de la reacción.

En una realización preferente de la invención, la vaporización en la etapa b) se realizará a una temperatura constante y presión temporalmente variable, reduciéndose la presión hasta el final de la segunda reacción de condensación hidrolítica, partiendo de la presión normal o ligera presión negativa, hasta < 60 kPa (< 600 mbar), preferentemente < 50 kPa (< 500 mbar), de forma particularmente preferente < 10 mbar (< 100).

En el procedimiento operativo combinado (vacío con corriente de gas de arrastre) se prefiere una presión negativa constante o variable de < 60 kPa (< 600 mbar).

Se prefieren particularmente temperaturas superiores a 60 °C para favorecer una reacción reductora de HN03 a NO con la concentración de HN03 en el disolvente residual que por lo demás aumenta notablemente. Este gas muy volátil (punto de ebullición normal aproximadamente -150 °C) se oxida tras la fuga de la fase líquida en contacto con el aire a N02 de ebullición fácil (punto de ebullición aproximadamente 21 °C) que se retira del sistema con la corriente de evacuación o gas. De esta manera se limita o reduce la concentración de ácido en el material según la invención. Sin embargo, de manera alternativa se puede reducir la fuerza de acidez también en una de las etapas siguientes, por ejemplo ventilando el cuerpo sólido, por ejemplo como material no tejido de filamentos.

No obstante, si el sistema usa ácido orgánico/arginina en lugar de ácido nítrico, el aumento del pH y la reducción de la fuerza de acidez, si se desea, se realiza, por ejemplo mediante soluciones de tris (si el ácido, por ejemplo, ácido acético, no se puede retirar) poco antes de la aplicación enjuagando con una solución acuosa de tris.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las figuras 1 a y 1 b son fotografías de pruebas histológicas en animales.

La figura 2 compara la actividad (representada en forma de un valor de medición de fluorescencia) de los fibroblastos dérmicos en las diversas matrices de colágeno, PGA y la matriz filamentosa KG119 La figura 3 es una matriz filamentosa KG1 19 de filamentos biodegradables y/o biorreabsorbibles como estructura de apoyo celular así como colágeno y ácido poliglicólico (PGA).

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De manera sorprendente en comparación con el documento DE 196 09 551 C1 se descubrió que con una mezcla suave del sistema de reacción a 20 rpm hasta 80 rpm se puede impedir la formación de un gradiente de concentración a lo largo de la carga en el recipiente de reacción durante la vaporización reactiva (etapa b). Junto con el tiempo de reacción de condensación hidrolítica prolongado de al menos 16 horas, esto contribuye a que en el procedimiento según la inversión se pueda hilar al menos el 70 %, preferentemente un al menos el 80 % y de forma particularmente preferente al menos un 90 % de la carga de reacción total.

La etapa b) se realiza preferentemente hasta obtener una solución monofásica con una viscosidad en el intervalo de 0,5 a 2 Pa s con una velocidad de cizalla de 10 s"1 a 4 °C, preferentemente aproximadamente 1 Pa s (medición a 4 °C, velocidad de cizalla 10 s"1).

En una realización preferente de la invención se realizará el seguimiento del progreso de la reacción en la etapa b) mediante la viscosidad.

La solución monofásica y homogénea resultante de la reacción de condensación hidrolítica de la etapa b) puede enfriarse a continuación y someterse ventajosamente de manera cuantitativa y de manera opcional sin filtración a una maduración cinéticamente controlada.

La maduración (etapa c)) puede producirse según la invención a una temperatura de -20 °C a 10 °C, preferentemente a 2 °C hasta 4 °C (por ejemplo en un refrigerador). De manera particularmente preferente, la maduración se lleva a cabo a 4 °C. Mediante la baja temperatura se puede producir una condensación adicional de manera cinéticamente controlada durante el tiempo de maduración, partiendo de los compuestos de Si descritos anteriormente en la fórmula (I). En esta mezcla pueden formarse oligomeros y/o polímeros siloxanos y/o silanoles. Los oligomeros y/o polímeros pueden también agregarse con enlaces de puente de hidrógeno. Tras la maduración puede obtenerse según la invención una masa de sol monofásica de estructura viscosa homogénea. De manera ventajosa, según la invención se puede por tanto impidiendo sustancialmente la formación concurrente de una red de gel de polímeros tridimensional. Por tanto, se puede obtener una masa de sol homogénea, que no presenta una segunda fase sólida, particularmente de forma sustancial ninguna fase de gel.

El tiempo de maduración de la etapa d) puede ascender según la invención a de 3 días a 4 semanas, preferentemente al menos 10 días y más preferentemente entre 14 - 40 días, por ejemplo entre 14 y 28 días, aún más preferentemente al menos 25 días y -especialmente si se usan los materiales según la invención para el tratamiento de heridas-entre 25 y 40 días.

De manera preferente según la invención, el sol obtenido en la etapa d) presenta una viscosidad entre 30 y 100 Pa s (velocidad de cizalla de 10 s'1 a 4 °C) con un factor de pérdida (a 4 °C, 10 s"\ 1 % de deformación) de 2 a 5, preferentemente de 2,5 a 3,5 (el factor de pérdida es el cociente entre la proporción de viscosa a elástica de la viscosidad dinámica). Estas condiciones para la maduración son particularmente preferibles si el sol de sílice se debe hilar hasta formar un filamento después de la etapa d).

Para la producción del material de sol de sílice con al menos un principio activo terapéutico, en una o varias de las etapas a) a d), preferentemente en una o varias de las etapas a) a c), se añade al menos un principio activo terapéutico.

Principios activos terapéuticos según la invención, usados preferentemente para la producción del material de sol de sílice, se eligen particularmente del grupo de los analgésicos, anestésicos, antisépticos, hemostáticos, compuestos anticoagulantes, antihistamínicos, compuestos antiflogísticos, sustancias o mezclas de sustancias vegetales que fomentan la cicatrización, vacunas, (por ejemplo, contra infecciones tóxicas de las heridas), factores de crecimiento, proteínas que refuerzan la regeneración, tales como, por ejemplo, colágeno, enzimas, inhibidores enzimáticos, particularmente inhibidores de la proteasa, tales como, por ejemplo, alfa-1-antiquimiotripsina y prolastina, vitaminas o provitaminas, carotinoides, compuestos de cuidado cutáneo, anticonceptivos así como combinaciones de los mismos.

Como analgésicos según la invención se entiende los analgésicos opioides, basados en prototipos como morfina, fentanilo y metadona, tales como, por ejemplo, buprenorfina, y analgésicos no opioides (como analgésicos nicotinérgicos, tales como epibatidina; analgésicos antiflogísticos y antipiréticos ácidos (NSAID - AINE - Non-steroidal anti-inflammatory drugs = antiinflamatorios no esferoides), tales como derivados del ácido salicílico, tales como, por ejemplo, ácido acetilsalicílico (AAS), metilsalicilato o diflunisal, derivados del ácido fenilacético, tales como, por ejemplo diclofenaco, derivados del ácido 2-fenilpropiónico, tales como, por ejemplo, ibuprofeno o naproxeno; analgésicos no ácidos, tales como derivados de 4-aminofenol, tales como, por ejemplo, paracetamol, pirazolonas, tales como, por ejemplo, metamizol o fenazona, oxicams, tales como, por ejemplo, meloxicam o piroxicam; otros analgésicos no opioides, tales como, por ejemplo, flupirtina).

Anestésicos preferentes según la invención son anestésicos locales de tipo amida o éster, particularmente lidocaína, tetracaína, bupivacaína, prilocaína, mepivacaína, etidocaína así como procaína y benzocaína.

Antisépticos preferentes según la invención se escogen del grupo de los compuestos de amonio cuaternario, tales como, por ejemplo benzalconio, cetrimida, cloruro de cetilpiridinio y octenidina; compuestos yodados, tales como, por ejemplo, yodo, povidona yodada; compuestos halogenados, tales como triclosán y clorhexidina; derivados de quinolina, tales como, por ejemplo, oxiquinolina; derivados del fenol, tales como, por ejemplo, resorcinol, triclosán, hexaclorofeno; compuestos mercuriales, tales como merbromina y tiomersal; metales antimicrobianos, tales como, por ejemplo, plata, cobre o cinc así como sus sales, óxidos o compuestos en combinación o solos; ácido benzoico, peróxido de benzoilo y/o biguanidas, particularmente PHMB.

Como antiséptico pueden usarse según la invención también compuestos que presentan un efecto germicida, bactericida (por ejemplo, antibióticos), bacteriostático (por ejemplo, antibióticos), bacteriolítico (por ejemplo, antibióticos), fungicida, viricida, virustático, antiparasitario y generalmente microbiocida.

Hemoestáticos preferentes según la invención se escogen del grupo de trombina, fibrina, fibrinógeno, concentrado de factor VIII, vitamina K, PPSB, protamina, antifibrinolíticos, tales como, por ejemplo, ácido tranexámico y ácido aminocaproico.

Compuestos anticoagulantes preferentes según la invención se escogen del grupo de heparina, cumarinas, inhibidores de la agregación plaquetaria, tales como, por ejemplo, ácido acetilsalicílico, inhibidores de la ciclooxigenasa (COX), clopidogrel, tirofibán; fibrinolíticos, tales como, por ejemplo, estreptocinasa, urocinasa y alteplasa.

Antihistamínicos según la invención se escogen del grupo de las etilendiaminas, tales como, por ejemplo, mepiramina (pirilamina), tripelenamina (piribenzamina), antazolina, dimetinden (bamipina); de las etanolaminas, tales como, por ejemplo, difenhidramina, carbinoxamina, doxilamina, clemastina; de las alquilaminas, tales como, por ejemplo, feniramina, clorfenamina (clorfeniramina), dexclorfenamina, bromfeniramina, triprolidina; de las piperazinas, tales como, por ejemplo, hidroxizina, meclozina; de los antihistamínicos tricíclicos, tales como, por ejemplo, prometazina, alimemazina (trimeprazina), ciproheptadina y azatadina; acrivastina, astemizol, cetirizina, ebastina, fexofenadina, loratadina, mizolastina, terfenadina; azelastina, levocabastina. olopatadina, epinastina, levocetirizina, desloratadina, fexofenadina tioperamida y JNJ7777120.

Compuestos antiflogísticos preferentes según la invención se eligen del grupo de los antiflogísticos/antirreumáticos no esteroideos, tales como, por ejemplo, ácido acetilsalicílico, diclofenac, diflunisal, flurbiprofeno, ibuprofeno, indometacina, ketoprofeno, ácido mefenámico, metamizol, naproxeno, oxifenbutazona, fenilbutazona, fenazona, piroxicam, propifenazona, salicilamida, ácido tiaprofénico, tenoxicam, ácido tolfenámico, glucocorticoides, tales como, por ejemplo, propionato de clobetasol, acetónido de triamcinolona, valerato de betametasona, dexametasona, prednisolona, prednisona, hidrocortisona, acetato de hidrocortisona, fluticasona, budesonida; otros antiflogísticos, tales como, por ejemplo, montelukast o extractos antiflogísticos vegetales de camomila, caléndula, árnica.

Como sustancias o mezclas de sustancias vegetales o extractos vegetales que fomentan la cicatrización se usan en el contexto de la presente invención particularmente extractos de hamamelis, por ejemplo Hamamelis virgina, extracto de caléndula, extracto de aloe, por ejemplo, Aloe vera, Aloe barbadensís, Aloe feroxoder o Aloe vulgaris, extractos de té verde, extracto de algas marinas, por ejemplo, extracto de algas rojas o algas verdes, extracto de aguacate, extracto de mirra, por ejemplo, Commophora molmol, extractos de bambú así como combinaciones de los mismos. En este caso se entiende según la invención particularmente extractos de las hojas, flores, tallos o raíces de las plantas o combinaciones de los mismos.

Como factores de crecimiento según la invención se han de nombrar particularmente: aFGF (factor de crecimiento de fibroblastos ácido), EGF (factor de crecimiento epidérmico), PDGF (factor de crecimiento derivado de plaquetas), rhPDGF-BB (becaplermina), PDECGF (factor de crecimiento de células endoteliales derivado de plaquetas), bFGF (factor de crecimiento de fibroblastos básico), TGF a (factor de crecimiento transformante alfa), TGF-ß (factor de crecimiento transformante beta), KGF (factor de crecimiento de queratinocitos), IGF1/IGF2 (factor de crecimiento de tipo insulina), VEGF (factor de crecimiento vascular endotelial) y TNF (factor de necrosis tumoral).

Como vitaminas o provítaminas según la invención son adecuadas particularmente las vitaminas liposolubles o hidrosolubles vitamina A, grupo de los retinoides, provitamida A, grupo de los carotenoides, particularmente ß-carotina, vitamina E, grupo de los tocoferoles, particularmente tocoferol a, tocoferol ß, tocoferol ?, tocoferol d y tocotrienol a, tocotrienol ß, tocotrienol ? y tocotrienol d, vitamina K, filoquinona, particularmente fitomenadiona o vitamina K vegetal, vitamina C, ácido L-ascórbíco, vitamina B1 , tiamína, Vitamina B2, riboflavina, vitamina G, vitamina B3, níacina, ácido nicotínico y amida de ácido nícotínico, vitamina B5, ácido pantoténico, provitamina B5, pantenol o dexpantenol, vitamina B6, vitamina B7, vitamina H, biotina, vitamina B9, ácido fólico así como combinaciones de los mismos.

Compuestos para el cuidado de la piel preferentes según la invención son particularmente antioxidantes, protectores solares, repelentes de insectos, aceites esenciales, hidratantes, perfumes y/o la coenzima Q10.

Principios activos terapéuticos según la invención que pueden usarse individualmente o como mezcla de diferentes principios activos terapéuticos se encuentran en la composición particularmente con un 0,01 al 40 % en peso, preferentemente con 0,01 al 20 % en peso y de forma particularmente preferente del 0,1 al 10 % en peso con respecto al peso del material de sol de sílice en la composición.

Si los filamentos/materiales no tejidos según la invención están destinados a la cicatrización, el sol obtenido en la etapa d) debe tener preferentemente una viscosidad de 35 a 75 Pa s (velocidad de cizalla 10 s"1 a 4 °C) y más preferentemente de 35 a 45 Pa s (velocidad de cizalla 10 s"1 a 4 °C), preferentemente con un factor de pérdida (a 4 °C, 10 s"1, 1 % de deformación) de 2,5 a 3,5.

Un factor de pérdida demasiado elevado significa una elasticidad del material demasiado grande, que contraviene, por ejemplo a la formación de un hilo estable en el hilado (gelificación, desgarro del hilo). Con un factor de pérdida demasiado bajo el material es tan fluido que no es posible una formación estable del hilo (gota).

Las condiciones en el tiempo de maduración pueden variar, en la medida en que el sol de sílice según la invención, en lugar de como un filamento a hilar, sea procesado a continuación como polvo. Preferentemente, la viscosidad dinámica al final de la etapa d) en este caso asciende a aproximadamente 60 Pa s (velocidad de cizalla 10 s" a 4 °C).

En caso de que el sol de sílice se procese como monolito, la viscosidad dinámica al final de (d) asciende preferentemente igual o mayor a 70 Pa s (velocidad de cizalla 10 s'1 a 4 °C). Si el sol de sílice está destinado al revestimiento de cuerpos o superficies, la viscosidad dinámica, según el grosor deseado de la capa, será menor o igual a 10 Pa s (velocidad de cizalla 10 s"1 a 4 °C).

Preferentemente, la masa de sol obtenida puede usarse de forma al menos aproximadamente cuantitativa en otras etapas y/o procedimientos de producción para materiales de gel de sílice biodegradables y/o biorreabsorbibles. Preferentemente, el sol obtenido en la etapa d) es hilable. En otra etapa e) se puede prever según la invención un procedimiento de hilado.

Una etapa de procedimiento de hilado de tales características puede realizarse en las condiciones habituales, como, por ejemplo se describe en los documentos DE 196 09 551 C1 y DE 10 2004 063 599 Al Aquí se sopla el sol, por ejemplo mediante un recipiente a presión a través de una placa de inyector con boquillas individuales (presión en el recipiente 100-10000 kPa (1-100 bar), preferentemente de 2000 a 3000 kPa (20 a 30 bar)).

La cámara de hilado tiene habitualmente una longitud de 1-5 m, ventajosamente 2 m. El clima en la cámara de hilado se ajusta de manera controlada respecto a la temperatura y la humedad. Se prefieren temperaturas de 20 °C a 30 °C y -5 a 10 °C punto de rocío o humedad de humedad relativa del 20 al 40 %, preferentemente 20-25 % de humedad relativa y de forma particularmente preferente 20 % de humedad relativa.

Después de la caída a través de la cámara de hilado, los filamentos tienen estabilidad dimensional y se depositan en una bandeja de movimiento alternativo. La anchura de malla de las superficies filamentosas creadas de este modo se ajusta entre otros mediante las velocidades de movimiento alternativo. Ésta es de unos cm/s. Con un movimiento en dos ejes se produce de este modo una superficie filamentosa de malla estrecha (material no tejido) en la que se encuentran generalmente aún más del 25 al 33 % de los grupos etoxi, con respecto a TEOS como compuesto de partida que contiene Si.

Especialmente en el uso de los materiales según la invención para el tratamiento de heridas, el peso por unidad de superficie del material de filamento preferentemente es de al menos 90 g/m2, y de forma particularmente preferente de al menos 150 g/m2. El grosor de la superficie para la herida (compuesto del material no tejido hilado) es preferentemente al menos 0,8 mm y de forma particularmente preferente al menos 1 ,5 mm. El diámetro del filamento es preferentemente al menos 45 [im.

Los materiales y productos de filamento de gel de sílice resultantes del procedimiento según la invención, es decir, por ejemplo hilos, filamentos, materiales no tejidos y/o tejidos, presentan una biodegradabilidad y bioresorbibilidad excepcional.

Otra ventaja según la invención es que los materiales de filamento de gel de sílice producidos según la invención frente a los filamentos obtenidos según el procedimiento del documento DE 196 09 551 C1 presentan valores notablemente mejorados en ensayos de citotoxicidad en presencia de fibroblastos de ratón L929 (véase el ejemplo 1 y ejemplo comparativo). Los productos obtenidos del material de sol de sílice según la invención se caracterizan por tanto por una tolerancia biológica particularmente buena. Los hilos, filamentos o materiales no tejidos según la invención pueden usarse por tanto ventajosamente como materiales y productos biodegradables y/o biorreabsorbibles en medicina humana y tecnología médica.

Los filamentos y los materiales no tejidos según la invención con al menos un principio activo terapéutico pueden por sí mismos fomentar o seguir mejorando las propiedades cicatrizantes mejoradas de los filamentos y los materiales no tejidos. Los materiales según la invención pueden usarse particularmente por tanto ventajosamente en el ámbito del tratamiento y la cicatrización de heridas. Los hilos pueden usarse, por ejemplo como material quirúrgico de sutura o como filamentos de refuerzo. Los materiales no tejidos filamentosos según la invención pueden usarse de forma particularmente ventajosa en el tratamiento de heridas superficiales.

Los filamentos y los materiales no tejidos biodegradables y biorreabsorbibles según la invención pueden fabricarse mediante una reacción de condensación hidrolítica controlada de los compuestos de Si mencionados anteriormente y agua acidificada con ácido nítrico mediante las siguientes etapas: a) llevando a cabo una reacción de condensación hidrolítica de uno o varios compuestos de Si de la fórmula I en la que los radicales X son iguales o diferentes y significan hidroxi, hidrógeno, halógeno, amino, alcoxi, aciloxi, alquilcarbonilo y/o alcoxicarbonilo, y derivan de radicales alquilo que representan radicales eventualmente sustituidos de cadena recta, ramificados o cíclicos con 1 a 20 átomos de carbono, preferentemente con 1 a 10 átomos de carbono, y que pueden estar interrumpidos por átomos de oxígeno o azufre o por grupos amino, catalizados por ácido con un valor de pH inicial de 0 a= 7, eventualmente en presencia de un disolvente soluble en agua, al menos durante 16 h, preferentemente al menos durante 18 h con una temperatura de 0 °a 80 °C, preferentemente a 20-60 °C, de forma particularmente preferente de 20 a 50 °C, por ejemplo a temperatura ambiente (de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 25 °C) o a aproximadamente 37 °C, b) produciendo, mediante evaporación consecutiva, una solución monofásica con una viscosidad en el intervalo de 0,5 a 2 Pa s con una velocidad de cizalla de 10 s"1 a 4 °C c) enfriando a continuación esta solución y d) sometiéndola a una maduración cinéticamente controlada, en la que se forma un sol homogéneo y se añade al menos un principio activo terapéutico en una o varias de las etapas a) a d) y preferentemente en una o varias de las etapas a) a c) y. e) hilado del sol obtenido en d) en un procedimiento de hilado.

Si en la reacción de condensación hidrolítica en la etapa a) se usa, por ejemplo TEOS como compuesto de Si, con un tiempo de hidrólisis suficiente se puede obtener tras la vaporización en la etapa b) una solución homogénea. Durante el tiempo de maduración a temperatura baja se puede producir en la etapa c) una reacción cinéticamente controlada. La mezcla puede estar entonces disuelta en la etapa d) como una masa monofásica homogénea y por tanto puede obtenerse como masa de sol hilable.

Los filamentos o los materiales no tejidos obtenidos según la invención pueden usarse así con ventajosamente como materiales biorreabsorbibles y/o bioactivos en la medicina humana y la tecnología médica. Los materiales fabricados según la invención pueden usarse particularmente de forma ventajosa en el ámbito del tratamiento de heridas y la cicatrización de heridas. Los filamentos pueden usarse, por ejemplo como material quirúrgico de sutura o como hilos de refuerzo. Los materiales no tejidos pueden usarse de forma particularmente ventajosa en el tratamiento de heridas superficiales, en la filtración de líquidos corporales (por ejemplo, sangre) o en el ámbito de los biorreactores como agentes auxiliares de cría.

Otra realización de la invención puede ser un sistema de suministro de fármacos y/o una fórmula medicamentosa, un micropolvo y/o un nanopolvo. Por supuesto pueden encontrarse otras sustancias y/o excipientes en la formulación final (polvo) adaptados a la respectiva aplicación. Las partículas de un micropolvo según la invención tienen preferentemente un tamaño (un diámetro medio) de 0,01 pm a 100 pm, particularmente de 0,1 pm a 20 pm. Las partículas de nanopolvo tienen por lo general un tamaño (un diámetro medio) de < 100 nm.

En otra configuración, el sol de sílice según la invención se vierte en un molde. Tras el secado puede obtenerse de esta forma un monolito. Tales monolitos pueden usarse en forma de implantes masivos como sistemas de suministro de principio activo (Drug Delivery System), por ejemplo por vía subcutánea. Pueden usarse de este modo, por ejemplo como depósito para anticonceptivos y liberar el principio activo durante un periodo prolongado de tiempo. Tales implantes según la invención presentan una buena tolerancia biológica. Los monolitos pueden presentar preferentemente un diámetro de = 0,5 mm. De manera alternativa, los monolitos también se pueden deshacer y moler hasta formar polvo.

Según otra configuración de la invención se pueden completar o sustituir los soles de gran viscosidad, particularmente los hidrogeles, con el gel de sílice según la invención. Los hidrogeles se usan en general en el tratamiento de heridas de gran superficie (tratamiento de heridas y cicatrización de heridas). Añadiendo el sol de sílice se puede mejorar ventajosamente la tolerancia biológica y así la cicatrización. Los hidrogeles según la invención pueden por tanto usarse ventajosamente como productos biodegradables y/o biorreabsorbibles en medicina, particularmente en la medicina humana y la tecnología médica.

La presente invención se refiere asimismo a un procedimiento para la reproducción de células in vitro, en el que una matriz filamentosa de un filamento según la invención sirve como sustancia de apoyo celular y/o andamio para la matriz extracelular formada por las células y ofrece a las células la posibilidad de encontrar una disposición en el espacio, que permite a las células multiplicarse y/o alcanzar su diferenciación determinada genéticamente.

Las ventajas del procedimiento según la invención se presentan de forma ilustrativa en el ejemplo 3.

Como células pueden usarse, por ejemplo células madre pluripotenciales indiferenciadas o células diferenciadas genéticamente modificadas o nativas de diversos tipos y grados de diferenciación.

Las células a aplicar a la matriz filamentosa se adhieren a la matriz o se multiplican sobre todo de manera bidimiensional sobre esta matriz para constituir de manera conjunta una matriz extracelular o semioquímicos (hormonas). La matriz filamentosa forma preferentemente un elemento superficial, particularmente en forma de un material no tejido o tejido de filamentos según la invención. Esta matriz filamentosa es preferentemente porosa, de forma que las células introducidas o aplicadas puedan penetrarla, conseguir una distribución tridimensional y activar un crecimiento tisular y orgánico espacial o liberar semioquímicos correspondientemente a su diferenciación genéticamente determinada o inducida mediante factores de diferenciación añadidos. En una realización alternativa de la invención, la matriz está constituida como una red filamentosa impermeable, no penetrable por las células introducidas o aplicadas con la posibilidad de la distribución celular bidimensional y la posibilidad simultánea de un crecimiento tisular y orgánico tridimensional en el sentido de un "composite graft" (injerto compuesto).

El procedimiento de multiplicación in vitro según el procedimiento sirve preferentemente para la fabricación in vitro de compuestos celulares, tejidos y/u órganos.

Un objeto preferente de la invención se refiere a un compuesto celular, tejido y/u órganos que se pueden obtener mediante el procedimiento anteriormente descrito. Tal compuesto celular, tejido y/u órganos son adecuados, por ejemplo como modelo in vitro para interacciones de medicamento-tejido-órgano. Para la producción de tejidos en el exterior del cuerpo humano se aplican numerosos procedimientos que se resumen bajo la amplia expresión de "tissue engineering" (ingeniería tisular). Para ello se aislan, según el tipo de tejido, células de su compuesto tisular existente y se multiplican. Después las células se aplican sobre materiales superficiales de diversa consistencia o se introducen en materiales porosos o gelatinosos, induciendo de este modo la maduración tisular y estimulándola eventualmente con factores de diferenciación. La maduración tisular puede realizarse fuera o dentro del cuerpo. La matriz filamentosa según la invención tiene a este respecto la ventaja de que es biodegradable y/o biorreabsorbible, casi manteniendo no obstante en la multiplicación in vitro durante un determinado periodo de tiempo su forma bi- o tridimensional, tal como muestra el ejemplo 3. Un objeto preferente de la invención se refiere, así pues, a un compuesto celular, tejido y/u órganos con una matriz filamentosa de ácido polisilícico, obtenido preferentemente a partir de los filamentos según la invención, siendo la matriz filamentosa biodegradable y/o biorreabsorbible, tras un periodo de 4 semanas tras la primera colonización celular in vitro idéntica a la forma bi- o tridimensional original de la matriz filamentosa al menos en un 60 %, preferentemente al menos en un 70 % y más preferentemente en al menos un 80 %., por ejemplo, la matriz filamentosa según la invención se degrada y/o reabsorbe preferentemente en una realización semejante sólo tras la aplicación/introducción del compuesto celular, el tejido y/u órgano sobre/en el cuerpo animal o humano.

Según el tipo de célula, las células deben separarse mediante digestión enzimática o mediante separación mecánica de su compuesto de matriz o estimularse para el crecimiento mediante aplicación o introducción sobre o dentro de un medio nutriente en condiciones fisiológicas. La matriz filamentosa mencionada anteriormente sirve en este caso como andamio para el crecimiento celular o como andamio para la acumulación de componentes de matriz extracelular y tisulares. Según la invención, el material filamentoso puede usarse en diversas disposiciones. Qué disposición se debe elegir lo determina el experto según el tejido (celular) a producir. Las disposiciones que entran en consideración son las siguientes: 1) como elemento superficial, es decir, como red filamentosa densa, que permite una penetración más allá de la dimensión de las células aplicadas, pero sólo de manera limitada (es decir, el tamaño medio de los orificios/filamentos o los espacios interred no es en ningún caso mayor, preferentemente incluso menor al tamaño medio de las células a cultivar; de esta manera las células pueden "crecer en los filamentos", pero sólo de manera que se adhieran bien a la base de los filamentos), con la posibilidad esencialmente única pero al menos primordial de la distribución celular bidimensional y un crecimiento celular, tisular y orgánico plano. 2) como elemento espacial tridimensional, es decir, como red filamentosa porosa, penetrable por las células (es decir, el tamaño medio de los orificios/filamentos o los espacios interred no es en ningún caso menor, preferentemente incluso mayor que el tamaño medio de las células a cultivar), con la posibilidad de la distribución celular tridimensional y un crecimiento celular, tisular y orgánico espacial; 3) como combinación de 1) y 2) en el sentido de un "injerto compuesto" u órgano mediante combinación de células, tejidos u órganos así como tejidos de revestimiento de superficies (por ejemplo cápsulas orgánicas); 3) esta variante se considera para estructuras tisulares compuestas por varios tipos celulares., por ejemplo los vasos están compuestos de endotelio y tejido conectivo, sirviendo el endotelio con estructura plana para revestir un vaso sanguíneo, mientras el tejido conectivo sirve de sustancia de apoyo al vaso y forma la estructura hueca tridimensional. Mediante la combinación de 1) como elemento plano para el crecimiento de endotelio y 2) como elemento espacial tridimensional para el crecimiento de tejido conectivo se puede al fin y al cabo reconstruir un vaso.

A continuación se enumeran algunos tipos de tejido y células que son particularmente adecuados para la multiplicación/fabricación por medio de una de las tres variantes y por tanto son preferentes según la invención.

Para la aplicación 1) preferentemente los siguientes tejidos: epitelio, endotelio, urotelio, mucosa, duramadre, tejido conectivo; y preferentemente las siguientes células: células madre pluripotenciales, condrocitos (cartílago; para la multiplicación de condrocitos se necesita un medio bidimensional, para la diferenciación de condrocitos y la formación de la matriz cartilaginosa se requiere por el contrario un medio tridimensional. En la presente memoria con cartílago sólo se quiere decir las células que se desdiferencian y multiplican. La diferenciación se produce con la aplicación 2), osteocitos (huesos, ya sea bi- o tridimensional, en este caso se aplica lo mismo que a los condrocitos), células nerviosas (nervios), células capilares (oído interno-órgano auditivo) o sus células precursoras de cualquier grado de diferenciación (por ejemplo células madre pluripotenciales).

Para la aplicación 2), las siguientes células: las células descritas en la aplicación 1 ) después de su multiplicación plana, las células específicas de órganos (por ejemplo hepatocitos, células renales, cardiomiocitos, células pancreáticas), células del SNC con/sin función endocrina, por ejemplo, retina, neuronas, glándula pineal, células dopaminérgicas, células formadoras de vasos (por ejemplo angiocitos), células con función endo- o exocrina (por ejemplo, células de islotes, células de las glándulas suprarrenales, células de las glándulas salivales, corpúsculos epiteliales, tirocitos), células del sistema inmune (por ejemplo macrófagos, células B, linfocitos T o sus células precursoras de cualquier grado de diferenciación como las células madre pluripotenciales). Las células del sistema inmune se cultivan tridimensionalmente porque en el tejido, después de la penetración por la barrera hematotisular, se encuentran un armazón tridimensional según el tipo de tejido y allí desempeñan su función en el espacio tridimensional.

Para la aplicación 3) los siguientes células/tejidos/órganos: tráquea, bronquios, vasos, tejido linfático, uretra, uréteres, riñon, vejiga, glándula suprarrenal, hígado, bazo, corazón, vasos, tiroides, amígdalas, glándulas salivales, cerebro, músculo (liso, estriado), discos ¡ntervertebrales, menisco, corazón, pulmón, vesícula biliar, esófago, intestino, ojo.

Otra posibilidad de aplicación del material utilizado en la invención es la colonización del material con células que poseen una función endo- o exocrina y liberan principios activos (por ejemplo hormonas, interleucinas, mediadores de la inflamación, enzimas) que desempeñan un efecto en el organismo o fuera de él. Es decir, que el material usado según la invención puede servir, en su colonización con células con función endo- o exocrina, también fuera del cuerpo para producir los principios activos mencionados anteriormente, que luego pueden proporcionarse al cuerpo mediante los procedimientos conocidos en forma de fármacos. Un efecto desempeñado fuera del cuerpo puede servir para influir en los tejidos o las células con la sustancia liberada.

Otro uso de la matriz es como implante biológico biorreabsorbible como carril de guía para la cicatrización propia del cuerpo por debajo o a nivel de la piel, mucosa o en el interior del cuerpo en el marco de operaciones en órganos y tejidos. Para ello si es posible el médico introduce el material como elemento plano o como elemento espacial tridimensional directamente o junto con otras sustancias en la herida o los órganos/tejidos, por ejemplo durante una operación. Las propiedades del material biorreabsorbible inorgánico en forma de filamentos utilizado según la invención requieren para las células a cultivar tan sólo una reducida modificación del medio tisular, particularmente no se produce ningún medio ácido, con la consecuencia de que se evita una influencia negativa sobre la diferenciación tisular y orgánica. Asimismo se produce, independientemente del valor de pH del tejido, una degradación completa del material. Mediante la construcción que tiene lugar de forma simultánea de tejidos u órganos se encuentra en todo momento tejido vital con la posibilidad de penetración por medicamentos antünfecciosos en caso de colonización indeseada con patógenos (infección). Por lo demás la matriz filamentosa puede combinarse adicionalmente con otros principios activos de grupos de sustancias distintos con la posibilidad de una influencia positiva de la diferenciación tisular y orgánica mediante el despliegue de un efecto activo y pasivo en el lugar de aplicación, pero también mediante el despliegue de efecto en un lugar de acción alejado. Aquí se cuentan los principios activos terapéuticos anteriormente mencionados, por un lado particularmente los principios activos antiinfecciosos, por otro lado también los principios activos que favorecen y modulan la cicatrización, la reacción inflamatoria así como la diferenciación de tejido, tales como, por ejemplo, por una parte los factores de crecimiento (IGF, TGF, FGF, etc.) y por otra parte los glucocorticoides y las interleucinas, pero también los quimioterapéuticos y los inmunosupresores.

Los filamentos usados según la invención biorreabsorbibles, inorgánicos posibilitan una adhesión de las células a usar con la posibilidad de multiplicación de las células a lo largo de los filamentos, pero también con la posibilidad de formación de una matriz tisular u orgánica. Al mismo tiempo que la multiplicación de las células o la formación de una matriz tisular u orgánica se produce la degradación de la estructura filamentosa. De manera ideal, la formación tisular, orgánica y celular se correlaciona con la velocidad de degradación del material filamentoso por variación de la condensación de los filamentos. Aquí se encuentra que, cuanto menos avanzado esté el procedimiento de condensación (es decir, la escisión del agua y con ello la policondensación), mejor se puede degradar el material. El mayor contenido de OH y por tanto el filamento de degradación más rápida se consigue con filamentos hilados recientemente, que se conservan a continuación en etanol. El procedimiento de condensación está influido además por los parámetros de hilado, es decir, velocidad de tiro, atmósfera, temperatura de hilado, etc. Los filamentos así fabricados son biodegradables y biorreabsorbibles y se disuelven en un periodo ajustable de preferentemente 2 semanas a 10 semanas, siendo la velocidad de degradación correlativa al número de grupos silanol del filamento. Otro aspecto de la presente invención se refiere al uso de células, tejidos y órganos según la invención, después de su tratamiento con medicamentos y/o principios activos, como modelo in vitro para las interacciones de medicamento-tejido-órgano. Así se pueden minimizar o evitar los experimentos con animales.

Otro objeto de la invención particularmente preferente se refiere a un procedimiento para la fabricación de un implante cutáneo, en el que se aplican células cutáneas sobre la superficie de una solución nutriente y se dejan crecer y se coloca un elemento superficial de un filamento según la invención sobre la solución nutriente.

Asimismo, la presente invención se refiere en un objeto de invención preferente a un implante cutáneo compuesto de células cutáneas y un elemento superficial con filamentos según la invención. Un elemento superficial (preferentemente plano) posibilita un crecimiento plano y por tanto rápido de las células cutáneas, usando eventualmente otros medicamentos infiltrados, que se añaden al filamento.

La invención se ilustrará con más detalle con los siguientes ejemplos, sin limitarse a los mismos.

Todas las viscosidades indicadas se midieron con viscosímetros de la empresa Antón Paar (tipo Physica MCR300 y MCR301) con una velocidad de cizalla de 10 s"1 a 4 °C.

Ejemplos Ejemplo 1 Sol de sílice y material de gel de sílice biorreabsorbible y biodegradable Como reactantes para la condensación hidrolítica se introdujeron 4 moles de TEOS (tetraetoxisilano) en etanol en un recipiente de reacción y se añadieron 7 moles de agua en forma de una solución de HN03 0,01 N y se mezclaron por agitación. La mezcla se agitó durante 8 días a temperatura ambiente. La solución resultante de la reacción de condensación hidrolítica se llevó a continuación, con la vaporización y la condensación en el recipiente de vidrio a 70 °C, a una solución casi libre de agua y etanol. Esta solución era monofásica, no contenía sólidos y mostraba una viscosidad de 1 Pa s (velocidad de cizalla de 10 s"1 a 4 °C). La solución se enfrió hasta 4 °C y se sometió a maduración a esta temperatura. Tras un periodo de maduración de 18 días se obtuvo una masa de sol monofásica homogénea con una viscosidad de 43 Pa s (velocidad de cizalla 10 s" a 4 °C). La masa de sol se presentaba sin fracción de fase sólida apreciable. La masa de sol homogénea se pudo hilar hasta filamentos. Se denomina también masa de hilado.

La fabricación de los filamentos se realizó en una instalación de hilado habitual. Para ello se cargó la masa de hilado en un cilindro de presión enfriado a -15 °C que estaba sometido a una presión de aire de 2 MPa (20 bar). La fuerza resultante presionó el sol a través de boquillas, por lo que se formaron hilos. Los hilos presentaron, según diámetro de la boquilla, un diámetro de 5 y 100 pm.

Los hilos fluidos tipo miel cayeron por su propio peso en una cámara de hilado situada bajo el cilindro de presión y allí reaccionaron hasta una forma esencialmente sólida y se formaron hilos con estabilidad dimensional. Los hilos seguían siendo reactivos en su superficie, de manera que al depositarse sobre una bandeja de movimiento alternativo eventualmente previsto se pudieron pegar unos a otros en las superficies de contacto. Mediante ciclos de elevación ajustables de la bandeja de movimiento alternativo se produjeron entramados transversales adicionales entre los filamentos y se formó un material no tejido.

De manera ventajosa, los hilos obtenidos según la invención estaban más secos que los filamentos obtenidos en condiciones de hilado comparables, fabricados según el procedimiento del documento DE 196 09 551 C1. Con ello, en la preparación sucesiva de materiales no tejidos se obtuvieron materiales no tejidos según la invención de entramado reducido y por tanto más flexibles.

El material no tejido fabricado según la invención se sometió a un ensayo citotóxico según ISO 10993-5 (1999); EN 30993-5 (1994). Tras la extracción del material no tejido con DMEM (medio de Eagle modificado por Dulbecco) se filtró a esterilidad el extracto y se añadió FCS (suero fetal bovino; FCS al 10 % en el extracto) Este extracto mezclado con FCS se colocó en condiciones de esterilidad sobre células de fibroblastos de ratón L929 y se conservó durante 48 h a 37 °C y una presión parcial de C02 del 5 %.

Se usó Tritón X 100 como sustancia tóxica de control, y el medio de cultivo celular como sustancia no tóxica de control. Las células se fijaron para determinar el número de células y se tiñeron con azul de metileno. Tras extracción ácida del azul de metileno se determinó el contenido de colorante mediante fotometría y se comparó la extinción con una curva patrón, para determinar el número de células según la extinción de colorante. La medición del número de células en comparación con el control mostró que el material de gel de sílice según la invención no mostraba propiedades citotóxicas. Las mediciones del contenido proteico (tras lisis alcalina y determinación de contenido proteico con el procedimiento de Bradford) y de la liberación de lactatodeshidrogenasa (LDH; procedimiento fotométrico) confirmaron los resultados.

Ejemplo comparativo En las mismas condiciones se llevaron a cabo mediciones de toxicidad con un material no tejido producido de forma análoga al ejemplo del documento DE 196 09 551 C1 con un periodo de condensación hidrolítica de 1 ,5 h. Sólo se pudo hilar un 50 % del porcentaje de reacción total. En el material filamentoso obtenido así se comprobó una citotoxicidad en el ensayo de citotoxicidad.

Ejemplo 2 En otro estudio se compararon cinco materiales no tejidos filamentosos diferentes (KG211 , KG226, AEH06KGF553, AEH06KGF563 y AEHKGF565) con un cicatrizante de control reabsorbible (Promogran®) en un estudio de cicatrización de 3 meses de duración en cobayas.

Las diferencias de los materiales no tejidos filamentosos se obtienen mediante los distintos parámetros de fabricación indicados en la siguiente tabla 1.

Tabla 1: Para el estudio se produjeron heridas dermoepidérmicas quirúrgicamente en 36 cobayas. En cada animal se retiraron la dermis y la epidermis a ambos lados de la columna vertebral en una superficie aproximada de 6,25 cm2 (2,5 x 2,5 cm). Las heridas se realizaron con un bisturí. No se dañó el panículo carnoso. Se colocó el revestimiento de herida y el Promogran® en las respectivas heridas. Los materiales se cubrieron con un vendaje no adhesivo (URGOTUL®) y una película de poliuretano semipermeable adhesiva (TEGADERM® u OPSITE®). Una compresa cohesiva (gasa y ELASTOPLAST®) protegía los vendajes sobre la herida. Cada material no tejido de filamento o material de control se ensayó en 5 animales, correspondiendo a 10 heridas (n=10). En diversos intervalos de tiempo se evaluó la cicatrización con pruebas macroscópicas, morfométricas e histológicas.

No se observó ninguna intolerancia local en ninguno de los revestimientos de herida ensayados. Las pruebas morfométricas mostraron que las heridas tratadas con Promogran® alcanzaban un 50 % de cicatrización un poco anterior a las tratadas con materiales no tejidos. Para conseguir una cicatrización completa (100 %) o casi completa (75 %, 95 %) de la herida, sin embargo, Promogran® tardaba un poco más en comparación con la mayoría de los materiales no tejidos. El 100 % de la cicatrización se alcanzó con KG211 y KG226 de media en aproximadamente 23 días, con AEH06KGF553, AEH06KGF563 y AEH06KGF565 de medía tras aproximadamente 24 días y con Promogran® sólo tras una media de 26 días.

Las pruebas histológicas de los animales KG211 28 días tras la generación de la herida mostraron una muy buena cicatrización (véase la figura 1a). Sólo la reacción tisular local no estaba totalmente estabilizada, ya que se observaban aún macrófagos aislados. Aparte de esto, el tejido de granulación no presentaba incidencias, mostraba un grosor normal y estaba cubierto por una capa epitelial cerrada de nueva formación.

Las pruebas histológicas de los animales Promogran® 28 días tras la generación de la herida mostraban un tejido de granulación muy vacuolizado y atravesado por células polimorfonucleares (véase la figura 1 b). Al contrario que KG211 , el tejido de granulación no estaba cubierto por una capa epitelial.

Los revestimientos de herida muestran, pues, una cicatrización más breve con generación simultánea de una mejor capa de granulación y una minimización de los pii Ditdi P ssspovo emroorocedimientos inflamatorios en comparación con Promogran® en las primeras 4 semanas de cicatrización.

Ejemplo 3 La matriz filamentosa KG1 19 de filamentos biodegradables y/o biorreabsorbibles como estructura de apoyo celular así como colágeno y ácido poliglicólico (PGA) se esterilizó con rayos gamma y se colocó en un medio completo en una incubadora durante una hora. La matriz filamentosa K.G1 19 se refiere a un material no tejido como elemento superficial. Se fabricó según los parámetros del procedimiento representados en la tabla 2. El corte se troqueló de manera circular (véase la figura 3).

Tabla 2: Parámetro / Descripción KG119 Hidrólisis / Condensación Tipo de recipiente de reacción matraz de fondo redondo de una boca de 2 I Mezcla Varilla agitadora Criterio de interrupción / objetivo de la etapa del 18 h de tiempo de reacción procedimiento Pesada + vertido de TEOS 562,49 g o c Pesada + adición de etanol 156,8 g ? Mezclado 15 min Pesada + preparación de agua 60,38 g Pesada + adición de HN03 1 N 27,81 g Mezclado de HN03 1 N + agua Bamboleo Atemperado autotérmico Piidl 'roaocemenr Vaporización reactiva Tipo del recipiente de reacción vaso de PP abierto Mezcla ninguna o > Tipo del atemperado Baño de agua 00 O CL Medio para la corriente de arrastre aire comprimido </> b Introducción de la corriente de arrastre Corriente transversal sobre vaso Evacuación del aire de salida con etanol incontrolada al entorno Criterio de interrupción / objetivo de la etapa del Pérdida de masa del 61 ,7 % procedimiento o c Mezcla 0 0) E Atemperado 70 °C T3 0) Corriente de aire incontrolada al entorno Duración de vaporización reactiva Pérdida de masa Filtración Tamiz Parámetro / Descripción KG119 Maduración Recipiente de maduración vaso de PP de 500 mi (? O > Almacenamiento durante la maduración Refrigerador 00 O Q. Determinación del progreso de la maduración (0 b Control en procedimiento Tamiz Criterio de interrupción / objetivo de la etapa del Viscosidad din., 30 Pa s pre hilado, procedimiento factor de pérdida 3,22 O Temperatura de maduración 4 °C Tipo de almacenamiento del recipiente de en reposo, recto maduración i Diit sosspvo Almacenamiento (intermedio) Recipiente de almacenamiento vaso de PP de 500 mi Lugar del almacenamiento Congelador Temperatura de almacenamiento -80 °C Tipo del almacenamiento del recipiente de en reposo, recto maduración Hilado Placa de inyector 7 boquillas, D = 150 µ?t? Dispositivo de enjuagado de las placas de tras 1 h inyector Torre de hilado aproximadamente 2 m Bandeja de movimiento alternativo un eje Temperatura en la torre de hilado TA humedad en la torre de hilado aproximadamente el 30 % de HR Duración de hilado para 1 material no tejido 6 min Patrón de movimiento de bandeja de Longitud de elevación: 28 cm movimiento alternativo Ciclos de elevación: Acondicionamiento del material no tejido 6 min Corte 2,5 * 2,5 cm Previamente a la colonización celular se renovó el medio. Luego se añadieron células fibroblásticas dérmicas humanas. El cultivo celular se realizó en placas de plástico de 24 orificios Falcon 351147. El medio se cambió a diario. El medio de colonización celular era Medio de Eagle Modificado por Dulbecco 42430-250 de Gibco completado con suero fetal bovino al 10 % (FBS) y 100 unidades/ml de penicilina, 0,25 g/ml de anfotericina B y 0,1 mg/ml de estreptomicina como antibióticos. Durante el crecimiento de las células se añadieron tras el cambio de medio inicial 50 g/ml de ácido ascórbico al medio. Además, con el número creciente de células, fue necesario mezclar con el medio una solución de tampón bicarbonato sódico (7,5 % Sigma). Los patrones celulares (células de control sin sustancia de apoyo celular) se cultivaron en los soportes de cultivo de tejido habituales y placas de vidrio de placas Iwaki.

El Ensayo con Alamar Blue se realizó con reactivos de Serotec. Éstos se diluyeron al 10 % con tampón HBSS (sin fenol), se ajustaron a 37 °C y se filtraron a esterilidad. Las sustancias de apoyo celular con las células se lavaron en PBS y luego se retiraron de sus placas originales y se colocaron en los soportes de cultivo de tejido y placas de vidrio de placas Iwaki.

La actividad metabólica medida con el Ensayo de Alamar Blue es una función del número de células y de la actividad metabólica de las células individuales. La figura 2 compara la actividad (representada en forma de un valor de medición de fluorescencia) de los fibroblastos dérmicos en las diversas matrices de colágeno, PGA y la matriz filamentosa KG119 así como células sin armazón de apoyo (cultivo de control, Ctrl) con una duración de cultivo de una semana (Wk 1), 2 semanas (Wk 2) y 4 semanas (Wk 4).

La adhesión primaria de las células a KG119 es fuerte y comparable a la del colágeno. KG119 y colágeno superan a PGA en cuanto a la adhesión celular (datos no mostrados). Cuanto más tiempo crezcan las células sobre las matrices, más evidente es la superioridad de la matriz filamentosa KG119. La figura 2 muestra que KG119 supera a las otras estructuras de apoyo celular en cuanto a la actividad metabólica de las células. La alta actividad metabólica se conserva durante todo el periodo de medición (4 semanas). Por el contrario, el colágeno, PGA y las células sin estructuras de apoyo celular no pueden mantener la actividad metabólica durante este periodo de tiempo. Sólo KG119 muestra una adhesión celular alta, proliferación celular con mantenimiento de la actividad metabólica durante todo el periodo de tiempo.

La Figura 3 muestra los armazones de apoyo celular de colágeno, PGA y KG119 antes del cultivo con células fibroblásticas dérmicas humanas y tras 4 semanas de duración de cultivo. Los armazones de apoyo celular de colágeno y PGA se encogen y degradan hasta formar una bola tisular densa. Sólo KG119 mantiene su forma original. Dentro de KG119 se ha formado una masa tisular dérmica densa y los filamentos están firmemente unidos con el tejido.

Ejemplo 4 Fabricación de sol de sílice con principio terapéutico activo En un recipiente de reacción atemperable se colocaron 5,4 moles de tetráetoxisilano en etanol. La solución se homogeneizo durante aproximadamente 15 min. A continuación se añadieron con agitación 56 g de ácido nítrico 1 N diluido con 121 g de agua. La mezcla se agitó durante 18 h. La reacción se produjo a este respecto en primer lugar de manera autotérmica y 2 h tras añadir el ácido se atemperó a 37 °C.

A continuación se añadieron a la mezcla 12 g de lidocaína agitando moderadamente. Esta mezcla se llevó a un recipiente de reacción atemperable precalentado y se vaporizó a aproximadamente 64 °C y con agitación moderada en un periodo de 6 h hasta aproximadamente un 38,5 % de su masa original. La solución era monofásica, no contenía sólidos y presentaba una viscosidad de aproximadamente 3 Pa s (velocidad de cizalla de 10 s 1 a 4 °C).

La solución se enfrió a 4 °C y se sometió a maduración a esta temperatura.

Ejemplo 5 Se mezclan 1124,98 g de TEOS en el matraz de 2 I con 313,60 de EtOH agitando durante 15 min.

En un vaso de vidrio de 250 mi se agitan intensamente 120,76 g de H20, 55,62 g de HN03 1 N y 0,12 g de una solución de nanoplata (AgPURETM W 5 %, rent a scientist GmbH) y de manera opcional se dispersan 15 min en ultrasonidos y se añaden al TEOS diluido. Esta fórmula se agita de forma estándar un total de 18 h (2 h a temperatura ambiente, a continuación 16 h en un baño de agua caliente de 40 °C). Tras la duración de la reacción de 18 horas se pueden ver algunas partículas negras en el sol, tras el tratamiento con ultrasonidos de 30 minutos se obtiene un sol con una turbidez ya sólo muy ligera. Este sol se vaporiza reactivamente en el reactor a 70 °C hasta una pérdida de peso del 61 ,7 %. A 4 °C madura el sol hasta masa de hilado hasta que se alcanzan los datos reológicos deseados. El sol se puede hilar fácilmente, los revestimientos de heridas tienen una coloración ligeramente gris en comparación con los revestimientos de herida no dotados.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Material de sol de sílice con al menos un principio activo terapéutico caracterizado porque se obtiene a) llevando a cabo una reacción de condensación hidrolítica de uno o varios compuestos de Si de la fórmula (I) SiXn (I) en la que los radicales X son iguales o diferentes y significan hidroxi, hidrógeno, halógeno, amino, alcoxi, aciloxi, alquilcarbonilo y/o alcoxicarbonilo, y derivan de radicales alquilo que representan radicales eventualmente sustituidos de cadena recta, ramificados o cíclicos con 1 a 20 átomos de carbono, preferentemente con 1 a 10 átomos de carbono, y que pueden estar interrumpidos por átomos de oxígeno o azufre o por grupos amino, catalizada por ácido con un valor de pH inicial de 0 a = 7, eventualmente en presencia de un disolvente soluble en agua, al menos durante 16 h con una temperatura de 0 °C a 80 °C, b) produciendo, mediante evaporación consecutiva, una solución monofásica con una viscosidad en el intervalo de 0,5 a 2 Pa s con una velocidad de cizalla de 10 s"1 a 4 °C, c) enfriando a continuación esta solución y d) sometiéndola a una maduración cinéticamente controlada, en la que se forma un sol homogéneo y se añade al menos un principio activo terapéutico en una o varias de las etapas a) a d) y preferentemente en una o varias de las etapas a) a c).

2. Material de sol de sílice según la reivindicación 1 , caracterizado porque se usa para la catálisis con ácido H20 acidificada con ácido nítrico con una proporción molar en el intervalo de 1:1 ,7 a 1 :1 ,9, preferentemente en el intervalo de 1 :1 ,7 a 1 :1 ,8 y la reacción de condensación hidrolítica se lleva a cabo durante al menos 16 h, preferentemente 18 h y entre 20 y 60 °C, de forma particularmente preferente a temperatura ambiente (20 a 25 °C).

3. Material según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la reacción de condensación hidrolítica en la etapa a) se lleva a cabo a 20 hasta 60 °C, preferentemente de 20 a 50 °C, de forma particularmente preferente a temperatura ambiente (de 20 a 25 °C) durante un periodo de al menos 16 h hasta 4 semanas, preferentemente de 18 h hasta 4 semanas, de forma particularmente preferente de 24 h hasta 18 días, de forma muy particularmente preferente entre 3 y 8 días.

4. Material según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa b) se produce en un dispositivo cerrado a una temperatura de reacción de aproximadamente 30 a aproximadamente 90 °C.

5. Material según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la solución en la etapa c) se enfría a de 2 °C a 4 °C, preferentemente a 4 °C.

6. Material según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la maduración en la etapa d) se realiza a una temperatura de 2 °C a 4 °C, preferentemente a 4 °C.

7. Material según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la etapa d) la maduración se realiza hasta una viscosidad del sol de 30 a 100 Pa s con una velocidad de cizalla de 10 s" a 4 °C y un factor de pérdida de 2 a 5 (a 4 °C, 10 s"1, 1 % de deformación).

8. Material según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el compuesto de Si usado en la etapa a) es tetraetoxisilano.

9. Uso de un material según una de las reivindicaciones 1 a 9 como material para la fabricación de materiales de gel de sílice biodegradables y/o biorreabsorbibles.

10. Uso de un material según una de las reivindicaciones 1 a 8 como material de hilado para la fabricación de filamentos y materiales no tejidos biodegradables y/o biorreabsorbibles en medicina humana y/o tecnología médica, particularmente para el tratamiento de heridas y/o la cicatrización de heridas.

11. Uso de un material según una de las reivindicaciones 1 a 8 como material para la fabricación de un polvo, monolito y/o revestimiento biorreabsorbible y/o bioactivo.

12. Polvo, monolito y/o revestimiento biorreabsorbible y/o bioactivo, caracterizado porque los mismos se fabrican al menos por medio de una etapa adicional partiendo del sol de sílice según una de las reivindicaciones 1 a 8.

13. Material filamentoso biodegradable y/o biorreabsorbible, caracterizado porque un sol de sílice según una de las reivindicaciones 1 a 8 se hila a continuación en un procedimiento de hilado.

14. Material filamentoso biodegradable y/o biorreabsorbible según la reivindicación 13, caracterizado porque el material filamentoso comprende filamentos, hilos continuos, materiales no tejidos y/o tejidos.

15. Procedimiento para la fabricación de un material de sol de sílice hilable en al menos un 70 % del porcentaje de reacción total, caracterizado porque comprende las etapas de: a) una reacción de condensación hidrolítica de al menos 16 horas de uno o varios compuestos de Si de la fórmula (I) en la que los radicales X son iguales o diferentes y significan hidroxi, hidrógeno, halógeno, amino, alcoxi, aciloxi, alquilcarbonilo y/o alcoxicarbonilo, y derivan de radicales alquilo que representan radicales eventualmente sustituidos de cadena recta, ramificados o cíclicos con 1 a 20 átomos de carbono, preferentemente con 1 a 10 átomos de carbono, y que pueden estar interrumpidos por átomos de oxígeno o azufre o por grupos amino, b) vaporización para la producción de una solución monofásica preferentemente mediante una mezcla suave simultánea del sistema de reacción, c) enfriamiento de la solución monofásica y d) maduración cinéticamente controlada para la obtención del material de sol de sílice.

16. Procedimiento para la multiplicación in vitro de células, caracterizado porque una matriz filamentosa de filamentos según una de las reivindicaciones 13 y/o 14 sirve como sustancia de apoyo celular y/o andamio para la matriz extracelular formada por las células.

17. Compuesto celular, tejido y/u órganos caracterizado porque se fabrica según el procedimiento según la reivindicación 16.

18. Compuesto celular, tejido y/u órganos caracterizado porque comprende una matriz filamentosa de ácido polisilícico, siendo la matriz filamentosa biodegradable y/o biorreabsorbible idéntica a la forma original bi- o tridimensional de la matriz filamentosa al menos en un 60 % tras un periodo de 4 semanas tras la primera colonización celular in vitro.